JPH01216012A - ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に関する
。

従来の技術 最近、環境汚染や人体への悪影響等の問題のため、ディ
ーゼルエンジンの排出する微粒子の抑制に関心が集まっ
ている。特にアメリカ合衆国では厳しい法規７ａｌが始
まっている（ＥＰＡ：米国環境保護子の１９８７年規制
は０．２　ｇ／ｍｉ　ｌ　ｅ）＊この微粒子を取り除く
方法として排気系に設けたフィルタ部材で物理的に捕集
し、ある分微堆積させた後これを焼却させて、前記フィ
ルタを再生する方法が最も有望な方法の一つとして様々
な検討が行われている（例えば、ＳＡ″Ｅ　　Ｐａｐｅ
ｒ８１０１１Ｂ、８３００８５など）、この方法に於て
フィルタに微粒子を堆積し過ぎると、圧力損失の増大に
よる出力低下や、再生時における熱応力の増大によるフ
ィルタの破損などを引き起こす。また逆に、捕集量を少
量にすると圧力損失や御坊応力への余裕度は増すが、フ
ィルタの再生回数が増加し、フィルタの耐久性に支障を
きたす、このため微粒子の堆積量を正確に測定し許容限
度内での再生作業を行うことが望まれる。

特開昭５５−５７６３７号公報に示されるものは機関回
転数の積算値によってフィルタの再生時期を判別しよう
というものである。しかし、機関の運転状態によって微
粒子の排出量は大きく変化するものであり、この様な機
関回転数の積算量−定の再生間隔では微粒子の堆積量に
バラツキが生じ適切とは言えない、これに対し、特開昭
５８−６２３０９号公報に示されるものはフィルタ上流
に一定閏隔の電極を持ったセンサを取り付け、その電極
間に微粒子を堆積させて、電極間の電圧変化を測定する
ことにより微粒子の堆８１ｍを検出すると言うものであ
る。しかし実際に微粒子を電極間に堆積させることは困
難であり、この方法でも微粒子の堆積量にバラツキが生
じ正確な堆［ｆｆｉは検出できない。

そこで、一定運転状態では、微粒子の堆積にともなって
フィルタ上流での背圧が上昇することに着目した。しか
し、この背圧は機関運転状態によって変化するために、
現在、微粒子の堆積量の検出には機関回転数・負荷・フ
ィルタ上流での背圧を測定し、これら３つに閃するマツ
プを予めデータとしてＲＯＭに持ち、演算して求める方
法が多く考えられている。

発明が解決しようとする課題 しかし、この方法は　高度・外気温・エンジン暖気状態
によって大きく影響され、正確な微粒子の堆積量を検出
することは困難である。さらに、負荷はスロットル開度
などから求めているため、過渡時においては負荷の上昇
と背圧の上昇との間に遅れが生じ、誤差が大きくなる。

これに対して、我々は背圧に直接影響している要因が排
ガス温度であることを発見した。

本発明は以Ｅの課題を解決し優れたディーゼルエンジン
の排ガス浄化装置を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するためにフィルタ上流に排
ガス温度を検知する装置を設け、測定された排ガス温度
によってフィルタ上流での背圧に温度補正及び粘度補正
を加え、この補正値と機関回転数の関係より微粒子の堆
積量を検出する。この様にして、再生時期を適切に判断
するディーゼルエンジンの排ガス浄化装置である。

作用 本発明は、上述の構成によってフィルタへの微粒子の堆
積量を高度・外気温・エンジン暖気状態にかかわらず正
確に検出でき、この堆積量がある規定値を超えた時に再
生時期と判断するために上述の様な理由で適切な再生時
期の判断が可能となる。

実施例 以下、添付図面を参照し本発明の一実施例について詳細
に説明する。第１図に於てｌはディーゼルエンジン本体
、２は機関回転数検出部、３は排気管、４は背圧検出部
、５は排気ガス温度検出部、６はフィルタ容器、７はフ
ィルタ部材、８は燃焼装置、９は電気側ｍ装置である。

検出部２．４．５にはそれぞれ周知のセンサが設けられ
検出値は電気料＊装置９に人力される。フィルタ容器６
の中にはフィルタ部材７があり、このフィルタ部材７と
しては例えば特開昭５８−１７４２１２号公報に記載の
耐熱性繊維状セラミックの焼結体またはこれに類似した
材料を用いることができる。また、燃焼装置８としては
例えばバーナ、ヒータ、またはこれに類似した装置を用
いることができ、電気制御装置９からの信号により制御
できる。

次に電気制御装置９でなされる制御の一例のルーチンを
第２図を用いて説明する０図中■〜■は各ステップを表
している。ステップ■では使用するボートやレジスタを
初期化している。ステ・ンブ■、■、■でそれぞれ背圧
ＢＰ・排ガス温度Ｔ・機関回転数Ｎを検出し、ステップ
■で温度補正、粘度補正を行っている。ステップ■で行
う補正作業については、先ず、ボイル・シャルルの法則
を用いて、　（１）式によりＢＰを温度補正する。

ＰＩ＝ＢＮ（Ｔｓ＋２７３）／（Ｔ＋７ｉ’３）”（１
）さらに、一般に気体の粘度は、はぼ、絶対温度−の平
方根に比例して増加すると知られているため（２）式に
より粘度補正を行い、ＰＯに補正している。

Ｐｓ”Ｐ＋ネ（（Ｔｌ７７３）／（Ｔθ＋２７３））１
′２　　・・・（２）ここで、ＰｌＩは補正背圧、ＴＩ
Ｉは任意に設定した標準状態での排ガス温度であり、例
えばこの実施例では回転数１４０Ｏｒｐｍ、）ルク１２
ｋｇ−ｍの状態を標準状態とした。

上記（１）、　（２）式より（３）式が導かれる。

Ｐｅ”ＢＰネ（（Ｔｌｌ＋２７３）／（Ｔｌ２７３））
’　′２　・・・（３）この（３）式により背圧の温度
及び粘度補正を行っている。

第３図はこの補正方法を用いて背圧を補正したときの補
正背圧、回転数の関係を、微粒子の堆積量一定の条件下
でプロットしたもので、各堆積量毎に図に示すような曲
線群が描ける。この様なグラフを実験的に求めておき、
各格子点のデータを電気制御装置９内のＲＯＭに記憶さ
せている。

ステップ■で補正背圧と機関回転数から第３図に示した
データマツプを検索し微粒子の堆ＯＵｔを算出する。ス
テップ■では微粒子の堆ＭｆＩｋが規定値に達したかど
うかを判断し、再生時期の判断を行っている。再生時期
であればステップ■に移行し再生作業を開始する。

以上のルーチンで背圧・排ガス温度・ｍ開目転数の３種
類のデータより微粒子の堆積量を求め、適切な時期での
再生を行っている。

尚この実施例では、背圧の温度及び粘度補正を上述の補
正式を用いて行ったが、これらの補正に■して、同様の
効果が得られる他の補正式を用ることかできることは言
うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、背圧・排ガス温度・機関
回転数を計測することにより、高度・外気温・エンジン
暖気状態にかかわらず容易に微粒子の堆積量の検知が可
能となり、適切な再生時期の判断ができる。この様にし
て、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置における制御
精度及び信頼性を容易に向ｔでき、極めて有用な効果が
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディーゼルエンジン
の排ガス浄化装置の原理図、第２図は同装置の電気制御
装置の動作説明図、第３図は同実施例における補正背圧
と機関回転数の関係を示したグラフである。 ！・・・ディーゼルエンジン本体、２・・・機関回転数
検出部、３・・・排気管、４・・・背圧検出部、５・・
・排気ガス温度検出部、６・・・フィルタ容器、７・・
・フィルタ部材、８・・・燃焼装置、９・・・電気制御
装置。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 ８　　　　實田菅東 Ｃフ 滅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディーゼルエンジンの排ガス通路内にフィルタを
   設置し排ガス中の微粒子を捕集する装置と、この捕集し
   た微粒子を焼却する手段と、前記ディーゼルエンジンの
   機関回転数、前記排ガスの温度および前記フィルタ上流
   での背圧を測定する手段と、これらの測定値から微粒子
   の堆積量を検出する手段と、前記検出手段の出力に基づ
   いて前記補集した微粒子の焼却時期を制御手段を具備す
   ることを特徴とするディーゼルエンジンの排ガス浄化装
   置。
2. （２）フィルタ上流での背圧に、排ガス温度にもとづく
   温度補正および粘度補正を加え、この補正背圧と機関回
   転数との相関により補集微粒子の堆積量を検知手段を設
   けたことを特徴とした請求項１に記載のディーゼルエン
   ジンの排ガス浄化装置。