(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（２、３）と、前記フィルタの上流側圧力と下流側圧力を検出する圧力検出手段（１７〜１９）とを備え、前記圧力検出手段は、前記フィルタの上流側圧力を検出する圧力センサ（１６）と、前記フィルタの上流側圧力を前記圧力センサに導入する圧力導入管（１８）とからなる圧力センサ系を有するものであり、前記検出されたフィルタの上流側圧力から下流側圧力を引いたフィルタ差圧に基づいて排気微粒子の捕集量を推定し、フィルタの再生を行うようにした排気微粒子浄化装置において、
前記ディーゼルエンジンが停止してから所定時間経過後に検出された前記フィルタ差圧に基づいて、前記圧力センサ系の異常を判定する異常判定手段（１０１〜１０９）を有することを特徴とする排気微粒子浄化装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記フィルタ差圧を所定のしきい値と比較して前記圧力センサ系の異常を判定するものであって、前記フィルタ差圧の変化状態に応じて前記しきい値を設定するしきい値設定手段（１０３〜１０８）を有することを特徴とする請求項１に記載の排気微粒子浄化装置。
【請求項３】
前記しきい値設定手段は、前記フィルタ差圧の過去の最小値に所定値を加えた値を前記しきい値として設定する手段（１０３、１０４、１０８）を有することを特徴とする請求項２に記載の排気微粒子浄化装置。
【請求項４】
前記しきい値設定手段は、前記ディーゼルエンジンの停止回数が所定回数になる毎に前記最小値を漸増させる手段（１０５〜１０７）を有することを特徴とする請求項３に記載の排気微粒子浄化装置。
【請求項５】
前記異常判定手段の異常判定に基づき、車両の運転者に異常を知らせる手段（２５）を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の排気微粒子浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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】
ディーゼルエンジンの排気中には排気微粒子（以下、パティキュレートという）が多く含まれているため、このパティキュレートを捕集するためのフィルタが排気流路に設けられている。このフィルタは、使用に伴ってその内部に蓄積されるパティキュレートの量が増えると通気性が次第に損なわれ性能が低下するため、フィルタに捕集されたパティキュレートの捕集量が所定量以上になるとフィルタの再生が行われる。
【０００３】
このフィルタの再生とは、例えばフィルタの端面に設けられた電気ヒータやパティキュレートの燃焼に要する空気を供給するエアポンプなどの再生手段を作動させることにより、パティキュレートを燃焼除去することを意味する。
また、フィルタに捕集されたパティキュレートの捕集量は、フィルタで発生する差圧（フィルタ差圧）を用いることにより推定することができる。この場合、フィルタ差圧は、フィルタの上流側圧力から下流側圧力を引くことにより求めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フィルタの上流側圧力は、圧力導入管により圧力センサに導入されて検出されるが、フィルタの上流側は、ディーゼルエンジンからのパティキュレートや水分が多いため、それらが圧力センサ系を構成する圧力導入管や圧力センサに付着すると、フィルタ差圧を正確に検出することができなくなり、パティキュレートの捕集量を正確に推定することができなくなる。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みたもので、パティキュレートや水分などの付着による圧力センサ系の異常を検出することを目的とする。
【０００６】
【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が停止してから所定時間経過後に検出されたフィルタ差圧に基づいて、圧力センサ系の異常を判定する異常判定手段を設けたことを特徴としている。
ディーゼルエンジンの作動中には、フィルタ上流側の圧力導入管内の圧力が高くなっているが、その圧力導入管や圧力センサにパティキュレートや水分などが付着すると、ディーゼルエンジンが停止しても圧力導入管内の圧力が低下しにくくなる。このような現象を利用し、ディーゼルエンジン停止後のフィルタ差圧を検出することにより、圧力センサ系の異常を検出することができる。
【０００７】
また、ディーゼルエンジンが停止した直後は排気流動があるため、排気流動がなくなる所定時間経過後にフィルタ差圧を検出することによって、圧力センサ系の異常を正確に検出することができる。
請求項２に記載の発明においては、圧力センサ系の異常を判定するためのしきい値を、前記フィルタ差圧の変化状態に応じて設定することを特徴としている。従って、フィルタ差圧の変化状態に応じたしきい値にて、精度よく圧力センサ系の異常を検出することができる。
【０００８】
この場合、請求項３に記載の発明のように、フィルタ差圧の過去の最小値に所定値を加えた値をしきい値として設定し、また請求項４に記載の発明のように、ディーゼルエンジンの停止回数が所定回数になる毎に最小値を漸増させるようにすれば、フィルタ差圧の変化状態に応じた適切なるしきい値の設定を行うことができる。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明のように、異常判定が行われたときに車両の運転者に異常を知らせるようにすれば、部品交換等を速やかに行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に、ディーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成図を示す。
ディーゼルエンジン１の排気管側には、排気されるパティキュレートを捕集するためのフィルタ２とフィルタ３が、排気管の分岐下流側に並列に設けられている。このフィルタ２、３の上流側には捕集されたパティキュレートに着火するための電気ヒータ４、５が設けられている。そして、排気管は再び合流し、マフラ６へと接続されている。また、ディーゼルエンジン１の吸気側にはエアクリーナ７が設けられている。
【００１１】
排気管の分岐部２箇所には、排気切り替え弁８、９が配設され、捕集するフィルタを選択する。図１では、フィルタ３側で排気中のパティキュレートを捕集する状態となっている。
エアポンプ（Ａ／Ｐ）１０の吐出側がエア制御弁１１、１２を介して、フィルタ２、フィルタ３の上流側に接続されており、エアポンプ１０の吸入側には、エアポンプ用エアクリーナ１３が設けられている。フィルタ２、フィルタ３の下流側は、エア制御弁１４、１５を介して、大気開放されている。
【００１２】
エア制御弁１１、１２、１４、１５は、再生するフィルタに燃焼用のエアを供給する流路を形成するためのものであり、図１では、フィルタ２側の再生のために、エアポンプ１０からエア制御弁１１、フィルタ２、エア制御弁１４、そして大気開放というエア流路が形成されている。
また、フィルタの上流側の圧力が前圧センサ１６で検出され、フィルタの下流側の圧力が後圧センサ１７で検出される。この場合、フィルタの上流側の圧力は上流側圧力導入管１８により前圧センサ１６に導入され、フィルタの下流側の圧力は下流側圧力導入管１９により後圧センサ１７に導入される。さらに、エンジン回転数センサ２０および排気温度を検出する排気温センサ２１が設けられている。
【００１３】
ＥＣＵ２２は、上記したセンサ１６、１７、２０、２１からの信号に基づき、捕集側にあるフィルタの捕集量を算出する。この場合、ＥＣＵ２２は、前圧センサ１６、後圧センサ１７からの信号によりフィルタ前圧からフィルタ後圧を引いてフィルタ差圧を求め、さらにエンジン回転数センサ２０、排気温センサ２１からの信号によりエンジン回転数と排気温にて求められる排気ガスの体積流量を求め、フィルタ差圧と排気ガスの体積流量とからフィルタの捕集量を算出する。さらに、ＥＣＵ２２は、算出された捕集量が所定量以上になったことを判定すると、捕集しているフィルタを再生するために、上記したエアポンプ１０、電気ヒータ４、５、排気切り替え弁８、９、エア制御弁１１、１２、１４、１５などを作動させて、フィルタの再生制御を行う。このような捕集量の算出に基づくフィルタの再生制御自体は公知である。
【００１４】
ＥＣＵ２２は、上記した制御以外に、上流側圧力導入管１８および前圧センサ１６からなる圧力センサ系の異常を判定する処理を行う。
図２に、エンジン停止後、所定時間が経過したときのフィルタ差圧をエンジン停止回数に対応させてプロットしたものを示す。前圧センサ１６、後圧センサ１７からの信号を取り込む場合には、図示しないＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換するため、そのＡ／Ｄ変換器の量子化誤差や非線形誤差などにより算出されたフィルタ差圧には、図に示すようにばらつきが生じる。ここで、上流側圧力導入管１８や前圧センサ１６にパティキュレートや水分などが付着するとフィルタ差圧が図に示すように増大する。従って、そのフィルタ差圧を所定のしきい値と比較することにより、圧力センサ系の異常を判定することができる。
【００１５】
ＥＣＵ２２は、圧力センサ系の異常を判定するため、ＩＧスイッチ２３がオフ、すなわちエンジン停止すると、図３に示す処理を開始し、まず、エンジン停止後、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップ１０１）。ここで、所定時間とは、ディーゼルエンジンが停止した直後の排気流動がなくなる時間で、具体的には２〜３秒の時間である。
【００１６】
その所定時間が経過すると、前圧センサ１６、後圧センサ１７からの信号によりフィルタ前圧からフィルタ後圧を引いてフィルタ差圧を求める（ステップ１０２）。
この後、圧力センサ系の異常を判定するためのしきい値を設定する処理を行う（ステップ１０３〜１０８）。なお、ＥＣＵ３内部には、そのしきい値を決めるためのメモリ値、後述するカウンタ値、圧力センサ系の異常の有無を記憶するＥＥＰＲＯＭ（不揮発記憶手段）２２ａが備えられている。
【００１７】
まず、ステップ１０２にて求められたフィルタ差圧がメモリ値より小さいか否かを判定する（ステップ１０３）。ここで、メモリ値は、過去のフィルタ差圧の最小値を示すものである。今回のフィルタ差圧がメモリ値より小さいときには、今回のフィルタ差圧をメモリ値としてＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶する（ステップ１０４）。なお、このＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶されたメモリ値と所定値Ａを加えた値がステップ１０８において、しきい値として設定される。
【００１８】
また、エンジンの停止回数を示すカウンタ値がＮ（例えば２０の値）になったか否かを判定する（ステップ１０５）。カウンタ値がＮになるまでカウントアップを行う（ステップ１０６）。カウンタ値がＮになると、メモリ値を所定値Ｂだけ加えて、メモリ値を漸増させる（ステップ１０７）。
上記したステップ１０３から１０８の処理により、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶されるメモリ値は、図２に示すように、フィルタ差圧が最小値より小さいときにそのときのフィルタ差圧に更新され、またエンジン停止回数が２０回になる毎にそのメモリ値を所定値Ｂ（例えば１デジット）だけ増加させる。また、しきい値は、メモリ値に対し所定値Ａ（例えば２０デジット）だけ大きい値となる。このようなしきい値設定により、設定されたしきい値は、フィルタ差圧の変化状態に応じて変化するものとなる。
【００１９】
そして、設定されたしきい値と今回求めたフィルタ差圧とを比較し（ステップ１０９）、フィルタ差圧がしきい値より大きくなると、圧力センサ系の異常をＥＥＰＲＯＭ２２ａに記憶する（ステップ１１０）。
ＥＣＵ２２は、ＥＥＰＲＯＭ２２ａに圧力センサ系の異常が記憶されていると、次回の運転開始時（ＩＧオン時）に、警告ランプ２５を点灯させ、圧力センサ系の異常を運転者に知らせる。
【００２０】
この後、圧力センサ系の部品交換が行われフィルタ差圧が低下して正常状態に復帰した場合には、ＥＥＰＲＯＭ２２ａの異常記憶がクリアされる（ステップ１１１）。
なお、上記実施形態において、フィルタ差圧を検出する場合、後圧センサ１７はフィルタ下流の大気圧を検出していることになるので、必ずしも上記実施形態で示したような下流側圧力導入管１９と後圧センサ１７で構成されるものに限らず他の構成により大気圧を検出するものを用いてもよい。
【００２１】
また、上記した実施形態では、２つの流路によりパティキュレートの捕集とフィルタの再生を交互に行う、いわゆるデュアルタイプの排気微粒子浄化装置に適用するものを示したが、一方の流路にのみフィルタを設け、他方の流路をバイパス流路として、両流路を排気切り換え弁により切り換え、フィルタの再生時に排気切り換え弁により排気ガスをバイパス流路にバイパスさせてフィルタの再生を行うような排気微粒子浄化装置にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す排気微粒子浄化装置の構成図である。
【図２】エンジン停止後、所定時間が経過したときのフィルタ差圧をエンジン停止回数に対応させてプロットした図である。
【図３】ＥＣＵ２２による圧力センサ系の異常判定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、３…フィルタ、１６…前圧センサ、
１７…後圧センサ、１８…上流側圧力導入管、１９…下流側圧力導入管、
２２…ＥＣＵ、２５…警告ランプ。
【図１】
0003785691.tif 000002
【図２】
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【図３】
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