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JPH0621551B2 - パティキュレートトラップの再生装置 - Google Patents

パティキュレートトラップの再生装置

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JPH0621551B2
JPH0621551B2 JP15393589A JP15393589A JPH0621551B2 JP H0621551 B2 JPH0621551 B2 JP H0621551B2 JP 15393589 A JP15393589 A JP 15393589A JP 15393589 A JP15393589 A JP 15393589A JP H0621551 B2 JPH0621551 B2 JP H0621551B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関等の排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集するトラップを再生する装置に関するもので
あり、特にパティキュレートトラップの再燃焼の開始時
を判定・制御する装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の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）の再生装置では、一定条件が成立した時に
電気ヒーター、バーナー等の再燃焼手段によりトラップ
の再燃焼を開始している。
即ち、その条件とは、 （ｉ）トラップの入側と出側の圧力損失が、予めエンジ
ンの状態（回転数等）をパラメータとして設定したトラ
ップ基準圧力損失マップの値に達したこと； （ii）エアフローメーターによるエンジン吸入空気量計
測値とトラップ圧力損失とから推定されるパティキュレ
ートの補修量が所定量に達したこと； （iii）トラップの入側圧力、出側圧力、及びトラップ
出側の固定絞り部としてのサイレンサの出側圧力から得
られるトラップの圧力損失と固定絞り部の圧力損失の比
によって示されるパティキュレート捕集量が所定値に達
したこと（特開昭60−108520号公報）； （iv）トラップの入口弁開度を所定範囲に固定したとき
の入口弁前後の差圧からガス量を求めると共にこのガス
量から更に所定の捕修後圧力損失を求め、現在のトラッ
プの両側の圧力損失がその捕修後圧力損失に達したこと
（特開昭63−295815号公報に示す本発明者による装
置）； 等であった。
尚、エンジンの回転数の積算値又は車両の走行距離が一
定値に達したことを再燃焼開始の条件にするのは、エン
ジン負荷による影響を全く無視しているので精度上、実
用的でない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記（ｉ）〜（iv）のようにトラップの圧力損失に基づ
き再燃焼開始を判定する従来のパティキュレートトラッ
プの再生装置では、トラップのクリーンな状態、即ち、
トラップの未使用状態での圧力損失のバラツキを考慮せ
ず、クリーン時の圧力損失がどのトラップでも同一であ
ることを前提にして再燃焼開始判定を行うので、パティ
キュレートの捕集にバラツキを生じてしまい、再燃焼を
良好に行えない結果、トラップの破損や燃え残りを招来
するという問題点があった。
従って、本願発明の目的は、トラップの再燃焼開始の判
定・制御において、トラップクリーン時の圧力損失のバ
ラツキの影響を減少させることに在る。
〔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
ートトラップの再生装置は、トラップの両側の圧力損失
を検出する手段と、トラップの温度を検出する手段と、
該圧力損失が設定値に達したとき再燃焼を開始させると
共にその後は該温度のピーク値が所定範囲外か又は該所
定範囲内でも再燃焼後の圧力損失が該設定値以上のとき
には該設定値を増減する制御手段とを備え、該設定値の
初期値をトラップのクリーン時の圧力損失のバラツキ内
の最低値に基づいて決定するようにしている。
〔作 用〕
本発明では、制御手段には再燃焼を開始させるためのト
ラップの圧力損失が設定されている。
この設定値の初期値は、幾つか抽出したトラップのそれ
ぞれのクリーン時（未使用時）の圧力損失に存在するバ
ラツキ内の最低値（第３図参照）に基づいて決定され
る。このクリーン時の最低圧力損失に、トラップの適正
な捕集により増加する実験等によって測定できる通常の
圧力損失を加えた圧力損失（第５図参照）とする。
そして、この圧力損失の設定値に圧力損失の検出手段か
ら出力される実際の圧力損失が達したときにトラップの
再燃焼を開始させる。
トラップの再燃焼後はトラップの温度検出手段によって
検出されるトラップ温度のピーク値が所定範囲内か否か
を見て、所定範囲外か又はこの所定範囲内でも再燃焼後
の圧力損失が上記の設定値以上のときには該設定値を増
減して次の再燃焼工程の再燃焼時期をずらす。
このようにして再燃焼を繰り返すことにより、どのよう
なトラップでも、圧力損失の設定値が或る値に収束して
そのピーク温度が該所定範囲内に収まることとなる。
〔実施例〕
第１図は、本願発明に係るパティキュレートトラップの
再生装置の一実施例を示しており、１はディーゼルエン
ジン（図示せず）等の排気管、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、その入口側前面
には電気ヒーター３が取り付けられている。４はトラッ
プ２の出口側に設置された温度センサ、５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入口弁、
６はトラップ２を側路するバイパス弁、７は弁６を開閉
制御するデューティソレノイド弁、８は弁５を電磁弁に
より開閉制御するバキューム制御弁（ＶＣＶ）、１０及
び１１はそれぞれトラップ２の入側及び出側に設けた圧
力センサ、１２は電気ヒーター３を付勢するヒーター電
源スイッチ、そして１３は、センサ４、１０、及び１１
からの検出信号に応答して弁７及び８並びにヒーター電
源スイッチ１２に制御信号を送る制御手段としてのコン
トロールユニットである。
第２図はコントロールユニット１３で一定周期毎に実行
されるプログラムのフローチャートを示す図で、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
パティキュレートトラップの再生装置の動作を説明す
る。
このプログラムがスタートとすると、まず、コントロー
ルユニット１３はトラップ２のクリーン時の圧力損失設
定値に基づきトラップ２の再燃焼開始判定のための厚力
損失Ｋを初期設定する（第２図のステップＳ１）。
ここで、この圧力損失Ｋの設定について第３図により説
明する。
第３図は複数個のトラップのクリーン時、即ち使用して
いない時の圧力損失のバラツキ（発生頻度）をグラフで
示したもので、この内のＡ点を基準として圧力損失の初
期値Ｋが決定される。尚、このトラップのバラツキは製
品を実際に無作為抽出する等によってチェックすること
となる。
このＡ点というのは、試験に供されたいくつかのトラッ
プの内の最低の圧力損失に対応するもので、例えば１０
０個のクリーンなトラップを試した結果、その内の９９
個、即ち９９％がこれ以上の圧力損失を持つという意味
を有する。尚、クリーン時の圧力損失の発生頻度が最も
高い第３図の中央の圧力損失に設定せず、発生頻度が１
％の最低圧力損失を持つ点に設定する理由は、もし、中
央値に設定した場合、中央値の左半分に該当する半数の
トラップは第４図に示すように、実際のクリーン時の圧
力損失が全てその初期設定した圧力損失Ａより低いもの
になり、実際の捕集により圧力損失Ｋの上限値まで増加
した圧力損失Ｃが、トラップの適正な捕集により増加す
る圧力損失Ｂ（これは実験等によって測定することがで
きる）より大きなものになるので、この差Ｃ−Ｂに対応
する分だけ捕集量が多くなり過ぎて再燃焼を行うと発熱
量過多によるトラップの亀裂や溶損を招くからである。
そこで、ステップＳ１で設定される圧力損失の初期値Ｋ
は第５図に示すように、クリーン時の最低の圧力損失Ａ
に、トラップの適正な捕集により増加する圧力損失Ｂを
加えた圧力損失Ｋ＝Ａ＋Ｂとし、大部分（この場合、９
９％）のトラップのクリーン時の実際の圧力損失が、設
定されたクリーン時の圧力損失より高くなるよう設定し
ている。
続いて、現時点のトラップ２の圧力損失が、ステップＳ
１において設定した圧力損失Ｋを越えると（同ステップ
Ｓ２）、再燃焼時期に達したと判定して周知の再燃焼操
作を実行する（同ステップＳ３）。
このステップＳ３の再燃焼操作の一例としては、入口弁
５を閉じ、バイパス弁６を開いた上、ヒーター電源スイ
ッチ１２を介してヒーター３を付勢した後、入口温度セ
ンサ４が設定温度以上を検出した時、入口弁５及びバイ
パス弁６を所定開度に制御してトラップ２を一定時間再
燃焼させた後、ヒーター電源スイッチ１２をオフとする
ことによりヒーター３を消勢し、入口弁５を開き、バイ
パス弁６を閉じて通常のパティキュレート捕集状態に戻
る、というものである。
この再燃焼操作中にトラップ２の出口温度を温度センサ
４の出力から絶えず読み込んで順次記憶しておく（同ス
テップＳ４）。
そして、再燃焼操作が終了した後には、圧力センサ１０
及び１１から読み込んだ各圧力により厚力損失ΔＰを求
める（同ステップＳ５）。
次に、ステップＳ４において検出したトラップ温度の
内、最大ピーク値Ｔが第６図に示すように、トラップ亀
裂を生じない上限温度Ｔ２と再燃焼が不十分にならない
下限温度Ｔ１との間の適切な再燃焼温度範囲に入ったか
否かをチェックする（同ステップＳ６）。
この結果、Ｔ１＜Ｔ＜Ｔ２の適切な温度範囲にあった場
合には、ステップＳ５において検出した圧力損失ΔＰが
閾値ΔＰthより小さいか否かをチェックする（同ステッ
プＳ７）。
ステップＳ７において、ΔＰ＜ΔＰthと判定された時、
これは再燃焼が適切に実行されたことにより圧力損失Δ
Ｐが十分低下したことを示す。即ち、初期圧力損失Ｋは
適切であったことになるので、次のプログラムの実行周
期に移る。
一方、ステップＳ７において、ΔＰ≧ΔＰthと判定され
た時、これは、温度は適切であってもパティキュレート
の捕集量が少ないために完全燃焼できず未燃焼のパティ
キュレートが残ってしまっている時であり、この時には
圧力損失ΔＰが十分に低下していないことを示す。
そこで、次の再燃焼操作においては捕集するパティキュ
レートの捕集量を増やし再燃焼温度を上げてより十分な
再燃焼を行う必要があるので、初期圧力損失ＫをΔｐだ
け増加して（同ステップＳ９）、次のプログラムの実行
周期に移る。
上記のステップＳ６においてＴ１＜Ｔ＜Ｔ２でない時、
即ち、トラップのピーク温度Ｔが適切な温度範囲内に無
かったと判定した時、コントロールユニット１３は、次
にＴ＜Ｔ１か否かをチェックする（同ステップＳ８）。
そして、Ｔ＜Ｔ１である時は、トラップ温度Ｔが適切な
温度より低く再燃焼が不十分となるのでこれを改善する
ため、次回の再燃焼操作時の再燃焼温度を上げる必要が
あり、ステップＳ９において圧力損失ＫをΔｐだけ増加
させる。
また、ステップＳ８でＴ＜Ｔ１ではないと判定したとき
は、ステップＳ６との関係からＴ２＜Ｔであることにな
り、高温によるトラップ破損の危険性があるので次回再
燃焼時の再燃焼温度を下げるためステップＳ９とは反対
に初期圧力損失ＫをΔｐだけ減少させ（同ステップＳ１
０）て次のプログラムの実行同期に移る。
このようにして次のプログラム周期ではステップＳ１の
設定圧力損失は、ステップＳ７の場合にはＫのまま、ス
テップＳ９の場合はＫ＋Δｐ、そしてステップＳ１１の
場合はＫ−Δｐに補正されて実行され、この圧力損失設
定値は順次変化して行く。
尚、上記ステップＳ９及びＳ１０における設定圧力損失
Ｋの増減には、このシステムやトラップ２に異常が無け
れば、プログラムのルーチンを繰り返すことにより、或
る圧力損失値に収束するが、第２図に点線で示すＸ，
Ｙ，Ｚのステップを設けて異常判定を行ってもよい。
これらのＸ，Ｙ，Ｚのステップが第７図に示されてお
り、ステップＳ９１及びＳ１０１はそれぞれ、第２図に
示すステップＳ９及びＳ１０とステップＳ１０２との間
で実行する制御であり、それぞれにおいて圧力損失設定
値が許容最大値を越えたか（第７図のステップＳ９
１）、許容最小値を越えた（同ステップＳ１０１）時を
異常として判定する（同ステップＳ１０２）ものであ
る。
また、トラップの温度は、外気温度の影響を受けること
が有るので、再燃焼の状態が適切か否かを判定するため
に設定した、トラップ亀裂を生じない上限温度Ｔ２と再
燃焼が不十分にならない下限温度Ｔ１とを外気温度によ
り補正すると更に精度の良い再燃焼を実行できることは
言うまでもない。
また、トラップの圧力損失を検出するためには２つの圧
力センサを用いずに、両側の圧力配管に１つの差圧セン
サを接続することによっても行うことができる。
〔発明の効果〕 以上のように、本願発明に係るパティキュレートトラッ
プの再生装置では、再燃焼を開始させる圧力損失の設定
値の初期値をトラップのクリーン時の圧力損失のバラツ
キ内の最低値に基づいて決定しその後は該温度のピーク
値が所定範囲外か又は該所定範囲内でも再燃焼後の圧力
損失が該設定値以上のときには該設定値を増減するよう
に構成したので、どのようなトラップでもピーク温度が
所定範囲内に収まるように圧力損失の設定値を収束させ
ることができる。
従って、再燃焼不十分によって生ずるパティキュレート
の灰分の堆積による圧力損失の増減の影響をも、クリー
ン時のバラツキと同様にして補正することができること
となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るパティキュレートトラップの再
生装置の一実施例を示すハードウェア構成図、 第２図は、本発明において第１図に示したコントロール
ユニットで実行されるプログラムのフローチャート図、 第３図は、トラップのクリーン時の圧力損失のバラツキ
を示すグラフ図、 第４図及び第５図は、第３図において最低圧力損失を選
択する理由を説明する図、 第６図は、トラップ再燃焼温度を経時的に示したグラフ
図、 第７図は、第２図に異常判定を加えた場合のフローチャ
ート図、である。 第１図において、１は排気管、２はパティキュレートト
ラップ、３はヒーター、４は温度センサ、１０、１１は
圧力センサ、１３はコントロールユニット、をそれぞれ
示す。 図中、同一符号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】トラップの両側の圧力損失を検出する手段
    と、トラップの温度を検出する手段と、該圧力損失が設
    定値に達したとき再燃焼を開始させると共にその後は該
    温度のピーク値が所定範囲外か又は該所定範囲内でも再
    燃焼後の圧力損失が該設定値以上のときには該設定値を
    増減する制御手段とを備え、該設定値の初期値をトラッ
    プのクリーン時の圧力損失のバラツキ内の最低値に基づ
    いて決定することを特徴とするパティキュレートトラッ
    プの再生装置。
JP15393589A 1989-06-16 1989-06-16 パティキュレートトラップの再生装置 Expired - Fee Related JPH0621551B2 (ja)

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