JPH0710013Y2 - ディーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents

ディーゼル機関の排気浄化装置

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JPH0710013Y2
JPH0710013Y2 JP1989088113U JP8811389U JPH0710013Y2 JP H0710013 Y2 JPH0710013 Y2 JP H0710013Y2 JP 1989088113 U JP1989088113 U JP 1989088113U JP 8811389 U JP8811389 U JP 8811389U JP H0710013 Y2 JPH0710013 Y2 JP H0710013Y2
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延雄 浜崎
秀吉 村木
育朗 野津
喜久夫 丸山
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【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案はディーゼル機関の排気浄化装置に係り、特に排
気通路中のパーティキュレートを捕集するのに好適なデ
ィーゼル機関の排気浄化装置に関する。
<従来の技術> 自動車などのディーゼル機関においては、機関から排出
する排気ガスのうち未燃焼成分等を捕集するためのフィ
ルタを排気通路中に設け、排気ガスを浄化する装置が開
発されている。このフィルタには排気ガス中の未燃焼成
分等からなるパーティキュレートが堆積するので、その
ままの状態にしておくとフィルタが目詰まりし、機関性
能が低下する惧れがある。そこで、排気ガス熱で活性化
する触媒作用により該パーティキュレートを再燃焼処理
してフィルタが目詰まりするのを防止することが行われ
ている。
しかしながら、従来のディーゼル機関の排気浄化装置に
おいては、機関が未暖機時や勾配が小さい登坂時や機関
回転数が低い場合等の機関負荷低下時には排気ガス温度
がそれ程高くないので、再生が不可能となる。
そこで、フィルタより下流側の排気通路中に絞り弁を挿
入して、フィルタ再生時において機関負荷の低下に伴っ
て排気ガス温度がフィルタ再生温度より低下した場合
に、前記絞り弁を閉じて排圧を調整して、もって排気ガ
ス温度を上昇させ、捕集されたパーティキュレートを効
率良く再燃焼処理するようにしたものがある(実開昭64
−36516号公報参照)。
<考案が解決しようとする課題> しかしながら、従来のディーゼル機関の排気浄化装置に
おいては、前記絞り弁を閉制御することにより、機関出
力が低下し、追い越しや登坂等の加速が必要な時に十分
な出力が得られない惧れがある。
尚、本出願人もフィルタより下流側の排気通路中に絞り
弁を挿入した排気浄化装置を考案している(実願昭63−
10619号参照)。
本考案は上記の実情に鑑みなされたもので、絞り弁が閉
の状態でも機関負荷が所定の高負荷領域になったときに
は、前記絞り弁の作用が及ぼさないようにして、機関の
出力を確保することにより走行性能の向上や、安全走行
の確保等を図ることが可能なディーゼル機関の排気浄化
装置を提供することを目的とする。
<課題を解決するための手段> このため本発明では、第1図に示すように、排気通路中
のパーティキュレートを捕集するフィルタと、フィルタ
より下流側の排気通路中に挿入された弁体の開度に応じ
て排圧を調整する絞り弁と、排気通路中の排圧を検出す
る排気圧力検出手段と、機関回転数を検出する機関回転
数検出手段と、機関の負荷を検出する機関負荷検出手段
と、排気通路中の排気温度を検出する排気温度検出手段
と、前記機関回転数と機関の負荷とに応じて設定される
規定の圧力と排気通路中の排圧との比較に基づいてフィ
ルタ再生判定を行う判定手段と、前記判定手段により再
生判定が行われるときの排気温度が規定の温度より低い
ときに前記絞り弁を閉制御する絞り弁開閉制御手段とを
備えるディーゼル機関の排気浄化装置において、前記フ
ィルタと前記絞り弁とをバイパスするバイパス通路を設
け、フィルタ再生時に機関負荷が所定の高負荷領域にな
ったときには、排気温度にかかわらず該バイパス通路の
連通を全開に制御するバイパス通路全開制御手段を備え
る構成とする。
<作用> かかる構成によれば、前記機関回転数と機関の負荷とに
応じて設定される規定の圧力と排気通路中の排圧との比
較に基づいてフィルタ再生判定が行われるが、前記フィ
ルタと前記絞り弁とをバイパスするバイパス通路を設け
たディーゼル機関の排気浄化装置においては、フィルタ
再生時に機関負荷が所定の高負荷領域になったときに
は、排気温度にかかわらず該バイパス通路の連通を全開
に制御する。
従って、フィルタ再生時に機関負荷が所定の高負荷領域
になったときには、排気温度にかかわらず、バイパス通
路の連通を全開に制御することにより前記絞り弁の作用
が及ぼさないようにして、排気通路を絞ることに起因す
る機関出力の低下を回避して、走行性能の向上や、安全
走行の確保等を図る。
<実施例> 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例を示す第2図において、機関1から排出する排気
ガスをマフラ2へ導く排気通路3の途中には、排気通路
3中のパーティキュレートを捕集するフィルタ4が設け
られており、フィルタ4の下流側には絞り弁5が配置さ
れている。該絞り弁5は排気通路3中に挿入された弁体
6を有し、該弁体6の開度に応じて排圧を調整できるよ
うになっている。またフィルタ4の入口側には排気ガス
の温度TEXを検出する排気温度検出手段としての温度セ
ンサ7が設けられており、フィルタ4の入口,出口両側
には排気通路3中のフィルタ入口排気ガス圧力Pi及びフ
ィルタ出口排気ガス圧力Poを検出する排気圧力検出手段
としての排気圧力センサ8,9が設けられている。そし
て、各センサ7,8,9の出力はフィルタ4の再生時に前記
弁体6を閉じるように前記絞り弁5を開閉制御する絞り
弁開閉制御手段としてのコントロールユニット10に入力
されている。さらに、前記フィルタ4と前記絞り弁5と
をバイパスするバイパス通路21が、フィルタ4の入口側
に設けられた排気圧力センサ8の上流側から排気通路3
から分岐し、マフラ2の直ぐ上流側で合流するように設
けられており、該バイパス通路21にはバイパス通路21の
連通を制御するバイパス弁22が介装されている。そし
て、バイパス弁22も絞り弁5と同様に、コントロールユ
ニット10によりその開閉が制御される。
コントロールユニット10はCPU,ROM,RAM等を有するマイ
クロコンピュータで構成されており、前記センサ7,8,9
からの各信号が入力されると共に、機関回転数Nを検出
する機関回転数検出手段としての回転数センサ11、機関
の負荷を代表するものとして例えば燃料噴射ポンプ12の
ラック位置を制御するアクセル開度Lを検出することに
より機関負荷検出手段として機能を有する機関負荷セン
サ13の出力も入力されている。
次に作用を、第3図に示すフローチャートに従って説明
する。
ステップ(図ではSと記す。以下同様)1では、機関回
転数N,アクセル開度L,排気ガス圧力Pi及びPo,排気ガス
の温度TEX等の各種検出信号を読込む。
ステップ2では、機関回転数Nとアクセル開度Lに応じ
たフィルタ4の再生開始基準差圧ΔP1を第4図に示すよ
うなマップより読取る。
ステップ3では、フィルタ入口排気ガス圧力Piとフィル
タ出口排気ガス圧力Poとの差圧ΔP(=Pi−Po)を演算
する。
ステップ4では差圧ΔPと再生開始基準差圧ΔP1との比
較を行い、ΔP≧ΔP1のときはフィルタ4がパーティキ
ュレートを十分捕集して入口と出口との間において再生
開始基準差圧ΔP1以上の圧力降下が発生し、再生が必要
と判断してステップ5に進む。一方、ステップ4でΔP
<ΔP1のときは、フィルタ4に捕集されたパーティキュ
レートは未だ捕集限界に達するまで捕集されておらず、
そのため該フィルタ4による圧力降下も小さく、もって
フィルタ4を再生させる必要は無いとして、ステップ2
に戻る。即ち、ステップ4の機能は判定手段を構成す
る。
ステップ5では、温度センサ7により検出されるフィル
タ入口の排気ガスの温度TEXをフィルタ4の再生を行う
のに必要な最低温度TEXO(例えば400℃)と比較して、
機関負荷が低下して排気ガスの温度TEXが規定値以下に
低下しフィルタ4の再生に支障を来していないか否かを
判断する。TEX≧TEXOの場合は、フィルタ4の再生を通
常通り行えるのでステップ6に進んで、絞り弁5を開制
御する。一方TEX<TEXOの場合は、機関負荷が低下して
いたり機関1が未暖機状態であったりして、排気ガス温
度がフィルタ4の再生を行うのに必要な最低温度よりも
低いため、フィルタ4の再生を確実に行うためにステッ
プ7に進み絞り弁5を閉制御して、排気温度TEXを上昇
させる。即ち、ステップ5,6及びステップ7の機能は絞
り弁開閉制御手段を構成する。
ここで、本考案に係る作用として、ステップ8において
機関負荷を表すアクセル開度Lと、例えば開度75%に相
当するアクセル開度L1との比較を行う。そしてL≧L1の
ときは、機関1が追い越しや登坂等の加速が必要な高負
荷領域にあるとして、排気ガス温度が再生に必要な最低
温度よりも低いため絞り弁5を閉制御してフィルタ4の
再生を行っていることを一時中断して、機関出力を確保
することを優先させるために、ステップ21に進んでバイ
パス通路21に介装されているバイパス通路開閉制御手段
としてのバイパス弁22を全開制御する。
そしてステップ10に進み、再度ステップ8と同様にアク
セル開度L1との比較を行う。そして、L≧L1のときは、
機関1は継続して高負荷領域にあるとして、ステップ22
に戻りバイパス弁22を全開制御を継続する。また、L<
L1のときは、ステップ7に戻り、再度絞り弁5を閉制御
して排気温度TEXを上昇させる。
一方ステップ8でL<L1のときは機関1は高負荷領域に
はないとして、ステップ6で絞り弁5を開制御した場合
と共に、ステップ11に進み、ステップ2と同様に機関回
転数Nとアクセル開度Lに応じたフィルタ4の再生終了
基準差圧ΔP2を第5図に示すようなマップより読取る。
ステップ12では、前記差圧ΔPと再生終了基準差圧ΔP2
との比較を行い、ΔP<ΔP2のときはフィルタ4の再生
が十分行われて目詰まりが解消されたとして、ステップ
13に進み、絞り弁5を全開制御する。
一方、ステップ12でΔP≧ΔP2のときは、フィルタ4の
再生が不充分であり未だパーティキュレートを効率良く
燃焼除去していないと判断して、ステップ5に戻りフィ
ルタ4の再生を継続する。
従って、前記機関回転数Nと機関の負荷Lとに応じて設
定される規定の圧力ΔP1及びΔP2と、差圧ΔPとの比較
によりフィルタ4の再生の必要性の判定が行われる。そ
して、再生が必要な場合であって、排気温度TEXがフィ
ルタ4の再生に必要な最低温度TEXOより低く、もって絞
り弁5を絞り制御して所定の閉領域に作動させている場
合であっても、アクセル開度が機関1が所定の高負荷領
域になる場合を表す所定の開度以上の場合は、機関1が
追い越しや登坂等の加速が必要な高負荷領域にあるとし
て、機関出力を確保するために、前記フィルタ4と前記
絞り弁5とをバイパスするバイパス通路21に介装されて
いるバイパス弁22がオン・オフ的に全開制御される。
従って、排気ガスには前記絞り弁5による絞りの作用が
及ぼさないので、排気通路3を絞ることによる機関1の
出力の低下を回避でき、走行性能の向上や、安全走行の
確保等を図ることができる。また、フィルタの再生中に
負荷が高騰した場合も、バイパス通路を開として該バイ
パス通路に排気を流すことにより、負荷の高騰にも迅速
に対処できるようにしたものである。
更に、前記絞り弁5を閉制御していない場合はもともと
排気温度TEXがフィルタ4の再生に必要な最低温度TEXO
以上であるため、排気を絞って排気温度TEXを上昇させ
る必要は無く、もって機関1にかかる負荷は小さいもの
であるので、機関出力を必要とする場合も該絞り弁5を
バイパスして出力を得る必要が無い。
尚、本実施例においてはステップ21におけるバイパス弁
22の全開制御をオン・オフ的に行ったが、第6図に示す
ように、バイパス弁22の全開制御をアクセル開度Lに従
って、該開度L毎に決められた制御特性線図に従って滑
らかに全開方向に制御してもよい。この場合は、機関1
の出力の変化が滑らかなものとなるという効果がある。
<考案の効果> 以上説明したように、本考案によれば、フィルタより下
流側の排気通路中に挿入された弁体の開度に応じて排圧
を調整する絞り弁をバイパスするバイパス通路を設けた
ディーゼル機関の排気浄化装置においては、フィルタ再
生時に機関負荷が所定の高負荷領域になったときには、
排気温度にかかわらず該バイパス通路の連通を全開に制
御する構成としたので、機関出力が必要な時に前記絞り
弁の作用が及ぼさないこととなり、排気通路を絞ること
に起因する機関出力の低下が回避でき、走行性能の向上
や、安全走行の確保が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案のクレーム対応図、第2図は本考案の実
施例を示す構成図、第3図は同上実施例のフローチャー
ト、第4図及び第5図はマップの内容を示する図、第6
図はバイパス弁の制御特性線図である。 1…機関、3…排気通路、4…フィルタ、5…絞り弁、
7…温度センサ、8,9…排気圧力センサ、10…コントロ
ールユニット、11…回転数センサ、13…機関負荷セン
サ、21…バイパス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 野津 育朗 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 丸山 喜久夫 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 綾部 和則 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 新村 恵一 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−65923(JP,A)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気通路中のパーティキュレートを捕集す
    るフィルタと、フィルタより下流側の排気通路中に挿入
    された弁体の開度に応じて排圧を調整する絞り弁と、排
    気通路中の排圧を検出する排気圧力検出手段と、機関回
    転数を検出する機関回転数検出手段と、機関の負荷を検
    出する機関負荷検出手段と、排気通路中の排気温度を検
    出する排気温度検出手段と、前記機関回転数と機関の負
    荷とに応じて設定される規定の圧力と排気通路中の排圧
    との比較に基づいてフィルタ再生判定を行う判定手段
    と、前記判定手段により再生判定が行われるときの排気
    温度が規定の温度より低いときに前記絞り弁を閉制御す
    る絞り弁開閉制御手段と、を備えるディーゼル機関の排
    気浄化装置において、 前記フィルタと前記絞り弁とをバイパスするバイパス通
    路を設け、フィルタ再生時に機関負荷が所定の高負荷領
    域になったときには、排気温度にかかわらず該バイパス
    通路の連通を全開に制御するバイパス通路全開制御手段
    を備えたことを特徴とするディーゼル機関の排気浄化装
    置。
JP1989088113U 1989-07-28 1989-07-28 ディーゼル機関の排気浄化装置 Expired - Lifetime JPH0710013Y2 (ja)

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