JPH0134647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はデイーゼルエンジンの排気浄化装置に
関し、更に詳しくは、過給機を備えたデイーゼル
エンジンにおいて、排気ガス中に含まれるカーボ
ン粒子等の微粒子を物理的方法によつてフイルタ
エレメント等の適当な捕集材に捕集し、捕集され
た微粒子を周期的に焼却し、捕集材を再生する型
式の過給機付きデイーゼルエンジンの排気浄化装
置に関する。

従来技術 デイーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる微
粒子はカーボン粒子のように可燃性のものがほと
んどで、このような可燃性の微粒子をフイルタに
て捕集し、捕集された微粒子を焼却してフイルタ
の微粒子捕集能力を再生させるデイーゼルエンジ
ンの排気浄化装置は公知である。そして捕集微粒
子を燃焼してフイルタを再生させる手段として一
般に電気ヒータが用いられている。すなわち、電
気ヒータをフイルタの前面全体にわたつて取り付
け、このヒータによりフイルタの表面に付着した
微粒子を着火燃焼させ、それを熱源として下流の
微粒子を自己燃焼させるものである。

このような型式の排気浄化装置においては、エ
ンジンの高負荷時には排気温度が高温となりその
ため電気ヒータとフイルタとよりなる排気トラツ
プの温度が高温度（例えば550℃）に予熱される
ので、エンジンがこの高負荷の状態から低負荷の
状態に移行したとき、トラツプ中になお微粒子な
どの媒が燃えきらずに残つていると、エンジンの
前記負荷の変動により燃料供給量は減少するのに
対し吸入空気量はさして変化しないため、排気中
の酸素濃度が２〜３％から一挙に15〜18％前後に
上昇し酸素供給量が増え、トラツプ内の残存媒が
一斉に着火することがある。その結果フイルタ内
の温度は1000℃以上にもなることがあり、そのた
めフイルタの耐久性を減少させるという問題があ
る。

考案の目的 本考案は上記のような従来のデイーゼルエンジ
ンの排気浄化装置の問題点を解決するためになさ
れたものであつて、その目的とするところは、エ
ンジンの高負荷時から低負荷時への移行に当り、
排気微粒子捕集フイルタに残存付着する微粒子が
一斉に着火燃焼するのを防止して前記フイルタの
耐久性を向上させることのできるデイーゼルエン
ジンの排気浄化装置を提供することにある。

考案の構成 上記の目的を達成するため、本考案の構成は、
デイーゼルエンジンの排気路中の上流側にウエイ
ストゲートバルブを有する過給機を、下流側に電
気ヒータと排気微粒子捕集用フイルタとを有する
排気トラツプを、それぞれ備えたデイーゼルエン
ジンの排気浄化装置において、前記排気トラツプ
にバイパス通路を設けるとともにこのバイパス通
路中に同通路を開閉するバイパスバルブを設置
し、さらに前記排気微粒子捕集用フイルタ予熱温
度の検出器と、エンジン負荷の検出器と、これら
両検出器の信号が入力される中央処理装置とを設
け、この中央処理装置を、前記バイパスバルブと
前記ウエイストゲートバルブを作動させるそれぞ
れのアクチエータに接続し、エンジンが高負荷か
ら低負荷に移行したときであつてかつ前記排気微
粒子捕集フイルタの予熱温度が所定温度以上のと
きに、前記バイパスバルブと前記ウエイストゲー
トバルブを共に開くようにしたことを特徴とする
ものである。

実施例 本考案の実施例について図面を参照して以下に
説明する。

第１図において、１はエンジン（図示しない）
の排気ガス流路であつて排気ガスは入口２からこ
の排気ガス流路１に入り出口３から外気に放出さ
れるようになつている。４は排気ガス流路１の上
流側に設けられた過給機（ターボチヤージヤ）で
あつて、主としてタービン５及びコンプレツサ６
とで構成され、排気ガスが前記入口２から入つて
タービン５を回転させこれと同軸のコンプレツサ
６を作動させて加圧空気をエンジン内に供給する
ようになつている。７はタービン４への排気供給
路のバイパス通路であつて、このバイパス通路７
はウエイストゲートバルブ８によつて開閉され
る。このウエイストゲートバルブ８はアクチエー
タ９に連結されこれによりその開閉作動が制御さ
れるもので、このアクチエータ９はコンプレツサ
６に連通し、その過給圧によつて前記ウエイスト
ゲートバルブ８を開閉するものである。１０は排
気ガス流路１の下流側に設けられた排気トラツプ
であり、排気微粒子を捕集するフイルタ１１と、
このフイルタ１１の前面に配設した電気ヒータ１
２とにより主として構成されている。この排気ト
ラツプ１０にはバイパス通路１３が設けられ、こ
のバイパス通路中にはこの通路を開閉させるバイ
パスバルブ１４が設置されている。１５は前記バ
イパスバルブ１４の開閉作動を行うアクチエータ
で、負圧切換弁（VSV）１６を介して中央処理
装置（CPU）１７に接続されている。１８は中
央処理装置に接続するバツテリーである。前記微
粒子捕集用フイルタ１１中にはその予熱温度を検
出する温度検出用熱電対１９が設けられており、
この温度検出用熱電対１９は中央処理装置１７に
接続され、これに前記フイルタ１１の予熱温度の
検出信号を入力するようになつている。中央処理
装置１７にはまた、アクセル（図示しない）に連
結してその開度したがつてエンジン負荷を検出す
る負荷検出器２０が検出され、この負荷検出器２
０からの負荷検出信号が入力されるようになつて
いる。中央処理装置１７はさらに、負圧切換弁
（VSV）２１を介して前記ウエイストゲートバル
ブ８作動用アクチエータ９に検出されている。

上記のように構成された実施例の作動は次のと
おりである。

エンジンからの排気ガスは過給機４内に入りタ
ービン５したがつてコンプレツサ６を駆動してエ
ンジンに吸気を過給する。なおその過給圧が高く
なり過ぎるとアクチエータ９を作動してウエイス
トゲートバルブ８を開きタービン５への排気ガス
をバイパスさせてタービン５の回転を下げ過給圧
を調節するものである。過給機４を通過した排気
ガスは排気ガス流路１中に設けられた排気トラツ
プ１０を通る際にフイルタ１１により微粒子が捕
集され清浄な排気となつて出口３より外気中に放
出される。エンジン回転数を積算しこれが所定値
以上に達したならば、電気ヒータ１２に通電して
フイルタ１１に捕集されている微粒子に着火しこ
れを自己燃焼させてフイルタ１１の能力を再生さ
せる。

以上の作用は従来公知のデイーゼルエンジンの
排気浄化装置と変わるところはない。

本実施例においては特にフイルタ１１の予熱温
度検出用熱電対１９と、エンジン負荷検出器２０
とが設けられており、前記フイルタ予熱温度の
550℃を検出したときのアクセル開度を検出して
これを標準とし、このアクセルの標準開度以上の
開度を高負荷、標準開度の1/2以下の開度を低負
荷と定め、この設定値を予め中央処理装置１７に
記憶させておく。

したがつてエンジンの走行中にフイルタ１１の
予熱温度が550℃以上であるのを検出ししかもエ
ンジンが高負荷から低負荷に移行したのを検出す
ると、これらの検出信号を受けた中央処理装置１
７はこれに検出する負荷切換弁１６及び２１を作
動してこれら負圧切換弁中の流路を切り換えて真
空が導入されるようにし、この真空をバイパスバ
ルブ１４の作動用アクチエータ１５及びウエイス
トゲートバルブ８作動用アクチエータ９のそれぞ
れのタイヤフラム室に導入して、バイパスバルブ
１４とウエイストゲートバルブ８とを同時に開放
させる。その結果排気トラツプ１０へ流入する排
気ガスはバイパス通路１３を通るようになり排気
トラツプ１０への排気ガス量は大幅に減少し酸素
供給量の増加を阻止し、フイルタ１１に捕集され
燃えきらずに残つていた微粒子が一斉に着火燃焼
するのを防止する。またこれと同時にウエイスト
ゲートバルブ８が開放されるため排気ガスのター
ビン５への供給量が減少しそのためコンプレツサ
６の過給圧が低下しエンジンへの吸入空気量を減
少させるので、その結果としてエンジンの排気ガ
ス量が減少する。したがつて前記のバイパスバル
ブ１４の開放によるトラツプ１０への排気ガス量
の減少に加えてさらに排気ガス量が減少し、トラ
ツプ１０への供給酸素量を一層減少させることに
なる。このようにしてフイルタ１１に捕集されて
いる残存微粒子の一斉着火を未然に防止すること
ができる。

第２図は本実施例のバイパスバルブ１４とウエ
イストゲートバルブ８とを開閉制御するプログラ
ムを示す。本実施例の上記制御プログラムは同図
ａのように上記両バルブを制御するプログラム
と通常の電気ヒータ再生プログラムとを組み合
わせたものである。また上記のプログラムは同
図ｂに示すようなもので、フイルタ１１の予熱温
度が450℃以上か否かを検出し、450℃以下
（NO）の場合は直ちにのプログラムに移行し、
通常の、電気ヒータ１２に通電しフイルタ１１に
捕集された微粒子の燃焼を行うプログラムに従
う。フイルタ予熱温度が450゜以上（YES）を検出
した場合はさらにバイパスバルブ１４及びウエイ
ストゲートバルブ８が閉か否かを検出し、これら
両バルブが開（NO）の場合は次にエンジン負荷
の検出を行なう。両バルブが閉（YES）の場合
はフイルタ予熱温度が550℃以上か否かを検出し
550℃以下（NO）のときはのプログラムに移
行し前記のような通常の電気ヒータ再生プログラ
ムに従う。

ここで550℃以上（YES）を検出したときは次
にエンジン負荷が小か否かを検出し、小でなけれ
ば（NO）、すなわちエンジン負荷が大であれば
両バルブ８，１４を閉としのプログラムの最初
に戻る。一方フイルタ予熱温度の550℃以上
（YES）を検出しかつエンジン負荷の小（YES）
を検出したときは両バルブ８，１４を共に開き
のプログラムの最初に戻る。

このように、フイルタ予熱温度の高底及びエン
ジン負荷の大小を検出し、フイルタ予熱温度が
550℃以上であつてしかもエンジン負荷が小であ
る場合は、バイパスバルブ１４とウエイストゲー
トバルブ８とを共に用いて排気トラツプ１０への
酸素供給量を減少させ、フイルタ１１に捕集され
た微粒子の一斉着火を防止する。

第３図は本考案の他の実施例を示すもので本実
施例が第１図に示す実施例と相違する点は、ウエ
イストゲートバルブ８によつて開閉されるバイパ
ス通路７の終端の開口位置が異なることである。
すなわち第１図に示す実施例においては、これを
排気ガス流路１中の排気トラツプ１０の上流側に
開口させているのに対し、本実施例においては、
このバイパス通路７の終端２２を排気トラツプ１
０直下の排気ガス流路１に開口させた点である。

このように構成することにより、ウエイストゲ
ートバルブ８が開いたときにバイパス通路７を流
れる排気ガスは全て排気トラツプ１０を通過しな
いことになり、その分だけ排気トラツプ１０を通
る排気ガスが減少し、酸素供給量の減少効果をさ
らに増大させることができる。またこれ以外に上
記バイパス通路７の終端２２を、排気トラツプ１
０より離れた下流側において排気ガス流路１に開
口させるか、または排気トラツプのバイパス通路
１３のバイパスバルブ１４の下流側に開口させて
も同様な効果が得られる。

考案の効果 本考案は、以上のように、排気ガス中の微粒子
捕集フイルタの予熱温度が所定値以上であり、か
つエンジンが高負荷から低負荷に移行したときに
は、このフイルタへの酸素供給が増加しないよう
にしたものであるから、上記のエンジン運転状態
で起り勝ちなフイルタにより捕集された微粒子等
の煤が一斉に着火燃焼するのを防止することがで
き、それにより微粒子捕集フイルタの耐久性と向
上させるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の図解的構成図、第
２図は同上実施例の制御機構のプログラムであつ
て、ａはその全体のプログラムを、ｂはバルブ制
御プログラムのフローチヤートをそれぞれ示し、
第３図は本考案の他の実施例を示す第１図と同様
の図である。 １……排気ガス流路、４……過供機、７……バ
イパス通路、６……ウエイストゲートバルブ、９
……ウエイストゲートバルブ用アクチエータ、１
０……排気トラツプ、１１……微粒子捕集フイル
タ、１２……電気ヒータ、１３……バイパス通
路、１４……バイパスバルブ、１５……バイパス
バルブ用アクチエータ、１７……中央処理装置
（CPU）、１９……フイルタ予熱温度検出用熱電
対、２０……エンジン負荷検出器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 デイーゼルエンジンの排気路中の上流側にウエ
   イストゲートバルブを有する過給機を、下流側に
   電気ヒータと排気微粒子捕集用フイルタとを有す
   る排気トラツプを、それぞれ備えたデイーゼルエ
   ンジンの排気浄化装置において、 前記排気トラツプにバイパス通路を設けるとと
   もにこのバイパス通路中に同通路を開閉するバイ
   パスバルブを設置し、さらに前記排気微粒子捕集
   用フイルタ予熱温度の検出器と、エンジン負荷の
   検出器と、これら両検出器の信号が入力される中
   央処理装置とを設け、この中央処理装置を、前記
   バイパスバルブと前記ウエイストゲートバルブを
   作動させるそれぞれのアクチエータに接続し、エ
   ンジンが高負荷から低負荷に移行したときであつ
   てかつ前記排気微粒子捕集フイルタの予熱温度が
   所定温度以上のときに、前記バイパスバルブと前
   記ウエイストゲートバルブを共に開くようにした
   ことを特徴とするデイーゼルエンジンの排気浄化
   装置。