JPH0429848B2 - - Google Patents

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JPH0429848B2
JPH0429848B2 JP59170285A JP17028584A JPH0429848B2 JP H0429848 B2 JPH0429848 B2 JP H0429848B2 JP 59170285 A JP59170285 A JP 59170285A JP 17028584 A JP17028584 A JP 17028584A JP H0429848 B2 JPH0429848 B2 JP H0429848B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デイーゼルエンジンの排気系に接続
される排圧検出用配管に堆積されるデイーゼルパ
テイキユレートのパージ装置に関し、特にデイー
ゼルエンジンの排気系に接続される排圧検出セン
サ用フイルタ装置に堆積される排気堆積物をパー
ジする装置に関する。
〔従来の技術〕
デイーゼルエンジンの排気中には可燃性で微粒
の炭化化合物であるパテイキユレートが含まれて
おり、これが排ガスを黒煙化する主因となつてい
る。このパテイキユレートは、排ガス温度が、例
えば500℃以上になると車両の高速高負荷時に自
然発火して燃焼してしまう(以下;「自燃」とい
う。)が、500℃に達しない定常走行時やアイドル
時等(車両運転時の9割以上を占める)において
は、そのまま大気放出される。
しかし、パテイキユレートは人体に有害の恐れ
があるため、近年車両用デイーゼルエンジンはそ
の排気通路中に配設するデイーゼルパテイキユレ
ートオキシダイザ(以下ときとして、「DPO」と
いう。)の研究がさかんである。
ところで、このDPOは使用により、パテイキ
ユレートを捕集堆積し、排気通路を塞ぐ傾向があ
るため、このDPOの再生を行なうべくパテイキ
ユレートの再燃焼を促進させる機構の研究もさか
んである。
かかる再生補助機構としては、例えば燃料噴射
時期を遅角させたり、吸気を絞つたり、排気再循
環量を増やしたりすることが行なわれるが、この
再生時期においては、フイーリングが悪化し、燃
費も悪くなるので、長時間の再生補助機構の作動
は望ましくない。
そこで、従来のデイーゼルパテイキユレートオ
キシダイザの再生装置において、再生補助機構の
作動を開始させたり、停止させたりするために、
DPOの上流側排気通路における排気圧力を検出
するのに排圧検出センサを用いている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来のデイーゼルエンジンの排
圧検出センサでは、排気中に存在する水蒸気、ス
ス、SOX等が排圧検出センサや排圧検出用配管に
介装されたウオータートラツプ等に堆積したり、
また寒冷地においては水の凍結を生じるたりする
という不具合があり、さらに、ススの詰まりを生
じるといつた問題点があり、これにより、排圧が
検出不能となつたり、正確に検出できず、伝達遅
れが生じるといつた圧力センサ性能の低下を招く
ほか耐久性の低下も招く。
そこで、過給機をそなえたデイーゼルエンジン
では、ウオータートラツプ等に堆積した排気堆積
物を過給機からの過給圧と排気管の排圧との差圧
で排気管側へ還流させることが考えられたが、一
般に過給圧が高いときには排圧が高く、過給圧が
低いときには排圧も低いので、過給圧と排圧との
差圧が十分大きくとれないため、パージ可能領域
が狭いという問題点がある。
さらに、過給圧によるパージ手段では、ブロー
バイガスによるオイル分の付着があり得る。
本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、排気通路と排圧検出センサとを接続す
る排圧検出用配管にフイルタ装置を介設するとと
もに、同フイルタ装置に堆積されるデイーゼルパ
テイキユレートや水分等の排気堆積物をエンジン
の吸気系へパージできるようにした、デイーゼル
エンジンにおける排圧検出センサ用フイルタ装置
の排気堆積物パージ装置を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
このため、本発明のデイーゼルエンジンにおけ
る排圧検出センサ用フイルタ装置の排気堆積物パ
ージ装置は、デイーゼルエンジンの排気系のおい
て、排気通路と排圧検出センサとを接続する排圧
検出用配管に介装された排圧検出センサ用フイル
タ装置と、同フイルタ装置より上記センサ側の上
記配管を大気に連通制御する大気制御弁と、上記
フイルタ装置より上記排気通路側の上記配管を上
記エンジンの吸気絞弁下流に連通する吸引用配管
と、上記フイルタ装置の上記排気通路側を上記排
気通路と連通させるかまたは上記吸引用配管と連
通させるかを切換制御する吸引制御弁と、上記大
気制御弁と上記吸引制御弁とを切換るとともに上
記吸気絞弁を閉じて上記大気制御弁を介してエン
ジンに空気を送り上記フイルタ装置の堆積物を上
記吸気絞弁下流に還流除去せしめるパージ制御部
とをそなえたことを特徴としている。
〔作用〕
本発明のデイーゼルエンジンにおける排圧検出
センサ用フイルタ装置の排気堆積物パージ装置で
は、吸引用配管が吸気絞弁下流に連通されてい
て、フイルタ装置のパージ時には上記吸気絞弁を
閉じることで強力な吸引力を発生させることがで
きるので、単時間のうちにフイルタ装置に堆積さ
れた排気堆積物を確実に吸気系へ除去できる。
その結果、デイーゼルパテイキユレートオキシ
ダイザの再生装置を長時間不作動にしないで、フ
イルタ装置のパージが行なえる。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の実施例について説明
すると第1〜10図は本発明の一実施例としての
過給機付きデイーゼルエンジンの排気堆積物がパ
ージ装置をそなえたデイーゼルパテイキユレート
オキシダイザの再生装置を示すもので、第1図は
そのパージ装置の全体構成図、第2図はその再生
装置の全体構成図、第3図はそのブロツク図、第
4図はそのVE型タイマのオートマチツクタイマ
を示す概略構成図、第5図はその油圧系統図、第
6図a,bはそれぞれのフイルタ装置本体を示す
断面図および模式図、第7図はその作用を示すグ
ラフ、第8図はその要求進角特性(要求燃料噴射
時期特性)を説明するためのグラフ、第9図はそ
のDPOに堆積したパテイキユレート量とメイン
マフラ圧損とDPO圧損の関係を示すグラフ、第
10図はその吸引制御弁の作動状態を示す模式図
である。
第1〜6図に示すように、デイーゼルエンジン
Eに、開閉弁としてのソレノイドタイマSTとリ
タードバルブRVとをそなえたタイマを内蔵する
燃料噴射時期調整手段としての分配型燃料噴射ポ
ンプ17が設けられており、このデイーゼルエン
ジンEは、そのシリンダブロツク1、シリンダヘ
ツド2、ピストン82によつて形成される主室8
1およびシリンダヘツド2に形成され主室81に
連通する図示しない副室をそなえている。
また、このデイーゼルエンジンEの主室81に
は、吸気弁96を介して吸気通路3およびエアフ
イルタ98が接続されるとともに、排気弁97を
介して排気通路4が接続されていて、この排気通
路4には、排気中のパテイキユレートを捕捉する
デイーゼルパテイキユレートオキシダイザ
(DPO)5が介装されている。
なお、ここでパテイキユレートとは、主として
カーボンや炭化水素から成る可燃性微粒子をい
い、その直径は平均で0.3μm位で、約500℃以上
(酸化触媒の存在下で350℃以上)で自己発火す
る。
また、このDPO5のトラツプ担体としては、
その内部にプラチナやパラジウムあるいはロジウ
ムを含む触媒付きの深部捕集型耐熱セラミツクフ
オーム(これは2枚の平板状でその断面形状はオ
ーバルや長円形あるいは矩形等である)をそなえ
たものが用いられており、以下、このデイーゼル
パテイキユレート捕集部材を前記のごとくDPO
(デイーゼルパテイキユレートオキシダイザ)と
略称する。
DPO5は、マフラー6を介して大気へ連通し
ており、常時(非再生時)、エンジンEからの排
気をターボチヤージヤ7および保温管8を介して
受けるようになつている。
このDPO5の流出入側排気通路4にはそれぞ
れの位置の排気圧を検出し、後述のECU9に検
出信号を出力する排気圧センサ10が吸引制御弁
としての電磁式切換弁76および電磁式切換弁7
8,79を介して取り付けられる。
各電磁弁78,79は、コンピユータ等によつ
て構成される再生補助機構制御手段、開閉弁制御
手段、演算部、作動終了検出部およびパージ機構
制御部を兼ねる電子制御装置(ECU)9からの
制御信号をそれぞれのソレノイド78a,79a
に受けて、その弁体78b,79bを吸引制御す
ることにより、弁体79bの吸引(開)状態かつ
弁体78bの突出(閉)状態ではDPO5の下流
(出口)排ガス圧力P2を、弁体78bの吸引
(開)状態かつ弁体79bの突出(閉)状態では
DPO5の上流(入口)排ガス圧力P1を検出する
ようになつている。
さらに、電磁式切換弁77が設けられており、
ECU9からの制御信号をソレノイド77aに受
けて、弁体77bを吸引制御することにより、弁
体77bの吸引(開)状態ではエアフイルタ80
を介して大気に連通し大気圧(すなわち、マフラ
ー6の下流側圧力P0に等しい圧力)を検出する
ようになつている。
また、下流(出口)排ガスないし上流(入口)
排ガスは、排圧検出用配管94a,94b,9
4′a,94′bに介装された電磁弁76および排
圧検出センサ用フイルタ装置49a,49bを介
して電磁弁78,79へ供給されるようになつて
いる。
電磁弁76は、ロータリ弁として構成されてい
て、常時、第1図に示すような配管94aと配管
94bとの連通状態および配管94′a,94′b
との連通状態が維持されており、排圧の検出状態
となるようになつている(この状態を以下「オフ
状態」という。)。
また、電磁弁76のソレノイド76aにECU
9から制御信号を受けた場合には、電磁弁76
は、第10図に示すような配管94bと吸引用配
管95との連通状態および配管94′bと吸引用
配管95との連通状態となつて、排気堆積物の吸
気系への吸引状態となる(この状態を以下「オン
状態」という。)。
この吸引用配管95は、吸気通路3の吸気絞り
弁21より下流側に連通接続している。
そして、フイルタ装置49a,49bの2つの
ハウジング92,93からなるケーシング49内
には、第6図a,bにそれぞれ示すように、排気
通路側入口49cから排圧センサ側出口49dに
かけて、ワイヤメツシユ84を内蔵する排気脈動
低減用ダイピングボリユーム83、第1段のフイ
ルタ85、スペーサ87、第2段のフイルタ86
が順に配設されている。
ワイヤメツシユ84は、排気通路4より離れた
ところにケーシング49が配設されているので、
排気中の水蒸気を冷却凝縮させ、圧力センサ10
のセンサダイアフラム部への水分の浸入を防止す
るためのもので、ウオータートラツプ(気水分離
器)としての機能を果たす。
このワイヤメツシユ84は、排気脈動低減用ダ
ンピングボリユーム83を形成するケーシング4
9内の空間に配設されていて、ダンピングボリユ
ーム83は、排気脈動をを低減された排気をフイ
ルタ85,86へ供給する。
フイルタ85,86は、それぞれ2枚のPVF
製フイルタ部85a,86aおよびAC−26製フ
イルタ部85b,86bからなつており、第1段
のフイルタ85は、SUS製プレート89および
FRM製Oリング88とPBTB製スペーサ87と
の間に介装され、第2段のフイルタ86は、スペ
ーサ87とFRM製Oリング88′との間に介装さ
れている。スペーサ87の中央部には、孔87a
が開口している。
なお、各フイルタ85,86の圧力センサ10
側ボリユーム90,91は、フイルタ85,86
を通過するガス量を低減させるため、極力小さく
設定されて、圧力センサ10側ボリユーム91は
排圧検出用配管94b,94′bを通じて圧力セ
ンサ10に連通している。
各フイルタ85,86の圧力センサ10側ボリ
ユーム90,91が、小さく設定されているの
は、以下の知見による。
このフイルタ85,86に流れるガス量は、排
気脈動に起因しており、フイルタ85,86へ供
給される排圧が(P−ΔP/2)から(P+ΔP/
2)に変化した時に、フイルタ85,86を通過
するガス質量ΔGは次のようになる。
ΔG=G+−G-=(ΔP・V)/RT このときの体積ΔV(圧力P,ガス温度T)は、
次のようになる。
ΔV=ΔGRT/P=(ΔP・V)/P したがつて、排気脈動に起因するガスの流量
は、脈動の振幅ΔPおよびフイルタ上流体積(フ
イルタ85,86からセンサダイアフラム部まで
の体積)V(センサのデツドボリユームは無視)
の積に比例する。
さらに、上述の吸引制御弁としての電磁式切換
弁76と吸引用配管95とでパージ機構PMが構
成されており、このパージ機構PMの作動時に
は、電磁式切換弁76が第10図に示す吸引状態
となり、電磁式切換弁77〜79が開となつて、
フイルタ装置49aのフイルタ85およびワイヤ
メツシユ84ならびにフイルタ装置49bのフイ
ルタ85およびワイヤメツシユ84からススおよ
び水分が吸気通路3へパージされる。
このパージ機構PMの作動時には、吸気絞り弁
21が絞られて、デイーゼルエンジンEの吸引作
用によつて、フイルタ80からの大気(吸引空
気)が吸引され、これにより、排気堆積物が吸気
通路3へパージされるのである。
なお、電磁式切換弁78,79はそれぞれ別々
に開状態としてもよい。
また、DPO5の入口部(上流)に近接する排
気通路4に、DPO入口排ガス温度Tinを検出する
温度センサ(熱電対)14が設けられており、こ
の温度センサ14からの検出信号はECU9へ入
力される。
さらに、DPO5内部に、DPO5の内部の温度
Tfに(特に、フイルタベツド温度)を検出する
温度センサ(熱電対)15が設けられるととも
に、DPO5の出口部(下流)に近接する排気通
路4に、DPO出口排ガス温度Toを検出する温度
センサ(熱電対)16が設けられており、これら
の各温度センサ15,16からの検出信号は
ECU9へ入力される。
エンジンEに取り付けられる燃料噴射ポンプ1
7は、ECU9からの制御信号を受けた再生補助
機構制御手段を構成する燃料噴射時期制御手段1
8により燃料の噴射時期を調整できる。この噴射
ポンプ17には、噴射ポンプレバー開度センサ
(負荷センサ)19が取り付けられ、噴射ポンプ
レバー開度をECU9に出力する。
また、エンジンEの回転数Nを検出するエンジ
ン状態センサとしてのエンジン回転数センサ20
が設けられている。
エンジンEに固定される吸気マニホルド、これ
に続く吸気管などで形成される吸気通路3には、
上流側(大気側)から順に、エアクリーナ、ター
ボチヤージヤ7のコンプレツサ、吸気負圧変更手
段としての吸気絞り弁21が配設されている。
吸気絞り弁21はダイアフラム式圧力応動装置
22によつて開閉駆動されるようになつている。
圧力応動装置22は、吸気絞り弁21を駆動する
ロツド22aに連結されたダイヤフラム22bで
仕切られた圧力室22cに、エアフイルタ23を
通じて大気圧Vatを導く大気通路24と、バキユ
ームポンプ25からのバキユーム圧Vvacを導く
バキユーム通路26とが接続されて構成されてお
り、これらの通路24,26には、それぞれ電磁
式切換弁27および電磁式開閉弁28が介装され
ている。
そして、各電磁弁27,28のソレノイド27
a,28aに、ECU9からデユーテイ制御によ
る制御信号が供給されると、各弁体27b,28
bが吸引制御されるようになつていて、これによ
り、圧力応動装置22の圧力室22cへ供給され
る負圧が調整され、ロツド22aが適宜引込まれ
て、吸気絞り弁21の絞り量が制御される。
また、吸気絞り弁21の下流側吸気通路3に
は、排気再循環(以後EGRと記す)のための
EGR通路29の一端が開口している。さらに、
EGR通路29の他端は排気通路4の排気マニホ
ルドの下流側に開口している。
EGR通路29の吸記通路側開口には、排気再
循環変更手段を構成するEGR弁30が設けられ
ており、このEGR弁30はダイアフラム式圧力
応動装置31によつて開閉駆動されるようになつ
ている。圧力応動装置31は、そのEGR弁30
を駆動するロツド31aに連結されたダイアフラ
ム31bで仕切られた圧力室31cに、エアフイ
ルタ32を通じて大気圧Vatを導く大気通路33
と、バキユームポンプ25からのバキユーム圧
Vvacを導くバキユーム通路34とが接続されて
構成されており、これらの通路33,34には、
それぞれ電磁式切換弁35および電磁式開閉弁3
6が介装されている。
そして、各電磁弁35,36のソレノイド35
a,36aに、ECU9からデユーテイ制御によ
る制御信号が供給されると、各弁体35b,36
bが吸引制御されるようになつていて、これによ
り、圧力応動装置31の圧力室31cへ供給され
る負圧が調整され、ロツド31aが適宜引込まれ
て、EGR弁30の開度が制御される。
なお、吸気絞り弁21の開度は、ロツド22a
に取り付けられた吸気絞り弁開度センサ45から
のECU9へのフイードバツク信号により検出さ
れ、EGR弁30の開度は、応力応動装置31の
ロツド31aの動きを検出するポジシヨンセンサ
39からのECU9へのフイードバツク信号によ
り検出される。
そして、電磁弁37のソレノイド37aに
ECU9から制御信号が供給されると、弁体37
bが吸引制御されるようになつていて、これによ
り、ウオータートラツプ49′を介装された通路
40を通じて吸気絞り弁21下流の吸気圧が圧力
センサ38へ供給され、電磁弁37の弁体37b
の突出時には、エアフイルタ41からの大気圧が
圧力センサ38へ供給される。
さらに、噴射ポンプ17には、アイドルアツプ
機構を構成するアイドルアツプ用アクチユエータ
としてのダイアフラム式圧力応動信号46が設け
られている。
この圧力応動装置46は、噴射ポンプ17内の
アイドルアツプ制御部を駆動するロツド46aに
連結されたダイアフラム46bをそなえている
が、このダイアフラム46bで仕切られた圧力室
46cには、電磁式切開閉弁(以下、必要に応じ
「電磁弁」という)47が接続されており、この
電磁弁47は、圧力室46cとバキユームポンプ
25ないしエアフイルタ48とを適宜連通接続す
るもので、常時はエアフイルタ48と圧力室46
cとが連通している。
そして、電磁弁47のアイドルアツプアクチユ
エータ制御用ソレノイド47aに、ECU9から
デユーテイ制御による制御信号が供給されると、
弁体47bが吸引制御されるようになつていて、
これにより、圧力応動装置46の圧力室46cへ
供給される圧力(負圧)が調整され、ロツド46
aが適宜引込まれて、アイドルアツプ状態(高速
アイドル状態)が制御される。
さらに、DPO5へデイーゼルエンジンEから
酸素ガスを含んだパテイキユレート燃焼用高温ガ
スを供給することによりDPO5に捕集されたパ
テイキユレートを燃焼させてDPO5を再生しう
る燃料噴射時期制御手段18は、噴射ポンプ17
の燃料噴射時期を遅角(リタード)調整する遅角
装置から構成される。
ここでは、噴射ポンプ17が分配型噴射ポンプ
として構成されているので、燃料噴射時期制御手
段18としては、タイマピストンを油圧ポンプか
らの油圧(燃料圧)によつて駆動して、カムプレ
ートとローラとの相対的位置を移動する油圧式オ
ートマチツクタイマ(内部タイマ)が用いられ
る。
なお、噴射時期遅延に伴う出力低下を補正する
燃料噴射量の増量を運転者がアクセルペダルを操
作することにより行なう。
この油圧式オートマチツクタイマは、VE型タ
イマとして構成されており、第4,5図に示すよ
うにレギユレーテイングバルブ50により制御さ
れたポンプ室51の燃料圧により作動する油圧式
タイマで、そのタイマピストン52がポンプハウ
ジング53内にポンプドライブシヤフト54と直
角になるよう組み込まれ、送油圧の変化とタイマ
スプリング55a,55bのバネ力とのバランス
によりタイマハウジング53内を摺動することに
より、このタイマピストン52の動きがスライド
ピストン56を介して円筒状のローラリング57
を回転させる動きに換えられるようになつてい
る。
そして、ローラリング57に付設されたローラ
57aの位置が変化して、カムプレートによるプ
ランジヤ63の作動タイミングが変わる。
タイマスプリング55a,55bはタイマピス
トン52を噴射遅れの方向に押しており、エンジ
ン回転数が上昇するとポンプ室51の燃料圧が上
昇しタイマピストン52はタイマスプリング力に
打ち勝つて押され、このタイマピストン52の動
きによりローラリング57はドライブシヤフト回
転方向と反対の方向に回転され噴射時期を進める
ことが行なわれるようになつている。
そして、室51から供給された油が、プランジ
ヤ63において高圧となり、デリバリバルブ64
を介して燃料噴射ノズル65へ供給される。
また、タイマピストン52と高圧室73と低圧
室74とを連通しうる油圧通路67a,67bが
設けられており、油圧通路67aには、ハイアド
バンス特性/ミドルアドバンス特性切換用ポート
(開閉部)59をそなえたソレノイドタイマ(開
閉弁)STおよびエンジン始動時の油圧の上昇を
向上させるチエツクバルブ60が介装されてお
り、チエツクバルブ60と切換用ポート59との
間の油圧通路67aはオーバーフローオリフイス
61を介してオイルタンク62に連通している。
また、オイルタンク62からポンプ室51へフ
イードポンプ58により、油が供給されるように
なつている。
ソレノイドタイマSTの本体には、チエツクバ
ルブ60およびオーバーフローオリフイス61が
組み込まれており、ポンプ室51から供給された
圧油は、チエツクバルブ60を開として、切換用
ポート59へ供給される。
そして、ソレノイドタイマSTのソレノイドへ
制御信号が供給されない場合(オフ時)には、切
換用ポート59は開となつて、パーシヤル時のミ
ドルアドバンス(M)特性となり、ソレノイドへ
制御信号が供給された場合(オン時)には、切換
用ポート59は閉となつて、ハイアドバンス(H)
H)特性となる。
油圧通路67bには、オリフイス66および開
閉弁としてのリタードバルブRVが設けられてい
て、リタードバルブRVは、ECU9からの制御信
号を受けて、第8図に示すように、ハイアドバン
ス(H)特性とローアドバンス(L)特性とを切
り換えることができるようになつている。
タイマピストン52は、第4,5図に示すよう
に、ポンプ室51からの圧油を油路52aを介し
て高圧室73へ受けて、この油圧と低圧室74側
の2つのスプリング55a,55bによるバネ力
とにより、タイマピストン52の位置が調整さ
れ、これにより、ローラリング57が回転され、
燃料噴射時期が調整される。
すなわち、タイマピストン52に固着されたス
トツパ71とリテーナ68との間には軟かい第2
タイマスプリング55が介装されて、エンジンE
の始動により上昇した油圧が高圧室73へ供給さ
れると、ストツパ71とリテーナ68とが接する
状態まで、タイマピストン52は移動して、第8
図に示すように、燃料噴射時期が5°ATDC(After
Top Death Center)となる。
そして、エンジンEの回転数に応じて、ロード
センシングタイマ機構により適宜油圧が上昇する
のに伴い、第1タイマスプリング55aが圧縮さ
れて、タイマピストン52が第4図中の左方へ移
動する。
すなわち、リテーナ68はロツド69に摺動自
在に介挿されており、予め第1タイマスプリング
55aは圧縮状態で、スナツプリング69aによ
り係止されたリテーナ68とシム70とに挟持さ
れているので、第8図中の符号Ctで示すように、
エンジン回転数がN1からN2(>N1)において一
定噴射時期の特性を得ることができるのである。
なお、第4図中の符号72はOリングを示して
いる。
このように、リードバルブRVがオフ(開)状
態となると、燃料圧が通路67bを介して低圧と
なるため、エンジン回転数の値とは無関係に、高
圧室73内圧力が低くなつて、タイマピストン5
2は第1のタイマスプリング55aおよび第2の
タイマスプリング55bにより第4図中右側へ押
され、これによりローアドバンス(フルリター
ド)位置となる。
ところで、燃料噴射時期を遅角させた時同一出
力を得るための燃料噴射ポンプ17の1ストロー
ク当たりの燃料噴射量の増加分ΔQは遅角量αの
設定により、エンジンEの熱効率を大幅にダウン
させることにより、エンジンEの有効仕事として
平均有効圧の増としては現われず、熱損失として
放出される。
すなわち、1ストローク当たりの全燃料量Qに
相当する熱量は仕事量と熱損失との和となるが、
ここでは燃料増加量ΔQに相当する燃料を、遅角
量αの設定により、全て熱損失として放出させ、
仕事量自体の増減を押えているが、かかる熱損失
による排ガス温度の上昇と、不完全燃焼生成物が
DPO5上の触媒により酸化し生成する燃焼熱と
が排ガス温度を上昇させる。
したがつて、上記のように噴射時期を遅らせる
(リタードさせる)と同時に燃料噴射量を増加さ
せることにより、同一出力運転点での排ガス温度
が高くなつて、DPO5上のパテイキユレートを
燃焼させることができ、DPO5を再生できるの
である。
DPO5の再生が終了すると、ECU9からリタ
ードバルブRVを閉じるための信号が出力され
る。このときECU9からは吸気絞り弁21を所
定の開度にするための信号等も出力される。
リタードバルブRVが閉じると、エンジン回転
数に応じた燃料圧が高圧室73に作用するように
なる。
なお、第3図中の符号42は車速センサを示し
ており、43はクロツク、44はエンジン状態セ
ンサとしてのエンジン温度(ここでは、冷却水
温)を検出する温度センサをそれぞれ示してお
り、符号75は警告灯としてのウオーニングラン
プを示している。
本発明の一実施例としてのデイーゼルエンジン
における排圧検出センサ用フイルタ装置の排気堆
積物パージ装置は上述のごとく構成されており、
システム全体の制御ゼネラルフローは、まず、キ
ースイツチをオン(例えば、アクセサリー位置)
にすることにより開始する。
まず再生フラグ等の読み取りが行なわれて1つ
前の作動状態においてどのような条件でキーオフ
されたかをメモリから読み出す。
これにより、再生フラグがオンとなつていれ
ば、噴射時期および吸気絞り量を制御することに
より、再生制御が行なわれて、再生が終了したた
どうかをDPO5の圧損により判定する。
さらに、再生フラグがオフとなつていれば、通
常時の噴射時期制御およびEGR制御が行なわれ
る。そして、デイーゼルパテイキユレートの積算
値やDPOの圧損等に基づき、再生時期であるか
どうかの検出を行なう。
ついで、再生制御の終了が検出された場合およ
び再生時期の判断を行なつた後に、キーがオフと
なつているかどうか判定され、キーがオンとなつ
ていれば、再度再生フラグオンからの処理が開始
される。
すなわち、非再生時においては、上述の各処理
フローが実行され、再生フラグがオンとなるのを
待つ状態が続く。
再生開始判定処理フローは、再生開始時期を判
定して再生フラグをオンとする処理フローであ
る。
まず、ソレノイド79aに制御信号を送ること
により、弁体79bを開とし、且つ、弁体78b
を閉として、圧力センサ10によりDPO5の下
流側の圧力P2を検出し、さらに弁体78aを開
とし、且つ、弁体79bを閉として、圧力センサ
10によりDPO5の上流側の圧力P1を検出する
とともに、弁体77bを開として、圧力センサ1
0により大気圧(マフラー6の下流側圧力にほぼ
等しい。)P0を検出する。(第1図中の符号FD参
照) このとき、電磁式切換弁76はオフ状態となつ
ており、また、フイルタ装置49a,49bによ
り、排圧の脈動が適宜減少されるので、計測値の
バラツキが減少して、正確な排気圧力を検出する
ことができる。
そして、このフイルタ装置49a,49bによ
り、圧力センサ10のセンサダイアフラム部への
水やスス等の侵入が防止されるので、センサダア
フラム部に水が貯留して、寒冷時において、これ
が凍結してダイアフラム部が破壊されるといつた
問題も解消できる。
また、パージ機構PMによつて、水分を排気通
路4へパージできるので、検出ラインのたるみ部
に水分が貯留し、凍結して排圧を検出させないと
いつた問題やススによる排圧の伝達遅れ等の問題
も解消できる。
また、パージ機構PMでは、ECU9から次の条
件に基づいて制御信号が出力される。
() 排圧検出以外の常時 () 定期的 (1) エンジン始動直後 (2) 排圧検出毎(前後等) (3) 一定時間ないし一定走行距離毎 () エンジン運転条件成立時 (1) アイドル時 (2) 減速時 そして、ソレノイド76a,77a,78a,
79aを同時に開(オン)とすることによつて、
フイルタ装置49a,49bまたは電磁式切換弁
77およびフイルタ80中の排気堆積物を同時に
パージしたり(第1図中の符号FP参照)、ソレノ
イド76a,77a,78aないしソレノイド7
6a,77a,79aをそれぞれ交互に開(オ
ン)することによつて、フイルタ装置49aない
しフイルタ装置49bまたは電磁式切換弁77お
よびフイルタ80中の排気堆積物をパージしたり
する。
そして、上述の圧力P0,P1,P2からメインマ
フラ圧損(P2−P0)とDPO圧損(P1−P2)とを
求め、第9図に示すように、メインマフラ圧損と
DPO圧損とが、例えば、パテイキユレート
(Pct)のローデイング量70gに相当する境界線
を領域C2から領域C3へ移行したときに、再生フ
ラグがオンとなる。
そして、70g以下のときには、他の積算値が設
定値より大きいとき、再生フラグがオンとなり、
それ以外の場合には、再生フラグは現状維持され
る。
なお、上述のマツプによるPctのローデイング
量の判定を行なわずに、DPO圧損P1が再生開始
設定圧以上であるかどうか判定するようにしても
よく、この場合、DPO圧損P1として1回の計測
値を用いたり、計測値のバラツキを除去するため
に、多数回の計測値の平均値をとつたものや他の
統計処理を施したものを用いたりする。
再生終了判定処理フローは、再生終了時期を判
定して再生フラグをオフとする処理フローであ
り、再生開始判定処理フローとほぼ同様にして、
メインマフラ圧損(P2−P0)とDPO圧損(P1
P2)とを求め、第9図に示すように、メインマ
フラ圧損とDPO圧損とが、例えば、パテイキユ
レート(Pct)のローデイング量20gに相当する
境界線を領域C2から領域C1へ移行したときに再
生フラグがオフとなり、それ以外の場合には、再
生フラグは現状維持される。
噴射時期制御処理フローは、第7図に示すよう
に、DPO5の温度、すなわち、DPO入口温度
Tin,DPO内部温度TfないしDPO出口温度T0
検出して、この温度Tが650℃以上であれば、異
常高温であると判定し、異常高温時のマツプ
(Ne,θ)により、エンジン回転数Neとポンプ
レバー開度θとによつて決定される噴射時期に設
定される。
すなわち、この異常高温時のマツプには、通常
走行時のマツプと比較して、その燃料噴射時期の
進んだものが内部に設定されている。
温度Tが650℃以下であれば、再生フラグがオ
フのときには、通常走行時のマツプ(Ne,θ)
により、エンジン回転数Neとポンプレバー開度
θとによつて決定される噴射時期に設定される。
再生フラグがオンであれば、再生時のマツプ
(Ne,θ)により、エンジン回転数Neとポンプ
レバー開度θとによつて決定される噴射時期に設
定される。
これらの設定された燃料噴射時期となるよう
に、ソレノイドタイマSTをオンオフ切換してハ
イアドバンス特性ないしミドルアドバンス特性が
得られるようにし、リタードバルブRVを、デユ
ーテイ制御により緩慢に切り換えることにより、
ハイアドバンス特性ないしフルリタード特性が得
られるようにする。
この切換時に、フルリタード用ソレノイドタイ
マSTのバルブ制御は、11〜28degの変化幅があ
るため、急激な切換を行なうと加減速のシヨツク
が生じる。この切換時のシヨツクを軽減するた
め、ソレノイドタイマSTのデユーテイ制御によ
る十分長い時間t0秒(例えば、2〜3秒)をかけ
た切換が行なわれる。
このデユーテイ制御によるソレノイドタイマ
STの切換は、エンジン回転数とレバー開度とに
より区分される領域(ゾーン)に応じて切換制御
されて、例えば最大出力特性付近から低エンジン
回転数域へ移行する場合においては、アイドルを
安定させるために、オンオフ切換により切換を素
早く行ない、最大出力特性付近においては遅角制
御された状態から最大出力への移行時において
は、シヨツクを軽減するために、デユーテイ制御
により切換を緩慢に行なう。
なお、デユーテイ制御による切換時間t0をエン
ジン回転数の関数にしてもよく、時間のヒステリ
シスをもたせるようにしてもよい。また、上述の
各数値は、例示である。
本発明の一実施例としてのデイーゼルエンジン
における排圧検出センサ用フイルタ装置の排気堆
積物パージ装置によれば、次のような効果ないし
利点を得ることができる。
(1) 排圧検出センサと排気通路とを接続する排圧
検出用配管にフイルタ装置が設けられたため、
排圧検出センサを常に清浄な状態に保つことが
でき、デイーゼルパテイキユレートオキシダイ
ザの再生装置の誤作動を防止できる。
また、上記フイルタ装置のパージが、エンジ
ンの吸気によつて行なわれるので、短時間でか
つ確実に排気堆積物をエンジンの吸気系へ除去
することができる。
(2) 排気温度の上昇に伴い、燃焼速度が早くなる
ことを考慮して、DPOの燃焼の終了時期また
は再生補助機構の作動を停止させても燃焼が継
続する状態となる時期を早期に、しかも正確に
検出でき、検出された再生補助機構停止時期に
基づき、再生補助機構の作動の停止を適切に制
御することができる。
(3) ウオータートラツプ用ワイヤメツシユによ
り、水分を確実に捕集でき、これにより、圧力
センサへ水分を除去された排気を供給できる。
(4) 排気脈動低減用ボリユームにより、排気脈動
が低減されて、圧力センサの検出精度が向上
し、さらに、フイルタおよび圧力センサの耐久
性が向上する。
(5) フイルタにより、排気中のススおよびワイヤ
メツシユにより除去できなかつた水分も除去で
きる。
(6) パージシステムの追加により排圧検出ライン
の配管の自由度が高まる。
(7) エンジンの回転中に、過給圧を用いて排圧検
出ラインをパージできる。
また、排圧検出センサ10からウオータートラ
ツプを含むフイルタ装置49a,49bをエンジ
ンルーム内に設置することにより、排圧検出ライ
ンを加熱するようにしてもよく、これにより排圧
検出ライン内の水分が蒸発して、大気圧検出時に
電磁式切換弁77から大気へ放出される。
なお、本実施例では、過給機付きデイーゼルエ
ンジンにおける適用例を示したが、過給機をそな
えないデイーゼルエンジン、すなわち、NA
(Natural Aspiration)デイーゼルエンジンにも
適用が可能である。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明のデイーゼルエン
ジンにおける排圧検出センサ用フイルタ装置の排
気堆積物パージ装置によれば、デイーゼルエンジ
ンの排気系のおいて、排気通路と排圧検出センサ
とを接続する排圧検出用配管に介装された排圧検
出センサ用フイルタ装置と、同フイルタ装置より
上記センサ側の上記配管を大気に連通制御する大
気制御弁と、上記フイルタ装置より上記排気通路
側の上記配管を上記エンジンの吸気絞弁下流に連
通する吸引用配管と、上記フイルタ装置の上記排
気通路側と上記排気通路と連通させるかまたは上
記吸引用配管と連通させるかを切換制御する吸引
制御弁と、上記大気制御弁と上記吸引制御弁とを
切換えるとともに上記吸気絞弁を閉じて上記大気
制御弁を介して上記エンジンに空気を送り上記フ
イルタ装置の堆積物を上記吸気絞弁下流に還流除
去せしめるパージ制御部とをそなえたという簡素
な構造で、次のような効果ないし利点を得ること
ができる。
(1) 排圧検出用配管中や排圧検出センサ用フイル
タ装置の水分やスス等の排気堆積物を吸気系へ
還流除去することができる。
(2) 上記第1項により、寒冷地において、排圧検
出配管のたるみ部や同配管に介装されたフイル
タ装置等の各部に捕集された水分が凍結して、
フイルタ装置や排圧検出センサが破壊されるの
を防止でき、さらに、配管が氷等により詰まる
のを防止できる。
(3) 低負荷で、パージの効果をより高めることが
でき、これにより、パージ可能領域を広げるこ
とができる。
(4) 排気堆積物を吸気系へ吸引除去できるので、
清浄な大気によるパージを行なうこともでき
る。
(5) 上記各項により、ススを除去できるので、排
圧検出センサの検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1〜10図は本発明の一実施例としてのデイ
ーゼルエンジンにおける排圧検出センサ用フイル
タ装置の排気堆積物パージ装置をそなえたデイー
ゼルパテイキユレートオキシダイザの再生装置を
示すもので、第1図はそのパージ装置の全体構成
図、第2図はその再生装置の全体構成図、第3図
はそのブロツク図、第4図はそのVE型タイマの
オートマチツクタイマを示す概略構成図、第5図
はその油圧系統図、第6図a,bはそれぞれのフ
イルタ装置本体を示す断面図および模式図、第7
図はその作用を示すグラフ、第8図はその要求進
角特性(要求燃料噴射時期特性)を説明するため
のグラフ、第9図はそのDPOに堆積したパテイ
キユレート量とメインマフラ圧損圧損とDPO圧
損の関係を示すグラフ、第10図はその吸引制御
弁の作動状態を示す模式図である。 1……シリンダブロツク、2……シリンダヘツ
ド、3……吸気通路、4……排気通路、5……深
部捕集型デイーゼルパテイキユレートオキシダイ
ザ(DPO)、6……マフラー、7……ラーボチヤ
ージヤ、8……保温管、9……再生補助機構制御
手段、開閉弁制御手段、演算部、作動終了検出部
およびパージ機構制御部を兼ねる電子制御装置
(ECU)、10……排圧検出センサとしての圧力
センサ、13……エアフイルタ、14〜16……
温度センサ、17……燃料噴射時期調整手段とし
ての分配型燃料噴射ポンプ、18……再生補助機
構制御手段を構成する燃料噴射時期制御手段、1
9……エンジン状態センサとしての噴射ポンプレ
バー開度センサ(負荷センサ)、20……エンジ
ン状態センサとしてのエンジン回転数センサ、2
1……吸気負圧変更手段としての吸気絞り弁、2
2……圧力応動装置、22a……ロツド、22b
……ダイアフラム、22c……圧力室、23……
エアフイルタ、24……大気通路、25……バキ
ユームポンプ、26……バキユーム通路、27,
28……電磁弁、27a,28a……ソレノイ
ド、27b,28b……弁体、29……EGR通
路、30……排気再循環量変更手段を構成する
EGR弁、31……圧力応動装置、31a……ロ
ツド、31b……ダイアフラム、31c……圧力
室、32……エアフイルタ、33……大気通路、
34……バキユーム通路、35〜37……電磁
弁、35a,36a,37a……ソレノイド、3
5b,36b,37b……弁体、38……圧力セ
ンサ、39……ポジシヨンセンサ、40……通
路、41……エアフイルタ、42……車速セン
サ、43……クロツク、44……エンジン状態セ
ンサとしての水温センサ、45……吸気絞り弁開
度センサ、46……アイドルアツプ機構を構成す
るアイドルアツプアクチユエータ、46a……ロ
ツド、46b……ダイアフラム、46c……圧力
室、47……電磁弁、47a……ソレノイド、4
7b……弁体、48……エアフイルタ、49……
ケーシング、49′……ウオータートラツプ、4
9a,49b……排圧検出センサ用フイルタ装
置、49c……排気通路側入口、49d……圧力
センサ側出口、50……レギユレーテイングバル
ブ、51……ポンプ室、52……タイマピスト
ン、52a……油路、53……ポンプハウジン
グ、54……ポンプドライブシヤフト、55a…
…第1タイマスプリング、55b……第2タイマ
スプリング、56……スライドピン、57……ロ
ーラリング、57a……ローラ、58……フイー
ドポンプ、59……ハイアドバンス特性/ミドル
アドバンス特性切換用ポート(開閉部)、60…
…チエツクバルブ、61……オーバーフローオリ
フイス、62……オイルタンク、63……プラン
ジヤ、64……デリバリバルブ、65……燃料噴
射ノズル、66……オリフイス、67a,67b
……油圧通路、68……リテーナ、69……ロツ
ド、69a……スナツプリング、70……シム、
71……ストツパ、72……Oリング、73……
高圧室、74……低圧室、75……ウオーニング
ランプ、76……吸引制御弁としての電磁式切換
弁、76a……ソレノイド、77〜79……電磁
式切換弁、77a〜79a……ソレノイド、77
b〜79b……弁体、80……エアフイルタ、8
1……主室、82……ピストン、83……排気脈
動低減用ダンピングボリユーム、84……ワイヤ
メツシユ、85……第1段のフイルタ、85a…
…PVF製フイルタ部、85b……AC−26製フイ
ルタ部、86……第2段のフイルタ、86a……
PVF製フイルタ部、86b……AC−26製フイル
タ部、87……スペーサ、87a……孔、88,
88′……FRM製Oリング、89……SUS製プレ
ート、90,91……圧力センサ側ボリユーム、
92,93……ハウジング、94a,94b,9
4′a,94′b……排圧検出用配管、95……吸
引用配管、96……吸気弁、97……排気弁、9
8……エアフイルタ、E……デイーゼルエンジ
ン、PM……パージ機構、RV……開閉弁として
のリタードバルブ、ST……開閉弁としてのソレ
ノイドタイマ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイーゼルエンジンの排気系のおいて、排気
    通路と排圧検出センサとを接続する排圧検出用配
    管に介装された排圧検出センサ用フイルタ装置
    と、同フイルタ装置より上記センサ側の上記配管
    を大気に連通制御する大気制御弁と、上記フイル
    タ装置より上記排気通路側の上記配管を上記エン
    ジンの吸気絞弁下流に連通する吸引用配管と、上
    記フイルタ装置の上記排気通路側を上記排気通路
    と連通させるかまたは上記吸引用配管と連通させ
    るかを切換制御する吸引制御弁と、上記大気制御
    弁と上記吸引制御弁とを切換えるとともに上記吸
    気絞弁を閉じて上記大気制御弁を介して上記エン
    ジンに空気を送り上記フイルタ装置の堆積物を上
    記吸気絞弁下流に還流除去せしめるパージ制御部
    とをそなえたことを特徴とする、デイーゼルエン
    ジンにおける排圧検出センサ用フイルタ装置の排
    気堆積物パージ装置。
JP59170285A 1984-03-31 1984-08-13 ディーゼルエンジンにおける排圧検出センサ用フィルタ装置の排気堆積物パージ装置 Granted JPS6149116A (ja)

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EP85103723A EP0158887B1 (en) 1984-03-31 1985-03-28 Diesel particulate oxidizer regeneration system
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KR1019890005117A KR890003593B1 (ko) 1984-03-31 1989-04-18 디이젤미립자 산화장치의 재생시스템
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