JP2005061379A - Exhaust emission control device - Google Patents
Exhaust emission control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005061379A JP2005061379A JP2003296116A JP2003296116A JP2005061379A JP 2005061379 A JP2005061379 A JP 2005061379A JP 2003296116 A JP2003296116 A JP 2003296116A JP 2003296116 A JP2003296116 A JP 2003296116A JP 2005061379 A JP2005061379 A JP 2005061379A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- dpf
- temperature
- particulate filter
- diesel particulate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Description
本発明は排ガス浄化装置に係り、特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるカーボン微粒子を捕捉し、その捕捉したカーボン微粒子を触媒の反応熱により燃焼させて除去する自己再生型のディーゼルパティキュレートフィルタを備えた排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus, and more particularly to a self-regenerating diesel part that captures carbon particulates contained in exhaust gas discharged from a diesel engine and burns and removes the captured carbon particulates by reaction heat of a catalyst. The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus provided with a curate filter.
近年、ディーゼルエンジンから排出される排ガス(排気)中に含まれるカーボン微粒子による環境汚染が深刻化している。この問題を解決するために、首都圏を中心とした一定の地域においては、ディーゼルエンジンの排ガス中からカーボン微粒子を捕捉する装置、いわゆる粒子状物質低減装置を装備した車両でなければ走行が許可されず、また、その粒子状物質低減装置を装備していない車両は、上述した一定の地域内への乗入れを禁止するように法整備が行われて実施されようとしている。 In recent years, environmental pollution due to carbon fine particles contained in exhaust gas (exhaust gas) discharged from a diesel engine has become serious. In order to solve this problem, in certain areas, mainly in the Tokyo metropolitan area, traveling is permitted unless the vehicle is equipped with a so-called particulate matter reduction device that captures carbon particulates from the exhaust gas of diesel engines. In addition, a vehicle that is not equipped with the particulate matter reduction device is about to be implemented with legislation so as to prohibit entry into the certain area described above.
ディーゼルエンジンの排ガス中からカーボン微粒子を捕捉するエレメントとしてのディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、「DPF」という。)は、排ガス中に含まれるカーボン微粒子を捕捉できる目開きのろか素子で構成されている。そして、このDPFが捕捉したカーボン微粒子で目詰まりを起こしたときは、DPFを電気ヒータで加熱してカーボン微粒子を燃焼除去して再生する加熱燃焼型と(特許文献1参照)、ろか素子に白金(Pt)、パラジウム(Pd)又はロジウム(Rh)等の貴金属からなる触媒を担持させてDPFを構成し、そのDPFが捕捉したカーボン微粒子を排ガス中のHC、COの酸化反応による反応熱で燃焼除去して再生する自己再生型とが存在している(特許文献2参照)。この自己再生型のDPFは、加熱燃焼型のような電気ヒータを設ける必要もなく、また、その電気ヒータを制御するというような操作も必要とせずにディーゼルエンジンを駆動したときの排ガスの温度を用いて再生できるという特長を有している。
しかしながら、上記自己再生型のDPFを備えた排ガス浄化装置において、DPFは、所定の接触温度の範囲内で排ガスと触媒とが接触されないとカーボン微粒子を酸化除去できない性質を有しているので、例えば、ディーゼルエンジンがアイドリングのような低速回転運転が長時間に及ぶと所定の接触温度が得られず、DPFに目詰まりが発生するという欠点がある。 However, in the exhaust gas purification apparatus provided with the self-regenerating DPF, the DPF has a property that the carbon particulates cannot be oxidized and removed unless the exhaust gas and the catalyst are in contact with each other within a predetermined contact temperature range. When the diesel engine is operated at a low speed such as idling for a long time, a predetermined contact temperature cannot be obtained and the DPF is clogged.
すなわち、自己再生型のDPFは、250〜500℃の接触温度の範囲でカーボン微粒子の酸化除去効率が優れ、この接触温度は、ディーゼルエンジンを搭載した車両が走行運転しているときに自然に得られる。したがって、車両の通常の走行運転中は、DPFを何ら問題なく自己再生することが可能である。しかし、車両の走行が停止され、アイドリングが長時間に及ぶと、つまりディーゼルエンジンが長時間低速回転におかれると、ディーゼルエンジンの排ガス温度が200℃以下となり、DPFの自己再生機能が低下し、DPFはカーボン微粒子を捕集するだけとなって目詰まりが発生するという欠点がある。しかも、このような目詰まりがDPFに発生した場合は、ディーゼルエンジンの排気系が閉塞状態になるので、ディーゼルエンジン自体の出力に悪影響を与えるという不都合も発生してしまう。 That is, the self-regenerating DPF has excellent oxidation removal efficiency of carbon fine particles in a contact temperature range of 250 to 500 ° C., and this contact temperature is naturally obtained when a vehicle equipped with a diesel engine is running. It is done. Therefore, the DPF can self-regenerate without any problem during normal driving of the vehicle. However, when the vehicle is stopped and idling takes a long time, that is, when the diesel engine is put in low speed rotation for a long time, the exhaust gas temperature of the diesel engine becomes 200 ° C. or lower, and the self-regeneration function of the DPF decreases, DPF has a drawback that it only collects carbon fine particles and causes clogging. In addition, when such clogging occurs in the DPF, the exhaust system of the diesel engine is blocked, which causes a disadvantage of adversely affecting the output of the diesel engine itself.
また、DPFがカーボン微粒子で目詰まりを起こした場合、あるいは、目詰まり状態までは進行しない場合においても、ディーゼルエンジンの排気系に未燃焼のカーボン微粒子が大量に存在することは、火気雰囲気中に可燃物のカーボン微粒子が多く存在することになるので好ましいことでないことは明らかである。そして、何らかの原因でDPF中のカーボン微粒子に着火するような異常状態が発生したときは、その異常状態を的確に把握して異常状態のDPFをディーゼルエンジンの排気系から隔絶して切離す等の適切な措置を講ずる必要があることも明らかである。 In addition, even when the DPF is clogged with carbon fine particles or when it does not progress to the clogged state, the presence of a large amount of unburned carbon fine particles in the exhaust system of the diesel engine Obviously, it is not preferable because there are many combustible carbon fine particles. And when an abnormal condition occurs that ignites carbon fine particles in the DPF for some reason, the abnormal condition is accurately grasped and the abnormal DPF is isolated and separated from the exhaust system of the diesel engine. It is also clear that appropriate measures need to be taken.
そこで、本発明は、上記従来の排ガス浄化装置の持つ欠点を除去するためになされたものであって、自己再生型のDPFの状態を監視できるようにした排ガス浄化装置を提供することを第1の目的としている。また、本発明は、DPFに異常状態が発生したときは、ディーゼルエンジンの排気系からその異常の発生したDPFを切離すことができるようにした排ガス浄化装置を提供することを第2の目的としている。そして、本発明は、DPFの目詰まりを未然に防止できるようにした排ガス浄化装置を提供することをも目的としている。 Accordingly, the present invention has been made to eliminate the drawbacks of the conventional exhaust gas purification apparatus, and provides a first exhaust gas purification apparatus that can monitor the state of a self-regenerating DPF. The purpose is. A second object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of disconnecting a DPF in which an abnormality has occurred from an exhaust system of a diesel engine when an abnormal state occurs in the DPF. Yes. Another object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus that can prevent clogging of the DPF.
本発明に係る排ガス浄化装置は、上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるカーボン微粒子を捕集するとともに、その捕集したカーボン微粒子を触媒の反応熱により燃焼させて除去する自己再生型のDPFを備えた排ガス浄化装置において、前記DPFの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、検出された前記DPFの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度の差に基づいてそのDPFの加熱状態を監視する監視手段と、を有することを特徴としている。
本発明の請求項2に係る排ガス浄化装置は、DPFは、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちの一方の経路中に設けられ、監視手段によりそのDPFが所定の加熱状態にあると判定されたときに、それら2つの2方向弁をそれぞれ操作してそのDPFの設けられている一方の経路を閉止状態にするとともに、ディーゼルエンジンから排出される排ガスをそのDPFの設けられていない他方の経路を介して排出するようにしたことを特徴としている。
本発明の請求項3に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちのDPFの設けられていない他方の経路中には、ディーゼルエンジンから発生する音を消失させるサイレンサが設けられていることを特徴としている。
本発明の請求項4に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちのDPFの設けられていない他方の経路には、それら2つの2方向弁のうち、排ガスの流れの下流側に位置する2方向弁を経由しないで大気と連通したバイパス経路が設けられていることを特徴としている。
本発明の請求項5に係る排ガス浄化装置は、DPFの入口側の排ガス圧力を検出する圧力検出手段を設けるとともに、その圧力検出手段が所定以上の圧力を検出したときに、2つの2方向弁をそれぞれ操作してそのDPFの設けられている一方の経路を閉止状態にし、ディーゼルエンジンから排出される排ガスをそのDPFの設けられていない他方の経路を介して排出するようにしたことを特徴としている。
本発明の請求項6に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁のうちの排ガスの流れの上流側に位置する2方向弁に入る前の排ガスの温度を検出する温度検出手段を設けたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention collects carbon fine particles contained in the exhaust gas discharged from a diesel engine, and the collected carbon fine particles. In the exhaust gas purification apparatus having a self-regenerating DPF that burns and removes the catalyst by the reaction heat of the catalyst, temperature detection means for detecting the exhaust gas temperature on the inlet side and the exhaust gas temperature on the outlet side of the DPF, respectively, Monitoring means for monitoring the heating state of the DPF based on the difference between the exhaust gas temperature on the inlet side and the exhaust gas temperature on the outlet side of the DPF.
In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 2 of the present invention, the DPF is provided in one of the two paths formed between the two two-way valves, and the DPF is in a predetermined heating state by the monitoring means. When it is determined that the DPF is in operation, the two two-way valves are respectively operated to close one of the paths provided with the DPF, and exhaust gas discharged from the diesel engine is provided with the DPF. It is characterized by discharging through the other route that is not.
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3 of the present invention eliminates the sound generated from the diesel engine in the other path where the DPF is not provided, out of the two paths formed between the two two-way valves. The feature is that a silencer is provided.
In the exhaust gas purifying apparatus according to
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 5 of the present invention is provided with pressure detecting means for detecting the exhaust gas pressure on the inlet side of the DPF, and two two-way valves when the pressure detecting means detects a predetermined pressure or more. Each of which is operated to close one path where the DPF is provided, and exhaust gas discharged from the diesel engine is discharged via the other path where the DPF is not provided. Yes.
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 6 of the present invention is provided with temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas before entering the two-way valve located upstream of the flow of the exhaust gas of the two two-way valves. It is characterized by.
本発明の請求項1に係る排ガス浄化装置は、DPFの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、その検出された前記DPFの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度の差に基づいてそのDPFの加熱状態を監視する監視手段とを有するので、DPFの動作状態を監視することができ、例えば、DPF内で異常燃焼が発生したときにその異常状態を検出することができる。
本発明の請求項2に係る排ガス浄化装置は、DPFは、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちの一方の経路中に設けられ、監視手段によりそのDPFが所定の加熱状態にあると判定されたときに、それら2つの2方向弁をそれぞれ操作してそのDPFの設けられている一方の経路を閉止状態にするとともに、ディーゼルエンジンから排出される排ガスをそのDPFの設けられていない他方の経路を介して排出するようにしたので、異常状態の発生したDPFをディーゼルエンジンの排気系から切離すことができるとともに、ディーゼルエンジンの排気系の通路を確保することができる。
本発明の請求項3に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちのDPFの設けられていない他方の経路中には、ディーゼルエンジンから発生する音を消失させるサイレンサが設けられているので、ディーゼルエンジンの排気系からDPFが切離されてもディーゼルエンジンから発生する音を消失させることができる。
本発明の請求項4に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁間に形成された2つの経路のうちのDPFの設けられていない他方の経路には、それら2つの2方向弁のうち、排ガスの流れの下流側に位置する2方向弁を経由しないで大気と連通したバイパス経路が設けられているので、排ガスの流れの下流側に位置する2方向弁に故障が発生してもディーゼルエンジンの排気系の通路を確保することができる。
本発明の請求項5に係る排ガス浄化装置は、DPFの入口側の排ガス圧力を検出する圧力検出手段を設けるとともに、その圧力検出手段が所定以上の圧力を検出したときに、2つの2方向弁をそれぞれ操作してそのDPFの設けられている一方の経路を閉止状態にし、ディーゼルエンジンから排出される排ガスをそのDPFの設けられていない他方の経路を介して排出するようにしたので、目詰まりの発生したDPFをディーゼルエンジンの排気系から切離すことができる。
本発明の請求項6に係る排ガス浄化装置は、2つの2方向弁のうちの排ガスの流れの上流側に位置する2方向弁に入る前の排ガスの温度を検出する温度検出手段を設けたので、ディーゼルエンジンの排ガス温度の検出が常時可能となり、その排ガス温度が所定以下のときにDPFに対して適切な対策を講ずることが可能となる。
The exhaust gas purifying apparatus according to
In the exhaust gas purifying apparatus according to claim 2 of the present invention, the DPF is provided in one of the two paths formed between the two two-way valves, and the DPF is in a predetermined heating state by the monitoring means. When it is determined that the DPF is in operation, the two two-way valves are respectively operated to close one of the paths provided with the DPF, and exhaust gas discharged from the diesel engine is provided with the DPF. Since the exhaust gas is discharged through the other route, the DPF in which the abnormal state has occurred can be separated from the exhaust system of the diesel engine, and a passage of the exhaust system of the diesel engine can be secured.
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3 of the present invention eliminates the sound generated from the diesel engine in the other path where the DPF is not provided, out of the two paths formed between the two two-way valves. Since the silencer is provided, the sound generated from the diesel engine can be eliminated even if the DPF is disconnected from the exhaust system of the diesel engine.
In the exhaust gas purifying apparatus according to
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 5 of the present invention is provided with pressure detecting means for detecting the exhaust gas pressure on the inlet side of the DPF, and two two-way valves when the pressure detecting means detects a predetermined pressure or more. Are operated so that one path provided with the DPF is closed and exhaust gas discharged from the diesel engine is discharged via the other path not provided with the DPF. The generated DPF can be separated from the exhaust system of the diesel engine.
Since the exhaust gas purifying apparatus according to claim 6 of the present invention is provided with the temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas before entering the two-way valve located upstream of the flow of the exhaust gas of the two two-way valves. The exhaust gas temperature of the diesel engine can be detected at any time, and appropriate measures can be taken against the DPF when the exhaust gas temperature is below a predetermined value.
以下、本発明に係る排ガス浄化装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る排ガス浄化装置の概略構成図であって、図1中、1は、自己再生型のDPFである。このDPF1は、周知のDPFを用いることができ、ハニカム状の多孔質セラミックス、又は特開平4−326912号公報、あるいは特開平5−103928号公報に示される多孔質金属製のろか素子に白金(Pt)、パラジウム(Pd)、あるいはロジウム(Rh)等からなる貴金属を担持させてカラム内に装填して構成されたものでもよく、又は、特開2003−214143号公報に示されるように、カラム内に上述の貴金属を担持させたろ材を充填して構成されたものでもよい。いずれにしても、ろか素子が捕捉したカーボン微粒子を排ガス中のHC、COの酸化反応による反応熱で燃焼させて除去して再生する自己再生型のDPFであれば採用することができる。この自己再生型のDPF1は、カラム内に通気性の充填材が充填された構造を呈しているので、後述するサイレンサ2と同様にディーゼルエンジン(図示せず)から発生する音を消失させる機能をも有している。
Hereinafter, an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a self-regenerating DPF. As this DPF1, a well-known DPF can be used, and a honeycomb-like porous ceramic, or a porous metal filter element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-326912 or Japanese Patent Laid-Open No. Pt), palladium (Pd), rhodium (Rh) or the like may be loaded and loaded into the column, or as shown in JP 2003-214143 A It may be configured to be filled with a filter medium carrying the above-mentioned noble metal. In any case, any self-regenerating DPF that burns and removes carbon fine particles captured by the element by the reaction heat generated by the oxidation reaction of HC and CO in the exhaust gas can be employed. Since this self-regenerating
この自己再生型のDPF1は、図示しないディーゼルエンジンの排気系に設けられた一つの流入口と2つの流出口を有する一対の2方向弁V1 ,V2 間に形成される2つの経路L1 ,L2 のうちの一方の経路L1 中に着脱自在に設けられている。これら2つの2方向弁V1 ,V2 のうち、2方向弁V1 は、ディーゼルエンジンの排ガスの流れの上流側に位置し、他方の2方向弁V2 は、その下流側に位置している。そして、これら2つの2方向弁V1 ,V2 は、それぞれ電磁弁等からなる電動弁により駆動されるように構成されていて、後述するコントローラ3からの駆動信号により同期して操作されるように構成されている。特に、これら2つの2方向弁V1 ,V2 は、経路L1 からL2 に、又は経路L2 からL1 に切替わる際においても、弁の開口率が、常時、所定以上に保てるように工夫されている。したがって、これら2つの弁V1 ,V2 が操作途中においてもディーゼルエンジンの排気系を閉止することがないので、ディーゼルエンジンに悪影響を与えることがない特長を有している。
This self-regenerating
図1中、2は、サイレンサ(消音機)であって、2つの2方向弁V1 ,V2 間に形成された2つの経路L1 ,L2 のうちのDPF1の設けられていない他方の経路L2 中に着脱自在に設けられている。このサイレンサ2は、本発明に係るディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から発生する音を消失ないし低減するための周知のサイレンサと同様に構成されていて、円筒式や遮板式等の周知の種類のサイレンサとすることができる。 In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a silencer (silencer), which is located in the other path L2 of the two paths L1 and L2 formed between the two two-way valves V1 and V2 where the DPF1 is not provided. It is detachable. The silencer 2 is configured in the same manner as a known silencer for eliminating or reducing sound generated from an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine according to the present invention, and is a known type such as a cylindrical type or a shield type. Can be a silencer.
図1中、T0 ,T1 ,T2 は排ガスの温度を検出するための温度センサであり、これら温度センサT0 ,T1 ,T2 の検出信号は、後述のコントローラ3に入力されるように構成されている。そして、これら温度センサT0 ,T1 ,T2 のうち、温度センサT0 は、排ガスの流れの上流側に設けられている2方向弁V1 の取付位置よりも上流側、すなわち、2方向弁V1 の入口側の排ガス温度を検出できる位置に設けられている。したがって、この温度センサT0 は、2方向弁V1 ,V2 がいずれの方向に開閉されていてもディーゼルエンジンの排ガス温度を常時検出できる特徴を有している。 In FIG. 1, T0, T1, and T2 are temperature sensors for detecting the temperature of the exhaust gas, and the detection signals of these temperature sensors T0, T1, and T2 are input to the controller 3 described later. . Of these temperature sensors T0, T1, and T2, the temperature sensor T0 is upstream of the mounting position of the two-way valve V1 provided upstream of the exhaust gas flow, that is, the inlet side of the two-way valve V1. It is provided at a position where the exhaust gas temperature can be detected. Therefore, the temperature sensor T0 has a feature that the exhaust gas temperature of the diesel engine can always be detected regardless of which direction the two-way valves V1 and V2 are opened and closed.
温度センサT1 は、排ガスの流れの上流側に位置する2方向弁V1 とDPF1との間の経路L1 中に、すなわち、DPF1の入口側の排ガス温度を検出できるように設けられている。したがって、この温度センサT1 は、2方向弁V1 ,V2 が経路L1 側に開口しているときは、上記温度センサT0 と同一の検出温度を示す性質を有している。 The temperature sensor T1 is provided in the path L1 between the two-way valve V1 and the DPF1 positioned upstream of the exhaust gas flow, that is, so as to detect the exhaust gas temperature on the inlet side of the DPF1. Therefore, the temperature sensor T1 has the property of showing the same detected temperature as the temperature sensor T0 when the two-way valves V1 and V2 are opened to the path L1.
温度センサT2 は、排ガスの流れの下流側に位置する2方向弁V2 とDPF1との間の経路L1 中に、すなわち、DPF1の出口側の排ガス温度を検出できるように設けられている。この温度センサT2 は、上記温度センサT1 と同一の経路L1 中に設けられているので、その温度センサT1 と原則的に同じ検出温度を示すが、途中にDPF1が介在している分だけ、時間差を有して、かつ、そのDPF1内において温度が変化(上昇)した分だけ異なった値を示す特徴を有している。
The temperature sensor T2 is provided in the path L1 between the two-way valve V2 and the
図1中、Pは、上記温度センサT1 と同様の経路位置、すなわち、DPF1の入口側に設けられた圧力センサである。したがって、この圧力センサPは、2つの2方向弁V1 ,V2 が経路L1 側に開いているときにDPF1の入口側の排ガスの圧力を検出することができる。この排ガスの圧力は、ディーゼルエンジンの背圧に相当している。
In FIG. 1, P is a pressure sensor provided on the same path position as the temperature sensor T1, that is, on the inlet side of the
図1中、3は、CPUを中心に構成されたコントローラであって、本発明に係る排ガス浄化装置を統括的に制御できるように構成されている。図2は、このコントローラ3の電気的構成を示すブロック図を示している。 In FIG. 1, reference numeral 3 denotes a controller mainly composed of a CPU so that the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention can be comprehensively controlled. FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the controller 3.
このコントローラ3は、ROM10に格納されているシステムプログラムデータ及びRAM11に格納されているワーキングデータを用いて演算処理する中央処理部(CPU)12を有している。そして、CPU12は、I/Oユニット13を介して各温度センサT0 ,T1 ,T2 及び圧力センサPの各検出信号を取込むためのセンサアンプ14と、電動弁からなる2方向弁V1 ,V2 を駆動(操作)するためのバルブドライバ15と、後述する表示器4を駆動制御する表示ドライバ16とが接続されている。なお、このコントローラ3には、電源回路等の他の構成要素も含まれているが、ここでは省略されている。
The controller 3 includes a central processing unit (CPU) 12 that performs arithmetic processing using system program data stored in the
図4は、図示しない車両(この車両には、トラックやバス等の車両以外に、ディーゼルエンジンを搭載した列車や船舶、あるいは建設・土木機械等の各種機器を含んでいる。)の運転台に設けられている上記コントローラ3に接続されている表示器であって、ディーゼルエンジンの排ガス温度、すなわち、温度センサT0 の温度を表示する温度表示部4aと、DPF1の状態及びディーゼルエンジンの排ガス温度の状態を表示するランプ群4bとを備えている。このランプ群4bは、DPF1が正常に作動している状態、DPF1に異常が発生している状態、及びディーゼルエンジンの排ガス温度(温度センサT0 )の温度が所定温度以下(例えば200℃以下)になったことを示す各種状態表示ができるように構成されている。なお、表示器4には、上述の各種状態のうち、異常状態が発生したときに音により車両のドライバーに報知するブザーを設けることもできる。
FIG. 4 shows a driver's cab of a vehicle (not shown) (this vehicle includes a train and a ship equipped with a diesel engine in addition to vehicles such as trucks and buses, and various devices such as construction and civil engineering machines). It is a display connected to the controller 3 provided, the
以下、上記構成からなる排ガス浄化装置の制御動作を図3のフローチャートを用いて説明する。今、車両の運転に先立ってディーゼルエンジンが始動されたとする(ステップ100肯定(Y)。以下、ステップを「S」とする。)。ディーゼルエンジンの始動によりコントローラ3にも図示しない電源回路から駆動電源が供給されて駆動状態となる。したがって、コントローラ3には、各温度センサT0 ,T1 ,T2 及び圧力センサPの検出信号がそれぞれ入力される。 Hereinafter, the control operation of the exhaust gas purification apparatus having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. Now, it is assumed that the diesel engine is started prior to driving the vehicle (Yes in Step 100 (Y). Hereinafter, the step is referred to as “S”). When the diesel engine is started, drive power is also supplied to the controller 3 from a power supply circuit (not shown) to enter a drive state. Therefore, detection signals from the temperature sensors T0, T1, T2 and the pressure sensor P are input to the controller 3, respectively.
ディーゼルエンジンの始動直後において、ディーゼルエンジンの排ガス温度、つまり、温度センサT0 の温度は、DPF1が自己再生を行うために必要な所定温度以下、例えば200℃(以下、DPF1が自己再生を行うに必要な最低温度を200℃として説明する。)であるが、この温度は、ディーゼルエンジンの図示しないアクセルペダルを踏み込むと瞬時に200℃以上に上昇する性質を有している。したがって、ディーゼルエンジンを搭載した車両の通常運転においては、温度センサT0 が200℃以下を数分間(例えば1分以上)に亘って検出することはない(S102否定(N))。
Immediately after starting the diesel engine, the exhaust gas temperature of the diesel engine, that is, the temperature of the temperature sensor T0 is equal to or lower than a predetermined temperature required for the
ところが、車両が交通渋滞等により停車時間が長くなるなどしてアイドリング状態が長時間に及ぶと、ディーゼルエンジンは低速回転状態となって排ガス温度(温度センサT0 の温度)が200℃以下になることがある。排ガス温度が200℃以下に長時間保たれると、DPF1は、触媒の反応熱により除去する自己再生機能が低下して捕捉したカーボン微粒子により目詰まりを発生させてしまうので、排ガス温度が200℃以下が所定時間以上継続したとき(例えば1分以上継続したとき)(S102Y)、2つの2方向弁V1 ,V2 は、バルブドライバ15を介してDPF1の設けられているそれまでの経路L1 側からサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替えられるとともに、DPF1が排ガス処理を中止していることが表示器4を介してドライバーに報知されて注意が喚起される(S103)。すなわち、コントローラ3のROM10(又はRAM11)には、温度センサT0 の温度が200℃以下が数分間(例えば1分以上)継続したときは、2方向弁V1 ,V2 が経路L1 から経路L2 へ切り替えること、及び表示器4に警報表示を行うことがプログラムされているので、2方向弁V1 ,V2 が自動的に切り替えられるとともに、表示器4を介して警報が発せられる。
However, if the vehicle is idling for a long period of time due to a traffic jam or the like, the diesel engine will run at a low speed and the exhaust gas temperature (temperature sensor T0 temperature) will be below 200 ° C. There is. If the exhaust gas temperature is kept at 200 ° C. or lower for a long time, the
2方向弁V1 ,V2 がサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替えられると、ディーゼルエンジンから排出されるカーボン微粒子は、DPF1で処理されることなく大気に放出されるが、このときのディーゼルエンジンは、低速回転でカーボン微粒子の排出量も多くないので環境に与える影響は大きくない。しかし、ディーゼルエンジンから排出されるカーボン微粒子が大気に放出されるのは好ましくないので、2方向弁V1 ,V2 がサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替わり、かつ、表示器4を介して警報が発せられてから所定時間(例えば1分間)経過してもディーゼルエンジンの排ガス温度(温度センサT0 の温度)が200℃以上に回復しないときには、コントローラ3から図示しないディーゼルエンジンの制御系に信号を送出して車両が停車中であることを条件にディーゼルエンジンを強制的に停止させるようにすることもできる。
When the two-way valves V1 and V2 are switched to the path L2 side where the silencer 2 is provided, the carbon particulates discharged from the diesel engine are released to the atmosphere without being treated by the
上述のように、コントローラ3の指示により2つの2方向弁V1 ,V2 がDPF1の設けられている経路L1 側からサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替わるように制御された場合においても、排ガスの流れの下流側に位置する2方向弁V2 が何らかの原因で経路L2 側に切り替わらない故障が考えられる。このような2方向弁V2 の故障が発生したときにおいても、サイレンサ2からの排ガスは、バイパス経路L3 を介して大気へ放出されるので、ディーゼルエンジンの駆動は継続されてフェールセーフが図られる。
As described above, even when the two two-way valves V1 and V2 are controlled to be switched from the path L1 side where the
さて、ディーゼルエンジンの排ガス温度(温度センサT0 の温度)が200℃を越える定常状態においては、DPF1の入口側及び出口側にそれぞれ設けられた温度センサT1 ,T2 においてDPF1の加熱状態が監視されるとともに(S104、S106)、そのDPF1の目詰まり状態も監視される(S106否定、S107)。
Now, in the steady state where the exhaust gas temperature of the diesel engine (temperature of the temperature sensor T0) exceeds 200 ° C., the heating state of the DPF1 is monitored by the temperature sensors T1 and T2 provided on the inlet side and the outlet side of the DPF1, respectively. At the same time (S104, S106), the clogged state of the
先ず、DPF1が異常加熱と判定される場合から説明すると、同一の経路L1 中に設けられている温度センサT1 ,T2 の検出温度は、原則的に同一温度を検出するが、両温度センサT1 ,T2 間にDPF1が存在している分、温度センサT2 は温度センサT1 よりも所定の時間差(タイムラグ)を有して検出され、また、DPF1内における触媒の反応熱分だけ高い温度が検出される。
First, from the case where it is determined that the
自己再生型のDPF1において、ディーゼルエンジンの排ガス中のカーボン微粒子を良好に酸化除去できる接触温度は、250〜500℃、好ましくは350℃前後と知られており、この良好な酸化除去におけるDPF1の入口側と出口側の温度差、つまり、温度センサT1 ,T2 の温度差(各センサT1 ,T2 の温度をT1 ,T2 としたときはT2 −T1 )も既知であるので、その温度差が所定温度を超えるときは、DPF1内で異常燃焼、つまり火災状態にあると判定することができる。したがって、コントローラ3は、両温度センサT1 ,T2 の温度差がROM10(又はRAM11)に予め記憶されている温度差(しきい値)を越えたときは、DPF1は異常加熱状態にあると判定して2つの2方向弁V1 ,V2 をDPF1の設けられている経路L1 側からサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替えるとともに、表示器4にDPF1に異常が発生したことが報知される(S106肯定、S108)。このように、異常の発生したDPF1をディーゼルエンジンの排気系から切離すことができる。DPF1に異常が発生した場合、ドライバーは、車両を整備工場等の所定の場所へ移動させて復旧処理を行うこととなる(110)。
In the self-regenerating DPF1, it is known that the contact temperature at which the carbon fine particles in the exhaust gas from the diesel engine can be satisfactorily oxidized and removed is 250 to 500 ° C, preferably around 350 ° C. The temperature difference between the temperature side and the outlet side, that is, the temperature difference between the temperature sensors T1 and T2 (T2−T1 when the temperatures of the sensors T1 and T2 are T1 and T2) is also known. When exceeding, it can be determined that there is abnormal combustion in the
なお、上述の説明は、DPF1に異常加熱が発生したときの説明であるが、温度センサT1 ,T2 の温度差がタイムラグを考慮しても所定温度に満たない場合や、温度センサT1 の温度が温度センサT2 よりも高いようなときは、DPF1の触媒反応に異常を来していたり、あるいは温度センサT1 又はT2 に故障が発生していることが考えられるので、この場合も、2方向弁V1 ,V2 をサイレンサ2の設けられている経路L2 に切り替えて表示器4に警報を表示するようにしてもよい。
The above description is for when abnormal heating occurs in the
また、両温度センサT1 ,T2 の温度差がDPF1が良好に機能する温度差内であっても、何らかの理由によりDPF1に目詰まりが発生することが考えられる。この目詰まりをそのまま放置すると、目詰まりしたカーボン微粒子に着火して異常加熱の原因等になるので、圧力センサPが所定圧以上になったときは(S106否定、S107肯定)、2方向弁V1 ,V2 はDPF1の設けられている経路L1 側からサイレンサ2の設けられている経路L2 側に切り替えられ、また、DPF1に目詰まりが発生したことが表示器4に報知させる(S108)。すなわち、コントローラ3のROM10(又はRAM11)には、予めDPF1が目詰まりしたときのDPF1の入口側の圧力の値が記憶されているので、圧力センサPの圧力がその記憶されている圧力の値を越えたときに、コントローラ3は、2方向弁V1 ,V2 を経路L2 側へ切り替えるとともに、表示器4を介して警報が発せられるように制御することとなる。したがって、このような異常が発生したとき、ドライバーは、車両を整備工場等の所定の場所へ移動してDPF1の復旧処理を行うこととなる(S110)。
Even if the temperature difference between the temperature sensors T1 and T2 is within the temperature difference where the
なお、上述の例では、経路L2 にサイレンサ2を設けるようにしたが、これを省略することも可能である。しかし、このサイレンサ2を設ければ、DPF1の設けられている経路L1 から経路L2 に切り替えられてディーゼルエンジンが継続運転される場合の音を低減ないし消失することができるとともに、従来から搭載されているサイレンサを取り外すことなく利用することができる効果がある。
In the above example, the silencer 2 is provided in the path L2, but this can be omitted. However, if this silencer 2 is provided, the noise when the diesel engine is continuously operated by switching from the route L1 provided with the
1 DPF
2 サイレンサ
3 コントローラ
4 表示器
L1 ,L2 経路
L3 バイパス経路
V1 ,V2 2方向弁
T0 ,T1 ,T2 温度センサ
P 圧力センサ
10 ROM
11 RAM
12 CPU
13 I/Oユニット
14 センサアンプ
15 バルブドライバ
16 表示ドライバ
1 DPF
2 Silencer 3
11 RAM
12 CPU
13 I /
Claims (6)
前記ディーゼルパティキュレートフィルタの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度をそれぞれ検出する温度検出手段と、
検出された前記ディーゼルパティキュレートフィルタの入口側の排ガス温度及び出口側の排ガス温度の差に基づいてそのディーゼルパティキュレートフィルタの加熱状態を監視する監視手段と、
を有することを特徴とする排ガス浄化装置。 An exhaust gas purifying apparatus equipped with a self-regenerating diesel particulate filter that collects carbon particulates contained in exhaust gas discharged from a diesel engine and burns and removes the collected carbon particulates by reaction heat of the catalyst. In
Temperature detecting means for detecting exhaust gas temperature on the inlet side and exhaust gas temperature on the outlet side of the diesel particulate filter, and
Monitoring means for monitoring the heating state of the diesel particulate filter based on the difference between the detected exhaust gas temperature on the inlet side and the exhaust gas temperature on the outlet side of the detected diesel particulate filter;
An exhaust gas purification apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003296116A JP2005061379A (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Exhaust emission control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003296116A JP2005061379A (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Exhaust emission control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005061379A true JP2005061379A (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=34372128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003296116A Pending JP2005061379A (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Exhaust emission control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005061379A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011236865A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Acr Co Ltd | Control device of exhaust emission control device |
DE102005042843B4 (en) * | 2005-05-09 | 2014-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for diagnosing an exhaust gas treatment device arranged in an exhaust region of an internal combustion engine, and device for carrying out the method |
JP2015068237A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 株式会社クボタ | Exhaust treatment device for diesel engine |
US9528422B2 (en) | 2013-08-06 | 2016-12-27 | GM Global Technology Operations LLC | Particulate filter washcoat diagnosis based on exothermic substrate temperature |
CN114577543A (en) * | 2022-02-18 | 2022-06-03 | 中国环境科学研究院 | System and method for detecting emission amount of particulate matters in tail gas |
-
2003
- 2003-08-20 JP JP2003296116A patent/JP2005061379A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005042843B4 (en) * | 2005-05-09 | 2014-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Method for diagnosing an exhaust gas treatment device arranged in an exhaust region of an internal combustion engine, and device for carrying out the method |
JP2011236865A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Acr Co Ltd | Control device of exhaust emission control device |
US9528422B2 (en) | 2013-08-06 | 2016-12-27 | GM Global Technology Operations LLC | Particulate filter washcoat diagnosis based on exothermic substrate temperature |
DE102014110944B4 (en) * | 2013-08-06 | 2021-03-25 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING WASHCOAT ACTIVITY ON A FILTER SUBSTRATE OF A PARTICULATE FILTER |
JP2015068237A (en) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 株式会社クボタ | Exhaust treatment device for diesel engine |
CN114577543A (en) * | 2022-02-18 | 2022-06-03 | 中国环境科学研究院 | System and method for detecting emission amount of particulate matters in tail gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4325367B2 (en) | Exhaust temperature sensor failure detection device | |
JP2019035369A (en) | Exhaust emission control device and vehicle having the same | |
JPH05187221A (en) | Exhaust gas particulate purifying device | |
JPS63297722A (en) | Regenerative method for exhaust purifier of diesel engine | |
JP6223024B2 (en) | Closed sticking detection device for fuel shut-off valve | |
JP2005061379A (en) | Exhaust emission control device | |
JP5323503B2 (en) | Temperature sensor anomaly detection method | |
JP2006523799A (en) | Method and apparatus for particulate matter filter for exhaust system, silencer including the apparatus, and vehicle powered by internal combustion engine | |
JP2005061381A (en) | Exhaust emission control device | |
JPH07180528A (en) | Exhaust emission control device | |
JPH06323127A (en) | Exhaust particulate eliminating device for diesel engine | |
JP2004245167A (en) | Exhaust emission control device | |
JP3378559B2 (en) | Diesel engine black smoke purification device | |
JP6056267B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JPH05332126A (en) | Exhaust emission control device for diesel engine | |
JP4517682B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
JP2842128B2 (en) | Exhaust gas leak detection device of exhaust gas aftertreatment device | |
JP4352946B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
JPH05231131A (en) | Exhaust particulate emission control device | |
JP2001280122A (en) | Black smoke purifier for diesel engine | |
JPH077533Y2 (en) | Particulate trap filter regeneration device | |
JPH0614016Y2 (en) | Exhaust gas purification device for diesel engine | |
JP3919741B2 (en) | Exhaust purification device | |
JPH0219534Y2 (en) | ||
JPH0783029A (en) | Abnormality detection device in exhaust emission control device for diesel engine |