JPH0381513A - 微粒子フィルター・トラップをいつ再生させるかを決定するための装置 - Google Patents

微粒子フィルター・トラップをいつ再生させるかを決定するための装置

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 トラップされた個々の微粒子量を正確に決定することに
より、微粒子フィルター・トラップを再生させるための
システムの動作の制御装置に関するものである。さらに
詳しくは、負荷が所定値に達したときシステムの再生を
始めさせるために、微粒子フィルター・トラップ内にあ
る微粒子の負荷の検知システムに関するものである。
３− 〔従来技術とその問題点〕 １９９１年までに、環境保護片（ＥＰＡ）による微粒子
排出基準が、すべての都市バスに対し、０．１［ｆ／馬
力・時間３未満の微粒子物質排出を要求することになっ
ている。
同一の基準が、１９９４年に、重量トラックに適用され
よう。微粒子は、凝縮した水滴以外の、内燃機関の排気
ガス中のあらゆる物質であって、１２５’Ｆの温度で周
囲の空気で希釈した後、標準フィルターで捕集され得る
もの、とＥＰＡによって定義されている。この定義によ
る微粒子には、塊状の炭素粒子、よく知られた発癌物質
を含む吸収された炭水化物、および硫化物が含まれてい
る。
これらの微粒子は大きさがとても小さく、質量メジアン
直径が０．１〜１．０μ常で、極めて質量が軽い。ＥＰ
Ａの排出規制に合致するように、トラックやバスの一般
的なディーゼル機関の排ガスから上記微粒子を十分な量
除去するの１４− に有効な微粒子フィルター・トラップが開発されている
。
−船釣な車両の機関が正常に作動している間、約２０立
方フイートの微粒子が１０万マイル走行毎にトラップさ
れなげればならない。明らかに、この微粒子は車両内に
は貯蔵できない。そこで、微粒子トラップに基づく排気
後処理システム（ＲＡＳ）を長時間正常に機能させるた
めに、トラップされた微粒子を除去する方法を必要とし
ている。うまくいくことが分かった１つの方法は、フィ
ルターを再生させるために、トラップされた微粒子を焼
き払う部材を設けることであった。１例として、マガカ
（ＭＧＱａｆｉ５）他著「筒状セラミック・ディーゼル
微粒子トラップの機能・再生特性Ｊ　ＳＡＥ　　Ｐａｐ
ｅｒ　Ａ　８２　０２７２．１９８２年２月発行がある
。再生プロセスは一般に、制御システムによって開始さ
れ、熱を微粒子トラップの入口に与えて１．２００下を
越える温度にして行われる。本プロセスは、トラップの
「きれいな」フロー制限を保つが、避は難く温度勾配と
残留熱応力を微粒子トラップ内に生じるようにして、最
後に濾過された含炭素粒子を酸化することで終わる。
この熱応力の大きさは、フィルターの設計作動寿命以内
に、フィルターが疲労破壊しないようなレベルに、制御
されなげればならない。
再生ガス・フロー率、酸素濃度、およびトラップ入口温
度分布−いずれもシステム設計の物理特性によって決定
されるため、「固定」のパラメーター−のような多くの
要因が、熱応力の大きさに影響を与える。熱応力の大き
さを決定する単一の最も重要で固定されていない要因、
したがってまた、システムの寿命は、制御システムが実
際に再生プロセスを始める前に、トラップ内に集められ
る微粒子の量である。もし、トラップが微粒子を過剰に
充填するようになれば、微粒子の焼却によって再生する
や否や、有害な熱応力疲労が生じると予言することがで
きる。
この問題に対する１つの解決は、非常に頻繁な間隔でト
ラップされた微粒子を焼き払うことであるが、このよう
な方法は焼却に必要な燃料を多く浪費することになり、
微粒子の排出を減らすという究極の目的に一部自己矛盾
することになり、排気ガスが済過されずに大気中に放出
されることになる。明らかに、実際にトラップされてい
る微粒子の量をできるだけ正確に決定する必要があるが
、その必要性は決定をするのに使われる検知部材の費用
と複雑さと考慮しなげればならない。トラップ内の微粒
子の量を決定する部材、したがって「いり」再生するか
を決定する部材は、制御システムの最も重要な面である
。
制御システムの設計の基本は、フィルターが微粒子で充
填される度合を表す定量化可能なパラメーターの選択に
交互に左右されるトラップ「充填度」を決定するために
検知＝１７− されるべき物理パラメーターの選択である。１つのアプ
ローチは、無次元パラメーターＭを、充填されたトラッ
プの無次元圧力降下（圧力降下を運動圧力％ρｙｔで割
ったもの）と、同一レイノルズ数でのきれいな（無充填
時の）トラップの無次元圧力降下との比に定義すること
であった。
すなわち、 ここで、Ｖ：排ガス流の流率、ρ：ガス濃度明らかに、
きれいなトラップに対してはＭ＝１、充填されたトラッ
プに対してはＭ＞１である。上記モゴカ他の著書ｐ、７
０〜７１を参照。充填されたトラップに対する圧力降下
の測定は、かなり直接的であるが、同−流れ条件下でト
ラップされた微粒子のないフィルター・トラップに対す
る圧力降下の直接測定は不可能であり、間接的に引き出
さ１８− れなげればならない。きれいな無次元圧力降下を見積も
るための１つの理論的アプローチは、上記マガカ他の著
書ｐ、８７に開示されている。
ここで、ｋ、ｚ：実験から得られた定数、Ｒ−＝　質量
流率と流体粘性に基づくレイノルズ数 これらの物理量の直接測定は難しいので、エンジン排気
量、回転速度（−ｐ−］、インテーク・マニホールドの
圧力・温度、およびエンジン容積効率の情報を用いる速
さ密度側（ａｐｅｅｄ　ｄｅ％５ｉｔｙ　ｌａｗ）に基
づいて、間接測定が使われてきた。
米国特許第４，６０８，６４０号に開示されているよう
な微粒子再生制御システムに要求されている実際の物理
測定の数を簡単にするために、さまざまた試みがなされ
てきている。前記米国特許は、フィルター・トラップに
かかる圧力降下と、入口トラップ圧力の関数として決定
される変数限定を用いている。このアプローチは、ディ
ーゼル・エンジンの正常な作動範囲を越える全く大きな
ガス粘性変動を無視している。同様に欠点のあるアプロ
ーチが、米国特許第４．６３０，４３８号、４，６０３
，５５０号、４，５６７．７２５号に開示されている。
他の米国特許第４，６１０．１３８号には、トラップに
かかる圧力比が、トラップ充填度のインジクターとして
使われている。太いに利用の可能性はあるものの、この
アプローチは流れパラメーターと質量充填度との真の関
係をまだ不完全にしか表していない。
米国特許第４，４９２，０７９号は、トラップを直接大
気中に放出せずに、ある長さのパイプとマフラー（消音
管）を通して放出する系におけるトラップ差圧対トラッ
プ出口圧力をプロットしている。実際には、これは温度
効果を説明するための何の部材もなしに、流量計として
トラップの下流にあるパイプとマフラーを用いている。
したがって、これは、極めて特殊な設備であり、実行す
る（は面倒である。
他のアプローチは、米国特許第４，５４４．３８８号に
開示されているような、きれいたフィルターの物理的類
似物を作ることで、開かれたハニーカム構造が真のフィ
ルターの上流に設けられている。このハニーカム構造は
、フィルター・トラップよりもはるかに大きな孔を有し
ているので、どんな微粒子もトラップされたいと言われ
ている。概念は簡単であるが、上記特許の物理的類似物
は、数多くの欠点を有している。例えば、大きな孔は、
そのハニーカム構造をフィルター・トラップの不正確な
類似物にさせる。さらに、真のフィルター・トラップの
上流に類似構造を設げることは、類似構造とフィルター
・トラップの下流側との間で排ガス漏れがどこでも起こ
るという重大な欠陥をシステ２１− ムにさせる。したがって、上記従来技術の欠点を克服す
る。
簡単で、低コストで、正確で、信頼性の高い微粒子トラ
ップ再生制御システムが必要である。
〔本発明の構成〕
本発明の目的は、従来技術の問題点を克服し、簡単で、
低コストで、高精度・高信頼性の微粒子フィルター・ト
ラップをいつ再生させるかを決めるための装置を提供す
ることにある。また、本発明の目的は、排ガス流の流率
に関する信号を発する流率検知部材を含み、該部材が微
粒子フィルター・トラップの下ａＫ位置して、フィルタ
ー下流の排ガス漏れにシステムを感じさせなくする同装
置を提供することにある。また、本発明の目的は微粒子
フィルター・トラップが次式で定義される所定値に達す
ればいつでも排ガス流から微粒子を集めるのに用いられ
る同装置を提供することにある。
２２− ここで、Ｌニフィルター・トラップ内の＃粒子の質量充
填度を表す無次元トラップ充填度パラメーターΔＰ：ト
ラツプにかかる差圧信号、 Ｖ：トラツプ入口の排ガス流の体積流率（又は速度） Ｃ，Ｄ：実験的に得られた定数 また、本発明の目的は、微粒子フィルター・トラップか
ら出る排ガス流をハウジング出口へ導く排気管をその中
に少なくとも１本もっている微粒子トラップ用ハウジン
グを含み、さらに、排ガス流が排気管を通って流れると
き、流体圧力降下を示す差圧信号を発生する排気差圧検
知部材によって構成された流率検知部材をも含む同装置
を提供することにある。
また、本発明の目的は、排気管がその中にベンチュリ管
を含み、流率検知部材が、排ガス流がベンチュリ管を通
って流れるとき、流体差圧を示す圧力信号を発生する排
圧検知部材を含む同装置を提供すること□ある。この構
造によって、高精度の差圧信号が一般的なディルセルエ
ンジンの全作動範囲にわたって得られる。
また、本発明の目的は、排気管が関連する内燃機関の作
動特性に一致した大きさを有し、全排ガス流路制限を最
小化しｒｘがら、微粒子フィルター・トラップ内にある
微粒子量の正確な決定を許す高精度の差圧信号を生じさ
せる同装置を提供することにある。特に、排気管は頂角
が１９゜〜２３°の切頭円錐形をした入口収束部と、頂
角が５゜〜１５°の切頭円錐形をした出口発散部とをも
つ高回復型のベンチュリ管を有している。
また、本発明の目的は、微粒子フィルター・トラップの
出口端に少なくとも１本の排気管を有し、該排気管の入
口端が半径方向および軸方向双方に固定され、一方、出
口端が半径方向にのみ固定排気管の長さ方向の熱膨張・
収縮を許容する同装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、微粒子フィルター・トラップ内
の充填度を決定し、充填度が所定値に達したとき、制御
信号を発生する制御信号発生部材を有し、該部材が充填
度が所定値に達したときに起こるフィルター・トラップ
の圧力降下を示す差圧信号値を決定するために流率検知
部材から信号を受け、測定されたトラップの差圧が差圧
信号値に達するか越えると、フィルター・トラップを再
生させるデジタル・コンピューターを有する同装置を提
供することにある。
また、本発明の目的は、デジタル・コンピューターが、
排ガス流が対応するｉ率で微粒子フィルター・トラップ
を２５− 通って流れるとき、許容できる最大差圧降下を示す複数
の貯えられた所定値を有する索引表を有し、該索引表が
測定された排ガスｆｒｔ率に依存する前記所定値の１つ
を回収するために作動し、デジタル・コンピューターが
、最大許容差圧降下を表す回収所定値とトラップ差圧信
号とを比較する部材を有し、トラップ差圧が回収所定値
を越えるときトラップを再生させる同装置を提供するこ
とにある。
また、本発明の目的は、微粒子フィルター・トラップか
らの排ガスを受けるために配置された排気路を有し、該
排気路が、そこに進入する排ガス流の体積流率を計算す
るのに測定され得る排ガス流内に圧力降下を生じさせる
ために形成されている同装置を提供することにある。ト
ラップに入る排ガスの流率の決定は、また、排ガス流が
排気路に入るときの温度と絶対圧力を決定する部材と、
排ガスがトラップに入るとき体積流率を計算するために
排ガスの温度差２６ と圧力差を決定する部材と、トラップ内の微粒子の充填
塵を決定するために、算出された排ガス流の流率とフィ
ルター・トラップの圧力降下を使う部材とにも頼ってい
る。
以下、図によって本発明を具体的に説明する。第１図は
本発明の総合バイパス・トラップ・システム１０の全体
構成図である。総合バイパス・トラップ１２が一端をエ
ンジン排気路１４に、他端を排気出口路１６につながれ
ている。
トラップ１２は、後述するように、正常な微粒子トラッ
プ・モードの間、エンジン排気路１４からの排ガスを受
けるためのフィルター・トラップを有している。
（１９８９年２月２８日米国出願第０７７３１６，７６
６号に開示しであるような）ハニーカム状のセラミック
・フィルター・トラップが好ましいが、ディーゼル微粒
子を有効に捉え、排気・再生環境で安定であれば、他の
フィルターも使い得る。排ガスはトラップを出ろと、排
気管（図示せず）を通って排気出口路１６に導かれる。
トラップが所定充填塵に達したと決定されると、バイパ
ス弁１８が作動して排気路１４からの排ガスを充填され
たトラップのまわりに発散させ、トラップ／排気管セッ
トか消音管（マフラー）を通って排気出口路１６へ導く
。バイパス弁１８の作動は、トラップ１２から３つの異
たる圧力信号を受けるように配置された電子制御モジュ
ール２０によって制御される。３つの圧力信号は、トラ
ップの圧力降下、排気管下流の圧力降下、そして排気管
入口の絶対圧力を示している。
ガス温度測定もトラップの入口・出口でされて、温度信
号Ｔ、　、Ｔ、を生ずる。本発明の一部をなす充填塵パ
ラメーター公式によって、圧力信号と温度信号はトラッ
プの再生をいつ始めるかを決定するために使われる。ト
ラップ上流の圧力Ｐ１とトラップ下流の圧力Ｐ２が検知
され、それらの信号がそれぞれ信号線２２．２４を通っ
て電子制御モジュール２０へ送られる。トラップの排気
管部の圧力を示す第３圧力信号Ｐ、が検知され、信号線
２６を通ってモジュール２０へ送られる。圧力信号ｐ、
、ｐ、、ｐ、は、流動的で、図示しない圧力変換器によ
って、対応する圧力を示す電気信号に変換される。信号
ｐ、　、　ｐ、、Ｐ、は、トラップ差圧検知部材２１α
によってトラップ差圧信号Ｐ、−Ｐ２に、排気差圧検知
部材２１ｂによって排気差圧信号ｐ、−ｐ、に、また絶
対圧力検知部材２１Ｃによって排気管入口での絶対圧力
信号Ｐ２に変換される。トラップ入口・出口のガスの温
度Ｔ、、Ｔ、が測定され、それぞれ線２５．２７を通っ
てモジュール２０に供給される電気信号に変換される。
電子制御モジュール２０が、トラップ充填塵が所定値に
達したと決定すると、再生制御信号が生じて、信号線３
０を通って「空気弁と調整器制御」２８に送られ、エン
ジン排気を充填されたトラップの回りにバイパスさせ、
バーナ２９− −３２を作動開始させる。バーナーが作動すると、高温
ガスがトラップ内の微粒子の焼き払いを開始・維持する
のに十分な量と温度のトラップを通って流れる。バーナ
ー３２は空気流をバーナーシステムに与えるためのブロ
フー３４を有している。空気弁と調整器制御２８も供給
管４０を通してバーナー・アトマイザ−３８に空気を供
給し、管４２を通してバーナー絶縁弁３６を制御する。
バイパス弁１８は管４６を通って空気弁と調整器制御２
８によって制御されるアクチュエータ４４によって通常
作動モードからバイパスモードへ動かされる。調整器制
御２８に対する圧空源が、トラックのような車両が一般
に搭載しているような圧空タンク４８から与えられる。
燃料は、燃料ポンプ５２と燃料ライン５４によって燃料
タンク５０かもバーナー・アトマイザ−３８に供給され
る。制御弁５６は管５８を通って調整器制御２８によっ
て作動される。
３０ モジュール２０は導線６２を通してリレー６０を作動さ
せることにより、ブロワ−３４を作動させる。バーナー
に付けられたコイル６４は、モジュール２０によって導
線６６を通って作動される。燃料ポンプは導線６８を通
して活性化される。一連の状態表示・警告灯７０が運転
手の便宜上膜けられ、導線７２を通してモジュール２０
によって作動される。微粒子の焼き払いが所定範囲内に
進行しているかどうかを決定するために、温度測定がト
ラップの上流・下流双方でなされ、その温度信号がモジ
ュール２０へ、それぞれ信号線２５．２７を通って送ら
れる。
第２図はトラップ１２とバイパス弁１８の内部形状を詳
細に示している。トラップには、一端に入口８０を、他
端に出口８２をもつ外部ハウジング７８を有している。
入口８００近くに、モノリシック・セラミック微粒子ト
ラップ８４又はデイーセル微粒子済適用の他のフィルタ
ーがある。
このトラップ８４は、米国出願第０７／３１６．７６６
号に教示しである方法で製造できる。トラップ８４０入
口は入口ヘッダ−８６を通してハウジング人口８０に接
続され、バイパス弁１８が第２図のようなトラップ・モ
ードで作動している限り、全排ガス流８８を受けるよう
に設けられている。出口ヘッダ−９０がトラップ８４か
らのガスをトラップ１２の排気管部９２に導く。排気管
部９２は、ヘッダー９０から排ガスを受けてハウジング
７８の出口８２に導く少くとも１つ（好ましくは２つ）
の排気管９４を有している。排気管９４を通した圧力降
下は、トラップ８４を通る排ガス流率を決定するのに使
われる。下流にある排気管９４を使うことは、出口ヘッ
ダ−９０の上流で起こる排ガス漏れに対し、システムを
感じなくさせるので、特別の有用性がある。トラップ８
４の圧力降下は、それぞれ入口ヘッダ−８６、出口ヘッ
ダ−９０の内側につながっている圧力検知タップ９６．
９８によって検知される。
圧力信号Ｐ１、Ｐ８、Ｐ、と温度信号Ｔ、　、Ｔ、を受
げて、トラップ再生が望ましいとモジュール２０が決定
すると、再生制御信号が出されて、バイパス弁１８を第
２図のトラップ・モードから第３図のバイパス・モード
に移す。第３図で、排ガス流８８は、入口ヘッダ−８６
、トラップ８４、出口ヘッダ−９０を通る排ガス流から
流動的に隔離されたバイパス路１００を通って流される
。バイパス路１００は、排ガス流がハウジング出口８２
□達する前に、エンジン雑音を抑えるマフラ一部１０２
に、排ガス流を導く。マフラ一部１０２は排気管９４に
隣接して、ノ１ウジング７８内に装着されている。
第４図は、電子制御モジュール２０の一部をなすデジタ
ル・コンピューター１０４を示している。本発明の重要
な部分をなす制御系統は、無次元充填度パラメーターが
、従３３− 来、充填されたトラップの圧力降下として定義されたと
いう発見に基づいている。それと同一条件下でのきれい
なトラップは、次式でもつと正確に決定される。
ここで、Ｌ：フィルター・トラップ内の微粒子質量充填
度を表す無次元トラップ充填度パラメーターへＰ：充填
されたトラップの差圧 ＶＴ：トラップ入口の排ガス流の体積流率（又は速度→ （１’、Ｄ：実験的に得られた定数 ＶＴの直接測定は非常に困Ｓなので、本発明は、まず、
排気管を通る体積流率を決定し、次にベンチュリ入口と
トラップ入口の間にある圧力差・温度差に対して校正さ
れる決定概念を含んでいる。したがって、第４図のよう
に、次の３４− ５つの測定されたパラメーターが、本発明を実施するの
に必要である。
（１）トラップ差圧：Ｐ、−Ｐ、　　　（２）　　ベン
チュリ差圧（入口からくびれ部へ）：Ｐ２−Ｐ３　　４
３）　　ベンチュリ入口絶対圧カニＰ２　　（Ｊ　　ト
ラップ入口温度＝ＴＩ（５）トラップ出口温度：Ｔ。
注意−Ｐｔの測定のポイントは、３点のうちのいずれの
１点の絶対圧と２点の差圧を加えた情報が、３点のいず
れの１点の絶対圧の情報を与えるので、不適切である。
ベンチュリに対するガス体積流率は、次式で与えられる
。
ここで、＆Ｖ：ベンチュリ校正定数 ＤＰｖ＝ベンチュリ差圧（−Ｐ２　Ｐｓ　）Ｔｖ：ペン
テユリ入口温度（−７２） ＰＶ：ベンチュリ入口絶対圧力Ｃ−Ｐｔ）トラップ入口
のガス体積ｆＬ率（Ｌの式のｌ’Ｔ）は、トラップ出口
（ベンチュリ入口）とトラップ入口Ｑ間の圧力差・温度
差の校正によって決定される。
ここでＰ、は、トラップ出口での絶対圧力と、トラップ
の差圧の和から計算される。
Ｐ、−Ｐｔ＋（Ｐｓ−Ｐｔ） 今や明らかなように、排気管部９２（および圧力降下Ｐ
２−Ｐ、と排気管入口での絶対圧力と温度を決定するセ
ンサー）は、トラップの下流点の排ガス流率を決定する
下流流率検知部材を構成する。この下流流率は圧力と温
度の差を校正するのに使われて、トラップ入口のガス流
率を表す信号を与える。
卑えられたフィルター・トラップに対して、Ｌの式中の
定数Ｃ％Ｄは次のようにして実験的に定められる。２つ
の同一に作られたトラップが、内燃機関の排ガス流内に
直列に置かれる。エンジンは、データ点を作るために広
範な作動条件、流率、およびきれいな条件下で作動して
いると思われる下流フィルターの測定された圧力降下と
同等に扱わｈ得るＣ　＊　Ｖ”　　における＠度の組合
せにわたって、作動される。ひとたびＣ％Ｄに対する値
が決まると、フィルター内にトラップされた微粒子の質
量が無次元トラップ充填度パラメーターＬとして定義さ
れた所定値に達したことを示すフィルターを通してどん
な測定流率においても圧力降下を計算することが可能に
なる。良いプログラミングに従い、そしてコンピュータ
ー操作を簡単化するために、索引テーフ゛ル１０６が、
デジタル・コンピューター１０４に予めプログラムされ
得る。索引テーブルを用いて、複数の貯えら３７ れた所定値が確立され、対応する排ガス流率でフィルタ
ー・トラップを通って流れるとき、それらの値が最大許
容差圧降下を表す。索引テーブル１０６は上記５つの測
定パラメーターから決定されるＶＴに対して計算された
値を使って、コントローラー１０８によって周期的間隔
でアクセスされる。コントローラー１０８も、トラップ
８４の圧力降下（ＰＩ−Ｐ、）を計算する。回収された
信号と、トラップの圧力降下双方が、コンパレーター１
１０に進入する。Ｐ、−Ｐ、が回収値を上回っていれば
、コンパレーター１１０は制御信号発生部材として作動
し、再生制御信号を発生し、トラップ再生モードにする
。
第５図は、本発明の他の実施例よりなる、高回復ベンチ
ュリ管をもつ排気管の断面構造を示している。この配置
は、排ガス流速度を表すさらに正確な圧力信号を与える
。特に、ベンチュリ管の使用により、低速・低充填での
圧力降下信３８ 号の正確さを極めて改善するので、別の方法でよりも高
い無次元充填度パラメーターＬにおいて、再生システム
ヲ安全に作動させる。
第６図は、排気管９４′の入口端に設けられているベン
チュリ管を示している。高回復ベンチュリ管を与えるた
めに、入口収束部１１２５が１９″〜２３°の頂角をも
つ切頭円錐形をし、出口発散部１１２ｂが５’−１３Ｙ
）頂角をもつ切頭円錐形をしている。理想的には、排気
管９４′は内燃機関の作動特性に一致した大きさで、十
分正確な差圧信号を生じ、トラップ内の微粒子の質量充
填度を正確に犬走することを制御信号発生部材に許す。
排気管は、全排気流路制限を最小にしながら、この結果
を達成する。一般装置において、一対の排気管がフィル
ターから出る全排ガス流を処理するように並列に与えら
れる。このような配列は一般に、＠６図の直径Ｃを３〜
４インチ、例えば３５０インチに、長さｌを１５〜２５
インチ、例えは２０インチに、ベンチュリ管内径αを２
．７５インチ以下に、ベンチュリ管くびれ部長さｂを２
７５インチ以下ＶＣ要求する。
第６図の構成を用いて、リング・ピエゾメーターが排気
管９４′とベンチュリ管１１２によって形成され、ベン
チュリくびれ部の圧力Ｐ３を圧力タップ１１８に移させ
る。
第６図のように、排気管９４′は入口端でバッフル１１
４によって軸方向・半径方向双方に束縛され、出口端で
バッフル１１６によって半径方向にのみ束縛されて、排
気管が軸方向に熱収縮・膨張するのを許している。入口
端近くにベンチュリ管を装着することは、圧力タップ１
１８にかかる熱応力を最小化する利点を有している。べ
／テユリくびれ部を排気管９４′の入口端に置くことは
、べ／チエ９０円錐入口が、管の内壁から一般に分かれ
る空気流内に位置しているので、管に対する損失を最小
にする利点を有している。例えば、前記マガカ他著書の
８５頁の理論的説明を参照せよ。
本発明は、排気管部とバイパス／マフラ一部を有する総
合ハウジング内にトラップが含まれているアセンブリー
に関して説明された。他のバーケージ配列も可能であり
、ある条件下では、その方が好ましい。例えば、もし、
濾過されていない排ガスが排出を許されないなら、単一
のハウジングが第２トラツプとベンチュリ部を含む。同
一のベンチュリ部が両方のトラップを保つ。又は、完全
に別々の−・ウジングがトラップのみ、又はトラップと
ベンチュリ部双方に与えられる。
不発ＥＡは、デイ−セル−エンジン搭載の全トラック・
バスに適用でき、厳しい微粒子放出制御要求・規制に耐
える。
また本発明は、モノリシック・セラミック・フィルター
・トラップで除去できる微粒子をトラップするフィルタ
ー・４１− トラップに対するトラップ再生システムを採用するのが
好ましいところに適用される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の全体構成図、第２図はバイパス弁と総
合バイパス・トラップの拡大部分断面図、第３図はバイ
パス・モードの拡大部分断面図、第４図はデジタル・コ
ンピューターのブロック図、第５図は他の実施例からな
るバイパス弁と総合バイパス・トラップの拡大部分断面
図、および第６図は排気管の断面図である。 手 続 補 正 書 平成２年９月７日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）トラップされた粒子を焼き払うことにより、トラ
    ップを再生させる信号に応じて作動する再生部材と、微
    粒子フィルター・トラップを通つて流れる排ガス流の流
    体圧力降下を表すトラップ差圧信号を発生するためのト
    ラップ差圧検知部材と、 微粒子フィルター・トラップ下流の排ガス流の体積流率
    に関する信号を発生するための流率検知部材と、該トラ
    ップ差圧検知部材および流率検知部材に接続され、微粒
    子フィルター・トラップ内の微粒子の質量充填度を決定
    し、かつ、該質量充填度が微粒子フィルター上流の排ガ
    ス漏れを感じないようにして所定値に達したとき、制御
    信号を発生するための制御信号発生部材からなる、内燃
    機関の排ガス流から微粒子を収集するために使用される
    、微粒子フィルター・トラップをいつ再生させるかを決
    定するための装置。 （２）さらに、微粒子トラップ上流に排ガス流用の入口
    を有し、同トラップ下流に排ガス流用の出口を有する微
    粒子トラップ用ハウジングを含み、該ハウジングが微粒
    子フィルター・トラップから出る排ガス流を、前記出口
    に導くための少くとも１つの排気管を含み、前記流率検
    知部材が、排気管を通つて流れる排ガス流の流体圧力降
    下を表す差圧信号を発生するための排気差圧検知部材を
    含む、請求項１記載の装置。 （３）さらに、微粒子フィルター・トラップが再生され
    つつあるとき、排ガス流を該トラップの周囲に導くよう
    に配置されている、前記入口と出口との間に伸びるバイ
    パス路を含む、請求項２記載の装置。 （４）前記バイパス路が、排ガス流を排気管の周囲に導
    くように配置されている、請求項３記載の装置。 （５）前記排気管が内燃機関の全通常作動範囲を通して
    、排気管を通る流体の流率を予測することに関する絶対
    圧力と温度の測定と共同して、排気管に関して検知され
    る流体圧力降下をひき起こすように形成されている、通
    常の作動範囲をもつた内燃機関に使われる、請求項３記
    載の装置。 （６）前記ハウジングが、微粒子フィルターから出る排
    ガス流のすべてを出口に導くために並列に動作する一対
    の排気管を含み、該排気管の直径が約３〜４インチ、長
    さが約１５〜２５インチである、請求項５記載の装置。 （７）前記排気管がベンチユリ管を含み、前記流率検知
    部材が、該ベンチユリ管を通つて流れる排ガス流の流体
    圧力降下を表す圧力信号を発生するための差圧検知部材
    を含む、請求項５記載の装置。 （８）前記ハウジングが、微粒子フィルター・トラップ
    が再生されつつある間、排ガス流によつて運ばれるエン
    ジン騒音を抑制するために排気管近くのバイパス路内に
    設けられたマフラーを含み、前記排気管が、排ガス流が
    微粒子フィルター・トラップを通つて流れているとき、
    ハウジング出口を通つて、排ガス流をマフラーの回りに
    導くように配置されている、請求項３記載の装置。 （９）前記ハウジングが、微粒子フィルター・トラップ
    から出る排ガス流を出口に導くために並列に動作するよ
    うに置かれた複数の排気管を含み、前記排気差圧検知部
    材が、各排気管内の圧力を検知し、複数の排気管内で測
    定された圧力信号の平均値から差圧信号を発生するため
    の圧力平均化部材を含む、請求項３記載の装置。 （１０）前記ベンチユリ管が、頂角が１９゜〜２３゜の
    切頭円錐形をした入口収束部と、頂角が５゜〜１５゜の
    切頭円錐形をした出口発散部をもつた高回復ベンチユリ
    管である、請求項７記載の装置。 （１１）前記排気管が、前記制御信号発生部材を、該排
    気管によつて作られた全排ガス流路制限を最小化しなが
    ら、微粒子フィルター・トラップ内の微粒子の質量充填
    度を正確に決定するようにさせる差圧信号を十分正確に
    生じさせるために、関連する内燃機関の動作特性に一致
    した大きさである、請求項１０記載の装置。 （１２）前記ハウジングが、微粒子フィルターから出る
    全排ガス流を出口に導くために並列で動作する一対の排
    気管を含み、該排気管が直径が約３〜４インチ、長さが
    約１５〜２５インチで、内部に直径が約２．７５インチ
    以下、長さが約２７５インチ以下のベンチユリ管を含ん
    でいる、請求項１１記載の装置 （１３）さらに、長さ方向の熱膨張・収縮を吸収するよ
    うに、ハウジング入口端で排気管を半径方向と軸方向に
    支え、出口端で排気管を半径方向に支える支持バッフル
    を含み、前記ベンチユリ管が、排気管の熱膨張・収縮に
    よつて生じる排気圧力検知部材への応力を最小にするよ
    うに、排気管の入口端に近く設けられている、請求項８
    記載の装置。 （１４）前記制御信号発生部材が、フィルター・トラッ
    プ内の微粒子の質量充填度が所定値に達したとき生じる
    、フィルター・トラップの圧力降下を表す差圧信号限界
    を決定するために、流率検知部材が発生した信号を用い
    、かつ、トラップ差圧検知部材が発生した信号が差圧信
    号限界に達するか越えたとき、制御信号を発生するため
    のデジタル・コンピューターを含む、請求項１記載の装
    置。 （１５）さらに、トラップ入口のガス温度を検知するた
    めの第１温度検知部材を含み、前記流率検知部材が、該
    部材に進入してくるガスの温度と絶対圧力を検知する部
    材を含み、前記デジタル・コンピュータがトラップに入
    つてくるガスと流率検知部材との間の温度差と圧力差を
    使つて、流率検知部材が決定した体積流率を修正するこ
    とにより、トラップに入つてくるガスの体積流率を決定
    するように動作する、請求項１４記載の装置。 （１６）前記デジタル・コンピューターが、対応する排
    ガス流体積流率で微粒子フィルター・トラップを通つて
    流れる排ガス流の最大許容差圧降下を表す複数の貯えら
    れた所定値を有する索引テーブルを含み、該索引テーブ
    ルが、流率検知部材によつて生じた信号のレベルに依存
    する限界値の１つを回収するために機能し、かつ、デジ
    タル・コンピューターが、最大許容差圧降下を表す回収
    された限界値と、トラップ差圧検知部材によつて生じた
    信号とを比較して、トラップ差圧検知部材によつて生じ
    た信号が前記回収された限界値を越えるとき、制御信号
    を発生させる比較部材を含む、請求項１４記載の装置。 （１７）トラップされた粒子を焼き払うことによつてト
    ラップを再生させるために、制御信号に応じて作動可能
    な再生部材と、 微粒子フィルター・トラップを通つて流れる排ガス流の
    流体圧力降下を表す差圧信号を発生するためのトラップ
    差圧検知部材と、 微粒子フィルター・トラップから出る排ガス流の体積流
    率に関する信号を発生するための流率検知部材と、トラ
    ップ差圧検知部材に接続され、かつ、フィルター・トラ
    ップ内の微粒子の質量充填度が次式で決定される所定値
    に達したとき、制御信号を発生するための流率検知部材
    に接続された流率検知部材とからなる、内燃機関の排ガ
    ス流から微粒子を収集するために使われる微粒子フィル
    ター・トラップをいつ再生させるかを決定するための装
    置。 Ｌ＝ΔＰ／Ｃ・Ｖ＾Ｄ ここで、Ｌ：フイルター・トラップ内の微粒子の質量充
    填度を表す無次元トラップ充填度パラメーターΔＰ：ト
    ラツプ差圧検知部材によつて測定された差圧信号 Ｖ：トラツプ入口での排ガス流の体積流率 Ｃ、Ｄ：実験的に得られた定数 （１８）前記定数Ｃ、Ｄが、微粒子フィルターの流れ特
    性と、装置が付設されるエンジンの動作特性とに依存し
    て実験的に得られる定数である、請求項１７記載の装置
    。 （１９）前記定数Ｃ、Ｄが、同一の一定設計の微粒子フ
    ィルター・トラップを直列に、ある特定エンジンの排ガ
    ス流内に置き、フィルターがきれいなとき、さまざまな
    作動・流れ条件で、前記一定設計の微粒子フィルターの
    圧力降下を表す値を実験的に引き出すために、さまざま
    なエンジン動作、排ガス流および温度条件で第２フィル
    ター・トラップの圧力降下を測定し、かつ、フィルター
    がきれいなとき、同一の作動・流れ条件下で、同一のフ
    ィルターの圧力降下によつて分割された特定の作動・流
    れ条件下で、あるフィルターに対するＬがフィルターの
    圧力降下に等しいという仮定に基づいて、Ｃ、Ｄを計算
    するために実験的に得られた定数を使うことによつて、
    実験的に得られた、請求項１８記載の装置。（２０）前
    記制御信号発生部材が、フィルター・トラップ内の微粒
    子の質量充填度が所定値に達したときに起きるフィルタ
    ー・トラップの圧力降下を表す差圧信号値を決定するた
    めに流率検知部材によつて生じた信号を用い、かつ、ト
    ラツプ差圧検知部材によつて生じた信号が、トラップ差
    圧信号が差圧信号値に達したか越えたことを示すとき、
    制御信号を発生するためのデジタル・コンピューターを
    含む、請求項１７記載の装置。 （２１）前記デジタル・コンピューターが、対応する排
    ガス流体積流率で微粒子フィルター・トラップを通つて
    流れる排ガス流の最大許容差圧降下を表す複数の貯えら
    れた所定値を含む索引テーブルを有し、該索引テーブル
    が、流率検知部材によつて生じた信号のレベルに依存し
    て前記所定値の１つを回収するために機能し、かつ、最
    大許容差圧降下を表す回収された所定値をトラップ差圧
    検知部材によつて生じた信号と比較し、該信号が前記回
    収された所定値を越えるとき、制御信号を発生させるた
    めの比較部材を有する、請求項２０記載の装置。 （２２）のトラップの下流点で進入してくる排ガス流の
    体積流率を計算するために使われる排ガス流の圧力降下
    を作るために形成された排気路を含む、トラップから出
    る排ガス流を受け入れるための排気部材と、 トラップに進入する排ガス流の温度を検知するための第
    １温度検知部材と、 トラップに進入する排ガス流の圧力を検知するための第
    １圧力検知部材と、 排気部材に入る排ガス流の温度を検知するための第２温
    度検知部材と、 排気部材に入る排ガス流の圧力を検知するための第２圧
    力検知部材と、 排気路の圧力降下を決定するために排気部材内のある部
    分で排ガス流の圧力を検知するための第３圧力検知部材
    と、まず、排気部材に入る排ガスの体積流率を計算し、
    次に、それぞれトラップと排気部材に入る排ガス流の温
    度差と圧力差を校正することにより、トラップに入る排
    ガスの流率を決定することによつて、トラップ内の微粒
    子の充填度を表す信号を発生させるための、前記温度・
    圧力検知部材に接続された制御信号発生部材とからなる
    、 内燃機関の排ガス流から微粒子を収集するために使われ
    る微粒子フィルター・トラップの微粒子充填度を決定す
    るための装置。
JP20404090A 1989-08-02 1990-08-02 微粒子フィルター・トラップをいつ再生させるかを決定するための装置 Expired - Lifetime JPH0680292B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019120222A (ja) * 2018-01-10 2019-07-22 いすゞ自動車株式会社 堆積量算出装置および堆積量算出方法

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4230180A1 (de) * 1992-09-09 1994-03-10 Eberspaecher J Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Beladungszustands von Partikelfiltern
DE4242274C2 (de) * 1992-12-15 2002-11-07 Deutz Ag Verfahren zur Regeneration von Partikelfiltersystemen
DE4303626C2 (de) * 1993-02-09 2003-05-28 Deutz Ag Verfahren zur Steuerung von Partikelfiltersystemen
IT1266889B1 (it) * 1994-07-22 1997-01-21 Fiat Ricerche Metodo di autoinnesco della rigenerazione in un filtro particolato per un motore diesel con sistema d'iniezione a collettore comune.
FR2781251B1 (fr) * 1998-07-20 2000-09-08 Renault Procede et dispositif de determination du chargement en suies d'un filtre a particules
US6237326B1 (en) * 1999-08-24 2001-05-29 Ford Global Technolgies, Inc. Engine control system and method with lean catalyst and particulate filter
DE69907174T2 (de) * 1999-09-03 2004-05-06 Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Co., Dearborn Verfahren zur Bestimmung der in einem Dieselabgasfilter anfallenden Partikelmenge
DE19949502A1 (de) * 1999-10-14 2001-04-19 Volkswagen Ag Verfahren zur Ermittlung des Beladungswertes eines Partikelfilters in Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren
FR2804169B1 (fr) * 2000-01-20 2002-04-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
FR2804167B1 (fr) * 2000-01-20 2002-04-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la renegeration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
FR2804166B1 (fr) * 2000-01-20 2002-04-12 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules integre dans une ligne d'echappement d'un moteur diesel de vehicule automobile
US6776814B2 (en) 2000-03-09 2004-08-17 Fleetguard, Inc. Dual section exhaust aftertreatment filter and method
US7052532B1 (en) 2000-03-09 2006-05-30 3M Innovative Properties Company High temperature nanofilter, system and method
US7211226B2 (en) * 2000-03-09 2007-05-01 Fleetgaurd, Inc. Catalyst and filter combination
JP3593305B2 (ja) 2000-07-03 2004-11-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気装置
US6397587B1 (en) 2000-08-25 2002-06-04 Frod Global Tech., Inc. System and method for monitoring the loading of a diesel particulate filter
US6725652B2 (en) * 2000-10-03 2004-04-27 Isuzu Motors Ltd. Diesel particulate filtering device
DE10100418A1 (de) * 2001-01-08 2002-07-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasnachbehandlungssystems
JP3838339B2 (ja) * 2001-03-27 2006-10-25 三菱ふそうトラック・バス株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US6544310B2 (en) 2001-05-24 2003-04-08 Fleetguard, Inc. Exhaust aftertreatment filter with particulate distribution pattern
JP2002349241A (ja) 2001-05-24 2002-12-04 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジンの排気浄化装置
GB0114311D0 (en) * 2001-06-12 2001-08-01 Ricardo Consulting Eng Improvements in particulate filters
JP3840923B2 (ja) * 2001-06-20 2006-11-01 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
US6540816B2 (en) 2001-08-23 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Regenerable filter with localized and efficient heating
EP1296029B1 (de) * 2001-09-19 2007-01-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US6901751B2 (en) * 2002-02-01 2005-06-07 Cummins, Inc. System for controlling particulate filter temperature
GB2397539B (en) * 2002-02-01 2005-02-23 Cummins Inc System for controlling particulate filter temperature
US20040116276A1 (en) * 2002-02-12 2004-06-17 Aleksey Yezerets Exhaust aftertreatment emission control regeneration
US7047731B2 (en) * 2002-02-27 2006-05-23 Delphi Technologies, Inc. Diesel particulate filter ash removal
WO2003074846A1 (en) * 2002-03-01 2003-09-12 Per-Tec Limited Improvements in and relating to gas flow arrangement apparatus and to apparatus for removing pollutants from gas streams
JP4042476B2 (ja) * 2002-06-14 2008-02-06 株式会社デンソー 内燃機関の排気ガス浄化装置
DE10248431A1 (de) * 2002-10-17 2004-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Partikelfilters
JP4228690B2 (ja) * 2002-12-25 2009-02-25 日産自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4385775B2 (ja) * 2003-03-03 2009-12-16 株式会社デンソー 内燃機関の排気ガス浄化装置
DE10316802A1 (de) * 2003-04-11 2004-10-21 Man Nutzfahrzeuge Ag Kombinierte Abgasnachbehandlungs-/Schalldämpfungsvorrichtung im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
DE10316799A1 (de) * 2003-04-11 2004-10-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Kombinierte Abgasnachbehandlungs-/Schalldämpfungsvorrichtung im Abgasstrang einer Brennkraftmaschine
SE527115C2 (sv) * 2003-04-14 2005-12-27 Scania Cv Abp Förfarande och anordning vid ett partikelfilter för ett avgassystem, ljuddämpare innehållande en dylik anordning samt ett förbränningsmotordrivet fordon
DE10325183B4 (de) * 2003-06-04 2013-01-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung des Beladungszustands eines in einem Abgasbereich einer Brennkraftmaschine angeordneten Bauteils
US20080028754A1 (en) * 2003-12-23 2008-02-07 Prasad Tumati Methods and apparatus for operating an emission abatement assembly
US7581389B2 (en) * 2004-01-13 2009-09-01 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for monitoring ash accumulation in a particulate filter of an emission abatement assembly
US7118613B2 (en) * 2004-01-13 2006-10-10 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for cooling the components of a control unit of an emission abatement assembly
US7685811B2 (en) * 2004-01-13 2010-03-30 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for controlling a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US8641411B2 (en) * 2004-01-13 2014-02-04 Faureua Emissions Control Technologies, USA, LLC Method and apparatus for directing exhaust gas through a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US7628011B2 (en) * 2004-01-13 2009-12-08 Emcon Technologies Llc Emission abatement assembly and method of operating the same
US20050150218A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Crawley Wilbur H. Method and apparatus for determining accumulation in a particulate filter of an emission abatement assembly
US20050150376A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Crawley Wilbur H. Method and apparatus for monitoring the components of a control unit of an emission abatement assembly
US7243489B2 (en) * 2004-01-13 2007-07-17 Arvin Technologies, Inc. Method and apparatus for monitoring engine performance as a function of soot accumulation in a filter
US7908847B2 (en) * 2004-01-13 2011-03-22 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for starting up a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US20050150216A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Crawley Wilbur H. Method and apparatus for cleaning the electrodes of a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US20050150219A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Crawley Wilbur H. Method and apparatus for controlling the temperature of a fuel-fired burner of an emission abatement assembly
US20050150215A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Taylor William Iii Method and apparatus for operating an airless fuel-fired burner of an emission abatement assembly
JP4389606B2 (ja) * 2004-02-27 2009-12-24 株式会社デンソー 内燃機関の排気浄化装置
DE102004027509A1 (de) * 2004-06-04 2005-12-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters
US7393386B2 (en) * 2004-10-06 2008-07-01 Fleetguard, Inc. Exhaust aftertreatment filter with residual stress control
US20060191258A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Caterpillar Inc. Particulate trap regeneration control system
CN100439666C (zh) * 2005-03-14 2008-12-03 通用汽车环球科技运作公司 柴油粒子过滤器再生期间碳氢化合物喷射的优化
FR2897100B1 (fr) * 2006-02-08 2008-04-18 Faurecia Sys Echappement Element d'echappement de ligne d'echappement des gaz
US7503168B2 (en) * 2006-03-24 2009-03-17 Cumming Filtration Ip, Inc Apparatus, system, and method for particulate filter regeneration
US7337609B2 (en) * 2006-05-11 2008-03-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel exhaust system variable backpressure muffler
EP2049777B1 (en) * 2006-08-07 2013-04-10 Zhanzhao Feng Muffler assembly
US7836687B2 (en) * 2006-12-21 2010-11-23 Cummins Inc. Soot filter regeneration software, methods and systems
US8789363B2 (en) 2007-06-13 2014-07-29 Faurecia Emissions Control Technologies, Usa, Llc Emission abatement assembly having a mixing baffle and associated method
US8424293B2 (en) 2007-07-18 2013-04-23 GM Global Technology Operations LLC Diesel particulate filter extended idle regeneration
US20090178391A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Parrish Tony R Method and apparatus for operating an emission abatement assembly
US20090178389A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Crane Jr Samuel N Method and Apparatus for Controlling a Fuel-Fired Burner of an Emission Abatement Assembly
US20090180937A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Nohl John P Apparatus for Directing Exhaust Flow through a Fuel-Fired Burner of an Emission Abatement Assembly
US20090178395A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Huffmeyer Christopher R Method and Apparatus for Regenerating a Particulate Filter of an Emission Abatement Assembly
CN101526023A (zh) * 2008-03-05 2009-09-09 通用汽车环球科技运作公司 柴油机微粒过滤器扩展怠速再生
KR101539130B1 (ko) * 2008-07-10 2015-07-23 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 건설 기계
DE102008058418A1 (de) * 2008-11-21 2010-05-27 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren zur Regeneration eines offenen Partikelabscheiders
SE537084C2 (sv) * 2012-01-27 2014-12-30 D E C Marine Ab Ett avgasreningssystem och en anordning däri
US20150020504A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 International Engine Intellectual Property Company, Llc Exhaust flow estimation
US9212614B2 (en) 2013-11-21 2015-12-15 Cummins Inc. Thermal management for regenerating an aftertreatment device
US9212587B2 (en) 2014-02-25 2015-12-15 Cummins Inc. Exhaust throttle control for aftertreatment system thermal management
DE102014206794A1 (de) 2014-04-08 2015-10-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Regenerierung eines Partikelfilters in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage
JP6776233B2 (ja) * 2014-11-11 2020-10-28 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー ペーストインプリンティングによる高容量の構造体及びモノリス
US9739223B2 (en) 2015-11-18 2017-08-22 Ford Global Technologies, Llc System and method for bypassing a particulate filter
CN106762066B (zh) * 2017-01-24 2022-08-02 山东科技大学 一种柴油机尾气消音与颗粒捕捉集成装置
CN109372612A (zh) * 2018-11-06 2019-02-22 广州航海学院 一种柴油机尾气处理装置和方法
CN112901323B (zh) * 2021-01-27 2022-04-15 交通运输部公路科学研究所 应用湍流团聚为预处理的颗粒物捕集再生系统及控制方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2829731A (en) * 1954-12-20 1958-04-08 Barkelew Mfg Company Combination muffler and exhaust gas after-burner and method of burning exhaust gases
GB1012174A (en) * 1961-08-24 1965-12-08 Walter Eberspacher Mixer device
US3209532A (en) * 1963-04-01 1965-10-05 Morris Afterburner and muffler device
US3285709A (en) * 1964-08-14 1966-11-15 Joseph M Eannarino Apparatus for the treatment of exhaust gases
US3667494A (en) * 1967-10-09 1972-06-06 Elmer A Haase Mass air flow measuring means
US3577728A (en) * 1969-03-19 1971-05-04 Joe W Von Brimer Exhaust gas processing system
US3645093A (en) * 1970-02-05 1972-02-29 William L Thomas Air pollution control system for internal combustion engines
US3656303A (en) * 1970-04-13 1972-04-18 Robert C La Force Combustion engine pollution control
JPS5441233Y2 (ja) * 1975-06-13 1979-12-03
JPS5916095B2 (ja) * 1975-10-28 1984-04-13 カブシキガイシヤ ニツポンジドウシヤブヒンソウゴウケンキユウシヨ クウネンヒチヨウセイソウチ
US4158610A (en) * 1978-03-28 1979-06-19 Bethlehem Steel Corporation Method and apparatus for determining and controlling amount of carbon deposited on a surface by a gas
DE3035206A1 (de) * 1979-09-20 1981-04-09 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho, Nagakute, Aichi Verfahren und vorrichtung zur verminderung des russes in russhaltigen gasen
JPS578311A (en) * 1980-06-19 1982-01-16 Toyota Motor Corp Method and device for decreasing discharged quantity of diesel particulates
JPS57159519A (en) * 1981-03-30 1982-10-01 Nippon Soken Inc Detection of clogging degree of fine particle collecting member
US4656832A (en) * 1982-09-30 1987-04-14 Nippondenso Co., Ltd. Detector for particulate density and filter with detector for particulate density
US4509371A (en) * 1983-01-07 1985-04-09 Carrier Corporation Venturi flow measuring device and method
US4567725A (en) * 1983-01-10 1986-02-04 Nissan Motor Company, Limited Trap regenerative device control apparatus
US4608640A (en) * 1983-01-10 1986-08-26 Nissan Motor Company, Limited Trap regenerative device control apparatus
US4610138A (en) * 1983-09-26 1986-09-09 Nissan Motor Company, Limited Exhaust particle removing system for an internal combustion engine
US4544388A (en) * 1983-12-27 1985-10-01 Ford Motor Company Apparatus for periodically oxidizing particulates collected from exhaust gases
JPS60187709A (ja) * 1984-03-08 1985-09-25 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気微粒子処理装置
JPS6170114A (ja) * 1984-09-12 1986-04-10 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気微粒子処理装置
DE3538109C1 (de) * 1985-10-26 1987-02-26 Man Technologie Gmbh Dieselmotor mit Russfilter
US4899540A (en) * 1987-08-21 1990-02-13 Donaldson Company, Inc. Muffler apparatus with filter trap and method of use
US4916897A (en) * 1988-01-08 1990-04-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifying apparatus built-in to a muffler for a diesel engine
EP0349788B1 (en) * 1988-06-09 1992-12-30 IVECO FIAT S.p.A. Method and apparatus for controlling the regeneration of at least one particulate filter installed in a diesel engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019120222A (ja) * 2018-01-10 2019-07-22 いすゞ自動車株式会社 堆積量算出装置および堆積量算出方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0411445A2 (en) 1991-02-06
EP0411445B1 (en) 1995-08-23
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EP0411445A3 (en) 1991-08-14
US5063736A (en) 1991-11-12
DE69021803D1 (de) 1995-09-28

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