JPH0710015Y2 - パティキュレイトトラップフィルタの再生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ディーゼルエンジンの排気系に装着して、排
気ガス中のパーティキュレートを捕集するパティキュレ
イトトラップフィルタの再生装置に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンから放出される排気ガス中にはパテ
ィキュレイト（カーボン粒子等の微粒子成分）が多く含
まれており、ディーゼルエンジンの排気浄化を実施する
に当たってはこのパティキュレイトを除去することが不
可欠とされている。

そのため、特開平１−106917号公報等に開示されるよう
に、従来、排気ガス中のパティキュレイトを捕集する触
媒付パティキュレイトトラップフィルタ（以下「トラッ
プフィルタ」という）を排気通路に装着して、排気ガス
の浄化を図っている。そして、トラップフィルタへのパ
ティキュレイトの捕集が進むにつれ、トラップフィルタ
に目詰まりが生じて通気抵抗が増大するため、従来、ト
ラップフィルタの上流側と下流側の差圧を検出し、その
差圧が規定値を越えた際にエンジンの吸気通路に設けた
吸気絞り弁を絞り排気ガス温度を上昇させて、トラップ
フィルタに捕集されたパティキュレイトを排気ガス熱で
燃焼除去する手段が講じられている。

〔考案が解決しようとする課題〕

然し乍ら、上述の如く吸気絞りにより排気ガス温度を上
昇させてトラップフィルタの再生を行なう従来構造にあ
っては、トラップフィルタが触媒の活性化温度に達する
までに時間がかかるため、その間にパティキュレイト中
の有機成分が揮発，減少してパティキュレイトが着火し
難くなるといった欠点があった。

本考案は、斯かる実情に鑑み案出されたもので、トラッ
プフィルタに捕集したパティキュレイトの着火を容易に
して、トラップフィルタを効率的に再生することのでき
るトラップフィルタの再生装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

斯かる目的を達成するため、本考案は、エンジンの排気
通路に装着したトラップフィルタを、エンジンの吸気通
路に設けた吸気絞り弁を絞って排気ガス熱で再生してな
るディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に於て、上記
排気通路に、トラップフィルタをバイパスするバイパス
通路と、当該バイパス通路とトラップフィルタへの排気
ガス流路を切り換える流路切換弁を設け、当該流路切換
弁の上流側排気通路に排気温度検出手段を設けると共
に、トラップフィルタの再生時に上記吸気絞り弁を絞り
流路切換弁でトラップフィルタへの排気通路を閉鎖し、
上記排気温度検出手段で検出された排気温度が設定値以
上になった時に当該流路切換弁を切り換えて、バイパス
通路を閉じトラップフィルタへの排気通路を開放させる
制御手段を設けたものである。

〔作用〕

本考案によれば、トラップフィルタの再生時に制御手段
は先ず、エンジンの吸気通路に設けた吸気絞り弁で吸気
通路を絞って排気温度を上昇させる。又、これに連動し
て制御手段は流路切換弁でトラップフィルタへの排気通
路を閉鎖し、バイパス通路を開放して排気ガスをバイパ
ス通路に導入する。

そして、排気温度検出手段で検出される排気ガス温度が
設定値以上になると、制御手段は流路切換弁を切り換え
て、バイパス通路を閉じトラップフィルタへの排気通路
を開放させて、トラップフィルタの再生に十分な高温の
排気ガスをトラップフィルタに一気に導入させる。

従って、トラップフィルタは短時間で昇温して、トラッ
プフィルタのパティキュレイトが燃焼除去されることと
なる。

その後、パティキュレイトが燃焼除去されて差圧センサ
で検出される数値が規定値以下に下がると、制御手段の
指令で吸気絞り弁が元に戻ってトラップフィルタ１の再
生が終了することとなる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本考案に係る再生装置の第一実施例を示し、図
に於て、符号１はディーゼルエンジン３の排気通路５に
装着されたトラップフィルタで、当該トラップフィルタ
１にはその上流側と下流側の差圧を検出する差圧センサ
７が取り付けられている。

そして、当該差圧センサ７の検出信号はコントローラ９
に入力されており、捕集されたパティキュレイトによっ
てトラップフィルタ１に目詰まりが生じその上流側と下
流側との差圧が規定値を越えると、当該コントローラ９
はエンジン３の吸気通路11に設けた吸気絞り弁13で吸気
通路11を絞り排気ガス温度を上昇させて、トラップフィ
ルタ１に捕集されたパティキュレイトを排気ガス熱で燃
焼除去するようになっている。

そして、上記排気通路５にはトラップフィルタ１をバイ
パスするバイパス通路15が接続され、又、当該バイパス
通路15の上流側排気通路5aには排気ガス温度センサ17が
装着されており、当該排気ガス温度センサ17の検出信号
は常時コントローラ９に入力されている。

更に、上記バイパス通路15にはコントローラ９で開閉制
御される開閉弁19が、トラップフィルタ１の上流側と当
該バイパス通路15の接続部との間の排気通路５には、開
閉弁21が装着されている。そして、上述したように、ト
ラップフィルタ１の再生時にコントローラ９は吸気絞り
弁13を絞って排気ガス温度を上昇させるが、これと連動
してコントローラ９は先ず、上記開閉弁21を閉じてトラ
ップフィルタ１への排気通路５を閉鎖すると共に、開閉
弁19を開放して排気ガスＧをバイパス通路15に導入する
ようになっている。そして、排気ガス温度の上昇によっ
て上記排気ガス温度センサ17で検出される排気ガス温度
がトラップフィルタ１の再生に十分な設定値以上になっ
た時に、コントローラ９は開閉弁19を閉じてバイパス通
路15を閉鎖すると共に、開閉弁21を開放して高温の排気
ガスＧをトラップフィルタ１に一気に導くようになって
いる。

そして、パティキュレイトが燃焼除去されて差圧センサ
７で検出される数値が規定値以下に下がると、コントロ
ーラ９は吸気絞り弁13を元に戻してトラップフィルタ１
の再生が終了するようになっている。

本実施例はこのように構成されているから、走行中にエ
ンジン１から排出された排気ガスＧ中のパティキュレイ
トは、トラップフィルタ１に捕集されることとなる。

そして、捕集されたパティキュレイトによってトラップ
フィルタ１に目詰まりが生じた結果、差圧センサ７で検
出された値が規定値を越えると、コントローラ９はエン
ジン３の吸気通路11に設けた吸気絞り弁13で吸気通路11
を絞って、排気温度を上昇させる。又、これに連動して
コントローラ９は上記開閉弁21を閉じてトラップフィル
タ１への排気通路５を閉鎖すると共に、開閉弁19を開放
して排気ガスＧをバイパス通路15に導入する。

そして、上記排気ガス温度センサ17で検出される排気ガ
ス温度が設定値以上になると、コントローラ９は開閉弁
19を閉じてバイパス通路15を閉鎖し、又、同時に開閉弁
21を開放するので、トラップフィルタ１の再生に十分な
高温の排気ガスＧがトラップフィルタ１に一気に導入さ
れて、トラップフィルタ１のパティキュレイトが燃焼除
去されることとなる。そして、パティキュレイトが燃焼
除去されて差圧センサ７で検出される数値が規定値以下
に下がると、コントローラ９の指令で吸気絞り弁13を元
に戻してトラップフィルタ１の再生が終了する。

このように本実施例は、従来と異なりトラップフィルタ
１の再生に十分な温度に達した高温の排気ガスＧをトラ
ップフィルタ１に一気に導入するので、トラップフィル
タ１を短時間で昇温させることができ、その結果、パテ
ィキュレイト中の有機成分が揮発，減少する前にパティ
キュレイトを確実に着火燃焼できることとなった。

又、上記構成に加えて、第２図に示すように排気通路５
に排気絞り弁23を装着し、そして、これをコントローラ
９によって吸気絞り弁13と連動させれば、トラップフィ
ルタ１の再生に必要な排気ガスＧの温度上昇が上記第一
実施例に比し早まる効果を有する。

第３図は本考案の第三実施例を示し、本実施例は排気通
路５に装着したトラップフィルタ１にフィルタ温度セン
サ25を装着すると共に、上記開閉弁21に代えて、バイパ
ス率制御弁27を排気通路５の同じ部位に装着したもので
ある。以下、本実施例を図面に基づき詳細に説明する
が、上記第一実施例と同一のものには同一符号を付して
それらの構造説明は省略する。

上記第一実施例と同様、本実施例にあっても、トラップ
フィルタ１の再生コントローラ９の指令で吸気絞り弁13
を絞り排気温度を上昇させて、トラップフィルタに捕集
されたパティキュレイトを排気ガス熱で燃焼除去するも
のである。

然し、一般に車両走行中は様々な走行条件等により、時
としてパティキュレイトの着火燃焼に必要な温度以下の
排気ガスＧがトラップフィルタ１に流入してくることが
ある。そして、トラップフィルタ１の再生時に斯様な温
度の低い排気ガスＧがトラップフィルタ１に流入してく
ると、トラップフィルタ１の温度が低下して良好な再生
が行なえない事態が生じてくる虞がある。

そこで、本実施例は、上述したようにトラップフィルタ
１にフィルタ温度センサ25を装着すると共に、上記開閉
弁21に代えてバイパス率制御弁27を排気通路５に装着
し、フィルタ温度センサ25からの検出信号をコントロー
ラ９に入力させたものである。そして、当該バイパス率
制御弁27は、トラップフィルタ１の再生開始時にはバイ
パス通路15に設けた開閉弁19と共に上記第一実施例の開
閉弁21と同様な開閉制御がコントローラ９でなされる
が、トラップフィルタ１の再生中は、トラップフィルタ
１の温度を上記フィルタ温度センサ25で検出させ、トラ
ップフィルタ１が所定の温度に達した時、その信号を入
力したコントローラ９の指令で上記バイパス率制御弁27
が所定の開度に保たれるようになっている。そして、こ
れに連動してバイパス通路15に装着した開閉弁19は、コ
ントローラ９の指令でバイパス率制御弁27が絞られた分
だけバイパス通路15を開放するようになっている。

その後、パティキュレイトが燃焼除去されて差圧センサ
７で検出される数値が規定値以下に下がると、コントロ
ーラ９の指令で吸気絞り弁13とバイパス率制御弁27が各
通路11,5を開放し、又、開閉弁19がバイパス通路15を閉
鎖するようになっている。

本実施例はこのように構成されているから、捕集された
パティキュレイトによってトラップフィルタ１に目詰ま
りが生じた結果、差圧センサ７で検出された値が規定値
を越えると、上記第一実施例と同様、コントローラ９は
エンジン３の吸気通路11に設けた吸気絞り弁13で吸気通
路11を絞って、排気温度を上昇させる。又、これに連動
してコントローラ９はバイパス率制御弁27を閉じてトラ
ップフィルタ１への排気通路５を閉鎖すると共に、開閉
弁19を開放して排気ガスＧをバイパス通路15に導入す
る。

そして、排気ガス温度センサ17で検出された排気ガス温
度が設定値以上になると、コントローラ９は開閉弁19を
閉じてバイパス通路15を閉鎖すると共にバイパス率制御
弁27を開放して、トラップフィルタ１の再生に十分な高
温の排気ガスＧをトラップフィルタ１に一気に導入す
る。

その後、パティキュレイトの再生中にフィルタ温度セン
サ25で検出された値が規定値を越えると、その信号を入
力したコントローラ９の指令でバイパス率制御弁27は所
定開度だけ開放され、又、これに連動してバイパス通路
15に装着した開閉弁19が、バイパス率制御弁27が絞られ
た分だけバイパス通路15を開放することとなる。

而して、斯様にバイパス率制御弁27が絞られることによ
って、仮にエンジン３から排気ガス温度の低い排気ガス
Ｇがトラップフィルタ１内に流入しても、トラップフィ
ルタ１側に流入する排気ガス流量が減少するため、トラ
ップフィルタ１の温度が低下することがなく、寧ろパテ
ィキュレイトの燃焼熱で排気ガス温度が上昇して、パテ
ィキュレイトの燃焼除去が良好に行なわれる。

そして、パティキュレイトが燃焼除去されて差圧センサ
７で検出された数値が規定値以下に低下すると、コント
ローラ９の指令で吸気絞り弁13とバイパス率制御弁27が
各通路11,5を開放し、又、開閉弁19がバイパス通路15を
閉鎖してトラップフィルタ１の再生が終了することとな
る。

このように本実施例にあっても、上記第一実施例と同
様、トラップフィルタ１の再生に十分な温度に達した高
温の排気ガスＧがトラップフィルタ１に一気に導入され
るので、トラップフィルタ１を短時間で昇温させること
ができ、その結果、パティキュレイト中の有機成分が揮
発，減少する前にパティキュレイトを確実に着火燃焼で
きることとなった。又、本実施例によれば、パティキュ
レイトの着火後にトラップフィルタ１に流入する排気ガ
ス量を減少させるため、仮にエンジン３から排気ガス温
度の低い排気ガスＧがトラップフィルタ１内に流入して
もトラップフィルタ１の温度が低下することがなく、寧
ろパティキュレイトの燃焼熱で排気ガス温度が上昇し
て、パティキュレイトの燃焼除去が上記第一実施例に比
しより良好に行なえる利点を有する。

又、上記第三実施例の構成に加えて、第４図に示すよう
にトラップフィルタ１の前面にヒータ29を配置し、そし
て、コントローラ９が開閉弁19を閉鎖しバイパス率制御
弁27を開放して、再生に十分な高温の排気ガスＧをトラ
ップフィルタ１に一気に導入する際に、上記ヒータ29を
コントローラ９でONさせるようにしてもよい。その他、
図中、符号31はヒータ29の電源を示す。

而して、本実施例によっても、高温の排気ガスＧをトラ
ップフィルタ１に一気に導入してトラップフィルタ１を
短時間で昇温させることができるので、上記各実施例と
同様、所期の目的を達成することができるが、更に、本
実施例によれば、各実施例に比しヒータ29によってトラ
ップフィルタ１をより速やかに昇温させることができる
利点を有する。

又、図示しないが、上記第３図及び第４図に示す実施例
の構成に加えて、第２図の如く排気通路５に排気絞り弁
23を装着してもよい。そして、斯かる構成によれば、排
気ガス温度のより速やかな上昇が可能である。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案によれば、トラップフィルタ
の再生に当たりトラップフィルタの再生に十分な温度に
達した高温の排気ガスがトラップフィルタに一気に導入
できるので、従来に比しトラップフィルタを短時間で昇
温させることができ、その結果、パティキュレイト中の
有機成分が揮発，減少する前にパティキュレイトを確実
に着火燃焼できることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一実施例に係るトラップフィルタの
再生装置の概略構成図、第２図は本考案の第二実施例に
係る再生装置の概略構成図、第３図は本考案の第三実施
例に係るトラップフィルタの再生装置の概略構成図、第
４図は本考案の第四実施例に係るトラップフィルタの再
生装置の概略構成図である。 １……トラップフィルタ ３……エンジン ５……排気通路 ７……差圧センサ ９……コントローラ 11……吸気通路 13……吸気絞り弁 15……バイパス通路 17……排気ガス温度センサ 19,21……開閉弁 23……排気絞り弁 25……フィルタ温度センサ 27……バイパス率制御弁 29……ヒータ。

Claims (1)

【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に装着した触媒付パテ
   ィキュレイトトラップフィルタを、エンジンの吸気通路
   に設けた吸気絞り弁を絞って排気ガス熱で再生してなる
   ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に於て、上記排
   気通路に、パティキュレイトトラップフィルタをバイパ
   スするバイパス通路と、当該バイパス通路とパティキュ
   レイトトラップフィルタへの排気ガス流路を切り換える
   流路切換弁を設け、当該流路切換弁の上流側排気通路に
   排気温度検出手段を設けると共に、パティキュレイトト
   ラップフィルタの再生時に上記吸気絞り弁を絞り流路切
   換弁でパティキュレイトトラップフィルタへの排気通路
   を閉鎖し、上記排気温度検出手段で検出された排気温度
   が設定値以上になった時に当該流路切換弁を切り換え
   て、バイパス通路を閉じパティキュレイトトラップフィ
   ルタへの排気通路を開放させる制御手段を設けたことを
   特徴とするパティキュレイトトラップフィルタの再生装
   置。