JPS59101519A - デイ−ゼル微粒子除去装置 - Google Patents

デイ−ゼル微粒子除去装置

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JPS59101519A
JPS59101519A JP57209239A JP20923982A JPS59101519A JP S59101519 A JPS59101519 A JP S59101519A JP 57209239 A JP57209239 A JP 57209239A JP 20923982 A JP20923982 A JP 20923982A JP S59101519 A JPS59101519 A JP S59101519A
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egr
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trap
gas
particulates
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JP57209239A
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Kiyoshi Obata
小端 喜代志
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルエンジンの微粒子除去装置に関し
、とくにトラップのパテイキュレ=1・捕集材の溶損防
止をはかったディ微粒子除去装置去装四に関り−る。
ディーゼルエンジンから排出された排気ガスはその排気
通路に設けたI〜ラップに通され、排気ガス中に含まれ
た煤等の微粒子(以下パティキュレートという)が1−
ラップのセラミックス多孔質等からなる捕集材により捕
集される。トラップには時間の経過につれてパティキュ
レートが蓄積し、圧力損失が増大してエンジンの出力損
失を増大させるので、パT、−(A−ユレートがある程
度蓄積した段階で、パテイキュレーhを焼却除去しCト
ラップを、再生する必要がある。
この再生は、電気ヒータ等により捕集材にイ」着したパ
ティキュレートに着火し、パアイキュ・ レー1−を燃
焼させることにより行なう。しかし、再生時パティキュ
レートの燃焼にJ:っCトラップの内部の温度が高くな
るが、それが異常に高くなると捕集材の溶損が生じるの
で、溶損が生じpいように対策が講じられな【)れはな
らない。
その対策として、従来は吸気絞りによって排気ガス中の
酸素IIIIlj[を減じて、パティキュレートの燃焼
を緩慢にし、王の燃焼温度を下げようとしていた。しか
し、あらゆる土ンジン運転領域に対して吸気絞りを行な
って1)1気ガス中の酸素1度を最適に]ントロールす
兆ためには、吸気絞り弁の応答性を十分あげ、かつ精密
にコン1−ロールづる必要があり、実際にはかなり困難
な制御法であった。
本発明は、鋭敏でかつ精密な制御がデにしい吸気絞り弁
を絞ることによって排気ガス中の酸素81度を制御する
ときのような困難な制御を伴なわず、かつ既存の装置面
を若干改良するだけで、容易にトラップ再生時の1〜ラ
ップ内内燃湿温を下げることができ、それによって捕集
材の溶損を防止させるディーゼル微粒子除去装置を提供
することを目的と°りる。
この目的に沿う本発明のディーゼル微粒子除去装置【J
、従来のような吸・排気の絞りによる燃焼温度制御を用
いたものではなく、EGRガス但を増加さCるIJI気
ガス中の酸素濃度を減じ、パデイキュレ−1・の燃焼を
緩慢にして1−ラップ内の燃焼温度を下げる制御法を用
いたものである。E G R装置自体は従来からも存在
するがEG R’1%置を改良して微粒子除去Pi、V
lの捕集材溶損防止手段に用いたものは存在しない。
すなわち、本発明のディーげル微粒子除去装置は、ディ
ーゼルエンジンの排気通路にトラップを設置して該トラ
ップに電気ヒータを設【ノ、排気通路から従来より多m
のEGRガスをj!流させることのできるE G R導
管を分岐しく゛該]二GR導管にEGR弁を設け、C=
 G R弁にトラップ再生時に通常運転時のEGRカス
mJ:り多量のEGRガスを還流さぜるべく E G 
Rjtを制御するコンピュータを接電したものから成る
。ここで、EGR弁を駆動するアクチュエータは一般的
に用いられているバキュームダイアフラムでよい。その
バキューム通路の途中にはバキュームコントローラが設
番プられ、再生時の]ンビュータからの指令信号を受け
で該バギュームニ1ント0−ラを介してEGRガスの還
流但が制衛1される。
このコンピュータにJ:る制御にJ、す、171気カス
中の酸素濃度は従来に比べて低下され、望ましくは、排
気ガス中の空気過剰−わがディーげルエンジン運転域に
関係なく一定に制御される。
空気過剰率人は、運転域に関係なり@1〜ルクが小の時
でも、たとえば入=1.3程度に保たれる。そのため4
n気ガス中の酸素濃度は低減され、パティキルレートの
燃焼は緩慢になり、したがってパティキュレートの急激
な燃焼によって捕集材が異常に過熱され捕集材が溶損す
るという現象は抑えられる。
以下に本発明のディーゼル微粒子除去装置の望ましい実
施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係るディーゼル微粒子除去
装置の系統を示している。図中1はディーゼルエンジン
本体で、2は吸気マニホ/レド、3は排気マニホルド、
4は排気管から成る1ノ1気通路である。排気通路4の
途中にはI・ラップ5が受りられており、内部に排気ガ
ス中の煤等のパデイキュレ−1・を捕集するための捕集
材6が装入されている。捕集材6には排気ガス流の上流
側に電気ヒータ7が設けられ、トラップ再生前に電気ヒ
ータ7に通電゛す°ることによってパティキュレートに
着火する。電気ヒータ7はバッテリ8に接続され、その
電気回路上にリレー9が設けられて再生時にオンする。
トラップ5はボデーアース10されでいる。
排気通路4には、1〜ラツプ5の下流側に[GR導管1
1が分岐されており、吸気系へと接続している。EGR
導管11の途中にはEGIでガスmを制御するEGR弁
12が設【)られている。
EGR4管11 オJ:ffEGR弁12ハ3ffi常
(7)EGRシステムにおいて必要とされるE G R
%αよりも多量の、たとえば(α+5)%のEGRガス
量を吸気系に還流さ・けることがeぎるJ:う、大き目
に作製されている。ERG弁はバキュームダイアフうム
13によって駆動され、バキュームダイアフラム13へ
のハキ1−ムボンブからの負圧はバキュームコンl−ロ
ーラ14にJ、って制御される。
バキュームコントローラ14は、たとえば第2図に示す
よう2つのバキュームスイツf−ングバルブ(VSV)
 14a 、i /II+からなる。ここで一方のV’
5V14aはバ4ニームポンプに接続し、他方のVSV
14bは大気に接続し、VSV14a 、14bの切換
により、バキュームダイアフラム13に負圧または大気
圧を導く。
EGR弁、12は、更に詳しくはバキュームコントロー
ラ14は〕ンビュータ15に電気的に接続されており、
コンピュータ15の指令に従ってEGR弁12は作動さ
れる。コンピュータ15にはエンジン水温、エンジン回
転数、エンジン負荷の信号が入力され、コンピュータ1
5はそれぞれセンサ16.17.18に接続されている
。このうち、エンジン水温はエンジンが冷えでいるとき
はバラブリ8も十分に充電されていないので、再生を行
ない得る時か否かを判断するために計測される。エンジ
ン回転数はエンジン回転数を積算して再生時期になった
かどうかを判断するために計測される。また、エンジン
負荷は、通常エンジン負荷によって空気過剰率が変化す
るので、空気過剰率を制御するためには、時々刻々のエ
ンジン負荷がどの状態にあるかを知る必要があり、その
ために計測されるものである。
コンピュータ15は第3図の流れ線図に示1−制mum
能を有している。すなわち、エンジン回転数を積算する
。そしてfI!Inされたエンジン回転数nが、あらか
じめ定められた再生回転数N、たとえば20b回転、以
上か否かを判断し、以下のときはそのまま積算を続け、
以上のときは再生時期がきたどしてつきのステップに移
り、゛電気ヒータ7を11時間オンして通電づる。電気
ヒータ7の通電はリレー9をオンさけることにより行な
う。このとき同時にバキュームコントローラ14に信号
を送ってE G R弁12の開度を大ならしめ、再生時
のEGR%特性に変更させる。この状態でトラップ5の
再生を行なうが、再生時間t2が過ぎると再生が終了し
たものとする。再生終了時には電気ヒータ7の通電はオ
ンされている。再生が終了すると、バキュームコントロ
ーラ14に信号を送ってEGR弁12の開度を元の小開
度に復帰させる。これで再生ルーチヒが終了し、元の状
態に戻ってエンジン回転数の積算を開始する。
上記の構成および制御11機能を有する装置において、
排気ガス中のパティキュレートの除去および溶損防止は
つぎのように行なわれる。まず、ディーピルエンジン本
体1からの排気ガスはトラップ5を通り、そこで捕集材
6によりパティキュレートが捕集される。
パテイキュレ−1・の蓄積がある程度進んだ段階で、:
1ンピユータ15により再生時期が判断され、前記の機
能を有する:1ンビュータ15の制御下で再生が行なわ
れる。すなわち、電気ヒータ7に通電されてパテイキュ
レーi・に着火され、E G R弁12が再生に切換え
られた状態でトラップ5の再生が遂行される。
第4図は、再生時のEGR%を示している。
同図に示すように、再生時でない通常運転時のE G 
R% 、 (E G R)j スml / 新1m ’
J )j スm X 100)より更に多MのEGR%
が得られるように、E G Rガスmが制御される。通
常時のEGR%をα%とすると、本発明の再生時のEG
R%(α+5)%以上程度に設定される。一般にEGR
%は30%程度(第4図の曲線A)′r−あるので、本
発明にお番ノる再生時は335%以上、たとえば50%
(第4図の曲線B〉程度のEGR%に制御される。すな
わち第4図の斜線領域の再生時EGR%に制御される。
ここで+5%としたのは、αより5%程度人にしないと
十分なパテイキュレ−1−の燃焼制御効果が得られない
ためであり、また第4図で再生1’E (3R%の上限
を70%としているのはそれ以上にすると出力等、他に
良い影響を与えないからである。
第4図に示すようにEGR%が制御されることにより、
排気ガス中の空気過剰率は第5図に示すようになる。す
なわち、従来はディーピルエンジンの軸I・ルクに応じ
て空気過剰重大は変化するが(第5図の曲IC)、本発
明のyA合はその変化が抑えられ、望ましくは空気過剰
重大がほぼ一定、たとえば入=1.3に制御311され
る(第5図の曲線D)。排気ガス中の酸素淵瓜は空気過
剰率に応じて大小になるので、本発明の場合は軸トルク
が小になっても、排気ガス中の酸素濃度は余り変化せず
小に抑えられる。
そのため、I−ラップ5内にお()る捕集材6に捕集さ
れたパティキュレートの燃焼は酸素の過剰でない状態0
行なわれ、燃焼が緩慢になる。
したが−)C1燃焼i品度もそれ程畠くはならず、捕集
4A6が溶損温度、たとえば1000℃、以上になるこ
と【Jなく、捕集材6の溶損は生じない。
以上説明したように、本発明のディーゼル微粒子除去装
置によるどきは、EGRガスを通常のE G R4’5
 i!(において必要どされるより多量に)y流さU、
その還流量をコンピュータによってJ゛るJ:うにした
ので、再生時のパテイキュレ−1への燃焼を制御でき、
したがって1〜ラップ内渇度の制御を通じC捕集材の溶
損防止をはかることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第′1図は本発明の一実施例に係るディーゼル微粒子除
去装置の系統図、 第2図はM1図の装置のバ:に1−ムコント[」−ラの
概略系統図、 第3図は第1図の装置のコンピュータの制御機能を示す
流れ線図、 第4図は第1図の装置におりる軸1−ルクー[GR%特
性図、 第5図は第1図の装置におりる軸1〜ルクー空気過剰率
特性図、 である。 1・・・・・・・・・ディーゼ°ルエンジン71(体4
・・・・・・・・・排気通路 5・・・・・・・・・トラップ 6・・・・・・・・・捕集材 7・・・・・・・・・電気に一タ 9・・・・・・・・・リレー 11・・・・・・・・・E G R導管12・・・・・
・・・・EGR弁 14・・・・・・・・・バキュームコンI・1−1−ラ
15・・・・・・・・・コンビ1−タ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ディーゼルエンジンの排気通路にトラップを設
    置して該I・ラップに電気ヒータを設け、排気通路から
    EGR導管を分岐して該EGRS管にEGR弁を設け1
    .E、、 G、 R弁にトラップ再生時に通常運転時の
    EGRガスmにり多mのEGRガスを還流さCるべく 
    E 、a R弁を制御するコンピュータを接続したζ、
    どを特徴とするディーゼル微粒子除去装置。
JP57209239A 1982-12-01 1982-12-01 デイ−ゼル微粒子除去装置 Granted JPS59101519A (ja)

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JP57209239A JPS59101519A (ja) 1982-12-01 1982-12-01 デイ−ゼル微粒子除去装置

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JP57209239A JPS59101519A (ja) 1982-12-01 1982-12-01 デイ−ゼル微粒子除去装置

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JPS59101519A true JPS59101519A (ja) 1984-06-12
JPH052813B2 JPH052813B2 (ja) 1993-01-13

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62162762A (ja) * 1986-01-10 1987-07-18 Toyota Motor Corp デイ−ゼル機関の排気ガス浄化装置
US6003306A (en) * 1996-10-18 1999-12-21 Daimlerchrysler Ag Method and apparatus for nitrogen oxide emission of a direct injection internal combustion engine
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JPH052813B2 (ja) 1993-01-13

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