JPH0868310A - ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置Info
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- JPH0868310A JPH0868310A JP6226109A JP22610994A JPH0868310A JP H0868310 A JPH0868310 A JP H0868310A JP 6226109 A JP6226109 A JP 6226109A JP 22610994 A JP22610994 A JP 22610994A JP H0868310 A JPH0868310 A JP H0868310A
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
- F01N3/027—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 using electric or magnetic heating means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルパティキュレートフィルタ装置に
おいて、フィルタに捕集されたパティキュレートの堆積
量を正確に検出し、フィルタの再生時期を的確に制御し
てフィルタの耐久性を向上させる。 【構成】 本発明は、排気ガス通路２２にセラミックス
長繊維材を積層して形成したフィルタ本体３を配置し、
フィルタ本体３の排気ガス上流側の排気ガス通路２２に
パティキュレート堆積センサー８を設置する。パティキ
ュレート堆積センサー８は、フィルタ本体３と単位体積
当たりの通気抵抗がほぼ等しい検出用フィルタ２５、検
出用フィルタ２５の両端に取り付けられた導電性金属か
ら成る端子２６及び端子２６間の抵抗値を測定する抵抗
検出器から構成されている。
おいて、フィルタに捕集されたパティキュレートの堆積
量を正確に検出し、フィルタの再生時期を的確に制御し
てフィルタの耐久性を向上させる。 【構成】 本発明は、排気ガス通路２２にセラミックス
長繊維材を積層して形成したフィルタ本体３を配置し、
フィルタ本体３の排気ガス上流側の排気ガス通路２２に
パティキュレート堆積センサー８を設置する。パティキ
ュレート堆積センサー８は、フィルタ本体３と単位体積
当たりの通気抵抗がほぼ等しい検出用フィルタ２５、検
出用フィルタ２５の両端に取り付けられた導電性金属か
ら成る端子２６及び端子２６間の抵抗値を測定する抵抗
検出器から構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスをフィルタで捕集して加熱焼却
するディーゼルパティキュレートフィルタの構造に関す
る。
から排出される排気ガスをフィルタで捕集して加熱焼却
するディーゼルパティキュレートフィルタの構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼は、高温、高
圧空気中に燃料を噴射するヘトロジニアス混合によるも
のである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス混合気と
異なって空気と燃料が均一に混合していないので、燃料
中の炭素成分は、燃焼による高温熱によって煤、ＨＣ等
に変化し、それらが凝集してパティキュレートとなって
外部に放出され、周囲環境を汚染することになる。従
来、エンジンの排気ガスを処理する排気ガス処理装置と
して、多孔質フィルタを用いたディーゼルパティキュレ
ートフィルタでは、そのフィルタのパティキュレートの
捕集面積が大きく、そのフィルタにパティキュレートが
堆積して捕集される。その堆積したパティキュレートを
焼却するため、フィルタの表面に加熱ヒータを取り付
け、パティキュレートの堆積量が所定基準を超えると、
加熱ヒータに電流を流し、パティキュレートを加熱焼却
し、フィルタを再生している。
圧空気中に燃料を噴射するヘトロジニアス混合によるも
のである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス混合気と
異なって空気と燃料が均一に混合していないので、燃料
中の炭素成分は、燃焼による高温熱によって煤、ＨＣ等
に変化し、それらが凝集してパティキュレートとなって
外部に放出され、周囲環境を汚染することになる。従
来、エンジンの排気ガスを処理する排気ガス処理装置と
して、多孔質フィルタを用いたディーゼルパティキュレ
ートフィルタでは、そのフィルタのパティキュレートの
捕集面積が大きく、そのフィルタにパティキュレートが
堆積して捕集される。その堆積したパティキュレートを
焼却するため、フィルタの表面に加熱ヒータを取り付
け、パティキュレートの堆積量が所定基準を超えると、
加熱ヒータに電流を流し、パティキュレートを加熱焼却
し、フィルタを再生している。
【０００３】従来、特開平２−２５６８１２号公報に
は、電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該パティキュレートトラップは、ガス透
過性支持体、複数のセラミックスファイバーからなる繊
維層及びヒータから成り、繊維層がヒータと共にガス透
過性支持体から半径方向に延びる空間に配置され、該繊
維層の隙間に排気ガスを流して排気ガス中のパティキュ
レートをヒータの近傍に捕集し、ヒータを通電すること
によって捕集したパティキュレートを焼却するものであ
る。セラミックス繊維は、連続した溶融シリカ、ガラ
ス、アルミナシリカ、ジルコニアシリカ、アルミナクロ
ミア、チタニア、黒鉛、炭化ケイ素、アルミナボリアシ
リカから選定されたものである。更に、セラミックス繊
維は、ガス透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は
巻き付けられている。
は、電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該パティキュレートトラップは、ガス透
過性支持体、複数のセラミックスファイバーからなる繊
維層及びヒータから成り、繊維層がヒータと共にガス透
過性支持体から半径方向に延びる空間に配置され、該繊
維層の隙間に排気ガスを流して排気ガス中のパティキュ
レートをヒータの近傍に捕集し、ヒータを通電すること
によって捕集したパティキュレートを焼却するものであ
る。セラミックス繊維は、連続した溶融シリカ、ガラ
ス、アルミナシリカ、ジルコニアシリカ、アルミナクロ
ミア、チタニア、黒鉛、炭化ケイ素、アルミナボリアシ
リカから選定されたものである。更に、セラミックス繊
維は、ガス透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は
巻き付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
パティキュレートフィルタは、車両等に搭載するため、
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン、煤、ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。パティキュレートは、酸素と反
応して容易に燃焼するが、燃焼には高温度が必要であ
り、排気ガス温度のみでは完全に燃焼することができな
い。従来の再生可能なディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、同じサイズのフィルタを排気ガス流れに二個並
列に配置し、一方のフィルタがパティキュレートの捕集
によって詰まると、他方のフィルタに排気ガスを流し、
詰まった方のフィルタにパティキュレートの焼却に必要
な空気を送り込んでフィルタを加熱し、捕集されたパテ
ィキュレートを焼却してフィルタを再生している。
パティキュレートフィルタは、車両等に搭載するため、
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン、煤、ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。パティキュレートは、酸素と反
応して容易に燃焼するが、燃焼には高温度が必要であ
り、排気ガス温度のみでは完全に燃焼することができな
い。従来の再生可能なディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、同じサイズのフィルタを排気ガス流れに二個並
列に配置し、一方のフィルタがパティキュレートの捕集
によって詰まると、他方のフィルタに排気ガスを流し、
詰まった方のフィルタにパティキュレートの焼却に必要
な空気を送り込んでフィルタを加熱し、捕集されたパテ
ィキュレートを焼却してフィルタを再生している。
【０００５】しかしながら、フィルタに捕集したパティ
キュレートの堆積量が所定量を超えた場合に、加熱ヒー
タに通電して加熱するが、フィルタへのパティキュレー
トの堆積量を正確に検出する方法は、非常に困難であ
る。例えば、従来のパティキュレートの堆積量の検出で
は、排気ガス流れのフィルタ上流側に圧力センサーを設
け、排気ガス圧を測定したりして間接的に測定している
が、排気ガス圧及び排気ガス流量はエンジンの負荷、回
転数等で種々に変化し、正確な堆積量を検出するのが困
難である。例えば、全負荷時のフィルタ排気ガス抵抗圧
と部分負荷時のフィルタ排気ガス抵抗圧とは、図６に符
号ＡとＢとで示すように、異なっている。また、エンジ
ン回転が高い回転数Ｎ2 の時のフィルタの排気ガス抵抗
圧Ｐの許容値と、低い回転数Ｎ1 の時のフィルタの排気
ガス抵抗圧Ｐの排気ガス抵抗値とは異なっている。図６
において、エンジン回転数Ｎ0 はエンジンのアイドリン
グ時の回転数である。そして、フィルタが目詰まりして
既に使用に耐えられないような符号Ａの状態でも、フィ
ルタを再生することなく使用し続けることになる。その
後、エンジンを突然に高負荷で運転すれば、排気ガス抵
抗圧は急激に上昇して許容値を超え、フィルタは高い排
気ガス抵抗圧に耐えられなくなる。
キュレートの堆積量が所定量を超えた場合に、加熱ヒー
タに通電して加熱するが、フィルタへのパティキュレー
トの堆積量を正確に検出する方法は、非常に困難であ
る。例えば、従来のパティキュレートの堆積量の検出で
は、排気ガス流れのフィルタ上流側に圧力センサーを設
け、排気ガス圧を測定したりして間接的に測定している
が、排気ガス圧及び排気ガス流量はエンジンの負荷、回
転数等で種々に変化し、正確な堆積量を検出するのが困
難である。例えば、全負荷時のフィルタ排気ガス抵抗圧
と部分負荷時のフィルタ排気ガス抵抗圧とは、図６に符
号ＡとＢとで示すように、異なっている。また、エンジ
ン回転が高い回転数Ｎ2 の時のフィルタの排気ガス抵抗
圧Ｐの許容値と、低い回転数Ｎ1 の時のフィルタの排気
ガス抵抗圧Ｐの排気ガス抵抗値とは異なっている。図６
において、エンジン回転数Ｎ0 はエンジンのアイドリン
グ時の回転数である。そして、フィルタが目詰まりして
既に使用に耐えられないような符号Ａの状態でも、フィ
ルタを再生することなく使用し続けることになる。その
後、エンジンを突然に高負荷で運転すれば、排気ガス抵
抗圧は急激に上昇して許容値を超え、フィルタは高い排
気ガス抵抗圧に耐えられなくなる。
【０００６】従って、フィルタへのカーボン、煤、ＨＣ
等のパティキュレートの堆積量を絶対値として検出でき
ることが、最も確実にフィルタの再生時期を制御できる
ことであり、フィルタの耐久性を向上させるために必要
なことであり、フィルタへのパティキュレートの堆積量
を絶対値として検出するという課題があった。
等のパティキュレートの堆積量を絶対値として検出でき
ることが、最も確実にフィルタの再生時期を制御できる
ことであり、フィルタの耐久性を向上させるために必要
なことであり、フィルタへのパティキュレートの堆積量
を絶対値として検出するという課題があった。
【０００７】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、ディーゼルエンジンから排出され
る排気ガス中に含まれているカーボン、煤、ＨＣ等のパ
ティキュレートを捕集するフィルタ本体を設け、該フィ
ルタ本体の排気ガス流れの上流側にパティキュレート堆
積センサーを配置し、該パティキュレート堆積センサー
をフィルタ本体の通気抵抗と同一の検出用フィルタで作
製し、検出用フィルタの抵抗値を検出してパティキュレ
ートの堆積量を絶対値として測定し、その検出値に応答
して前記フィルタ本体の表面に配置した加熱ヒータに通
電して捕集されているパティキュレートを加熱焼却して
フィルタを再生するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置を提供することである。
解決することであり、ディーゼルエンジンから排出され
る排気ガス中に含まれているカーボン、煤、ＨＣ等のパ
ティキュレートを捕集するフィルタ本体を設け、該フィ
ルタ本体の排気ガス流れの上流側にパティキュレート堆
積センサーを配置し、該パティキュレート堆積センサー
をフィルタ本体の通気抵抗と同一の検出用フィルタで作
製し、検出用フィルタの抵抗値を検出してパティキュレ
ートの堆積量を絶対値として測定し、その検出値に応答
して前記フィルタ本体の表面に配置した加熱ヒータに通
電して捕集されているパティキュレートを加熱焼却して
フィルタを再生するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されたフ
ィルタで排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集
し、前記フィルタで捕集したパティキュレートを加熱焼
却するディーゼルパティキュレートフィルタ装置におい
て、排気ガス通路にセラミックス長繊維材を積層して形
成したフィルタ本体を配置し、前記フィルタ本体の排気
ガス上流側の排気ガス通路にパティキュレート堆積セン
サーを設置し、前記パティキュレート堆積センサーを、
前記フィルタ本体と単位体積当たりの通気抵抗がほぼ等
しい検出用フィルタ、該検出用フィルタの両端に取り付
けた導電性金属から成る端子及び前記端子間の抵抗値を
測定するセンサーから構成したことを特徴とするディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置に関する。
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されたフ
ィルタで排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集
し、前記フィルタで捕集したパティキュレートを加熱焼
却するディーゼルパティキュレートフィルタ装置におい
て、排気ガス通路にセラミックス長繊維材を積層して形
成したフィルタ本体を配置し、前記フィルタ本体の排気
ガス上流側の排気ガス通路にパティキュレート堆積セン
サーを設置し、前記パティキュレート堆積センサーを、
前記フィルタ本体と単位体積当たりの通気抵抗がほぼ等
しい検出用フィルタ、該検出用フィルタの両端に取り付
けた導電性金属から成る端子及び前記端子間の抵抗値を
測定するセンサーから構成したことを特徴とするディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置に関する。
【０００９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
装置では、前記検出用フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉＣに
Ｔｉ又はＴａの添加物を添加したセラミックス多孔質材
より形成され、前記検出用フィルタの端子部分にはＣ
ｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属が含浸されている。或いは、前
記検出用フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉＣに含まれたＴｉ
又はＴａを含有した長繊維の積層材と表面に通電できる
耐熱鋼から成る金網を積層配置し、前記金網を構成する
線材は前記端子間で部分的に切断されている。
装置では、前記検出用フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉＣに
Ｔｉ又はＴａの添加物を添加したセラミックス多孔質材
より形成され、前記検出用フィルタの端子部分にはＣ
ｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属が含浸されている。或いは、前
記検出用フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉＣに含まれたＴｉ
又はＴａを含有した長繊維の積層材と表面に通電できる
耐熱鋼から成る金網を積層配置し、前記金網を構成する
線材は前記端子間で部分的に切断されている。
【００１０】このディーゼルパティキュレートフィルタ
装置において、前記検出用フィルタは導電性ＳｉＣ繊維
又は多孔質材から作製され、その両端に抵抗値を測定す
るセンシング装置即ちセンサーが設けられている。ま
た、前記フィルタ本体を円筒状又は蛇腹状フィルタを円
筒状に成形して形成し、前記フィルタ本体の表面に加熱
ヒータを構成する金網を配置している。
装置において、前記検出用フィルタは導電性ＳｉＣ繊維
又は多孔質材から作製され、その両端に抵抗値を測定す
るセンシング装置即ちセンサーが設けられている。ま
た、前記フィルタ本体を円筒状又は蛇腹状フィルタを円
筒状に成形して形成し、前記フィルタ本体の表面に加熱
ヒータを構成する金網を配置している。
【００１１】更に、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置は、前記フィルタ本体を主フィルタと該主フ
ィルタの中央部に配設されたバイパス筒体内で前記主フ
ィルタに対して排気ガス流れに並列に配置されたサブフ
ィルタとから構成し、前記主フィルタの排気ガス流入上
流側に前記主排気ガス通路を開閉する開閉弁を配置する
と共に、前記サブフィルタの排気ガス流入上流側に前記
バイパス筒体を開閉するバイパス弁を配置し、前記開閉
弁と前記バイパス弁を開閉作動するアクチュエータを有
しているものである。
ィルタ装置は、前記フィルタ本体を主フィルタと該主フ
ィルタの中央部に配設されたバイパス筒体内で前記主フ
ィルタに対して排気ガス流れに並列に配置されたサブフ
ィルタとから構成し、前記主フィルタの排気ガス流入上
流側に前記主排気ガス通路を開閉する開閉弁を配置する
と共に、前記サブフィルタの排気ガス流入上流側に前記
バイパス筒体を開閉するバイパス弁を配置し、前記開閉
弁と前記バイパス弁を開閉作動するアクチュエータを有
しているものである。
【００１２】
【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置は、排気ガス通路にセラミックス長繊維材を
積層して形成したフィルタ本体の排気ガス上流側の排気
ガス通路にパティキュレート堆積センサーが設置され、
前記パティキュレート堆積センサーが前記フィルタ本体
と単位体積当たりの通気抵抗がほぼ等しい検出用フィル
タ、該検出用フィルタの両端に取り付けられた導電性金
属から成る端子及び前記端子間の抵抗値を測定するセン
サーから構成されているので、前記検出用フィルタに堆
積したパティキュレートの堆積量を直接検出することに
よって前記フィルタ本体に捕集されたパティキュレート
の堆積量を検出することができ、前記フィルタ本体への
堆積量が正確に且つ迅速に検出でき、前記フィルタ本体
の再生時を的確に制御することができる。
ィルタ装置は、上記のように構成されており、次のよう
に作用する。即ち、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置は、排気ガス通路にセラミックス長繊維材を
積層して形成したフィルタ本体の排気ガス上流側の排気
ガス通路にパティキュレート堆積センサーが設置され、
前記パティキュレート堆積センサーが前記フィルタ本体
と単位体積当たりの通気抵抗がほぼ等しい検出用フィル
タ、該検出用フィルタの両端に取り付けられた導電性金
属から成る端子及び前記端子間の抵抗値を測定するセン
サーから構成されているので、前記検出用フィルタに堆
積したパティキュレートの堆積量を直接検出することに
よって前記フィルタ本体に捕集されたパティキュレート
の堆積量を検出することができ、前記フィルタ本体への
堆積量が正確に且つ迅速に検出でき、前記フィルタ本体
の再生時を的確に制御することができる。
【００１３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
装置では、排気ガスは前記フィルタ本体と前記検出用フ
ィルタとに同様の条件で流れているので、前記フィルタ
本体で捕集されるパティキュレートの堆積量と前記検出
用フィルタで捕集されるパティキュレートの堆積量とは
単位面積当たり同等である。そこで、前記パティキュレ
ート堆積センサーにおける前記検出用フィルタにカーボ
ン、煤、ＨＣ等のパティキュレートが堆積すると、前記
検出用フィルタの間隙にカーボンが堆積することにな
り、電気的に導通状態が良好になり、前記検出用フィル
タの電気抵抗値が小さくなったことを前記抵抗検出器で
検出してパティキュレートの堆積量を検出できる。前記
検出用フィルタにパティキュレートが所定量堆積する
と、前記フィルタ本体にもパティキュレートが所定量堆
積しているので、前記フィルタ本体に設けた加熱ヒータ
に通電して堆積したパティキュレートを加熱焼却し、前
記フィルタ本体を再生すると共に、前記検出用フィルタ
にも通電して前記検出用フィルタの再生も同時に行う。
装置では、排気ガスは前記フィルタ本体と前記検出用フ
ィルタとに同様の条件で流れているので、前記フィルタ
本体で捕集されるパティキュレートの堆積量と前記検出
用フィルタで捕集されるパティキュレートの堆積量とは
単位面積当たり同等である。そこで、前記パティキュレ
ート堆積センサーにおける前記検出用フィルタにカーボ
ン、煤、ＨＣ等のパティキュレートが堆積すると、前記
検出用フィルタの間隙にカーボンが堆積することにな
り、電気的に導通状態が良好になり、前記検出用フィル
タの電気抵抗値が小さくなったことを前記抵抗検出器で
検出してパティキュレートの堆積量を検出できる。前記
検出用フィルタにパティキュレートが所定量堆積する
と、前記フィルタ本体にもパティキュレートが所定量堆
積しているので、前記フィルタ本体に設けた加熱ヒータ
に通電して堆積したパティキュレートを加熱焼却し、前
記フィルタ本体を再生すると共に、前記検出用フィルタ
にも通電して前記検出用フィルタの再生も同時に行う。
【００１４】また、前記検出用フィルタの表面に通電で
きる耐熱鋼から成る金網を配置し、前記金網を構成する
線材を前記端子間で部分的に切断している場合には、前
記線材の切断部にカーボンが堆積すると、前記検出用フ
ィルタの抵抗値が小さくなり、前記検出用フィルタに捕
集されたパティキュレートの堆積量を検出することがで
きる。又は、前記検出用フィルタとしてセラミックス多
孔質材を用いる場合には、孔部に体積したカーボン又は
パティキュレートが孔に詰まって前記検出用フィルタの
電気抵抗値が小さくなるので、前記検出用フィルタへの
パティキュレートの堆積量を知ることができる。
きる耐熱鋼から成る金網を配置し、前記金網を構成する
線材を前記端子間で部分的に切断している場合には、前
記線材の切断部にカーボンが堆積すると、前記検出用フ
ィルタの抵抗値が小さくなり、前記検出用フィルタに捕
集されたパティキュレートの堆積量を検出することがで
きる。又は、前記検出用フィルタとしてセラミックス多
孔質材を用いる場合には、孔部に体積したカーボン又は
パティキュレートが孔に詰まって前記検出用フィルタの
電気抵抗値が小さくなるので、前記検出用フィルタへの
パティキュレートの堆積量を知ることができる。
【００１５】また、前記フィルタ本体を主フィルタとサ
ブフィルタで構成し、排気ガス流入側にヒータを構成す
る金網を配置したので、前記主フィルタを再生する時
に、開閉弁を閉鎖し且つバイパス弁を開放して前記主フ
ィルタに少量の排気ガスを流して前記金網を通電すれ
ば、前記主フィルタに捕集されているパティキュレート
の燃焼用Ｏ2 を供給でき、パティキュレートは加熱燃焼
されることになる。前記バイパス弁を閉鎖して前記主フ
ィルタに排気ガスを流す場合には、前記バイパス弁から
漏洩する排気ガスが前記サブフィルタを流れ、前記主フ
ィルタの再生時に前記サブフィルタで捕集したパティキ
ュレートは同様に前記サブフィルタに供給され、しかも
前記サブフィルタは前記主フィルタの内部に配置されて
いるので、フィルタ構造自体をコンパクトに構成でき、
前記サブフィルタは外側に位置する前記主フィルタによ
って冷却されることなく、前記サブフィルタに設けた前
記金網に通電して前記サブフィルタを加熱でき、前記サ
ブフィルタに捕集されているパティキュレートは排気ガ
スに含まれるＯ2 で焼却される。
ブフィルタで構成し、排気ガス流入側にヒータを構成す
る金網を配置したので、前記主フィルタを再生する時
に、開閉弁を閉鎖し且つバイパス弁を開放して前記主フ
ィルタに少量の排気ガスを流して前記金網を通電すれ
ば、前記主フィルタに捕集されているパティキュレート
の燃焼用Ｏ2 を供給でき、パティキュレートは加熱燃焼
されることになる。前記バイパス弁を閉鎖して前記主フ
ィルタに排気ガスを流す場合には、前記バイパス弁から
漏洩する排気ガスが前記サブフィルタを流れ、前記主フ
ィルタの再生時に前記サブフィルタで捕集したパティキ
ュレートは同様に前記サブフィルタに供給され、しかも
前記サブフィルタは前記主フィルタの内部に配置されて
いるので、フィルタ構造自体をコンパクトに構成でき、
前記サブフィルタは外側に位置する前記主フィルタによ
って冷却されることなく、前記サブフィルタに設けた前
記金網に通電して前記サブフィルタを加熱でき、前記サ
ブフィルタに捕集されているパティキュレートは排気ガ
スに含まれるＯ2 で焼却される。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタ装置の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるディーゼルパティキュレート
フィルタ装置の一実施例を示す断面図、図２は図１のパ
ティキュレート堆積センサーにおける検出用フィルタを
示す平面図、図３は図１のパティキュレート堆積センサ
ーにおける検出用フィルタの別の例を示す断面図、図４
は図１のパティキュレート堆積センサーにおける金網を
示す平面図、及び図５は金網の線材の一実施例を示す断
面図である。
ーゼルパティキュレートフィルタ装置の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるディーゼルパティキュレート
フィルタ装置の一実施例を示す断面図、図２は図１のパ
ティキュレート堆積センサーにおける検出用フィルタを
示す平面図、図３は図１のパティキュレート堆積センサ
ーにおける検出用フィルタの別の例を示す断面図、図４
は図１のパティキュレート堆積センサーにおける金網を
示す平面図、及び図５は金網の線材の一実施例を示す断
面図である。
【００１７】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、ディーゼルエンジンの排気系に配置され、排気ガス
中に含まれるカーボン、すす、スモーク等のパティキュ
レートを捕集し、捕集されたパティキュレートを加熱焼
却できるものであり、ディーゼルエンジンの排気管（図
示せず）にフランジ２３を介して連結されるケース２１
を有する。ケース２１内に形成した排気ガス通路２２内
には、パティキュレートを捕集できる主フィルタ１とサ
ブフィルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒体４に
よって分離されて同心上に排気ガス流れに並列に入口側
から出口側に延びて配置されている。また、主フィルタ
１は、排気ガス流れに同心上に並列に二重に積層された
円筒体である内筒１９と外筒２０とから構成されてい
る。また、ケース２１の内壁面には、遮熱用の遮熱層３
８を形成することができる。
は、ディーゼルエンジンの排気系に配置され、排気ガス
中に含まれるカーボン、すす、スモーク等のパティキュ
レートを捕集し、捕集されたパティキュレートを加熱焼
却できるものであり、ディーゼルエンジンの排気管（図
示せず）にフランジ２３を介して連結されるケース２１
を有する。ケース２１内に形成した排気ガス通路２２内
には、パティキュレートを捕集できる主フィルタ１とサ
ブフィルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒体４に
よって分離されて同心上に排気ガス流れに並列に入口側
から出口側に延びて配置されている。また、主フィルタ
１は、排気ガス流れに同心上に並列に二重に積層された
円筒体である内筒１９と外筒２０とから構成されてい
る。また、ケース２１の内壁面には、遮熱用の遮熱層３
８を形成することができる。
【００１８】また、排気ガス通路２２の排気ガス入口側
と排気ガス出口側において、主フィルタ１とサブフィル
タ２との入口１５，１６及び主フィルタ１とサブフィル
タ２との出口１７，１８を除いて、排気ガス通路２２の
入口側と出口側を遮断するため、遮蔽プレート２４が設
けられている。主フィルタ１の排気ガス流入上流側には
主排気ガス通路１２を開閉する摺動可能な筒状の開閉弁
５が配置され、開閉弁５はコントローラ１０の指令で駆
動されるアクチュエータ３６によって開閉作動される。
また、サブフィルタ２の排気ガス流入側には支持管１３
が連結されており、該支持管１３にはサブフィルタ２の
流入口を開閉するためバイパス弁９が配置されている。
バイパス弁９は、コントローラ１０の指令で駆動される
アクチュエータ１１によって開閉作動されるものであ
る。開閉弁５及びバイパス弁９には、主フィルタ１及び
サブフィルタ２の再生のため、僅かな排気ガスが漏洩す
る通孔を形成してもよく、また、開閉弁５及びバイパス
弁９自体を漏洩するように排気ガス通路２２及びバイパ
ス通路１４に配設してもよい。
と排気ガス出口側において、主フィルタ１とサブフィル
タ２との入口１５，１６及び主フィルタ１とサブフィル
タ２との出口１７，１８を除いて、排気ガス通路２２の
入口側と出口側を遮断するため、遮蔽プレート２４が設
けられている。主フィルタ１の排気ガス流入上流側には
主排気ガス通路１２を開閉する摺動可能な筒状の開閉弁
５が配置され、開閉弁５はコントローラ１０の指令で駆
動されるアクチュエータ３６によって開閉作動される。
また、サブフィルタ２の排気ガス流入側には支持管１３
が連結されており、該支持管１３にはサブフィルタ２の
流入口を開閉するためバイパス弁９が配置されている。
バイパス弁９は、コントローラ１０の指令で駆動される
アクチュエータ１１によって開閉作動されるものであ
る。開閉弁５及びバイパス弁９には、主フィルタ１及び
サブフィルタ２の再生のため、僅かな排気ガスが漏洩す
る通孔を形成してもよく、また、開閉弁５及びバイパス
弁９自体を漏洩するように排気ガス通路２２及びバイパ
ス通路１４に配設してもよい。
【００１９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
の構造は、特に、主フィルタ１及びサブフィルタ２をフ
ィルタ本体３から構成し、フィルタ本体３の内外面に対
して少なくとも排気ガス流入側を導電性材で作製した金
網６，７を配置したものである。フィルタ本体３は、Ｓ
ｉＣ又はＳｉＣにＴｉ，Ｔａ等の添加物を添加したセラ
ミックス長繊維材を積層した板状で円筒状に形成されて
いるものである。フィルタ本体３に排気ガスを通すと、
排気ガス中のパティキュレートは繊維と繊維との交差し
た領域で捕集され、繊維間に順次堆積し、フィルタ本体
３の上流側の排気ガス圧を上昇させることになる。
の構造は、特に、主フィルタ１及びサブフィルタ２をフ
ィルタ本体３から構成し、フィルタ本体３の内外面に対
して少なくとも排気ガス流入側を導電性材で作製した金
網６，７を配置したものである。フィルタ本体３は、Ｓ
ｉＣ又はＳｉＣにＴｉ，Ｔａ等の添加物を添加したセラ
ミックス長繊維材を積層した板状で円筒状に形成されて
いるものである。フィルタ本体３に排気ガスを通すと、
排気ガス中のパティキュレートは繊維と繊維との交差し
た領域で捕集され、繊維間に順次堆積し、フィルタ本体
３の上流側の排気ガス圧を上昇させることになる。
【００２０】金網６，７は、主フィルタ１の排気ガス流
れの上流側に金網６が配設され、主フィルタ１の排気ガ
ス流れの下流側に金網７が配設されている。金網６，７
は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ等を含有する耐腐食性の耐熱鋼で
作製され、フィルタ本体３の表面に配置して適宜にステ
ィープラ等で係止することで主フィルタ１に固定でき
る。主フィルタ１を２個の円筒状フィルタである内筒１
９と外筒２０で作製した場合に、内筒１９と外筒２０と
の間に排気ガスが流入する排気ガス流入側の主排気ガス
流入通路１２が形成され、内筒１９の内側と外筒２０の
外側に主フィルタ１を通過した排気ガスが流出する排気
ガス流出側の主排気ガス流出通路３５が形成される。例
えば、外筒２０について説明すると、外筒２０の内外面
に金網６，７をスティープラ等で固定する。この時、外
筒２０の内面即ち排気ガスの流入側に配置した金網６
は、導電性を有する材料で作製し、加熱ヒータとして機
能できるように端子３０を設ける。外筒２０の外面即ち
排気ガスの流出側に配置した金網７は、必ずしも導電性
を有する材料で作製する必要はない。金網６，７は、い
ずれにしてもフィルタ本体３を保持する機能を有してい
る。
れの上流側に金網６が配設され、主フィルタ１の排気ガ
ス流れの下流側に金網７が配設されている。金網６，７
は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ等を含有する耐腐食性の耐熱鋼で
作製され、フィルタ本体３の表面に配置して適宜にステ
ィープラ等で係止することで主フィルタ１に固定でき
る。主フィルタ１を２個の円筒状フィルタである内筒１
９と外筒２０で作製した場合に、内筒１９と外筒２０と
の間に排気ガスが流入する排気ガス流入側の主排気ガス
流入通路１２が形成され、内筒１９の内側と外筒２０の
外側に主フィルタ１を通過した排気ガスが流出する排気
ガス流出側の主排気ガス流出通路３５が形成される。例
えば、外筒２０について説明すると、外筒２０の内外面
に金網６，７をスティープラ等で固定する。この時、外
筒２０の内面即ち排気ガスの流入側に配置した金網６
は、導電性を有する材料で作製し、加熱ヒータとして機
能できるように端子３０を設ける。外筒２０の外面即ち
排気ガスの流出側に配置した金網７は、必ずしも導電性
を有する材料で作製する必要はない。金網６，７は、い
ずれにしてもフィルタ本体３を保持する機能を有してい
る。
【００２１】金網６は、主フィルタ１に捕集されたパテ
ィキュレートを加熱燃焼させるために、コントローラ１
０の指令で通電制御されるように構成されている。サブ
フィルタ２については、図示していないが、主フィルタ
１と同様に金網を設けてサブフィルタ２に捕集されたパ
ティキュレートを加熱燃焼させることができる。金網
６，７は、排気ガス通路２２の主フィルタ１の流入上流
側の全面及びバイパス通路１４のサブフィルタ２の流入
上流側の全面にわたって延びており、電極端子３０を通
じてコントローラ１０に接続されている。また、金網６
は、Ｎｉ系金属で作製することが好ましく、主フィルタ
１の表面に対して均一に加熱することができるように構
成されている。金網６は、例えば、図５に示すように、
Ｎｉ−Ｃｒ合金から成る芯部材３１、該芯部材３１にコ
ーティングされたＮｉ等の抵抗温度係数の大きい材料か
ら成る中間部材３２、及び該中間部材３２に被覆された
耐腐食性のＡｌ2 Ｏ3 又はＺｒＯ2 から成る被覆層３３
から構成されている。
ィキュレートを加熱燃焼させるために、コントローラ１
０の指令で通電制御されるように構成されている。サブ
フィルタ２については、図示していないが、主フィルタ
１と同様に金網を設けてサブフィルタ２に捕集されたパ
ティキュレートを加熱燃焼させることができる。金網
６，７は、排気ガス通路２２の主フィルタ１の流入上流
側の全面及びバイパス通路１４のサブフィルタ２の流入
上流側の全面にわたって延びており、電極端子３０を通
じてコントローラ１０に接続されている。また、金網６
は、Ｎｉ系金属で作製することが好ましく、主フィルタ
１の表面に対して均一に加熱することができるように構
成されている。金網６は、例えば、図５に示すように、
Ｎｉ−Ｃｒ合金から成る芯部材３１、該芯部材３１にコ
ーティングされたＮｉ等の抵抗温度係数の大きい材料か
ら成る中間部材３２、及び該中間部材３２に被覆された
耐腐食性のＡｌ2 Ｏ3 又はＺｒＯ2 から成る被覆層３３
から構成されている。
【００２２】特に、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置は、排気ガス通路２２の入口側にパティキュ
レート堆積センサー８が設けられていることである。パ
ティキュレート堆積センサー８は、図２又は図３に示す
ように、フィルタ本体３と単位体積当たりの通気抵抗が
ほぼ等しい検出用フィルタ２５、該検出用フィルタ２５
の両端に取り付けられた導電性金属から成る端子２６及
び端子２６，２６間の抵抗値を測定するコントローラ１
０に設けた抵抗検出器（図示せず）から構成されている
ものである。検出用フィルタ２５は、図２に示すよう
に、ＳｉＣ又はＳｉＣにＴｉ又はＴａ等の添加物を添加
したセラミックス多孔質材２５Ｐを積層して形成され、
検出用フィルタ２５の端子部分にはＣｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等
の金属が含浸されている。或いは、検出用フィルタ２５
は、図３に示すように、ＳｉＣ又はＳｉＣに含まれたＴ
ｉ又はＴａを含有したセラミックス長繊維の積層材２５
Ｆとセラミックス多孔質材２５Ｐとを積層して形成され
ている。検出用フィルタ２５は、セラミックス多孔質材
２５Ｐであって導電性又は非導電性であり、多孔質にカ
ーボン及びパティキュレートが詰まって導電状態とな
り、電気抵抗値が小さくなる特性を有するものである。
また、端子２６との検出用フィルタ２５の接合端部に
は、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属が含浸され、検出用フィ
ルタ２５と端子２６のコネクタとが電気的に良好に接続
されるように構成されている。更に、検出用フィルタ２
５の表面には、通電できる耐熱鋼から成る金網３４が配
置され、金網３４を構成する線材は、図４に示すよう
に、端子２６間で部分的に切断されている。従って、金
網３４は、捕集によって切断部分にカーボン及びパティ
キュレートが詰まって電気抵抗値が小さくなるものであ
る。場合によっては、検出用フィルタ２５は、導電性Ｓ
ｉＣ繊維から作製され、その両端に端子２６が接合され
ているものを使用することができ、この場合には金網を
設ける必要がない。
ィルタ装置は、排気ガス通路２２の入口側にパティキュ
レート堆積センサー８が設けられていることである。パ
ティキュレート堆積センサー８は、図２又は図３に示す
ように、フィルタ本体３と単位体積当たりの通気抵抗が
ほぼ等しい検出用フィルタ２５、該検出用フィルタ２５
の両端に取り付けられた導電性金属から成る端子２６及
び端子２６，２６間の抵抗値を測定するコントローラ１
０に設けた抵抗検出器（図示せず）から構成されている
ものである。検出用フィルタ２５は、図２に示すよう
に、ＳｉＣ又はＳｉＣにＴｉ又はＴａ等の添加物を添加
したセラミックス多孔質材２５Ｐを積層して形成され、
検出用フィルタ２５の端子部分にはＣｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等
の金属が含浸されている。或いは、検出用フィルタ２５
は、図３に示すように、ＳｉＣ又はＳｉＣに含まれたＴ
ｉ又はＴａを含有したセラミックス長繊維の積層材２５
Ｆとセラミックス多孔質材２５Ｐとを積層して形成され
ている。検出用フィルタ２５は、セラミックス多孔質材
２５Ｐであって導電性又は非導電性であり、多孔質にカ
ーボン及びパティキュレートが詰まって導電状態とな
り、電気抵抗値が小さくなる特性を有するものである。
また、端子２６との検出用フィルタ２５の接合端部に
は、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属が含浸され、検出用フィ
ルタ２５と端子２６のコネクタとが電気的に良好に接続
されるように構成されている。更に、検出用フィルタ２
５の表面には、通電できる耐熱鋼から成る金網３４が配
置され、金網３４を構成する線材は、図４に示すよう
に、端子２６間で部分的に切断されている。従って、金
網３４は、捕集によって切断部分にカーボン及びパティ
キュレートが詰まって電気抵抗値が小さくなるものであ
る。場合によっては、検出用フィルタ２５は、導電性Ｓ
ｉＣ繊維から作製され、その両端に端子２６が接合され
ているものを使用することができ、この場合には金網を
設ける必要がない。
【００２３】パティキュレート堆積センサー８によって
検出された堆積量の情報は、コントローラ１０に入力さ
れるように構成されている。更に、コントローラ１０に
はエンジン作動状態、即ち、エンジン回転数を検出する
回転センサー２７、エンジン負荷を検出する負荷センサ
ー２８及び排気ガス温度を検出する温度センサー２９が
設けられている。コントローラ１０は、エンジン作動状
態のこれらの検出信号を受けて、エンジン作動状態に対
応して予め決定されているパティキュレート堆積量の検
出値に対応するパティキュレートの捕集状態を判断し、
開閉弁５及びバイパス弁９の開放タイミング即ち主フィ
ルタ１の再生タイミングを制御するように構成されてい
る。
検出された堆積量の情報は、コントローラ１０に入力さ
れるように構成されている。更に、コントローラ１０に
はエンジン作動状態、即ち、エンジン回転数を検出する
回転センサー２７、エンジン負荷を検出する負荷センサ
ー２８及び排気ガス温度を検出する温度センサー２９が
設けられている。コントローラ１０は、エンジン作動状
態のこれらの検出信号を受けて、エンジン作動状態に対
応して予め決定されているパティキュレート堆積量の検
出値に対応するパティキュレートの捕集状態を判断し、
開閉弁５及びバイパス弁９の開放タイミング即ち主フィ
ルタ１の再生タイミングを制御するように構成されてい
る。
【００２４】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記のように構成されており、次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され、排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時、開
閉弁５が開放し、バイパス弁９が閉鎖しており、排気ガ
スは排気ガス通路２２の入口１５から主排気ガス通路１
２に送り込まれ、主排気ガス通路１２から主フィルタ１
を通過し、主フィルタ１で排気ガス中に含まれるすす、
カーボン、スモーク等のパティキュレートが捕集され、
クリーンな排気ガスは出口１７へと排出されている。捕
集されたパティキュレートは主フィルタ１に堆積するこ
とになり、捕集時間に従って主フィルタ１の空気通過抵
抗が徐々に上昇することになる。一方、パティキュレー
ト堆積センサー８にも排気ガスが流れ、検出用フィルタ
２５に排気ガス中のパティキュレートが捕集される。コ
ントローラ１０は、パティキュレート堆積センサー８、
回転センサー２７、負荷センサー２８及び温度センサー
２９からの検出信号を受け、それらの検出値からエンジ
ン作動状態を判断し、予め設定されているパティキュレ
ートの堆積量を超えると、アクチュエータ３６，１１を
作動して開閉弁５を閉鎖してバイパス弁９を開放する制
御を行う。
は、上記のように構成されており、次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され、排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時、開
閉弁５が開放し、バイパス弁９が閉鎖しており、排気ガ
スは排気ガス通路２２の入口１５から主排気ガス通路１
２に送り込まれ、主排気ガス通路１２から主フィルタ１
を通過し、主フィルタ１で排気ガス中に含まれるすす、
カーボン、スモーク等のパティキュレートが捕集され、
クリーンな排気ガスは出口１７へと排出されている。捕
集されたパティキュレートは主フィルタ１に堆積するこ
とになり、捕集時間に従って主フィルタ１の空気通過抵
抗が徐々に上昇することになる。一方、パティキュレー
ト堆積センサー８にも排気ガスが流れ、検出用フィルタ
２５に排気ガス中のパティキュレートが捕集される。コ
ントローラ１０は、パティキュレート堆積センサー８、
回転センサー２７、負荷センサー２８及び温度センサー
２９からの検出信号を受け、それらの検出値からエンジ
ン作動状態を判断し、予め設定されているパティキュレ
ートの堆積量を超えると、アクチュエータ３６，１１を
作動して開閉弁５を閉鎖してバイパス弁９を開放する制
御を行う。
【００２５】そこで、主フィルタ１に所定のパティキュ
レート量が捕集されると、コントローラ１０は、主フィ
ルタ１の再生を行うために、アクチュエータ３６，１１
を作動する指令を発し、アクチュエータ３６の作動によ
って開閉弁５が主排気ガス通路１２を閉鎖し、アクチュ
エータ１１の作動によってバイパス弁９がバイパス通路
１４を開放する。バイパス弁９が開放すると、排気ガス
の大部分は入口１６よりバイパス通路１４を通じてサブ
フィルタ２を通過し、排気ガスの微量が排気ガス通路２
２から主フィルタ１へ送り込まれるようになる。更に、
コントローラ１０は電極端子３０を通じて金網６に電流
を流す指令を発し、金網６は加熱されて主フィルタ１が
加熱される。一方、サブフィルタ２を通過する排気ガス
はその中に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２
で捕集され、捕集されたパティキュレートはサブフィル
タ２に堆積する。この時、検出用フィルタ２５にも通電
して検出用フィルタ２５の再生も同時に行う。或いは、
検出用フィルタ２５の表面に通電できる耐熱鋼から成る
金網３４を配置している場合には、金網３４を構成する
線材を端子２６間で部分的に切断していたとしても、線
材の切断部にカーボンが堆積して金網３４の抵抗値が小
さくなっているので、金網３４に通電して検出用フィル
タ２５のスクリーニング即ち再生を行う。
レート量が捕集されると、コントローラ１０は、主フィ
ルタ１の再生を行うために、アクチュエータ３６，１１
を作動する指令を発し、アクチュエータ３６の作動によ
って開閉弁５が主排気ガス通路１２を閉鎖し、アクチュ
エータ１１の作動によってバイパス弁９がバイパス通路
１４を開放する。バイパス弁９が開放すると、排気ガス
の大部分は入口１６よりバイパス通路１４を通じてサブ
フィルタ２を通過し、排気ガスの微量が排気ガス通路２
２から主フィルタ１へ送り込まれるようになる。更に、
コントローラ１０は電極端子３０を通じて金網６に電流
を流す指令を発し、金網６は加熱されて主フィルタ１が
加熱される。一方、サブフィルタ２を通過する排気ガス
はその中に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２
で捕集され、捕集されたパティキュレートはサブフィル
タ２に堆積する。この時、検出用フィルタ２５にも通電
して検出用フィルタ２５の再生も同時に行う。或いは、
検出用フィルタ２５の表面に通電できる耐熱鋼から成る
金網３４を配置している場合には、金網３４を構成する
線材を端子２６間で部分的に切断していたとしても、線
材の切断部にカーボンが堆積して金網３４の抵抗値が小
さくなっているので、金網３４に通電して検出用フィル
タ２５のスクリーニング即ち再生を行う。
【００２６】主フィルタ１が加熱されると、主フィルタ
１に捕集されているパティキュレートは主フィルタ１を
通過する微量の排気ガスに含まれる空気を使用してＣＯ
2 、Ｈ2 Ｏに変化して焼却され、ガスになって出口１７
から放出され、主フィルタ１の再生が完了する。主フィ
ルタ１の再生完了は、エンジン作動状態を考慮してパテ
ィキュレートの堆積量に対する焼却時間等によって、コ
ントローラ１０で判断される。主フィルタ１の再生が完
了すると、コントローラ１０は、アクチュエータ３６，
１１を作動して開閉弁５を開放してバイパス弁９を閉鎖
する指令を発する。開閉弁５が開放してバイパス弁９が
閉鎖すると、排気ガスは排気ガス通路２２から主フィル
タ１を通過するようになり、通常の排気ガス処理、即
ち、主フィルタ１によるパティキュレートの捕集処理に
なる。この時、微量の排気ガスはバイパス弁９に形成し
た通孔或いは隙間を通過してバイパス通路１４に送り込
まれる。そこで、サブフィルタ２に捕集されているパテ
ィキュレートはバイパス通路１４からサブフィルタ２を
通過する微量の排気ガスに含まれる空気を利用して焼却
され、サブフィルタ２は再生されることになる。このデ
ィーゼルパティキュレートフィルタは、上記の作動サイ
クルが繰り返されて排気ガスが連続して浄化処理される
ことになる。
１に捕集されているパティキュレートは主フィルタ１を
通過する微量の排気ガスに含まれる空気を使用してＣＯ
2 、Ｈ2 Ｏに変化して焼却され、ガスになって出口１７
から放出され、主フィルタ１の再生が完了する。主フィ
ルタ１の再生完了は、エンジン作動状態を考慮してパテ
ィキュレートの堆積量に対する焼却時間等によって、コ
ントローラ１０で判断される。主フィルタ１の再生が完
了すると、コントローラ１０は、アクチュエータ３６，
１１を作動して開閉弁５を開放してバイパス弁９を閉鎖
する指令を発する。開閉弁５が開放してバイパス弁９が
閉鎖すると、排気ガスは排気ガス通路２２から主フィル
タ１を通過するようになり、通常の排気ガス処理、即
ち、主フィルタ１によるパティキュレートの捕集処理に
なる。この時、微量の排気ガスはバイパス弁９に形成し
た通孔或いは隙間を通過してバイパス通路１４に送り込
まれる。そこで、サブフィルタ２に捕集されているパテ
ィキュレートはバイパス通路１４からサブフィルタ２を
通過する微量の排気ガスに含まれる空気を利用して焼却
され、サブフィルタ２は再生されることになる。このデ
ィーゼルパティキュレートフィルタは、上記の作動サイ
クルが繰り返されて排気ガスが連続して浄化処理される
ことになる。
【００２７】
【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタ装置は、上記のように構成され、次のよう
な効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレー
トフィルタ装置は、フィルタ本体の排気ガス上流側の排
気ガス通路に設置したパティキュレート堆積センサー
を、前記フィルタ本体と単位体積当たりの通気抵抗がほ
ぼ等しい検出用フィルタ、該検出用フィルタに取り付け
た端子及び前記端子間の抵抗値を測定する抵抗検出器か
ら構成したので、前記検出用フィルタに堆積したパティ
キュレートの堆積量をその抵抗値で直接検出することが
でき、従って、前記フィルタ本体に捕集されたパティキ
ュレートの堆積量を検出することができ、前記フィルタ
本体への堆積量が正確に且つ迅速に検出でき、前記フィ
ルタ本体の再生時を的確に制御することができる。前記
フィルタ本体の再生時に、同時に、前記検出用フィルタ
も再生すれば、排気ガス浄化を繰り返し行うことができ
る。
ートフィルタ装置は、上記のように構成され、次のよう
な効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレー
トフィルタ装置は、フィルタ本体の排気ガス上流側の排
気ガス通路に設置したパティキュレート堆積センサー
を、前記フィルタ本体と単位体積当たりの通気抵抗がほ
ぼ等しい検出用フィルタ、該検出用フィルタに取り付け
た端子及び前記端子間の抵抗値を測定する抵抗検出器か
ら構成したので、前記検出用フィルタに堆積したパティ
キュレートの堆積量をその抵抗値で直接検出することが
でき、従って、前記フィルタ本体に捕集されたパティキ
ュレートの堆積量を検出することができ、前記フィルタ
本体への堆積量が正確に且つ迅速に検出でき、前記フィ
ルタ本体の再生時を的確に制御することができる。前記
フィルタ本体の再生時に、同時に、前記検出用フィルタ
も再生すれば、排気ガス浄化を繰り返し行うことができ
る。
【００２８】このディーゼルパティキュレートフィルタ
装置は、上記のように、前記パティキュレート堆積セン
サーを用いてフィルタ本体に堆積したパティキュレート
量を直接測定できるので、エンジンの負荷、回転数で排
気ガス圧が変動しても、常に正確にパティキュレートの
前記フィルタ本体への堆積量を検出でき、前記フィルタ
本体の再生時期を誤ることがなく、前記フィルタ本体の
耐久性を向上させることができる。しかも、このディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置は、上記の構成であ
るから、装置そのものがコンパクトに且つ簡単な構造に
形成でき、しかも、ディーゼルエンジンから放出される
排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続して排気ガ
スを浄化することができ、例えば、車両等のスペース
上、厳しい場所にも良好に搭載することができる。
装置は、上記のように、前記パティキュレート堆積セン
サーを用いてフィルタ本体に堆積したパティキュレート
量を直接測定できるので、エンジンの負荷、回転数で排
気ガス圧が変動しても、常に正確にパティキュレートの
前記フィルタ本体への堆積量を検出でき、前記フィルタ
本体の再生時期を誤ることがなく、前記フィルタ本体の
耐久性を向上させることができる。しかも、このディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置は、上記の構成であ
るから、装置そのものがコンパクトに且つ簡単な構造に
形成でき、しかも、ディーゼルエンジンから放出される
排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続して排気ガ
スを浄化することができ、例えば、車両等のスペース
上、厳しい場所にも良好に搭載することができる。
【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置の一実施例を示す断面図である。
ィルタ装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のパティキュレート堆積センサーの一実施
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図３】図１のパティキュレート堆積センサーにおける
検出用フィルタの別の例を示す断面図である。
検出用フィルタの別の例を示す断面図である。
【図４】図１のパティキュレート堆積センサーの別の実
施例を示す平面図である。
施例を示す平面図である。
【図５】図１のディーゼルパティキュレートフィルタ装
置における加熱ヒータを構成する金網の線材の一実施例
を示す拡大断面図である。
置における加熱ヒータを構成する金網の線材の一実施例
を示す拡大断面図である。
【図６】図１のフィルタ本体についてのエンジン回転
数、負荷に対する排気ガス圧の関係を示すグラフであ
る。
数、負荷に対する排気ガス圧の関係を示すグラフであ
る。
１ 主フィルタ ２ サブフィルタ ３ フィルタ本体 ４ バイパス筒体 ５ 開閉弁 ６，７，３４ 金網 ８ パティキュレート堆積センサー ９ バイパス弁 １０ コントローラ １１，３６ アクチュエータ １４ バイパス通路 ２２ 排気ガス通路 ２５ 検出用フィルタ ３４ 金網
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/00 ＺＡＢ Ｆ
Claims (6)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に配置され
たフィルタで排気ガス中に含まれるパティキュレートを
捕集し、前記フィルタで捕集したパティキュレートを加
熱焼却するディーゼルパティキュレートフィルタ装置に
おいて、排気ガス通路にセラミックス長繊維材を積層し
て形成したフィルタ本体を配置し、前記フィルタ本体の
排気ガス上流側の排気ガス通路にパティキュレート堆積
センサーを設置し、前記パティキュレート堆積センサー
を、前記フィルタ本体と単位体積当たりの通気抵抗がほ
ぼ等しい検出用フィルタ、該検出用フィルタの両端に取
り付けた導電性金属から成る端子及び前記端子間の抵抗
値を測定するセンサーから構成したことを特徴とするデ
ィーゼルパティキュレートフィルタ装置。 - 【請求項２】 前記検出用フィルタはＳｉＣ又はＳｉＣ
にＴｉ，Ｔａ等の添加物を添加したセラミックス多孔質
材より形成され、前記検出用フィルタの前記端子部分に
はＣｕ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属が含浸されていることを特
徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタ装置。 - 【請求項３】 前記検出用フィルタはＳｉＣ又はＳｉＣ
に含まれたＴｉ又はＴａを含有した長繊維の積層材と表
面に通電できる耐熱鋼から成る金網を積層配置し、前記
金網を構成する線材は前記端子間で部分的に切断されて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼ
ルパティキュレートフィルタ装置。 - 【請求項４】 前記検出用フィルタを導電性ＳｉＣ繊維
から作製し、前記金網の線材密度は端部ほど密であり、
その両端に抵抗値を測定する前記センサーが設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載のディーゼ
ルパティキュレートフィルタ装置。 - 【請求項５】 前記フィルタ本体を円筒状又は蛇腹状フ
ィルタを円筒状に形成し、前記フィルタ本体の表面に加
熱ヒータを構成する金網を配置したことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ装置。 - 【請求項６】 前記フィルタ本体を主フィルタと該主フ
ィルタの中央部に配設されたバイパス筒体内で前記主フ
ィルタに対して排気ガス流れに並列に配置されたサブフ
ィルタとから構成され、前記主フィルタの排気ガス流入
上流側に前記主排気ガス通路を開閉する開閉弁が配置さ
れると共に、前記サブフィルタの排気ガス流入上流側に
前記バイパス筒体を開閉するバイパス弁が配置され、前
記センサーの信号を受けて前記開閉弁と前記バイパス弁
を開閉作動するアクチュエータを制御するコントローラ
を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226109A JPH0868310A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
| US08/519,980 US5651248A (en) | 1994-08-29 | 1995-08-28 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE69503203T DE69503203T2 (de) | 1994-08-29 | 1995-08-29 | Dieselpartikelfiltervorrichtung |
| EP95305996A EP0699827B1 (en) | 1994-08-29 | 1995-08-29 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE0699827T DE699827T1 (de) | 1994-08-29 | 1995-08-29 | Dieselpartikelfiltervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226109A JPH0868310A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868310A true JPH0868310A (ja) | 1996-03-12 |
Family
ID=16839981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6226109A Pending JPH0868310A (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0868310A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016919A1 (fr) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Faurecia Systemes D'echappement | Procede pour determiner l'instant du declenchement de la regeneration d'un dispositif de filtration et dispositif de filtration permettant de mettre en oeuvre ce procede |
| WO2014196453A1 (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-11 | いすゞ自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| CN107917931A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | 福特环球技术公司 | 用于排气微粒物质感测的方法和系统 |
| JP2019512635A (ja) * | 2016-03-02 | 2019-05-16 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | ヒータ作動フローバイパス |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6226109A patent/JPH0868310A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016919A1 (fr) * | 2002-08-14 | 2004-02-26 | Faurecia Systemes D'echappement | Procede pour determiner l'instant du declenchement de la regeneration d'un dispositif de filtration et dispositif de filtration permettant de mettre en oeuvre ce procede |
| WO2014196453A1 (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-11 | いすゞ自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| JP2014234773A (ja) * | 2013-06-03 | 2014-12-15 | いすゞ自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| US10030567B2 (en) | 2013-06-03 | 2018-07-24 | Isuzu Motors Limited | Exhaust purification device |
| JP2019512635A (ja) * | 2016-03-02 | 2019-05-16 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | ヒータ作動フローバイパス |
| CN107917931A (zh) * | 2016-10-11 | 2018-04-17 | 福特环球技术公司 | 用于排气微粒物质感测的方法和系统 |
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