JPH04175414A - ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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JPH04175414A
JPH04175414A JP2303697A JP30369790A JPH04175414A JP H04175414 A JPH04175414 A JP H04175414A JP 2303697 A JP2303697 A JP 2303697A JP 30369790 A JP30369790 A JP 30369790A JP H04175414 A JPH04175414 A JP H04175414A
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JP
Japan
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valve
filter means
exhaust
shutter valve
upstream
Prior art date
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Pending
Application number
JP2303697A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kashimoto
正章 樫本
Shigeru Sakurai
茂 桜井
Yasuhiro Yuzuriha
楪 泰浩
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH04175414A publication Critical patent/JPH04175414A/ja
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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
    • F01N3/027Exhaust 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 using electric or magnetic heating means
    • 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
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に関
するものである。
(従来の技術) 例えば特開昭61−11414号公報に記載されるよう
に、ディーゼルエンジンの排気通路の一部に設けられ、
排気ガス中のカーボン粒子をトラツブするためのセラミ
ックハニカム製のフィルタ手段を設け、カーボン粒子を
一定量トラップした後、カーボン粒子を燃焼除去し、フ
ィルタ手段の再生を行うものは知られている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、そのようなフィルタ手段の再生は、停車状態
にて行うものがあるが、再生のための専用の時間が必要
となるし、また、車両走行中に、フィルタ手段の再生を
行う場合には、排気ガス中の酸素不足により再生するこ
とができない領域(低中回転の高負荷域)がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、車両走行中
に全ての運転領域でフィルタ手段の再生が可能であるデ
ィーゼルエンジンの排気ガス浄化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) 請求項(1)の発明は、排気通路に配設されカーボン粒
子等のパティキュレートを捕捉するフィルタ手段と、該
フィルタ手段を加熱し捕捉されたパティキュレートを燃
焼除去ザるヒータ手段と、上記フィルタ手段上流の排気
通路に配設された第1シャッター弁とを備え、上記フィ
ルタ手段の再生時に上記第1シャッター弁を閉作動させ
るとともにヒータ・手段にてフィルタ手段を加熱するよ
うにしたディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を前提
とし、上記第1シャッター井上流の排気通路に、外気導
入用の圧力反応弁が配設されている構成とする。
請求項(2)の発明は、排気通路の第1シヤ、ンター弁
上流と、フィルタ手段下流とを接続するバイパス通路を
有する。
請求項(3)の発明は、バイパス通路に配設された第2
シャッター弁と、通常運転時に第1シャッター弁を開き
、第2シャッター弁を閉じる一方、フィルタ手段の再生
時に第1シャッター弁を閉じ、第2シャッター弁を開く
制御手段とを有する。
請求項(4)の発明は、圧力反応弁が、バイパス通路の
上流側分岐部より上流側の排気通路に配設されている。
(作用) 請求項(1)の発明によれば、第1シャッター弁上流の
排気通路に、外気導入用の圧力反応弁が配設されている
ので、酸素不足になりやすい低中回転の高負荷域では、
排気脈動が大きいことから、圧力反応弁により2次エア
が導入され、酸素不足が解消される。
請求項(2)の発明によれば、排気通路に、フィルタ手
段をバイパスするバイパス通路を設けたので、車両走行
時にフィルタ手段の再生のために第1排気シャッター弁
を閉じても、排気抵抗は高まらない。
請求項(3)の発明によれば、通常運転時に第1シャッ
ター弁を開き、第2シャッター弁を閉じる一方、フィル
タ手段の再生時に第1シャッター弁を閉じ、第2シャッ
ター弁を開くように制御され、それによって通常運転時
にはパティキュレートがフィルタ手段によって確実に捕
捉され、再生時には、バイパス通路を通じて排気ガスが
流れ、排気抵抗を高めることなく、フィルタ手段の再生
が行われる。
請求項(4)の発明によれば、圧力反応弁か上流側分岐
部の上流に配設されているので、上流側分岐部が拡大室
となって、圧力反転による弁応答性が向上する。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。
全体構成を示す第1図において、1は4気筒のディーゼ
ルエンジンで、各気筒に吸気通路2及び排気通路3が接
続されている。
排気通路3の途中には、排気ガス中のカーボン粒子を捕
捉するためのセラミックハニカム製のフィルタ手段4が
介設され、その上下流に第1及び第2圧カセンサ5.6
が配設されている。第1圧カセンサ5の上流側に第1シ
ャッター弁7が配設されている。また、第1シャッター
弁7の上流側に、外気導入用の圧力反応弁としてのリー
ド弁8が配設されている。このリード弁8は、耐熱性に
優れ、かつ大気圧に近い負圧で作動する応答性のよいも
のである。
第1シャッター弁7は、アクチュエータ11にて開閉さ
れるようになっており、該アクチュエータ11は、コン
トロールユニット12によってデユーティ制御される第
1デユーテイソレノイド弁13を介してバキュームポン
プ14に接続されている。
また、上記排気通路3には、第1シャッター弁7の上流
側と、第2圧カセンサ6の下流側とを接続するバイパス
通路15が設けられている。このバイパス通路15には
、第2シャッター弁16が配設されている。
第2シャッター弁16も、第1シャッター弁7と同様に
、アクチュエータ17にて開閉されるようになっており
、該アクチュエータ17は、コントロールユニット12
によってデユーティ制御される第2デユーテイソレノイ
ド弁18を介してバキュームポンプ14に接続されてい
る。
21はフィルタ手段41三設けられフィルタ手段4の再
生時に通電加熱される排気ヒータ、22は排気ヒータ2
1の温度を検出する温度センサである。23は燃料噴射
ポンプ、24.25は燃料噴射ポンプ23に連係されエ
ンジン回転数及び負荷を検出する回転数センサ及び負荷
センサ、26はエアクリーナである。
上記コントロールユニット12は、圧力センサ5.6よ
りの出力を受はフィルタ手段4の目詰まりを検出する目
詰まり検出手段12Aと、該目詰まり検出手段12A並
びに回転数センサ24及び負荷センサ25の出力を受け
それらに応じて第1及び第2デューテイソレノイ、ド弁
13,18をデユーティ制御し、第1及び第2シャッタ
ー弁7゜16を開閉制御する弁制御手段12Bと、上記
目詰まり検出手段12Aの出力を受は排気ヒータ21を
作動させるヒータ制御手段12Cとを有する。
また、該弁制御手段12Bは、アクチュエータ11.1
7よりの信号を受け、第1及び第2シャッター弁7.1
6の開度が目標値になるように補正するようになってい
る。
続いて、上記コントロールユニット12による処理の流
れについて説明する。
スタートすると、まず、第1及び第2圧カセンサ5,6
よりの出力信号を受け、それらの圧力差PL−P2が一
定値ΔP以上であるか否かすなわちフィルタ手段4前後
の圧力差が一定値以上であるか否かを判定する(ステッ
プSl)。
一定値62以上であれば、フィルタ手段4が目詰まりを
起こしておりフィルタ手段4の再生が必要であると考え
られるので、排気ヒータ21の昇温効率向上のために、
第1シャッター弁7を閉じ、第2シャッター弁16を開
き(ステップS2)、排気ヒータ21に通電する(ステ
ップS3)。−方、フィルタ手段4前後の圧力差が一定
値以上でなければ、フィルタ手段4の目詰まりがなく再
生の必要がないと考えられるので、ステップSLの判定
を繰り返す。
ステップS3で排気ヒータ21に通電した後、排気ヒー
タ21のヒータ温度Tが一定値TO以上であるか否かを
判定する(ステップS4)。
上記排気ヒータ21のヒータ温度が一定値以上であれば
、直ちに再生を開始することができるので、エンジン回
転数、エンジン負荷を検出し、それに応じて予め設定さ
れている目標弁開度に、実際の弁開度が一致するように
デユーティ比を補正しつつ、第1及び第2デユーテイソ
レノイド弁13.18をデユーティ制御する(ステップ
55)一方、上記排気ヒータ21のヒータ温度が一定値
以上でなければ、排気ヒータ21の温度が昇温しで一定
値以上となるまでステップS4の判定を繰り返し、再生
の開始を遅らせる。
その後、第1及び第2圧カセンサ5,6よりの出力信号
を受け、それらの圧力差Pi−P2が一定値ΔP以下で
あるか否かすなわちフィルタ手段4前後の圧力差が一定
値以下であるか否かを再び判定する(ステップSl)。
フィルタ手段4前後の圧力差が一定値以下であれば、フ
ィルタ手段4の目詰まりは解消されたと考えられるので
、排気ヒータ21への通電を解除して、フィルタ手段4
の再生を終了する。一方、フィルタ手段4前後の圧力差
が一定値以下でなければ、依然としてフィルタ手段4の
目詰まりはあると考えられるので、フィルタ手段4前後
の圧力差が一定値以下となるまで、ステップS5のデユ
ーティ制御を繰り返す。
なお、フィルタ手段4の再生時以外の通常運転時には、
第1シャッター弁7は全開で、第2シャッター弁16は
全閉となり、排気ガス中のカーボン粒子等のパティキュ
レートはフィルタ手段4に捕捉される。
上記のように構成すれば、通常運転時に第1シャッター
弁7を開き、第2シャッター弁16を閉じる一方、フィ
ルタ手段4の再生時に第1シャッター弁7を閉じ、第2
シャッター弁16を開くようにしているので、通常運転
時にはパティキュレートがフィルタ手段4によって確実
に捕捉され、再生時には、バイパス通路15を通じて排
気ガスが流れるので、排気抵抗を高めることな(、フィ
ルタ手段4の再生が行われる。
また、低中回転の高負荷域では、酸素不足となり、排気
ヒータ21への通電のみではパティキュレートが燃焼し
にくい領域であるが、フィルタ手段4の上流にリード弁
8が配設されているので、排気脈動が大きいことから、
2次エアが導入され、酸素不足は解消される。
上記実施例では、リード弁8をバイパス通路15の上流
側分岐部の下流に配設しているが、リード弁8Aを、第
1図に鎖線で示すように、バイパス通路15の上流側分
岐部の上流に配設するようにしてもよい。そのようにす
れば、バイパス通路15の上流側分岐部が拡大室となっ
て、圧力反転による弁応答性が向上する。
(発明の効果) 請求項(1)の発明は、1シャッター弁上流の排気通路
に、外気導入用の圧力反応弁が配設されているので、再
生のための特別のエア供給機構を設けることなく、エア
の供給が図れる。
請求項(2)の発明は、バイパス通路を設けたので、排
気抵抗を低減することができる。
請求項(3)の発明は、通常運転時に第1シャッター弁
を開き、第2シャッター弁を閉じる一方、フィルタ手段
の再生時に第1シャッター弁を閉じ、第2シャッター弁
を開くようにしたので、通常運転時にはパティキュレー
トがフィルタ手段によって確実に捕捉され、再生時には
バイパス通路を通じて排気ガスが流れることとなり、そ
れによって排気抵抗を高めることなく、フィルタ手段の
再生が行われる。
請求項(4)の発明は、圧力反応弁を分岐部上流に配設
したので、圧力反転による弁応答性が向上する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図はディーゼルエン
ジンの排気ガス浄化装置の全体構成図、第2図はコント
ロールユニットのブロック図、第3図はコントロールユ
ニットの処理の流れを示す流れ図である。 ■・・・・・・ディーゼルエンジン 2・・・・・・排気通路 4・・・・・・フィルタ部材(フィルタ手段)5.6・
・・・・・圧力センサ 7・・・・・・第1シャッター弁 8・・・・・・リード弁(圧力反応弁)12・・・・・
・コントロールユニット(制御手段)15・・・・・・
バイパス通路 16・・・・・・第2シャッター弁 2I・・・・・・排気ヒータ(ヒータ手段)第3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 排気通路に配設されカーボン粒子等のパティキ
    ュレートを捕捉するフィルタ手段と、該フィルタ手段を
    加熱し捕捉されたパティキュレートを燃焼除去するヒー
    タ手段と、上記フィルタ手段上流の排気通路に配設され
    た第1シャッター弁とを備え、上記フィルタ手段の再生
    時に上記第1シャッター弁を閉作動させるとともにヒー
    タ手段にてフィルタ手段を加熱するようにしたものにお
    いて、 上記第1シャッター弁上流の排気通路に、外気導入用の
    圧力反応弁が配設されていることを特徴とするディーゼ
    ルエンジン排気ガス浄化装置。
  2. (2) 排気通路の第1シャッター弁上流と、フィルタ
    手段下流とを接続するバイパス通路を有するところの請
    求項(1)記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
    置。
  3. (3) バイパス通路に配設された第2シャッター弁と
    、通常運転時に第1シャッター弁を開き、第2シャッタ
    ー弁を閉じる一方、フィルタ手段の再生時に第1シャッ
    ター弁を閉じ、第2シャッター弁を開く弁制御手段とを
    有するところの請求項(2)記載のディーゼルエンジン
    の排気ガス浄化装置。
  4. (4) 圧力反応弁は、バイパス通路の上流側分岐部よ
    り上流側の排気通路に配設されているところの請求項(
    2)記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
JP2303697A 1990-11-07 1990-11-07 ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 Pending JPH04175414A (ja)

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JP (1) JPH04175414A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102330591A (zh) * 2011-06-21 2012-01-25 高玉琴 一种柴油机尾气过滤器再生点的测量装置及测量方法
CN102840020A (zh) * 2011-06-21 2012-12-26 高玉琴 一种柴油机尾气过滤器再生点的测量装置

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