JPH0432211B2 - - Google Patents

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JPH0432211B2
JPH0432211B2 JP19533682A JP19533682A JPH0432211B2 JP H0432211 B2 JPH0432211 B2 JP H0432211B2 JP 19533682 A JP19533682 A JP 19533682A JP 19533682 A JP19533682 A JP 19533682A JP H0432211 B2 JPH0432211 B2 JP H0432211B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/031Exhaust 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 having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、デイーゼルエンジンの排気通路に設
けたトラツパの再生に関するものである。
[従来の技術] デイーゼルエンジンから排出される排気ガスは
その排気通路に配設されたトラツパに通され、排
気ガス中に含まれた煤等の微粒子(以下パテイキ
ユレートという)がトラツパのセラミツクス多孔
質体から成る捕集材により捕集される。トラツパ
には時間の経過につれパテイキユレートが蓄積
し、圧力損失が増大してエンジンの出力損失を増
大させるので、パテイキユレートがある程度蓄積
した段階で、パテイキユレートを焼却除去してト
ラツパを再生する必要がある。
パテイキユレートの燃焼は、従来は主に捕集材
に電気ヒータを接触させて該電気ヒータで直接パ
テイキユレートに着火させて燃焼させる方法がと
られているが、その他にも、吸・排気を絞つて電
気ヒータを通過する排気ガスをパテイキユレート
自然温度以上に加熱させる方法も有効であること
が知られいる。
[発明が解決しようとする課題] このうち、排気ガスを加熱する方法において
は、次の問題がある。
(イ) 低速運転域では排気ガス温度が比較的低いの
で、電気ヒータで昇温してもパテイキユレート
の自然温度以上に昇温させることが難しい、い
いかえれば全運転域にわたつて再生を行うこと
が難しいという問題がある。
(ロ) 勿論、絞りを強めていくとリツチで燃焼する
ため排気ガスが高温化してくるが絞り過ぎによ
るドライバビリテイの悪化が生じたり、吸気絞
りを強めた場合には再生のための燃焼に必要な
酸素量が不足してしまうという問題が生じる。
(ハ) また再生時に捕集材をバイパスするように排
気ガスを流して捕集材を高温化させることも可
能であるが、パテイキユレートを多量に含む排
気ガスのたれ流しになるという問題がある。
本発明は、一たん排気ガスを加熱してパテイキ
ユレートを燃焼させるタイプのトラツパの再生に
おいて、全運転域における再生を可能ならしめ、
絞り過ぎの問題および排気ガスのたれ流しの問題
を軽減することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この目的を達成するために、本発明のデイーゼ
ル微粒子除去装置は次の装置から成る。すなわ
ち、デイーゼルエンジンの排気通路に設けたトラ
ツパに捕集材の上流側に捕集材から離して電気ヒ
ータを設け、デイーゼルエンジンの排気通路に前
記トラツパに並列にトラツパをバイパスするバイ
パス通路を設けるとともに該バイパス通路にバイ
パスバルブを設け、前記電気ヒータと前記バイパ
スバルブをコンピユータに接続し、該コンピユー
タに、電気ヒータ通電時にトラツパ流入ガス温度
がパテイキユレート着火可能温度以下である場合
のみ電気ヒータ通過排気ガスをパテイキユレート
の自燃温度以上に加熱させるべく前記バイパスバ
ルブを開にする機能をもたせることを特徴とする
デイーゼル微粒子除去装置。
[作用] 上記の装置では、バイパスバルブがコンピユー
タ(ECU)により制御されることにより、捕集
材への排気ガス入温度がパテイキユレート自燃温
度以上に制御される。このECUによる制御によ
り、電気ヒータによる加熱はデイーゼルエンジン
の全体系のガス流量と有機的に作用し、全運転域
において排気ガスをパテイキユレート自燃温度以
上にすることができ、全運転域でのトラツパ再生
が可能となる。
また、バイパス通路を設けてトラツパへの排気
ガス流入量を調整できるので、過度の吸気絞りの
問題は生じない。
さらに、トラツパ流入ガス温度がパテイキユレ
ート着火可能温度以下である場合のみバイパスバ
ルブを開とするようにしたので、再生時の排気ガ
スのたれ流しを最小限に抑えることができる。
[実施例] 以下に本発明のデイーゼル微粒子除去装置の望
ましい実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例装置の系統を示して
いる。図中1はデイーゼルエンジンの本体、2は
吸気マニホルド、3は吸気通路、4は吸気通路3
に設けられたスロツトルバルブ、5はスロツトル
バルブ4を作動させるダイアフラム、6はダイア
フラム5へのバキユームをオンオフしてスロツト
ルバルブ4の開度を調整するバキユームスイツチ
ングバルブ(以下VSVという)、7はスロツトル
バルブ4の絞り開度を検出するスロツトルセンサ
である。また、8は排気マニホルド、9は排気通
路、10は排気通路9に設けられたトラツパであ
る。
トラツパ10は内部にセラミツクス多孔質体等
から成る捕集材11を有している。トラツパ10
には、捕集材11の上流側に、かつ捕集材11か
ら離して電気ヒータ12が設けられている。該電
気ヒータ12は、従来のように捕集材11に密着
してパテイキユレートに着火するためのものでは
なく、あくまでも電気ヒータ12を通過する排気
ガスを加熱するためのものである。
トラツパ10には、該トラツパ10をバイパス
するバイパス通路13が並設されており、該バイ
パス通路13には該バイパス通路13を絞るバイ
パスバルブ14が設けられている。バイパスバル
ブ14はダイアフラム15によつて作動され、該
ダイアフラム15はバキユームポンプからの負圧
によつて作動される。そしてバキユームポンプへ
の負圧通路にバキユームスイツチングバルブ(以
下VSVという)16が設けられ、バイパスバル
ブ14の開度を調整する。
前記電気ヒータ12、スロツトルバルブ4を作
動するVSV6、バイパスバルブ14を作動する
VSV16は、それぞれECU17に電気的に接続
されている。このうち、電気ヒータ12とECU
17とを結ぶ回路にはバツテリ18とリレー19
とが設けられており、リレー19はECU17か
らの信号によつて閉じてバツテリ18からの電流
を電気ヒータ12に流し、電気ヒータ12に通電
する。
ECU17は第2図の流れ線図で示した機能を
果すものから成つている。すなわち、まず再生時
期か否かを判断する。再生時期かどうかはエンジ
ン回転数を積算し、エンジン回転数が或る一定の
回転数(たとえば15万回転)を越えたか否かで判
断する。再生時期でなければその回の演算は終了
し、再生時期であると判断されたら電気ヒータ1
2に通電する。該通電はリレー19をオンにする
ことにより行なわれる。つぎにスロツトルバルブ
4の開度が調整される。これはVSV6の作動に
よつて行なう。スロツトル開度の調整は、エンジ
ン回転数、負荷の条件等の運転条件に応じて許容
できる角度までスロツトルバルブ4を閉じるよう
にする。この場合、スロツトル開度はスロツトル
センサ7により計測される。スロツトル開度が調
整されると、バイパスバルブ14の開度が調整さ
れ、捕集材11への排気ガス入温度がパテイキユ
レート燃焼温度T1(たとえば400℃)以上でかつ
捕集材11からの排気ガス出温度が捕集材11を
溶損させない温度T2(たとえば600℃)以下にに
なるように電気ヒータ12通過排気ガス流量が制
御される。排気ガス入温度T1は捕集材11と電
気ヒータ12との間に設けられた温度センサ20
により、排気ガス出温度T2は捕集材11の出口
に設けられた温度センサ21により計測される。
この状態でのパテイキユレートの正常な燃焼、す
なわちトラツパ10の再生が行なわれる。トラツ
パ10の再生に必要と思われる時間T3が経過す
るとバイパスバルブ14が閉じられ、スロツトル
バルブ4が開かれ、電気ヒータ12への通電がオ
フにされ、再生が終了する。上記の一連の再生操
作をECU17が制御、指令して行なわれる。
上記実施例では、スロツトルバルブ4とバイパ
スバルブ14の両者を作動させて再生が行なわれ
るように装置とECU17が構成されているが、
バイパスバルブ14のみを制御することによつて
再生を行なうようにしてもよい。
第3図はバイパスバルブのみを制御することに
よつて再生制御を行なう場合のECU17の機能
を流れ線図で示している。この場合には、電気ヒ
ータ12が通電されると、バイパスバルブ14が
開けられてその開度が調整され、電気ヒータ12
通過排気ガス温度が前記T1とT2との間にあるよ
うに電気ヒータ12通過排気ガス流量が制御され
る。再生時間T3が経過すると、バイパスバルブ
14が閉められ、電気ヒータ12の通電がオフに
され、再生が終了する。ECU17はこの一連の
再生操作を順に施行すべく構成されている。
なお、上記の各実施例において、捕集材11に
触媒つきの捕集材を用いてもよい。触媒は、Pt、
Pd等白金系のものが用いられ、これら触媒は再
生温度を下げると同時に再生時間を短縮する働き
をもつている。
つぎに、上記の各実施例における作用について
説明する。まず、デイーゼルエンジン本体1から
排出される排気ガスは、通常時はバイパスバルブ
14が閉められているので、トラツパ10を通つ
て排出され、該トラツパ10を通るときに排気ガ
ス中の煤等のパテイキユレートが捕集される。
パテイキユレートが蓄積して再生時期になる
と、ECU17の制御による再生が開始される。
電気ヒータ12によつて排気ガスがパテイキユレ
ート燃焼温度T1以上に加熱され、この高温化さ
れた排気ガスが捕集材11を通るときにパテイキ
ユレートに触れてパテイキユレートに着火し、パ
テイキユレートの自燃と協働してパテイキユレー
トを燃焼除去する。したがつて、電気ヒータ12
は、パテイキユレートとの直接接触によつてパテ
イキユレートに着火するのではなく、一たん排気
ガスを加熱し、この加熱された排気ガスによつて
パテイキユレートを燃焼させる。
パテイキユレートの燃焼は、ECU17の制御
下で低速運転域を含み全運転域において行なわれ
る。しかもECU17はデイーゼルエンジンの運
転条件を考慮しつつ電気ヒータ12通過排気ガス
流量を制御するので、前記全運転域において、ド
ライバビリテイの悪化やパテイキユレート燃焼の
酸素不足等の不具合が発生することはない。ま
た、ECU17の制御下での燃焼では、捕集材1
1の出口温度も検出されて制御されるので、捕集
材11の溶損が生ずることもない。
[発明の効果] 本発明のデイーゼル微粒子除去装置において
は、電気ヒータにより排気ガスを加熱して該加熱
排気ガスによりパテイキユレートを燃焼させ、し
かもコンピユータ(ECU)による電気ヒータ通
過排気ガス流量の制御により運転条件も考慮し排
気ガス温度を制御するようにしたので、本発明に
よれば、ドライバビリテイの悪化等を伴なうこと
なく、低速運転域を含み全運転域にけるトラツパ
の再生を可能にすることができるという効果が得
られる。
また、吸気絞りのみにたよることなく、バイパ
スバルブの開閉によつても再生制御をするので、
吸気絞りに伴う問題を除去できる。
また、トラツパ流入ガス温度がパテイキユレー
ト着火可能温度以下である場合のみ、排気ガスを
バイパスさせるため、バイパス通路にもう一つフ
イルタを設けて装置の大型化や圧損の問題を伴う
ことなく、パテイキユレートを含む排気ガスのた
れ流しを可能な限り防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のデイーゼル微粒子除去装置の
全体系統図、第2図は第1図の装置のECUの機
能を示す流れ線図、第3図は本発明に係るもう一
つの実施例のECUの機能を示す流れ線図、であ
る。 1……デイーゼルエンジン本体、3……吸気通
路、4……スロツトルバルブ、6……VSV、7
……スロツトルセンサ、9……排気通路、10…
…トラツパ、11……捕集材、12……電気ヒー
タ、13……バイパス通路、14……バイパスバ
ルブ、16……VSV、17……コンピユータ
(ECU)、18……バツテリ、19……リレー、
20,21……温度センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイーゼルエンジンの排気通路に設けたトラ
    ツパに捕集材の上流側に捕集材から離して電気ヒ
    ータを設け、デイーゼルエンジンの排気通路に前
    記トラツパに並列にトラツパをバイパスするバイ
    パス通路を設けるとともに該バイパス通路にバイ
    パスバルブを設け、前記電気ヒータと前記バイパ
    スバルブをコンピユータに接続し、該コンピユー
    タに、電気ヒータ通電時にトラツパ流入ガス温度
    がパテイキユレート着火可能温度以下である場合
    のみ電気ヒータ通過排気ガスをパテイキユレート
    の自燃温度以上に加熱させるべく前記バイパスバ
    ルブを開にする機能をもたせたことを特徴とする
    デイーゼル微粒子除去装置。
JP57195336A 1982-11-09 1982-11-09 デイ−ゼル微粒子除去装置 Granted JPS5985417A (ja)

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JP57195336A JPS5985417A (ja) 1982-11-09 1982-11-09 デイ−ゼル微粒子除去装置

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JP57195336A JPS5985417A (ja) 1982-11-09 1982-11-09 デイ−ゼル微粒子除去装置

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JPS5985417A JPS5985417A (ja) 1984-05-17
JPH0432211B2 true JPH0432211B2 (ja) 1992-05-28

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Families Citing this family (3)

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JPS6487820A (en) * 1987-12-25 1989-03-31 Isuzu Motors Ltd Regenerator for particulate trap
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JPS58158310A (ja) * 1982-03-16 1983-09-20 Nippon Soken Inc 内燃機関の排気ガス微粒子浄化装置

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