JPH0443808A - 内燃機関の排気処理装置 - Google Patents

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） 本発明は主としてディーゼル内燃機関の排気処理装置に
関する。

（従来の技術） ディーゼル内燃機関の排気中の微粒子（パーティキュレ
イト）等が大気中に放出されるのを防ぐために、排気通
路にフィルタを配置し、これら排気微粒子をフィルタで
捕捉するようにしたものがある。

二のフィルタとしては、セルを交互に自封じしたハニカ
ムフィルタに代表される濾過型フィルタと、セラミック
７オームフイルタやワイヤメツシュフィルタなどの付着
捕集型フィルタとに大別される。

前者は表面にコーティングした触媒の働きで捕集微粒子
（カーボン等）を自然に燃焼させて再生することが可能
であるが、長期の使用に伴い、オイル中に含まれる添加
剤等の燃焼で生成されるアッシュ（灰分）が堆積すると
、フィルタの目詰まりを起こし、でｉｌ＃■が上昇し、
また、アッシュが触媒の被膜となって触媒の表面を覆い
、触媒機能を低下させることがあった。

後者は微粒子の捕集密度が粗のため、排圧の上昇は少な
いものの、機関の高速時や加速時など排気圧力が上昇し
たときに捕捉した微粒子が吹き抜けることがある。

（発明が解決しようとする課題） そこで、特開昭５９−−２０１９１６号公報によって、
排気通路に主としてパーティキュレイトを捕捉する付着
捕集型フィルタと灰分な捕捉する濾過型フィルタとを直
列に配置し、下流の灰分を捕捉するフィルタは使い捨て
タイプとして、定期的に交擬するものが提案されている
。

２つのタイプのフィルタによって排気微粒子の捕捉機能
を分担し、パーティキュレイトと灰分の効率のよい捕集
を図っている。この場合、上流側で捕捉した微粒子の吹
き抜けは下流側で防げるが、［透型フィルタには排気の
全量が流入するため、灰分の堆積によって決まる寿命を
延ばすことはで外ない。

また、このように２つのフィルタを直列に配置するため
に、排圧が相対的に上昇しがちで、８！関動力性能に与
える影響も大きい。

本発明はこのような問題を解決、つまり、機関性能を低
下させることなく、濾過型フィルタの寿命を延ばしつつ
、付着捕集型フィルタの吹き抜けを防止することを目的
とする。

（課題を解決するための手段） そこで本発明は、内燃？ｊ！閏の排気通路に排気微粒子
を捕捉するフィルタを備えた内燃機関の排気処理装置に
おいて、排気通路に濾過型フィルタと付着捕集型フィル
タとを介装し、かつ排気流路を切換える切換弁を設け、
排圧が所定値以上のときは濾過型フィルタに、それ以下
のときは付着捕集型フィルタに排気を流すように切換弁
を切換作動させる制御手段を備える。

（作用） したがって、排気微粒子の吹き抜けの心配のない排圧の
低い低負荷時などでは、付着捕集型フィルタにのみ排気
が流れ、これに対して、排圧の高くなる加速時や高負荷
時などで［透型フィルタに排気が流れる。この結果、濾
過型フィルタには常時排気の全量が流れることがなく、
灰分による目詰まり等の弊害が生じるまでの寿命を大幅
に延ばすことができ、また、付着捕集型フィルタでは捕
捉した微粒子等が大気中に吹き抜ける二ともない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

内燃機関の排気通路１は、途中から２つの通路ｊａと１
ｂに分岐し、各分岐通路１ａと１ｂにはセラミ／り７オ
ームフイルタ、ワイヤメツシュフィルタ等からなる付着
捕集型フィルタ３と、目封じハニカムフィルタからなる
濾過型フィルタ４とがそれぞれ設けられ、排気中の微粒
子を捕捉する。

排気通路１の分岐、ヴの上流には切換弁２が介装される
。切換弁２は後述する制御回路５がらの信号に基づき排
気流路を選択的に切換え、付着捕集型フィルタ３に排気
を流したり、濾過型フィルタ４に排気を流［、たりする
。

制御回路５には排気通路１の圧力を検出する排圧センサ
６がらの信号が入力し、これに基づいて排圧が所定値以
下の部分負荷時には分岐通路１ａに排気を流し、所定値
以上の高負荷時や加速時には分岐通路１ｂ１ｍｌ気を流
すように、切換弁２を切換制御する。

以上のよらに構成されでおり、次に作用を説明すると、
排気通路１の排気は、切換弁２の切換位置により分岐通
路１ａか１ｂのどちらかに流れる。

制御回路５は排圧が所定値よりも低圧のときは、分岐通
路１ａに排気を流すように切換弁２を切換える。したが
って、機関の部分負荷時には排気が付着捕集型フィルタ
３を通り、ここで排気中の微粒子（パーティキュレイト
）が捕捉される。この場合、４Ｒ圧が低いので、捕捉さ
れた微粒子が下流側に吹き抜（することはない。

これに討して排圧が所定値よりも高圧のときは＋Ｊ３挨
弁２が切換られ、分岐通路１ｂにのみ排気を導き、この
ため高負荷時、加速時などは排気が濾過型フィルタ４を
通る。

濾過型フィルタ４によりパーティキュレイトと共に天分
（アッシュ）も捕集されるが、常時排気の全量が通過す
るわけではないので、灰分によるフィルタ目詰まりが弊
害を生じるまでの、運転積算時ｒ、ｎ　＜走行ｙ「離）
は飛躍的に延びる。なお、濾過型フィルタ４は捕集密度
がち密なため、捕捉微粒子が徘圧によって吹き抜けるこ
とはない。

また、このように２つのフィルタ３，４を備えるものの
、排気はいずれか一方にのみ流れるので、排圧の上昇は
相対的に少なく、機関動力性能に及ぼす影響は小さい。

ｗ！Ｊ２図は、制御回路５で行なわれる以上の動作を示
す７０−チャートであって、ステップ１で切換弁２のパ
ルプ切換位置を検知してから、パルプ位置が１の（付着
捕集型フィルタ側に排気を流す）ときは、ステップ２で
排圧Ｐを設定値Ｐ１と比較し、排圧が所定値以上の高圧
時は、ステップ３で切換弁２のバルブ位置を切換え、濾
過型フィルタ側に排気を導く。

なお、排圧Ｐが設定値以下ならば、そのままのバルブ位
置を維持する。

これに対してステップ１で、バルブ位置が２の（濾過型
フィルタ側に排気を流す）ときは、ステップ４で排圧Ｐ
を設定値Ｐ２と比較し、それ以下の低圧時はステップ３
に移行してバルブ位置を排気が付着捕集型フィルタ側に
流れるように切換えるし、そうでないときは、そのまま
のバルブ位置を維持する。

なお、排圧の比較基準となる設定値をＰ１〜Ｐ２（ＰＩ
＞Ｐ２）の範囲としたのは、切換作動のハンチングを防
ぐためである。

次に第３図の実施例を説明すると、これは排気通路１に
対して２つのフィルタ４と３を直列に配置し、同時にこ
れらをバイパスする通路８を設け、かつこのバイパス通
路８の途中をフィルタ４と３の間に連通路９によって接
続し、さらにフィルタ４の直前に切換弁５ａ、バイパス
通路８の上下に切換弁５ｂと５ｃをそれぞれ介装したも
のである。

排圧が設定値以下の低圧時は、切換弁５ａと５０を閉じ
、切換弁５ｂを開くことにより、付着捕集型フィルタ３
にのみ排気を流す。

これに対して、排圧が設定値以上のときは、切換弁５ａ
と５ｃを開き、切換弁５ｂを閉じることにより、濾過型
フィルタ４に排気を導く。

このようにしで排圧の低圧時と高圧時とで、前記と同じ
くフィルタ３と４を使い分けることができる。

ただし、高圧時に濾過型フィルタ４を通過した排気は、
下流の付着捕集型フィルタ３にも流入する機会はあるが
、切換弁５ｃが開いているので、多くの排気は通気抵抗
の少ないバイパス通路８を流れ、このため排圧が上昇す
ることはない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、排圧の低いときに付着捕
集型フィルタに排気を流し、排圧の高いときはａｔ過梨
型フィルタ排気を流すので、付着捕集型フィルタにおけ
る捕集パーティキュレイトの吹き抜けを防止すると共に
、濾過型フィルタを働かす時期を制限することにより、
灰分等による目詰まりが生じるまでの運転時間（走行旺
離）を飛躍的に延ばすことができる。また、２つのフィ
ルタを配置しても、いずれが一方にのみ排気が流れるよ
うにしたので、排圧の相対的な上昇を回避でき、機関性
能に及ぼす影響を低下させられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は制御動
作の７０−チャート、第３図は他の実施例の構成図であ
る。 １・・・排気通路、ｌａ、ｌｂ・・・分岐通路、２・・
・切換弁、３・・・付着捕集型フィルタ、４・・・濾過
型フィルタ、５・・・制御回路、６・・・排圧センサ。 第 図 １−　排気通路 Ｉａ、１ｂ−−一分ｍｉｉ！ ２−切換弁 ３−−−イ寸ｓｑｓ勿［−とフィノ「り４−−−プ戸護
Δ型フィルタ ５−　制御回路 ６−−−排り酵仁ンサ 第２ＩＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．内燃機関の排気通路に排気微粒子を捕捉するフィル
   タを備えた内燃機関の排気処理装置において、排気通路
   に濾過型フィルタと付着捕集型フィルタとを介装し、か
   つ排気流路を切換える切換弁を設け、排圧が所定値以上
   のときは濾過型フィルタに、それ未満のときは付着捕集
   型フィルタに排気を流すように切換弁を切換作動させる
   制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関の徘気処理
   装置。