JPH0450418A

JPH0450418A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPH0450418A
Application number: JP2160944A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Kanesaki; 兼先　伸和
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-19

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）この発明はエンジンの排気浄化装置に関する。

（従来の技術）ディーゼルエンジンから出る排気中にはパーティキュレ
ート（カーボン等の粒子状物質）が含まれるので、これ
が大気中に放出されないように排気通路にはフィルタが
設けられる。

ただし、パーティキュレートがフィルタに堆積したまま
ほおっておくと、目詰まりを生ずるので、堆積したパー
ティキュレートを最燃焼してフィルタを再生してやらな
ければならない。

この場合、特にカーボン粒子は比較的高温（たとえば４
００℃以上）にならないと燃えないので、着火のため電
気ヒータを用いるものが提案されている（１９８８年７
月発行の第７回内燃機関合同シンポノウム講演論文集１
０４、第１９頁ないし第２４頁参照）。

これを説明すると、第５図はフィルタ１の前面（上流Ｉ
ＩＩ）をみたところである、フィルタ前面２には、６個
のヒータニレメン）３Ａ〜３Ｆが等分に配置されており
、これら３Ａ〜３Ｆに順次通電すると、第６図に示した
ようにヒータ（６つのヒータエレメント）に近い側より
着火して燃焼の帯をつ（す、この燃焼の帯が第７図のよ
うに後端へと伝ばしていく。

なお、第６図と第７図はそれぞれ着火エネルギーの供給
段階と燃焼伝播段階をモデル的に示したものである。

（発明が解決しようとする課題）このような装置では、小容量のヒータニレメン）３Ａ〜
３Ｆに順次通電する構成であるため、フィルタの全容量
に対応する大電流を一時に流す必要がなくなるので、バ
ッテリに対する負担を軽くすることができる。

しかしながら、フィルタ前面で順次着火されると、フィ
ルタ後端への燃焼伝ばが一様でなく、フィルタ内部で大
きな温度差が生じうる。このため、フィルタがセラミッ
クで形成されていると、フィルタ内部に熱歪みを生じ、
これに起因して割れたり亀裂がはいったりする。

この発明はこのような従来の課題に着目してなされたも
ので、小容量のヒータを用いていても、フィルタ内部に
大きな温度差の発生防止をはかる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）この発明は、多孔質のセラミック材から形成され排気中
のパーティキュレートを捕集しうる複数個のフィルタを
排気流れに対し直列に配置するとともに、各フィルタの
前面にヒータを設け、これらヒータに順次通電するよう
にした。

（作用）１つのフィルタの前面には１つのヒータしか設けられて
いないので、ヒータに通電すると、フィルタの前面が一
様に加熱され、フィルタの半径方向に温度差を生じるこ
となく、着火される。

また、複数個のフィルタが直列配置されると、１つのフ
ィルタあたりの厚さが薄くなるので、軸方向にも大きな
温度差を生じることなく、後端まで燃焼が伝わる。

また、１つのヒータは分割により小容量となったフィル
タを１つだけ加熱すればよく、かつ複数のヒータには順
次通電されるので、大電流を消費することがない。

（実施例）第１図は一実施例の縦断面図である。

ケース１１内には複数＠（図では４つ）のセラミックフ
ィルタ１２〜１５が一定幅の空間をおいて軸方向（図で
左右方向）に直列に配られる。

いずれのセラミックフィルタ１２〜１５も多孔質のセラ
ミック材から形成され、各セラミックフィルタ１２〜１
５では排気中のパーティキュレートが捕集される。

各セラミックフィルタ１２〜１５の前面にはシースタイ
プのヒータ１６〜１９が、＃Ｓ３図のようにセラミック
フィルタ１２〜１５の前面１２Ａ〜１５Ａをほぼ一様に
加熱しうるように設けられる。

４つのヒータ１６〜１９は所定の積算走行距離（たとえ
ば１０１００ｋごとあるいは所定の積算回転数（たとえ
ば２万〜３万回転数）ごとに、第４図にしめすところに
したがって上流側より順次通電される。なお、第４図に
おいてＴｌ−７４はそれぞれヒータ１６〜１９をＯＮし
てがらの経過暗闇、ＴＯはあらかじめ定められる通電時
間である。

ここで、この例の作用を説明する。

排気中のパーティキュレートは、セラミックフィルタ１
３に捕集され、やがては第２図のように、フィルタ１３
の前面に堆積する。なお、第２図は第１図のＡ部拡大図
である。

この量がある程度まで堆積することで、フィルタの再生
時期になったとｆｑ断されると、再生中のフィルタが冷
却されないようにフィルタへの排気の導入が制限され、
かつ４つのヒータ１６〜１９が順次通電される。

この場合、各ヒータ１６〜１９はフィルタの前面１２Ａ
〜１５Ａを一様に加熱するため、フィルタの半径方向に
温度差を生じることなく、フィルタの前面に着火され、
下流側である後端へと燃焼が伝ばしていく、そして、フ
ィルタの前面で燃焼が始まりこれがうしろに伝わるにし
ても、１つのフィルタあたりの厚さ（軸方向の氏さ）が
薄いので、軸方向にも大きな温度差が生じることがなく
、すぐに燃焼が終わる。言い替えると、この例のフィル
タの再生に際しては、半径方向だけでなく軸方向にも大
きな温度差を生じることがないようにはかっているので
、熱歪みに伴うフィルタの割れや亀裂が避けられるので
ある。

これに対して、従来例ではフィルタが分割されていない
ので、軸方向に長く、かつフィルタの前面では一様に着
火されないため、フィルタの紬方向と半径方向のいずれ
にも大きな温度差を生じてしまうのである。

また、実施例では、１つのヒータは小容量のフィルタを
１つだけ加熱することができればよいので、フィルタの
単位容積あたりのヒータ容量は十分に確保されており、
かつ複数のヒータには順次通電すればよいので、大電流
を消費する二ともない。

さらに、各ヒータが前後のフィルタにサンドイツチされ
た構造になると、フィルタの輻射効果や保温効果が生ず
るので、ヒータによる加熱の効率がアップされる。

ただし、こうした効果が得られない最上流のし−タ１６
については、第１図のように、その上流側にこのヒータ
１６を保温するための輻射、保温用のセラミック材２０
を配置するとよい。ただし、このセラミック材２０にも
パーティキュレートが堆積される可能性があるので、フ
ィルタ１２〜１５と同じ材質よりも孔の太き目のもの、
つまりパーティキュレートにより目詰まりしないものが
望ましい。

（発明の効果）この発明は、多孔質のセラミック材から形成され排気中
のパーティキュレートをｍ集しうる複数個のフィルタを
排気流れに対し直列に配置するとともに、各フィルタの
前面にヒータを設け、これらヒータに順次通電するよう
にしたため、大電流を要せずにしかも加熱の効率を高め
てフィルタを再生させることができるとともに、フィル
タ内部に割れや亀裂の生ずることを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の縦断面図、第２図は第１図のＡ部拡
大図、第３図はこの実施例の１つのフィルタの前面図、
第４図はこの実施例のヒータ通電のための制御動作を説
明するための流れ図、第５図は従来例のフィルタ前面図
、第６図と第７図は従来例の作用を説明するためのモデ
ル図である。ｉ　ｉ　０８．ケース、１２〜１５−・・セラミックフ
ィルタ、１２Ａ〜１５Ａ・・・フィルタ前面、１６〜１
９・・・ヒータ、２０・・・セラミック材。ｗｉ１図３１２図ｔじ

Claims

【特許請求の範囲】

　多孔質のセラミック材から形成され排気中のパーティ
キュレートを捕集しうる複数個のフィルタを排気流れに
対し直列に配置するとともに、各フィルタの前面にヒー
タを設け、これらヒータに順次通電するようにしたこと
を特徴とするエンジンの排気浄化装置。