(57)【要約】【課題】  ディーゼルエンジンのＰＭトラップのＰＭ堆積量の判定精度を高める。【解決手段】  排気通路１１から分岐する分岐路２０に設けた開閉弁２１を所定の測定時間間隔で開弁して差圧センサ２２でＰＭトラップ１３の上流および下流の差圧を測定し、この差圧に基づいてＰＭトラップ１３のＰＭ堆積量を算出する際に、排気ガスの流量が所定値未満の場合に限って開閉バルブ２１を開弁するので、定格が小さく測定誤差が小さい差圧センサ２２を用いてＰＭ堆積量の算出精度を高めながら、過剰な差圧による差圧センサ２２の破損を回避することができる。またＰＭ堆積量に基づいて前記測定時間間隔を変更するので、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が低いときには差圧を測定する頻度を小さくして差圧センサ２２の汚れを最小限に抑えるとともに、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が高いときには差圧を測定する頻度を大きくしてＰＭ堆積量が限界に達したのを確実に判定することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン（Ｅ）の排気通路（１１）に設けられたＰＭトラップ（１３）のＰＭ堆積量を判定するＰＭ堆積量判定装置において、
ＰＭトラップ（１３）の上流の排気通路（１１）から分岐する分岐路（２０）に設けられて該ＰＭトラップ（１３）の上流の圧力を測定可能な圧力センサ（２２）と、
分岐路（２０）を開閉する開閉バルブ（２１）と、
排気通路（１１）を流れる排気ガスの流量を算出する排気ガス流量算出手段（Ｍ１）と、
排気ガス流量算出手段（Ｍ１）で算出した排気ガスの流量が所定値未満の場合に開閉バルブ（２１）を開弁する開閉バルブ制御手段（Ｍ４）と、
圧力センサ（２２）で測定した圧力に基づいてＰＭトラップ（１３）のＰＭ堆積量を算出する堆積量算出手段（Ｍ２）と、
を備えたことを特徴とするＰＭ堆積量判定装置。
【請求項２】
ディーゼルエンジン（Ｅ）の排気通路（１１）に設けられたＰＭトラップ（１３）のＰＭ堆積量を判定するＰＭ堆積量判定装置において、
ＰＭトラップ（１３）の上流の排気通路（１１）から分岐する分岐路（２０）に設けられて該ＰＭトラップ（１３）の上流の圧力を測定可能な圧力センサ（２２）と、
分岐路（２０）を所定の測定時間間隔で開閉する開閉バルブ（２１）と、
圧力センサ（２２）で測定した圧力に基づいてＰＭトラップ（１３）のＰＭ堆積量を算出する堆積量算出手段（Ｍ２）と、
堆積量算出手段（Ｍ２）で算出したＰＭ堆積量に基づいて前記測定時間間隔を変更する測定時間間隔変更手段（Ｍ３）と、
を備えたことを特徴とするＰＭ堆積量判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に設けられたＰＭトラップのＰＭ堆積量を判定するＰＭ堆積量判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気通路には、排気ガス中のＰＭ（排気微粒子：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を吸着して浄化処理するためのＰＭトラップが設けられる。ＰＭトラップは排気ガス中のＰＭをトラップして大気への放散を防止するフィルターで構成されており、車両の走行距離が増加するに伴ってＰＭトラップがＰＭにより目詰まりして圧損が発生するのを防止すべく、ディーゼルエンジンの排気行程においても燃料を噴射し、かつＰＭトラップに大量の空気を供給してＰＭを燃焼させるＰＭトラップ再生が行われる。ＰＭトラップ再生はＰＭトラップのＰＭ堆積量が所定値以上になる毎に行われるため、ＰＭ堆積量を測定する必要がある。
【０００３】
下記特許文献１には、ＰＭトラップの上流および下流の圧力を圧力センサで測定し、この上流および下流の圧力差が所定値以上になるとＰＭトラップのＰＭ堆積量が限界に達したと判定してＰＭ再生を実行するものが記載されている。
【特許文献１】特公平４−３６２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されたものは、ＰＭ堆積量の算出を排気ガスの流量と無関係に行っているため、排気ガスの流量が大きいときの圧力に耐え得るように圧力センサに定格の大きいものを使用する必要があった。しかしながら、定格の大きい圧力センサは、排気ガスの流量が小さいとき、つまり圧力が小さいときの測定誤差が大きくなるため、ＰＭ堆積量の算出誤差が大きくなる問題があった。
【０００５】
また上記特許文献１に記載されたものは、所定の測定時間間隔で圧力の測定を行っているが、ＰＭトラップのＰＭ堆積量が小さく堆積限界に達するまでに余裕がある場合でも、必要以上に短い測定時間間隔で圧力の測定が行われるために、圧力センサがＰＭで汚損されて測定精度が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ディーゼルエンジンのＰＭトラップのＰＭ堆積量の判定精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ディーゼルエンジンの排気通路に設けられたＰＭトラップのＰＭ堆積量を判定するＰＭ堆積量判定装置において、ＰＭトラップの上流の排気通路から分岐する分岐路に設けられて該ＰＭトラップの上流の圧力を測定可能な圧力センサと、分岐路を開閉する開閉バルブと、排気通路を流れる排気ガスの流量を算出する排気ガス流量算出手段と、排気ガス流量算出手段で算出した排気ガスの流量が所定値未満の場合に開閉バルブを開弁する開閉バルブ制御手段と、圧力センサで測定した圧力に基づいてＰＭトラップのＰＭ堆積量を算出する堆積量算出手段とを備えたことを特徴とするＰＭ堆積量判定装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、ディーゼルエンジンの排気通路に設けられたＰＭトラップのＰＭ堆積量を判定するＰＭ堆積量判定装置において、ＰＭトラップの上流の排気通路から分岐する分岐路に設けられて該ＰＭトラップの上流の圧力を測定可能な圧力センサと、分岐路を所定の測定時間間隔で開閉する開閉バルブと、圧力センサで測定した圧力に基づいてＰＭトラップのＰＭ堆積量を算出する堆積量算出手段と、堆積量算出手段で算出したＰＭ堆積量に基づいて前記測定時間間隔を変更する測定時間間隔変更手段とを備えたことを特徴とするＰＭ堆積量判定装置が提案される。
【０００９】
尚、実施例の差圧センサ２２は本発明の圧力センサに対応する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、排気通路から分岐する分岐路に設けた開閉バルブを開弁して圧力センサでＰＭトラップの上流の圧力を測定し、この圧力に基づいてＰＭトラップのＰＭ堆積量を算出する際に、排気ガスの流量が所定値未満の場合に限って開閉バルブを開弁するので、定格が小さく測定誤差が小さい圧力センサを用いてＰＭ堆積量の算出精度を高めながら、過剰な圧力による圧力センサの破損を回避することができる。
【００１１】
請求項２の構成によれば、排気通路から分岐する分岐路に設けた開閉バルブを所定の測定時間間隔で開弁して圧力センサでＰＭトラップの上流の圧力を測定し、この圧力に基づいてＰＭトラップのＰＭ堆積量を算出する際に、そのＰＭ堆積量に基づいて前記測定時間間隔を変更するので、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が低いときには圧力を測定する頻度を小さくしてＰＭによる圧力センサの汚れを最小限に抑えるとともに、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が高いときには圧力を測定する頻度を大きくしてＰＭ堆積量が限界に達したのを確実に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１はディーゼルエンジンの排気浄化装置の構成を示す図、図２は電子制御ユニットの回路を示すブロック図、図３は電子制御ユニットの作用を示すフローチャートである。
【００１４】
図１に示すように、ディーゼルエンジンＥの排気通路１１に、排気ガス中のＰＭを吸着して浄化処理するためのＰＭトラップ１３が設けられる。ディーゼルエンジンＥの吸気通路１４にエアクリーナ１５および燃料噴射弁１６が設けられており、エアクリーナ１５および燃料噴射弁１６の中間位置と、排気通路１１のＰＭトラップ１３よりも上流位置とを接続する空気供給通路１７に、エアポンプ１８およびエアバルブ１９が配置される。排気通路１１のＰＭトラップ１３よりも上流位置および下流位置がバイパスを構成する分岐路２０で接続されており、この分岐路２０に上流側の開閉バルブ２１と下流側の差圧センサ２２とが配置される。開閉バルブ２１は、開弁時に差圧センサ２２の上流側を排気通路１１に連通させ、閉弁時に差圧センサ２２の上流側を大気に連通させる。
【００１５】
排気ガス中のＰＭをトラップして大気への放散を防止するフィルターよりなるＰＭトラップ１３が目詰まりすると、排気通路１１に圧損が発生してディーゼルエンジンＥの出力が低下する問題がある。そこで、ＰＭトラップ１３にトラップされたＰＭを燃焼させて浄化するＰＭトラップ再生を実行すべく、エンジン回転数センサ２３、燃料噴射量検出センサ２４および前記差圧センサ２２からの信号が入力される電子制御ユニットＵは、燃焼噴射弁１６、エアポンプ１８、エアバルブ１９および開閉バルブ２１の作動を制御する。
【００１６】
図２に示すように、電子制御ユニットＵは、排気ガス流量算出手段Ｍ１と、堆積量算出手段Ｍ２と、測定時間間隔変更手段Ｍ３と、開閉バルブ制御手段Ｍ４と、ＰＭトラップ再生手段Ｍ５とを備える。
【００１７】
排気ガス流量算出手段Ｍ１は、エンジン回転数センサ２３で検出したエンジン回転数と、燃料噴射量検出センサ２４で検出した燃料噴射量とから、排気通路１１を流れる排気ガスの流量を３次元マップの検索により算出する。堆積量算出手段Ｍ２は、排気ガスの流量と、差圧センサ２２で測定したＰＭトラップ１３の上流および下流の差圧とから、ＰＭトラップ１３のＰＭ堆積量を算出する。
【００１８】
測定時間間隔変更手段Ｍ３は、堆積量算出手段Ｍ２で算出したＰＭ堆積量が第１閾値以上になると、差圧センサ２２による差圧の測定時間間隔を、第１の測定時間間隔から、それよりも短い第２の測定時間間隔へと変更する。開閉バルブ制御手段Ｍ４は、前記第１の測定時間間隔あるいは前記第２の測定時間間隔で開閉バルブ２１を開弁制御し、排気通路１１を差圧センサ２２に連通させる。また開閉バルブ制御手段Ｍ４は、排気ガス流量算出手段Ｍ１が算出した排気ガスの流量が所定値以上のときに開閉バルブ２１の開弁を禁止し、排気ガスの流量が所定値未満のときに開閉バルブ２１の開弁を許可する。
【００１９】
ＰＭトラップ再生手段Ｍ５は、堆積量算出手段Ｍ２で算出したＰＭ堆積量が第２閾値以上になると、ＰＭトラップ１３の再生を実行する。具体的には、ディーゼルエンジンＥの排気行程においても燃料噴射弁１６から燃料を噴射するとともに、エアポンプ１８を駆動してエアバルブ１９を開弁することでＰＭトラップ１３に大量の空気を供給して堆積したＰＭを燃焼させる。
【００２０】
上記作用を図３のフローチャートに基づいて更に説明する。
【００２１】
先ずステップＳ１で第１の測定時間間隔が経過すると、排気ガス流量算出手段Ｍ１が、ステップＳ２でエンジン回転数センサ２３で検出したエンジン回転数と、燃料噴射量検出センサ２４で検出した燃料噴射量とを読み込むとともに、ステップＳ３でエンジン回転数および燃料噴射量から排気ガスの流量を算出する。
【００２２】
続くステップＳ４で排気ガスの流量が所定値未満であれば、ステップＳ５で開閉バルブ制御手段Ｍ４が開閉バルブ２１を開弁して排気通路１１を差圧センサ２２に連通させ、ステップＳ６でＰＭトラップ１３の上流および下流の差圧を測定する。そしてステップＳ７で堆積量算出手段Ｍ２が排気ガスの流量および前記差圧からＰＭトラップ１３のＰＭ堆積量を算出した後に、ステップＳ８で開閉バルブ制御手段Ｍ４が開閉バルブ２１を閉弁して排気通路１１と差圧センサ２２との連通を遮断する。前記ステップＳ７で算出したＰＭ堆積量が小さいときはＰＭトラップ１３が目詰まりしておらず、排気ガスが通過し易いために前記差圧が減少し、逆にＰＭ堆積量が大きいときはＰＭトラップ１３が目詰まりしており、排気ガスが通過し難いために前記差圧が増加する。
【００２３】
続くステップＳ９でＰＭ堆積量が第１閾値以上であれば、ステップＳ１０で前記第１の測定時間間隔をそれよりも短い第２の測定時間間隔に変更する。そして前記ステップＳ１〜Ｓ１０を繰り返す間に、ステップＳ１１でＰＭ堆積量が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上になれば、ステップＳ１２でＰＭトラップ１３の再生を実行した後、ステップＳ１３で測定時間間隔を第２の測定時間間隔から第１の測定時間間隔に戻して本プログラムを終了する。
【００２４】
以上のように、排気ガスの流量が所定値未満の場合に限って開閉バルブ２１を開弁して差圧センサ２２による差圧の測定を許可するので、測定する差圧の定格が小さい差圧センサ２２を用いることができる。差圧センサ２２の測定誤差は検出する差圧の定格に比例するため、定格の小さい差圧センサ２２を用いることで測定誤差を最小限に抑えることができる。定格の小さい差圧センサ２２は耐圧性に乏しいために大きな差圧が作用すると破損する可能性があるが、差圧が大きくなる排気ガスの大流量時に開閉バルブ２１を閉弁することで差圧センサ２２の破損を防止することができる。逆に定格の大きい差圧センサ２２を用いると差圧による破損の心配はないが、差圧が小さくなる排気ガスの小流量時に測定誤差が増加してしまう。
【００２５】
またＰＭ堆積量が第１閾値未満であれば比較的に長い第１の測定時間間隔で差圧の測定を行い、ＰＭ堆積量が第１閾値以上であれば比較的に短い第２の測定時間間隔で差圧の測定を行うので、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が低いときには差圧を測定する頻度を小さくしてＤＰによる差圧センサ２２の汚れを最小限に抑えるとともに、ＰＭ堆積量が限界に達する可能性が高いときには差圧を測定する頻度を大きくしてＰＭ堆積量が限界に達したのを確実に判定することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２７】
例えば、実施例の開閉バルブ２１は、開弁により差圧センサ２２を排気通路１１に連通させ、閉弁により差圧センサ２２を大気に連通させるものであるが、図４に示す第２実施例の如く、差圧センサ２２をバイパスするバイパス通路２５の上流端に開閉バルブ２１を設け、開閉バルブ２１の開弁によりバイパス通路２５を閉塞して差圧センサ２２を排気通路１１に連通させ、開閉バルブ２１の閉弁によりバイパス通路２５を開放して差圧センサ２２と排気通路１１との連通を遮断しても良い。
【００２８】
また実施例では開閉バルブ２１を開弁する測定時間間隔を２段階に制御しているが、それを３段階以上に制御しても良い。
【００２９】
また実施例では排気ガスの流量を３次元マップの検索により算出しているが、エアフロメータで検出した吸気の流量から算出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施例に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の構成を示す図
【図２】電子制御ユニットの回路を示すブロック図
【図３】電子制御ユニットの作用を示すフローチャート
【図４】第２実施例に係るディーゼルエンジンの排気浄化装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１１        排気通路
１３        ＰＭトラップ
２０        分岐路
２１        開閉バルブ
２２        差圧センサ（圧力センサ）
Ｅ          ディーゼルエンジン
Ｍ１        排気ガス流量算出手段
Ｍ２        堆積量算出手段
Ｍ３        測定時間間隔変更手段
Ｍ４        開閉バルブ制御手段
【図１】
2005207239.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005207239.tif 000006