JP3201220B2 - 内燃機関の排気微粒子捕集装置 - Google Patents
内燃機関の排気微粒子捕集装置Info
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- JP3201220B2 JP3201220B2 JP14026295A JP14026295A JP3201220B2 JP 3201220 B2 JP3201220 B2 JP 3201220B2 JP 14026295 A JP14026295 A JP 14026295A JP 14026295 A JP14026295 A JP 14026295A JP 3201220 B2 JP3201220 B2 JP 3201220B2
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（特にディー
ゼル機関）から排出される排気中に含まれる排気微粒子
（パーティキュレート；ＰＭ）を捕集する排気微粒子捕
集装置に関する。
ゼル機関）から排出される排気中に含まれる排気微粒子
（パーティキュレート；ＰＭ）を捕集する排気微粒子捕
集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ディーゼル機関から排出され
る排気微粒子を捕集するため、機関排気通路にフィルタ
を設けているが、このフィルタは適時的に再生、すなわ
ち捕集した微粒子を燃焼除去する必要がある。かかるフ
ィルタの再生手段としては、バーナーによるもの（特開
昭５６−１１５８０８号）、電気ヒータによるもの（特
開昭５９−２０５１３号、ＳＡＥ９２０１４１、ＳＡＥ
９２０１３９）があるが、バーナーは装置が複雑、大型
かつ高価になるという問題があるため、コスト、スペー
スの制約の大きな自動車用としてはヒータ方式が優れて
いる。
る排気微粒子を捕集するため、機関排気通路にフィルタ
を設けているが、このフィルタは適時的に再生、すなわ
ち捕集した微粒子を燃焼除去する必要がある。かかるフ
ィルタの再生手段としては、バーナーによるもの（特開
昭５６−１１５８０８号）、電気ヒータによるもの（特
開昭５９−２０５１３号、ＳＡＥ９２０１４１、ＳＡＥ
９２０１３９）があるが、バーナーは装置が複雑、大型
かつ高価になるという問題があるため、コスト、スペー
スの制約の大きな自動車用としてはヒータ方式が優れて
いる。
【０００３】ヒータ方式の場合、電源として車載バッテ
リ及びオルタネータを用いるため、供給できる電力に限
界がある。そこで、フィルタを効率よく加熱し再生する
ため、フィルタとして小型のものを複数用い、車載用程
度の電源でも十分加熱可能としたものがある（ＳＡＥ９
２０１３９）。
リ及びオルタネータを用いるため、供給できる電力に限
界がある。そこで、フィルタを効率よく加熱し再生する
ため、フィルタとして小型のものを複数用い、車載用程
度の電源でも十分加熱可能としたものがある（ＳＡＥ９
２０１３９）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気微粒子処理装置、すなわち、機関排気通
路に排気微粒子捕集用のフィルタを複数並列に備え、各
フィルタのそれぞれに再生用のヒータを備える排気微粒
子捕集装置においては、機関を停止させて自然対流方式
で再生すべく、複数のフィルタのヒータへの通電を同時
に行った場合、排気系レイアウトの制約から、複数のフ
ィルタが互いに鉛直方向上下に並べられていると、上側
のフィルタの近傍は下側のフィルタから出た再生ガス
（酸素濃度が低い）にさらされるため、上側のフィルタ
の近傍の酸素が希薄になり、上側のフィルタのヒータの
温度が十分上昇しても排気微粒子の燃焼が進まないた
め、上側フィルタの再生が十分行えないという問題点が
あった。
うな従来の排気微粒子処理装置、すなわち、機関排気通
路に排気微粒子捕集用のフィルタを複数並列に備え、各
フィルタのそれぞれに再生用のヒータを備える排気微粒
子捕集装置においては、機関を停止させて自然対流方式
で再生すべく、複数のフィルタのヒータへの通電を同時
に行った場合、排気系レイアウトの制約から、複数のフ
ィルタが互いに鉛直方向上下に並べられていると、上側
のフィルタの近傍は下側のフィルタから出た再生ガス
（酸素濃度が低い）にさらされるため、上側のフィルタ
の近傍の酸素が希薄になり、上側のフィルタのヒータの
温度が十分上昇しても排気微粒子の燃焼が進まないた
め、上側フィルタの再生が十分行えないという問題点が
あった。
【０００５】また、機関排気通路に排気微粒子捕集用の
フィルタを備え、このフィルタに鉛直方向上下に複数に
分割された再生用のヒータを備える排気微粒子捕集装置
においても、同様に、機関を停止させて複数のヒータへ
の通電を同時に行った場合、フィルタの上側部分の近傍
の酸素が希薄になり、上側のヒータの温度が十分上昇し
ても排気微粒子の燃焼が進まないため、フィルタの上側
部分の再生が十分行えないという問題点があった。
フィルタを備え、このフィルタに鉛直方向上下に複数に
分割された再生用のヒータを備える排気微粒子捕集装置
においても、同様に、機関を停止させて複数のヒータへ
の通電を同時に行った場合、フィルタの上側部分の近傍
の酸素が希薄になり、上側のヒータの温度が十分上昇し
ても排気微粒子の燃焼が進まないため、フィルタの上側
部分の再生が十分行えないという問題点があった。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、複数のフィルタ又はフィルタの各部の再生を確実に
行い得るようにすることを目的とする。
み、複数のフィルタ又はフィルタの各部の再生を確実に
行い得るようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明では、機関排気通路に排気中の微粒子を捕集する
フィルタを複数並列に備え、かつこれら複数のフィルタ
は互いに鉛直方向上下に並べられていて、各フィルタの
それぞれに再生用のヒータを備える内燃機関の排気微粒
子捕集装置において、前記複数のフィルタの再生時に、
前記複数のフィルタのヒータに対し、下側のフィルタの
ヒータから上側のフィルタのヒータの順で時間差をもっ
て通電を開始する通電制御手段を設けたことを特徴とす
る。
る発明では、機関排気通路に排気中の微粒子を捕集する
フィルタを複数並列に備え、かつこれら複数のフィルタ
は互いに鉛直方向上下に並べられていて、各フィルタの
それぞれに再生用のヒータを備える内燃機関の排気微粒
子捕集装置において、前記複数のフィルタの再生時に、
前記複数のフィルタのヒータに対し、下側のフィルタの
ヒータから上側のフィルタのヒータの順で時間差をもっ
て通電を開始する通電制御手段を設けたことを特徴とす
る。
【０００８】請求項２に係る発明では、前記通電制御手
段は、下側のフィルタのヒータへの通電により当該下側
のフィルタの再生がほぼ終了する時間後に上側のフィル
タのヒータへの通電を開始するものであることを特徴と
する。また、請求項３に係る発明では、機関排気通路に
排気中の微粒子を捕集するフィルタを備え、このフィル
タに鉛直方向上下に複数に分割された再生用のヒータを
備える内燃機関の排気微粒子捕集装置において、前記フ
ィルタの再生時に、前記複数のヒータに対し、下側のヒ
ータから上側のヒータの順で時間差をもって通電を開始
する通電制御手段を設けたことを特徴とする。
段は、下側のフィルタのヒータへの通電により当該下側
のフィルタの再生がほぼ終了する時間後に上側のフィル
タのヒータへの通電を開始するものであることを特徴と
する。また、請求項３に係る発明では、機関排気通路に
排気中の微粒子を捕集するフィルタを備え、このフィル
タに鉛直方向上下に複数に分割された再生用のヒータを
備える内燃機関の排気微粒子捕集装置において、前記フ
ィルタの再生時に、前記複数のヒータに対し、下側のヒ
ータから上側のヒータの順で時間差をもって通電を開始
する通電制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】請求項４に係る発明では、前記通電制御手
段は、下側のヒータへの通電によりフィルタの下側部分
の再生がほぼ終了する時間後に上側のヒータへの通電を
開始するものであることを特徴とする。
段は、下側のヒータへの通電によりフィルタの下側部分
の再生がほぼ終了する時間後に上側のヒータへの通電を
開始するものであることを特徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１に係る発明では、複数のフィルタの再
生時に、複数のフィルタのヒータに対し、下側のフィル
タのヒータから上側のフィルタのヒータの順で時間差を
もって通電を開始する。すなわち、自然対流が下→上へ
の流れであることに着目し、下側のフィルタのヒータへ
先に通電することによって下側のフィルタを先に再生
し、次いで上側のフィルタのヒータに通電して、このと
き再生される上側のフィルタには、下側のフィルタの再
生後の余熱によって発生している自然対流を利用して上
側のフィルタへ酸素を供給して排気微粒子の燃焼を促進
する。
生時に、複数のフィルタのヒータに対し、下側のフィル
タのヒータから上側のフィルタのヒータの順で時間差を
もって通電を開始する。すなわち、自然対流が下→上へ
の流れであることに着目し、下側のフィルタのヒータへ
先に通電することによって下側のフィルタを先に再生
し、次いで上側のフィルタのヒータに通電して、このと
き再生される上側のフィルタには、下側のフィルタの再
生後の余熱によって発生している自然対流を利用して上
側のフィルタへ酸素を供給して排気微粒子の燃焼を促進
する。
【００１１】請求項２に係る発明では、下側のフィルタ
のヒータへの通電により当該下側のフィルタの再生がほ
ぼ終了した時間後に上側のフィルタのヒータへの通電を
開始することで、最適タイミングとすることができる。
請求項３に係る発明では、フィルタの再生時に、複数に
分割されたヒータに対し、下側のヒータから上側のヒー
タの順で時間差をもって通電を開始する。
のヒータへの通電により当該下側のフィルタの再生がほ
ぼ終了した時間後に上側のフィルタのヒータへの通電を
開始することで、最適タイミングとすることができる。
請求項３に係る発明では、フィルタの再生時に、複数に
分割されたヒータに対し、下側のヒータから上側のヒー
タの順で時間差をもって通電を開始する。
【００１２】すなわち、自然対流が下→上への流れであ
ることに着目し、下側のヒータへ先に通電することによ
ってフィルタの下側部分を先に再生し、次いで上側のヒ
ータに通電して、このとき再生されるフィルタの上側部
分には、フィルタの下側部分の再生後の余熱によって発
生している自然対流を利用してフィルタの上側部分へ酸
素を供給して排気微粒子の燃焼を促進する。
ることに着目し、下側のヒータへ先に通電することによ
ってフィルタの下側部分を先に再生し、次いで上側のヒ
ータに通電して、このとき再生されるフィルタの上側部
分には、フィルタの下側部分の再生後の余熱によって発
生している自然対流を利用してフィルタの上側部分へ酸
素を供給して排気微粒子の燃焼を促進する。
【００１３】請求項４に係る発明では、下側のヒータへ
の通電によりフィルタの下側部分の再生がほぼ終了する
時間後に上側のヒータへの通電を開始することで、最適
タイミングとすることができる。
の通電によりフィルタの下側部分の再生がほぼ終了する
時間後に上側のヒータへの通電を開始することで、最適
タイミングとすることができる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 〔第１の実施例〕図１は本発明の第１の実施例を示す排
気微粒子捕集装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面
図である。
する。 〔第１の実施例〕図１は本発明の第１の実施例を示す排
気微粒子捕集装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面
図である。
【００１５】フィルタケース１の前面下部には機関から
の排気通路（図示せず）と接続される排気入口部２が設
けられ、後面上部には排気出口部３が設けられている。
フィルタケース１内には、入口側空間と出口側空間とを
仕切る縦壁４が設けられ、また、この縦壁４に鉛直方向
上下に並べて形成した２つの開口のそれぞれに一端を接
続されて水平方向に延びる円筒状の上側フィルタ５Ａ及
び下側フィルタ５Ｂが出口側空間内に突出する形で設け
られている。
の排気通路（図示せず）と接続される排気入口部２が設
けられ、後面上部には排気出口部３が設けられている。
フィルタケース１内には、入口側空間と出口側空間とを
仕切る縦壁４が設けられ、また、この縦壁４に鉛直方向
上下に並べて形成した２つの開口のそれぞれに一端を接
続されて水平方向に延びる円筒状の上側フィルタ５Ａ及
び下側フィルタ５Ｂが出口側空間内に突出する形で設け
られている。
【００１６】フィルタケース１内には、また、各フィル
タ５Ａ，５Ｂを覆って中空円筒状の遮蔽鞘６Ａ，６Ｂが
設けられ、各遮蔽鞘６Ａ，６Ｂにはそれぞれ鞘連通口７
Ａ，７Ｂが開設されている。また、フィルタケース１に
は再生用空気の導入口及び再生ガスの排出口をなすケー
ス連通口８が開設されている。
タ５Ａ，５Ｂを覆って中空円筒状の遮蔽鞘６Ａ，６Ｂが
設けられ、各遮蔽鞘６Ａ，６Ｂにはそれぞれ鞘連通口７
Ａ，７Ｂが開設されている。また、フィルタケース１に
は再生用空気の導入口及び再生ガスの排出口をなすケー
ス連通口８が開設されている。
【００１７】一方、上側フィルタ５Ａ及び下側フィルタ
５Ｂの内部にはそれぞれ再生用のヒータ９Ａ，９Ｂが設
けられている。尚、ヒータ９Ａ，９Ｂは金網状ヒータを
円筒状に成形したもので、実際にはこれにフィルタ５
Ａ，５Ｂとしてのセラミック繊維を巻いている。フィル
タ５Ａ，５Ｂとしては、この他、金属多孔体、セラミッ
ク多孔体、ガラスウールなどを用いることができる。
５Ｂの内部にはそれぞれ再生用のヒータ９Ａ，９Ｂが設
けられている。尚、ヒータ９Ａ，９Ｂは金網状ヒータを
円筒状に成形したもので、実際にはこれにフィルタ５
Ａ，５Ｂとしてのセラミック繊維を巻いている。フィル
タ５Ａ，５Ｂとしては、この他、金属多孔体、セラミッ
ク多孔体、ガラスウールなどを用いることができる。
【００１８】これらのヒータ９Ａ，９Ｂは、バッテリ10
を電源として、ヒータ制御装置11により各別に通電制御
されるようになっている。尚、12はフィルタケース１内
のフィルタ５Ａ，５Ｂ上流に設けた再生時期検知用の排
圧センサである。ここにおいて、機関からの排気は、排
気入口部２からフィルタケース１内に導入され、円筒状
の上側フィルタ５Ａ及び下側フィルタ５Ｂをそれらの内
側から外側へ通過する際、各フィルタ５Ａ，５Ｂに排気
微粒子が捕集される。各フィルタ５Ａ，５Ｂを通過した
排気は遮蔽鞘６Ａ，６Ｂの鞘連通口７Ａ，７Ｂを通った
後、排気出口部３より排出される。
を電源として、ヒータ制御装置11により各別に通電制御
されるようになっている。尚、12はフィルタケース１内
のフィルタ５Ａ，５Ｂ上流に設けた再生時期検知用の排
圧センサである。ここにおいて、機関からの排気は、排
気入口部２からフィルタケース１内に導入され、円筒状
の上側フィルタ５Ａ及び下側フィルタ５Ｂをそれらの内
側から外側へ通過する際、各フィルタ５Ａ，５Ｂに排気
微粒子が捕集される。各フィルタ５Ａ，５Ｂを通過した
排気は遮蔽鞘６Ａ，６Ｂの鞘連通口７Ａ，７Ｂを通った
後、排気出口部３より排出される。
【００１９】フィルタ５Ａ，５Ｂが再生時期になった場
合は、機関を停止した後、ヒータ制御装置11により再生
用のヒータ９Ａ，９Ｂに通電して、フィルタ５Ａ，５Ｂ
の再生を行う。ここで、２つのフィルタ５Ａ，５Ｂは互
いに鉛直方向上下に並べられているので、これらのフィ
ルタ５Ａ，５Ｂの再生時には、下側フィルタ５Ｂ内蔵の
ヒータ９Ｂから上側フィルタ５Ａ内蔵のヒータ９Ａへ順
に時間差（ｔ１）をもって通電を開始する。
合は、機関を停止した後、ヒータ制御装置11により再生
用のヒータ９Ａ，９Ｂに通電して、フィルタ５Ａ，５Ｂ
の再生を行う。ここで、２つのフィルタ５Ａ，５Ｂは互
いに鉛直方向上下に並べられているので、これらのフィ
ルタ５Ａ，５Ｂの再生時には、下側フィルタ５Ｂ内蔵の
ヒータ９Ｂから上側フィルタ５Ａ内蔵のヒータ９Ａへ順
に時間差（ｔ１）をもって通電を開始する。
【００２０】具体的には、ヒータ制御装置11に通電制御
手段としての機能が備えられていて、再生時に機関を停
止した後、図３のフローチャートに従って通電制御を行
う。先ずステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同
様）で下側フィルタ５Ｂ内蔵のヒータ９Ｂへの通電を開
始する。次にステップ２で下側フィルタ５Ｂ内蔵のヒー
タ９Ｂへの通電時間がｔ１時間（下側フィルタ５Ｂの再
生がほぼ終了する時間）以上になったか否かを判定し、
ｔ１時間経過後にステップ３へ進んで上側フィルタ５Ａ
内蔵のヒータ９Ａへの通電を開始する。
手段としての機能が備えられていて、再生時に機関を停
止した後、図３のフローチャートに従って通電制御を行
う。先ずステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同
様）で下側フィルタ５Ｂ内蔵のヒータ９Ｂへの通電を開
始する。次にステップ２で下側フィルタ５Ｂ内蔵のヒー
タ９Ｂへの通電時間がｔ１時間（下側フィルタ５Ｂの再
生がほぼ終了する時間）以上になったか否かを判定し、
ｔ１時間経過後にステップ３へ進んで上側フィルタ５Ａ
内蔵のヒータ９Ａへの通電を開始する。
【００２１】次にステップ４で下側フィルタ５Ｂ内蔵の
ヒータ９Ｂへの通電時間がｔ２時間以上になったか否か
を判定し、ｔ２時間経過後にステップ５へ進んで下側フ
ィルタ５Ｂ内蔵のヒータ９Ｂへの通電を終了する。次に
ステップ６で上側フィルタ５Ａ内蔵のヒータ９Ａへの通
電時間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時
間経過後にステップ７へ進んで上側フィルタ５Ａ内蔵の
ヒータ９Ａへの通電を終了する。
ヒータ９Ｂへの通電時間がｔ２時間以上になったか否か
を判定し、ｔ２時間経過後にステップ５へ進んで下側フ
ィルタ５Ｂ内蔵のヒータ９Ｂへの通電を終了する。次に
ステップ６で上側フィルタ５Ａ内蔵のヒータ９Ａへの通
電時間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時
間経過後にステップ７へ進んで上側フィルタ５Ａ内蔵の
ヒータ９Ａへの通電を終了する。
【００２２】次に、排気系レイアウトの制約から図１の
ように２つのフィルタ５Ａ，５Ｂが鉛直方向上下に配置
されているものにおいて、従来例のように上下のフィル
タのヒータに同時に通電する場合と、本発明のように下
から上へと順次通電する場合とを比較する。従来例のよ
うに上側フィルタ及び下側フィルタの各ヒータに同時に
通電する場合、フィルタ温度特性は図４に示すごとくと
なり、上側フィルタのフィルタ温度は下側フィルタに比
べて低くなり、十分な再生がなされない。これは、上側
フィルタの近傍は下側フィルタから出た再生ガス（酸素
濃度が低い）にさらされるため、上側フィルタに堆積し
たＰＭはヒータによって加熱されてもフィルタ近傍の酸
素濃度が低く、燃焼伝播し難いので、上側フィルタに堆
積したＰＭを十分燃焼させることが困難となるからであ
る。よって、上側フィルタにおいては、ＰＭの燃焼熱が
ほとんど発せられないため、フィルタ温度が下側フィル
タに比べ低くなっている。
ように２つのフィルタ５Ａ，５Ｂが鉛直方向上下に配置
されているものにおいて、従来例のように上下のフィル
タのヒータに同時に通電する場合と、本発明のように下
から上へと順次通電する場合とを比較する。従来例のよ
うに上側フィルタ及び下側フィルタの各ヒータに同時に
通電する場合、フィルタ温度特性は図４に示すごとくと
なり、上側フィルタのフィルタ温度は下側フィルタに比
べて低くなり、十分な再生がなされない。これは、上側
フィルタの近傍は下側フィルタから出た再生ガス（酸素
濃度が低い）にさらされるため、上側フィルタに堆積し
たＰＭはヒータによって加熱されてもフィルタ近傍の酸
素濃度が低く、燃焼伝播し難いので、上側フィルタに堆
積したＰＭを十分燃焼させることが困難となるからであ
る。よって、上側フィルタにおいては、ＰＭの燃焼熱が
ほとんど発せられないため、フィルタ温度が下側フィル
タに比べ低くなっている。
【００２３】もちろん、両フィルタへの通電時間をｔ２
より大幅に増やせば再生は可能であるが、バッテリ電圧
上がりが懸念されるため、消費電力はできるだけ抑制す
る必要がある。これに対し、本発明のように下側フィル
タのヒータから上側フィルタのヒータへと順次通電する
場合、フィルタ温度特性は図５に示すごとくとなる。
より大幅に増やせば再生は可能であるが、バッテリ電圧
上がりが懸念されるため、消費電力はできるだけ抑制す
る必要がある。これに対し、本発明のように下側フィル
タのヒータから上側フィルタのヒータへと順次通電する
場合、フィルタ温度特性は図５に示すごとくとなる。
【００２４】すなわち、下側フィルタのヒータへの通電
開始から、ｔ１時間（下側フィルタの燃焼がほぼ終了す
る時間）後に、上側フィルタのヒータへの通電を開始す
ることで、上側フィルタについても十分な温度上昇を得
ている。これは、上側フィルタに堆積したＰＭが燃焼し
始めるころには、再生をほぼ終了した下側フィルタのヒ
ータの余熱によって生じている大気の自然対流によっ
て、上側フィルタ近傍は酸素濃度が高い状態になるの
で、上側フィルタに堆積したＰＭを十分燃焼させること
が可能になるからである。また、下側フィルタのヒータ
の余熱を利用できるので、上側フィルタのヒータへの通
電時間を短縮することも可能となる。
開始から、ｔ１時間（下側フィルタの燃焼がほぼ終了す
る時間）後に、上側フィルタのヒータへの通電を開始す
ることで、上側フィルタについても十分な温度上昇を得
ている。これは、上側フィルタに堆積したＰＭが燃焼し
始めるころには、再生をほぼ終了した下側フィルタのヒ
ータの余熱によって生じている大気の自然対流によっ
て、上側フィルタ近傍は酸素濃度が高い状態になるの
で、上側フィルタに堆積したＰＭを十分燃焼させること
が可能になるからである。また、下側フィルタのヒータ
の余熱を利用できるので、上側フィルタのヒータへの通
電時間を短縮することも可能となる。
【００２５】このように、上側フィルタのヒータへの通
電をｔ１時間遅らせることより、自然対流を利用して、
総再生電力を増やすことなく、上側フィルタの再生効率
を向上することが可能となる。 〔第２の実施例〕図６は本発明の第２の実施例を示す排
気微粒子捕集装置の縦断面図、図７は図６のＡ−Ａ断面
図である。
電をｔ１時間遅らせることより、自然対流を利用して、
総再生電力を増やすことなく、上側フィルタの再生効率
を向上することが可能となる。 〔第２の実施例〕図６は本発明の第２の実施例を示す排
気微粒子捕集装置の縦断面図、図７は図６のＡ−Ａ断面
図である。
【００２６】フィルタケース21の前面下部には機関から
の排気通路（図示せず）と接続される排気入口部22が設
けられ、後面上部には排気出口部23が設けられている。
フィルタケース21内には、入口側空間と出口側空間とを
仕切る縦壁24が設けられ、また、この縦壁24に形成した
開口に一端を接続されて水平方向に延びる円筒状のフィ
ルタ25が出口側空間内に突出する形で設けられている。
の排気通路（図示せず）と接続される排気入口部22が設
けられ、後面上部には排気出口部23が設けられている。
フィルタケース21内には、入口側空間と出口側空間とを
仕切る縦壁24が設けられ、また、この縦壁24に形成した
開口に一端を接続されて水平方向に延びる円筒状のフィ
ルタ25が出口側空間内に突出する形で設けられている。
【００２７】フィルタケース21内には、また、フィルタ
25を覆って中空円筒状の遮蔽鞘26が設けられ、この遮蔽
鞘26には鞘連通口27が開設されている。また、フィルタ
ケース21には再生用空気の導入口をなすケース連通口28
が開設されている。一方、フィルタ25の内部には鉛直方
向上下に分割された２つの再生用のヒータ29Ａ，29Ｂが
設けられている。尚、ヒータ29Ａ，29Ｂは金網状ヒータ
を半割りの円筒状に成形したもので、実際にはこれにフ
ィルタ25としてのセラミック繊維を巻いている。
25を覆って中空円筒状の遮蔽鞘26が設けられ、この遮蔽
鞘26には鞘連通口27が開設されている。また、フィルタ
ケース21には再生用空気の導入口をなすケース連通口28
が開設されている。一方、フィルタ25の内部には鉛直方
向上下に分割された２つの再生用のヒータ29Ａ，29Ｂが
設けられている。尚、ヒータ29Ａ，29Ｂは金網状ヒータ
を半割りの円筒状に成形したもので、実際にはこれにフ
ィルタ25としてのセラミック繊維を巻いている。
【００２８】これらのヒータ29Ａ，29Ｂは、バッテリ30
を電源として、ヒータ制御装置31により各別に通電制御
されるようになっている。尚、32はフィルタケース21内
のフィルタ25Ａ，25Ｂ上流に設けた再生時期検知用の排
圧センサである。ここにおいて、機関からの排気は、排
気入口部22からフィルタケース21内に導入され、円筒状
のフィルタ25をその内側から外側へ通過する際、フィル
タ25に排気微粒子（ＰＭ）が捕集される。フィルタ25を
通過した排気は遮蔽鞘26の鞘連通口27を通った後、排気
出口部３より排出される。
を電源として、ヒータ制御装置31により各別に通電制御
されるようになっている。尚、32はフィルタケース21内
のフィルタ25Ａ，25Ｂ上流に設けた再生時期検知用の排
圧センサである。ここにおいて、機関からの排気は、排
気入口部22からフィルタケース21内に導入され、円筒状
のフィルタ25をその内側から外側へ通過する際、フィル
タ25に排気微粒子（ＰＭ）が捕集される。フィルタ25を
通過した排気は遮蔽鞘26の鞘連通口27を通った後、排気
出口部３より排出される。
【００２９】フィルタ25が再生時期になった場合は、機
関を停止した後、ヒータ制御装置31により再生用のヒー
タ29Ａ，29Ｂに通電して、フィルタ25の再生を行う。こ
こで、２つのヒータ29Ａ，29Ｂは鉛直方向上下に分割さ
れているので、フィルタ25の再生時には、下側ヒータ29
Ｂから上側ヒータ29Ａへ順に時間差（ｔ１）をもって通
電を開始する。
関を停止した後、ヒータ制御装置31により再生用のヒー
タ29Ａ，29Ｂに通電して、フィルタ25の再生を行う。こ
こで、２つのヒータ29Ａ，29Ｂは鉛直方向上下に分割さ
れているので、フィルタ25の再生時には、下側ヒータ29
Ｂから上側ヒータ29Ａへ順に時間差（ｔ１）をもって通
電を開始する。
【００３０】具体的には、ヒータ制御装置31に通電制御
手段としての機能が備えられていて、再生時に機関を停
止した後、図８のフローチャートに従って通電制御を行
う。先ずステップ11で下側ヒータ29Ｂへの通電を開始す
る。次にステップ12で下側ヒータ29Ｂへの通電時間がｔ
１時間（フィルタ25の下側部分の再生がほぼ終了する時
間）以上になったか否かを判定し、ｔ１時間経過後にス
テップ13へ進んで上側ヒータ29Ａへの通電を開始する。
手段としての機能が備えられていて、再生時に機関を停
止した後、図８のフローチャートに従って通電制御を行
う。先ずステップ11で下側ヒータ29Ｂへの通電を開始す
る。次にステップ12で下側ヒータ29Ｂへの通電時間がｔ
１時間（フィルタ25の下側部分の再生がほぼ終了する時
間）以上になったか否かを判定し、ｔ１時間経過後にス
テップ13へ進んで上側ヒータ29Ａへの通電を開始する。
【００３１】次にステップ14で下側ヒータ29Ｂへの通電
時間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時間
経過後にステップ15へ進んで下側ヒータ29Ｂへの通電を
終了する。次にステップ16で上側ヒータ９Ａへの通電時
間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時間経
過後にステップ７へ進んで上側ヒータ29Ａへの通電を終
了する。
時間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時間
経過後にステップ15へ進んで下側ヒータ29Ｂへの通電を
終了する。次にステップ16で上側ヒータ９Ａへの通電時
間がｔ２時間以上になったか否かを判定し、ｔ２時間経
過後にステップ７へ進んで上側ヒータ29Ａへの通電を終
了する。
【００３２】従来の自然対流を利用したシステムでは、
上側ヒータ及び下側ヒータへの通電を同時に開始する
が、燃焼が進むとフィルタ下側部分部から出た再生ガス
（酸素濃度が低い）にさらされて、フィルタ上側部分へ
の自然対流中の酸素濃度はかなり薄くなる。このため、
フィルタ上側部分の酸素濃度が低く、燃焼伝播し難いと
いう問題がある（図４参照）。
上側ヒータ及び下側ヒータへの通電を同時に開始する
が、燃焼が進むとフィルタ下側部分部から出た再生ガス
（酸素濃度が低い）にさらされて、フィルタ上側部分へ
の自然対流中の酸素濃度はかなり薄くなる。このため、
フィルタ上側部分の酸素濃度が低く、燃焼伝播し難いと
いう問題がある（図４参照）。
【００３３】そこで、上側ヒータへの通電開始時間をｔ
１時間（フィルタ下側部分の燃焼がほぼ終了する時間）
だけ遅らせることにより、上記の問題を解決する。とい
うのも、フィルタ上側部分に堆積したＰＭが燃焼し始め
るころには、再生をほぼ終了したフィルタ下側部分（下
側ヒータ）の余熱によって生じている自然対流によっ
て、フィルタ上側部分は酸素濃度が高い状態になってお
り、またフィルタ下側部分の余熱によって上側ヒータの
通電時間も短縮可能であり、フィルタ上側部分に堆積し
たＰＭを十分に燃焼させることが可能となる（図５参
照）。
１時間（フィルタ下側部分の燃焼がほぼ終了する時間）
だけ遅らせることにより、上記の問題を解決する。とい
うのも、フィルタ上側部分に堆積したＰＭが燃焼し始め
るころには、再生をほぼ終了したフィルタ下側部分（下
側ヒータ）の余熱によって生じている自然対流によっ
て、フィルタ上側部分は酸素濃度が高い状態になってお
り、またフィルタ下側部分の余熱によって上側ヒータの
通電時間も短縮可能であり、フィルタ上側部分に堆積し
たＰＭを十分に燃焼させることが可能となる（図５参
照）。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、複数のフィルタの再生時に、複数のフィル
タのヒータに対し、下側のフィルタのヒータから上側の
フィルタのヒータの順で時間差をもって通電を開始する
ことで、複数のフィルタを効率よく確実に再生できると
いう効果が得られる。
明によれば、複数のフィルタの再生時に、複数のフィル
タのヒータに対し、下側のフィルタのヒータから上側の
フィルタのヒータの順で時間差をもって通電を開始する
ことで、複数のフィルタを効率よく確実に再生できると
いう効果が得られる。
【００３５】請求項２に係る発明によれば、下側のフィ
ルタのヒータへの通電により当該下側のフィルタの再生
がほぼ終了した時間後に上側のフィルタのヒータへの通
電を開始することで、最も効率よく再生できるという効
果が得られる。請求項３に係る発明では、フィルタの再
生時に、複数に分割されたヒータに対し、下側のヒータ
から上側のヒータの順で時間差をもって通電を開始する
ことで、フィルタの各部を効率よく確実に再生できると
いう効果が得られる。
ルタのヒータへの通電により当該下側のフィルタの再生
がほぼ終了した時間後に上側のフィルタのヒータへの通
電を開始することで、最も効率よく再生できるという効
果が得られる。請求項３に係る発明では、フィルタの再
生時に、複数に分割されたヒータに対し、下側のヒータ
から上側のヒータの順で時間差をもって通電を開始する
ことで、フィルタの各部を効率よく確実に再生できると
いう効果が得られる。
【００３６】請求項４に係る発明によれば、下側のヒー
タへの通電によりフィルタの下側部分の再生がほぼ終了
する時間後に上側のヒータへの通電を開始することで、
最も効率よく再生できるという効果が得られる。
タへの通電によりフィルタの下側部分の再生がほぼ終了
する時間後に上側のヒータへの通電を開始することで、
最も効率よく再生できるという効果が得られる。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す排気微粒子捕集
装置の縦断面図
装置の縦断面図
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図
【図３】 通電制御のフローチャート
【図４】 同時通電の場合のフィルタ温度特性を示す図
【図５】 本発明の場合のフィルタ温度特性を示す図
【図６】 本発明の第２の実施例を示す排気微粒子捕集
装置の縦断面図
装置の縦断面図
【図７】 図６のフィルタ部分の断面図
【図８】 通電制御のフローチャート
１ フィルタケース ２ 排気入口部 ３ 排気出口部 ４ 縦壁 ５Ａ，５Ｂ フィルタ ６Ａ，６Ｂ 遮蔽鞘 ７Ａ，７Ｂ 鞘連通口 ８ ケース連通口 ９Ａ，９Ｂ ヒータ 10 バッテリ 11 ヒータ制御装置（通電制御手段） 12 排圧センサ 21 フィルタケース 22 排気入口部 23 排気出口部 24 縦壁 25 フィルタ 26 遮蔽鞘 27 鞘連通口 28 ケース連通口 29Ａ，29Ｂ ヒータ 30 バッテリ 31 ヒータ制御装置（通電制御手段） 32 排圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−183810（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−294614（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−330723（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−34855（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 F01N 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】機関排気通路に排気中の微粒子を捕集する
フィルタを複数並列に備え、かつこれら複数のフィルタ
は互いに鉛直方向上下に並べられていて、各フィルタの
それぞれに再生用のヒータを備える内燃機関の排気微粒
子捕集装置において、 前記複数のフィルタの再生時に、前記複数のフィルタの
ヒータに対し、下側のフィルタのヒータから上側のフィ
ルタのヒータの順で時間差をもって通電を開始する通電
制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気微粒
子捕集装置。 - 【請求項２】前記通電制御手段は、下側のフィルタのヒ
ータへの通電により当該下側のフィルタの再生がほぼ終
了する時間後に上側のフィルタのヒータへの通電を開始
するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機
関の排気微粒子捕集装置。 - 【請求項３】機関排気通路に排気中に微粒子を捕集する
フィルタを備え、このフィルタに鉛直方向上下に複数に
分割された再生用のヒータを備える内燃機関の排気微粒
子捕集装置において、 前記フィルタの再生時に、前記複数のヒータに対し、下
側のヒータから上側のヒータの順で時間差をもって通電
を開始する通電制御手段を設けたことを特徴とする内燃
機関の排気微粒子捕集装置。 - 【請求項４】前記通電制御手段は、下側のヒータへの通
電によりフィルタの下側部分の再生がほぼ終了する時間
後に上側のヒータへの通電を開始するものであることを
特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気微粒子捕集装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14026295A JP3201220B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 内燃機関の排気微粒子捕集装置 |
| DE1995138810 DE19538810C2 (de) | 1994-10-18 | 1995-10-18 | Abgaspartikel-Oxidationsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14026295A JP3201220B2 (ja) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | 内燃機関の排気微粒子捕集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334013A JPH08334013A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3201220B2 true JP3201220B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=15264695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14026295A Expired - Fee Related JP3201220B2 (ja) | 1994-10-18 | 1995-06-07 | 内燃機関の排気微粒子捕集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201220B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4276474B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2009-06-10 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
-
1995
- 1995-06-07 JP JP14026295A patent/JP3201220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08334013A (ja) | 1996-12-17 |
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