JPH06280545A

JPH06280545A - ディーゼル機関の排気微粒子除去装置

Info

Publication number: JPH06280545A
Application number: JP5070125A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakajima; 三樹夫中島; Ikuo Takeuchi; 郁夫竹内; Masumi Asano; 益美浅野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-04

Abstract

(57)【要約】【目的】定期的にフィルタを加熱して再生処理が実行
されるような排気微粒子除去装置において、再生時の配
管温度の差によって配管が損傷を被らないようにするこ
とを目的とする。【構成】機関１の排気通路２に設けたフィルタ5A, 5B
によって排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定
時期にフィルタ5A, 5Bの上流側および下流側に設けられ
た２次空気通路7, 8から２次空気を供給してフィルタ5
A, 5Bの再生を交互に行う排気微粒子除去装置におい
て、フィルタ5A, 5Bの両端よりも外側の排気通路部分
に、伸縮自在な部材からなる伸縮胴部4A, 4Bを設けて構
成する。この結果、再生時の温度差による高温側の配管
の伸長が伸縮胴部4A, 4Bで吸収され、配管の損傷が防止
される。

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微
粒子除去装置に関し、特に、排気通路に設けられたパテ
ィキュレートフィルタを、所定時期にこのパティキュレ
ートフィルタを加熱して再生する場合の、再生中のフィ
ルタの温度差によるフィルタの破損を防止するようにし
たディーゼル機関の排気微粒子除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子（パティキュレート）が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって捕
集、除去することが提案されている。

【０００３】ディーゼル機関の排気通路に配置されたセ
ラミック製のパティキュレート捕集用のフィルタ（以後
単にフィルタと言う）によってディーゼルパティキュレ
ートを除去するように構成された排気微粒子除去装置で
は、フィルタの使用に伴ってその内部に捕集されるパテ
ィキュレートの量が増えると、通気性が次第に失われて
機関性能が低下することになるため、パティキュレート
がある程度捕集されたフィルタを定期的に再生させる必
要がある。このフィルタの再生は、電気ヒータに通電し
たり、バーナーに点火したりして、フィルタに捕集され
たパティキュレートに着火し、再生用ガス、例えば２次
空気を供給してこれを燃焼させることによって行われ
る。

【０００４】この再生時期の判断は、機関の走行距離、
機関の運転時間等を基にして行われることもあるが、一
般に、従来の内燃機関の排気微粒子除去装置では、フィ
ルタ内へのパティキュレートの捕集量を検出して再生時
期を判断するようにしている。このフィルタ内のパティ
キュレートの捕集量の検出は、通常、フィルタの上流側
の排気ガスの圧力と下流側の差圧（圧力損失）によって
検出され、圧力損失値が所定値以上に大きくなった時を
以て再生時期と判断している。そして、フィルタの再生
時には２次空気のような再生用ガスが供給され、フィル
タ内に捕集されたパティキュレートが燃焼処理され、燃
焼ガスは一般に大気中に放出される。

【０００５】このようにフィルタの再生を行う排気微粒
子除去装置には、排気通路中に設けられたフィルタの数
が１個であるシングルフィルタタイプと、排気通路中に
２個のフィルタが設けられたデュアルフィルタタイプ、
あるいは２個より多いフィルタが設けられたマルチフィ
ルタタイプがある。いずれのタイプの排気微粒子除去装
置においても、フィルタの再生は１個ずつ行われるのが
一般的である。

【０００６】図８は排気通路８２の途中に２つのフィル
タＡ，Ｂを備えた排気微粒子除去装置８０の構成を示す
ものである。排気通路８２は分流後合流する２つの分岐
通路８３，８４を備えており、それぞれの中にフィルタ
Ａ，Ｂが備えられている。このような排気微粒子除去装
置８０では、排気ガスは２つに分流され、フィルタＡ，
Ｂによって排気ガス中のパティキュレートが交互、また
は同時に捕集される。パティキュレート内の捕集量は圧
力センサＳＵ，ＳＤで検出されたフィルタ前後の圧力損
失（差圧）によって検出され、捕集量が所定量以上にな
った時に、片方のフィルタ毎に個別に再生処理が実行さ
れる。

【０００７】再生処理では、再生する側のフィルタ、例
えばフィルタＡが図示しない弁で排気通路８２から切り
離され、電気ヒータＨＡに通電が行われて捕集されたパ
ティキュレートが着火され、同時に図示しない電気エア
ポンプから２次空気が供給されてパティキュレートを燃
焼させる再生処理が行われる。そして、再生処理の終わ
ったフィルタＡは排気通路８２に接続されてパティキュ
レートの捕集を再開し、同時にフィルタＢが排気通路８
２から切り離されて電気ヒータＨＢの通電による再生処
理が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように排気通路にフィルタが２個以上設けられた排気微
粒子除去装置では、再生中のフィルタの配管温度が捕集
中のフィルタの配管温度より高くなり、フィルタが並列
に排気通路に接続されている場合に、温度の高い方の配
管の伸長によって並列接続された配管の長さに差が生
じ、並列接続された配管に歪みが発生し、接続部のシー
ル不良や配管の損傷を起こす恐れがある。また、排気通
路にフィルタが１個しか設けられていない排気微粒子除
去装置においても、フィルタ再生時には再生用ガスの供
給側の温度に比べて燃焼ガスの排出側の温度が高くなる
ので、排気経路に温度差による歪みが発生する恐れがあ
る。

【０００９】そこで、本発明は、前記従来のディーゼル
機関の排気微粒子除去装置の有する課題を解消し、機関
の排気通路に設けられたフィルタを加熱燃焼させて所定
時期毎に再生が実行されるような排気微粒子除去装置に
おいて、フィルタが再生中の温度勾配により配管に歪み
が生じても、配管が損傷を被らないディーゼル機関の排
気微粒子除去装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のディーゼル機関の排気微粒子除去装置は、内燃機関
の排気通路に設けた少なくとも１個のフィルタによって
排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時期に前
記フィルタの１つに再生用ガスを供給し、フィルタを加
熱することによりフィルタの再生を行うディーゼル機関
の排気微粒子除去装置において、前記パティキュレート
捕集用のフィルタの両端よりも外側の排気通路部分を、
伸縮自在な部材により構成したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】本発明のディーゼル機関の排気微粒子除去装置
によれば、機関の排気通路に設けられたフィルタを定期
的に加熱して再生処理するような排気微粒子除去装置に
おいて、再生中のフィルタの温度勾配により配管が伸長
しても、この伸長量がフィルタの両端よりも外側の排気
通路部分に設けられた伸縮自在な部材により吸収される
ので、配管部分に応力が加わらず、歪みの発生が抑えら
れて配管に損傷が生じない。

【００１２】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明における同時捕集、逆流交互
再生デュアルフィルタタイプのディーゼル機関の排気微
粒子除去装置２０の一実施例の概略的構成を示すもので
ある。この実施例のディーゼル機関の排気微粒子除去装
置２０では、機関１からの排気ガスを導く排気管２は、
分岐部ａにおいて分岐管２Ａ，２Ｂに分岐され、その後
に合流部ｂにおいて合流されてマフラー６に接続され
る。分岐管２Ａ，２Ｂの途中に設けられたケーシング３
Ａ，３Ｂの中には、排気ガス中のパティキュレートを捕
集するためにそれぞれ第１フィルタ５Ａ及び第２フィル
タ５Ｂが設けられている。

【００１３】このフィルタ５Ａ, ５Ｂは、セラミック等
の多孔性物質からなる隔壁を備えたハニカム状フィルタ
であり、一般に円筒状をしていて内部に隔壁で囲まれた
多数の直方体状の通路（フィルタセル）がある。そし
て、この通路の隣接するものは、排気ガスの流入側と排
気ガスの流出側で交互にセラミック製の閉塞材（プラ
グ）によって栓詰めされて閉通路となっている。従っ
て、このフィルタ５Ａ, ５Ｂに流れ込んだ排気ガス中の
パティキュレートは、排気ガスがフィルタセルの壁面を
通過する際にフィルタセルに捕集される。

【００１４】また、分岐管２Ａ及び２Ｂの分岐部ａの上
流側および合流部ｂの下流側には、それぞれ圧力導入管
ＳＰＵ，ＳＰＤが設けられており、差圧センサ１０に分
岐部ａの上流側の圧力および合流部ｂの下流側の圧力を
導くようになっている。そして、フィルタ５Ａ，５Ｂの
上下流の圧力差（圧力損失）は差圧センサ１０によって
求められ、検出値がＥＣＵ（制御回路）１００に入力さ
れる。制御回路１００はこの圧力差（差圧）によってフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの再生時期を決定する。

【００１５】一方、フィルタ５Ａ，５Ｂの下流側端面近
傍、或は下流側端部の栓部材（図示せず）にはフィルタ
再生時、フィルタを加熱してパティキュレートに着火す
る電気ヒータＨＡ及びＨＢが設けられており、これら電
気ヒータＨＡ，ＨＢの一端は接地され、他端は制御回路
１００によって制御されるスイッチＳＷＡ，ＳＷＢを介
してバッテリ１１に接続されている。更に、フィルタ５
Ａ，５Ｂの上流側には排気ガス温度を検出する温度セン
サＳＴが設けられており、この温度センサＳＴからの排
気ガス温度の出力ＴｈＥも制御回路１００に入力されて
いる。なお、図示はしないが、機関１には吸入空気温度
を検出する吸入空気温度センサと機関１の温度を水温に
よって検出する水温センサが設けられており、これらセ
ンサからの吸入空気温度ＴｈＡと水温ＴｈＷも制御回路
１００に入力されるようになっている。また、排気管２
の途中には酸素濃度センサＳＯが設けられて排気ガス中
の酸素濃度ＲＯ２が検出されることもある。

【００１６】そして、分岐部ａには、分岐部ａの上流側
の排気管２からの排気ガスの流れを分岐管２Ａ，２Ｂに
振り分ける第１制御弁Ｖ１が設けられ、合流部ｂには分
岐管２Ａ，２Ｂの合流部ｂの下流側の排気管２Ｄへの接
続を切り換える第２制御弁Ｖ２が設けられている。これ
ら制御弁Ｖ１，Ｖ２は共に制御回路１００によって駆動
されるようになっており、制御回路１００からの制御信
号により制御弁Ｖ１，Ｖ２は分岐管２Ａ，２Ｂのいずれ
も閉塞しない中立位置、または分岐管２Ａ，２Ｂのいず
れか一方を閉じる位置に位置決めされる。

【００１７】前述のフィルタ５Ａ，５Ｂの再生時には、
電気ヒータＨＡあるいはＨＢに通電すると共に、通電が
行われた側のフィルタ５Ａあるいはフィルタ５Ｂの下流
側から再生用ガスを流し、燃焼ガスをその上流側から排
出する必要がある。従って、この実施例では、分岐管２
Ａ，２Ｂの合流部ｂとフィルタ５Ａ，５Ｂのケーシング
３Ａ，３Ｂとの間に再生用ガス供給管７が接続されてお
り、この再生用ガス供給管７の一端に２次空気供給用の
電動エアポンプ９が設けられている。そして、再生用ガ
ス供給管７内の電動エアポンプ９近傍にはチェック弁Ｖ
３が設けられ、再生用ガス供給管７の分岐管２Ａ，２Ｂ
への接続部にはそれぞれ開閉弁Ｖ５，Ｖ６が設けられて
いる。

【００１８】また、分岐管２Ａ，２Ｂの分岐部ａとフィ
ルタ５Ａ，５Ｂとの間には燃焼ガス排出管８が設けられ
ており、この燃焼ガス排出管８の一端は大気に開放され
ている。そして、燃焼ガス排出管８内の大気開放端近傍
にはチェック弁Ｖ４が設けられ、燃焼ガス排出管８の分
岐管２Ａ，２Ｂへの接続部にはそれぞれ開閉弁Ｖ７，Ｖ
８が設けられている。これらの弁Ｖ３〜Ｖ８および電動
エアポンプ９は全て制御回路１００によって駆動制御さ
れる。

【００１９】弁Ｖ１〜Ｖ８の駆動は、実際には、ダイア
フラム式アクチュエータや負圧切換弁、或いは電気式の
アクチュエータによって行われるが、その駆動機構は特
に限定されるものではないので、ここでは図示およびそ
の説明を省略する。制御回路１００は、例えば、アナロ
グ信号入力用のインタフェースＩＮａ、ディジタル信号
入力用のインタフェースＩＮｄ、アナログ信号をディジ
タル信号に変換するコンバータＡ／Ｄ、各種演算処理を
行う中央処理装置ＣＰＵ、ランダムアクセスメモリＲＡ
Ｍ、読み出し専用メモリＲＯＭ、機関のキースイッチが
オフされてもデータを保持するバックアップメモリＢ−
ＲＡＭ、出力回路ＯＵＴ、およびこれらを接続するバス
ライン１１１等を含むマイクロコンピュータによって構
成されるが、その構成の詳細な動作説明については省略
する。

【００２０】制御回路１００のアナログ信号入力用のイ
ンタフェースＩＮａには、パティキュレートフィルタ５
Ａ，５Ｂの上流側と下流側の排気ガスの差圧信号ＰＤ、
排気ガス温度ＴｈＥ、排気ガス中の酸素濃度ＲＯ２、機
関１の吸気温度信号ＴｈＡ、水温信号ＴｈＷや図示しな
い回転数センサからの機関回転数信号Ｎｅ等が入力さ
れ、ディジタル信号入力用のインタフェースＩＮｄに
は、キースイッチからの信号等が入力される。

【００２１】以上のような構成に加えて、この実施例で
は、第１フィルタ５Ａと第２フィルタ５Ｂとを収容する
ケーシング３Ａ，３Ｂにおいて、第１フィルタ５Ａと第
２フィルタ５Ｂのフィルタ両端よりも外側のケーシング
３Ａ，３Ｂの部分に、伸縮自在な部材を用いて伸縮胴部
４Ａ，４Ｂが形成されている。図２(a) はこの伸縮胴部
４Ａ，４Ｂの構成の詳細を示すケーシング３Ａ，３Ｂの
部分断面図であり、図２(b) は伸縮胴部４Ａ，４Ｂが無
い従来のケーシング３Ａ，３Ｂの部分断面図である。

【００２２】従来は図２(b) に示すように、第１、第２
フィルタ５Ａ，５Ｂは保持部材２１によって円筒形の容
器２２内に保持され、保持部材２１と保持部材２１の間
の第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの外側には断熱材２３
が内装されていた。そして、容器２２の一方の側はシー
ル材２５を挟んでケーシング３Ａ，３Ｂとボルト、ナッ
トで締結され、他方の側はヒータＨＡ，ＨＢの電源端子
２６を挟んでケーシング３Ａ，３Ｂとボルト、ナットで
締結されていた。

【００２３】一方、この実施例では図２(a) に示すよう
に、第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂは保持部材２１によ
って円筒形の容器２２内に保持され、保持部材２１と保
持部材２１の間の第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの外側
には断熱材２３が内装される構成は従来と同じである。
ところが、この実施例では容器２２の一方の側がシール
材２５を挟んでシールガイド２７に接合された後、この
シールガイド２７とケーシング３Ａ，３Ｂとの間に、蛇
腹状の伸縮胴部４Ａ，４Ｂが伸縮自在な部材を用いて取
り付けられており、他方の側にはヒータＨＡ，ＨＢの電
源端子２６が取り付けられた後、この電源端子２６とケ
ーシング３Ａ，３Ｂとの間に、蛇腹状の伸縮胴部４Ａ，
４Ｂが伸縮自在な部材を用いて取り付けられている。こ
の伸縮胴部４Ａ，４Ｂは、例えば溶接によって容器２２
の両端に取り付けられる。

【００２４】次に、以上のように構成された実施例のデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置２０の動作について
説明する。〔排気ガス中のパティキュレート捕集時〕制御弁Ｖ１，
Ｖ２は中立の位置に制御されており、チェック弁Ｖ３，
Ｖ４、および開閉弁Ｖ５〜Ｖ８は閉弁している。この状
態ではディーゼル機関１から排出された排気ガスは分岐
管２Ａ，２Ｂの両方に流れてフィルタ５Ａ，５Ｂによっ
てパティキュレートが除去され、再び合流して排気管２
Ｄを流れてマフラー６を介して大気中に放出される。〔フィルタの再生時〕フィルタ５Ａ，５Ｂ内のパティキ
ュレートの捕集量が所定値を越え、差圧センサ１０のフ
ィルタ５Ａ，５Ｂの上流側と下流側の差圧検出値が基準
値を越えるとフィルタの再生処理がフィルタ５Ａから実
行される。フィルタ５Ａの再生時には制御弁Ｖ１，Ｖ２
が分岐管２Ａの入口側と出口側を塞ぎ、チェック弁Ｖ
３，Ｖ４および開閉弁Ｖ５，Ｖ７が開弁する。この状態
でエアポンプ９が吐出動作を開始すると、再生用ガス供
給管７のから２次空気が再生用ガス供給管７を通じてフ
ィルタ５Ａに供給され、ヒータＨＡに通電が行われてフ
ィルタ５Ａ内のパティキュレートが燃焼し、燃焼ガスは
開閉弁Ｖ７から燃焼ガス排出管８内に入り、チェック弁
Ｖ４を経て大気中に排出される。

【００２５】フィルタ５Ｂの再生時には制御弁Ｖ１，Ｖ
２が分岐管２Ｂの入口側と出口側を塞ぎ、チェック弁Ｖ
３，Ｖ４は開弁のまま、開閉弁Ｖ５，Ｖ７が閉弁し、開
閉弁Ｖ６，Ｖ８が開弁する。２次空気は再生用ガス供給
管７を通じてフィルタ５Ｂに供給され、ヒータＨＢに通
電が行われてフィルタ５Ｂ内のパティキュレートが燃焼
し、燃焼ガスは燃焼ガス排出管８を通って大気中に排出
される。

【００２６】このように、交互にフィルタの再生処理が
行われると、再生中のフィルタの配管温度が捕集中のフ
ィルタの配管温度より高くなり、温度の高い方の配管が
温度が低い方の配管に比べて伸長する。このような場
合、この実施例の排気微粒子除去装置によれば、この伸
び量がフィルタの両端に設けられた伸縮胴部４Ａまたは
４Ｂにより吸収される。この結果、伸長しない側の配管
部分に応力が加わらず、歪みの発生が抑えられて配管に
損傷が生じない。

【００２７】また、前述のようにフィルタ５Ａ，５Ｂの
両端に伸縮胴部４Ａ，４Ｂを設けることにより、車両の
振動による配管部の変形も吸収することができ、並列接
続された配管の歪みの発生が抑えられるので、接続部の
シール不良や配管の損傷を起こす恐れが少なくなる。図
３は図１に示した同時捕集、逆流交互再生デュアルフィ
ルタタイプのディーゼル機関の排気微粒子除去装置２０
の別の実施例の排気微粒子除去装置２０′の概略的構成
を示すものであり、その構成は再生用ガス供給管７の排
気ガス通路への接続の状態を除いて、図１に示した排気
浄化装置２０の構成と同じである。従って、同じ構成部
材には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００２８】図１の実施例の排気浄化装置２０では、再
生用ガス供給管７は合流部ｂとフィルタ５Ａ，５Ｂのケ
ーシング３Ａ，３Ｂとの間の分岐管２Ａ，２Ｂに接続さ
れていたが、図３の実施例の排気浄化装置２０′では、
再生用ガス供給管７はフィルタ５Ａ，５Ｂの近傍のケー
シング３Ａ，３Ｂに接続されている。そして、その接続
部には絞り７Ｓが設けられており、ケーシング３Ａ，３
Ｂ内に流入する２次空気の流速が増すようになってい
る。

【００２９】図４はこの再生用ガス供給管７のケーシン
グ３Ａ，３Ｂへの接続点の詳細を示すものである。再生
用ガス供給管７は円筒状のケーシング３Ａ，３Ｂの接線
方向に取り付けられるようになっており、再生用ガス供
給管７の先端取付部には絞り７Ｓが形成されている。再
生用ガス供給管７が円筒状のケーシング３Ａ，３Ｂにこ
のように接続されていると、２次空気の供給時にケーシ
ング３Ａ，３Ｂ内に矢印Ｕで示すような流速の大きな旋
回流が発生し、再生時の燃焼を促進させることができる
（煽り効果）。

【００３０】図５は図３に示した排気微粒子除去装置２
０′の変形例を示すものであり、図３の排気微粒子除去
装置２０′において再生用ガス供給管７が交差させられ
て反対側のフィルタ５Ａ，５Ｂの近傍のケーシング３
Ａ，３Ｂに接続されている。従って、この実施例では開
閉弁Ｖ５，Ｖ６の開閉を逆にする必要がある。図５の構
成によれば、２次空気は排気ガスが流れている側の分岐
管の上側を迂回して通過した後に再生中のケーシング内
に供給されるので、２次空気が排気ガスの熱によって予
熱されることになり、パティキュレートの燃焼が促進さ
れる。また、図５の構成によれば、再生用ガス供給管７
によって分岐管２Ａ，２Ｂの支持を行うこともできる。

【００３１】図６は図５に示した同時捕集、逆流交互再
生デュアルフィルタタイプのディーゼル機関の排気微粒
子除去装置２０の別の実施例の排気微粒子除去装置２
０″の概略的構成を示すものであり、その構成は２次空
気の供給装置の構成が異なることを除いて、図５に示し
た排気浄化装置２０′の構成と同じである。従って、同
じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
また、必要のない構成は省略してある。

【００３２】図６の実施例の排気浄化装置２０″では、
再生用ガス供給管７の２次空気供給端からエアポンプ９
が取り外され、その代わりに２次空気供給端が車両に搭
載されたエアタンク６０に流量制御弁６１を介して接続
されている。この流量制御弁６１は、制御回路１００か
ら入力される信号によってエアタンク６０からの２次空
気の流量を調整するものである。

【００３３】このエアタンク６０は、例えば、大型トラ
ック等に広く使用されているエアブレーキシステムで使
用するものが利用できる。このエアブレーキシステムは
ブレーキペダルの入力はエアの制御だけに使用し、ブレ
ーキ本体への入力は全て制御されたエアから得るブレー
キシステムであり、エアタンク６０にはコンプレッサ６
２によって常時圧縮エアが蓄積されているものである。
この実施例では弁Ｖ３をチェック弁として構成し、弁Ｖ
６を流路切換弁として使用すれば、弁Ｖ５を省略するこ
とができる。

【００３４】なお、以上説明した実施例では、フィルタ
の再生時の燃焼ガスは燃焼ガス排出管８を通って、チェ
ック弁Ｖ４を経て大気中に排出されているが、燃焼ガス
排出管８の大気開放端は、図１，図３，図５および図６
に二点鎖線で示すようにフィルタ５Ａ，５Ｂの下流側の
排気管２Ｄに接続しても良いものである。このように燃
焼ガス排出管８の端部を排気管２Ｄに接続すると、排気
ガスの流れによる吸い出し効果（脈動効果）によりフィ
ルタケース３Ａ，３Ｂのガス交換が行われ、再生時の燃
焼が促進され、白煙の放出が低減される。

【００３５】図７は本発明の逆流再生シングルフィルタ
タイプのディーゼル機関の排気微粒子除去装置３０の実
施例の構成を示す図であり、図１に示した同時捕集、逆
流交互再生デュアルフィルタタイプのディーゼル機関の
排気微粒子除去装置２０と同じ部位にはできる限り同じ
符号を付してある。従って、図において、１は内燃機
関、２は排気管、３はケーシング、４は伸縮胴部、５は
パティキュレートフィルタ、７は再生用ガス供給管、８
は燃焼ガス排出管、９は電動エアポンプ、１０は圧力導
入管ＳＰＵ，ＳＰＤを備えた差圧センサ、１１はバッテ
リ、１００は制御回路であり、マフラー６は図示してい
ない。また、Ｈは電気ヒータ、ＳＷは電気ヒータＨのオ
ンオフ制御用のスイッチである。更に、シングルフィル
タタイプの排気微粒子除去装置３０では、排気管２には
バイパス管２ｂが設けられており、その分岐部ａおよび
合流部に第１制御弁Ｖ１と第２制御弁Ｖ２が設けられて
いる。Ｖ３，Ｖ４はフィルタ５の再生時に２次空気と燃
焼ガスの流路を制御する開閉弁であり、これらの弁Ｖ１
〜Ｖ４も制御回路１００に開閉制御される。制御回路１
００もインタフェースＩＮａ、ＩＮｄ、コンバータＡ／
Ｄ、中央処理装置ＣＰＵ、メモリＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｂ−
ＲＡＭ、出力回路ＯＵＴ、およびこれらを接続するバス
ライン１１１等を含むマイクロコンピュータによって構
成され、吸入空気温度ＴｈＡ、水温ＴｈＷ、機関回転数
Ｎｅ、排気ガスオンドＴＨＧ、キースイッチからのオン
オフ信号等の機関の運転状態パラメータが入力されるこ
とも同様である。伸縮胴部４の構成も図２(a) に示した
ものと同様で良い。

【００３６】シングルフィルタタイプの排気微粒子除去
装置３０では、再生中には排気ガスはバイパス管２ｂを
流れ、エアポンプ９から再生用ガス供給管７を通じて２
次空気がフィルタ５に供給されて燃焼ガスが燃焼ガス排
出管８から排出される。このとき、２次空気供給側のケ
ーシング３および排気管２の温度よりも、燃焼ガス派出
側のケーシング３および排気管２の温度が高くなり、温
度の高い方の配管が温度が低い方の配管に比べて伸長す
る。このような場合、この実施例の排気微粒子除去装置
によれば、この伸び量がフィルタの両端に設けられた伸
縮胴部４により吸収され、この結果、伸長しない側の配
管部分に応力が加わらず、歪みの発生が抑えられて配管
に損傷が生じない。

【００３７】また、フィルタ５の両端に伸縮胴部４を設
けることにより、車両の振動による配管部の変形も吸収
することができ、並列接続された配管の歪みの発生が抑
えられるので、接続部のシール不良や配管の損傷を起こ
す恐れが少なくなる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
関の排気通路に設けられたフィルタの定期的な再生処理
時に、再生中のフィルタの温度勾配によって配管が伸長
しても、この伸長量がフィルタの両端よりも外側の排気
通路部分に設けられた伸縮自在な部材により吸収される
ので、配管部分に応力が加わらず、歪みの発生が抑えら
れて配管に損傷が生じないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の逆流交互再生デュアルフィルタタイプ
のディーゼル機関の排気微粒子除去装置の一実施例の構
成を示す図である。

【図２】(a) は図１の排気微粒子除去装置におけるフィ
ルタケースの部分断面図であり、(b) は従来の排気微粒
子除去装置におけるフィルタケースの部分断面図であ
る。

【図３】図１のディーゼル機関の排気微粒子除去装置の
別の実施例の排気微粒子除去装置の概略構成図である。

【図４】図３の実施例における２次空気供給管のフィル
タケースへの接続状態を示す局部断面図である。

【図５】図３の実施例の排気微粒子除去装置の変形実施
例の排気微粒子除去装置の構成を示す概略構成図であ
る。

【図６】図５の実施例の排気微粒子除去装置の別の実施
例の排気微粒子除去装置の構成を示す概略構成図であ
る。

【図７】本発明の逆流再生シングルフィルタタイプのデ
ィーゼル機関の排気微粒子除去装置の一実施例の構成を
示す図である。

【図８】従来のデュアルフィルタタイプの排気微粒子除
去装置の概略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

２…排気管２Ａ，２Ｂ…分岐管２ｂ…バイパス管４，４Ａ，４Ｂ…伸縮胴部５，５Ａ，５Ｂ…フィルタ７…再生用ガス供給管８…燃焼ガス排出管９…エアポンプ１０…差圧センサ１００…制御回路ａ…分岐部ｂ…合流部Ｈ，ＨＡ，ＨＢ…電気ヒータＳＯ…酸素濃度センサＳＴ…温度センサＶ１…第１の制御弁Ｖ２…第２の制御弁Ｖ３，Ｖ４…チェック弁Ｖ５〜Ｖ８…開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けた少なくとも
１個のフィルタによって排気ガス中のパティキュレート
を捕集し、所定時期に前記フィルタの１つに再生用ガス
を供給し、フィルタを加熱することによりフィルタの再
生を行うディーゼル機関の排気微粒子除去装置におい
て、前記パティキュレート捕集用のフィルタの両端よりも外
側の排気通路部分を、伸縮自在な部材により構成したこ
とを特徴とするディーゼル機関の排気微粒子除去装置。