JPH0134648Y2 - - Google Patents

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JPH0134648Y2
JPH0134648Y2 JP13730883U JP13730883U JPH0134648Y2 JP H0134648 Y2 JPH0134648 Y2 JP H0134648Y2 JP 13730883 U JP13730883 U JP 13730883U JP 13730883 U JP13730883 U JP 13730883U JP H0134648 Y2 JPH0134648 Y2 JP H0134648Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案はデイーゼル機関の排気ガス中の微粒子
(パテイキユレート)の捕集除去を行うトラツプ
装置、詳しくはそのようなトラツプ装置の溶損防
止技術に関する。
[Detailed Description of the Invention] Technical Field of the Invention The present invention relates to a trap device for collecting and removing particulate matter (particulate matter) in the exhaust gas of a diesel engine, and more particularly to a technique for preventing erosion of such a trap device.

従来技術 デイーゼル機関の排気管には排気ガス中の微粒
子の捕集除去を行うためトラツプ装置が設けられ
る。トラツプ装置内にはトラツプ材が設けられ、
排気ガス中の微粒子の捕集を行う。所定時間又は
距離走行後にトラツプ材に近接して設けられたヒ
ータが駆動され、トラツプ材に捕集された微粒子
の焼却が行われる。
Prior Art A trap device is installed in the exhaust pipe of a diesel engine to collect and remove particulates in the exhaust gas. A trap material is provided in the trap device,
Collects particulates in exhaust gas. After traveling for a predetermined time or distance, a heater provided close to the trap material is driven to incinerate the particulates collected by the trap material.

このような微粒子トラツプ装置を備えたデイー
ゼル機関では、高速・高負荷で運転後減速等の軽
負荷運転をした場合にトラツプ装置が過大な温度
にさらされる問題がある。即ち、高速・高負荷で
運転するとトラツプ装置のトラツプ材の温度が
550℃以上となるが、デイーゼル機関の作動特性
上、この高速・高負荷では排気ガス中の酸素濃度
は5%以下と不十分でありトラツプ材にススが未
燃焼で残つていることがある。その後の軽負荷運
転によつて、排気ガス中の酸素濃度は18%前後に
も高まり、またトラツプ材は余熱によつて550℃
以上を保つ。そのためススが着火燃焼に至り、内
部温度は1000℃を超えるに至る。このような温度
の過大によつてトラツプ装置の溶損が生ずること
がある。
A diesel engine equipped with such a particulate trap device has a problem in that the trap device is exposed to excessive temperature when the engine is operated at a light load such as deceleration after operating at high speed and high load. In other words, when operating at high speed and high load, the temperature of the trap material of the trap device increases.
The temperature is over 550℃, but due to the operating characteristics of diesel engines, at this high speed and high load, the oxygen concentration in the exhaust gas is insufficient at less than 5%, and unburned soot may remain on the trap material. Due to subsequent light load operation, the oxygen concentration in the exhaust gas increased to around 18%, and the trap material was heated to 550℃ due to residual heat.
Keep above. As a result, the soot ignites and burns, and the internal temperature reaches over 1000℃. Such excessive temperatures can cause melting of the trap device.

考案の目的 本考案はかかる従来技術の問題に鑑みてなされ
たものであり、高速・高負荷運転後軽負荷運転に
入つた場合におけるトラツプ装置の内部温度の異
常増大を防止する技術を提供することを目的とす
る。
Purpose of the invention The present invention was made in view of the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a technology for preventing an abnormal increase in the internal temperature of a trap device when light load operation starts after high speed/high load operation. With the goal.

考案の構成 第1図は本考案の構成を示すものであり、デイ
ーゼル機関10の排気管18に微粒子トラツプ装
置26が設けられ、一方、吸気管13内には吸気
絞り弁34が設けられる。トラツプ装置26内の
温度を検知するセンサ58及び機関の負荷を検知
するセンサ60からの信号で、高速・高負荷直後
の軽負荷運転時か否か判定手段2により判定され
る。駆動手段3はそのYes,Noに応じ吸気絞り
弁34の開閉駆動を行う。
Structure of the Invention FIG. 1 shows the structure of the present invention, in which a particulate trap device 26 is provided in the exhaust pipe 18 of the diesel engine 10, and an intake throttle valve 34 is provided in the intake pipe 13. Based on the signals from the sensor 58 that detects the temperature inside the trap device 26 and the sensor 60 that detects the engine load, the determining means 2 determines whether or not the engine is operating at a light load immediately after high speed and high load. The driving means 3 drives the intake throttle valve 34 to open and close depending on whether the answer is Yes or No.

実施例 第2図は本考案の実施例を示すもので、10は
デイーゼル機関の本体、12は吸気マニホルド、
13は吸気管、14はエアクリーナ、16は排気
マニホルド、18は排気管である。20は燃料噴
射ポンプ、22は真空ポンプであり、それぞれク
ランク軸24に、プーリ及びベルトによつて連結
され、回転駆動される。
Embodiment FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which 10 is the main body of a diesel engine, 12 is an intake manifold,
13 is an intake pipe, 14 is an air cleaner, 16 is an exhaust manifold, and 18 is an exhaust pipe. 20 is a fuel injection pump, and 22 is a vacuum pump, each of which is connected to a crankshaft 24 by a pulley and a belt, and is driven to rotate.

26は、排気ガス中の微粒子(パテイキユレー
ト)の捕集、除去を行うトラツプ装置であり、内
部にトラツプ材28を備えている。トラツプ材2
8の前方にこれと近接してヒータ30が設けられ
る。ヒータ30は、この分野の技術では周知の通
り、一定の走行距離毎に駆動され、その間トラツ
プ材28に捕集された微粒子の焼却を行う。32
は、その焼却の際にトラツプ装置26への排気ガ
スを制御するバイパス管であり、33はそのよう
なバイパス量を制御する開閉弁である。
26 is a trap device that collects and removes particulates in the exhaust gas, and is provided with a trap material 28 inside. Trap material 2
A heater 30 is provided in front of and close to the heater 8 . As is well known in the art, the heater 30 is driven every predetermined travel distance, during which it incinerates the particulates collected on the trapping material 28. 32
is a bypass pipe that controls the exhaust gas to the trap device 26 during incineration, and 33 is an on-off valve that controls the amount of bypass.

本考案によれば吸気絞り弁34が吸気管13内
に設けられる。吸気絞り弁34は通常の全開に保
持されるが、高負荷・高回転直後の軽負荷運転時
には閉鎖されることは後述の通りである。そのよ
うな絞り弁34の制御を行うため、絞り弁34は
リンク38を介して開閉弁駆動アクチユエータ4
0に連結される。このアクチユエータ40はこの
実施例ではダイヤフラム式であり、リンク38に
連結されるダイヤフラム401、ダイヤフラム4
01を付勢するばね402、及び負圧室403よ
り成る。この負圧室403は電磁式の3方弁44
によつてエアクリーナ14と真空ポンプ22との
間を切替的に連通される。即ち、電磁弁44の非
励磁状態では、白ぬきの如く、負圧室403は、
配管46,48を介して真空ポンプ22に連結さ
れ、負圧室403は負圧となる結果ダイヤフラム
401はばね402に抗して図の左方に引張ら
れ、絞り弁34は反時計方向に回動され、全開位
置をとるに至る。一方、電磁弁44の励磁状態で
は、黒塗りの如く、負圧室403は、配管46,
50を介して空気クリーナ14に連通され、その
室403は大気圧となり、ばね402の力によつ
てダイヤフラム401は右方に押され絞り弁34
は破線の如く閉鎖位置をとるまで時計方向に回動
される。
According to the invention, an intake throttle valve 34 is provided in the intake pipe 13. The intake throttle valve 34 is normally kept fully open, but as will be described later, it is closed during light load operation immediately after high load and high rotation. In order to control the throttle valve 34 in this manner, the throttle valve 34 is connected to the on-off valve drive actuator 4 via a link 38.
Concatenated to 0. This actuator 40 is of a diaphragm type in this embodiment, and includes a diaphragm 401 connected to the link 38, and a diaphragm 401 connected to the link 38.
01 and a negative pressure chamber 403. This negative pressure chamber 403 has an electromagnetic three-way valve 44
The air cleaner 14 and the vacuum pump 22 are selectively communicated by the air cleaner 14 and the vacuum pump 22. That is, when the solenoid valve 44 is in a non-energized state, the negative pressure chamber 403 is
It is connected to the vacuum pump 22 via pipes 46 and 48, and the negative pressure chamber 403 becomes negative pressure. As a result, the diaphragm 401 is pulled to the left in the figure against the spring 402, and the throttle valve 34 is rotated counterclockwise. It is moved and reaches the fully open position. On the other hand, when the solenoid valve 44 is energized, the negative pressure chamber 403 is connected to the piping 46,
The chamber 403 is at atmospheric pressure, and the force of the spring 402 pushes the diaphragm 401 to the right to close the throttle valve 34.
is rotated clockwise until it assumes the closed position as shown by the dashed line.

54は制御回路であつて本考案に従つて絞り弁
34の駆動を行うためのものであり、この実施例
ではマイクロコンピユータシステムとして構成さ
れる。即ちマイクロコンピユータは、高速・高負
荷直後の軽負荷運転時を検知するセンサ群からの
信号が入力しておりその信号により演算を行い電
磁弁44への駆動信号を形成する。そのようなセ
ンサ群として、温度センサ58とアクセルペダル
位置検知センサ60とが設けられる。温度センサ
58はトラツプ装置のトラツプ材28に埋設され
たサーミスタとして構成され、トラツプ材28の
温度に応じた電気信号が得られる。一方、アクセ
ルペダル位置センサ60は、燃料噴射ポンプ20
のアクセルレバーに連結したポテンシヨメータと
して構成され、アクセルペダル位置に応じた電気
信号が得られる。
Reference numeral 54 denotes a control circuit for driving the throttle valve 34 according to the present invention, and in this embodiment is configured as a microcomputer system. That is, the microcomputer receives signals from a group of sensors that detect light-load operation immediately after high-speed/high-load operation, performs calculations based on the signals, and forms a drive signal to the solenoid valve 44. A temperature sensor 58 and an accelerator pedal position detection sensor 60 are provided as such a sensor group. The temperature sensor 58 is configured as a thermistor embedded in the trap material 28 of the trap device, and an electrical signal corresponding to the temperature of the trap material 28 is obtained. On the other hand, the accelerator pedal position sensor 60
It is configured as a potentiometer connected to the accelerator lever, and an electrical signal is obtained according to the position of the accelerator pedal.

マイクロコンピユータシステムは入力ポート7
0と出力ポート72とを持つ。入力ポート70
は、マルチプレクサ74を介して、温度センサ5
8、アクセルペダル位置センサ60に接続され、
必要な温度情報、負荷情報が入力される。一方、
出力ポート72は、ラツチ76、増幅器80を介
して、ヒータ30に接続されると同時に、ラツチ
82、増幅器84を介して電磁弁44に接続され
る。入力ポート70及び出力ポート72はバス8
6を介してマイクロプロセシングユニツト
(MPU)88、リードオンリメモリ(ROM)9
0、及びランダムアクセスメモリ(RAM)92
に結線され、これにより各センサからの信号によ
つて必要な演算を行い絞り弁34の駆動が行われ
る。
Microcomputer system is input port 7
0 and an output port 72. Input port 70
is connected to the temperature sensor 5 via the multiplexer 74.
8, connected to the accelerator pedal position sensor 60;
Necessary temperature information and load information are input. on the other hand,
The output port 72 is connected to the heater 30 through a latch 76 and an amplifier 80, and to the solenoid valve 44 through a latch 82 and an amplifier 84. Input port 70 and output port 72 are bus 8
6 through microprocessing unit (MPU) 88, read-only memory (ROM) 9
0, and random access memory (RAM) 92
The throttle valve 34 is driven by performing necessary calculations based on the signals from each sensor.

本考案は、以上述べたハードウエア構成に加え
て、本考案の制御を実現するソフトウエア構成を
持つている。そのようなソフトウエアは当然なが
らROM90内にプログラムとして書かれてある
が、以下これを第3図のフローチヤートによつて
説明する。
In addition to the hardware configuration described above, the present invention has a software configuration that realizes the control of the present invention. Such software is naturally written as a program in the ROM 90, which will be explained below with reference to the flowchart shown in FIG.

第3図において、100はプログラムの開始を
示し、次いで101ではトラツプ装置28が再生
時期、即ちトラツプ材28に捕集された微粒子を
焼却する時期に来ているか否か判定される。Yes
の場合は102に進みトラツプ材の再生のため通
常行われる処理を行う。この処理行程は当業者に
は周知であることから詳しい説明は省略する。
唯、ヒータ30に通電されると同時に開閉弁33
の開度が調整され、トラツプ材28に捕集された
微粒子の着火に必要な温度及び空気量に制御され
ることを述べるに留める。
In FIG. 3, 100 indicates the start of the program, and then, at 101, it is determined whether the trap device 28 is ready for regeneration, that is, it is time to incinerate the particulates collected in the trap material 28. Yes
In this case, the process proceeds to step 102 and the processing normally performed for regenerating the trap material is performed. Since this process is well known to those skilled in the art, detailed explanation will be omitted.
However, at the same time as the heater 30 is energized, the on-off valve 33
It will only be stated that the opening degree of the trapping material 28 is adjusted to maintain the temperature and air amount necessary for igniting the particulates collected in the trapping material 28.

101のステツプで再生時期にないと判定され
ればNoに分岐し、本考案に係る、トラツプ装置
の温度異常上昇防止のためのルーチンに入る。先
ず103では、MPU88はRAM92の所定エ
リヤに格納される温度センサ58からのトラツプ
内温度TFのデータを入力する。次いでプログラ
ム104に進み、このようにして実測されたトラ
ツプ内温度TFが450℃より大か否か判定する。こ
の判定の意味については後述する。104でYes
であれば、即ちTF>450℃であれば、106に進
み、そのとき吸気絞り弁34が開となつているか
否かが判定される。絞り弁34が開と判定されれ
ばYesに分岐し、108に移り、トラツプ内温度
TFが550℃以上か否か判定される。
If it is determined in step 101 that it is not time for regeneration, the process branches to No and enters a routine for preventing an abnormal rise in temperature of the trap device according to the present invention. First, in step 103, the MPU 88 inputs data on the trap internal temperature T F from the temperature sensor 58 stored in a predetermined area of the RAM 92. The program then proceeds to program 104, where it is determined whether the trap internal temperature T F actually measured in this manner is greater than 450°C. The meaning of this determination will be described later. Yes with 104
If so, that is, if T F >450°C, the process proceeds to 106, where it is determined whether or not the intake throttle valve 34 is open at that time. If it is determined that the throttle valve 34 is open, the process branches to Yes, and the process moves to step 108, where the temperature inside the trap is determined.
It is determined whether T F is 550°C or higher.

高回転・高負荷以外の運転ではトラツプ内温度
TFは550℃を超えず、Noの判定になり、110
に進む。110ではMPU88は出力ポート72
の端子721をHighとする。そのためクラツチ
82はHighの信号を出し、電磁弁44は励磁さ
れ黒ぬりのポート位置をとり、負圧室403に負
圧が導入され、ダイヤフラム401は引張られ、
絞り弁34は全開となる。
In operations other than high rotation and high load, the temperature inside the trap
T F does not exceed 550℃, the judgment is No, and 110
Proceed to. 110, MPU88 is output port 72
The terminal 721 of is set to High. Therefore, the clutch 82 outputs a High signal, the solenoid valve 44 is energized and assumes the black port position, negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 403, and the diaphragm 401 is pulled.
The throttle valve 34 becomes fully open.

次にこのルーチンが実行に入つたときにおい
て、機関が高回転・高負荷運転を経験していたと
すると、トラツプ内温度TFは550℃を超え、10
8の判定はYesとなり、116に進む。116で
は、MPUはアクセルペダル開度センサ60から
のデータを格納したRAM領域の内容を入力し、
そのときの負荷が小さいか、例えば減速時の負荷
相当値か否か判定される。Noの場合は、前述し
た110のステツプに抜けるが、Yesの場合(即
ち軽負荷運転のとき)は118に進み、出力ポー
ト722はHighとなり、ラツチ82はLowの出
力を出し、その結果電磁弁44は消磁され白のポ
ート位置をとり、負圧室403は大気圧となるた
め、ばね402の働きで絞り弁34は閉位置をと
る。前述のように、高回転・高負荷直後の軽負荷
時はトラツプ内の高温(550℃以上)と18%にも
及ぶ過剰酸素でトラツプ内のススが着火する条件
にあるが、このように絞り弁34を閉とすること
で機関10に導入される空気量が押えられ、トラ
ツプ内の酸素過剰状態が回避される。
Next, when this routine begins execution, if the engine is experiencing high rotation and high load operation, the trap internal temperature T F will exceed 550°C and 10
The determination in step 8 is Yes, and the process proceeds to step 116. At 116, the MPU inputs the contents of the RAM area storing data from the accelerator pedal opening sensor 60,
It is determined whether the load at that time is small, for example, whether it is equivalent to the load during deceleration. If No, the process goes to step 110 described above, but if Yes (i.e., during light load operation), the process goes to 118, the output port 722 becomes High, the latch 82 outputs Low, and as a result, the solenoid valve 44 is demagnetized and takes the white port position, and the negative pressure chamber 403 becomes atmospheric pressure, so the throttle valve 34 takes the closed position by the action of the spring 402. As mentioned above, when the load is light immediately after high rotation and high load, the high temperature inside the trap (over 550℃) and excess oxygen of up to 18% are conditions that cause the soot inside the trap to ignite. By closing the valve 34, the amount of air introduced into the engine 10 is suppressed, and an excess oxygen condition in the trap is avoided.

このように、絞り弁34を開放することでトラ
ツプ内温度TFは降下する。しかし、TFが450℃を
超えている限りは、104でYesと判定され、ま
た106では絞り弁は閉であり、Noに分岐する
ことから、トラツプ内温度は徐々に下げられてゆ
く。このようにヒステリシスを付けることで安定
な制御を行うことができる。
In this way, by opening the throttle valve 34, the trap internal temperature T F decreases. However, as long as T F exceeds 450°C, the determination at 104 is Yes, and the throttle valve is closed at 106, which branches to No, so that the temperature inside the trap is gradually lowered. By adding hysteresis in this way, stable control can be performed.

450℃以下までトラツプ内の温度が降下すると
104はNoと判定され、110で絞り弁34が
開とされる。
When the temperature inside the trap drops to below 450° C., the determination at 104 is No, and the throttle valve 34 is opened at 110.

考案の効果 吸気管内に設けられる吸気絞り弁を高回転・高
負荷運転直後の軽負荷運転時に閉鎖することでト
ラツプ装置26への空気が過大となることに伴う
トラツプの加熱を回避することができる。
Effects of the invention By closing the intake throttle valve provided in the intake pipe during light load operation immediately after high speed/high load operation, it is possible to avoid heating of the trap due to excessive air flowing into the trap device 26. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の必須の構成を示す概略図、第
2図は本考案の実施例の構成を示す図、第3図は
第2図の装置のソフトウエア構成を示すフローチ
ヤート図。 10……本体、13……吸気管、18……排気
管、26……トラツプ装置、32……バイパス
管、34……絞り弁、40……アクチユエータ、
44……電磁弁、54……制御回路、58……温
度センサ、60……回転数センサ。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the essential configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart diagram showing the software configuration of the apparatus shown in FIG. 2. 10... Body, 13... Intake pipe, 18... Exhaust pipe, 26... Trap device, 32... Bypass pipe, 34... Throttle valve, 40... Actuator,
44... Solenoid valve, 54... Control circuit, 58... Temperature sensor, 60... Rotation speed sensor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 デイーゼル機関において、 機関の排気管に設置される微粒子捕集のための
トラツプ装置、 機関の吸気管に設けられる吸気絞り弁、 トラツプ装置内の温度を検知する温度センサ手
段、 機関の負荷状態を検知する負荷センサ手段、 温度センサ及び負荷センサの信号より高速・高
負荷運転直後の軽負荷運転時か否かを判定する手
段、 判定手段からの信号に応じ吸気絞り弁を開閉す
る駆動手段 より成るデイーゼル排気浄化装置。
[Scope of claim for utility model registration] In a diesel engine, a trap device installed in the exhaust pipe of the engine to collect particulates, an intake throttle valve installed in the intake pipe of the engine, and a temperature sensor that detects the temperature inside the trap device. means, load sensor means for detecting the load state of the engine; means for determining whether or not it is during light load operation immediately after high speed/high load operation based on the signals from the temperature sensor and the load sensor; and an intake throttle valve in response to the signal from the determination means. A diesel exhaust purification device consisting of a drive means for opening and closing.
JP13730883U 1983-09-06 1983-09-06 Diesel exhaust purification device Granted JPS6045816U (en)

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JPS6045816U JPS6045816U (en) 1985-03-30
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