JP3086093B2 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JP3086093B2 JP04327975A JP32797592A JP3086093B2 JP 3086093 B2 JP3086093 B2 JP 3086093B2 JP 04327975 A JP04327975 A JP 04327975A JP 32797592 A JP32797592 A JP 32797592A JP 3086093 B2 JP3086093 B2 JP 3086093B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】実公平2−18277号公報は、ディ−
ゼル機関の排気経路に配設されたフィルタを再生する場
合に、フィルタの上流側の排気経路に通気管を通じてエ
アポンプから二次空気を供給し、再生終了後は、通気管
に介設した開閉弁によりエアポンプを排気経路から遮断
している。これは、エアポンプを排気ガスの熱やタール
分やパティキュレ−トなどから隔離するためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の排気ガス浄化装置では、パティキュレ−トなどが
開閉弁の摺動部やシール部に侵入して開閉弁の閉鎖不良
を生じさたり、最後には開閉不能状態を生じさせる場合
がある。更にその結果として、排気ガスの熱やタール分
やパティキュレ−トなどによりエアポンプが劣化した
り、故障したりする可能性が生じる。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、このような開閉弁やエアポンプが完全に故障して
エアポンプが破損する前に、その可能性を未然に予知可
能な排気ガス浄化装置を提供することを、その解決すべ
き課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、ディ−ゼル機関の排気経路に配設されたフィルタ
と、前記フィルタより上流側の前記排気経路に開口する
通気管と、前記通気管の端部に連結され前記フィルタに
空気を導入するエアポンプと、前記通気管に介設され前
記エアポンプと同期作動する第1開閉弁とを備える排気
ガス浄化装置において、前記第1開閉弁と前記エアポン
プとの間に位置して前記通気管に配設され排気ガスを検
出する排気ガス検出手段と、前記排気ガス検出手段の出
力が所定レベルを超えたかどうかを判定する排気ガスレ
ベル判定手段と、超えた場合に前記第1開閉弁のリーク
を警告する開閉弁リーク警告手段とを備えることを特徴
としている。
【0006】好適な態様において、排気ガス検出手段と
前記エアポンプとの間に位置して前記通気管に介設され
弁閉により前記エアポンプを前記第1開閉弁から遮断す
る第2開閉弁と、前記排気ガス検出手段の出力が所定レ
ベルを超える場合に前記第2開閉弁を遮断する第2開閉
弁制御手段とを備える。
【0007】
【作用】第1開閉弁はフィルタ再生期間に開き、エンジ
ン稼働期間に閉じ、排気経路を流れる排気ガスがエアポ
ンプに侵入するのを防止する。エアポンプは再生時に通
気管及び第1開閉弁を通じてフィルタに連通し、フィル
タにパティキュレ−ト燃焼用の空気を導入する。排気ガ
ス検出手段は第1開閉弁とエアポンプとの間に位置して
通気管内の排気ガスを検出し、排気ガスレベル判定手段
は排気ガス検出手段の出力が所定レベルを超えるかどう
かを判定し、開閉弁リーク警告手段は排気ガスレベルが
上記所定レベルを超える場合に第1開閉弁のリークを警
告する。
【0008】
【発明の効果】以上説明したように本発明の排気ガス浄
化装置は、第1開閉弁とエアポンプとの間の排気ガスが
所定レベルを超える場合にそれを警告する構成を採用し
ているので、排気ガス中のパティキュレ−トやタール分
が多量に第1開閉弁やエアポンプに付着してそれらが完
全に作動不能となる前に、第1開閉弁のリークを検出し
て警告することができる。したがって、警告に応じて第
1開閉弁の初期的な閉鎖不良を清掃などにより回復する
ことができ、第1開閉弁やエアポンプが修理不能状態と
なるのを防ぐことができる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図
1に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ
収容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその
上流側から下流側へ、ヒータ11、フィルタ温度センサ
6、フィルタ2が順番に配置されている。フィルタ収容
ケース1の下流端部の側壁を貫通して尾管4が貫設され
ており、フィルタ収容ケース1内において尾管4は風向
き偏向用の整流板14を内蔵している。同様に、フィル
タ収容ケース1の上流端部の側壁を貫通してディーゼル
エンジン(図示せず)の排気管3が配設されており、フ
ィルタ収容ケース1内において排気管3は風向き偏向用
の整流板14を内蔵している。
【0010】また、フィルタ収容ケース1の上流側端壁
を貫通して送気管(本発明でいう通気管)10の出口部
が配設されており、送気管10は常閉の第1開閉弁12
及び常開の第2開閉弁18を通じてブロワ(本発明でい
うエアポンプ)13の出口に連結されている。送気管1
0には、両開閉弁12、18の間に位置してリーク検出
用の温度センサ(本発明でいう排気ガス検出手段)19
が配設されている。
【0011】更に排気管3には、排気圧を検出する圧力
センサ7、及び、排気管から排気ガスを外部に放出する
リリーフバルブ16が配設されている。一方、上記した
ヒータ11、ブロワ13、バルブ12、リリーフバルブ
16はコントローラ(本発明でいう排気ガスレベル判定
手段、開閉弁リーク警告手段、第2開閉弁制御手段)8
により駆動制御され、また、エンジン(図示せず)内蔵
のエアフローセンサ5、圧力センサ7、フィルタ温度セ
ンサ6の信号はコントローラ8に送られる。また、コン
トローラ8は、再生開始を命令する再生スイッチからの
信号を受取るとともに、異常時に異常警報ランプ9を点
灯する。
【0012】以下、この装置の動作を説明する。 (パティキュレ−ト捕集動作)ディ−ゼルエンジンから
出た排気ガスは排気管3を通じてケース1内に導入さ
れ、排気ガス中のパティキュレ−トはフィルタ2で捕集
され、浄化された排気ガスは尾管4から外部に排出され
る。
【0013】フィルタ2はハニカムセラミックフィルタ
(日本碍子kk製、直径5.66インチ×長さ6イン
チ)であって、コ−ジェライトを素材として円柱形状に
焼成されている。フィルタ2はその両端面を貫通する多
数の通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上流端で封
栓され、その他方は下流端で封栓されている。排気ガス
は隣接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パティキュ
レ−トだけが通気孔内に捕集される。フィルタ2の両端
面はケース1の両端面に所定距離を隔てて対面してい
る。
【0014】ヒータ3はニクロム線を素材とする電熱抵
抗体からなり、フィルタ2の再生時上流側に当たる端面
に近接配置されている。 (フィルタ再生動作)次に、このフィルタ2の再生動作
を図2のフローチャートに従って説明する。なお、この
装置ではフィルタ再生動作はエンジン停止期間に行うも
のとする。
【0015】まず100において、圧力センサ7が検出
する排気圧力とエアフローセンサ5が検出する吸入空気
流量と、フィルタ温度センサ6が検出する排気ガス温度
に基づいて、マイコン式のコントローラ8内蔵のメモリ
(図示せず)に記憶されたマップからフィルタ2のパテ
ィキュレ−ト捕集量Pをサーチする。なお、フィルタ2
の圧損は排気圧力、吸入空気流量及び排気ガス温度を変
数とする関数値であり、かつパティキュレ−ト捕集量は
圧損を変数とする関数値である。もちろん、各種のパテ
ィキュレ−ト捕集量推定方式が知られており、どれを選
択してもよい。
【0016】次に、サーチしたパティキュレ−ト捕集量
Pが所定のしきい値Ptを超過したかどうかを調べ(1
02)、超過したら104に進んで再生動作に入り、超
過していなければ120に進んで後述の弁リーク検出サ
ブルーチンを実行する。ステップ104ではヒータ11
に通電し、続いて常開の第2開閉弁18の他に第1開閉
弁12を開き(106)、ブロワ13を駆動してフィル
タ2に新鮮な燃焼用空気を導入する(108)。
【0017】次に、ヒータ通電開始から所定時間経過後
(110)、再生が終了したものとしてヒータ11をオ
フし(112)、徐冷期間経過後(114)、第1開閉
弁12を閉じ、第1開閉弁12のリークを調べるサブル
ーチンを実行して(120)、100にリターンする。
次に本実施例の要部を成す弁リーク検出サブルーチンを
図3のフローチャートを参照して説明する。
【0018】まず、ヒータ11への通電又はエアポンプ
への通電又は第1開閉弁12への通電のいずれかが実行
されているフィルタ再生期間中であるかどうかを調べ
(200)、再生期間中であればメインルーチンのステ
ップ100にリターンし、再生期間中でなければリーク
検出用の温度センサ19の温度tを読み込み(20
2)、温度tが所定のしきい値レベル(ここでは摂氏1
00度とする)を超えるかどうかを判別し、超えていな
ければメインルーチンのステップ100にリターンし、
超えていれば異常警報ランプ9を点灯するとともに不図
示のブザーを鳴動させ(206)、第2開閉弁19を閉
鎖してブロワ13を排気ガスより保護する。すなわち本
実施例によれば、第1開閉弁12の弁閉が不完全となっ
た場合、排気ガスのリークにより両弁12、18間の送
気管10内の温度が正常な温度変化範囲を超えて上昇す
るので、これを温度センサ19により検出し、第1開閉
弁12がスティックしたり、ブロワ13が破損したりす
る前に警報を発する。これによりオペレータは致命的な
破損が生じる前に清掃やエンジン停止などの対策を講じ
ることができる。
【0019】またそれとともに第2開閉弁18を閉鎖す
ることにより、万が一、第1開閉弁12の閉鎖不良が生
じてもブロワ13の破損を未然に防止することもでき
る。なお上記実施例において、第2開閉弁18を常閉と
して第1開閉弁12と連動させてもよいが、この実施例
においてあえて第2開閉弁18を常開としているのは、
第1開閉弁12の微小リーク時における温度センサ19
の検出感度を向上させるためである。
【0020】また、第1開閉弁12の閉鎖不良は排気ガ
ス中の特定の成分に対して電気出力を発するガスセンサ
で検出してもよい。また、第2開閉弁18をダイヤフラ
ム熱動弁としてもよい。この場合にはダイヤフラム熱動
弁は例えばヒートパイプなどの熱輸送によりダイヤフラ
ム熱動弁と第1開閉弁12との間の温度が所定レベルを
超える場合に弁閉となる常開弁とすればよい。
【0021】更に、上記実施例ではエアポンプとしてフ
ィルタ2に空気を圧送するブロワ13を採用したが、フ
ィルタ2を通じて空気を吸引する真空ポンプとしてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示すブ
ロック図、
【図2】その再生動作を示すフローチャート、
【図3】その再生動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
2はフィルタ、8はコントローラ(排気ガスレベル判定
手段、第2開閉弁制御手段、開閉弁リーク警告手段)、
10は送気管(通気管)、12は第1開閉弁、13はブ
ロワ(エアポンプ)、18は第2開閉弁、19は温度セ
ンサ(排気ガス検出手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−255518(JP,A) 特開 平6−137131(JP,A) 特開 平6−129244(JP,A) 実開 昭59−157520(JP,U) 実開 平2−107716(JP,U) 実公 平2−18277(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/02 - 3/038 F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディ−ゼル機関の排気経路に配設された
    フィルタと、前記フィルタより上流側の前記排気経路に
    開口する通気管と、前記通気管の端部に連結され前記フ
    ィルタに空気を導入するエアポンプと、前記通気管に介
    設され前記エアポンプと同期作動する第1開閉弁とを備
    える排気ガス浄化装置において、 前記第1開閉弁と前記エアポンプとの間に位置して前記
    通気管に配設され排気ガスを検出する排気ガス検出手段
    と、前記排気ガス検出手段の出力が所定レベルを超えた
    かどうかを判定する排気ガスレベル判定手段と、超えた
    場合に前記第1開閉弁のリークを警告する開閉弁リーク
    警告手段とを備えることを特徴とする排気ガス浄化装
    置。
  2. 【請求項2】 前記排気ガス検出手段と前記エアポンプ
    との間に位置して前記通気管に介設され弁閉により前記
    エアポンプを前記第1開閉弁から遮断する第2開閉弁
    と、前記排気ガス検出手段の出力が所定レベルを超える
    場合に前記第2開閉弁を遮断する第2開閉弁制御手段と
    を備える請求項1記載の排気ガス浄化装置。
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CN115419488B (zh) * 2022-08-26 2023-10-27 中国第一汽车股份有限公司 基于太阳能供电的颗粒捕集装置辅助再生系统的控制方法

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