JPS6320807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、デイ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フイ
ルター部材の目詰まりを検出して、除去するデイ
ーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。

従来、デイーゼルエンジンの排気浄化装置とし
ては、排気通路中のフイルター部材よりも上流側
の排圧を排圧検出手段により検出し、上記排圧の
上昇により上記フイルター部材の目詰まりを検出
して、フイルター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
ものが一般によく知られている（たとえば特開昭
54−12029号）。

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
排圧がフイルター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つても変化
し、たとえば排圧は高負荷運転時には高くなりア
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、フイルター部材の
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。

そこで、近年、デイーゼルエンジンの排気浄化
装置として、排気中のカーボン粒子等を捕集する
フイルター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、上記フイルター部材上に
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、その検
出回路により、フイルター部材の目詰まりを検出
するようにすることにより、比較的簡単、安価な
構成で、フイルター部材の目詰まりを検出し得る
ようにしたものが提案されている（実願昭56−
83631号）。また、排気通路のフイルタ部材に付着
したカーボン粒子等を電気式ヒータで加熱して、
燃焼させて、目詰まりを解消するようにしたもの
も提案されている（特開昭56−72213号）。

ところで、上記の如く互いに一定間隔を有する
電極をフイルター部材に配設して、それに付着し
たカーボン粒子の量に応じて変化する電極間の抵
抗変化から、目詰まりを検出する構造のものは、
製造が困難であるという問題がある。

そこで、最近、本出願人はフイルター部材より
上流側の排気通路に、排気中のカーボン粒子のベ
ース体への付着にともなう電気抵抗変化を検出す
るための電極を有するダミータイプの目詰まりセ
ンサを配設して、簡単安価に製造し得、かつ簡単
に目詰まりを検出し得る排気浄化装置を提案し
た。

しかしながら、上記ダミータイプの目詰まりセ
ンサを配設したものでは、フイルター部材を電気
ヒータで加熱して、カーボン等を燃焼させ、その
目詰まりを解消しても上流側に存するダミータイ
プの目詰まりセンサに付着したカーボン粒子等を
燃焼させることができないという問題がある。

そこで、この考案の目的は、排気通路に設けた
フイルター部材の電気発熱体による再生と同期し
て、ダミータイプの目詰まりセンサーに付着した
カーボン粒子等を燃焼させることにある。

このため、この考案のデイーゼルエンジンの排
気浄化装置は、エンジンの排気通路に、電気発熱
体を配設したフイルター部材を備え、このフイル
ター部材よりも上流側の排気通路に、ベース体と
排気中のカーボン粒子のそのベース体への付着に
ともなう電気抵抗変化を検出するための電極と電
気発熱体とを有するダミータイプの目詰まりセン
サおよび、上記付着カーン温度に関連する温度を
検出する温度センサを備え、上記目詰まりセンサ
により検出される電気抵抗変化を上記温度センサ
から出力される温度により補正した電気抵抗変化
に応じてフイルター部材の目詰まり状態を判別
し、目詰まり時、フイルター部材の電気発熱体と
目詰まりセンサの電気発熱体への通電を行なう制
御装置を備えて、温度補正された精度高いカーボ
ン粒子等の付着量を検出して、フイルター部材に
付着したカーボン粒子等をフイルター部材に設け
た発熱体により燃焼させると同時に、目詰まりセ
ンサに付着したカーボン粒子等を目詰まりセンサ
に設けた電気発熱体により燃焼させるようにした
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はデイーゼルエンジンの排
気通路、２は排気通路１内に配設したハニカム状
のフイルター部材で、このフイルター部材の細孔
２ａは一つおきに、その端部をブラインドプラグ
２ｂで閉塞しており、一方の細孔２ａから流入し
た排気は、多孔質の隔壁２ｃを通つて他方の細孔
２ａから流出するようになつている。

上記フイルター部材２の上流側の一端面の一定
個数のブラインドプラグ２ｂ，２ｂ…には、
夫々、電気発熱体としての電気ヒータ５を細孔２
ａの内周面に沿うように突出させて設けている。

また、上記フイルター部材２よりも上流側の排
気通路１内には、後に詳述するダミータイプの目
詰まりセンサ６をフイルタ部材２に近接させ、か
つ上記電気ヒータ５の設置場所に近接させて、フ
イルター部材２の軸心方向と直交する方向に突出
させて設けている。

上記目詰まりセンサ６は、第２〜４図に示すよ
うに、断面略半円状の先端部７ａと断面円状の基
部７ｂとからなるセラミツク等の絶縁物製ベース
体７と、上記ベース体７の基部７ｂ外周を包囲す
る取付金具８と、上記ベース体７に軸方向に埋設
した電極１１，１２と、上記ベース体７に略軸方
向に埋設した電気発熱体としての波形の電気ヒー
タ１３とからなる。

上記ベース体７の断面略半円状の先端部７ｂの
平面部には、電極１１と１２の先端部１１ａと１
２ａを一定距離をおいて、互いに相対するように
突出させている。上記電気ヒータ１３の一端１３
ａは、一方の電極１２の先端部１２ａの埋設され
た部分に電気接続している。

一方、上記フイルター部材２に設けた電気ヒー
タ５と目詰まりセンサ６の電気ヒータ１３への通
電を制御する制御装置１５は、第１、２図に示す
ように、目詰まり検出装置１６とヒータ制御装置
１７とからなる。

上記目詰まり検出装置１６には、電極１１を直
接に接続し、電極１２を単極双投のスイツチ１８
を介して接続して、電極１１の先端部１１ａに付
着したカーボン量に応じて小さくなる電極１１の
先端部１１ａと電極１２の先端部１２ａとの間の
電気抵抗を後記するように温度で補正して検出し
得るようにしている。上記スイツチ１８は電極１
２を目詰まり検出装置１６とアースとに切換接続
する。また、目詰まりセンサ６の電気ヒータ１３
の他端１３ｂは、負極をアースしたバツテリ１９
の正極に単極単投の常開のスイツチ２１を介して
接続している。

上記目詰まり検出装置１６は、第５図に示すよ
うに、抵抗値検出回路２３と、温度補正回路２４
と、温度センサ２５と、判別回路２６と、基準値
設定回路２７とからなる。

上記抵抗値検出回路２３は、電極１１と１２に
接続され、電極１１と１２との間の抵抗を検出し
て、その抵抗値に応じたレベルを有する信号を温
度補正回路２４に出力する。一般に、カーボン抵
抗により目詰まり検出する場合、抵抗値は当然な
がら温度で変化する。特に、エンジン排気温度は
エンジンにもよるが排気ポート付近で100℃近く
から800〜900℃まで変化（フイルター装着部では
ポートから離れる分、温度が低下する）するた
め、実際問題として温度補正なくしてはカーボン
付着量の検出のバラツキが大きく、誤検出のおそ
れがあり、この温度補正回路２４で温度補正を行
なうのである。この温度補正回路２４は、排気ガ
スの温度を検出する温度センサ２５の出力を受
け、この温度センサ２５からの検出温度を表わす
信号によつて、抵抗値検出回路２３から入力され
た信号のレベルを検出温度が高くなればなる程高
くなるように演算処理して、カーボンの抵抗が温
度の上昇に応じて小さくなるために生じようとす
るカーボン付着量の誤検出を補償し、カーボンの
実際の付着量に応じた補正済信号を作成して、判
別回路２６に出力する。一方、基準値設定回路２
７は、電気ヒータ５，１３を作動すべき基準カー
ボン付着量を表わす基準値を設定するためのもの
で、この設定された基準値を表わす信号を判別回
路２６に出力する。上記判別回路２６は、温度補
正回路２４からのカーボン付着量を表わす補正済
信号と基準値設定回路２７からの基準カーボン付
着量を表わす基準値信号とを比較して、補正済信
号が基準値信号よりもローレベルの場合、つま
り、カーボン付着量が基準値よりも多い場合に、
ハイレベルの信号をヒータ制御装置１７に出力す
る一方、補正済信号が基準値信号よりもハイレベ
ルの場合、つまり、カーボン付着量が基準値より
も少ない場合に、ローレベルの信号をヒータ制御
装置１７に出力する。

上記ヒータ制御装置１７は、目詰まり検出装置
１６の判別回路２６からハイレベルの信号が入力
されると、スイツチ２１を閉成すると共に、スイ
ツチ１８を電極１２の他端１２ｂとアースとを接
続するように作動させる指令信号を出力すると同
時に、フイルター部材２に設けた電気ヒータ５，
５…に給電を開始するようになつている。なお上
記電気ヒータ５，５…は、ヒータ制御装置１７と
アースとの間に直列に接続している。一方、ヒー
タ制御装置１７は判別回路２６からローレベルの
信号が入力されていると、スイツチ２１を開成す
ると共に、スイツチ１８を電極１２と目詰まり検
出装置１６とを接続するように作動させる信号を
出力すると共に、電気ヒータ５，５…への給電を
停止するようになつている。

上記構成のデイーゼルエンジンの排気浄化装置
において、いま、フイルター部材２にカーボン粒
子等の微粒子成分が一定量以上付着し、それに対
応して、ダミータイプの目詰まりセンサ６のベー
ス体７の先端部７ａに基準値以上のカーボンが付
着した状態になつたとする。

このとき、電極１２の先端部１２ａと電極１１
の先端部１１ａとの間の抵抗値は、カーボン付着
量に応じて、低下し、目詰まり検出装置１６の抵
抗値検出回路２３は、この低下した抵抗値を表わ
す信号を温度補正回路２４に出力する。温度補正
回路２４は、この抵抗値を表わす信号を、温度セ
ンサ２５から入力される信号によつて温度補正し
て、実際のカーボン付着量に対応した信号を判別
回路２６に出力する。判別回路２６はこのカーボ
ン付着量に対応した信号と基準値設定回路２７か
ら入力される基準値信号とを比較して、カーボン
付着量に対応した信号のレベルが基準値信号のレ
ベルよりもローレベルであること、つまり、カー
ボン付着量が基準値を越えていることを判別し
て、ハイレベルの信号をヒータ制御装置１７に出
力する。そうすると、ヒータ制御装置１７は、フ
イルター部材２に設けた電気ヒータ５に給電を一
定時間行なうと共に、スイツチ２１を閉成し、か
つ、スイツチ１８を電極１２の他端１２ａとアー
スとを接続するように作動させる指令信号を出力
して、電気ヒータ１３を一定時間作動させる。

このため、フイルター部材２に付着しているカ
ーボン粒子等の微粒子成分が電気ヒータ５で加熱
されて、燃焼させられると同時に、目詰まりセン
サ６のベース体７に付着しているカーボン粒子等
の微粒子成分が電気ヒータ１３で加熱されて燃焼
させられる。

目詰まりセンサ６のベース体７に付着してカー
ボン量が基準値未満の場合には、電極１１と１２
との間の抵抗値が基準値よりも大きいため、目詰
まり検出装置１６は容易に分かるように、ローレ
ベルの信号をヒータ制御装置１７に出力し、ヒー
タ制御装置１７は電気ヒータ５，１３を作動させ
ることはない。

第６，７図に示す目詰まりセンサ６は、小径円
柱部３１ａと大径円柱部３１ｂとからなるベース
体３１を備え、小径円柱部３１ａの端面に円板状
の電極３２を、段部に環状の電極３３を備え、電
気ヒータ３４を小径円柱部３１ａ内の電極線の周
りに螺旋状に設けたものである。

第８図に示す目詰まりセンサ６はベース体３５
に溝３６を形成して、ベース体３５にカーボンを
付着しやすくしたものである。

以上の説明で明らかなように、この考案のデイ
ーゼルエンジンの排気浄化装置は、エンジンの排
気通路に、電気発熱体を配設したフイルター部材
を備え、このフイルター部材よりも上流側の排気
通路に、ベース体と排気中のカーボン粒子のベー
ス体への付着にともなう電気抵抗変化を検出する
ための電極と電気発熱体とを有するダミータイプ
の目詰まりセンサおよび、上記付着カーボン温度
に関連する温度を検出する温度センサを備え、上
記目詰まりセンサにより検出される電気抵抗変化
を上記温度センサから出力される温度により補正
した電気抵抗変化に応じてフイルター部材の目詰
まり状態を判別し、目詰まり時、フイルター部材
の電気発熱体と目詰まりセンサの電気発熱体への
通電を行なう制御装置を備えているので、カーボ
ン粒子等の付着量を温度補正して正確に検出し
て、フイルター部材に付着したカーボン粒子等を
フイルター部材に設けた電気発熱体により燃焼さ
せて再生すると同時に、目詰まりセンサに付着し
たカーボン粒子等を目詰まりセンサに設けた電気
発熱体により燃焼させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例の概略図、第２図
は上記実施例の要部断面図、第３図は第２図に示
す目詰まりセンサの左側面図、第４図は上記目詰
まりセンサの平面図、第５図は目詰まり検出装置
のブロツク図、第６，７図は目詰まりセンサの変
形例の断面図と左側面図、第８図は目詰まりセン
サの変形例の断面図である。 １……排気通路、２……フイルター部材、５，
１３，３４……電気ヒータ、６……目詰まりセン
サ、７，３１……ベース体、１１，１２，３２，
３３……電極、１５……制御装置。

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
   微粒子成分を捕集するフイルター部材が配設さ
   れ、かつ該フイルター部材に電気発熱体が配設さ
   れたデイーゼルエンジンの排気浄化装置におい
   て、 上記フイルター部材より上流側の排気通路に、
   ベース体と、排気中のカーボン粒子の該ベース体
   への付着にともなう電気抵抗変化を検出するため
   の電極と、電気発熱体とを有する目詰まりセンサ
   および、上記付着カーボン温度に関連する温度を
   検出する温度センサが配設されており、かつ該目
   詰まりセンサにより検出される電気抵抗変化を上
   記温度センサから出力される温度により補正した
   電気抵抗変化に応じてフイルター部材の目詰まり
   状態を判別し、目詰まり時、フイルター部材に配
   設された電気発熱体と目詰まりセンサの電気発熱
   体への通電を行なう制御装置を備えたデイーゼル
   エンジンの排気浄化装置。