JPH0734846A - パティキュレートトラップ装置 - Google Patents

パティキュレートトラップ装置

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JPH0734846A
JPH0734846A JP5174430A JP17443093A JPH0734846A JP H0734846 A JPH0734846 A JP H0734846A JP 5174430 A JP5174430 A JP 5174430A JP 17443093 A JP17443093 A JP 17443093A JP H0734846 A JPH0734846 A JP H0734846A
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Keiichi Niimura
恵一 新村
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0233Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生動作による運転違和感を解消する。 【構成】 エンジンの排気中のパティキュレートを捕集
するフィルタ1,2を複数設け、再生時に該当フィルタ
への排気の流入を規制するバルブ装置3,4を設けると
共に、該当フィルタの下流側から高圧エアを吹き出して
捕集パティキュレートを燃焼室に吹き落とす逆洗装置
5,6を設けたパティキュレートトラップ装置におい
て、エンジンの負荷を検出する手段7と、エンジンの負
荷が所定値以下のときに再生を行うべく前記バルブ装置
3,4、逆洗装置5,6を制御する制御手段8とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
の排気中に含まれる微粒子を捕捉、除去するパティキュ
レートトラップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気通路に、排気
中の微粒子(パティキュレート)を捕集する複数のフィ
ルタを設置すると共に、各フィルタの下流に逆洗ノズル
を設けたパティキュレートトラップ装置がある。
【0003】このものは、フィルタの下方に燃焼室を備
え、フィルタの再生時には、該当フィルタに排気を流さ
ないように該当フィルタ下流のバルブを閉じると共に、
逆洗ノズルから高圧エアを吹き出して該当フィルタから
捕集パティキュレートを燃焼室に吹き落とし、燃焼室の
ヒータによって燃焼除去するようになっており、各フィ
ルタの再生を定期的に行うようになっている(特開平2
ー188613号、3ー18609号、4ー10902
0号公報等参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置にあっては、フィルタの再生時は排気の全
量が非再生側のフィルタを通過するので、再生が短時間
で終わるとはいえ、排圧の上昇によって、エンジン出力
の低下を生じ、運転性に違和感を与えることがあった。
【0005】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、図1に示す
ようにエンジンの排気中のパティキュレートを捕集する
フィルタ1,2を複数設け、再生時に該当フィルタへの
排気の流入を規制するバルブ装置3,4を設けると共
に、該当フィルタの下流側から高圧エアを吹き出して捕
集パティキュレートを燃焼室に吹き落とす逆洗装置5,
6を設けたパティキュレートトラップ装置において、エ
ンジンの負荷を検出する手段7と、エンジンの負荷が所
定値以下のときに再生を行うべく前記バルブ装置3,
4、逆洗装置5,6を制御する制御手段8とを設ける。
【0007】また、図1に示すようにエンジンの回転速
度を検出する手段9を設け、エンジンの回転速度が所定
値以下のときに再生を行うべく前記バルブ装置3,4、
逆洗装置5,6を制御する構成にする。
【0008】
【作用】フィルタの再生が行われる際は、該当フィルタ
への排気の流入が規制され、排気の全量が非再生側のフ
ィルタへ流されるが、これはエンジンの負荷が所定値以
下のときに行われる。即ち、エンジンのアイドル時、減
速時、シフトチェンジ時等、出力要求がないときに、フ
ィルタの再生を行うことで、排圧の上昇があっても、運
転性への影響が防止される。
【0009】また、エンジンの回転速度が所定値以下の
ときに、即ち排気流量が比較的少ないときに、フィルタ
の再生を行えば、排圧が上昇することはなく、エンジン
出力への影響が回避される。
【0010】
【実施例】図2は本発明の実施例を示すもので、20は
ディーゼルエンジンの排気通路に設置されるトラップ本
体である。
【0011】トラップ本体20は、本体20内の流路が
2系統に分割され、それぞれ流路にパティキュレートを
捕集するフィルタ21,22が介装される。
【0012】フィルタ21,22の下流側の流路23,
24には、それぞれバルブ装置としてのシャッタバルブ
25,26が配設される。
【0013】シャッタバルブ25,26は、電磁弁2
7,28が開かれエアリザーバ29からエアが送られる
と、流路23,24を閉じ、電磁弁27,28が閉じら
れエアが遮断されると、流路23,24を開くようにな
っている。
【0014】トラップ本体20にはフィルタ21,22
の下方に燃焼室30が形成され、燃焼室30にはヒータ
31が設置される。
【0015】トラップ本体20のフィルタ21,22の
下流側には、それぞれ逆洗装置としての逆洗ノズル3
2,33が設置される。
【0016】逆洗ノズル32,33には、それぞれ電磁
弁34,35を介してエアリザーバ29からの高圧エア
が送られ、電磁弁34,35が開かれると高圧エアをフ
ィルタ21,22に向けて吹き出すようになっている。
【0017】エンジンの負荷を検出するために、燃料噴
射ポンプの噴射レバー開度等を検出するエンジン負荷セ
ンサ36が設けられ、このエンジン負荷信号はコントロ
ーラ37に入力される。
【0018】コントローラ37により、定期的にフィル
タ21,22の再生要求が発せられると共に、この再生
要求およびエンジン負荷センサ36のエンジン負荷信号
に基づいて電磁弁27,28,34,35、ヒータ31
が制御される。38はバッテリを示す。
【0019】なお、エアリザーバ29は、図示しないが
エンジンのコンプレッサに接続され、エアリザーバ29
内の圧力が基準値まで下がると、コンプレッサによって
所定高圧になるまでエアが補充される。
【0020】次に、コントローラ37による制御内容を
図3のフローチャートに基づいて説明する。
【0021】フィルタの再生要求が発生すると、まずス
テップ1にてエンジン負荷Lを規定値L0(例えば最大
負荷の5%)と比較する。規定値L0は、エンジンのア
イドル時、減速時、シフトチェンジ時等の負荷がゼロま
たはほとんどゼロであることを検出するための基準であ
る。
【0022】エンジン負荷Lが規定値L0よりも低けれ
ば、ステップ3にてフィルタ21(第1ブロック)の再
生を行う。
【0023】エンジン負荷Lが規定値L0よりも高けれ
ば、ステップ2にて待機し、エンジン負荷Lが規定値L
0より低くなれば、ステップ3に進み、フィルタ21の
再生を行う。なお、この際所定時間t10が経過すれば、
同じくステップ3に進み、フィルタ21の再生を行う。
【0024】フィルタ21の再生は、流路23のシャッ
タバルブ25を閉じ、排気がフィルタ21側に流れない
ようにすると共に、電磁弁34を開いてエアリザーバ2
9から高圧エアを逆洗ノズル32に送り、フィルタ21
に向けて吹き出すことで、捕集パティキュレートを燃焼
室30に吹き落とす。この場合、電磁弁34は高圧エア
をパルス的に吹き出すようにごく短時間開駆動し、その
後閉駆動する。燃焼室30に落ちたパティキュレートは
ヒータ31によって焼却する。
【0025】フィルタ21の再生を終えると、シャッタ
バルブ25を開く。
【0026】この後、一定時間t20(例えば10秒)が
経過すると、ステップ5にてエンジン負荷Lを規定値L
0と比較し、エンジン負荷Lが規定値L0よりも低けれ
ば、ステップ7にてフィルタ22(第2ブロック)の再
生を行う。
【0027】エンジン負荷Lが規定値L0よりも高けれ
ば、ステップ6にて待機し、エンジン負荷Lが規定値L
0より低くなれば、ステップ7に進み、フィルタ22の
再生を行う。なお、この際所定時間t10が経過すれば、
同じくステップ7に進み、フィルタ22の再生を行う。
【0028】フィルタ22の再生は、流路24のシャッ
タバルブ26を閉じ、排気がフィルタ22側に流れない
ようにすると共に、電磁弁35を開いてエアリザーバ2
9から高圧エアを逆洗ノズル33に送り、フィルタ22
に向けて吹き出すことで、捕集パティキュレートを燃焼
室30に吹き落とす。この場合、電磁弁35は高圧エア
をパルス的に吹き出すようにごく短時間開駆動し、その
後閉駆動する。燃焼室30に落ちたパティキュレートは
ヒータ31によって焼却する。
【0029】フィルタ22の再生を終えると、シャッタ
バルブ26を開き、完了する。
【0030】このようにフィルタ11,12の再生をエ
ンジン負荷が所定値以下のときに行うので、運転性に影
響することはない。
【0031】即ち、フィルタを再生する際は、該当する
流路のシャッタバルブを閉じるため、排気の全量が非再
生側のフィルタに流れるが、フィルタの再生をエンジン
のアイドル時、減速時、シフトチェンジ時等、出力要求
がないときに行うので、排圧が上昇することがあって
も、エンジン出力に影響を及ぼすことはない。
【0032】この場合、逆洗ノズルから吹き出すエアに
よっても、ごく短時間ではあるが排圧が上昇するが(エ
アが燃焼室30側を通って非再生側のフィルタ側に流入
する)、同じく影響はなく、これにより違和感のない良
好な運転性が確保される。
【0033】なお、エンジン負荷が所定値以下にないと
きは、所定時間の経過時点で再生を行うので、フィルタ
にパティキュレートが過剰に堆積することを防止でき
る。
【0034】図4は本発明の他の実施例を示すもので、
エンジン回転速度が所定値以下のときにフィルタ21,
22の再生を行うものである。
【0035】この場合、図2に示すようにエンジンの回
転速度を検出するエンジン回転速度センサ40が設けら
れ、そのエンジン回転速度信号に基づいて電磁弁27,
28,34,35、ヒータ31が制御される。
【0036】フィルタの再生要求が発生すると、ステッ
プ11にてエンジン回転速度Nを規定値N0(例えば定
格回転数の80%)と比較する。
【0037】エンジン回転速度Nが規定値N0よりも低
ければ、ステップ13にてフィルタ21(第1ブロッ
ク)の再生を行う。
【0038】エンジン回転速度Nが規定値N0よりも高
ければ、ステップ12にて待機し、エンジン回転速度N
が規定値N0より低くなれば、ステップ13に進み、フ
ィルタ21の再生を行う。なお、この際所定時間t10
経過すれば、同じくステップ13に進み、フィルタ21
の再生を行う。
【0039】フィルタ21の再生後、一定時間t20(例
えば10秒)が経過すると、ステップ15にてエンジン
回転速度Nを規定値N0と比較し、エンジン回転速度N
が規定値N0よりも低ければ、ステップ17にてフィル
タ22(第2ブロック)の再生を行う。
【0040】エンジン回転速度Nが規定値N0よりも高
ければ、ステップ16にて待機し、エンジン回転速度N
が規定値N0より低くなれば、ステップ17に進み、フ
ィルタ22の再生を行う。なお、この際所定時間t10
経過すれば、同じくステップ17に進み、フィルタ22
の再生を行う。
【0041】このようにフィルタ11,12の再生をエ
ンジン回転速度が所定値以下のときに、即ち排気流量が
比較的少ないときに行えば、排圧がそれほど上昇するこ
とがなく、これによりエンジン出力への影響が回避さ
れ、違和感を与えるがなく、良好な運転性が確保され
る。
【0042】なお、排圧の上昇が抑えられるので、逆洗
ノズルから吹き出すエアとの圧力差が大きくなり、再生
効率も向上する。
【0043】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、エンジンの排
気中のパティキュレートを捕集するフィルタを複数設
け、再生時に該当フィルタへの排気の流入を規制するバ
ルブ装置を設けると共に、該当フィルタの下流側から高
圧エアを吹き出して捕集パティキュレートを燃焼室に吹
き落とす逆洗装置を設けたパティキュレートトラップ装
置において、エンジンの負荷または回転速度を検出する
手段を設け、エンジンの負荷または回転速度が所定値以
下のときに再生を行うべく前記バルブ装置、逆洗装置を
制御するので、再生動作によってエンジン出力に影響を
及ぼすことがなく、違和感のない良好な運転性を確保で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の構成図である。
【図2】実施例の構成図である。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】他の実施例の制御内容を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
20 トラップ本体 21,22 フィルタ 25,26 シャッタバルブ 27,28 電磁弁 29 エアリザーバ 30 燃焼室 31 ヒータ 32,33 逆洗ノズル 34,35 電磁弁 36 負荷センサ 37 コントローラ 40 回転速度センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気中のパティキュレートを
    捕集するフィルタを複数設け、再生時に該当フィルタへ
    の排気の流入を規制するバルブ装置を設けると共に、該
    当フィルタの下流側から高圧エアを吹き出して捕集パテ
    ィキュレートを燃焼室に吹き落とす逆洗装置を設けたパ
    ティキュレートトラップ装置において、エンジンの負荷
    を検出する手段と、エンジンの負荷が所定値以下のとき
    に再生を行うべく前記バルブ装置、逆洗装置を制御する
    制御手段とを設けたことを特徴とするパティキュレート
    トラップ装置。
  2. 【請求項2】 エンジンの排気中のパティキュレートを
    捕集するフィルタを複数設け、再生時に該当フィルタへ
    の排気の流入を規制するバルブ装置を設けると共に、該
    当フィルタの下流側から高圧エアを吹き出して捕集パテ
    ィキュレートを燃焼室に吹き落とす逆洗装置を設けたパ
    ティキュレートトラップ装置において、エンジンの回転
    速度を検出する手段と、エンジンの回転速度が所定値以
    下のときに再生を行うべく前記バルブ装置、逆洗装置を
    制御する制御手段とを設けたことを特徴とするパティキ
    ュレートトラップ装置。
JP17443093A 1993-07-14 1993-07-14 パティキュレートトラップ装置 Expired - Fee Related JP3190769B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100402807C (zh) * 2004-03-17 2008-07-16 日产自动车株式会社 柴油机微粒滤清器的再生
US7531048B2 (en) 2004-10-19 2009-05-12 Honeywell International Inc. On-wing combustor cleaning using direct insertion nozzle, wash agent, and procedure
CN110374719A (zh) * 2019-08-15 2019-10-25 刘柳成林 一种柴油内燃机脉冲净化及提取优质纳米石墨烯碳粒装置
CN112943415A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 北京航天爱锐科技有限责任公司 尾气处理装置的控制方法、控制装置和车辆

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CN112943415A (zh) * 2021-02-05 2021-06-11 北京航天爱锐科技有限责任公司 尾气处理装置的控制方法、控制装置和车辆

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