JPH0134648Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案はデイーゼル機関の排気ガス中の微粒子
（パテイキユレート）の捕集除去を行うトラツプ
装置、詳しくはそのようなトラツプ装置の溶損防
止技術に関する。

従来技術 デイーゼル機関の排気管には排気ガス中の微粒
子の捕集除去を行うためトラツプ装置が設けられ
る。トラツプ装置内にはトラツプ材が設けられ、
排気ガス中の微粒子の捕集を行う。所定時間又は
距離走行後にトラツプ材に近接して設けられたヒ
ータが駆動され、トラツプ材に捕集された微粒子
の焼却が行われる。

このような微粒子トラツプ装置を備えたデイー
ゼル機関では、高速・高負荷で運転後減速等の軽
負荷運転をした場合にトラツプ装置が過大な温度
にさらされる問題がある。即ち、高速・高負荷で
運転するとトラツプ装置のトラツプ材の温度が
550℃以上となるが、デイーゼル機関の作動特性
上、この高速・高負荷では排気ガス中の酸素濃度
は５％以下と不十分でありトラツプ材にススが未
燃焼で残つていることがある。その後の軽負荷運
転によつて、排気ガス中の酸素濃度は18％前後に
も高まり、またトラツプ材は余熱によつて550℃
以上を保つ。そのためススが着火燃焼に至り、内
部温度は1000℃を超えるに至る。このような温度
の過大によつてトラツプ装置の溶損が生ずること
がある。

考案の目的 本考案はかかる従来技術の問題に鑑みてなされ
たものであり、高速・高負荷運転後軽負荷運転に
入つた場合におけるトラツプ装置の内部温度の異
常増大を防止する技術を提供することを目的とす
る。

考案の構成 第１図は本考案の構成を示すものであり、デイ
ーゼル機関１０の排気管１８に微粒子トラツプ装
置２６が設けられ、一方、吸気管１３内には吸気
絞り弁３４が設けられる。トラツプ装置２６内の
温度を検知するセンサ５８及び機関の負荷を検知
するセンサ６０からの信号で、高速・高負荷直後
の軽負荷運転時か否か判定手段２により判定され
る。駆動手段３はそのYes，Noに応じ吸気絞り
弁３４の開閉駆動を行う。

実施例 第２図は本考案の実施例を示すもので、１０は
デイーゼル機関の本体、１２は吸気マニホルド、
１３は吸気管、１４はエアクリーナ、１６は排気
マニホルド、１８は排気管である。２０は燃料噴
射ポンプ、２２は真空ポンプであり、それぞれク
ランク軸２４に、プーリ及びベルトによつて連結
され、回転駆動される。

２６は、排気ガス中の微粒子（パテイキユレー
ト）の捕集、除去を行うトラツプ装置であり、内
部にトラツプ材２８を備えている。トラツプ材２
８の前方にこれと近接してヒータ３０が設けられ
る。ヒータ３０は、この分野の技術では周知の通
り、一定の走行距離毎に駆動され、その間トラツ
プ材２８に捕集された微粒子の焼却を行う。３２
は、その焼却の際にトラツプ装置２６への排気ガ
スを制御するバイパス管であり、３３はそのよう
なバイパス量を制御する開閉弁である。

本考案によれば吸気絞り弁３４が吸気管１３内
に設けられる。吸気絞り弁３４は通常の全開に保
持されるが、高負荷・高回転直後の軽負荷運転時
には閉鎖されることは後述の通りである。そのよ
うな絞り弁３４の制御を行うため、絞り弁３４は
リンク３８を介して開閉弁駆動アクチユエータ４
０に連結される。このアクチユエータ４０はこの
実施例ではダイヤフラム式であり、リンク３８に
連結されるダイヤフラム４０１、ダイヤフラム４
０１を付勢するばね４０２、及び負圧室４０３よ
り成る。この負圧室４０３は電磁式の３方弁４４
によつてエアクリーナ１４と真空ポンプ２２との
間を切替的に連通される。即ち、電磁弁４４の非
励磁状態では、白ぬきの如く、負圧室４０３は、
配管４６，４８を介して真空ポンプ２２に連結さ
れ、負圧室４０３は負圧となる結果ダイヤフラム
４０１はばね４０２に抗して図の左方に引張ら
れ、絞り弁３４は反時計方向に回動され、全開位
置をとるに至る。一方、電磁弁４４の励磁状態で
は、黒塗りの如く、負圧室４０３は、配管４６，
５０を介して空気クリーナ１４に連通され、その
室４０３は大気圧となり、ばね４０２の力によつ
てダイヤフラム４０１は右方に押され絞り弁３４
は破線の如く閉鎖位置をとるまで時計方向に回動
される。

５４は制御回路であつて本考案に従つて絞り弁
３４の駆動を行うためのものであり、この実施例
ではマイクロコンピユータシステムとして構成さ
れる。即ちマイクロコンピユータは、高速・高負
荷直後の軽負荷運転時を検知するセンサ群からの
信号が入力しておりその信号により演算を行い電
磁弁４４への駆動信号を形成する。そのようなセ
ンサ群として、温度センサ５８とアクセルペダル
位置検知センサ６０とが設けられる。温度センサ
５８はトラツプ装置のトラツプ材２８に埋設され
たサーミスタとして構成され、トラツプ材２８の
温度に応じた電気信号が得られる。一方、アクセ
ルペダル位置センサ６０は、燃料噴射ポンプ２０
のアクセルレバーに連結したポテンシヨメータと
して構成され、アクセルペダル位置に応じた電気
信号が得られる。

マイクロコンピユータシステムは入力ポート７
０と出力ポート７２とを持つ。入力ポート７０
は、マルチプレクサ７４を介して、温度センサ５
８、アクセルペダル位置センサ６０に接続され、
必要な温度情報、負荷情報が入力される。一方、
出力ポート７２は、ラツチ７６、増幅器８０を介
して、ヒータ３０に接続されると同時に、ラツチ
８２、増幅器８４を介して電磁弁４４に接続され
る。入力ポート７０及び出力ポート７２はバス８
６を介してマイクロプロセシングユニツト
（MPU）８８、リードオンリメモリ（ROM）９
０、及びランダムアクセスメモリ（RAM）９２
に結線され、これにより各センサからの信号によ
つて必要な演算を行い絞り弁３４の駆動が行われ
る。

本考案は、以上述べたハードウエア構成に加え
て、本考案の制御を実現するソフトウエア構成を
持つている。そのようなソフトウエアは当然なが
らROM９０内にプログラムとして書かれてある
が、以下これを第３図のフローチヤートによつて
説明する。

第３図において、１００はプログラムの開始を
示し、次いで１０１ではトラツプ装置２８が再生
時期、即ちトラツプ材２８に捕集された微粒子を
焼却する時期に来ているか否か判定される。Yes
の場合は１０２に進みトラツプ材の再生のため通
常行われる処理を行う。この処理行程は当業者に
は周知であることから詳しい説明は省略する。
唯、ヒータ３０に通電されると同時に開閉弁３３
の開度が調整され、トラツプ材２８に捕集された
微粒子の着火に必要な温度及び空気量に制御され
ることを述べるに留める。

１０１のステツプで再生時期にないと判定され
ればNoに分岐し、本考案に係る、トラツプ装置
の温度異常上昇防止のためのルーチンに入る。先
ず１０３では、MPU８８はRAM９２の所定エ
リヤに格納される温度センサ５８からのトラツプ
内温度T_Fのデータを入力する。次いでプログラ
ム１０４に進み、このようにして実測されたトラ
ツプ内温度T_Fが450℃より大か否か判定する。こ
の判定の意味については後述する。１０４でYes
であれば、即ちT_F＞450℃であれば、１０６に進
み、そのとき吸気絞り弁３４が開となつているか
否かが判定される。絞り弁３４が開と判定されれ
ばYesに分岐し、１０８に移り、トラツプ内温度
T_Fが550℃以上か否か判定される。

高回転・高負荷以外の運転ではトラツプ内温度
T_Fは550℃を超えず、Noの判定になり、１１０
に進む。１１０ではMPU８８は出力ポート７２
の端子７２１をHighとする。そのためクラツチ
８２はHighの信号を出し、電磁弁４４は励磁さ
れ黒ぬりのポート位置をとり、負圧室４０３に負
圧が導入され、ダイヤフラム４０１は引張られ、
絞り弁３４は全開となる。

次にこのルーチンが実行に入つたときにおい
て、機関が高回転・高負荷運転を経験していたと
すると、トラツプ内温度T_Fは550℃を超え、１０
８の判定はYesとなり、１１６に進む。１１６で
は、MPUはアクセルペダル開度センサ６０から
のデータを格納したRAM領域の内容を入力し、
そのときの負荷が小さいか、例えば減速時の負荷
相当値か否か判定される。Noの場合は、前述し
た１１０のステツプに抜けるが、Yesの場合（即
ち軽負荷運転のとき）は１１８に進み、出力ポー
ト７２２はHighとなり、ラツチ８２はLowの出
力を出し、その結果電磁弁４４は消磁され白のポ
ート位置をとり、負圧室４０３は大気圧となるた
め、ばね４０２の働きで絞り弁３４は閉位置をと
る。前述のように、高回転・高負荷直後の軽負荷
時はトラツプ内の高温（550℃以上）と18％にも
及ぶ過剰酸素でトラツプ内のススが着火する条件
にあるが、このように絞り弁３４を閉とすること
で機関１０に導入される空気量が押えられ、トラ
ツプ内の酸素過剰状態が回避される。

このように、絞り弁３４を開放することでトラ
ツプ内温度T_Fは降下する。しかし、T_Fが450℃を
超えている限りは、１０４でYesと判定され、ま
た１０６では絞り弁は閉であり、Noに分岐する
ことから、トラツプ内温度は徐々に下げられてゆ
く。このようにヒステリシスを付けることで安定
な制御を行うことができる。

450℃以下までトラツプ内の温度が降下すると
１０４はNoと判定され、１１０で絞り弁３４が
開とされる。

考案の効果 吸気管内に設けられる吸気絞り弁を高回転・高
負荷運転直後の軽負荷運転時に閉鎖することでト
ラツプ装置２６への空気が過大となることに伴う
トラツプの加熱を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の必須の構成を示す概略図、第
２図は本考案の実施例の構成を示す図、第３図は
第２図の装置のソフトウエア構成を示すフローチ
ヤート図。 １０……本体、１３……吸気管、１８……排気
管、２６……トラツプ装置、３２……バイパス
管、３４……絞り弁、４０……アクチユエータ、
４４……電磁弁、５４……制御回路、５８……温
度センサ、６０……回転数センサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 デイーゼル機関において、 機関の排気管に設置される微粒子捕集のための
   トラツプ装置、 機関の吸気管に設けられる吸気絞り弁、 トラツプ装置内の温度を検知する温度センサ手
   段、 機関の負荷状態を検知する負荷センサ手段、 温度センサ及び負荷センサの信号より高速・高
   負荷運転直後の軽負荷運転時か否かを判定する手
   段、 判定手段からの信号に応じ吸気絞り弁を開閉す
   る駆動手段 より成るデイーゼル排気浄化装置。