JPH059452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、排気中の酸素を利用したバーナ方式
によるパーテイキユレイトフイルタ再生装置に関
する。

［従来技術］ 近時、デイーゼルエンジンから排出される粒子
状物質すなわちパーテイキユレイトに対して、
種々の技術が研究開発されている。このパーテイ
キユレイト低減のための後処理装置としては、本
出願人が実開昭58−66107号公報において開示し
た、排気管の途中に設けたバイパス通路にパーテ
イキユレイトを再燃焼させるヒータを備えたも
の、あるいは第２図に示すようにパーテイキユレ
イトフイルタに捕集し再燃焼させてパーテイキユ
レイトフイルタを再生させるものが知られてい
る。この再燃焼のためには、60℃以上が必要であ
り、排気温度の低いアイドリング時は別の熱源が
必要である。そのため、第２図において、排気管
１の途中に設けたパーテイキユレイトフイルタ２
の、ポンプ３により燃料が供給されるバーナ４
と、スイツチ５により電源６に接続されてバーナ
４の着火を助けるグロープラグ７とを設けている
が、さらに燃料の適正な空燃費を得るために２次
空気を導入するポンプ８を備えた全体を９で示す
２次空気供給システムを設けていて、構造が複雑
となつている。

例えば特開昭58−72611号公報に開示されてい
るデイーゼルエンジンの排気浄化装置ではバーナ
助燃用空気の供給量を制御し、もつてバーナ燃料
を少なくし、かつフイルタの目詰まりを防止する
ようになつている。しかしながら、かかる公知技
術では前述の如く、助燃用の２次空気を必要と
し、排気ガスの残存酸素量の利用が充分ではな
い。

また、特開昭57−179315号公報には、排気中の
酸素を利用することが開示されているが、燃料量
の制御が不明であり、そのためにすすの発生や未
燃量の排出等の不具合が発生する。

［考案の目的］ 本考案は上記した問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は、２次空気供給システムを不要と
する排気中の酸素を利用したバーナ方式によるパ
ーテイキユレイトフイルタ再生装置を提供するこ
とである。

［考案の知見］ 本考案者は種々研究の結果、デイーゼルエンジ
ンの運転に際し、その排気中にはアイドリング運
転中は残存酸素が多く（例えば14％）、負荷が大
きくなるにつれて、減少する（例えば４〜５％）
ことを見出した（第３図参照）。他方、バーナ方
式により燃焼作業では燃焼室の空燃比が17〜20で
ある場合がもつとも効率がよいことが知られてい
る。したがつて、排気ガス中の残存酸素量を検出
し、その酸素に見合つた燃料を供給して燃焼させ
れば、燃焼効率を高く維持でき、しかもパーテイ
キユレイトフイルタが溶損するような高い温度に
上昇しないことがわかつた。また排気ガスの保有
熱量を充分に利用できることを見出した。

通常パーテイキユレイトフイルタの再燃焼によ
りパーテイキユレイトを除去するには600℃以上
が必要であるが、温度が高すぎるとフイルタに悪
影響が生ずる。

一般的には、特定のエンジンで空燃比および排
ガス温度が定まれば、バーナに必要な燃料の単位
時間当りの供給量が解る。例えば600℃で再生す
る際にエンジンの回転数およびエンジントルクを
パラメータとして、排気中の酸素量を予測でき、
したがつて、バーナの燃焼に必要な排気ガスに印
加すべき燃料の供給量を求めることができる。そ
れ故に排気ガス中の残存酸素量を検知すること
は、バーナの制御において極めて好ましいことが
わかつた。

［考案の構成］ 本考案によれば、デイーゼル機関の排気管の途
中に設けられたパーテイキユレイトフイルタ再生
装置において、パーテイキユレイトフイルタにパ
ーテイキユレイトフイルタの温度を検出する第１
の温度センサと、パーテイキユレイトフイルタの
上流側に排気ガス中の残存酸素量を検出する酸素
センサと、ポンプにより燃料が供給されるバーナ
と、バーナの着火を助けるグロープラグと、バー
ナの温度を検出する第２の温度センサと、排圧を
検出する圧力センサとを設け、前記圧力センサの
検出信号によりパーテイキユレイトフイルタの再
生必要時期を判断し、酸素センサからの検出信号
により空燃比が17〜20になるように単位時間当り
の燃料供給量を演算し、その演算の結果に基づき
前記ポンプの回転数をポンプ作動ユニツトにより
制御し、前記再生必要時期の判断によりグロープ
ラグを作動し、第２の温度センサの検出信号によ
り前記バーナの着火を判断してグロープラグの作
動を停止し、次いで圧力センサの信号によりパー
テイキユレイトフイルタの再生完了を判断する制
御装置を備えている。

［作用効果の説明］ したがつて、制御装置は、圧力センサのエンジ
ン排圧検出信号によりパーテイキユレイトフイル
タの詰り具合から再生必要時期を判断し、酸素セ
ンサの検出信号に基づいて空燃比が17〜20となる
ための単位時間当りの燃料供給量を演算してポン
プ作動ユニツトを介してポンプを作動するととも
に、スイツチを介してグロープラグを作動させて
バーナを着火する。次いで、第２の温度センサの
検出信号によりバーナの着火を判断しスイツチを
介してグロープラグの作動を中止し、次いで第１
の温度センサの検出信号によりパーテイキユレイ
トフイルタの再生開始を判断する。そして、再
び、圧力センサの検出信号によりパーテイキユレ
イトフイルタの詰り具合から再生の完了を判断
し、ポンプ作動ユニツトを介してポンプを停止す
る。最後に第２の温度センサの検出信号によりバ
ーナの消火を判断する。このように制御装置によ
り排気ガス中の残存酸素を利用してバーナを再生
必要時期に最適の空燃比（17〜20）で燃焼させる
ことができるので、２次空気供給システムが不要
となる。

すなわち、本考案によれば、排気ガス中の残存
酸素量（単位時間当りの排ガスの流量に含まれる
酸素の流量）に適合する量の燃料をバーナに供給
することができるので、燃焼作業が効果的に行わ
れ、しかもパーテイキユレイトフイルタが溶損す
るような高い温度（例えば700℃）まで温度上昇
しない。したがつて燃料が未燃のままパーテイキ
ユレイトフイルタに付着したり、あるいは燃焼温
度が高くなりすぎて、パーテイキユレイトフイル
タを溶損することがない。さらには排気ガス中の
保有熱を有効に利用できる。

特に本考案では、アイドリング運転中にパーテ
イキユレイトフイルタの再生をする場合、少ない
燃料および空気量で実施でき、再生作業は車両の
停止中に行うのが好ましいので、特に好適であ
り、燃料が必要量供給されるので、省エネルギ的
である。

［実施例］ 以下第１図を参照して本考案の実施例を説明す
る。第１図において、排気管１の途中には、パー
テイキユレイトフイルタ２が設けられ、そのパー
テイキユレイトフイルタ２の後部にはパーテイキ
ユレイトフイルタ２の温度を検出する第１の温度
センサ１０が取付けられている。またパーテイキ
ユレイトフイルタ２の上流側には、上流側から順
に、排気ガス中の残存酸素量を検出する酸素セン
サ１１、ポンプ作動ユニツト１２により作動され
るポンプ３により燃料が供給されるバーナ４、ス
イツチ１３により電源に接続されてバーナ４の着
火を助けるグロープラグ７、バーナ４の温度を検
出する第２の温度センサ１４および排圧を検出す
る圧力センサ１５が設けられ、第１および第２の
温度センサ１０および１４、酸素センサ１１、ポ
ンプ作動ユニツト１２、スイツチ１３および圧力
センサ１５は、それぞれバーナ４の燃焼を制御す
る制御装置１６に接続されている。

このように構成されており、排気ガス中のパー
テイキユレイトはパーテイキユレイトフイルタ２
に捕集され、パーテイキユレイトフイルタ２に滞
積し、その結果エンジン排圧が上昇する。すると
制御装置１６は、圧力センサ１５の検出信号によ
りパーテイキユレイトフイルタ２の詰り具合から
その再生必要時期を判断し、酸素センサ１１から
の検出に基づいて最適な空燃比を得るための燃料
供給量を演算する。その結果に基づいて制御装置
１６はポンプ作動ユニツト１２を介してポンプ３
を所用回転数で回転作動させてバーナ４から必要
量の燃料を噴射させるとともに、スイツチ１３を
オンしてグロープラグ７を作動させ、バーナ４を
着火させる。次いで第２の温度センサ１４の検出
信号によりバーナ４の着火を判断すると、スイツ
チ１３を介してグロープラグ７の作動を停止す
る。次いで第１の温度センサの検出信号により再
生開始を判断する。そして、圧力センサ１５の検
出信号によりパーテイキユレイトフイルタ２の詰
り具合からすなわちエンジン排圧の低下から再生
の完了を判断し、ポンプ作動ユニツト１２を介し
てポンプ３の作動を停止する最後に第２の温度セ
ンサ１４の検出信号によりバーナ４の消火を判断
するのである。このように制御装置により排気ガ
ス中の残存酸素を利用してバーナを再生必要時期
に最適の空燃費で燃焼させることができるので、
２次空気供給システムが不要となるのである。

［考案の効果］ 以上の如く、本考案によれば下記のすぐれた効
果を奏する。

(i) 排気ガス中の残存酸素量に応じて単位時間当
りの燃料の供給量を制御するので、燃焼効率が
向上し、燃料の粒子がパーテイキユレイトトラ
ツプフイルタに付着することがない。

(ii) 外気温度の変化に対して燃焼温度の変化が少
なく、外気温度が高くなつてもパーテイキユレ
イトトラツプフイルタの溶損温度にならず、好
適な再生ができる。

(iii) ２次空気供給システムが不要となり、装置が
簡素化できる。

(iv) 燃料が必要量供給されるので、無駄がなく、
省エネルギ的である。

(v) 排気ガス中の熱を有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体説明図、
第２図は従来装置を示す全体説明図、第３図はデ
イーゼルエンジンの負荷と排気中の残存酸素量の
関係を示す特性図である。 １……排気管、２……パーテイキユレイトフイ
ルタ、３……ポンプ、４……バーナ、７……グロ
ープラグ、１０……第１の温度センサ、１１……
酸素センサ、１４……第２の温度スイツチ、１５
……圧力センサ、１６……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. デイーゼル機関の排気管の途中に設けられたパ
   ーテイキユレイトフイルタ再生装置において、パ
   ーテイキユレイトフイルタにパーテイキユレイト
   フイルタの温度を検出する第１の温度センサと、
   パーテイキユレイトフイルタの上流側に排気ガス
   中の残存酸素量を検出する酸素センサと、ポンプ
   により燃料が供給されるバーナと、バーナの着火
   を助けるグロープラグと、バーナの温度を検出す
   る第２の温度センサと、排圧を検出する圧力セン
   サとを設け、前記圧力センサの検出信号によりパ
   ーテイキユレイトフイルタの再生必要時期を判断
   し、酸素センサからの検出信号により空燃比が17
   〜20になるように単位時間当りの燃料供給量を演
   算し、その演算の結果に基づき前記ポンプの回転
   数をポンプ作動ユニツトにより制御し、前記再生
   必要時期の判断によりグロープラグを作動し、第
   ２の温度センサの検出信号により前記バーナの着
   火を判断してグロープラグの作動を停止し、次い
   で圧力センサの信号によりパーテイキユレイトフ
   イルタの再生完了を判断する制御装置を備えるこ
   とを特徴とするパーテイキユレイトフイルタ再生
   装置。