JP2003286820A - Engine exhaust-emission control device - Google Patents

Engine exhaust-emission control device

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JP2003286820A
JP2003286820A JP2002088667A JP2002088667A JP2003286820A JP 2003286820 A JP2003286820 A JP 2003286820A JP 2002088667 A JP2002088667 A JP 2002088667A JP 2002088667 A JP2002088667 A JP 2002088667A JP 2003286820 A JP2003286820 A JP 2003286820A
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Japan
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filter
exhaust
exhaust gas
engine
flow rate
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Application number
JP2002088667A
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Japanese (ja)
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Shuichi Nakamura
秀一 中村
Akira Kawakami
彰 川上
Takayuki Adachi
隆幸 足立
Masanobu Hirata
公信 平田
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UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
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    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine exhaust-emission control device in which a catalyst can be heated even without a great capacity generator and an electric heater under an operating condition in which an exhaust temperature is below a temperature for catalytic activation. <P>SOLUTION: The control device comprises a filter, a heating means, an exhaust flow-rate reduction means, and a control means. The filter is provided in the exhaust system of the engine for oxidizing particulates in exhaust gas by catalytic action and removing them. The heating means is provided in the upstream of the filter or in the filter in order to heat the filter. A flow rate of exhaust gas flowing in the filter is reduced by the flow-rate reduction means. The control means drives the flow-rate reduction means prior to the heating of the filter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust emission control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジン等のエンジ
ンの排気系には、排気に含まれるパティキュレートの捕
集に伴いフィルタに目詰まりが生じるため、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する排気浄
化装置が装着されている。ディーゼルエンジンの排気浄
化装置として、捕集されたパティキュレートを触媒反応
で焼却させてフィルタを再生する連続再生方式が知られ
ている。連続再生方式は、フィルタにおいてパティキュ
レートの目詰まりが発生すると、電気ヒータ,バーナ等
の強制再生手段を用いずに排ガスの温度を上昇させ、触
媒反応でフィルタを再生する。
2. Description of the Related Art Generally, in an exhaust system of an engine such as a diesel engine, a filter is clogged due to the collection of particulates contained in the exhaust gas. Therefore, the collected particulates are incinerated to regenerate the filter. Exhaust gas purification device is installed. As an exhaust emission control device for a diesel engine, a continuous regeneration system is known in which collected particulates are incinerated by a catalytic reaction to regenerate a filter. In the continuous regeneration system, when the filter is clogged with particulates, the temperature of the exhaust gas is raised without using a forced regeneration means such as an electric heater or a burner, and the filter is regenerated by a catalytic reaction.

【0003】かかる連続再生方式の排気浄化装置を採用
したディーゼルエンジンでは、フィルタ再生の際、排気
温度が充分に高い時、未燃の炭化水素(HC)やパティ
キュレートを低減することができるが、低温始動後や低
回転,低負荷時のような排気温度が触媒活性化温度に達
しない運転条件下では、フィルタに詰まりが生じたり、
触媒による酸化が不充分のため排気刺激臭や青白煙が悪
化する問題があった。
In a diesel engine employing such a continuous regeneration type exhaust purification device, unburned hydrocarbons (HC) and particulates can be reduced when the exhaust gas temperature is sufficiently high during filter regeneration. Under operating conditions where the exhaust gas temperature does not reach the catalyst activation temperature, such as after cold start, low rotation, low load, the filter may become clogged,
Due to insufficient oxidation by the catalyst, there was a problem that exhaust irritating odor and blue and white smoke deteriorate.

【0004】そのため、排気温度が触媒活性化温度に達
しない運転条件下では、適宜加熱が必要であり、例えば
特開平9−222009号公報に示す排気浄化装置が知
られている。
Therefore, under operating conditions in which the exhaust gas temperature does not reach the catalyst activation temperature, it is necessary to appropriately heat the exhaust gas. For example, an exhaust gas purifying apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-222009 is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の排気浄
化装置にあっては、以下の問題があった。
However, the conventional exhaust emission control device has the following problems.

【0006】排気温度が触媒活性化温度に達しない温度
では、排気全流を電気ヒータを用いて加熱するには、排
気温度を触媒活性化温度まで高めるだけの熱量が必要
で、電力消費が多くなり、燃費悪化を招くことになる。
すなわち、電気ヒータで排気全流を数百度に至るまで加
熱するには、数百KWの電力が必要であり、そのために
は大容量のジェネレータや電気ヒータが必要になり、通
常仕様の車載のジェネレータや電気ヒータの容量では不
足する。
At a temperature at which the exhaust gas temperature does not reach the catalyst activation temperature, the amount of heat required to raise the exhaust gas temperature to the catalyst activation temperature is required to heat the exhaust gas whole flow using the electric heater, which consumes a large amount of power. This leads to deterioration of fuel efficiency.
That is, in order to heat the exhaust gas exhaust flow to several hundred degrees with an electric heater, electric power of several hundred KW is required, and for that purpose, a large-capacity generator and electric heater are required. The capacity of the electric heater is insufficient.

【0007】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、排気温度が触媒活性化温
度に達しない運転条件下において、大容量のジェネレー
タや電気ヒータが無くても触媒の加熱ができるエンジン
の排気浄化装置を提供することである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to eliminate the need for a large-capacity generator or electric heater under operating conditions in which the exhaust temperature does not reach the catalyst activation temperature. It is also an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying device for an engine that can heat a catalyst.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
エンジンの排気系に設けられ、排気中のパティキュレー
トを触媒作用で酸化して除去するフィルタと、前記フィ
ルタの上流側または前記フィルタに装着され、前記フィ
ルタを加熱する加熱手段と、前記フィルタに流入する排
気流量を低減させる排気流量低減手段と、前記フィルタ
の加熱以前に排気流量低減手段を駆動する制御手段とで
構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
A filter that is provided in the exhaust system of the engine and that oxidizes and removes particulates in the exhaust gas by a catalytic action, a heating unit that is mounted on the upstream side of the filter or on the filter, and that heats the filter, and flows into the filter. The exhaust flow rate reducing means for reducing the exhaust flow rate and the control means for driving the exhaust flow rate reducing means before heating the filter are characterized in that they are configured.

【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載のエ
ンジンの排気浄化装置において、前記フィルタは表面に
酸化触媒を担持してパティキュレートを捕捉するパティ
キュレートフィルタであることを特徴とする。請求項3
記載の発明は、請求項1記載のエンジンの排気浄化装置
において、前記フィルタは表面に酸化触媒を担持した触
媒装置であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification apparatus according to the first aspect, the filter is a particulate filter that carries an oxidation catalyst on its surface and captures particulates. Claim 3
The described invention is the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the filter is a catalyst device having an oxidation catalyst carried on a surface thereof.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項1記載のエ
ンジンの排気浄化装置において、前記フィルタは、表面
に酸化触媒を担持した触媒装置と、表面に酸化触媒を担
持してパティキュレートを捕捉するパティキュレートフ
ィルタとで構成されていることを特徴とする。請求項5
記載の発明は、請求項1記載ないし請求項4のいずれか
1項記載のエンジンの排気浄化装置において、前記加熱
手段は、電気ヒータであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification apparatus according to the first aspect, the filter has a catalyst device having an oxidation catalyst on its surface, and an oxidation catalyst on its surface to capture particulates. And a particulate filter that does. Claim 5
The described invention is the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating means is an electric heater.

【0011】請求項6記載の発明は、請求項1記載ない
し請求項4のいずれか1項記載のエンジンの排気浄化装
置において、前記加熱手段は、バーナであることを特徴
とする。請求項7記載の発明は、請求項1記載ないし請
求項4のいずれか1項記載のエンジンの排気浄化装置に
おいて、前記加熱手段は、燃料噴射装置からの噴射量及
び噴射タイミングの制御により、前記フィルタを加熱す
ることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the heating means is a burner. According to a seventh aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification device according to any one of the first to fourth aspects, the heating means controls the injection amount and the injection timing from the fuel injection device, It is characterized in that the filter is heated.

【0012】請求項8記載の発明は、請求項1ないし請
求項7のいずれか1項記載のエンジンの排気浄化装置に
おいて、前記排気流量低減手段は、前記フィルタに並列
に設けられた分流通路に介装された開閉弁を開くことに
より、前記分流通路を閉じて前記フィルタに流入する排
気流量を低減させることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of the first to seventh aspects, the exhaust flow rate reducing means is a shunt passage provided in parallel with the filter. By opening an on-off valve interposed in the filter, the flow dividing passage is closed and the flow rate of exhaust gas flowing into the filter is reduced.

【0013】請求項9記載の発明は、請求項1ないし請
求項7のいずれか1項記載のエンジンの排気浄化装置に
おいて、前記排気流量低減手段は、エンジンの吸気絞り
弁を絞ることにより、前記フィルタに流入する排気流量
を低減させることを特徴とする。請求項10記載の発明
は、請求項1ないし請求項7記載のエンジンの排気浄化
装置において、前記排気流量低減手段は、エンジンのE
GR装置における排気の還流率を高くすることにより、
前記フィルタに流入する排気流量を低減させることを特
徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of the first to seventh aspects, the exhaust flow rate reducing means throttles an intake throttle valve of the engine, thereby It is characterized in that the flow rate of exhaust gas flowing into the filter is reduced. According to a tenth aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification device according to the first to seventh aspects, the exhaust flow rate reducing means is an engine E.
By increasing the exhaust gas recirculation rate in the GR device,
It is characterized in that the flow rate of exhaust gas flowing into the filter is reduced.

【0014】請求項11記載の発明は、請求項1記載な
いし請求項7のいずれか1項記載のエンジンの排気浄化
装置において、前記排気流量低減手段は、エンジンの吸
気バルブの開閉タイミングを変化させることにより、前
記フィルタに流入する排気流量を低減させることを特徴
とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to any one of the first to seventh aspects, the exhaust flow rate reducing means changes an opening / closing timing of an intake valve of the engine. Thus, the flow rate of exhaust gas flowing into the filter is reduced.

【0015】(作用)請求項1記載の発明においては、
制御手段により、フィルタの加熱以前に(フィルタの加
熱前にまたはフィルタの加熱と同時に)、排気流量低減
手段が駆動され、排気流量が低減される。
(Operation) In the invention described in claim 1,
The exhaust flow rate is reduced by the control means before the heating of the filter (before the heating of the filter or simultaneously with the heating of the filter), and the exhaust flow rate is reduced.

【0016】従って、排気流量すなわち熱容量が少なく
なり、排気流を加熱するためのエネルギーが少なくて済
む。請求項2記載の発明においては、排気中のパティキ
ュレートは、パティキュレートフィルタに捕捉されなが
ら燃焼(酸化)される。請求項3記載の発明において
は、排気がフィルタ(酸化触媒を担持した触媒装置)を
通り抜ける間に、排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭
素(CO)は酸化作用により酸化除去されるとともにパ
ティキュレートは吸着または酸化される。
Therefore, the exhaust flow rate, that is, the heat capacity is reduced, and the energy for heating the exhaust flow is reduced. According to the second aspect of the invention, the particulates in the exhaust gas are burned (oxidized) while being trapped by the particulate filter. In the invention according to claim 3, while the exhaust gas passes through the filter (catalyst device supporting the oxidation catalyst), hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas are oxidized and removed by the oxidizing action. The particulates are adsorbed or oxidized.

【0017】請求項4記載の発明においては、排気が触
媒装置を通り抜ける間に、酸化作用で排気中のNOをN
2 に変える。パティキュレートフィルタでは、捕集さ
れたパティキュレートがNO2 と反応して酸化除去され
る(2NO2 +C→2NO+CO2)。請求項5記載の
発明においては、電気ヒータによりフィルタが加熱され
る。
According to the fourth aspect of the present invention, while the exhaust gas passes through the catalyst device, NO in the exhaust gas is converted to N by the oxidizing action.
Change to O 2 . In the particulate filter, the collected particulates react with NO 2 and are oxidized and removed (2NO 2 + C → 2NO + CO 2 ). In the invention according to claim 5, the filter is heated by the electric heater.

【0018】請求項6記載の発明においては、バーナに
よりフィルタが加熱される。請求項7記載の発明におい
ては、噴射量を増量すると発熱量が増え、排気温度が上
昇し、噴射タイミングを遅らせると、熱効率が低下して
排気温度が上昇する。請求項8記載の発明においては、
排気の一部は分流通路を分流し、フィルタに流入する排
気流量が低減される。
In the invention according to claim 6, the burner heats the filter. In the invention according to claim 7, when the injection amount is increased, the heat generation amount is increased and the exhaust gas temperature is increased, and when the injection timing is delayed, the thermal efficiency is decreased and the exhaust gas temperature is increased. In the invention of claim 8,
Part of the exhaust gas is diverted through the diversion passage, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is reduced.

【0019】請求項9記載の発明においては、吸気絞り
弁を絞ることにより、給気量が減り、従って、エンジン
から出る排気流量が低減される。請求項10記載の発明
においては、EGR装置により排気の一部が吸気側に環
流するので、環流した排気の分だけ給気が吸気側に入ら
なくなり、給気量が少なくなり、従って、エンジンから
出る排気流量が低減される。
In the ninth aspect of the present invention, the intake air throttle valve is throttled to reduce the amount of air supply, and therefore the exhaust flow rate from the engine is reduced. According to the tenth aspect of the present invention, since a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side by the EGR device, the supply air does not enter the intake side by the amount of the exhaust gas that has recirculated, so that the supply amount is reduced. The exiting exhaust flow rate is reduced.

【0020】請求項11記載の発明においては、吸気バ
ルブの閉弁タイミングを所定の閉弁タイミングより遅く
するか早めることにより給気量を減らし、その結果、排
気流量を少なくすることができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the intake air amount can be reduced by delaying or advancing the closing timing of the intake valve with respect to a predetermined closing timing, and as a result, the exhaust gas flow rate can be reduced.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】《実施の形態1》図1ないし図8により、
請求項1,2記載の発明のエンジンの排気浄化装置の一
実施の形態(実施の形態1)についてエンジンとしてデ
ィーゼルエンジンを例に挙げて説明する。図1におい
て、ディーゼルエンジン1が図示しない車両に搭載され
ている。
<< Embodiment 1 >> Referring to FIG. 1 to FIG.
An embodiment (Embodiment 1) of an exhaust gas purification apparatus for an engine according to claims 1 and 2 will be described by taking a diesel engine as an engine. In FIG. 1, a diesel engine 1 is mounted on a vehicle (not shown).

【0023】ディーゼルエンジン1は、電子式燃料噴射
装置1Aと、電子式燃料噴射装置1Aを制御するコント
ローラ19とを有する。電子式燃料噴射装置1Aは、コ
ントロールラック(図示せず)を有する燃料噴射ポンプ
(図示せず)と、コントロールラックの移動量を燃料噴
射量に対応させて制御することにより燃料噴射ポンプを
作動させる電子ガバナ(図示せず)とで構成されてい
る。電子ガバナは、コントロールラックを移動させるD
Cリニアモータ(図示せず)を有している。アクセル開
度センサ14Aからのアクセル開度信号,回転数センサ
14からの信号等がコントローラ19に入力され、コン
トローラ19から電子ガバナに信号が送られ、DCリニ
アモータにより、燃料噴射ポンプのコントロールラック
が移動され、燃料噴射ポンプにおける燃料噴射量が増減
される。
The diesel engine 1 has an electronic fuel injection device 1A and a controller 19 for controlling the electronic fuel injection device 1A. The electronic fuel injection device 1A operates a fuel injection pump (not shown) having a control rack (not shown) and a fuel injection pump by controlling the movement amount of the control rack in accordance with the fuel injection amount. It is composed of an electronic governor (not shown). The electronic governor moves the control rack D
It has a C linear motor (not shown). An accelerator opening signal from the accelerator opening sensor 14A, a signal from the rotation speed sensor 14, etc. are input to the controller 19, a signal is sent from the controller 19 to the electronic governor, and a control rack of the fuel injection pump is controlled by the DC linear motor. By moving, the fuel injection amount in the fuel injection pump is increased or decreased.

【0024】ディーゼルエンジン1は、エンジン本体1
Bを有している。エンジン本体1Bに吸気マニホールド
2と排気マニホールド3とが装着されている。また、エ
ンジン本体1Bにジェネレータ1Cが装着されている。
ジェネレータ1Cは公知の電気回路に組み込まれてい
る。吸気マニホールド2に吸気系4が接続されている。
吸気系4の途中にエアーヒータ4Aが装着されている。
The diesel engine 1 has an engine body 1
Have B. An intake manifold 2 and an exhaust manifold 3 are attached to the engine body 1B. A generator 1C is attached to the engine body 1B.
The generator 1C is incorporated in a known electric circuit. An intake system 4 is connected to the intake manifold 2.
An air heater 4A is installed in the middle of the intake system 4.

【0025】排気マニホールド3に排気系5が接続され
ている。排気系5は、排気マニホールド3に一端が接続
された排気管6と、排気管6の途中に介装されたパティ
キュレートフィルタ(以下、実施の形態1において「P
F」という)からなるフィルタ7と、フィルタ7をバイ
パスする分流通路8と、マフラ9とを有している。フィ
ルタ7は、ハウジング7Aと、ハウジング7A内に装着
されたフィルタ本体部7Bとを備えている。
An exhaust system 5 is connected to the exhaust manifold 3. The exhaust system 5 includes an exhaust pipe 6 whose one end is connected to the exhaust manifold 3, and a particulate filter interposed in the middle of the exhaust pipe 6 (hereinafter, referred to as “P” in the first embodiment).
F ”), a flow dividing passage 8 that bypasses the filter 7, and a muffler 9. The filter 7 includes a housing 7A and a filter body 7B mounted in the housing 7A.

【0026】フィルタ本体部7Bは、コージェライト
(またはSiC)を材料とした多孔性部材からなる略円
筒形状であり、ハニカム状の隔壁(図示せず)により排
気流と略平行なセル7Cを多数形成してなり、各セル7
Cの入口と出口とが封鎖材により交互に目封じされてい
る。隔壁には触媒作用を有するPt等の物質がコーティ
ング(担持)されている。そして、排気が隔壁を介して
隣接するセル7Cに流入するときに、排気に含まれるパ
ティキュレートが隔壁に捕捉される。
The filter body 7B has a substantially cylindrical shape made of a porous member made of cordierite (or SiC), and has a large number of cells 7C substantially parallel to the exhaust flow due to honeycomb partition walls (not shown). Formed, each cell 7
The inlet and outlet of C are alternately plugged by a sealing material. The partition wall is coated (supported) with a substance such as Pt having a catalytic action. Then, when the exhaust gas flows into the adjacent cells 7C via the partition wall, the particulates contained in the exhaust gas are captured by the partition wall.

【0027】ハウジング7A内に加熱手段が装着されて
いる。加熱手段として、フィルタ7の上流側に配置され
た電気ヒータ10が示されている(請求項5に対応)。
電気ヒータ10は例えばカンタル線を素材とする電熱抵
抗体からなる。電気ヒータ10によりフィルタ7を均一
に加熱することができる。なお、電気ヒータ10をフィ
ルタ本体部7Bの外周または内部に設けることもでき
る。
A heating means is mounted in the housing 7A. As the heating means, the electric heater 10 arranged upstream of the filter 7 is shown (corresponding to claim 5).
The electric heater 10 is composed of an electrothermal resistor made of, for example, Kanthal wire. The electric heater 10 can uniformly heat the filter 7. The electric heater 10 may be provided on the outer circumference or inside of the filter body 7B.

【0028】加熱手段として電気ヒータ10に限定され
ることなく、電気ヒータ10以外の手段でも良い。例え
ば、加熱手段として、バーナでも良い(請求項6に対
応)。バーナによれば、パティキュレートの燃焼(酸
化)に要する時間を短縮することができる。或いは、電
子式燃料噴射装置1Aによる噴射量及び噴射タイミング
(噴射量を増量すると発熱量が増え、排気温度が上昇
し、噴射タイミングを遅らすと、熱効率が低下して排気
温が上昇する)を制御ことにより、前記フィルタ7を加
熱する加熱手段を構成することができる(請求項7に対
応)。この電子式燃料噴射装置1Aを利用した加熱手段
によりフィルタ7を加熱することにより、取付スペース
を節約し、重量を軽減することができる。
The heating means is not limited to the electric heater 10, and means other than the electric heater 10 may be used. For example, a burner may be used as the heating means (corresponding to claim 6). According to the burner, the time required for burning (oxidizing) the particulates can be shortened. Alternatively, it controls the injection amount and injection timing by the electronic fuel injection device 1A (when the injection amount is increased, the heat generation amount increases, the exhaust gas temperature rises, and when the injection timing is delayed, the thermal efficiency decreases and the exhaust gas temperature rises). As a result, heating means for heating the filter 7 can be configured (corresponding to claim 7). By heating the filter 7 by the heating means using the electronic fuel injection device 1A, the mounting space can be saved and the weight can be reduced.

【0029】分流通路8には、開閉弁11が装着されて
いる。この開閉弁11にアクチュエータ12を介して電
磁弁13が接続されている。そして、ディーゼルエンジ
ン1には、エンジン回転速度を検出する回転数センサ1
4が装着され、吸気系4には、過給圧を検出する過給圧
力センサ15が装着されている。
An on-off valve 11 is attached to the diversion passage 8. An electromagnetic valve 13 is connected to the opening / closing valve 11 via an actuator 12. The diesel engine 1 has a rotation speed sensor 1 for detecting the engine rotation speed.
4, a supercharging pressure sensor 15 for detecting supercharging pressure is attached to the intake system 4.

【0030】また、ハウジング7Aには、フィルタ本体
部7Bの上流側に第1温度センサ16が装着されるとと
もに、フィルタ本体部7Bの下流側に第2温度センサ1
7が装着されている。第1温度センサ16は、フィルタ
本体部7Bの上流側の温度に応じて電気ヒータ10に流
れる電流をデューティ制御するためのものである。第2
温度センサ17は、フィルタ本体部7Bの下流側の温度
に応じて制御の判断に用いられる(ステップS104,
S108,S114)。
The first temperature sensor 16 is mounted on the housing 7A upstream of the filter body 7B, and the second temperature sensor 1 is installed downstream of the filter body 7B.
7 is attached. The first temperature sensor 16 is for duty-controlling the current flowing through the electric heater 10 according to the temperature on the upstream side of the filter body 7B. Second
The temperature sensor 17 is used to determine control according to the temperature on the downstream side of the filter body 7B (step S104,
S108, S114).

【0031】分流通路8の開閉弁11の上流側には、排
気管6内でのフィルタ7上流における排気の圧力を検出
する第1圧力センサ18が装着されている。また、ハウ
ジング7A内または外部には、フィルタ本体部7Bの下
流側の排気の圧力(大気圧で代用しても良い)を検出す
る第2圧力センサ22が装着されている。そして、車両
のキャブ(図示せず)にはコントローラ19が配置され
ている。コントローラ19の入力側には、回転数センサ
14と、アクセル開度センサ14Aと、過給圧力センサ
15と、第1圧力センサ18と、第2圧力センサ22
と、第1温度センサ16と、第2温度センサ17とが接
続されている。コントローラ19の出力側には、電磁弁
13と、電気ヒータ10とが接続されている。
A first pressure sensor 18 for detecting the pressure of exhaust gas upstream of the filter 7 in the exhaust pipe 6 is mounted upstream of the on-off valve 11 in the flow dividing passage 8. Further, inside or outside the housing 7A, a second pressure sensor 22 for detecting the pressure of the exhaust gas on the downstream side of the filter body portion 7B (the atmospheric pressure may be substituted) is mounted. A controller 19 is arranged in the cab (not shown) of the vehicle. On the input side of the controller 19, a rotation speed sensor 14, an accelerator opening sensor 14A, a supercharging pressure sensor 15, a first pressure sensor 18, and a second pressure sensor 22.
The first temperature sensor 16 and the second temperature sensor 17 are connected to each other. The solenoid valve 13 and the electric heater 10 are connected to the output side of the controller 19.

【0032】そして、コントローラ19は、演算部20
と、記憶部21とを有している。演算部20は、第1次
目詰まり判断手段20Aと、第2次目詰まり判断手段2
0Bと、第1温度判断手段20Cと、第2温度判断手段
20Dと、制御手段20Eとを有する(これらはソフト
ウェアとして構成されている)。第1次目詰まり判断手
段20Aは、PFの目詰まり度合いを示す指標たる圧損
係数aがしきい値a1より大きいか否かを判断する(図
6のステップS102に該当する)。
Then, the controller 19 includes a calculation unit 20.
And a storage unit 21. The calculation unit 20 includes a primary clogging determination unit 20A and a secondary clogging determination unit 2.
0B, a first temperature determination means 20C, a second temperature determination means 20D, and a control means 20E (these are configured as software). The primary clogging determination means 20A determines whether or not the pressure loss coefficient a, which is an index indicating the degree of clogging of the PF, is larger than the threshold value a1 (corresponding to step S102 in FIG. 6).

【0033】第2次目詰まり判断手段20Bは、PFの
フィルタ圧損がしきい値ΔP1より大きいか否かを判断
する(図6のステップS103に該当する)。第1温度
判断手段20Cは、PF下流温度は、しきい値(例えば
T1=10℃〜50℃)以上か否かを判断する(図6の
ステップS104に該当する)。第2温度判断手段20
Dは、PF下流温度がしきい値(温度T2;触媒活性化
温度)(例えばT2=300℃)以上か否かを判断する
(図6のステップS108,図7のステップS114に
該当する)。
The secondary clogging judging means 20B judges whether the filter pressure loss of the PF is larger than the threshold value ΔP1 (corresponding to step S103 in FIG. 6). The first temperature determination means 20C determines whether or not the PF downstream temperature is equal to or higher than a threshold value (for example, T1 = 10 ° C. to 50 ° C.) (corresponding to step S104 in FIG. 6). Second temperature determination means 20
D determines whether the PF downstream temperature is equal to or higher than a threshold value (temperature T2; catalyst activation temperature) (for example, T2 = 300 ° C.) (corresponding to step S108 in FIG. 6 and step S114 in FIG. 7).

【0034】制御手段20Eは、PFの加熱前に排気流
量低減手段を駆動する(図6のステップS107,S1
1に該当する)。なお、制御手段20Eは、PFの加熱
と同時に排気流量低減手段を駆動することも可能であ
る。記憶部21には、しきい値(圧損係数限界a1),
しきい値(圧損ΔP1),しきい値(温度T1),しき
い値(温度T2)が格納されている。
The control means 20E drives the exhaust flow rate reducing means before heating the PF (steps S107 and S1 in FIG. 6).
1)). The control unit 20E can also drive the exhaust gas flow rate reducing unit at the same time as heating the PF. The storage unit 21 stores a threshold value (pressure loss coefficient limit a1),
A threshold value (pressure loss ΔP1), a threshold value (temperature T1), and a threshold value (temperature T2) are stored.

【0035】そして、開閉弁11を開くことにより、前
記分流通路8を開いて前記フィルタ7に流入する排気流
量を低減させる排気流量低減手段が構成される(請求項
8に対応)。この排気流量低減手段によれば、ディーゼ
ルエンジン1の性能とは独立にフィルタ7に流入する排
気流量を低減させることができる。排気流量低減手段と
して前記分流通路8を開いて前記フィルタ7に流入する
排気流量を低減させているが、これに限定されることな
く、排気流量低減手段の他の例(イ),(ロ),(ハ)
を図8に示す。
Then, by opening the on-off valve 11, the exhaust flow rate reducing means for reducing the exhaust flow rate flowing into the filter 7 by opening the flow dividing passage 8 is constituted (corresponding to claim 8). According to the exhaust flow rate reducing means, the exhaust flow rate flowing into the filter 7 can be reduced independently of the performance of the diesel engine 1. As the exhaust flow rate reducing means, the flow dividing passage 8 is opened to reduce the exhaust flow rate flowing into the filter 7. However, the present invention is not limited to this, and other examples (a), (ro) of the exhaust flow rate reducing means. ), (C)
Is shown in FIG.

【0036】(イ)図8において、前記吸気系4に吸気
絞り弁31が設けられている。吸気絞り弁31は、開度
が比例的に変化する電磁弁であり、コントローラ19の
入力側に接続されている。吸気絞り弁31を絞ることに
より、給気量が減り、前記フィルタ7に流入する排気流
量を低減させる排気流量低減手段を構成することができ
る(請求項9に対応)。この排気流量低減手段によれ
ば、車両の取付スペースを節約することができる。
(A) In FIG. 8, the intake system 4 is provided with an intake throttle valve 31. The intake throttle valve 31 is a solenoid valve whose opening changes proportionally, and is connected to the input side of the controller 19. By restricting the intake throttle valve 31, it is possible to configure an exhaust flow rate reducing means for reducing the amount of air supply and reducing the exhaust flow rate flowing into the filter 7 (corresponding to claim 9). According to the exhaust flow rate reducing means, the vehicle mounting space can be saved.

【0037】(ロ)図8において、ディーゼルエンジン
1にEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環
)装置32を設け、EGR装置32における排気の還
流率を高くすることにより、前記フィルタ7に流入する
排気流量を低減させる排気流量低減手段を構成すること
ができる(請求項10に対応)。EGR装置32により
排気中における窒素酸化物(NOx)を低減させるとと
もに、排気流量を低減させることができる。
(B) In FIG. 8, the diesel engine 1 is provided with an EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 32, and the exhaust gas recirculation rate in the EGR device 32 is increased, whereby the exhaust gas flowing into the filter 7 is increased. Exhaust flow rate reducing means for reducing the flow rate can be configured (corresponding to claim 10). The EGR device 32 can reduce nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas and reduce the exhaust gas flow rate.

【0038】ここで、EGR装置32は、吸気マニホー
ルド2と排気マニホールド3との間を接続するEGR通
路32Aと、このEGR通路32Aに設けられたEGR
弁32Bとを備えており、EGR弁32Bは開度が比例
的に変化する電磁弁であり、コントローラ19の入力側
に接続されている。コントローラ19はEGR弁32B
の開度をエンジンの運転状態に応じて適宜に制御するこ
とにより、排ガスの一部を吸気側に戻す割合を調整し、
排気系からの排気の一部をEGRガスとして燃焼室に吸
入される吸気に再循環させる。この排気流量低減手段に
よれば、EGR装置32により、排気中における窒素酸
化物(NOx)を低減させることができ、車両の取付ス
ペースを節約することができる。
Here, the EGR device 32 includes an EGR passage 32A connecting the intake manifold 2 and the exhaust manifold 3, and an EGR passage provided in the EGR passage 32A.
The EGR valve 32B is a solenoid valve whose opening changes proportionally, and is connected to the input side of the controller 19. The controller 19 is an EGR valve 32B
By appropriately controlling the opening degree of the exhaust gas according to the operating state of the engine, the proportion of returning a part of the exhaust gas to the intake side is adjusted,
A part of the exhaust gas from the exhaust system is recirculated to the intake air that is taken into the combustion chamber as EGR gas. According to the exhaust flow rate reducing means, the EGR device 32 can reduce the nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, and the vehicle mounting space can be saved.

【0039】(ハ)ディーゼルエンジン1の吸気バルブ
(図示せず)の開閉タイミングを変化させることによ
り、フィルタ7に流入する排気流量を低減させる排気流
量低減手段を構成することができる(請求項11に対
応)。吸気バルブの閉弁タイミングを所定のタイミング
より遅くするか早めることにより給気量を減らし、その
結果、排気流量を少なくすることができる。この排気流
量低減手段によれば、公知の可変バルブタイミング機構
を利用することにより分流通路8が不要となり、車両の
取付スペースを節約することができる。
(C) By changing the opening / closing timing of the intake valve (not shown) of the diesel engine 1, exhaust flow rate reducing means for reducing the flow rate of exhaust gas flowing into the filter 7 can be constructed (claim 11). Corresponding to). The intake air amount can be reduced by delaying or advancing the closing timing of the intake valve relative to a predetermined timing, and as a result, the exhaust flow rate can be reduced. According to this exhaust flow rate reducing means, the use of the known variable valve timing mechanism eliminates the need for the flow dividing passage 8 and saves the vehicle mounting space.

【0040】なお、図中、符号23はレギュレータ,符
号24はバッテリを示す。次に、本実施の形態の作用に
ついて説明する。コントローラ19により、図4ないし
図7に示すフローチャートに従って以下の制御が行なわ
れる。図4は、コントローラ19のプログラムの実行手
順のフローチャートを示す。
In the figure, reference numeral 23 is a regulator and reference numeral 24 is a battery. Next, the operation of this embodiment will be described. The controller 19 performs the following control according to the flowcharts shown in FIGS. FIG. 4 shows a flowchart of a procedure for executing the program of the controller 19.

【0041】図5は、図4のプログラムにおけるセンサ
からの信号の読み込みのサブルーチンを示す。図6は、
図4のプログラムにおける通常運転のサブルーチンを示
す。
FIG. 5 shows a subroutine for reading a signal from the sensor in the program of FIG. Figure 6
The normal operation subroutine in the program of FIG. 4 is shown.

【0042】図7は、図4のプログラムにおける触媒加
熱運転のサブルーチンを示す。図4のステップS1にお
いて、初期状態が設定される。初期状態では、コントロ
ーラ19から電磁弁13に開閉弁11を閉じる指令が出
力される。また、フラグは立っていない。電磁弁13か
ら供給される圧縮エアでアクチュエータ12が駆動さ
れ、開閉弁11が閉じられる。これにより、排気管6内
の排気は、分流通路8へは分流せず、すべて、フィルタ
7に流入する。
FIG. 7 shows a catalyst heating operation subroutine in the program of FIG. In step S1 of FIG. 4, the initial state is set. In the initial state, the controller 19 outputs a command to the solenoid valve 13 to close the opening / closing valve 11. Moreover, the flag is not set. The actuator 12 is driven by the compressed air supplied from the solenoid valve 13, and the opening / closing valve 11 is closed. As a result, the exhaust gas in the exhaust pipe 6 does not flow into the flow dividing passage 8 and all flows into the filter 7.

【0043】ステップS2において、各センサにより検
出された信号が、コントローラ19に送られ、演算部2
0に読み込まれる。ステップS2のサブルーチンは、図
5に示される。図5により、センサからの信号の読み込
みのサブルーチンについて説明する。図5のステップS
21において、過給圧力センサ15により検出された過
給圧の信号は、コントローラ19に送られ、演算部20
に読み込まれる。
In step S2, the signals detected by the respective sensors are sent to the controller 19 and the arithmetic unit 2
Read to zero. The subroutine of step S2 is shown in FIG. The subroutine for reading the signal from the sensor will be described with reference to FIG. Step S of FIG.
At 21, the supercharging pressure signal detected by the supercharging pressure sensor 15 is sent to the controller 19, and the arithmetic unit 20
Read in.

【0044】ステップS22において、回転数センサ1
4により検出されたエンジン回転速度の信号は、コント
ローラ19に送られ、演算部20に読み込まれる。ステ
ップS23において、アクセル開度センサ14Aにより
検出されたエンジン負荷の信号は、コントローラ19に
送られ、演算部20に読み込まれる。ステップS24に
おいて、第1圧力センサ18により検出されたPF上流
圧の信号は、コントローラ19に送られ、演算部20に
読み込まれる。
In step S22, the rotation speed sensor 1
The signal of the engine rotation speed detected by 4 is sent to the controller 19 and read by the arithmetic unit 20. In step S23, the signal of the engine load detected by the accelerator opening sensor 14A is sent to the controller 19 and read by the arithmetic unit 20. In step S24, the signal of the PF upstream pressure detected by the first pressure sensor 18 is sent to the controller 19 and read by the arithmetic unit 20.

【0045】ステップS25において、第2温度センサ
17により検出されたPF下流温度の信号は、コントロ
ーラ19に送られ、演算部20に読み込まれる。PF下
流温度の検出により、パティキュレートの燃焼(酸化)
した排気の温度を判断できる。なお、第1温度センサ1
6により検出されたPF上流温度と、第2温度センサ1
7により検出されたPF下流温度との差異を求め、差異
が大きければフィルタ7で燃焼(酸化)が行なわれ、差
異が小さければフィルタ7でパティキュレートの燃焼
(酸化)が行なわれていないとして、フィルタ7での燃
焼(酸化)状態をチェックできる。
In step S 25, the signal of the PF downstream temperature detected by the second temperature sensor 17 is sent to the controller 19 and read by the arithmetic unit 20. Combustion (oxidation) of particulates by detecting PF downstream temperature
It is possible to judge the temperature of exhaust gas. The first temperature sensor 1
PF upstream temperature detected by 6 and the second temperature sensor 1
The difference from the PF downstream temperature detected by 7 is obtained. If the difference is large, the filter 7 burns (oxidizes), and if the difference is small, the filter 7 does not burn (oxidize) the particulates. The combustion (oxidation) state in the filter 7 can be checked.

【0046】ステップS25が終了すると、プログラム
はステップS3に進む。ステップS3において、エラー
があるか否かが判断される。すなわち、各センサからの
信号がコントローラ19に到達しなかったり、各センサ
からコントローラ19までの電気配線の断線やショート
の有無について判断される。YESの場合(エラーが発
生している場合)、ステップS7に進む。ステップS3
において、NO場合(エラーが発生していない場合)、
ステップS4に進む。
When step S25 ends, the program proceeds to step S3. In step S3, it is determined whether there is an error. That is, it is determined whether or not the signal from each sensor does not reach the controller 19, or whether the electric wiring from each sensor to the controller 19 is broken or short-circuited. If YES (when an error has occurred), the process proceeds to step S7. Step S3
In case of NO (when no error occurs),
Go to step S4.

【0047】ステップS7において、エラーが図示しな
いモニターに表示されるとともにドライバーに警告が発
せられる。ステップS4において、エンジンは回転中か
否かが判断される。ステップS4のエンジンが回転中か
否かの判断は、エンジン回転中にはバッテリ24は蓄電
されるが、電源が入っていてエンジン停止中にはバッテ
リ24は蓄電されないので、エンジンが運転されない状
態でバッテリ24が上がることを防止するためである。
YESの場合(エンジン回転中が確認される場合)、ス
テップS5に進む。ステップS4において、NOの場合
(エンジンが回転中でない場合)、ステップS8に進
み、電気ヒータ10にOFFの命令が伝達される。電気
ヒータ10は通電されず、フィルタ7は加熱されない
(この時、フラグは下ろす)。
In step S7, the error is displayed on the monitor (not shown) and the driver is warned. In step S4, it is determined whether the engine is rotating. In step S4, it is determined whether or not the engine is rotating. The battery 24 is charged while the engine is rotating, but the battery 24 is not charged while the power is on and the engine is stopped. This is to prevent the battery 24 from rising.
In the case of YES (when it is confirmed that the engine is rotating), the process proceeds to step S5. If NO in step S4 (when the engine is not rotating), the process proceeds to step S8, and an electric power OFF command is transmitted to the electric heater 10. The electric heater 10 is not energized and the filter 7 is not heated (at this time, the flag is turned off).

【0048】ステップS8からステップS9に進む。ス
テップS9において、エラーが発生したという非常の場
合、パティキュレートのフィルタ7での詰まりを防止す
るため、開閉弁11は開かれ、分流通路8へ排気を導い
ている。また、低温始動時やエンスト時にも開閉弁11
は開く(低温始動時はPFで排気が冷やされ、白煙が出
るのを防ぐ)。
The process proceeds from step S8 to step S9. In an emergency in which an error has occurred in step S9, the on-off valve 11 is opened to guide the exhaust gas to the flow dividing passage 8 in order to prevent the filter 7 from being clogged with particulates. In addition, the on-off valve 11 is used even at low temperature start or engine stall.
Open (prevents white smoke from cooling the exhaust at PF during cold start).

【0049】一方、ステップS5において、エアーヒー
タ4Aは通電中か否かが判断される。この判断は、エア
ーヒータ4Aは2KW程度の電力を消費するので、電気
ヒータ10とエアーヒータ4Aを同時に使用すると、バ
ッテリ24が上がる虞があり、そのため、エアーヒータ
4Aが通電していないことを確認する必要があるからで
ある。
On the other hand, in step S5, it is determined whether or not the air heater 4A is energized. In this judgment, the air heater 4A consumes about 2 KW of electric power. Therefore, if the electric heater 10 and the air heater 4A are used at the same time, the battery 24 may rise. Therefore, it is confirmed that the air heater 4A is not energized. It is necessary to do so.

【0050】ステップS5において、YESの場合(エ
アーヒータ4Aが通電中の場合)、電気ヒータ10にO
FFの命令が伝達される。電気ヒータ10は通電され
ず、フィルタ7は加熱されない。ステップS5におい
て、NOの場合(エアーヒータ4Aは通電中でない場
合)、ステップS6に進む。ステップS6において、
「触媒加熱運転中」のフラグが立っているか否かが判断
される。「触媒加熱運転」とは電気ヒータ10を通電し
てフィルタ7を加熱する運転である。
If YES in step S5 (when the air heater 4A is energized), the electric heater 10 is turned off.
The FF command is transmitted. The electric heater 10 is not energized and the filter 7 is not heated. If NO in step S5 (when the air heater 4A is not energized), the process proceeds to step S6. In step S6,
It is determined whether or not the "catalyst heating operation in progress" flag is set. The “catalyst heating operation” is an operation in which the electric heater 10 is energized to heat the filter 7.

【0051】ステップS6において、YESの場合(触
媒加熱運転中)、ステップS11のサブルーチン「触媒
加熱運転」に進み、NOの場合(触媒加熱運転中でな
い)、ステップS10のサブルーチンである「通常運
転」に進む。ステップS10のサブルーチンである「通
常運転」について図6により説明する。
If YES in step S6 (during catalyst heating operation), the process proceeds to the subroutine "catalyst heating operation" in step S11. If NO (not in catalyst heating operation), "normal operation" is a subroutine in step S10. Proceed to. The "normal operation" that is the subroutine of step S10 will be described with reference to FIG.

【0052】先ず、ステップS101において、圧損Δ
P,エンジン回転速度,過給圧P1から圧損係数aが算
出される。以下、圧損係数aについて説明する。図3は
横軸に排気流量G,縦軸にフィルタ圧損ΔPをとったグ
ラフである。PFの目詰まり度合いを示す指標たる圧損
係数aは、 a= ΔP/GK の式で算出される。
First, in step S101, the pressure loss Δ
The pressure loss coefficient a is calculated from P, the engine speed, and the supercharging pressure P1. Hereinafter, the pressure loss coefficient a will be described. FIG. 3 is a graph in which the horizontal axis represents the exhaust gas flow rate G and the vertical axis represents the filter pressure loss ΔP. The pressure loss coefficient a, which is an index indicating the degree of clogging of the PF, is calculated by the equation a = ΔP / G K.

【0053】なお、図において、排気流量は過給圧とエ
ンジン回転速度及びエンジン緒元から推定される。Kは
パティキュレートの一定捕集量における排気流量と圧損
特性の実験データまたはシミレーションから予め求めら
れた1≦K≦2の指数で、一般に層流ではK≒1、乱流
ではK≒2である。圧損係数aはパティキュレートの捕
集量が大きくなるにつれて大きくなる(図3の矢印)。
In the figure, the exhaust flow rate is estimated from the supercharging pressure, the engine speed and the engine specifications. K is an index of 1 ≤ K ≤ 2, which is obtained in advance from experimental data of exhaust flow rate and pressure loss characteristics or simulation at a fixed amount of particulates, and is generally K ≈ 1 for laminar flow and K ≈ 2 for turbulent flow. is there. The pressure loss coefficient a increases as the collection amount of particulates increases (arrow in FIG. 3).

【0054】ステップS102において、第1次目詰ま
り判断手段20Aにより圧損係数aがしきい値(圧損係
数限界a1)以上か否かが判断される。YESの場合
(圧損係数aがしきい値(圧損係数限界a1)以上)と
判断されると、パティキュレートがPFに詰まっている
と判断され、ステップS107に進む。NOの場合(圧
損係数aがしきい値(圧損係数限界a1)未満)と判断
されると、パティキュレートがPFに詰まっていないと
判断され、ステップS103に進む。
In step S102, the primary clogging determining means 20A determines whether or not the pressure loss coefficient a is equal to or larger than a threshold value (pressure loss coefficient limit a1). If YES is determined (the pressure loss coefficient a is equal to or larger than the threshold value (pressure loss coefficient limit a1)), it is determined that the particulates are clogged in the PF, and the process proceeds to step S107. If NO (when the pressure loss coefficient a is less than the threshold value (pressure loss coefficient limit a1)), it is determined that the particulates are not clogged in the PF, and the process proceeds to step S103.

【0055】ステップS103において、第2次目詰ま
り判断手段20Bにより圧損ΔPがしきい値ΔP1以上
か否かが判断される。第2次目詰まり判断手段20Bに
より、YESの場合(圧損ΔPがしきい値ΔP1(例え
ば35kPa以上)と判断されると、圧損が限界を超え
ていると判断され、ステップS107に進む。NOの場
合(圧損ΔPがしきい値ΔP1(例えば35kPa未
満)と判断されると、圧損は限界を超えていないと判断
され、ステップS104に進む。なお、圧損ΔPは以下
のように求められる。コントローラ19の演算部20に
おいて、圧損ΔPは以下のように計算され、一時記憶さ
れる。
In step S103, the secondary clogging judging means 20B judges whether the pressure loss ΔP is equal to or larger than the threshold value ΔP1. If the secondary clogging determining means 20B determines YES (when the pressure loss ΔP is the threshold value ΔP1 (for example, 35 kPa or more)), it is determined that the pressure loss exceeds the limit, and the process proceeds to step S107. In the case (when it is determined that the pressure loss ΔP is the threshold value ΔP1 (for example, less than 35 kPa), it is determined that the pressure loss does not exceed the limit, and the process proceeds to step S104. The pressure loss ΔP is obtained as follows. The pressure loss ΔP is calculated and temporarily stored in the calculation unit 20 of FIG.

【0056】圧損ΔP=[PFの上流側の排気圧力(ス
テップS24で第1圧力センサ18から送られる)−P
Fの下流側の排気圧力(第2圧力センサ22から送られ
る)の差分] =入口側の圧力Pf−出口側のPa(ほぼ大気圧) ステップS104において、第1温度判断手段20Cに
より、PF下流温度は、しきい値(例えばT1=10℃
〜50℃)以上か否かが判断される。ステップS104
において、YESの場合(PF温度はしきい値ΔT1以
上の場合)(温度が高い場合)、ステップS105に進
む。NOの場合(PF温度はしきい値ΔT1未満の場
合)(温度が低い場合)、ステップS107に進む。
Pressure loss ΔP = [exhaust pressure upstream of PF (transmitted from the first pressure sensor 18 in step S24) -P
Difference in exhaust pressure on the downstream side of F (transmitted from the second pressure sensor 22)] = pressure on the inlet side Pf−Pa on the outlet side (approximately atmospheric pressure) In step S104, the first temperature determination means 20C causes the PF downstream side. The temperature is a threshold value (for example, T1 = 10 ° C.)
It is determined whether the temperature is 50 ° C or higher). Step S104
In the case of YES (when the PF temperature is equal to or higher than the threshold ΔT1) (when the temperature is high), the process proceeds to step S105. In the case of NO (when the PF temperature is less than the threshold value ΔT1) (when the temperature is low), the process proceeds to step S107.

【0057】ここで、パティキュレートがPFに詰まっ
ていない状態において、PF下流温度が低温のしきい値
(例えばT1=10℃〜50℃)より低いか否かを判断
する理由は、低温始動時等の排気温度がしきい値(例え
ばT1=10℃〜50℃)より低い場合、排気刺激臭や
青白煙が生じるため、フィルタ7が詰まっていなくて
も、加熱した方が良い。これにより、パティキュレート
がフィルタ7に詰まった時か低温始動時以外では、電気
ヒータ10を通電せずに済み、電力消費を少なくでき
る。
Here, the reason for determining whether or not the PF downstream temperature is lower than the low temperature threshold value (for example, T1 = 10 ° C. to 50 ° C.) in the state where the particulates are not clogged in the PF is the reason for low temperature starting. When the exhaust gas temperature is lower than a threshold value (for example, T1 = 10 ° C. to 50 ° C.), exhaust irritating odor and bluish white smoke are generated, so it is better to heat even if the filter 7 is not blocked. As a result, the electric heater 10 does not have to be energized except when the particulates are clogged in the filter 7 or at the time of low temperature start, and the power consumption can be reduced.

【0058】ステップS105において、電気ヒータ1
0はOFFに制御され、フィルタ7は加熱されない。従
って、触媒も加熱されない。ステップS105からステ
ップS106に進む。ステップS106において、開閉
弁11に対して閉じ命令が出力される。これにより、分
流通路8が閉じられ、分流通路8に一部流れていた排気
は、すべてフィルタ7に流入し、通常の排気流に回復す
る。
In step S105, the electric heater 1
0 is controlled to OFF, and the filter 7 is not heated. Therefore, the catalyst is not heated either. The process proceeds from step S105 to step S106. In step S106, a closing command is output to the on-off valve 11. As a result, the flow dividing passage 8 is closed, and the exhaust gas that has partially flowed into the flow dividing passage 8 flows into the filter 7 and is restored to the normal exhaust flow.

【0059】ステップS106が終了すると、一連のル
ーチンを終了し、図4のに戻る。一方、ステップS1
07において、開閉弁11に開命令が出力される。開閉
弁11がに開状態なると分流通路8が開かれる。排気管
6内の排気は、フィルタ7に流れるとともに、分流通路
8を流れる。従って、フィルタ7に流入される排気流量
が低減する(請求項8に対応する)。この排気流量の低
減に伴って、排気温も上昇する(請求項9,10,11
に対応する)ステップS108において、第2温度判断
手段20Dにより、PF下流温度はしきい値2(例えば
300℃)以上か否かが判断される。
When step S106 is completed, the series of routines are completed and the process returns to FIG. On the other hand, step S1
At 07, an opening command is output to the on-off valve 11. When the opening / closing valve 11 is opened, the diversion passage 8 is opened. The exhaust gas in the exhaust pipe 6 flows to the filter 7 and the branch passage 8. Therefore, the flow rate of exhaust gas flowing into the filter 7 is reduced (corresponding to claim 8). The exhaust gas temperature rises as the exhaust gas flow rate decreases (claims 9, 10, 11).
In step S108 (corresponding to step 1), the second temperature determination means 20D determines whether the PF downstream temperature is equal to or higher than the threshold value 2 (for example, 300 ° C.).

【0060】YESの場合(PF下流温度はしきい値2
(例えば触媒活性化温度300℃)以上の場合)、ステ
ップS105に進み、電気ヒータ10はOFFに制御さ
れる。これは、フィルタ7において電気ヒータ10を通
電しなくても触媒によりパティキュレートは自己酸化さ
れるからである。
If YES (the PF downstream temperature is the threshold value 2)
(For example, when the catalyst activation temperature is 300 ° C. or higher), the process proceeds to step S105, and the electric heater 10 is controlled to be OFF. This is because the particulates are self-oxidized by the catalyst even if the electric heater 10 is not energized in the filter 7.

【0061】NOの場合(PF下流温度はしきい値2
(例えば触媒活性化温度300℃)未満の場合)、サブ
ルーチンS11「触媒加熱運転」に進む。これはサブル
ーチンS11は請求項5,6,7に対応している。フィ
ルタ7を再生する時、排気が分流通路8を流れるので、
フィルタ7に流入する排気流量が低減する。
In case of NO (the PF downstream temperature is the threshold value 2)
If the temperature is lower than the catalyst activation temperature of 300 ° C., for example, the process proceeds to the subroutine S11 “catalyst heating operation”. This is because the subroutine S11 corresponds to claims 5, 6, and 7. When the filter 7 is regenerated, the exhaust gas flows through the diversion passage 8,
The exhaust flow rate flowing into the filter 7 is reduced.

【0062】このようにして、制御手段20Eにより、
図6のステップS107,S108が実行され、演算部
20がPFを加熱する前に、排気流量低減手段が駆動さ
れる。次に、サブルーチンであるステップS11「触媒
加熱運転」について図7により説明する。ステップS1
11において、「触媒加熱運転中」というフラグが立て
られる。
In this way, by the control means 20E,
The steps S107 and S108 of FIG. 6 are executed, and the exhaust flow rate reducing means is driven before the computing unit 20 heats the PF. Next, step S11 "catalyst heating operation" which is a subroutine will be described with reference to FIG. Step S1
At 11, a flag of "during catalyst heating operation" is set.

【0063】ステップS112において、電気ヒータ1
0がONになり、触媒温度(上流側温度)に応じて、電
気ヒータ10に流れる電流をデューティ制御することに
より、排気温度が昇温される。ステップS113におい
て、「触媒加熱運転中」の信号が出力される。ステップ
S114において、第2温度判断手段20Dにより、触
媒下流温度はしきい値T2より大きいか否かが判断され
る。
In step S112, the electric heater 1
0 is turned on, and the exhaust gas temperature is raised by duty-controlling the current flowing through the electric heater 10 according to the catalyst temperature (upstream temperature). In step S113, the signal of "during catalyst heating operation" is output. In step S114, the second temperature determination means 20D determines whether the catalyst downstream temperature is higher than the threshold value T2.

【0064】ステップS114において、YESの場合
(触媒下流温度がしきい値T2以上の場合)、ステップ
S116に進む。ステップS114において、NOの場
合(触媒下流温度がしきい値T2未満の場合)、ステッ
プS115に進む。触媒下流温度がしきい値T2以上の
状態では、触媒を電気ヒータ10で加熱しなくても、捕
集されたパティキュレートが触媒の作用で順次燃焼(酸
化)されながら運転されるので、パティキュレートはフ
ィルタ7に溜まることがない。すなわち、パティキュレ
ートは溜まりながら酸化され、フィルタ7に溜まること
はない。
If YES in step S114 (when the catalyst downstream temperature is equal to or higher than the threshold value T2), the process proceeds to step S116. If NO in step S114 (when the catalyst downstream temperature is lower than the threshold value T2), the process proceeds to step S115. When the catalyst downstream temperature is equal to or higher than the threshold value T2, even if the catalyst is not heated by the electric heater 10, the collected particulates are operated while being sequentially burned (oxidized) by the action of the catalyst. Does not accumulate in the filter 7. That is, the particulates are oxidized while being accumulated, and are not accumulated in the filter 7.

【0065】ステップS115において、設定時間が経
過したか否かが判断される。ステップS115におい
て、YESの場合(設定時間が経過した場合)、ステッ
プS116に進み、NOの場合(設定時間が経過してい
ない場合)、図4のメインルーチンのに戻る。ステッ
プS116において、電気ヒータ10にOFFの命令が
伝達される。電気ヒータ10は通電されず、フィルタ7
は加熱されない。
In step S115, it is determined whether the set time has elapsed. If YES in step S115 (if the set time has elapsed), the process proceeds to step S116, and if NO (if the set time has not elapsed), the process returns to the main routine of FIG. In step S116, an OFF command is transmitted to the electric heater 10. The electric heater 10 is not energized, and the filter 7
Is not heated.

【0066】ステップS117において、開閉弁11に
対して閉じ命令が出力される。これにより、分流通路8
が閉じられ、分流通路8に一部流れていた排気は、すべ
てフィルタ7に流入し、通常の排気流に回復する。ステ
ップS118において、フラグは下され、図4のメイン
ルーチンのに戻る。
In step S117, a closing command is output to the on-off valve 11. As a result, the diversion passage 8
Is closed, and the exhaust gas that has partially flowed into the flow dividing passage 8 flows into the filter 7 and is restored to the normal exhaust flow. In step S118, the flag is turned off, and the process returns to the main routine of FIG.

【0067】以上の如き構成によれば、次の効果を奏す
る。第1に、パティキュレートを酸化する際、制御手段
20Eにより、フィルタ7の加熱前に排気流量を低減す
るので、熱容量が低減し、大容量のジェネレータが無く
てもフィルタを触媒活性化温度まで昇温でき、パティキ
ュレートは触媒による燃焼(酸化)が充分行なわれ、フ
ィルタの目詰まり及び排気刺激臭や青白煙の悪化を防止
することができる。
According to the above-mentioned structure, the following effects can be obtained. First, when oxidizing particulates, the control means 20E reduces the exhaust gas flow rate before heating the filter 7, so the heat capacity is reduced, and the filter is raised to the catalyst activation temperature without a large-capacity generator. The temperature can be raised, and the particulates are sufficiently burnt (oxidized) by the catalyst, and it is possible to prevent the filter from being clogged, and the exhaust stimulating odor and the deterioration of blue and white smoke to be prevented.

【0068】第2に、電気ヒータの消費のためのエネル
ギーが最小限で済むため、その節約したエネルギー分を
エンジンの本来の正味馬力として用いてディーゼルエン
ジン1の燃費を良くすることができる。第3に、フィル
タ7は表面に酸化触媒を担持してパティキュレートを捕
捉するPFであるので、パティキュレートを確実に捕捉
でき、排気の浄化率を良くできる。
Secondly, since the energy for consumption of the electric heater is minimized, the saved energy can be used as the original net horsepower of the engine to improve the fuel consumption of the diesel engine 1. Thirdly, since the filter 7 is a PF that carries an oxidation catalyst on its surface and traps particulates, the particulates can be trapped reliably and the exhaust gas purification rate can be improved.

【0069】図9,図10は、実施の形態1の変形例を
示す。実施の形態1の変形例は、実施の形態1における
パティキュレートフィルタに代え、酸化触媒を有する触
媒装置とその下流側に配置さされたパティキュレートフ
ィルタとを一体化した構造に適用したものである。以
下、この構造について相違する部分について説明する。
なお、この構造について、主要部分についてのみ説明す
る。
9 and 10 show a modification of the first embodiment. The modification of the first embodiment is applied to a structure in which a catalyst device having an oxidation catalyst and a particulate filter arranged on the downstream side are integrated instead of the particulate filter in the first embodiment. . Hereinafter, different parts of this structure will be described.
In addition, only the main part of this structure will be described.

【0070】図において、排気管33(図1の排気管6
に相当する)の途中に、フィルタ装置34が介装される
とともにフィルタ装置34をバイパスする分流通路35
が設けられている。分流通路35には、開閉弁35Aが
装着されている。この開閉弁35Aにアクチュエータ3
5Bを介して電磁弁35Cが接続されている。電磁弁3
5Cは、図示しないコントローラ19に接続されてい
る。コントローラ19は、図1、図2に示す構造と同じ
構造であり、実施の形態1と同様に機能する。
In the figure, an exhaust pipe 33 (exhaust pipe 6 in FIG.
(Corresponding to the above), the filter device 34 is interposed, and the flow dividing passage 35 bypasses the filter device 34.
Is provided. An on-off valve 35A is attached to the flow dividing passage 35. The actuator 3 is connected to the opening / closing valve 35A.
A solenoid valve 35C is connected via 5B. Solenoid valve 3
5C is connected to a controller 19 (not shown). The controller 19 has the same structure as that shown in FIGS. 1 and 2, and functions similarly to the first embodiment.

【0071】フィルタ装置34は、ケーシング36Aを
有している。ケーシング36A内に、表面に酸化触媒が
コーティングされたフィルタ36Bが、複数本の支持ス
テー(支持部材)36Cを介して装着されている。フィ
ルタ36Bは、ハニカム状の隔壁36Dにより排ガス流
と略平行なセル36Eが多数形成されて、各セル36E
の入口と出口が封鎖材36Fで交互に目封じされた構造
からなり、フィルタ36Bの外周を含む表面全体に酸化
触媒がコーティングされている。
The filter device 34 has a casing 36A. A filter 36B whose surface is coated with an oxidation catalyst is mounted in a casing 36A via a plurality of support stays (support members) 36C. In the filter 36B, a large number of cells 36E substantially parallel to the exhaust gas flow are formed by the honeycomb partition walls 36D.
Has a structure in which the inlet and the outlet are alternately sealed with a sealing material 36F, and the entire surface including the outer periphery of the filter 36B is coated with an oxidation catalyst.

【0072】また、ケーシング36Aに形成された室3
7には電気ヒータ38が装着されている。そして、ケー
シング36A内に流入した排気がフィルタ36Bの外周
に沿って入口端面36G方向へ流れる際に、フィルタ3
6Bの外周にコーティングされた酸化触媒の触媒作用で
排気中の多量のNOがNO2に変化(2NO+O2→2N
2 )して室37内に流入する。さらに、フィルタ36B
に捕集されたパティキュレートは、隔壁36Dの表面に
コーティングされた酸化触媒によって積極的に酸化除去
(2NO2 +C→2NO+CO2 )されると共に、排気
中のHCやCOが酸化触媒によって酸化除去される。
Further, the chamber 3 formed in the casing 36A
An electric heater 38 is attached to 7. And K
The exhaust gas that has flowed into the sing 36A is the outer periphery of the filter 36B.
When flowing toward the inlet end face 36G along the
By the catalytic action of the oxidation catalyst coated on the outer periphery of 6B
A large amount of NO in the exhaust is NO2Change to (2NO + O2→ 2N
O2 ) And flows into the chamber 37. Furthermore, the filter 36B
The particulates collected on the surface of the partition wall 36D
Active oxidation removal by coated oxidation catalyst
(2 NO2+ C → 2NO + CO2) And exhaust
HC and CO in the inside are oxidized and removed by the oxidation catalyst.

【0073】かかる構造によれば、本実施の形態1と同
様の作用,効果が生じる。また、NO2 によりパティキ
ュレートに対する酸化力が大きくなっているので、パテ
ィキュレートの燃焼温度を実施の形態1のフィルタ7に
比して低くし、電力消費を少なくできる。さらに、省ス
ペース化を図ることができる。 《実施の形態2》図11により、請求項1,3記載の発
明のエンジンの排気浄化装置の一実施の形態(実施の形
態2)についてエンジンとしてディーゼルエンジンを例
に挙げて説明する。
According to this structure, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Further, since NO 2 has a large oxidizing power for particulates, the combustion temperature of particulates can be made lower than that of the filter 7 of the first embodiment, and power consumption can be reduced. Further, it is possible to save space. << Embodiment 2 >> An embodiment (Embodiment 2) of an engine exhaust gas purification apparatus according to the first and third aspects of the present invention will be described with reference to FIG. 11, taking a diesel engine as an example of the engine.

【0074】実施の形態2に係わるエンジンの排気浄化
装置は、実施の形態1に係わるエンジンの排気浄化装置
と同様の構成であり、同一構成部品については同一の符
号を付して説明を省略し、相違する部分についてのみ説
明する。本実施の形態2においては、実施の形態1にお
けるフィルタ7に代えて触媒装置41が用いられてい
る。
The engine exhaust gas purification apparatus according to the second embodiment has the same structure as the engine exhaust gas purification apparatus according to the first embodiment, and the same components are designated by the same reference numerals and their description is omitted. Only different points will be described. In the second embodiment, the catalyst device 41 is used instead of the filter 7 in the first embodiment.

【0075】触媒装置41は、排気流と略平行に多数形
成されたハニカム状のセル41Aの表面にPt等の酸化
触媒を担持しており、排気がこれを通り抜ける間に、排
気が前記表面に接触して酸化作用により排気中の炭化水
素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化除去するととも
に、パティキュレートの吸着または酸化をする。なお、
触媒装置41を用いた場合、実施の形態1における第1
圧力センサ18がない理由は、触媒装置41はパティキ
ュレートを捕捉せず、パティキュレートが触媒装置41
に詰まらず、圧損は殆どない。
In the catalyst device 41, an oxidation catalyst such as Pt is carried on the surface of a honeycomb-shaped cell 41A formed in large numbers substantially in parallel with the flow of exhaust gas, and while the exhaust gas passes through this, the exhaust gas is transferred to the surface. When they come into contact with each other, they oxidize and remove hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas by an oxidizing action, and adsorb or oxidize particulates. In addition,
When the catalyst device 41 is used, the first in the first embodiment
The reason why there is no pressure sensor 18 is that the catalyst device 41 does not capture particulates and the particulates are not
There is almost no pressure loss.

【0076】また、排気管6の分流通路8との分岐点6
Aの下流側部分6Bに触媒装置41用のための第2開閉
弁42が装着されている。この第2開閉弁42にアクチ
ュエータ43を介して電磁弁44が接続されている。電
磁弁44はコントローラ19の出力側に接続されてい
る。
Further, the branch point 6 of the exhaust pipe 6 with the flow dividing passage 8
A second opening / closing valve 42 for the catalyst device 41 is attached to the downstream portion 6B of A. An electromagnetic valve 44 is connected to the second opening / closing valve 42 via an actuator 43. The solenoid valve 44 is connected to the output side of the controller 19.

【0077】コントローラ19により、開閉弁11、第
2開閉弁42は同時に制御される。開閉弁11が開の
時、分流通路8は開いている。この時、第2開閉弁42
は閉じられ、電気ヒータ10はONになる。一方、開閉
弁11が閉の時、分流通路8は閉じている。この時、第
2開閉弁42は開かれ、電気ヒータ10はOFFにな
る。
The controller 19 simultaneously controls the opening / closing valve 11 and the second opening / closing valve 42. When the on-off valve 11 is open, the diversion passage 8 is open. At this time, the second on-off valve 42
Is closed and the electric heater 10 is turned on. On the other hand, when the opening / closing valve 11 is closed, the diversion passage 8 is closed. At this time, the second opening / closing valve 42 is opened and the electric heater 10 is turned off.

【0078】実施の形態2によれば、実施の形態1と同
様の作用,効果を生じる。また、触媒装置41は、フロ
ースルーの触媒担体のため、排気抵抗を少なくし、エン
ジン出力の低下を防止できる。 《実施の形態3》図12により、請求項1,4記載の発
明のエンジンの排気浄化装置の一実施の形態(実施の形
態3)についてエンジンとしてディーゼルエンジンを例
に挙げて説明する。
According to the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. Further, since the catalyst device 41 is a flow-through catalyst carrier, it is possible to reduce exhaust resistance and prevent a decrease in engine output. << Embodiment 3 >> With reference to FIG. 12, an embodiment (Embodiment 3) of an exhaust gas purification apparatus for an engine according to claims 1 and 4 will be described by taking a diesel engine as an engine.

【0079】実施の形態3に係わるエンジンの排気浄化
装置は、実施の形態1に係わるエンジンの排気浄化装置
と同様の構成であり、同一構成部品については同一の符
号を付して説明を省略し、相違する部分についてのみ説
明する。本実施の形態3においては、実施の形態1にお
けるフィルタ7に代えて、触媒装置51及びパティキュ
レートフィルタ52が用いられている。
The engine exhaust purification system according to the third embodiment has the same structure as the engine exhaust purification system according to the first embodiment, and the same components are designated by the same reference numerals and their description is omitted. Only different points will be described. In the third embodiment, a catalyst device 51 and a particulate filter 52 are used instead of the filter 7 in the first embodiment.

【0080】触媒装置51は、パティキュレートフィル
タ52の上流側に配置され、排気流と略平行に多数形成
されたハニカム状のセル51Aの表面にPt等の酸化触
媒を担持している。また、排気管6の分流通路8との分
岐点6Aの下流側部分6Bに触媒装置51用のための第
2開閉弁53が装着されている。この第2開閉弁53に
アクチュエータ54を介して電磁弁55が接続されてい
る。電磁弁55はコントローラ19の出力側に接続され
ている。
The catalyst device 51 is arranged on the upstream side of the particulate filter 52, and carries an oxidation catalyst such as Pt on the surface of the honeycomb-shaped cells 51A formed in large numbers substantially in parallel with the exhaust flow. Further, a second opening / closing valve 53 for the catalyst device 51 is attached to a downstream side portion 6B of the branch point 6A of the exhaust pipe 6 with the branch passage 8. An electromagnetic valve 55 is connected to the second opening / closing valve 53 via an actuator 54. The solenoid valve 55 is connected to the output side of the controller 19.

【0081】開閉弁11が開の時、分流通路8は開いて
いる。 この時、第2開閉弁53は閉じられ、電気ヒー
タ10はONになっている。一方、開閉弁11が閉の
時、分流通路8は閉じている。この時、第2開閉弁53
は開かれ、電気ヒータ10はOFFになっている。そし
て、排気が触媒装置51を通り抜ける間に、排気が前記
隔壁に接触して酸化作用により排気中のNOをNO2
に変える。また、触媒装置51は、排気中の炭化水素
(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化除去するととも
に、パティキュレートの燃焼(酸化)される。
When the on-off valve 11 is open, the diversion passage 8 is open. At this time, the second opening / closing valve 53 is closed and the electric heater 10 is turned on. On the other hand, when the opening / closing valve 11 is closed, the diversion passage 8 is closed. At this time, the second opening / closing valve 53
Is open and the electric heater 10 is off. Then, while the exhaust gas passes through the catalyst device 51, the exhaust gas comes into contact with the partition walls to oxidize NO in the exhaust gas into NO 2 gas.
Change to. Further, the catalyst device 51 oxidizes and removes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas, and burns (oxidizes) particulates.

【0082】パティキュレートフィルタ52は、コージ
ェライト(またはSiC)を材料とした多孔性部材から
なる略円筒形状であり、ハニカム状の隔壁により排気流
と略平行なセル52Aを多数形成してなり、各セル52
Aの入口と出口とが封鎖材により交互に目封じされてい
る。隔壁には触媒作用を有するPt等の物質がコーティ
ング(担持)されている。そして、排気が隔壁を介して
隣接するセルに流入するときに、排気に含まれるパティ
キュレートが隔壁に捕捉される。
The particulate filter 52 has a substantially cylindrical shape made of a porous member made of cordierite (or SiC), and has a large number of cells 52A substantially parallel to the exhaust flow formed by honeycomb partition walls. Each cell 52
The inlet and the outlet of A are alternately sealed by a sealing material. The partition wall is coated (supported) with a substance such as Pt having a catalytic action. Then, when the exhaust gas flows into the adjacent cells via the partition wall, the particulates contained in the exhaust gas are captured by the partition wall.

【0083】パティキュレートフィルタ52では、捕集
されたパティキュレートが上記のNO2 と反応して酸化
除去される(2NO2 +C→2NO+CO2)。実施の
形態3によれば、実施の形態1と同様の作用,効果を生
じる。また、NO2 によりパティキュレートに対する酸
化力が大きくなっているので、パティキュレートの燃焼
温度を実施の形態1のフィルタ7に比して低くし、電力
消費を少なくできる。
In the particulate filter 52, the collected particulates react with the above NO 2 and are oxidized and removed (2NO 2 + C → 2NO + CO 2 ). According to the third embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment are produced. Further, since NO 2 has a large oxidizing power for particulates, the combustion temperature of particulates can be made lower than that of the filter 7 of the first embodiment, and power consumption can be reduced.

【0084】なお、前記実施の形態1,2,3において
は、エンジンとしてディーゼルエンジンを例に挙げて説
明したが、これに限定されず、ガソリンエンジンや圧縮
天然ガスエンジン等のディーゼルエンジン以外のエンジ
ンに適用することができる。
In the first, second, and third embodiments, the diesel engine has been described as an example of the engine, but the engine is not limited to this, and an engine other than a diesel engine such as a gasoline engine or a compressed natural gas engine. Can be applied to.

【0085】[0085]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、制御手段
により、フィルタの加熱以前に排気流量を低減するの
で、大容量のジェネレータが無くてもフィルタの加熱が
可能となり、パティキュレートは触媒による燃焼(酸
化)が充分行なわれ、フィルタの目詰まりや排気刺激臭
や青白煙の悪化を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas flow rate is reduced by the control means before the filter is heated. Therefore, the filter can be heated without a large-capacity generator, and the particulates can be a catalyst. As a result, combustion (oxidation) is sufficiently performed, and it is possible to prevent the filter from being clogged, the exhaust stimulating odor, and the deterioration of blue and white smoke.

【0086】また、制御手段により、フィルタの加熱以
前に排気流量を低減するので、ヒータの消費のためのエ
ネルギーは最小限で済み、その節約したエネルギー分を
エンジンの本来の正味馬力として用いて燃費を良くする
ことができる。請求項2記載の発明によれば、請求項1
記載の発明に加えて、フィルタは表面に酸化触媒を担持
してパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィ
ルタであるので、パティキュレートを確実に捕捉でき、
排気の浄化率を良くできる。
Further, since the exhaust flow rate is reduced before the filter is heated by the control means, the energy consumed by the heater is minimized, and the saved energy is used as the original net horsepower of the engine to reduce fuel consumption. Can be better. According to the invention of claim 2, claim 1
In addition to the invention described, the filter is a particulate filter that carries an oxidation catalyst on the surface and captures particulates, so particulates can be captured reliably,
The exhaust gas purification rate can be improved.

【0087】請求項3記載の発明によれば、請求項1記
載の発明に加えて、フィルタは表面に酸化触媒を担持し
た触媒装置であるので、排気抵抗を少なくし、エンジン
の出力低下を防止することができる。請求項4記載の発
明によれば、フィルタは、表面に酸化触媒を担持した触
媒装置と、表面に酸化触媒を担持してパティキュレート
を捕捉するパティキュレートフィルタとで構成されてお
り、酸化力が大きいので、パティキュレートの燃焼温度
を低くし、電力消費を少なくできる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the invention, the filter is a catalyst device carrying an oxidation catalyst on its surface, so that exhaust resistance is reduced and engine output reduction is prevented. can do. According to the invention described in claim 4, the filter is composed of a catalyst device having an oxidation catalyst on the surface thereof, and a particulate filter having an oxidation catalyst on the surface thereof to capture particulates, and has an oxidizing power. Since it is large, the combustion temperature of the particulates can be lowered and the power consumption can be reduced.

【0088】請求項5記載の発明によれば、加熱手段
は、電気ヒータであるので、フィルタを均一に加熱する
ことができる。請求項6記載の発明によれば、加熱手段
は、バーナであるので、パティキュレートの燃焼(酸
化)に要する時間を短縮することができる。請求項7記
載の発明によれば、加熱手段として、電気ヒータやバー
ナの装着が不要なので、取付スペースを節約し、重量を
軽減することができる。
According to the invention described in claim 5, the heating means is an electric heater, so that the filter can be heated uniformly. According to the invention of claim 6, since the heating means is a burner, it is possible to shorten the time required for burning (oxidizing) the particulates. According to the invention described in claim 7, since it is not necessary to mount an electric heater or a burner as a heating means, the mounting space can be saved and the weight can be reduced.

【0089】請求項8記載の発明によれば、エンジンの
性能とは独立にフィルタに流入する排気流量を低減させ
ることができる。請求項9記載の発明によれば、分流通
路が不要となり、車両の取付スペースを節約することが
できる。請求項10記載の発明によれば、EGR装置に
より排気中における窒素酸化物(NOx)を低減させる
とともに、排気流量を低減させることができる。請求項
11記載の発明によれば、既存の機構を利用することに
より分流通路が不要となり、車両の取付スペースを節約
することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the flow rate of exhaust gas flowing into the filter can be reduced independently of the performance of the engine. According to the invention described in claim 9, the diversion passage is not required, and the installation space of the vehicle can be saved. According to the tenth aspect of the invention, the EGR device can reduce the amount of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas and the exhaust gas flow rate. According to the eleventh aspect of the present invention, by using the existing mechanism, the diversion passage is unnecessary, and the vehicle mounting space can be saved.

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

【図1】本発明のディーゼルエンジンの排気浄化装置の
実施の形態1を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an exhaust emission control device for a diesel engine of the present invention.

【図2】図1のコントローラを示すブロック図である。2 is a block diagram showing the controller of FIG. 1. FIG.

【図3】パティキュレートの詰まり具合を判断する際の
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for determining the degree of clogging of particulates.

【図4】実施の形態1におけるコントローラのプログラ
ムの実行手順を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of executing a program of a controller in the first embodiment.

【図5】図4のプログラムにおけるセンサからの信号の
読み込みを示すサブルーチンである。
FIG. 5 is a subroutine showing reading of a signal from a sensor in the program of FIG.

【図6】図4のプログラムにおける通常運転を示すサブ
ルーチンである。
6 is a subroutine showing a normal operation in the program of FIG.

【図7】図4のプログラムにおける触媒加熱運転を示す
サブルーチンである。
7 is a subroutine showing a catalyst heating operation in the program of FIG.

【図8】実施の形態1の加熱手段または排気流量低減手
段の変形例を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a modified example of the heating means or the exhaust flow rate reducing means of the first embodiment.

【図9】実施の形態1の変形例を示す縦断面図である。FIG. 9 is a vertical sectional view showing a modification of the first embodiment.

【図10】図9のI−I線に沿う断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG.

【図11】本発明のディーゼルエンジンの排気浄化装置
の実施の形態2を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a second embodiment of an exhaust emission control device for a diesel engine of the present invention.

【図12】本発明のディーゼルエンジンの排気浄化装置
の実施の形態3を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a third embodiment of an exhaust emission control device for a diesel engine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ディーゼルエンジン 5 排気系 7 フィルタ 8 分流通路 10 電気ヒータ 11 開閉弁 19 コントローラ 20E 制御手段 41 触媒装置 51 触媒装置 52 パティキュレートフィルタ 1 diesel engine 5 exhaust system 7 filters 8 shunt passage 10 Electric heater 11 on-off valve 19 Controller 20E control means 41 Catalytic device 51 Catalytic device 52 Particulate filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/02 F01N 3/02 321J 331 331A 331L 341 341A 341E 341G 341Q F02D 9/02 F02D 9/02 Q 9/04 9/04 C E 13/02 13/02 D 21/08 301 21/08 301H 301Z 41/04 360 41/04 360A 370 370 380 380A 380M 385 385A 385M F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J (72)発明者 足立 隆幸 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 平田 公信 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 Fターム(参考) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 BA09 CA06 DA01 DA02 EA12 ED01 ED04 ED10 FA02 FA05 FA23 GA04 GA06 GA09 GA14 GA22 3G065 AA01 AA03 AA09 CA12 DA02 DA07 EA07 FA02 GA04 GA06 GA08 GA10 GA46 HA06 JA04 JA09 JA11 KA02 3G090 AA03 BA02 BA04 CB02 CB04 CB07 CB12 CB24 DA04 DA12 DA18 EA05 EA06 EA07 EA08 3G092 AA02 BA01 BB01 BB06 DA01 DA08 DB03 DC03 DC09 DC12 DC15 DE06S DF02 DF09 EA02 FA15 HA01X HA06X HA13X HA16Z HB01X HB02X HD02Z HD07X HD08Z HD09X HE01X 3G301 HA02 HA11 HA13 HA19 JA21 LA03 LA07 LB13 MA11 MA18 NE06 PA11Z PA16Z PB03Z PB05Z PD11Z PD14Z PD15Z PE01Z PE10Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/02 F01N 3/02 321J 331 331A 331L 341 341A 341E 341G 341Q F02D 9/02 F02D 9/02 Q 9 / 04 9/04 CE 13/02 13/02 D 21/08 301 21/08 301H 301Z 41/04 360 41/04 360A 370 370 380 380 380A 380M 385 385A 385M F02M 25/07 570 F02M 25/07 570J ( 72) Inventor Takayuki Adachi, 1-chome, Ii-chome, Ageo-shi, Saitama, Nissan Diesel Industry Co., Ltd. (72) Konobu Hirata 1-chome, Ii-chome, Ageo-shi, Saitama Nissan F-term (reference) 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 BA09 CA06 DA01 DA02 EA12 ED01 ED04 ED10 FA02 FA05 FA23 GA04 GA06 GA09 GA14 GA22 3G065 AA01 AA03 AA09 CA12 DA02 DA07 EA07 FA02 GA04 GA06 GA08 GA10 GA46 HA06 JA04 JA09 JA11 EA02 EA02 EA2 CB12 DA08 CB12 DA08 CB12 CB12 CB12 CB12 CB04 CB04 CB12 CB04 CB07 CB04 CB04 CB04 CB04 CB04 CB07 CB04 CB07 AA02 BA01 BB01 BB06 DA01 DA08 DB03 DC03 DC09 DC12 DC15 DE06S DF02 DF09 EA02 FA15 HA01X HA06X HA13X HA16Z HB01X HB02X HD02Z HD07X HD08Z HD09X HE01X 3G301 HA02 HA11 HA15 HA11 HA11 HA15 HA11 HA11 HA11 HA11 HA11 HA11 HA15

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気系に設けられ、排気中の
パティキュレートを触媒作用で酸化して除去するフィル
タと、 前記フィルタの上流側または前記フィルタに装着され、
前記フィルタを加熱する加熱手段と、 前記フィルタに流入する排気流量を低減させる排気流量
低減手段と、 前記フィルタの加熱以前に排気流量低減手段を駆動する
制御手段とで構成されていることを特徴とするエンジン
の排気浄化装置。
1. A filter that is provided in an exhaust system of an engine and that oxidizes and removes particulates in exhaust gas by a catalytic action, and is mounted on an upstream side of the filter or on the filter
A heating means for heating the filter, an exhaust flow rate reducing means for reducing an exhaust flow rate flowing into the filter, and a control means for driving the exhaust flow rate reducing means before heating the filter. Exhaust purification device for engine.
【請求項2】 前記フィルタは表面に酸化触媒を担持し
てパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィル
タであることを特徴とする請求項1記載のエンジンの排
気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the filter is a particulate filter that carries an oxidation catalyst on its surface to trap particulates.
【請求項3】 前記フィルタは表面に酸化触媒を担持し
た触媒装置であることを特徴とする請求項1記載のエン
ジンの排気浄化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the filter is a catalytic device having an oxidation catalyst carried on a surface thereof.
【請求項4】 前記フィルタは、表面に酸化触媒を担持
した触媒装置と、表面に酸化触媒を担持してパティキュ
レートを捕捉するパティキュレートフィルタとで構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載のエンジンの排
気浄化装置。
4. The filter comprises a catalytic device having an oxidation catalyst on its surface and a particulate filter which has an oxidation catalyst on its surface to capture particulates. Exhaust gas purification device for the engine described.
【請求項5】 前記加熱手段は、電気ヒータであること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項記
載のエンジンの排気浄化装置。
5. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the heating means is an electric heater.
【請求項6】 前記加熱手段は、バーナであることを特
徴とする請求項1記載ないし請求項4のいずれか1項記
載のエンジンの排気浄化装置。
6. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the heating means is a burner.
【請求項7】 前記加熱手段は、燃料噴射装置からの噴
射量及び噴射タイミングの制御により、前記フィルタを
加熱することを特徴とする請求項1ないし請求項4のい
ずれか1項記載のエンジンの排気浄化装置。
7. The engine according to claim 1, wherein the heating means heats the filter by controlling an injection amount and an injection timing from a fuel injection device. Exhaust purification device.
【請求項8】 前記排気流量低減手段は、 前記フィルタに並列に設けられた分流通路に介装された
開閉弁を開くことにより、前記分流通路を開いて前記フ
ィルタに流入する排気流量を低減させることを特徴とす
る請求項1ないし請求項7のいずれか1項記載のエンジ
ンの排気浄化装置。
8. The exhaust flow rate reducing means opens an on-off valve provided in a diversion passage provided in parallel with the filter to open the diversion passage to reduce an exhaust flow amount flowing into the filter. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1, wherein the exhaust emission control device is reduced.
【請求項9】 前記排気流量低減手段は、 エンジンの吸気絞り弁を絞ることにより、前記フィルタ
に流入する排気流量を低減させることを特徴とする請求
項1ないし請求項7のいずれか1項記載のエンジンの排
気浄化装置。
9. The exhaust flow rate reducing means reduces the exhaust flow rate flowing into the filter by throttling an intake throttle valve of an engine. Engine exhaust purification device.
【請求項10】 前記排気流量低減手段は、エンジンの
EGR装置における排気の還流率を高くすることによ
り、前記フィルタに流入する排気流量を低減させること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項記
載のエンジンの排気浄化装置。
10. The exhaust flow rate reducing means reduces the exhaust flow rate flowing into the filter by increasing the exhaust gas recirculation rate in the EGR device of the engine. The exhaust emission control device for an engine according to any one of claims.
【請求項11】 前記排気流量低減手段は、エンジンの
吸気バルブの開閉タイミングを変化させることにより、
前記フィルタに流入する排気流量を低減させることを特
徴とする請求項1記載ないし請求項7のいずれか1項記
載のエンジンの排気浄化装置。
11. The exhaust flow rate reducing means changes the opening / closing timing of an intake valve of an engine,
The exhaust gas purification device for an engine according to any one of claims 1 to 7, wherein a flow rate of exhaust gas flowing into the filter is reduced.
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