JPH0754718A - 内燃機関のｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＥＧＲガス回路中にトラップフィルタを設け
て、このトラップフィルタの再生を洗浄用の気体によっ
て逆洗するものにおいて、逆洗時に、ＥＧＲガスが空気
等によって薄められることのない装置を提供する。 【構成】 トラップフィルタ（７）の逆洗用気体として
ＥＧＲガスタンク（12）のガスを使用し、或いは、並列
接続したトラップフィルタ（７）を交互に逆洗すること
とし、逆洗中のトラップフィルタ（７）の出口側を遮断
し、更に、トラップフィルタ（７）を逆洗側とＥＧＲガ
スとに区画して、これらを切替えることで部分毎に逆洗
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のＥＧＲ装
置に関するもので、特に、ＥＧＲ回路にトラップフィル
タを設けたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、機関の排気ガスの一
部を給気側に還流させてその吸入空気と混合して気筒へ
供給し、これにより、排気ガス中のＮＯx を低減させる
ようにしたものは公知である（特公昭55-46509号公報、
実開昭60-102455 号公報及び実開平1-139066号公報等参
照）。このようなＥＧＲ装置において、特にディーゼル
機関では、その排気ガス中のすすを除去するため、排気
通路から給気通路までのＥＧＲ回路の途中にトラップフ
ィルタを設けて、そのＥＧＲガス中のすすを除去したも
のを給気側へ供給することが考えられている。

【０００３】そして、この場合、トラップフィルタで除
去されたすすがそのフィルタ本体に付着して目詰まりを
生じ、ＥＧＲ率が低下するのを防止するため、そのトラ
ップフィルタのＥＧＲガスの流れ方向とは逆方向に洗浄
用の気体を供給して、逆洗することが行われている。

【０００４】図１３は、このような逆洗装置の概略を示
したもので、ＥＧＲ回路（81）の途中に設けたトラップ
フィルタ（82）には、逆洗空気を供給するためのエアタ
ンク（83）からの通路（84）が出口側に接続されてお
り、適宜、レギュレータ（85）によってそのエアタンク
（83）内の空気をトラップフィルタ（82）へ送り込むこ
とによって、逆洗再生を行なうようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記図１３のような逆
洗装置においては、トラップフィルタ（82）へ送り込ま
れた空気がＥＧＲガス中に混入し、これが、機関の給気
側に供給されるため、その空気によって薄められたＥＧ
Ｒガスが供給されることになるから、ＥＧＲ率が低下
し、そのために、ＮＯx が増大してしまうという不都合
がある。これを防止するため、従来においては、このよ
うに空気によって薄められるＥＧＲガスの割合を高める
ため、これに応じてＥＧＲガスの調整弁を細かく調整す
る必要があり、図１４では、このように逆洗時に調整弁
開度を上げてかかる制御を行っているのであるが、それ
でもこのグラフで示すように、ＮＯx 値は瞬間的に上昇
し、結局は、かかるＮＯx 値の上昇を充分に低減できな
い不都合があった。

【０００６】この発明は、このような従来の欠点に鑑み
て、ＥＧＲガス回路中にトラップフィルタを設けて、こ
のトラップフィルタの再生を洗浄用の気体によって逆洗
するものにおいて、逆洗時に、ＥＧＲガスが空気等によ
って薄められることのない装置を提供することを目的と
してなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この出願の請求項１の発明では、機関の排気ガスを
機関の給気側に導入するＥＧＲ回路の途中にＥＧＲガス
を貯溜するガスタンクを設けるとともに、このガスタン
ク内のガスを同じくＥＧＲ回路に設けたトラップフィル
タの逆洗用気体として供給する逆洗回路を設けたことを
特徴とする。

【０００８】同じく請求項２の発明では、機関の排気ガ
スを機関の給気側に導入するＥＧＲ回路の途中に複数の
トラップフィルタを並列接続するとともに、このトラッ
プフィルタを逆洗する逆洗用気体のトラップフィルタへ
の流入口よりも下流において、前記逆洗用気体の機関給
気側への流入を遮断する開閉弁を、選択的に開閉自在と
して配置したことを特徴としている。

【０００９】また、この出願の請求項３の発明では、機
関の排気ガスを機関の給気側に導入するＥＧＲ回路の途
中にトラップフィルタを設けたものにおいて、そのトラ
ップフィルタ内を排気ガスの通過部分と洗浄用気体通過
部分とに分けるとともに、それら通過部分とフィルタと
の相対位置を適宜変更可能としたことを特徴とするもの
が得られる。

【００１０】

【作用】上記請求項１の発明においては、ＥＧＲガス自
身をトラップフィルタの逆洗用気体として使用するの
で、給気側に供給されるＥＧＲガスが他の気体によって
薄められるといった不都合がない。

【００１１】また、請求項２の発明では、逆洗中のトラ
ップフィルタは、その逆洗用の気体が給気側に供給され
ることがないように開閉弁で遮断されるので、逆洗時に
このような気体がＥＧＲガス中に混入することがない。

【００１２】更に、この出願の請求項３の発明では、機
関の給気側には常に洗浄用気体が通過しない部分のトラ
ップフィルタを通過したものが供給されるから、同様
に、ＥＧＲガスが他の洗浄用の気体によって薄められる
ことがない。

【００１３】

【実施例】図１において、機関（１）の排気マニホール
ド（２）の出口側に過給機（３）が接続されるととも
に、この過給機（３）の排気出口側の排気通路（４）よ
り分岐して、ＥＧＲガス導入管（５）が接続されてい
る。このＥＧＲガス導入管（５）の途中には、トラップ
フィルタ（７）が設けられるとともに、このトラップフ
ィルタ（７）の出口側が、ＥＧＲガスクーラー（９）、
電動コンプレッサ（10）、逆止弁（11）を介して、ＥＧ
Ｒガスタンク（12）側へ接続されている。更にこのＥＧ
Ｒガスタンク（12）の出口側の通路（27）は、この通路
を開閉制御するレギュレータ（13）を介して、ＥＧＲガ
ス供給管（17）に接続され、このガス供給管（17）から
給気マニホールド（18）へＥＧＲガスを供給するように
している。また、前記ＥＧＲガスタンク（12）出口側の
通路（13）より分岐して、トラップフィルタ（７）へ洗
浄用のＥＧＲガスを供給するための供給管（15）が接続
され、この供給管（15）の出口側が、トラップフィルタ
（７）の出口側部分に接続されて、この出口側からＥＧ
Ｒガスを洗浄用の気体としてトラップフィルタ（７）内
に供給するようにしている。

【００１４】前記ＥＧＲガス導入管（５）のトラップフ
ィルタ（７）への出口部分には、そのトラップフィルタ
（７）入口を開閉する電磁弁（６）が設けられ、同じく
トラップフィルタ（７）の出口から前記ＥＧＲガスタン
ク（12）へのＥＧＲガス導入回路中に、そのトラップフ
ィルタ（７）の出口側を開閉する電磁弁（８）が設けら
れ、また、ＥＧＲガスタンク（12）から前記逆洗用ガス
供給管（15）への通路の途中に、この通路を開閉する電
磁弁（14）が配置されている。（16）は、ＥＧＲガス供
給管（17）の途中に設けたＥＧＲ量調整弁を示してい
る。排気通路（４）の途中には、その排気通路（４）中
の排気ガスの酸素濃度を検出するセンサー（23）が、過
給機（３）の給気ブロア出口側の給気通路（28）の途中
に、給気圧力センサー（26）が、ＥＧＲガスタンク（1
2）には、そのタンク内の圧力を検出する圧力センサー
（22）が、それぞれ設けられて、その検出結果を、コン
トローラ（24）へ入力するようになっている。更に、そ
のコントローラ（24）の制御信号が、それぞれ信号線を
介して、ＥＧＲ量調整弁（16）、電動コンプレッサ（1
0）、各電磁弁（６）（８）（14）へ出力されてこれら
を制御するようになっている。

【００１５】図２は、前記トラップフィルタ（７）を逆
洗するための制御の流れを示している。すなわち、この
実施例では、前記給気圧力センサー（26）からの検出結
果により、給気圧力が特定値以上になると、トラップフ
ィルタ（７）の逆洗を開始し、更にこの逆洗時におい
て、前記酸素濃度センサー（23）による検出結果によっ
て、酸素濃度が設定値となるように、ＥＧＲ量調整弁
（16）を制御するようにしている。すなわち、トラップ
フィルタ（７）が汚染されて目詰まりを起こすと、必然
的に給気圧力が増加するから、これを検出して逆洗を行
なうとともに、排気ガス中のＮＯx の代用値として酸素
濃度を検出し、この酸素濃度が設定値となるようにし、
ＥＧＲガス量を調整するものである。

【００１６】図３は、上記図２のフローチャートの第４
ステップにおけるトラップフィルタ逆洗再生シーケンス
の具体的な再生シーケンスの流れを示している。即ち、
再生シーケンスが始まると、トラップフィルタ（７）か
らＥＧＲガスタンク（12）側への流れを停止するため電
動コンプレッサ（10）を停止するとともに、トラップフ
ィルタ（７）の入口及び出口側の電磁弁（６）（８）を
開いて、しかる後、逆洗用の電磁弁（14）を開いて、Ｅ
ＧＲガスタンク（12）から逆洗用のＥＧＲガスをトラッ
プフィルタ（７）へ供給するようにしている。

【００１７】図４は、前記図１のフローチャートの第５
ステップにおけるＥＧＲガスタンク内圧力調整の具体的
な流れを示している。

【００１８】図５は、逆洗用の洗浄気体として空気を用
いるものにおいて、その空気が、ＥＧＲガス供給管（1
7）側に供給されることがないようにした装置の具体例
である。即ち、この実施例では、ＥＧＲガス導入管
（５）の途中に、２個の第１・第２トラップフィルタ
（７）（７）を並列に接続して設けている。そして、こ
れら各トラップフィルタ（７）（７）には、エアタンク
（30）からの供給管（31）（31）が、その出口側に接続
されて、それら供給管（31）（31）の途中に設けた電磁
弁（32）（32）を開くことによって、各トラップフィル
タ（７）（７）に逆洗用の空気を送り込むようにしてい
る。なお、この実施例において、各トラップフィルタ
（７）（７）の入口及び出口側を開閉する開閉弁（33）
（34）…の開閉は空気ポンプ（35）（35）…で行なうよ
うにしており、それぞれ、それら空気ポンプ（34）（3
4）…へエアタンク（30）から空気を送るための配管（4
3）（43）…が接続されるとともに、それらの途中に、
電磁弁（37）（37）…が設けられている。

【００１９】各トラップフィルタ（７）（７）には、そ
の入口側と出口側との圧力差を検出する差圧計（38）
（38）が設けられて、これらの差圧を検出することによ
って、トラップフィルタ（７）（７）の目詰まりを検出
し、その検出結果をコントローラ（39）へ入力するよう
にしている。更にコントローラ（39）には、機関（40）
の回転センサー（41）と負荷センサー（42）の検出結果
が入力される。コントローラ（39）からは、前記各開閉
弁（33）（34）…へ制御信号が出力され、前記図１と同
様にＥＧＲ量調整弁（16）にも制御信号を出力されるよ
うになっている。なお、図においてトラップフィルタ
（７）（７）の底部には、逆洗等によって押し戻された
すす等を捕集するためのスートホッパ（45）（45）が設
置されている。このスートホッパ（45）（45）には、図
８で示すように、電気ヒーターを備えたスクリュー排出
装置（46）（46）が装備されて、その電気ヒーターによ
って未燃物を焼却するとともに、適宜、蓋（48）を開い
て、スクリューにより溜まったすすを排出できるように
している。

【００２０】図６は、上記図５の実施例における逆洗再
生のための制御の流れを示している。即ち、前記差圧計
（38）（38）からの検出信号により、差圧ΔＰが設定圧
力以上になると、その設定圧力以上になった側のトラッ
プフィルタ（７）（７）の出口及び入口側の弁（33）
（34）を閉じ、これによって、ＥＧＲガスがこのトラッ
プフィルタ（７）内を通過せず、かつ、そのトラップフ
ィルタ（７）側のＥＧＲガスが給気側に供給されないよ
うにし、この状態で、その閉じた側のトラップフィルタ
（７）への逆洗空気用電磁弁（32）を開き、逆洗空気を
送り込んで逆洗再生するものである。

【００２１】図７は、上記各電磁弁（32）（37）…を開
閉制御するためのタイミングチャートであり、このよう
に、各トラップフィルタ（７）（７）が、その他方が逆
洗をしていない状態で、それらの逆洗を一定時間行なう
ようにしている。なお、図中の開弁時間t₁t₃は0.2 秒程
度、t₂は0.4 秒程度である。

【００２２】図９以下は、この出願の請求項３の発明に
したがって実施される実施例である。図において（51）
はフィルタケース、（52）はこのフィルタケース（51）
内に挿入された円柱状のフィルタ本体であって、フィル
タケース（51）の上部に、それぞれ、洗浄用空気タンク
（30）からの供給管（53）を接続する入口（54）が開口
され、同じく、フィルタ本体（52）の中心を挟んでその
反対側部分に、排気出口（55) が、更にその排気出口
（55) の直下のケース（51）底部に排気入口（56）が開
口されている。また、洗浄用空気入口直下のケース（5
1）底部にスートホッパ（57）が設けられている。即
ち、洗浄用空気は、図１０のケース（51）内の左半部部
分を下方に向かって流れ、排気は、図の右半部部分を上
方に向かって流れるように互いに区画されている。

【００２３】したがって、このケース（51）内に内装さ
れたフィルタ本体（52）は、図の左半部部分において洗
浄が行われ、右半部部分においては排気ガス中のすすを
除去するフィルタ本体の作用を行っていることになる。
そして、フィルタ本体（52）の下側に互いに噛み合うギ
ア（58）（59）を介して、モータ（60）によりこのフィ
ルタ本体（52）を回転できるようになっており、そのよ
うに回転させることによって、フィルタ本体（52）は、
すすの除去作用と洗浄状態とを各部分毎に切替えられる
ことになり、このような回転を繰り返すことによって、
フィルタの全領域にわたって逆洗できるようになってい
る。そしてこの場合、逆洗用の空気と排気とは、それぞ
れ別の流路を通って流れることとなって、空気等が排気
ガス中に混合されて機関の給気側へ供給される不都合が
ない。（61）は、フィルタ本体（52）の上部に配置した
仕切板で、図のように、空気出口（54）と排気出口（5
5)とを中央の仕切壁（62）によって仕切るようにしてい
る。

【００２４】（64）は、トラップフィルタ（７）手前の
煤煙濃度センサーで、そのセンサー（64）の検出濃度に
応じて、コントローラ（63）がエアタンク（30）からの
通路を開き、また、モータ（60）の回転速度を制御する
ようにしている。

【００２５】上記フィルタ本体（52）の回転は、常時連
続的に行なう場合と、適宜洗浄側とすす除去側とを切替
える方法とがある。この場合、図１２のように、仕切壁
（62）の形状を適当に変更して、洗浄側とすす除去側の
比率を変更し、例えば図１２のように洗浄側とすす除去
側を４：１の比率にして、洗浄時間を大きくするといっ
た方法が考えられる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、まずこの出願の第１の発
明によれば、トラップフィルタの逆洗をＥＧＲガスタン
クに貯蓄されたＥＧＲガスそのものによって行なうか
ら、従来の空気で洗浄を行なうものに比較して、空気が
給気側に混入されてＥＧＲ率が低下するといった不都合
を解消できるという効果がある。また、洗浄用のＥＧＲ
ガスは、貯蓄されたガスタンクから供給されるものであ
るから、トラップフィルタを停止しても特に不都合はな
い。

【００２７】また、この出願の請求項２の発明によれ
ば、従来と同様に空気等で逆洗を行なう場合において
も、逆洗を行なう側のトラップフィルタに関しては、そ
の空気が給気側に流入しないような開閉機構を設けてい
るため、同様に、空気の混入による不都合を解消するこ
とができる。

【００２８】更に、この出願の請求項３の発明では、洗
浄気体の通過部分と排気ガスの通過部分とを適宜切替え
ることによって、フィルタ本体の洗浄とＥＧＲガスの供
給を停止することなく洗浄を行なうことができるととも
に、これら洗浄用気体の通過部分と排気ガスの通過部分
が区画されているので、排気ガス中に洗浄用の気体が混
合されて、給気側に供給されるといった不都合を同様に
解消することができるという効果がある。

【００２９】そして、上記いずれの場合においても、空
気等が給気側に混入することがないので、逆洗時にＥＧ
Ｒ量調整弁を細かく調整する必要がないという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すＥＧＲガス供給回路図
である。

【図２】図１の実施例におけるトラップフィルタの逆洗
作業を行なうためのフローチャートである。

【図３】同じく、トラップフィルタの逆洗シーケンスの
流れを示すフローチャートである。

【図４】ＥＧＲガスタンク内の圧力に応じたＥＧＲガス
のガスタンクへの供給量を制御するための制御の流れを
示すフローチャートである。

【図５】この発明の別の実施例を示すＥＧＲガス回路図
である。

【図６】図５の実施例におけるトラップフィルタの逆洗
を行なうための制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】同じく、電磁弁の開閉タイミングを示すタイミ
ングチャートである。

【図８】トラップフィルタの拡大概略図である。

【図９】この発明の他の実施例を示すトラップフィルタ
の概略斜視図である。

【図１０】同じく縦断面図である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図である。

【図１２】仕切板の別の実施例を示すＡ−Ａ線断面図で
ある。

【図１３】トラップフィルタ洗浄装置の従来例を示す回
路図である。

【図１４】同じく従来例においてＮＯx 値とＥＧＲ量調
整弁開度の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

（１） 機関 （７） トラップフィルタ （12） ＥＧＲガス （15） 逆洗用ガス供給管 （30） 空気タンク （34） 開閉弁 （52） フィルタ本体 （54） 洗浄用空気入口 （55) 排気出口 （56） 排気入口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の排気ガスを機関の給気側に導入す
   るＥＧＲ回路の途中にＥＧＲガスを貯溜するガスタンク
   を設けるとともに、このガスタンク内のガスを同じくＥ
   ＧＲ回路に設けたトラップフィルタの逆洗用気体として
   供給する逆洗回路を設けたことを特徴とする内燃機関の
   ＥＧＲ装置。
2. 【請求項２】 機関の排気ガスを機関の給気側に導入す
   るＥＧＲ回路の途中に複数のトラップフィルタを並列接
   続するとともに、このトラップフィルタを逆洗する逆洗
   用気体のトラップフィルタへの流入口よりも下流におい
   て、前記逆洗用気体の機関給気側への流入を遮断する開
   閉弁を、選択的に開閉自在として配置したことを特徴と
   する内燃機関のＥＧＲ装置。
3. 【請求項３】 機関の排気ガスを機関の給気側に導入す
   るＥＧＲ回路の途中にトラップフィルタを設けたものに
   おいて、そのトラップフィルタ内を排気ガスの通過部分
   と洗浄用気体通過部分とに分けるとともに、それら通過
   部分とフィルタとの相対位置を適宜変更可能としたこと
   を特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。