JPH0423091B2 - - Google Patents

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JPH0423091B2
JPH0423091B2 JP16338981A JP16338981A JPH0423091B2 JP H0423091 B2 JPH0423091 B2 JP H0423091B2 JP 16338981 A JP16338981 A JP 16338981A JP 16338981 A JP16338981 A JP 16338981A JP H0423091 B2 JPH0423091 B2 JP H0423091B2
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Japan
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exhaust
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temperature
particulates
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Kyohiko Ooishi
Kyoshi Obata
Kenichiro Takama
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0423091B2 publication Critical patent/JPH0423091B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの排気ガス処理装
置に関し、更に詳しくは、排気ガス中に含まれる
カーボン粒子及びそれと同様な粒状物（以下、排
気微粒子という）を物理的方法によつて適切な捕
集材に捕集し、捕集された排気微粒子を周期的に
焼却し、捕集材を再生するに適した排気微粒子浄
化装置に関する。
この種の排気微粒子はカーボン粒子のように可
燃性のものがほとんどで、このような可燃性の微
粒子を捕集し、捕集された微粒子を焼却して捕集
材を再生するには、従来から次のような方法が知
られており、それぞれ以下に述べるような欠点が
あつた。
(1) デイーゼルエンジンの吸気系を絞り、吸入空
気量を減じて排気ガスの温度を上昇させ、排気
微粒子を燃焼させる方法。この方法は、エンジ
ンの高負荷域では排気温が十分上昇するので排
気微粒子の焼却が可能であるが、低負荷域低回
転域では排気温が十分上昇せず、排気微粒子の
焼却、捕集材の再生が不可能となる。また、タ
ーボ過給機構を備えたデイーゼルエンジンで
は、吸入空気量が多いので、吸気系を絞つて
も、排気ガス温度を十分上昇させることができ
ず、従つて捕集材の再生が困難である。
(2) デイーゼルエンジンの排気系にオイルバーナ
を設け、排気ガスの温度を排気微粒子が燃焼す
る温度まで上昇させて焼却する方法。この方法
は、オイルバーナーの耐久性、安全性の問題の
他オイルバーナ着火時にHCが非常に多く発生
する等の問題があり、また装置が複雑となり、
コストも高い。特に、排気ガスの流れをデユア
ルにし、一方の流れを止めて焼却、再生する場
合は装置が更に複雑となる。
(3) 電気ヒータを捕集材の全面に取り付け、捕集
材の表面に付着した排気微粒子を燃焼させ、そ
れを熱源として下流の微粒子を自燃させる方
法。この方法は、捕集材の全表面に電気ヒータ
を取り付ける為、電力消費が非常に大きく、自
動車部品として成り立ちにくい。電力消費を小
さくする為には、排気ガスの流れをデユアルに
し、一方の流れを止めて止めた方を電気ヒータ
で燃焼させる必要があり、装置が複雑となり、
コストも高くなる。
本発明の目的は、上述のような欠点を解消し、
耐久性、安全性に優れかつ構造が簡単で低コスト
のデイーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置を提
供することにある。
このような目的を実現する為に、本発明は、排
気管路に排気微粒子の捕集材を有するデイーゼル
エンジンの排気微粒子浄化装置において、前記排
気管路の捕集材の下流に絞り弁を設けると共に、
エンジンの燃料噴射量を増量する手段を設け、該
燃料噴射量増量手段と前記絞り弁を、エンジン作
動中に周期的に連動して動作せしめる制御手段が
設けられ、前記捕集材に蓄積した排気微粒子を定
期的に燃焼させて前記捕集材を再生するようにし
たことを特徴とする。
捕集材の下流に設けた絞り弁を絞ることによ
り、捕集材の内部の排気ガスの背圧が上昇すると
共に排気ガスの温度が排気微粒子の燃焼に必要な
温度まで上昇する。また、本発明では、排気絞り
弁が絞られた際にエンジンへ供給される燃料噴射
量が増量されるので、デイーゼルエンジンの出力
や運転性に悪影響が及ぼされることはない。燃料
噴射量の増量手段と排気絞り弁は、エンジンの作
動中に周期的に連動して動作するようにコンピユ
ータ等で制御される。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
第１図において、１はデイーゼルエンジン本
体、２はトランスミツシヨン、３は吸気マニホル
ド、４は排気マニホルド、５は燃料噴射ポンプ、
６は燃料配管、７は燃料噴射弁（インジエクタ）、
８はバキユームポンプ、９は冷却用フアンであ
り、以上は通常のデイーゼルエンジンの構成部分
である。
排気マニホルド４の下流側の排気管路の部分に
は捕集材（トラツパ）容器１０が取り付けてあ
る。このトラツパ容器１０の内部には捕集材（ト
ラツパ材）がある。トラツパ材は、排気ガス流に
対して過度の制限を生ずることがなく、その内部
を排気ガスが流通可能であり、かつ排気ガスに含
まれるかなりの量の排気微粒子を捕集できるよう
になつている。また、トラツパ材は、エンジンの
作動時に周期的に、それに捕集された排気微粒子
の燃焼、灰化が行なわれるが、その際に到達され
るべき上昇した温度に十分耐えうるような適切な
材料で適当な形状に作られる。このような目的に
適した材料の例としては、三次元網目構造の発泡
セラミツク、モノリス型セラミツク、金属ワイ
ヤ・メツシユ又はステンレス鋼等による多量スク
リーン要素等がある。
トラツパ材に捕集された排気微粒子を燃焼、灰
化するには、通常、排気温度を約560℃程度のレ
ベルまで上昇させることが必要である。従つて、
トラツパ材を構成する材料はこの温度に十分耐え
うるものでなければならない。
ところが、経験の示すところによれば、通常の
エンジン作動（排気温を上昇させる特別な手段を
設けていない場合）においては排気系内の温度は
エンジン負荷および速度の異る条件下でかなり変
化し、また排気系における微粒子トラツパの位置
によつては、トラツパ内の温度はその中に集めら
れた微粒子を焼き払うに要するレベルに決して達
することができない。これは、多くの自動車適用
例において典型的なようにエンジンがフル・スロ
ツトルのもとではめつたに作動されないような場
合、ターボ過給装置を備えている場合、あるいは
第１図に示した配置におけるように特定のトラツ
パがエンジンの排気マニホルド下流の排気管路に
装着される場合に、特にそうである。従つて、集
められた微粒子を周期的に灰化するには、排気温
度を約560℃の必要レベルまで上昇せしめるため
の他の何らかの手段を設けることが必要である。
所望の温度レベルを得るために多数の可能な方
法を単一にあるいは組合せて用いることができ
る。全燃料または全負荷状態を除くすべてのエン
ジン作動状態下で使用しうる１つのかかる方法は
エンジンの排気系を絞り、エンジンへ供給される
燃料を増量することである。排気の適切な絞りは
エンジンの排気温度を実質的に増大せしめること
ができ、ある場合には粒子トラツパ内の温度を灰
化レベルまで上昇せしめるに充分でありうること
が判明した。
即ち、本発明では、通常は絞られない排気管路
に排気絞り弁２０を設けた。この排気絞り弁２０
はリンクを介してダイヤフラム弁２１に連結さ
れ、このダイヤフラム弁２１は負圧切換弁
（VSV）２２によつて駆動される。VSV２２は、
バキユーム配管２３を介してバキユームポンプ８
に連結されている一方、配線２４を介してマイク
ロコンピユータ（CPU）３０に接続されている。
VSV２２は、通常はその大気ポートが開放して
おり、ダイヤフラム弁２１には大気が作用して、
排気絞り弁２０を開いている。マイクロコンピユ
ータ（CPU）３０から配線２４を通じて信号が
伝えられた時は、VSV２２の大気ポートは閉じ
られ、バキユームポンプ８からの負圧がバキユー
ム配管２３、VSV２２を通じてダイヤフラム弁
２１に作用し、これにより絞り弁２０が閉じら
れ、排気管路をその通路の約90％程度絞る。な
お、排気絞り弁２０はトラツパ容器１０の下流側
に設けてもよい。
また、本発明では、エンジンへ供給される燃料
噴射量を増量する手段が設けてある。即ち、燃料
噴射ポンプ５のレバーの開度をコントロールする
アクチユエータ３１が設けられ、このアクチユエ
ータ３１は配線３２を介してマイクロコンピユー
タ（CPU）３０に接続されている。従つて、マ
イクロコンピユータ（CPU）３０から配線３２
を通じて信号が伝えられた時は、アクチユエータ
３１は燃料噴射ポンプ５のレバーを開く方向に移
動させ、燃料噴射量を増加させる。
以上に述べた排気絞り弁２０と燃料噴射量増量
手段は、デイーゼルエンジンの作動中に周期的に
互いに連動して動作させ、排気微粒子の燃焼、灰
化及びトラツパ容器１０の再生が行なわれるので
あるが、このような再生動作の開始時期や前記手
段の動作はマイクロコンピユータ（CPU）３０
によつて制御される。この為に、エンジンの運転
条件や排気ガスの状態等を検出し、CPU３０に
入力する。即ち、第１図において、５０はエンジ
ン負荷、５１はエンジン回転数、５２はエンジン
水温、５３はトラツパ前の排気圧力、５４はトラ
ツパ前の排気ガス温、５５はトラツパ内部の温
度、５６はトラツパ出口の排気ガス温であり、こ
れらの各検出信号がCPU３０に入力される。な
お、５７はトラツパ前の排気圧力を検出する背圧
センサである。
このような制御系において留意すべき事項は次
のとおりである。
１ トラツパは集められた微粒子が排気ガス流に
対して過度の限定を生ぜしめないように充分に
しばしば清掃されなければならない。
２ エンジン排気系の絞り及び燃料増量は車両の
駆動可能性または性能を有意に変更せしめない
ように制御されなければならない。
３ 制御プロセスは車両排気パイプから発する煙
の有意なまたは顕著な増大を生ぜしめるべきで
はない。
４ 燃焼サイクルは微粒子のみが燃焼、灰化しト
ラツパのベツドは損傷しないように制御される
べきである。
これらの目的を達成するために、本発明ではマ
イクロコンピユータ（CPU３０）が第２図のご
とくに作動するようにプログラムされている。
第２図において、まずエンジン回転数５１、エ
ンジン負荷５０、トラツパ床温５５、背圧５３、
トラツパ出口排気温５６、エンジン水温５６等の
信号により再生時期であるか否かを判断する。再
生時期の判断は、前回の再生の完了後約90Km程度
走行した後に、次の再生が行なわれるようにプロ
グラムされている。これは、トラツパが過負荷状
態となるのが約400Kmの走行においてであるから、
約70Kmごとの清掃間隔は適切と考えられる。再生
時期であると判断した後は、第２図のフローチヤ
ートで示すような手段で制御が行なわれ、適当な
時間だけ排気絞り弁２０が閉じられかつ燃料噴射
量が増量される。これにより排気温を排気微粒子
の焼却に必要な温度まで上昇させる。なお、第２
図の実施例では、燃焼時間を一応２分間としてい
るが、排気微粒子の蓄積その他の状況に応じて適
当な時間に設定することができる。また、トラツ
パ再生中のトラブル（例えば、排気温の異常上昇
等）も処理される。
なお、本発明は、ターボ過給機構を備えたデイ
ーゼルエンジンに適用することも可能である。こ
の種のエンジンは、通常のエンジンに比べ排気温
は低くなるが、排気系を絞りかつ燃料を増量する
ことによつて排気微粒子の燃焼、灰化に必要な
560℃の温度を得ることができる。即ち、第３図
に示しているように、ターボ機構下流の背圧を
1350mmHgまで絞ると、ターボ後の排気温として
580℃が得られ、排気微粒子の燃焼温度に達する。
また、その際においても、空気過剰率は極端には
下らずスモーク濃度を30％程度に抑えることがで
きる（空気過剰率λ＝1.2付近）。これは、デイー
ゼルエンジンから未だ黒煙が発生していない状況
である。また、排気系を絞ることで、過給圧に対
してはそれほど大きな影響を与えていないと考え
られる。
以上のように、本発明では、排気絞り弁を捕集
材の下流に設けたことにより、排気絞り弁を絞つ
た際、その上流における排気、即ち捕集材の内部
の排気の背圧が上昇し、圧力が高くなつた分だけ
排気温度が高くなる。また、同時にエンジンに供
給される燃料が増量されるので、更に背圧及び排
気温度が高くなり、捕集材を再生するのに、捕集
材に燃料を吹きつけたり、電気的な加熱手段を設
けなくても、有効に捕集材の内部の温度を上昇さ
せ、排気微粒子を着火させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を用いたデイーゼルエンジンの
概略図、第２図は本発明による制御プロセスを示
すフローチヤート、第３図はターボ過給機を備え
たデイーゼルエンジンにおける背圧と排気温、空
気過剰率、過給圧との関係を示した図である。 １……デイーゼルエンジン本体、５……燃料噴
射ポンプ、１０……トラツパ容器、２０……排気
絞り弁、３０……マイクロコンピユータ
（CPU）、３１……燃料噴射ポンプレバー開閉ア
クチユエータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 排気ガス経路に排気微粒子の捕集材を有する
    デイーゼルエンジンにおいて、排気ガス経路の前
    記捕集材の下流に排気絞り弁を設けると共に、エ
    ンジンへ供給される燃料噴射量を増量する手段を
    設け、該燃料噴射量増量手段と前記絞り弁を、エ
    ンジン作動中に周期的に連動して作動せしめる制
    御手段が設けられ、前記捕集材に蓄積した排気微
    粒子を定期的に燃焼させて前記捕集材を再生する
    ようにしたデイーゼルエンジンの排気微粒子浄化
    装置。
JP56163389A 1981-10-15 1981-10-15 デイ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置 Granted JPS5865923A (ja)

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3538109C1 (de) * 1985-10-26 1987-02-26 Man Technologie Gmbh Dieselmotor mit Russfilter
US4835963A (en) * 1986-08-28 1989-06-06 Allied-Signal Inc. Diesel engine particulate trap regeneration system
JPH0317113U (ja) * 1989-06-27 1991-02-20
JPH0325809U (ja) * 1989-07-21 1991-03-18
JPH0710013Y2 (ja) * 1989-07-28 1995-03-08 日産ディーゼル工業株式会社 ディーゼル機関の排気浄化装置
US6668548B1 (en) * 1999-05-07 2003-12-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP3826642B2 (ja) * 1999-11-08 2006-09-27 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気昇温装置
EP1718389A4 (en) * 2004-01-13 2012-05-09 Emcon Technologies Llc EMISSION REDUCTION ASSEMBLY AND METHOD OF OPERATION
FR2905415B1 (fr) * 2006-08-29 2008-10-31 Renault Sas Procede de commande d'un moteur a combustion interne et son application a une rampe commune

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4980414A (ja) * 1972-12-08 1974-08-02
JPS55131518A (en) * 1979-04-03 1980-10-13 Nippon Soken Inc Carbon minute particle purifying apparatus for internal combustion engine
JPS5698519A (en) * 1979-12-13 1981-08-08 Texaco Development Corp Method and device for removing inflammable granular substance from exhaust gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4980414A (ja) * 1972-12-08 1974-08-02
JPS55131518A (en) * 1979-04-03 1980-10-13 Nippon Soken Inc Carbon minute particle purifying apparatus for internal combustion engine
JPS5698519A (en) * 1979-12-13 1981-08-08 Texaco Development Corp Method and device for removing inflammable granular substance from exhaust gas

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