JP2009299522A - 集塵フィルタの再生方法及びシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】集塵フィルタに酸素を効率よく供給することができ、簡便な構造で効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる集塵フィルタの再生方法及びシステムを提供する。
【解決手段】本発明の集塵フィルタの再生システムは、過給機１を備えたエンジン２の排気流路３に配置された集塵フィルタ４の再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて集塵フィルタ４の捕集物を燃焼させる集塵フィルタ４の再生システムであり、過給機１のタービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大可能な吸気量調整手段である電動モータ５と、エンジン２の上流側のエンジン吸気流路６ｅと集塵フィルタ４の上流側の排気流路３とを接続するバイパス流路７と、バイパス流路７の流量を調整する流量調整弁８と、電動モータ５及び流量調整弁８を制御する制御手段９と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気ガス中に含まれる微粒子物質を除去する集塵フィルタの再生方法及びシステムに関し、特に、集塵フィルタを燃焼して集塵フィルタを再生する集塵フィルタの再生方法及びシステムに関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関を用いた自動車には、排気ガス中の微粒子状物質であるＰＭ（Particulate Matter）を捕集して排気ガスを浄化する集塵フィルタが配置されていることが多い。特に、ディーゼルエンジン自動車に使用されるものをＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と称する。かかるＤＰＦにＰＭが一定量蓄積すると目詰まりを生じるため、排気ガスの温度を上昇させてＰＭを燃焼させることにより、ＤＰＦを再生している（例えば、特許文献１参照）。
上述したように、ＤＰＦのような集塵フィルタを再生する場合、排気ガスの温度を上昇させなければならない。排気ガスの温度を上昇させるためには、エンジンへの燃料を供給して熱量を増大させる必要がある。しかしながら、エンジンへの燃料供給量は、エンジンの効率的な運用上、所定の空燃比を満足するように制御されている。したがって、任意のタイミングで排気ガスの熱量を増大させることは困難であり、一般には自動車の高負荷運転中にＤＰＦの再生を行なっている。
特許文献１に記載された集塵フィルタの再生方法は、目標排気温度に基づいて燃料噴射量を決定し、膨張比可変手段によって実膨張比を調整することにより、排気ガスの温度を上昇させている。かかる操作により、自動車の高負荷運転時に限らず、広範囲の運転条件で集塵フィルタを再生できるようにしている。
特開２００８−１０６６８７号公報
しかしながら、特許文献１に記載された集塵フィルタの再生方法では、エンジンの実膨張比を調整する膨張比可変手段が必要であり、装置が複雑化するとともに、制御が困難であるという問題がある。また、集塵フィルタの上流側に過給機が配置されている場合には、排気ガスが過給機で仕事を行なうことによって熱量が奪われてしまい効率が悪いという問題がある。さらに、ＤＰＦの燃焼には酸素が必要であるところ、エンジンに供給する吸気量を増加させずに燃料供給量を増加した場合には、吸気中の酸素は燃料の燃焼に使用されてしまい、ＤＰＦの燃焼に必要な酸素量が不足するという問題がある。
本発明は上述した問題点に鑑み創案されたものであり、集塵フィルタに酸素を効率よく供給することができ、簡便な構造で効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる集塵フィルタの再生方法及びシステムを提供することを目的とする。
本発明によれば、過給機を備えた内燃機関の排気流路に配置された集塵フィルタの再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて前記集塵フィルタの捕集物を燃焼させる集塵フィルタの再生方法であって、前記過給機のタービンを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させる第一ステップと、前記圧縮空気の一部を前記内燃機関の上流側の吸気流路から前記集塵フィルタの上流側の前記排気流路にバイパスさせる第二ステップと、を有することを特徴とする集塵フィルタの再生方法が提供される。
また、前記タービンを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるように調整する第三ステップを追加してもよい。前記第三ステップは、例えば、可変容量式過給機の可変ノズルを開状態にするステップ又はウエストゲート弁を開状態にするステップである。
また、本発明によれば、過給機を備えた内燃機関の排気流路に配置された集塵フィルタの再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて前記集塵フィルタの捕集物を燃焼させる集塵フィルタの再生システムであって、前記過給機のタービンを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大可能な吸気量調整手段と、前記内燃機関の上流側の吸気流路と前記集塵フィルタの上流側の前記排気流路とを接続するバイパス流路と、該バイパス流路の流量を調整する流量調整弁と、前記吸気量調整手段及び前記流量調整弁を制御する制御手段と、を有することを特徴とする集塵フィルタの再生システムが提供される。
前記吸気量調整手段は、例えば、前記過給機に接続された電動モータ又は前記過給機の上流側に配置された電動ブースターである。また、前記バイパス流路は、前記内燃機関の直後又は前記集塵フィルタの直前の排気流路に接続されていることが好ましい。
前記過給機は、前記タービンに流入する排気ガスの流量を調整するタービン流調整手段を有し、前記制御手段は、前記タービンを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるように前記タービン流調整手段を調整するようにしてもよい。前記タービン流調整手段は、例えば、可変ノズル又はウエストゲート弁であり、前記制御手段は可変ノズル又はウエストゲート弁を開状態にする。
上述した本発明の集塵フィルタの再生方法及びシステムによれば、過給機のタービンを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させるとともに、圧縮空気の一部を内燃機関をバイパスさせて集塵フィルタに供給したことにより、集塵フィルタへの酸素供給量を増大させることができ、効果的に集塵フィルタの捕集物を燃焼させることができる。特に、バイパスさせた圧縮空気を内燃機関の直後の排気流路に供給することにより、未燃分の燃料を燃焼させることができ、熱量の増大を図ることもできる。
また、タービンを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるように調整することにより、排気ガスがタービンで行なう仕事量を低減し、熱量の損失を低減することができ、効率よく排気ガスの温度を上昇させることができる。
以下、本発明の実施形態について図１〜図６を用いて説明する。ここで、図１は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第一実施形態を示す概略構成図である。
図１に示した本発明の集塵フィルタの再生システムは、過給機１を備えたエンジン（内燃機関）２の排気流路３に配置された集塵フィルタ４の再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて集塵フィルタ４の捕集物を燃焼させる集塵フィルタ４の再生システムであり、過給機１のタービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大可能な吸気量調整手段である電動モータ５と、エンジン２の上流側の吸気流路（エンジン吸気流路６ｅ）と集塵フィルタ４の上流側の排気流路３とを接続するバイパス流路７と、バイパス流路７の流量を調整する流量調整弁８と、電動モータ５及び流量調整弁８を制御する制御手段９と、を有する。
前記過給機１は、排気ガスのエネルギーをタービン１ｔで回収してコンプレッサ１ｃを作動させ、圧縮空気をエンジン２に供給して出力増大を図る装置である。コンプレッサ１ｃは、入口側が外部の空気を吸気する吸気流路６に接続され、出口側が圧縮空気をエンジン２に供給するエンジン吸気流路６ｅに接続されている。エンジン吸気流路６ｅには、圧縮空気を冷却するインタークーラが配置されていてもよい。また、タービン１ｔは、入口側がエンジン２の排気ガスを送気するエンジン排気流路３ｅに接続され、出口側が排気ガスを外部に排出する排気流路３に接続されている。なお、エンジン吸気流路６ｅは吸気流路６の一部であり、エンジン排気流路３ｅは排気流路３の一部である。
また、図１に示した過給機１は、タービン１ｔ及びコンプレッサ１ｃを強制的に回転させる電動モータ５を有し、タービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく過給機１を作動できるように構成されている。したがって、電動モータ５により強制的に過給機１を駆動させると、コンプレッサ１ｃの作用により圧縮空気の流量を増大させることができる。また、タービン１ｔは、電気モータ５により強制的に回転されているため、タービン１ｔを流れる排気ガスは仕事をしないため、熱量（排気ガスエネルギー）の損失を最小限に抑制することができる。
前記エンジン２は、例えば、自動車等に搭載されたディーゼルエンジンやガソリンエンジンである。エンジン２は、運転状況に応じて圧縮空気や燃料の供給量が制御される。かかる制御は、車載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）により行われる。エンジン２の制御は、空燃比（空気質量／燃料質量）によって制御される。例えば、通常運転時には、排気ガスによりタービン１ｔを駆動させてコンプレッサ１ｃを駆動し、圧縮空気をエンジン２に供給し、エンジン２の出力要求値を満たすようにエンジン２に燃料を供給する。空燃比は、排気ガス浄化触媒を効果的に作用させるために理論空燃比（空気中の酸素と燃料が過不足なく反応する状態）に近い空燃比となるように制御されたり、燃費の向上と排ガス中の有害物質の低減を図るために理論空燃比よりも低い空燃比（経済空燃比）となるように制御されたりする。なお、この電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、本発明の再生システムにおける制御手段９としての役割も担っている。
前記集塵フィルタ４は、例えば、ディーゼルエンジン自動車に使用されるＤＰＦである。集塵フィルタ４は、セラミック等により構成されるフィルタであり、排気ガス中の微粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。かかる集塵フィルタ４にＰＭが一定量蓄積すると目詰まりを生じるため、排気ガスの温度を上昇させてＰＭを燃焼させることにより、集塵フィルタ４を再生する必要がある。排気ガスの温度を積極的に上昇させるためには、エンジン２への燃料供給量を増加させればよい。また、ＰＭの燃焼には酸素が必要であるところ、エンジン２の燃焼により空気中の酸素が消費されるため、排気ガス中の酸素濃度は空気の酸素濃度よりも低くなっており、ＰＭの燃焼効率が悪い。そこで、本発明では、バイパス流路７を接続し、新鮮な空気を集塵フィルタ４に供給できるようにしている。なお、集塵フィルタ４には、図１に示したように、圧力センサ４ｓが配置されており、集塵フィルタ４の下流の圧力（背圧）を検出して再生時期を判断している。
前記バイパス流路７は、エンジン吸気流路６ｅと排気流路３とを接続し、コンプレッサ１ｃにより吸気した圧縮空気をエンジン２の手前で抽気して集塵フィルタ４の手前にバイパスさせる。したがって、エンジン２で燃焼されない新鮮な空気を集塵フィルタ４に供給することができる。バイパスする空気量は流量調整弁８により制御される。流量調整弁８は、図示したように、バイパス流路７の中間に配置してもよいし、エンジン吸気流路６ｅとの分岐点又は排気流路３との合流点に配置してもよい。また、排気流路３には、排気ガス中に含まれる有害物質（主に炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物）を除去する排気ガス浄化触媒が配置されることがある。かかる排気ガス浄化触媒は、集塵フィルタ４の上流側に配置されることが多く、バイパス流路７と排気流路３との合流点は、排気ガス浄化触媒の上流側であってもよいし、下流側であってもよい。
前記制御手段９は、具体的には、上述した電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。制御手段９は、エンジン２の燃料供給手段と電気的に接続されており、エンジン２が所望の空燃比となるようにエンジン２に燃料を供給できるように構成されている。また、制御手段９は、電動モータ５と電気的に接続されており、電動モータ５の駆動・停止・回転数制御を行うことができるように構成されている。また、制御手段９は、流量調整弁８と電気的に接続されており、流量調整弁８の開閉及び開度を制御できるように構成されている。さらに、制御手段９は、集塵フィルタ４の圧力センサ４ｓと電気的に接続されており、集塵フィルタ４の背圧を監視することにより集塵フィルタ４の再生時期や再生時間を制御できるように構成されている。
次に、上述した集塵フィルタの再生システムの作用、すなわち、本発明に係る集塵フィルタの再生方法について説明する。本発明の集塵フィルタ４の再生方法は、過給機１を備えたエンジン２の排気流路３に配置された集塵フィルタ４の再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて集塵フィルタ４の捕集物を燃焼させる集塵フィルタ４の再生方法であり、過給機１のタービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させる第一ステップと、圧縮空気の一部をエンジン２の上流側の吸気流路（エンジン吸気流路６ｅ）から集塵フィルタ４の上流側の排気流路３にバイパスさせる第二ステップと、を有する。
集塵フィルタ４の再生時期は、集塵フィルタ４に配置された圧力センサ４ｓの出力に基づいて制御手段９が判断する。具体的には、制御手段９は、集塵フィルタ４の下流側の圧力（背圧）が所定の閾値を超えた場合に集塵フィルタ４の再生時期と判断する。なお、圧力センサ４ｓを集塵フィルタ４の下流側の排気流路３に配置して集塵フィルタ４の下流側の圧力に基づいて集塵フィルタ４の再生時期を判断してもよいし、圧力センサ４ｓが配置されていない場合には集塵フィルタ４の使用時間に基づいて集塵フィルタ４の再生時期を判断してもよい。
前記第一ステップは、制御手段９からの指令に基づいて電動モータ５を作動させるステップである。かかる処理により、タービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させることができる。駆動モータ５は、エンジン２の燃焼に必要な圧縮空気と集塵フィルタ４に捕集されたＰＭの燃焼に必要な酸素を確保できる分量の圧縮空気を吸気できるように制御される。なお、排気ガスの温度が集塵フィルタ４の再生に十分な温度に達していない場合には、排気ガスの熱量を増大させるために、空燃比の制御を経済空燃比から理論空燃比や燃料リッチな空燃比に切り替えたり、エンジン２の吸気量を増大させて供給できる燃料の上限を引き上げたりすればよい。
前記第二ステップは、制御手段９からの指令に基づいて流量調整弁８を開状態にするステップである。かかる処理により、圧縮空気の一部をエンジン吸気流路６ｅから集塵フィルタ４の上流側の排気流路３にバイパスさせることができる。流量調整弁８の開度は、集塵フィルタ４に捕集されたＰＭの燃焼に必要な酸素を確保できる分量の圧縮空気を抽気できるように制御される。なお、エンジン吸気流路６ｅの圧力は、一般に排気流路３の圧力よりも高いため、ポンプ等の吸気装置を配置する必要はないが、必要な場合にはバイパス流路７にポンプ等の吸気装置を配置をして積極的に圧縮空気をバイパスさせるようにしてもよい。
そして、集塵フィルタ４の下流側の圧力（背圧）が所定の基準値よりも低下した場合に集塵フィルタ４の再生終了と判断する。再生終了のタイミングは、圧力センサ４ｓの出力に基づいて制御手段９が判断する。また、集塵フィルタ４の再生を一定時間経過した後、再生終了と判断してもよい。再生終了時間は、経験的又は統計的に設定され、制御手段９が再生時間をカウントする。
続いて、本発明に係る集塵フィルタ４の再生システムにおける他の実施形態について説明する。ここで、図２は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第二実施形態を示す概略構成図である。図３は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第三実施形態を示す図であり、（Ａ）は概略構成図、（Ｂ）はタービン流調整手段の拡大図、である。図４は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第四実施形態を示す図であり、（Ａ）は概略構成図、（Ｂ）はタービン流調整手段の拡大図、である。図５は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第五実施形態を示す概略構成図である。図６は、本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第六実施形態を示す概略構成図である。なお、各図において、第一実施形態と同じ構成部品については同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
図２に示した本発明の第二実施形態は、バイパス流路７の出口部をエンジン排気流路３ｅに接続したものである。バイパス流路７の出口部は、好ましくは、エンジン２の直後のエンジン排気流路３ｅに接続する。この位置にバイパス流路７を接続することにより、エンジン排気流路３ｅ内の未燃分の燃料を燃焼させることができ、排気ガスの熱量（排気ガスエネルギー）を増大させることができる。この場合、バイパスされた圧縮空気の一部が未燃分の燃料の燃焼に消費されてしまうため、その消費分を考慮して流量調整弁８の開度が制御される。
図３（Ａ）に示した本発明の第三実施形態は、過給機１がタービン１ｔに流入する排気ガスの流量を調整するタービン流調整手段を有し、制御手段９がタービン１ｔを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるようにタービン流調整手段を調整するように構成したものである。ここでは、タービン流調整手段として可変ノズル１ｎが配置された場合を図示している。すなわち、過給機１は、いわゆる可変容量式過給機を構成している。可変容量式過給機では、タービン１ｔに供給される排気ガスの流速又は流量を可変ノズル１ｎの開閉により制御することができ、それによってエンジン２に供給される圧縮空気の流量を制御することができ、一つの過給機１でエンジン２の広い運転範囲をカバーして高い過給効率を確保することができる。可変ノズル１ｎは、過給機１を可変容量式とすることができる機構の全てを含む意味であり、例えば、フラップ式やベーン式のものが存在している。なお、図１では、可変ノズル１ｎの開状態を図示している。
図３（Ｂ）に示すように、可変ノズル１ｎは、タービン１ｔとエンジン排気流路３ｅとの間に配置されており、タービン１ｔの入口側の直前に配置されている。可変ノズル１ｎは、タービンハウジングに回転可能に設置されたベーン３１を有している。そして、タービン１ｔに供給される排気ガスの流量を絞って流速を速くしたい場合には、図３（Ｂ）において一点鎖線で示すように、ベーン３１を閉状態にする。逆に、タービン１ｔに供給される排気ガスの流量を多くして流速を遅くしたい場合には、図３（Ｂ）において実線で示すように、ベーン３１を開状態にする。ベーン３１を開状態にした場合には、可変ノズル１ｎにおける排気ガスの抵抗が少なくなるため、タービン１ｔにおける排気ガスのエネルギー損失が少なくなるようにすることができる。また、タービン１ｔの流量が増えるため、それに見合った回転数以上までタービン１ｔを電動モータ５で駆動させることができ、コンプレッサ１ｃの吸気流量を増加させることができ、バイパスされる圧縮空気量を確保することができる。なお、図３（Ｂ）において、可変ノズル１ｎのベーン３１は、実際にはベーン３１の背側又は腹側が見える状態であるが、ここでは説明の都合上、翼型がわかるように向きを変えて記載している。
図４（Ａ）に示した本発明の第四実施形態は、過給機１がタービン１ｔに流入する排気ガスの流量を調整するタービン流調整手段を有し、制御手段９がタービン１ｔを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるようにタービン流調整手段を調整するように構成したものである。ここでは、タービン流調整手段としてウエストゲート弁１ｗが配置された場合を図示している。ウエストゲート弁１ｗは、エンジン吸気流路６ｅに接続された分流路４１と、タービン１ｔの下流側の排気流路３に接続されたバイパス流路４２と、を有する。ウエストゲート弁１ｗは、一般に、エンジン吸気流路６ｅを流れる圧縮空気の圧力が高くなり過ぎた場合に、ウエストゲート弁１ｗを開状態にして、排気ガスがタービン１ｔをバイパスするように送気することにより、コンプレッサ１ｃの吸気流量を減少させて圧縮空気の圧力を低下させる装置である。言い換えれば、ウエストゲート弁１ｗを開状態にして、排気ガスがタービン１ｔをバイパスするように送気した場合には、タービン１ｔの仕事量が減ることを意味する。すなわち、この状態でタービン１ｔを電動モータ５で強制的に任意の回転数で駆動させたとしても、タービン１ｔの駆動が排気ガスのエネルギーを何ら損失させることはない。また、ウエストゲート弁１ｗは、制御手段９である電子制御ユニット（ＥＣＵ）と電気的に接続されており、ウエストゲート弁１ｗの開閉を制御することができるように構成されている。
図４（Ｂ）に示すように、ウエストゲート弁１ｗは、分流路４１に接続されたアクチュエータ４３と、アクチュエータ４３により開閉される弁体４４と、を有している。分流路４１が接続されたエンジン吸気流路６ｅを流れる圧縮空気の圧力が低い場合には、図４（Ｂ）において一点鎖線で示すように、アクチュエータ４３は、弁体４４がエンジン排気流路３ｅに押し付けられてバイパス流路４２を閉じる状態になっている。そして、エンジン吸気流路６ｅを流れる圧縮空気の圧力が所定圧力よりも高くなった場合には、図４（Ｂ）において実線で示すように、アクチュエータ４３は、弁体４４がエンジン排気流路３ｅから離間されてバイパス流路４２を開く状態に切り替える。かかる動作により、エンジン排気流路３ｅを流れる排気ガスを、タービン１ｔをバイパスさせて下流の排気流路３に流すことができ、タービン１ｔを流れる排気ガスの流量を減少させることができ、タービン１ｔにおける排気ガスのエネルギー損失が少なくなるようにすることができる。したがって、ウエストゲート弁１ｗを開状態にした場合には、電動モータ５によりタービン１ｔを任意の回転数で駆動させても排気ガスのエネルギー損失への影響が少ない。
図５に示した本発明の第五実施形態は、吸気量調整手段として、過給機１の上流側に配置された電動ブースター５１を配置したものである。かかる第五実施形態では、図１に示した駆動モータ５は不要であり、図５に示したように駆動モータ５を有しない通常の過給機１を使用している。勿論、過給機１として、冗長的に駆動モータ５を有する電動モータ付過給機を使用してもよい。電動ブースター５１は、吸気流路６に配置されたコンプレッサ５１ｃと、コンプレッサ５１ｃに接続された電動モータ５１ｍと、から構成される。また、電動モータ５１ｍは、制御手段９と電気的に接続されており、電動モータ５１ｍの駆動・停止・回転数制御を行うことができるように構成されている。かかる電動ブースター５１を配置することにより、タービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させることができる。また、電動ブースター５１を駆動させると吸気される圧縮空気により、過給機１のコンプレッサ１ｃを強制的に駆動させることができ、連動してタービン１ｔも強制的に駆動させることができる。したがって、排気ガスがタービン１ｔで行う仕事量を低減することができ、熱量の損失を抑制することができる。
図６に示した本発明の第六実施形態は、過給機１のタービン１ｔとコンプレッサ１ｃとを分離し、タービン１ｔに発電機１ｇを接続し、コンプレッサ１ｃに電動モータ１ｍを接続したものである。発電機１ｇ及び電動モータ１ｍは、蓄電池６１に接続されており、発電機１ｇで発生した電気を蓄電池６１で貯蓄し、蓄電池６１の電気を電動モータ１ｍに供給できるように構成されている。かかる構成によれば、タービン１ｔを流れる排気ガスの流量に関係なく電動モータ１ｍによりコンプレッサ１ｃを駆動させて圧縮空気の流量を増大させることができる。また、排気ガスの温度を上昇させたい場合には、発電機１ｇを無負荷にして排気ガスがタービン１ｔで行う仕事量を最小限に抑制するようにすればよい。なお、かかる第六実施形態は、タービン１ｔとコンプレッサ１ｃとを分離したことにより、機器レイアウト上の制約が少なく、汎用性に優れる等の効果も奏する。
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、第四実施形態及び第五実施形態において第二実施形態のようにバイパス流路７の出口側の接続位置を変更してもよい、第六実施形態において第一実施形態のようにバイパス流路７の出口側の接続位置を変更してもよい、各実施形態を適宜組み合わせてもよい等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第一実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第二実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第三実施形態を示す図であり、（Ａ）は概略構成図、（Ｂ）はタービン流調整手段の拡大図、である。 本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第四実施形態を示す図であり、（Ａ）は概略構成図、（Ｂ）はタービン流調整手段の拡大図、である。 本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第五実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る集塵フィルタの再生システムの第六実施形態を示す概略構成図である。
符号の説明
１ 過給機
１ｔ タービン
１ｃ コンプレッサ
１ｍ 電動モータ
１ｎ 可変ノズル
１ｗ ウエストゲート弁
１ｇ 発電機
２ エンジン
３ 排気流路
３ｅ エンジン排気流路
４ 集塵フィルタ
４ｓ 圧力センサ
５ 電動モータ
６ 吸気流路
６ｅ エンジン吸気流路
７ バイパス流路
８ 流量調整弁
９ 制御手段
３１ ベーン
４１ 分流路
４２ バイパス流路
４３ アクチュエータ
４４ 弁体
５１ 電動ブースター
５１ｃ コンプレッサ
５１ｍ 電動モータ
６１ 蓄電池

Claims (8)

  1. 過給機を備えた内燃機関の排気流路に配置された集塵フィルタの再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて前記集塵フィルタの捕集物を燃焼させる集塵フィルタの再生方法であって、
    前記過給機のタービンを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大させる第一ステップと、前記圧縮空気の一部を前記内燃機関の上流側の吸気流路から前記集塵フィルタの上流側の前記排気流路にバイパスさせる第二ステップと、を有することを特徴とする集塵フィルタの再生方法。
  2. 前記タービンを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるように調整する第三ステップを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の集塵フィルタの再生方法。
  3. 前記第三ステップは、可変容量式過給機の可変ノズルを開状態にするステップ又はウエストゲート弁を開状態にするステップである、ことを特徴とする請求項２に記載の集塵フィルタの再生方法。
  4. 過給機を備えた内燃機関の排気流路に配置された集塵フィルタの再生時期に、排気ガスの温度を上昇させて前記集塵フィルタの捕集物を燃焼させる集塵フィルタの再生システムであって、
    前記過給機のタービンを流れる排気ガスの流量に関係なく圧縮空気の流量を増大可能な吸気量調整手段と、前記内燃機関の上流側の吸気流路と前記集塵フィルタの上流側の前記排気流路とを接続するバイパス流路と、該バイパス流路の流量を調整する流量調整弁と、前記吸気量調整手段及び前記流量調整弁を制御する制御手段と、を有することを特徴とする集塵フィルタの再生システム。
  5. 前記吸気量調整手段は、前記過給機に接続された電動モータ又は前記過給機の上流側に配置された電動ブースターである、ことを特徴とする請求項４に記載の集塵フィルタの再生システム。
  6. 前記バイパス流路は、前記内燃機関の直後又は前記集塵フィルタの直前の排気流路に接続されている、ことを特徴とする請求項４に記載の集塵フィルタの再生システム。
  7. 前記過給機は、前記タービンに流入する排気ガスの流量を調整するタービン流調整手段を有し、前記制御手段は、前記タービンを流れる排気ガスのエネルギー損失が少なくなるように前記タービン流調整手段を調整する、ことを特徴とする請求項４に記載の集塵フィルタの再生システム。
  8. 前記タービン流調整手段は可変ノズル又はウエストゲート弁であり、前記制御手段は可変ノズル又はウエストゲート弁を開状態にする、ことを特徴とする請求項７に記載の集塵フィルタの再生システム。
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