JP2003166417A - 触媒式微粒子フィルタの再生を補助する装置 - Google Patents

触媒式微粒子フィルタの再生を補助する装置

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JP2003166417A JP2002304592A JP2002304592A JP2003166417A JP 2003166417 A JP2003166417 A JP 2003166417A JP 2002304592 A JP2002304592 A JP 2002304592A JP 2002304592 A JP2002304592 A JP 2002304592A JP 2003166417 A JP2003166417 A JP 2003166417A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒式微粒子フィルタの再生の速度を速める
ことのできる、フィルタの再生を補助する装置を提供す
る 【解決手段】 自動車のディーゼルエンジン（１）の排
気ライン内に配置され、エンジンの排出側の酸化触媒
（３）の下流側に位置する触媒式微粒子フィルタ（４）
の再生を補助する装置。排気ラインは、酸化触媒（３）
の端部に並列に位置するガスバイパス回路を含み、且つ
微粒子フィルタの再生の速度を速めるように、酸化触媒
（３）を通過することなく未燃焼炭化水素を十分伴った
ガスの部分を微粒子フィルタ（４）内へ向けるために、
微粒子フィルタ（４）の再生が開始される時点で、その
内部及び触媒内のガスの流通を順次制御する制御手段
（６）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は自動車のディーゼルエンジンの
排気ライン内に配置された触媒式微粒子フィルタの再生
を補助する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジンの排出側の酸化触媒の
下流側の排気ライン内にこの形式のフィルタを配置でき
ることが知られている。触媒式微粒子フィルタの再生を
行うためには、その中に閉じ込められた粒子の燃焼を生
じさせるために、その入力側の排気ガスの熱のレベルを
最小に維持する必要がある。例えば、これはエンジンの
シリンダ内へ燃料を後噴射（post injection）すること
により行われる。
【０００３】このような後噴射の役目は、エンジンの排
出側のガスの高熱レベルを生じさせ、それと同時に、触
媒内で酸化される未燃焼炭化水素の生成を保証すること
である。炭化水素のこの触媒酸化は、触媒の下流側に位
置するフィルタの入力側の排気ガスの熱レベルを増大さ
せる。次いで触媒式微粒子フィルタを通過する未燃焼炭
化水素の量は少なく、触媒式フィルタの飽和によるその
酸化は発熱による熱を発生させない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フィ
ルタの再生の速度を速めることのできる装置を提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の主題は、自動車のディーゼルエンジンの排気ライン内
に配置され、エンジンの排出側の酸化触媒の下流側に位
置する触媒式微粒子フィルタの再生を補助する装置であ
る。本発明の装置は、触媒の端部に並列に位置し、か
つ、微粒子フィルタの再生の速度を速めるように、触媒
を通過することなく未燃焼炭化水素を十分伴ったガスの
部分を微粒子フィルタ内へ逸らせるために、微粒子フィ
ルタの再生が開始される時点で、その内部及び触媒内の
ガスの流通（circulation）を順次制御する手段を備え
たガスバイパス回路を有することを特徴とする。別の特
徴として、触媒及び微粒子フィルタは２つの別個の排気
ラインケーシング内に配置される。
【０００６】
【実施の形態】図１は、全体を符号１で表す自動車のデ
ィーゼルエンジンを示し、その出力は図１に全体を符号
２で表す排気ラインに接続される。この排気ラインは、
全体を符号３で表す酸化触媒と、全体を符号４で表す触
媒式微粒子フィルタとを含み、これらは、便宜的には、
排気ライン２の２つの別個のケーシング内に配置され
る。微粒子フィルタは触媒の下流側に位置する。
【０００７】先に述べたように、微粒子フィルタ４の再
生相期間中、エンジン特にその燃料供給装置は、エンジ
ンの排出側の排気ガスの高熱レベルのみならず、そのガ
ス内での未燃焼炭化水素の生成をも保証するために、エ
ンジンのシリンダ内への燃料の後噴射を提供するように
制御され、触媒３内でこれらの炭化水素を酸化すること
を意図する。従って、炭化水素のこの触媒酸化は、触媒
３の下流側に位置する微粒子フィルタの入力側のガスの
熱レベルを増大させる。
【０００８】本発明によれば、装置はまた、図１に全体
を符号５で表すガスバイパス回路を有し、この回路は触
媒３の端部と並列に位置し、触媒式微粒子フィルタの再
生を開始させるように、触媒を通過することなく炭化水
素を十分伴った排気ガスの部分を微粒子フィルタ内へ逸
らせるために、フィルタの再生が開始される時点で、触
媒内及び触媒内のガスの流通を順次制御する手段６を備
える。
【０００９】このような制御手段の作動は、例えば、適
当なコンピュータにより制御される。それ故、燃料がエ
ンジンのシリンダ内へ後噴射されるときに生成される炭
化水素の部分は微粒子フィルタの入力側へ直接逸らさ
れ、このフィルタの下流側に位置する触媒により酸化さ
れないことを理解すべきである。このような炭化水素
は、それ故、微粒子フィルタ内へ直接流入し、そこで、
炭化水素のほぼすべてが変換されて、環境内へ放出され
る汚染物質の量を制限するが、とりわけ、フィルタ内に
閉じ込められた粒子の燃焼速度を増大させることができ
る。実験室での試験の結果、再生速度を２倍にできるこ
とが分かった。
【００１０】炭化水素の残り即ち触媒内へ流入する炭化
水素の部分は触媒内で酸化され、発熱による熱を発生さ
せ、この熱はまた、微粒子フィルタへ入る排気ガスの熱
レベルを増大させることができる。もちろん、このよう
な装置は、炭化水素を生成するためにエンジンのシリン
ダ内への燃料の後噴射を使用するような又は排気ライン
内への燃料の直接の後噴射によりこのような炭化水素を
得るようなエンジンに関連して使用することができるこ
とを容易に理解できよう。このような装置は、車両が旅
行用、軽車両用又は重貨物用のいかんに拘わらず、任意
の自動車のディーゼルエンジンに使用するのに適する。
【００１１】図１において、触媒内及びバイパス回路内
でのガスの流通を制御する手段６は対応する接続導管の
交点に配置した単一のユニットにより構成される。もち
ろん、図２に示すもののような他の実施の形態を想定す
ることができることを容易に理解できよう。図２の実施
の形態では、図１の制御手段６を構成する単一のユニッ
ト６に代えて、対応する導管の１つ内にそれぞれ配置さ
れる２つのスロットル弁６ａ、６ｂを使用する。
【００１２】これらのスロットル弁は、例えば、ガスの
逸らされる量を０％と１００％との間で連続的に変化さ
せることのできる比例制御弁とすることができる。それ
故、これらのスロットル弁の位置はコントローラにより
異なる方法で制御することができる。その理由は、スロ
ットル弁の位置を制御するコンピュータを、例えばコン
トローラの上流側のガスのための温度センサ、その上流
側のＨＣ（炭化水素）含量センサ、スロットル弁の所定
の位置のマップ又はシミュレータにより供給されるデー
タを考慮するように形状づけることができるからであ
る。
【００１３】このようなコントローラの１つの例示的な
実施の形態を図３に示し、図３は温度データＴ及びＨＣ
含量データｔＨｃをそれぞれ入力側で受け取るスロット
ル弁６ａ、６ｂの位置６ａ’、６ｂ’のためのコントロ
ーラ７、８を示す。例として１００％のガスが触媒内へ
流入した場合、４０分(mins)でフィルタ内に１２グラム
の粒子を再生することが可能であり、一方、１００％の
ガスが逸らされた場合、４０分で２２グラムの粒子を燃
焼させることが可能であることが分かった。両方の場合
において、コントローラの上流側の温度は４１０℃であ
った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の全体の構成及び作動を示す概略
体系図である。
【図２】装置の別の実施の形態を示す図である。
【図３】装置の構成部品である制御手段を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン ２ 排気ライン ３ 酸化触媒 ４ 触媒式微粒子フィルタ ５ ガスバイパス回路 ６ 制御手段 ６ａ、６ｂ スロットル弁 ６ａ’、６ｂ’ スロットル弁位置 ７、８ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１Ａ ４Ｄ０５８ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３２１ 3/10 Ａ 3/10 3/36 Ａ 3/36 Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ Ｆ０２Ｄ 41/38 45/00 ３７２Ｚ 45/00 ３７２ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ // Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｃ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA09 BA13 BA15 BA19 BA24 DA05 DA10 EA07 EB08 EC03 FA27 FA28 3G090 AA03 BA01 CB21 DA00 DA12 EA02 3G091 AA02 AA18 AB02 AB13 AB15 BA07 BA16 CA18 CB02 CB03 DA02 DC05 DC06 EA17 EA33 FC01 HA15 HA36 HB03 3G301 HA02 JA24 LB11 MA11 MA19 MA23 NE01 PD01Z PD11Z 4D048 AA14 AB01 AC02 CA01 CC26 CC53 CD05 DA01 4D058 MA44 MA53 QA23 SA06 UA25

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車のディーゼルエンジンの排気ライ
    ン内に配置され、エンジンの酸化触媒の下流側に位置す
    る触媒式微粒子フィルタの再生を補助する装置であっ
    て、 排気ラインは、酸化触媒に並行なガスバイパス回路を含
    み、且つ触媒式微粒子フィルタの再生の速度を速めるよ
    うに、酸化触媒を通過することなく未燃焼炭化水素を十
    分伴ったガスの部分を触媒式微粒子フィルタ内へ向ける
    ために、触媒式微粒子フィルタの再生が開始される時点
    で、ガスバイパス回路内及び酸化触媒内のガスの流通を
    順次制御する制御手段を備えることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記酸化触媒及び触媒式微粒子フィルタ
    は排気ライン内の２つの別個のケーシング内に配置され
    る請求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記未燃焼炭化水素はエンジンのシリン
    ダ内へ燃料を後噴射することにより得られる請求項１又
    は２の装置。
  4. 【請求項４】 前記未燃焼炭化水素が排気ライン内へ燃
    料を後噴射することにより得られることを特徴とする請
    求項１又は２の装置。
  5. 【請求項５】 前記ガスの流通を制御する手段の位置が
    その上流側のガスの温度及びＨＣ含有量を感知するセン
    サにより供給されるデータから決定される請求項１の装
    置。
  6. 【請求項６】 ガスの流通を制御する手段の位置が所定
    の位置のマップから決定されることを特徴とする請求項
    １の装置。
  7. 【請求項７】 ガスの流通を制御する手段の位置がシミ
    ュレータにより決定される請求項１の装置。
  8. 【請求項８】 前記制御手段が同手段の位置を制御する
    コンピュータに関連することを特徴とする請求項１の装
    置。
  9. 【請求項９】 制御手段が少なくとも１つの比例制御弁
    を含む請求項１の装置。
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