JPH0424097Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動車の排気管にフイルタを設けた
排気ガス清浄装置に関し、特に排気ガスを再循環
させているときとそうでないときで、未燃焼成分
が付着するフイルタ面を変更できるようにしたも
のである。

従来の技術 自動車エンジンは排気ガス中に、NO_X、COそ
の他の未燃焼成分などを生じるので、エンジンの
吸気系に排気ガスを再循環させたり、排気管にフ
イルタを設けて排気ガスを清浄している。

排気管にフイルタを設けた場合、フイルタに未
燃焼成分が付着し、付着量が増すとフイルタ機能
を損なう。このためフイルタの端面部分にヒータ
を設け、付着した未燃焼成分を燃焼させて排出す
るようにしたものである（特開昭58−140412、実
開昭58−116713）。

考案が解決しようとする問題点 従来のように排気管にフイルタを設けた場合、
フイルタを流れる排気ガスの流れは一方方向だけ
であるので、未燃焼成分はフイルタの上流側端面
にほとんど付着する。このように付着した未燃焼
成分は、ヒータにより燃焼させられこの燃焼ガス
がフイルタを通過するので、フイルタは高温にな
つて熱応力が作用し、フイルタに亀裂、溶損等が
生じるという問題があつた。

本考案は上記実情に鑑みてなされたものであ
り、排気ガスを再循環させる時と再循環させない
時とで迂回管路内における排気ガスの流れの方向
（未燃焼成分の付着面）を異ならせることにより、
未燃焼成分の燃焼によるフイルタの再生時の熱応
力を効果的に低減させることを目的としている。

問題点を解決するための手段 本考案は、エンジンの排気管の途中に迂回管路
を並列に接続し、この迂回管路の途中に上流側及
び下流側のフイルタを対向させて配設したうえ
で、これらのフイルタで挟まれた迂回管路と吸気
管とを再循環管路を介して接続して排気ガスを再
循環させるようにしている。なお、上流側に位置
するフイルタの上流にヒータを設けることによ
り、このヒータの加熱作用で未燃焼成分の燃焼
（フイルタの再生）を助長させることができる。

又、迂回管路の上流側と排気管との接続部に
は、これらの管路を選択的に開閉する切換弁を設
けるとともに、前記再循環管路の途中に開閉弁を
設けている。そして、エンジンに設けたトルクセ
ンサ、回転数センサあるいは排圧センサなどから
出力されたエンジン回転数あるいは負荷などに関
連する信号に基づいて排気ガスの再循環が必要で
あるか否かを判断し、再循環が必要であると判断
した時は前記迂回管路の上流端を閉じるように切
換弁を切換保持させると同時に前記開閉弁を開弁
保持させ、逆に、排気ガスの再循環が必要でない
と判断した時は前記迂回管路の上流端を開くよう
切換弁を切換保持させて開閉弁を開閉保持させる
制御装置を設けることにより、エンジンの運転状
態に応じて迂回管路内における排気の流れの方向
を自動的に逆転させるようにしている。

作 用 上記手段において、低負荷時のように排気ガス
を再循環させる必要性があると判断した時は制御
装置により切換弁は迂回管路を閉鎖して排気管を
開口する（第１図の状態）。また開閉弁は開放さ
れる。よつてエンジンから排気管に入つた排気ガ
スは、一部が迂回管路の下流側接続部から、下流
側のフイルタ、再循環管路に流れ、吸気管に排気
ガスを再循環させる。迂回管路に入つた排気ガス
の未燃焼成分は、下流側フイルタの迂回管路側端
面に付着する。また前記迂回管路に入らなかつた
残りの排気ガスは、排気管下流に流れて排出され
る。

高負荷時のよりに排気ガスを再循環させる必要
性がないと判断した時は制御装置により切換弁は
排気管を閉鎖して迂回管路を開口する（第２図の
状態）。または開閉弁は閉鎖される。よつてエン
ジンから排気管上流部に入つた排気ガスは迂回管
路、上流側フイルタ、下流側フイルタ、迂回管路
を通つて排気管の下流部に流れる。この場合、フ
イルタを通る排気ガス中の未燃焼成分は、上流側
フイルタの上流側端面に付着する。なお、開閉弁
は閉鎖されているので排気ガスは吸気管に流れな
い。

フイルタに付着した未燃焼成分を燃焼させると
きは、高負荷時のように切換弁と開閉弁とが切換
つているときに行なわれる（第３図の状態）。ヒ
ータに通電して高温状態にすると、上流側フイル
タの上流側端面に付着した未燃焼成分が燃焼す
る。この燃焼ガスは上流側フイルタを通過して下
流側フイルタを通過するので、下流側フイルタの
迂回管路側端面に付着した未燃焼成分も加熱され
ることになり燃焼される。この場合、下流側フイ
ルタに付着した未燃焼成分の燃焼ガスは、両方の
フイルタを通らないのでその分だけフイルタは加
熱されないことになる。このようにフイルタに付
着した未燃焼成分が燃焼されてなくなると、フイ
ルタは再生される。

実施例 本考案の実施例を第１図により説明する。エン
ジン１に取付けられた排気マニホルド２は、排気
ブレーキ３を介して排気管４に連通される。排気
管４の途中にそれと並列関係の迂回管路５が設け
られる。

迂回管路５の途中に、上下流側の２つのフイル
タ６，７を対向させるとともに両フイルタ間に間
隔８を有するように設けられる。上流側のフイル
タ６の上流側にヒータ９が設けられ、フイルタに
付着した未燃焼成分を燃焼できるようになつてい
る。なお、ヒータ９は、図示を省略した電源に接
続され、必要時に通電される。２つのフイルタ間
の間隔８は再循環管路１０を介して図示を省略し
た吸気管に接続され、再循環管路１０の途中に設
けた開閉弁１１の開の状態時に、排気ガスが吸気
管に再循環されるようになつている。

迂回管路５の上流側と排気管４との連結部に、
切換弁１２が設けられ、この切換弁１２は排気管
を４開、迂回管路５を閉にする状態と、排気管４
を閉、迂回管路５を開にする状態とに選択的に切
換えられるようになつている。なお、切換弁１２
が排気管４を閉鎖する状態では、少しすき間が生
じるようにしてエンジンに悪影響が生じないよう
になつている。

切換弁１２と前記開閉弁１１とは、電気的制御
装置１３により切換制御される。制御装置１３
は、エンジンの回転数センサ１４とトルクセンサ
１５からの信号により低負荷状態と高負荷状態と
を検出して、低負荷時に切換弁１２と開閉弁１１
とを第１図の状態に切換えて排気ガスを吸気管に
再循環させるようになつている。なお高負荷時に
は、制御装置１３により第２図の状態に切換弁１
２と開閉弁１１とが切換えることにより、排気ガ
スの再循環を中断するようにしている。

上記ではエンジンの運転状態を電気的に検出し
たが、排気管に排圧センサを設けて運転状態を検
出し、切換弁と開閉弁とを制御するようにしても
よい。また排気ガス再循環とその停止とは、制御
装置の設定条件を変えることにより、適宜の運転
状態で切換えられる。

このように構成された排気ガス清浄装置におい
て、制御装置１３からの信号に基づいて開閉弁１
１及び切換弁１２が第１図に示すように切換保持
されている時は、エンジン１から出た排気ガスが
同図に矢印で示すように排気管３を通つて切換弁
１２より下流に至り、この排気管３を流れる排気
ガスの一部が迂回管路５に流入する。迂回管路５
に流入した排気ガスは、この迂回管路５に設けら
れている下流側のフイルタ７による濾過作用を受
けた後に再循環管路１０に流入し、この再循環管
路１０から開閉弁１１を経て図示しない吸気管に
流入する。従つて、この状態では迂回管路５を通
る排気ガスに含まれていた未燃焼成分が下流側の
フイルタ７に付着する。なお、迂回管路５に流入
しなかつた残りの排気ガスは従来同様の排気処理
作用を受けて大気中に放出される。

一方、エンジン１の運転状態の変化にともなつ
て開閉弁１２及び切換弁１１が第２図に示すよう
に切換制御されると、エンジン１から出た排気ガ
スが切換弁１２の案内作用を受けて迂回管路５に
流入し、上流側のフイルタ６及び下流側のフイル
タ７に濾過作用を受けた後に再び排気管３に戻さ
れ、この排気管３から図示しない排気処理装置を
経て大気中に放出される。従つて、排気ガス中に
含まれていた未燃焼成分が迂回管路７を通過する
過程においてフイルタ６，７によつて除去される
ために、大気中に放出される排気ガスに多量の未
燃焼成分が含まれるようなことがない。なお、こ
のような未燃焼成分の除去作用が進行するにつれ
てフイルタ６，７が次第に目詰りを起こしてエン
ジンの排圧が上昇することが考えられるが、切換
弁１２を第２図に示すように切換作動させている
時であつても排気管３側に僅かな隙間を確保して
いるために、排圧が異常に上昇してエンジン１に
悪影響を及ぼすことはない。

さらに、フイルタ６，７の再生時にも開閉弁１
１及び切換弁１２を第２図に示す場合と同様に切
換保持させるが、この場合は第３図に示すように
ヒータ９を作動させる。すると、ヒータ９の加熱
作用を受けて上流側のフイルタ６の端面に付着し
ている未燃焼成分が燃焼し、この燃焼熱で該フイ
ルタ６の内部及び下流側のフイルタ７に付着して
いる未燃焼成分も燃焼するが、フイルタ７に付着
している未燃焼成分の燃焼にともなう高温のガス
は上流側のフイルタ６を通過することなく排気管
３に直接に流出する。従つて、再生にともなつて
フイルタ６，７に加えられる熱エネルギは排気ガ
スの再循環を行れない領域で上流側のフイルタ６
に付着した未燃焼成分の燃焼による熱のみであ
り、排気ガスの再循環時に下流側のフイルタ７に
付着した未燃焼成分の燃焼熱はいずれのフイルタ
６，７に対しても実質的に加熱作用を行わない。

よつて、排気ガス中の未燃焼成分の除去能力を
低下させることなく再生にともなつてフイルタ
６，７に加えられる熱応力を大幅に減少すること
ができ、フイルタ６，７の亀裂あるいは溶損など
を予防することができる。

考案の効果 以上の通り本考案は、排気ガスを再循環させて
いるときとそうでないときで、未燃焼成分が付着
するフイルタ面を変更できるようになつている。
そしてフイルタの異なる端面に付着した未燃焼成
分を、フイルタの一方の端面に設けたヒータで加
熱燃焼させることができるが、この場合、一方の
端面の未燃焼成分の燃焼ガスのみがフイルタを通
過するようになつているので、フイルタにかかる
熱応力を低減できて、亀裂、溶損等を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の排気ガス清浄装置の系統図、
第２図は同装置の高負荷時の説明図、第３図は同
装置のフイルタ再生時の説明図である。 ４……排気管、５……迂回管路、６，７……フ
イルタ、８……間隔、９……ヒータ、１０……再
循環管路、１１……開閉弁、１２……切換弁、１
３……制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) エンジンの排気管の途中に並列に接続した迂
   回管路と、この迂回管路の途中に対向させて配
   設した上流側及び下流側のフイルタと、両フイ
   ルタで挟まれた迂回管路と吸気管とを接続する
   再循環管路と、前記迂回管路の上流端と排気管
   との接続部に設けられてそれぞれの管路を選択
   的に開閉する切換弁と、前記再循環管路の途中
   に設けた開閉弁と、エンジンの運転状態に基づ
   いて排気ガスの再循環が必要であると判断した
   時は前記迂回管路の上流端を閉じるように切換
   弁を切換保持させて前記開閉弁を開弁保持させ
   る一方、排気ガスの再循環が必要でないと判断
   した時は前記迂回管路の上流端を開くように切
   換弁を切換保持させつつ前記開閉弁を閉弁保持
   させる制御装置とを設けてなる排気ガス清浄装
   置。 (2) 排気管の上流側に位置するフイルタの上流に
   ヒータを設けた実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の排気ガス清浄装置。