JPH0432924B2 - - Google Patents

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JPH0432924B2
JPH0432924B2 JP58026307A JP2630783A JPH0432924B2 JP H0432924 B2 JPH0432924 B2 JP H0432924B2 JP 58026307 A JP58026307 A JP 58026307A JP 2630783 A JP2630783 A JP 2630783A JP H0432924 B2 JPH0432924 B2 JP H0432924B2
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temperature
regeneration
ignition
trap
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Yoji Hasegawa
Motohiro Niizawa
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関の排気浄化装置として用い
られる排気微粒子捕集用トラツプの再生用バーナ
ーの制御装置に関し、特に再生途中でのバーナー
の失火に対処する装置に関する。
従来の自動車用内燃機関の排気浄化装置とし
て、排気通路の途中にトラツプを設けて排気中の
カーボンを主成分とする微粒子（パーテイキユレ
ート）を捕集し、トラツプに所定量の微粒子が捕
集された段階でトラツプの上流側に設けたバーナ
ーを作動させて排気を加熱し、微粒子を焼却して
トラツプを再生するようにしたものがある。
ところで、バーナーを作動させる場合、着火用
のグロープラグを赤熱させてから燃料の供給を開
始し、着火させて燃焼させるのであるが、着火が
なされないこともある。
このため、本出願人により先に提案された装置
（特開昭55−57637号）では、バーナーの上流側の
排気温度T0を検出する温度センサと、バーナー
の下流側の排気温度T1を検出する温度センサと
を設け、再生開始から一定時間経過後に温度差
T1−T0が所定温度（例えば100℃）以上にならな
いときは着火されなかつたものと判断して再生を
中止させるようにしている。これをフローチヤー
トでみれば、第１図を参照し、Ｆ１でバーナーを
作動させて再生を開始し、Ｆ２で一定時間デイレ
イした後、Ｆ３でT1−T0が100℃以上であるか否
かを判定し、100℃未満のときは未着火と判断し
てＦ６へ移行し、バーナーの作動を停止させて再
生を中止する。そして、T1−T0が100℃以上のと
きは次のＦ４へ進んで所定の再生時間が経過した
か否かを判定し、時間内の場合はＦ３へ戻る。そ
して、所定の再生時間が経過した場合は次のＦ５
へ進んでバーナーの作動を停止させて再生を終了
させる。
しかしながら、このような装置では、バーナー
の着火の検知はできるものの、一度着火したバー
ナーが途中で失火した場合にこれを検知して対処
するのには次のような問題点があつた。
すなわち、バーナーが一度着火すると、バーナ
ー下流側排気温度T1は例えば600℃前後の温度と
なり、温度差T1−T0は場合により400〜500℃に
もなる。このような状態でバーナーが失火して
も、温度差T1−T0が100℃より小さくなるのに
は、10〜20秒前後の時間がかかるため、それまで
の間未燃の燃料がトラツプに流れ込み、この燃料
がトラツプ内で燃焼した場合にはトラツプの焼損
や溶損を生じるおそれがある。
また、着火の検知基準を温度差T1−T0で300〜
400℃以上ということにすると、バーナー上流側
排気温度T0が300〜400℃以上の条件では着火の
検知ができなくなる。
本発明はこのような問題点を解決することを目
的としてなされたものであつて、バーナーの作動
開始から一定時間経過後にバーナー上流と下流と
の排気温度差T1−T0が所定温度（例えば100℃）
以上になつたことをもつて着火を検知し、着火を
検知しなかつたときにバーナーによる再生を中止
させる着火検知手段と、着火検知から一定時間経
過後の任意の時点で下流側排気温度T1が所定温
度（例えば500℃）以下となつたときにバーナー
の失火を検知し、失火を検知したときにバーナー
による再生を中止させる失火検知手段とを設け、
着火しなかつた場合のみならず、失火した場合に
これをできる限り速やかに検知して再生を中止さ
せることができるようにしたものである。
以下に実施例を説明する。
第２図において、デイーゼル機関１の排気通路
２の途中に排気微粒子捕集用のハニカム式トラツ
プ３が介装され、その上流側トラツプ３再生用の
バーナー４が設けられる。
バーナー４は、多数の排気流通孔を有する燃焼
筒５と、この燃焼筒５内に臨む燃料導管６と、こ
の燃料導管６の出口部を囲む逆流式蒸発筒７と、
着火用のグロープラグ８とを備える。そして、燃
料導管６の入口部には図示しない燃料タンクから
燃料を吸入して圧送する電磁式燃料ポンプ９の吐
出口が接続され、燃料導管６の途中には燃料の供
給量を制御する電磁式燃料制御弁１０が設けられ
る。
ここにおいて、機関の回転数を検出するための
回転数センサ１１と、機関の負荷を検出するため
の負荷センサ１２とが設けられる。回転数センサ
１１は燃料噴射ポンプ１３の駆動用歯車１３ａに
近接させた電磁式ピツクアツプにより構成され、
負荷センサ１２は燃料噴射ポンプ１３のコントロ
ールレバー１３ｂに連動させたポテンシヨメータ
により構成される。また、差圧センサ１４が設け
られ、この差圧センサ１４にはトラツプ３の上流
側排気圧力P1と下流側排気圧力P2とがそれぞれ
圧力導管１５，１６により導かれる。更に、バー
ナー４の上流に上流側排気温度T0を検出するた
めの温度センサ１７が設けられ、バーナー４の下
流に下流側排気温度T1を検出するための温度セ
ンサ１８が設けられる。そして、これら回転数セ
ンサ１１、負荷センサ１２、差圧センサ１４、温
度センサ１７及び１８の信号は制御装置２０に入
力され、この制御装置２０によりグロープラグ
８、燃料ポンプ９及び燃料制御弁１０の作動を制
御するようになつている。
制御装置２０は、マイクロコンピユータにより
構成されるが、第３図の機能ブロツク図に表わさ
れるように、回転数センサ１１、負荷センサ１２
及び差圧センサ１４によつて検出される回転数、
負荷及び差圧△Ｐ（＝P1−P2）に基づいて再生時
期（微粒子の捕集量が所定量以上でかつ運転条件
が再生に適しているとき）を検知して再生開始信
号を発する再生時期検知手段２１と、再生時期検
知手段２１からの再生開始信号を受けたときにバ
ーナー４用の各装置を作動させる出力制御手段２
２と、再生の開始と同期して起動され一定時間経
過したときに出力制御手段２２に対し再生停止信
号を発する再生停止用タイマー２３とを備える
他、着火検知手段２４と失火検知手段２５とを備
える。
着火検知手段２４は、再生の開始から一定時間
後に、温度センサ１７，１８によつて検出される
排気温度T0，T1の温度差T1−T0を求め、これが
所定温度（例えば100℃）以上であるか否かを判
定し、所定温度以上の場合にバーナー４の着火を
検知するようになつている。
失火検知手段２５は、着火検知手段２４により
着火が検知されてから一定時間経過後に、温度セ
ンサ１８によつて検出される排気温度T1が所定
温度（例えば500℃）以上であるか否かの判定を
繰返し、所定温度未満となつた場合にバーナー４
の失火を検知するようになつている。
そして、着火検知手段２４により着火が検知さ
れなかつたとき、又は失火検知手段２５により失
火が検知されたときには、これらの各検知手段２
４，２５から出力制御手段２２に再生中止信号が
発せられるようになつている。
制御装置２０の実際のハードウエア構成は第４
図に示す通りであり、図中３０はCPU、３１は
メモリー、３２はインタフエース用のPIOであ
る。
入力側には、アナログデータをデジタルデータ
に変換するＡ／Ｄ変換器３３と、複数の入力信号
のうち１つを選択的にＡ／Ｄ変換器３３の入力と
するマルチプレクサ３４とが設けられる。入力信
号は、回転数センサ１１からのパルス信号、負荷
センサ１２からのアナログ電圧、差圧センサ１４
からのアナログ電圧、温度センサ１７及び１８か
らのアナログ電圧であり、これらはマルチプレク
サ３４へ入力される。但し、回転数センサ１１か
らのパルス信号はアナログ電圧に変換するため
Ｆ／Ｖ変換器３５を介してマルチプレクサ３４へ
入力される。
CPU３０は、第５図のフローチヤートに基づ
くプログラムに従つて動作し、適宜、PIO３２を
介して、マルチプレクサ３４へのチヤンネル指
示、Ａ／Ｄ変換器３３へのスタート指示を行い、
Ａ／Ｄ変換器３３からの変換終了を示すEOC信
号を受けた後、デジタル変換されたデータを読込
むようになっている。尚、フローチヤートについ
ては後述する。
出力側には、CPU３０からPIO３２を介しての
出力指令によりグロープラグ８及び燃料ポンプ９
をそれぞれオンオフ制御するためのスイツチ回路
３６，３７が設けられる。また、燃料制御弁１０
を作動させるために、矩形波発振器３８、ゲート
３９及び増幅器４０が設けられる。ここで、ゲー
ト３９はCPU３０からPIO３２を介しての出力指
令により燃料ポンプ９の作動と同期して開き、矩
形波発振器３８からの矩形波を増幅器４０を介し
て燃料制御弁１０に出力する。
次に第５図のフローチヤートを参照しつつ作用
を説明する。
再生時期検出手段２１の機能は、フローチヤー
トのS1〜S3に相当し、S1で回転数、負荷及び差
圧を読込む。そして、S2でトラツプ３における
微粒子の捕集量が所定量に達した（トラツプ目詰
り状態）か否かの判定を行う。ここでは、回転数
と負荷とからこれらに応じて予め定めれている差
圧の限界値をテーブルルツクアツプし、差圧と限
界値とを比較することにより、差圧が限界値以上
のときに目詰り状態と判定する。目詰り状態と判
定された場合は、次のS3でそのときの運転条件
すなわち回転数及び負荷が再生（特にバーナー４
の着火）に達しているか否かの判定を行い、適し
ていれば、再生時期であるとして次のステツプへ
進む。
このようにして、再生時期検知手段２１により
再生時期であると検知されたときは、再生開始信
号が発せられ、これにより出力制御手段２２がバ
ーナー４用の各装置を作動させてトラツプ３の再
生を開始する。これがフローチヤートのS4に相
当する。詳しくは、先ずグロープラグ８を作動さ
せて着火に必要な温度まで上昇させ、この後燃料
ポンプ９及び燃料制御弁１０を作動させて燃料の
供給を開始する。
これにより、バーナー４の燃料導管６から燃料
が噴出し、逆流式蒸発筒７を介して燃焼筒５内に
送り込まれる。このとき、グロープラグ８の熱で
着火し、燃焼を開始する。
バーナー４での燃焼が開始されると、この燃焼
熱により燃焼筒５内に流入する排気を加熱する。
そして、この加熱された排気がトラツプ３内を通
過することにより、トラツプ３に捕集されている
微粒子が燃焼し焼却される。
再生を開始した場合は、一定時間後に着火検知
手段２４が作動する。これがフローチヤートの
S5〜S7に相当し、S5で一定時間デイレイした後、
S6でバーナー４の上流側排気温度T0と下流側排
気温度T1とを読込み、S7で温度差T1−T0が例え
ば100℃以上であるか否かを判定する。温度差T1
−T0が100℃未満の場合には何らかの理由により
着火がなされなかつたものと判定される。未着火
の場合は着火検知手段２４から再生中止信号が発
せられ、出力制御手段２２を介して燃料ポンプ
９、燃料制御弁１０及びグロープラグ８の作動が
停止される。これがフローチヤートのS14に相当
する。温度差T1−T0が100℃以上の場合には着火
されたものとして、次のステツプへ進む。
着火検知手段２４により着火が検知されたとき
は、一定時間後に失火検知手段２５が作動する。
また、再生停止用タイマー２３は再生時間を監視
している。これがフローチヤートのS8〜S12に相
当し、S8でグロープラグ８の作動を停止させて
から、S9で一定時間デイレイした後、S10でバー
ナー４の下流側排気温度T1を読込み、S11でその
温度T1が例えば500℃以上であるか否かを判定す
る。下流側排気温度T1が500℃以上の場合には燃
焼が継続されているものとし、次のS12で再生の
開始から所定時間経過したか否かを判定し、時間
内であればS10へ戻つてこれらの判定を繰返す。
再生途中でバーナー４の下流側排気温度T1が
500℃未満となつた場合は、失火検知手段２５に
よつて失火と判断され、失火検知手段２５から出
力制御手段２２に再生中止信号が発せられ、これ
により燃料ポンプ９及び燃料制御弁１０の作動が
停止される。これがフローチヤートのS15に相当
する。
所定の再生時間が経過した場合は、再生停止用
タイマー２３から出力制御手段２２に再生停止信
号が発せられ、これにより燃料ポンプ９及び燃料
制御弁１０の作動が停止される。これがフローチ
ヤートのS13に相当する。これにより再生が終了
する。
以上説明したように本発明によればバーナーの
着火検知を正確に行うことができると共に、バー
ナーの着火後に失火を生じても、これを速やかに
検知でき、すぐさまバーナーの作動すなわち燃料
の供給を停止させることができるので、未燃の燃
料がトラツプに流れ込んでそこで燃焼することに
よるトラツプの燃損や溶損を確実に防止すること
ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は先行技術を示すフローチヤート、第２
図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は第
２図における制御装置の機能ブロツク図、第４図
は同上のハードウエア構成図、第５図は同上のフ
ローチヤートである。 １……デイーゼル機関、２……排気通路、３…
…トラツプ、４……バーナー、８……グロープラ
グ、９……燃料ポンプ、１０……燃料制御弁、１
１……回転数センサ、１２……負荷センサ、１４
……差圧センサ、１７，１８……温度センサ、２
０……制御装置、２１……再生時期検知手段、２
２……出力制御手段、２３……再生停止用タイマ
ー、２４……着火検知手段、２５……失火検知手
段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 排気通路に設けられて排気中の微粒子を捕集
    するトラツプと、トラツプの上流に設けられるト
    ラツプ再生用バーナーと、バーナーの作動を制御
    する制御装置とを備える内燃機関において、バー
    ナーの上流と下流とにそれぞれ排気温度検出用の
    温度センサを設けると共に、バーナーの作動開始
    から一定時間後にこれらの温度センサによつて検
    出されるバーナー上流側排気温度T0と下流側排
    気温度T1との温度差T1−T0が所定温度以上にな
    つたことをもつて着火を検知し、着火を検知しな
    かつたときにバーナーによる再生を中止させる着
    火検知手段と、着火検知から一定時間後の任意の
    時点でバーナー下流側排気温度T1が所定温度以
    下になつたときにバーナーの失火を検知し、失火
    を検知したときにバーナーによる再生を中止させ
    る失火検知手段とを設けたことを特徴とする内燃
    機関における排気微粒子捕集用トラツプの再生用
    バーナーの制御装置。
JP58026307A 1983-02-21 1983-02-21 内燃機関における排気微粒子捕集用トラツプの再生用バ−ナ−の制御装置 Granted JPS59153914A (ja)

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JP58026307A JPS59153914A (ja) 1983-02-21 1983-02-21 内燃機関における排気微粒子捕集用トラツプの再生用バ−ナ−の制御装置
US06/581,071 US4522027A (en) 1983-02-21 1984-02-17 Exhaust particle removal system for an internal combustion engine

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JPS59153914A JPS59153914A (ja) 1984-09-01
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