JPH0219534Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両用のデイーゼルエンジンの排気浄
化装置に係り、特に排気中の微粒子成分をフイル
タ部材で捕集してフイルタ部材に捕集された微粒
子成分を燃焼除去するようにした装置の改良に関
する。

（従来技術） 一般にデイーゼルエンジンの排気中には燃焼過
程での高温によつて燃料の一部が分解し炭素の一
部が遊離して発生した微粒子成分が混入してお
り、この微粒子成分が排気中の黒煙となつて排出
される。このため、デイーゼルエンジンの排気浄
化対策の一環としてセラミツクス等でハニカム状
に形成された通気性を有するフイルタ部材をエン
ジンの排気通路に配設し、排気が前記フイルタ部
材を通過する間に排気中に混入している微粒子成
分をフイルタ部材で捕集するようにした排気浄化
装置が既に開発されている。

このようなフイルタ部材を備えた排気浄化装置
ではエンジンが長期間に亘つて運転されると、フ
イルタ部材に微粒子成分の堆積による目詰まりが
生じ、エンジンの背圧が上昇して出力低下等を招
くという問題がある。

そこで、特開昭55−131518号公報に開示されて
いるように、フイルタ部材にニクロム線等からな
る電気発熱体を取付け、定期的に、または目詰り
が生じた時点で前記電気発熱体に通電することに
よりフイルタ部材に堆積した微粒子成分を燃焼さ
せてフイルタ部材の目詰りを解消するようにした
ものが提案されている。

ところが、この先行例では前記電気発熱体に大
電流が通電されるので、バツテリに対し電気発熱
体と並列に接続される、車両、特に自動車のヘツ
ドランプ等の運転に必須の電装品に通電を行おう
とすると、バツテリの負荷が大きくなることによ
りさらに大きな電流が流れることになり、バツテ
リの内部抵抗による電圧降下が無視できないくら
い大きくなつてしまうという問題があつた。すな
わち、このような大きな電圧降下が生じると、そ
の分バツテリ外部へ取り出せる電流量が減少して
しまうため、前記ヘツドランプ等の必須電装品に
通電される電流も減少してしまい、ヘツドランプ
の照度が低下するという問題があつた。

（考案の目的） 本考案の目的は、車両の運転に必須でフイルタ
部材を加熱する電気発熱体よりも優先される特定
の電装品への通電量が、バツテリの内部抵抗によ
る電圧降下により減少してしまうことがないよう
にして、特定の電装品を正常に動作させ得るデイ
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） 本考案によるデイーゼルエンジンの排気浄化装
置は次の構成となつている。すなわち、エンジン
の排気通路に配設されたフイルター部材に捕集さ
れた微粒子成分をバツテリを電源として通電され
る電気発熱体で燃焼除去するようにしたデイーゼ
ルエンジンの排気浄化装置において、電装品作動
検出装置を設て車両電装品のうち車両の運転に必
須で前記電気発熱体よりも優先され且つ前記バツ
テリを電源として通電される特定の電装品の作動
状態を検出するようにし、電装品作動検出装置を
設けて前記特定の電装品作動時に電気発熱体への
通電を停止もしくは通電量を減少させて特定の電
装品を正常に作動させるようにしたものである。

（実施例） 〈第１実施例〉 第１図を参照して本考案の第１実施例を説明す
る。第１図に示す車両用すなわち自動車用のデイ
ーゼルエンジンの排気通路１にはフイルタ収容部
２が形成されており、このフイルタ収容部２は排
気通路１の排気マニホールド（図示せず）近傍の
排気温度が高温である部位に所定の内容積を有し
て設けられている。このようなフイルタ収容部２
内には排気中の炭素からなる微粒子成分を捕集す
るフイルタ部材３が収容されており、このフイル
タ部材３はコージライトと呼称される通気性に富
む多孔質のセラミツクスで製せられ、軸方向に貫
通した多数の小孔３ａ，３ｂを有するハニカム状
に形成されている。そして、フイルタ部材３の小
孔３ａは上流側開放端がブラインドプラグ４…で
閉塞されており、残りの小孔３ｂは下流側開放端
がブラインドプラグ４…で閉塞されていて、排気
通路１の上流側から流通する排気は下流側開放端
が閉塞され上流側が開口している小孔３ｂに流入
し隔壁３ｃで微粒子成分が捕集された後に上流側
開放端が閉塞され下流側が開口している小孔３ａ
を通つて排気通路１の下流側に排出されるように
なつている。また、フイルタ部材３の上流側端部
には電気発熱体であるヒータ５が前記ブラインド
プラグ４を貫通して小孔３ａ内に挿入されてい
る。このヒータ５は例えばニクロム線で製せられ
ており、通電されてフイルタ部材３に堆積した微
粒子成分を加熱燃焼させて除去するものである。

前記排気通路１にはフイルタ部材３をバイパス
としてフイルタ部材３の上流側と下流側とを連通
するバイパス通路６が接続されている。このバイ
パス通路６の途中にはバイパス制御弁７が介挿さ
れており、このバイパス制御弁７でバイパス通路
６を開閉制御するようになつている。そしてバイ
パス制御弁７には導圧管８の一端が接続されてお
り、導圧管８の他端はバキユームポンプ９に接続
されている。また導圧管８の途中には三方弁１０
が介挿されており、この三方弁１０の切換操作で
前記バイパス制御弁７に作用する負圧を調整して
バイパス制御弁７を開閉動作させるようになつて
いる。さらに、前記フイルタ収容部２のフイルタ
部材３下流側には温度センサＡ１１がフイルタ収
容部２内に挿入されており、この温度センサＡ１
１でフイルタ部材３下流側の排気温度を測定して
隔壁３ｃに堆積した微粒子成分がヒータ５によつ
て燃焼除去されているは否かを検出するようにな
つている。

そして、図中１２は自動車に搭載された電源で
あるバツテリであつて、このバツテリ１２は電圧
が１２Ｖのもので負極側は自動車の車体にアース
されており、正極側は母線１２ａが結線されてい
る。この母線１２ａはヒユーズ１３、キースイツ
チ１４、リレーＡ１５を順次介してラジオ、換気
用フアン等の自動車の運転に必須ではない電装品
１６に直列接続されている。前記リレーＡ１５は
励磁によつてON，OFF動作するもので、通常時
すなわち非励磁時にはON動作し、作動時すなわ
ち励磁時にはOFF動作するようになつている。
また前記ヒユーズ１３とキースイツチ１４との間
には電装品作動検出装置であるライトスイツチ１
７を介して自動車の運転に必須であり、かつ前記
電装品１６より優先される電装品としてのヘツド
ランプ１８が並列に接続されており、ライトスイ
ツチ１７が閉動作されるとヘツドランプ１８には
電装品１６よりも優先して通電されるようになつ
ている。

前記ヒータ５の通電線５ａには母線１２ａのヘ
ツドランプ１８下流側に並列接続されており、こ
の通電線５ａにはリレーＢ１９および並列に配列
されたＬ接点とＲ接点とを有するリレーＣ２０が
直列に介挿されている。さらに、リレーＣ２０の
Ｒ接点とリレーＢ１９との間にはドロツピングレ
ジスタ２１が介挿されるとともにリレーＡ１５の
励磁コイル１５ａが結線されており、前記リレー
Ｃ２０およびドロツピングレジスタ２１で通電制
御装置が形成されている。前記リレーＣ２０は通
常時にはＬ接点がON状態、Ｒ接点がOFF状態の
もので、リレーＣ２０の励磁用コイル２０ａはラ
イトスイツチ１７とヘツドランプ１８との間に結
線されており、励磁用コイル２０ａは通電時すな
わち作動時にはＬ接点がOFF動作、Ｒ接点がON
動作するようになつている。そして、前記リレー
Ｂ１９の励磁用コイル１９ａは作動制御装置２２
に結線されており、リレーＢ１９は通常時すなわ
ち非励磁時にはOFF状態であり作動時すなわち
励磁時にはON動作するものである。

前記作動制御装置２２には前記温度センサＡ１
１の検出信号および目詰まりセンサ２３の検出信
号が入力されるようになつている。この目詰まり
センサ２３は例えば燃料消費量を積算して燃料消
費量が設定値に達した時に目詰まり検出信号を出
力するものである。そして、作動制御装置２２は
前記両入力信号に基づいてフイルタ部材３が目詰
まり状態時にはリレーＢ１９の励磁用コイル１９
ａに通電信号すなわち励磁電流を出力するととも
に、前記三方弁１０を切換動作させてバイパス制
御弁７を開閉動作させ、前記温度センサＡ１１の
検出信号が所定レベル以上となつて微粒子成分の
燃焼が完了し目詰まり状態が解消した時には前記
リレーＢ１９の励磁電流を遮断するようになつて
いる。

このように構成された第１実施例装置の動作を
説明する。まず、目詰まりセンサ２３がフイルタ
部材３に微粒子成分が堆積した状態を検出して検
出信号を作動制御装置２２に出力する。作動制御
装置２２は前記検出信号が入力されるとリレーＢ
１９の励磁用コイル１９ａに通電信号すなわち励
磁電流を通電させるとともに、前記三方弁１０へ
切換信号を送出してバイパス制御弁７を開動作さ
せバイパス通路６でフイルタ部材３の上流側およ
び下流側を連通させる。そして、リレーＢ１９が
励磁されて作動しON動作するとリレーＣ２０の
通常時すなわちヘツドランプ１８の消灯時にはリ
レーＣ２０のＬ接点側を通つて母線１２ａから通
電線５ａに電流が通電され前記ヒータ５に大電流
が通電される。また、ライトスイツチ１７が閉動
作されヘツドランプ１８が点灯するとリレーＣ２
０の励磁用コイル２０ａが通電されリレーＣ２０
が作動してＬ接点を開動作、Ｒ接点を閉動作させ
る。この状態ではヒータ５には母線１２ａからド
ロツピングレジスタ２１を通つて通電されるので
ヒータ５に通電される電流は減少する。したがつ
て、バツテリ１２を流れる総電流が軽減されるこ
とになり、ヒータ５に通電したときのバツテリ１
２の内部抵抗による電圧降下も軽減されることに
なる。すなわち、ヘツドランプ１８を点灯させる
際には、通電制御装置であるリレーＣ２０を動作
させてヒータ５への通電をドロツプレジスタ２１
を介して行うようにすることにより、ヘツドラン
プ１８に通電される電流が十分に確保され、この
ヘツドランプ１８の照度が基準値以上に維持され
る。さらに、リレーＢ１９がON動作するとリレ
ーＡ１５の励磁用コイル１５ａにも電流が流れリ
レーＡ１５を作動させOFF動作させる。リレー
Ａ１５がOFF動作すると電装品１６には通電さ
れなくなり、負荷電流によるバツテリ１２の電圧
降下が著しく軽減される。したがつて、前記ヘツ
ドランプ１８及びヒータ５には電圧降下の影響を
受けないバツテリ１２本来の電圧に応じた電流が
流れることになる。

ヒータ５に通電が続けられるとフイルタ部材３
に堆積した微粒子成分は燃焼除去され、フイルタ
部材３の目詰まりが解消されることになる。この
とき微粒子成分の燃焼によりフイルタ部材３の下
流側での排気温度が上昇する。この排気温度の上
昇を温度センサＡ１１が検知して排気温度が設定
値以上となると温度センサＡ１１は検出信号を前
記作動制御装置２２に送出する。作動制御装置２
２は温度センサＡ１１からの検出信号が入力され
上記設定温度以上の状態が所定期間継続するとフ
イルタ部材３の目詰まりが解消されたと判定して
通電信号すなわち励磁用コイル１９ａの励磁電流
を遮断する。励磁電流が遮断されるとリレーＢ１
９は通常時のOFF状態に復帰し、リレーＢ１９
がOFF状態になるとリレーＡ１５の励磁用コイ
ル１５ａにも励磁電流が流れなくなつて、リレー
Ａ１５も通常時のON状態に復帰する。また、ヘ
ツドランプ１８が消灯されるとリレーＣ２０の励
磁用コイル２０ａの励磁電流も遮断され、リレー
Ｃ２０は通常時に復帰しＬ接点がON状態、Ｒ接
点がOFF状態となる。

以上のような第１実施例装置では次の効果を奏
する。まず、ヘツドランプ１８の点灯時にはリレ
ーＣ２０が作動しＬ接点がOFF動作、Ｒ接点が
ON動作するのでヒータ５へはドロツピングレジ
スタ２１を介して通電されるのでヒータ５への通
電量は減少する。そして、ヘツドランプ１８への
通電量は、ヒータ５への通電量が減少することで
総負荷電流も減少し、よつてバツテリ１２の内部
抵抗による電圧降下が抑制されたことにより十分
に確保される。このようにして、ヘツドランプ１
８の照度は基準値以上に維持されるのである。し
たがつて自動車の運転に必須のヘツドランプ１８
は正常に作動し自動車の安全性を向上させること
ができる。

また、ヒータ５への通電時にはリレーＡ１５も
作動してOFF動作するので電装品１６への通電
も停止され、これによつても、ヘツドランプ１８
への通電量を基準値以上に維持することができ
る。

〈第２実施例〉 第２図ないし第４図を参照して本考案の第２実
施例を説明する。なお、第２図ないし第４図中で
第１図と同一あるいは相当部分のものには同一符
号を付して図示する。

この第２実施例は第２図に示すようにマイク
ロ・コンピユータを利用したもので作動制御装置
である中央処理部（以下、CPUと称する。）２４
で制御を行なうようになつている。このCPU２
４には目詰まりセンサ２３、温度センサＡ１１、
および電装品作動検出装置であるライトスイツチ
１７からヘツドランプ１８の点灯信号１８ａが入
力され、CPU２４からは通電制御装置であるリ
レーＢ１９の励磁電流が励磁用コイル１９ａに通
電されるとともにリレーＡ１５の励磁電流が励磁
用コイル１５ａに通電されるようになつている。

前記CPU２４は第４図に示すように目詰まり
検出部２５、ヒータ作動制御部２６、ヒータ駆動
部２７、目詰まり解消検出部２８、バイパス制御
部２７ａから形成されている。まず、目詰まり検
出部２５は前記目詰まりセンサ２３からの検出信
号によりフイルタ部材３の目詰まりを検知するも
ので、この目詰まり検出部２５からの出力信号は
ヒータ作動制御部２６に入力されるようになつて
いる。このヒータ作動制御部２６にはライトスイ
ツチ１７からのヘツドランプ１８の点灯信号１８
ａが入力されており、ヘツドランプ１８の点灯、
消灯を検知してヘツドランプ１８の消灯時にヒー
タ５の作動制御信号をヒータ駆動部２７に出力す
るようになつている。また、前記作動制御信号は
目詰まり解消検出部２８にも入力されており、こ
の目詰まり解消検出部２８は温度センサＡ１１か
らのフイルタ部材３下流側の排気温度検出信号に
基づいてヒータ作動時には目詰まり解消を検出し
た場合にはヒータ駆動部２７にヒータ通電停止信
号を出力し、ヒータ５へ通電してから所定期間た
つても目詰まりが解消されない場合には警報信号
２８ａを出力するようになつている。このヒータ
駆動部２７はヒータ通電停止信号が入力されてい
ない時には前記作動制御信号に基づいてリレーＢ
１９に通電信号すなわち励磁電流を通電してリレ
ーＢ１９をON動作させるとともに、リレーＡ１
５に励磁電流を通電してリレーＡ１５をOFF動
作させるようになつている。また、ヒータ駆動部
２７からのリレーＢ１９の励磁電流はバイパス制
御部２７ａに入力されており、バイパス制御部２
７ａは温度センサＡ１１からの検出信号に基づい
てフイルタ部材３が目詰まり時には前記バイパス
制御弁７を開動作させ目詰まり解消時にはバイパ
ス制御弁７を閉動作させるバイパス制御弁７の切
換信号１０ａを出力するようになつている。

このように構成された第２実施例装置の動作を
第４図を参照して説明する。まず、前記CPU２
４での信号制御が開始されるとステツプ２９で
CPU２４全体がイニシヤライズされ、ステツプ
３０で目詰まりセンサ２３の検出信号が目詰まり
検出部２５に入力されステツプ３１に進行する。
このステツプ３１で目詰まり状態であるか否かを
判別して目詰まり状態である場合にはステツプ３
２に進行し、目詰まり状態でない場合にはステツ
プ３０に循環する。前記ステツプ３２ではライト
スイツチ１７の作動信号すなわちヘツドランプ１
８の点灯信号１８ａがヒータ作動制御部２６に入
力され、ステツプ３３に進行する。このステツプ
３３ではヘツドランプ１８の点灯、消灯を判別
し、ヘツドランプ１８が消灯時にはステツプ３４
およびステツプ３５に進行し、ヘツドランプ１８
が点灯時には信号制御を終了する。ステツプ３４
でヒータ駆動部２７はリレーＡ１５、リレーＢ１
９を作動させ、リレーＡ１５をOFF動作させリ
レーＢ１９をON動作させてステツプ３６に進行
する。ステツプ３６では目詰まり解消検出部２８
に温度センサＡ１１の検出信号を入力させてステ
ツプ３７に進行する。このステツプ３７で目詰ま
り解消検出部２８は目詰まりが解消されているか
否かを判別し目詰まりが解消されている場合には
ステツプ３８に進行し目詰まりが解消されていな
い場合にはステツプ３９に進行する。ステツプ３
８でヒータ駆動部２７は励磁電流を遮断してリレ
ーＡ１５、リレーＢ１９の作動を停止させた後に
信号処理を終了する。そして、ステツプ３９では
運転車に目詰まりが解消されていない事を警告す
るための警報信号２８ａを出力する。

また前記ステツプ３５でバイパス制御部２７ａ
は三方弁１０を切換えてバイパス制御弁７を開動
作させ、ステツプ３９に進行する。このステツプ
３９でバイパス制御部２７ａに温度センサＡ１１
の検出信号が入力され、ステツプ４０に進行す
る。このステツプ４０でバイパス制御部２７ａは
温度センサＡ１１の検出温度Ｔが設定温度Toに
達しているか否かの判別を行ない、 Ｔ≧To …… が成立する時は所定時間継続した後微粒子成分
の燃焼が完了したと判定してステツプ４１に進行
し、式が成立しない時はステツプ３５に循環す
る。そして、ステツプ４１でバイパス制御部２７
ａは三方弁１０を切換えてバイパス制御弁７を閉
動作させた後、信号処理を終了する。

以上の第２実施例ではCPU２４はヘツドラン
プ１８の点灯信号１８ａに基づいてヒータ５への
通電を停止するので、バツテリ１２の電圧降下が
より抑制され、よつてヘツドランプ１８への通電
量を確保してヘツドランプ１８の照度を基準値以
上に維持することができる。

なお、本考案は以上の両実施例に限定されるも
のではない。たとえば、ヒータ５よりも優先され
る自動車の運転に必須の電装品はヘツドランプ１
８に限らず、厳寒地域用の車室ヒータ等でもよ
い。また、目詰まりセンサ２３は燃料消費量で目
詰まり状態を判定するものに限らず、走行距離、
エンジン運転時間、フイルタ部材の抵抗値変化、
エンジンの背圧検出等で判定することもできる。

（考案の効果） 以上、説明したように本考案によれば、車両の
運転に必須で優先される特定の電装品の作動を電
装品作動検出装置で検出し、前記特定の電装品の
作動時には通電制御装置でフイルタ部材を加熱す
る電気発熱体への通電を停止もしくは通電量を減
少させるようにしたから、前記電気発熱体が電源
とするバツテリと同一のバツテリを電源とする前
記特定の電装品の作動時に、バツテリの内部抵抗
による電圧降下を抑制することができ、前記特定
の電装品への通電量を確保し正常に作動させるこ
とができる等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例装置を示す構成
図、第２図ないし第４図は本考案の第２実施例を
示す図で、第２図は第２実施例装置の構成図、第
３図は第２図のCPU２４の構成図、第４図は第
２実施例装置の動作を示す流れ図である。 １……排気通路、３……フイルタ部材、５……
ヒータ（電気発熱体）、１１……温度センサＡ、
１２……バツテリ（電源）、１５……リレーＡ、
１６……電装品、１７……ライトスイツチ（電装
品作動検出装置）、１８……ヘツドランプ（特定
の電装品）、１９……リレーＢ、２０……リレー
Ｃ（通電制御装置）、２１……ドロツピングレジス
タ（通電制御装置）、２２……作動制御装置、２
３……目詰まりセンサ、２４……CPU（作動制御
装置）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気通路に排気中の微粒子成分を捕
   集するフイルタ部材を設けるとともに、バツテリ
   を電源として通電されることにより前記フイルタ
   部材に捕集された微粒子成分を燃焼除去する電気
   発熱体を設けた車両用のデイーゼルエンジンの排
   気浄化装置において、前記バツテリに対して前記
   電気発熱体と並列に接続される車両電装品のうち
   車両の運転に必須で前記電気発熱体よりも優先さ
   れる特定の電装品の作動状態を検出する電装品作
   動検出装置と、この電装品作動検出装置の出力に
   より前記特定の電装品作動時に電気発熱体への通
   電を停止もしくは通電量を減少させる通電制御装
   置とを具備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。