JPH04164112A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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JPH04164112A
JPH04164112A JP2285729A JP28572990A JPH04164112A JP H04164112 A JPH04164112 A JP H04164112A JP 2285729 A JP2285729 A JP 2285729A JP 28572990 A JP28572990 A JP 28572990A JP H04164112 A JPH04164112 A JP H04164112A
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JP
Japan
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filter
regeneration
area
valve
air
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Pending
Application number
JP2285729A
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English (en)
Inventor
Shigeru Aoki
茂 青木
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2285729A priority Critical patent/JPH04164112A/ja
Publication of JPH04164112A publication Critical patent/JPH04164112A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust 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
    • F01N3/023—Exhaust 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関に設けられる排気浄化装置に関し、特
にディーゼル機関より排出されるディーゼルパティキュ
レートを捕集するパティキュレートフィルタを備えた排
気浄化装置に関する。
〔従来の技術〕
例えばディーゼル機関の排気中には黒煙の源と   ゛
なる排気微粒子、即ちパティキュレートが多く含まれて
いるため、機関の排気系にはこのパティキュレートを捕
集するためのパティキュレートフィルタが装着されてい
る。
パティキュレートフィルタは、通気性の良い、例えばセ
ラミック材から形成されており、フィルタのパティキュ
レート捕集量に基づいて定期的に再生されなければなら
ない。ここでこのフィルタ再生とは、フィルタ端部に設
けられた電気ヒータ線の通電することによりパティキュ
レートに着火・燃焼し、再びフィルタの通気性を回復す
ることを意味する。
ところでこのフィルタ再生にあたっては、パティキュレ
ートの燃焼伝播のために、フィルタを通常の排気通路か
ら遮断し、一定流量に制御した空気をフィルタ内に導入
したり(この場合、エンジンからの環気は排気バイパス
管を通過させることになる)、また或はパティキニレー
ト捕集時と同様に排気がフィルタ内に導入されることに
なるが、通常この再生用ガス(再生空気または再生用排
気ガス)流れはフィルタ中央部において速く、またフィ
ルタ周縁部において遅くなるためにまた温度差のために
フィルタ再生度合いに差が生じ、フィルタ周縁部でパテ
ィキュレートの燃え残りが生じフィルタ再生不良となる
傾向にある。このような問題に対処して、例えば実開昭
64−15713号公報には、再生用排気ガスの流れを
フィルタ周縁部に集中して偏らせる偏向部材をフィルタ
の排気上流側に設けた排気浄化装置(パティキニレート
トラップ再生装置)が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上述した排気浄化装置においては、フィル
タ再生時、フィルタ周縁部に再生用排気ガスを偏らせて
も、仮にフィルタ周縁部の一部やフィルタ中央部におい
て再生が完了した場合、この部分の通気性回復に伴って
再生用排気ガスがここに集中することとなり、偏向部材
による偏向作用をもってしてもフィルタ周縁部分の再生
が完全でなくなる。本発明はかかる問題点に鑑み、なさ
れるものであって、既に再生完了したフィルタ部分から
の影響を受けることなく最終的にはフィルタ全域に亙っ
て再生可能な排気浄化装置を提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するた必の手段〕
上記目的達成のため本発明によれば、パティキュレート
フィルタを収納するトラップ容器内に設けられたフィル
タ周縁部に連通ずる第1通路部分とフィルタ中央部に連
通ずる第2通路部分とを画成する分流管、該分流管内に
設けられ第2通路部分を開閉する開閉弁、パティキュレ
ートフィルタに設けられフィルタ再生時、上記フィルタ
中央部の再生状態を判断するフィルタ再生判断手段、及
びフィルタ中央部の再生状態に応じて上記開閉弁を閉弁
作動させ上記フィルタ周縁部への再生用ガス導入を調整
する弁制御手段を有する排気浄化装置が提供される。
〔作 用〕
例えばフィルタ再生判断手段によって、再生用ガス流れ
のため再生されやすいフィルタ中央部の再生完了を検知
し、その後、弁制御手段によって開閉弁を閉弁作動させ
ると、この部分への再生用ガス導入を阻止されるため、
今度は積極的にフィルタ周縁部に向かって再生用ガスが
導かれることとなり、よって最終的にはフィルタ全域に
亙って再生が良好となる。
〔実施例〕
図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明による排気浄化装置の概略的構成を示し
ており、図中1はパティキュレートフィルタ(以下、フ
ィルタと呼ぶ)、2はこのフィルタ1を収納するトラッ
プ容器、3a及び3bはこのトラップ容器2の前後端に
接続される排気管を示している。尚、本実施例において
は、パティキニレート捕集時に機関本体(エンジン本体
)から流動してくる排気ガスは図中左側から右側へと、
即ち排気管3bから排気管3aに向かって流れ、フィル
タ再生時に空気ポンプ(図示せず)から供給される再生
空気は図中右側から左側へと、即ち排気管3aから排気
管3bに向かって流れるものとする。
フィルタ1の再生空気上流側の端部に設けられているの
は、フィルタ再生時通電発熱する電気ヒータ線4であっ
て、その一端は制御回路5によって制御されるリレー6
を介してバッテリ7へと接続され、他端はアースされる
。フィルタ再生時、この電気ヒータ線4によって着火さ
れたフィルタ内パティキニレートの火炎は、矢印で示す
再生空気の流れに乗ってフィルタ1の再生空気下流側の
端部に向かって伝播する。即ち、本実施例の排気浄化装
置は、パティキニレート捕集時の排気ガス流れ方向がフ
ィルタ再生時の再生空気流れ方向と一致しない、いわゆ
る逆流再生方式の排気浄化装置であるが、本発明はフィ
ルタ再生時、図でいう再生空気上流側から再生空気下流
側に向かって排気ガスが流れるようにした順流再生方式
の排気浄化装置にも適用できる。
以上のように構成される排気浄化装置において本実施例
によれば、トラップ容器2の内部であってフィルタ1よ
り再生空気下流側には、フィルタ端面のほぼ中央に当接
するように細長い分流管8が設けられる。この分流管8
の設置によって、フィルタ1より再生空気下流側の容器
内通路9は、図において1aで示した円筒状のフィルタ
周縁部を通過してきた再生空気が流動することになる第
1通路部分9aと、1bで示した円柱状のフィルタ中央
部を通過してきた再生空気が流動することになる第2通
路部分9bに分割される。
そしてこの分流管8の内部には上記第2通路部分9bを
連通・遮断するバタフライ型の開閉弁10が装着され、
前出の制御回路5によって制御されるアクチュエータ1
1によって開閉作動されるようになっている。
更に本実施例によれば、この開閉弁10の作動に関連し
フィルタ中央部1bの再生完了時期を判断する手段とし
て、フィルタ中央部1bの再生空気下流側端部近傍には
設置されたフィルタ部の温度を検出する温度センサ12
が設けられる。そしてこの温度センサ12からの出力信
号は制御回路5に人力される。尚、フィルタ再生判断手
段としては、本実施例の温度センサ12の外、例えば第
1図の第 ・1通路部分9a内に点線で示した、再生空
気の流速を検出する流速センサ13等が考えられるが、
本発明はこれらセンサに限定されるものではない。
以上説明した構成なる排気浄化装置の作動を、以下、説
明する。
まず累積された走行距離、或はフィルタ1前後の圧力比
、或はフィルタ背圧検出などの公知方法によって、現在
フィルタ再生時期にあると制御回路5が判定した場合、
エンジン本体からの排気ガスはフフイルタ1を迂廻する
ようにバイパス路(図示せず)に導かれ、同時に前出の
空気ポンプが作動され、再生空気が図中矢印に示すよう
にフィルり1に供給される。
また同時にフィルタ1端部に配置された電気ヒータ線4
は通電され、パティキュレートに着火する。ここでパテ
ィキュレートの燃焼はフィルタ1全体で進行するが、先
にも述べたようにフィルタ1内部での温度分布やここを
通過する再生空気流速分布の影響によって、フィルタ中
央部1bの燃焼が早く進行することとなり、パティキュ
レート燃焼に伴う火炎は、フィルタ周縁部1aのそれよ
りも早くフィルタ1の再生空気下流側端部に到達するこ
とになる。そしてこの火炎の到達は再生空気下流側端部
に設けられた温度センサ12によって検知されることに
なる。尚、この再生完了の判断法としては、フィルタ中
央部1bの再生が完了すると、ここでの再生空気流動抵
抗が極めて小さくなり、フィルタ1に向かう再生空気流
がこの部分に集中し、この結果フィルタ周縁部1a及び
第1通路部分9aを通過する再生空気の流速が急激に低
下することになるため、先に述べた流速センサ13によ
ってこの流速低下を検出し、フィルタ中央部1bの再生
完了を判断するようにしても良い。
例えば温度センサ12の温度検出によって、フィルタ中
央部1bの再生が完了したと確認されたならば、装置は
今度は、それまでフィルタ中央部1bに流れていた再生
空気を積極的にフィルタ周縁部1aに導入させる処理、
即ち分流管8の開閉弁10を、少なくともフィルタ周縁
部1aの再生が完了するまで閉弁するようにアクチュエ
ータ11を作動させる。尚、この閉弁処理は、フィルタ
周縁部1aにおける火炎伝播速度等によって経験的に求
められた所定時間に亙って実行されるものとしても良く
、またフィルタ再生判断手段として前出の流速センサ1
3を第1通路部分9aに設ける場合などは、第1通路部
分9a内の再生空気流速が再生完了によって再び上昇す
る現象を利用し、検出される再生空気流速≠が所定値肴
以上となる時をもって開閉弁10の閉弁作動が終了、即
ち開弁開始されるようにしても良い。
開閉弁10の閉弁処理が終了した後は、フィルタ1がそ
の全体に亙って再生処理されたことになる(10〉 ため、これまでの電気ヒータ線40通電を停止すると共
に、排気ガスがフィルタ1に導入されるように前出のバ
イパス路を閉じ再び開閉弁10を開弁作動させることに
なる。
以上説明したように本実施例によれば、再生が完了した
部分、即ちフィルタ中央部1bの再生空気流れを開閉弁
10の作動によって阻止することによって、フィルタ1
の他の部分、即ちフィルタ周縁部1aに積極的に再生空
気が流れるようにしたため、フィルタ全体に亙る再生空
気処理が可能となる。
尚、上述した実施例では、開閉弁10の作動制御は全開
・全開の2段階制御を前提として説明されているが、そ
の弁開度をフィルタ再生状態に応じて連続的に制御する
ことも有効である。即ち、具体的には先の温度センサ1
2、或は流速センサ13をフィルタ周縁部1aとフィル
タ中央部1bに夫々配置し、フィルタ周縁部1aとフィ
ルタ中央部1bのパティキュレート燃焼状況をモニター
しながら、火炎伝播速度の早い方の再生空気流れを抑制
する方向に開閉弁10開度を微調整すると、パティキュ
レートの燃焼をフィルタの同一平面で均一に進行させる
ことができ、以てフィルタ再生時、発生する熱歪を低減
しフィルタとしての耐久性を向上することができる。
また、図示した実施例では分流管はフィルタ1より再生
空気下流側に設けられたが、当然のことながらフィルタ
1の再生空気上流側に設けても良い。加えて、本発明を
電気ヒータ線をフィルタ1の再生空気下流側に置く順流
再生方式の排気浄化装置に適用した場合、温度センサは
再生時再生空気下流側となる排気管3a側のフィルタ端
部に設けられることになる。さらにまた、機関本体から
排出される排気ガスの一部をフィルタ1に流してフィル
タ1を再生させる構成にも適用可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればフィルタ再生時、
導入される再生用ガスの流れにくいフィルタ部分におい
ても積極的に再生用ガスを導くようにしたため、フィル
タ全域に亙って再生が良好となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による排気浄化装置の構成図。 1・・・パティキニレートフィルタ、 1a・・・フィルタ周縁部 1b・・・フィルタ中央部、 2・・・トラップ容器、 5・・・制御回路、8・・・
分流管、 9a・・・第1通路部分、 9b・・・第2通路部分、 10・・・開閉弁、    12・・・温度センサ、1
3・・・流速センサ。 第1 1・・・パティキュ1 8・・・分流管 10・・・開閉弁 12・・・温度センサ 13・・・流速センサ 図 レートフィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. パティキュレートフィルタを収納するトラップ容
    器内に設けられフィルタ周縁部に連通する第1通路部分
    とフィルタ中央部に連通する第2通路部分とを画成する
    分流管、該分流管内に設けられ第2通路部分を開閉する
    開閉弁、パティキュレートフィルタに設けられフィルタ
    再生時、上記フィルタ中央部の再生状態を判断するフィ
    ルタ再生判断手段、及びフィルタ中央部の再生状態に応
    じて上記開閉弁を閉弁作動させ上記フィルタ周縁部への
    再生用ガス導入を調整する弁制御手段を有する排気浄化
    装置。
JP2285729A 1990-10-25 1990-10-25 排気浄化装置 Pending JPH04164112A (ja)

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JP2285729A JPH04164112A (ja) 1990-10-25 1990-10-25 排気浄化装置

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ID=17695287

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JP2285729A Pending JPH04164112A (ja) 1990-10-25 1990-10-25 排気浄化装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246895A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化システムと排気ガス浄化方法
JP2015158158A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法
US20160040579A1 (en) * 2014-08-06 2016-02-11 GM Global Technology Operations LLC Particulate filter and method for control

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JP2012246895A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Isuzu Motors Ltd 排気ガス浄化システムと排気ガス浄化方法
JP2015158158A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法
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