JPH053697Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用】

本考案は、デイーゼルパテイキユレート排気処
理装置に係り、特に、デイーゼルエンジンの排気
ガス中のデイーゼルパテイキユレートを捕捉して
排気ガスの浄化処理をする際用いるのに好適な、
デイーゼルエンジンの排気ガス流路内に配設され
た、該排気ガス内のパテイキユレートを補集する
フイルタ部材と、該フイルタ部材の排気ガス流入
方向端部に近接して配設された、前記パテイキユ
レートを着火燃焼させるヒータ部材を備えたデイ
ーゼルパテイキユレート排気処理装置の改良に関
する。

【従来の技術】

最近、燃費性能の良いことから、デイーゼルエ
ンジンが車両用機関として多く使用されるように
なつてきたが、デイーゼルエンジンはその排気ガ
ス中に、不完全燃焼によつて発生するカーボン
（煤）や炭化水素（HC）等からなるデイーゼル
パテイキユレート（以下、単にパテイキユレート
と称する）を含んでおり、これをそのまま排気ガ
スと共に空気中に放出すると大気を汚損させる原
因となつて好ましくない。 このため、排気ガス中に含まれているパテイキ
ユレートを補集し、再燃焼させる排気処理装置を
排気流路中に設ける必要があり、これらの技術は
従来から多数提案されている。即ち、特開昭51−
210114号公報で排気ガスの流路にパテイキユレー
トを補集するフイルタ部材を設けて排気ガス中の
パテイキユレートを補集し、該補集したパテイキ
ユレートを適宜再燃焼させ目詰りからフイルタ部
材の再生を図ることを特徴とする、排気ガスの浄
化に関する排気処理装置が提案されている。 しかしながら、前記の如き排気処理装置にあつ
ては、フイルタ部材の再生がなされる際エンジン
の回転数が高いと排気ガスの流速が速くなりパテ
イキユレートに着火された火が吹き消されてしま
う。又、フイルタ部材が相互に密着されて充填さ
れるため、燃焼部分の熱が隣接するフイルタ部材
に吸収されてしまい、燃焼部分の温度が低下して
火が消えることが多い。そのため、前記パテイキ
ユレートにより目詰りとなつたフイルタ部材の機
能を十分に再成させることができなかつた。 前記問題を解消するため既に幾つかの技術が提
案されている。即ち、例えば特開昭59−155527号
公報において、デイーゼルエンジンの燃焼中にパ
テイキユレートの点火温度を下げるエージエント
即ち添加剤を添加して、フイルタの燃焼再生を容
易に行うようにした、排ガス浄化装置が提案され
ている。又、例えば、特開昭57−126515号公報に
おいて、フイルタに補集したカーボン微粒子を排
気ガスを用いて燃焼空間に舞い上げ、その際助燃
剤を噴射して前記カーボン微粒子の燃焼を容易に
して排気処理を行う、内燃機関の排ガス浄化装置
が提案されている。

【考案が解決しようとする問題点】

しかしながら、前記特開昭59−155527号公報及
び特開昭57−126515号公報で提案された装置は、
燃料中あるいは排気ガス中にパテイキユレートの
燃焼をたすける添加剤を混入する際その濃度を一
定に保つことが困難であり、パテイキユレートの
着火燃焼が一定しない。又、該パテイキユレート
の燃焼を一定とするため、常時燃料中へ添加剤を
多量に加えたり、燃焼中のパテイキユレートに添
加剤を多量に噴射すれば、パテイキユレートの燃
焼性は上昇するが、それでは、デイーゼルエンジ
ンを搭載した自動車の寿命期間中、例えば16万Km
走行中に消費する添加剤の量が多くなつてしまい
経済性が悪いという問題点があつた。

【考案の目的】

本考案は、前記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、フイルタ部材で補集したパテイキ
ユレートを着火燃焼させる際に、着火性を低下さ
せずに助燃添加剤の量を減少させることができ
て、経済性の高いデイーゼルパテイキユレート排
気処理装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本考案は、デイーゼルエンジンの排気ガス流路
内に配設された、該排気ガス内のパテイキユレー
トを補集するフイルタ部材と、該フイルタ部材の
排気ガス流入方向端部に近接して配設された、前
記パテイキユレートを着火燃焼させるヒータ部材
を備えたデイーゼルパテイキユレート排気処理装
置において、前記ヒータ部材への通電を制御する
通電制御手段と、該通電制御手段による通電着火
の直前のみに、前記パテイキユレートの着火を助
けるための助燃添加剤を燃料又は排気ガスの中に
供給するための助燃添加剤供給手段とを備えるこ
とにより、前記目的を達成したものである。

【作用】

本考案に係るデイーゼルパテイキユレート排気
処理装置は、排気ガスを流入させて、デイーゼル
エンジンの排気ガス中のパテイキユレートをフイ
ルタ部材で補集し、該パテイキユレートをヒータ
部材で着火燃焼させる際、着火燃焼の直前のみに
パテイキユレートの燃焼を助ける助燃添加剤を添
加する。即ち、着火燃焼直前以外は助燃添加剤を
供給しない。従つて、パテイキユレートの着火と
初期の燃焼のみが、助燃添加剤を加えない場合よ
りも格段に向上する。しかも、該助燃添加剤は、
ヒータ部材でパテイキユレートを着火した後は添
加されないので、その使用量の低減を図ることが
でき、又、前記助燃添加剤が燃えることによつて
生ずる灰が、前記フイルタ部材表面に堆積するの
を低減することもできる。従つて、車両の寿命期
間中はフイルタ部材を無交換、又、助燃添加剤を
無補給で運転することができるため、メンテナン
スコストが低減でき、経済性が向上する。

【実施例】

本考案が適用された実施例について以下詳細に
説明する。 本実施例は、第１図に示す如く、デイーゼルエ
ンジン１０の排気系路に接続されて用いられる、
デイーゼルパテイキユレート排気処理装置に関す
るものである。図において、デイーゼルエンジン
１０より排出された排気ガスは、排気マニホール
ド１２を通りターボチヤージヤ１４へ流入する。
該ターボチヤージヤ１４は、デイーゼルエンジン
１０の給気を圧縮してその出力を上げるためのも
のである。該ターボチヤージヤ１４より流出した
排気ガスは、排気処理装置１６に流入する。該排
気処理装置１６は、排気ガスのパテイキユレート
を補集し、電気ヒータ２４で着火燃焼させて処理
を行うものである。又、そこには、パテイキユレ
ートの着火燃焼を促進するため、パテイキユレー
トを着火燃焼させる際、少量の排気ガスのみがパ
テイキユレートフイルタ２２を通過するように該
排気ガスの大部分をバイパスする、バイパス弁１
８が設けられている。前記排気処理装置１６より
流出した排気ガスは、大気中に排出されるため図
示されていないマフラー等へ排気系路を通じて流
入する。なお、１３は、排気ガスの一部を処理し
吸気系へ再循環させる、排気ガス再循環装置の
EGR弁である。 前記排気処理装置１６内には、第２図に詳細に
示す如く、矢印Ａ方向から流入する排気ガス中の
パテイキユレートを補集するパテイキユレートフ
イルタ２２と、該補集されたパテイキユレートを
着火させる電気ヒータ２４が配設されている。な
お、第２図中Ｐ１は、燃料中に助燃添加剤が添加
された時補集される、助燃添加剤が含まれている
パテイキユレート、Ｐ２は、燃料中に助燃添加剤
が添加されない時補集される、助燃添加剤が含ま
れていないパテイキユレートである。 一方、第１図に示す如く、前記デイーゼルエン
ジン１０には、その冷却水温Ｃを検出する水温セ
ンサ２６と、エンジン回転数Ｎを検出する回転セ
ンサ２８と、エンジンに加わる負荷Ｆを検出する
負荷センサ３０が設置されている。又、前記排気
処理装置１６の排気ガス入口側には、排気ガスの
温度Ｇを検出する排気温度センサ３２が配置され
ている。更に、前記水温センサ２６の出力信号Ｃ
と、前記回転センサ２８の出力信号Ｎと、前記負
荷センサ３０の出力信号Ｆと、前記排気温度セン
サ３２の出力信号Ｇに応じて、燃料噴射装置４１
へ燃料噴射時期の信号を出力する電子制御ユニツ
ト（以下ECUと略記する。）３６が設けられてい
る。該ECU３６は、電気ヒータ２４に電流を通
じるため設けられた電気ヒータ用リレー３８への
動作信号Ｈと、前記バイパス弁１８を駆動させる
ため負圧回路１９を切換えるバキユームスイツチ
ングバルブ（以下VSVと略記する。）４０への駆
動信号Ｖと、燃焼中に助燃添加剤を混入させるた
め添加剤インジエクタ５２（第３図）を制御する
信号Ｔを出力するものである。なお、４２は、前
記VSV４０で切換えられる前記負圧回路１９に
負圧を与えるバキユームポンプである。又、４４
は、前記VSV４０が、前記負圧回路１９を切換
えることにより、前記駆動信号Ｖのオン、オフを
前記バイパス弁１８へ駆動力として伝えるアクチ
ユエータである。 前記燃料噴射装置４１は、第３図に示す如く、
燃料を燃料噴射ポンプ４６で加圧し、フユーエル
インジエクタ４８でシリンダ中に該燃料を噴射さ
せる装置である。この装置には、燃料タンクより
供給される燃料Fuがフユーエルストレーナ５０
を通過して濾過される際に、前記ECU３６から
の信号Ｔにより該燃料Fuに助燃添加剤を加える
添加剤インジエクタ５２が配設されている。該添
加剤インジエクタ５２でオン、オフされて燃料中
へ供給される助燃添加剤は、加圧装置５４の圧力
室５５内に有り、ピストン５６を介して加圧され
ている。その加圧を与える圧力源は、前記燃料噴
射ポンプ４６が受け持つており、該燃料噴射ポン
プ４６より与えられる圧力は、調圧弁５８で２
Kg／cm²の圧力に調圧され前記加圧装置５４に供給
されている。なお、図中矢印は、燃料、助燃添加
剤等の流れる方向を示すものである。又、Ｋ１
は、燃料を流すための管路である。更に、Ｋ２
は、助燃添加剤を流すための管路である。又、Ｋ
３は、前記加圧装置５４へ圧力を与えるための管
路である。更に、Ｋ４は、オーバーフローバルブ
６０と前記フユーエルインジエクタ４８でオーバ
ーフローした燃料を燃料タンクへ戻す、オーバー
フローパイプである。 以下、本実施例の作用について説明する。 本実施例に係るデイーゼルパテイキユレート排
気処理装置を備えたデイーゼルエンジン１０を搭
載した車両即ち自動車が走行する場合に、該デイ
ーゼルエンジン１０より排出される排気ガスは、
排気処理装置１６に設けられたパテイキユレート
フイルタ２２を通過する時にパテイキユレートの
補集が行われて浄化される。該パテイキユレート
フイルタ２２の再生作動は、電気ヒータ２４に電
気ヒータ用リレー３８で通電して、前記補集され
たパテイキユレートを着火、燃焼させることによ
り行われる。前記再生作動は、第４図に示す如
く、前記自動車の走行距離にして約80〜100Kmの
再生インターバルＬをおいて、ECU３６より電
気ヒータ用リレー３８へ信号Ｈを出力することに
より行われる。前記再生作動の行われる直前、即
ち、前記走行距離にして約５〜10Km前から、前記
ECU３６の信号Ｔにより添加剤インジエクタ５
２がオンして助燃添加剤が燃料に加えられる。該
助燃添加剤を加えられた燃料は、燃料噴射ポンプ
４６で加圧されてフユーエルインジエクタ４８に
よりデイーゼルエンジン１０のシリンダ内に噴射
されて、爆発し、該デイーゼルエンジン１０より
出力される運動エネルギに変換される。 一方、前記添加剤インジエクタ５２がオンして
いる間は、該デイーゼルエンジン１０より排出さ
れ排気ガス中には多量の助燃添加剤が含まれてい
るので、第２図に示す如く、排気処理装置１６の
パテイキユレートフイルタ２２に補集されるパテ
イキユレートＰ１は、多量に前記助燃添加剤を含
んだものとなる。又、助燃添加剤を含んだパテイ
キユレートＰ１が補集される前、即ち、添加剤イ
ンジエクタ５２がオンする前の排気ガス中のパテ
イキユレートＰ２は、既にパテイキユレートフイ
ルタ２２に補集されていて、前記パテイキユレー
トＰ１より下層のパテイキユレートフイルタ２２
のフイルタベツド近くに堆積している。従つて、
前記電気ヒータ２４が通電されて、前記パテイキ
ユレートフイルタ２２の再生が行われる際は、前
記パテイキユレートＰ１は助燃添加剤を多量に含
んでいるため着火が満遍なく行なわれる。よつ
て、前記パテイキユレートフイルタ２２で補集さ
れた前記パテイキユレートＰ１，Ｐ２の隅々のも
のにまで余すところなく燃焼を行わせることがで
きるため、前記パテイキユレートフイルタ２２の
再生を良好に行うことができる。又、パテイキユ
レートの燃焼が十分進んだ段階で前記パテイキユ
レートＰ２が燃焼する際、該パテイキユレートＰ
２は助燃添加剤を含んでいないので燃焼速度が遅
く、内部温度も上昇せずパテイキユレートフイル
タ２２の劣化溶損も生じない。更に、添加剤の濃
度を高めれば、よりパテイキユレートＰ１の着火
性が向上し、添加剤の量を減少させることが可能
である。 本実施例は、パテイキユレートフイルタ２２の
再生を開始する条件を走行距離によつて決定して
おり、排気処理装置の前後の排気ガス圧力差が前
記再生を開始する条件となつていない。従つて、
圧力差を検出する装置等を必要としないため比較
的簡単な構成で確実にパテイキユレートフイルタ
２２の再生を行うことができる。 なお、本実施例においては、助燃添加剤を燃料
中に添加しパテイキユレートの着火を助けていた
が、添加剤の添加方法はこれに限定されず、例え
ば再生時直前に、排気ガス中に助燃添加剤を噴霧
する方法を用いてもよい。

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、パテイキ
ユレートの燃焼を助ける助燃添加剤を、フイルタ
部材で補集されたパテイキユレートに着火する直
前だけ添加するので、少量の添加剤のみでパテイ
キユレートの着火性を向上させることができるた
め、該添加剤の使用量を低減させることができ経
済性が向上する。又、フイルタ部材表面に、助燃
添加剤が燃えることによつて生ずる灰が、堆積す
るのを低減することもできる。又、前記助燃添加
剤を含んだパテイキユレートはフイルタ部材表面
に補集されるため、フイルタ下層のパテイキユレ
ートは助燃添加剤を含んでおらず、従つて該パテ
イキユレートの燃焼が十分進んだ段階でフイルタ
下層のパテイキユレートは燃焼速度が遅く、内部
温度もあまり上昇しないのでフイルタ部材の劣化
溶損が生じることがない。又、助燃添加剤は、着
火する直前にのみ添加してパテイキユレートを活
性化するため、少ない着火電力で着火燃焼させ得
る等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係る実施例のデイーゼルパ
テイキユレート排気処理装置がデイーゼルエンジ
ンの排気系路に配設された状態を示す、一部ブロ
ツク線図を含む要部断面図、第２図は、前記実施
例に配設されているパテイキユレートフイルタの
一部を詳細に示す拡大断面図、第３図は、前記実
施例の燃料供給系を示す、一部ブロツク線図を含
む断面図、第４図は、前記実施例の添加剤を燃料
中に加える時期を説明するための線図である。 １０……デイーゼルエンジン、１６……排気処
理装置、１８……バイパス弁、２２……パテイキ
ユレートフイルタ、２４……電気ヒータ、３６…
…電子制御ユニツト（ECU）、４１……燃料噴射
装置、５２……添加剤インジエクタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 デイーゼルエンジンの排気ガス流路内に配設さ
   れた、該排気ガス内のパテイキユレートを補集す
   るフイルタ部材と、該フイルタ部材の排気ガス流
   入方向端部に近接して配設された、前記パテイキ
   ユレートを着火燃焼させるヒータ部材とを備えた
   デイーゼルパテイキユレート排気処理装置におい
   て、 前記ヒータ部材への通電を制御する通電制御手
   段と、 該通電制御手段による通電着火の直前のみに、
   前記パテイキユレートの着火燃焼を助けるための
   助燃添加剤を燃料又は前記排気ガスの中に供給す
   るための助燃添加剤供給手段とを備えたことを特
   徴とするデイーゼルパテイキユレート排気処理装
   置。