(57)【要約】【課題】正確にＰＭ堆積量に基づく再生時期を判断することができるＤＰＦ差圧検出方法及びＤＰＦ差圧検出装置を提供する。【解決手段】車両の排気管２に挿入されたＤＰＦ３の差圧を検出する方法において、前記車両が排気ブレーキを作動中に、ＤＰＦ３よりも上流で排気管２に正圧ポンプ４から空気を流し込み、ＤＰＦ３の差圧を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の排気管に挿入されたＤＰＦの差圧を検出する方法において、前記車両が排気ブレーキを作動中に、前記ＤＰＦよりも上流で前記排気管に正圧ポンプから空気を流し込み、前記ＤＰＦの差圧を検出することを特徴とするＤＰＦ差圧検出方法。
【請求項２】
車両の排気管に挿入されたＤＰＦと、正圧ポンプより導かれ前記ＤＰＦよりも上流で前記排気管に合流される空気管と、該空気管の合流箇所にて該空気管を遮断／開放する空気取り込み弁と、前記ＤＰＦの上流下流間の差圧を検出する差圧センサと、前記車両が排気ブレーキを作動中に、前記ＤＰＦに前記正圧ポンプから空気が流れるよう前記空気取り込み弁を制御し、このとき前記差圧センサが検出する差圧を読み取る制御部とを備えたことを特徴とするＤＰＦ差圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正確にＰＭ堆積量に基づく再生時期を判断することができるＤＰＦ差圧検出方法及びＤＰＦ差圧検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンなどの内燃機関を搭載した車両では、内燃機関から大気までの排出管の途中にディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter；以下、ＤＰＦという）を挿入し、排気に含まれるＳＯＦ、ＳＯＯＴなどの粒子状物質（Particurate Matter；以下、ＰＭという）を捕集している。ＤＰＦは、主としてセラミックからなるハニカム細孔状（四角い細孔のものでもよい）のフィルタにＰＭを一時的に捕集する部材である。
【０００３】
ＤＰＦに捕集されたＰＭが多く堆積すると、排気が流れにくくなり、内燃機関の排圧が上昇して内燃機関の特性が低下する。よって、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼により除去する必要がある。この動作をＤＰＦ再生という。ＤＰＦ再生時には、排気温度を上昇させるための燃料噴射によって排気温度を上昇させ、ＤＰＦを昇温することで、ＤＰＦに捕集されているＰＭを燃焼させる。
【０００４】
このとき、ＤＰＦにＰＭが溜まりすぎていると、ＤＰＦ再生時の熱でＤＰＦが損傷してしまう。よって、ＤＰＦにＰＭが溜まりすぎないうちにＤＰＦ再生する必要がある。しかし、従来は、正確にＰＭ堆積量（ＰＭロード；フィルタの詰まり具合を表す）を計測できないので、安全係数（マージン）を多く取り、ＰＭ堆積量が実際に許容できる量よりも少ない時期にＤＰＦを再生している。また、ＰＭ堆積量に関係なく車両の走行距離が所定値に達するごとにＤＰＦ再生している。このため、ＤＰＦ再生を実行する時間的な間隔が実際に必要な時間より短くなる。
【０００５】
しかし、必要以上に短い間隔でＤＰＦ再生を実行すると燃料が余分に消費されることになり、燃費が悪化する。したがって、ＤＰＦのＰＭ堆積量を正確に検出し、ＰＭ堆積量が実際に許容できる量に近づいた最も適切な時期にＤＰＦ再生を行うようにするのが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８０１８９号公報
【特許文献２】特開２００５−２１４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、ＤＰＦのＰＭ堆積量は、特許文献１、２のように、ＤＰＦの上流下流間の差圧からＰＭ堆積量を検出している。しかし、差圧をもたらす排気の流量・温度は、内燃機関の状態変化に伴ってたえず変化している。例えば、内燃機関の排気の流量は脈動している。このため、ＤＰＦの上流下流間の差圧が正確に検出できない。また、内燃機関が低負荷のとき排気の流量が差圧を精密に検出するには少ないために、差圧が正確に検出できない。そして、温度に応じて排気の体積が異なることも差圧検出の精度を低くしている。以上のように、従来のＤＰＦ差圧センサは、検出する差圧が正確でないため、正確にＰＭ堆積量に基づく再生時期を判断することができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、正確にＰＭ堆積量に基づく再生時期を判断することができるＤＰＦ差圧検出方法及びＤＰＦ差圧検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明のＤＰＦ差圧検出方法は、車両の排気管に挿入されたＤＰＦの差圧を検出する方法において、前記車両が排気ブレーキを作動中に、前記ＤＰＦよりも上流で前記排気管に正圧ポンプから空気を流し込み、前記ＤＰＦの差圧を検出するものである。
【００１０】
また、本発明のＤＰＦ差圧検出装置は、車両の排気管に挿入されたＤＰＦと、正圧ポンプより導かれ前記ＤＰＦよりも上流で前記排気管に合流される空気管と、該空気管の合流箇所にて該空気管を遮断／開放する空気取り込み弁と、前記ＤＰＦの上流下流間の差圧を検出する差圧センサと、前記車両が排気ブレーキを作動中に、前記ＤＰＦに前記正圧ポンプから空気が流れるよう前記空気取り込み弁を制御し、このとき前記差圧センサが検出する差圧を読み取る制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１２】
（１）正確にＰＭ堆積量に基づく再生時期を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示すＤＰＦ差圧検出装置の構成図である。
【図２】本発明のＤＰＦ差圧検出装置の制御部が実行するＤＰＦ差圧検出のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】図１のＤＰＦ差圧検出装置においてＤＰＦ差圧検出を行わないときの状態を示す図である。
【図４】図１のＤＰＦ差圧検出装置においてＤＰＦ差圧検出を行うときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１に示されるように、本発明に係るＤＰＦ差圧検出装置１は、車両の排気管２に挿入されたＤＰＦ３と、正圧ポンプ４より導かれＤＰＦ３よりも上流で排気管２に合流される空気管５と、空気管５の合流箇所にて空気管５を遮断／開放する空気取り込み弁６と、ＤＰＦ３の上流下流間の差圧を検出する差圧センサ７と、車両が排気ブレーキを作動中に、ＤＰＦ３に正圧ポンプ４から空気が流れるよう空気取り込み弁６を制御し、このとき差圧センサ７が検出する差圧を読み取る制御部８とを備える。
【００１６】
排気管２、ＤＰＦ３は、従来公知のものであり、説明を省略する。
【００１７】
正圧ポンプ４は、従来よりブレーキ用に設けられているもので、特に大型車に採用される。正圧ポンプ４は、空気を大気圧より高い所望の圧力にして一時的に蓄えることができる。
【００１８】
空気管５は、正圧ポンプ４の出口からＤＰＦ３の上流の排気管２までを繋ぐものである。
【００１９】
空気取り込み弁６は、空気管５を遮断している状態と空気管５を開放している状態とを選択的に制御可能な弁であり、制御部８により制御される。
【００２０】
差圧センサ７は、従来公知のものであり、説明を省略する。
【００２１】
排気ブレーキは、従来公知のものであり、特に大型車に採用される。内燃機関９のイグゾーストマニホールドの出口に排気ブレーキ弁１０が取り付けられる。排気ブレーキの非作動中は、排気ブレーキ弁１０が開放されイグゾーストマニホールドの出口から排気管２に排気が流れるが、排気ブレーキの作動中は、排気ブレーキ弁１０が遮断されイグゾーストマニホールドの出口から排気管２に排気が流れなくなり、内燃機関９のポンピングロスにより車両が制動される。
【００２２】
制御部８は、例えば、ＥＣＵ（Engine Control Unit）で実現されるプログラム式のデジタル演算回路である。
【００２３】
制御部８は、空気取り込み弁６を制御する機能を有する。具体的には、空気取り込み弁６を空気管５が開放されている状態に制御することで、ＤＰＦ３に正圧ポンプ４から空気が流れるようにすることができる。一方、空気取り込み弁６を空気管５が遮断されている状態に制御することで、ＤＰＦ３に正圧ポンプ４から空気が流れないようにすることができる。
【００２４】
制御部８は、差圧センサ７が検出したＤＰＦ３の上流下流間の差圧を読み取る機能を有する。さらに、制御部８は、この差圧に基づいて、あらかじめ知られている差圧とＰＭ堆積量の関係からＤＰＦ３のＰＭ堆積量を検出する機能と、ＤＰＦ３のＰＭ堆積量が閾値に達したときをＤＰＦ再生時期であると判断する機能を有する。あるいは差圧が閾値に達したとき再生時期であると判断するようにしてもよい。
【００２５】
以下、本発明に係るＤＰＦ差圧検出装置１の動作を説明する。
【００２６】
本発明では、差圧センサ７によりＤＰＦ３の上流下流間の差圧を検出する。このとき、従来では、流量の大小、温度の違い、流量の脈動の影響で正確な差圧（またはＰＭ堆積量）を検出することができなかった。しかし、本発明では、内燃機関９からの排気がＤＰＦ３に流れ込まない排気ブレーキの作動中に、正圧ポンプ４からの空気をＤＰＦ３に流し込んで差圧を検出する。正圧ポンプ４から流れ込む空気は、流量や温度が内燃機関９の状態に左右されず安定しており、脈動もない。したがって、差圧センサ７では正確にＤＰＦ３のＰＭ堆積量と相関を有する差圧を検出することになる。
【００２７】
このように、正確にＰＭ堆積量と相関のある差圧を検出できることにより、従来のように安全係数を多く取ってＰＭ堆積量が実際に許容できる量よりも少ない時期にＤＰＦを再生する必要がなくなり、ＤＰＦ再生用の燃料消費が低減され、燃費が向上する。
【００２８】
また、正圧ポンプ４や排気ブレーキ弁１０は従来より車両に装備されている部材であるから、新規に設ける必要がなく、本発明を実施するためのコスト上昇を抑えることができる。
【００２９】
以下、ＤＰＦ差圧検出のための制御の流れを説明する。
【００３０】
図２に示されるように、ステップＳ１にて、制御部８は、排気ブレーキ作動中であるかどうかを判定する。ＮｏであればＤＰＦ差圧検出を行わないものとし、ステップＳ２に進む。
【００３１】
ステップＳ２にて、制御部８は、図３に示されるように、空気取り込み弁６を空気管５が遮断される状態に制御する。これにより、内燃機関９からの排気がＤＰＦ３を通る通常の排気の流れとなる。
【００３２】
ステップＳ１の判定がＹｅｓであればＤＰＦ差圧検出を行うものとし、ステップＳ３に進む。ステップＳ３にて、制御部８は、図４に示されるように、空気取り込み弁６を空気管５が開放される状態に制御する。排気ブレーキ作動中であるから、排気ブレーキ弁１０は遮断されている。これにより、ＤＰＦ３には正圧ポンプ４からの空気のみが流れるようになる。正圧ポンプ４の圧力をＶ0とすると、ＤＰＦ３の上流側の圧力（入口圧力）はＶ0であり、その入口圧力Ｖ0とＤＰＦ３の下流側の圧力（出口圧力）Ｖ1との差が差圧センサ７で検出される。
【００３３】
ステップＳ４にて、制御部８は、差圧センサ７が検出したＤＰＦ３の上流下流間の差圧を読み取る。すでに述べたように、この差圧は、内燃機関９からの排気と異なり、流量の大小、温度の違い、流量の脈動がない正圧ポンプ４からの空気を用いて検出した正確な差圧となっている。
【００３４】
ステップＳ５にて、制御部８は、差圧が閾値を超えているかどうか判定する。ＮｏであればＤＰＦ再生の時期ではないとし終了する。Ｙｅｓであれば、ステップＳ６に進む。
【００３５】
ステップＳ６にて、制御部８は、空気取り込み弁６をＤＰＦ差圧検出を行わないときの状態となるように戻す。続いて、ステップＳ７にて、制御部８は、ＤＰＦ再生の時期であるという判断を記憶する。この判断に基づき、排気ブレーキの作動が終了した後、ＤＰＦ再生を実行することになる。
【符号の説明】
【００３６】
１  ＤＰＦ差圧検出装置
２  排気管
３  ＤＰＦ
４  正圧ポンプ
５  空気管
６  空気取り込み弁
７  差圧センサ
８  制御部
９  内燃機関
１０  排気ブレーキ弁
【図１】
2011127510.tif 000003
【図２】
2011127510.tif 000004
【図３】
2011127510.tif 000005
【図４】
2011127510.tif 000006