JPH06108822A - パティキュレート補集システム - Google Patents

パティキュレート補集システム

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JPH06108822A
JPH06108822A JP4258043A JP25804392A JPH06108822A JP H06108822 A JPH06108822 A JP H06108822A JP 4258043 A JP4258043 A JP 4258043A JP 25804392 A JP25804392 A JP 25804392A JP H06108822 A JPH06108822 A JP H06108822A
Authority
JP
Japan
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particulate
filter
trap
cooling
exhaust gas
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4258043A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Kishi
良明 岸
Tsutomu Fujimoto
努 藤本
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.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP4258043A priority Critical patent/JPH06108822A/ja
Publication of JPH06108822A publication Critical patent/JPH06108822A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • 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

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パティキュレートを補集するパティキュレー
ト補集システムのフィルタ部における排ガス温度を低減
させて、パティキュレートの一成分であるソフ成分を効
率良く補集し、トラップ部の再生効率と排気ガス浄化効
率の向上を図る。 【構成】 ディーゼルエンジンEより排出される排気ガ
スのガス流路3A,3Bに配設され、排気ガス中のパテ
ィキュレートをフィルタ部5A,5Bで補集するパティ
キュレート補集システム1において、フィルタ部5A,
5Bに冷却装置100を付設し、フィルタ部5A,5B
を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気ガス中よりパティキュレートを除去するパティキュ
レート補集システム、詳しくは、パティキュレートトラ
ップの冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中には、
カーボン微粒子などを核としたパティキュレートが混入
していて、このパティキュレートを大気中に放出するこ
と無く補集するためにディーゼル機関の排気ガス流路上
に、所謂パティキュレートトラップを装着することが有
効とされている。この種のパティキュレートトラップ
は、パティキュレートフィルタで排ガス中のパティキュ
レートを補集するので、車両の走行に伴い補集量が増加
する。このため車両の排気ガス流路の流路抵抗が走行距
離の増加と共に増し、出力を抑えてしまうこととなる。
【0003】そこで、通常のパティキュレートフィルタ
には、電気ヒータ等の燃焼装置から構成されるパティキ
ュレート再生装置を付設するものが多く、この再生装置
を適時に駆動させて捕獲したパティキュレートを焼却
し、パティキュレートフィルタを再生している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンから排出されるパティキュレートは、未燃焼の
燃料とオイルからなるソフ成分とカーボンが主成分であ
るインソル成分とに分類することができる。このうち、
パティキュレートとして補集され測定されるものは、イ
ンソル成分であるカーボンが主に捕集測定されていると
考えられていて、ソフ成分である未燃焼の燃料やオイル
は、パティキュレートトラップに捕獲されにくいとされ
ている。このパティキュレートフィルタに付着されにく
いソフ成分の効率的な補集方法について本願出願人が実
験を試みた。その中で排気ガス温度とソフ成分の補集率
の関係を示すのが、図6に示すデータである。この図に
よると、排気ガス温度が低いとソフ成分の補集率が向上
することが明らかにされた。
【0005】一方、パティキュレートフィルタの再生率
は、このフィルタの燃焼状態によって左右されていて、
いかに効率良くフィルタを燃焼させるかがフィルタ再生
率の向上につながる。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、デ
ィーゼルエンジンより排出される排気ガスのガス流路に
配設され、上記排気ガス中のパティキュレートをフィル
タ部で補集するパティキュレート補集システムにおい
て、上記フィルタ部に冷却装置を付設して上記フィルタ
部を180℃以下に冷却した。
【0007】
【作用】排ガス中のパティキュレートを補集するフィル
タ部に冷却装置を配設して冷却するので、フィルタ部の
温度を低減することができ、上記パティキュレート中の
ソフ成分がフィルタ部に補集される。
【0008】
【実施例】図1において、符号1はパティキュレート補
集システムを示し、このパティキュレート補集システム
1はディーゼルエンジンE(以下「エンジンE」と記
す)に用いられる。エンジンEの排気マニホールド2に
は、同エンジンから排出される排気ガスの排気流路を形
成する主排気管3が接続されていて、この主排気管3に
は、プリマフラ4が配置される。プリマフラ4の下流側
に位置する主排気管3は、分岐されて分岐路3A,3B
が形成されており、分岐路3A,3Bには、パティキュ
レートトラップ5A,5B(以下、「トラップ部5A,
5B」と記す)がそれぞれ配設されている。
【0009】トラップ部5A,5Bより上流に位置する
分岐路3A,3Bには、エンジンコントロールユニット
12(以下、「ECU12」と記す)に接続するアクチ
ュエータ16A,16Bによって作動される開閉弁17
A,17Bがそれぞれ配置される。この開閉弁17A,
17Bは、通常開状態であってECU12からの駆動信
号に応じて適時開閉される。
【0010】トラップ部5A,5Bと開閉弁17A,1
7Bの間に位置する分岐路3A,3Bには、エアポンプ
20に接続する空気導入路21が常閉型のバルブ18,
19を介して配管される。エアポンプ20及びバルブ1
8,19は、ECU12に接続していて、フィルタ再生
時にECU12から発しられる駆動信号によって作動さ
れ、トラップ部5A,5Bに空気を供給する。
【0011】主排気管3の分岐部30には、ECU12
に接続する排気ガス温度センサ22(以下「排温センサ
22」と記す)が配置されていて、排気温度を検出して
ECU12に送っている。
【0012】つぎに、図3を用いてトラップ部5Bの構
成を説明する。トラップ5Bは、パティキュレートフィ
ルター8B(以下「フィルター8B」と記す)が、ワイ
ヤーメッシュ7Bを介してキャニスタ容器6Bの膨張部
6Baに収納されている。膨張部6Baにはこの他に、
フィルター8Bより排気上流側に電気ヒータ9B、熱反
射板10B及び排気圧センサ11Bが収容支持される。
排気圧センサ11Bと電気ヒータ9Bは図1に示すEC
U12に接続される。
【0013】電気ヒータ9Bはリボン状をなし、図1に
示すように、ECU12に接続される電磁スイッチS
1,S2,S3及びスタータスイッチSを介してバッテ
リー13に接続しており、フィルタ再生時に発熱され
る。電気ヒータ9Bは排気ガス流路断面方向に略均等に
分布するように形成されていて、発熱した熱エネルギー
を熱反射板10Bで反射してフィルター8Bに補集され
るパティキュレートを速やかに加熱する。
【0014】フィルター8Bは、図3に示すように、多
数の細路14Bを同一方向に向けて積層させたハニカム
構造を採るセラミック製であり、細路14Bの側壁を透
過する排気ガスよりパティキュレートを濾過するように
構成される。フィルター8Bの内部には、温度センサ1
5BがECU12に接続されて設置されており、フィル
タ温度を検出して検出結果である温度情報をECU12
に送っている。なお、トラップ部5Aもトラップ部5B
と同様の構成とされていて、このトラップ部の構成要素
には、トラップ部5Bで用いた符号に「A」を付し図示
する。
【0015】一方、トラップ部5A,5Bには図2に示
すように、冷却装置100が配備される。この冷却装置
100は水冷式であって、図示しないエンジン冷却用の
ラジエータとは別の放熱装置であるラジエータ101、
ラジエータ101から冷却媒体である冷却水をトラップ
部5A,5Bへ供給する水ポンプ102と水管103、
冷却水の流れを切替える切替弁104,105及び貯水
タンク106から構成される。
【0016】水管103は、吸入側107が水ポンプ1
02を介してラジエータ101のロア部101aに接続
され、排出側108がラジエータ101のアッパー部1
01bに接続される循環構造となっており、吸入側10
7がポンプ102の下流側で水路107A,107Bに
分岐され、排出側108で合流している。
【0017】水路107A,107Bは、キャニスタ容
器6A,6Bの外周面に螺旋状に巻き付けられていて、
水ポンプ102との間に切替弁104,105が配設さ
れる。水ポンプ102及び切替弁104,105は、図
1に示すECU12に接続されていて、このうち、水ポ
ンプ102は、フィルター8A,8B部内の排気温度に
応じてECU12から発せられる駆動信号によって制御
される。切換弁104,105は、通常、開状態であっ
てECU12からの駆動信号により上述した開閉弁17
A,17Bと同様のタイミングで開閉される。貯水タン
ク106は、ラジエータキャップ101cに接続されて
いて、ラジエーター101のオーバーフローに備えてい
る。
【0018】ここで、ECU12について説明する。E
CU12は、マイクロコンピュータをメインに構成され
るエンジン制御機であり、スタータスイッチSを介して
バッテリー13に接続されている。ECU12には、エ
ンジン回転数やエンジン負荷、あるいは、排気温度、排
気圧、フイルタ内温度等の各種情報が取り込まれ、これ
らにより定められる各種マップ、プログラムが記憶され
ており、そのマップの中には、キャニスタ容器6A,6
B内での排気圧が、所定の値になるとフィルター8A,
8Bの再生モードになり、排気圧が所定の値以下では補
集モードを採るプログラムも含まれる。
【0019】再生モードは、フィルター8A,8Bを交
互に燃焼させて再生を図るもので、補集モードはフィル
ター8A,8Bで排ガス中のパティキュレートを補集す
るものである。再生モードでは、アクチュエーター16
A,16B、電気ヒーター9A,9Bと共にエアーポン
プ21と弁18,19、さらには、切換え弁104,1
05に駆動信号を送りそれらを作動させる。
【0020】また、ECU12には、温度センサ15
A,15Bからの温度情報である実測値T1と、ECU
12に設定される所定のフィルタ内温度である設定値T
とを用いて冷却装置100を制御する冷却モードが設定
される。
【0021】この冷却モードでは、設定値Tと温度セン
サ15A,15Bからの温度情報である実測値T1とを
比較し、実測値T1が設定値Tを超えると、水ポンプ1
02に駆動信号を送り作動させる。
【0022】このような構成によると、スタータスイッ
チSが入るとエンジンE及びECU12が作動し、各セ
ンサーからの情報を取り込む。そして、フィルタ内温度
の情報である実測値T1が設定値Tより低ければ、すな
わち、フィルター内部温度がが低ければ水ポンプ102
は作動されない。
【0023】しばらくして、実測値T1が設定値Tを超
えると冷却モードとなり、水ポンプ102が作動してト
ラップ部5A,5Bの冷却が始まる。冷却が始まり、設
定値Tより実測値T1が小さくなると、水ポンプ102
が停止され、トラップ部5A,5Bの冷却は停止され、
トラップ部5A,5Bの温度が設定温度になるように制
御される。
【0024】エンジンの始動に伴い排出される排気ガス
は、主排気管3から分岐路3A,3Bを経て、フィルタ
8A,8Bでパティキュレートが補集されて大気中に排
出される。このとき、キャニスター6A,6B内の排気
が高くなければ補集モードと判断され、通常の排気通路
が確保されてパティキュレートが補集される。この
時、、トラップ部5A,5Bは冷却されているので、補
集されるパティキュレートには、ソフ成分が多く含まれ
ている。
【0025】ある程度パティキュレートが補集されキャ
ニスター6A,6B内の排気圧が所定値になると、再生
モードと判断される再生モードが開始される。再生モー
ドになると、図4に示すように、トラップ部5A,5B
と交互に再生動作が行われると共に、冷却装置100の
切換弁104がトラップ5Aと、切換弁105がトラッ
プ5Bの再生動作に対応して作動される。この時のトラ
ップ部の再生動作のタイミングを図5をもって説明す
る。(図5はトラップ5A側を示す)。
【0026】まず、再生モードになると、アクチュエー
ター16Aが作動して開閉弁17Aが閉じられ、電磁ス
イッチS1が閉じて電気ヒータ9Aに通電され、フィル
ター8Aが加熱される。そして、ある程度加熱される
と、エアーポンプ20が作動すると共にバルブ18が開
かれ、燃焼用空気がトラップ5A内に供給され、フィル
タ8Aの燃焼が行われる。
【0027】この時、冷却装置100の切換弁104は
アクチュエーター16Aの作動と共に働き閉じられるの
で、冷却水の循環経路は、図2によると水ポンプ102
から開状態の切換弁105を介して分岐管107Bへと
形成され、トラップ5Aの再生に干渉することなくトラ
ップ5B側のみを冷却する。
【0028】トラップ5Aの再生が終了すると、続いて
トラップ5Bの再生に入り、開閉弁17B、エアーポン
プ20及びバルブ19、電気ヒーター9Bを作動させて
トラップ5Bを再生する。この時、切換弁105は開閉
弁17Bと共に作動して閉じられているので、冷却水の
循環経路は、図2によると水ポンプ102から開状態の
切換弁104を介して分岐管107Aへと形成され、ト
ラップ5Bの再生に干渉することなくトラップ5A側の
みを冷却することになる。
【0029】本実施例において、ECU12に設定され
るフィルタ内温度の設定値T1を150℃に設定する
と、各フィルター8A,8Bに補集されるパティキュレ
ートのソフ成分は、図6に示すように、排出される排気
ガス中に含まれる全ソフ成分の20%相当を補集するこ
とになる。すなわち、未燃のオイル及び燃料がフィルタ
8A,8Bに補集されることになるので、フィルタ再生
時の燃焼性が良くなる。
【0030】なお、本実施例では冷却装置のラジエータ
101を図示しないエンジン冷却用のラジエータと別に
配設したが、エンジン冷却用のラジエータを大型にして
それに水路103を形成すれば、冷却装置のコンパクト
化を図れる。
【0031】また、本実施例では、1つの冷却装置10
0で2つのをトラップ部5A,5Bを冷却しているが、
各トラップ部に個別に冷却装置を設けることも可能であ
る。その際、再生中のトラップ側の冷却装置(水ポン
プ)を停止し、補集側の冷却装置(水ポンプ)を作動す
る用に構成すれば、本実施例で採用した切換弁104,
105は不要であると共に、再生側のトラップ部に干渉
することなく、即ち再生中のフィルタの加熱の邪魔をす
ることなく、補集側のトラップを冷却することができ
る。
【0032】さらに、本実施例では、冷却装置を水令式
として冷却媒体に冷却水を用いたが、これに限定するも
のではなく、例えば、本実施例の冷却装置の近傍に冷却
ファンを配置し、水路の螺旋部分に強制的に空気を送る
ことも考えられる。あるいは、エアコンに使用される冷
却媒体等を使用することも可能である。
【0033】
【発明の効果】本考案によれば、排ガス中のパティキュ
レートを補集するフィルタ部を冷却装置用いて180℃
以下に冷却し、上記パティキュレート中の未燃の燃料及
びオイルからなるソフ成分を多く補集するので、フィル
タ再生時の燃焼が良くなり、フィルタ再生率の向上につ
ながる。また、フィルタ再生率の向上により排気ガスの
浄化効率も向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案が採用されるパティキュレート補集シス
テムの構成図である。
【図2】冷却装置を示す斜視図である。
【図3】パティキュレートトラップ部の断面図である。
【図4】フィルタ再生と補集のモードの作動期間を示す
図である。
【図5】一方のトラップ再生時のシステムの動作タイミ
ングを示すチャートである。
【図6】排気ガス温度とソフ成分の関係を示すデータで
ある。
【符号の説明】
1 パティキュレート補集システ
ム 3,3A,3B 排気ガスのガス流路 5A,5B トラップ部 100 冷却装置 E ディーゼルエンジン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディーゼルエンジンより排出される排気ガ
    スのガス流路に配設され、上記排気ガス中のパティキュ
    レートをトラップ部で補集するパティキュレート補集シ
    ステムにおいて、 上記トラップ部に冷却装置を付設し、上記トラップ部を
    180℃以下に冷却することを特徴とするパティキュレ
    ート補集システム。
JP4258043A 1992-09-28 1992-09-28 パティキュレート補集システム Withdrawn JPH06108822A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4258043A JPH06108822A (ja) 1992-09-28 1992-09-28 パティキュレート補集システム

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JP4258043A JPH06108822A (ja) 1992-09-28 1992-09-28 パティキュレート補集システム

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JPH06108822A true JPH06108822A (ja) 1994-04-19

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JP (1) JPH06108822A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2930277A1 (fr) * 2008-04-16 2009-10-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Moyen de depollution des gaz d'echappement d'un moteur a combustion
CN104533572A (zh) * 2014-12-27 2015-04-22 长安大学 一种柴油机尾气pm颗粒吸收器降温装置
EP3306045A1 (de) * 2016-10-06 2018-04-11 Audi Ag Abgasreinigungseinrichtung, antriebseinrichtung sowie verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung

Cited By (4)

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