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    公开号:WO1989000238A1
    申请号:PCT/JP1988/000652
    申请日:1988-06-30
    公开日:1989-01-12
    发明作者:Yoichiro Kono；Yasuaki Kumagai；Nobuaki Takeda；Hiroshi Ogita
    申请人:Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:F01N3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 害 デ ィ ーゼル ヱ ン ジ ン の抹気 «粒子浄化装置 技術分野
    [0002] 本発明は、 電気ヒ ータ に よ り 抹気ガス中のパテ ィ キュ レ ー ト を着火させて燃焼させるデ ィ ー ゼル エ ン ジ ン の抹 気微粒子浄化装置に »する。
    [0003] 背景技術
    [0004] デ ィ ー ゼル エ ン ジ ン か ら抹出された抹気ガス は 、 その 抹気通路に配設さ れた ト ラ ッ プに通され、 抹気ガス中に 含まれる煤等の徼粒子 （ パテ ィ キ ュ レ ー ト ） が、 ト ラ タ ブを構成するセ ラ ミ ツ ク ス多孔質体か ら成る捕集材に よ り 捕集される 。 ト ラ タ ブには、 時藺の轻遏につれてパテ ィ キュ レー トが蓄積される ので 、 圧力損失が增大してェ ン ジ ン の出力損失が增大す る 。 こ のた め 、 パ テ ィ キ ユ レ ー ト があ る程度蓄積した段瞎で、 パテ ィ キュ レ ー ト を焼 却除去して ト ラ ッ プを再生する必要があ る 。 ト ラ グ プの 再生は、 捕集材の上涞僳端面 に «気ヒ ータ を設け、 こ の電気ヒ ー タ に よ り 抹気ガス温度を上昇し 、 同昇温さ れ た抹気ガス に よ り パテ ィ キュ レ ー ト を着火さ せて燃焼さ せ る こ と に よ っ て行われて い る 。
    [0005] 上記従来の ト ラ ッ プ再生において 、 ト ラ ッ プを流れる 铢気ガス の全流量を昇温し ょ う とする と 、 ¾気ヒ ータ の 容量が大き く な り すぎ る為に、 再生中は抹気ガス をバ イ パス さ せて ト ラ タ プに流入する抹気ガス の量を絞っ て い た。 しか し 、 «気ヒ ータ に通 ¾を ¾始し て ト ラ タ プの再 生を行う時、 ト ラ タ プの S度が低い、 却ち流入する抹気 ガス の溫度が低い （例えば 1 5 0 で程度） と ト ラ タ プの 熱容量が比較的大き い為に、 パテ ィ キュ レ ー ト の着火 ♦ 燃焼がなかなか 始されず、 それだけ «気ヒ ータ への通
    [0006] ¾時間が長く な ってバ タ テ リ が上がって し ま う恐れがあ る 。 ま た、 ト ラタ プ自体は ¾気ヒ ータ に よ っ て昇溫さ れ た抹気ガス に さ ら されるため、 滠度変化の大き い条件の 下にあ り 、 大き な熱応力を発生し、 損傷の生じ る恐れが あ 。
    [0007] 以上のよ う に、 ¾気ヒ ータ を用いて抹気ガス を昇滠し 同昇溫された抹気ガス に よ っ て パテ ィ キュ レ ー ト を焼却 除去する パテ ィ キュ レ ー ト浄化装置において は、 上記の よ う な さ ま ざま な不具合が生じ 、 これ らに対して改善が 望まれていた。
    [0008] 発明の開示
    [0009] 本発明は、 デ ィ ー ゼル エ ン ジ ン の抹気通路に «気ヒ ー タ を設けた ト ラ ッ プ と 、 同 ト ラ タ プを バ イ パ ス す る よ う に上記抹気通路に設置さ れたバ イ パ ス通路と 、 同バ イ パ ス通路に設け られ同バ イ パ ス通路に流入する锛気ガス i を制御する制御弁と を像え、 上記 «気ヒ ータ を通 aして 昇滠さ れた抹気ガス に よ り パテ ィ キュ レ ー ト を着火燃焼 させるデ ィ ー ゼル エ ン ジ ン の抹気微粒子浄化装置に おい て 、 上記 ト ラ ッ プに堆積さ れる パテ ィ キュ レ ー ト の堆積 量を検知する堆積量検知手段と 、 上記 ト ラ タ ブの上流側 に κ設され同 ト ラ タ ブに流入する抹気ガス の溫度も計測 する湿度セ ン サ と 、 上記堆積量検知手段と上記瀑度セ ン サ と か らの出力信号に基づいて上記 «気ヒ ータ への通電 と上記制御弁の »閉作勳と を制御する制御装置を具槽し た こ と を主た る待微と す る 。
    [0010] 図面の簡単な轵明
    [0011] 第 1 図は本発明の一実施例を示す全体概略構成図、 第
    [0012] 2 図はパテ ィ キュ レ ー ト を捕集する ト ラ プの再生開始 時の制御を示すフ ロ ー チ ヤ ー ト図、 第 3 図は ト ラ タ プの 再生中か ら再生終了に至る制御を示すフ ロ ー チ ヤ 一 ト図 で あ る 。
    [0013] 発明を実施する ための最良の形 »
    [0014] 本発明に係る デ ィ ー ゼル エ ン ジ ン の抹気 »粒子浄化装 置の一実旌例を第 1 図に示す。
    [0015] 第 1 図に示すよ う に 、 デ ィ ー ゼル エ ン ジ ン （不図示） の抹気通路 1 には 、 抹気ガス 中のパテ ィ キュ レ ー ト を捕 集する ト ラ ッ プ 2 と ト ラ ッ プ 2 を ノ イ パス す る よ う に し て バ イ パス通路 3 が設け られて い る 。 バ イ パス通路 3 内 には、 絞 り 弁 4 が gg設されてお り 、 ¾磁弁 5 , ヱァ シ リ ンダ 6 によ って開閉が行われる。 ト ラッ プ 2 には、 捕集 材 7 が装入されてお り 、 その上流餌にパテ ィ キュ レ ー ト を着火させる高瀑の抹気ガ ス を得るために抹気ガス を昇 温する ¾気ヒ ータ 8 が S設されている。 ¾気ヒータ 8 に は、 髦気ヒ ータ 8 に «力を供給する専用のオルタ ネータ 9 が接練されてお り 、 このオルタ ネータ 9 は、 ¾気ヒ一 タ 8 に 2 4 V或いは 2 4 V以上の «圧を供給でき る も の *使用し、 抹気ガス を効率良く 昇瀑してパテ ィ キュ レ ー ト を迅速に着火 · 燃焼させる。 ま た、 ト ラタ プ 2 の上流 倒には、 ト ラッ プ 2 に流入する抹気ガスの溫度を計測す る瀑度セ ン サ 1 0 が設置され、 更に捕集材 7 の上流倒及 び下流倒には、 パテ ィ キュ レー ト の堆積に よ る ト ラ、ジ プ 2 の圧損を検知する堆積量検知手段である圧力セ ン サ 1 1 a , l i b が設置されてお り 、 温度セ ン サ 1 0 、 圧 力セ ン サ 1 1 a , l i b か らの溫度情報、 圧損情報は制 御装置であ る コ ン ピュ ー タ （ E C U ) 1 2 に入力される コ ン ピュ ータ 1 2 は、 へ タ ド ラ イ ト ， テ ー ル ラ ン プ等の 車両の «気機器の *藪 （ 1 2 V系） である車両僳バッ チ リ 1 3 か らオルタ ネータ 9 に発 ¾用のフ ィ ール ド ¾流 a を供給して同オルタ ネータ 9 か ら発 «される ¾流を 気 ヒ ータ 8 に通 ¾させる と共に、 «磁弁 5 に開信号 1> を出 力し 、 エア シ リ ン ダ 6 を介して制御弁である絞 り 弁 4 の W閉制御を行い、 ト ラッ プ 2 を流れる排気 ガス の流量を 黼整して ト ラ タ プ 2 を再生する制御機能を有している 。
    [0016] 1 4 は 、 車两御 （ 1 2 V系） のオ ル タ ネ 一 タ で あ る 。
    [0017] 上記コ ン ピュ ー タ 1 2 の再生を開始する場合の作励を 第 2 図のフ ロ ー チ ヤ 一 ト図に基づいて説明する と下記の と お り である。 すなわち通常時は、 バ イ パス通路 3 内の 絞 り 弁 4 は閉じているので抹気ガス は ト ラ タ ブ 2 を涞れ その中のパテ ィ キュ レー ト は捕集材 7 に よ り 捕集さ れて 浄化さ れてか ら大気中に抹気さ れる。 そ して、 時間の轻 遇につれて ト ラ タ プ 2 にパ テ ィ キュ レー トが堆積される と 、 圧力セ ン サ 1 1 a , l i b で検知される。 圧力セ ン サ 1 1 a , l i b か らの堆積情報に基づいて コ ン ビユ ー タ 1 2 は再生時期を判断して （ ス テ タ ブ 再生モ ー ドに入る 。 こ の際、 溢度セ ン サ 1 0 か ら入力される温度 情報に よ り 、 ト ラ ッ プ 2 に流入する抹気ガスの温度丁が 予め設定し た滠度 T。以上であ るかを判断し （ ステツ プ S 2 ) 低湿 （例えば 4 0 0 で以下） で あ る と «気ヒ ータ 8 へ通重は行われない。 そ して、 予め設定し た S度 T。
    [0018] (倒えば 4 0 0 で程度） 以上にな っ た後に、 コ ン ビ ユ ー タ 1 2 は、 メヽ' タ テ リ 1 3 か ら髦気ヒ ータ 8 用のオルタ ネ ータ 9 に発霜用のフ ィ ール ド ¾涞 a を供給する よ う 措令 を出して、 オルタ ネータ 9 の発 «流を S気ヒ ータ 8 に 通電する （ ス テ ッ プ S3 ) と共に、 «磁弁 5 に開信号 b を出力しエア シ リ ン ダ 6 を介して絞 り 弁 4 を開け （ ス テ プ ） 、 ト ラ タ ブ 2 を通過する抹気ガス を羿温し、 同羿溢された抹気ガス に よ ってパテ ィ キュ レ ー ト を着火 • 燃焼させて ト ラッ プ 2 を効率よ く 再生する。 そ して、 ト ラ タ ブ 2 の再生時藺 t が所定の時間 t。を jg Sしたか を判断し （ ス テ ッ プ Ss ) 、 t。以上経過する と 、 コ ン ビュ ータ 1 2 か らの指令に基づいて 気ヒ ータ 8 への通 Sを 停止する （ ス テ ッ プ Se ) と共に、 絞 り 弁 4 を閉じて
    [0019] ( ス テ ッ プ S7 ) ト ラ ッ プ 2 の再生が終了する。
    [0020] 以上の実施例の制御装置に よ る制御である と 、 ト ラ ッ プ 2 に流入する抹気ガス の温度が予め設定した抹気温度 以上にな った後に重気ヒ ータ に通髦が照始される ので、 バタ テ リ 上が り を防止して 気ヒ ータへ効率の良い通 * が行われてパテ ィ キュ レー ト の着火 · 燃焼を迅速 · 確実 に行う こ と がで き る 。
    [0021] 次に 、 上記コ ン ピュ ータ 1 2 の再生中か ら再生終了に 至る作動を第 3 図のフ ロ ー チ ヤ 一 ト図に基づいて説明す る と下記のと お り である。 すなわち圧力セ ン サ 1 1 a , 1 1 b か らの堆稹情報に基づいて コ ン ピュ ータ 1 2 は再 生モ ー ド時期を判断し （ ス テ タ プ 、 バッ テ リ 1 3 か ら髦気ヒ ータ 8 用のオルタ ネータ 9 に発 S用のフ ィ ー ル ド «流 a を供給する よ う指令を出して 気ヒ ータ 8 に 通 «を行 う （ ステツ プ S3 ) と共に、 ¾磁弁 5 に ¾信号 b を出力しエ ア シ リ ン ダ 6 を介して絞 り 弁 4 を開け （ス テ タ プ ） 、 ト ラ ッ プ 2 を通遏する铢気ガス を羿溢し 同昇温された抹気ガス に よ って、 パテ ィ キ ュ レ ー ト を着 火 · 燃焼させて ト ラ ッ プ 2 を再生する。 そ して、 ト ラッ ブ 2 の再生時閼 t が所定の時間 t。を 過したかを判断 し （ ス テ ッ プ ） 、 t 0以上緙過す る と 、 コ ン ピュ ー タ 1 2 か らの指令に基づいて «気ヒ ータ 8 への通 ¾を俘止 す る （ ス テ タ プ Se ) 。 そ し て 、 コ ン ピュ ー タ 1 2 は 、 温度セ ン サ 1 0 か ら入力される温度情報に よ り ト ラ タ ブ 2 に流入する铼気ガス の S度 1 が予め設定した温度 T2 (例えば 4 0 0 で程度） 以上にな ったか ど う かも判断し Τ2以上であ る こ と を検知する と 、 «磁弁 5 に閉信号を 出力してエ ア シ リ ンダ 6 を介して絞 り 弁 4 を閉じ る （ス テ ツ プ S1 0 ) よ う制御を行い ト ラ ッ プ 2 の再生を終了す る。 こ の際、 ト ラ ッ プ 2 に流入する抹気ガス の温度 1 が予め設定した温度 T2 (例えば 4 0 0 で程度） に達し ていない と検知し た場合、 排気ガスが温度 Τ2に速して いない状 JBにある時醐 が所定の時閩 t 2 ( ト ラ ッ プ 2 が高温状舷か ら徐々 に冷えて低温の抹気ガスが流入して も 熱応力が大き く な らない時間） を iB Sし たか ど う かを 判断し （ ス テ ッ プ St l ) 、 綫遏し た後に、 絞 り 弁 4 を閉 じ る （ ス テ タ ブ S7 ) よ う 制 »を行い ト ラジ ブ 2 の再生 を終了する。 以上の再生中か ら再生終了に至る コ ン ピュ ータ 1 2 の 作励によ る と 、 ト ラタ プ再生終了時に ト ラ タ プに流入す る铢気ガスの渥度が予め設定した温度以下である と 、 絞 り 弁を所定の時間が綫¾する まで ¾状據に保持する こ と に よ り 、 低温の抹気ガスが ト ラ タ プに流入しても 大きな 熱応力が生じないので ト ラッ プの損傷を防止する こ とが で き る 。
    [0022] 次に、 上記コ ン ピュ ータ 1 2 に よ る絞り弁 1 4 の開作 動時におけ る具体的な制御について説明する と下記のと お り である。 すなわち一般的に ト ラ ク プの再生処理を行 ぅ埸合には、 ト ラ タ ブの耐久性の観点か ら、 再生回数を 滅ら し燃焼するパテ ィ キュ レー ト の量を增やしていた。 しかし、 この場合、 ト ラ タ プ内に堆積さ れたパテ ィ キュ レー トが燃焼される と き にパテ ィ キュ レー ト 自体発熱す る熱量 （一般的に l g 当 り 約 8 k c a ） に よ って ト ラッ ブ内温度が非常に高く な り 、 ト ラ タ プの溶損を生じ る危 険があ り 、 こ のために絞 り 弁の閼閉を ト ラ ッ プ内ま たは 近傍温度を フ ィ 一 ド バタ ク させて連統的かつ «妙に翻整 する必要があった。 このよ う な一般的な絞 り 弁の照閉制 御に対して、 本発明は、 一度に燃焼するパテ ィ キュ レー ト の堆積量を一 的な量 （ ト ラッ プ 1 当 り 約 4 g ) よ り も 少ない量に設定して溶損を防止し 、 絞 り 弁 1 4 の開 閉は予め設定さ れた開度 （例えば 4 5 β ) に作動される よ う に設定されて い る 。
    [0023] 以下に、 ト ラッ プ 2 に堆積する パテ ィ キュ レー ト の量 を従来の約 4 g < 4 か ら約 2 g ノ に設定した埸合、 同 約 2 J に よ ってパテ ィ キュ レー ト 自体の燃焼に よ る ト ラジ ブ 2 の濾度上昇 ΔΤ を計算する。
    [0024] すなわち ト ラッ プ 2 の容景： 1 2.5 4 , パテ ィ キユ レ ー ト の堆積量 Gp : 2 5 g , 発熱置 Q。 ： 8 kc a / g , ト ラ ッ プ 2 の重量 Gt : 4.7 kg , ト ラ ッ プ 2 の比熱 Cp :
    [0025] 0.25 kc ai / kg * で と すれば、
    [0026] CpXGtXAT = Q0XGp
    [0027] Q0XG„ 8X25 t 、
    [0028] ··· ΔΤ= ~ £ = =170 (で）
    [0029] CpXGt 0.25X4.7 と な る 。
    [0030] このこ とか ら、 電気ヒ ータ 8 に よ って羿溢さ れた抹気 ガス に よ っ てパテ ィ キュ レ ー ト が着火される た め に は 、 同抹気ガス が約 6 0 0 で ま で昇溫さ れなければな らない が、 ト ラ タ プ 2 に流入する抹気ガス に よ る冷却作用が全 く ない状 »でも 約 7 7 0 で （ 6 0 0 で + 1 7 0 で） ま で しか上がらないため、 ト ラ ッ プ 2 の損傷や溶損等の不» 合が生じない。 すなわち絞 り 弁 4 が全開にな って ト ラ タ プ 2 に流入する抹気ガス流量が めて少な く て も ト ラ ッ プ 2 の損傷や溶損等が発生しない。 従って、 絞 り 弁 4 の 開度を ト ラ ッ プ 2 内ま たは近傍の溫度に よ って フ ィ 一 ド バッ ク 制御する必要がな く 、 O N— O F F的に所定開度 に開作動されるのみでよ く 、 それだけ構造が簡単にな り 確実かつ耐久性の高いデ ィ ーゼル エ ン ジ ン の抹気微粒子 净化装置を得る こ とができ る。 以上、 制御装置である コ ン ピュ ータ 1 2 に よ り制御を行う こ とによ ってパテ ィ キ ュ レー ト の着火 ♦ 燃焼が迅速， 確実に行われる と と も に 耐久性の向上が図られたデ ィ ー ゼル エ ン ジ ン の抹気微粒 子浄化装置を得る こ とができ る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. デ ィ ー ゼル ヱ ン ジ ン の抹気通路に ¾気ヒ ータ を設け た ト ラ タ プ と 、 同 ト ラ ッ プを バ イ ノ スする よ う に上記 抹気通路に '設置されたバ イ パス通路と 、 同バ イ パス通 路に設け られ同パ イ パス通路に流入する抹気ガス量を 刺御する制鍊弁と を備え、 上記電気ヒ ータ を通過して 昇 Sさ れた抹気ガス に よ り パテ ィ キュ レ ー ト を着火燃 焼させるデ ィ ーゼル ヱ ン ジ ン の抹気微粒子浄化装置に おいて 、 上記 ト ラ タ ブに堆積さ れる パテ ィ キュ レ ー ト の堆積量を検知する堆積量検知手段と 、 上記 ト ラ ッ プ の上流 «に配殺され同 ト ラ ッ プに流入する抹気ガス の 瀑度を計測する漘度セ ン サ と 、 上記堆積量検知手段と 上記瀑度セ ン サ と か ら の出力信号に基づいて上記 ¾気 ヒ ータ への通電と上記制御弁の两閉作励と を制御する 制御装置を具儀した こ と を待撖と す る デ ィ ーゼル ェ ン ジ ン の抹気徵粒子浄化装置。
    2. 上記 ト ラ ッ ブ内に上紀パテ ィ キュ レ ー ト を捕集する パテ ィ キュ レー ト捕集材が設け られ、 上記堆積量検知 手段がパテ ィ キュ レ ー ト捕集材の前方と後方と にそれ ぞれ取 り 付け られた圧力セ ン サ で形成さ れ、 上記 ¾気 ヒ ータ への電流供給を専用に行 う オ ル タ ネ ータ を上記 電気ヒ ータ と上記制 W装置と の蘭に介装し 、 さ らに上 記制御装 Sに よ り 上記オ ル タ ネータ の フ ィ ール ド コ ィ ルに対する髦流供給を制御せしめ、 上記フ ィ ール ド コ ィ ル に ¾流が供給された と き上記オルタ ネータ で発 ¾ された «流が上記電気ヒ ータ に通電される よ う に構成 したこ と を特撖とする請求項 1 記載の装置。
    3. 上記制御装置が、 上記両圧力セ ンサか ら の出力信号 を基に上記パテ ィ キュ レ ー ト捕集材の再生時期を判断 する再生時期判断手段と 、 上記溫度セ ンサか ら の出力 信号を基に锞気ガス温度が所定渥度以上にな ったか否 かを判断する第 I S度判断手段と を有し、 上記再生時 期判断手段が再生時期を判断し、 上記第 1 溢度判断手 段が上記所定滠度以上を判断した と き上 SB発 « ¾流が 上記電気ヒ ー タ に通電される と と も に上記制御弁を開 作動せしめ る こ と を特徵とする猜求項 2 記載の装置。
    4. 上記制御装置が、 上 12電気ヒ ータ を通 «せしめる と と も に上記制御弁を閉作勐せしめた後に所定時間 IS過 したかど う かを判断する第 1 所定時間判断手段を有し 同第 1 所定時髑判断手段に よ っ て所定時開が轾遏した こ と を判断された後に上記 *気ヒ ータへの通 «を断と する と と も に上記制御弁を閉とする こ と を待撖とする 糖求項 3記載の装置。
    5. 上記制御装置が、 上記渥度セ ン サか らの出力信号を 基に抹気ガス温度が所定温度以下であ るか否かを判断 する第 2 渥度判断手段と 、 同第 2 S度判断手段で判断 される所定溫度以下の溫度状 «が所定時閼継铳し たか 否かを判断する第 2 所定時間判断手段と を有し 、 上記 «気ヒ ータ が通電状 «か ら非通 «状«に切 り 换わった 後に上記第 2 所定時間判断手段に よ って所定時閡が接 遇する まで上記制御弁が W状慾に保持さ れる よ う に構 成した こ と を特徴とする請求項 2 ま たは 4 記載の装置 6. 上記制御弁が上記バ イ パ ス通路内の 1 笛所に設け ら れ、 通常運転時は全閉と し、 上記脣気ヒ ータ への通 « と同時に予め設定された所定開度に開作動される こ と を特微とする請求項 2 記載の装 8。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62/100935U||1987-07-02||
    JP10093587U|JPH068256Y2|1987-07-02|1987-07-02|ディ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置|
    JP10093487U|JPS646312U|1987-07-02|1987-07-02||
    JP62/100934U||1987-07-02||DE19883890556| DE3890556T1|1987-07-02|1988-06-30|Vorrichtung zum entfernen von partikeln aus dieselmotorabgasen|
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