JPH051521A

JPH051521A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JPH051521A
Application number: JP3153261A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Uehara; 哲也上原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】排気微粒子を効率良く捕集し、急激なブロー
の発生を抑制するとともに、機関の運転状態や燃費を良
好に維持することができる内燃機関の排気浄化装置。【構成】フィルタ１の流入部５と流出部９との間に中
間流出部１１を設け、機関の運転状態に応じて、中間流
出部１１からの排気の流出をバルブ１５により適宜制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排気微粒子を捕集する
ためのフィルタを備えた、内燃機関の浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関であるディーゼル機関
において燃料の燃焼により発生する排気中には、排気微
粒子であるパティキュレートが含有されている。このパ
ティキュレートを排気中から除去する方法のひとつとし
て、排気通路にフィルタを設け、このフィルタに排気を
通過させることにより、パティキュレートを捕集する方
法が知られている。このように、パティキュレートを捕
集するフィルタのひとつに、付着捕集タイプのフィルタ
がある（特開昭５９−２０５１３号公報および特開昭５
９−１２２７２１号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな付着捕集タイプのフィルタにあっては、その捕集効
率を高めようとすると圧力損失が増大するため、パティ
キュレートの排出量が多いとき、すなわち機関を搭載し
た車両が急加速を行った場合等の高負荷運転時に合わせ
てフィルタの構成諸元を設定すると、パティキュレート
がフィルタから多量に離脱する、いわゆる急激なブロー
は起こりにくくなるが、中負荷、若しくは低負荷運転時
において、圧力損失が大きくなり、その結果機関に負担
がかかり、運転性能の低下を招く虞れがある。

【０００４】また、このような不都合を解決するため
に、図４に示すように、捕集効率の高い１つのフィルタ
を分割することにより捕集効率の低い２つのフィルタ１
０１，１０３とし、この２つのフィルタ１０１，１０３
を連続して設け、一方のフィルタ１０３をバイパス通路
１０５にて回避可能にして、高負荷運転時には２つのフ
ィルタ１０１，１０３を使用し、中負荷、若しくは低負
荷運転時には１つのフィルタ１０１しか使用しないよう
にする方法が考えられる。しかしながら、このような方
法によると、各フィルタが薄くなるのでフィルタ内を通
過する排気流れの長さが一様に短くなる。ここで、パテ
ィキュレートの離脱は、フィルタ内を通過する排気流れ
の長さが短い程発生し易いことから、１つのフィルタ１
０１しか使用しない状態では、フィルタが薄い分だけパ
ティキュレートの多量の離脱である急激なブローが発生
する可能性が高くなる。

【０００５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、排
気微粒子を効率良く捕集し、急激なブローの発生を抑制
するとともに、機関の運転状態や燃費を良好に維持する
ことができる内燃機関の排気浄化装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の内燃機関の排気浄化装置は、流入部から
流出部へ排気を通過させて排気微粒子を付着捕集するフ
ィルタの前記流入部と流出部との間に側面から排気を流
出させる中間流出部を設けるとともに、この中間流出部
からの排気の流出を停止させる停止手段を設けたことを
特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
は、流入部から流出部へ排気を通過させて排気微粒子を
付着捕集するフィルタの前記流入部と流出部との間に設
けられ側面から排気を流出させる中間流出部と、この中
間流出部からの排気の流出を停止させる停止手段と、機
関の運転状態を検出する検出手段と、この検出手段によ
り検出された運転状態に基づき前記停止手段を機関高負
荷時に作動させ同低負荷時に作動を解除させるよう制御
する制御手段とを有することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、
停止手段が作動し、中間流出部からの排気の流出を停止
させると、排気は流入部から流出部へと流れるので、フ
ィルタ内を通過する排気流れの長さが長くなり、捕集効
率が高くなる。

【０００９】一方、停止手段の作動が解除されると、排
気は主として流入部から中間流出部へと流れるので、フ
ィルタ内を通過する排気流れの長さが短くなり、捕集効
率が低くなる。また、このとき排気はフィルタの側面か
ら流出するので、フィルタ内を通過する排気流れの長さ
は、短い部分から長い部分まで多様となる。

【００１０】また、請求項２の排気浄化装置によれば、
排気流量が多く、排気圧力が高く、かつ排気微粒子の排
出量の多い高負荷運転時には、制御手段が停止手段を作
動させ、排気を流出部から流出させる。これにより、フ
ィルタ内を通過する排気流れの長さが長くなるので、排
気が多流量高圧力であっても、多量の排気微粒子が一度
に離脱する、いわゆる急激なブローの発生が抑制され
る。また、フィルタの捕集効率が高くなるので、多量の
排気微粒子が排出されても、確実に捕集される。

【００１１】一方、排気微粒子の排気量の少ない中負
荷、若しくは低負荷運転時には、制御手段が停止手段の
作動を解除し、排気を主として中間流出部から流出させ
る。これにより、フィルタの捕集効率が低くなるので、
排気の圧力損失が小さくなる。また、フィルタ内を通過
する排気流れの長さが、短い部分から長い部分まで多様
となり、排気流れの長さの短い部分から排気微粒子の離
脱が徐々に生じるので、多量の排気微粒子が一度に離脱
する、いわゆる急激なブローの発生が抑制される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１３】図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化
装置の一実施例の基本構成図であり、排気通路中に設け
られた捕集効率の高い付着捕集タイプのフィルタ１は、
上流側の排気通路３に面した流入部５と、下流側の排気
通路７に面した流出部９とを有し、この流入部５と流出
部９との間には、フィルタ１の全周の側面から排気を排
出させる中間流出部１１が設けられている。中間流出部
１１とフィルタ１の下流側の排気通路７とは中間通路１
３によって連通し、中間通路１３には、該通路を開閉す
る停止手段としてのバルブ１５が設けられている。

【００１４】図２は、図１の排気浄化装置を、車両に搭
載したディーゼル機関の排気浄化装置として使用した一
実施例の全体図であり、機関本体１７には、機関本体１
７内の各シリンダから排出する排気を集める排気マニホ
ールド１９が取付けられ、排気マニホールド１９には、
排気通路である排気管２１が接続されている。この排気
通路には、図１に示したフィルタ１が設けられ、排気微
粒子であるパティキュレートを付着捕集する。

【００１５】また、機関本体１７に取付けられた燃料噴
射ポンプ２１には、検出手段としてのコントロールレバ
ーセンサ２３が設けられ、運転状態としてコントロール
レバー開度Ｃ／Ｌを検出し、制御手段としてのコントロ
ールユニット２７に出力する。コントロールユニット２
７は、コントロールレバー開度Ｃ／Ｌに基づき、バルブ
１５を開閉制御する。

【００１６】次に、このように構成された本実施例によ
る排気浄化装置の作用について説明する。

【００１７】機関本体１７の運転時において、コントロ
ールユニット２７は、コントロールレバーセンサ２３か
らコントロールレバー開度Ｃ／Ｌを読み込み、このコン
トロールレバー開度Ｃ／Ｌがあらかじめ設定された所定
開度以上であるときは、車両の急加速時、すなわち機関
の高負荷運転時であると判断して、バルブ１５を閉鎖す
る。これにより、フィルタ１の中間流出部１１からの排
気の流出が停止し、流入部５からフィルタ１に流入した
排気は流出部９から流出するので、フィルタ内を通過す
る排気流れの長さが長くなり、高い捕集効率となる。従
って、高負荷運転時のためにパティキュレートの排出量
が多量であっても、これらを確実に捕集することがで
き、かつ高圧の排気が多量に排出されても、多量のパテ
ィキュレートが一度に離脱する、いわゆる急激なブロー
の発生を抑制することができる。

【００１８】一方、コントロールレバー開度Ｃ／Ｌが所
定開度未満であるときは、機関の中負荷、若しくは低負
荷運転時であると判断して、バルブ１５を開放する。こ
れにより、流入部５からフィルタ１に流入した排気は、
主に中間流出部１１から流出するので、フィルタ１内を
通過する排気流れが短くなり、排気流量が少なくパティ
キュレートの排出量の少ない中負荷、若しくは低負荷運
転時に見合った低い捕集効率となる。従って、フィルタ
１を通過することにより生じる排気の圧力損失が小さく
なるので、機関に負担がかからず、燃費を悪化させずに
良好な運転状態を維持することができる。また、このと
き排気はフィルタ１の側面から流出するので、フィルタ
１内を通過する排気流れの長さは、図３に示すように短
い部分から長い部分まで多様となる。ここで、フィルタ
１に捕集されたパティキュレートの離脱は、フィルタ１
内を通過する排気流れの長さが短いほど起こり易いた
め、同一フィルタ１内で排気流れの長さがＸ₁〜Ｘ₃，
Ｙ₁〜Ｙ₃のように異なる場合には、排気流れの長さの
短い部分Ｘ₃，Ｙ₃から除々にパティキュレートの離脱
が起こる。これに対し、フィルタ１の中間流出部１１か
ら排気を流出させたときとほぼ同じ捕集効率である一般
的なフィルタ２９は、フィルタ２９内を通過する排気流
れの長さＺが一律であるので、フィルタ２９内の各部の
パティキュレートの離脱が同時に起こる可能性が高くな
る。従って、本実施例におけるフィルタ１は、フィルタ
１内を通過する排気流れの長さが多様であるので、一般
的なフィルタ２９に比べ、一度に多量のパティキュレー
トが離脱する、いわゆる急激なブローの発生が抑制され
る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、フィルタの流入部と流出部との間に中間流出部を設
け、停止手段を制御することにより中間流出部への排気
の流れを適宜停止可能としたので、中間流出部からの排
気の流出を停止させているときは、高い捕集効率とする
ことができ、中間流出部から排気を排出させているとき
は、低い捕集効率とすることができる。また、特に中間
流出部から排気を流出させているときは、フィルタ内を
通過する排気流れの長さが多様となるので、低い捕集効
率であっても急激なブローを抑制することができる。

【００２０】さらに、機関の運転状態に基づき停止手段
を制御することにより、高負荷運転時には停止手段を作
動させて、捕集効率が高い状態とし、これにより急激な
ブローを抑制することができ、また中負荷、若しくは低
負荷運転時には停止手段の作動を解除して捕集効率が低
い状態とし、これにより排気圧力の低減を図ることがで
きるので、機関の運転性や燃費を良好に維持して、効率
良く排気の浄化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の内燃機関の排気浄化装
置の基本構成図である。

【図２】本発明による一実施例の内燃機関の排気浄化装
置の全体構成図である。

【図３】本発明による一実施例の内燃機関の排気浄化装
置の作用説明図である。

【図４】従来の内燃機関の排気浄化装置の説明図であ
る。

【符号の説明】

１フィルタ５流入部９流出部１１中間流出部１５バルブ（停止手段）２３コントロールレバーセンサ（検出手段）２７コントロールユニット（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入部から流出部へ排気を通過させて排
気微粒子を付着捕集するフィルタの前記流入部と流出部
との間に側面から排気を流出させる中間流出部を設ける
とともに、この中間流出部からの排気の流出を停止させ
る停止手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄
化装置。
【請求項２】流入部から流出部へ排気を通過させて排
気微粒子を付着捕集するフィルタの前記流入部と流出部
との間に設けられ側面から排気を流出させる中間流出部
と、この中間流出部からの排気の流出を停止させる停止
手段と、機関の運転状態を検出する検出手段と、この検
出手段により検出された運転状態に基づき前記停止手段
を機関高負荷時に作動させ同低負荷時に作動を解除させ
るよう制御する制御手段とを有することを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。