JPH086578B2 - パティキュレートトラップの再燃焼装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジン等の排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するトラップを再燃焼する装置に関す
るものであり、特にパティキュレートトラップ（以下、
単にトラップと略称する）の再燃焼を行うバーナーを制
御する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

トラップは、パティキュレートの捕集が進むと徐々に
目詰まりを起こすので、時々、捕集されたパティキュレ
ートを燃焼させて除去しなければならない。

このパティキュレートの再燃焼装置としては、トラッ
プ前面に電気ヒーターを用いたものの他、燃焼用バーナ
ーによって行うものがある。

このようなバーナーを用いたパティキュレートの再燃
焼装置としては、例えば特開昭56−115809号公報に開示
されたものがあり、この装置では、トラップの前後差圧
を検出し、この検出した差圧と予め設定した差圧とを比
較することにより、前後差圧が設定差圧に達した時にバ
ーナーを点火してトラップの再燃焼を開始し、タイマに
よって設定された時間が経過したときに再燃焼を終わら
せている。

また、特開昭59−126019号公報に開示された再燃焼装
置では、トラップの前後差圧に加えて、エンジン回転数
及びエンジン負荷（又はこれらとエンジン回転数及び負
荷の変化率）を考慮し、前後差圧が設定差圧に達した時
にバーナーによる再燃焼を開始させている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のようなバーナーによる再燃焼方式を採用した場
合、バーナーの燃焼が終了した直後にバーナーにおいて
燃焼用空気を送り込むブロアを停止させると、燃焼部付
近の温度が一時的に上昇してバーナーを劣化させてしま
い、その寿命を縮めることになる。

そのため、バーナー方式では、燃焼終了後、加熱部
（燃焼室）に外気を送風して冷却する掃気が行われてい
る。

しかしながら、バーナーによる燃焼中にエンジンを停
止させるためエンジンキースイッチをオフにしてしまう
と、バーナーの掃気が行われないか又は中途半端になっ
てしまうという問題点があった。

従って、本願発明の目的は、バーナーを用いてトラッ
プに捕集されたパティキュレートトラップの再燃焼を行
う装置において、バーナーによる再燃焼中にエンジンキ
ースイッチをオフにした時は必ず所定の掃気が行われる
ようにすることに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明に係るパティキュ
レートトラップの再燃焼装置では、エンジンの排気管に
設けられたパティキュレートトラップの燃焼用のブロア
を内蔵したバーナー部と、該バーナー部を燃焼させてい
る間、キースイッチのオン位置電圧を監視し該電圧から
該キースイッチがオフ位置になったことを検出したとき
該バーナー部のブロアのみを一定時間作動して強制的に
掃気する信号を発生する演算手段と、を備えている。

〔作用〕

本発明においては、バーナー部が作動中、即ちトラッ
プの再燃焼を行っている間に、演算手段はエンジンキー
スイッチのオン位置電圧を監視し、このオン位置電圧が
入力されないとき、即ちキースイッチがオフにされたと
きには、バーナー部のブロアを一定時間作動し続けて強
制的に掃気させるための信号を発生する。この信号を受
けてバーナー部では内部に設けたブロアのみをその一定
時間だけ作動する。

これにより、キースイッチを切った時にバーナー部の
掃気を必ず行うようにし、バーナー燃焼中の停止による
トラップ並びにバーナー部の焼損を防いでいる。

〔実 施 例〕

以下、本願発明に係るパティキュレートトラップの再
燃焼装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、１はエン
ジン（図示せず）からの排気ガスを流す排気管でその途
中にトラップ２が挿入されている。このトラップ２を流
れる排気ガスをトラップ再燃焼時にバイパスするための
バイパス管３が設けられており、排気ガスの流れはトラ
ップ２の側とバイパス管３の側との分岐部に設けられた
切り替え電磁弁４を制御することによって切り替えられ
るようになっている。また、トラップ２の入口側と出口
側の前後差圧を検出するために差圧センサ５が設けられ
ており、また、トラップ２の入口側には再燃焼時の加熱
空気をトラップ２に与えるためのバーナー部６が設けら
れている。

７はエンジンの回転数を検出するセンサ、８はエンジ
ン負荷（ディーゼルエンジンの場合には、燃料噴射ポン
プのラック位置）を検出するセンサ、９はバーナー部６
及びコントローラ10へ電源を供給するバッテリーであ
る。

制御手段としてのコントローラ10は、センサ７からの
エンジン回転数信号のパルス整形を行うパルス整形回路
11と、センサ８からのエンジン負荷信号及び差圧センサ
５からの差圧信号をアナログ−ディジタル変換するA/D
変換器12と、パルス整形回路11及びA/D変換器12の両出
力を入力して所定の演算を行うCPU13と、CPU13の演算に
必要なデータ及びプログラムを予め記憶したROM14と、C
PU13の演算結果をバーナー部６、電磁弁４及び表示等
（図示せず）に出力するための出力回路15とで構成され
ている。

また、20はエンジンのキースイッチであり、そのオン
（ON）接点は、コントローラ10のA/D変換器12に接続さ
れている。また21は保持リレー21で、そのコイルはコン
トローラ10の出力回路15に接続されている。この保持リ
レー21の接点はバッテリー９とコントローラ10との間に
挿入されている。

第２図は、バーナー部６の一実施例を示した回路図
で、R1、R2はそれぞれ接点r1、r2を有するリレー、61は
ブロア、62はバーナー電源リレー、63は掃気用リレー、
63は、炎検出器64、イグナイタ65、及び燃料用電磁弁66
を付勢／消勢する制御回路である。尚、リレー62、63の
コイルはそれぞれコントローラ10からの制御信号によっ
て付勢される。

第３図はコントローラ10に格納され、実行されるプロ
グラムのフローチャートを示す図で、この第３図のフロ
ーチャートを参照しながら、以下、第１図及び第２図に
示したパティキュレートトラップの再燃焼装置の動作を
説明する。

通常は、排気ガスをトラップ２の側にのみ流すように
コントローラ10は切り替え電磁弁４を第１図に示すよう
に制御する。

まず、コントローラ10はセンサ７〜９からそれぞれエ
ンジンの回転数、エンジン負荷及びトラップ２の前後差
圧を入力する（第３図のステップS1〜S3）。そして、セ
ンサ出力を実際の値（例えば、差圧ではmmHg）に換算す
る（同ステップS4）。

この後、再燃焼開始時期を判定する（同ステップS
5）。

この再燃焼開始時期の判定には一定距離走行後に実行
する等、種々の方法があり、どのような方法を用いても
ここでは特に問題にしない。

一例を挙げれば、まずデータとして得られたエンジン
回転数及び負荷に対応した設定差圧を第４図の特性マッ
プから選択する。この特性マップはコントローラ10内の
ROM14に予め記憶されており、横軸の回転数と縦軸の負
荷によって交差する点が、設定差圧群P₁〜P_nのどれに属
するかを求める。

このようにして得られた設定差圧を、差圧センサ５で
検出された実際の差圧と比較し、設定差圧＜実差圧にな
った時、「バーナー・オン判定」（バーナーを点火させ
る判定）を行う（同ステップS6）。

これにより、コントローラ10はバーナー部６のバーナ
ー電源リレー62をオンにする制御信号を送り、電磁弁４
を第１図に破線で示すように切り替え、且つ表示灯（図
示せず）に再燃焼の開始を表示する（同ステップS7）。

バーナー電源リレー62をオンにすると、制御回路63に
より燃料用電磁弁66がオンになって開き、イグナイタ65
が点火される。この時、リレーR1が励磁されてその接点
r1が閉じるので、ブロア61が作動し外気をイグナイタ65
に供給して燃焼が開始される。（同ステップS8）。

その後、炎検出器64により燃焼が正常に行われている
か否かをチェックし（同ステップS9）、異常の場合には
警告灯（図示せず）を点灯する（同ステップS10）が、
正常である場合には、燃焼を継続させる（同ステップS1
1）。

この燃焼中に、エンジンキースイッチ20のオン位置電
圧をA/D変換器12を介して読み込み、そのオン位置電圧
（この実施例では24V）が入力されているか否かをチェ
ックする。（同ステップS12）。これは、ドライバーが
キースイッチ20をオンからACC位置（ラジオ等のみにバ
ッテリー電源が供給される位置）又はオフにした状態を
検出するためで、オン位置電圧が入力されない場合に
は、次のステップS13をスキップして後述するステップS
14以降を実行する。

オン位置電圧が入力されているときには、バーナー電
源リレー62がオンになってからの燃焼時間をカウントし
（同ステップS13）、所定の燃焼時間t1（例えば20分）
経過後、オン位置電圧が入力されていない場合と同様に
再燃焼を終了させて掃気動作に移るため、コントローラ
10はバーナー電源リレー62をオフにし、掃気リレー63を
オンにする制御信号をそれぞれ送る（同ステップS1
4）。尚、この再燃焼終了時期の判定も同様にその他の
種々の方法を用いることができる。

再燃焼が終了すると、制御回路63には電源が供給され
なくなるので、燃料用電磁弁66は燃料の供給を停止しイ
グナイタ65は消勢されるのでバーナー動作は停止される
が、掃気用リレー63がオンになったことによりリレーR2
が励磁されるのでその接点r2によりリレーR1が保持さ
れ、従ってその接点r1によりブロア61は依然作動し続け
る。

掃気の開始、即ち掃気用リレー63がオンになってから
一定時間t2が経過すると（同ステップS15）、コントロ
ーラ10は掃気を停止するため掃気用リレー63をオフにす
る。そして、同時に電磁弁４を第１図の実線の状態に戻
し、表示灯を消灯する（同ステップS16）。

この掃気動作が終了した後、コントローラ10は保持リ
レー21の接点を開くための制御信号を送り、バッテリー
９から自ら切り離す（同ステップS17）。

このようにして、再燃焼制御の一連の動作が実行され
るが、上記のようにキースイッチ20をオフにした時を検
出しても（同ステップS12）、同様に掃気工程（同ステ
ップS14〜S16）を実行するので、燃焼途中でエンジンが
止まっても掃気工程は必ず強制的に実行されることにな
るのでバーナー部６が焼損するようなことはなくなる。

上記の実施例では、キースイッチのオフ状態を検出す
るためにキースイッチ20のオン位置電圧をコントローラ
10に入力して監視したが、キースイッチ20がオフになれ
ばエンジンが停止するので、これに着目してエンジン回
転数センサ７の出力によるエンジン回転が止まったこと
をステップS12で検出しても上記と同様の動作を行うこ
とができる。

また、オルタネータ（図示せず）の端子電圧を監視
し、この電圧が予め決めた電圧を下回った時を以てキー
スイッチのオフ状態と判定しても全く同様の動作を行う
ことができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本願発明に係るパティキュレートトラ
ップの再燃焼装置では、バーナー部が燃焼中にキースイ
ッチがオン状態でなくなった時を検出して該バーナー部
のブロアのみを一定時間作動し強制的に掃気するように
構成したので、バーナー部の過度の温度上昇を防ぐこと
ができ、バーナーの性能を良好に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るパティキュレートトラップの再
燃焼装置の一実施例を示すハードウェア構成図、 第２図は、本発明に用いられるバーナー部の一実施例を
示す回路図、 第３図は、本発明において第１図に示したコントローラ
で実行されるプログラムのフローチャート図、 第４図は、本発明に用いられる設定差圧を求めるための
エンジン回転数対負荷の特性曲線図、である。 第１図において、１は排気管、２はパティキュレートト
ラップ、６はバーナー部、10はコントローラ、20はキー
スイッチをそれぞれ示す。 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの排気管に設けられたパティキュ
   レートトラップの燃焼用のブロアを内蔵したバーナー部
   と、該バーナー部を燃焼させている間、キースイッチの
   オン位置電圧を監視し該電圧から該キースイッチがオフ
   位置になったことを検出したとき該バーナー部のブロア
   のみを一定時間作動して強制的に掃気する信号を発生す
   る演算手段と、を備えたことを特徴とするパティキュレ
   ートトラップの再燃焼装置。