JPH0868310A - Diesel particulate filter device - Google Patents

Diesel particulate filter device

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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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JP
Japan
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filter
exhaust gas
detection
particulates
main
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Application number
JP6226109A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE0699827T priority patent/DE699827T1/en
Priority to DE69503203T priority patent/DE69503203T2/en
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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

Abstract

PURPOSE: To improve durability of a filter in a diesel particulate filter by accurately detecting an accumulation ratio of particulates in the filter, and precisely controlling a regeneration timing of the filter. CONSTITUTION: A filter main body 3 formed by laminating ceramic long fibers is arranged on an exhaust gas passage 22. A particulate accumulation sensor 8 is arranged on the exhaust gas passage 22 on an upstream side of the filter main body 3. The particulate accumulation sensor 8 is composed of a detection filter 25 having air resistance per unit area substantially the same as the filter main body 3. Terminals 26 each made of electroconductive metal are installed on both ends of the detection filter 25. A capacitance detector measures a capacitance value between the terminals 26.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a diesel particulate filter that collects exhaust gas discharged from a diesel engine by a filter and heats and incinerates it.

【０００２】[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。Combustion in a diesel engine is due to the heterogeneous mixing of fuel injected into hot, high pressure air. Unlike the homogeneous mixture, the heterogeneous mixture does not mix the air and the fuel uniformly, so the carbon components in the fuel change to soot, HC, etc. due to the high temperature heat of combustion, and they aggregate to form particulates. It is released to the outside and pollutes the surrounding environment. Conventionally, as an exhaust gas treatment device for treating exhaust gas of an engine, a diesel particulate filter using a porous filter has a large particulate collection area of the filter, and particulates are accumulated and collected on the filter. To be done. In order to incinerate the accumulated particulates, a heater is attached to the surface of the filter, and when the amount of particulates accumulated exceeds a predetermined standard,
An electric current is passed through the heater to heat and incinerate the particulates and regenerate the filter.

【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。Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-256812 discloses an electrically regenerable particulate trap. The particulate trap comprises a gas permeable support, a fiber layer composed of a plurality of ceramic fibers, and a heater, the fiber layer is arranged together with the heater in a space extending in the radial direction from the gas permeable support, and the gap between the fiber layers is provided. The exhaust gas is caused to flow to collect the particulates in the exhaust gas in the vicinity of the heater, and the heater is energized to incinerate the collected particulates. The ceramic fiber is selected from continuous fused silica, glass, alumina silica, zirconia silica, alumina chromia, titania, graphite, silicon carbide, and alumina boria silica. Further, the ceramic fibers are braided or wound directly onto the gas permeable support or heater.

【０００４】[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。By the way, since the diesel particulate filter is mounted on a vehicle or the like,
Construct as compact as possible, carbon, soot, HC
It is necessary to manufacture so that the collection of particulates etc. becomes efficient. Particulates react with oxygen and burn easily, but a high temperature is required for burning, and it is not possible to burn completely with the exhaust gas temperature alone. A conventional renewable diesel particulate filter has two filters of the same size arranged in parallel in the exhaust gas flow, and when one filter becomes clogged by the collection of particulates, the other filter is made to flow exhaust gas,
Air required for incineration of particulates is sent to the clogged filter to heat the filter, and the collected particulates are incinerated to regenerate the filter.

【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。However, when the accumulated amount of particulates collected on the filter exceeds a predetermined amount, the heater is energized to heat, but a method for accurately detecting the accumulated amount of particulates on the filter is as follows. Very difficult. For example, in the conventional detection of the accumulated amount of particulates, a pressure sensor is provided on the upstream side of the filter of the exhaust gas flow, and the exhaust gas pressure is measured indirectly by measuring the exhaust gas pressure and the exhaust gas pressure. The flow rate changes variously depending on the load of the engine, the number of revolutions, etc., and it is difficult to accurately detect the accumulated amount. For example, the filter exhaust gas resistance pressure at full load and the filter exhaust gas resistance pressure at partial load are different, as indicated by reference characters A and B in FIG. Further, the allowable value of the exhaust gas resistance pressure P of the filter when the engine speed is high N 2 and the exhaust gas resistance value of the filter exhaust gas resistance pressure P when the engine speed is low N 1 are different. . Figure 6
In, the engine speed N 0 is the engine speed when the engine is idling. Then, even in the state of code A where the filter is clogged and cannot be used anymore, the filter is continuously used without being regenerated. Then, if the engine is suddenly operated at a high load, the exhaust gas resistance pressure rises rapidly and exceeds the allowable value, and the filter cannot withstand the high exhaust gas resistance pressure.

【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。Therefore, carbon, soot, HC to the filter
The ability to detect the accumulated amount of particulates as an absolute value is the most reliable control of the filter regeneration time, and is necessary to improve the durability of the filter. There was a problem of detecting the quantity as an absolute value.

【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。Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, and a filter body for collecting particulates such as carbon, soot and HC contained in exhaust gas discharged from a diesel engine. Is provided, the particulate deposition sensor is arranged on the upstream side of the exhaust gas flow of the filter body, the particulate deposition sensor is made of the same detection filter as the ventilation resistance of the filter body, and the resistance value of the detection filter is Detecting and measuring the accumulated amount of particulates as an absolute value, in response to the detected value, the heating heater disposed on the surface of the filter body is energized to heat and incinerate the collected particulates to filter the filter. An object of the present invention is to provide a diesel particulate filter device for regeneration.

【０００８】[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。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, the present invention collects particulates contained in exhaust gas with a filter arranged in the exhaust system of a diesel engine, and in a diesel particulate filter device that heats and incinerates the particulates collected with the filter, exhaust gas A filter body formed by laminating ceramic long fiber materials in a gas passage is arranged, a particulate deposition sensor is installed in an exhaust gas passage on the exhaust gas upstream side of the filter body, and the particulate deposition sensor is
A detection filter having substantially the same ventilation resistance per unit volume as the filter body, terminals made of conductive metal attached to both ends of the detection filter, and a sensor for measuring a resistance value between the terminals. The present invention relates to a diesel particulate filter device.

【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。In this diesel particulate filter device, the detection filter is made of SiC or a porous ceramic material in which an additive of Ti or Ta is added to SiC, and the terminal portion of the detection filter is made of C.
Metals such as u, Cr and Ni are impregnated. Alternatively, the detection filter is SiC or Ti contained in SiC.
Alternatively, a long-fiber laminated material containing Ta and a wire net made of heat-resistant steel capable of conducting electricity are stacked on the surface, and the wire material forming the wire net is partially cut between the terminals.

【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。In this diesel particulate filter device, the detection filter is made of conductive SiC fiber or a porous material, and a sensing device, that is, a sensor for measuring a resistance value is provided at both ends of the detection filter. Further, the filter body is formed by forming a cylindrical or bellows-shaped filter into a cylindrical shape, and a wire mesh forming a heater is arranged on the surface of the filter body.

【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。Further, in this diesel particulate filter device, the filter body is arranged in parallel to the exhaust gas flow with respect to the main filter in the main filter and the bypass cylinder provided in the central portion of the main filter. A bypass for opening and closing the main exhaust gas passage upstream of the main filter and an opening / closing valve for opening and closing the main exhaust gas passage, and opening and closing the bypass tubular body upstream of the exhaust gas inflow of the sub filter. A valve is arranged and an actuator for opening and closing the on-off valve and the bypass valve is provided.

【００１２】[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。The diesel particulate filter device according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, this diesel particulate filter device, a particulate deposition sensor is installed in the exhaust gas passage on the exhaust gas upstream side of the filter body formed by laminating ceramic long fiber material in the exhaust gas passage,
The particulate deposition sensor has a detection filter whose ventilation resistance per unit volume is substantially equal to that of the filter body, terminals made of conductive metal attached to both ends of the detection filter, and a sensor for measuring a resistance value between the terminals. Since it is composed of, it is possible to detect the deposition amount of particulates trapped in the filter body by directly detecting the deposition amount of particulates deposited on the detection filter, to the filter body The amount of deposition can be detected accurately and quickly, and the time of regeneration of the filter body can be accurately controlled.

【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。In this diesel particulate filter device, since the exhaust gas flows through the filter body and the detection filter under the same conditions, the accumulated amount of particulates collected by the filter body and the detection particulate matter are detected. The amount of particulates collected by the filter is equivalent to the unit area. Therefore, when particulates such as carbon, soot, HC, etc. are deposited on the detection filter in the particulate deposition sensor, carbon is deposited in the gaps of the detection filter, and the electrically conductive state is improved. The resistance detector can detect that the electric resistance value of the detection filter has become small, and the amount of particulate accumulation can be detected. When a certain amount of particulates is deposited on the detection filter, since a certain amount of particulates is also deposited on the filter body, the heating heater provided in the filter body is energized to heat and incinerate the deposited particulates, While the filter body is regenerated, the detection filter is energized to regenerate the detection filter at the same time.

【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。When a wire mesh made of heat-resistant steel that can be energized is arranged on the surface of the detection filter, and the wire material forming the wire mesh is partially cut between the terminals, the cut portion of the wire material is cut. When carbon is deposited on the detection filter, the resistance value of the detection filter becomes small, and the amount of particulates collected by the detection filter can be detected. Alternatively, when a ceramic porous material is used as the detection filter, since carbon or particulates that have been volumed in the pores are clogged in the pores and the electric resistance value of the detection filter becomes small, It is possible to know the amount of particulate accumulation.

【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。Further, since the filter body is composed of the main filter and the sub-filter, and the wire mesh constituting the heater is arranged on the exhaust gas inflow side, when the main filter is regenerated, the on-off valve is closed and the bypass valve is closed. By opening and flowing a small amount of exhaust gas to the main filter to energize the wire net, it is possible to supply the combustion O 2 of the particulates trapped in the main filter, and the particulates are heated and burned. Become. When the bypass valve is closed and exhaust gas is allowed to flow through the main filter, the exhaust gas leaking from the bypass valve flows through the sub-filter, and the particulates collected by the sub-filter at the time of regeneration of the main filter are Similarly, since it is supplied to the sub-filter and the sub-filter is arranged inside the main filter, the filter structure itself can be configured compactly,
The sub-filter can heat the sub-filter by energizing the wire mesh provided in the sub-filter without being cooled by the main filter located outside, and the particulates collected in the sub-filter are exhausted. It is incinerated with O 2 contained in the gas.

【００１６】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a diesel particulate filter device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a diesel particulate filter device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a detection filter in the particulate deposition sensor of FIG. 1, and FIG. 3 is a particulate deposition sensor of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the detection filter.
1 is a plan view showing a wire mesh in the particulate deposition sensor of FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a wire rod of the wire mesh.

【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。This diesel particulate filter is arranged in the exhaust system of a diesel engine and can collect particulates such as carbon, soot and smoke contained in the exhaust gas, and heat and incinerate the collected particulates. And a case 21 connected to an exhaust pipe (not shown) of a diesel engine via a flange 23.
Have. In the exhaust gas passage 22 formed in the case 21, a main filter 1 and a sub-filter 2 capable of collecting particulates are separated by a bypass cylinder 4 in the exhaust gas flow direction and concentrically arranged in parallel with the exhaust gas flow. Is arranged so as to extend from the inlet side to the outlet side. Further, the main filter 1 is composed of an inner cylinder 19 and an outer cylinder 20 which are cylindrical bodies which are concentrically and in parallel with each other in an exhaust gas flow and which are doubly stacked. Further, on the inner wall surface of the case 21, the heat shield layer 3 for heat shield is provided.
8 can be formed.

【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。On the exhaust gas inlet side and the exhaust gas outlet side of the exhaust gas passage 22, the inlets 15 and 16 between the main filter 1 and the sub filter 2 and the outlets 17 and 18 between the main filter 1 and the sub filter 2 are excluded. In order to block the inlet side and the outlet side of the exhaust gas passage 22, a shield plate 24 is provided. A slidable tubular open / close valve 5 for opening / closing the main exhaust gas passage 12 is arranged on the upstream side of the exhaust gas inflow of the main filter 1, and the open / close valve 5 is opened / closed by an actuator 36 driven by a command from the controller 10. To be done.
The support pipe 13 is provided on the exhaust gas inflow side of the sub filter 2.
A bypass valve 9 for opening and closing the inlet of the sub-filter 2 is arranged in the support pipe 13.
The bypass valve 9 is opened and closed by an actuator 11 driven by a command from the controller 10. The opening / closing valve 5 and the bypass valve 9 may be provided with a through hole through which a small amount of exhaust gas leaks for the purpose of regenerating the main filter 1 and the sub-filter 2, and the opening / closing valve 5 and the bypass valve 9 themselves may leak. The exhaust gas passage 22 and the bypass passage 14 may be arranged so as to do so.

【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。In the structure of this diesel particulate filter, in particular, the main filter 1 and the sub-filter 2 are composed of the filter body 3, and at least the exhaust gas inflow side of the inner and outer surfaces of the filter body 3 is made of a conductive material. The wire nets 6 and 7 are arranged. The filter body 3 is S
It is formed into a cylindrical plate-like shape by laminating ceramic long fiber materials in which an additive such as Ti or Ta is added to iC or SiC. When exhaust gas is passed through the filter body 3,
Particulates in the exhaust gas are collected in the region where the fibers intersect with each other, and are sequentially deposited between the fibers to increase the exhaust gas pressure on the upstream side of the filter body 3.

【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。The metal nets 6 and 7 are arranged such that the metal net 6 is arranged upstream of the exhaust gas flow of the main filter 1 and the metal net 7 is arranged downstream of the exhaust gas flow of the main filter 1. Wire net 6,7
Is made of corrosion-resistant heat-resistant steel containing Ni, Cr, Al, etc., and can be fixed to the main filter 1 by arranging it on the surface of the filter body 3 and appropriately locking it with a stapler or the like. Main filter 1 is an inner cylinder 1 which is two cylindrical filters
9 and the outer cylinder 20, a main exhaust gas inflow passage 12 on the exhaust gas inflow side through which the exhaust gas flows is formed between the inner cylinder 19 and the outer cylinder 20, and the inner cylinder 19 and the outer cylinder 20 are formed. A main exhaust gas outflow passage 35 on the exhaust gas outflow side, through which the exhaust gas passing through the main filter 1 flows out, is formed on the outside of 20. For example, the outer cylinder 20 will be described. The wire nets 6 and 7 are fixed to the inner and outer surfaces of the outer cylinder 20 with a stapler or the like. At this time, the metal net 6 arranged on the inner surface of the outer cylinder 20, that is, on the exhaust gas inflow side.
Is made of a conductive material, and the terminal 30 is provided so that it can function as a heater. The wire net 7 arranged on the outer surface of the outer cylinder 20, that is, on the exhaust gas outflow side does not necessarily have to be made of a conductive material. In any case, the wire nets 6 and 7 have a function of holding the filter body 3.

【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。The wire mesh 6 is provided in the controller 1 for heating and burning the particulates collected in the main filter 1.
The energization is controlled by the command of 0. Although not shown, the sub-filter 2 may be provided with a wire mesh like the main filter 1 to heat and burn the particulates collected by the sub-filter 2. The wire nets 6 and 7 extend over the entire inflow upstream side of the main filter 1 of the exhaust gas passage 22 and the entire inflow upstream side of the sub filter 2 of the bypass passage 14, and are connected to the controller 10 through the electrode terminals 30. . Also, wire mesh 6
Is preferably made of a Ni-based metal and is configured so that the surface of the main filter 1 can be heated uniformly. The wire net 6 is, for example, as shown in FIG.
A core member 31 made of a Ni—Cr alloy, an intermediate member 32 made of a material having a large temperature coefficient of resistance such as Ni coated on the core member 31, and a corrosion-resistant Al 2 O 3 coated on the intermediate member 32. Or a coating layer 33 made of ZrO 2
It consists of

【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。Particularly, in this diesel particulate filter device, the particulate accumulation sensor 8 is provided on the inlet side of the exhaust gas passage 22. As shown in FIG. 2 or 3, the particulate deposition sensor 8 includes a detection filter 25 and a detection filter 25 that have substantially the same ventilation resistance per unit volume as the filter body 3.
Controller 1 for measuring the resistance value between terminals 26 and 26, which are made of conductive metal and are attached to both ends of
It is composed of a resistance detector (not shown) provided at 0. As shown in FIG. 2, the detection filter 25 is formed by laminating a ceramic porous material 25P that is SiC or SiC to which an additive such as Ti or Ta is added,
The terminals of the detection filter 25 are impregnated with a metal such as Cu, Cr or Ni. Alternatively, the detection filter 25
Is SiC or T contained in SiC, as shown in FIG.
Laminated material 25 of ceramic long fibers containing i or Ta
It is formed by laminating F and the ceramic porous material 25P. The detection filter 25 is a porous ceramic material 25P that is conductive or non-conductive, and has a characteristic that the porous body is clogged with carbon and particulates to be in a conductive state and the electric resistance value becomes small.
Further, a metal such as Cu, Cr, or Ni is impregnated at a joint end portion of the detection filter 25 with the terminal 26 so that the detection filter 25 and the connector of the terminal 26 are electrically connected well. It is configured. Furthermore, the detection filter 2
A wire net 34 made of heat-resistant steel that can be energized is arranged on the surface of the wire 5, and the wire material forming the wire net 34 is partially cut between the terminals 26 as shown in FIG. Therefore, the wire net 34 has a reduced electric resistance because the cut portion is clogged with carbon and particulates by the collection. In some cases, the detection filter 25 is made of conductive S
It is possible to use a fiber made of iC fiber and having terminals 26 joined to both ends thereof, in which case it is not necessary to provide a wire mesh.

【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。Information on the amount of deposition detected by the particulate deposition sensor 8 is input to the controller 10. Further, the controller 10 is provided with a rotation sensor 27 for detecting the engine operating state, that is, the engine speed, a load sensor 28 for detecting the engine load, and a temperature sensor 29 for detecting the exhaust gas temperature. The controller 10 receives these detection signals of the engine operating state, determines the particulate collection state corresponding to the detection value of the particulate accumulation amount that is predetermined corresponding to the engine operating state,
The opening timing of the on-off valve 5 and the bypass valve 9, that is, the regeneration timing of the main filter 1 is controlled.

【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。The diesel particulate filter is constructed as described above and operates as follows. The diesel engine is driven and the exhaust gas is sent to the exhaust gas passage 22 through the exhaust pipe. At this time, the on-off valve 5 is open and the bypass valve 9 is closed, and the exhaust gas flows from the inlet 15 of the exhaust gas passage 22 to the main exhaust gas passage 1
2 to the main filter 1 from the main exhaust gas passage 12
Through the main filter 1, soot contained in the exhaust gas,
Particulates such as carbon and smoke are collected,
Clean exhaust gas is discharged to the outlet 17. The collected particulates will be deposited on the main filter 1, and the air passage resistance of the main filter 1 will gradually increase according to the collection time. On the other hand, the exhaust gas also flows through the particulate deposition sensor 8, and the particulate matter in the exhaust gas is collected by the detection filter 25. The controller 10 includes a particulate deposition sensor 8,
The detection signals from the rotation sensor 27, the load sensor 28, and the temperature sensor 29 are received, the engine operating state is judged from the detected values, and when the preset accumulation amount of particulates is exceeded, the actuators 36 and 11 are activated. Then, the on-off valve 5 is closed and the bypass valve 9 is opened.

【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。Therefore, when a predetermined amount of particulates is collected in the main filter 1, the controller 10 causes the actuators 36 and 11 to regenerate the main filter 1.
The opening / closing valve 5 closes the main exhaust gas passage 12 by the operation of the actuator 36, and the bypass valve 9 opens the bypass passage 14 by the operation of the actuator 11. When the bypass valve 9 is opened, most of the exhaust gas passes through the sub-filter 2 from the inlet 16 through the bypass passage 14, and a small amount of the exhaust gas passes through the exhaust gas passage 2
2 to the main filter 1. Furthermore,
The controller 10 issues a command to pass a current through the wire net 6 through the electrode terminal 30, the wire net 6 is heated, and the main filter 1 is heated. On the other hand, in the exhaust gas passing through the sub-filter 2, particulates contained therein are contained in the sub-filter 2.
The collected particulates are deposited on the sub-filter 2. At this time, the detection filter 25 is also energized to regenerate the detection filter 25 at the same time. Alternatively,
In the case where the wire net 34 made of heat-resistant steel that can be energized is arranged on the surface of the detection filter 25, even if the wire material forming the wire net 34 is partially cut between the terminals 26, Since carbon has accumulated and the resistance value of the wire net 34 has become small, the wire net 34 is energized to screen or regenerate the detection filter 25.

【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。When the main filter 1 is heated, the particulate matter trapped in the main filter 1 uses CO contained in a small amount of exhaust gas passing through the main filter 1 to generate CO.
2 , converted to H 2 O, incinerated, turned into gas, and exited 17
And the regeneration of the main filter 1 is completed. The completion of regeneration of the main filter 1 is determined by the controller 10 based on the incineration time with respect to the amount of particulate accumulation in consideration of the engine operating state. When the regeneration of the main filter 1 is completed, the controller 10 causes the actuator 36,
A command for closing the bypass valve 9 by opening the on-off valve 5 by operating 11 is issued. When the opening / closing valve 5 is opened and the bypass valve 9 is closed, the exhaust gas passes through the exhaust gas passage 22 through the main filter 1, and the normal exhaust gas processing, that is, the particulate collection processing by the main filter 1 is performed. become. At this time, a small amount of exhaust gas is sent to the bypass passage 14 through a through hole or a gap formed in the bypass valve 9. Therefore, the particulates collected in the sub-filter 2 are incinerated by using the air contained in the small amount of exhaust gas passing through the sub-filter 2 from the bypass passage 14, and the sub-filter 2 is regenerated. In the diesel particulate filter, the above-mentioned operation cycle is repeated and the exhaust gas is continuously purified.

【００２７】[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。The diesel particulate filter device according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this diesel particulate filter device, the particulate accumulation sensor installed in the exhaust gas passage on the exhaust gas upstream side of the filter main body is used as a detection filter for which the ventilation resistance per unit volume is substantially equal to that of the filter main body. Since it is composed of the terminal attached to the filter and the resistance detector for measuring the resistance value between the terminals, it is possible to directly detect the deposition amount of the particulates deposited on the detection filter by the resistance value, and thus, The amount of particulates collected in the filter body can be detected, the amount of particulates deposited in the filter body can be detected accurately and quickly, and the time of regeneration of the filter body can be accurately controlled. If the detection filter is also regenerated at the same time when the filter body is regenerated, exhaust gas purification can be repeated.

【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。As described above, this diesel particulate filter device can directly measure the amount of particulates deposited on the filter body using the particulate deposit sensor, so that the exhaust gas pressure fluctuates depending on the engine load and engine speed. However, the amount of particulates deposited on the filter body can always be detected accurately, and the durability of the filter body can be improved without erroneous regeneration time of the filter body. Moreover, since this diesel particulate filter device has the above-mentioned configuration, the device itself can be formed into a compact and simple structure, and the function of treating exhaust gas discharged from the diesel engine is extremely simple and continuous. Thus, the exhaust gas can be purified, and for example, it can be mounted satisfactorily in a severe place due to the space of a vehicle or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a diesel particulate filter device according to the present invention.

【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。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the particulate deposition sensor of FIG.

【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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the detection filter in the particulate deposition sensor of FIG.

【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。4 is a plan view showing another embodiment of the particulate deposition sensor of FIG. 1. FIG.

【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。5 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a wire material of a wire mesh forming a heater in the diesel particulate filter device of FIG.

【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。6 is a graph showing the relationship between engine speed and load, and exhaust gas pressure for the filter body of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 Main Filter 2 Sub Filter 3 Filter Main Body 4 Bypass Cylindrical Body 5 Open / close Valve 6,7,34 Wire Mesh 8 Particulate Deposit Sensor 9 Bypass Valve 10 Controller 11,36 Actuator 14 Bypass Passage 22 Exhaust Gas Passage 25 Detection Filter 34 Wire Mesh

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 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area F01N 3/00 ZAB F

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。1. A diesel particulate filter device for collecting particulates contained in exhaust gas by a filter arranged in an exhaust system of a diesel engine and heating and incinerating the particulates collected by the filter. A filter body formed by laminating ceramic long-fiber materials in a passage is arranged, a particulate deposition sensor is installed in an exhaust gas passage on the exhaust gas upstream side of the filter body, and the particulate deposition sensor is used as the filter body. Diesel particulates comprising a detection filter having substantially the same ventilation resistance per unit volume, terminals made of conductive metal attached to both ends of the detection filter, and a sensor for measuring a resistance value between the terminals. Filter device. 【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。2. The detection filter is SiC or SiC
2. A ceramic porous material to which an additive such as Ti or Ta is added, and the terminal portion of the detection filter is impregnated with a metal such as Cu, Cr or Ni. The diesel particulate filter device described in 1. 【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。3. The detection filter is SiC or SiC
And a wire mesh made of heat-resistant steel that can be energized on the surface, and the wire material forming the wire mesh is partially cut between the terminals. The diesel particulate filter device according to claim 1 or 2. 【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。4. The detection filter is made of conductive SiC fiber, and the wire mesh density of the wire mesh is higher toward the ends,
The diesel particulate filter device according to claim 1 or 2, wherein the sensor for measuring a resistance value is provided at both ends thereof. 【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。5. The filter body according to claim 1, wherein the filter body is formed into a cylindrical shape or a bellows-like filter is formed into a cylindrical shape, and a wire mesh forming a heater is arranged on the surface of the filter body. The diesel particulate filter device described in 1. 【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。6. The filter body is composed of a main filter and a sub-filter arranged in parallel with an exhaust gas flow with respect to the main filter in a bypass cylinder provided in a central portion of the main filter, An on-off valve that opens and closes the main exhaust gas passage is arranged on the upstream side of the exhaust gas inflow of the main filter, and a bypass valve that opens and closes the bypass cylinder is arranged on the upstream side of the exhaust gas inflow of the sub filter. The diesel particulate filter device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a controller that controls an actuator that opens and closes the on-off valve and the bypass valve in response to a signal from the.
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