JPH05195752A - Exhaust gas purification device with alternate filter regeneration - Google Patents

Exhaust gas purification device with alternate filter regeneration

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JPH05195752A
JPH05195752A JP4010981A JP1098192A JPH05195752A JP H05195752 A JPH05195752 A JP H05195752A JP 4010981 A JP4010981 A JP 4010981A JP 1098192 A JP1098192 A JP 1098192A JP H05195752 A JPH05195752 A JP H05195752A
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JP
Japan
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filter
regeneration
exhaust gas
exhaust
filters
Prior art date
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Pending
Application number
JP4010981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Obata
喜代志 小端
Shinya Hirota
信也 広田
Kotaro Hayashi
孝太郎 林
Eiji Iwasaki
英二 岩▲崎▼
Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH05195752A publication Critical patent/JPH05195752A/en
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Abstract

PURPOSE:To lessen the intra-filter temp. difference of an exhaust gas purification device equipped with a dual filter of alternate regeneration system by reducing heat radiation at the peripheral part when filter is to be regenerated. CONSTITUTION:An exhaust gas purification device changes over, at the time of filter regeneration, two filters 5, 6 from the particulate collecting mode to regenerating mode one after the other for regenerating the filters alternately. When the two filters 5, 6 are installed within inner casings 3, 4 in a muffler 1 for regeneration of one of the filters 5/6, the exhaust gas passing through the filter 6/5 on the particulates collection side is left flowing to the peripheral space b/a of the filter 5/6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に設けられる排
気浄化装置に関し、特にディーゼル機関より排出される
ディーゼルパティキュレートを捕集するフィルタを2つ
配置した所謂デュアルフィルタタイプの排気浄化装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device provided in an internal combustion engine, and more particularly to a so-called dual filter type exhaust gas purification device having two filters for collecting diesel particulates discharged from a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディーゼル機関の排気中には排気
微粒子、即ちパティキュレートが多く含まれているた
め、機関の排気系にはこ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(以下、フィルタと呼
ぶ)が装着されている。
2. Description of the Related Art For example, exhaust gas of a diesel engine contains a large amount of exhaust particulates, that is, particulates. Therefore, the exhaust system of the engine has a particulate filter (hereinafter referred to as a filter) for collecting the particulates. Called) is installed.

【0003】このフィルタは、使用に伴ってその内部に
蓄積されるパティキュレートの量が増えると通気性が次
第に損なわれ、機関性能が低下することになるため、パ
ティキュレート捕集量に応じて定期的に再生されなけれ
ばならない。
When the amount of particulates accumulated inside the filter increases as it is used, the air permeability is gradually impaired, and the engine performance deteriorates. Therefore, the filter is regularly used depending on the amount of particulates collected. Must be regenerated.

【0004】このフィルタ再生処理は、例えばフィルタ
の端面近傍に設けられた電気ヒータを加熱して、フィル
タ内のパティキュレートに着火することによって達成さ
れ、この時フィルタにはパティキュレート燃焼のため、
例えば空気(2次空気とも呼ばれる)に代表されるよう
な再生用ガスが導かれるようになっている。
This filter regeneration treatment is accomplished, for example, by heating an electric heater provided in the vicinity of the end face of the filter to ignite the particulates in the filter. At this time, because of particulate combustion in the filter,
For example, regeneration gas represented by air (also called secondary air) is introduced.

【0005】ところで、この分野においては、パティキ
ュレート捕集性能を向上するため、1本の排気管を分岐
して夫々の内部にフィルタを並列配置した、所謂デュア
ルフイルタタイプの排気浄化装置が知られており、又実
開昭63−14819号公報には、この排気浄化装置に
関連してフィルタ再生時、再生側フィルタの下流側通路
を遮断してパティキュレート捕集側フィルタのみに排気
ガスを流し、再生側フィルタのヒータに通電すると共
に、その下流側から再生用2次空気を供給し、この再生
処理を2フィルタで交互に実行する再生装置が開示され
ている。
By the way, in this field, in order to improve the performance of collecting particulates, a so-called dual filter type exhaust purification device is known in which one exhaust pipe is branched and a filter is arranged in parallel inside each. In addition, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-14819, in connection with this exhaust gas purification device, when the filter is regenerated, the downstream passage of the regeneration side filter is shut off and the exhaust gas is allowed to flow only to the particulate collection side filter. There is disclosed a regeneration device in which a heater of a regeneration filter is energized, secondary regeneration air is supplied from the downstream side, and the regeneration process is alternately performed by the two filters.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの再生
装置は、一方のフィルタ再生時においては機関本体から
の排気ガスが総てパティキュレート捕集側フィルタに導
かれるために、再生側のフィルタ外周部が放熱によって
冷え、パティキュレート燃え残りが多くなる可能性があ
り、常に安定したフィルタ再生処理を実行することがで
きない恐れがあった。
However, in this regenerator, when one of the filters is regenerated, the exhaust gas from the engine body is entirely guided to the particulate trapping side filter, so that the outer periphery of the regenerating side filter is There is a possibility that it will be cooled by heat radiation and there will be a large amount of unburned particulate residue, and there is a risk that stable filter regeneration processing cannot always be executed.

【0007】本発明はフィルタ交互再生排気浄化装置の
問題点に鑑み、常に安定したフィルタ再生を可能とする
排気浄化装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the alternate filter regeneration exhaust gas purification device, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device that enables stable filter regeneration at all times.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によればディーゼル機関の排気通路を二手に
分岐させ、分岐された各排気通路夫々にパティキュレー
トを捕集するフィルタを配置し、以てこの2つのフィル
タを交互にフィルタ再生してなる排気浄化装置におい
て、フィルタ再生時に、パティキュレート捕集側のフィ
ルタを通過する前、又は通過した後の排気ガスを再生側
フィルタの外周空間に流すようにしたことを特徴とする
フィルタ交互再生排気浄化装置が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, an exhaust passage of a diesel engine is branched into two parts, and a filter for collecting particulates is arranged in each of the branched exhaust passages. Therefore, in the exhaust gas purification device in which these two filters are alternately regenerated, the exhaust gas before or after passing through the particulate collection side filter is recirculated to the outer space of the regeneration side filter during the filter regeneration. There is provided a filter alternate regeneration exhaust gas purification device characterized in that it is made to flow to the exhaust gas.

【0009】[0009]

【作用】フィルタ再生時、再生側のフィルタの外周部は
パティキュレート捕集側のフィルタを通過する前、或い
は通過した後の排気ガスによって加熱されるため、再生
側フィルタの温度低下を防止することができ、パティキ
ュレート燃え残り発生を抑えることができる。
When the filter is regenerated, the outer peripheral portion of the filter on the regeneration side is heated by the exhaust gas before or after passing through the filter on the particulate collection side, so that the temperature drop of the regeneration side filter is prevented. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of unburned particulates.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。本発明による排気浄化装置をディーゼル機関のマ
フラーに組み込んだ概略的構造を示す図1に関し、1は
図で左側に位置することになるエンジン本体(図示せ
ず)からの排気ガスが流入するマフラーである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1 showing a schematic structure in which an exhaust emission control device according to the present invention is incorporated in a muffler of a diesel engine, reference numeral 1 is a muffler into which exhaust gas from an engine body (not shown) to be located on the left side in the figure flows. is there.

【0011】このマフラー1は、排気ガス流動方向に沿
って延びる筒状に形成された外ケーシング2から構成さ
れており、更にその内部はその長手方向のほぼ中間に位
置する隔壁2aによって2分割されている。
The muffler 1 is composed of a cylindrical outer casing 2 extending along the exhaust gas flow direction, and the inside of the muffler 1 is divided into two by a partition wall 2a located approximately in the longitudinal direction. ing.

【0012】本実施例によれば、この隔壁2aによって
分割されたケーシング内の各空間には、更に筒状の第1
の内ケーシング3及び第2の内ケーシング4が配置さ
れ、夫々の内部にはパティキュレートを捕集する第1フ
ィルタ5及び第2フィルタ6が、保持材7を介して収納
される。
According to this embodiment, in each space in the casing divided by the partition wall 2a, a first tubular member is further provided.
An inner casing 3 and a second inner casing 4 are arranged, and a first filter 5 and a second filter 6 for collecting particulates are housed inside each of them via a holding material 7.

【0013】以上のように構成されるマフラー1に対
し、ディーゼル機関本体からの排気ガスは、その排気上
流側において二手に分岐された第1の分岐管8及び第2
の分岐管9を通って流入するが、第1の分岐管8はその
まま外ケーシング2の端壁2bを貫通し、上述した第1
の内ケーシング3の内部空間aに開口し、他方第2の分
岐管9は端壁2bに接続され、外ケーシング2と第1の
内ケーシング3との間に画成された空間bに開口する。
With respect to the muffler 1 constructed as described above, the exhaust gas from the main body of the diesel engine is divided into a first branch pipe 8 and a second branch pipe which are branched on the upstream side of the exhaust gas.
The first branch pipe 8 passes through the end wall 2b of the outer casing 2 as it is, and flows through the branch pipe 9 of
To the inner space a of the inner casing 3, while the second branch pipe 9 is connected to the end wall 2b and to the space b defined between the outer casing 2 and the first inner casing 3. ..

【0014】外ケーシング2のほぼ中央に位置する上記
隔壁2aは、一方において第1の内ケーシング3に延
び、空間aに開口するパイプ2cと、他方において第2
の内ケーシング4に延び、その内部空間cに開口するパ
イプ2dを備えており、従ってパイプ2cは、外ケーシ
ング2と第2の内ケーシング4との間に画成された空間
dと空間aとの連通を可能にし、パイプ2dは空間bと
空間dとの連通を可能にしている。
The partition wall 2a located substantially in the center of the outer casing 2 extends to the first inner casing 3 on one side and a pipe 2c opening to the space a, and the second on the other side.
A pipe 2d extending into the inner casing 4 and opening into its inner space c, so that the pipe 2c defines a space d and a space a defined between the outer casing 2 and the second inner casing 4. And the pipe 2d allows the space b and the space d to communicate with each other.

【0015】以上のように構成されたマフラー1からの
排気ガス排出に関しては、流入と同様に、もう一方の端
壁2eに対して第3の分岐管10と第4の分岐管11が
接続され、第3の分岐管10は端壁2eを貫通して第2
の内ケーシング4の内部空間c(第2フィルタ6の下流
側)に開口し、第4の分岐管11は端壁2eにそのまま
接続され、空間dに開口する。
Regarding the exhaust gas discharge from the muffler 1 constructed as described above, the third branch pipe 10 and the fourth branch pipe 11 are connected to the other end wall 2e similarly to the inflow. , The third branch pipe 10 penetrates the end wall 2e
The inner wall of the inner casing 4 opens to the inner space c (downstream side of the second filter 6), the fourth branch pipe 11 is directly connected to the end wall 2e, and opens to the space d.

【0016】本実施例によれば、このマフラー1に内蔵
される排気浄化装置は、パティキュレート捕集時の排気
ガス流動方向が、フィルタ再生時の再生用ガス(2次空
気など)の流動方向と逆になる、所謂逆流再生方式の排
気浄化装置であるため、従って各フィルタ5,6の排気
下流側の端部には、フィルタ再生時にフィルタを加熱す
る電気ヒータ12が設けられ、第3及び第4分岐管1
0,11にはフィルタ再生時、対応するフィルタに対し
てその下流側から電動エアポンプPからの再生用2次空
気を導く再生用ガス導入管13及び14が夫々接続され
る。
According to the present embodiment, in the exhaust gas purifying device built in the muffler 1, the exhaust gas flow direction at the time of particulate collection is the flow direction of the regeneration gas (secondary air etc.) at the time of filter regeneration. Since it is a so-called reverse flow regeneration type exhaust emission control device, the electric heater 12 for heating the filter at the time of regeneration of the filter is provided at the ends of the filters 5, 6 on the exhaust downstream side. 4th branch pipe 1
Regeneration gas introduction pipes 13 and 14 for guiding the secondary air for regeneration from the electric air pump P from the downstream side to the corresponding filters are connected to 0 and 11 respectively when the filters are regenerated.

【0017】加えて、これら分岐管10,11の内部で
あって、ガス導入管との接続部近傍にはフィルタ再生
時、再生用ガスの逆流を達成する第1の再生用ガス制御
弁15及び第2の再生用ガス制御弁16が設けられ、又
上述した再生用ガス導入管13,14の内部にも再生用
ガス導入を制御する開閉弁17及び18が設けられる。
尚、本実施例では電動エアポンプPの空気取り入れ側に
はエアフィルタ19も設けられる。
In addition, inside the branch pipes 10 and 11, in the vicinity of the connection with the gas introduction pipe, there is provided a first regeneration gas control valve 15 for achieving a reverse flow of regeneration gas at the time of regeneration of the filter. A second regeneration gas control valve 16 is provided, and on-off valves 17 and 18 for controlling the introduction of regeneration gas are also provided inside the regeneration gas introduction pipes 13 and 14 described above.
In this embodiment, an air filter 19 is also provided on the air intake side of the electric air pump P.

【0018】上述したこれらの再生用ガス制御弁15,
16及び開閉弁17,18は、機関の運転条件などを入
力する制御回路(ECU)20によって開閉制御される
ようになっており、対応する弁の作動時、制御回路20
は各弁の作動を掌るアクチュエータ21〜24に対して
駆動信号を出力する。
These regeneration gas control valves 15 described above,
16 and the on-off valves 17 and 18 are controlled to be opened and closed by a control circuit (ECU) 20 for inputting operating conditions of the engine and the like.
Outputs a drive signal to the actuators 21-24 which control the operation of each valve.

【0019】更に制御回路20は、フィルタ5,6に設
けられた電気ヒータ12への通電も制御することにな
り、フィルタ再生時においては対応する電気ヒータ12
への通電オンオフを掌るヒータリレー25に対して駆動
信号が出力されるようになる。
Further, the control circuit 20 also controls energization to the electric heaters 12 provided in the filters 5 and 6, and when the filters are regenerated, the corresponding electric heaters 12 are regenerated.
The drive signal is output to the heater relay 25 that controls the energization of the power source.

【0020】フィルタ再生の際に発生するパティキュレ
ート燃焼ガスを排出するため、前記第1の分岐管8及び
第2の分岐管9には、夫々の内部に制御回路20によっ
て開閉制御される開閉弁26及び27を備えたガス排出
管28及び29が接続される。又、この分岐管8,9と
ガス排出管28,29との接続部近傍の分岐管内部に
は、フィルタ再生時、マフラー1への排気ガス導入を阻
止する第1の排気制御弁30及び第2の排気制御弁31
が設けられる。尚、これらの弁は前述した再生用ガス制
御弁15,16と同様に、制御回路20からの駆動信号
で作動する各アクチュエータ32〜35によって開閉作
動する。
In order to discharge the particulate combustion gas generated at the time of filter regeneration, the first branch pipe 8 and the second branch pipe 9 each have an opening / closing valve inside of which the opening / closing is controlled by a control circuit 20. Gas discharge pipes 28 and 29 with 26 and 27 are connected. In addition, inside the branch pipe near the connection between the branch pipes 8 and 9 and the gas discharge pipes 28 and 29, a first exhaust control valve 30 and a first exhaust control valve 30 that prevent the exhaust gas from being introduced into the muffler 1 during filter regeneration are provided. 2 exhaust control valve 31
Is provided. Incidentally, these valves are opened and closed by the actuators 32 to 35 which are operated by the drive signal from the control circuit 20, like the regeneration gas control valves 15 and 16 described above.

【0021】以上のように構成される本実施例の排気浄
化装置の作動を、図2及び図3を参照しながら以下に説
明する。図2(a),(b),(c)は夫々、本排気浄化装置のパ
ティキュレート捕集モード、第1フィルタ再生モード、
第2フィルタモードを示しており、排気ガスの流れを実
線矢印で、再生用ガスの流れを点線矢印で示した図であ
り、又図3はパティキュレート捕集モードからフィルタ
再生モードへと移行する際の、上述した各制御弁、開閉
弁、電気ヒータ、電動エアポンプの作動を示した、タイ
ムチャートである。
The operation of the exhaust gas purifying apparatus of the present embodiment constructed as above will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. 2 (a), (b), and (c) show the particulate collection mode, the first filter regeneration mode, and the particulate collection mode of the exhaust purification system, respectively.
The second filter mode is shown, in which the flow of exhaust gas is shown by solid arrows and the flow of regeneration gas is shown by dotted arrows, and FIG. 3 shows a transition from particulate collection mode to filter regeneration mode. 6 is a time chart showing the operations of the control valves, on-off valves, electric heaters, and electric air pumps described above.

【0022】まずパティキュレート捕集時には、図1に
も示すように第1,第2再生用ガス制御弁15,16及
び第1,第2排気制御弁30,31が共に分岐管8〜1
1を開き、機関本体からの排気ガスをマフラー1に導く
ようにする。尚、この時、上述した各開閉弁17,18
及び26,27は夫々ガス導入管13,14及びガス排
出管28,29を閉じており、排気ガスの管内流入を阻
止している。
First, when collecting particulates, the first and second regeneration gas control valves 15 and 16 and the first and second exhaust control valves 30 and 31 are both branched pipes 8 to 1 as shown in FIG.
1 is opened so that the exhaust gas from the engine body is guided to the muffler 1. At this time, the on-off valves 17, 18 described above are
Reference numerals 26 and 27 close the gas introduction pipes 13 and 14 and the gas discharge pipes 28 and 29, respectively, and prevent the exhaust gas from flowing into the pipes.

【0023】この結果、第1分岐管8を介してマフラー
内空間aに流入した排気ガスは、図2(a) に示すように
第1フィルタ5を通過し、この時排気ガス中のパティキ
ュレートが捕集され、更に隔壁2aのパイプ2cを通っ
て空間dに流入し、第2フィルタ6の外周を通過した
後、第4分岐管11を介して車外に排出されることにな
る。
As a result, the exhaust gas flowing into the muffler internal space a through the first branch pipe 8 passes through the first filter 5 as shown in FIG. 2 (a), and at this time, the particulates in the exhaust gas are Is collected, further flows into the space d through the pipe 2c of the partition wall 2a, passes through the outer periphery of the second filter 6, and is then discharged to the outside of the vehicle through the fourth branch pipe 11.

【0024】又同様に、第2分岐管9を介して第1フィ
ルタ5の外方空間bに流入した排気ガスは、隔壁2aの
パイプ2dを通って空間cに流入し、ここで第2フィル
タ6によってパティキュレートが捕集された後、第3分
岐管10を介して車外に排出されることになる。
Similarly, the exhaust gas flowing into the outer space b of the first filter 5 through the second branch pipe 9 flows into the space c through the pipe 2d of the partition wall 2a, where the second filter is provided. After the particulates are collected by 6, the particulates are discharged to the outside of the vehicle through the third branch pipe 10.

【0025】以上のようにしてパティキュレートが捕集
され、フィルタ前後の圧力差や走行距離、燃料消費量な
どの情報によって、制御回路20がフィルタ再生時と判
定したならば、排気浄化装置は次にフィルタ再生モード
として、第1フィルタ5と第2フィルタ6の再生処理を
順に実行することになる。
If the particulates are collected as described above and the control circuit 20 determines that the filter is being regenerated based on the information such as the pressure difference before and after the filter, the traveling distance, and the fuel consumption amount, the exhaust gas purifying apparatus determines that In the filter regeneration mode, the regeneration processes of the first filter 5 and the second filter 6 are sequentially executed.

【0026】しかしてその作動は、まず図3に示すよう
に、第1排気制御弁30を閉弁するべく対応アクチュエ
ータ34に駆動信号を出力し、併せてガス排気管28の
開閉弁26を開弁させるべくアクチュエータ32にも駆
動信号を出力する。又、これに対応して第1フィルタ5
に再生用ガスを供給するべく、第2再生用ガス制御弁1
6も閉じ、ガス導入管14の開閉弁18を開くように各
アクチュエータ22,24に駆動信号を出力する。
In operation, however, as shown in FIG. 3, first, a drive signal is output to the corresponding actuator 34 to close the first exhaust control valve 30, and at the same time, the opening / closing valve 26 of the gas exhaust pipe 28 is opened. A drive signal is also output to the actuator 32 to cause the valve to operate. Also, in response to this, the first filter 5
Second regeneration gas control valve 1 for supplying regeneration gas to the
6 is also closed, and a drive signal is output to each of the actuators 22 and 24 so as to open the open / close valve 18 of the gas introduction pipe 14.

【0027】そしてこの弁作動にほぼ同期して、第1フ
ィルタ5の電気ヒータ12を通電開始させフィルタを加
熱するとともに、更に電動エアポンプPを駆動開始して
パティキュレート燃焼に必要な再生用2次空気を供給す
る。尚、この再生用ガス供給に関し本実施例では図3に
示すように、始め少ない流量を以てフィルタに再生用ガ
スを供給し、パティキュレート火炎の吹き消えを防止す
るようにしている。
Then, in synchronism with the operation of the valve, the electric heater 12 of the first filter 5 is energized to heat the filter, and the electric air pump P is further started to drive the secondary secondary for regeneration necessary for particulate combustion. Supply air. Regarding the supply of the regeneration gas, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the regeneration gas is initially supplied to the filter at a low flow rate to prevent the particulate flame from being blown out.

【0028】第1フィルタ5の再生にあたっては、以上
のように各弁、電気ヒータ、電動エアポンプを作動させ
ることで、図2(b) に示すように機関本体からの排気ガ
スは第2分岐管9を介して第1フィルタの外周側の空間
bに流入することとなり、この時フィルタ外周部を加熱
し、その後パイプ2d、空間c、第2フィルタ6を経
て、マフラー外に排出されることになる。
When the first filter 5 is regenerated, the exhaust gas from the engine body is discharged from the second branch pipe as shown in FIG. 2 (b) by operating each valve, the electric heater and the electric air pump as described above. It flows into the space b on the outer peripheral side of the first filter via 9 and heats the outer peripheral portion of the filter at this time, and then is discharged to the outside of the muffler through the pipe 2d, the space c and the second filter 6. Become.

【0029】又、電動エアポンプPからの再生用ガス
は、第4分岐管11から空間dに流入し、パイプ2cを
経て第1フィルタ5を収納する空間aに入り、第1フィ
ルタ5に捕集されているパティキュレートを燃焼した
後、第1分岐管8よりガス排出管28を経て外部に排出
されることになる。
Further, the regeneration gas from the electric air pump P flows into the space d from the fourth branch pipe 11, enters the space a in which the first filter 5 is accommodated via the pipe 2c, and is collected in the first filter 5. After the particulates are burned, they are discharged to the outside from the first branch pipe 8 through the gas discharge pipe 28.

【0030】そして、このようにして第1フィルタ5の
再生が終了したならば制御回路20は、上述した各制御
弁や開閉弁のアクチュエータへの駆動信号出力を停止し
て、排気浄化装置は前述したパティキュレート捕集モー
ドをとるようになる。尚、装置は次に第2フィルタ6の
再生処理へと移行することになるが、本実施例では図3
に示すように、2つのフィルタを連続して再生せず、そ
の間にある程度パティキュレート捕集を実行した後、第
2フィルタ6の再生処理を開始している。
When the regeneration of the first filter 5 is completed in this way, the control circuit 20 stops the output of the drive signals to the actuators of the above-mentioned control valves and on-off valves, and the exhaust gas purification device operates as described above. It comes to take the particulate collection mode. It should be noted that the apparatus will move to the regeneration processing of the second filter 6 next, but in the present embodiment, the regeneration processing of FIG.
As shown in (2), the two filters are not continuously regenerated, and after the particulate collection is executed to some extent in the meantime, the regeneration processing of the second filter 6 is started.

【0031】しかして、第2フィルタ6の再生にあたっ
ては上述した第1フィルタ5の再生作動の逆の弁作動を
実行することになり、第2排気制御弁31を閉弁、ガス
排出管29の開閉弁27を開弁、第1再生用ガス制御弁
15を閉弁、そしてガス導入管13の開閉弁17を開弁
させるように各アクチュエータ35,33,21及び2
3に駆動信号を出力する。又、この弁作動にほぼ同期し
て、第2フィルタ6の電気ヒータ12を通電し、電動エ
アポンプPを駆動開始してパティキュレート燃焼に必要
な再生用2次空気を供給する。
Therefore, in regenerating the second filter 6, the valve operation opposite to the regenerating operation of the first filter 5 described above is executed, and the second exhaust control valve 31 is closed and the gas exhaust pipe 29 is closed. The actuators 35, 33, 21 and 2 are arranged so that the opening / closing valve 27 is opened, the first regeneration gas control valve 15 is closed, and the opening / closing valve 17 of the gas introduction pipe 13 is opened.
The drive signal is output to 3. Also, almost in synchronism with this valve operation, the electric heater 12 of the second filter 6 is energized to start driving the electric air pump P to supply the secondary air for regeneration necessary for particulate combustion.

【0032】この結果、図2(c) に示すように機関本体
からの排気ガスは第1分岐管8を介して第1フィルタ5
を収納する空間aに流入することとなり、ここでパティ
キュレートが捕集された後、パイプ2cを介して再生側
となる第2フィルタ6の外周側の空間dに流入し、ここ
で再生側フィルタを外周側から加熱して、最後は第4分
岐管11から外部に排出されることになる。
As a result, as shown in FIG. 2 (c), the exhaust gas from the engine body passes through the first branch pipe 8 and the first filter 5
Will flow into the space a in which the particulate matter is stored, and after the particulates are collected here, the particulates flow into the space d on the outer peripheral side of the second filter 6 on the regeneration side via the pipe 2c, where the regeneration side filter is Is heated from the outer peripheral side and finally discharged from the fourth branch pipe 11 to the outside.

【0033】尚、この時の電動エアポンプPからの再生
用ガス流れに関しては、第3分岐管10から空間cに流
入し、ここでフィルタ再生した後、パイプ2dを経て空
間bに入り、第2分岐管9よりガス排出管29を経て外
部に排出されることになり、第2フィルタ6の再生が終
了した時点で、排気浄化装置は再度、パティキュレート
捕集モードに復帰することになるのである。
Regarding the regeneration gas flow from the electric air pump P at this time, it flows into the space c from the third branch pipe 10 and, after filter regeneration here, enters into the space b through the pipe 2d and the second The exhaust gas is exhausted from the branch pipe 9 to the outside via the gas exhaust pipe 29, and when the regeneration of the second filter 6 is completed, the exhaust gas purification device is returned to the particulate collection mode again. ..

【0034】このように、本実施例によればフィルタ再
生時において、排気ガスは必ず再生側フィルタの外周を
通過することになるため、この排気ガス熱によって、再
生側フィルタは加熱(又は、保温)されることになり、
再生の際の外周部放熱による再生不良(パティキュレー
ト燃え残り発生)や内外周温度差に伴うクラック発生を
防止することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the exhaust gas always passes through the outer periphery of the regeneration side filter at the time of regeneration of the filter, the regeneration side filter is heated (or kept warm) by the exhaust gas heat. ) Will be done,
It is possible to prevent defective reproduction (occurrence of particulate unburned residue) due to heat radiation from the outer peripheral portion at the time of reproduction and generation of cracks due to the difference in inner and outer peripheral temperatures.

【0035】加えて本実施例によれば、排気浄化装置と
しての機能とマフラーとしての機能を兼ね備えたもので
あるため、これらの装置を別体構成する場合に比べて搭
載性が格段と向上する。
In addition, according to the present embodiment, since it has both the function as the exhaust gas purification device and the function as the muffler, the mountability is significantly improved as compared with the case where these devices are separately configured. ..

【0036】ところで、上述したような排気浄化装置を
備える車両が高速・高負荷運転する場合、当然ながら排
気ガス温度が上昇して、フィルタは高温化することにな
るが、この状態から減速すると多量の空気がフィルタに
流れ、フィルタに捕集されていたパティキュレートが再
生時期でないにも拘わらず、一気に燃焼して溶損する恐
れがある。
By the way, when a vehicle equipped with the above-described exhaust gas purification device operates at high speed and under high load, the temperature of the exhaust gas naturally rises and the temperature of the filter rises. There is a risk that the air will flow into the filter, and the particulate matter trapped in the filter will burn at once and melt, even though it is not at the regeneration time.

【0037】図4は、このような問題に対処するべくフ
ィルタ入口における排気ガス温度を、例えば500℃以
下となるようにした本発明の第2実施例としての排気浄
化装置を示している。尚、本実施例では、その構成を順
流再生方式の排気浄化装置に例をとり説明するが、当
然、第1実施例のように逆流再生方式の装置でも適用可
能である。又、本図に関し第1実施例と同様な構成要素
は同一番号を付し、その作動説明は省略する。
FIG. 4 shows an exhaust purification system as a second embodiment of the present invention in which the exhaust gas temperature at the filter inlet is set to, for example, 500 ° C. or lower in order to cope with such a problem. In the present embodiment, the configuration will be described by taking an example of a forward flow regeneration type exhaust emission control device, but it is naturally applicable to a reverse flow regeneration type device as in the first embodiment. Further, regarding the present drawing, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of their operation will be omitted.

【0038】上記目的を達成するため本実施例によれ
ば、第1,第2排気制御弁30,31とマフラー1との
間には、適当な長さのベローズパイプ(蛇腹管)36及
び37が設けられる。これは、ベローズパイプ36,3
7自体の特異形状により、通常のパイプよりも表面積を
増加させ、分岐管の放熱量を高めること、及びベローズ
パイプ36,37の介装によって、マフラー1自体を出
来るだけ排気ガス下流側に位置させ、排気ガス流動路の
延長に伴ってフィルタ流入ガス温度を低下させることを
意図したものである。尚、本実施例においては上記第
1,第2再生用ガス制御弁15,16は、排気ブレーキ
として作用する排気リターダ弁38の近傍に設けられて
おり、その位置(高温箇所)故に制御弁体の分岐管内壁
への固着を防止している。
In order to achieve the above object, according to this embodiment, between the first and second exhaust control valves 30 and 31 and the muffler 1, bellows pipes (bellows pipes) 36 and 37 having an appropriate length are provided. Is provided. This is the bellows pipe 36,3
Due to the unique shape of 7 itself, the surface area is increased as compared with a normal pipe, the heat radiation amount of the branch pipe is increased, and the bellows pipes 36, 37 are interposed so that the muffler 1 itself is positioned on the exhaust gas downstream side as much as possible. The temperature of the gas flowing into the filter is intended to be lowered with the extension of the exhaust gas flow path. In the present embodiment, the first and second regeneration gas control valves 15 and 16 are provided in the vicinity of the exhaust retarder valve 38 acting as an exhaust brake, and because of their positions (high temperature locations), the control valve body It prevents sticking to the inner wall of the branch pipe.

【0039】以上、本発明による排気浄化装置を、マフ
ラー合体型の2実施例に例をとり説明してきたが、前述
したように、本発明はいかなる再生方式(順流、逆流)
でも適用可能であり、又、マフラーとは別に構成しても
良い。
The exhaust gas purifying apparatus according to the present invention has been described above with reference to the two examples of the muffler united type. However, as described above, the present invention is applicable to any regeneration method (forward flow, reverse flow).
However, it is applicable and may be configured separately from the muffler.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルタ再生時、再生側のフィルタの外周部はパティキュ
レート捕集側の排気ガスによって加熱されるため、再生
側フィルタの温度低下を防止することができ、この部分
のパティキュレート燃え残りや、温度差に伴うクラック
発生を抑えることができる。
As described above, according to the present invention, when the filter is regenerated, the outer peripheral portion of the regeneration side filter is heated by the exhaust gas on the particulate collection side, so that the temperature reduction of the regeneration side filter is prevented. Therefore, it is possible to suppress the unburned particulates in this portion and the generation of cracks due to the temperature difference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による第1実施例としての排気浄化装置
の概略的構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust emission control device as a first embodiment according to the present invention.

【図2】図1の排気浄化装置の作動を示し、(a) はパテ
ィキュレート捕集時、(b) は第1フィルタ再生時、(c)
は第2フィルタ再生時を夫々示した図である。
2 shows the operation of the exhaust emission control device of FIG. 1, (a) during particulate collection, (b) during regeneration of the first filter, (c).
[Fig. 3] is a diagram showing the time of reproduction of the second filter, respectively.

【図3】図2の各作動に対応する各構成要素の作動タイ
ムチャート図である。
FIG. 3 is an operation time chart of each component corresponding to each operation in FIG.

【図4】本発明による第2実施例としての排気浄化装置
の構成を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an exhaust emission control device as a second embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マフラー 5,6…フィルタ 8,9,10,11…分岐管 12…電気ヒータ 20…制御回路 P…電動エアポンプ b,d…外周空間 1 ... Muffler 5, 6 ... Filter 8, 9, 10, 11 ... Branch pipe 12 ... Electric heater 20 ... Control circuit P ... Electric air pump b, d ... Peripheral space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩▲崎▼ 英二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柳原 弘道 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Iwa ▲ Saki ▼ Eiji 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Hiromichi Yanagihara 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation Stock In the company

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼル機関の排気通路を二手に分岐
させ、分岐された各排気通路夫々にパティキュレートを
捕集するフィルタを配置し、以てこの2つのフィルタを
交互にフィルタ再生してなる排気浄化装置において、 フィルタ再生時に、パティキュレート捕集側のフィルタ
を通過する前、又は通過した後の排気ガスを再生側フィ
ルタの外周空間に流すようにしたことを特徴とするフィ
ルタ交互再生排気浄化装置。
1. An exhaust gas obtained by bifurcating an exhaust passage of a diesel engine, and arranging a filter for collecting particulates in each of the branched exhaust passages, thereby alternately regenerating the two filters. In the purifying device, when the filter is regenerated, exhaust gas before or after passing through the particulate trapping side filter is made to flow into the outer space of the regenerating side filter. Alternate regeneration regeneration exhaust gas purifying device. ..
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001152829A (en) * 1999-09-17 2001-06-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Black smoke removing apparatus

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