JPH0422705A - 内燃機関の排気処理装置 - Google Patents

内燃機関の排気処理装置

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JPH0422705A
JPH0422705A JP2125726A JP12572690A JPH0422705A JP H0422705 A JPH0422705 A JP H0422705A JP 2125726 A JP2125726 A JP 2125726A JP 12572690 A JP12572690 A JP 12572690A JP H0422705 A JPH0422705 A JP H0422705A
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JP
Japan
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filter
exhaust
passage
regeneration
fuel
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JP2125726A
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Shunichi Aoyama
俊一 青山
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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  • 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) 本発明は主としてディーゼル機関の排気処理装置に間す
る。
(従来の技術) ディーゼル機関の排気中のパーティキュレイト(微粒子
))等の大気中への放出を防ぐため、排気通路にパーテ
ィキュレイトを捕捉するフィルタを設置することがある
。この場合、フィルタで捕集したパーティキュレイトの
堆積量にしたがって排圧が上昇すると、機関性能に及ぼ
す悪影響も出てくるので、捕捉したパーティキュレイト
を定期的に燃焼させることによりフィルタの再生を行っ
ている。
このため、特開昭59−122721号公報にもあるよ
うに、機関回転数の積算値から求めた再生時期に達する
とフィルタの上流に炭化水素、酸化炭素等の未燃燃料を
適量供給し、捕集パーティキュレイトを燃焼させている
排気中に導入された燃料はフィルタに捕捉されたカーホ
ンを主成分とするパーティキュレイトを燃焼させるため
の助燃剤として機能し、着火後の温度上昇によりパーテ
ィキュレイトは自動的に燃焼する。
(発明が解決しようとする課題) ところが、このようにフィルタ再生時に排気中に燃料を
供給する場合、そのときの排気温度、排気中の酸素量等
にもよるが、供給燃料の一部が完全に燃焼せずにそのま
ま排出されて白煙となることがある。
そして排気対策上、この白煙の低減はフィルタ再生にと
って一つの課題となっている。
本発明は、再生時のフィルタ通過ガスを再度機関吸気系
に循環させることにより、未燃燃料を機関燃焼室で完全
に燃焼させ、白煙の排出を防止するようにした内燃機関
の排気処理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) 本発明は、第1図に示すように、機関の排気通路50に
介装した捕集フィルタ51と、フィルタの再生時にフィ
ルタ上流に燃料を供給する手段52と、フィルタ下流か
ら分岐して機関の吸気通路53に接続する排気還流通路
54と、この分岐点よりも下流の排気通路50に介装し
た排気絞り弁55と、フィルタ再生時に排気絞り弁55
を絞る制御手段56とを備える6 (作用) フィルタの再生時にはフィルタ上流に燃料が供給され、
フィルタに捕集したパーティキュレイトの燃焼を行う、
このとき、排気絞り弁が絞り込まれるため、フィルタ下
流の圧力が排気圧力が、吸気通路の圧力よりも高くなり
、フィルタ通過後のガスが再度吸気中に還流される。
この還流ガス中にはフィルタを通過した未燃燃料成分が
含まれることがあるが、これらは機関燃焼室で燃焼させ
られ、このため再生時の白煙の発生が確実に防止される
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図において、1はディーゼルエンジンの機関本体、
2は吸気通路、3は排気通路で、排気通路3には酸化触
媒を担持させたパーティキュレイト捕集用の排気フィル
タ4が介装される。
そして、このフィルタ4の上流側に位置して、排気中に
燃料(炭化水素、−酸化炭素等)を供給する燃料噴射弁
5が設けられる。この燃料噴射弁5からはフィルタ4の
再生時に後述するようにしてコントロールユニット6に
より、燃料の噴射量が制御される。
フィルタ4の下流には排気絞り弁7が設けられると共に
、フィルタ4と排気絞り弁7の間から分岐した排気還流
量#!8が、吸気通路2の吸気絞り弁9の下流に接続す
る。
なお、排気還流通路8の途中には通常運転時に排気還流
量を運転状態に応じて制御する排気還流弁10が介装さ
れる。
排気通路3のフィルタ4と排気絞り弁7を迂回するよう
にバイパス通路11が設けられ、このバイパス通路11
を開閉するバイパス弁12が設けられる。
前記排気絞り弁7、吸気絞り弁9とバイパス弁12はそ
れぞれダイヤフラム装ff7g、9m、12gによって
駆動され、これらダイヤフラム装置7a9a12mに導
入する作動圧力を制御する三方電磁弁7b、9b、12
bが設けられる。
そして、これら各電磁弁7b、9b、12bの作動を、
前記燃料噴射弁5の作動と共に、コントロー+l−i 
7 、+t hヘザ)(お1舗オA上うむニなっている
一コントロールユニット6には機関の運転状態を検出す
るために、機関回転数センサ15からの回転数信号Ne
、燃fl@射ポンプ16のレバー開度センサ17かへの
燃料噴射量信号Q、機関冷却水温センサ18からの水温
信号Tw、フィルタ4の近傍に配置した排気温度センサ
19からの排気温度信号T1、フィルタ4の前後差圧セ
ンサ20からの差圧信号△Pかそれぞれ入力する。
コントロールユニット6は差圧センサ20からの信号に
基ついてフィルタ4の目詰まり具合から再生時期を判断
し、再生時期にあるときは、排気温度が十分に上昇した
後の減速時をねらって、バイパス弁12を開く一方で、
排気絞り弁7を絞ると共に吸気絞り弁9を絞り、かつ排
気還流弁10を全開し、さらに燃料噴射弁5から燃料の
噴射を開始してフィルタ4の再生操作を行うようになっ
ている。
なお、このとき同時にフィルタ4の直前に配置した電気
ヒータ13に通電してフィルタ直前の温度をト暮させる フィルタ4の上流に導入された燃料が高温雰囲気で着火
し、フィルタ4に捕集されたパーティキュレイトの燃焼
を促す一方、フィルタ4を通過したガスは、排気絞り弁
7が絞られているため、排気還流通路8を経由して吸気
通路2に還流される。
この場合、供給燃料の一部が不完全燃焼の状態にあって
も、ディーゼル機関では燃料を噴射しないときでも圧縮
だけで筒内空気温度は着火に十分なレベルまで上昇する
ため、これらは機関燃焼室で再燃焼させられる。
このとき、バイパス弁12が開いているため、排気の一
部はバイパス通路11を経由して排出され、したがって
、フィルタ4にはパーティキュレイトを燃焼させるのに
適量の酸素を含む排気が流入する。
なお、減速時に再生を行うのは、筒内への噴射量がゼロ
の場合は、排気の全量を吸気系に戻すことも可能であり
、仮に部分負荷であっても噴射量が少ないときは、スモ
ーク等の発生が極めてすくなく、フィルタ4をバスパス
して排気を流すことができるためである。
第3図は、コントロールユニット6で実行される再生動
作の制御ルーチンを示すもので、これにしたがって説明
すると、Slで各検出信号Ne、Q、Tw、T、、ΔP
を読込み、まず、フィルタ4の前後差圧ΔPが所定値に
達したかどうかを診て、再生時期を判断する。フィルタ
4に捕集されるパーティキュレイトの堆積量に応じて差
圧が高まるので、これが所定値に達したときをフィルタ
4の再生時期とする。
S3で機関回転数Neと燃料噴射量Qとから減速状態に
あるかどうかを判定する。なお、減速時は燃料噴射量が
少ない(まなは無噴射)にもかかわらず回転数が高い。
そして、いずれでもないときは、S12でバイパス弁1
2を閉じると共に、排気絞り弁7、吸気絞り弁9を開き
、かつヒータ13をオフにして、元に戻る。
これに対して、再生時期でかつ減速状態に移行したとす
ると、S4で排気温度T、が所定値以上の高温状態にあ
るかどうかを判断し、排気高温時に再生動作を行うため
に、まず、ヒータ13をオン(通電)し、バイパス弁1
2を開くと共に排気絞り弁7を絞り、さらに排気還流弁
10を開き、吸気絞り弁9を絞る(35〜S7)。
この結果、排気温度が十分に上昇した後の減速時に、排
気は一部がバイパス通路11から排出されると共に、適
量の排気(酸素)がフィルタ4に流れ込み、さらに排気
還流通路8を経由して吸気通路2に還流する。
S8て燃料噴射弁5から再生に必要な燃料量を噴射する
。高温雰囲気で噴射された燃料はヒータ13に接触して
着火し、さらにフィルタ4に捕集されたパーティキュレ
イトの助燃剤としての役割を果たし、パーティキュレイ
トの燃焼を促進させる。
そして、フィルタ4を通過した排気ガスは、そのまま排
気還流通路8から吸気通路2に還流され、機関燃焼室に
おいて再度燃焼する。
したがって、再生用に排気中に導入した燃料が、フィル
タ4において完全に燃焼せずに未燃燃料として、そのま
まフィルタ4を通過しても、これらは排気と共に再度機
関燃焼室に送り込まれ、圧縮、燃焼行程を経ることによ
り、完全に燃焼する。この再燃焼後のガスの大半はフィ
ルタ4の手前からバイパス弁12を経て排出されること
になるが、再生時に未燃燃料が白煙となってそのまま外
部に放出される問題は確実に解消される。
S9、SIOで再生時間のカウントが行なわれ、再生時
間が所定時間に達するまで、以上の動作が継続される。
所定の再生が終了すると、Sllで再生判定時期データ
を消去し、総てを初期状態に戻し、次の再生動作に備え
る。
フィルタ4の再生時期にないときは、バイパス弁12が
閉じ、排気絞り弁7が全開しているため、排気通#13
を流れ排気の全量がフィルタ4に流入し、排気中のパー
ティキュレイトがフィルタ4によって捕捉される。
また、フィルタ通過後の排気の一部は、排気還流弁]O
の開度に応じて吸気中に還流され(このとき、所定の排
気還流量を確保するために、必要に応じて吸気絞り弁9
が絞られる)、NOxの発生を抑制する。
ところで、この実施例ではフィルタ4の再生時期の判定
をフィルタ4の前後差圧△Pに基づいて行ったが、回転
数Neの積算値から判定することもできる。また、バイ
パス通路1−1及びバイパス弁12を設けずに、再生時
に排気絞り弁7を全閉にしないで、一部をそのまま下流
に流すようにすることもでき、さらに、本発明にとって
ヒータ13は必ずしも必須の要件ではない。
したがって、この場合には排気中に燃料を供給する手段
として、バイパス通路11の分岐点よりも下流側の燃料
噴射弁5に限らず、例えば機関排気行程で機関燃焼室に
設けた燃料噴射弁から燃料を噴射し、排気通路に排出さ
れるこの未燃燃料を再生用の燃料とすることもできる。
さらに、この実施例では再生を行う条件として、パーテ
ィキュレイトの発生がなく、かつ短時間のうちに効率よ
く再生ができる、減速時でかつ排気温度の高いときに限
定したが、これ以外の運転時にも再生を行うことは可能
である。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、フィルタの再生時にフィ
ルタ通過後の排気ガスを、再度8!間燃焼室に還流する
ようにしたので、再生時に排気中に供給した燃料の燃焼
が不完全てあっても、機関燃焼室で確実に燃焼させられ
、再生用燃料が白煙として外部に放出されるのを防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成図、第2図は同しくその実施例を
示す概略構成図、第3図はコントロールユニットで実行
される制御動作のフローチャートである。 1・・・機関本体、2・・・吸気通路、3・・・排気通
路、4・・・フィルタ、5・・・燃料噴射弁、6・・・
コントロールユニット、7・・・排気絞り弁、8・・・
排気還流通路、9・・・吸気絞り弁、11・・・バイパ
ス通路、12・・・バイパス弁。 特許出願人 日産自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.機関の排気通路に介装した捕集フィルタと、フィル
    タの再生時にフィルタ上流に燃料を供給する手段と、フ
    ィルタ下流から分岐して機関の吸気通路に接続する排気
    還流通路と、この分岐点よりも下流の排気通路に介装し
    た排気絞り弁と、フィルタ再生時に排気絞り弁を絞る制
    御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気処理
    装置。
JP2125726A 1990-05-16 1990-05-16 内燃機関の排気処理装置 Pending JPH0422705A (ja)

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JP2125726A JPH0422705A (ja) 1990-05-16 1990-05-16 内燃機関の排気処理装置

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JP2125726A JPH0422705A (ja) 1990-05-16 1990-05-16 内燃機関の排気処理装置

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JP (1) JPH0422705A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008600A2 (en) 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
WO2019044981A1 (ja) 2017-08-31 2019-03-07 立川ブラインド工業株式会社 日射遮蔽装置およびスラット

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008600A2 (en) 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
US7444804B2 (en) 2004-07-09 2008-11-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine
WO2019044981A1 (ja) 2017-08-31 2019-03-07 立川ブラインド工業株式会社 日射遮蔽装置およびスラット

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