JPH06221138A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JPH06221138A
JPH06221138A JP5010821A JP1082193A JPH06221138A JP H06221138 A JPH06221138 A JP H06221138A JP 5010821 A JP5010821 A JP 5010821A JP 1082193 A JP1082193 A JP 1082193A JP H06221138 A JPH06221138 A JP H06221138A
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達哉 杉本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】装置構成を簡単化できるとともに再生時期の変
更も可能な排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】外部よりの再生指令又は推定パティキュレ−ト
捕集量が所定レベルに達した場合に、加熱手段11によ
りフィルタ2を加熱してパティキュレ−トを燃焼させ、
フィルタ2の再生が行われる。フィルタ再生制御手段8
は、検出したパティキュレ−ト捕集量に基づいて加熱手
段11の発熱パタンを選択し、それにより再生中のフィ
ルタ2の温度を再生に好適な範囲に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平4−50417号公報は、ディ−
ゼル機関の排気経路に配設されたフィルタと、フィルタ
の圧損が所定レベルを超えるとフィルタのパティキュレ
−ト捕集量がしきい値レベルを超えたと推定し、この推
定パティキュレ−ト捕集量に基づいて加熱手段を所定の
発熱パタンで発熱させ、捕集済パティキュレ−トの着火
から再生終了に至る一連の再生動作を実行する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のフィルタ再生方式では、パティキュレ−ト捕集量
が一定しきい値になった時点でフィルタ再生を行う方式
であるので、排気管のフィルタ収容部分を迂回するバイ
パス排気経路と、再生時にこのバイパス排気経路へエン
ジン排気ガスを切り換える切替えダンパとを必要とし、
構造が複雑となるという不具合があった。また、外部環
境条件や運転条件などにより再生に不適な場合でもフィ
ルタ再生を開始しないと、エンジン稼働につれてフィル
タのパティキュレ−ト捕集量がしきい値を超えてしま
い、発熱量の増大からフィルタが溶損する可能性が生じ
る。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、装置構成を簡単化できるとともに再生時期の変更
も可能な排気ガス浄化装置を提供することを、その解決
すべき課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、図4のクレーム対応図に示すように、ディ−ゼル
機関の排気経路に配設されたフィルタと、フィルタのパ
ティキュレ−ト捕集量を検出するパティキュレ−ト捕集
量検出手段と、前記フィルタに捕集されたパティキュレ
−トを燃焼させて前記フィルタを再生する加熱手段と、
前記加熱手段にフィルタ再生を指令するフィルタ再生制
御手段とを備える排気ガス浄化装置において、前記フィ
ルタ再生制御手段は、検出したパティキュレ−ト捕集量
に基づいて前記加熱手段の発熱パタンを選択し、前記フ
ィルタの温度を再生に好適な範囲に維持する再生モード
変更手段を備えることを特徴としている。
【0006】
【作用及び発明の効果】外部よりの再生指令又は推定パ
ティキュレ−ト捕集量が所定レベルに達した場合に、加
熱手段によりフィルタを加熱してパティキュレ−トを燃
焼させ、フィルタの再生が行われる。フィルタ再生制御
手段は、検出したパティキュレ−ト捕集量に基づいて加
熱手段の発熱パタンを選択し、それにより再生中のフィ
ルタの温度を再生に好適な範囲に維持する。
【0007】その結果、本発明の排気ガス浄化装置は、
パティキュレ−ト捕集量に無関係に内外の諸条件が再生
に好適な時期を選んで再生を行うことができる。更に、
排気ガス浄化装置はエンジン運転中でのフィルタ再生を
回避できるので、エンジンから出た排気ガスが再生中の
フィルタを迂回するバイパス排気経路や、このバイパス
排気経路へエンジン排気ガスを切り換える電動ダンパ装
置などの構成を省略して、装置構成を簡潔、小型化でき
るという優れた効果を奏することができる。
【0008】
【実施例】
(実施例1)本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図
1に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ
収容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその
上流側から下流側へ、ヒータ11、温度センサ6、フィ
ルタ2が順番に配置されている。フィルタ収容ケース1
の下流端部の側壁を貫通して尾管4が配設されており、
フィルタ収容ケース1内において尾管4は風向き偏向用
の整流板14を内蔵している。同様に、フィルタ収容ケ
ース1の上流端部の側壁を貫通してディーゼルエンジン
(図示せず)の排気管3が配設されており、フィルタ収
容ケース1内において排気管3は風向き偏向用の整流板
14を内蔵している。
【0009】また、フィルタ収容ケース1の上流側端壁
を貫通して送気管10の出口部が配設されており、送気
管10は電磁弁12を通じてブロワ13の出口に連結さ
れている。更に排気管3には、排気圧を検出する圧力セ
ンサ7、及び、排気管から排気ガスを外部に放出する電
磁駆動式のリリーフバルブ16が配設されている。一
方、上記したヒータ11、ブロワ13、バルブ12、リ
リーフバルブ16はコントローラ8により駆動制御さ
れ、また、エンジン(図示せず)内蔵のエアフローセン
サ5、圧力センサ7、温度センサ6の信号はコントロー
ラ8に出力される。また、コントローラ8は、再生開始
を命令する再生スイッチからの信号を受取るとともに、
再生可能表示ランプ9に再生可能を表示する。
【0010】以下、この装置の動作を説明する。 (パティキュレ−ト捕集動作)ディ−ゼルエンジンから
出た排気ガスは排気管3を通じてケース1内に導入さ
れ、排気ガス中のパティキュレ−トはフィルタ2で捕集
され、浄化された排気ガスは尾管4から外部に排出され
る。
【0011】フィルタ2はハニカムセラミックフィルタ
(日本碍子kk製、直径5.66インチ×長さ6イン
チ)であって、コ−ジェライトを素材として円柱形状に
焼成されている。フィルタ2はその両端面を貫通する多
数の通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上流端で封
栓され、その他方は下流端で封栓されている。排気ガス
は隣接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パティキュ
レ−トだけが通気孔内に捕集される。フィルタ2の両端
面はケース1の両端面に所定距離を隔てて対面してい
る。
【0012】ヒータ3はニクロムを素材とする電熱抵抗
体からなり、フィルタ2の再生時上流側に当たる端面に
近接配置されている。 (フィルタ再生動作)次に、このフィルタ2の再生動作
を図2のフローチャートに従って説明する。まず100
において、圧力センサ7が検出する排気圧力とエアフロ
ーセンサ5が検出する吸入空気流量と、温度センサ6が
検出する排気ガス温度に基づいて、マイコン式のコント
ローラ8内蔵のメモリ(図示せず)に記憶されたマップ
からフィルタ2のパティキュレ−ト捕集量Pをサーチす
る。なお、フィルタ2の圧損は排気圧力、吸入空気流量
及び排気ガス温度を変数とする関数値であり、かつパテ
ィキュレ−ト捕集量は圧損を変数とする関数値である。
もちろん、各種のパティキュレ−ト捕集量推定方式が知
られており、どれを選択してもよい。
【0013】次に、サーチしたパティキュレ−ト捕集量
Pで記憶するパティキュレ−ト捕集量Pmを更新し(1
02)、パティキュレ−ト捕集量Pmが所定のしきい値
Ptを超過したかどうかを調べ(104)、超過したら
ステップ114に進み、超過していなければ、パティキ
ュレ−ト捕集量Pmが再生動作実行に必要な最低捕集量
Pminを超過したかどうかを調べ(106)、超過し
ていれば再生可能表示ランプ9を点灯して(108)、
ステップ114に進み、超過していなければ再生可能表
示ランプ9を消灯して(110)、100にリターンす
る。
【0014】ステップ114では、パティキュレ−ト捕
集量Pmが再生可能な最大捕集量を超過しているかどう
かを調べ、超過していれば警報を出力し(118)、超
過していなければ上記警報をオフして(120)、12
1に進む。ステップ121では、オペレータがスイッチ
19をオンして再生命令信号が入力したかどうかを調べ
る。再生命令が入力していなければ100にリターン
し、再生命令が入力していれば、ステップ122に進
む。
【0015】なお、フィルタ2が詰まってエンジン排圧
が所定値まで上昇すると、リリーフバルブ16は自動的
に開くようになっている。ステップ122では、ステッ
プ102にて求めたパティキュレ−ト捕集量Pmに応じ
た再生モードをメモリ内蔵のマップからサーチし(12
2)、次にこの再生モードに従って再生動作を実行し
(124)、再生動作が終了すれば(126)、100
にリターンする。
【0016】次に、ステップ124の再生動作を図3の
タイミングチャートにしたがって説明する。この実施例
ではフィルタ2の再生時にエンジンは停止するものとす
る。まず、ヒータ11に着火電力を供給し、急速にフィ
ルタ2を加熱する。ヒータ11が加熱されたらバルブ1
2を開き、フィルタ2の予熱及びパティキュレ−トの着
火、燃焼を開始する。このままではパティキュレ−トの
燃焼によりフィルタ2の温度が上昇しすぎて、フィルタ
2の溶損、クラックが発生するので、着火電力通電から
所定時間経過後で着火が開始された後、フィルタ2の温
度の過度の上昇を防止するためにヒータ11への供給電
力を低下する。すなわち、着火電力より小さい燃焼持続
電力を供給する。この実施例では、着火電力は1.3k
W、基準パティキュレ−ト捕集量Ptにおける燃焼持続
電力は1.0kWであるこの実施例では、上記燃焼持続
電力を供給する期間(燃焼持続電力供給期間)を、ステ
ップ102にて求めたパティキュレ−ト捕集量に応じて
変更している。
【0017】すなわち、パティキュレ−ト捕集量が多い
場合には長く設定し、パティキュレ−ト捕集量が少ない
場合には短く設定している。次に、本実施例の要部であ
るステップ122について更に説明する。パティキュレ
−ト捕集量Pmの変化は、上記説明したようにパティキ
ュレ−ト燃焼時の発熱量の変化となり、ヒータ11の電
力及びブロワ13の送風量が一定であれば、フィルタ2
の温度の変化に連動する。フィルタ2の温度は燃焼持続
期間中、燃焼持続可能温度(摂氏約800度)から、フ
ィルタ2の許容耐熱温度(コージェライトで摂氏約95
0度)の範囲、更に好ましくは摂氏800〜900度に
維持する必要がある。
【0018】このために本実施例では、パティキュレ−
ト捕集量Pmに応じてブロワ13の回転数を変更してそ
の送風流量を調節している。すなわち、パティキュレ−
ト捕集量Pmが多い場合には発熱量が大きいので供給酸
素量を低減してフィルタ2の温度の過昇を抑制し、パテ
ィキュレ−ト捕集量Pmが少ない場合には発熱量が小さ
いので供給酸素量を増大してフィルタ2の温度の低下を
抑制する(図3参照)。ちなみに、図3において点線は
ブロワ13の送風量を変更することを示している。 こ
のパティキュレ−ト捕集量に応じた送風流量の調節は、
パティキュレ−ト捕集量が多い場合は必要酸素量が多
く、パティキュレ−ト捕集量が少ない場合は必要酸素量
が少なくでき、そのために燃焼持続電力を低減でき、節
電が可能となる。 (変形態様)上記実施例では、燃焼持続電力給電期間に
通電される燃焼持続電力だけを制御したが、着火電力も
パティキュレ−ト捕集量Pmに応じて多少変化させても
よい。
【0019】また上記実施例では、ブロワ13の送風量
の変化によりフィルタ2の温度を好適範囲としたが、ブ
ロワ13の送風量を一定とし、ヒータ11への給電電力
の制御によりそれを行うこともできる。すなわち、パテ
ィキュレ−ト捕集量Pmが多い場合には燃焼持続電力を
削減してフィルタ2の温度の上昇し過ぎを抑止し、逆の
場合は燃焼持続電力を増大してフィルタ2の温度の低下
し過ぎを抑止する。図4にその一例を示す。点線は燃焼
持続電力を変更した状態を示す。
【0020】また上記実施例では、フィルタ2に捕集さ
れたパティキュレ−トは燃焼持続電力給電期間に平均し
て燃焼すると仮定したが、燃焼持続電力給電期間におい
て所定の燃焼発熱量変化パタンを記憶しておき、このパ
タンを打ち消すようにブロワ13の送風量又は/及び燃
焼持続電力を調節することもできる。このようにすれ
ば、パティキュレ−ト燃焼による発熱量の時間変化にか
かわらず燃焼持続電力給電期間における総合発熱量が好
適範囲内となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示すブ
ロック図、
【図2】その再生動作を示すフローチャート、
【図3】その再生モードを示すタイミングチャート、
【図4】再生モードの変形態様を示すタイミングチャー
ト、
【図5】クレーム対応図、
【符号の説明】
2はフィルタ、5はエアフローセンサ(パティキュレ−
ト捕集量検出手段)、6は温度センサ(パティキュレ−
ト捕集量検出手段)、7は圧力センサ(パティキュレ−
ト捕集量検出手段)、8はコントローラ(フィルタ再生
制御手段、再生モード変更手段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディ−ゼル機関の排気経路に配設された
    フィルタと、フィルタのパティキュレ−ト捕集量を検出
    するパティキュレ−ト捕集量検出手段と、前記フィルタ
    に捕集されたパティキュレ−トを燃焼させて前記フィル
    タを再生する加熱手段と、前記加熱手段にフィルタ再生
    を指令するフィルタ再生制御手段とを備える排気ガス浄
    化装置において、 前記フィルタ再生制御手段は、検出したパティキュレ−
    ト捕集量に基づいて前記加熱手段の発熱パタンを選択
    し、前記フィルタの温度を再生に好適な範囲に維持する
    再生モード変更手段を備えることを特徴とする排気ガス
    浄化装置。
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