JPH0544487A - デイーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents
デイーゼル機関の排気浄化装置Info
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- JPH0544487A JPH0544487A JP3199203A JP19920391A JPH0544487A JP H0544487 A JPH0544487 A JP H0544487A JP 3199203 A JP3199203 A JP 3199203A JP 19920391 A JP19920391 A JP 19920391A JP H0544487 A JPH0544487 A JP H0544487A
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- exhaust
- exhaust gas
- filter
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Supercharger (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィルタ２９の再生時における排気温度を、
特に新たな昇温装置を設けることなく確実に昇温させ
て、効率良く再生を行う。 【構成】 酸素濃度センサ３５から検出した酸素濃度
を、機関の運転状態を悪化させずに吸気量を最小限に抑
えたときの酸素濃度に一致させるべく、ウェストゲート
バルブ２１を適宜制御する。
特に新たな昇温装置を設けることなく確実に昇温させ
て、効率良く再生を行う。 【構成】 酸素濃度センサ３５から検出した酸素濃度
を、機関の運転状態を悪化させずに吸気量を最小限に抑
えたときの酸素濃度に一致させるべく、ウェストゲート
バルブ２１を適宜制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気微粒子を捕集する
ためのフィルタを備えた、ディーゼル機関の排気浄化装
置に関する。
ためのフィルタを備えた、ディーゼル機関の排気浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ディーゼル機関の排気中に含有
される排気微粒子であるパティキュレートを排気中から
取り除く方法として、例えば排気をフィルタに通過させ
て、パティキュレートを捕集する方法が知られている。
この方法によると、捕集されたパティキュレートはフィ
ルタに堆積する一方であり、その堆積量が増大すると排
気圧力が上昇してしまうため、パティキュレートが所定
量以上堆積した場合には、このパティキュレートを酸化
燃焼させて除去するという再生処理を行う。
される排気微粒子であるパティキュレートを排気中から
取り除く方法として、例えば排気をフィルタに通過させ
て、パティキュレートを捕集する方法が知られている。
この方法によると、捕集されたパティキュレートはフィ
ルタに堆積する一方であり、その堆積量が増大すると排
気圧力が上昇してしまうため、パティキュレートが所定
量以上堆積した場合には、このパティキュレートを酸化
燃焼させて除去するという再生処理を行う。
【０００３】パティキュレートを良好に燃焼させるため
には、排気温度を所定温度以上に維持する必要がある。
しかし、通常のディーゼル機関では、低負荷運転時にお
いて燃料の燃焼の悪化を防止するために、燃焼には直接
必要とされない余剰の空気を多く供給しているので、こ
のような低負荷運転時においては、余剰の空気によって
排気温度が低下してしまい、パティキュレートを確実に
燃焼させることが困難となる。さらに、この余剰の空気
の供給に起因する排気温度の低下は、ターボチャージャ
等により過給を行うことによって、一層顕著となる。
には、排気温度を所定温度以上に維持する必要がある。
しかし、通常のディーゼル機関では、低負荷運転時にお
いて燃料の燃焼の悪化を防止するために、燃焼には直接
必要とされない余剰の空気を多く供給しているので、こ
のような低負荷運転時においては、余剰の空気によって
排気温度が低下してしまい、パティキュレートを確実に
燃焼させることが困難となる。さらに、この余剰の空気
の供給に起因する排気温度の低下は、ターボチャージャ
等により過給を行うことによって、一層顕著となる。
【０００４】そこで、従来の排気浄化装置では、フィル
タの再生を確実に行うための加熱装置をフィルタの上流
側に設けて、フィルタ再生時における排気温度を所定の
温度に維持させている。排気を昇温させる加熱装置とし
ては、例えばヒータやバーナが知られている（特開昭６
３−６５１１３号公報及び特開昭６３−２３５６１２号
公報参照）。また、このほかにも、排気やフィルタを加
熱することなくパティキュレート自身を内部発熱させる
加熱装置として、フィルタに電磁波を加えるマグネトロ
ン等が知られている（特開昭６３−９６１１号公報参
照）。
タの再生を確実に行うための加熱装置をフィルタの上流
側に設けて、フィルタ再生時における排気温度を所定の
温度に維持させている。排気を昇温させる加熱装置とし
ては、例えばヒータやバーナが知られている（特開昭６
３−６５１１３号公報及び特開昭６３−２３５６１２号
公報参照）。また、このほかにも、排気やフィルタを加
熱することなくパティキュレート自身を内部発熱させる
加熱装置として、フィルタに電磁波を加えるマグネトロ
ン等が知られている（特開昭６３−９６１１号公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気を直接加熱し
て昇温させる加熱装置や、またはパティキュレート自身
を内部発熱させる加熱装置を特に設ける必要があるた
め、構造が複雑化し、かつコストアップとなる。また、
加熱装置を作動させるには、例えばバッテリ電源から電
気エネルギ等を供給する必要があり、機関への負荷が増
える。
うな従来の排気浄化装置にあっては、排気を直接加熱し
て昇温させる加熱装置や、またはパティキュレート自身
を内部発熱させる加熱装置を特に設ける必要があるた
め、構造が複雑化し、かつコストアップとなる。また、
加熱装置を作動させるには、例えばバッテリ電源から電
気エネルギ等を供給する必要があり、機関への負荷が増
える。
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、排
気を直接加熱したり、またパティキュレートの内部発熱
を起こさせたりするような加熱装置を必要とすることな
く、フィルタに堆積したパティキュレートを効率良く燃
焼させることができるディーゼル機関の排気浄化装置を
提供することにある。
るためになされたもので、その目的とするところは、排
気を直接加熱したり、またパティキュレートの内部発熱
を起こさせたりするような加熱装置を必要とすることな
く、フィルタに堆積したパティキュレートを効率良く燃
焼させることができるディーゼル機関の排気浄化装置を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における排気浄化装置にあっては、排気通路
に設けられ排気中の排気微粒子を捕集するフィルタと、
このフィルタの上流側の排気通路に設けられた排気ター
ビンを有するターボ過給手段と、この排気タービンをバ
イパスするバイパス通路に設けられた通路開閉手段と、
排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、この
酸素濃度検出手段により検出された酸素濃度が所定値以
上のとき前記通路開閉手段を開放する制御手段とを有す
ることを特徴とするものである。
に、本発明における排気浄化装置にあっては、排気通路
に設けられ排気中の排気微粒子を捕集するフィルタと、
このフィルタの上流側の排気通路に設けられた排気ター
ビンを有するターボ過給手段と、この排気タービンをバ
イパスするバイパス通路に設けられた通路開閉手段と、
排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、この
酸素濃度検出手段により検出された酸素濃度が所定値以
上のとき前記通路開閉手段を開放する制御手段とを有す
ることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】酸素濃度検出手段により検出された酸素濃度が
所定値以上になると、制御手段は通路開閉手段を開放す
る。これにより排気は排気タービンをバイパスすること
になり、ターボ過給手段により機関に供給される吸気の
過給量が減少し、これに伴い排気温度が上昇する。
所定値以上になると、制御手段は通路開閉手段を開放す
る。これにより排気は排気タービンをバイパスすること
になり、ターボ過給手段により機関に供給される吸気の
過給量が減少し、これに伴い排気温度が上昇する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１に基づいて
その構成から説明する。
その構成から説明する。
【００１０】ディーゼル機関の機関本体１には、吸気マ
ニホールド３と排気マニホールド５とが取付けられ、吸
気マニホールド３及び排気マニホールド５には、吸気通
路である吸気管７及び排気通路である排気管９がそれぞ
れ接続されている。排気管９にはターボ過給手段として
のターボチャージャ１１の排気タービン１３が、吸気管
７には回転軸１５を介して排気タービン１３と同時に回
転するコンプレッサインペラ１７が、それぞれ介装され
ている。排気タービン１３の上流と下流とは、バイパス
通路１９で連通し、バイパス通路１９には、通路開閉手
段としてのウェストゲートバルブ２１が設けられてい
る。このウェストゲートバルブ２１には、ソレノイド２
３が具備され、このソレノイド２３が、制御手段として
のコントロールユニット２５からの出力信号に基づいて
ウェストゲートバイブ２１を開閉し、過給圧を適宜調節
する。
ニホールド３と排気マニホールド５とが取付けられ、吸
気マニホールド３及び排気マニホールド５には、吸気通
路である吸気管７及び排気通路である排気管９がそれぞ
れ接続されている。排気管９にはターボ過給手段として
のターボチャージャ１１の排気タービン１３が、吸気管
７には回転軸１５を介して排気タービン１３と同時に回
転するコンプレッサインペラ１７が、それぞれ介装され
ている。排気タービン１３の上流と下流とは、バイパス
通路１９で連通し、バイパス通路１９には、通路開閉手
段としてのウェストゲートバルブ２１が設けられてい
る。このウェストゲートバルブ２１には、ソレノイド２
３が具備され、このソレノイド２３が、制御手段として
のコントロールユニット２５からの出力信号に基づいて
ウェストゲートバイブ２１を開閉し、過給圧を適宜調節
する。
【００１１】排気タービン１３の下流側で、かつ前記バ
イパス通路１９の開口する部位より下流の排気通路２７
には、排気中に含まれるパティキュレートを捕集するフ
ィルタ２９が設けられている。フィルタ２９のさらに下
流にはマフラ３１が設けられ、マフラ３１の出口側より
排気が大気中に流出する。
イパス通路１９の開口する部位より下流の排気通路２７
には、排気中に含まれるパティキュレートを捕集するフ
ィルタ２９が設けられている。フィルタ２９のさらに下
流にはマフラ３１が設けられ、マフラ３１の出口側より
排気が大気中に流出する。
【００１２】排気タービン１３の上流側の排気通路３３
には、酸素濃度検出手段としての酸素濃度センサ３５が
設けられている。この酸素濃度センサ３５は、排気中の
酸素濃度Ｏ2 ｒを検出してコントロールユニット２５へ
出力する。
には、酸素濃度検出手段としての酸素濃度センサ３５が
設けられている。この酸素濃度センサ３５は、排気中の
酸素濃度Ｏ2 ｒを検出してコントロールユニット２５へ
出力する。
【００１３】コントロールユニット２５には、上記酸素
濃度Ｏ2 ｒのほか、クランク角センサ３７から検出され
た機関回転数Ｎｅ及びスロットルセンサ３９から検出さ
れたアクセル開度Ｃ／Ｌがそれぞれ入力される。そし
て、フィルタ再生時になると、コントロールユニット２
５はこのときの運転状態である機関回転数Ｎｅとアクセ
ル開度Ｃ／Ｌとに基づき、あらかじめ設定されている図
２のマップから目標酸素濃度Ｏ2 ｔを求め、この目標酸
素濃度Ｏ2ｔと酸素濃度センサ３５から検出される実際
の排気中の酸素濃度Ｏ2 ｒとを比較する。その結果、実
際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも高いと
きは、ウェストゲートバルブ２１を開いて排気をバイパ
スし、過給圧を低下させる。また実際の酸素濃度がＯ2
ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも低いときは、ウェストゲ
ートバルブ２１を閉じて排気バイパスを停止し、過給圧
を増大させる。ここで、フィルタの再生時期は、機関回
転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｃ／Ｌに基づく、いわゆる運
転履歴によりフィルタ２９に堆積したパティキュレート
量を積算し、その積算量が所定量以上となったときを再
生時期とする再生時期判断回路４１によって判断され、
この判断信号はコントロールユニット２５へ出力され
る。
濃度Ｏ2 ｒのほか、クランク角センサ３７から検出され
た機関回転数Ｎｅ及びスロットルセンサ３９から検出さ
れたアクセル開度Ｃ／Ｌがそれぞれ入力される。そし
て、フィルタ再生時になると、コントロールユニット２
５はこのときの運転状態である機関回転数Ｎｅとアクセ
ル開度Ｃ／Ｌとに基づき、あらかじめ設定されている図
２のマップから目標酸素濃度Ｏ2 ｔを求め、この目標酸
素濃度Ｏ2ｔと酸素濃度センサ３５から検出される実際
の排気中の酸素濃度Ｏ2 ｒとを比較する。その結果、実
際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも高いと
きは、ウェストゲートバルブ２１を開いて排気をバイパ
スし、過給圧を低下させる。また実際の酸素濃度がＯ2
ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも低いときは、ウェストゲ
ートバルブ２１を閉じて排気バイパスを停止し、過給圧
を増大させる。ここで、フィルタの再生時期は、機関回
転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｃ／Ｌに基づく、いわゆる運
転履歴によりフィルタ２９に堆積したパティキュレート
量を積算し、その積算量が所定量以上となったときを再
生時期とする再生時期判断回路４１によって判断され、
この判断信号はコントロールユニット２５へ出力され
る。
【００１４】次に、このように構成された本実施例によ
るディーゼル機関の排気浄化装置の作用を、コントロー
ルユニット２５の制御動作を示す図３のフローチャート
に基づき説明する。
るディーゼル機関の排気浄化装置の作用を、コントロー
ルユニット２５の制御動作を示す図３のフローチャート
に基づき説明する。
【００１５】フィルタ再生時になると、まず機関回転数
Ｎｅ及びアクセル開度Ｃ／Ｌを読み込み（１０１）、図
２に示すマップから目標酸素濃度Ｏ2 ｔを検索する。図
２のマップは、ウェストゲートバルブ２１を全閉状態に
したときの排気中の酸素濃度（実線）と、ウェストゲー
トバルブ２１の開度を適宜制御して、燃料の燃焼の悪化
を起こさない範囲で余剰の空気を最小限に抑えたときの
排気中の酸素濃度（破線）を、機関回転数Ｎｅとアクセ
ル開度Ｃ／Ｌとをパラメータとして表したものであり、
この破線で表されたマップに基づき、目標酸素濃度Ｏ2
ｔを検索する。
Ｎｅ及びアクセル開度Ｃ／Ｌを読み込み（１０１）、図
２に示すマップから目標酸素濃度Ｏ2 ｔを検索する。図
２のマップは、ウェストゲートバルブ２１を全閉状態に
したときの排気中の酸素濃度（実線）と、ウェストゲー
トバルブ２１の開度を適宜制御して、燃料の燃焼の悪化
を起こさない範囲で余剰の空気を最小限に抑えたときの
排気中の酸素濃度（破線）を、機関回転数Ｎｅとアクセ
ル開度Ｃ／Ｌとをパラメータとして表したものであり、
この破線で表されたマップに基づき、目標酸素濃度Ｏ2
ｔを検索する。
【００１６】次に、酸素濃度センサ３５から排気中の実
際の酸素濃度Ｏ2 ｒを読み込み（１０５）、この実際の
酸素濃度Ｏ2 ｒと目標酸素濃度Ｏ2 ｔとを比較する（１
０７，１０９）。
際の酸素濃度Ｏ2 ｒを読み込み（１０５）、この実際の
酸素濃度Ｏ2 ｒと目標酸素濃度Ｏ2 ｔとを比較する（１
０７，１０９）。
【００１７】そして、実際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素
濃度Ｏ2ｔよりも大きいときは、余剰空気が多くなり排
気温度が低下してしまう虞れがあるので、ウェストゲー
トバルブ２１を所定開度だけ開けて（１１１）、過給圧
を減少させて、機関本体１に供給される吸気量を減ら
す。このように吸気量を減少させることで、低負荷若し
くは低回転時における排気昇温が促進される。反対に実
際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも小さい
ときは、吸気量が不足して燃焼の悪化が起こる可能性が
高いので、ウェストゲートバルブ２１を所定開度だけ閉
じて（１１３）、過給圧を増大させて、吸気量を増や
す。また、実際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔ
と等しいときは、吸気量が適量なので、ウェストゲート
バルブ２１の開度をそのまま維持する。
濃度Ｏ2ｔよりも大きいときは、余剰空気が多くなり排
気温度が低下してしまう虞れがあるので、ウェストゲー
トバルブ２１を所定開度だけ開けて（１１１）、過給圧
を減少させて、機関本体１に供給される吸気量を減ら
す。このように吸気量を減少させることで、低負荷若し
くは低回転時における排気昇温が促進される。反対に実
際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔよりも小さい
ときは、吸気量が不足して燃焼の悪化が起こる可能性が
高いので、ウェストゲートバルブ２１を所定開度だけ閉
じて（１１３）、過給圧を増大させて、吸気量を増や
す。また、実際の酸素濃度Ｏ2 ｒが目標酸素濃度Ｏ2 ｔ
と等しいときは、吸気量が適量なので、ウェストゲート
バルブ２１の開度をそのまま維持する。
【００１８】このように、本実施例によれば、フィルタ
再生時の排気中の酸素濃度Ｏ2 ｒをそのときの機関の運
転状態に応じた目標酸素濃度Ｏ2ｔと一致させるべく、
過給圧を適宜制御するようにしたので、吸気量の不足に
よる機関の運転性の悪化を引き起こすことなく、過給圧
を抑えて排気を最大限に昇温させることができる。従っ
て、機関の運転状態が低負荷運転時であっても、フィル
タ再生時における排気温度が安定して高温状態に維持さ
れるので、フィルタの再生を確実にかつ速やかに行うこ
とができる。さらに、排気温度の低下時に排気を昇温さ
せるためのヒータ等の加熱装置を特に必要としないの
で、構造が複雑とならずコストアップとなることもな
い。
再生時の排気中の酸素濃度Ｏ2 ｒをそのときの機関の運
転状態に応じた目標酸素濃度Ｏ2ｔと一致させるべく、
過給圧を適宜制御するようにしたので、吸気量の不足に
よる機関の運転性の悪化を引き起こすことなく、過給圧
を抑えて排気を最大限に昇温させることができる。従っ
て、機関の運転状態が低負荷運転時であっても、フィル
タ再生時における排気温度が安定して高温状態に維持さ
れるので、フィルタの再生を確実にかつ速やかに行うこ
とができる。さらに、排気温度の低下時に排気を昇温さ
せるためのヒータ等の加熱装置を特に必要としないの
で、構造が複雑とならずコストアップとなることもな
い。
【００１９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、排気中の酸素濃度が所定値以上となったとき、通路
開閉手段を開放することで排気タービンに対して排気バ
イパスを行って、機関に供給される吸気の過給量を減少
させるようにしたので、特別な加熱装置を用いることな
く、このときの排気温度を上昇させることができ、フィ
ルタに捕集された排気微粒子を再生しやすい状態とする
ことができる。
ば、排気中の酸素濃度が所定値以上となったとき、通路
開閉手段を開放することで排気タービンに対して排気バ
イパスを行って、機関に供給される吸気の過給量を減少
させるようにしたので、特別な加熱装置を用いることな
く、このときの排気温度を上昇させることができ、フィ
ルタに捕集された排気微粒子を再生しやすい状態とする
ことができる。
【図１】本発明による一実施例のディーゼル機関の排気
浄化装置の全体図である。
浄化装置の全体図である。
【図２】排気中の酸素濃度マップである。
【図３】図１の実施例のコントロールユニットの制御動
作を示すフローチャートである。
作を示すフローチャートである。
１１ ターボチャージャ（ターボ過給手段） １３ 排気タービン １９ バイパス通路 ２１ ウェストゲートバルブ（通路開閉手段） ２９ フィルタ ３５ 酸素濃度センサ（酸素濃度検出手段） ４１ コントロールユニット（制御手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 排気通路に設けられ排気中の排気微粒子
を捕集するフィルタと、このフィルタの上流側の排気通
路に設けられた排気タービンを有するターボ過給手段
と、この排気タービンをバイパスするバイパス通路に設
けられた通路開閉手段と、排気中の酸素濃度を検出する
酸素濃度検出手段と、この酸素濃度検出手段により検出
された酸素濃度が所定値以上のとき前記通路開閉手段を
開放する制御手段とを有することを特徴とするディーゼ
ル機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199203A JPH0544487A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199203A JPH0544487A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544487A true JPH0544487A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16403858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199203A Pending JPH0544487A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544487A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001227394A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 自動車のディーゼルエンジンの排気系に組み込まれた粒子フィルタの再生補助システム |
| JP2002541373A (ja) * | 1999-04-06 | 2002-12-03 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | ディーゼルエンジンの排ガス微粒子フィルタの再生装置 |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3199203A patent/JPH0544487A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002541373A (ja) * | 1999-04-06 | 2002-12-03 | プジョー・シトロエン・オトモビル・ソシエテ・アノニム | ディーゼルエンジンの排ガス微粒子フィルタの再生装置 |
| JP2001227394A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 自動車のディーゼルエンジンの排気系に組み込まれた粒子フィルタの再生補助システム |
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