JPS5920515A - 粒子捕集器の再生方法 - Google Patents

粒子捕集器の再生方法

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JPS5920515A
JPS5920515A JP57129266A JP12926682A JPS5920515A JP S5920515 A JPS5920515 A JP S5920515A JP 57129266 A JP57129266 A JP 57129266A JP 12926682 A JP12926682 A JP 12926682A JP S5920515 A JPS5920515 A JP S5920515A
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JP
Japan
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particle collector
exhaust gas
collector
valves
pipe
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Application number
JP57129266A
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English (en)
Inventor
Noboru Watanabe
昇 渡辺
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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
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Publication of JPS5920515A publication Critical patent/JPS5920515A/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
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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】 本発明はディーげル機関等の内燃機関に於て排気ガス中
の炭素粒子の如き粒子を捕捉づる粒子捕集器の再生方法
に係る。
、ディーゼル機関に於て、そのり)気通路の途中に、排
気ガス中の炭素粒子の如き可燃性粒子庖捕捉してこれが
大気中へ放出されることを防止する粒子捕集器を設ける
ことは従来h)ら知られている。
粒子捕集器は耐熱性の捕集材を有し、捕集した粒子の量
が増大するに従ってその捕集材が詰まり、これが正常な
排気ガスの流れに対し支障を与え、ディーピル機関の排
気抵抗を増大づるようになる。
このためディーぜル機関の正常な排気ガス流れに対して
支障を与えることなく粒子捕集器が長期間に亙、って使
用されるためには粒子捕集器に捕捉された粒子が定期的
にこれより除去され、所謂粒子捕集器の再生が行われる
必要がある。この粒子捕集器の再生は、該粒子捕集器の
捕捉粒子が炭素粒子等の可燃性であることにより、これ
を発火させて焼失灰化させることにより行うことが一般
的であり、捕集材の上流側端面部に電気式ヒータを設り
、該電気式ヒータにより前記捕集材の上流側端面に部に
付着している捕捉粒子を着火させ、該捕捉粒子の燃焼に
よる火炎の伝播により捕集材の上流側端部にある粒子の
ものより上流側端部にあるものを次々に焼失灰化させる
再生方法が既に提案されている。
この再生方法に於ては、火炎が捕集材の上流側端面部に
到達し!ことき捕集材が捕捉している粒子の実質的の全
てが焼失灰化し、再生が完了する。
本発明は、捕捉粒子の焼失灰化による粒子捕集器の再生
が完了したことを検出し、これをしって粒子捕集器の再
生を終了する粒子捕集器の再生方法を提供づることを目
的としている。
かかる目的は、本発明によれば、粒子捕集器の捕集材に
捕集された粒子を前記捕M%月の1流側端、面部にり着
火せしめて粒子11j集器の再生を開始し該再生時に前
記捕集材を出るIJI気ガス温度を検出し、該排気ガス
の温度が所定値以上のとき再生を終了づることを特徴と
づる粒子捕集器の再生方法によって達成される。
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明づる。
第1図は本発明による粒子捕集器の再生方法を実施する
装置の一つの実施例を示す概略構成図である。第1図に
於て、1は入口管を、2は出口管を各々示しており、入
口管1は図示されていない内燃機関のiJl気ボートに
接続される。入L1管1と出口管2とは粒子捕集器3に
よって接続され、また粒子捕集器3をバイパスしたバイ
パス管6によっC接続されている。
粒−r捕集器3は耐熱性のフォームフrルタ或いはハニ
カムフrルタによって構成されlこ捕集材4を有してお
り、該捕集材4はこれを通過りる排気ガス中の炭素粒子
の如き粒子を捕I犀するよ)になっている。捕集材4の
上流側端面部には電気式ヒータ5が設けられており、該
電気代ヒータ5にはバッテリ電源7の電流が電気スイッ
チ8を経て選択的に供給されるようになっている。
入口管1の粒子捕集器3に対する接続端近傍、換言すれ
は粒子抽象器3の上流側近傍には弁9が、またバイパス
管6の途中には弁10が各々設()られている。弁9及
び10は各々弁軸11.12に担持されたバタフライ弁
として構成され、ダイX7フラム装置13.14によつ
C各々個別に開開駆動されるようになっている。ダイX
7フラム装置13及び14は各々そのダイヤフラム室1
5.1Gに負圧が導入されていない時には弁9及び10
を全開位置にもたらし、これに対しダイヤフラム室1G
、17に負圧が導入されている時には弁9及(floを
開弁さけ、でのan’の増大に応じて弁9及び10の開
度を増大づるは)にな−ノている。
ダイヤフラム室16及び17は各々導管18.19によ
って負圧制御弁20.21のボートaに接続されている
。負圧制御弁20及び21は各々ボー1− a以外に人
気ボートbと負圧ボー1〜Cとを有してJ3す、負圧ボ
ートCは導管22.23によって図示されていない負圧
ポンプに接続され、これより負圧を与えられるようにに
1つている。負圧制御弁20及び21は電f4i弁とし
て構成され、負圧制御弁20は通電時にはボートaを負
圧ボートCに接続し、非通電時にはボー1− aを大気
ボート1)に接続し、これに対し負圧制令0弁21は通
電時にはボートaを大気ボートbに接続し、非通電時に
はボー1− aを負圧ボー1− cに接続りるように4
丁っている。
25は制御装置を示している。1lill I[l装置
25はマイク「l]ンビューク等を含む電気式のもので
あり、粒子捕集器3の排気ガス人口部に取(14)ら4
また温度セン4ノ26より排気ガス温度にPAgる情報
を、また粒子捕集器3の排気ガス出ロ部←二設けられた
温U tシリ2フよりill気ガス濡度温度づる情報を
、回転数センサ28J:り内燃機関の回転数に関りる情
報を、角筒セン1J29より内燃機関の負荷に関づる情
報を各々与えられ、これら情報に応じ′C電気スイッチ
8の開閉及び負圧制御弁20.21に対する通電を制御
f111るようになっている。
次に第2図に示されたフ【]−チャー1−を参照して上
述した如き構成からなる粒子排出防止装置の作用に説明
する。
第2図に示されたフ1]−チャートのルーチンは内燃機
関の1回転毎に実行される。
先ずステップ1に於ては、温度センサ26.27、回転
数センサ28、負荷センサ29より与えられる情報の読
込みが行われる。
次にステップ2に於ては、フラッグEが1であるか否か
の判別が行われる。フラッグF=1である時には粒子捕
集器3の再生が既に開始さtしてし)る時であり、フラ
ッグF・=1でない時にはまだ粒子捕集器3の再生が行
われていない時である。フラック「=1でない時にはス
テップ3へ進み、このステップに於ては、機関回転数の
積粋が行ゎJl、回転数積陣値Nが求めIうれる。
次にステップ4へ進み、このステップに於ては回転数M
4算値Nが所定値A以上であるがとかの判別が行われる
。N≧△である時には粒子捕集器3)の再生を行°うべ
き時期であり、N≧iAでない時にはまだ粒子捕集器3
の再生をi−7J′)1.> (でも良い時期である。
N≧八でない時にはステップ1に戻る。
N≧Aである時にはステップ5へ進み、このステップに
於ては、回転数積樟値Nが零にセラ1−され、またフラ
ッグFが1にセットされる。
次にステップ6へ進み、このステップに於Cは、電気ス
イッチ8 (SW)に通電が行われ、またh、圧制御弁
20 (VCVl )と負圧制御弁21(VCV2 >
に通電が行われる。これにより電気式ヒータ5に通電が
行われてこれが光熱し、ダイヤフラム室16に負圧が導
入されて弁9が第1図に於て仮想線で示されている如き
全開位置にもたらされ、またタイ\7フラム室17に大
気圧が導入され、弁10が第1図に於て仮想線で示され
ている如き全開位置ににもたらされる。この時には粒子
捕集器3の捕81!材4の上流側端面部と弁9の間に閉
じられIこ空間が構成され、該空間内に閉込められた排
気ガスが電気式ヒータ5にょっC加熱される。
尚、この時には粒子捕集器3に1よJJI気ガスが流れ
り゛内燃機関が排出りる排気ガスは全てバイパス管6を
経て流れる。
ステップ6の次はステップ1へ戻り、ステップ2へ進む
。この時にはフラッグ[ニー1であるから、ステップ7
へ進み、このステップに於ては、温度センサ26により
検出された前記空間に於ける排気ガス温度Tiが所定値
Bより大きいが否かの判別が行われる。T+ ≧Bでな
い時にはステップ1へ戻り、電気式ヒータ5に引続き通
電が行われ、弁9が全開位置にあって弁10が全開位置
にある状態が維持される。
−「冨 ≧Bである時は捕集材4の上流11[1端面部
に11着している粒子が前記空間に於りるIJI気ガス
により着火された時であり、この時にはステップ8へ進
み、このステップに於ては、機関回転数と機I!1角荷
とに応じて予め記憶装置にス[・アされている弁開度情
報が回転数センサ28が検出する機関回転数と負荷セン
リ29ににり検出されに機1!!、M荷とに応じて読出
される。
次にステップ9へ進み、このステップに於ては、電気ス
ーイッチ8が開かれて電気式ヒータ5に対づる通電が停
止され、そして負圧制9(1弁20及び21に前記弁開
度情報に応じたデユーティ比のパルス信号が与えられる
。これにより9几制御弁20及び21は共にパルス信号
のYユーア、r比に応じてボートaを大気ボート1)と
負圧ボー1− cとに繰返し接続づることにより、ダイ
ヤフラム室16及び17には所定の負圧が導入され、弁
9及び10(よバに所定の中間開度位置にもたらされる
。この時、弁つと10とは互いに相反する方向に駆動さ
れ、1717 I5、弁9の開弁mが増大づ′るとき弁
10の開弁量が減少し、また弁9の開弁量が減少づると
き弁10の開弁量が増大し、これにより粒子捕集器3に
はその時の内燃機関の運転状態に拘らず所定流量の排気
ガスが流れ、残りの1気ガスがバイパス管6を経て流れ
る。上述の姐く粒子捕集器3を所定流量の排気ガスが流
れることにより、υI気気ガス中酸素が捕集粒子の燃焼
を促進し、またその火炎がガス流れに乗って下流側へ伝
播し、補集材4が捕集している粒子が次々に焼失灰化す
る。
このように弁つと10とによって粒子捕集器3を流れる
排気ガス流量とバイパス管6を流れる排気ガス流間とが
制御されることにより、排気ガスの流れを■害りること
なく粒子捕集器3にその時の内燃機関の回転数、負荷に
関係なく一定の排気ガスが流れる。この排気ガス流量が
粒子捕集器3の再生時に於ける火炎伝播の促進に有効な
比較的小さい値に設定されていることにより、粒子捕集
器3の再生が迅速に、また火炎の吹消えが生じることな
く確実に行なわれる。
ステップ9の次は、ステップ10へ進み、このステップ
に於ては温度センリ27によって検出された粒子捕集器
3より出る排気ガスの温度1−0が所定値C以上である
か否かの判別が行われる。T0≧CCある時には捕集月
4の後端部まて゛火炎が到達し、これによって粒子捕集
器3より出るJJ+気ガスの温度が非常に高くな−> 
”CvIで・あり、これによって粒子捕集器3の再生が
完了したと判別する。
lIJら−IO≧0ぐある時に(まステップ11へ進み
、フラッグ[をOどし、そして次にステップ12へ進み
、このステップに於ては、9圧制御弁20.21に対づ
る通電が停止される。この1lffにはダイ\7フラノ
、室16に大気圧が導入されることにより弁っけ全開位
置にもIこらされ、ダ、イ!7フラム室′17には負圧
が導入されることにより弁10は全開位置にもたらされ
る。従ってこの時にはv1気ガスの全てが粒子捕集器3
を経で流れ、粒子捕集器3により排気ガス中の粒子の捕
集が再開される。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発
明の範囲内にて種々の実施例が司能であることは当業者
にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による粒子捕集器の再生方法を第2図は
本発明による粒子捕集器の再イ[方法の実施要領を示す
−)[1−チ1= −1−である。 1・・・入口管、2・・・出口管、3・・・粒子捕集器
、4・・・捕東材、5・・・電気式ヒータ、O・・・バ
イパス管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 粒子捕集器の捕集材に捕集された粒子を前記捕集材の上
    流側端面部より着火せしめて粒子捕集器の再/Lを開始
    し、該再生時に前記捕集材を出る排気ガス温度を検出し
    、該排気ガスの温度が所定値以上のとき再〈1を終了す
    ることを特徴とする粒子捕集器の再生方法。
JP57129266A 1982-07-23 1982-07-23 粒子捕集器の再生方法 Pending JPS5920515A (ja)

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