JPH04140409A - ディーゼル排気浄化装置 - Google Patents
ディーゼル排気浄化装置Info
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- JPH04140409A JPH04140409A JP2263013A JP26301390A JPH04140409A JP H04140409 A JPH04140409 A JP H04140409A JP 2263013 A JP2263013 A JP 2263013A JP 26301390 A JP26301390 A JP 26301390A JP H04140409 A JPH04140409 A JP H04140409A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust 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
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- F01N3/027—Exhaust 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 using electric or magnetic heating means
-
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- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
-
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
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。
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〕
本発明はディーゼル機関の排気系に設けられて排気ガス
中の固体微粒子、即ちパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタを備えてなるディーゼ
ル排気浄化装置に関する。
中の固体微粒子、即ちパティキュレートを捕集するディ
ーゼルパティキュレートフィルタを備えてなるディーゼ
ル排気浄化装置に関する。
ディーゼル機関においては、不完全燃焼のために排気ガ
ス中に黒煙の源となるパティキュレートが多く含まれて
いる。従ってこのような機関の車両では、排気ガス中の
パティキュレートを除去するたぬに、例えばセラミック
等に代表されるような通気性のある耐熱材料から形成さ
れるパティキュレートフィルタを機関の排気系に設置し
ている。
ス中に黒煙の源となるパティキュレートが多く含まれて
いる。従ってこのような機関の車両では、排気ガス中の
パティキュレートを除去するたぬに、例えばセラミック
等に代表されるような通気性のある耐熱材料から形成さ
れるパティキュレートフィルタを機関の排気系に設置し
ている。
ここでこのパティキュレートフィルタはパティキュレー
トの捕集に伴って、次第にその通気性が損なわれ最終的
には目詰まりを発生するために、その使用に当たっては
、フィルタのパティキュレート捕集量に応じて、適当な
時期にフィルタの再生処理、即ちパティキュレートの燃
焼焼却を行わねばならない。
トの捕集に伴って、次第にその通気性が損なわれ最終的
には目詰まりを発生するために、その使用に当たっては
、フィルタのパティキュレート捕集量に応じて、適当な
時期にフィルタの再生処理、即ちパティキュレートの燃
焼焼却を行わねばならない。
そしてこのパティキュレート捕集量の検出法に当たって
は、例えば（１）機関の回転を積算することで捕集量を
推定したり（特開昭６０−９３１０９号公報）、（２）
フィルタより排気上流側の圧力（背圧）やフィルタ前後
の背圧差の大きさによって捕集量を推定したり（特開昭
６０−４７９３７号公報、同６０６７７１３号公報）、
或は又（３）フィルタを迂回するようにしたバイパス通
路の排気流量より捕集量を推定しようとしたものがある
（特開昭６０−４７８１５号公報）。
は、例えば（１）機関の回転を積算することで捕集量を
推定したり（特開昭６０−９３１０９号公報）、（２）
フィルタより排気上流側の圧力（背圧）やフィルタ前後
の背圧差の大きさによって捕集量を推定したり（特開昭
６０−４７９３７号公報、同６０６７７１３号公報）、
或は又（３）フィルタを迂回するようにしたバイパス通
路の排気流量より捕集量を推定しようとしたものがある
（特開昭６０−４７８１５号公報）。
上述した（１）の方法は、例えば同じ回転積算値であっ
ても、その車両の走行状況などの運転パターンによって
捕集量が微妙に異なり、正確なフィルタ再生時期の判定
は困難である。また（２）の方式では、背圧測定のため
には、定常運転を所定時間（通常、１〜２分）継続して
背圧を安定化させる必要があり、実際の運転パターンで
はこの定常運転を行う機会はかなり限られており、よっ
て正確な捕集量の推定は不可能である。また更に（３）
の方式ではバイパス通路を通過する排気ガスについては
パティキュレート除去されないために測定中はこのまま
大気へと排気され、環境上問題がある。またこの方式も
測定にはある程度の定常運転を必要とする。
ても、その車両の走行状況などの運転パターンによって
捕集量が微妙に異なり、正確なフィルタ再生時期の判定
は困難である。また（２）の方式では、背圧測定のため
には、定常運転を所定時間（通常、１〜２分）継続して
背圧を安定化させる必要があり、実際の運転パターンで
はこの定常運転を行う機会はかなり限られており、よっ
て正確な捕集量の推定は不可能である。また更に（３）
の方式ではバイパス通路を通過する排気ガスについては
パティキュレート除去されないために測定中はこのまま
大気へと排気され、環境上問題がある。またこの方式も
測定にはある程度の定常運転を必要とする。
本発明は上述した従来方式の問題点に鑑み、いかなる運
転状況においても瞬時にパティキュレート捕集量を推定
でき、よって正確なフィルタ再生時期の判定可能な排気
浄化装置を提供することを目的とするものである。
転状況においても瞬時にパティキュレート捕集量を推定
でき、よって正確なフィルタ再生時期の判定可能な排気
浄化装置を提供することを目的とするものである。
上記目的のため本発明によれば、通気性のある隔壁によ
って画成され、排気上流側の端部が開口する排気入口通
路と、排気下流側の端部が開口する排気出口通路を備え
たディーゼルパティキュレートフィルタを機関の排気系
に配してなる、ディーゼル排気浄化装置であって、上記
パティキュレートフィルタの排気上流側の端部近傍に、
該パティキュレートフィルタを照射する光源と、照射さ
れたフィルタからの光反射率を測定する反射率計を夫々
配置し、上記光源からの光反射率によりパティキュレー
トの捕集量を検出したことを特徴とするディーゼル排気
浄化装置が提供される。
って画成され、排気上流側の端部が開口する排気入口通
路と、排気下流側の端部が開口する排気出口通路を備え
たディーゼルパティキュレートフィルタを機関の排気系
に配してなる、ディーゼル排気浄化装置であって、上記
パティキュレートフィルタの排気上流側の端部近傍に、
該パティキュレートフィルタを照射する光源と、照射さ
れたフィルタからの光反射率を測定する反射率計を夫々
配置し、上記光源からの光反射率によりパティキュレー
トの捕集量を検出したことを特徴とするディーゼル排気
浄化装置が提供される。
一般に、パティキュレート捕集量の変化に伴って、フィ
ルタの排気入口通路の閉塞状況が変化し、光の反射率が
変化する。本発明はこのフィルタからの光反射率の変化
を読み取りパティキュレート捕集量を推定するため、ど
んな運転条件下においても正確なパティキュレート捕集
量が測定可能である。
ルタの排気入口通路の閉塞状況が変化し、光の反射率が
変化する。本発明はこのフィルタからの光反射率の変化
を読み取りパティキュレート捕集量を推定するため、ど
んな運転条件下においても正確なパティキュレート捕集
量が測定可能である。
図面を参照して本発明の実）例を以下、説明する。
第１図はパティキュレート捕集時の排気ガスの流れ方向
が、フィルタ再生時の排気ガス流れ方向に対して逆とな
る、いわゆる逆流再生方式のディーゼル排気浄化装置に
適用した構成図である。
が、フィルタ再生時の排気ガス流れ方向に対して逆とな
る、いわゆる逆流再生方式のディーゼル排気浄化装置に
適用した構成図である。
本図において、１は円筒状のパティキュレートフィルタ
（又はフィルタ）、２はパティキュレートフィルタ１
を収納するトラップ容器、３ａ及び３ｂはこのトラップ
容器２の前後端に接続される排気管をそれぞれ示してお
り、パティキュレート捕集時、排気ガスは排気管３ａか
ら排気管３ｂに向かって流れ（図中、実線矢印方向）、
又パティキュレートフィルタ１の再生処理時、パティキ
二レート燃焼伝播のための再生用排気ガスは、逆に排気
管３ｂから排気管３ａに向かって流れるものとする（同
、点線矢印方向）。尚、本明細書ではパティキュレート
捕集時を排気ガスの正常時流れとして、排気管３ａに面
する方をフィルタ１の排気上流側の端部と呼び、排気管
３ｂに面する方をフィルタの排気下流側の端部と呼ぶこ
とにする。
（又はフィルタ）、２はパティキュレートフィルタ１
を収納するトラップ容器、３ａ及び３ｂはこのトラップ
容器２の前後端に接続される排気管をそれぞれ示してお
り、パティキュレート捕集時、排気ガスは排気管３ａか
ら排気管３ｂに向かって流れ（図中、実線矢印方向）、
又パティキュレートフィルタ１の再生処理時、パティキ
二レート燃焼伝播のための再生用排気ガスは、逆に排気
管３ｂから排気管３ａに向かって流れるものとする（同
、点線矢印方向）。尚、本明細書ではパティキュレート
捕集時を排気ガスの正常時流れとして、排気管３ａに面
する方をフィルタ１の排気上流側の端部と呼び、排気管
３ｂに面する方をフィルタの排気下流側の端部と呼ぶこ
とにする。
第１図に部分的に示されるように、パティキュレートフ
ィルタ１の内部は、排気上流側の端部が開口した排気入
口通路４と、逆に排気下流側の端部が開口した排気出口
通路５とが、例えばセラミック等の多孔質材料に代表さ
れる通気性の良い隔壁６によって、互いに隣合うように
仕切られている。
ィルタ１の内部は、排気上流側の端部が開口した排気入
口通路４と、逆に排気下流側の端部が開口した排気出口
通路５とが、例えばセラミック等の多孔質材料に代表さ
れる通気性の良い隔壁６によって、互いに隣合うように
仕切られている。
又、更に排気入口通路４の排気下流側の端部と、排気出
口通路５の排気上流側の端部は、それぞれ栓部材７及び
８によって封止されており、従ってパティキュレート捕
集時においては、排気入口通路４の開口端部を介して排
気入口通路４内部へと流入した排気ガスは、隔壁６を通
過した後、排気出口通路５の排気下流側の開口端部より
排気管３ｂへと流動していく。即ち、排気ガス中のパテ
ィキュレートはこのフィルタ１通過の過程において、排
気入口通路４の内壁に多く付着することになる。
口通路５の排気上流側の端部は、それぞれ栓部材７及び
８によって封止されており、従ってパティキュレート捕
集時においては、排気入口通路４の開口端部を介して排
気入口通路４内部へと流入した排気ガスは、隔壁６を通
過した後、排気出口通路５の排気下流側の開口端部より
排気管３ｂへと流動していく。即ち、排気ガス中のパテ
ィキュレートはこのフィルタ１通過の過程において、排
気入口通路４の内壁に多く付着することになる。
このようにしてフィルタ１内邪に捕集されたパティキュ
レートを焼却するたｔ１排排気口通路４の排気下流側の
端部を封止する栓部材７近傍には、電気ヒータ線９が配
置される。この電気ヒータ線９の一端は図示しない制御
回路によって作動制御されるリレーを介してバッテリへ
、また他端はアースされる。
レートを焼却するたｔ１排排気口通路４の排気下流側の
端部を封止する栓部材７近傍には、電気ヒータ線９が配
置される。この電気ヒータ線９の一端は図示しない制御
回路によって作動制御されるリレーを介してバッテリへ
、また他端はアースされる。
前述したようにフィルタ再生時においては、パティキュ
レート捕集時とは逆に、フィルタ再生用排気ガスは排気
出口通路５の排気下流側の開口端部を介して排気出口通
路５内部へと流入し、隔壁６を通過した後、排気入口通
路４の排気上流側の開口端部より排気管３ａへと流れる
。そしてこの時、電気ヒータ線９は制御回路によって通
電発熱し、その結果、排気入口通路４の内部に捕集され
たパティキュレートに着火し、再生用排気ガスの流れと
共にパティキュレートの燃焼伝播が行われるのである。
レート捕集時とは逆に、フィルタ再生用排気ガスは排気
出口通路５の排気下流側の開口端部を介して排気出口通
路５内部へと流入し、隔壁６を通過した後、排気入口通
路４の排気上流側の開口端部より排気管３ａへと流れる
。そしてこの時、電気ヒータ線９は制御回路によって通
電発熱し、その結果、排気入口通路４の内部に捕集され
たパティキュレートに着火し、再生用排気ガスの流れと
共にパティキュレートの燃焼伝播が行われるのである。
以上のように構成されるディーゼル排気浄化装置におい
て、本発明によれば、フィルタ１の排気上流側の端部近
傍のトラップ容器２内部には、予め定められたパティキ
ュレート捕集量測定時間毎に、パティキュレートフィル
タ１に向かって、取り分は排気上流側端部が開口した排
気入口通路４に向かって光を放つ光源１０と、光照射時
フィルタ１のパティキュレート付着面（即ち、排気入口
通路４の内壁や排気出口通路５の栓部材８）からの光反
射率を測定する反射率計１１とが、一体的に設けられる
。尚、この光源１０は、前出の電気ヒータ線９と同様に
リレーを介してバッテリへ接続され、また反射率計１１
からの出力信号は制御回路に人力される。
て、本発明によれば、フィルタ１の排気上流側の端部近
傍のトラップ容器２内部には、予め定められたパティキ
ュレート捕集量測定時間毎に、パティキュレートフィル
タ１に向かって、取り分は排気上流側端部が開口した排
気入口通路４に向かって光を放つ光源１０と、光照射時
フィルタ１のパティキュレート付着面（即ち、排気入口
通路４の内壁や排気出口通路５の栓部材８）からの光反
射率を測定する反射率計１１とが、一体的に設けられる
。尚、この光源１０は、前出の電気ヒータ線９と同様に
リレーを介してバッテリへ接続され、また反射率計１１
からの出力信号は制御回路に人力される。
しかしてその作用は、パティキュレートの捕集が進み、
排気入口通路４の内壁や栓部材８に付着堆積するパティ
キュレート量が増加すると、パティキュレート未付着状
態では本来乳白色となる上言己内壁や栓部材８が次第に
黒色に変化したり、ともすると排気入口通路４開ロ部が
閉塞してしまう現象を利用し、所定のインターバルを以
てパティキュレートフィルタ１を照射し、その際反射率
計１１によって測定される光反射率が、フィルタ再生を
必要とする所定パティキュレート捕集量に対応して予め
実験的に求められる所定反射率以下となった時、フィル
タ再生時期と判断し電気ヒータ線９が通電され、パティ
キュレートへの着火・燃焼が行われるのである。
排気入口通路４の内壁や栓部材８に付着堆積するパティ
キュレート量が増加すると、パティキュレート未付着状
態では本来乳白色となる上言己内壁や栓部材８が次第に
黒色に変化したり、ともすると排気入口通路４開ロ部が
閉塞してしまう現象を利用し、所定のインターバルを以
てパティキュレートフィルタ１を照射し、その際反射率
計１１によって測定される光反射率が、フィルタ再生を
必要とする所定パティキュレート捕集量に対応して予め
実験的に求められる所定反射率以下となった時、フィル
タ再生時期と判断し電気ヒータ線９が通電され、パティ
キュレートへの着火・燃焼が行われるのである。
即ち本発明によるフィルタ再生時期判断は、運転パター
ンによって推定誤差を生じたり或は測定時の運転条件を
限定するようなこれまでのパテイキニレー１捕集量推定
方法と異なり、どのような運転パターンや運転条件下に
おいても、パティキュレート捕集量を直接的かつ瞬時に
測定することが可能となる。
ンによって推定誤差を生じたり或は測定時の運転条件を
限定するようなこれまでのパテイキニレー１捕集量推定
方法と異なり、どのような運転パターンや運転条件下に
おいても、パティキュレート捕集量を直接的かつ瞬時に
測定することが可能となる。
第２図は本発明による光照射を、フィルタ再生後におい
ても実行した実施例を示すものである。
ても実行した実施例を示すものである。
即ち、図示するような逆流再生方式のパティキュレート
フィルタにおけるフィルタ再生時、パティキュレート着
火による火炎が先の排気上流側端部に到達した際は、フ
ィルタ１のこの端面のパティキュレートが燃焼し、パテ
ィキュレートフィルタ１本来の乳白色が現８することに
なるが、パティキュレートの燃え残りがある場合、第３
図に示すように部分的に黒色となり、いわゆる光の反射
率が低下する。従って、本実施例によれば、フィルタ再
生後において再度光源１０よりパティキュレートフィル
タ１に向かって光を照射することにより、フィルタの再
生率を測定することが可能となる。そしてここで得られ
たフィルタ再生率の情報によって、例えば再生が完全で
なかったヒータセグメントに再通電したりすることで、
フィルタの完全再生が達成できることになる。
フィルタにおけるフィルタ再生時、パティキュレート着
火による火炎が先の排気上流側端部に到達した際は、フ
ィルタ１のこの端面のパティキュレートが燃焼し、パテ
ィキュレートフィルタ１本来の乳白色が現８することに
なるが、パティキュレートの燃え残りがある場合、第３
図に示すように部分的に黒色となり、いわゆる光の反射
率が低下する。従って、本実施例によれば、フィルタ再
生後において再度光源１０よりパティキュレートフィル
タ１に向かって光を照射することにより、フィルタの再
生率を測定することが可能となる。そしてここで得られ
たフィルタ再生率の情報によって、例えば再生が完全で
なかったヒータセグメントに再通電したりすることで、
フィルタの完全再生が達成できることになる。
以上、本発明によるディーゼル排気浄化装置を逆流再生
方式の排気浄化装置に例を取り説明したが、当然ながら
排気上流側に電気ヒータ線を配置してパティキュレート
捕集時とフィルタ再生時のフィルタ内排気ガス流れが同
一なる、いわゆる順流再生方式のディーゼル排気浄化装
置に対しても同様に適用可能である。
方式の排気浄化装置に例を取り説明したが、当然ながら
排気上流側に電気ヒータ線を配置してパティキュレート
捕集時とフィルタ再生時のフィルタ内排気ガス流れが同
一なる、いわゆる順流再生方式のディーゼル排気浄化装
置に対しても同様に適用可能である。
以上説明したように本発明によれば、パティキュレート
フィルタに光を当て、そこからの光反射率によってパテ
ィキュレート捕集量を検出するようにしたため、搭載車
両の運転履歴に拘わらず、また測定時に運転を制約する
ようなことが無く、直接的に即座にパティキュレート捕
集量を検出でき、従って適正なフィルタ再生時期の判断
が可能となる。
フィルタに光を当て、そこからの光反射率によってパテ
ィキュレート捕集量を検出するようにしたため、搭載車
両の運転履歴に拘わらず、また測定時に運転を制約する
ようなことが無く、直接的に即座にパティキュレート捕
集量を検出でき、従って適正なフィルタ再生時期の判断
が可能となる。
第１図は本発明によるディーゼル排気浄化装置のパティ
キュレート捕集量測定作動状態を示す装置縦断断面；第
２図は第１図に類似し、フィルタ再生直後の装置作動状
態を示す断面図；第３図はフィルタ再生直後の排気上流
側端面の外観図。 １・・・パティキュレートフィルタ、 ４・・・排気入口通路、 ５・・・排気出口通路１０
・・・光源、 １１・・・反射率計。
キュレート捕集量測定作動状態を示す装置縦断断面；第
２図は第１図に類似し、フィルタ再生直後の装置作動状
態を示す断面図；第３図はフィルタ再生直後の排気上流
側端面の外観図。 １・・・パティキュレートフィルタ、 ４・・・排気入口通路、 ５・・・排気出口通路１０
・・・光源、 １１・・・反射率計。
Claims (1)
- １．通気性のある隔壁によって画成され、排気上流側の
端部が開口する排気入口通路と、排気下流側の端部が開
口する排気出口通路を備えたディーゼルパティキュレー
トフィルタを機関の排気系に配してなる、ディーゼル排
気浄化装置であって、上記パティキュレートフィルタの
排気上流側の端部近傍に、該パティキュレートフィルタ
を照射する光源と、照射されたフィルタからの光反射率
を測定する反射率計を夫々配置し、上記光源からの光反
射率によりパティキュレートの捕集量を検出したことを
特徴とするディーゼル排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263013A JPH04140409A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ディーゼル排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2263013A JPH04140409A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ディーゼル排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04140409A true JPH04140409A (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=17383677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2263013A Pending JPH04140409A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | ディーゼル排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04140409A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2001576A2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-12-17 | Corning Incorporated | Honeycomb filter defect detecting method and appartus |
| US9038439B2 (en) | 2012-11-28 | 2015-05-26 | Corning Incorporated | Apparatus and methods for testing a honeycomb filter |
| CN113404571A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-17 | 山西百达电子科技有限公司 | 一种后处理器高压吹扫清灰装置 |
-
1990
- 1990-10-02 JP JP2263013A patent/JPH04140409A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2001576A2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-12-17 | Corning Incorporated | Honeycomb filter defect detecting method and appartus |
| EP2001576A4 (en) * | 2006-03-31 | 2009-07-15 | Corning Inc | METHOD AND DEVICE FOR DETECTING WAVE FILTER DEFECTS |
| US7674309B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-03-09 | Corning Incorporated | Honeycomb filter defect detecting method and apparatus |
| US9038439B2 (en) | 2012-11-28 | 2015-05-26 | Corning Incorporated | Apparatus and methods for testing a honeycomb filter |
| CN113404571A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-09-17 | 山西百达电子科技有限公司 | 一种后处理器高压吹扫清灰装置 |
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