JPH0913951A - パティキュレートトラップ装置 - Google Patents
パティキュレートトラップ装置Info
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- JPH0913951A JPH0913951A JP7160614A JP16061495A JPH0913951A JP H0913951 A JPH0913951 A JP H0913951A JP 7160614 A JP7160614 A JP 7160614A JP 16061495 A JP16061495 A JP 16061495A JP H0913951 A JPH0913951 A JP H0913951A
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- particulate trap
- sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パティキュレートトラップの再生開始時期を
正確に判断できるパティキュレートトラップ装置を提供
する。 【構成】 排気管８に接続される第１、第２分岐管８
Ａ、８Ｂと、第１、第２パティキュレートトラップ１０
Ａ、１０Ｂと、切換弁１８、１９と、連通路５と、開閉
弁９と、吸入される空気の吸気流量を検出するエアフロ
ーセンサ３２と、吸気温度センサと、吸気圧センサと、
排気の温度を検出する排気温度センサ３５Ａ、３５Ｂ、
３６Ａ、３６Ｂと、排気圧センサ３７Ａ、３７Ｂ、３８
Ａ、３８Ｂと、パティキュレートトラップ再生手段と、
エアフローセンサ３２と、排気気温度センサと、排気圧
センサとから排気流量を求め、この排気流量と排気圧セ
ンサからの圧損情報に基づいてパティキュレートトラッ
プ再生手段を作動させるＥＣＵ１４とを有する。
正確に判断できるパティキュレートトラップ装置を提供
する。 【構成】 排気管８に接続される第１、第２分岐管８
Ａ、８Ｂと、第１、第２パティキュレートトラップ１０
Ａ、１０Ｂと、切換弁１８、１９と、連通路５と、開閉
弁９と、吸入される空気の吸気流量を検出するエアフロ
ーセンサ３２と、吸気温度センサと、吸気圧センサと、
排気の温度を検出する排気温度センサ３５Ａ、３５Ｂ、
３６Ａ、３６Ｂと、排気圧センサ３７Ａ、３７Ｂ、３８
Ａ、３８Ｂと、パティキュレートトラップ再生手段と、
エアフローセンサ３２と、排気気温度センサと、排気圧
センサとから排気流量を求め、この排気流量と排気圧セ
ンサからの圧損情報に基づいてパティキュレートトラッ
プ再生手段を作動させるＥＣＵ１４とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気ガス中よりパティキュレートを除去するパティキュ
レートトラップ装置、特に、パティキュレートトラップ
の捕集したパティキュレートを適時に焼却して再生でき
るパティキュレートトラップ装置に関するものである。
排気ガス中よりパティキュレートを除去するパティキュ
レートトラップ装置、特に、パティキュレートトラップ
の捕集したパティキュレートを適時に焼却して再生でき
るパティキュレートトラップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中には、
カーボン微粒子等を核とするパティキュレートが混入し
ており、このパティキュレートを大気中に放出すること
なく捕集するためにディーゼルエンジンの排気ガス流路
上に、パティキュレートフィルタを有するパティキュレ
ートトラップを装着することが有効とされている。
カーボン微粒子等を核とするパティキュレートが混入し
ており、このパティキュレートを大気中に放出すること
なく捕集するためにディーゼルエンジンの排気ガス流路
上に、パティキュレートフィルタを有するパティキュレ
ートトラップを装着することが有効とされている。
【０００３】このパティキュレートトラップは、車両の
走行時間の増加にともないパティキュレートの捕集量を
増加させる。このような状態に達すると、パティキュレ
ートトラップは車両の排気ガス流路の流路抵抗を増加さ
せ、出力を押さえることとなる。そこで通常のパティキ
ュレートトラップでは、捕集したパティキュレートを、
パティキュレートトラップの内部の排気ガス流入側に配
置した電気ヒータにより所定温度まで加熱しつつ空気を
圧送しながら燃焼させ、パティキュレートトラップを再
生している。
走行時間の増加にともないパティキュレートの捕集量を
増加させる。このような状態に達すると、パティキュレ
ートトラップは車両の排気ガス流路の流路抵抗を増加さ
せ、出力を押さえることとなる。そこで通常のパティキ
ュレートトラップでは、捕集したパティキュレートを、
パティキュレートトラップの内部の排気ガス流入側に配
置した電気ヒータにより所定温度まで加熱しつつ空気を
圧送しながら燃焼させ、パティキュレートトラップを再
生している。
【０００４】パティキュレートトラップの再生開始時期
を判断する方法としては次に挙げるものがあった。１．
エンジンの回転数とトルクとから積算して推定されるパ
ティキュレートの量が所定の値になった時。２．走行時
間を基にして推定されるパティキュレートの堆積量が所
定の値になった時。
を判断する方法としては次に挙げるものがあった。１．
エンジンの回転数とトルクとから積算して推定されるパ
ティキュレートの量が所定の値になった時。２．走行時
間を基にして推定されるパティキュレートの堆積量が所
定の値になった時。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の１の方
法では、エンジンの回転数と負荷が急激に変化した場合
に正確なパティキュレートトラップの再生開始時期の判
断ができず、再生時にパティキュレートトラップの温度
が許容値を越えて上昇し、パティキュレートトラップが
破損するという問題がある。２の方法では、走行パター
ンが一定の場合には適用できるが、走行パターンが決ま
っていない場合（運転状態がまちまちの場合）には、正
確な再生開始時期の判断ができないという問題がある。
法では、エンジンの回転数と負荷が急激に変化した場合
に正確なパティキュレートトラップの再生開始時期の判
断ができず、再生時にパティキュレートトラップの温度
が許容値を越えて上昇し、パティキュレートトラップが
破損するという問題がある。２の方法では、走行パター
ンが一定の場合には適用できるが、走行パターンが決ま
っていない場合（運転状態がまちまちの場合）には、正
確な再生開始時期の判断ができないという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、パティキュレートトラッ
プの再生開始時期を正確に判断できるパティキュレート
トラップ装置を提供することにある。
プの再生開始時期を正確に判断できるパティキュレート
トラップ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
エンジンの排気マニホールドに連通した排気管と、同排
気管に接続される第１、第２分岐管と、同第１、第２分
岐管にそれぞれ配置され、排気中のパティキュレートを
捕集する第１、第２パティキュレートトラップと、上記
第１、第２分岐管を上記パティキュレートトラップの上
流側で開閉する切換弁と、同切換弁と上記パティキュレ
ートトラップとの間で上記第１、第２分岐管を連通させ
る連通路と、同連通路に設けられた開閉弁と、上記エン
ジンの吸気路に設けられ、吸入される空気の吸気流量を
検出する吸気流量センサと、上記空気の温度を検出する
吸気温度センサと、上記空気の圧力を検出する吸気圧セ
ンサと、上記排気の温度を検出する排気温度センサと、
第１、第２のパティキュレートトラップの圧損をそれぞ
れ検出する排気圧センサと、上記パティキュレートトラ
ップに捕集されたパティキュレートを燃焼させてパティ
キュレートトラップの再生を行うパティキュレートトラ
ップ再生手段と、上記吸気流量センサと、上記排気温度
センサと、上記排気圧センサとから排気流量を求め、こ
の排気流量と上記排気圧センサからの圧損情報に基づい
て上記パティキュレートトラップ再生手段を作動させる
制御手段と、を有することを特徴とする。
エンジンの排気マニホールドに連通した排気管と、同排
気管に接続される第１、第２分岐管と、同第１、第２分
岐管にそれぞれ配置され、排気中のパティキュレートを
捕集する第１、第２パティキュレートトラップと、上記
第１、第２分岐管を上記パティキュレートトラップの上
流側で開閉する切換弁と、同切換弁と上記パティキュレ
ートトラップとの間で上記第１、第２分岐管を連通させ
る連通路と、同連通路に設けられた開閉弁と、上記エン
ジンの吸気路に設けられ、吸入される空気の吸気流量を
検出する吸気流量センサと、上記空気の温度を検出する
吸気温度センサと、上記空気の圧力を検出する吸気圧セ
ンサと、上記排気の温度を検出する排気温度センサと、
第１、第２のパティキュレートトラップの圧損をそれぞ
れ検出する排気圧センサと、上記パティキュレートトラ
ップに捕集されたパティキュレートを燃焼させてパティ
キュレートトラップの再生を行うパティキュレートトラ
ップ再生手段と、上記吸気流量センサと、上記排気温度
センサと、上記排気圧センサとから排気流量を求め、こ
の排気流量と上記排気圧センサからの圧損情報に基づい
て上記パティキュレートトラップ再生手段を作動させる
制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
【作用】請求項１のパティキュレートトラップ装置は、
制御手段が吸気流量センサと排気温度センサと排気圧セ
ンサとから排気流量を求め、この排気流量と排気圧セン
サからの圧損情報に基づいてパティキュレートトラップ
再生手段を作動させ、パティキュレートトラップに捕集
されたパティキュレートを燃焼させてパティキュレート
トラップの再生を行う。
制御手段が吸気流量センサと排気温度センサと排気圧セ
ンサとから排気流量を求め、この排気流量と排気圧セン
サからの圧損情報に基づいてパティキュレートトラップ
再生手段を作動させ、パティキュレートトラップに捕集
されたパティキュレートを燃焼させてパティキュレート
トラップの再生を行う。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１において、符号Ｅはディーゼルエンジンを表
している。ディーゼエンジンＥの排気マニホールド７に
は、排気管８が連通されていて、さらに排気管８は、第
１分岐管８Ａと第２分岐管８Ｂとに分岐されている。
する。図１において、符号Ｅはディーゼルエンジンを表
している。ディーゼエンジンＥの排気マニホールド７に
は、排気管８が連通されていて、さらに排気管８は、第
１分岐管８Ａと第２分岐管８Ｂとに分岐されている。
【００１０】第１分岐管８Ａ、第２分岐管８Ｂには、そ
れぞれ第１、第２パティキュレートトラップ１０Ａ、１
０Ｂ（以下第１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂと
いう）が設けられている。
れぞれ第１、第２パティキュレートトラップ１０Ａ、１
０Ｂ（以下第１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂと
いう）が設けられている。
【００１１】第１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂ
は、同一の構成なので第１トラップ１０Ａに代表させ
て、その構成について説明する。なお、第２トラップ１
０Ｂの構成は、第１トラップ１０Ａに用いる符号の最後
にＢを付して図示する。
は、同一の構成なので第１トラップ１０Ａに代表させ
て、その構成について説明する。なお、第２トラップ１
０Ｂの構成は、第１トラップ１０Ａに用いる符号の最後
にＢを付して図示する。
【００１２】第１トラップ１０Ａは、そのケーシング２
Ａの内部に収容され、排気ガス中のパティキュレートを
捕集するセラミック製のパティキュレートフィルタ１Ａ
（以下フィルタ１Ａという）と、フィルタ１Ａの排気ガ
ス流入側に配置され、フィルタ１Ａを加熱してトラップ
したパティキュレートを燃焼させる電気ヒータ６Ａと、
電気ヒータ６Ａのさらに前方に配置された通気孔を多数
形成された熱反射板１１Ａとから主に構成されている。
Ａの内部に収容され、排気ガス中のパティキュレートを
捕集するセラミック製のパティキュレートフィルタ１Ａ
（以下フィルタ１Ａという）と、フィルタ１Ａの排気ガ
ス流入側に配置され、フィルタ１Ａを加熱してトラップ
したパティキュレートを燃焼させる電気ヒータ６Ａと、
電気ヒータ６Ａのさらに前方に配置された通気孔を多数
形成された熱反射板１１Ａとから主に構成されている。
【００１３】ケーシング２Ａの前部には、第１分岐管８
Ａが、その後部には、図示しないマフラへの排気管がそ
れぞれ接続されている。第１フィルタ１Ａ側の端部には
第１フィルタ１Ａへ流入する排気ガスの温度を検出する
前排気温度センサ３５Ａが、一方、ケーシング２Ａ内で
あって第１フィルタ１Ａの後部には、第１フィルタ１Ａ
から流出する排気ガスの温度を検出する後排気温度セン
サ３６Ａがそれぞれ配置されている。
Ａが、その後部には、図示しないマフラへの排気管がそ
れぞれ接続されている。第１フィルタ１Ａ側の端部には
第１フィルタ１Ａへ流入する排気ガスの温度を検出する
前排気温度センサ３５Ａが、一方、ケーシング２Ａ内で
あって第１フィルタ１Ａの後部には、第１フィルタ１Ａ
から流出する排気ガスの温度を検出する後排気温度セン
サ３６Ａがそれぞれ配置されている。
【００１４】第１フィルタ１Ａの前後には、第１トラッ
プ１０Ａの圧損を検出するための前圧力センサ３７Ａ、
後圧力センサ３８Ａがそれぞれ設けられている。これら
各センサからの情報は逐次ＥＣＵ１４に取り込まれる。
なお、第２トラップ１０Ｂの各センサとＥＣＵ１４との
接続線の図示は、図が煩雑化するのを防止するために、
省略している。
プ１０Ａの圧損を検出するための前圧力センサ３７Ａ、
後圧力センサ３８Ａがそれぞれ設けられている。これら
各センサからの情報は逐次ＥＣＵ１４に取り込まれる。
なお、第２トラップ１０Ｂの各センサとＥＣＵ１４との
接続線の図示は、図が煩雑化するのを防止するために、
省略している。
【００１５】フィルタ１Ａは、多数の細路２８Ａを同一
方向に向けて積層されたハニカム構造を採るセラミック
製であり、細路２８Ａの側壁を透過する排気ガスよりパ
ティキュレートを濾過するように構成されている。
方向に向けて積層されたハニカム構造を採るセラミック
製であり、細路２８Ａの側壁を透過する排気ガスよりパ
ティキュレートを濾過するように構成されている。
【００１６】電気ヒータ６Ａ、６Ｂは、バッテリー２６
にスイッチＳＡ、ＳＢを介して接続され、フィルタ再生
時に通電されて発熱する。スイッチＳＡ、ＳＢの切換え
入力端は、後述する制御手段としてのエンジンコントロ
ールユニット１４（以下ＥＣＵ１４という）に接続され
ている。電気ヒータ６Ａ、６Ｂは、排気ガス流路断面方
向に略均一に分布していて、発熱による熱エネルギーで
フィルタ１Ａ、１Ｂに捕集されたパティキュレートを加
熱、燃焼させ、フィルタ１Ａ、１Ｂを再生する。なお、
熱反射板１１Ａ、１１Ｂはフィルタ１Ａ、１Ｂと反対側
に放射される熱を反射し、或いは一旦吸収した上で流動
する排ガスに戻し、パティキュレートの加熱を促進す
る。なお、符号２７はオルタネータを示す。
にスイッチＳＡ、ＳＢを介して接続され、フィルタ再生
時に通電されて発熱する。スイッチＳＡ、ＳＢの切換え
入力端は、後述する制御手段としてのエンジンコントロ
ールユニット１４（以下ＥＣＵ１４という）に接続され
ている。電気ヒータ６Ａ、６Ｂは、排気ガス流路断面方
向に略均一に分布していて、発熱による熱エネルギーで
フィルタ１Ａ、１Ｂに捕集されたパティキュレートを加
熱、燃焼させ、フィルタ１Ａ、１Ｂを再生する。なお、
熱反射板１１Ａ、１１Ｂはフィルタ１Ａ、１Ｂと反対側
に放射される熱を反射し、或いは一旦吸収した上で流動
する排ガスに戻し、パティキュレートの加熱を促進す
る。なお、符号２７はオルタネータを示す。
【００１７】第１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂ
の排気ガス流入側の上流には、ＥＣＵ１４に接続された
アクチュエータ１８ａ、１９ａによって動作する、切換
弁１８、１９がそれぞれ配置されている。切換弁１８、
１９は、ＥＣＵ１４からの信号に応じて、トラップ１０
Ａが再生時にある時に、第１分岐管８Ａを閉鎖し、トラ
ップ１０Ｂが再生時にある時に、第２分岐管８Ｂを閉鎖
する。
の排気ガス流入側の上流には、ＥＣＵ１４に接続された
アクチュエータ１８ａ、１９ａによって動作する、切換
弁１８、１９がそれぞれ配置されている。切換弁１８、
１９は、ＥＣＵ１４からの信号に応じて、トラップ１０
Ａが再生時にある時に、第１分岐管８Ａを閉鎖し、トラ
ップ１０Ｂが再生時にある時に、第２分岐管８Ｂを閉鎖
する。
【００１８】第１分岐管８Ａと第２分岐管８Ｂとは、第
１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂの排気ガス流入
側の上流にて、連通路５で連通されており、連通路５の
略中央には、ＥＣＵ１４に接続されたアクチュエータ９
ａによって、連通路５を開閉する開閉弁９が配置されて
いる。開閉弁９は、フィルタ１Ａ又は１Ｂの再生時に、
ＥＣＵ１４からの信号に基づいて動作され、再生中の第
１トラップ１０Ａ又は第２トラップ１０Ｂへ排気ガスを
供給する。このディーゼルエンジンＥは酸素過剰下で運
転される比率が大きく、排気ガス中に含まれる酸素によ
りパティキュレートを燃焼させる。
１トラップ１０Ａ、第２トラップ１０Ｂの排気ガス流入
側の上流にて、連通路５で連通されており、連通路５の
略中央には、ＥＣＵ１４に接続されたアクチュエータ９
ａによって、連通路５を開閉する開閉弁９が配置されて
いる。開閉弁９は、フィルタ１Ａ又は１Ｂの再生時に、
ＥＣＵ１４からの信号に基づいて動作され、再生中の第
１トラップ１０Ａ又は第２トラップ１０Ｂへ排気ガスを
供給する。このディーゼルエンジンＥは酸素過剰下で運
転される比率が大きく、排気ガス中に含まれる酸素によ
りパティキュレートを燃焼させる。
【００１９】開閉弁９と第１分岐管８Ａとの間の連通路
５には、再生中の第１トラップ１０Ａ又は第２トラップ
１０Ｂへ供給する排気ガスの流量を絞るオリフィス２０
が設けられている。
５には、再生中の第１トラップ１０Ａ又は第２トラップ
１０Ｂへ供給する排気ガスの流量を絞るオリフィス２０
が設けられている。
【００２０】ディーゼルエンジンＥの吸気マニホールド
３０には、吸気路を介してエアクリーナ３１が設けられ
ていて、吸気路にはディーゼルエンジンＥに吸入される
空気の吸気流量を検出する吸気流量センサとしてのエア
フローセンサ３２が配置されている。エアフローセンサ
３２としては、例えば周知のカルマン渦式のものが用い
られる。また、このエアフローセンサ３２は、吸入され
る空気の温度を検出する吸気温度センサと、空気の圧力
を検出する吸気圧センサとの機能を兼ね備えている。エ
アフローセンサ３２からの、吸気流量、吸気温度、吸気
圧の各情報はＥＣＵ１４に入力される。
３０には、吸気路を介してエアクリーナ３１が設けられ
ていて、吸気路にはディーゼルエンジンＥに吸入される
空気の吸気流量を検出する吸気流量センサとしてのエア
フローセンサ３２が配置されている。エアフローセンサ
３２としては、例えば周知のカルマン渦式のものが用い
られる。また、このエアフローセンサ３２は、吸入され
る空気の温度を検出する吸気温度センサと、空気の圧力
を検出する吸気圧センサとの機能を兼ね備えている。エ
アフローセンサ３２からの、吸気流量、吸気温度、吸気
圧の各情報はＥＣＵ１４に入力される。
【００２１】ＥＣＵ１４は、マイクロコンピュータで要
部が構成され、エアフローセンサ３２からの吸気流量、
各温度センサからの排気温度、各圧力センサからの排気
圧の情報に基づいて排気流量を求め、この排気流量と、
前圧力センサ３７Ａと後圧力センサ３８Ａとから求めら
れる第１トラップ１０Ａの圧損とに基づいて、電気ヒー
タ６Ａ、６Ｂの通電と、切換弁１８、１９及び開閉弁９
とを制御する機能を有する。
部が構成され、エアフローセンサ３２からの吸気流量、
各温度センサからの排気温度、各圧力センサからの排気
圧の情報に基づいて排気流量を求め、この排気流量と、
前圧力センサ３７Ａと後圧力センサ３８Ａとから求めら
れる第１トラップ１０Ａの圧損とに基づいて、電気ヒー
タ６Ａ、６Ｂの通電と、切換弁１８、１９及び開閉弁９
とを制御する機能を有する。
【００２２】ＥＣＵ１４は、図２に示すように、排気流
量とフィルタ圧損との関係を示す変化特性図を有してお
り、この特性図は、縦軸にフィルタ圧損が、横軸に排気
流量がそれぞれ設定されている。線Ａは再生開始圧損を
示していて、この線Ａより上の領域では、トラップの再
生が必要と見做す。
量とフィルタ圧損との関係を示す変化特性図を有してお
り、この特性図は、縦軸にフィルタ圧損が、横軸に排気
流量がそれぞれ設定されている。線Ａは再生開始圧損を
示していて、この線Ａより上の領域では、トラップの再
生が必要と見做す。
【００２３】以下、図３に示すパティキュレートトラッ
プ装置の再生開始時判断フローチャートに沿って動作を
説明する。本例では、第１トラップ１０Ａから使用を開
始するものとする。
プ装置の再生開始時判断フローチャートに沿って動作を
説明する。本例では、第１トラップ１０Ａから使用を開
始するものとする。
【００２４】図示しないエンジンキーがオンすると、エ
ンジンＥやＥＣＵ１４及び各種センサが作動し、エンジ
ンＥからの排気ガスは主排気管８から第１分岐管８Ａを
経てフィルタ１Ａに達し、ここでパティキュレートが捕
集されてから大気中に排出される。
ンジンＥやＥＣＵ１４及び各種センサが作動し、エンジ
ンＥからの排気ガスは主排気管８から第１分岐管８Ａを
経てフィルタ１Ａに達し、ここでパティキュレートが捕
集されてから大気中に排出される。
【００２５】ＥＣＵ１４が作動すると、ステップｓ１で
各種情報が取り込まれる。即ち、エアフローセンサ３２
から、吸気流量、吸気温度、吸気圧の情報を取り込み、
さらにエンジン回転数ＮＥ、前、後排気温度センサ３５
Ａ、３６Ａから排気ガスの温度情報を、前、後圧力セン
サ３７Ａ、３８Ａから圧力情報をそれぞれ取り込み、ス
テップｓ２に進み、エンジン回転数ＮＥが設定値Ａが、
例えば８００ｒｐｍ以上がどうかを判断し、ノーであれ
ばステップｓ１へリターンし、イエスであればステップ
ｓ３へ進む。
各種情報が取り込まれる。即ち、エアフローセンサ３２
から、吸気流量、吸気温度、吸気圧の情報を取り込み、
さらにエンジン回転数ＮＥ、前、後排気温度センサ３５
Ａ、３６Ａから排気ガスの温度情報を、前、後圧力セン
サ３７Ａ、３８Ａから圧力情報をそれぞれ取り込み、ス
テップｓ２に進み、エンジン回転数ＮＥが設定値Ａが、
例えば８００ｒｐｍ以上がどうかを判断し、ノーであれ
ばステップｓ１へリターンし、イエスであればステップ
ｓ３へ進む。
【００２６】ステップｓ３では、エアフローセンサ３２
からの吸気流量の変化率αＱＡ／ｄｔが設定値Ｂ、例え
ば、−２ｌ／ｓ2以上、設定値Ｃ、例えば、２ｌ／ｓ2以
下かどうかを判断し、ノーであればステップｓ１へリタ
ーンし、イエスであればステップｓ４へ進む。
からの吸気流量の変化率αＱＡ／ｄｔが設定値Ｂ、例え
ば、−２ｌ／ｓ2以上、設定値Ｃ、例えば、２ｌ／ｓ2以
下かどうかを判断し、ノーであればステップｓ１へリタ
ーンし、イエスであればステップｓ４へ進む。
【００２７】ステップ４では、前、後排気温度センサ３
５Ａ、３６Ａからの排気ガスの温度情報に基づいて求め
られた第１フィルタ１Ａの入口、出口の温度差ΔＴｆが
設定値Ｄ、例えば−３０°Ｃ以上、設定値Ｅ、例えば３
０°Ｃ以下かどうかを判断し、ノーであればステップｓ
１へリターンし、イエスであればステップｓ５へ進み、
排気流量ＱＥを算出する。
５Ａ、３６Ａからの排気ガスの温度情報に基づいて求め
られた第１フィルタ１Ａの入口、出口の温度差ΔＴｆが
設定値Ｄ、例えば−３０°Ｃ以上、設定値Ｅ、例えば３
０°Ｃ以下かどうかを判断し、ノーであればステップｓ
１へリターンし、イエスであればステップｓ５へ進み、
排気流量ＱＥを算出する。
【００２８】ここで、排気流量ＱＥの算出方法について
説明する。エアフローセンサ３２で吸気流量ＱＡを計測
する。次に、エアフローセンサ３２からの吸気温度ＴＡ
（°Ｃ）と吸気圧ＰＡ（ｋＰａＡ）との情報から吸入空
気の密度ρＡ（ｋｇ／ｍ3）を求めると、式１：ρＡ＝
１．２９３×（ＰＡ／１０１．３２５）×｛２７３／
（２７３＋ＴＡ）｝となる。従って、吸入空気の質量流
量ｍ（ｋｇ）は、式２：ｍ＝ρＡ×ＱＡとなる。
説明する。エアフローセンサ３２で吸気流量ＱＡを計測
する。次に、エアフローセンサ３２からの吸気温度ＴＡ
（°Ｃ）と吸気圧ＰＡ（ｋＰａＡ）との情報から吸入空
気の密度ρＡ（ｋｇ／ｍ3）を求めると、式１：ρＡ＝
１．２９３×（ＰＡ／１０１．３２５）×｛２７３／
（２７３＋ＴＡ）｝となる。従って、吸入空気の質量流
量ｍ（ｋｇ）は、式２：ｍ＝ρＡ×ＱＡとなる。
【００２９】第１フィルタ１Ａを通過する排気ガスの質
量流量と吸入空気の質量流量ｍとは燃料分の質量を無視
すれば、質量保存の法則により等しい。第１フィルタ１
Ａを通過する排気ガスの密度をρＥ（ｋｇ／ｍ3）、第
１フィルタ１Ａを通過する排気ガスの体積流量（排気流
量ＱＥ）ＱＡＶＴＰ１（ｍ3）とすると、式３：ｍ＝ρ
Ａ×ＱＡ＝ρＥ×ＱＡＶＴＰ１となる。
量流量と吸入空気の質量流量ｍとは燃料分の質量を無視
すれば、質量保存の法則により等しい。第１フィルタ１
Ａを通過する排気ガスの密度をρＥ（ｋｇ／ｍ3）、第
１フィルタ１Ａを通過する排気ガスの体積流量（排気流
量ＱＥ）ＱＡＶＴＰ１（ｍ3）とすると、式３：ｍ＝ρ
Ａ×ＱＡ＝ρＥ×ＱＡＶＴＰ１となる。
【００３０】排気ガスの密度をρＥを式１から次式で仮
定する。第１フィルタ１Ａの入口圧力をＰ１（ｋＰａ
Ｇ）、第１フィルタ１Ａの入口の排気ガス温度をＴ１
（°Ｃ）、第１フィルタ１Ａの出口の排気ガス温度をＴ
２（°Ｃ）、第１フィルタ１Ａの入口と出口の平均排気
ガス温度をＡＶＴ（°Ｃ）、即ちＡＶＴ＝（Ｔ１＋Ｔ
２）／２とすると、式４：ρＥ＝１．２９３×（（Ｐ１
＋ＰＡ）／１０１．３２５）×（２７３／（２７３＋Ａ
ＶＴ））となる。
定する。第１フィルタ１Ａの入口圧力をＰ１（ｋＰａ
Ｇ）、第１フィルタ１Ａの入口の排気ガス温度をＴ１
（°Ｃ）、第１フィルタ１Ａの出口の排気ガス温度をＴ
２（°Ｃ）、第１フィルタ１Ａの入口と出口の平均排気
ガス温度をＡＶＴ（°Ｃ）、即ちＡＶＴ＝（Ｔ１＋Ｔ
２）／２とすると、式４：ρＥ＝１．２９３×（（Ｐ１
＋ＰＡ）／１０１．３２５）×（２７３／（２７３＋Ａ
ＶＴ））となる。
【００３１】ここで、第１フィルタ１Ａを通過する排気
ガスの密度をρＥを求めるために、第１フィルタ１Ａの
入口と出口の平均排気ガス温度をＡＶＴを用いたのは、
ＤＰＦの熱容量と熱伝達との影響などにより、各場所に
おける温度上昇に差が生じたので、的確に第１フィルタ
１Ａの内部温度を表せるのは、平均排気ガス温度である
と考えたためである。但し、第１フィルタ１Ａの入口と
出口の排気ガス温度差が大きい場合には、平均排気ガス
温度で代用することはできない。現段階では、第１フィ
ルタ１Ａの入口と出口の排気ガス温度差が±３０°Ｃ以
内なら代用可能であるとした。
ガスの密度をρＥを求めるために、第１フィルタ１Ａの
入口と出口の平均排気ガス温度をＡＶＴを用いたのは、
ＤＰＦの熱容量と熱伝達との影響などにより、各場所に
おける温度上昇に差が生じたので、的確に第１フィルタ
１Ａの内部温度を表せるのは、平均排気ガス温度である
と考えたためである。但し、第１フィルタ１Ａの入口と
出口の排気ガス温度差が大きい場合には、平均排気ガス
温度で代用することはできない。現段階では、第１フィ
ルタ１Ａの入口と出口の排気ガス温度差が±３０°Ｃ以
内なら代用可能であるとした。
【００３２】以上のことから排気ガスの体積流量（排気
流量ＱＥ）ＱＡＶＴＰ１は、式：５ＱＡＶＴＰ１＝ρＡ
／ρＥ×ＱＡとなる。
流量ＱＥ）ＱＡＶＴＰ１は、式：５ＱＡＶＴＰ１＝ρＡ
／ρＥ×ＱＡとなる。
【００３３】ステップ６では、排気流量ＱＥが設定値
Ｆ、例えば１００ｌ／ｓ2以上かどうかを判断し、ノー
であればステップｓ１へリターンし、イエスであればス
テップｓ７へ進み、前、後圧力センサ３７Ａ、３８Ａか
らの圧力情報からフィルタ圧損ΔＰｆを算出し、ステッ
プｓ８へ進む。
Ｆ、例えば１００ｌ／ｓ2以上かどうかを判断し、ノー
であればステップｓ１へリターンし、イエスであればス
テップｓ７へ進み、前、後圧力センサ３７Ａ、３８Ａか
らの圧力情報からフィルタ圧損ΔＰｆを算出し、ステッ
プｓ８へ進む。
【００３４】ここでは、排気流量ＱＥに対応する再生開
始圧損Ｇを、図２のグラフから算出し、ステップｓ９へ
進み、ステップｓ９でフィルタ圧損ΔＰｆが再生開始圧
損Ｇより小さいかどうかを判断し、ノーであればノーで
あればステップｓ１へリターンし、イエスであれば、第
１フィルタＡの再生を開始する。
始圧損Ｇを、図２のグラフから算出し、ステップｓ９へ
進み、ステップｓ９でフィルタ圧損ΔＰｆが再生開始圧
損Ｇより小さいかどうかを判断し、ノーであればノーで
あればステップｓ１へリターンし、イエスであれば、第
１フィルタＡの再生を開始する。
【００３５】次に再生動作に付いて簡単に説明する。再
生開始になると、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１８
ａ、１９ａを作動して、切換弁１８を閉状態に、切換弁
１９を開状態にそれぞれ動作させて、捕集フィルタを切
換え、スイッチＳＡを作動して電気ヒータ６Ａに通電す
る。電気ヒータ６Ａの通電時間が所定の時間になり、パ
ティキュレートの燃焼可能な温度以上に達したと見做せ
ると、開閉弁９をオンして連通路５を開放し、第２分岐
管８Ｂ、連通路５を介して排気ガスをフィルタ１Ａへ導
く。排気ガスは、排気ガス中の酸素により、フィルタ１
Ａに堆積したパティキュレートを燃焼する。この時、連
通路５のオリフェス２０が、ここを通過する排気ガスの
流量を絞り、フィルタ１Ａが過度に温度上昇するのを防
止する。
生開始になると、ＥＣＵ１４は、アクチュエータ１８
ａ、１９ａを作動して、切換弁１８を閉状態に、切換弁
１９を開状態にそれぞれ動作させて、捕集フィルタを切
換え、スイッチＳＡを作動して電気ヒータ６Ａに通電す
る。電気ヒータ６Ａの通電時間が所定の時間になり、パ
ティキュレートの燃焼可能な温度以上に達したと見做せ
ると、開閉弁９をオンして連通路５を開放し、第２分岐
管８Ｂ、連通路５を介して排気ガスをフィルタ１Ａへ導
く。排気ガスは、排気ガス中の酸素により、フィルタ１
Ａに堆積したパティキュレートを燃焼する。この時、連
通路５のオリフェス２０が、ここを通過する排気ガスの
流量を絞り、フィルタ１Ａが過度に温度上昇するのを防
止する。
【００３６】開閉弁９の開放から所定時間後に、つまり
パティキュレートの燃焼が完了すると、アクチュエータ
９ａを作動して開閉弁９を閉鎖して、フィルタ１Ａへの
排気ガスの導入を停止し、再生処理を完了する。
パティキュレートの燃焼が完了すると、アクチュエータ
９ａを作動して開閉弁９を閉鎖して、フィルタ１Ａへの
排気ガスの導入を停止し、再生処理を完了する。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、制御手段が吸気流量セ
ンサと排気温度センサと排気圧センサとから排気流量を
求め、この排気流量と圧力センサからの圧損情報に基づ
いてパティキュレートトラップ再生手段を作動させ、パ
ティキュレートトラップに捕集されたパティキュレート
を燃焼させてパティキュレートトラップの再生を行うの
で、再生開始時期を正確に判断できるパティキュレート
トラップシステムを提供できる。
ンサと排気温度センサと排気圧センサとから排気流量を
求め、この排気流量と圧力センサからの圧損情報に基づ
いてパティキュレートトラップ再生手段を作動させ、パ
ティキュレートトラップに捕集されたパティキュレート
を燃焼させてパティキュレートトラップの再生を行うの
で、再生開始時期を正確に判断できるパティキュレート
トラップシステムを提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示すパティキュレートトラ
ップ装置の概略構成図である。
ップ装置の概略構成図である。
【図２】排気流量とフィルタ圧損との関係を示す変化特
性図である。
性図である。
【図３】図１に示すパティキュレートトラップ装置の制
御フローチャートである。
御フローチャートである。
１Ａ、１Ｂ パティキュレートフィルタ ２Ａ ケーシング ５ 連通路 ６Ａ、６Ｂ 電気ヒータ ７ 排気マニホ−ルド ８ 排気管 ８Ａ 第１分岐管 ８Ｂ 第２分岐管 ９ 開閉弁 １０Ａ 第１パティキュレートトラップ １０Ｂ 第２パティキュレートトラップ １１Ａ、１１Ｂ 熱反射板 １４ 制御手段としてのＥＣＵ １８、１９ 切換弁 ２０ オリフィス ３２ 吸気流量センサとしてのエアフ
ローセンサ ３５Ａ、３５Ｂ 前排気温度センサ ３６Ａ、３６Ｂ 後排気温度センサ ３７Ａ、３７Ｂ 前排気圧力センサ ３８Ａ、３８Ｂ 後排気圧力センサ
ローセンサ ３５Ａ、３５Ｂ 前排気温度センサ ３６Ａ、３６Ｂ 後排気温度センサ ３７Ａ、３７Ｂ 前排気圧力センサ ３８Ａ、３８Ｂ 後排気圧力センサ
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンの排気マニホールドに連通した排
気管と、同排気管に接続される第１、第２分岐管と、同
第１、第２分岐管にそれぞれ配置され、排気中のパティ
キュレートを捕集する第１、第２パティキュレートトラ
ップと、上記第１、第２分岐管を上記パティキュレート
トラップの上流側で開閉する切換弁と、同切換弁と上記
パティキュレートトラップとの間で上記第１、第２分岐
管を連通させる連通路と、同連通路に設けられた開閉弁
と、上記エンジンの吸気路に設けられ、吸入される空気
の吸気流量を検出する吸気流量センサと、上記空気の温
度を検出する吸気温度センサと、上記空気の圧力を検出
する吸気圧センサと、上記排気の温度を検出する排気温
度センサと、第１、第２のパティキュレートトラップの
圧損をそれぞれ検出する排気圧センサと、上記パティキ
ュレートトラップに捕集されたパティキュレートを燃焼
させてパティキュレートトラップの再生を行うパティキ
ュレートトラップ再生手段と、上記吸気流量センサと、
上記排気温度センサと、上記排気圧センサとから排気流
量を求め、この排気流量と上記排気圧センサからの圧損
情報に基づいて上記パティキュレートトラップ再生手段
を作動させる制御手段と、を有することを特徴とするパ
ティキュレートトラップ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16061495A JP3186516B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | パティキュレートトラップ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16061495A JP3186516B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | パティキュレートトラップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0913951A true JPH0913951A (ja) | 1997-01-14 |
| JP3186516B2 JP3186516B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=15718747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16061495A Expired - Fee Related JP3186516B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | パティキュレートトラップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3186516B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980072771A (ko) * | 1997-03-07 | 1998-11-05 | 조규향 | 경유차량의 입자상물질 제거장치용 재생온도 조절장치 |
| JP2002221023A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-08-09 | Ooden:Kk | ディーゼル微粒子除去装置 |
| WO2003071105A1 (en) * | 2000-08-24 | 2003-08-28 | Ibiden Co., Ltd. | Exhaust emission control device and casing structure of the control device |
| US6981370B2 (en) * | 2002-12-03 | 2006-01-03 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for PM filter regeneration |
| JP2012145056A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械の排気浄化装置 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16061495A patent/JP3186516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980072771A (ko) * | 1997-03-07 | 1998-11-05 | 조규향 | 경유차량의 입자상물질 제거장치용 재생온도 조절장치 |
| WO2003071105A1 (en) * | 2000-08-24 | 2003-08-28 | Ibiden Co., Ltd. | Exhaust emission control device and casing structure of the control device |
| JP2002221023A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-08-09 | Ooden:Kk | ディーゼル微粒子除去装置 |
| EP1484481A4 (en) * | 2002-02-21 | 2006-10-04 | Ibiden Co Ltd | EXHAUST EMISSION CONTROL DEVICE AND HOUSING STRUCTURE OF THE CONTROL DEVICE |
| US6981370B2 (en) * | 2002-12-03 | 2006-01-03 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for PM filter regeneration |
| JP2012145056A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 作業機械の排気浄化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3186516B2 (ja) | 2001-07-11 |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001205 |
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