JPS62165524A - デイ−ゼル機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関の排気ガス浄化装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼル機関の排気ガス中には炭化化合物からなる可
燃性の微粒子、即ちパティキュレートが含まれており、
このパティキュレートが大気に放出されると大気汚染を
ひき起こす。そこで従来よりパティキュレートが大気に
放出されるのを阻止するために機関排気通路内にパティ
キュレート捕集用フィルタを配置したディーゼル機関が
公知である。ところがこのようなディーゼル機関ではフ
ィルタにより捕集されたパティキュレートを定期的に燃
焼除去する必要がある。従ってこのようなディーゼル機
関は通常フィルタにより捕集されたパティキュレートを
着火するための着火’ＭＨｚを具備しており、所定量以
上のパティキュレートがフィルタにより捕集されたとき
に着火装置を作動させてパティキュレートを着火燃焼せ
しめることによりフィルタを再生するようにしている（
例えば特開昭５９−１３４３１６号公報および特開昭５
９−１３８７１３号公報参照）。

また、このような着火Ｗｉを用いてパテイキュレートを
着火燃焼せしめるようにした場合にはフィルタの再生が
完了したときに着火装置の作動を停止する必要があり、
そのためには再生が終了したか否かを判断しなければな
らない。ところでこのように再生終了を判断するために
フィルタの上流側と下流側に背圧センサを取付けてフィ
ルタ上流側と下流側の背圧差が一定圧以下になったとき
に再生が完了したと判断する方法（特開昭５９−１３４
３１６号公報参照）、およびフィルタに温度センサを取
付けてこの温度センサの出力信号から再生完了を判断す
るようにしｆこ方法（特開昭６０−９０９１２号公報参
照）が公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらフィルタの上流側と下流側との圧力差は再
生開始直後には急激に減少するが再生後期には再生が進
行してもわずかしか減少しない。

従って上述のようにフィルタの上流側と下流側との背圧
差に基いて再生完了を判断するようにした場合には再生
完了を正確に判断できないという問題がある。また、温
度センサを用いた場合には温度センサが高温にさらされ
るために熱劣化を生じ、斯くして温度センサを使用した
くないというのが現状である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本発明によれば、機関排気
通路内にパティキュレート捕集用フィルタを配置すると
共にフィルタにより捕集されたパティキュレートを着火
するための着火装置を具備し、所定量以上のパティキュ
レートがフィルタにより捕集されたときに着火装置を作
動させてパティキュレートを着火燃焼せしめることによ
りフィルタを再生するようにしたディーゼル機関におい
て、フィルタ再生開始時から機関回転数を積算して回転
数の積算値が予め定められた値を越えたときに再生動作
を停止するようにしている。

〔実施例〕

第１図を参照すると、■はディーゼル機関本体、２は機
関駆動の燃料噴射ポンプ、３はターボチャージャを夫々
示す。ターボチャージャ３は排気タービン４と吸気コン
プレッサ５からなり、排気タービン４の排気ガス流出口
には排気管６が連結される。排気管６にはフィルタ容器
７が固締され、このフィルタ容器７内にはパティキュレ
ート捕集用のフィルタ８が配置される。また、フィルタ
容器７内にはフィルタ８の上流側端面に隣接して着火装
置を構成する電気ヒータ９が配置される。一方、排気管
６内にはフィルタ８を迂回するバイパス通路１０が形成
され、このバイパス通路１０内にバイパス弁１１が配置
される。このバイパス弁１１は負圧ダイアフラム装置ｆ
　２に連結されて負圧ダイアフラム装置１２により開閉
制御される。

負圧ダイアフラム装置１２の負圧室１３は電磁切換弁１
４によって大気又は負圧源のいずれか一方Ｇこ連結され
る。通常、即ちフィルタ再生時でないときは９圧室１３
は大気に開放されており、このとき第１図に示すように
バイパス弁１１がバイパス通路１０を閉鎖している。従
ろてこのとき排気タービン４から排出された排気ガスは
排気管６内の排気通路１５、電気ヒータ９、フィルタ８
およびフィルタ容器７内の排気通路１６を介して排気管
１７内に排出される。このときは電気ヒータ９が加熱さ
れておらず、排気ガスがフィルタ８内を通過する際に排
気ガス中のパティキュレートがフィルタ８によって捕獲
される。機関が長時間に亘って使用されるにつれてフィ
ルタ８に堆積するパティキュレートの量が増大し、その
結果フィルタ８の流れ抵抗が大きくなるためにフィルタ
８上流の排気通路１５内の背圧が高くなる。第１０に示
すように排気通路１５内には背圧センサ１８が配置され
ており、この背圧センサ１８によって排気通路１５内の
背圧が予め定められた背圧以上になったことが検出され
たときにフィルタ８の再生動作が開始される。即ち、ま
ず始めに電６〃切換弁１４が作動せしめられて負圧ダイ
アフラム装置１２の負圧室１３が負圧源に連結される。

その結果、バイパス弁１１がバイパス通路１０を全開す
る。このとき大部分の排気ガスはバイパス１ｌｌｌ路１
０を通って排気管１７内に排出され、一部の排気ガスが
電気ヒータ９、フィルタ８および排気通路１６を介して
排気管１７内Ｇこ排出される。次いで電気ヒータ９が加
熱せしめられると電気ヒータ９の最も近くにおいてフィ
ルタ８上に堆積しているパティキュレートがまず始めに
着火され、次いで火炎が下流に向けて徐々に燃え広がる
。次いでフィルタ８上に堆積した全パティキュレートが
燃焼したときにフィルタ８の再生動作が完了する。

再生動作が完了すると再び負圧タイアフラム装置１２の
負圧室１３が大気に解放され、バイパス弁１１がバイパ
ス通路１０を閉鎖する。

電気ヒータ９およびバイパス弁１１は電子制御ユニット
３０の出力信号に基いて制御される。第１図に示される
ように電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータ
からなり、双方向性バス３１によって互いに接続された
ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ　（ラン
ダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ　（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ボート３６から
なる。

人力ボート３５には機関回転数を検出する回転数センサ
４０が接続され、更に背圧センサ１８がＡＤ変換器４１
を介して接続される。また、人力ボート３５には負荷セ
ンサ４２がＡＤ変換器４３を介して接続される。負荷セ
ンサ４２はアクセルペダル４４に連結されており、この
負荷センサ４２はアクセルペダル４４の踏込み量に比例
した電圧、即ち機関負荷に比例した電圧を発生する。

出力ボート３６は夫々対応する駆動回路４５　、４６を
介して電気ヒータ９および電磁切換弁１４に接続される
。

上述したようにフィルタ８上に堆積した全パティキュレ
ートが燃焼したときにフィルタ８の再生動作が完了せし
められる。ところで本発明ではフィルタ８上に堆積した
全パティキュレートが燃焼したか否かが再生動作を開始
した後の機関回転数の積算値に基いて判断される。即ち
、本発明者がガス流速のフィルタ再往時間に与える影響
に着目して実験したところフィルタの再生時間は酸素濃
度に関係なくガス流速に反比例することが判明したので
ある。第４図はこの実験結果を示している。

第４図か、られかるようにガス流速■が速くなるとそれ
に伴なって再生時間Ｔが短かくなる。ところでガス流速
はほぼ機関回転数に比例しており、従って機関回転数が
予め定められた回転数に達するとフィルタの再生が完了
することになる。機関回転数センサは経時変化すること
もなく、従って機関回転数に基いて再生完了を判断でき
れば長時間に亘って正確に再生完了を判断することがで
きる。

そこで本発明は機関回転数を積算することにより再生完
了を判断するようにしている。

次に第２図および第３図を参照して本発明による再生制
御について説明する。

第２図は所定のクランク角毎に行なわれるメインルーチ
ンを示す。第２図を参照すると、まず始めにステップ５
０において再生条件が成立しているか否かが判別される
。これは前述したように背圧センサ１８の出力信号から
判断され、背圧が予め定められた背圧よりも高くなると
再生条件が成立したものとみなされる。再生条件が成立
すればステップ５１においてフラグがセットされる。

第３図は一定の時間毎に実行される再生処理ルーチンを
示す。第３図を参照するとまず始めにステップ６０にお
いてフラグがセントされているか否かが判別される。フ
ラグがセントされている場合にはステップ６１に進んで
バイパス弁１１が全開せしめられ、次いでステップ６２
に進んで電気ヒータ９が予め定められた時間に亘ってｉ
ｆ！１電せしめられる。次いでステップ６３では機関回
転１ＱＮＥの積算が開始される。この積算の開始時期は
バイパス弁１１が開弁じ、電気ヒータ９に通電が開始さ
れたとき、即ち再生開始時である。次いでステップ６４
では機関回転数ＮＥの積算値ΣＮＥが予め定められた回
転数ＮＥｏを越えた否かが判別される。ΣＮＥ　　ＮＥ
ｏになるとステップ６５に進んでフラグがリセットされ
た後にステップ６６において再生動作停止処理が行なわ
れる。この再生動作停止処理は例えば電気ヒータ９の通
電が停止してから一定時間経過後にバイパス弁１１を閉
弁することからなる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば機関回転数の積算値に基
いて再生完了を判断している。機関回転ｐ１．［！ンサ
は経時変化もなく、従って従来の温度センサを用いた場
合に比べて耐久性があり、しかも従来の背圧センサを用
いた場合よりも正確に再生完了を判断することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関排気系を断面図で示した内燃機関の側面図
、第２図はメインルーチンを示すフローチャート、第３
図は再生処理ルーチンを示すフローチャート、第４図は
ガス流速と再生時間との関係を示す線図である。 ６．１７・・・排気管、　　　　　８・・・フィルタ、
９・・・電気ヒータ、　　　　ｌＯ・・・バイパス通路
、１１・・・バイパス弁、　　　１５．１６・・・排気
通路。 鱈２図　　　　　　　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関排気通路内にパティキュレート捕集用フィルタを配
   置すると共に該フィルタにより捕集されたパティキュレ
   ートを着火するための着火装置を具備し、所定量以上の
   パティキュレートがフィルタにより捕集されたときに着
   火装置を作動させてパティキュレートを着火燃焼せしめ
   ることによりフィルタを再生するようにしたディーゼル
   機関において、フィルタ再生開始時から機関回転数を積
   算して回転数の積算値が予め定められた値を越えたとき
   に再生動作を停止するようにしたディーゼル機関の排気
   ガス浄化装置。