JPH10306718A - フィルタ再生装置を具えた内燃機関 - Google Patents
フィルタ再生装置を具えた内燃機関Info
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- JPH10306718A JPH10306718A JP9130542A JP13054297A JPH10306718A JP H10306718 A JPH10306718 A JP H10306718A JP 9130542 A JP9130542 A JP 9130542A JP 13054297 A JP13054297 A JP 13054297A JP H10306718 A JPH10306718 A JP H10306718A
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- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims abstract description 15
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気ガスの黒煙除去フィルタの再生装置を具
えた内燃機関の提供。 【解決手段】 制御コントローラ１８よりの制御信号に
基づいて制御される流路切換弁２により内燃機関１から
排気ガスをバイパス流路４にバイパスさせ、一方ブロワ
５及び空気予熱手段６を始動させるとともに、バタフラ
イ弁９を開くことにより酸化触媒８から供給路２０を介
して高温ガスを黒煙除去フィルタ３に導入し、温度セン
サ１１ｂにより検出される高温ガスの温度１４の変動を
制御コントローラ１８で検知しながら、エアフロ−セン
サ１０より検知される吸入空気流量信号１７及び温度セ
ンサ１１ａよりの予熱空気温度信号１３により制御コン
トローラ１８で燃料添加量を演算して、該演算信号に基
づいて燃料添加手段７を制御する。
えた内燃機関の提供。 【解決手段】 制御コントローラ１８よりの制御信号に
基づいて制御される流路切換弁２により内燃機関１から
排気ガスをバイパス流路４にバイパスさせ、一方ブロワ
５及び空気予熱手段６を始動させるとともに、バタフラ
イ弁９を開くことにより酸化触媒８から供給路２０を介
して高温ガスを黒煙除去フィルタ３に導入し、温度セン
サ１１ｂにより検出される高温ガスの温度１４の変動を
制御コントローラ１８で検知しながら、エアフロ−セン
サ１０より検知される吸入空気流量信号１７及び温度セ
ンサ１１ａよりの予熱空気温度信号１３により制御コン
トローラ１８で燃料添加量を演算して、該演算信号に基
づいて燃料添加手段７を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスの黒煙除
去フィルタその他の燃焼生成物除去フィルタの再生装置
を具えた内燃機関に関する。
去フィルタその他の燃焼生成物除去フィルタの再生装置
を具えた内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】バ−ナを利用した黒煙除去フィルタの再
生装置に関する燃料制御システムは、複数存在するが、
空気吸入手段、空気予熱手段及び燃料が添加された予熱
空気により高温ガスを発生させる酸化触媒を利用したも
のは存在しない。
生装置に関する燃料制御システムは、複数存在するが、
空気吸入手段、空気予熱手段及び燃料が添加された予熱
空気により高温ガスを発生させる酸化触媒を利用したも
のは存在しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１に基づいて請求項
１記載の基本発明とその問題点を説明する。図中１は内
燃機関、２は再生時に排気ガスをバイパスさせる流路切
換弁で、排気ガス通路の黒煙除去フィルタ３入口部と該
フィルタを迂回するバイパス流路４の分岐部に設けてあ
る。一方黒煙除去フィルタ３に堆積した黒煙を燃焼する
ためのフィルタ再生装置（請求項１記載の本基本発明に
係る排気ガス黒煙除去装置）は、予熱用空気を導入する
エアブロワ５、該吸引した空気を予熱する空気予熱手段
６、予熱空気に燃料を添加する燃料添加手段７、予熱空
気と燃料の燃焼経路中に設けた酸化触媒８、酸化触媒８
通過後の高温ガスをフィルタ３入口側に供給する供給路
２０に設けたバタフライ弁９とこれらを制御する制御コ
ントローラ１８から構成される。
１記載の基本発明とその問題点を説明する。図中１は内
燃機関、２は再生時に排気ガスをバイパスさせる流路切
換弁で、排気ガス通路の黒煙除去フィルタ３入口部と該
フィルタを迂回するバイパス流路４の分岐部に設けてあ
る。一方黒煙除去フィルタ３に堆積した黒煙を燃焼する
ためのフィルタ再生装置（請求項１記載の本基本発明に
係る排気ガス黒煙除去装置）は、予熱用空気を導入する
エアブロワ５、該吸引した空気を予熱する空気予熱手段
６、予熱空気に燃料を添加する燃料添加手段７、予熱空
気と燃料の燃焼経路中に設けた酸化触媒８、酸化触媒８
通過後の高温ガスをフィルタ３入口側に供給する供給路
２０に設けたバタフライ弁９とこれらを制御する制御コ
ントローラ１８から構成される。
【０００４】黒煙除去フィルタ３を再生させるためには
酸化触媒８で発生する高温ガスを黒煙の着火温度以上に
上昇させる必要があるが、過度の昇温を行なうと酸化触
媒８、バタフライ弁９、及び黒煙除去フィルタ３の破損
を招くので、これを防止する必要がある。ここで燃料添
加手段７からの燃料添加量を一定とした場合の再生を考
えてみる。高温ガスの温度を安定化するには、エアブロ
ワ５から導入される空気流量、及び空気予熱手段６によ
り予熱された空気の温度の両方を一定とする必要が生じ
るが、実際にはエアブロワ５の空気流量は図２のように
再生過程において変動する。
酸化触媒８で発生する高温ガスを黒煙の着火温度以上に
上昇させる必要があるが、過度の昇温を行なうと酸化触
媒８、バタフライ弁９、及び黒煙除去フィルタ３の破損
を招くので、これを防止する必要がある。ここで燃料添
加手段７からの燃料添加量を一定とした場合の再生を考
えてみる。高温ガスの温度を安定化するには、エアブロ
ワ５から導入される空気流量、及び空気予熱手段６によ
り予熱された空気の温度の両方を一定とする必要が生じ
るが、実際にはエアブロワ５の空気流量は図２のように
再生過程において変動する。
【０００５】これは図２に示すように、昇温過程では酸
化触媒８を通過する高温ガスの流速が増加し圧力損失が
増加することと、高温ガスが黒煙着火温度以上に達する
と黒鉛燃焼過程では逆に圧力損失が減少することが、原
因と考えられる。
化触媒８を通過する高温ガスの流速が増加し圧力損失が
増加することと、高温ガスが黒煙着火温度以上に達する
と黒鉛燃焼過程では逆に圧力損失が減少することが、原
因と考えられる。
【０００６】これに加えて、空気予熱手段６の予熱ばら
つきも考慮する必要がある。即ち、燃料添加量を一定と
した場合には、酸化触媒８で発生する高温ガスの温度が
不安定となるため黒煙除去フィルタ３を過度に昇温する
可能性が残る。したがって、空気流量及び予熱された空
気の温度が変動しても酸化触媒８で発生する高温ガスの
温度が一定となるように、燃料添加量を最適に制御する
必要がある。
つきも考慮する必要がある。即ち、燃料添加量を一定と
した場合には、酸化触媒８で発生する高温ガスの温度が
不安定となるため黒煙除去フィルタ３を過度に昇温する
可能性が残る。したがって、空気流量及び予熱された空
気の温度が変動しても酸化触媒８で発生する高温ガスの
温度が一定となるように、燃料添加量を最適に制御する
必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
前記した課題に開示した排気ガス通路に黒煙等の燃焼生
成物の除去フィルタを介装した内燃機関に関するもの
で、その特徴とする所は、空気を吸入する吸入手段と、
吸入した空気を予熱する予熱手段と、該予熱手段に空気
予熱用燃料を添加する燃料添加手段と、燃料が添加され
た予熱空気により高温ガスを発生させる触媒と、前記フ
ィルタの堆積物を燃焼させるため、前記フィルタに高温
ガスを供給する供給路とからなる。
前記した課題に開示した排気ガス通路に黒煙等の燃焼生
成物の除去フィルタを介装した内燃機関に関するもの
で、その特徴とする所は、空気を吸入する吸入手段と、
吸入した空気を予熱する予熱手段と、該予熱手段に空気
予熱用燃料を添加する燃料添加手段と、燃料が添加され
た予熱空気により高温ガスを発生させる触媒と、前記フ
ィルタの堆積物を燃焼させるため、前記フィルタに高温
ガスを供給する供給路とからなる。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記黒鉛除去フィ
ルタ再生及び黒鉛除去を円滑に行なうための切換制御手
段に関するもので、前記フィルタを迂回するよう排気ガ
ス通路に設けられたバイパス路と、排気ガスを前記バイ
パス路と前記フィルタのいずれの流路を通過させるかを
選択する第１の弁と、前記フィルタに導入する高温ガス
の供給路を開閉する第２の弁と、第１の弁でバイパス路
側の流路を選択させた時に高温ガスの供給路を開とし且
つ前記吸入手段及び予熱手段を始動させ、一方前記フィ
ルタ側の流路を選択させた時に高温ガスの供給路を閉と
し且つ前記吸入手段及び予熱手段を停止させるように各
々の弁、吸入手段及び予熱手段を制御する制御手段とを
具えたことを特徴とする。
ルタ再生及び黒鉛除去を円滑に行なうための切換制御手
段に関するもので、前記フィルタを迂回するよう排気ガ
ス通路に設けられたバイパス路と、排気ガスを前記バイ
パス路と前記フィルタのいずれの流路を通過させるかを
選択する第１の弁と、前記フィルタに導入する高温ガス
の供給路を開閉する第２の弁と、第１の弁でバイパス路
側の流路を選択させた時に高温ガスの供給路を開とし且
つ前記吸入手段及び予熱手段を始動させ、一方前記フィ
ルタ側の流路を選択させた時に高温ガスの供給路を閉と
し且つ前記吸入手段及び予熱手段を停止させるように各
々の弁、吸入手段及び予熱手段を制御する制御手段とを
具えたことを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、フィルタ再生装置
側の添加燃料制御手段に関するもので、前記吸入手段で
吸入した空気量を検出する空気吸入量検出手段と、予熱
空気の温度を検出する予熱温度検出手段と、高温ガスの
温度を検出する高温ガス温度検出手段と、前記吸入量検
出手段で検出した空気吸入量、予熱温度検出手段で検出
した予熱温度及び高温ガス温度検出手段で検出した高温
ガス温度に基づいて予熱空気に添加する燃料規定量を演
算する演算手段と具え、前記演算手段に演算された演算
信号に基づいて前記燃料添加手段を制御することを特徴
とする。
側の添加燃料制御手段に関するもので、前記吸入手段で
吸入した空気量を検出する空気吸入量検出手段と、予熱
空気の温度を検出する予熱温度検出手段と、高温ガスの
温度を検出する高温ガス温度検出手段と、前記吸入量検
出手段で検出した空気吸入量、予熱温度検出手段で検出
した予熱温度及び高温ガス温度検出手段で検出した高温
ガス温度に基づいて予熱空気に添加する燃料規定量を演
算する演算手段と具え、前記演算手段に演算された演算
信号に基づいて前記燃料添加手段を制御することを特徴
とする。
【００１０】かかる発明によれば、酸化触媒に導入され
る予熱空気流量及び予熱温度及び酸化触媒通過後の高温
ガス温度を検出して燃料添加量を決定するため、黒煙除
去フィルタに供給する高温ガスの温度を精度良く制御で
きる。
る予熱空気流量及び予熱温度及び酸化触媒通過後の高温
ガス温度を検出して燃料添加量を決定するため、黒煙除
去フィルタに供給する高温ガスの温度を精度良く制御で
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。本発明の基本構成は既に前記「発明が
解決しようとする課題」の項に開示したが、更にその要
部実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す系統
図において、エアブロワ５の空気吸入部にエアフロ−セ
ンサ１０を設置する。又、酸化触媒８に導入される予熱
空気の温度を検出するための温度センサ１１ａを酸化触
媒８入口側に、及び酸化触媒８より供給路２０に導入さ
れる高温ガスの温度を検出するための温度センサ１１ｂ
を酸化触媒８の出口側に夫々設置する。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。本発明の基本構成は既に前記「発明が
解決しようとする課題」の項に開示したが、更にその要
部実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す系統
図において、エアブロワ５の空気吸入部にエアフロ−セ
ンサ１０を設置する。又、酸化触媒８に導入される予熱
空気の温度を検出するための温度センサ１１ａを酸化触
媒８入口側に、及び酸化触媒８より供給路２０に導入さ
れる高温ガスの温度を検出するための温度センサ１１ｂ
を酸化触媒８の出口側に夫々設置する。
【００１２】１２〜１７は制御信号線、１８は後記する
各種制御を司どる制御コントローラで、制御信号線１５
は、前記フィルタ３再生時に予熱手段をＯＮ、黒煙除去
時にＯＦＦする為の制御信号を空気予熱手段６に供給す
るための信号線、制御信号線１６は前記フィルタ３再生
時にブロワをＯＮ、黒煙除去時にＯＦＦする制御信号を
ブロワ５に供給するための信号線である。制御コントロ
ーラ１８は、エアフロ−センサ１０より検知される吸入
空気流量信号１７及び温度センサ１１ａよりの予熱空気
温度信号１３及び温度センサ１１ｂよりの高温ガス温度
信号１４から燃料添加量を演算して、該演算信号に基づ
いて燃料添加手段７を制御し、制御された燃料を酸化触
媒８に導入される予熱空気に添加する。
各種制御を司どる制御コントローラで、制御信号線１５
は、前記フィルタ３再生時に予熱手段をＯＮ、黒煙除去
時にＯＦＦする為の制御信号を空気予熱手段６に供給す
るための信号線、制御信号線１６は前記フィルタ３再生
時にブロワをＯＮ、黒煙除去時にＯＦＦする制御信号を
ブロワ５に供給するための信号線である。制御コントロ
ーラ１８は、エアフロ−センサ１０より検知される吸入
空気流量信号１７及び温度センサ１１ａよりの予熱空気
温度信号１３及び温度センサ１１ｂよりの高温ガス温度
信号１４から燃料添加量を演算して、該演算信号に基づ
いて燃料添加手段７を制御し、制御された燃料を酸化触
媒８に導入される予熱空気に添加する。
【００１３】添加された燃料は酸化触媒８を通過する
際、予熱された空気の温度で無炎燃焼するとともに、該
無炎燃焼された空気は高温ガスに変化して下流の黒煙除
去フィルタ３へ導入される。このとき、高温ガスの温度
が、黒煙除去フィルタ３に堆積した黒煙の着火温度以上
であれば、フィルタ３中の黒煙が燃焼除去される。
際、予熱された空気の温度で無炎燃焼するとともに、該
無炎燃焼された空気は高温ガスに変化して下流の黒煙除
去フィルタ３へ導入される。このとき、高温ガスの温度
が、黒煙除去フィルタ３に堆積した黒煙の着火温度以上
であれば、フィルタ３中の黒煙が燃焼除去される。
【００１４】なお、図１に示す実施形態の特に流路切換
弁２及び流路切換弁（バタフライ弁）９の開度状態はフ
ィルタ再生中の動作状態を示すものである。すなわち、
制御コントローラ１８よりの制御信号に基づいて制御さ
れる流路切換弁２により内燃機関１から排気ガスをバイ
パス流路４にバイパスさせ、一方ブロワ５及び空気予熱
手段６を始動させるとともに、バタフライ弁９を開くこ
とにより酸化触媒８から供給路２０を介して高温ガスを
黒煙除去フィルタ３に導入している状態を示している。
弁２及び流路切換弁（バタフライ弁）９の開度状態はフ
ィルタ再生中の動作状態を示すものである。すなわち、
制御コントローラ１８よりの制御信号に基づいて制御さ
れる流路切換弁２により内燃機関１から排気ガスをバイ
パス流路４にバイパスさせ、一方ブロワ５及び空気予熱
手段６を始動させるとともに、バタフライ弁９を開くこ
とにより酸化触媒８から供給路２０を介して高温ガスを
黒煙除去フィルタ３に導入している状態を示している。
【００１５】かかる制御状態では、温度センサ１１ｂに
より検出される高温ガスの温度１４の変動を制御コント
ローラ１８で検知しながら、エアフロ−センサ１０より
検知される吸入空気流量信号１７及び温度センサ１１ａ
よりの予熱空気温度信号１３により制御コントローラ１
８で燃料添加量を演算して、該演算信号に基づいて燃料
添加手段７を制御する。
より検出される高温ガスの温度１４の変動を制御コント
ローラ１８で検知しながら、エアフロ−センサ１０より
検知される吸入空気流量信号１７及び温度センサ１１ａ
よりの予熱空気温度信号１３により制御コントローラ１
８で燃料添加量を演算して、該演算信号に基づいて燃料
添加手段７を制御する。
【００１６】この結果、図３に示すように、再生開始に
より高温ガスを昇温させて高温ガス温度が、黒煙除去フ
ィルタ３に堆積した黒煙の着火温度に達した後直ちに、
該高温ガスで一定に維持する事が出来、これにより酸化
触媒８で発生する高温ガスの温度を黒煙が燃焼除去され
る適切温度に精度良く制御できるとともに、図３の破線
で示すように高温ガスの過昇温が生じる事なく黒煙除去
フィルタ３を過度に昇温することも防止できる。
より高温ガスを昇温させて高温ガス温度が、黒煙除去フ
ィルタ３に堆積した黒煙の着火温度に達した後直ちに、
該高温ガスで一定に維持する事が出来、これにより酸化
触媒８で発生する高温ガスの温度を黒煙が燃焼除去され
る適切温度に精度良く制御できるとともに、図３の破線
で示すように高温ガスの過昇温が生じる事なく黒煙除去
フィルタ３を過度に昇温することも防止できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、酸化触媒に導入される
空気流量及び温度を検出して燃料添加量を決定するた
め、黒煙除去フィルタに供給される高温ガスの温度を精
度良く制御できる。したがって、再生中に黒煙除去フィ
ルタを過度に加熱することが回避できるため、部品破損
を防止でき、耐久性が向上する。
空気流量及び温度を検出して燃料添加量を決定するた
め、黒煙除去フィルタに供給される高温ガスの温度を精
度良く制御できる。したがって、再生中に黒煙除去フィ
ルタを過度に加熱することが回避できるため、部品破損
を防止でき、耐久性が向上する。
【図１】本発明の実施形態に係る黒煙除去フィルタ再生
装置の系統図を示す。
装置の系統図を示す。
【図２】請求項１記載の発明の課題であるエアブロワ空
気流量の変動特性図である。
気流量の変動特性図である。
【図３】請求項３記載の発明に係るフィルタの再生中に
おける高温ガスの温度分布を示す特性図である。
おける高温ガスの温度分布を示す特性図である。
１ 内燃機関 ２ 流路切換弁 ３ 黒煙除去フィルタ ４ バイパス流路 ５ エアブロワ ６ 空気予熱手段 ７ 燃料添加手段 ８ 酸化触媒 ９ バタフライ弁 １０ エアフロ−センサ １１ 温度センサ １８ 制御コントローラ ２０ 供給路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｆ２３Ｊ 15/00 Ｊ
Claims (3)
- 【請求項１】 排気ガス通路に黒煙等の燃焼生成物の除
去フィルタを介装した内燃機関において、 空気を吸入する吸入手段と、吸入した空気を予熱する予
熱手段と、該予熱手段に空気予熱用燃料を添加する燃料
添加手段と、燃料が添加された予熱空気により高温ガス
を発生させる触媒と、前記フィルタの堆積物を燃焼させ
るため、前記フィルタに高温ガスを供給する供給路とか
らなるフィルタの再生装置を具えた内燃機関。 - 【請求項２】 前記フィルタを迂回するよう排気ガス通
路に設けられたバイパス路と、 排気ガスを前記バイパス路と前記フィルタのいずれの流
路を通過させるかを選択する第１の弁と、 前記フィルタに導入する高温ガスの供給路を開閉する第
２の弁と、 第１の弁でバイパス路側の流路を選択させた時に高温ガ
スの供給路を開とし且つ前記吸入手段及び予熱手段を始
動させ、一方前記フィルタ側の流路を選択させた時に高
温ガスの供給路を閉とし且つ前記吸入手段及び予熱手段
を停止させるように各々の弁、吸入手段及び予熱手段を
制御する制御手段とを具えたことを特徴とする請求項１
記載のフィルタの再生装置を具えた内燃機関。 - 【請求項３】 前記吸入手段で吸入した空気量を検出す
る空気吸入量検出手段と、 予熱空気の温度を検出する予熱温度検出手段と、 高温ガスの温度を検出する高温ガス温度検出手段と、 前記吸入量検出手段で検出した空気吸入量、予熱温度検
出手段で検出した予熱温度及び高温ガス温度検出手段で
検出した高温ガス温度に基づいて予熱空気に添加する燃
料規定量を演算する演算手段と具え、 前記演算手段に演算された演算信号に基づいて前記燃料
添加手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に
記載のフィルタ再生装置を具えた内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130542A JPH10306718A (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | フィルタ再生装置を具えた内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130542A JPH10306718A (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | フィルタ再生装置を具えた内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306718A true JPH10306718A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=15036783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130542A Withdrawn JPH10306718A (ja) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | フィルタ再生装置を具えた内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10306718A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7082752B2 (en) | 2001-03-17 | 2006-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for monitoring an exhaust gas treatment system |
| FR2925938A1 (fr) * | 2008-01-02 | 2009-07-03 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Strategie et systeme de regeneration d'un filtre a particules pour vehicule automobile dont le moteur thermique est arrete dans certaines phases de roulage. |
| CN101802354A (zh) * | 2007-08-30 | 2010-08-11 | 能量转换科技公司 | 用于净化颗粒过滤器的颗粒过滤器组件和方法 |
| JP2010223882A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Ngk Insulators Ltd | フィルタ用連続再生試験装置及びフィルタの連続再生試験方法 |
| CN104056522A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-24 | 江苏新中环保股份有限公司 | 一种除尘器进口三维布风装置 |
| CN106642086A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-10 | 珠海市威望节能科技有限公司 | 一种高效节能多蓄热式烟气余热回收燃烧*** |
-
1997
- 1997-05-06 JP JP9130542A patent/JPH10306718A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
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