WO2007058047A1

WO2007058047A1 - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: WO2007058047A1
Application number: PCT/JP2006/320867
Authority: WO
Inventors: Shusuke Okada; Masato Kitazaki; Hiroshi Uehara; Osamu Kawatate
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2008-05-11
Also published as: KR100992305B1; CA2632184A1; EP1950385B1; CN101316990B; US8122708B2; JP2007132306A; CN101316990A; EP1950385A1; JP4598655B2; US20090151325A1; EP1950385A4; CA2632184C; KR20080081900A

Abstract

　内燃機関の排気系３０に備えられるＤＰＦ３３を有した排気ガス浄化装置１０１・１０２・１０３であって、排気音圧を測定する１又は複数の音圧測定手段８Ｆ・８Ｒと、測定された該排気音圧からＰＭ堆積量を算出する演算手段１０とを具備し、前記ＤＰＦ３３の上流側に排気温度測定手段３６及び排気ガス昇温手段３４を配設し、前記演算手段１０によって算出されたＰＭ堆積量が予め設定された既定値よりも高く、且つ、排気温度測定手段３６によって測定された排気ガス温度が該ＤＰＦ３３の再生可能温度域下限以下の場合に、該排気ガス昇温手段３４を作動させる。

Description

明細書

排気ガス浄化装置

技術分野

[0001] 本発明は、排気ガス中の微粒子を捕集するパーティキュレートフィルタを有し、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系に備えられる、排気ガス浄ィ匕装置の技術に関する。

背景技術

[0002] 従来から、内燃機関の排気系には、排気ガス中の微粒子 (以下、 PMという。）を捕集、除去するためのパーティキュレートフィルタ（以下、 DPFという。）が備えられている。そして、該 DPFの PM堆積量の判定方法には、 DPF前後の差圧を測定する方法 (例えば、特許文献 1参照。）や、前もって判明しているエンジンの PM排出量マップとエンジン運転履歴力も算出する方法 (例えば、特許文献 2参照。）等が公知となっており、このような測定結果に従って、堆積した PMを除去する「DPF再生」を行なっている。

特許文献 1 :特開平 7— 189654号公報

特許文献 2：特開 2002— 97930号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] しかし、 DPF前後の差圧を測定する場合、エンジンの運転状況、例えばエンジン負荷や回転数等によって差圧が変動するため、該運転状況に応じて PM堆積量判定のしきい値を変更する必要があった。そのため、エンジン回転数 '負荷'背圧 'DPF 前後差圧等を測定する手段が別途必要となっていた。また、差圧が安定するまでには時間がかかる、即ち、 PM堆積量の測定を実施するのに時間が力かるため、運転状況の変化に応じた最適な PM堆積量の測定を行なうことが出来な力つた。

そこで、本発明の課題は、差圧測定よりも感度及び応答性に優れた DPFの PM堆積量測定手段を有した排気ガス浄ィ匕装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 [0004] 本発明の解決しょうとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

[0005] 即ち、本発明においては、内燃機関の排気系に備えられる DPFを有した排気ガス浄化装置であって、排気音圧を測定する 1又は複数の音圧測定手段と、測定された該排気音圧力も PM堆積量を算出する演算手段とを具備したものである。

[0006] 本発明においては、前記 DPFの上流側に排気温度測定手段及び排気ガス昇温手段を配設し、前記演算手段によって算出された PM堆積量が予め設定された既定値よりも高ぐ且つ、排気温度測定手段によって測定された排気ガス温度が該 DPFの再生可能温度域下限以下の場合に、該排気ガス昇温手段を作動させるものである。

[0007] 本発明においては、内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF上流側の音圧マップを記憶する記憶手段を具備し、前記 DPFの上流側に 1の前記音圧測定手段を配設し、前記演算手段により、該音圧測定手段によって測定された排気音圧と該音圧マップカも PM堆積量を演算するものである。

[0008] 本発明においては、内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF下流側の音圧マップを記憶する記憶手段を具備し、前記 DPFの下流側に 1の前記音圧測定手段を配設し、前記演算手段により、該音圧測定手段によって測定された排気音圧と該音圧マップカも PM堆積量を演算するものである。

[0009] 本発明においては、音圧測定手段の測定可能周波数の全域、若しくは一部周波数帯域の排気音圧を測定することを特徴する請求項 1乃至請求項 4に記載の排気ガス浄ィ匕装置ものである。

[0010] 本発明においては、前記音圧測定手段によって、複数の周波数帯域において排気音圧を測定し、前記演算手段が、測定された複数の周波数帯域の排気音圧から P M堆積量を算出するものである。

[0011] 本発明においては、内燃機関の回転数に応じて、前記音圧測定手段により測定する排気音圧の周波数帯域を変更するものである。

[0012] 本発明においては、排気ガス温度に応じて、前記音圧測定手段により測定する排気音圧の周波数帯域を変更するものである。

発明の効果 [0013] 本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

[0014] 本発明により、従来までの差圧を測定する場合と比べて、排気音圧の測定は測定感度が良ぐ応答性も速い。そのため、 PM堆積量の判定を瞬時に行なうことができる。また、トランジェント運転中であっても、 PM堆積量の判定が可能である。

[0015] 本発明により、応答性に優れた排気音圧の測定結果により PM堆積量を判定して、頻繁に排気ガス昇温手段を作動させることが可能となり、その結果燃費の悪ィ匕を防止することができる。

[0016] 本発明においては、 1つの音圧測定手段を配設することにより、 DPFの PM堆積量を認識することができるため、製造コストを低減することができる。

[0017] 本発明により、 1つの音圧測定手段を配設することにより、 DPFの PM堆積量を認識することができるため、製造コストを低減することができる。

[0018] 本発明により、回転数の影響による補正を行なうことなぐ音圧測定の精度を向上させることができる。

[0019] 本発明により、高精度な音圧測定を行なうことができる。

[0020] 本発明により、高精度な音圧測定を行なうことができる。

[0021] 本発明により、高精度な音圧測定を行なうことができる。

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]図 1は排気ガス浄ィ匕装置 101の第 1の実施例を示す模式図。

[図 2]図 2は DPF33の使用時間と DPF33前後部音圧差との関係を示した図。

[図 3]図 3は排気ガス浄ィ匕装置 102の第 2の実施例を示す模式図。

[図 4]図 4は排気ガス浄ィ匕装置 103の第 3の実施例を示す模式図。

[図 5]図 5は DPF33に PMが堆積していない状態のエンジン回転数及びトルクに応じた等音圧線を示した図。

[図 6]図 6は測定可能周波数の全域若しくは一部周波数帯域においての測定結果から得られた DPF33の使用時間と DPF33前後部音圧差との関係を示した図。

[図 7]図 7は DPF33の使用時間と 2種類の周波数で測定した DPF33前後部音圧差との関係を示した図。

符号の説明 8F- 8R 音圧測定手段 (音圧センサ）

9 記憶手段

10 演算手段

30 排気系

33 DPF (パーティキュレートフィルタ）

34 排気ガス昇温手段

36 排気温度測定手段 (排気温度測定センサ)

101 •102- 103 排気ガス浄化装置

発明を実施するための最良の形態

[0024] 次に、発明の実施の形態を説明する。

図 1は本発明の排気ガス浄ィ匕装置 101の第 1の実施例を示す模式図、図 2は DPF 33の使用時間と DPF33前後部音圧差との関係を示した図、図 3は本発明の排気ガス浄ィ匕装置 102の第 2の実施例を示す模式図、図 4は本発明の排気ガス浄ィ匕装置 1 03の第 3の実施例を示す模式図、図 5は DPF33に PMが堆積していない状態のェンジン回転数及びトルクに応じた等音圧線を示した図、図 6は測定可能周波数の全域若しくは一部周波数帯域においての測定結果力得られた DPF33の使用時間と DPF33前後部音圧差との関係を示した図、図 7は DPF33の使用時間と 2種類の周波数で測定した DPF33前後部音圧差との関係を示した図である。

[0025] 本発明の排気ガス浄ィ匕装置は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系に備えられるものであり、排気ガス中の微粒子を捕集する DPF33を有し、該 DPF33の PM 堆積量を認識することができる排気ガス浄ィ匕装置である。

本実施形態は、トラクタ用のディーゼルエンジン 1に搭載される排気ガス浄ィ匕装置 1 01 · 102· 103についての説明を行なうものである力本発明の排気ガス浄化装置 1 01 · 102· 103が適用されるエンジンは、ディーゼルエンジン 1に限定するものではなぐガスエンジンやガソリンエンジン等であっても良い。また本発明は、自動車や発電機等に搭載されるエンジンに対しても適用可能である。

実施例 1

[0026] 図 1に示すように、ディーゼルエンジン等の内燃機関には、エンジン本体 1の一方側（図中下側）に吸気系 20が、他方側（図中上側）に排気系 30がそれぞれ接続されている。

吸気系 20には、吸気配管 21、吸気マ-ホールド 22及び燃料ポンプ 23等が備えられている。吸気配管 21及び吸気マ-ホールド 22を経て、エンジン本体 1のシリンダ内（吸入工程のシリンダ内）に空気を導入した後、該シリンダの圧縮工程完了時点で燃料ポンプ 23から燃焼室に燃料を圧送することにより、燃焼室での混合気の自己着火燃焼に伴う膨張行程が行われるようになって!/ヽる。

[0027] そして、上記吸気配管 21には、吸気絞り装置 24が備えられている。具体的には、この吸気絞り装置 24は、バタフライバルブと、このバタフライバルブを回動させて吸気配管 21の流路面積を変更するァクチユエ一タとを備えて、る（共に図示省略)。尚、この弁機構としては、バタフライバルブに限らずシャツタバルブ等種々のものが適用可能である。

該吸気絞り装置 24によって、前記シリンダへの空気の供給量を調節し、空気と燃料との混合比を調節して、る。

[0028] 一方、排気系 30には、排気マ-ホールド 32及び排気配管 31が備えられている。上記膨張行程後の排気行程において、シリンダ力も排気マ-ホールド 32に排出された排気ガスは、排気配管 31を通って、大気に放出されるようになっている。

該排気配管 31には、排気ガス中に含まれる PMを捕集するための DPF33や排気ガスを加熱するための排気ガス昇温手段 34が備えられている。 DPF33は、ケーシング内にフィルタ本体が収容されて成っており、該フィルタ本体は、ろ過性能を有する隔壁で区画された多数のセルを有するハ-カム構造で構成されている。

[0029] 具体的には、例えば上記の一部のセルでは一方の端部力他のセルでは他方の端部がそれぞれ封鎖されており、セル間を排気ガスが透過する際に PMが捕集される構成となっている。該フィルタ本体を構成する材料には、耐熱性'耐酸化性'耐熱衝撃性を有するものが適しており、例えば多孔質コージエライトセラミックス、炭化珪素、アルミナ、ムライト、窒化珪素、焼結合金等が適用可能である。

また、該フィルタ本体には、白金等の酸化触媒が担持されている。そして、排気ガス温度が所定温度 (例えば、約 300°C、以下「再生可能温度域下限」という。）を超えた状況において、化学反応が行なわれて、即ち、 PMが酸ィ匕除去されて、 DPF33の機能が再生されるようになって!/、る。

[0030] そして、この排気系 30の特徴として、図 1に示すように、 DPF33には音圧センサ（音圧測定手段) 8F' 8Rが配設されている。詳しくは、該音圧センサ 8F' 8Rは、マイク等によって構成されるものであり、 DPF33の内部や、排気配管 31内側の DPF33の上流側や下流側に配設されて、 DPF33の内部や、排気配管 31内側の DPF33の上流側や下流側の排気音圧 (排気音の大きさ若しくは音量)を測定するものである。

[0031] 前記排気配管 31における DPF33の上流側には排気ガス昇温手段 (排気ガス加熱手段） 34が備えられている。排気ガス昇温手段 34は、電気ヒータ等によって構成されており、図示しない発電機 (オルタネータ)力電力を受けて発熱し、排気配管 31を流れる排気ガスを加熱可能になっている。具体的には、排気配管 31を過熱することによって排気ガスを間接的に加熱する構成であっても良、し、排気配管 31内部にヒ一タ線を配置して排気ガスを直接的に過熱する構成であっても良い。尚、この排気ガス昇温手段 34としては火炎バーナーを適用しても良、。

[0032] 上記排気ガス昇温手段 34には、排気ガス温度を測定するための排気温度測定センサ (排気温度測定手段） 36が配設されている。排気温度測定センサ 36は、排気ガス昇温手段 34の内部に配置されて、ても良、し、上記 DPF33の直上流側の排気配管 31内に取り付けられても良、。

該排気温度測定センサ 36により、排気ガスの温度が DPF33の前記再生可能温度域下限より高いか低いかを測定することによって、前記 DPF33の再生が行なわれて V、る力否かを認識することができる。

[0033] 前記音圧センサ 8F' 8R、排気温度測定センサ 36、排気ガス昇温手段 34は、演算手段 10に接続されている。演算手段 10は、音圧センサ 8F' 8Rから測定された音圧に関する信号を受け取り、該信号及び後述する記憶手段 9に記憶されている音圧マップを基に、 DPF33の PM堆積量を演算するものである。ここで、 DPF33の PM堆積量とは、 DPF33の内部に形成されている多数の前記セル（目）に付着している PM の量を言うものである。

[0034] 演算手段 10は、 DPF33の PM堆積量が予め定められた既定値以上であると判断すると、排気温度測定センサ 36から排気ガス温度に関する信号を受け取って、該信号力も排気ガスの温度が DPF33の前記再生可能温度域下限より高いか否かを判断する。そして、該排気ガスの温度が再生可能温度域下限より低い場合には、排気ガス昇温手段 34を作動させて排気配管 31を流れる排気ガスの温度を上昇させる。

[0035] 前記記憶手段 9は、演算手段 10に接続されており、エンジン回転数やトルクや排気ガス温度に応じた音圧マップのデータが格納されている。ここで、音圧マップとは、該エンジン回転数やトルクや排気ガス温度等のエンジンの運転状況ごとに作成される、排気音圧に対する DPF33の PM堆積量の対応表である。換言すると、音圧マップとは、測定された排気音圧力も DPF33の PM堆積量を求めるための変換テーブルのことを言う。

前記演算手段 10は、必要に応じて、該記憶手段 9から該音圧マップを呼び出して、排気音圧に関する信号力も DPF33の PM堆積量を演算する。

[0036] 本実施例においては、図 1に示すように、 DPF33の直前（直上流）の排気配管 31 に、前音圧センサ (音圧測定手段) 8Fを、 DPF33の直後（直下流）に後音圧センサ（音圧測定手段) 8Rを配設しているが、配設箇所は限定するものではない。図 1に示す排気ガス浄ィ匕装置 101にお、ては、前音圧センサ 8Fによって DPF33直前の排気音圧 (音の大きさ： db)を測定し、後音圧センサ 8Rによって DPF33直後の排気音圧（音の大きさ: db)を測定している。そして、該音圧の測定結果は演算手段 10へと送信され、該演算手段 10は、受け取った信号力も DPF33の前後の音圧差を演算する。

[0037] 図 2に示すように、再生を行なうことなく使用した DPF33は、使用時間が増すとともに、 DPF33上流側の前音圧センサ 8Fと下流側の後音圧センサ 8Rとの音圧差が大きくなつてくる。これは、使用時間の経過とともに、 DPF33の PM堆積量が増して、 D PF33内のフィルタの目が詰まるため、 DPF33前方のエンジンから伝わってくる排気音圧が DPF33によって妨げられ、 DPF33前後の音圧差が拡大することが原因である。

本発明は、このような性質を利用して、排気音圧力も DPF33の PM堆積量を求めることを特徴としている。

[0038] そして、演算手段 10は、記憶手段 9から呼び出した前記音圧マップと、測定された音圧差から、 DPF33の PM堆積量を演算し、該 PM堆積量が予め設定された既定値以上であるか否かの判定を行なう。

そして、 DPF33の PM堆積量が該既定値以上である場合には、排気温度測定センサ 36によって排気ガスの温度を測定して、排気ガスの温度が前記再生可能温度域下限以下の場合は、排気ガス昇温手段 34を作動させて、排気ガスの温度を上昇させる。これにより、 DPF33が排気ガスによって温められ、 DPF33の再生が行なわれる。

[0039] このように、内燃機関の排気系 30に備えられる DPF33を有した排気ガス浄ィ匕装置 101 · 102· 103であって、排気音圧を測定する 1又は複数の音圧測定手段 8F' 8Rと、測定された該排気音圧力も PM堆積量を算出する演算手段 10とを具備したので、従来までの差圧を測定する場合と比べて、排気音圧の測定は測定感度が良ぐ応答性も速い。そのため、 PM堆積量の判定を瞬時に行なうことができる。また、トランジェント運転中であっても、 PM堆積量の判定が可能である。

[0040] また、前記 DPF33の上流側に排気温度測定手段 36及び排気ガス昇温手段 34を配設し、前記演算手段 10によって算出された PM堆積量が予め設定された既定値よりも高ぐ且つ、排気温度測定手段 36によって測定された排気ガス温度が該 DPF33 の再生可能温度域下限以下の場合に、該排気ガス昇温手段 34を作動させるので、応答性に優れた排気音圧の測定結果により PM堆積量を判定して、頻繁に排気ガス昇温手段を作動させることが可能となり、その結果燃費の悪ィ匕を防止することができる。

実施例 2

[0041] 次に、排気ガス浄ィ匕装置 102の第 2の実施例について説明する。

図 3に示すように、本実施例の排気ガス浄ィ匕装置 102においては、 DPF33の前部つまり上流側にのみ前音圧センサ 8Fを配設する。つまり、実施例 1においては、音圧センサ 8F' 8Fの配設位置は限定していないが、本実施例においては、 DPF33の上流側にのみ前音圧センサ 8Fを配設し、 DPF33の上流側での排気音圧変化のみを測定することによって、 DPF33の PM堆積量を認識して、る。

これは、 DPF33の PM堆積量が増すに従って、エンジンで発生した排気音が DPF 33で反射し易くなり、 DPF33の上流側の排気音圧が変化する性質を利用するものである。なお、図 3においては、太い矢印が空気の流れを示し、細い矢印が信号の流れを示している。

[0042] そして、実施例 1と同様に、前記演算手段 10は前記記憶手段 9に接続されており、該記憶手段 9には、予め実験的に測定された DPF33の PM堆積量に応じた前音圧センサ 8F用の音圧マップが記憶されている。本実施例においては、該演算手段 10 力前音圧センサ 8Fによって測定された DPF33上流側の排気音圧のみから、後述する音圧マップを基にして、 DPF33の PM堆積量を認識する。

[0043] ここで、音圧マップとは、エンジン回転数やトルクや排気ガス温度等のエンジンの運転状況ごとに実験的に作成された、前音圧センサ 8Fにて測定された排気音圧力 D PF33の PM堆積量への変換テーブルである。即ち、該演算手段 10は、測定時のェンジン回転数やトルク等力記憶手段 9に記憶された最適な音圧マップを選択し、該音圧マップを用いて、前音圧センサ 8Fにて測定された音圧力 DPF33の PM堆積量を演算するのである。

参考のため、図 5に、 DPF33に PMが堆積していない状態においての、前後音圧センサ 8F' 8Rによって測定されたエンジン回転数及びトルクに応じた音圧を示す。

[0044] 演算手段 10は、前音圧センサ 8Fで測定された排気音圧と該音圧マップから DPF 33の PM堆積量を演算し、該 PM堆積量が既定値以上である場合には、排気温度測定センサ 36によって、排気ガス温度を測定する。そして、排気ガス温度が前記再生可能温度域下限以下の場合は、排気ガス昇温手段 34を作動させて、排気ガスの温度を上昇させる。

これによつて、排気ガスが DPF33の温度を前記再生可能温度域にまで温め、 DPF3 3の再生が行なわれる。

[0045] このように、内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF33上流側の音圧マップを記憶する記憶手段 9を具備し、前記 DPF33の上流側に 1の前記音圧測定手段 8Fを配設し、前記演算手段 10により、該音圧測定手段 8Fによって測定された排気音圧と該音圧マップ力も PM堆積量を演算するので、 1つの音圧測定手段 8Fを配設することにより、 DPF33の PM堆積量を認識することができるため、製造コストを低減することができる。

実施例 3

[0046] 次に、排気ガス浄ィ匕装置 103の第 3の実施例について説明する。

図 4に示すように、本実施例の排気ガス浄ィ匕装置 103においては、 DPF33の後部つまり下流側にのみ音圧センサ 8Rを配設する。つまり、実施例 1においては、音圧センサ 8F' 8Fの配設位置は限定していないが、本実施例においては、 DPF33の下流側にのみ後音圧センサ 8Rを配設し、 DPF33の下流側での排気音圧変化のみを測定することによって、 DPF33の PM堆積量を認識して!/、る。

これは、 DPF33の PM堆積量が増すに従って、エンジンで発生した排気音が DPF 33によって遮蔽され易くなるため、 DPF33の下流側の排気音圧が変化する性質を利用するものである。なお、図 4においては、太い矢印が空気の流れを示し、細い矢印が信号の流れを示して!/、る。

[0047] 演算手段 10は記憶手段 9に接続されており、該記憶手段 9には、予め実験的に測定された DPF33の PM堆積量に応じた後音圧センサ 8Rの音圧マップが記憶されている。

そして、演算手段 10は、該音圧マップと、後音圧センサ 8Rによって測定された DPF 33下流側の排気音圧のみから、 DPF33の PM堆積量を演算する。

ここで、音圧マップとは、エンジン回転数やトルク等ごとに実験によって作成された、後音圧センサ 8Rにて測定された音圧力 DPF33の PM堆積量への変換テーブルである。即ち、該演算手段 10は、測定時のエンジン回転数やトルク力記憶手段 9に記憶された最適な音圧マップを選択し、該音圧マップを用いて、後音圧センサ 8Rにて測定された排気音圧力も DPF33の PM堆積量を演算するのである。

[0048] 演算手段 10は、後音圧センサ 8Rで測定された排気音圧と該音圧マップ力も DPF 33の PM堆積量を演算し、該 PM堆積量が既定値以上である場合には、排気温度測定センサ 36によって、排気ガス温度を測定する。そして、排気ガス温度が前記所定温度以下の場合は、排気ガス昇温手段 34を作動させて、排気ガスの温度を上昇させる。これによつて、排気ガスが DPF33の温度を前記再生可能温度域にまで温め、 DPF33の再生が行なわれる。 [0049] このように、内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF33下流側の音圧マップを記憶する記憶手段 9を具備し、前記 DPF33の下流側に 1の前記音圧測定手段 8Rを配設し、前記演算手段 10により、該音圧測定手段 8Rによって測定された排気音圧と該音圧マップ力 PM堆積量を演算するので、 1つの音圧測定手段 8Rを配設することにより、 DPF33の PM堆積量を認識することができるため、製造コストを低減することができる。

[0050] 次に、本発明の音圧測定で測定する周波数帯域について説明する。

DPF33周辺で測定する周波数は、前記音圧センサ 8F · 8Rで測定することができる周波数の全域の排気音圧を測定しても良、し、音圧センサ 8F · 8Rで測定することができる周波数の一部周波数帯域のみの排気音圧を測定しても良いものとする。即ち、周波数を限定せずに、音圧センサ 8F' 8Rが検知した全ての排気音圧の振幅を検知しても良いし、音圧と DPF33の PM堆積量との相関係数が高い一部の周波数帯域においてのみ、排気音圧を測定する構成であっても良い。相関係数が高い該一部の周波数帯域は、エンジンの運転状況ごとに予め実験的に定めておき、該周波数帯域の範囲は記憶手段 9に格納されている。

[0051] 図 6に示すように、測定可能周波数の全域において、排気音圧を測定した場合には、測定された音圧差のばらつきが大きいが、エンジン回転数やトルクの影響を受け難い。そして、一部周波数帯域において排気音圧を測定した場合は、即ち DPF33 の堆積量との相関関係が低い帯域を除いて排気音圧を測定した場合には、測定された音圧差のばらつきを小さくすることができる。

[0052] このように、音圧測定手段 8F' 8Rの測定可能周波数の全域、若しくは一部周波数帯域の排気音圧を測定するので、回転数の影響による補正を行なうことなぐ音圧測定の精度を向上させることができる。

[0053] 音圧若しくは音圧差の大きさと DPF33の PM堆積量との相関係数が高い周波数は、エンジン回転数やトルクによって異なる。一例として、回転数が 2400/minの場合においての、 2種類の周波数で排気音圧を測定した結果を、 DPF33の使用時間と前後排気音圧差との関係として図 7に示す。周波数が 160Hzの排気音圧差の測定結果においては、 DPF33の詰まりが進行するにつれて前後音圧センサ 8F' 8Rによつて測定される前後音圧差は増大していくが、周波数が 80Hzの排気音圧の測定結果にお、ては、前後音圧差がほとんど変化してな!、。

つまり、回転数が 2400Zminの場合には、周波数 160Hzでの排気音圧差測定により DPF33の正確な PM堆積量を認識することができる力周波数 80Hzでの排気音圧差測定では音圧差の変化が小さ!、ため、正確な PM堆積量を認識できな、可能性がある。

[0054] そのため、記憶手段 9には、エンジン回転数やトルク等に応じた、 DPF33の測定に最適な周波数帯域が記憶されている。詳しくは、記憶手段 9に、エンジン回転数ゃトルク等に応じて、排気音圧若しくは排気音圧差と DPF33の PM堆積量との相関係数が高い周波数帯域が記憶されており、音圧センサ 8F' 8Rは、エンジン回転数やトルク等に応じて、複数の周波数帯域の中から相関係数が高い周波数帯域を選択して、または、組み合わせて、排気音圧若しくは排気音圧差を測定する構成となっている。そして、演算手段 10は、得られた複数の排気音圧若しくは排気音圧差から、前記音圧マップに基、て PM堆積量を演算する構成となって、る。

[0055] このように、前記音圧測定手段 8F' 8Rによって、複数の周波数帯域において排気音圧を測定し、前記演算手段 10が、測定された複数の周波数帯域の排気音圧から PM堆積量を算出するので、高精度な音圧測定を行なうことができる。

[0056] また、内燃機関の回転数に応じて、前記音圧測定手段 8F' 8Rにより測定する排気音圧の周波数帯域を変更するので、図 7において比較した様に、高精度な音圧測定を行なうことができる。

[0057] また、排気ガスの温度によって、排気ガスによって伝播する排気音圧の伝播特性が異なるため、排気音圧若しくは排気音圧差と DPF33の PM堆積量の相関係数が高い周波数帯域は、排気ガスの温度によっても異なる。そのため、記憶手段 9には、排気ガス温度ごとにも、音圧の大きさと DPF33の PM堆積量の相関係数が高い周波数帯域が記憶されている。

そして、排気ガス温度を前記排気温度測定センサ 36によって測定し、音圧センサ 8 F' 8R及び演算手段 10は、排気ガスの温度に応じた最適な周波数帯域の排気音圧若しくは排気音圧差を測定して、 DPF33の PM堆積量を演算する構成として、る。 [0058] このように、排気ガス温度に応じて、前記音圧測定手段 8F' 8Rにより測定する排気音圧の周波数帯域を変更するので、高精度な音圧測定を行なうことができる。

産業上の利用可能性

[0059] 本発明は、排気ガス中の微粒子を捕集するパーティキュレートフィルタを有し、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気系に備えられる、排気ガス浄ィ匕装置に利用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 内燃機関の排気系に備えられる DPFを有した排気ガス浄ィ匕装置であって、

排気音圧を測定する 1又は複数の音圧測定手段と、

測定された該排気音圧から PM堆積量を算出する演算手段と、を具備したことを特徴とする排気ガス浄化装置。

[2] 前記 DPFの上流側に排気温度測定手段及び排気ガス昇温手段を配設し、

前記演算手段によって算出された PM堆積量が予め設定された既定値よりも高ぐ且つ、排気温度測定手段によって測定された排気ガス温度が該 DPFの再生可能温度域下限以下の場合に、該排気ガス昇温手段を作動させることを特徴とする請求項 1に記載の排気ガス浄化装置。

[3] 内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF上流側の音圧マップを記憶する記憶手段を具備し、

前記 DPFの上流側に 1の前記音圧測定手段を配設し、

前記演算手段により、該音圧測定手段によって測定された排気音圧と該音圧マツプ力 PM堆積量を演算することを特徴とする請求項 1若しくは請求項 2に記載の排気ガス浄化装置。

[4] 内燃機関の運転状況に応じた前記 DPF下流側の音圧マップを記憶する記憶手段を具備し、

前記 DPFの下流側に 1の前記音圧測定手段を配設し、

前記演算手段により、該音圧測定手段によって測定された排気音圧と該音圧マツプ力 PM堆積量を演算することを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。

[5] 音圧測定手段の測定可能周波数の全域、若しくは一部周波数帯域の排気音圧を測定することを特徴する請求項 1乃至請求項 4の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。

[6] 前記音圧測定手段によって、複数の周波数帯域において排気音圧を測定し、前記演算手段が、測定された複数の周波数帯域の排気音圧から PM堆積量を算出することを特徴とする請求項 1乃至請求項 5の何れか一項に記載の排気ガス浄ィ匕装置。

[7] 内燃機関の回転数に応じて、前記音圧測定手段により測定する排気音圧の周波数帯域を変更することを特徴とする請求項 1乃至請求項 6の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。

[8] 排気ガス温度に応じて、前記音圧測定手段により測定する排気音圧の周波数帯域を変更することを特徴とする請求項 1乃至請求項 7の何れか一項に記載の排気ガス浄化装置。