JPH05156924A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パティキュレート捕集用フィルタを間隔を隔
てて複数個直列に配置し、フィルタ再生時には排気ガス
を全量バイパスさせる排気浄化装置におけるフィルタ再
生時の下流側フィルタの過昇温によるフィルタの溶損の
防止と電力消費量の低減を目的とする。 【構成】 複数個直列に配置したフィルタ5A, 5Bの同側
端面にそれぞれ電気ヒータHA, HBを設け、再生ガスの上
流側の電気ヒータHAから順に通電すると共に、下流側電
気ヒータHBの通電量を上流側よりも少なくして内燃機関
の排気浄化装置を構成する。また、上流側フィルタ5Aに
貫通空間を有する部分的フィルタを配置し、各フィルタ
5A, 5Bの同側端面にそれぞれ電気ヒータHA, HBを設ける
と共に、再生時に流す再生ガスの上流側の電気ヒータHA
の再生ガスの流れる方向に重なる部分の下流側の電気ヒ
ータHBを間引き、上流側電気ヒータHAから順に通電して
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関し、特に、ディーゼル機関の排気ガス中に含まれる
パティキュレートを排気流路中に間隔を隔てて設置した
複数のフィルタで捕集除去する装置の、フィルタの再生
を効率良く行うようにした排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子（パティキュレート）が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去
することが提案されている。

【０００３】図１０は従来の内燃機関の排気浄化装置１
０の全体構成を示すものであり、排気ガスの流れる方向
と逆方向から再生用ガスを流して、パティキュレート捕
集用のフィルタの再生を行う、従来の排気浄化装置１０
の構成を示すものである。図において１はディーゼル機
関、２は排気ガス通路、３は排気ガス通路２の一部に設
けられたフィルタ収納用のケーシング、４はシール材、
５はケーシング３に内蔵された排気ガス中のパティキュ
レートを捕集するためのパティキュレートフィルタ、６
は２次空気供給通路、７は燃焼ガス排出通路、８はパテ
ィキュレートフィルタ５をバイパスする排気バイパス通
路、９は２次空気を供給するエアポンプ、Ｈは電気ヒー
タ、Ｖ１は排気通路２と排気バイパス通路８とを切り換
える切換弁、Ｖ２は排気バイパス通路８の出口に設けら
れた出口切換弁、Ｖ３は燃焼ガス排出通路７の開閉弁、
Ｖ４は２次空気供給通路６の開閉弁を示している。

【０００４】通常の排気ガス中のパティキュレート捕集
時には、各弁Ｖ１〜Ｖ４は破線の位置にあり、ディーゼ
ル機関１から排出された排気ガスは、ケーシング３に内
蔵されたパティキュレートフィルタ５によってパティキ
ュレートが除去され、図示しないマフラを介して大気中
に放出される。このように構成された排気浄化装置１０
では、パティキュレートフィルタ５の使用に伴ってその
内部に捕集されるパティキュレートの量が増えると通気
性が次第に失われ、機関性能が低下することになるた
め、パティキュレートフィルタ５の端部に設けられた電
気ヒータＨに通電すると共に、パティキュレートフィル
タ５に再生用ガス、例えば２次空気を供給してパティキ
ュレートを燃焼させるフィルタの再生処理が必要であ
る。

【０００５】一般に、従来の内燃機関の排気浄化装置１
０では、パティキュレートフィルタ５の通気性が失われ
てフィルタ５の上流側の排気ガスの圧力が下流側の圧力
よりも所定値以上に大きくなった時（圧力損失が所定値
以上になった時）を圧力センサによって検出し、パティ
キュレートの再生処理が行われるようになっている。図
１０に示した内燃機関の排気浄化装置１０では、この再
生処理時には各弁Ｖ１〜Ｖ４が実線の位置に切り換わ
る。この状態では、ディーゼル機関１からの排気ガスは
排気バイパス通路８を通って空気中に放出される。ま
た、この時は、ヒータＨに通電が行なわれると共に、エ
アポンプ９から２次空気が供給され、パティキュレート
フィルタ５に捕集されたパティキュレートの燃焼が行わ
れる。そして、燃焼ガスは燃焼ガス排出通路７から空気
中に放出される。前述の電気ヒータＨの消費電力は1600
Ｗ程度である。

【０００６】ところが、前述のような従来の内燃機関の
排気浄化装置１０においては、パティキュレートフィル
タ５の再生処理時に、パティキュレートフィルタ５内に
捕集されたパティキュレートが全量燃焼せずに燃え残る
ことがある。これを図１１を用いて説明する。図１１
(a) はパティキュレートフィルタ５内にハッチングで示
すようにパティキュレートが十分に捕集された状態を示
すものである。この状態で排気ガスをバイパスさせた
後、ヒータＨに通電すると共に２次空気を排気ガスの流
れる方向とは逆方向からフィルタ５に供給すると、ヒー
タＨに着火されてフィルタ５に捕集されたパティキュレ
ートが燃焼する。このパティキュレートの燃焼におい
て、フィルタの中心部は熱の伝導が良く良好に燃焼する
が、フィルタの外周部は中心部に比べて燃焼が悪い。こ
の結果、フィルタ５の再生処理の終了時に、図１１(b)
に示すようにフィルタ５のヒータＨから遠い端面側の外
周部に、パティキュレートの燃え残りＭが残留し、その
後のパティキュレートの捕集時にパティキュレートの捕
集分布にばらつきが生じることになる。このパティキュ
レートに捕集分布にばらつきが生じたままで、フィルタ
の再生処理を行うと、フィルタの温度が部分的に過度に
なり、フィルタが溶損したりクラックが発生したりする
ことがある。

【０００７】そこで、フィルタの再生時にパティキュレ
ートの燃え残りを少なくするために、フィルタの全長を
短くすると共に、複数個のパティキュレートフィルタを
排気ガス通路中に配置することが行われている。例え
ば、実開昭61-49015号公報では触媒付きセラミックフィ
ルタを２個直列に配置すると共に、それぞれに電気ヒー
タを設け、低速走行時等の排気ガス温度が低い場合には
上流側から下流側の順に段階的に電気ヒータを通電して
パティキュレートを触媒と反応させることが開示されて
いる。また、実開平２-40918号公報にはフィルタを上流
と下流とに２分割し、上流側フィルタに間歇作動ヒータ
を設けることが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実開昭61-4
9015号公報および実開平２-40918号公報に示された技術
では、ハニカムフィルタを複数個用いたディーゼル機関
に適用した場合に、再生時に燃焼ガスが通過する下流側
のフィルタが高温 (過昇温) となり、溶損する恐れがあ
る。

【０００９】そこで、本発明は前記従来の内燃機関の排
気浄化装置の有する課題を解消し、パティキュレート捕
集用のハニカム型フィルタを間隔を隔てて複数個直列に
排気ガス通路中に配置し、これらのフィルタの再生時に
は別の排気通路に排気ガスを全量バイパスさせる排気浄
化装置において、電気ヒータへの通電制御、あるいは電
気ヒータの配置を工夫することにより、フィルタ再生時
に下流側フィルタの過昇温によるフィルタの溶損を防止
し、かつ、電力消費量をも低減することができる排気浄
化装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の形態の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の排気ガス通路中に設けたケーシング中に、パティキュ
レート捕集用のハニカム型フィルタを間隔を隔てて複数
個直列に配置し、これらのフィルタの再生時には別の排
気通路に排気ガスを全量バイパスさせる排気浄化装置に
おいて、各フィルタの同じ側の端面にそれぞれ電気ヒー
タを設け、再生時に流す再生ガスの上流側の電気ヒータ
から順に通電すると共に、下流側電気ヒータの通電量を
上流側ヒータの通電量よりも少なくしたことを特徴とし
ている。

【００１１】また、前記目的を達成する本発明の第２の
形態の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気ガス
通路中に設けたケーシング中に、パティキュレート捕集
用のハニカム型フィルタを間隔を隔てて複数個直列に配
置し、これらのフィルタの再生時には別の排気通路に排
気ガスを全量バイパスさせる排気浄化装置において、パ
ティキュレート捕集時の上流側フィルタには貫通空間を
有する部分的なフィルタを配置し、各フィルタの同じ側
の端面にそれぞれ電気ヒータを設けると共に、再生時に
流す再生ガスの上流側の電気ヒータの再生ガスの流れる
方向に重なる部分の下流側の電気ヒータを間引き、電気
ヒータを上流側から順に通電することを特徴としてい
る。

【００１２】

【作用】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、デ
ィーゼル機関の排気ガス通路に間隔を隔てて複数個直列
に設けられたパティキュレートフィルタの再生時に、再
生ガスの上流側の電気ヒータから順に通電が行われ、こ
のときの下流側電気ヒータの通電量が上流側ヒータの通
電量よりも少なくされる。この結果、下流側のフィルタ
の着火が急激に起こらず、パティキュレートフィルタの
再生時の過昇温が防止される。

【００１３】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の内燃機関の排気
浄化装置２０の全体構成図であり、図１０に示した従来
の内燃機関の排気浄化装置１０と同じ構成部材には同じ
符号が付されている。従って、図１において、１はディ
ーゼル機関、２は排気ガス通路、３は排気ガス通路２の
一部に設けられたフィルタ収納用のケーシング、４はシ
ール材、５Ａ，５Ｂは排気ガス中のパティキュレートを
捕集するためにケーシング３に直列に配置された２つの
パティキュレートフィルタ、６は２次空気供給通路、７
は燃焼ガス排出通路、８はパティキュレートフィルタ５
をバイパスする排気バイパス通路、９は２次空気を供給
するエアポンプ、１１はバッテリ、１００は制御装置、
ＨＡ，ＨＢはそれぞれパティキュレートフィルタ５Ａ，
５Ｂに取り付けられた電気ヒータ、ＳＡはパティキュレ
ートフィルタ５Ａに設けられた電気ヒータＨＡに通電す
るためのスイッチ、ＳＢはパティキュレートフィルタ５
Ｂに設けられた電気ヒータＨＢに通電するためのスイッ
チ、Ｖ１は排気通路２と排気バイパス通路８とを切り換
える切換弁、Ｖ２は排気バイパス通路８の出口に設けら
れた出口切換弁、Ｖ３は燃焼ガス排出通路７の開閉弁、
Ｖ４は２次空気供給通路６の開閉弁を示している。そし
て、エアポンプ９、スイッチＳＡ，ＳＢ、および弁Ｖ１
〜Ｖ４の制御は制御回路１００によって行われる。

【００１４】図２は図１の内燃機関の排気浄化装置２０
に使用するパティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂの外観
を示すものであり、多孔性物質からなるハニカム状の隔
壁を備えたハニカム状フィルタであって、一般に円筒状
をしていて内部に隔壁で囲まれた多数の直方体状の通路
５１がある。そして、この通路５１の隣接するものは、
排気ガスの流入側と排気ガスの流出側で交互にセラミッ
ク製の閉塞材５２によって栓詰めされて閉通路となって
いる。この実施例では、このようなパティキュレートフ
ィルタ５Ａ，５Ｂとして、その直径をＤ、排気ガスの流
れる方向の長さをＬとしたときに、Ｄ／Ｌ＞２である寸
法のものを使用しているが、これは、再生時の熱分布に
よってフィルタにクラックが発生するのを防止する耐ク
ラック性向上のためである。

【００１５】次に、以上のように構成された内燃機関の
排気浄化装置２０の動作を図１および図３を用いて説明
する。 (1) パティキュレート捕集動作時 通常の排気ガス中のパティキュレート捕集時には、各弁
Ｖ１，Ｖ４〜Ｖ６は破線の位置にある。従って、バイパ
ス通路８、エアポンプ９からの２次空気供給通路６およ
び燃焼ガス排出通路７は閉じており、このときは、ディ
ーゼル機関１から排出された排気ガスはケーシング３に
内蔵されたパティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂによっ
てパティキュレートが除去されて図示しないマフラーを
通して大気中に放出される。 (2) パティキュレートフィルタ再生動作時 図示しない排気ガス圧センサにより、パティキュレート
フィルタ５Ａ，５Ｂの上流側の排気ガス圧力と下流側の
排気ガス圧力が検出され、その圧力差が所定値以上にな
ると、パティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂにパティキ
ュレートが所定量捕集されたとしてパティキュレートフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの再生処理が開始される。パティキュ
レートフィルタ５Ａ，５Ｂの再生処理時には各弁Ｖ１，
Ｖ４〜Ｖ６は実線の位置に切り換わる。この状態では、
ディーゼル機関１からの排気ガスは排気バイパス通路
８，マフラーを通って空気中に放出される。また、この
時にはエアポンプ９から２次空気が供給され、２次空気
の流れの上流側の電気ヒータＨＡに最初に通電が行わ
れ、上流側の電気ヒータＨＡへの通電が終了すると、続
いて下流側の電気ヒータＨＢへの通電が開始される。そ
して、燃焼ガスは燃焼ガス排出通路７を通って大気中に
放出される。

【００１６】この再生動作時の電気ヒータＨＡ，ＨＢの
図１の実施例における通電量を示すものが図３である。
この図に示すように、フィルタ再生動作が開始される
と、所定時間、例えば３分の間だけ電気ヒータＨＡに通
電が行われ、この時の通電量は１．６kwに維持される。
所定時間３分の経過後は、所定時間、例えば２分の通電
停止時間が設けられた後に、今度は電気ヒータＨＢへの
通電が所定時間、例えば３分の間だけ行われる。この時
のヒータＨＢへの通電量はヒータＨＡへの通電量よりも
低く維持され、０．８kwにされる。

【００１７】なお、図１の実施例の変形例として、エア
ポンプ９からの２次空気供給通路６の排気通路２への取
り付け場所と、燃焼ガス排出通路７の排気通路２への取
り付け場所を逆にしたものでも良い。この場合は、パテ
ィキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂの電気ヒータＨＡ，Ｈ
Ｂの取り付け位置が図１とは反対側のフィルタ端面にな
り、同じように２次空気の流れる方向の上流側の電気ヒ
ータから通電し、下流側の電気ヒータへの通電量は上流
側への通電量に比べて少なくすれば良い。

【００１８】以上は電気ヒータが２個直列に設けられて
いる場合の例であるが、３個以上の場合も再生時には再
生上流側の電気ヒータから順に通電が行われ、下流側の
電気ヒータほど、通電量が上流側に比べて少なくされ
る。このように、本発明では再生時には再生上流側の電
気ヒータから順に通電され、下流側の電気ヒータほど通
電量が少なく制御されるが、下流側フィルタには再生時
に上流側フィルタのパティキュレートの燃料ガスが流れ
るので、電気ヒータへの通電量が少なくても着火温度ま
で上昇させることができる。この結果、下流側パティキ
ュレートフィルタの過昇温によるフィルタの溶損が防止
され、かつフィルタ再生時の電力消費量を低減させるこ
とができる。

【００１９】次に、排気ガスとフィルタ再生時の２次空
気とを同じ方向から流す場合のパティキュレートフィル
タ５Ａ，５Ｂの構成、ならびに電気ヒータ５Ａ，５Ｂの
別の実施例に付いて説明する。図４は別の実施例におけ
る排気通路２のケーシング３の部分のみを拡大して示す
ものであり、パティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂの構
成を示すものである。この図ではパティキュレートフィ
ルタ５Ａの排気ガスの流れる方向の長さＬ１とパティキ
ュレートフィルタ５Ｂの排気ガスの流れる方向の長さＬ
２とが同じ長さに描かれているが、上流側のパティキュ
レートフィルタ５Ａの長さＬ１は下流側のパティキュレ
ートフィルタ５Ｂに対して短く（Ｌ１≦Ｌ２）としても
良いものである。図４の実施例では、上流側のパティキ
ュレートフィルタ５Ａには、パティキュレートフィルタ
の捕集部分（通路５１と閉塞材５２）が中央部のみに設
けられており、フィルタ５Ａの外周部は排気ガス中のパ
ティキュレートが捕集されない貫通部５３になってい
る。

【００２０】図５は図４のパティキュレートフィルタ５
Ａの具体的な構成例の外観を示す斜視図であり、多孔性
物質からなるハニカム状の隔壁を備えた円筒状のハニカ
ム状フィルタは同じであるが、隔壁で囲まれた多数の直
方体状の通路５１のうち、中央部分の通路５１に隣接す
るものだけを、排気ガスの流入側と排気ガスの流出側で
交互にセラミック製の閉塞材５２によって栓詰めして閉
通路化し、外周部分の通路５１は栓詰めせずに貫通路５
３としたものである。なお、このような外周部に貫通路
５３を備えたパティキュレートフィルタ５Ａの他の具体
的な構成例としては、図６に示すように、図２のパティ
キュレートフィルタ５Ａ，５Ｂと同じ長さの外径を持
ち、内側に複数本の支持体６２が突出する円筒状のケー
ス６１を用意し、この支持体６２に、図２と同じ形状で
直径の小さなパティキュレートフィルタ６０を支持させ
て作ることもできる。

【００２１】また、図４の実施例の内燃機関の排気浄化
装置が図１に示した実施例の内燃機関の排気浄化装置と
異なる点は、２次空気供給時の上流側に位置するパティ
キュレートフィルタ５Ａには電気ヒータＨＡを、パティ
キュレートフィルタ５Ａのパティキュレート捕集部分全
面に設けるが、下流側に位置するパティキュレートフィ
ルタ５Ｂには電気ヒータＨＢをフィルタの端面全面に均
一に設けず、上流側の電気ヒータＨＡに重なる下流側の
フィルタの端面上の電気ヒータＨＢは間引いて設ける点
である。この実施例においても、フィルタの再生時にエ
アポンプ９から２次空気が供給されると、２次空気の流
れの上流側の電気ヒータＨＡに最初に通電が行われ、上
流側の電気ヒータＨＡへの通電が終了すると、続いて下
流側の電気ヒータＨＢへの通電が開始される。よって、
再生時の下流側のパティキュレートフィルタ５Ｂには、
上流側のパティキュレートフィルタ５Ａのパティキュレ
ートの燃焼ガスが流れ込むので、下流側のパティキュレ
ートフィルタ５Ｂから電気ヒータ５Ｂを間引いても、間
引いた部分のパティキュレートフィルタ５Ａにおいても
パティキュレートは着火可能温度まで上昇して燃焼す
る。そして、燃焼ガスは燃焼ガス排出通路７を通って大
気中に放出される。

【００２２】図７は図４の実施例における内燃機関の排
気浄化装置の再生動作時の電気ヒータＨＡ，ＨＢの通電
量を示すものである。この実施例では、フィルタ再生動
作が開始されると、所定時間、例えば３分の間だけ電気
ヒータＨＡに通電が行われる。この時の通電量は図１の
実施例における通電量１．６kwより低い１．０kwに維持
されるが、これは、加熱面積が小さいので電力量が少な
くて良いからである。所定時間３分の経過後は、所定時
間、例えば２分の通電停止時間が設けられた後に、今度
は電気ヒータＨＢへの通電が所定時間、例えば３分の間
だけ行われる。この時のヒータＨＢへの通電量はヒータ
ＨＡへの通電量と同じ１．０kwにされる。

【００２３】図８は排気ガスとフィルタ再生時の２次空
気とを同じ方向から流す場合のパティキュレートフィル
タ５Ａ，５Ｂの構成、ならびに電気ヒータ５Ａ，５Ｂの
更に別の実施例であり、図４と同じく排気通路２のケー
シング３の部分のみを拡大して示すものである。この図
でもパティキュレートフィルタ５Ａの排気ガスの流れる
方向の長さＬ１とパティキュレートフィルタ５Ｂの排気
ガスの流れる方向の長さＬ２とが同じ長さに描かれてい
るが、上流側のパティキュレートフィルタ５Ａの長さＬ
１は下流側のパティキュレートフィルタ５Ｂに対して短
く（Ｌ１≦Ｌ２）としても良いものである。図８の実施
例では、上流側のパティキュレートフィルタ５Ａには、
パティキュレートフィルタの捕集部分（通路５１と閉塞
材５２）が外周部のみに設けられており、フィルタ５Ａ
の中央部は排気ガス中のパティキュレートが捕集されな
い貫通部５３になっている。

【００２４】この実施例のパティキュレートフィルタ５
Ａとしては、多孔性物質からなるハニカム状の隔壁を備
えた円筒状のハニカム状フィルタの、隔壁で囲まれた多
数の直方体状の通路５１のうち、外周部分の通路５１に
隣接するものだけを、排気ガスの流入側と排気ガスの流
出側で交互にセラミック製の閉塞材５２によって栓詰め
して閉通路化し、中央部分の通路５１は栓詰めせずに貫
通路５３とすれば良いので図は省略する。また、図６に
示したパティキュレートフィルタ５Ａとは逆に、中心部
をハニカム状とせずに大きな貫通路５３を設け、外周部
を図２と同様にハニカム状とすることもできる。

【００２５】また、図８の実施例においても、２次空気
供給時の上流側に位置するパティキュレートフィルタ５
Ａには電気ヒータＨＡを、パティキュレートフィルタ５
Ａのパティキュレート捕集部分全面（外周部のみ）に設
けるが、下流側に位置するパティキュレートフィルタ５
Ｂには電気ヒータＨＢをフィルタの端面全面に均一に設
けず、上流側の電気ヒータＨＡに重なる下流側のフィル
タの端面上の電気ヒータＨＢは間引いて設ける。この実
施例においても、フィルタの再生時にエアポンプ９から
２次空気が供給されると、２次空気の流れの上流側の電
気ヒータＨＡに最初に通電が行われ、上流側の電気ヒー
タＨＡへの通電が終了すると、続いて下流側の電気ヒー
タＨＢへの通電が開始される。よって、再生時の下流側
のパティキュレートフィルタ５Ｂには、上流側のパティ
キュレートフィルタ５Ａのパティキュレートの燃焼ガス
が流れ込むので、下流側のパティキュレートフィルタ５
Ｂから電気ヒータ５Ｂを間引いても、間引いた部分のパ
ティキュレートフィルタ５Ａにおいてもパティキュレー
トは着火可能温度まで上昇して燃焼する。そして、燃焼
ガスは燃焼ガス排出通路７を通って大気中に放出され
る。

【００２６】図９は図８の実施例における内燃機関の排
気浄化装置の再生動作時の電気ヒータＨＡ，ＨＢの通電
量を示すものである。この実施例では、フィルタ再生動
作が開始されると、所定時間、例えば３分の間だけ電気
ヒータＨＡに通電が行われる。この時の通電量は図１の
実施例における通電量１．６kwより低い１．３kwに維持
されるが、これは、電気ヒータＨＡによって通電される
面積が小さく、電力量が少なくて良いからである。所定
時間３分の経過後は、所定時間、例えば２分の通電停止
時間が設けられた後に、今度は電気ヒータＨＢへの通電
が所定時間、例えば３分の間だけ行われる。この時のヒ
ータＨＢへの通電量はヒータＨＡへの通電量より小さい
０．７kwで良い。

【００２７】下表１は直径が１４０mm、全長１３０mmの
パティキュレートフィルタの再生状況（ヒータ容量、加
熱時間、パティキュレート捕集量、２次空気流量）を示
すものであり、下表２は直径が１４０mm、全長６０mmの
パティキュレートフィルタの再生状況（ヒータ容量、加
熱時間、パティキュレート捕集量、２次空気流量）を示
すものである。これらの表からも、本発明の内燃機関の
排気浄化装置におけるパティキュレートフィルタに再生
時にクラックが発生せず、本発明の内燃機関の排気浄化
装置が再生時のパティキュレートフィルタの破損の防止
に効果があることが分かる。 〔表１〕 トータル ヒータ容量 加熱時間 捕集量 ２次空気流量 再生状況 クラックの発生 １．６kw ３分 ２０ｇ ５０Ｌ／分 △ 有り １．８kw ３分 １０ｇ １００Ｌ／分 × 無し １．８kw ３分 ２０ｇ １００Ｌ／分 ○ 有り ２．２kw ３分 ２０ｇ ２００Ｌ／分 ○ 有り 但し、 △は不完全、×は不良、○は良好、Ｌはリットルを表す。 〔表２〕 トータル ヒータ容量 加熱時間 捕集量 ２次空気流量 再生状況 クラックの発生 １．６kw ３分 ２０ｇ ５０Ｌ／分 ○ 無し １．８kw ３分 １０ｇ １００Ｌ／分 ○ 無し １．８kw ３分 ２０ｇ １００Ｌ／分 ○ 無し ２．２kw ３分 ２０ｇ ２００Ｌ／分 ○ 無し 但し、 ○は良好、Ｌはリットルを表す。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パティキュレート捕集用のハニカム型フィルタを間隔を
隔てて複数個直列に排気ガス通路中に配置し、これらの
フィルタの再生時には別の排気通路に排気ガスを全量バ
イパスさせる排気浄化装置において、電気ヒータへの通
電制御、あるいは電気ヒータの配置を工夫することによ
り、フィルタ再生時に下流側フィルタの過昇温によるフ
ィルタの溶損を防止し、かつ、電力消費量をも低減する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における内燃機関の排気浄化装置の一実
施例の全体構成を示すシステム図である。

【図２】図１の内燃機関の排気浄化装置に使用するパテ
ィキュレートフィルタの構成を示す斜視図である。

【図３】図１の制御回路によるパティキュレートフィル
タに取り付けられた電気ヒータへの通電量を示す波形図
である。

【図４】本発明の内燃機関の排気浄化装置に使用するパ
ティキュレートフィルタの他の実施例の構成を示す排気
通路の部分拡大断面図である。

【図５】図４のパティキュレートフィルタ５Ａの具体的
な構成例の外観を示す斜視図である。

【図６】図４のパティキュレートフィルタ５Ａの他の具
体的な構成例の外観を示す斜視図である。

【図７】図４の制御回路によるパティキュレートフィル
タに取り付けられた電気ヒータへの通電量を示す波形図
である。

【図８】本発明の内燃機関の排気浄化装置に使用するパ
ティキュレートフィルタの他の実施例の構成を示す排気
通路の部分拡大断面図である。

【図９】図８の制御回路によるパティキュレートフィル
タに取り付けられた電気ヒータへの通電量を示す波形図
である。

【図１０】従来の内燃機関の排気浄化装置の全体構成を
示すシステム図である。

【図１１】(a) はパティキュレートフィルタ内にパティ
キュレートが十分に捕集された状態を示す説明ず、(b)
は(a) の状態のフィルタの再生後にヒータから遠い端面
側の外周部にパティキュレートの燃え残りが残留した状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関 ２…排気ガス通路 ３…ケーシング ５Ａ，５Ｂ…パティキュレートフィルタ ６…２次空気供給通路 ７…燃焼ガス排出通路 ８…バイパス通路 ９…エアポンプ １０…従来の排気浄化装置 １１…バッテリ ２０…本発明の一実施例の排気浄化装置 ５１…通路 ５２…閉塞部 ５３…貫通路 １００…制御回路 ＨＡ，ＨＢ…電気ヒータ ＳＡ，ＳＢ…スイッチ Ｖ１〜Ｖ４…弁

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】次に、以上のように構成された内燃機関の
排気浄化装置２０の動作を図１および図３を用いて説明
する。 (1) パティキュレート捕集動作時 通常の排気ガス中のパティキュレート捕集時には、各弁
Ｖ１〜Ｖ４は破線の位置にある。従って、バイパス通路
８、エアポンプ９からの２次空気供給通路６および燃焼
ガス排出通路７は閉じており、このときは、ディーゼル
機関１から排出された排気ガスはケーシング３に内蔵さ
れたパティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂによってパテ
ィキュレートが除去されて図示しないマフラーを通して
大気中に放出される。 (2) パティキュレートフィルタ再生動作時 図示しない排気ガス圧センサにより、パティキュレート
フィルタ５Ａ，５Ｂの上流側の排気ガス圧力と下流側の
排気ガス圧力が検出され、その圧力差が所定値以上にな
ると、パティキュレートフィルタ５Ａ，５Ｂにパティキ
ュレートが所定量捕集されたとしてパティキュレートフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの再生処理が開始される。パティキュ
レートフィルタ５Ａ，５Ｂの再生処理時には各弁Ｖ１〜
Ｖ４は実線の位置に切り換わる。この状態では、ディー
ゼル機関１からの排気ガスは排気バイパス通路８，マフ
ラーを通って空気中に放出される。また、この時にはエ
アポンプ９から２次空気が供給され、２次空気の流れの
上流側の電気ヒータＨＡに最初に通電が行われ、上流側
の電気ヒータＨＡへの通電が終了すると、続いて下流側
の電気ヒータＨＢへの通電が開始される。そして、燃焼
ガスは燃焼ガス排出通路７を通って大気中に放出され
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガス通路中に設けたケー
   シング中に、パティキュレート捕集用のハニカム型フィ
   ルタを間隔を隔てて複数個直列に配置し、これらのフィ
   ルタの再生時には別の排気通路に排気ガスを全量バイパ
   スさせる排気浄化装置において、 前記各フィルタの同じ側の端面にそれぞれ電気ヒータを
   設け、再生時に流す再生ガスの上流側の電気ヒータから
   順に通電すると共に、下流側電気ヒータの通電量を上流
   側ヒータの通電量よりも少なくしたことを特徴とする内
   燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の排気ガス通路中に設けたケー
   シング中に、パティキュレート捕集用のハニカム型フィ
   ルタを間隔を隔てて複数個直列に配置し、これらのフィ
   ルタの再生時には別の排気通路に排気ガスを全量バイパ
   スさせる排気浄化装置において、 パティキュレート捕集時の上流側フィルタには貫通空間
   を有する部分的なフィルタを配置し、各フィルタの同じ
   側の端面にそれぞれ電気ヒータを設けると共に、再生時
   に流す再生ガスの上流側の電気ヒータの再生ガスの流れ
   る方向に重なる部分の下流側の電気ヒータを間引き、電
   気ヒータを上流側から順に通電することを特徴とする内
   燃機関の排気浄化装置。