JPH10306743A - ディーゼルエンジンの回転数測定方法及びその測定装置ならびにディーゼルエンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転数計の無いディーゼルエンジン及びこれ
に使用される排ガス浄化装置において、エンジンの回転
数の計測が容易に行えず排ガス浄化用のフィルタの捕集
量を推定することが困難であった。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１のバッテリ２電圧
のディップル成分の周波数とプーリー比との関係あるい
は排気系統に備える圧力センサー３の脈動成分とエンジ
ンの種類の識別とで、ディーゼルエンジン１の回転数を
算出する。この回転数と背圧と温度を基にしてフィルタ
の捕集量を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン回転数計
を備えていないディーゼルエンジンに係り、特にディー
ゼルエンジンの回転数測定方法及びその測定装置ならび
にディーゼルエンジンの排ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンの回転数は、発電機式
や磁石式などで電気信号に変換されて測定され、表示さ
れる。このようなエンジンの回転数の測定のための装置
は、エンジン本体に最初から搭載された仕様のものが一
般的であり、後から装着するのは非常に困難である。ま
た、特開平７−１３９３３６号公報に記載のように、３
相オルタネータの任意の１相の電圧を取り込み、その周
波数をカウントすることによって、エンジン回転数に対
応する数値を取り込み、エンジン回転数計の故障を判断
する方法も既に提案されている。

【０００３】また、ガソリンエンジンの場合では、点火
プラグの放電によるノイズを検出するパルス方式とした
ものが主に使用されていて、これは市販品であってエン
ジンに簡単に装着できるが、点火プラグの無いディーゼ
ルエンジンには適用できない。

【０００４】一方、近年ディーゼルエンジンから排出さ
れるパティキュレート（煤）が環境保護及び健康上の理
由から規制され始めている。

【０００５】このパティキュレートを取り除いてディー
ゼルエンジンの排ガスを浄化するには、排気管の途中に
耐熱性のセラミックハニカムのフィルタを取り付けパテ
ィキュレートを濾過する方法がある。これは、ある程度
パティキュレートがフィルタに堆積したときに燃焼させ
てセラミックフィルタをクリーンに再生し、繰り返し使
用できるようにしたものである。一般に、ディーゼルエ
ンジンの排ガスはパティキュレートの着火温度より低い
ので、そのままではパティキュレートは燃焼せずに堆積
するだけで、排気圧力が過度に上昇し、エンジン及びエ
ミッション性能を低下させる。したがって、燃焼再生に
は何らかの方法によって排ガス温度を上げるか、または
フィルタ温度を上げる必要がある。

【０００６】更に、排気系に２個のフィルタを備えるよ
うにして、これらのフィルタによって排ガス浄化を交互
に行う方式としたものもある。この方式では、一方のフ
ィルタによって排ガス浄化を行わせると同時に、他方の
フィルタにパティキュレートが堆積したときに加熱燃焼
させることによって再生させ、次のサイクルにおける排
ガス浄化のために待機する。

【０００７】また、屋内作業用のディーゼルエンジンフ
ォークリフトなどでは、フィルタにパティキュレートが
堆積したら、エンジンを停止して、外部電源やバッテリ
から電力を供給して再生するようにした排ガス浄化装置
が使用されている。

【０００８】図７は従来例におけるディーゼル機関の排
ガス浄化装置の概略構成を示す模式図である。

【０００９】図７において、１０８ａ，１０８ｂはセラ
ミックハニカム製のフィルタ、１２０ａ，１２０ｂはフ
ィルタ１０８ａ，１０８ｂそれぞれを加熱するための電
気ヒーター、１０６はエンジン排ガス流路を制御する排
ガス流路切替弁、１１１は燃焼再生のための二次空気の
再生用空気流路切替弁、１１８ａ，１１８ｂは燃焼再生
のための再生用空気の排出弁、１１３は再生用空気供給
のためのエアポンプ、１０４，１０５ａ，１０５ｂ，１
０９ａ，１０９ｂはそれぞれエンジン排ガスの流路配
管、１１０ａ，１１０ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，１１２
は燃焼再生の再生用空気及びその排気の流路配管、１１
６はエアポンプ１１３や排ガス流路切替弁１０６，再生
用空気流路切替弁１１１，再生用空気排出弁１１８ａ，
１１８ｂや電気ヒーター１２０ａ，１２０ｂを制御する
コントローラー、１０２はディーゼルエンジン、１０３
はマニホールド、１０７ａ，１０７ｂはフィルタ１０８
ａ，１０８ｂを収納するフィルター収納容器である。

【００１０】以上の構成の従来のディーゼル排ガス浄化
装置によるフィルタの再生時の動作は次のとおりであ
る。

【００１１】フィルタ１０８ａが排ガス浄化の期間にあ
るとき、、フィルタ１０８ａ前後の差圧を測定する差圧
センサー（図示せず）等の捕集量検知装置で、再生開始
時期と判断する。この判断時期まで継続してエンジン排
ガスの導入配管１０４からエンジン排ガスの導入配管１
０５ａに流れていた排ガスは、排ガス流路切替弁１０６
及び再生用空気流路切替弁１１１の作動により、エンジ
ン排ガスの導入配管１０４からエンジン排ガスの導入配
管１０５ｂに流れてフィルタ１０８ｂにより浄化された
後にエンジン排ガスの導入配管１０９ｂから流出する。
一方、再生開始時期と判断されたフィルタ１０８ａは、
電気ヒーター１２０ａに電力が供給されて加熱されると
同時に、再生用空気流路切替弁１１１が開いてエアポン
プ１１３から再生用空気導入配管１１０ａを経てフィル
タ１０８ａに再生用空気が供給される。ある時間経過す
ると、フィルタ１０８ａの温度がパティキュレート着火
温度に達してパティキュレートが燃焼を開始し、これに
よって発生する燃焼排ガスは再生用空気排出配管１１９
ａから流出する。更にある時間経過すると、電気ヒータ
ー１２０ａへの電力供給が終了して再生用空気のみによ
るパティキュレート燃焼が継続する。この燃焼は、パテ
ィキュレートの火炎伝搬によって実現される。そして、
ある時間経過すると、燃焼再生が完了したと判断してエ
アポンプ１１３が停止し、再生用空気排出弁１１８ａが
閉じ、再生用空気の供給も終了してフィルタ１０８ａは
浄化待機の状態になる。

【００１２】その後、差圧センサー等の捕集量検知装置
でフィルタ１０８ｂが再生開始時期に達したと判断す
る。以下、上記の記号ａとｂを入れ換えた動作が継続
し、交互に排ガス浄化及び燃焼再生を繰り返す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の排ガ
ス浄化装置では、ディーゼルエンジンの回転数を検知す
るとともにその作動時間を勘案した演算を行うようにす
れば、パティキュレートの捕集量の推定が可能である。
したがって、エンジン回転数計が予め装備されているデ
ィーゼルエンジンであればこのような捕集量の推定に対
応できるが、フォークリフトや建設機械等のようにエン
ジン回転数計を装備していない車両については、捕集量
推定に必要なエンジン回転数の検知ができない。

【００１４】また、ロータリーエンコーダ等のエンジン
の回転数検出手段を備えたディーゼルエンジンでは、先
に挙げた特開平７−１３９３３６号公報に記載のよう
に、オルタネータ出力の周波数を直接検知することでエ
ンジン回転数を推定することで、ロータリーエンコーダ
の不良を検出するシステムとしたものもあるが、オルタ
ネータ出力検知のための特別な配線を施す必要があり、
ディーゼルエンジンへの適用には困難さが残る。

【００１５】本発明は、エンジン回転数計を装備してい
ないディーゼルエンジン車両において、車両を改造する
ことなくエンジンの回転数を検出できるとともにパティ
キュレートの捕集量の推定ができるようにすることを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のディーゼルエン
ジンの回転数測定方法は、ディーゼルエンジンと、この
ディーゼルエンジンにファンベルトで接続されたオルタ
ネータと、バッテリとを搭載した車両において、オルタ
ネータから直流電圧に整流されたバッテリ電圧のディッ
プルの周波数を測定し、ディーゼルエンジンのプーリー
とオルタネータのプーリーの比から、ディーゼルエンジ
ンの回転数を算出するものである。

【００１７】また、排気系統の少なくとも一ヶ所に圧力
センサーを備えて、その圧力センサーにより排ガスの脈
動周波数を測定し、その脈動数をエンジン１回転当たり
の脈動数で割ることによりエンジン回転数を算出するた
めに、ハイパスフィルタとローパスフィルタとコンパレ
ータとカウンタとエンジン種類設定部とエンジン回転数
演算部を備えた構成にしたものである。

【００１８】本発明のディーゼルエンジンの回転数測定
装置は、ディーゼルエンジンと、このディーゼルエンジ
ンにファンベルトで接続されたオルタネータと、バッテ
リとを搭載した車両において、バッテリ電圧を入力信号
として、オルタネータから直流電圧に整流されたバッテ
リ電圧のディップルの周波数を測定し、このディップル
の周波数とディーゼルエンジンのプーリー及びオルタネ
ータのプーリーの比とをもとにエンジン回転数を演算す
る演算部を備えたものである。

【００１９】更に、本発明のディーゼルエンジンの排ガ
ス浄化装置は、排ガス中のパティキュレート等を捕集す
るフィルタと、このフィルタを収納するフィルタ収納容
器と、このフィルタ収納容器内に排ガスを供給する第１
の配管と、フィルタ収納容器から浄化された排ガスを放
出する第２の配管と、フィルタを加熱する加熱手段と、
再生空気を送る送風手段とを備えたディーゼルエンジン
用の排ガス浄化装置であって、オルタネータから直流電
圧に整流された電圧のディップルの周波数を測定し、デ
ィーゼルエンジンのプーリー及びオルタネータのプーリ
ーの比と周波数とによってディーゼルエンジンの回転数
を算出し、この算出された回転数に基づいてフィルタの
目詰まり状態を判断する系を備えたものである。

【００２０】このような構成を持つ本発明は、エンジン
回転数計を装備していないディーゼルエンジン車両にお
いて、車両を改造することなく容易にエンジンの回転数
が検出でき、しかもエンジン回転数計を装備していない
ディーゼルエンジンのパティキュレート捕集量推定を可
能とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、ディー
ゼルエンジンと、このディーゼルエンジンにファンベル
トで接続されたオルタネータと、バッテリとを搭載した
車両において、オルタネータから直流電圧に整流された
バッテリ電圧のディップルの周波数を測定し、ディーゼ
ルエンジンのプーリーとオルタネータのプーリーの比か
ら、ディーゼルエンジンの回転数を算出するものであ
り、車両に搭載しているバッテリを電源としてそれ自身
の電圧を入力用の信号とするので、新たな配線をせずに
容易にディーゼルエンジンの回転数を得られるという作
用を有する。

【００２２】請求項２に記載の発明は、ディーゼルエン
ジンと、このディーゼルエンジンにファンベルトで接続
されたオルタネータと、バッテリとを搭載した車両にお
いて、バッテリ電圧を入力信号として、オルタネータか
ら直流電圧に整流されたバッテリ電圧のディップルの周
波数を測定し、このディップルの周波数とディーゼルエ
ンジンのプーリー及びオルタネータのプーリーの比とを
もとにエンジン回転数を演算する演算部を備えた回転数
計を備えないディーゼルエンジンにおいても、バッテリ
電圧のディップルの周波数を測定し、ディーゼルエンジ
ンのプーリとオルタネータのプーリとの比からディーゼ
ルエンジンの回転数を算出できるので、容易にディーゼ
ルエンジンの回転数を得られるという作用を有する。

【００２３】請求項３に記載の発明は、排気系統の少な
くとも１か所に圧力センサーを備えたディーゼルエンジ
ンにおいて、圧力センサーにより排ガスの脈動周波数を
測定し、その脈動数をエンジン１回転当たりの脈動数で
除することにより、エンジン回転数を算出するものであ
り、回転数計を備えないディーゼルエンジンにおいて
も、高価な回転数計を付けることなく圧力センサーに回
路を付加するだけなので、容易にディーゼルエンジンの
回転数を得られるという作用を有する。

【００２４】請求項４に記載の発明は、排気系統の少な
くとも１か所に圧力センサーを備えたディーゼルエンジ
ンにおいて、圧力センサーの出力信号を入力信号とする
演算系を備え、この演算系はハイパスフィルタとローパ
スフィルタとコンパレータとカウンタとエンジン種類設
定部とエンジン回転数演算部とを含むものであり、回転
数計を備えないディーゼルエンジンにおいても、高価な
回転数計を付けることなく圧力センサーに回路を付加す
るだけなので、容易にディーゼルエンジンの回転数を得
られるという作用を有する。

【００２５】請求項５に記載の発明は、排ガス中のパテ
ィキュレート等を捕集するフィルタと、このフィルタを
収納するフィルタ収納容器と、このフィルタ収納容器内
に排ガスを供給する第１の配管と、フィルタ収納容器か
ら浄化された排ガスを放出する第２の配管と、フィルタ
を加熱する加熱手段と、再生空気を送る送風手段とを備
えたディーゼルエンジン用の排ガス浄化装置であって、
オルタネータから直流電圧に整流された電圧のディップ
ルの周波数を測定し、ディーゼルエンジンのプーリー及
びオルタネータのプーリーの比と周波数とによってディ
ーゼルエンジンの回転数を算出し、この算出された回転
数に基づいてフィルタの目詰まり状態を判断する系を備
えたものであり、容易にエンジン回転数を検知し、その
回転数を用いて、フィルタの目詰まり状態を判断すると
いう作用を有する。

【００２６】請求項６に記載の発明は、排ガス中のパテ
ィキュレート等を捕集するフィルタと、このフィルタを
収納するフィルタ収納容器と、このフィルタ収納容器内
に排ガスを供給する第１の配管と、フィルタ収納容器か
ら浄化された排ガスを放出する第２の配管と、フィルタ
を加熱する加熱手段と、再生空気を送る送風手段とを備
えたディーゼルエンジン用の排ガス浄化装置であって、
排気系統に備えた圧力センサーにより排ガスの脈動周波
数を測定し、その脈動数をエンジン１回転当たりの脈動
数で除することによりエンジン回転数を算出し、この算
出された回転数に基づいてフィルタの目詰まり状態を判
断する系を備えたものであり、容易にエンジン回転数を
検知し、その回転数を用いてフィルタの目詰まり状態を
判断するという作用を有する。

【００２７】以下、本発明の実施の形態について、図１
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における
排ガス浄化装置を示す概略図である。

【００２８】図１において、ディーゼルエンジン１の排
気系に接続したフィルタ収納容器１３内にシール材１４
を介してフィルタ５が収納され、このフィルタ５の直ぐ
上流に圧力センサー３及び温度センサー４を備えてい
る。また、電源として配置したバッテリ２にはハイパス
フィルタ６，ローパスフィルタ７，オペアンプ８，コン
パレータ９及びカウンタ１０を接続すると共に、コント
ローラー１１からの信号によってパティキュレート等の
捕集量を表示するための捕集量表示部１２を備えてい
る。なお、ファンベルトによってディーゼルエンジン１
に接続されるオルターネタについては、従来周知の構造
をそのまま適用できるものであり、図面ではこれらのフ
ァンベルト及びオルターネータは図示していない。

【００２９】このような構成において、ディーゼルエン
ジン１からの排ガスは、フィルタ５を通過して浄化され
た後、大気中に放出される。また、ディーゼルエンジン
１とファンベルトで接続されたオルタネータにより発電
され、ボルテージレギュレータを通過後、バッテリ２に
約１２Ｖの直流で蓄電される。電源は一般の車両電装品
やコントローラー１１の駆動用として使用されるもの
で、直流１２Ｖである。

【００３０】そして、この電源は、ディーゼルエンジン
１が回転してオルタネータで発電さていると、直流成分
上にディップルとしてある周波数の信号が合成されてい
る。

【００３１】この信号は直流１２Ｖと比較して非常に小
さくて検出しにくいので、ハイパスフィルタ６で直流成
分を除くとともにローパスフィルタ７で高周波のノイズ
成分を除き、オペアンプ８で信号を適当に増幅し、更に
コンパレータ９で二値化して、カウンタ１０で周波数を
カウントする。

【００３２】ディーゼルエンジン１のプーリーとオルタ
ネータのプーリーの比が１であれば、エンジン回転数が
６００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍまで変化する場合、カウ
ンタでカウントする周波数は１０〜５０Ｈｚとなる。た
だし、エンジン回転数が高くなるとディップル分の振幅
が非常に小さくなるため、周波数検出が困難になる。

【００３３】確実に検知できるのは、エンジン回転数１
５００ｒｐｍ以下である。圧力センサー３は、エンジン
排ガスの圧力を測定するもので、ダイアフラムに金属線
ひずみゲージを接着した電気抵抗形の圧力変換器と圧力
をダイアフラムまで導く導圧管から構成されている。圧
力センサー３は、図１において、フィルタ５の前に設置
しているが、エンジン排ガスの圧力測定が可能な空間で
あれば何処に配置してもよい。ただし、導圧管の途中や
圧力センサー３の固定部分等に空気の漏れる箇所があれ
ば、正確な圧力測定ができないので配慮する必要があ
る。

【００３４】この圧力センサー３は、エンジンからの排
ガスの圧力を検知し、直流の出力を発生するが、エンジ
ンは脈動をしているため、微小な圧力変動を起こす。す
なわち、エンジンの脈動はエンジンの回転数と密接な関
係があり、例えば４気筒４サイクルのディーゼルエンジ
ンの場合では、エンジン１回転で２周期の脈動が発生す
る。従って、エンジン回転数が６００〜３０００ｒｐｍ
で変化すると、脈動の周波数は２０〜１００Ｈｚであ
る。

【００３５】一方、ダイアフラム式の圧力センサー３の
場合では、ダイアフラムは１ｋＨｚ以上の固有振動数を
有しているため、ダイアフラムの共振などによる測定不
能な領域ではない。ただし、脈動による変動は、排ガス
によって発生する圧力値と比較して非常に小さく検出し
にくいので、ハイパスフィルタ６で直流成分を除くとと
もにローパスフィルタ７で高周波のノイズ成分を除き、
オペアンプ８で信号を適当に増幅し、コンパレータ９で
二値化して、カウンタ１０で周波数をカウントする。こ
れにより、エンジンの種類がわかれば、そのまま回転数
を演算することができる。

【００３６】なお、圧力センサー３は受圧部の固有振動
数が高いものであれば、その他の圧力変換器についても
同様に実施可能である。

【００３７】温度センサー４は、エンジン排ガスの温度
を測定するもので、熱電対やサーミスタが利用できる。

【００３８】パティキュレートを捕集するフィルタ５と
しては、ウォールスルータイプのハニカム構造で、材質
としては、コージェライトやムライト等の無機材料が用
いられる。形状は、円筒形のものがほとんどであるが、
楕円筒形や方形でもかまわない。大きさは、直径４〜１
３インチ、長さ５〜１４インチで、セル数は、１インチ
平方あたり５０〜４００個である。フィルタに捕集され
るパティキュレートの捕集量は、フィルタの単位体積
（１リットル）あたりの重量（グラム）で表し、１〜３
０ｇ／リットル程度である。

【００３９】フィルタ５の再生用空気を加熱する手段と
しては、電気ヒーター（図示せず）を用いる。電気ヒー
ターの場合、発熱体と空気が接触する構造を有し、発熱
体としては、ニクロム線、カンタル線、セラミックヒー
ター等がある。

【００４０】フィルタ収納容器１３は耐熱性のある金属
製であり、フィルタ５との間には蛭石等を含有して熱に
よって膨張する材質のシール材１４を備えることによ
り、パティキュレートの漏れを防止する。また、このフ
ィルタ収納容器１３の放熱により、フィルタ５の内外周
の温度差が発生するので、セラミックウールなどの断熱
材で包み込んだり真空断熱容器にするなどの断熱手段を
施すほうが好ましい。

【００４１】なお、パティキュレートの成分の一つに可
溶性有機物（ＳＯＦ）があり、これはフィルタ５に捕集
されても再生中に燃焼しないまま蒸発して大気中に放出
されるので、フィルタ５の前または後ろに貴金属等を担
持したＳＯＦ酸化触媒を設けることが好ましい。また、
排ガス流路を二つ以上に分岐させてそれぞれにフィルタ
を組み込み、これらのフィルタについて交互に捕集及び
再生を実施する自動再生システムのものであってもよ
い。

【００４２】図２は本発明の実施の形態における排ガス
浄化装置の動作を示すフローチャートである。

【００４３】まず、ステップ１において、バッテリ電圧
のディップルあるいは圧力センサー３の直流成分や脈動
をチェックする。ステップ２において、バッテリ電圧の
ディップル有無あるいは圧力センサー３の直流成分があ
る設定値以上あるいは脈動の有無により、ディーゼルエ
ンジンが回転しているかどうかの判断を実施する。

【００４４】ここで、Ｎｏであれば、エンジンが稼働し
ていないので、稼働するまでエンジン回転チェックを実
施し、ステップ２でエンジンが回転していると判断する
と、ステップ３に移行して、バッテリ電圧のディップル
の周波数あるいは圧力センサー３の脈動周波数を検出し
て演算を実行し、エンジン回転数を算出する。

【００４５】ステップ４においては、エンジン回転数が
捕集量を判定する範囲にあるか判断する。すなわち、捕
集量判定の範囲外であればステップ３に戻り、範囲内で
あればステップ５に移行し、エンジン回転数と温度と圧
力センサー３の直流出力により、フィルタへの捕集量を
演算推定する。その後、ステップ６へ移行して捕集量を
捕集量表示部１２によって表示する。

【００４６】つぎにステップ７で、捕集量が上限に達し
たらフィルタ５の再生実施時期と判断し、ステップ８
で、フィルタ５が１個の装置の場合では捕集量上限限界
を警告し、再生の実施を促す。また、フィルタが２個以
上の装置の場合では捕集限界のフィルタからもう一方の
フィルタへ排ガス流路を切り替え、捕集済みのフィルタ
の再生の実施を開始する。

【００４７】このように、本発明の実施の形態では、デ
ィーゼルエンジン１の回転数を検出することによって、
フィルタ５に捕集されたパティキュレート等の捕集量を
推定することができる。

【００４８】図３は本発明の実施の形態における排ガス
浄化装置の動作を説明するための制御ブロック図であ
る。

【００４９】図示のように、排ガス浄化のための系の入
力は、圧力センサー３及び温度センサー４である。圧力
センサー３から発生する電圧信号は圧力演算部において
圧力値に換算され、同時にこの発生電圧信号をハイパス
フィルタ６，ローパスフィルタ７，オペアンプ８，コン
パレータ９，カウンタ１０を通して、排ガス脈動の周波
数を検出する。そして、その周波数とエンジン種類設定
部の情報とをもとにエンジン回転数演算部で回転数を演
算する。なお、エンジン種類設定部は、エンジンの種類
によりエンジン１回転当たりの排気回数が異なるため、
この排気回数を或る特定の値に設定して保持する機能を
持つ。

【００５０】あるいは、バッテリ２の電圧を入力信号と
して、ハイパスフィルタ６，ローパスフィルタ７，オペ
アンプ８，コンパレータ９，カウンタ１０を通過させ
て、バッテリ電圧のディップルの周波数を検出し、プー
リー比設定部の情報をもとにエンジン回転数演算部で回
転数を演算する。

【００５１】次いで捕集量推定実施判断部で、検出した
エンジン回転数が設定値に対してどのような関係にある
かを判断する。すなわち、エンジン回転数が設定値以上
であれば、捕集量の推定を実施しない。エンジン回転数
が設定値以下であれば、捕集量推定演算部で、圧力値と
エンジン回転数と温度とをもとに捕集量の推定を実行
し、その推定値を捕集量表示部１２で表示する。また、
捕集量が上限限界値であれば、再生実施警告部で警告を
発したり、再生実施部で再生を実行したりする。

【００５２】

【実施例】

（実施例１）図６に示すような回路を組み、抵抗とコン
デンサーを適当な値に設定して、バッテリ電圧のディッ
プルによるエンジン回転数検知を実施した。回路はハイ
パスフィルタ６、ローパスフィルタ７、オペアンプ８、
コンパレータ９を含み、カウンタ１０についてはマイコ
ン内蔵のものを使用した。このような回路においては、
ハイパスフィルタ６は信号のＤＣ成分を除き、ローパス
フィルタ７は６０Ｈｚ以上の高周波を除き、オペアンプ
８は通過した信号を適度に増幅し、コンパレータ９は信
号を２値化する。

【００５３】図４にハイパスフィルタ６に入る前の信号
を示す。この波形のＰ−Ｐは、１００ｍＶであり、バッ
テリ電圧の１２Ｖと比較して、１／１２０であるため、
通常は検知できない。このときのエンジン回転数をロー
タリーエンコーダーで計測すると８１０ｒｐｍであっ
た。実施例車両ではファンベルトで介されるエンジンの
プーリーとオルタネータのプーリーの比が２で、このデ
ィップルの周期は３６．６ｍｓｅｃである。周波数を求
めると２７．２Ｈｚで 周波数＝２７．２／２（Ｈｚ）＝１３．６Ｈｚ エンジン回転数＝１３．６×６０（ｒｐｍ）＝８１６ｒ
ｐｍ とエンジン回転数を計算でき、この結果はロータリーエ
ンコーダの実測値とほぼ一致していた。

【００５４】なお、エンジン回転数が大きくなると、図
４に示す波形のＰ−Ｐが小さくなり、実測可能な回転数
範囲は１５００ｒｐｍ以下であった。もっと高い回転数
も測定できるように回路構成を組むこともできるが、図
６の回路では配線の増設をすることなく、バッテリ２の
電圧を入力信号にするだけで、エンジン回転数の検知が
可能である。

【００５５】（実施例２）図６の回路を利用して圧力セ
ンサー３の脈動成分によるエンジン回転数検知を行っ
た。図５にハイパスフィルタ６に入る前の信号を示す。

【００５６】図５に示すように、この波形のＰ−Ｐは６
００ｍＶ程度であるが、これは圧力センサー３の感度に
より左右される。このときのエンジン回転数をロータリ
ーエンコーダで測定すると７２０ｒｐｍであった。実施
例車両は４気筒で４サイクルのエンジンを搭載してお
り、エンジンが１回転すると２回排気するものである。

【００５７】この脈動の周波数は２３．６Ｈｚである。 とエンジン回転数を計算でき、ロータリーエンコーダの
実測値とほぼ一致していた。

【００５８】なお、エンジン回転数が大きくなると、波
形のＰ−Ｐが小さくなるが、実施例の圧力センサー感度
では、エンジンの上限回転数の３０００ｒｐｍまで十分
測定することができた。黒煙浄化装置にはほとんど必ず
付属している圧力センサーを用いて、その脈動分を検出
することだけで、エンジン回転数の検知を実現すること
ができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、オルタネータから直流
電圧に整流されたバッテリ電圧のディップルの周波数を
測定し、ディーゼルエンジンのプーリーとオルタネータ
のプーリーの比から、ディーゼルエンジンの回転数を算
出でき、また、圧力センサーにより排ガスの脈動周波数
を測定し、その脈動数をエンジン１回転当たりの脈動数
で割ることにより、エンジン回転数を算出することがで
きる。

【００６０】したがって、エンジンの回転数計を備えな
いディーゼルエンジンにおいても、何ら複雑な構造を組
み込むことなく容易にエンジンの回転数を得ることがで
きるとともに、この得られた回転数を基にして排ガス浄
化装置の再生及び作動に切り換える系を持たせることが
でき、回転数の計測をそのまま排ガスの処理系統にも有
効に活用できるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における排ガス浄化装置を
示す概略図

【図２】本発明の実施の形態における排ガス浄化装置の
動作を示すフローチャート

【図３】本発明の実施の形態における排ガス浄化装置の
動作を説明するための制御ブロック図

【図４】バッテリ電圧の信号波形を示す図

【図５】圧力センサーの信号波形を示す図

【図６】本発明の実施例における信号検出回路図

【図７】従来例におけるディーゼル機関の排ガス浄化装
置の概略構成を示す模式図

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ２ バッテリ ３ 圧力センサー ４ 温度センサー ５ フィルタ ６ ハイパスフィルタ ７ ローパスフィルタ ８ オペアンプ ９ コンパレータ １０ カウンタ １１ コントローラー １２ 捕集量表示部 １３ フィルタ収納容器 １４ シール材 １０２ ディーゼルエンジン １０３ マニホールド １０４，１０５ａ，１０５ｂ エンジン排ガスの導入配
管 １０６ 排ガス流路切替弁 １０７ａ，１０７ｂ フィルタ収納容器 １０８ａ，１０８ｂ フィルタ １０９ａ，１０９ｂ エンジン排ガスの排出配管 １１０ａ，１１０ｂ，１１２ 再生用空気導入配管 １１１ 再生用空気流路切替弁 １１３ エアポンプ １１６ コントローラー １１８ａ，１１８ｂ 再生用空気排出弁 １１９ａ，１１９ｂ 再生用空気排出配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ｋ ３４１ ３４１Ｒ ３４１Ｍ Ｇ０１Ｄ 5/16 Ｇ０１Ｌ 23/24 Ｇ０１Ｌ 23/24 Ｇ０１Ｄ 5/16 Ｖ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼルエンジンと、このディーゼルエ
   ンジンにファンベルトで接続されたオルタネータと、バ
   ッテリとを搭載した車両において、オルタネータから直
   流電圧に整流されたバッテリ電圧のディップルの周波数
   を測定し、ディーゼルエンジンのプーリーとオルタネー
   タのプーリーの比から、ディーゼルエンジンの回転数を
   算出することを特徴とするディーゼルエンジンの回転数
   測定方法。
2. 【請求項２】ディーゼルエンジンと、このディーゼルエ
   ンジンにファンベルトで接続されたオルタネータと、バ
   ッテリとを搭載した車両において、バッテリ電圧を入力
   信号として、オルタネータから直流電圧に整流されたバ
   ッテリ電圧のディップルの周波数を測定し、このディッ
   プルの周波数とディーゼルエンジンのプーリー及びオル
   タネータのプーリーの比とをもとにエンジン回転数を演
   算する演算部を備えたことを特徴とするディーゼルエン
   ジンの回転数測定装置。
3. 【請求項３】排気系統の少なくとも１か所に圧力センサ
   ーを備えたディーゼルエンジンにおいて、圧力センサー
   により排ガスの脈動周波数を測定し、その脈動数をエン
   ジン１回転当たりの脈動数で除することにより、エンジ
   ン回転数を算出することを特徴とするディーゼルエンジ
   ンの回転数測定方法。
4. 【請求項４】排気系統の少なくとも１か所に圧力センサ
   ーを備えたディーゼルエンジンにおいて、圧力センサー
   の出力信号を入力信号とする演算系を備え、この演算系
   はハイパスフィルタとローパスフィルタとコンパレータ
   とカウンタとエンジン種類設定部とエンジン回転数演算
   部とを含むことを特徴とするディーゼルエンジンの回転
   数測定装置。
5. 【請求項５】排ガス中のパティキュレート等を捕集する
   フィルタと、このフィルタを収納するフィルタ収納容器
   と、このフィルタ収納容器内に排ガスを供給する第１の
   配管と、フィルタ収納容器から浄化された排ガスを放出
   する第２の配管と、フィルタを加熱する加熱手段と、再
   生空気を送る送風手段とを備えたディーゼルエンジン用
   の排ガス浄化装置であって、オルタネータから直流電圧
   に整流された電圧のディップルの周波数を測定し、ディ
   ーゼルエンジンのプーリー及びオルタネータのプーリー
   の比と周波数とによってディーゼルエンジンの回転数を
   算出し、この算出された回転数に基づいてフィルタの目
   詰まり状態を判断する系を備えたことを特徴とするディ
   ーゼルエンジンの排ガス浄化装置。
6. 【請求項６】排ガス中のパティキュレート等を捕集する
   フィルタと、このフィルタを収納するフィルタ収納容器
   と、このフィルタ収納容器内に排ガスを供給する第１の
   配管と、フィルタ収納容器から浄化された排ガスを放出
   する第２の配管と、フィルタを加熱する加熱手段と、再
   生空気を送る送風手段とを備えたディーゼルエンジン用
   の排ガス浄化装置であって、排気系統に備えた圧力セン
   サーにより排ガスの脈動周波数を測定し、その脈動数を
   エンジン１回転当たりの脈動数で除することにより、エ
   ンジン回転数を算出し、この算出された回転数に基づい
   てフィルタの目詰まり状態を判断する系を備えたことを
   特徴とするディーゼルエンジンの排ガス浄化装置。