JP2878113B2 - Backwashing particulate collection equipment - Google Patents

Backwashing particulate collection equipment

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JP2878113B2
JP2878113B2 JP6078417A JP7841794A JP2878113B2 JP 2878113 B2 JP2878113 B2 JP 2878113B2 JP 6078417 A JP6078417 A JP 6078417A JP 7841794 A JP7841794 A JP 7841794A JP 2878113 B2 JP2878113 B2 JP 2878113B2
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backwash
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龍起 五十嵐
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    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0233Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は車両用エンジンの排ガス
中のパティキュレートをフィルタにより捕集する装置に
関する。更に詳しくはフィルタに捕集されたパティキュ
レートを圧縮エアによりフィルタから離脱させて逆洗す
ることにより、フィルタを再生できるパティキュレート
捕集装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for collecting particulates in exhaust gas from a vehicle engine by a filter. More specifically, the present invention relates to a particulate collection device that can regenerate a filter by removing particulates collected by the filter from the filter with compressed air and backwashing the filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の逆洗式パティキュレート
捕集装置として、車両用エンジンの排気マニホルドに接
続された排気管の途中にフィルタを収容した捕集器が設
けられ、一端がエアタンクに接続されかつ他端がフィル
タより排ガス下流側の排気管に接続されたエア噴射管の
途中にこのエア噴射管を開閉する逆洗弁が設けられ、更
にエア噴射管より排ガス下流側の排気管に設けられたシ
ャットオフバルブが排気管を開閉するように構成された
パティキュレート捕集装置が知られている。この捕集装
置では、所定時間毎にフィルタが逆洗され、このフィル
タの逆洗時にシャットオフバルブを閉じた後に逆洗弁を
開いてエア噴射管から圧縮エアを噴射する。この結果、
圧縮エアによりフィルタに堆積したパティキュレートは
吹飛ばされてフィルタから離脱する。またフィルタから
離脱したパティキュレートは捕集器の下部に設けられた
煤溜まり室でヒータにより焼却されるようになってい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of backwash type particulate collection device, a collector containing a filter is provided in the middle of an exhaust pipe connected to an exhaust manifold of a vehicle engine, and one end is provided in an air tank. A backwash valve that opens and closes the air injection pipe is provided in the middle of the air injection pipe connected and the other end connected to the exhaust pipe downstream of the filter from the filter, and further provided on the exhaust pipe downstream of the air injection pipe from the air injection pipe. 2. Description of the Related Art There is known a particulate trapping device in which a provided shut-off valve opens and closes an exhaust pipe. In this trapping device, the filter is backwashed at a predetermined time interval. When the filter is backwashed, the shutoff valve is closed and then the backwash valve is opened to inject compressed air from the air injection pipe. As a result,
The particulates accumulated on the filter by the compressed air are blown off and separated from the filter. Further, the particulates separated from the filter are incinerated by a heater in a soot storage chamber provided at a lower portion of the collector.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の逆
洗式パティキュレート捕集装置では、車両が停止又は低
速走行してエンジン音が比較的小さいときにフィルタを
逆洗すると、エア噴射管からフィルタに向って吹付けら
れる圧縮エアの流速が音速を超えることにより発生する
異音が耳障りになる不具合があった。また、上記従来の
捕集装置では、車両が高速走行又は高負荷走行してフィ
ルタが高温になり、この直後に車両が停止又は低速走行
しているときにフィルタを逆洗すると、フィルタを逆洗
した後に排気管から排出される圧縮エアが比較的高温に
なる恐れがある。更に、上記従来の捕集装置では、エア
タンク内の圧縮エアの圧力が十分上昇していない状態で
フィルタを逆洗すると、エア噴射管からフィルタに向っ
て噴射される圧縮エアの流速が十分に大きくならず、フ
ィルタに付着したパティキュレートの全てを離脱させる
ことができない問題点もあった。
However, in the above-mentioned conventional backwashing type particulate collecting apparatus, when the filter is backwashed when the vehicle is stopped or running at a low speed and the engine noise is relatively low, the filter is removed from the air injection pipe. There was a problem that abnormal noise generated when the flow velocity of the compressed air blown toward the filter exceeded the speed of sound became annoying. Further, in the above-mentioned conventional collecting device, when the vehicle runs at a high speed or under a high load, the temperature of the filter becomes high. Immediately after that, when the vehicle is stopped or running at a low speed, the filter is backwashed. After that, the compressed air discharged from the exhaust pipe may have a relatively high temperature. Furthermore, in the above-mentioned conventional collecting device, when the filter is backwashed in a state where the pressure of the compressed air in the air tank is not sufficiently increased, the flow velocity of the compressed air injected from the air injection pipe toward the filter is sufficiently large. In addition, there is a problem that it is not possible to remove all of the particulates attached to the filter.

【0004】本発明の目的は、フィルタの逆洗時に発生
する異音が耳障りになることを防止でき、排気管から排
出された逆洗用の圧縮エアが比較的高温のまま大気中に
停滞することを防止でき、更にエアタンク内の圧縮エア
の浪費を防止できる逆洗式パティキュレート捕集装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to prevent abnormal noise generated at the time of back washing of a filter from causing harshness, and compressed air for back washing discharged from an exhaust pipe stays in the air at a relatively high temperature. It is an object of the present invention to provide a backwashing type particulate trapping device which can prevent the compressed air in the air tank from being wasted.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図1を用いて説明
する。本発明は、車両のエンジン11の排気マニホルド
12に接続された排気管13の途中に設けられた捕集器
14と、捕集器14に収容され排ガス中のパティキュレ
ートを捕集するフィルタ16と、一端がエアタンク21
に接続され他端がフィルタ16より排ガス下流側の排気
管13又は捕集器14に接続されフィルタ16にエアタ
ンク21内の圧縮エアを噴射可能なエア噴射管19と、
エア噴射管19の途中に設けられエア噴射管19を開閉
可能な逆洗弁22と、エア噴射管19より排ガス下流側
の排気管13に設けられ排気管13を開閉可能なシャッ
トオフバルブ23とを備え、フィルタ16の逆洗時にシ
ャットオフバルブ23を閉じた後に逆洗弁22を開いて
エア噴射管19から圧縮エアを噴射するように構成され
た逆洗式パティキュレート捕集装置の改良である。その
特徴ある構成は、車両の速度Vを検出する車速センサ2
9と、フィルタ16の温度HFを検出する温度センサ3
1と、車速センサ29及び温度センサ31の各検出出力
に基づいてシャットオフバルブ23及び逆洗弁22を制
御するコントローラ33とを備えたところにある。ま
た、エアタンク21内の圧縮エアの圧力PTを検出する
圧力センサ32を備え、コントローラ33が車速センサ
29と温度センサ31と圧力センサ32の各検出出力に
基づいてシャットオフバルブ23及び逆洗弁22を制御
するように構成することが好ましい。
A configuration of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. The present invention includes a collector 14 provided in the middle of an exhaust pipe 13 connected to an exhaust manifold 12 of an engine 11 of a vehicle, a filter 16 contained in the collector 14 and collecting particulates in exhaust gas. , One end is air tank 21
An air injection pipe 19 whose other end is connected to the exhaust pipe 13 or the collector 14 on the downstream side of the exhaust gas from the filter 16 and can inject compressed air in the air tank 21 to the filter 16;
A backwash valve 22 provided in the middle of the air injection pipe 19 and capable of opening and closing the air injection pipe 19; a shut-off valve 23 provided on the exhaust pipe 13 downstream of the air injection pipe 19 on the exhaust gas side and capable of opening and closing the exhaust pipe 13; A backwashing type particulate collection device configured to close the shutoff valve 23 when the filter 16 is backwashed and then open the backwash valve 22 to inject compressed air from the air injection pipe 19. is there. Its characteristic configuration is a vehicle speed sensor 2 for detecting the speed V of the vehicle.
9, the temperature sensor 3 for detecting the temperature H F of the filter 16
1 and a controller 33 for controlling the shutoff valve 23 and the backwash valve 22 based on the detection outputs of the vehicle speed sensor 29 and the temperature sensor 31. Further, a pressure sensor 32 for detecting the pressure PT of the compressed air in the air tank 21 is provided, and the controller 33 controls the shut-off valve 23 and the backwash valve based on the detection outputs of the vehicle speed sensor 29, the temperature sensor 31, and the pressure sensor 32. It is preferred to be configured to control 22.

【0006】[0006]

【作用】エンジン11を始動して車速V及びエアタンク
21内の圧力PTが所定値以上になると、シャットオフ
バルブ23を閉じて逆洗弁22を所定時間だけ開き、エ
ア噴射管19からフィルタ16に向ってエアタンク21
内の圧縮エアを噴射する。このとき圧縮エアの流速は音
速を超えて異音を発生するけれども、エンジン音が比較
的大きいので、この異音が耳障りになることはない。逆
洗直後シャットオフバルブ23を開くと、エンジン11
から排出される排ガス中のパティキュレートはフィルタ
16により捕集され、フィルタ16に所定量以上のパテ
ィキュレートが堆積すると、コントローラ33は車速V
及びエアタンク21の圧力PTが所定値以上であること
を条件にフィルタ16を逆洗する。エンジン11始動直
後、又はフィルタ16に所定量以上のパティキュレート
が堆積したときに、車速Vが所定値未満であってもフィ
ルタ温度HFが所定値以下であれば、コントローラ33
はフィルタ16を逆洗する。これはフィルタ温度HF
比較的低いので、フィルタ16の逆洗に使用された圧縮
エアの温度はあまり上昇せず、この圧縮エアが低速走行
時に大気の放出されても周囲に高温のエアが停滞するこ
とがないからである。
When the engine 11 is started and the vehicle speed V and the pressure PT in the air tank 21 exceed a predetermined value, the shut-off valve 23 is closed and the backwash valve 22 is opened for a predetermined time. Toward the air tank 21
Injects compressed air inside. At this time, the flow velocity of the compressed air exceeds the sound speed and generates an abnormal noise. However, since the engine sound is relatively loud, the abnormal noise does not become annoying. When the shutoff valve 23 is opened immediately after the backwash, the engine 11
The particulates in the exhaust gas discharged from the filter 16 are collected by the filter 16, and when a predetermined amount or more of the particulates accumulates on the filter 16, the controller 33 determines the vehicle speed V.
The filter 16 is backwashed on condition that the pressure PT of the air tank 21 is equal to or higher than a predetermined value. Engine 11 immediately after the start, or when a predetermined amount or more of particulates deposited on the filter 16, the filter temperature H F also the vehicle speed V is less than the predetermined value is smaller than a predetermined value, the controller 33
Backwashes the filter 16. This is a relatively low filter temperature H F, the temperature of the compressed air used to backwash the filter 16 is not so much increased, the compressed air is hot air around be released in the atmosphere at the time of low-speed running This is because there is no stagnation.

【0007】[0007]

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図1〜図3に示すように、エンジン11の
排気マニホルド12には排気管13の一端が接続され、
排気管13の途中には捕集器14が設けられる。エンジ
ン11はトラックやバス等の車両(図示せず)に搭載さ
れたディーゼルエンジンである。捕集器14は排気管1
3の途中に並列に一対設けられ、これらの捕集器14は
同一形状に形成される。一対の捕集器14のうち一方の
捕集器14のみを図示し、他方の捕集器は図示しない。
以下、一方の捕集器14について説明し、他方の捕集器
についての説明は省略する。捕集器14はフィルタ16
がシール材(図示せず)を介して収容されるフィルタ室
14aと、フィルタ室14aの上方に設けられエンジン
11の排ガスを導入する導入室14bと、フィルタ室1
4aの幅方向の一方の側面に設けられフィルタ16を通
過した排ガスが流入する排出室(図示せず)と、フィル
タ室14aの下方に設けられフィルタ16から離脱した
パティキュレートが堆積する煤溜まり室14cとを有す
る。フィルタ16は多孔質の耐熱性を有するセラミック
材料により直方体状に形成され、排ガス中のパティキュ
レートを捕集する。フィルタ16はこの例では直交流型
フィルタと呼ばれ、排ガスはフィルタ16の上面から流
入し、フィルタ16を通過してパティキュレートが捕集
された後フィルタ16の幅方向の一方の側面から排出さ
れるようになっている。また煤溜まり室14cにはヒー
タ17が挿着され、ヒータ17はバッテリ18に電気的
に接続される。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, one end of an exhaust pipe 13 is connected to the exhaust manifold 12 of the engine 11,
A collector 14 is provided in the exhaust pipe 13. The engine 11 is a diesel engine mounted on a vehicle (not shown) such as a truck or a bus. The collector 14 is the exhaust pipe 1
A pair is provided in parallel in the middle of 3 and these collectors 14 are formed in the same shape. Only one collector 14 of the pair of collectors 14 is shown, and the other collector is not shown.
Hereinafter, one collector 14 will be described, and description of the other collector will be omitted. The collector 14 is a filter 16
, A filter chamber 14a accommodated through a sealing material (not shown), an introduction chamber 14b provided above the filter chamber 14a to introduce exhaust gas of the engine 11, and a filter chamber 1
An exhaust chamber (not shown) provided on one side surface in the width direction of 4a and into which exhaust gas passing through the filter 16 flows, and a soot storage chamber provided below the filter chamber 14a where particulates separated from the filter 16 accumulate. 14c. The filter 16 is formed of a porous heat-resistant ceramic material in a rectangular parallelepiped shape, and traps particulates in exhaust gas. The filter 16 is referred to as a cross-flow filter in this example. Exhaust gas flows in from the upper surface of the filter 16, passes through the filter 16, and after particulates are collected, is discharged from one side in the width direction of the filter 16. It has become so. A heater 17 is inserted into the soot storage chamber 14c, and the heater 17 is electrically connected to a battery 18.

【0008】排気管13は一端がエンジン11の排気マ
ニホルド12に接続され他端が捕集器14の導入室14
bに接続された上流側排気管13aと、一端が捕集器1
4の排出室に接続され他端が開放された下流側排気管1
3bとを有する。排出室近傍の下流側排気管13bには
エア噴射管19の一端が挿入され、挿入された先端はフ
ィルタ16に向って曲げられる。エア噴射管19の他端
は圧縮エアが貯留されるエアタンク21に接続され、エ
ア噴射管19の途中には逆洗弁22が設けられる。逆洗
弁22は図示しないがダイヤフラムに固着されたシート
弁とこのシート弁が着座可能な弁座とをそれぞれ有する
瞬時に全開可能なパルス弁と、パルス弁を開閉する3ポ
ート2位置切換えのスプリングリターン式の電磁弁とを
備える。上記電磁弁をオンするとエア噴射管が開放さ
れ、オフするとエア噴射管が遮断されるようになってい
る。
The exhaust pipe 13 has one end connected to the exhaust manifold 12 of the engine 11 and the other end connected to the introduction chamber 14 of the collector 14.
b and one end of the collector 1
Downstream exhaust pipe 1 connected to the discharge chamber 4 and open at the other end
3b. One end of the air injection pipe 19 is inserted into the downstream exhaust pipe 13 b near the discharge chamber, and the inserted tip is bent toward the filter 16. The other end of the air injection pipe 19 is connected to an air tank 21 for storing compressed air, and a backwash valve 22 is provided in the air injection pipe 19. The backwash valve 22 has a seat valve (not shown) fixed to the diaphragm and a valve seat capable of seating the seat valve. The pulse valve can be fully opened instantaneously, and a three-port two-position switching spring for opening and closing the pulse valve. A return-type solenoid valve. When the solenoid valve is turned on, the air injection pipe is opened, and when the solenoid valve is turned off, the air injection pipe is shut off.

【0009】また下流側排気管13bのうちエア噴射管
19が挿入された部位より下流側にはこの排気管13b
を開閉可能なシャットオフバルブ23が設けられる。シ
ャットオフバルブ23は排気ブレーキ用のバルブであ
る。シャットオフバルブ23はバルブ本体23aとバル
ブ本体23aを回動可能に支持する支軸23bとを有
し、支軸23bはスプリングリターン式のエアシリンダ
24のピストンロッド24aにリンク26を介して連結
される。エアシリンダ24はエア供給管27を介してエ
アタンク21に接続され、エア供給管27の途中には開
閉弁28が設けられる。開閉弁28は3ポート2位置切
換えのスプリングリターン式の電磁弁である。開閉弁2
8がオンすると、エアシリンダ24に圧縮エアが供給さ
れてピストンロッド24aが突出することにより、シャ
ットオフバルブ23が下流側排気管13bを遮断する方
向に回転する。開閉弁28がオフすると、エアシリンダ
24内の圧縮エアが排出されてエアシリンダ24に内蔵
されたばね(図示せず)の弾性力にてピストンロッド2
4aが引込むことにより、シャットオフバルブ23が下
流側排気管13bを開放する方向に回転するようになっ
ている。
In the downstream exhaust pipe 13b, the exhaust pipe 13b is located downstream of the portion where the air injection pipe 19 is inserted.
Is provided with a shut-off valve 23 that can be opened and closed. The shut-off valve 23 is a valve for an exhaust brake. The shut-off valve 23 has a valve body 23a and a support shaft 23b that rotatably supports the valve body 23a. The support shaft 23b is connected to a piston rod 24a of a spring return type air cylinder 24 via a link 26. You. The air cylinder 24 is connected to the air tank 21 via an air supply pipe 27, and an opening / closing valve 28 is provided in the air supply pipe 27. The on-off valve 28 is a spring return type solenoid valve that switches between three ports and two positions. On-off valve 2
When 8 is turned on, the compressed air is supplied to the air cylinder 24, and the piston rod 24a protrudes, so that the shut-off valve 23 rotates in a direction to shut off the downstream side exhaust pipe 13b. When the on-off valve 28 is turned off, the compressed air in the air cylinder 24 is exhausted, and the piston rod 2 is repelled by the elastic force of a spring (not shown) built in the air cylinder 24.
By retracting 4a, the shut-off valve 23 rotates in a direction to open the downstream side exhaust pipe 13b.

【0010】本実施例の特徴ある構成は、車両の速度V
を検出する車速センサ29と、フィルタ16の温度HF
を検出する温度センサ31と、エアタンク21内の圧縮
エアの圧力PTを検出する圧力センサ32と、車速セン
サ29と温度センサ31と圧力センサ32の各検出出力
に基づいてシャットオフバルブ23及び逆洗弁22を制
御するコントローラ33とを備えたところにある。車速
センサ29はトランスミッション34の後端から突出す
るメインシャフト34aの近傍に設けられ、メインシャ
フト34aの回転速度を検出する。温度センサ31は捕
集器14上面からフィルタ16に向って挿入され、フィ
ルタ室14aに収容されたフィルタ16内の温度HF
検出する。またエンジン11の前端から突出するクラン
ク軸11aの近傍にはこのクランク軸11aの回転速度
Eを検出するエンジン回転センサ36が設けられ、ア
クセルペダル37の近傍にはこのペダル37の踏込み量
を検出するエンジン負荷センサ38が設けられる。
The characteristic configuration of this embodiment is that the vehicle speed V
Speed sensor 29 for detecting the temperature, and the temperature H F of the filter 16
, A pressure sensor 32 for detecting the pressure P T of the compressed air in the air tank 21, a shut-off valve 23 and a reverse valve based on the output of the vehicle speed sensor 29, the temperature sensor 31 and the pressure sensor 32. A controller 33 for controlling the valve washing 22 is provided. The vehicle speed sensor 29 is provided near a main shaft 34a protruding from the rear end of the transmission 34, and detects the rotation speed of the main shaft 34a. Temperature sensor 31 is inserted toward the collector 14 top filter 16 detects the temperature H F in the filter 16 housed in the filter chamber 14a. The engine rotation sensor 36 for detecting the rotational speed N E of the crank shaft 11a in the vicinity of the crank shaft 11a is provided projecting from the front end of the engine 11, detects the amount of depression of the pedal 37 is in the vicinity of an accelerator pedal 37 An engine load sensor 38 is provided.

【0011】車速センサ29、温度センサ31、圧力セ
ンサ32、エンジン回転センサ36及びエンジン負荷セ
ンサ38の各検出出力はマイクロコンピュータからなる
コントローラ33の入力インタフェース33aを介して
CPU33bの入力に接続され、CPU33bの出力は
出力インタフェース33c及び駆動回路39を介して逆
洗弁22及び開閉弁28に接続される。また図示しない
が捕集器14の前後の排気管13には抵抗線歪ゲージや
圧電素子等により形成され排ガス流のフィルタ16によ
る圧力損失PEを検出する差圧センサが設けられ、差圧
センサの検出出力は入力インタフェース33aに接続さ
れる。CPU33bにはメモリ41が接続される。フィ
ルタ16にパティキュレートが堆積してくると、上記差
圧センサにて検出される圧力損失PEが徐々に大きくな
るけれども、この圧力損失PEはエンジン11の回転速
度NE及び負荷WEによって決定される排ガス流量の変化
に伴って変化する。メモリ41にはフィルタ16に堆積
したパティキュレートが逆洗しなければならない所定量
になったときの、エンジン11の回転速度NE及び負荷
Eに対する限界圧力損失PE’がマップとして記憶され
る。
The respective detection outputs of the vehicle speed sensor 29, temperature sensor 31, pressure sensor 32, engine rotation sensor 36 and engine load sensor 38 are connected to the input of a CPU 33b via an input interface 33a of a controller 33 comprising a microcomputer. Is connected to the backwash valve 22 and the on-off valve 28 via the output interface 33c and the drive circuit 39. Although not shown a differential pressure sensor for detecting the pressure loss P E provided by the filter 16 before and after the exhaust pipe 13 is formed by resistance wire strain gauge or a piezoelectric element or the like flue gas stream collector 14, a differential pressure sensor Is connected to the input interface 33a. The memory 41 is connected to the CPU 33b. When particulate filter 16 come deposited, but the pressure loss P E detected by the differential pressure sensor is gradually increased, the pressure loss P E is the rotational speed N E and the load W E of the engine 11 It changes with the change in the determined exhaust gas flow rate. The memory 41 when it becomes a predetermined amount of particulates deposited on the filter 16 has to backwash, limit the pressure loss P E 'is stored as a map for the rotational speed N E and the load W E of the engine 11 .

【0012】またCPU33bにはエンジン11を始動
した後に最初にフィルタ16を逆洗するまでの時間を設
定するタイマT1と、その後フィルタ16を逆洗する最
大間隔時間を設定するタイマT2とが接続される。タイ
マT1,T2はこの例ではそれぞれ10分,60分であ
る。タイマT2は排ガス流のフィルタ16での圧力損失
Eが限界圧力損失PE’以上になったときで、車速Vが
30km/時未満の低速走行時であってもフィルタ温度H
Fが300℃未満であれば、フィルタ16を強制的に逆
洗する時間を設定するようになっている。
[0012] the timer T 1 to set the time until the backwashing first filter 16 after starting the engine 11 in CPU33b, and the timer T 2 to set the maximum interval time thereafter backwashing filter 16 Connected. The timers T 1 and T 2 are 10 minutes and 60 minutes in this example, respectively. Timer T 2 are when the pressure loss P E of the filter 16 of the exhaust gas flow becomes higher limit pressure loss P E ', the vehicle speed V is 30 km / filter temperature H even during low speed of less than a time
If F is less than 300 ° C., the time for forcibly backwashing the filter 16 is set.

【0013】このように構成された逆洗式パティキュレ
ート捕集装置の動作を説明する。エンジン11を始動す
ると、コントローラ33はタイマT1をリセットして作
動させる。エンジン11始動直前のフィルタ16へのパ
ティキュレートの堆積量はさまざまであるため、コント
ローラ33は車速センサ29により車速Vが30km/時
以上かつ圧力センサ32によりエアタンク21内の圧力
Tが6kg/cm2以上を検出したときに、シャットオフバ
ルブ23を閉じて下流側排気管13bを遮断し、この状
態で逆洗弁22を極めて短い所定時間だけ開き、エア噴
射管19からフィルタ16に向ってエアタンク21内の
圧縮エアを噴射する。圧縮エアを噴射するとき圧縮エア
の流速は音速を超えて異音を発生するけれども、エンジ
ン音が比較的大きいので、この異音が耳障りになること
はない。逆洗後シャットオフバルブ23を開くときにも
このバルブ23の前後における急激な圧力変動により異
音を発生するけれども、上記と同様の理由により耳障り
になることはない。圧縮エアの噴射によりフィルタ16
に捕集されたパティキュレートがフィルタ16から離脱
し、煤溜まり室14cに堆積し、更にヒータ17により
パティキュレートが焼却される。
The operation of the thus constructed backwashing type particulate collecting apparatus will be described. When starting the engine 11, the controller 33 actuates and resets a timer T 1. Since the amount of particulates deposited on the filter 16 immediately before the start of the engine 11 varies, the controller 33 determines that the vehicle speed V is 30 km / h or more by the vehicle speed sensor 29 and that the pressure PT in the air tank 21 is 6 kg / cm by the pressure sensor 32. When two or more are detected, the shut-off valve 23 is closed to shut off the downstream exhaust pipe 13b. In this state, the backwash valve 22 is opened for a very short predetermined time, and the air tank is moved from the air injection pipe 19 toward the filter 16 to the air tank. The compressed air in 21 is injected. When the compressed air is injected, the flow velocity of the compressed air exceeds the sound speed and generates an abnormal noise. However, since the engine sound is relatively loud, the abnormal noise does not cause annoyance. When the shut-off valve 23 is opened after the backwash, abnormal noise is generated due to sudden pressure fluctuations before and after the valve 23, but it does not cause any annoyance for the same reason as described above. The compressed air is injected into the filter 16
Are separated from the filter 16 and accumulate in the soot storage chamber 14c, and the particulates are incinerated by the heater 17.

【0014】逆洗直後、コントローラ33はタイマT2
をリセットして作動させる。エンジン11から排出され
る排ガスは排気マニホルド12及び上流側排気管13a
を通って捕集器14の導入室14bに流入する。導入室
14bに流入した排ガスはフィルタ室14aのフィルタ
16を通過する際にフィルタ16により排ガス中のパテ
ィキュレートが捕集された後、排出室(図示せず)及び
下流側排気管13bを通って大気に排出される。コント
ローラ33は差圧センサ(図示せず)、エンジン回転セ
ンサ36及びエンジン負荷センサ38の検出出力に基づ
いて、排ガス流のフィルタ16による圧力損失PEをメ
モリ41に記憶されたエンジン回転速度NE及びエンジ
ン負荷WEに対する限界圧力損失PE’と比較し、圧力損
失PEが限界圧力損失PE’以上になったとき、又は圧力
損失PEが限界圧力損失PE’以下であってもタイマT2
が60分を計測したとき、フィルタ16は車速Vが30
km/時以上かつエアタンク内の圧力PTが6kg/cm2以上
であることを条件に逆洗される。車速Vが30km/時以
上であれば、フィルタ温度HFが300℃以上であって
も、フィルタ16は逆洗される。これはフィルタ16の
逆洗に使用された圧縮エアが上記高温のフィルタ16に
接して高温になった状態で大気に放出されても、大気に
停滞することなく、速やかに拡散されるからである。
Immediately after the backwash, the controller 33 sets the timer T 2
Reset and operate. Exhaust gas discharged from the engine 11 is exhausted by an exhaust manifold 12 and an upstream exhaust pipe 13a.
Flows into the introduction chamber 14b of the collector 14 through the passage. When the exhaust gas flowing into the introduction chamber 14b passes through the filter 16 of the filter chamber 14a, particulates in the exhaust gas are collected by the filter 16 and then pass through a discharge chamber (not shown) and a downstream exhaust pipe 13b. Released to the atmosphere. Controller 33 (not shown) a differential pressure sensor, based on the detection output of the engine rotation sensor 36 and the engine load sensor 38, the pressure loss by the filter 16 of the exhaust gas stream P E of the engine rotational speed N is stored in the memory 41 E and 'compared to the pressure loss P E limit pressure loss P E' limit pressure loss P E for the engine load W E when it becomes more, or the pressure loss P E be less than or equal to limit pressure loss P E ' Timer T 2
When the vehicle speed V is 30 minutes,
Back washing is performed on condition that the pressure PT in the air tank is 6 kg / cm 2 or more and km / h or more. If the vehicle speed V is 30 km / hour or more, even the filter temperature H F is 300 ° C. or higher, the filter 16 is backwashed. This is because even if the compressed air used for the backwashing of the filter 16 is released into the atmosphere in a state where the compressed air comes in contact with the high-temperature filter 16 and becomes high in temperature, it is quickly diffused without stagnation in the atmosphere. .

【0015】一方、エンジン11始動直後、又はフィル
タ16に所定量以上のパティキュレートが堆積したとき
に、車速Vが30km/時未満であっても、フィルタ温度
Fが300℃以下かつタイマT1が10分以上計測した
ときには、コントローラ33はフィルタ16を逆洗す
る。またフィルタ温度HFが300℃以下でタイマT1
10分未満であっても、車速Vが10km/時以上であれ
ば、コントローラ33はフィルタ16を逆洗する。この
ときのフィルタ温度HFは比較的低いので、フィルタ1
6の逆洗に使用された圧縮エアの温度はあまり上昇せ
ず、この圧縮エアが低速走行時に大気に放出されても周
囲に高温のエアが停滞することはない。更に、エアタン
ク21内の圧力PTが6kg/cm2未満のときにはコントロ
ーラ33はフィルタ16を逆洗しないので、エアタンク
21内の圧縮エアの浪費を防止できる。
Meanwhile, immediately after the engine 11 starts, or when a predetermined amount or more of particulates deposited on the filter 16, also the vehicle speed V is less than 30 km / h, the filter temperature H F is 300 ° C. or less and the timer T 1 Is measured for 10 minutes or more, the controller 33 backwashes the filter 16. Further, even timer T 1 at filter temperature H F is 300 ° C. or less is less than 10 minutes, if the vehicle speed V is 10 km / hour or more, the controller 33 backwashing filter 16. Since the filter temperature H F at this time is relatively low, the filter 1
The temperature of the compressed air used for backwashing in Step 6 does not rise so much, and even if this compressed air is released to the atmosphere during low-speed running, high-temperature air does not stagnate around. Further, when the pressure PT in the air tank 21 is less than 6 kg / cm 2 , the controller 33 does not backwash the filter 16, so that the compressed air in the air tank 21 can be prevented from being wasted.

【0016】なお、上記実施例ではエア噴射管の他端を
フィルタより下流側の下流側排気管に挿入したが、これ
は一例であって捕集器の排出室に接続してもよい。ま
た、上記実施例ではフィルタとして排ガスがフィルタの
上面から流入しフィルタを通過してパティキュレートが
捕集された後フィルタの幅方向の一方の側面から排出さ
れるいわゆる直交流型フィルタを挙げたが、これに限ら
ず排ガスが通過してパティキュレートを捕集する隔壁が
排ガス流の方向に延びて設けられたいわゆるウォールフ
ロー型フィルタに本発明を適用してもよい。また、上記
実施例では車両の速度を検出する車速センサ及びフィル
タの温度を検出する温度センサに加えてエアタンク内の
圧縮エアの圧力を検出する圧力センサを設けたが、エア
タンク内の圧力が所定値未満になることが殆どなければ
圧力センサは不要になる。また、上記実施例では排気管
の途中に並列に一対の捕集器が設けられた逆洗式パティ
キュレート捕集装置を挙げたが、排気管の途中に単一の
捕集器が設けられた逆洗式パティキュレート捕集装置で
もよい。この場合、シャットオフバルブを閉じるとエン
ジンのトルクが低下するが、シャットオフバルブを閉じ
ている時間は1秒未満と短いため殆ど問題にならない。
更に、上記実施例に挙げた車速V、フィルタ温度HF
タイマT1、タイマT2、エアタンクの圧力PT等の数値
は一例であって、これに限定されるものではない。
In the above embodiment, the other end of the air injection pipe is inserted into the downstream exhaust pipe downstream of the filter, but this is merely an example, and may be connected to the discharge chamber of the collector. Further, in the above-described embodiment, a so-called cross-flow type filter in which exhaust gas flows in from the upper surface of the filter, passes through the filter, and particulates are collected, and then discharged from one side in the width direction of the filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a so-called wall flow type filter in which a partition wall through which the exhaust gas passes to collect particulates extends in the exhaust gas flow direction. In the above embodiment, the pressure sensor for detecting the pressure of the compressed air in the air tank is provided in addition to the vehicle speed sensor for detecting the speed of the vehicle and the temperature sensor for detecting the temperature of the filter. The pressure sensor is not needed if it does not almost fall below. Further, in the above-described embodiment, the backwashing type particulate collection device in which a pair of collectors are provided in parallel in the middle of the exhaust pipe is described, but a single collector is provided in the middle of the exhaust pipe. A backwashing type particulate collection device may be used. In this case, when the shut-off valve is closed, the torque of the engine is reduced. However, since the time during which the shut-off valve is closed is as short as less than 1 second, there is almost no problem.
Further, the vehicle speed V, the filter temperature H F ,
Timer T 1, the timer T 2, numerical values such as a pressure P T of the air tank is one example, but is not limited thereto.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、エ
ア噴射管の途中に設けられた逆洗弁がエア噴射管を開閉
し、エア噴射管より排ガス下流側の排気管に設けられた
シャットオフバルブが排気管を開閉し、車両の速度を検
出する車速センサ及びフィルタの温度を検出する温度セ
ンサの各検出出力に基づいてコントローラがシャットオ
フバルブ及び逆洗弁を制御するように構成したので、コ
ントローラがエンジン音の比較的小さい停車又は低速走
行時以外にフィルタを逆洗することにより、フィルタの
逆洗時に発生する異音が耳障りになることを防止でき
る。また高速走行又は高負荷走行の直後の停車又は低速
走行時にはフィルタが高温になっているため、車速が所
定値以上になったとき或いはフィルタ温度が所定値未満
になったときに、コントローラがフィルタを逆洗する。
この結果、排気管から排出された逆洗用の圧縮エアが比
較的高温のまま大気中に停滞することを防止できる。更
にエアタンク内の圧縮エアの圧力を検出する圧力センサ
を備え、コントローラが車速センサと温度センサと圧力
センサの各検出出力に基づいてシャットオフバルブ及び
逆洗弁を制御するように構成することにより、エアタン
ク内の圧縮エアの圧力が所定値未満のときにはフィルタ
を逆洗しないので、エアタンク内の圧縮エアの浪費を防
止できる。
As described above, according to the present invention, the backwash valve provided in the middle of the air injection pipe opens and closes the air injection pipe, and is provided in the exhaust pipe on the exhaust gas downstream side of the air injection pipe. A shutoff valve opens and closes an exhaust pipe, and a controller controls the shutoff valve and the backwash valve based on respective detection outputs of a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed and a temperature sensor for detecting a temperature of a filter. Therefore, the controller backwashes the filter except when the vehicle is stopped or running at a low speed with a relatively low engine sound, so that it is possible to prevent the abnormal noise generated at the time of backwashing the filter from being annoying. When the vehicle is stopped immediately after high-speed traveling or high-load traveling or traveling at low speed, the filter is at a high temperature.When the vehicle speed exceeds a predetermined value or when the filter temperature falls below a predetermined value, the controller activates the filter. Backwash.
As a result, it is possible to prevent the compressed air for backwash discharged from the exhaust pipe from staying in the atmosphere at a relatively high temperature. Further, by providing a pressure sensor for detecting the pressure of the compressed air in the air tank, the controller is configured to control the shut-off valve and the backwash valve based on each detection output of the vehicle speed sensor, the temperature sensor, and the pressure sensor, When the pressure of the compressed air in the air tank is less than the predetermined value, the filter is not backwashed, so that the compressed air in the air tank can be prevented from being wasted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明一実施例逆洗式パティキュレート捕集装
置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a backwashing type particulate collecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】その装置の前半の動作を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the first half operation of the device.

【図3】その装置の後半の動作を示すフローチャート。FIG. 3 is a flowchart showing the latter half operation of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 エンジン 12 排気マニホルド 13 排気管 14 捕集器 16 フィルタ 19 エア噴射管 21 エアタンク 22 逆洗弁 23 シャットオフバルブ 29 車速センサ 31 温度センサ 32 圧力センサ 33 コントローラ V 車速 HF フィルタ温度 PT エアタンク内の圧力11 of the engine 12 exhaust manifold 13 exhaust pipe 14 collector 16 filter 19 air blasting pipe 21 air tank 22 reversing valve 23 shut-off valve 29 a vehicle speed sensor 31 temperature sensor 32 pressure sensor 33 in the controller V vehicle speed H F filter temperature P T air tank pressure

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両のエンジン(11)の排気マニホルド(1
2)に接続された排気管(13)の途中に設けられた捕集器(1
4)と、前記捕集器(14)に収容され排ガス中のパティキュ
レートを捕集するフィルタ(16)と、一端がエアタンク(2
1)に接続され他端が前記フィルタ(16)より排ガス下流側
の前記排気管(13)又は前記捕集器(14)に接続され前記フ
ィルタ(16)に前記エアタンク(21)内の圧縮エアを噴射可
能なエア噴射管(19)と、前記エア噴射管(19)の途中に設
けられ前記エア噴射管(19)を開閉可能な逆洗弁(22)と、
前記エア噴射管(19)より排ガス下流側の排気管(13)に設
けられ前記排気管(13)を開閉可能なシャットオフバルブ
(23)とを備え、前記フィルタ(16)の逆洗時に前記シャッ
トオフバルブ(23)を閉じた後に前記逆洗弁(22)を開いて
前記エア噴射管(19)から前記圧縮エアを噴射するように
構成された逆洗式パティキュレート捕集装置において、 前記車両の速度(V)を検出する車速センサ(29)と、 前記フィルタの温度(HF)を検出する温度センサ(31)と、 前記車速センサ(29)及び前記温度センサ(31)の各検出出
力に基づいて前記シャットオフバルブ(23)及び前記逆洗
弁(22)を制御するコントローラ(33)とを備え 前記車速センサ(29)が所定値以上の車速(V)を検出した
ときに前記コントローラ(33)が前記シャットオフバルブ
(23)を閉じかつ前記逆洗弁(22)を開き、 前記車速センサ(29)の検出出力に拘らず前記温度センサ
(31)が所定値以下の温度を検出したときに前記コントロ
ーラ(33)が前記シャットオフバルブ(23)を閉じかつ前記
逆洗弁(22)を開くように構成された ことを特徴とする逆
洗式パティキュレート捕集装置。
An exhaust manifold (1) for an engine (11) of a vehicle.
The collector (1) provided in the middle of the exhaust pipe (13) connected to (2)
4), a filter (16) housed in the collector (14) for collecting particulates in the exhaust gas, and an air tank (2) at one end.
1) and the other end is connected to the exhaust pipe (13) or the collector (14) on the exhaust gas downstream side of the filter (16) and the compressed air in the air tank (21) is connected to the filter (16). An air injection pipe (19) capable of injecting, a backwash valve (22) provided in the middle of the air injection pipe (19) and capable of opening and closing the air injection pipe (19),
A shut-off valve provided on the exhaust pipe (13) on the exhaust gas downstream side from the air injection pipe (19) and capable of opening and closing the exhaust pipe (13)
(23), when the filter (16) is backwashed, the shutoff valve (23) is closed and then the backwash valve (22) is opened to inject the compressed air from the air injection pipe (19). In the backwashing type particulate collection device configured to perform, a vehicle speed sensor (29) for detecting the speed (V) of the vehicle, and a temperature sensor (31) for detecting the temperature (H F ) of the filter. A controller (33) for controlling the shut-off valve (23) and the backwash valve (22) based on each detection output of the vehicle speed sensor (29) and the temperature sensor (31) , wherein the vehicle speed sensor (29) detected a vehicle speed (V) that is equal to or higher than a predetermined value
When said controller (33) is said shut-off valve
(23) is closed and the backwash valve (22) is opened, and the temperature sensor is turned on regardless of the detection output of the vehicle speed sensor (29).
When (31) detects a temperature below a predetermined value, the control
Roller (33) closes the shut-off valve (23) and
A backwash-type particulate collection device, characterized in that the backwash valve (22) is opened .
【請求項2】 エアタンク(21)内の圧縮エアの圧力(PT)
を検出する圧力センサ(32)を備え、車速センサ(29)が所定値以上の車速(V)を検出しかつ前
記圧力センサ(32)が所定値以上の圧力(P T )を検出したと
きにコントローラ(33)がシャットオフバルブ(23)を閉じ
かつ逆洗弁(22)を開き、 前記圧力センサ(32)が所定値未満の圧力(P T )を検出した
とき前記コントローラ (33)がフィルタ(16)を逆洗しない
ように構成された 請求項1記載の逆洗式パティキュレー
ト捕集装置。
2. The pressure (P T ) of the compressed air in the air tank (21).
Pressure sensor (32) for detecting vehicle speed , a vehicle speed sensor (29) detects a vehicle speed (V) equal to or higher than a predetermined value, and
The pressure sensor (32) detects a pressure (P T ) that is equal to or higher than a predetermined value.
Controller (33) closes the shut-off valve (23)
And the backwash valve (22) is opened, and the pressure sensor (32) detects a pressure (P T ) less than a predetermined value .
When the controller (33) does not backwash the filter (16)
2. The backwashing type particulate trap according to claim 1, which is configured as described above.
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