(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン運転時の常時において上流側よりの全ての排気を内部通過させる排気流路に設けられ排気微粒子を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させて前記フィルタを再生する再生手段と、前記フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて前記再生手段を制御する制御手段とを備えた排気微粒子浄化装置において、
前記制御手段は、前記フィルタの微粒子捕集量を検出する捕集量検出手段を備え、この検出された微粒子捕集量が過捕集状態を示す値以上になった時に、前記再生手段による前記フィルタの再生を禁止することを特徴とする排気微粒子浄化装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジンの排気流路に設けられ排気微粒子を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させて前記フィルタを再生する再生手段と、前記フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて前記再生手段を制御する制御手段とを備えた排気微粒子浄化装置において、
前記制御手段は、前記フィルタの微粒子捕集量を検出する捕集量検出手段と、前記再生手段による再生が可能な状態であることを判定する状態判定手段とを備え、前記検出された微粒子捕集量が再生を必要とする最低捕集量と最高捕集量の間の再生範囲内の値にあり、かつ前記状態判定手段により前記再生が可能な状態であることが判定されたときには、前記フィルタの再生を行うようにし、前記検出された微粒子捕集量が前記最高捕集量以上である過捕集状態を示す値以上になったときには、前記フィルタの再生を行わないようにすることを特徴とする排気微粒子浄化装置。
【請求項３】
前記検出された微粒子捕集量が過捕集状態を示す値以上になった時に警告を行う警告手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排気微粒子浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【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に含まれる排気微粒子（パティキュレート）をフィルタを用いて捕集し、その捕集した排気微粒子を燃焼させてフィルタを再生させる排気微粒子浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この排気微粒子浄化装置においては、ディーゼルエンジンの排気通路に配置されたセラミック製のフィルタにより排気ガス中の排気微粒子を捕集し、捕集した排気微粒子の量（捕集量）を検出して再生時期を判定するようにしている（特開平６ー２６３２７号公報）。そして、再生時期が判定されると、フィルタに付着した排気微粒子を燃焼してフィルタの再生を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、再生する捕集量が少ない場合は燃え残りなどが発生し不完全な再生となり、また捕集量が多い場合は再生温度が過度に上昇し、フィルタ割れ溶損などの問題が発生する。
従って、捕集量が所定範囲内の値になった時に、フィルタの再生を行う必要があるが、何らかの理由、例えば捕集量以外の再生開始条件を設けている時にその条件が長い間成立しない時あるいは再生を行う部品の故障で再生が出来なかったような場合には、過捕集状態で再生を開始してしまい、上記した再生温度の過度の上昇による問題が発生する。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みたもので、過捕集状態にあることを検出して、その時には再生を行わないようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、ディーゼルエンジン（１）運転時の常時において上流側よりの全ての排気を内部通過させる排気流路に設けられ排気微粒子を捕集するフィルタ（７）と、このフィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させて前記フィルタを再生する再生手段（８および図示しないエアポンプ）と、前記フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて前記再生手段を制御する制御手段（３）とを備えた排気微粒子浄化装置において、前記制御手段は、前記フィルタの微粒子捕集量を検出する捕集量検出手段（１０１〜１０４）を備え、この検出された微粒子捕集量が過捕集状態を示す値以上になった時に、前記再生手段による前記フィルタの再生を禁止する（１０５）ことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、ディーゼルエンジン（１）の排気流路に設けられ排気微粒子を捕集するフィルタ（７）と、このフィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させて前記フィルタを再生する再生手段（８および図示しないエアポンプ）と、前記フィルタに捕集された排気微粒子の量に応じて前記再生手段を制御する制御手段（３）とを備えた排気微粒子浄化装置において、前記制御手段は、前記フィルタの微粒子捕集量を検出する捕集量検出手段（１０１〜１０４）と、前記再生手段による再生が可能な状態であることを判定する状態判定手段とを備え、前記検出された微粒子捕集量が再生を必要とする最低捕集量と最高捕集量の間の再生範囲内の値にあり、かつ前記状態判定手段により前記再生が可能な状態であることが判定されたときには、前記フィルタの再生を行うようにし、前記検出された微粒子捕集量が前記最高捕集量以上である過捕集状態を示す値以上になったときには、前記フィルタの再生を行わないようにすることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の排気微粒子浄化装置において、前記検出された微粒子捕集量が過捕集状態を示す値以上になった時に警告を行う警告手段（１６、１０８、１０９）を有することを特徴とする。なお、上記各手段のカッコ内の符号等は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００８】
【発明の作用効果】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、フィルタの微粒子捕集量が過捕集状態を示す値以上になった時にそのフィルタの再生を禁止するようにしているから、過捕集状態時の再生を行わないようにして、再生温度の過度の上昇によるフィルタ割れ溶損などの問題をなくすことができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
図１には、ディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す。
ディーゼルエンジン１の吸入側にはエアクリーナ２が設けられており、その吸入流量を検知するための熱線式流量センサ３がエアクリーナ２からディーゼルエンジン１への流路の途中に設けられている。
【００１０】
ディーゼルエンジン１の排気管４には排気浄化装置５が設けられている。排気浄化装置５は排気管４と連通するハウジング６を有しており、このハウジング６内を排気ガスが通過していく。
ハウジング６内にはフィルタ７が配置され、このフィルタ７はセラミック多孔からなり、それに排気ガスが通過することにより排気ガス中の排気微粒子が捕集される。また、このフィルタ７の上流端面には電気ヒータ８が設けられており、フィルタ７の再生時に排気微粒子に着火する。なお、フィルタ７の再生時には図示しないエアポンプから排気微粒子の燃焼に必要な空気が供給される。従って、電気ヒータ８およびエアポンプにて、フィルタ７に捕集された排気微粒子を燃焼させてフィルタ７を再生する再生手段を構成している。
【００１１】
さらに、排気浄化装置５には、フィルタ７のディーゼルエンジン１側の絶対圧力（前圧）を検知する圧力センサ９、フィルタ７の排気側の絶対圧力（後圧）を検知する圧力センサ１０が設けられている。また、ディーゼルエンジン１からフィルタ７に流れ込む排気温度を検出する温度センサ１１、フィルタ７から流出する排気温度を検出する温度センサ１２が設けられている。
【００１２】
そして、各センサからの信号は電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３に入力される。このＥＣＵ１３内にはＣＰＵ１４が設けられており、各センサ信号は最終的にはＣＰＵ１４に入力される。このＣＰＵ１４は、排気微粒子の捕集量を演算して再生時期を判定し、この再生時期判定時にフィルタ７を再生させる演算処理を実行する。
【００１３】
また、ＣＰＵ１４は、フィルタ７の過捕集状態を判定した時には警告灯１５を点灯させ、運転者に警告を行う処理も行う。
上記構成において、その作動を、ＣＰＵ１４の演算処理を示す図２のフローチャートを基に説明する。
まず、センサ３、９〜１２からのセンサ値を取り込む（ステップ１０１）。この取り込んだセンサ値によりステップ１０２、１０３の処理を行う。すなわち、圧力センサ９にて検出した前圧Ｐ１から圧力センサ１０にて検出した後圧Ｐ２を引くことによりフィルタ７の差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）を求め（ステップ１０２）、続いて熱線式流量センサ３にて検出した吸入空気質量流量Ｇ、上記前圧Ｐ１、および温度センサ１１にて検出した入ガス温度と温度センサ１２にて検出した出ガス温度の平均温度Ｔｅｘから、フィルタ７に流入する体積流量Ｖをｆ（Ｇ、Ｔｅｘ、Ｐ１）にて求める（ステップ１０３）。この関数ｆは、吸入空気質量流量を排気ガスの温度、圧力により排気体積流量換算するための関数である。
【００１４】
次に、上記求めたフィルタ差圧ΔＰ、フィルタ７に流入する体積流量Ｖから、排気微粒子の捕集量ＰＭｑをｇ（ΔＰ、Ｖ）にて求める（ステップ１０４）。この関数ｇは、基本的には差圧ΔＰを体積流量Ｖで割った値を求めるように設定されたものである。この関数を用いて求められた値は通気抵抗、すなわちフィルタの目詰まり量を示すものであり、それを捕集量としている。
【００１５】
この後、求められた捕集量ＰＭｑが、安定にフィルタを再生させることができる最低捕集量ＰＭｑ１と最高捕集量ＰＭｑ２の間の再生範囲内、すなわち再生判定領域内の値にあるか否かを判定する（ステップ１０５）。
捕集量がまだ少なく捕集量ＰＭｑが最低捕集量ＰＭｑ１に達していない場合には、ステップ１０５から１０７を介してステップ１０１に戻り、上記演算処理を繰り返し実行する。
【００１６】
その後、捕集量ＰＭｑが上記した再生判定領域内の値に入ると、ステップ１０５の判定がＹＥＳになり、続いて再生可能なシステム状態にあるか否かを判定する（ステップ１０６）。再生可能なシステム状態とは、例えば熱線式流量センサ３から算出されるエンジン回転数が所定値以上、温度センサ１１の入ガス温度から求められる再生直前のフィルタ温度が所定値以上、再生を行う部品（電気ヒータ８、エアポンプ等）が故障による再生禁止状態になっていない（この処理については図示してないがＣＰＵ１４において故障検出が行われている）こと等の状態をいう。
【００１７】
このステップ１０６の判定がＹＥＳになると、再生制御ルーチン２００にて再生制御を行う。この再生制御ルーチン２００では、電気ヒータ８および図示しないエアポンプを作動させて、フィルタ７に捕集された排気微粒子を燃焼させる公知の処理を行う。
なお、捕集量ＰＭｑがステップ１０５の再生判定領域内の値になった場合であっても、再生可能なシステム状態にない場合には、ステップ１０６の判定がＹＥＳにならないため、再生制御が行われない。このような再生不可能なシステム状態が長時間継続し、捕集量ＰＭｑが最高捕集量ＰＭｑ２を越えてしまうと、ステップ１０５の判定がＮＯになり、次のステップ１０７の判定がＹＥＳになり、過捕集と判定して警告灯１６を点灯させ、運転者に過捕集状態を知らせる。
【００１８】
この後は、捕集量ＰＭｑの値が大きくなっていくため、その値が上記した再生判定領域内の値にならず、フィルタ７の再生処理は行われない。すなわち、捕集量ＰＭｑが最高捕集量以上になった時に、フィルタ７の再生は禁止される。
なお、そのような再生の禁止状態になった場合には、フィルタ７の交換等を行う必要があるが、それが行われるまではフィルタの目詰まりがどんどん進行していってしまうため、一定時間後、エンジンへの燃料供給を停止させるなどしてエンジンを停止させるようにしてもよい。
【００１９】
なお、上記実施例では、捕集量以外の再生開始条件、すなわちステップ１０６のシステム状態判定処理が設けられているものを示したが、そのようなシステム状態判定処理がなく、捕集量のみによって再生開始を行うようにしたものにおいても、再生を行う部品の故障等で再生開始タイミングが遅れるような場合には、過捕集状態が生じ得るので、そのようなものにも本発明を適用することができる。
【００２０】
なお、上記実施例において、図２のフローチャートに示す各ステップは、それぞれの機能を実現する機能実現手段として把握されるものであり、それらの機能に対応させたハードロジック構成のものにて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成図である。
【図２】図１中のＣＰＵ１４の演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…ディーゼルエンジン、２…エアクリーナ、３…熱線式流量センサ、
５…排気浄化装置、７…フィルタ、８…電気ヒータ、９、１０…圧力センサ、
１１、１２…温度センサ、１３…ＥＣＵ、１４…ＣＰＵ、１５…警告灯。
【図１】
0003598572.tif 000002
【図２】
0003598572.tif 000003