JPS6030408Y2 - デイ−ゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ディーゼルエンジンの排気中のカーボン粒
子等の微粒子成分を捕集するための排気通路に設けたフ
ィルタ一部材の目詰まりを簡単、確実に検出し得るよう
にしたディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの排気浄化装置としては、排
気通路中のフィルタ一部材よりも上流側の排圧を排圧検
出手段により検出し、上記排圧の上昇により上記フィル
タ一部材の目詰まりを検出して、フィルタ一部材よりも
上流側に設けたバーナを作動させて目詰まりを解消させ
るようにしたものが知られている（特開昭５４−１２０
２９）。

しかしながら、上記の如く排圧を利用して目詰まりを検
出するようにした排気浄化装置は、上記排圧がフィルタ
一部材の目詰まりのみならずエンジンの回転数、負荷等
の運転状態によっても変化し、たとえば排圧は高負荷運
転時には高くなリアイドリング時には低くなるために、
運転状態に応じて予め設定した排圧マツプと上記検出手
段により検出した排圧とを比較して、フィルタ一部材の
目詰まりを検出するようにしなければならず、そのため
回路構成が複雑になるという欠点がある。

また、ディーゼルエンジンの排気浄化装置としては、排
気ガス中のカーボン粒子をサイクローンによって、捕集
容器内に堆積せしめると共に、該容器内の一定レベルに
２本の電極を配設して、容器内のカーボンの堆積レベル
が一定高さ以上になると、上記電極間をカーボンによっ
て導通せしめて、カーボンの堆積量を検出するようにし
たものも知られている（実開昭４９−７２８１３）。

しかしながら、上記の如きサイクロン方式では、構造が
複雑になると共に、極く小さい微粒子成分については充
分捕集できず、また、堆積した容器内のカーボンを定期
的に排除する必要がある。

この考案の目的は、排気通路に設けたフィルタ一部材に
より、排気中の微粒子成分を捕集するものにおいて上記
従来の欠点を除去することにあって、簡単、安価な構成
で、フィルタ一部材の目詰まりを直接確実に検出し得る
ようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置を新規に
得供することにある。

このため、この考案のディーゼルエンジンの排気浄化装
置は、エンジンの排気通路中のフィルタ一部材に、２つ
の電極を配設すると共に、該電極間に所定電圧を印加し
て、上記フィルタ一部材上に付着するカーボン粒子の量
に応じて変化する電極間の抵抗変化を検出する検出回路
を備えて、該検出回路の出力信号によってフィルタ一部
材の目詰まりを直接検出するようにしたことを特徴とし
ている。

以下、この考案を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１はディーゼルエンジンの排気管２内
の排気通路、３は排気通路１内に配設したハニカム状の
非導電性フィルタ一部材で、各細孔は一つおきに、その
端部がブラインドプラグ３ａで閉塞されており、一方の
細孔から流入した排気は、多孔質の隔壁３ｂを通って他
方に流出する構成になっている。

４，５は夫々絶縁部材６，７を介して排気管２の周壁に
固定されて、フィルタ一部材３内に該フィルタ一部材３
の軸心と直交する方向に隔壁３ｂに対して密に挿入され
た互いに一定間隔を有する一対の電極、８はフィルタ一
部材３よりも上流側の排気管２に設けたバーナであって
、上記バーナ８は燃焼ガスを噴出してフィルタ一部材３
上に付着したカーボン粒子等を燃焼させ得るようになっ
ている。

上記一対の電極４，５間の電気抵抗は、フィルタ一部材
３の隔壁３ｂにカーボン粒子１５が第２図に示すように
付着すると、その付着したカーボン粒子１５の量の増大
に応じて第３図に示す如く減少する特性を有する。

上記一方の電極５と、負極をアース１１に接続したバッ
テリＢの陽極との間には、抵抗１３を接続すると共に、
他方の電極４にはアース１１を接続している。

したがって、バッテリＢから抵抗１３、電極５，４へ流
れる電流値は、フィルタ一部材３上のカーボン粒子１５
の量の増大に応じて減少する電極５，４間の電気抵抗に
より決定されるようになっている。

したがって、上記抵抗１３の両端の電圧の差は、付着し
たカーボン粒子１５の量の増大に応じて第４図中の曲線
イに示すように増大するようになっている。

一方、電圧検出装置１７には抵抗１３の両端の電圧を入
力して、該抵抗１３の両端の電圧の差を検出させる。

上記電圧検出装置１７は上記電圧の差を表わす信号を比
較器１８に出力する。

また、基準値設定装置１９には、バーナ８を作動すべき
カーボンの基準付着量を表わす基準値を設定して、基準
値信号を比較器１８に出力させる。

上記比較器１８は、上記電圧の差を表わす信号と基準値
信号とを比較して、上記電圧の差を表わす信号が基準値
信号よりも大きければ、つまりカーボン付着量が基準付
着量よりも大きければ、バイレベル信号を第５図に示す
判断回路２１に出力する。

上記判断回路２１は、アンドゲートからなり、一定条件
のもとでのみバーナ８を作動させるためのものである。

上記判断回路２１には、アクセルスイッチ２３および車
速センサ２４からの出力信号を入力して、アイドリング
時か否かの判断をさせ、かつ、上記フィルタ一部材３よ
りも下流側に設けた排気温度センサー２５からの出力信
号を入力して、該排気温度センサー２５の検出温度がた
とえば７００℃以下であるか否かを判断させ、かつ、イ
グニッションスイッチ２６を介してバッテリＢに接続し
て、アイドリング時で、比較器１８からの出力信号がバ
イレベルで、かつ上記排気温度センサ２５の検出温度が
７００℃以下である場合のみに、該判断回路２１からバ
ーナ８を作動させるべくバーナ制御装置２２に作動指令
信号としてのバイレベル信号を出力させるようにしてい
る。

このように、排気ボリウムが少なくて、かつ安定した状
態であるアイドリング時のみに、バーナ８を作動させる
ようにして、そのバーナ８の燃料およびエアの制御を容
易にする。

また、上記排気温度センサー２５の検出温度が７００℃
以下の場合のみに、バーナ８を作動させ、つまり検出温
度が７００℃以上の場合にはバーナ８の作動を停止させ
るようにして、過熱からフィルタ一部材３を保護する。

また、イグニッションスイッチ２６のオフの際には、該
イグニッションスイッチ２６のオフによりエンジンの停
止を検出して、判断回路２１からのバーナ制御装置２２
を作動させるための信号の出力を停止して、バッテリＢ
を保護する。

上記バーナ制御装置２２は、判断回路２１から作動指令
信号が入力されると、まずバーナ８の着火ヒータ３１を
加熱する信号を出力し、次いで、上記着火ヒータ３１の
温度が９００℃以上になったことをヒータ用温度センサ
ー３２からの出力信号で検出すると、燃料ポンプ３３お
よびエアポンプ３４を駆動する信号を出力して、上記バ
ーナ８から良好な燃焼ガスを排気通路１に噴出させるよ
うになっている。

このように、着火ヒータ３１が一定温度以上になると、
初めて、燃料およびエアをバーナ８に供給するようにし
て、完全燃焼を行なわせ、バーナ８からの未燃焼ガス放
出による２次汚染を防止するようにしている。

また、バーナ８の作動を停止する際には、逆に、燃焼ポ
ンプ３３およびエアポンプ３４の駆動を停止した後に、
着火ヒータに対する加熱を停止するようにして、完全燃
焼を行なわせ、作動時と同様２次汚染を防止するように
している。

上記構成のディーゼルエンジンの排気浄化装置は下記の
如く、フィルタ一部材３上のカーボン付着量を検出して
、バーナ８を作動させる。

いま、このディーゼルエンジンはアイドリング運転をし
ており、排気温度センサ２５の検出温度は７００℃以下
であり、そしてフィルタ一部材３上に基準量以上のカー
ボン粒子１５が付着したとする。

そうすると、電極４と５との間の電気抵抗は、カーボン
粒子１５の付着量に応じて小さくなる。

そのため、抵抗１３、電極５および４を流れる電流値は
大きくなって、電圧検出装置１７が検出する抵抗１３の
両端の電圧の差は、第４図中の曲線口で示す基準付着量
を表わす基準電圧よりも大きくなる。

このため、比較器１８はハイレベル信号を判断回路２１
に出力する。

上記判断回路２１は、アクセルスイッチ２３と車速セン
サ２４から力されるアイドリング検出用の両信号、排気
温度センサーから入力される信号および比較器１８から
入力されるハイレベル信号によって、エンジンがアイド
リング運転状態であって、フィルタ一部材３よりも下流
側の排気温度が７００℃以下であって、かつフィルタ一
部材３上のカーボン粒子の付着量が基準量以上であって
、バーナ８を作動すべき状態にあると判断して、バーナ
制御装置８に作動指令信号を出力する。

上記作動指令信号より、バーナ制御装置２２は、まず、
着火し−タ３１を加熱するための信号を出力し、次いで
、着火ヒータ３１が９００℃以上に加熱されたことを着
火ヒータ用温度センサー３２から入力される信号で検出
すると、燃料ポンプ３３およびエアポンプ３４を作動さ
せる信号を出力して、バーナ８に燃料およびエアを供給
して、燃焼ガスをバーナ８から噴出させる。

上記燃焼ガスは、バーナ８がフィルタ一部材３よりも上
流側に設けられているために、排気ガスと共にフィルタ
一部材３に吹き付けられ、フィルタ一部材３上に付着し
たカーボン粒子を燃焼させ、フィルタ一部材３の目詰ま
りを回復させる。

一方、フィルタ一部材３に付着したカーボン粒子の量が
基準量以下であって、比較器１８がローレベルの信号を
出力する場合、またはアクセルスイッチ２３と車速セン
サ２４からの信号により検出されるアイドリング状態で
ない場合、または排気温度センサー２５からの出力信号
により検出される排気温度が７００’Ｃ！以上の場合に
は、判断回路２１は作動指令信号を出力せず、バーナ８
の作動を停止して、エネルギーの損失やフィルタ一部材
３の過熱を防止する。

上記実施例では、アイドリング運転時にバーナ８を作動
させるようにしたが、高負荷運転時にバーナ８を作動さ
せるようにしてもよい。

また、上記実施例では、フィルタ一部材３の目詰まりを
検出する検出回路を、抵抗１３、バッテリＢ１電圧検出
装置１７、比較器１８および基準値設定装置１９により
構成して、抵抗１３の両端の電圧差により目詰まりを検
出するようにしたが、この考案に用いる目詰まりを検出
する回路はこれに限るものではなく、たとえば電極を流
れる電流値を直接検出するようにしてもよい。

また、フィルタ一部材３に配設する電極は、上記実施例
のものに限るものではなく、たとえば第６図に示すよう
に、フィルタ一部材３の一方のブラインドプラグ４１に
電極５を貫通して固定する一方、他方のブラインドプラ
グ４２にステンレスや金や白金等の導電性物質４３をカ
ーボン粒子１５と接触するように蒸着や焼付は等により
固着させて、上記導電性物質４３を電極としてもよい。

以上の説明で明らかな如く、この考案によれば、エンジ
ンの排気通路中のフィルタ一部材に２つの電極を配設す
ると共に、該電極間に所定電圧を印加して、上記フィル
タ一部材上に付着するカーボン粒子の量に応じて変化す
る電極間の抵抗変化を検出する検出回路を設けて、フィ
ルタ一部材の目詰まりを検出するようにしているので、
簡単、安価な構成で、エンジンの運転状態に影響を受け
ることなく、フィルタ一部材の目詰りを直接に、確実に
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係るディーゼルエンジン
の排気浄化装置の要部の概略図、第２図は第１図の■−
■線断面図、第３図はカーボン量と電極間の抵抗との関
係を示すグラフ、第４図はカーボン量と抵抗の両端の電
圧の差との関係を示すグラフ、第５図は第１図に示すデ
ィーゼルエンジンの排気浄化装置の全体構成を示す概略
図、第６図は電極の変形例を示す断面図である。 １・・・・・・排気通路、３・・・・・・フィルタ一部
材、４゜５・・・・・・電極。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの排気通路に、排気中のカーボン粒子等を捕集
   するフィルタ一部材を配設してなるディーゼルエンジン
   において、 上記フィルタ一部材に互いに一定間隔を有する２つの電
   極を配設すると共に、上記フィルタ一部材上に付着する
   カーボン粒子の量に応じて変化する電極間の抵抗変化を
   検出する検出回路を設け、該検出回路により、フィルタ
   一部材の目詰まりを検出する構成としたことを特徴とす
   るディーゼルエンジンの排気浄化装置。