JPH0213690Y2 - - 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ガス処理装
置に関し、さらに詳しくは、排気ガス中に含まれ
るカーボン粒子及びそれと同様な粒状物（以下排
気微粒子という）を物理的な方法によつて適当な
捕集装置に捕集させて除去する装置に関する。

従来の技術 排気微粒子の捕集装置としてセラミツクフオー
ムのトラツプ材（フイルタ）を用いることがすで
に知られている。捕集された排気微粒子はそのよ
うなフイルタに付着堆積することになる。従つ
て、付着された微粒子はフイルタ材に並設したヒ
ータ等により経時的に燃焼され、フイルタの機能
を再生するようになつている。燃焼時にはフイル
タを通る排気の流速を低下させることが好ましい
ために、フイルタをバイパスするバイパス通路を
形成しそこに配置されたバイパス弁を開いて排気
ガスをバイパス通路から流すようになつている。
この目的のためにバイパス通路の断面積は相対的
に大きくなつている。

一方、フイルタは三次元的網目構造になつてお
り、そのようなフイルタの選定に際しては、網目
を小さくして捕集効率を上げること及びフイルタ
内での排気の流れをできるだけスムーズにして排
気流の圧力損失を小さくすること、という二つの
相反する要求を満たさなければならない。フイル
タは車輌搭載のために容量に制限があり、フイル
タ圧損が大きくなつて特に高負荷時の出力が低下
することになる。これを改善するために本願出願
人は先に実開昭58−2314号公報に示される考案を
提案した。これによると、エンジン高負荷時に前
述のバイパス弁を開いて排気をバイパス通路から
流すようにしたものである。

考案が解決しようとする問題点 前述の公報ではバイパス弁が全開又は全閉の位
置しかもたないため、エンジン高負荷時に全開と
すると排気ガスはほとんどフイルタを通らなくな
つてそのときには微粒子はほとんど除去されなく
なる。これはエンジン出力と微粒子浄化効率との
兼ね合いの問題であり、或る程度は止むを得ない
ことである。しかしながら、前述したように、バ
イパス通路は堆積した微粒子を燃焼処理するため
に相対的に大きな断面積を有するのが好ましい。
これに対して、エンジン高負荷においてもエンジ
ン回転数は変化するので排気流量も変動し、従つ
て、エンジン高負荷時においてもエンジン出力を
予期した通りに発揮し且つ排気微粒子浄化率を上
げる上でバイパス弁を全開にするのが必ずしもベ
ストではないことが分かつた。

問題点を解決するための手段 本考案による排気微粒子除去装置は、排気微粒
子の捕集装置を備え、これをバイパスして形成さ
れたバイパス通路に弁装置を設け、前記捕集装置
の再生時に前記弁装置を開くようにしたものにお
いて、エンジンの負荷状態を検出する手段と、エ
ンジンの回転数を検出する手段と、前記エンジン
負荷状態検出手段より検出されたエンジンの負荷
が所定値以上の時、前記弁装置の弁開度を前記エ
ンジン回転数検出手段より検出された回転数が大
きいほど大きく調節する弁開度調節手段を設けた
ことを特徴とする。

作 用 バイパス通路弁装置は前述の公報に記載された
ように捕集装置の再生時及びエンジン高負荷時に
開かれる。特に、エンジン高負荷時において、バ
イパス通路弁装置の弁開度がエンジン回転数が大
きいほど大きく調節され、よつて予期したエンジ
ン出力を得るとともに捕集装置を通る排気流量も
大きくなつて排気浄化効率が弁全開にしたときに
比べて改善される。

実施例 第１図において、１はデイーゼルエンジン本
体、２はインテークマニホールド、３はエキゾー
ストマニホールド、４はターボチヤージヤであ
る。ターボチヤージヤ４の排気通路下流にはデイ
ーゼル排気微粒子除去装置５が配置される。同除
去装置５は第２図にも示されるように二つの導管
部材６，７を有し、導管部材６はその上下端によ
り排気管（図示せず）に間挿され、第２図に二重
矢印によつて示される排気流路を形成する。導管
部材６はさらに二股に分かれていて実線の矢印に
よつて示される主排気通路８と破線の矢印によつ
て示されるバイパス通路９を形成し、主排気通路
８は他方の導管部材７を通つてバイパス通路９に
合流される。導管部材６のバイパス通路９にはバ
タフライ弁からなるバイパス制御弁１０が配置さ
れる。一方、導管部材７にはセラミツクフオーム
その他からなるフイルタ１１が配置され、フイル
タ１１の前面に近接して電気ヒータ１２が取付け
られている。

第１図において、電気ヒータ１２はリレー１３
を介してコンピユータ１４に接続され、通電時間
を制御される。一方、バイパス弁１０はアクチユ
エータ１５によりリンクを介して駆動される。ア
クチユエータ１５は詳細には示されていないが公
知の負圧ダイヤフラム装置により構成されること
ができ、同アクチユエータ１５への作動負圧の導
入はバキユームポンプ１６から電磁弁（VRV）
１７を介して行われる。電磁弁１７はコンピユー
タ１４により制御され、供給されるデユーテイ比
信号によりアクチユエータ１５への作動負圧を調
節することができる。デユーテイ比により作動負
圧を調節する電磁弁１７は例えばリニアソレノイ
ドタイプとして知られている。コンピユータ１４
には、エンジン回転数（RPM）やエンジン負荷
（LOAD）やエンジン冷却水温その他を表す検出
信号が入力される。

このような検出信号に基づいてコンピユータ１
４は第３図のフローチヤートに従つて作動する。
まずステツプ１０１にてエンジン回転数の積算値
が所定値αより大きいか否かを判定する。エンジ
ン回転数の積算値が所定値αより大きいというこ
とは、フイルタ１１上に捕集された排気微粒子が
多堆積されていることを意味し、このときにはバ
イパス弁１０を全開にし（ステツプ１０２）、ヒ
ータ１２に通電して（ステツプ１０３）堆積した
微粒子を焼却し、フイルタ１１の機能を再生す
る。所定時間後又はその他のセンサの検出信号に
より積算値はリセツトされてバイパス弁１０が閉
じられ且つヒータ１２への通電が停止される。

フイルタ１１を再生すべきでないときには、ス
テツプ１０４にてエンジン負荷が全負荷の80％以
上か否かを判定し、ノーであればステツプ１０５
にてバイパス弁１０を全閉に維持する。このとき
には全ての排気ガスが主通路８からフイルタ１１
を通つて流れ、排気ガス中の微粒子が効率よく除
去されるとともに圧力損失によるエンジン出力の
低下はほとんどない。ステツプ１０４にてイエス
と判断されると、まずバイパス弁１０の開度が決
定される。エンジン全負荷の80％以上となるよう
な高負荷においてはフイルタ１１による圧力損失
のためにエンジン出力に低下が認められ、従つて
この場合には微粒子除去効率を可能な限り保持し
ながらエンジン出力を確保させることが好ましい
訳である。この開度決定のために、第４図に示さ
れるような関係がコンピユータ１４のROMにマ
ツプとして又は関数として記憶されており、従つ
て検出されたそのときのエンジン回転数に応じて
バイパス弁１０の開度を決定することができる。
第４図では、バイパス弁開度はフイルタ１１再生
時に必要なバイパス通路面積を100％として示さ
れており、高負荷時に予期したエンジン出力を得
るように実験により得られたグラフである。バイ
パス弁１０の開度が全開に対して調節された分だ
け排気ガスが主通路８のフイルタ１１を通るパー
セントが増加し、全開時に比べると浄化される排
気ガスの割合が増えることになる。斯くして決定
された開度でバイパス弁１０を開かせる。

尚、以上の実施例においては、バイパス弁１０
の開度調節手段が、例えば第４図のような形体で
コンピユータ１４のROMに記憶された要素とそ
れを取出してアクチユエータ１５や電磁弁１７に
よりバイパス弁１０を駆動させる駆動機構とから
なることは明らかである。

第５図及び第６図は本考案の第二実施例を示
し、上述した第一実施例との相違点についてのみ
説明する。この実施例においては第５図及び第６
図に示されるように圧力センサ２０とフイルタ入
ガス温度センサ２１とが付け加えられている。圧
力センサ２０はフイルタ１１より上流側の排気圧
力を検出するように配置され、フイルタ１１上に
は微粒子が堆積するので排気圧力値がエンジン条
件に無関係に変動するのを補正するためのもので
ある。排気圧力はバイパス弁１０の閉弁時に検出
され、エンジン高負荷時の弁開度を決定する要因
となる。また、フイルタ入ガス温度センサ２１は
圧力補正のために用いられる。さらにエンジン負
荷が例えば第３図のステツプ１０４における判定
に使用されるのに加えて、ステツプ１０６相当の
バイパス弁開度決定のためにも使用されることが
でき、これはターボチヤージヤ付の場合にエンジ
ン回転数とともに吸入空気量の代用として使用さ
れる。これらの各センサの出力信号は全てのコン
ピユータ１４に入力されて、フイルタ１１の目詰
りの程度に応じて第４図に示されるような関係を
さらに補正し、或いはこれらの各センサからの信
号をパラメータとしてフイルタ圧損による出力回
復を99％以上になるように予め決められた設定値
を選び出し、又は計算してバイパス弁１０の開度
を決定し、バルブアクチユエータにそのような制
御信号を送つて、高負荷時にバイパス弁１０の開
度を調節する。

考案の効果 以上説明したように、本考案によればデイーゼ
ル排気除去効果に優れ且つエンジン出力を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例のシステム構成
図、第２図は第１図の除去装置の断面図、第３図
は第１図のコンピユータの制御フローチヤート、
第４図はエンジン回転数に対するバイパス弁開度
のグラフ、第５図は本考案の第２実施例のシステ
ム構成図、第６図は第５図の除去装置の断面図で
ある。 １……エンジン本体、３……エキゾーストマニ
ホールド、５……除去装置、６，７……導管部
材、９……バイパス通路、１０……バイパス弁、
１５……アクチユエータ、１７……電磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. デイーゼルエンジンの排気通路に排気微粒子の
   捕集装置を備え、該捕集装置をバイパスして形成
   されたバイパス通路に弁装置を設け、前記捕集装
   置の再生時に前記弁装置を開くようにしたものに
   おいて、エンジンの負荷状態を検出する手段と、
   エンジンの回転数を検出する手段と、前記エンジ
   ン負荷状態検出手段より検出されたエンジンの負
   荷が所定値以上の時、前記弁装置の弁開度を前記
   エンジン回転数検出手段より検出された回転数が
   大きいほど大きく調節する弁開度調節手段を設け
   たことを特徴とするデイーゼル排気微粒子除去装
   置。