JPH0614016Y2 - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排気浄化装置

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JPH0614016Y2
JPH0614016Y2 JP1848988U JP1848988U JPH0614016Y2 JP H0614016 Y2 JPH0614016 Y2 JP H0614016Y2 JP 1848988 U JP1848988 U JP 1848988U JP 1848988 U JP1848988 U JP 1848988U JP H0614016 Y2 JPH0614016 Y2 JP H0614016Y2
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trap
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filter
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光雄 町田
正憲 小森
淳 山田
恵一 新村
秀一 中村
文章 北村
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UD Trucks Corp
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UD Trucks Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案はディーゼルエンジンの排気浄化装置の改良に
関する。
(従来の技術) ディーゼルエンジンにあっては、排気ガス中に含まれる
パーティキュレイト(炭素粒子など)をより有効に除去
清浄化するため、エンジン排気通路の途中に2つのパー
ティキュレイトのトラップフィルタを並列的に介装し、
2つのトラップフィルタのいずれか一方が目詰りを起こ
したときに排気ガスが目詰りを起こしたフィルタを迂回
するように排気通路を切り換え、目詰りを起こしたフィ
ルタの捕集パーティキュレイトを加熱手段としてのバー
ナにより再燃焼処理するようにしたものが知られている
(実開昭60−66816号公報、実願昭62−116
25号)。
(考案が解決しようとする課題) ところで、このような排気浄化装置にあっては捕集パー
ティキュレイトの再燃焼処理に必要な空気を外部から供
給するようになっているが、これだと外部からの空気に
より冷やされ、再生を開始するまでに時間がかかる、つ
まりトラップフィルタの再生効率が良くないという問題
点があった。
この考案はこのような問題点を解決することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本考案ほ上記目的を達成するために、エンジンの排気通
路の途中に2つのパーティキュレイトトラップフィルタ
を並列的に介装したディーゼルエンジンの排気浄化装置
において、各トラップフィルタの目詰り状態を検出する
手段と、排気温度の高い状態を検出する手段と、前記ト
ラップフィルタの通路分岐部に介装した切換弁と、各ト
ラップフィルタの下流から互に他のトラップフィルタの
上流へ排気を導く排気供給通路と、これら排気供給通路
を開閉する開閉弁と、どちらか一方のトラップフィルタ
が目詰りを起こしたときに排気温度が高い領域で、目詰
りを起こしたトラップフィルタの上流側に接続する側の
排気供給通路が開くように前記開閉弁を作動させると共
に、機関排気が前記通路分岐部から他のトラップフィル
タ側へと流れるように前記切換弁を作動させる制御手段
とを備えた。
また、エンジンの排気通路の途中に2つのパーティキュ
レイトトラップフィルタを並列的に介装したディーゼル
エンジンの排気浄化装置において、各トラップフィルタ
の目詰り状態を検出する手段と、排気温度の高い状態を
検出する手段と、前記トラップフィルタの通路分岐部に
介装した切換弁と、どちらか一方のトラップフィルタが
目詰りを起こしたときに排気温度が高い領域でのみ両ト
ラップフィルタに排気ガスを導くように前記切換弁を作
動させる制御手段とを備えた。
(作用) 2つのトラップフィルタのいずれか一方が目詰りを起こ
したときには、排気温度が高い領域でのみトラップフィ
ルタに排気ガスを供給して、捕集パーティキュレイトを
再燃焼処理する。この場合、トラップフィルタの再生処
理に外部からの空気を使用せず、高温の排気ガスを利用
するようにしたので、フィルタの再生効率がアップす
る。
(実施例) 第1図において、1はエンジン排気通路20の途中に介
装したメイントラップフィルタで、排気通路20にはメ
イントラップフィルタ1を迂回するバイパス通路21が
形成され、バイパス通路21の途中にはサブトラップフ
ィルタ2が介装される。メイン通路20とバイパス通路
21の分岐部には通常時にメイン通路20及びバイパス
通路21の両方を上流側に連通すると共に、トラップフ
ィルタ1または2のいずれか一方が目詰りを起こしたと
きに目詰りを起こしたフィルタ1または2側の通路20
または21を閉じるための切換弁5が介装される。トラ
ップフィルタ1,2の上流にはそれぞれフィルタ1,2
の再生時に作動する加熱装置(再生手段)としてのバー
ナ3,4と、フィルタ1,2入口付近の排圧を検出する
排圧センサ8,9と、同じく排気温度を検出する排気温
度センサ10,11が配設される。
そして、バイパス通路21のサブトラップフィルタ2下
流をメイントラップフィルタ1上流に接続する排気供給
通路22と、同じくメイントラップフィルタ1下流をサ
ブトラップフィルタ2上流に接続する排気供給通路23
が設けられ、これらの通路22,23にはそれぞれトラ
ップフィルタ2,1の再生時に通路22,23を開く開
閉弁7,6と、トラップフィルタ2,1下流からの供給
排気中の酸素濃度を検出するOセンサ13,12が介
装される。15,14は供給排気の逆流を阻止する逆止
弁を示す。
一方、コントロールユニット18は排圧センサ8,9、
排気温度センサ10,11、Oセンサ12,13、さ
らにエンジン回転数を検出するエンジン回転センサ16
と燃料噴射ポンプのラック位置からエンジン負荷を検出
するエンジン負荷センサ17とからの入力信号に基づい
て、後述するようにトラップフィルタ1または2が目詰
りを起こしたときに切換弁5により目詰りを起こしたフ
ィルタ1または2側の通路20または21を閉じると共
に、バーナ3または4を作動させて目詰りを起こしたフ
ィルタ1または2の捕集パーティキュレイトの再燃焼処
理を制御する。
例えば、メイントラップフィルタ1が目詰りを起こした
ときには、第2図で示すように排圧センサ8により検出
されるメイントラップフィルタ1入口付近の排圧が所定
値以上に上昇すると、まず切換弁5を切り換えてメイン
トラップフィルタ1側の通路20を遮断する(ステップ
31,32)。これによりエンジンからの排気ガスは全
量がバイパス通路21を通って下流側へと流れ、サブト
ラップフィルタ2を通過するときに排気ガス中のパーテ
ィキュレイトが除去清浄化される。
次に、エンジン回転センサ16とエンジン負荷センサ1
7からの検出信号に基づいて、エンジン運転状態を判定
し、これが第3図で示すように予め設定したフィルタ再
生域Bにあるときに開閉弁7を開いて、サブトラップフ
ィルタ2下流の排気ガスの一部を排気供給通路22を介
してメイントラップフィルタ1上流に供給する(ステッ
プ33,34)。これと同時に、エンジン回転センサ1
6、エンジン負荷センサ17及びOセンサ12とから
の検出信号に基づいて演算した初期燃料量によってバー
ナ3を作動させて、捕集パーティキュレイトの再燃焼処
理を開始する(ステップ35)。なお、第3図の領域A
では排気温度は高いが、排気ガス中の残存酸素量が少な
いためバーナ3,4の燃焼をコントロールするのが難し
く、また領域Cでは残存酸素量は多いが、排気温度が低
すぎるためフィルタ1,2の再生処理にバーナ3,4の
燃料が多量に必要となる。
そして、エンジン運転状態がフィルタ再生域Bにあり、
かつメイントラップフィルタ1入口付近の排圧が所定値
以下に低下しない限り、メイントラップフィルタ1入口
付近の排気温度を所定の温度範囲内に保つようにバーナ
3の燃焼状態、つまり燃料量を制御するのであり、やが
て捕集パーティキュレイトの再燃焼処理が終了して、バ
ーナ3を停止すると共に、開閉弁7を閉じて切換弁5を
通常状態に切り換える(ステップ36〜40)と、エン
ジンからの排気ガスは、一部はサブトラップフィルタ2
を通って流れるが、主にメイントラップフィルタ1を通
って下流側へと流れる。なお、サブトラップフィルタ2
の再生処理も同様の制御により行なわれる。
このように、トラップフィルタ1または2の再生処理時
に外部からの空気を使用せず、フィルタ2または1下流
の清浄化された高温の排気ガスを利用するようにしたの
で、フィルタ1または2の再生効率の大幅なアップが図
れる。
なお、渋滞時等に見られるような極低速走行時には領域
Cが継続するためいつまでたってもフィルタの再生が行
われないことになるが、このような低負荷運転状態では
もともとパーティキュレイトの発生が少ないので両トラ
ップフィルタ1,2ともに目詰りを起こしてしまうよう
なおそれはない。また、停止から法定制限速度への加速
を伴うような通常の車両使用条件下では必ず領域Bが使
用されるので実際には必ず再生処理が行われることにな
る。
第4図はバーナやOセンサが1つですむようにした他
の実施例を示すもので、この場合排気供給通路22と2
3は途中で合流され、合流部にバーナ3が設けられると
共に、バーナ3下流側の分岐部にトラップフィルタ1
(またはトラップフィルタ2)下流からの排気ガスをト
ラップフィルタ2(またはトラップフィルタ1)上流に
選択的に供給する切換弁25が介装される。そして、コ
ントロールユニット18は、例えばメイントラップフィ
ルタ1が目詰りを起こしたときに、第5図で示すように
切換弁5などを前記実施例の場合と同じように制御し、
トラップフィルタ1の捕集パーティキュレイトを再燃焼
処理する。すなわち、排圧センサ8によりメイントラッ
プフィルタ1の目詰りが検出されると運転領域がBとな
ったときに切換弁5によりメイントラップフィルタ1へ
の排気流が遮断されるとともにサブトラップフィルタ2
へと排気が導入される。サブトラップフィルタ2の下流
側で排気は開閉弁7により排気供給通路22へと導入さ
れ、バーナ3による再生用燃焼ガスと共に切換弁25を
介してメイントラップフィルタ1へと供給され、これに
よりメイントラップフィルタ1の再生処理が行われる。
なおこの間メイントラップフィルタ1の下流に位置する
開閉弁6は排気供給通路23を遮断すると共にメイント
ラップフィルタ1からの排気を大気側へと排出させる。
前記と反対にサブトラップフィルタ2が目詰りを起こし
たときには、エンジンからの排気は、メイントラップフ
ィルタ1−開閉弁6−排気供給通路23−バーナ3−切
換弁25−サブトラップフィルタ2−開閉弁7−大気、
と流れてサブトラップフィルタ2の再生処理が行われ
る。
第6図はさらに別の実施例で、この場合排気供給通路を
特に形成することなく、高温の排気ガスによりトラップ
フィルタ1または2の再生を行なえるようにしたもので
ある。メイン通路20とバイパス通路21にはそれぞれ
触媒付のトラップフィルタ1,2が介装され、メイン通
路20とバイパス通路21の分岐部にはこれらの通路2
0と21を個別的に開閉する切換弁5が設けられる。そ
して、図外のコントロールユニットは図示しない排圧セ
ンサとエンジン回転センサ及びエンジン負荷センサとか
らの入力信号に基づいて、例えばメイントラップフィル
タ1が目詰りしたときには第7図で示すようにステップ
62でメイン通路20側を閉じバイパス通路21を開く
ように切換弁5を切り換え、ステップ63〜65にて第
8図で示すように排気温度が所定値以上となるエンジン
運転領域Dでのみ、メイン通路20側も開くように切換
弁5を切り換え、高温の排気ガスによりメイントラップ
フィルタ1の捕集パーティキュレイトを再燃焼処理す
る。この場合には排気の全量をメイントラップフィルタ
1に流すのではないため、再生時の排圧上昇を抑制し
て、エンジン性能が低下するのを防止できる。
(考案の効果) 以上要するにこの考案によれば、エンジンの排気通路の
途中に2つのパーティキュレイトトラップフィルタを並
列的に介装したディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
いて、各トラップフィルタの目詰り状態を検出する手段
と、排気温度の高い状態を検出する手段と、前記トラッ
プフィルタの通路分岐部に介装した切換弁と、各トラッ
プフィルタの下流から互に他のトラップフィルタの上流
へ排気ガスを導くバイパス通路と、これらバイパス通路
を開閉する開閉弁と、どちらか一方のトラップフィルタ
が目詰りを起こしたときに排気温度が高い領域で目詰り
を起こしたトラップフィルタが他のトラップフィルタの
下流側に接続されるように前記切換弁と開閉弁を作動さ
せる制御手段とを備えたため、捕集パーティキュレイト
の再燃焼処理に高温の排気ガスを利用でき、トラップフ
ィルタの再生効率の大幅なアップが図れるという効果が
得られる。
また、エンジンの排気通路の途中に2つのパーティキュ
レイトトラップフィルタを並列的に介装したディーゼル
エンジンの排気浄化装置において、各トラップフィルタ
の目詰り状態を検出する手段と、排気温度の高い状態を
検出する手段と、前記トラップフィルタの通路分岐部に
介装した切換弁と、どちらか一方のトラップフィルタが
目詰りを起こしたときに排気温度が高い領域でのみ両ト
ラップフィルタに排気ガスを導くように前記切換弁を作
動させる制御手段とを備えたため、排圧を上昇させずに
目詰りを起こしたトラップフィルタの再生を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案の実施例を示す構成図、第2図は同じ
くコントロールユニットにて行われる制御動作の一例を
説明するフローチャート、第3図は同じくフィルタの再
生域特性図、第4図は他の実施例の構成図、第5図は同
じくコントロールユニットにて行われる制御動作の一例
を説明するフローチャート、第6図はさらに別の実施例
を示す構成図、第7図は同じくコントロールユニットに
て行われる制御動作の一例を示すフローチャート、第8
図は同じくフィルタの再生域特性図である。 1,2……トラップフィルタ、5……切換弁、8,9…
…排圧センサ、16……エンジン回転センサ、17……
エンジン負圧センサ、18……コントロールユニット、
20……メイン通路、21……バイパス通路。
フロントページの続き (72)考案者 新村 恵一 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 中村 秀一 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 北村 文章 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−121820(JP,A) 特開 昭57−60110(JP,A) 実開 昭62−41813(JP,U) 実公 平3−30571(JP,Y2)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンの排気通路の途中に2つのパーテ
    ィキュレイトトラップフィルタを並列的に介装したディ
    ーゼルエンジンの排気浄化装置において、各トラップフ
    ィルタの目詰り状態を検出する手段と、排気温度の高い
    状態を検出する手段と、前記トラップフィルタの通路分
    岐部に介装した切換弁と、各トラップフィルタの下流か
    ら互に他のトラップフィルタの上流へ排気を導く排気供
    給通路と、これら排気供給通路を開閉する開閉弁と、ど
    ちらか一方のトラップフィルタが目詰りを起こしたとき
    に排気温度が高い領域で、目詰りを起こしたトラップフ
    ィルタの上流側に接続する側の排気供給通路が開くよう
    に前記開閉弁を作動させると共に、機関排気が前記通路
    分岐部から他のトラップフィルタ側へと流れるように前
    記切換弁を作動させる制御手段とを備えたことを特徴と
    するディーゼルエンジンの排気浄化装置。
  2. 【請求項2】エンジンの排気通路の途中に2つのパーテ
    ィキュレイトトラップフィルタを並列的に介装したディ
    ーゼルエンジンの排気浄化装置において、各トラップフ
    ィルタの目詰り状態を検出する手段と、排気温度の高い
    状態を検出する手段と、前記トラップフィルタの通路分
    岐部に介装した切換弁と、どちらか一方のトラップフィ
    ルタが目詰りを起こしたときに排気温度が高い領域での
    み両トラップフィルタに排気ガスを導くように前記切換
    弁を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするデ
    ィーゼルエンジンの排気浄化装置。
JP1848988U 1988-02-15 1988-02-15 ディーゼルエンジンの排気浄化装置 Expired - Lifetime JPH0614016Y2 (ja)

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JP3599012B2 (ja) 2001-10-01 2004-12-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置

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