JPH10259711A

JPH10259711A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPH10259711A
Application number: JP9066469A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ikeda; 達也池田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】大気圧や排気ガス温度の違いにより検出され
るフィルタの圧力損失が実際の状態と異なってフィルタ
再生時期が不安定となり、動力性能や燃費の悪化、再生
回数の増加によるバッテリの耐久性の低下が懸念され
る。【解決手段】本発明の排気浄化装置は、エンジン１か
らの排気ガスＧ中の微粒子をトラップ装置２，３で捕集
し、この捕集された微粒子を再生手段４，５で除去して
トラップ装置を再生すると共に、制御手段１７で排気ガ
ス温度検出手段６，８からの排気ガス温度情報Ｇｔと大
気圧検出手段１６からの大気圧情報Ｐとに基づき補正係
数Ｋを設定し、差圧検出手段によって検出されるトラッ
プ装置２，３の前後の差圧ΔＰを補正係数Ｋで補正して
再生時期を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス中の微粒子を
捕集するトラップ装置の再生時期を大気圧と排気ガス温
度の状態に応じて補正するエンジンの排気浄化装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】バスやトラック等の車両に用いられる内
燃機関の１つであるディーゼルエンジンの排気ガス流路
には、同エンジンから排出される排気ガス中に含まれる
カーボン微粒子等を核とするパティキュレートを捕集す
る排気浄化装置が装着されている。排気浄化装置は、パ
ティキュレートを捕集するフィルタを備えるトラップ装
置と、同フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼
させてトラップ（フィルタ）の再生を図る再生装置と、
フィルタの前後の差圧を検出する差圧検出手段となる圧
力センサと差圧算出回路及び排気ガス流量検出手段とを
備えている。排気浄化装置では、圧力センサからの圧力
情報でフィルタの前後の差圧を求めて算出されるフィル
タの圧力損失と排気ガス流量との関係で、再生時期と捕
集時期とを制御手段で判断し、再生時期と判断すると再
生装置を駆動してフィルタの燃焼を行い捕集したパティ
キュレートを除去してトラップ再生を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】バスやトラック等の車
両は、標高変化のあるところを走行したり、乗客や荷物
の積載状態により走行負荷に変化があるので、吸入空気
の比重（密度）が変化したり走行条件で排気ガス温度に
バラツキがある。標高が変化すると大気圧が変化し、走
行負荷が異なると排気ガス温度が変化するので、これら
の変化を考慮しないと同一量のパティキュレートがフィ
ルタに捕集された場合であっても、大気圧や排気ガス温
度の違いにより検出されるフィルタの圧力損失が変化し
てしまう。このような大気圧や排気ガス温度の違いによ
る圧力損失の変化は、フィルタ再生時期の早遅を招き、
動力性能や燃費の悪化、あるいは再生回数の増加による
バッテリの耐久性（寿命）の低下の要因となるおそれが
ある。本発明は、最適な時期にトラップ再生を行えて、
動力性能や燃費の悪化、あるいは再生回数の増加による
バッテリの耐久性（寿命）の低下の極めて少ない排気浄
化装置を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、制御手段でトラップ装置の前後の差圧が大気圧
と排気ガス温度を考慮した補正係数によって補正される
と共に、この補正係数と差圧とから求められる補正差圧
により再生領域と捕集領域とを分ける再生時期が判断さ
れるので、大気圧や走行負荷が変化しても常に一定の微
粒子捕集量の時に再生判断が行なわれ、安定したトラッ
プ再生動作を得られて動力性能や燃費の悪化を抑えられ
るとともに、トラップ再生回数の増加を抑えてバッテリ
ーの耐久性を向上させることができる。

【０００５】制御手段でトラップ装置の前後の差圧が大
気圧と排気ガス温度を考慮した補正係数によって補正さ
れると共に、この補正係数によって設定される閾値によ
り再生領域と捕集領域とを分けるトラップ装置の再生時
期が判断されるので、大気圧や走行負荷が変化しても常
に一定の微粒子捕集量のときに再生判断が行なわれ、安
定したトラップ再生動作を得られて動力性能や燃費の悪
化を抑えられるとともに、トラップ再生回数の増加を抑
えてバッテリーの耐久性を向上させることができる。

【０００６】請求項２記載の発明においては、大気圧が
低くなる時と排気ガスの温度が高くなるときに、差圧検
出手段で検出された差圧検出値を大きく補正し、または
設定された閾値を補正係数で小さく補正するので、標高
の高い場所や排気ガス温度が高くなる走行状態の多い車
両に対するフィルタ再生時期の遅れを低減できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に示す本発明の第１の形態で
ある排気浄化装置は、バスやトラック等の車両のディー
ゼルエンジン１（以下「エンジン１」と記す）に適用さ
れる。排気浄化装置は、エンジン１から排出される排気
ガスＧ中の微粒子を捕集するトラップ装置２，３と、ト
ラップ装置２，３を再生する再生手段４，５と、排気ガ
スＧの温度を検出する排気ガス温度検出手段としての排
気ガス温度センサ６，８と、フィルタ温度センサ７，９
と、大気圧検出手段としての大気圧センサ１６、トラッ
プ装置２，３の前後圧力を検出する圧力センサ１０，１
１，１２，１３と各圧力センサからの圧力情報により前
後の差圧を算出する差圧検出回路１４とからなる差圧検
出手段と、排気ガス流量検出手段、制御手段となるエン
ジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と記す）１
７とから主に構成されている。

【０００８】排気ガス流量検出手段は、吸気マニホール
ド１８を介してエンジン１と接続する吸気管１８Ａに設
けられ吸気管１８Ａを流れる吸気Ａの流量と温度及び圧
力を検出する機能を有するエアフローセンサ１５と、Ｅ
ＣＵ１７に内蔵される排気ガス流量算出手段１９とから
構成されている。排気ガス流量算出手段１９は、吸入吸
気量、吸入圧力、吸気温度と、排気ガス温度と排気圧力
から排気ガス流量Ｇｒを算出するものでＥＣＵ１７に記
憶されている。排気ガス流量算出手段１９には、実験結
果を基に作成した特性マップか計算式を用いれば良い。
本形態では、排気ガス流量Ｇｒを周知の排気ガス流量算
出用のマップから検索する。

【０００９】トラップ装置２，３は、エンジン１の排気
系に装備されている。この排気系は、排気マニホールド
２０に連通されて排気ガスＧが流れる主排気管２１の下
流側を２又に分けて分岐流路２１Ａ，２１Ｂとしてい
る。分岐流路２１Ａにはトラップ装置２が、分岐流路２
１Ｂにはトラップ装置３がそれぞれ配備されている。ト
ラップ装置２，３は、パティキュレートを捕集するフィ
ルタ２８，２９と、このフィルタ２８，２９を図示しな
いワイヤーメッシュを介して収納するキャニスタ容器３
０，３１とから主に構成されている。フィルタ２８，２
９は、多数の細路を同一方向に向けて積層させた周知の
ハニカム構造を採るセラミック製であり、細路の側壁を
透過する排気ガスからパティキュレートを濾過するよう
に構成されている。キャニスタ容器３０，３１の排気下
流側には、図示しないマフラへの排気管２１Ｃ，２１Ｄ
がそれぞれ接続されている。

【００１０】トラップ装置２，３よりも排気上流側に位
置する分岐流路２１Ａ，２１Ｂには、ＥＣＵ１７に接続
するアクチュエータ２２，２３で開閉駆動される開閉弁
２４，２５がそれぞれ配置されている。開閉弁２４，２
５は、ＥＣＵ１７からの駆動信号に応じて分岐流路２１
Ａ，２１Ｂを開閉するようになっている。この形態で
は、トラップ装置２が再生される時に分岐流路２１Ａを
閉鎖し、トラップ装置３が再生される時に分岐流路２１
Ｂを閉鎖する共に、一方のトラップ装置でパティキュレ
ートを捕集しているときには、他方のトラップ装置を使
用しないように、対応する分岐流路を閉鎖するように制
御される。

【００１１】トラップ装置２，３と開閉弁２４，２５の
間に位置する分岐流路２１Ａ，２１Ｂには、両者を連通
するように導入流路２６が配管されている。導入流路２
６には、同流路を開閉する電磁弁２７が設けられてい
る。電磁弁２７はＥＣＵ１７と接続していて、通常、導
入流路２６を閉じる状態に置かれており、トラップ再生
時にＥＣＵ１７からの信号に基づいて動作されて導入流
路２６を開き、開閉弁の閉じていない分岐流路内から再
生中のトラップ装置２又はトラップ装置３へ燃焼用の排
気ガスＧを導入するようになっている。本形態のエンジ
ン１はディーゼルエンジンであるので排気ガスＧ中には
酸素が多く含まれており、フィルタ２８またはフィルタ
２９を燃焼させるために、この排気ガスＧを用いてい
る。しかし、排気ガスＧではなくフィルタ燃焼用の２次
空気をトラップ再生時に再生対象となるフィルタ側に導
入するような構成であっても良い。本形態では、フィル
タ２８，２９を十分に燃焼再生させるために、排気ガス
中に酸素が多く含まれるエンジン回転領域で再生動作を
行うようになっている。

【００１２】再生装置４，５は、キャニスタ容器３０，
３１内のフィルタ２８，２９よりも排気上流側に配置さ
れている。再生装置４，５は、フィルタ２８，２９を加
熱して捕集したパティキュレートを燃焼させる電気ヒー
タ３２，３３と、電気ヒータ３２，３３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３４，３５
とからそれぞれ構成されている。電気ヒータ３２，３３
は電磁スイッチ３６，３７を介してバッテリー３８に接
続しており、トラップ装置２，３の再生時に一定時間発
熱されるようになっている。電磁スイッチ３６，３７の
切換え入力端は、ＥＣＵ１７にそれぞれ接続されてお
り、ＥＣＵ１７から通電されるとスイッチを閉じてバッ
テリ３８と電気ヒータ３２，３３とをそれぞれ接続する
ようになっている。電気ヒータ３２，３３は、排気ガス
流路断面方向に略均等に分布するように形成されてい
て、発熱した熱エネルギーを熱反射板３４，３５でそれ
ぞれ反射してフィルタ２８，２９に捕集されるパティキ
ュレートを速やかに燃焼する。熱反射板３４，３５は、
フィルタ２８、２９と反対側に放射される熱を反射し、
あるいは一旦吸収した上で流動する排気ガスＧに戻しパ
ティキュレートの燃焼を促進する。バッテリー３８に
は、オルタネータ３９が接続されている。

【００１３】圧力センサ１０，１２はフィルタ２８，２
９の上流側のキャニスタ容器３０，３１に、圧力センサ
１１，１３はフィルタ２８，２９の下流側のキャニスタ
容器３０，３１にそれぞれ設けられており、フィルタ２
８，２９の前方圧力と後方圧力をそれぞれ検出してＥＣ
Ｕ１７に圧力情報として送っている。

【００１４】排気ガス温度センサ６，８はフィルタ２
８，２９の上流側のキャニスタ容器３０，３１に設けら
れている。フィルタ温度センサ７，９は、フィルタ２
８，２９の温度を検出するもので、フィルタ２８，２９
よりも下流側のキャニスタ容器３０，３１に設けられて
いる。フィルタ温度センサ７，９からの温度情報は、Ｅ
ＣＵ１７に入力されるようになっている。

【００１５】ＥＣＵ１７は、マイクロコンピュータをメ
インに構成されたエンジン制御機器であり、エンジン回
転情報検知手段となる回転センサ４０からの回転情報Ｎ
ｅや、大気圧センサ１６からの大気圧情報Ｐ、排気ガス
温度センサ６，８からの排気ガス温度情報Ｇｔ、エアフ
ローセンサ１５からの吸入空気量、吸気温度や吸入圧力
等の各種情報が取り込まれる。ＥＣＵ１７には、各種マ
ップやプログラムが記憶されていて、アクチュエータ２
２，２３、電磁弁２７及び電磁スイッチ３６，３７を制
御する機能を備えている。

【００１６】このプログラムやマップの中には、排気ガ
ス温度センサ６，８からの排気ガス温度情報Ｇｔと大気
圧センサ１６からの大気圧情報Ｐとに基づき選択される
補正係数Ｋと、この補正係数Ｋに応じて再生手段４，５
によるトラップ装置２，３の再生時期を判断するプログ
ラム等が含まれている。

【００１７】補正係数Ｋは、図３に示す補正係数設定手
段となるマップ４１から選択されるようになっている。
マップ４１は、図３に示すように排気ガス温度Ｇｔが上
昇し、大気圧が下がるほど補正係数Ｋが大きくなる特性
となっている。図４に示すフィルタ２８，２９の再生基
準となる再生領域と捕集領域とを分ける閾値Ｐ１は、フ
ィルタ２８，２９の耐久温度を超えないパティキュレー
ト量を捕集した時の差圧とされている。閾値Ｐ１は実験
的に予め求めて図４のマップ４２上に記憶されている。
マップ４２は、排気ガス流量Ｇｒと補正差圧ＫΔＰから
フィルタ２８，２９の再生時期を判断するものである。

【００１８】ＥＣＵ１７では、トラップ装置２あるいは
トラップ装置３の再生時期と判断されると、電磁スイッ
チ３６，３７及びアクチュエータ２２，２３の内、再生
時期と判断されたトラップ装置に対応する側を駆動する
ようになっている。ＥＣＵ１７は、フィルタ２８，２９
の燃焼温度が予め設定されていて、フィルタ温度センサ
７，９からの温度情報が設定温度を越えた場合に、各フ
ィルタがパティキュレートの燃焼温度以上になったもの
として電磁弁２７を駆動して導入流路２６を開放するよ
うになっている。

【００１９】図７を用いて大気温度とその比重の関係に
ついて説明する。一般に大気の比重は、大気温度が上昇
するほど低下し、気圧が低い方が低く成る関係にある。
なお、この関係は一般にベルヌーイの定理により、 ΔＰ＝Ａ（γ／ｇ）ｑ² Ａ：抵抗係数ｇ：動加速度ｑ：流速 γ：比重量であり、γが温度と圧力の関数なのでΔＰも同様とな
る。この関係を予めマップ化しておくことによって得ら
れる。このため、本形態では、図３に示すように、排気
ガス温度が上昇し、大気圧が低くなるほど補正係数Ｋを
大きくするように設定している。

【００２０】本形態では、吸気流量の温度ではなく排気
ガス温度Ｇｔと大気圧とから補正係数Ｋを求めるように
している。その理由は、フィルタ２８，２９の前後の差
圧ΔＰからフィルタ２８，２９のパティキュレート捕集
量を推定していると共に、バスやトラック等の車両は、
負荷や大気の比重によって排気ガス温度が高くなるため
である。このようなフィルタ２８，２９の前後の差圧を
求めてパティキュレートの捕集による各フィルタの圧力
損失を求める場合には、吸気側だけの情報を基に圧力損
失を求める場合よりも最適な温度や流量及び差圧を精度
良く検出することができるようになる。

【００２１】第１の形態の動作を図２に示すトラップ再
生制御のフローチャートに沿って説明する。図示しない
スタータスイッチがオンすると、エンジン１やＥＣＵ１
７及び各種センサが作動してトラップ再生制御ルーチン
に入ると共に、エンジン１に吸気されたエアＡが図示し
ない噴射装置から噴射される燃料と一緒に燃焼して排気
ガスＧがエンジン１から排出される。この排気ガスＧ
は、主排気通路２１から分岐流路２１Ａまたは分岐流路
２１Ｂを経てフィルタ２８，２９で主にパティキュレー
ト（ＰＭ）が捕集され、排気管２１Ｃ，２１Ｄから図示
しないマフラを介して大気中に排出される。本形態で
は、トラップ装置２から使用され、かつトラップ装置３
よりも先にこのトラップ装置２が再生されるものとして
以下説明を続ける。

【００２２】図２に示すトラップ再生制御ルーチンで
は、ステップＢ１で回転センサ４０からの回転信号Ｎｅ
の有無が判断され、回転信号Ｎｅが入力されるとステッ
プＢ２に進み、回転情報Ｎｅがなければエンジン停止中
としてリターンする。ステップＢ２ではエアフローセン
サ１５からの吸気流量信号及び温度圧力情報と、圧力セ
ンサ１０からの圧力情報を取り込み周知の排気ガス流量
算出マップで排気ガス流量Ｇｒを算出する。ステップＢ
３では、圧力センサ１０，１１からのフィルタ前後の圧
力情報を取り込み差圧ΔＰを算出する。ステップＢ４で
は、大気圧センサ１６からの大気圧情報Ｐと排気ガス温
度センサ６からの排気ガス温度情報Ｇｔを取り込み、図
３に示すマップ４１で現在の大気圧と排気ガス温度情報
Ｇｔに応じた最適な補正係数Ｋを検索する。

【００２３】ステップＢ５では、ステップＢ３で算出し
た差圧ΔＰに補正係数Ｋを掛けて補正し、補正差圧ＫΔ
Ｐを算出する。ステップＢ６では、この補正差圧ＫΔＰ
が、閾値Ｐ１を超えたか否か、即ちパティキュレートの
捕集量が規定量での圧力になりフィルタ２８の再生時期
に入ったかどうかを判断する。そして、補正差圧ＫΔＰ
が図４に示すマップの閾値Ｐ１を超えて再生領域側であ
ると、トラップ再生と見做してステップＢ７に進んでト
ラップ再生を行い、閾値Ｐ１を超えていなければ、フィ
ルタ２８によるパティキュレートの捕集が可能としてリ
ターンする。

【００２４】ステップＢ７においてトラップ再生となる
と、ＥＣＵ１７から駆動信号が発っせられアクチュエー
タ２２，２３が駆動し、図１に示すように開閉弁２４で
分岐流路２１Ａが閉鎖すると共に、開閉弁２５で分岐流
路２１Ｂが開通されて分岐流路及びフィルタの切換えが
行われ、フィルタ２９によるパティキュレートの捕集が
開始される。ＥＣＵ１７は、電磁スイッチ３６を閉じて
電気ヒータ３２を通電して発熱させフィルタ２８を加熱
する。フィルタ温度センサ７からの温度信号が、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設
定温度を上回ると電磁弁２７を駆動する。電磁弁２７が
駆動されると、導入流路２６が開かれ分岐流路２１Ｂ内
を流れる排気ガスＧの一部が図１に破線で示すように導
入流路２６を介してトラップ装置２内に導入され、フィ
ルタ２８の燃焼が行われてパティキュレート除去がなさ
れトラップ装置２の再生が行われる。

【００２５】トラップ装置３を再生する場合には、ステ
ップＢ２において、エアフローセンサ１５からの吸気流
量信号及び温度圧力情報と、圧力センサ８からの圧力情
報を取り込み周知の排気ガス流量算出マップで排気ガス
流量Ｇｒを算出し、ステップＢ３において、圧力センサ
１２，１３からのフィルタ前後の圧力情報を取り込み差
圧ΔＰを算出する。ステップＢ４では、大気圧センサ１
６からの大気圧情報Ｐと排気ガス温度センサ８からの排
気ガス温度情報Ｇｔを取り込み、図３の示すマップ４１
で現在の大気圧と排気ガス温度情報Ｇｔに応じて最適な
補正係数Ｋを検索する。

【００２６】ステップＢ５では、ステップＢ３で算出し
た差圧ΔＰに補正係数Ｋを掛けて補正し、補正差圧ＫΔ
Ｐを算出する。ステップＢ６では、この補正差圧ＫΔＰ
が、閾値Ｐ１を超えたか否か、即ちパティキュレートの
捕集量が規定量での圧力になりフィルタ２９の再生時期
に入ったかどうかを判断する。そして、補正差圧ＫΔＰ
が図４に示すマップの閾値Ｐ１を超えて再生領域側であ
ると、トラップ再生と見做してステップＢ７に進んでト
ラップ再生を行い、閾値Ｐ１を超えていなければ、フィ
ルタ２９によるパティキュレートの捕集が可能としてリ
ターンする。

【００２７】ステップＢ７においてトラップ再生となる
と、ＥＣＵ１７から駆動信号が発してアクチュエータ２
２，２３を駆動し、開閉弁２５で分岐流路２１Ｂが閉鎖
されると共に、開閉弁２４で分岐流路２１Ａが開通され
て分岐流路及びフィルタの切換えが行われ、フィルタ２
８によるパティキュレートの捕集が開始される。次に、
ＥＣＵ１７は、電磁スイッチ３７を閉じて電気ヒータ３
３を通電して発熱させフィルタ２９を加熱する。フィル
タ温度センサ９からの温度信号が、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設定温度を上回
ると電磁弁２７を駆動する。電磁弁２７が駆動されると
導入流路２６が開かれ、分岐流路２１Ａ内を流れる排気
ガスＧの一部が導入流路２６を介してフィルタ２９内に
導入され、フィルタ２９の燃焼が行われてパティキュレ
ート除去がなされトラップ装置３の再生が行われる。

【００２８】このように、トラップ装置２，３の前後の
差圧ΔＰが、大気の比重を考慮して大気圧Ｐと排気ガス
温度Ｇｔから求められる補正係数Ｋによって補正され、
この補正係数Ｋに応じてトラップ装置２，３の再生時期
が判断されるので、大気圧や走行条件が変化しても常に
同一のパティキュレート捕集量の時に再生判断が行なわ
れるようになり、安定したトラップ装置２，３の再生動
作を実行できる。補正係数Ｋは、車両が走行負荷の多い
登坂路や高度の高い道路を走行してパティキュレートが
平地に比べて多く捕集されかつ平地に比べて差圧ΔＰが
小さくなる走行状態や排気ガス温度の時に差圧ΔＰを大
きい値に補正するので、フィルタ２８，２９による圧力
損失が高過ぎたり低過ぎたりしなくなる。このことは、
動力性能や燃費の悪化を抑えられると共に、トラップ再
生回数の増加を抑えてバッテリーの耐久性を向上させる
こととなる。

【００２９】本発明の第２の形態となる排気浄化装置に
ついて説明する。第２の形態は、大気圧と排気ガス温度
Ｇｔを考慮して選択された補正係数Ｋによって設定され
る閾値Ｐ２と差圧ΔＰとの比較により再生手段４，５に
よるトラップ装置２，３の再生時期を判断する制御手段
を備えている。第２の形態となる排気浄化装置は、第１
の形態に対して制御手段以外の構成は同一構成を採用し
ている。

【００３０】第２の形態にかかる制御手段（ＥＣＵ）
は、マイクロコンピュータをメインに構成されたエンジ
ン制御機器であり、エンジン回転情報検知手段となる回
転センサ４０からの回転情報Ｎｅや、大気圧センサ１６
からの大気圧情報Ｐ、排気ガス温度センサ６，８からの
排気ガス温度情報Ｇｔ、エアフローセンサ１５からの吸
入給気量、吸気温度や吸入圧力等の各種情報が取り込ま
れると共に、各種マップやプログラムが記憶されてい
て、アクチュエータ２２，２３、電磁弁２７及び電磁ス
イッチ３６，３７を制御する機能を備えている。

【００３１】プログラムやマップの中には、排気ガス温
度センサ６，８からの排気ガス温度情報Ｇｔと大気圧セ
ンサ１６からの大気圧情報Ｐとに基づき選択される補正
係数Ｋと、この補正係数Ｋに応じて再生手段４，５によ
るトラップ装置２，３の再生時期を判断するプログラム
等が含まれている。

【００３２】補正係数Ｋは、図３に示す補正係数設定手
段となるマップ４１から選択されるようになっている。
マップ４１は、図３に示すように、排気ガス温度Ｇｔが
上昇し大気圧が下がるほど補正係数Ｋが大きくなる特性
となっている。図６に示すフィルタ２８，２９の再生基
準となる再生領域と捕集領域とを分ける閾値Ｐ２は、フ
ィルタ２８，２９の耐久温度を超えないパティキュレー
ト量を捕集した時の差圧とされており、実験的に予め求
めて図６のマップ４３上に記憶されている。つまり、第
２の形態にかかる制御手段は、第１の形態の制御手段と
なるＥＣＵ１７に対してマップ４３と図５に示すプログ
ラムを除いて基本的に同一構成を採用している。

【００３３】マップ４３は、排気ガス流量Ｇｒと差圧Δ
Ｐからフィルタ２８，２９の再生時期を判断するもので
あり、補正係数Ｋに応じて２点鎖線で示す範囲内で閾値
Ｐ２を変化させるようになっている。具体的には、２点
鎖線で示す範囲内に補正係数Ｋに応じた補正閾値は比重
（空気密度）によって変化する値を複数設定し、補正係
数Ｋが設定されるとその補正係数に応じた補正閾値が選
択されて補正係数Ｋに応じたマップが設定されるように
なっている。つまり、大気圧が低くなるほど、または排
気ガス温度Ｇｔが高くなるほど閾値を小さくするように
補正するようになっている。

【００３４】第２の形態にかかる制御手段には、フィル
タ２８，２９燃焼用の設定温度があらかじめ設定されて
いて、フィルタ温度センサ８，９からの温度情報がこの
設定温度を越えた場合に、各フィルタがパティキュレー
トの燃焼温度以上になったものとして電磁弁２７を駆動
して導入流路２６を開放するようになっている。制御手
段は、トラップ装置２またはトラップ装置３の再生時期
と判断されると、電磁スイッチ３７及びアクチュエータ
２２，２３の内の、再生時期と判断されたトラップ装置
に対応する側を駆動するようになっている。

【００３５】このような構成の排気浄化装置の動作を図
５に示すトラップ再生制御のフローチャートに沿って説
明する。図示しないスタータスイッチがオンすると、エ
ンジン１や制御手段及び各種センサが作動してトラップ
再生制御ルーチンに入ると共に、エンジン１に吸気され
たエアＡが図示しない噴射装置から噴射される燃料と一
緒に燃焼して排気ガスＧが排出される。この排気ガスＧ
は、主排気通路２１から分岐流路２１Ａまたは分岐流路
２１Ｂを経てフィルタ２８，２９で主にパティキュレー
ト（ＰＭ）が捕集され、排気管２１Ｃ，２１Ｄを介して
図示しないマフラから大気中に排出される。本形態で
は、トラップ装置２から使用され、かつトラップ装置３
よりも先にトラップ装置２が再生されるものとして以下
説明を続ける。

【００３６】図５に示すトラップ再生制御ルーチンで
は、ステップＣ１で回転センサ４０からの回転情報Ｎｅ
の有無が判断され、回転情報Ｎｅが入力されるとステッ
プＣ２に進み、回転情報Ｎｅがなければエンジン停止中
としてリターンする。ステップＣ２ではエアフローセン
サ１５からの吸気流量信号及び温度圧力情報と、圧力セ
ンサ１０からの圧力情報を取り込み周知の排気ガス流量
算出マップで排気ガス流量Ｇｒを算出する。ステップＣ
３では圧力センサ１０，１１からのフィルタ前後の圧力
情報を取り込み差圧ΔＰを算出する。

【００３７】ステップＣ４では、大気圧センサ１６から
の大気圧情報Ｐと排気ガス温度センサ６からの排気ガス
温度情報Ｇｔを取り込み、図３に示すマップ４１で現在
の大気圧と排気ガス温度情報Ｇｔに応じた最適な補正係
数Ｋを検索して決定する。ステップＣ５では、閾値Ｐ２
を補正すべく、決定された補正係数Ｋに対応する補正閾
値を図６に示すマップ４３の範囲から選択し、補正閾値
を現在の閾値Ｐ２とする。ステップＣ６では、この補正
された閾値Ｐ２と排気ガス流量Ｇｒ相当の差圧ΔＰとを
比較して、差圧ΔＰが閾値Ｐ２を超えたか否か、即ちパ
ティキュレートの捕集量が規定量での圧力になりフィル
タ２８の再生時期に入ったかどうかを判断する。そし
て、差圧ΔＰが図６に示すマップの閾値Ｐ２を超えて再
生領域側にあると、再生と見做しステップＣ７に進みト
ラップ再生を行い、閾値Ｐ２を超えていなければ、フィ
ルタ２８によるパティキュレートの捕集が可能としてリ
ターンする。

【００３８】ステップＣ７においてトラップ再生となる
と、制御手段から駆動信号が発っせられアクチュエータ
２２，２３を駆動し、図１に示すように開閉弁２４で分
岐通路２１Ａが閉鎖すると共に、開閉弁２５で分岐通路
２１Ｂが開通されて分岐流路及びフィルタの切換えが行
われ、フィルタ２９によるパティキュレートの捕集が開
始される。制御手段は、電磁スイッチ３６を閉じて電気
ヒータ３２を通電して発熱させフィルタ２８を加熱す
る。フィルタ温度センサ７からの温度信号が、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設定
温度を上回ると電磁弁２７を駆動する。

【００３９】電磁弁２７が駆動されると導入流路２６が
開かれ、分岐通路２１Ｂ内を流れる排気ガスＧの一部が
図１に破線で示すように導入流路２６を介してトラップ
装置２内に導入され、フィルタ２８の燃焼が行われてパ
ティキュレートが除去されトラップ装置２の再生が行わ
れる。

【００４０】トラップ装置３を再生する場合には、ステ
ップＣ２において、エアフローセンサ１５からの吸気流
量信号及び温度圧力情報と、圧力センサ８からの圧力情
報を取り込み周知の排気ガス流量算出マップで排気ガス
流量Ｇｒを算出し、ステップＣ３において、圧力センサ
１２，１３からのフィルタ前後の圧力情報を取り込み差
圧ΔＰを算出する。ステップＣ４では、大気圧センサ１
６からの大気圧情報Ｐと排気ガス温度センサ８からの排
気ガス温度情報Ｇｔを取り込み、図３の示すマップ４１
で現在の大気圧と排気ガス温度情報Ｇｔに応じて最適な
補正係数Ｋを検索して決定する。ステップＣ５では、閾
値Ｐ２を補正すべく、決定された補正係数Ｋに対応する
補正閾値を図６に示すマップ４３の範囲から選択し、補
正閾値を現在の閾値Ｐ２とする。ステップＣ６では、こ
の補正された閾値Ｐ２と排気ガス流量Ｇｒ相当の差圧Δ
Ｐとを比較して、差圧ΔＰが閾値Ｐ２を超えたか否か、
即ちパティキュレートの捕集量が規定量となるフィルタ
２９の再生時期に入ったかどうかを判断する。そして、
差圧ΔＰが図６に示すマップの閾値Ｐ２を超えて再生領
域側にあると、再生時期と見做しステップＣ７に進んで
トラップ再生を行い、閾値Ｐ２を超えていなければ、フ
ィルタ２９によるパティキュレートの捕集が可能として
リターンする。

【００４１】ステップＣ７においてトラップ再生となる
と、制御手段から駆動信号が発っせられアクチュエータ
２２，２３が駆動され、図１とは反対に開閉弁２５で分
岐通路２１Ｂを閉鎖すると共に、開閉弁２４で分岐通路
２１Ａが開通されて分岐流路及びフィルタの切換えが行
われ、フィルタ２８によるパティキュレートの捕集が開
始される。制御手段は、電磁スイッチ３７を閉じて電気
ヒータ３３を通電して発熱させてフィルタ２９を加熱す
る。そして、フィルタ温度センサ９からの温度信号が、
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
せる設定温度を上回ると電磁弁２７を駆動する。

【００４２】電磁弁２７が駆動されると導入流路２６が
開かれ、分岐通路２１Ａ内を流れる排気ガスＧの一部が
導入流路２６を介してトラップ装置３内に導入され、フ
ィルタ２９の燃焼が行われてパティキュレートが除去さ
れトラップ再生が行われる。

【００４３】このように、大気の比重を考慮して大気圧
Ｐと排気ガス温度Ｇｔから求められる補正係数Ｋによっ
て再生領域と捕集領域を分ける閾値Ｐ２を補正係数Ｋに
応じて変更することで、トラップ装置２，３の再生時期
が大気圧Ｐと排気ガス温度Ｇｔに応じて適時変更される
ので、大気圧や走行条件が変化しても常に同一のパティ
キュレート捕集量の時に再生判断が行なわれるようにな
り、安定してトラップ装置２，３の再生動作を行うこと
ができる。つまり、補正係数Ｋは、車両が走行負荷の多
い登坂路や高度の高い道路を走行してパティキュレート
が平地に比べて多く捕集され、かつ平地に比べて差圧Δ
Ｐが小さくなる走行状態や排気ガス温度の時に差圧ΔＰ
を大きい値に補正するので、フィルタ２８，２９による
圧力損失が高過ぎたり低過ぎたりしなくなる。このこと
は、動力性能や燃費の悪化を抑えられると共に、トラッ
プ装置２，３の再生回数の増加を抑えてバッテリーの耐
久性を向上させることとなる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、制御手段
により、トラップ装置の前後の差圧が大気圧と排気ガス
温度を考慮した補正係数によって補正されると共に、こ
の補正係数と差圧とから求められた補正差圧により再生
領域と捕集領域とを分ける再生時期が判断されるので、
大気圧や走行負荷が変化しても常に同一の微粒子捕集量
の時に再生判断が行なわれ、安定したトラップ再生動作
を得られて動力性能や燃費の悪化を抑えられると共に、
トラップ再生回数の増加を抑えてバッテリーの耐久性を
向上する。また、制御手段により、トラップ装置の前後
の差圧が大気圧と排気ガス温度を考慮した補正係数によ
って補正されると共に、補正係数によって設定される閾
値により再生領域と捕集領域とを分けるトラップ装置の
再生時期が判断されるので、大気圧や走行負荷が変化し
ても常に同一の微粒子捕集量の時に再生判断が行なわ
れ、安定したトラップ再生動作を得られて動力性能や燃
費の悪化を抑えられると共に、トラップ再生回数の増加
を抑えてバッテリーの耐久性が向上する。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、大気圧が低
くなる時と排気ガスの温度が高くなるときにそれぞれ差
圧検出手段で検出された差圧検出値を大きく補正し又は
閾値を補正係数で小さく補正するので、標高の高い場所
や排気ガス温度が高くなる走行状態の多い車両に対する
フィルタ再生時期の遅れを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態を示すエンジンの排気浄化
装置の構成図である。

【図２】第１の形態におけるトラップ再生の制御手順を
示すフローチャートである。

【図３】補正係数の特性図である。

【図４】第１の形態におけるトラップ再生の切替え特性
図である。

【図５】第２の形態におけるトラップ再生の制御手順を
示すフローチャートである。

【図６】第２の形態におけるトラップ再生の切替え特性
図である。

【図７】大気の比重の特性図である。

【符号の説明】

１エンジン２，３トラップ装置４，５再生手段６，８排気ガス温度検出手段１０,１１,１２,１３圧力センサ１４差圧検出手段１６大気圧検出手段１７制御手段Ｇ排気ガスＧｔ排気ガス温度情報Ｐ大気圧情報Ｋ補正係数 ΔＰ差圧ＫΔＰ補正差圧Ｐ２閾値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンからの排気ガス中の微粒子を捕集
するトラップ装置と、上記トラップ装置で捕集された微粒子を除去して同トラ
ップ装置を再生する再生手段と、上記排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段
と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、上記トラップ装置の前後の差圧を検出する差圧検出手段
と、上記排気ガス温度検出手段からの排気ガス温度情報と上
記大気圧検出手段からの大気圧情報とに基づき補正係数
を設定し、この補正係数で上記差圧を補正して得られる
補正差圧、あるいは上記補正係数によって設定される閾
値により再生領域と捕集領域とを分ける上記トラップ装
置の再生時期を判断する制御手段とを具備するエンジン
の排気浄化装置。
【請求項２】請求項１記載のエンジンの排気浄化装置に
おいて、上記補正係数は、大気圧が低くなる時と、排気ガスの温
度が高くなるときにそれぞれ上記差圧検出手段により検
出された差圧検出値を大きく補正し又は上記閾値を小さ
く補正することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。