JPH056009B2 - - Google Patents

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JPH056009B2
JPH056009B2 JP12880282A JP12880282A JPH056009B2 JP H056009 B2 JPH056009 B2 JP H056009B2 JP 12880282 A JP12880282 A JP 12880282A JP 12880282 A JP12880282 A JP 12880282A JP H056009 B2 JPH056009 B2 JP H056009B2
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JP
Japan
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filter member
clogging
exhaust gas
carbon particles
temperature
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Masanori Sawara
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Mazda Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイーゼルエンジンの排気浄化装置
に関するものである。
一般にデイーゼルエンジンの排気浄化装置は、
高温の燃焼室内において燃料から分離遊離したカ
ーボン粒子等の微粒子がそのまま大気に放出され
ると大気が汚染される等の不具合があることか
ら、排気通路に設けたフイルター部材によつて排
気ガス中のカーボン粒子等を捕集して、排気ガス
を浄化しようとするものである。ところでこの排
気浄化装置において、使用時間が長くなつてカー
ボン粒子等の捕集量が多くなると、該カーボン粒
子等によつてフイルター部材に目詰まりが発生
し、フイルター部材上流側の排気ガスの圧力が上
昇してこれがエンジンの作動抵抗となるため、エ
ンジン出力が低下するという不具合が生ずる。
そこで従来の排気浄化装置では、エンジンの出
力低下を防止する観点から、走行距離が所定距離
になつたとき、あるいはフイルター部材に目詰ま
りが発生したときに、バーナー装置によつて目詰
まりしているカーボン粒子を加熱して該カーボン
粒子を燃焼させ、フイルター部材の目詰まりを解
消するようにしている(特開昭49−71315号公報
参照)。
そして本件発明者は、フイルター部材内のカー
ボン粒子の堆積量と燃焼状態との関係を調べるた
め実験を行ない、次のような結果を得た。即ち、
第1図はカーボン粒子を燃焼させたときのフイル
ター部材下流側の排気ガス温度の時間的変化を示
す実験結果である。図中1点鎖線aはカーボン粒
子の堆積量が少ない場合の実験結果、実線bはカ
ーボン粒子の堆積量が多い場合の実験結果であ
る。第1図によれば、時間T1においてバーナー
装置を作動させてカーボン粒子を加熱し始める
と、フイルター部材下流側の排気ガス温度は徐々
に上昇し、時間T2において上記排気ガス温度が
ほぼ600℃になると、フイルター部材に捕集され
たカーボン粒子成分が燃焼し始める。そしてカー
ボン粒子が少ない場合は、上記排気ガス温度は滑
らかに上昇して900℃を少し越えた後、滑らかに
下降する。これに対しカーボン粒子が多い場合
は、時間T2でカーボン粒子が燃え始めると、上
記排気ガス温度は急激に上昇して1100℃を大きく
越えた後、下降することがわかつた。これはフイ
ルター部材内の多量のカーボン粒子が急激に燃焼
するためであると考えられる。そして本件発明者
は、上記実験において排気ガス温度が1100℃を越
えた領域(第1図A部参照)で、フイルター部材
が高温となつて溶損する場合があることを発見し
た。
この発明は上述のようにカーボン粒子が多い場
合には、フイルター部材が高温となうて溶損する
おそれがあるという問題点に鑑み、フイルター部
材が高温となる場合にはフイルター部材下流側の
排気ガス温度が急激に上昇するという点に着目し
てなされたもので、フイルター部材に設けられた
2つの電極間の抵抗値の変化によりフイルター部
材の目詰まりを検出する目詰まり検出手段を設け
るとともに、排気通路のフイルター部材下流側に
温度検出器を設け、上記電極間の抵抗値の変化に
より目詰まり発生が検出され、かつ上記温度検出
器による検出温度の上昇勾配が所定値以上のとき
にはフイルター部材が高温になるおそれがあると
判別して、バーナー装置等の目詰まり解消手段の
作動を停止させるなどのフイルター部材を溶損か
ら保護する保護手段を作動させることにより、効
率よく目詰まりを解消するとともに、フイルター
部材溶損のおそれを事前にかつ正確に検出して該
溶損を防止し、信頼性を向上させるようにしたデ
イーゼルエンジンの排気浄化装置を提供すること
を目的としている。
以下本発明の一実施例を図について説明する。
第2図は本発明の一実施例によるデイーゼルエ
ンジンの排気浄化装置を示す。図において、1は
デイーゼルエンジン、2は吸気通路、3は排気通
路であり、該排気通路3の途中には排気ガス中の
カーボン粒子等微粒子を捕集するフイルター部材
4が配設されている。このフイルター部材4は内
部にハニカム状の通路4a,4bが形成され、相
隣接する通路4a,4bは一方が終端側の開口
を、他方が始端側の開口をそれぞれプラインドプ
ラグ4cによつて閉塞されている。またフイルタ
ー部材4には一対の電極5a,5bが取付けら
れ、該電極5a,5bは目詰まり検出器6に接続
されており、該目詰まり検出器6は電極5a,5
bに通電して両電極5a,5b間の抵抗値よりフ
イルター部材4の目詰まりを検出するようになつ
ている。
また上記排気通路3のフイルター部材4上流側
にはバーナー装置(目詰まり解消手段)7が配設
されており、該バーナー装置7は点火プラグ8を
有し、該点火プラグ8と電源(図示せず)との間
には点火スイツチ9が接続されている。このバー
ナー装置7には燃料供給通路10及びエア供給通
路11が接続され、上記燃料供給通路10の途中
には燃料タンク12の燃料をバーナー装置7に圧
送する燃料ポンプ13が、上記エア供給通路11
の途中にはバーナー装置7にエアを送るエアポン
プ14がそれぞれ配設されている。また排気通路
3のフイルター部材4下流側には排気ガス温度を
検出する温度検出器15が設けられている。また
図中、16は目詰まり検出器6の検出信号を受け
ている間は駆動信号を発生してバーナー装置7を
作動させ、バーナー装置7の作動中に温度検出器
15で検出された排気ガス温度の上昇率が所定値
以上のときは駆動信号の発生を停止する制御回路
である。
第3図は上記排気浄化装置の回路構成を示し、
図において、6,9,13〜15はそれぞれ上述
の目詰まり検出器、点火スイツチ、燃料ポンプ、
エアポンプ、温度検出器である。また制御回路1
6において、18は温度検出器15の出力を微分
する微分器、19は微分器18の出力と基準値発
生回路20の出力とを比較する比較器、21は微
分器18、比較器19及び基準値発生回路20に
よつて構成され、温度検出器15によつて検出さ
れた温度の上昇率が所定値以上のとき異常信号を
発生する異常検出手段、22は通常は開いて目詰
まり検出器6の検出信号を通過させ、異常検出手
段21の異常信号の反転信号を受けている間は閉
じるゲート回路であり、該ゲート回路22は上記
異常信号を受けて上記フイルター部材4を溶損か
ら保護する保護手段として動作する。また23,
24,25はそれぞれゲート回路2の出力を受け
て点火スイツチ9、燃料ポンプ13及びエアポン
プ14に駆動信号を加える駆動回路である。
次に動作について説明する。
エンジン1の作動中、燃焼室からカーボン粒子
等微粒子を含んだ排気ガスが排出されると、この
排気ガスは排気通路3を流れてフイルター部材4
に至り、該フイルター部材4において始端側が開
口した通路4aに入る。するとこれらの通路4
a,4bは終端側開口が閉塞されていることか
ら、上記排気ガスは通路4aの側壁を通つて隣接
する通路4bに侵入し、該通路4bの終端側開口
を通つてフイルター部材4から排出される。その
際排気ガス中のカーボン粒子等微粒子は通路の側
壁によつて捕集除去されることとなり、これによ
つて排気ガスは浄化されて大気に放出される。
またこのようにして排気ガスの浄化を行なつて
いる際に捕集したカーボン粒子等によつてフイル
ター部材4に目詰まりが発生した場合、目詰まり
検出器6は電極5a,5b間の抵抗値が低下する
ことからこの抵抗値よりフイルター部材4が目詰
まりしていることを検出し、該検出器6の検出信
号はゲート回路22を経て駆動回路23〜25に
加えられる。すると燃料ポンプ13及びエアポン
プ14が駆動されるとともに、点火スイツチ9が
オンとなつて、バーナー装置7が作動し、フイル
ター部材4内のカーボン粒子等は加熱されて燃焼
し、これによつてフイルター部材4の目詰まりは
解消されることとなる。
ところでこのようにカーボン粒子を燃焼させて
目詰まりの解消を行なつている際に、フイルター
部材4内のカーボン粒子の堆積量が多い場合に
は、バーナー装置7をそのまま作動し続けると、
フイルター部材4が高温となつて溶損するおそれ
があるが、本装置ではこのような場合、フイルタ
ー部材4下流側の排気ガス温度の変化からフイル
ター部材溶損のおそれを事前に検出して、該フイ
ルター部材4を溶損から保護するようにしてい
る。即ち、微分器18は温度検出器15の出力を
微分して、フイルター部材4下流側の排気ガス温
度の上昇率を検出し、比較器19は微分器18の
出力と基準値発生回路20の出力とを比較する。
そして多量のカーボン粒子が急激に燃焼し始めた
ような場合には、上述のようにフイルター部材4
下流側の排気ガス温度の上昇率が設定値以上とな
ることから、比較器19が異常信号を発生してゲ
ート回路22を閉じ、駆動回路23〜25は駆動
信号の発生を停止する。これによつてバーナー装
置7は直ちに作動を停止するためフイルター部材
溶損のおそれは低減されて、排気浄化装置の信頼
性は大きく向上されるものである。
なお上記実施例では保護手段をバーナー装置の
作動を停止することにより構成しているが、これ
に限らず、何らかの冷媒でフイルター部材を強制
的に冷却するような構成を採用しても良いのはも
ちろんである。
また上記実施例では目詰まり解消手段としてバ
ーナー装置を用いた場合について説明したが、こ
の目詰まり解消手段はヒーター装置であつてもよ
く、この場合はヒーター装置への通電をカツトす
るか、電流値を制御することによりフイルター部
材を溶損から保護するようにすればよい。
以上のように本発明に係るデイーゼルエンジン
のフイルター部材に設けられた2つの電極間の抵
抗値の変化によりフイルター部材の目詰まりを検
出する目詰まり検出手段を設けるとともに、排気
通路のフイルター部材下流側に温度検出器を設
け、上記電極間の抵抗値の変化により目詰まり発
生を検出して効率よく目詰まりを解消し、さらに
目詰まり解消動作時に上記温度検出器による検出
温度の上昇勾配が所定値以上のときにはフイルタ
ー部材が高温になるおそれがあると判断して、直
ちに目詰まり解消手段を停止させるなどの方法に
よりフイルター部材を溶損から保護するようにし
たので、フイルター部材溶損のおそれを事前にか
つ正確に検出でき、これにより溶損のおそれを低
減して信頼性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデイーゼルエンジンの排気浄化
装置においてフイルター部材下流側の排気ガス温
度の時間的変化の実験結果を示す図、第2図は本
発明の一実施例によるデイーゼルエンジンの排気
浄化装置の構成図、第3図は上記装置の回路構成
図である。 1……エンジン、3……排気通路、4……フイ
ルター部材、5a,5b……電極、6……目詰ま
り検出器(手段)、7……バーナー装置(目詰ま
り解消手段)、15……温度検出器、21……異
常検出手段、22……保護手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンジンの排気通路に配設され排気ガス中の
    カーボン粒子等微粒子を捕集するフイルター部材
    と、該フイルター部材に設けられた電極間の抵抗
    値の変化によりフイルター部材の目詰まりを検出
    する目詰まり検出手段と、上記フイルター部材が
    目詰まりしたときに加熱することによつて該目詰
    まりを解消する目詰まり解消手段と、上記フイル
    ター部材下流側の排気ガス温度を検出する温度検
    出器と、該温度検出器により検出された温度の上
    昇率が所定値以上のとき異常信号を発生する異常
    検出手段と、上記異常信号を受けて上記フイルタ
    ー部材を溶損から保護する保護手段とを備えたこ
    とを特徴とするデイーゼルエンジンの排気浄化装
    置。
JP57128802A 1982-07-22 1982-07-22 デイ−ゼルエンジンの排気浄化装置 Granted JPS5918220A (ja)

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JPS5918220A JPS5918220A (ja) 1984-01-30
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