JP3511374B2 - 排気圧力測定装置 - Google Patents

排気圧力測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気圧力測定装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSO
F分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)と
を主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸
成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策として、図2に示す如く、ディ
ーゼルエンジン1からの排気ガス2が流通する排気管3
の途中にパティキュレートフィルタ4を装備することが
考えられている。
【0003】図3に示すように、パティキュレートフィ
ルタ4は、コージェライト等のセラミックから成る多孔
質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各
流路5の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされて
いない流路5については、その出口が目封じされるよう
になっており、各流路5を区画する多孔質薄壁6を透過
した排気ガス2のみが下流側へ排出されて、前記多孔質
薄壁6の内側表面にパティキュレートが捕集されるよう
にしてある。
【0004】そして、斯かるパティキュレートフィルタ
4においては、目詰まりにより排気抵抗が増加しないう
ちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュ
レートフィルタ4の再生を図る必要があるが、通常のデ
ィーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレ
ートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会
が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたもの
に適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸
化触媒をパティキュレートフィルタ4に一体的に担持さ
せたり、パティキュレートフィルタ4の前段に酸化触媒
を別体で配置するようにした触媒再生型のパティキュレ
ートフィルタ4を採用することが検討されている。
【0005】即ち、このような触媒再生型のパティキュ
レートフィルタ4を採用すれば、捕集されたパティキュ
レートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来
より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去する
ことが可能となるのである。
【0006】ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレ
ートフィルタ4を採用した場合であっても、該パティキ
ュレートフィルタ4に付帯して装備される酸化触媒には
活性温度領域があり、少なくとも約200℃以上の排気
温度を必要とするので、これを下まわるような排気温度
での運転状態(特に軽負荷の運転領域に排気温度が約2
00℃を下まわる領域が拡がっている)が続くと、酸化
触媒が活性化しないためにパティキュレートが良好に燃
焼除去されないという不具合が起こり、パティキュレー
トフィルタ4が目詰まりを起こしてしまう虞れは依然と
して残っている。
【0007】このため、排気温度を強制的に上昇させる
ような何らかの手段を講じて、パティキュレートフィル
タ4に捕集されたパティキュレートの良好な燃焼除去を
行い、これによりパティキュレートフィルタ4の再生化
を図り得るようにすることが検討されているが、このよ
うな排気温度を上昇させる手段を実用化するに際して
は、パティキュレートフィルタ4が過捕集状態になりつ
つあることを事前に検知する手段が必要不可欠である。
【0008】一般的に、パティキュレートフィルタ4が
過捕集状態になりつつあることを検知するにあたって
は、図2中に二点鎖線で示す如く、パティキュレートフ
ィルタ4より上流側の排気管3に圧力センサ7を直接的
に設置して排気ガス2の圧力を検出し、その検出される
排気ガス2の圧力に基づいてパティキュレートフィルタ
4の捕集状況を推定することが考えられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに圧力センサ7を設置して排気ガス2の圧力を検出す
るとしても、ディーゼルエンジンの排気ガス2中には、
パティキュレートの一組成である煤や微量のサルフェー
ト(ミスト状硫酸成分)が含まれているため、煤により
圧力センサ7の検出口が詰まって正確な圧力検出が行え
なかったり、サルフェートの結露により圧力センサ7に
腐食が生じて短期間に使用不能になったりすることが懸
念された。
【0010】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、圧力センサの煤による詰まりやサルフェートの結露
による腐食を未然に回避して排気ガスの圧力を正確に測
定し得るようにした寿命の長い排気圧力測定装置を提供
することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、排気管内を流
れる排気ガスの圧力を検出するための排気圧力測定装置
であって、排気管の圧力測定箇所と加圧空気供給源との
間を圧力導入管により接続し、該圧力導入管の途中に
記圧力測定箇所の圧力を検出し得るよう圧力センサを装
着し、該圧力センサと前記加圧空気供給源との間に開閉
弁を設けたことを特徴とするものである。
【0012】而して、開閉弁を閉じて圧力導入管を先詰
まりの状態にしておけば、排気管側から圧力導入管への
排気ガスの侵入が極力阻止されることになり、また、排
気ガスが徐々に圧力導入管内に入り込んできた場合で
も、開閉弁を開けて加圧空気供給源から加圧空気を圧力
導入管内に導き入れるようにすれば、該圧力導入管内の
排気ガスが煤等と一緒に排気管側へ掃気されてしまうこ
とになる。
【0013】即ち、排気圧力の非測定時に開閉弁を閉じ
た状態に維持しておき、圧力センサにより排気ガスの圧
力の測定を行いたい時に、開閉弁を開けて加圧空気によ
る圧力導入管内のパージを行ってから開閉弁を閉じて圧
力センサによる測定を行うようにすれば、圧力センサの
煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食を未然
に回避することが可能となる。
【0014】尚、加圧空気供給源側に容量の余裕がある
場合には、排気圧力の非測定時に開閉弁を閉じた状態に
維持し且つ測定時の直前に開閉弁を開けて加圧空気のパ
ージを行ってから圧力センサによる測定を行うという運
用に替えて、排気圧力の非測定時に開閉弁を僅かに開け
て常に加圧空気供給源から加圧空気を導き入れることに
より圧力導入管内を清浄な状態に保持し続け且つ測定時
にのみ開閉弁を閉じて圧力センサによる測定を行うとい
う運用を採用することも可能である。
【0015】また、本発明においては、圧力導入管の圧
力センサが装着される箇所にサージタンクを設けること
が好ましく、このようにすれば、圧力導入管側の全体容
積を大きくして圧力センサ付近の排気ガスの濃度が許容
値を超えるまでの時間を稼ぐことが可能となると共に、
間欠的な排気サイクルにより生じている排気ガスの脈動
の影響をサージタンクにて緩和することが可能となる。
【0016】更に、本発明においては、大型車両に搭載
されているエアブレーキ用エアタンクを加圧空気供給源
とすると良く、このようにすれば、加圧空気供給源を新
たに設けなくても既存設備の有効利用を図ることが可能
となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
【0018】図1は本発明を実施する形態の一例を示す
もので、本形態例においては、エアブレーキ用のエアタ
ンク8を搭載した大型トラックやバス等の大型車両に適
用した場合を例示しており、前記既存のエアタンク8を
加圧空気供給源として、該エアタンク8と排気管3のパ
ティキュレートフィルタ4の入側(圧力測定箇所)との
間を圧力導入管9により接続している。
【0019】そして、前記圧力導入管9の途中における
排気管3から十分な距離を隔てた位置にサージタンク1
0を設け、該サージタンク10内に検出口を臨ませて圧
力センサ7を装着し、該圧力センサ7と前記エアタンク
8との間に電磁弁11(開閉弁)を設けている。
【0020】而して、電磁弁11を閉じて圧力導入管9
を先詰まりの状態にしておけば、排気管3側から圧力導
入管9への排気ガス2の侵入が極力阻止されることにな
り、また、排気ガス2が徐々に圧力導入管9内に入り込
んできた場合でも、電磁弁11を開けてエアタンク8か
ら加圧空気12を圧力導入管9内に導き入れるようにす
れば、該圧力導入管9内の排気ガス2が煤等と一緒に排
気管3側へ掃気されてしまうことになる。
【0021】即ち、例えば、排気圧力の非測定時に電磁
弁11を閉じた状態に維持しておき、圧力センサ7によ
り排気ガス2の圧力の測定を行いたい時に、電磁弁11
を開けて加圧空気12による圧力導入管9内のパージを
行ってから電磁弁11を閉じて圧力センサ7による測定
を行うようにすれば、圧力センサ7の煤による詰まりや
サルフェートの結露による腐食を未然に回避することが
可能となる。
【0022】尚、エアタンク8側に容量の余裕がある場
合には、排気圧力の非測定時に電磁弁11を閉じた状態
に維持し且つ測定時の直前に電磁弁11を開けて加圧空
気12のパージを行ってから圧力センサ7による測定を
行うという運用に替えて、排気圧力の非測定時に電磁弁
11を僅かに開けて常にエアタンク8から加圧空気12
を導き入れることにより圧力導入管9内を清浄な状態に
保持し続け且つ測定時にのみ電磁弁11を閉じて圧力セ
ンサ7による測定を行うという運用を採用することも可
能である。
【0023】従って、上記形態例によれば、圧力センサ
7の煤による詰まりやサルフェートの結露による腐食を
未然に回避することができるので、排気ガス2の圧力を
正確に測定することができると共に、圧力センサ7の寿
命を従来より延ばすこともできる。
【0024】また、本形態例においては、サージタンク
10により圧力導入管9側の全体容積を大きくして圧力
センサ7付近の排気ガス2の濃度が許容値を超えるまで
の時間を稼ぐことができるので、圧力センサ7による測
定の間隔が長くなっても支障が起こり難く、しかも、間
欠的な排気サイクルにより生じている排気ガス2の脈動
の影響をサージタンク10で緩和することができて、圧
力センサ7の測定精度を一層向上することができる。
【0025】更に、本形態例では、エアブレーキ用のエ
アタンク8を加圧空気供給源として利用しているので、
加圧空気供給源を新たに設けなくても既存設備の有効利
用を図ることができ、排気ガス2の圧力を正確に測定す
ることが可能な寿命の長い排気圧力測定装置を安価なコ
ストで実施することができる。
【0026】尚、本発明の排気圧力測定装置は、上述の
形態例にのみ限定されるものではなく、排気管の圧力測
定箇所はパティキュレートフィルタの入側に限定されな
いこと、また、加圧空気供給源には既存のエアタンク以
外のものも採用して良いこと、更に、開閉弁には電磁弁
以外に空気圧等を利用した各種の駆動方式による弁を採
用して良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0027】
【発明の効果】上記した本発明の排気圧力測定装置によ
れば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0028】(I)本発明の請求項1に記載の発明によ
れば、圧力センサの煤による詰まりやサルフェートの結
露による腐食を未然に回避することができるので、排気
ガスの圧力を正確に測定することができると共に、圧力
センサの寿命を従来より延ばすこともできる。
【0029】(II)本発明の請求項2に記載の発明に
よれば、圧力導入管側の全体容積を大きくして圧力セン
サ付近の排気ガスの濃度が許容値を超えるまでの時間を
稼ぐことができるので、圧力センサによる測定の間隔が
長くなっても支障が起こり難く、しかも、間欠的な排気
サイクルにより生じている排気ガスの脈動の影響をサー
ジタンクにて緩和して圧力センサの測定精度を一層向上
することができる。
【0030】(III)本発明の請求項3に記載の発明
によれば、加圧空気供給源を新たに設けなくても既存設
備の有効利用を図ることができ、排気ガスの圧力を正確
に測定することが可能な寿命の長い排気圧力測定装置を
安価なコストで実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
【図2】従来例を示す概略図である。
【図3】図2のパティキュレートフィルタの詳細を示す
断面図である。
【符号の説明】
2 排気ガス 3 排気管 7 圧力センサ 8 エアタンク(加圧空気供給源) 9 圧力導入管 10 サージタンク 11 電磁弁(開閉弁) 12 加圧空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 23/00 G01L 19/00 F01N 7/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管内を流れる排気ガスの圧力を検出
    するための排気圧力測定装置であって、排気管の圧力測
    定箇所と加圧空気供給源との間を圧力導入管により接続
    し、該圧力導入管の途中に前記圧力測定箇所の圧力を検
    出し得るよう圧力センサを装着し、該圧力センサと前記
    加圧空気供給源との間に開閉弁を設けたことを特徴とす
    る排気圧力測定装置。
  2. 【請求項2】 圧力導入管の圧力センサが装着される箇
    所にサージタンクを設けたことを特徴とする請求項1に
    記載の排気圧力測定装置。
  3. 【請求項3】 大型車両に搭載されているエアブレーキ
    用エアタンクを加圧空気供給源としたことを特徴とする
    請求項1又は2に記載の排気圧力測定装置。
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