JPH066186Y2 - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ディーゼルエンジンの排気系に設けられて排
気ガス中のパティキュレートを捕集する排気浄化装置に
関する。

〔従来の技術〕

この排気浄化装置は、例えばハンカムフィルタを有し、
パティキュレートの捕集量が所定値を越えた時、パティ
キュレートを燃焼させてフィルタを再生させるように構
成される。特開昭61-223215号公報は従来の排気浄化装
置を示し、この装置において、フィルタの一方の端部に
近接した部位に電気ヒータが設けられ、またフィルタを
迂回する第１および第２バイパス管が配設されるととも
に、これらのバイパス管およびフィルタ内の排気ガスの
流動を制御するため５個のバルブが設けられる。排気ガ
スは、パティキュレート捕集時、第１および第２バイパ
ス管を通過せず、フィルタ内を流動した後電気ヒータを
通過して大気中へ放出される。フィルタの再生時、フィ
ルタの溶損を防止するため、排気ガスは第１バイパス管
を通って電気ヒータ側からフィルタ内へ流入し、第２バ
イパス管を通って大気中へ放出され、また電気ヒータが
通電されてパティキュレートが着火し燃焼する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが上記従来装置は、パティキュレートの捕集時と
フィルタの再生時とにおいてフィルタ内の排気ガスの流
動方向を逆転させるため、上述のように５個のバルブが
設けられ、これらのバルブはそれぞれ別々のアクチュエ
ータにより開閉駆動される。すなわち従来装置は、多数
のバルブとアクチュエータを必要とし、制御が複雑であ
るだけでなく、構成が複雑となって車両への搭載が容易
でないという問題を有する。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る排気浄化装置は、第１および第２バイパス
管が、上記排気管のフィルタより上流側に位置する連結
部に相互に近接して連結され、連結部には単一の切換弁
が設けられることを特徴としており、切換弁は、パティ
キュレート捕集時、上記第１および第２バイパス管を閉
塞し、フィルタ再生時、排気管を上流側と下流側に仕切
るとともに第１および第２バイパス管を開放する。

〔実施例〕

以下図示実施例に基いて本考案を説明する。

第１図および第２図は本考案の一実施例に係る排気浄化
装置を示す。フィルタ１１は排気管の途中に設けられ、
排気ガス中のパティキュレートを捕集する。排気管は上
流排気管２１、上流連結部２２、下流連結部２３および
下流排気管２４を有し、フィルタ１１は上流連結部２２
と下流連結部２３の間に設けられたハウジング１２内に
収容される。上流排気管２１は上流連結部２２に連結さ
れ、図示しない排気マニホルドに連通する。下流排気管
２４は下流連結部２３に連結され、大気に連通する。

排気管のフィルタ１１より上流側と下流側部分は第１お
よび第２バイパス管31,32により連結される。第１およ
び第２バイパス管31,32は、第３図に示すように断面半
円状の溝状部材33,34を仕切板３５により区画して形成
され、上流連結部２２と下流連結部２３に連結される。
しかして第１および第２バイパス管31,32は相互に近接
して、上流連結部２２および下流連結部２３に連結され
る。上流連結部２２側において第１バイパス管３１は第
２バイパス管３２の下側に位置するが、下流連結部２３
側において第１バイパス管３１は第２バイパス管３２の
上側に位置する。すなわち第１および第２バイパス管3
1,32は、その中間部３６において捩れている。

上流連結部２２は、図中下方に延びる継手部２５を有す
る。継手部２５は隔壁２６により第１および第２開口部
27,28に区画され、第１および第２開口部27,28はそれぞ
れ第１および第２バイパス管31,32に連通する。上流連
結部２２には切換弁４１が設けられる。切換弁４１は、
隔壁２６の上方に配設されたピン４２により回転自在に
支持され、第１図に示す第１の位置において第１および
第２開口部27,28すなわち第１および第２バイパス管31,
32を閉塞するとともに上流排気管２１をハウジング１２
を連通させ、第２図に示す第２の位置において第１およ
び第２バイパス管31,32を開放するとともに上流排気管
２１とハウジング１２を遮断する。切換弁４１はロッド
４３を介してアクチュエータ４４に連結され、このアク
チュエータ４４により開閉駆動される。アクチュエータ
４４は従来公知のダイヤフラム型のものであり負圧制御
弁４５により大気圧および負圧を選択的に導かれて作動
する。

第４〜７図は上流連結部２２および切換弁４１を示す。
切換弁４１は円板状のバタフライ弁であり、第４図およ
び第７図から明らかなように水平位置すなわち第１の位
置において第１および第２開口部27,28を閉塞するとと
もに、上流連結部２２内に形成された水平通路２９を開
放する。水平通路２９は、第５図から明らかなように半
円状の断面を有する。隔壁２６は半円状の切欠３７を有
し、切換弁４１が垂直位置すなわち第２の位置において
第１および第２開口部27,28を開放するとともに水平通
路２９を閉塞できるようになっている。

下流連結部２３は第１図および第２図に示すように下方
に延びる継手部５１を有する。継手部５１は隔壁５２に
より第１および第２開口部53,54に区画され、これらの
開口部53,54はそれぞれ第１および第２バイパス管31,32
に連通する。隔壁５２は、上流連結部２２内の隔壁２６
のように半円状の切欠を有しておらず、隔壁５２の先端
は、下流連結部２３内の水平通路５５の上端部まで延び
る。流路制御弁６１はピン６２に回転自在に支持され、
第１図に示す第１の位置において水平状態にあり、第１
および第２開口部53,54と水平通路５５を開放する。ま
た流路制御弁６１は第２図に示す第２の位置において垂
直状態にあり、その上縁部は水平通路５５の上部内壁に
密着し、その下縁部は隔壁５２の第１開口部５３側に位
置する。流路制御弁６１はロッド６３を介してダイヤフ
ラム型のアクチュエータ６４に連結される。アクチュエ
ータ６４は負圧制御弁６５により大気圧および負圧を選
択的に導かれて作動し、流路制御弁６１を開閉駆動す
る。

ハウジング１２内であってフィルタ１１の下流側には電
気ヒータ７１が設けられる。電気ヒータ７１はリレー７
２を介してバッテリ７３に接続され、フィルタ１１の再
生時通電されて発熱し、フィルタ１１上のパティキュレ
ートを着火し燃焼させる。フィルタ１１の再生時期すな
わちパティキュレートの捕集量は、エンジン負荷とエン
ジン回転数から得られた基準圧力と排気管内圧力と比較
することによって判断され、再生制御はマイクロコンピ
ュータを備えた電子制御部(ECU)74により行なわれる。
このため、ECU74には、エンジン負荷すなわちアクセル
開度を検出するアクセルセンサ７５と、エンジン回転数
を検出する回転数センサ７６と、排気管内圧力を検出す
る圧力センサ７７とが接続される。

次に本実施例の作用を説明する。

パティキュレート捕集時、切換弁４１および流路制御弁
６１は、第１図に示すようにそれぞれ第１の位置にあ
る。すなわち切換弁４１は第１および第２バイパス管3
1,32を閉塞し、制御弁６１は第１および第２バイパス管
31,32と水平通路５５を全開させる。したがって、上流
排気管２１を流れる排気ガスは、上流連結管２２を通っ
てハウジング１２内に流入し、フィルタ１１およびヒー
タ７１の順に通過して下流連結部２３へ流れ、下流排気
管２４から大気中へ放出される。この間に排気ガスに含
まれるパティキュレートは、フィルタ１１により捕集さ
れる。

フィルタ１１の再生時、切換弁４１および流路制御弁６
１は、第２図に示すようにそれぞれ第２の位置にある。
すなわち、切換弁４１は水平通路２９を上流側と下流側
に仕切るとともに第１および第２バイパス管31,32を開
放する。また制御弁６１は水平通路５５の上部を閉じる
とともに、第１開口部５３の端部をハウジング１２側の
部分を下流排気管２４側の部分とに区分する。したがっ
て、排気ガスは上流排気管２１から第１バイパス管３１
に流入し、下流連結部２３の第１開口部５３において、
ハウジング１２側と下流排気管２４側とに分かれて流動
する。ハウジング１２に流入する排気ガスは、ヒータ７
１、フィルタ１１の順に通過し、上流連結部２２から第
２バイパス管３２に流入する。そしてこの排気ガスは下
流排気管２４から大気中へ放出される。この時、電気ヒ
ータ７１は通電されて発熱し、これによりフィルタ上の
パティキュレートが着火して燃焼する。

しかして第１および第２バイパス管31,32は相互に近接
して上流連結管２２に連結され、この連結部には単一の
切換弁４１が設けられている。また下流連結管２３にお
いても同様に、第１および第２バイパス管31,32が相互
に近接して連結管２３に連結され、この連結部には単一
の流路制御弁６１が設けられている。したがって、パテ
ィキュレート捕集時およびフィルタ再生時において排気
ガスの流動方向を逆転させるため、排気系には切換弁４
１と制御弁６１を設けるだけでよく、またアクチュエー
タ44,64はこれらの弁に対応して設ければよいため、ア
クチュエータの数も従来よりも少なくなり、排気浄化装
置の構成が非常に簡単なものとなるとともに弁機構の制
御が単純化される。

なお流路制御弁６１が、第２の位置において隔壁５２に
当接し、その当接部分に切欠あるいは孔を有するもので
あってもよい。

第８図は上流連結部２２および切換弁４１の他の実施例
を示す。この上流連結部２２において、上流排気管２１
（第１，２図）に連結される筒状部９１とハウジング１
２（第１，２図）に連結される筒状部９２とは相互に垂
直であり、また第１バイパス管３１に通じる第１の開口
部２７は第２バイパス管３２に通過する第２の開口部２
８よりも大きい流路面積を有する。切換弁４１はピン４
２により回転自在に支持され、実線で示す第１の位置に
おいて第１および第２の開口部27,28を閉塞し、破線で
示す第２の位置において第１の開口部２７を上流側に、
また第２の開口部２８を下流側に連通させる。

この第８図の切換弁によっても第１〜７図の実施例と同
様の効果が得られる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、第１および第２バイパス
管の開閉制御を行なうための弁機構の構造が簡単にな
り、装置が小形化して車両への搭載が容易となるととも
に弁機構の制御が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はパティキュレート捕集時における本考案の一実
施例の断面図、 第２図はフィルタ再生時における実施例装置の断面図、 第３図は第１図のIII-III線に沿う断面図、 第４図は上流連結部を示す斜視図、 第５図は上流連結部を示す正面図、 第６図は上流連結部を示す底面図、 第７図は第５図のVII-VII線を示す断面図、 第８図は上流連結部の他の実施例を示す断面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気管の途中に設けられたフィルタの下流
   側にヒータが配設されるとともに、上記排気管のフィル
   タより上流側と下流側部分が第１および第２バイパス管
   により連結され、上記フィルタのパティキュレート捕集
   時、上記第１および第２バイパス管が閉塞されて排気ガ
   スは上記フィルタ、ヒータの順に通過して大気中へ放出
   され、上記フィルタの再生時、上記第１および第２バイ
   パス管が開放されて排気ガスは上記第１バイパス管、ヒ
   ータ、フィルタ、第２バイパス管の順に通過して大気中
   へ放出されるディーゼルエンジンの排気浄化装置におい
   て、上記第１および第２バイパス管は、上記排気管のフ
   ィルタより上流側に位置する連結部に、相互に近接して
   連結され、該連結部には単一の切換弁が設けられ、該切
   換弁は、パティキュレート捕集時、上記第１および第２
   バイパス管を閉塞し、フィルタ再生時、上記排気管を上
   流側と下流側に仕切るとともに上記第１および第２バイ
   パス管を開放することを特徴とするディーゼルエンジン
   の排気浄化装置。