JPH09280036A - エンジンの排気微粒子処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの排気微粒子処理装置において、フ
ィルタの再生時期を適確に判定する。 【解決手段】 検出された排圧Ｐが所定値を越えて上昇
する再生時期を判定する再生時期判定手段１３１と、フ
ィルタ１０３の温度を検出するフィルタ温度検出手段１
２１と、再生時におけるフィルタ１０３の温度に応じて
次回に再生が行われる排圧Ｐを補正する再生時期補正手
段１３３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気中
に含まれる排気微粒子を捕集し、捕集した排気微粒子を
燃焼除去する排気微粒子処理装置の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されるディーゼルエンジン等
にあっては、排気中に含まれるカーボン微粒子（以下、
パーティキュレートまたはＰＭと呼ぶ）を捕集するフィ
ルタを備えるとともに、フィルタに捕集されたパーティ
キュレートを焼却する再生が行われるようになってい
る。

【０００３】従来のエンジンの排気微粒子処理装置とし
て、例えば特開平７−１５０９２９号公報に開示された
ものは、フィルタ再生時にフィルタに導入される排気の
流れを遮断し、エアポンプ等を介してフィルタに空気を
供給しつつ、ヒータを通電加熱することにより、フィル
タに捕集されたパーティキュレートの燃焼伝播を促進す
るようになっている。

【０００４】排気通路におけるフィルタの前後差圧を検
出する排圧センサを備え、検出された前後差圧が所定値
を越えて上昇する再生時期を判定するようになってい
る。

【０００５】フィルタに捕集されたパーティキュレート
量が増大すると、フィルタが付与する圧力損失が増大
し、フィルタの前後差圧が上昇するため、排圧センサに
よって検出された前後差圧に基づいてフィルタの再生時
期を判定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のエンジンの排気微粒子処理装置にあっては、長時間
の運転に伴って燃焼室で潤滑油が燃焼したオイルアッシ
ュや、排気管から剥離した酸化スケール等がフィルタに
堆積する可能性がある。

【０００７】フィルタに堆積したオイルアッシュや酸化
スケールは、上記パーティキュレートを焼却するフィル
タの再生処理が行われても、焼却することができない。

【０００８】これらのアッシュがある程度フィルタに堆
積すると、パーティキュレートが堆積していない状態で
もフィルタの前後差圧が上昇するため、排圧センサによ
って検出された前後差圧が所定値に達する運転時間が短
くなり、フィルタの再生頻度が多くなるという問題点が
考えられる。

【０００９】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、エンジンの排気微粒子処理装置において、フ
ィルタの再生時期を適確に判定することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のエンジ
ンの排気微粒子処理装置は、図２４に示すように、排気
通路１０２の途中に介装されて排気粒子を捕集するフィ
ルタ１０３と、フィルタ１０３に導入される排気量を調
節する排気遮断手段１０４と、フィルタ１０３を加熱す
る加熱手段１０８と、排気通路１０２のフィルタ１０３
より上流側の圧力Ｐを検出する排圧検出手段１２２と、
検出された排圧Ｐが所定値を越えて上昇する再生時期を
判定する再生時期判定手段１３１と、フィルタ１０３の
再生時に排気遮断手段１０４を介してフィルタ１０３に
導入される排気流を絞るとともに加熱手段１０８を介し
てフィルタ１０３を加熱してフィルタ１０３に捕集され
た排気粒子を燃焼させる再生手段１３２と、を備えるエ
ンジンの排気微粒子処理装置において、前記フィルタ１
０３の温度を検出するフィルタ温度検出手段１２１と、
再生時におけるフィルタ１０３の温度に応じて次回に再
生が行われる排圧Ｐを補正する再生時期補正手段１３３
と、を備える。

【００１１】請求項２に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置は、請求項１に記載の発明において、前記再生時
期補正手段として、再生時におけるフィルタの最高温度
Ｔｐを検出し、検出される最高温度Ｔｐに応じてパーテ
ィキュレート捕集量を推定し、推定されるパーティキュ
レート捕集量が減少するのに応じて次回に再生が行われ
る排圧Ｐを高めるように補正する構成とする。

【００１２】請求項３に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置は、請求項１に記載の発明において、前記再生時
期補正手段として、再生時におけるフィルタの最高温度
Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpを検出し、検出され
る最高温度到達時間ｔ_Tpに応じてパーティキュレート捕
集量を推定し、推定されるパーティキュレート捕集量が
減少するのに応じて次回に再生が行われる排圧Ｐを高め
るように補正する構成とする。

【００１３】請求項４に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置は、請求項１に記載の発明において、前記再生時
期補正手段として、再生時におけるフィルタの最高温度
Ｔｐを検出し、検出される最高温度Ｔｐに応じてフィル
タに堆積したアッシュ量ｗａ１を推定し、推定されるア
ッシュ量ｗａ１が増大するのに応じて次回に再生が行わ
れる排圧Ｐを高めるように補正する構成とする。

【００１４】請求項５に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置は、請求項１に記載の発明において、前記再生時
期補正手段として、再生時におけるフィルタの最高温度
Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpを検出し、検出され
る最高温度到達時間ｔ_Tpに応じてフィルタに堆積したア
ッシュ量ｗａ１を推定し、推定されるアッシュ量ｗａ１
が増大するのに応じて次回に再生が行われる排圧Ｐを高
めるように補正する構成とする。

【００１５】請求項６に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置は、請求項１に記載の発明において、前記再生時
期補正手段として、エンジンの潤滑油消費量を検出し、
検出される潤滑油消費量に応じてフィルタに堆積したオ
イルアッシュ量ｗａ２を推定し、再生時におけるフィル
タ温度Ｔに応じてフィルタに堆積したアッシュ量ｗａ１
を推定し、オイルアッシュ量ｗａ２とアッシュ量ｗａ１
の差からフィルタ３に堆積した酸化スケール量ｗａ３を
推定し、オイルアッシュ量ｗａ２と酸化スケール量ｗａ
３が増大するのに応じて次回に再生が行われる排圧Ｐを
高めるように補正する構成とする。

【００１６】

【作用】請求項１に記載のエンジンの排気微粒子処理装
置において、フィルタ１０３の再生時に排気遮断手段１
０４を介してフィルタ１０３に導入される排気流を絞る
とともに加熱手段１０８を介してフィルタ１０３を加熱
してフィルタ１０３に捕集された排気粒子を燃焼させ
る。

【００１７】フィルタ１０３に捕集されたパーティキュ
レート量が増大して、排気通路１０２のフィルタ１０３
より上流側の圧力Ｐが所定値を越えて上昇するフィルタ
１０３の再生時期を判定する。

【００１８】フィルタ１０３のパーティキュレート捕集
量が増大するほど、再生時におけるフィルタ１０３の温
度上昇速度が高くなるとともに、最高温度が高くなる特
性がある。

【００１９】本発明はこの特性に着目して、再生時にお
けるフィルタ１０３の温度に応じてフィルタ１０３のパ
ーティキュレート捕集量を推定し、次回に再生が行われ
る排圧Ｐを補正する構成により、再生時におけるフィル
タ１０３のパーティキュレート捕集量を一定に保つこと
ができる。

【００２０】この結果、オイルアッシュ等がフィルタ１
０３にある程度堆積するのに伴って、フィルタ１０３の
再生頻度が多くなるという問題点を解消できる。

【００２１】請求項２に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置において、フィルタのパーティキュレート捕集量
が減少するほど、再生時におけるフィルタの最高温度Ｔ
ｐが低くなる特性がある。

【００２２】本発明はこの特性に着目して、再生時にお
けるフィルタの最高温度Ｔｐが低下するのに応じて、フ
ィルタのパーティキュレート捕集量が減少したものと推
定し、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正
する構成により、再生時におけるフィルタのパーティキ
ュレート捕集量を一定に保つことができる。

【００２３】請求項３に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置において、フィルタのパーティキュレート捕集量
が減少するほど、再生時における最高温度Ｔｐに達する
最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなる特性がある。

【００２４】本発明はこの特性に着目して、再生時にお
ける最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなるのに応じて、フィ
ルタのパーティキュレート捕集量が減少したものと推定
し、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正す
る構成により、再生時におけるフィルタのパーティキュ
レート捕集量を一定に保つことができる。

【００２５】請求項４に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置において、フィルタに堆積したアッシュ量ｗａ１
が増大するほど、再生時におけるフィルタの最高温度Ｔ
ｐが低くなる特性がある。

【００２６】本発明はこの特性に着目して、再生時にお
けるフィルタの最高温度Ｔｐが低下するのに応じて、ア
ッシュ量ｗａ１が増大したものと推定し、次回に再生が
行われる排圧Ｐを高めるように補正する構成により、再
生時におけるフィルタのパーティキュレート捕集量を一
定に保つことができる。

【００２７】請求項５に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置において、フィルタに堆積したアッシュ量ｗａ１
が増大するほど、再生時における最高温度Ｔｐに達する
最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなる特性がある。

【００２８】本発明はこの特性に着目して、再生時にお
ける最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなるのに応じて、アッ
シュ量ｗａ１が増大したものと推定し、次回に再生が行
われる排圧Ｐを高めるように補正する構成により、再生
時におけるフィルタのパーティキュレート捕集量を一定
に保つことができる。

【００２９】請求項６に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置において、排気管の内壁面から剥離した酸化スケ
ールが、オイルアッシュと共にがフィルタに堆積する可
能性がある。酸化スケールとオイルアッシュではその堆
積量に応じたフィルタの圧力損失が異なる。

【００３０】本発明はこれに着目し、酸化スケール量ｗ
ａ３を、潤滑油消費量から推定されたオイルアッシュ量
ｗａ２と、フィルタ温度Ｔから推定されたアッシュ量ｗ
ａ１の差として求める。

【００３１】フィルタに堆積したオイルアッシュ量ｗａ
３と酸化スケール量ｗａ２がそれぞれ増大するのにした
がって、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補
正する構成により、再生時におけるフィルタのパーティ
キュレート捕集量を一定に保つことができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００３３】図１において、２は排気通路であり、車両
に搭載されたディーゼルエンジン１からの排気を排気口
５から排出するようになっている。

【００３４】排気通路１の途中にはフィルタ３が介装さ
れるとともに、フィルタ３を迂回して排気を導くバイパ
ス路４が配設される。

【００３５】フィルタケース１０はエンジン１からの排
気がフィルタ３の内側から外側へ抜けるように形成され
ている。こうしてエンジン１からの排気がフィルタ３を
通り、排気中に含まれるパーティキュレートがフィルタ
３に捕集される。フィルタ３は、セラミックファイバを
中空円筒状に巻いて形成するか、セラミックフォームや
メタルフォームを中空円筒状に形成したものが用いられ
る。

【００３６】排気通路２のフィルタ３より上流側にバタ
フライ式の排気流路切替バルブ６が介装される。バイパ
ス路４の途中には排気流路切替バルブ７が介装される。
排気流路切替バルブ６と排気流路切替バルブ７が排気遮
断手段を構成する。

【００３７】図のように排気流路切替バルブ６が開弁
し、排気流路切替バルブ７が閉弁することにより、エン
ジン１からの排気がフィルタ３を通過し、パーティキュ
レートがろ過された排気が排気口５を介して外部へと排
出される。

【００３８】一方、排気流路切替バルブ６が閉弁し、排
気流路切替バルブ７が開弁することにより、エンジン１
からの排気がフィルタ３を迂回してバイパス路４を通過
し、排気口５を介して外部へと排出される。

【００３９】フィルタ３の内周側には、電熱ヒータ８が
設けられる。フィルタ再生時にフィルタ３に導入される
排気の流れを遮断しつつ、ヒータ８を通電加熱すること
により、フィルタ３に捕集されたパーティキュレートの
燃焼伝播を促進するようになっている。ヒータ８が加熱
手段を構成する。

【００４０】フィルタ再生時にフィルタケース１０に外
気を取入る外気取入口１１と、フィルタ再生時に発生す
る排気ガスをフィルタケース１０から排出する出口１２
が設けられる。外気取入口１１はフィルタケース１０の
下部に開口している。

【００４１】排気流路切替バルブ６と排気流路切替バル
ブ７およびヒータ８はコントロールユニット２０からの
制御信号により作動して、フィルタ３の再生が行われ
る。

【００４２】フィルタ再生時に、排気流路切替バルブ６
を閉じるとともに排気流路切替バルブ７を開いて、所定
時間にわたってヒータ８を通電加熱し、フィルタ３に捕
集されたパーティキュレートを焼却処理する。

【００４３】フィルタケース１０内でヒータ８の加熱に
より暖まった空気が自然対流により上昇し、出口１２か
ら外部に排出される一方、外気が外気取入口１１からフ
ィルタケース１０に再生用の空気として導入される。

【００４４】フィルタ３の再生時期を判定するため、排
気通路２におけるフィルタ３の上流側の排気圧力Ｐを検
出する排圧センサ（排圧検出手段）２２が設けられる。
コントロールユニット２０は、フィルタ３に捕集された
パーティキュレート量が増大して、排気通路２のフィル
タ３より上流側の圧力Ｐが所定値を越えて上昇するフィ
ルタ３の再生時期を判定する。

【００４５】フィルタ３に捕集されたパーティキュレー
ト量が増大するのに応じて、排気通路２におけるフィル
タ３の前後差圧が上昇する特性がある。フィルタ３の下
流側は外気取入口１１に連通して略大気圧となっている
ため、フィルタ３の上流側の排気圧力Ｐが、フィルタ３
の前後差圧となる。したがって、排気圧力Ｐに応じてフ
ィルタ３の再生時期を判定することができる。

【００４６】ところで、エンジン１の長時間の運転に伴
って燃焼室で潤滑油が燃焼したオイルアッシュ等がフィ
ルタに堆積する可能性がある。図７に示すように、フィ
ルタ３にオイルアッシュ等がある程度堆積すると、パー
ティキュレートが堆積していない状態でもフィルタ３の
前後差圧が上昇するため、排圧センサ２２によって検出
された排圧Ｐが所定値に達する運転時間が短くなり、フ
ィルタ３の再生頻度が多くなるという問題点が考えられ
る。

【００４７】本発明はこれに対処して、フィルタ３の温
度Ｔを検出するフィルタ温度センサ（フィルタ温度検出
手段）２１を設ける。そして、再生時におけるフィルタ
３の温度に応じてフィルタ３のパーティキュレート捕集
量を推定し、再生が行われる排圧Ｐを補正する。

【００４８】図８は、フィルタ３の再生時にヒータ８の
通電時間ｔに応じてフィルタ温度Ｔを測定した結果を示
している。フィルタ温度Ｔは通電時間ｔに応じて次第に
上昇し、やがて最高温度Ｔｐに達した後、次第に低下す
る。

【００４９】フィルタ３の再生時におけるヒータ８に供
給される電力が一定であり、外気取入口１１から自然対
流により空気を導入する構成の場合、パーティキュレー
トの燃焼速度はほぼ一定となる。

【００５０】したがって、再生開始時のフィルタ温度Ｔ
ｓが決まれば、パーティキュレート捕集量に応じてフィ
ルタ最高温度Ｔｐが決まり、パーティキュレート捕集量
が減少するほど、再生時におけるフィルタ最高温度Ｔｐ
が低くなる特性がある。

【００５１】この特性に着目し、第一の実施形態とし
て、コントロールユニット２０は、再生時におけるフィ
ルタ３の最高温度Ｔｐが低下するのに応じて、フィルタ
３のパーティキュレート捕集量が減少したものと推定
し、フィルタ３の再生が行われる排圧Ｐを高めるように
補正する。

【００５２】図２〜図４のフローチャートはフィルタ３
の再生を行うルーチンを示しており、コントロールユニ
ット２０において一定周期毎に実行される。

【００５３】これについて説明すると、まず、Ｓｔｅｐ
１にて、エンジン１の回転数Ｎ、負荷Ｑ、排圧Ｐをそれ
ぞれ読込む。

【００５４】続いて、Ｓｔｅｐ２にて、後述する再生フ
ラグを基にフィルタ３の再生時かどうかを判定する。

【００５５】フィルタ３の非再生時と判定された場合、
Ｓｔｅｐ３に進み、前回の再生時に排圧Ｐの補正指令が
あるかどうかを判定する。

【００５６】前回の再生時に排圧Ｐの補正指令がある場
合、Ｓｔｅｐ４に進み、排圧補正フラグを基にエンジン
排圧Ｐの補正が行われているかどうかを判定する。

【００５７】エンジン排圧Ｐの補正が行われていない場
合、Ｓｔｅｐ５に排圧補正フラグをエンジン排圧Ｐの補
正が行われていないことを示すＯＮとする。

【００５８】続いて、Ｓｔｅｐ６にて、前回の再生時に
読込んだ排圧から単位補正量ΔＰだけ排圧を補正する。
前回の再生で目標のパーティキュレート捕集量に対して
実際の捕集量が少ないと判定された場合は−ΔＰの補正
を行い、見かけ上現在の排圧ＰがΔＰだけ少ないと認識
する。

【００５９】続いて、Ｓｔｅｐ７において、Ｓｔｅｐ１
にて読込んだエンジン排圧ＰもしくはＳｔｅｐ６にて補
正された排圧Ｐに応じて図５に示すマップを基に再生時
期かどうかを判定する。図５のマップには、エンジン回
転数Ｎおよびエンジン負荷Ｑに応じて排圧Ｐが所定値よ
り大きい再生時期領域が予め設定されている。このＳｔ
ｅｐ７における処理が再生時期判定手段に相当する。

【００６０】再生時期にあることが判定された場合、Ｓ
ｔｅｐ８に進んで、再生フラグを再生時であることを示
すＯＮとする。そして、排圧補正フラグをエンジン排圧
Ｐの補正が行われていないことを示すＯＮとする。

【００６１】続いて、Ｓｔｅｐ９にて、排気流路切替バ
ルブ７を開く。

【００６２】続いて、Ｓｔｅｐ１０にて、排気流路切替
バルブ６を閉じる。

【００６３】続いて、Ｓｔｅｐ１４にて、再生開始時の
フィルタ３の温度Ｔｓを読込む。

【００６４】続いて、Ｓｔｅｐ１５にて、ヒータ８に再
生電力Ｗを供給する。

【００６５】Ｓｔｅｐ９〜Ｓｔｅｐ１５における処理が
フィルタ再生手段を構成する。

【００６６】これにより、フィルタ再生時にフィルタ３
に導入される排気の流れを遮断しつつ、ヒータ８を通電
加熱することにより、フィルタ３に捕集されたパーティ
キュレートの燃焼が行われる。

【００６７】続いて、Ｓｔｅｐ１６にて、通電加熱後の
フィルタ温度Ｔが上昇していることが判定された場合、
Ｓｔｅｐ１７に進んで、フィルタ３の最高温度（ピーク
温度）Ｔｐを読込む。

【００６８】一方、何らかの原因で通電加熱後のフィル
タ温度Ｔが上昇しないまま、Ｓｔｅｐ２５において、ヒ
ータ８の通電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定
されると、Ｓｔｅｐ２４に進んでヒータ８の通電を停止
して、再生を中断する。

【００６９】続いて、Ｓｔｅｐ１８において、フィルタ
３の再生開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温
度Ｔｐに応じて図６に示すマップを基にフィルタ３に堆
積したパーティキュレート量ｗ１を検索する。図６のマ
ップには再生開始時温度Ｔｓと最高温度Ｔｐに応じたパ
ーティキュレート堆積量ｗ１が予め設定されている。

【００７０】続いて、Ｓｔｅｐ１９にて、検索されたパ
ーティキュレート堆積量ｗ１が目標量ｗ０より小さいこ
とが判定された場合、Ｓｔｅｐ２０に進んで、所定の排
圧捕集量ΔＰを次回の捕集時排圧から減算する。

【００７１】一方、Ｓｔｅｐ２１に進んでパーティキュ
レート堆積量ｗ１が目標量ｗ０以上に大きいことが判定
された場合、Ｓｔｅｐ２２に進んで、所定の排圧捕集量
ΔＰを次回の捕集時排圧から加算する。

【００７２】Ｓｔｅｐ１７〜２２で行われる処理が、再
生時におけるフィルタの温度に応じて再生が行われる排
圧Ｐを補正する再生時期補正手段に相当する。

【００７３】続いて、Ｓｔｅｐ２３にて、ヒータ８の通
電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定されると、
Ｓｔｅｐ２４に進んでヒータ８の通電を停止する。

【００７４】続いて、Ｓｔｅｐ１１にて、排気流路切替
バルブ６を開く。

【００７５】続いて、Ｓｔｅｐ１２にて、排気流路切替
バルブ７を閉じる。

【００７６】続いて、Ｓｔｅｐ１３に進んで、再生が終
了したことを示す再生フラグをＯＦＦとして、本ルーチ
ンを終了する。

【００７７】これにより、バイパス路４が閉塞されて、
排気の全量がフィルタ３に導入され、パーティキュレー
トの捕集が再開される。

【００７８】以上のように、再生時におけるフィルタ３
の最高温度Ｔｐが低下するのに応じて、フィルタ３の再
生が行われる排圧Ｐを高めるように補正することによ
り、再生時におけるフィルタ３のパーティキュレート捕
集量を一定に保つことができる。この結果、フィルタ３
にオイルアッシュ等がある程度堆積しても、フィルタ３
の再生頻度が多くなることが回避され、ヒータ８に電力
を供給するバッテリの負担が大きくなることを防止でき
る。

【００７９】ところで、フィルタ３の再生時におけるパ
ーティキュレートの燃焼速度はほぼ一定であるため、再
生開始時のフィルタ温度Ｔｓが決まれば、再生時におけ
るフィルタのパーティキュレート捕集量が少ないほど、
最高温度Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなる
特性がある。

【００８０】この特性に着目し、第二の実施形態とし
て、コントロールユニット２０は、再生時におけるフィ
ルタ３の最高温度Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpを
検出し、最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなるのに応じてフ
ィルタ３のパーティキュレート捕集量が減少したものと
推定し、フィルタ３の再生が行われる排圧Ｐを高めるよ
うに補正する構成としてもよい。

【００８１】図９のフローチャートは前述した図２、図
４に示すフローチャートにつながり、第二の実施形態に
おけるフィルタ３の再生を行うルーチンを示しており、
コントロールユニット２０において一定周期毎に実行さ
れる。

【００８２】これについて説明すると、再生時、Ｓｔｅ
ｐ１４に進んで、再生開始時のフィルタ３の温度Ｔｓを
読込む。

【００８３】続いて、Ｓｔｅｐ１５にて、ヒータ８に再
生電力Ｗを供給する。

【００８４】続いて、Ｓｔｅｐ１６にて、通電加熱後の
フィルタ温度Ｔが上昇していることが判定された場合、
Ｓｔｅｐ１７に進んで、フィルタ３の最高温度Ｔｐに達
する最高温度到達時間ｔ_Tpを読込む。

【００８５】続いて、Ｓｔｅｐ１８において、フィルタ
３の再生開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温
度到達時間ｔ_Tpに応じて図１０に示すマップを基にフィ
ルタ３に堆積したパーティキュレート量ｗ１を検索す
る。図１０のマップには再生開始時温度Ｔｓと最高温度
到達時間ｔ_Tpに応じたパーティキュレート堆積量ｗ１が
予め設定されている。

【００８６】続いて、Ｓｔｅｐ１９にて、検索されたパ
ーティキュレート堆積量ｗ１が目標量ｗ０より小さいこ
とが判定された場合、Ｓｔｅｐ２０に進んで、所定の排
圧捕集量ΔＰを次回の捕集時排圧から減算する。

【００８７】一方、Ｓｔｅｐ２１に進んでパーティキュ
レート堆積量ｗ１が目標量ｗ０以上に大きいことが判定
された場合、Ｓｔｅｐ２２に進んで、所定の排圧捕集量
ΔＰを次回の捕集時排圧から加算する。

【００８８】Ｓｔｅｐ１７〜２２で行われる処理が、再
生時におけるフィルタの温度に応じて次回に再生が行わ
れる排圧Ｐを補正する再生時期補正手段に相当する。

【００８９】続いて、Ｓｔｅｐ２３にて、ヒータ８の通
電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定されると、
Ｓｔｅｐ２４に進んでヒータ８の通電を停止する。

【００９０】一方、何らかの原因で通電加熱後のフィル
タ温度Ｔが上昇しないまま、Ｓｔｅｐ２５において、ヒ
ータ８の通電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定
されると、Ｓｔｅｐ２４に進んでヒータ８の通電を停止
して、再生を中断する。

【００９１】以上のように、最高温度到達時間ｔ_Tに応
じて、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正
することにより、再生時におけるフィルタ３のパーティ
キュレート捕集量を一定に保つことができる。この結
果、フィルタ３にオイルアッシュ等がある程度堆積して
も、フィルタ３の再生頻度が多くなることが回避され、
ヒータ８に電力を供給するバッテリの負担が大きくなる
ことを防止できる。

【００９２】ところで、長時間の運転に伴って燃焼室で
潤滑油が燃焼したオイルアッシュ等がフィルタに堆積す
る可能性がある。フィルタ３の上流側の排気圧力Ｐが同
じでも、フィルタ３に堆積したアッシュ量が増大するほ
ど、パーティキュレート捕集量が減少する。フィルタ３
の再生時におけるパーティキュレートの燃焼速度はほぼ
一定であるため、再生開始時のフィルタ温度Ｔｓが決ま
れば、フィルタ３に堆積したアッシュ量が増大するほ
ど、再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐが低下する
特性がある。

【００９３】この特性に着目し、第三の実施形態とし
て、コントロールユニット２０は、再生時におけるフィ
ルタ３の最高温度Ｔｐを検出し、最高温度Ｔｐが低くな
るのに応じてフィルタ３に堆積したアッシュ量が増大し
たものと推定し、次回にフィルタ３の再生が行われる排
圧Ｐを高めるように補正する構成としてもよい。

【００９４】図１１のフローチャートは前述した図２、
図４に示すフローチャートにつながり、第三の実施形態
におけるフィルタ３の再生を行うルーチンを示してお
り、コントロールユニット２０において一定周期毎に実
行される。

【００９５】これについて説明すると、再生時、Ｓｔｅ
ｐ１４に進んで、再生開始時のフィルタ３の温度Ｔｓを
読込む。

【００９６】続いて、Ｓｔｅｐ１５にて、ヒータ８に再
生電力Ｗを供給する。

【００９７】続いて、Ｓｔｅｐ１６にて、通電加熱後の
フィルタ温度Ｔが上昇していることが判定された場合、
Ｓｔｅｐ１７に進んで、フィルタ３の最高温度Ｔｐを読
込む。

【００９８】続いて、Ｓｔｅｐ１８において、フィルタ
３の再生開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温
度Ｔｐに応じて図１２に示すマップを基にフィルタ３に
堆積したアッシュ量ｗａ１を検索する。図１２のマップ
には再生開始時温度Ｔｓと最高温度Ｔｐに応じたアッシ
ュ量ｗａ１が予め設定されている。

【００９９】続いて、Ｓｔｅｐ１９にて、検索されたア
ッシュ量ｗａ１に応じて図１５に示すマップを基に排圧
捕集量ΔＰ１を検索する。図１５のマップにはアッシュ
量ｗａ１が増大するのにしたがって次回にフィルタ３の
再生が行われる排圧Ｐを高めるように、排圧捕集量ΔＰ
１が予め設定されている。

【０１００】Ｓｔｅｐ１７〜１９で行われる処理が、再
生時におけるフィルタの温度に応じて次回に再生が行わ
れる排圧Ｐを補正する再生時期補正手段に相当する。

【０１０１】続いて、Ｓｔｅｐ２０にて、ヒータ８の通
電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定されると、
Ｓｔｅｐ２１に進んでヒータ８の通電を停止する。

【０１０２】一方、何らかの原因で通電加熱後のフィル
タ温度Ｔが上昇しないまま、Ｓｔｅｐ２２において、ヒ
ータ８の通電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定
されると、Ｓｔｅｐ２１に進んでヒータ８の通電を停止
して、再生を中断する。

【０１０３】以上のように、最高温度到達時間ｔ_Tpが短
くなるのに応じて、次回に再生が行われる排圧Ｐを高め
るように補正することにより、再生時におけるフィルタ
３のパーティキュレート捕集量を一定に保つことができ
る。この結果、フィルタ３にオイルアッシュ等がある程
度堆積しても、フィルタ３の再生頻度が多くなることが
回避され、ヒータ８に電力を供給するバッテリの負担が
大きくなることを防止できる。

【０１０４】ところで、フィルタ３の上流側の排気圧力
Ｐが同じでも、フィルタ３に堆積したアッシュ量が増大
するほど、パーティキュレート捕集量が減少する。フィ
ルタ３の再生時におけるパーティキュレートの燃焼速度
はほぼ一定であるため、再生開始時のフィルタ温度Ｔｓ
が決まれば、フィルタ３に堆積したアッシュ量が増大す
るほど、再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐに達す
る最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなる特性がある。

【０１０５】この特性に着目し、第四の実施形態とし
て、コントロールユニット２０は、再生時におけるフィ
ルタ３の最高温度Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpを
検出し、最高温度到達時間ｔ_Tpが短くなるのに応じてフ
ィルタ３に堆積したアッシュ量が増大したものと推定
し、次回にフィルタ３の再生が行われる排圧Ｐを高める
ように補正する構成としてもよい。

【０１０６】図１３のフローチャートは前述した図２、
図４に示すフローチャートにつながり、第四の実施形態
におけるフィルタ３の再生を行うルーチンを示してお
り、コントロールユニット２０において一定周期毎に実
行される。

【０１０７】これについて説明すると、再生時、Ｓｔｅ
ｐ１４に進んで、再生開始時のフィルタ３の温度Ｔｓを
読込む。

【０１０８】続いて、Ｓｔｅｐ１５にて、ヒータ８に再
生電力Ｗを供給する。

【０１０９】続いて、Ｓｔｅｐ１６にて、通電加熱後の
フィルタ温度Ｔが上昇していることが判定された場合、
Ｓｔｅｐ１７に進んで、フィルタ３の最高温度Ｔｐに達
する最高温度到達時間ｔ_Tpを読込む。

【０１１０】続いて、Ｓｔｅｐ１８において、フィルタ
３の再生開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温
度到達時間ｔ_Tpに応じて図１４に示すマップを基にフィ
ルタ３に堆積したアッシュ量ｗａ１を検索する。図１４
のマップには再生開始時温度Ｔｓと最高温度到達時間ｔ
_Tpに応じたアッシュ量ｗａ１が予め設定されている。

【０１１１】続いて、Ｓｔｅｐ１９にて、検索されたア
ッシュ量ｗａ１に応じて図１５に示すマップを基に排圧
捕集量ΔＰ１を検索する。

【０１１２】Ｓｔｅｐ１７〜１９で行われる処理が、再
生時におけるフィルタの温度に応じて次回に再生が行わ
れる排圧Ｐを補正する再生時期補正手段に相当する。

【０１１３】続いて、Ｓｔｅｐ２０にて、ヒータ８の通
電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定されると、
Ｓｔｅｐ２１に進んでヒータ８の通電を停止する。

【０１１４】一方、何らかの原因で通電加熱後のフィル
タ温度Ｔが上昇しないまま、Ｓｔｅｐ２２において、ヒ
ータ８の通電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定
されると、Ｓｔｅｐ２１に進んでヒータ８の通電を停止
して、再生を中断する。

【０１１５】以上のように、最高温度到達時間ｔ_Tpが短
くなるのに応じて、次回に再生が行われる排圧Ｐを高め
るように補正することにより、再生時におけるフィルタ
３のパーティキュレート捕集量を一定に保つことができ
る。この結果、フィルタ３にオイルアッシュ等がある程
度堆積しても、フィルタ３の再生頻度が多くなることが
回避され、ヒータ８に電力を供給するバッテリの負担が
大きくなることを防止できる。

【０１１６】次に、第五の実施形態について説明する。

【０１１７】図１に示すように、エンジンの潤滑油の消
費量を測定するオイルレベルセンサ９が設けられる。

【０１１８】エンジン１の長時間の運転に伴って排気管
の内壁面から剥離した酸化スケールが、オイルアッシュ
と共にがフィルタに堆積する可能性がある。図２１に示
すように、酸化スケールとオイルアッシュではその堆積
量に応じたフィルタ３の圧力損失が異なる。

【０１１９】本実施形態はこれに対処して、オイルレベ
ルセンサ９によって検出される潤滑油消費量に応じてフ
ィルタ３に堆積したオイルアッシュ堆積量ｗａ２を算出
する。

【０１２０】そして、再生開始時のフィルタ温度Ｔｓを
検出するとともに、再生時におけるフィルタ３の最高温
度Ｔｐを検出し、最高温度Ｔｐに応じてフィルタ３に堆
積したアッシュ量ｗａ１を算出する。

【０１２１】算出されたオイルアッシュ堆積量ｗａ１と
ｗａ２の比較から、フィルタ３に堆積した酸化スケール
堆積量を算出する。算出された酸化スケール堆積量が増
大するのに応じて、次回にフィルタ３の再生が行われる
排圧Ｐを高めるように補正する構成とする。

【０１２２】図１６〜図１８のフローチャートはフィル
タ３の再生を行うルーチンを示しており、コントロール
ユニット２０において一定周期毎に実行される。

【０１２３】これについて説明すると、まず、Ｓｔｅｐ
１にて、エンジン１の回転数Ｎ、負荷Ｑ、排圧Ｐ、オイ
ルレベルセンサ９によって検出されるオイルレベルＬを
それぞれ読込む。

【０１２４】Ｓｔｅｐ１４にて、再生開始時のフィルタ
３の温度Ｔｓを読込む。

【０１２５】続いて、Ｓｔｅｐ１５にて、オイルレベル
Ｌに基づいて前回の再生処理が終了した後からの潤滑油
消費量を読み出す。

【０１２６】続いて、Ｓｔｅｐ１６にて、前回の再生処
理が行われるまでの潤滑油消費量を読み出す。

【０１２７】続いて、Ｓｔｅｐ１７にて、ヒータ８に再
生電力Ｗを供給する。

【０１２８】続いて、Ｓｔｅｐ１８にて、通電加熱後の
フィルタ温度Ｔが上昇していることが判定された場合、
Ｓｔｅｐ１９に進んで、フィルタ３の最高温度Ｔｐを読
込む。

【０１２９】続いて、Ｓｔｅｐ２０において、フィルタ
３の再生開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温
度Ｔｐに応じて図１２に示すマップを基にフィルタ３に
堆積したアッシュ量ｗａ１を検索する。

【０１３０】続いて、Ｓｔｅｐ２１にて、オイルレベル
Ｌに基づいて算出された潤滑油消費量に応じて図１９に
示すマップを基にフィルタ３に堆積したオイルアッシュ
量ｗａ２を検索する。

【０１３１】続いて、Ｓｔｅｐ２２にて、オイルアッシ
ュ量ｗａ１とｗａ２の差に応じてフィルタ３に堆積した
酸化スケール量ｗａ３を算出する。

【０１３２】続いて、Ｓｔｅｐ２３にて、算出された酸
化スケール量ｗａ３に応じて図２０に示すマップを基に
フィルタ３に堆積したオイルアッシュ量ｗａ３’に換算
する。図２０のマップには酸化スケール量ｗａ３に応じ
たオイルアッシュ量ｗａ３’が予め設定されている。

【０１３３】続いて、Ｓｔｅｐ２４にて、求められたア
ッシュ量ｗａ１＋ｗａ３’に応じて図１５に示すマップ
を基に排圧捕集量ΔＰ１を検索する。

【０１３４】Ｓｔｅｐ１９〜２４で行われる処理が、フ
ィルタ３に堆積したオイルアッシュ量と酸化スケール量
に応じて次回に再生が行われる排圧Ｐを補正する再生時
期補正手段に相当する。

【０１３５】続いて、Ｓｔｅｐ２５にて、ヒータ８の通
電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定されると、
Ｓｔｅｐ２６に進んでヒータ８の通電を停止する。

【０１３６】一方、何らかの原因で通電加熱後のフィル
タ温度Ｔが上昇しないまま、Ｓｔｅｐ２７において、ヒ
ータ８の通電時間ｔが所定時間ｔ１を越えたことが判定
されると、Ｓｔｅｐ２６に進んでヒータ８の通電を停止
して、再生を中断する。

【０１３７】続いて、Ｓｔｅｐ１１にて、排気流路切替
バルブ６を開く。

【０１３８】続いて、Ｓｔｅｐ１２にて、排気流路切替
バルブ７を閉じる。

【０１３９】続いて、Ｓｔｅｐ１３に進んで、再生が終
了したことを示す再生フラグをＯＦＦとして、本ルーチ
ンを終了する。

【０１４０】以上のように、フィルタ３に堆積したオイ
ルアッシュ量と酸化スケール量に応じて、次回に再生が
行われる排圧Ｐを高めるように補正することにより、再
生時におけるフィルタ３のパーティキュレート捕集量を
一定に保つことができる。この結果、フィルタ３にオイ
ルアッシュ等がある程度堆積しても、フィルタ３の再生
頻度が多くなることが回避され、ヒータ８に電力を供給
するバッテリの負担が大きくなることを防止できる。

【０１４１】次に、第六の実施形態として、フィルタ３
の再生を行うルーチンを図２２のフローチャートのよう
に構成してもよい。図２２のフローチャートは前述した
図１６、図１８に示すフローチャートにつながる。

【０１４２】これについて説明すると、Ｓｔｅｐ１９に
おいて、フィルタ３の最高温度Ｔｐに達する最高温度到
達時間ｔ_Tpを読込む。

【０１４３】Ｓｔｅｐ２０において、フィルタ３の再生
開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温度到達時
間ｔ_Tpに応じて図１４に示すマップを基にフィルタ３に
堆積したアッシュ量ｗａ１を検索する。

【０１４４】次に、第七の実施形態として、フィルタ３
の再生を行うルーチンを図２３のフローチャートのよう
に構成してもよい。図２３のフローチャートは前述した
図２、図４に示すフローチャートにつながる。

【０１４５】これについて説明すると、フィルタ３の最
高温度Ｔｐを読込み、Ｓｔｅｐ１８において、フィルタ
３の最高温度Ｔｐに達する最高温度到達時間ｔ_Tpを読込
む。

【０１４６】Ｓｔｅｐ１９において、フィルタ３の再生
開始時における温度Ｔｓとフィルタ３の最高温度Ｔｐお
よび最高温度到達時間ｔ_Tpに応じてフィルタ３に堆積し
たパーティキュレート量ｗ１を検索する。これにより、
パーティキュレート堆積量ｗ１をさらに高い精度をもっ
て推定できる。

【０１４７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のエ
ンジンの排気微粒子処理装置によれば、再生時における
フィルタの温度に応じてフィルタのパーティキュレート
捕集量を推定し、次回に再生が行われる排圧Ｐを補正す
る構成のため、オイルアッシュ等がフィルタに堆積する
のに伴って、フィルタの再生頻度が多くなるという問題
点を解消でき、バッテリ負担を低減することができる。

【０１４８】請求項３に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置によれば、再生時における最高温度到達時間ｔ_Tp
が短くなるのに応じて、フィルタのパーティキュレート
捕集量が減少したものと推定し、次回に再生が行われる
排圧Ｐを高めるように補正する構成のため、再生時にお
けるフィルタのパーティキュレート捕集量を一定に保つ
ことができる。

【０１４９】請求項４に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置によれば、再生時におけるフィルタの最高温度Ｔ
ｐが低下するのに応じて、アッシュ量ｗａ１が増大した
ものと推定し、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるよ
うに補正する構成のため、再生時におけるフィルタのパ
ーティキュレート捕集量を一定に保つことができる。

【０１５０】請求項５に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置によれば、再生時における最高温度到達時間ｔ_Tp
が短くなるのに応じて、アッシュ量ｗａ１が増大したも
のと推定し、次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるよう
に補正する構成のため、再生時におけるフィルタのパー
ティキュレート捕集量を一定に保つことができる。

【０１５１】請求項６に記載のエンジンの排気微粒子処
理装置によれば、フィルタに堆積したオイルアッシュ量
ｗａ３と酸化スケール量ｗａ２に応じて、次回に再生が
行われる排圧Ｐを高めるように補正する構成のため、再
生時におけるフィルタのパーティキュレート捕集量を一
定に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す排気微粒子処理装置の
システム図。

【図２】同じく再生時の制御内容を示すフローチャート
の前部分。

【図３】同じく再生時の制御内容を示すフローチャート
の中間部分。

【図４】同じく再生時の制御内容を示すフローチャート
の後部分。

【図５】同じく再生時期を設定したマップ。

【図６】同じくパーティキュレート堆積量を設定したマ
ップ。

【図７】同じくエンジン排圧とパーティキュレート堆積
量の関係を示す特性図。

【図８】同じくヒータ通電時間とフィルタ温度の関係を
示す特性図。

【図９】第二の実施形態を示す再生時の制御内容を示す
フローチャートの中間部分。

【図１０】同じくパーティキュレート堆積量を設定した
マップ。

【図１１】第三の実施形態を示す再生時の制御内容を示
すフローチャートの中間部分。

【図１２】同じくパーティキュレート堆積量を設定した
マップ。

【図１３】第四の実施形態を示す再生時の制御内容を示
すフローチャートの中間部分。

【図１４】同じくパーティキュレート堆積量を設定した
マップ。

【図１５】同じくオイルアッシュ堆積量に対する再生時
期排圧補正量の関係を示す特性図。

【図１６】第五の実施形態を示す再生時の制御内容を示
すフローチャートの前部分。

【図１７】同じく再生時の制御内容を示すフローチャー
トの中間部分。

【図１８】同じく再生時の制御内容を示すフローチャー
トの後部分。

【図１９】同じく潤滑油消費量とオイルアッシュ堆積量
の関係を示す特性図。

【図２０】同じく酸化スケール堆積量とオイルアッシュ
堆積量の関係を示す特性図。

【図２１】同じく酸化スケール堆積量とオイルアッシュ
堆積量に対するフィルタの前後差圧の関係を示す特性
図。

【図２２】第六の実施形態を示す再生時の制御内容を示
すフローチャートの中間部分。

【図２３】第七の実施形態を示す再生時の制御内容を示
すフローチャートの中間部分。

【図２４】請求項１に記載の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 排気通路 ３ フィルタ ４ バイパス路 ６ 排気流路切替バルブ ７ 排気流路切替バルブ ８ ヒータ ９ オイルレベルセンサ ２０ コントロールユニット ２１ フィルタ温度センサ ２２ 排圧センサ １０２ 排気通路 １０３ フィルタ １０４ 排気遮断手段 １０８ 加熱手段 １２１ フィルタ温度検出手段 １２２ 排圧検出手段 １３１ 再生時期判定手段 １３２ 再生手段 １３３ 再生時期補正手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気通路の途中に介装されて排気粒子を捕
   集するフィルタと、 フィルタに導入される排気量を調節する排気遮断手段
   と、 フィルタを加熱する加熱手段と、 排気通路のフィルタより上流側の圧力Ｐを検出する排圧
   検出手段と、 検出された排圧Ｐが所定値を越えて上昇する再生時期を
   判定する再生時期判定手段と、 フィルタ再生時に排気遮断手段を介してフィルタに導入
   される排気流を絞るとともに加熱手段を介してフィルタ
   を加熱してフィルタに捕集された排気粒子を燃焼させる
   再生手段と、 を備えるエンジンの排気微粒子処理装置において、 前記フィルタの温度を検出するフィルタ温度検出手段
   と、 再生時におけるフィルタの温度に応じて次回に再生が行
   われる排圧Ｐを補正する再生時期補正手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気微粒子処理装
   置。
2. 【請求項２】前記再生時期補正手段として、 再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐを検出し、 検出される最高温度Ｔｐに応じてパーティキュレート捕
   集量を推定し、 推定されるパーティキュレート捕集量が減少するのに応
   じて次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正す
   る構成としたことを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ンの排気微粒子処理装置。
3. 【請求項３】前記再生時期補正手段として、 再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐに達する最高温
   度到達時間ｔ_Tpを検出し、 検出される最高温度到達時間ｔ_Tpに応じてパーティキュ
   レート捕集量を推定し、 推定されるパーティキュレート捕集量が減少するのに応
   じて次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正す
   る構成としたことを特徴とする請求項１に記載のエンジ
   ンの排気微粒子処理装置。
4. 【請求項４】前記再生時期補正手段として、 再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐを検出し、 検出される最高温度Ｔｐに応じてフィルタに堆積したア
   ッシュ量ｗａ１を推定し、 推定されるアッシュ量ｗａ１が増大するのに応じて次回
   に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正する構成と
   したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気
   微粒子処理装置。
5. 【請求項５】前記再生時期補正手段として、 再生時におけるフィルタの最高温度Ｔｐに達する最高温
   度到達時間ｔ_Tpを検出し、 検出される最高温度到達時間ｔ_Tpに応じてフィルタに堆
   積したアッシュ量ｗａ１を推定し、 推定されるアッシュ量ｗａ１が増大するのに応じて次回
   に再生が行われる排圧Ｐを高めるように補正する構成と
   したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気
   微粒子処理装置。
6. 【請求項６】前記再生時期補正手段として、 エンジンの潤滑油消費量を検出し、 検出される潤滑油消費量に応じてフィルタに堆積したオ
   イルアッシュ量ｗａ２を推定し、 再生時におけるフィルタ温度Ｔに応じてフィルタに堆積
   したアッシュ量ｗａ１を推定し、 オイルアッシュ量ｗａ２とアッシュ量ｗａ１の差からフ
   ィルタ３に堆積した酸化スケール量ｗａ３を推定し、オ
   イルアッシュ量ｗａ２と酸化スケール量ｗａ３が増大す
   るのに応じて次回に再生が行われる排圧Ｐを高めるよう
   に補正する構成としたことを特徴とする請求項１に記載
   のエンジンの排気微粒子処理装置。