JPH0517367B2 - - Google Patents

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JPH0517367B2
JPH0517367B2 JP20923682A JP20923682A JPH0517367B2 JP H0517367 B2 JPH0517367 B2 JP H0517367B2 JP 20923682 A JP20923682 A JP 20923682A JP 20923682 A JP20923682 A JP 20923682A JP H0517367 B2 JPH0517367 B2 JP H0517367B2
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Mamoru Terada
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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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
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • 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
    • F01N3/05Exhaust 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 air, e.g. by mixing exhaust with air
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (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
けたトラツプ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プに通され、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)がトラツプの捕集材により捕集
される。捕集材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
却除去してトラツプを再生する必要がある。
特開昭56−118514号公報は、パテイキユレート
捕集用フイルタにバイパスを設け、再生時、排気
ガスをバイパスさせるとともに2次空気を供給す
るようにし、さらにパテイキユレート燃焼熱を受
けてフイルタが溶損することを防止するために、
フイルタ温度が所定値以上の時、2次空気供給を
停止することを教示している。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来技術では、2次空気の供給
が、即、再生の終了であり、その後フイルタ温度
が所定温度以下となつても再生は実行されず、再
生不良となるおそれがあつた。
本発明は、トラツプの再生において、再生不良
を生じることなく捕集材の溶損を防止できるデイ
ーゼル微粒子除去装置を提供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、第1図、第3図に示す如
く、次の装置から構成される。
デイーゼルエンジンの排気ガス中の排気微粒子
を捕集する捕集材16と、 該捕集材16に捕集された排気微粒子に着火す
るための加熱手段17,106,110と、 前記捕集材16の内部温度を検出する温度セン
サ24と、 前記捕集材再生時に捕集材16に2次空気を供
給すべく作動する2次空気供給手段21a,2
1,22,107,118と、 捕集材再生時に捕集材16へ排気ガス流入を遮
断するための遮断手段10,12,13,14,
15,104,105,116,117と、 から構成されたデイーゼル微粒子除去装置であつ
て、 捕集材再生時、前記温度センサ24により検出
された捕集材内部温度が、第1の所定温度T3
越えるときは2次空気量を減量し第1の所定温度
より低い第2の所定温度T4以下のときは2次空
気量を増量して、排気微粒子を燃焼させる燃焼制
御手段111,112,113,114,115
を設けたことを特徴とするデイーゼル微粒子除去
装置。
[作用] 上記装置により、トラツプ再生時、燃焼制御手
段によつて2次空気量が制御されることにより、
微粒子自然燃焼温度がT3〜T4の範囲に納められ、
捕集材の溶損が生じることなく、捕集された微粒
子が燃焼され、トラツプが再生される。
また、2次空気が減量された後、温度が第2の
所定温度T4以下となれば、2次空気を増量し捕
集材におけるパテイキユレートの燃焼を促進し
て、より燃え残りの少ない再生をし、可能なかぎ
り再生不良を回避することができる。
[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に係るデイーゼル微
粒子除去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は燃料噴射ポンプ、4は燃料配管、5はエンジ
ン回転数検出センサ、6は排気マニホルド、7は
排気通路、8は排気通路7に設けられたトラツ
プ、9はトラツプ8に並設されたバイパス通路で
ある。
トラツプ8を設けた排気通路7には、トラツプ
8の上流側にトラツプバルブ10が、またバイパ
ス通路9にはバイパスバルブ11が設けられてお
り、それぞれ排気通路7およびバイパス通路9を
開閉する。トラツプバルブ10、バイパスバルブ
11の開閉の駆動は、それぞれダイアフラム1
2,13によつて行なわれ、これらダイアフラム
12,13をバキユームポンプに接続する配管上
にはそれぞれバキユームスイツチングバルブ
(VSV)14,15が配設されている。そして
VSV14,15の切換によりトラツプバルブ1
0、バイパスバルブ11は開閉される。
トラツプ8には、第2図に示すように、パテイ
キユレートを捕集するための捕集材16が装入さ
れており、捕集材16の排気ガス入口側にはパテ
イキユレートに着火する電気ヒータ17が配設さ
れている。電気ヒータ17はバツテリ18に接続
されており、その回路には電気ヒータ17への通
電をオンオフする電気ヒータ用切換リレー19が
設けられている。
また、電気ヒータ17とバイパスバルブ10と
の間には2次空気導入口21aが設けられてお
り、この2次空気導入口21aにはエアポンプ2
0からの2次空気供給通路21が接続されてい
る。2次空気供給通路21上にはデユーテイ制御
電磁弁22が設けられており、エアポンプ20か
らの2次空気の供給を増減(オンオフを含む)す
る。エアポンプ20の駆動はバツテリ18からの
通電によつて行なわれ、この電気回路上に通電を
オンオフするエアポンプ用切換リレー23が設け
られている。
トラツプ8の温度を検出する手段として、捕集
材16に直接接触させて熱電対から成る温度セン
サ24を設け、かつ捕集材16の下流側に温度セ
ンサ25を設置する。なお、26はエンジンの負
荷を検出するセンサであり、27はトランスミツ
シヨン、28はアース、30はエンジン水温を検
出するセンサである。
上記のうち、トラツプバルブ10(さらに詳し
くはトラツプバルブ10を開閉するVSV14)、
バイパスバルブ11(さらに詳しくはバイパスバ
ルブ11を開閉するVSV15)、電気ヒータ17
(さらに詳しくは電気ヒータ17への通電をオン
オフする電気ヒータ用切換リレー19)、エアポ
ンプ20(さらに詳しくエアポンプ20への通電
をオンオフするエアポンプ用切換リレー20)、
電磁弁22は、それぞれECU29に電気的に接
続されており、ECU29からの指令によつて作
動するように構成されている。ECU29には、
さらに、トラツプ8の温度センサ24,25、エ
ンジン回転数検出センサ5、エンジン負荷検出セ
ンサ26が電気的に接続されており、これらのセ
ンサからの信号が入力される。
ECU29は、第3図に流れ線図で示す機能を
果すように構成され、一定のエンジン積算回転数
毎にルーチンに入つてつぎのように作動する。ま
ず、ステツプ101で、再生時期か否かを判断す
る。これは、エンジン回転数検出センサ5からの
信号を受けてエンジン回転数を積算し、ある回転
数、たとえば20万回転、以上になると再生時期に
なつたと判断することにより行なう。再生時期で
ないなら演算を終つてリセツトし、再生時期にな
つているステツプ102,103へとバツテリ1
8が充電されているか否かを判断する。これは、
ステツプ102でエンジン始動後ある時間T5
たとえば5分以上経過しており、かつステツプ1
03でエンジン水温をエンジン水温検出センサ3
0により検出し、エンジン水温がある温度T1
たとえば80℃以上であればバツテリ18が充電さ
れたものと判断する。バツテリ18が充電されて
いない場合は演算を終つてリセツトし、充電され
ている場合、ステツプ104に進みバイパスバル
ブ11にバルブ開の指令信号を送り、かつステツ
プ105に進みトラツプバルブ10にバルブ閉の
指令信号を送る。この信号を受けてバイパスバル
ブ11は開きかつトラツプバルブ10は閉まる。
この開閉は、VSV15,14によつて行なわれ
る。バルブの開閉が終ると、つぎにECU29は
ステツプ106で電気ヒータ17に通電の信号を
送る。この通電は電気ヒータ用切換リレー19に
よつて行なわれる。続いてステツプ107で電磁
弁22が開かれるとともにエアポンプ20がエア
ポンプ用切換リレー23によつて駆動され、エア
ポンプ20からの2次空気が2次空気供給口19
よりトラツプ8に供給される。この状態で再生が
始まる。ECU29はステツプ108再生時間を
計測し、ステツプ109で着火に必要と思われる
時間T2を経過したかどうかを判断する。着火時
間T2が経過するとステツプ110で電気ヒータ
17への通電が停止される。この通電停止は電気
ヒータ用切換リレー19により行なわれる。この
状態では、電気ヒータ17への通電が停止してい
るにも拘わらずパテイキユレートの自燃で燃焼は
継続しており、再生は継続している。
再生中、温度サンセ24,25によつてトラツ
プ8内の温度、とくに捕集材16の温度が測定さ
れ、ECU29により温度制御が行なわれる。ス
テツプ111でトラツプ内温度が捕集材溶接損温
度T3、たとえば1000℃以下のときはそのままの
燃焼状態が継続されるが、トラツプ内温度が捕集
材溶損温度T3を超えるときは、ステツプ112
で2次エアの供給がデユーテイ制御電磁弁22を
閉じ側に作動されることにより減量され、燃焼が
抑えられて、トラツプ8内温度は下がる。ステツ
プ113でトラツプ8内温度が自燃可能下限温度
T4温度(ただし、T4<T3)以下に下ろうとする
とステツプ114で電磁弁22が開側に作動され
て2次エアが増量され、パテイキユレートの自燃
が続行される。このようにしてT3とT4の間の温
度範囲の燃焼がステツプ115により一定時間つ
づき、パテイキユレートは完全に燃焼する。一定
時間を経過すると、続いてステツプ116でトラ
ツプバルブ10は開かれ、バイパスバルブ11が
閉められ、ステツプ118で電磁弁22が閉めら
れて2次エアの供給が停止される。電磁弁22は
再生時以外はエアポンプ20への排ガス流入を防
ぐためオフになつている。このようにして、リセ
ツトが完了し、一連の再生作動が終了して初期の
状態に戻る。
すなわち、再生においては、トラツプ内部温度
が検知され、ECUにより2次空気の供給量がフ
イードバツク制御されることによつてパテイキユ
レートの燃焼が制御される。したがつて、トラツ
プ8の温度は常に溶損温度以下に保たれ、トラツ
プ8の溶損は生じない。
また、2次空気が減量された後、温度がT4
下となれば、2次空気を増量してパテイキユレー
トの燃焼を促進するようにしてあるので、再生不
良は可能な限り抑制される。
[発明の効果] 本発明のデイーゼル微粒子除去装置は、捕集除
去装置は、捕集材の内部温度を検知して、捕集材
温度が第1の所定温度を越えるときは2次空気量
を減量し第1の所定温度より低い第2の所定温度
以下のときは2次空気量を増量することにより、
トラツプ内部温度を制御するようにしたぎである
から、本発明によれば、トラツプ再生時にトラツ
プ内部温度を溶損温度以下に保つことができ、ト
ラツプ溶損を確実に防止でき、しかも再生不良の
発生が抑えられるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るデイーゼル微
粒子除去装置の全体系統図、第2図は第1図の装
置のトラツプの部分の拡大概略図、第3図は第1
図の装置の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、5……エンジ
ン回転数検出センサ、7……排気通路、8……ト
ラツプ、9……バイパス通路、10……トラツプ
バルブ、11……バイパスバルブ、12,13…
…ダイアフラム、14,15……VSV、16…
…捕集材、17……電気ヒータ、18……バツテ
リ、19……電気ヒータ用切換リレー、20……
エアポンプ、21……空気供給通路、21a……
2次空気導入口、22……電磁弁、23……エア
ポンプ切換リレー、24,25……温度センサ、
26……エンジン負荷検出センサ、29……コン
ピユータ(ECU)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイーゼルエンジンの排気ガス中の排気微粒
    子を捕集する捕集材と、 該捕集材に捕集された排気微粒子に着火するた
    めの加熱手段と、 前記捕集材の内部温度を検出する温度センサ
    と、 前記捕集材再生時に捕集材に2次空気を供給す
    べく作動する2次空気供給手段と、 捕集材再生時に捕集材への排気ガス流入を遮断
    するための遮断手段と、から構成されたデイーゼ
    ル微粒子除去装置であつて、 捕集材再生時、前記温度センサにより検出され
    た捕集材内部温度が、第1の所定温度を越えると
    きは2次空気量を減量し第1の所定温度より低い
    第2の所定温度以下のときは2次空気量を増量し
    て、排気微粒子を燃焼させる燃焼制御手段を設け
    たことを特徴とするデイーゼル微粒子除去装置。
JP57209236A 1982-12-01 1982-12-01 デイ−ゼル微粒子除去装置 Granted JPS59101518A (ja)

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JPS59101518A JPS59101518A (ja) 1984-06-12
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JPH0621552B2 (ja) * 1989-02-13 1994-03-23 いすゞ自動車株式会社 パティキュレートトラップの再燃焼装置

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JPS56118514A (en) * 1980-02-25 1981-09-17 Nippon Soken Inc Cleaner for carbon particles of internal combustion engine

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