JPH04255519A - 排気ブレーキ付排気浄化装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に設けられる排
気浄化装置に関し、特にパティキュレートを捕集するパ
ティキュレートフィルタを機関の排気系に備えると共に
、その排気上流側に排気ブレーキを備えた排気ブレーキ
付排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばディーゼル機関の排気中には排気
微粒子、即ちパティキュレートが多く含まれているため
、機関の排気系にはこのパティキュレートを捕集するた
めのパティキュレートフィルタが装着されている。

【０００３】パティキュレートフィルタは、通気性の良
い、例えばセラミック材から形成されており、フィルタ
のパティキュレート捕集量に基づいて定期的に再生され
なければならない。ここでこのフィルタ再生とは、フィ
ルタ端部に設けられた電気ヒータ線の通電する等により
パティキュレートに着火・燃焼し、再びフィルタの通気
性を回復することを意味する。

【０００４】しかしながらこのようなパティキュレート
フィルタを備えた車両の内、その排気上流側に排気ブレ
ーキ（排気リターダとも呼ぶ）を備えたトラック等の車
両においては、フィルタの再生処理が行われている時に
排気ブレーキが作動すると、フィルタに導かれる排気ガ
スが急減してしまう。

【０００５】そしてこの時のフィルタの温度が急激に上
昇したりして溶損する問題に対して従来では、フィルタ
再生時期において排気ブレーキ作動検出時にはフィルタ
再生用の排気ガス加熱装置の加熱出力を低下させたり、
或はフィルタ再生時期を遅らせるなどの対策が施されて
きた（実開昭６２−１８４１２５号、同６２−１８４１
２６号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来策は、本来のパティキュレートフィルタ再生時期に
充分にフィルタ再生処理することができず、再生条件が
その都度変動しフィルタ自体の耐久性や信頼性に問題が
ある。即ち、具体的には加熱装置の加熱出力を落とすと
パティキュレートが不安定燃焼し、この結果、フィルタ
内温度分布が不均一化してクラックが生じたり、或は再
生時期を遅らせるとフィルタにパティキュレートが過剰
に堆積されることにもなり、燃焼時にフィルタの温度上
昇を招く恐れがある。

【０００７】本発明はかかる問題に鑑み、排気ブレーキ
作動に拘わらず、常に安定した条件でフィルタの再生処
理が実行されるような、排気ブレーキ付排気浄化装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明に
よれば、図１に示すように、内燃機関の排気系にその上
流側より排気ブレーキ、パティキュレートフィルタを順
に設けた排気ブレーキ付排気浄化装置は、上記排気ブレ
ーキとパティキュレートフィルタとの間に２次空気を供
給する２次空気供給手段と、上記パティキュレートフィ
ルタの再生処理するフィルタ再生手段と、パティキュレ
ートフィルタの再生時期を検出して該フィルタ再生手段
を作動させるフィルタ再生時期検出手段と、上記排気ブ
レーキの作動を検出する排気ブレーキ作動検出手段と、
排気ブレーキ作動検出時において上記２次空気供給手段
を作動させる２次空気供給制御手段を有する。

【０００９】

【作用】２次空気供給制御手段は排気ブレーキの作動検
出時に２次空気供給手段を作動させるため、そのまま排
気ブレーキが作動しても２次空気が供給されながらフィ
ルタ再生手段は作動するため、適切な再生時期に均一な
再生条件でフィルタ再生される。

【００１０】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。

【００１１】図２は本発明の排気浄化装置の一構成例を
示している。図において、エンジン本体（図示せず）か
ら延びる排気通路１の途中には排気ガス中のパティキュ
レートを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、フ
ィルタと呼ぶ）２が設けられており、その排気上流側端
面近傍にはフィルタ２再生時、通電されて発熱する電気
ヒータ３が設けられている。この電気ヒータ３はフィル
タ再生手段の一要素を構成しており、その一端はリレー
４を介してバッテリ５に接続されている。

【００１２】フィルタ２より排気上流側の排気通路１部
分には、排気ブレーキ６が設けられており、これには更
に排気ブレーキ６の作動を検出する手段として排気ブレ
ーキ作動センサ７が設置される。

【００１３】加えて、本発明によれば上記フィルタ２と
排気ブレーキ６との間の排気通路１内に２次空気（尚、
これに対し、吸気によって取り込まれる新気を１次空気
と呼ぶ）を供給する装置が設けられる。この装置は、本
実施例によれば、２次空気を圧送するコンプレッサ８と
、これよりフィルタ２、排気ブレーキ６間の排気通路１
部分に向けて延びる２次空気供給通路９と、２次空気供
給通路９内に設置され、コンプレッサ８によって送られ
てきた空気を適当な温度まで加熱する軽油バーナ１０と
を備えている。更に、この軽油バーナ１０の近傍にはバ
ーナ着火装置（例えば、グロープラグなど）１１が設け
られており、コンプレッサ８及びバーナ着火装置１１は
共に制御回路１２からの駆動信号によって作動制御され
るようになっている。

【００１４】フィルタ２の再生時期を検出する手段とし
て本実施例では、フィルタ２より排気上流側に排気圧力
を検出する排気圧力センサ１３と、エンジン回転数セン
サやエンジン負荷センサ等の各種運転状態を検出する運
転状態センサ１４が設けられ、これらセンサの各検出出
力は、前述した排気ブレーキ作動センサ７からの出力と
共に、制御回路１２の入力側に供給される。また制御回
路１２の出力側からは、フィルタ再生時期において前記
リレー４を作動する信号が出力され、電気ヒータ３への
通電がなされ、フィルタ１に捕集されたパティキュレー
トへの着火燃焼処理が行われる。

【００１５】制御回路１２はＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ，
　ＲＯＭ）、入出力ポート、バス等から成るマイクロコ
ンピュータより構成されており、上述した各種センサの
出力を取込み、２次空気供給装置の作動を制御する。

【００１６】図３は制御回路１２の上記作動例を説明す
るフローチャートである。尚、この作動プログラムは制
御回路１２内のメモリに格納されており、本実施例では
所定時間間隔毎に実行される時間割り込みルーチンとす
る。

【００１７】図３に関し、ステップ３１では現在、フィ
ルタ再生処理フラグＦ（後のステップで説明する）が０
にリセットされているか否かが判定され、再生中でない
場合（Ｙｅｓ）、ルーチンはそのままステップ３２に進
む。尚、このフラグＦはエンジンスタート時点では０に
初期化されている。

【００１８】ステップ３２では運転状態センサ１４や排
気圧力センサ１３の検出信号を読み込み、現在、フィル
タ２が再生処理を必要とするパティキュレート捕集量に
対応する所定値にあるか否か、即ち換言すればフィルタ
再生時期か否かが判定される。そしてステップ３２でＹ
ｅｓ（再生時期）と判定されたならば、ステップ３３に
進み、上述したリレー４を作動する信号を出力して電気
ヒータ３に通電開始させると共に、先のフィルタ再生処
理フラグＦを１にセットし、電気ヒータ３への所定時間
通電のためのタイマカウンタＣをスタートさせる。尚、
このタイマカウンタスタート後の処理ルーチンでは、ス
テップ３１でＮｏ（Ｆ＝１）と判定され、ステップ３４
でタイマカウンタＣをインクリメントする処理がなされ
る。尚、ステップ３２でＮｏ、即ち現在フィルタ再生時
期にあらずと判定された場合には、排気ブレーキ６の作
動いかんに拘わらず２次空気供給する必要がないため、
ステップ４０でコンプレッサ８とバーナ着火装置１１の
作動信号出力をＯＦＦとし本ルーチンを終了して、次の
ルーチンへと進む。

【００１９】次にステップ３５では排気ブレーキ作動セ
ンサ７からの出力を監視して、現在排気ブレーキ６が作
動しているか否かを判定する。そして本ステップ３５で
Ｙｅｓと判定された場合には、ステップ３６に進み、２
次空気供給手段としてのコンプレッサ８とバーナ着火装
置１１を共に作動させる信号を出力し、加熱された２次
空気を排気通路１に供給し、排気ブレーキ６作動によっ
てフィルタ２に供給されなくなった排気ガス分を補充し
てフィルタ再生処理を円滑に継続させるようにする。又
、ステップ３６においてＮｏ、即ち現在排気ブレーキ６
が作動中でない場合には、ステップ３７に進み、２次空
気供給手段の作動信号の出力をＯＦＦとする。

【００２０】ステップ３６又はステップ３７に続くステ
ップ３８ではタイマカウンタＣの値を見て、予め定めら
れた電気ヒータ通電時間が経過したか否か、即ちこの所
定時間に相当するカウント値Ｔ以上となったか否かを判
定する。そして本ステップ３８でＹｅｓと判定された場
合、ルーチンはステップ３９に進み、例えばリレー４へ
の信号出力を停止して電気ヒータ３への通電を終了させ
、同時にフィルタ再生処理フラグＦ及びカウンタＣを０
にリセットして本ルーチンを終了し、他方ステップ３８
でＮｏの場合には電気ヒータ通電が継続されるためステ
ップ３９をスキップして本ルーチンを終了する。

【００２１】図３は以上説明した制御回路１２の作動を
、フィルタ再生信号（又は電気ヒータ通電信号）、排気
ブレーキ作動信号、コンプレッサ・バーナ作動信号のオ
ンオフに合わせて具体的に示したものである。

【００２２】この図からも明らかなように、本実施例に
よればフィルタ２再生途中において、仮に排気ブレーキ
６が作動するようなことがあっても、その時は即座に２
次空気供給手段が作動開始し、それまでフィルタ２に供
給されていた排気ガスに変わって２次空気を補充するた
めに、フィルタ２の再生が継続されることとなり、再生
不良は発生しない。又本実施例では２次空気供給手段と
して、２次空気を加熱する軽油バーナも備えているため
、高温の排気ガスの時とほぼ同じようなフィルタ再生条
件を再現することができ、フィルタの信頼性や安定性を
より向上することができる。

【００２３】以上本発明による排気浄化装置の一実施例
を説明したが、別実施例としては図示しないが、フィル
タ再生時、不再生時に拘わらず、排気ブレーキ作動と２
次空気供給実行を同期させるようにしても良い。または
実施例ではフィルタ再生時期を運転状態センサ１４と排
気圧力センサ１３からの出力値によって判断するように
したが、いずれか一方の出力値のみでも良く、或は他の
パラメータ（例えば車両走行距離など）で判断するよう
にしても良い。

【００２４】更に図３に示したフローチャートではフィ
ルタ再生時間を電気ヒータ通電時間とし予め設定された
ものとしたが、電気ヒータ通電停止時期をフィルタ再生
終了時期よりも先行させ、再生終了時期を他の検出手段
（例えばフィルタ温度センサなど）で判定するようにし
て、この時期に２次空気供給手段の作動を停止するよう
にしても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、排
気ブレーキの作動検出時に２次空気供給手段を作動させ
るため、仮にフィルタ再生時に排気ブレーキが作動する
ようなことがあっても充分なフィルタ再生が可能となり
、適正なフィルタ再生時期でのフィルタ再生が可能であ
りフィルタ耐久性、信頼性、安定性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明による一実施例としての排気浄化装置の
概略的構成図である。

【図３】本発明による排気浄化装置の作動例を説明する
制御回路フローチャート図である。

【図４】本発明による排気浄化装置の各作動信号出力タ
イミングを示す図である。

【符号の説明】

２…パティキュレートフィルタ ３…電気ヒータ ４…リレー ５…バッテリ ６…排気ブレーキ ７…排気ブレーキ作動センサ ８…コンプレッサ １０…軽油バーナ １１…バーナ着火装置 １２…制御回路 １３…排気圧力センサ １４…運転状態センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の排気系にその上流側より排
   気ブレーキ、パティキュレートフィルタを順に設けた排
   気ブレーキ付排気浄化装置において、上記排気ブレーキ
   とパティキュレートフィルタとの間に２次空気を供給す
   る２次空気供給手段と、上記パティキュレートフィルタ
   の再生処理するフィルタ再生手段と、パティキュレート
   フィルタの再生時期を検出して該フィルタ再生手段を作
   動させるフィルタ再生時期検出手段と、上記排気ブレー
   キの作動を検出する排気ブレーキ作動検出手段と、排気
   ブレーキ作動検出時において上記２次空気供給手段を作
   動させる２次空気供給制御手段を有することを特徴とす
   る排気ブレーキ付排気浄化装置。