JPS6193222A - デイ−ゼルパテイキユレ−トオキシダイザシステムにおける排気堆積物パ−ジ装置 - Google Patents

デイ−ゼルパテイキユレ−トオキシダイザシステムにおける排気堆積物パ−ジ装置

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JPS6193222A
JPS6193222A JP59213969A JP21396984A JPS6193222A JP S6193222 A JPS6193222 A JP S6193222A JP 59213969 A JP59213969 A JP 59213969A JP 21396984 A JP21396984 A JP 21396984A JP S6193222 A JPS6193222 A JP S6193222A
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pressure
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valve
sensor
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粂　智
Kazuo Koga
古賀　一雄
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディーゼルパティキュレートオキシダイザシ
ステムにおける排圧検出用配管に堆積されるディーゼル
パティキュレートを清掃するためのパージ装置に関する
。
ディーゼルエンジンの排気中には可燃性で微粒の炭化化
合物であるパティキュ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っている。このパティキュレ
ートは、排ガス温度が１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、パティキュレートは人体に有害の恐れがあるた
め、近年車両用ディーゼルエンジンはその排気通路中に
配設するディーゼルパティキュレートオキシダイザ（以
下ときとしてｒＤＰＯＪ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、パティキュレート
を捕集堆積し、排気通路を塞ぐ傾向が有るため、このＤ
ＰＯの再生を行なうべくパティキュレートの再生燃焼を
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、吸気を絞ったり、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、
フィーリングが悪化し、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、従来のディーゼルパティキュレートオキシダイ
ザシステムにおいて、再生補助機構の作動を開始させた
り、停止させたりするものとして、ＤＰＯの上流側排気
通路における排気圧力を圧力センサによって検出するも
のが考えられる。
しかしながら、このようなディーゼルエンジンの排圧検
出手段では、排気中に存在する水蒸気、すす、ＳＯｘ等
が排圧検出用配管や同排圧検出用配管に介装されたウォ
ータートラップ等に堆積して、寒冷地においては水の凍
結を生じるといった不具合があり、さらに、すすの詰ま
りを生じるといった問題点があり、これにより排圧が検
出不能となったり、正確に検出できず、伝達遅れが生じ
るといっ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。
本発明は、このような問題点を解決しようするもので、
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
に堆積される排気堆積物を排気通路へパージできるよう
にした。ディーゼルパティキュレートオキシダイザシス
テムにおける排気堆積物パージ装置を提供することを目
的とする。
本発明における排気堆積物パージ装置は、ディーゼルパ
ティ−キュレートオキシダイザを備えたディーゼルエン
ジンの排気系の排気圧を排圧検出用配管を通じて圧力セ
ンサにより検出するディーゼルパティキュレートオキシ
ダイザシステムにおいて、圧縮空気を供給する圧縮空気
供給手段と、前記圧縮空気供給手段からの圧縮空気をチ
ェックバルブを介して前記排圧検出用配管へ供給する圧
縮空気供給用配管と、前記圧縮空気供給用配管を通じて
前記排圧検出用配管へ送られる圧縮空気の供給を制御す
る圧縮空気供給制御手段と、前記圧縮空気供給制御手段
の作動時期を制御するパージ機構制御部とを備えている
。
パージ機構制御部において、圧縮空気の供給時期を検出
したときに、パージ機構制御部から圧縮空気供給制御手
段へ制御信号を供給して、圧縮空気供給手段から圧縮空
気供給用配管を通じて排圧検出用配管へパージ用圧縮空
気が送られ、排圧検出用配管中に堆積された排気堆積物
を排気通路へ還流除去する。
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〜第１０図は本発明の一実施例としてのディーゼル
エンジンの排気堆積物パージ装置をそなえたディーゼル
パティキュレートオキシダイザシステムを示すもので、
その全体構成は１本願出願人による特願昭５９−６４１
４４号明細書に詳しく示されている。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図はそのブロック図、第４図はそのＶＥ型タイ
マのオートマチッ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）はそれぞれそ
のフィ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に堆積したパティキュレート量と、メイ
ンマフラ圧損とＤＰＯ圧損の関係を示すグラフ、第１０
図はそのパージ装置の作用を示すグラフである。
第１〜第６図に示すように、本発明の一実施例では、デ
ィーゼルエンジン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とを備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、このディーゼルエンジンＥは、
そのシリンダブロック１．シリンダヘッド２１図示しな
いピストンによって形成され主室およびシリンダヘッド
２に形成された主室に連通ずる図示しない副室をそなえ
ている。
また、このディーゼルエンジンＥの主室には、図示しな
い吸気弁を介して吸気通路３が接続されるとともに、図
示しない排気弁を介して排気通路４が接続されていて、
この排気通路４には、排気中のパティキュレートを捕捉
するディーゼルパティキュレートオキシダイザ（ＤＰＯ
）　５が介装されている。
なお、ここでパティキュレートとは、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のトラップ担体としては、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相
の深部捕集型耐熱セラミックフオーム（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
ディーゼルパティキュレート捕集部材を前記のごとく叶
０（ディーゼルパティキュ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ャ
ージャー７および保温管８を介して受けるようになって
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
る排気圧力センサ１０が電磁式切換弁７８．７９を介し
て取り付けられる。
各電磁弁７８．７９は、コンピュータ等によって構成さ
れる再生補助機構制御手段、開閉弁制御手段。
演算部１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７
８ｂ、　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
ＤＯＰ５の上流（入口）排ガス圧力Ｐ□を検出するよう
になっている・ 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７７
ｂを吸引制御することより、弁体７７ｂの吸引（開）状
態ではエアフィルタ８０を介して大気圧（すなわち、マ
フラー６の下流側圧力Ｐ。に等しい圧力）を検出するよ
うになっている。。
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９４．９４’に介装された排圧検出セ
ンサ用フィルタ装置４９ａ、　４９ｂを介して電磁弁７
８．７９へ供給されるようになっている。
フィルタ装置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、ワイヤメツシュ
８４を内蔵する排気脈動低減用ダンピングボリューム８
３．第１段のフィルタ８５．スペーサ８７．第２段のフ
ィルタ８６が順に配設されている。
ワイヤメツシュ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、ウォーター
トラップ（気水分離器）としての機能をはたす。
このワイヤメツシュ８４は、排気脈動低減用ダンピング
ボリューム８３を形成するケーシング４９内の空間に配
設されていて、ダンピングボリューム８３は排気脈動を
低減された排気をフィルタ８５．８６へ供給する。
フィルタ８５．８６は、それぞれ２枚のＰＶＦ製フィル
タ部８５ａ、　８６ａおよびＡＣ−２６製フィルタ部８
５ｂ。
８６ｂからなっており、第１段のフィルタ８５は、ＳＵ
Ｓ製プレート８９およびＦＲＭ製Ｏリング８８とＰＢＴ
Ｂ製スペーサ８７との間に介装され、第２段のフィルタ
８６は、スペーサ８７とＦＲＭ製○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８７
ａが開口している。
なお、各フィルタ８５．８６の圧力センサ１０側ボリユ
ーム９０．９１は、フィルタ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９４゜９４′
を通じて圧力センサ１０に連通している。
各フィルタ８５．８６の圧力センサ１０側ボリユーム９
０、９１が、小さく設定されているのは、以下の知見に
よる。
このフィルタ８５．８６に流れるガス量は、排気脈動に
起因しており、フィルタ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
、フィルタ８５．８６を通過するガス質量ΔＧは次のよ
うになる。
ＡＧ＝Ｇ十　−Ｇ−＝（Δ　Ｐ−Ｖ）／ＲＴこのときの
堆積Δ■（圧力Ｐ、ガス温度Ｔ）は、次のようになる。
ΔＶ＝ΔＧＲＴ／Ｐ＝（ΔＰ−Ｖ）／Ｐしたがって、排
気脈動に起因するガスの流量は、脈動の振幅ΔＰおよび
フィルタ上流体積（フィルタ８５．８６からセンサダイ
アフラム部までの体積）■（センサのデッドボリューム
は無視）の積に比例する。
さらに、パージ機ｉＰＭが、第１図に示すように設けら
れており、圧縮空気供給手段（ここでは、ターボチャー
ジャ７のコンプレッサ）８２から圧縮空気供給用配管９
５を通じてチェックバルブ９６を介して供給される圧縮
空気を圧縮空気供給用配管としての電磁式切換弁７６で
切換制御するようになっており、電磁式切換弁７６は、
そのソレノイド７６ａにＥＣＵ９からの制御信号をうけ
て、弁体７６ｂを開閉制御するようになっており、パー
ジ機構ＰＭの動作時には、電磁式切換弁７６、７８が開
となって、フィルタ装置４９ａのフィルタ８５およびワ
イヤメツシュ８４から煤および水分が排気通路４ヘパー
ジされる。
また、電磁式切換弁７６、７９が開となって、フィルタ
装［４９ｂのフィルタ８５およびワイヤメツシュ８４か
ら煤および水分が排気通路４ヘパージされる。
また、ＤＰＯ５の入口部（上流）に近接する排気通路４
に、ＤＰＯ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを検出する温度センサ
（熱電対）１４が設けられてており、この温度センサ１
４からの検出信号はＥＣＵ９へ入力される。
さらに、ＤＰＯ５内部に、ＤＰＯ５の内部温度Ｔｆ（特
に、フィルタベッド温度）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、　ＤｒＯ出ロ排ガス温
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ＥＣＩＪ９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１７は、Ｅ
ＣＵ９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１８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、ターボチャ
ージャー７のコンプレッサ、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
って開閉駆動されるようになっている。圧力応動装置２
２は、吸気絞り弁２１を駆動するロッド２２ａに連結さ
れたダイアフラム２２ｂで仕切られた圧力室２２ｃに、
エアフィルタ２３を通じて大気圧Ｖａｔを導く大気通路
２４と、バキュームポンプ２５がらのバキューム圧Ｖｖ
ａｃを導くバキューム通路２６とが接続されて構成さね
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２７ａ、　２
８ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御による制御信号が
供給されると、各弁体２７ｂ、　２８ｂが吸引制御され
るようになっていて、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、ロッド２２
ａ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の吸気通路側開口には、排気再循環量変
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によっ
て開閉駆動されるようになっている。圧力応動装置３１
は、そのＥＧＲ弁３０を駆動するロッド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、
エアフィルタ３２を通じて大気圧Ｖａｔを導く大気通路
３３と、バキュームポンプ２５からのバキューム圧Ｖｖ
ａｃを導くバキューム通路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３６が介装されている。
そして、各電磁弁３５．３６のソレノイド３５ａ、　３
６ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御による制御信号が
供給されると、各弁体３５ｂ、　３６ｂが吸引制御され
るようになっていて、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、ロッド３１
ａ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、ロッド２２ａに取り付
けられた吸気絞り弁開度センサ４５からのＥｕＯ３への
フィードバック信号により検出され、　ＥＲＧ弁３０の
開度は、圧力応動装置３１のロッド３１ａの動きを検出
するポジションセンサ３９からのＥｕＯ３へのフィード
バッ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３７ｂが吸引制御される
ようになっていて、これにより、ウォータートラップ４
９′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、エアフィルタ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、アイドルアップ機構を構
成するアイドルアップ用アクチュエータとしてのダイア
フラム式圧力応動装置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
アップ制御部を駆動するロッド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４
６ｂで仕切られた圧力室４６ｃには、電磁式開閉弁（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とバキュームポン
プ２５ないしエアフィルタ４８とを適宜連通接続するも
ので、常時はエアフィルタ４８と圧力室４６ｃとが連通
している。
そして、電磁弁４７のアイドルアップアクチュエータ制
御用ソレノイド４７ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御
による制御信号が供給されると、弁体４７ｂが吸引制御
されるようになっていて、これにより、圧力応動装置４
６の圧力室４６ｃへ供給される圧力（負圧）が調整され
、ロッド４６ａが適宜引き込まれて、アイドルアップ状
態（高速アイドル状態）が制御される。
さらに、ＤＰＯ５へディーゼルエンジンＥから酸素ガス
を含んだパティキュレート燃焼用高温ガスを供給するこ
とによりＤＰＯ５に捕集されたパティキュレートを燃焼
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
よって駆動し、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ックタイマ（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ックタイマは、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ュレー
ティングバルブ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ャ
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のばね力とのバラン
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
えられるようなっている。
そして、ローラリング５７に付設されたロータ５７ａの
位置が変化して、カムプレートによるプランジャ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５
２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って押され、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
イブシャ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っている。
そして、室５１から供給された油が、プランジャ６３に
おいて高圧となり、デ・リードバルブ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の高圧室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ボート（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ェックバルブ６０が介装さ
れており、チェックバルブ６０と切換用ボート５９との
間の油圧通路６７ａはオーバーフローオリフィス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ヘフィ−ドボ
ンプ５８により、油が供給されるようになっている。
ソレノイドタイマＳＴの本体には、チェックバルブ６０
およびオーバーフローオリフィス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。
チェックバルブ６０を開として、切換用ボート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、切換用ボート５９
は開となって、パーシャル時のミドルアドバンスＣＭ）
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、切換用ボート５９は閉となって、ハイア
ドバンス（Ｈ）特性となる。
油圧通路６７ｂには、オリフィス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っ
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５
５ａ、　５５ｂによるばね力とにより、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に固着されたストッパ７
１とリテーナ６８との間には軟らかい第２タイマスプリ
ング５５ｂ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。
ストッパ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　Ｄｅａ
ｔｈ　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
５．２が第４図中の左方へ移動する。
すなわち、リテーナ６８はロッド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、スナップリング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
合Ｃｔで示すように、エンジン回転数がＮ１からＮ２（
＞Ｎｌ）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図中の符合７２は０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
って、タイマピストン５２は第１のタイマスプリング５
５ａ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間−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抑えてい
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。
したがって、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って、ＤＰＯ
５上のパティキュレートを燃焼させることができ、ＤＰ
Ｏ５の再生ができるのである。
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Ｅ
ＣＵ９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図中の符合４２は車速センサを示しており、
４３はクロック、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、符合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排気堆積物パージ装置を備え
たディーゼルパティキュレートオキシダイザシステムは
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、キースイッチをオン（例えば、ア
クセサリ−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っていれば、噴射時
期および吸気絞り量を制御することにより。
再生制御が行すれて、再生が終了したかどうかをＤＰＯ
５の圧損により判定する。
さらに、再生フラグがオフとなっていれば、通常時の噴
射時期制御およびＥＧＲ制御が行われる。
そして、ディーゼルパティキュレートの積算値や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
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
期の判断を行った後に、キーがオフとなっているかどう
かが判定され、キーがオンとなっていれば、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ｌＯ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１０により大気圧（マフラー６の下流側圧力にほ
ぼ等しい。）ｐｏを検出する。
このとき、フィルタ装置４９ａ、　４９ｂにより、排圧
の脈動が適宜減少されるので、計測値のばらつきが減少
して、正確な排気圧力を検出することができる。
そして、このフィルタ装置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煤等の侵
入が防止されるので、センサダイアフラム部に水が貯溜
して、寒冷時において、これが凍結してダイアフラム部
が破壊されるといった問題も解消できる。
また、パージ機構ＰＭによって、水分を排気通路４ヘパ
ージできるので、検出ラインのたるみ部に水分が貯溜し
、凍結して排圧を検出させないといった問題や煤による
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は、第１０図に示すように、圧縮
空気供給手段（ターボチャージャ７のコンプレッサ）８
２からの過給圧がＤＰＯ上流上流側圧力上１大きい場合
、パージ可能領域であるとして、　ＥＣＵ９がソレノイ
ド７６ａ、　７８ａ、　７９ａを適宜開閉制御すること
が原則とされるが、本発明においては、圧縮空気供給用
配管９５にチェックバルブ９６を介在させであるので、
パージ中にＤＰＯ上流側圧力Ｐ工が過給圧よりも大きく
なっても、排気がターボチャージャ７のコンプレッサ側
に逆流することがない。
したがって、第１０図に示すようなパージ可能領域を特
に設定する必要はないが、高負荷高回転域でのパージ中
止は、排気温の関係から必須の要件になる。したがって
、ＥＣＵ９からのパージ機構ＰＭの制御信号は、例えば
次のような条件に基づいて出力される。
（１）排圧検出毎（前後等） （２）一定時間ないし一定走行距離毎 （３）排圧検出時以外の常時 そして、ソレノイド７６ａ、　７８ａ、７９ａを同時に
開とすることによって、フィルタ装置４９ａ、　４９ｂ
中の排気堆積物を同時にパージしたり、ソレノイド７６
ａ。
７８ａないしソレノイド７６ａ、　７９ａをそれぞれ交
互に開とすることによって、フィルタ装置４９ａないし
フィルタ装置４９ｂ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．Ｐｉ、Ｐ、からメインマフラ
圧損（ｐ、−ｐ、）とＤＰＯ圧損（ｐ　ｔ　−ｐ　ｚ　
）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、たとえは、パティキュレート（Ｐｃｔ
）のローディング量７０ｇ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のローディング量の判
定を行わずに、　ＤＰＯ圧損Ｐ工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Ｐ□として１回の計測値を用いた
り、計測値のばらつきを除去するために、多数回の計測
値の平均値をとっ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゛−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（ｐ
ｚ　　ｐｏ）と、ＤＰＯ圧損（ｐ　ｘ−Ｐ　２　）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、パティキュレート（Ｐｃｔ）のロー
ディング量２０ｇに相当する境界線を領域Ｃ２から猟奇
機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、ＤＯ
Ｐ５の温度Ｔ、すなわち、ＤＰＯ入口温度Ｔｉｎ。
ＤＰＯ内部温度ＴｆないしＤＰＯ出口温度Ｔ。を検出し
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とによっ
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とによって決定さ
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
によっ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５１７５丁をオン・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、デユーティ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、
急激な切換を行うと加減速のショックが生じる。この切
換時のショックを軽減するため、ソレノイドタイマＳＴ
のデユーティ制御による十分長い時間ｔ０秒（例えば、
２〜３秒）をかけた切換が行われる。
このデユーティ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、
ショックを軽減するために、デユーティ制御により切換
を緩慢に行う。
なお、デユーディ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排気堆積物パージ装置を備え
たディーゼルパティキュレートオキシダイザシステムに
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る。
（２）上記第１項により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）ウォータトラップ用ワイヤメツシュにより、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ュームにより、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
ィルタおよび圧力センサの耐久性が向上する。
（５）フィルタにより、排気中の煤およびワイヤメツシ
ュにより除去できなかっ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。
以上詳述したように、本発明による排気堆積物パージ装
置は、ディーゼルパティキュレートオキシダイザを備え
たディーゼルエンジンの排気系の排気圧を排圧検出用配
管を通じて圧力センサにより検出するディーゼルパティ
キュレートオキシダイザシステムに使用されるものであ
って、圧縮空気を供給する圧縮空気供給手段と、前記圧
縮空気供給手段からの圧縮空気をチェックバルブを介し
て前記排圧検出用配管へ供給する圧縮空気供給用配管と
、前記圧縮空気供給用配管を通じて前記排圧検出用配管
へ送られる圧縮空気の供給を制御する圧縮空気供給制御
手段と、前記圧縮空気制御手段の作動時期を制御するパ
ージ機構制御部とを備えた簡素な構造で１次のような効
果ないし利点を得ることができる。
（１）排圧検出用配管中の水分や煤等の排気堆積物を排
気通路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、排圧検出用
配管のたるみ部や同配管に介装されたフィルタ装置等の
各部に捕集された水分が凍結して、フィルタ装置や排圧
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）上記第１項により、煤を除去できるので、排圧検
出センサの検出精度が向上する。
（４）圧縮空気供給用配管にチェックバルブを介在させ
たので、パージ中の排気逆流を防止することができる。
したがって、フィルタ装置やソレノイドバルブ等の汚損
を抑制できるとともに、パージ可能領域の設定が一部の
高負荷高回転領域を除いて不要になるので、制御部にお
けるソフトを簡略化することができる。
【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排気堆積物パ
ージ装置を備えたディーゼルパティキュレートオキシダ
イザシステムを示すもので、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
図はそのブロック図、第４図はそのＶＥ型タイマのオー
トマチッ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）　ｌ　（ｂ）はそれぞれのフィル
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に堆積したパティキュ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１Ｏ図はそのパ
ージ装置の作用を示すグラフである。 １・・・シリンダブロック、２・・・シリンダヘッド、
３・・・吸気通路、４・・・排気通路、５・・・深部捕
集型ディーゼルパティキュレートオキシダイザ（ＤＰＯ
）６・・・マフラー、７・・・ターボチャジャ−１８・
・・保温管、９・・・再生補助機構制御手段、開閉弁制
御手段、演算部２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・・・エアフィルタ
、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
、１９・・・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、２１・・・吸
気負圧変更手段としての吸気絞り弁、２２・・・圧力応
動装置、２２ａ・・・ロッド、２２ｂ・・・ダイアフラ
ム、２２ｃ・・・圧力室、２３・・・エアフィルタ、２
４・・・大気通路、２５・・・バキュームポンプ、２６
・・・バキューム通路、２７・・・電磁弁、２７ａ、２
８ａ・・・ソレノイド、２７ｂ、２８ｂ・・・弁体、２
９・・・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
・・・ロッド、３１ｂ・・・ダイアフラム、３１ｃ・・
・圧力室、３２・・・エアフィルタ、３３・・・大気通
路、３３・・・バキューム通路、３５〜３７・・・電磁
弁、３５ａＬ３６ａｔ３７ａ・・・ソレノイド、３５ｂ
　、　３６ｂ　、　３’７ｂ　ｅ＋−弁体、３ｇ−・圧
力センサ、３９・・・ポジションセンサ、４０・・・通
路。 ４１・・・エアフィルタ、４２・・・車速センサ、４３
・・・クロック、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
・・・アイドルアップ機構を構成するアイドルアップア
クチュエータ、４６ａ・・・口、ラド、４６ｂ・・・ダ
イアフラム。 ４６ｃ・・・圧力室、４７・・・電磁弁、４７ａ・・・
ソレノイド、４７ｂ・・・弁体、４８・・・エアフィル
タ、４９・・・ケーシング、４９′・・・ウォータート
ラップ、４９ａ、４９ｂ・・・排圧検出センサ用フィル
タ装置、４９ｃ・・・排気通路側入口、４９ｄ・・・圧
力センサ側出口、５０・・・レギュレーティングバルブ
、５１・・・ポンプ室、５２・・・タイマピストン、５
２ａ・・・油路、５３・・・ポンプハウジング、５４・
・・ポンプドライブシャフト、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・・・フィードポンプ、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・・・チェックバルブ、６１・・・
オーバーフローオリフィス、６２・・・オイルタンク、
６３・・・プランジャ、６４・・・デリバリバルブ、６
５・・・燃料噴射ノズル、６６・・・オリフィス、６７
ａ、６７ｂ・・・油圧通路、６８・・・リテーナ、６９
・・・ロッド、６９ａ・・・スナップスプリング、７０
・・・シム、７１・・・ストッパ、７２・・・０リング
、７３・・・高圧室、７４・・・低圧室、７５・・・ウ
オーニングランプ、７６〜７９・・・電磁式切換弁、７
６ａ〜７９ａ・・・ソレノイド、７６ｂ〜７９ｂ・・・
弁体、８０・・・エアフィルタ、８１・・・電磁式切換
弁、８１ａ・・・ソレノイド、８１ｂ・・・弁体、８２
・・・圧縮空気供給手段、８３・・・排気脈動低減用ダ
ンピングボリューム、８４・・・ワイヤメツシュ、８５
・・・第１段のフィルタ、８５ａ・・・ＰＶＦ製フィル
タ部、８５ｂ・・・ＡＣ−２６製フィルタ部、８６・・
・第２段のフィルタ、８６ａ・・・ＰＶＦ製フィルタ部
、８６ｂ・・・ＡＣ−２６製フィルタ部、８７・・・ス
ペーサ、８７ａ”’孔、８８．８ｇ’−−−ＦＲＭ製０
リング、８９−−−５ＬＩＳ製プレート、９０、■・・
・圧力センサ側ボリューム、９２．９３・・・ハウジン
グ、９４．９４′・・・排圧検出用配管、９５・・・圧
縮空気供給用配管、９６・・・チェックバルブ、Ｅ・・
・ディーゼルエンジン、ＭＰ・・・圧縮空気供給制御手
段、　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。 俤４図 側ら図 第６図 （Ｑ） （ｂ） 側６図 俤９図 メイルマフラか１負（ｍれｌ−１３）　　−％１０図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　ディーゼルパティキュレートオキシダイザを備えたデ
    ィーゼルエンジンの排気系の排気圧を排圧検出用配管を
    通じて圧力センサにより検出するディーゼルパティキュ
    レートオキシダイザシステムにおいて、圧縮空気を供給
    する圧縮空気供給手段と、前記圧縮空気供給手段からの
    圧縮空気をチェックバルブを介して前記排圧検出用配管
    へ供給する圧縮空気供給用配管と、前記圧縮空気供給用
    配管を通じて前記排圧検出用配管へ送られる圧縮空気の
    供給を制御する圧縮空気供給制御手段と、前記圧縮空気
    供給制御手段の作動時期を制御するパージ機構制御部と
    を備えた排気堆積物パージ装置。
JP59213969A 1984-03-31 1984-10-12 デイ−ゼルパテイキユレ−トオキシダイザシステムにおける排気堆積物パ−ジ装置 Pending JPS6193222A (ja)

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DE8585103723T DE3580606D1 (de) 1984-03-31 1985-03-28 Regenerationssystem fuer eine diesel-partikel-oxydierungseinrichtung.
EP85103723A EP0158887B1 (en) 1984-03-31 1985-03-28 Diesel particulate oxidizer regeneration system
EP89101930A EP0321451A3 (en) 1984-03-31 1985-03-28 Diesel particulate oxidizer regeneration system
US06/717,848 US4719751A (en) 1984-03-31 1985-03-29 Diesel particulate oxidizer regeneration system
KR1019850002145A KR890003592B1 (ko) 1984-03-31 1985-03-30 디이젤미립자 산화장치의 재생시스템
US07/145,772 US4835964A (en) 1984-03-31 1988-01-19 Diesel particulate oxidizer regeneration system
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