JP2012215083A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device Download PDF

Info

Publication number
JP2012215083A
JP2012215083A JP2011079697A JP2011079697A JP2012215083A JP 2012215083 A JP2012215083 A JP 2012215083A JP 2011079697 A JP2011079697 A JP 2011079697A JP 2011079697 A JP2011079697 A JP 2011079697A JP 2012215083 A JP2012215083 A JP 2012215083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
filter
passage
nox
engine
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011079697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Matsunaga
英則 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobelco Construction Machinery Co Ltd filed Critical Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2011079697A priority Critical patent/JP2012215083A/en
Priority to PCT/JP2012/001357 priority patent/WO2012132227A1/en
Publication of JP2012215083A publication Critical patent/JP2012215083A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F01N3/0878Bypassing absorbents or adsorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/30Controlling by gas-analysis apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9459Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts
    • B01D53/9477Removing one or more of nitrogen oxides, carbon monoxide, or hydrocarbons by multiple successive catalytic functions; systems with more than one different function, e.g. zone coated catalysts with catalysts positioned on separate bricks, e.g. exhaust systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495Controlling the catalytic process
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0231Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using special exhaust apparatus upstream of the filter for producing nitrogen dioxide, e.g. for continuous filter regeneration systems [CRT]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • B01D2251/208Hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/01Engine exhaust gases
    • B01D2258/012Diesel engines and lean burn gasoline engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely carry out the regeneration of a filter 13 while preventing the worsening of fuel economy in an exhaust emission control device for an engine with an NOx catalyst 11, an oxidation catalyst 12 and the filter 13 arranged in this order from the exhaust upstream side toward the downstream side.SOLUTION: An exhaust passage of the engine 2 is branched upstream of the NOx catalyst 11 into a first passage 27 that leads exhaust to the NOx catalyst and into a second passage 28 that leads exhaust to the oxidation catalyst 12 without passing through the NOx catalyst 11. A control valve 29 is provided in the exhaust passage, and the flow rate ratio of the flow rate of exhaust flowing into the first passage 27 to the flow rate of exhaust flowing into the second passage 28 can be changed by the control valve 29.

Description

エンジンの排気浄化装置に関する技術分野に属する。   The present invention belongs to a technical field related to an engine exhaust purification device.

従来より、エンジンの排気通路に配設される排気浄化装置として、排気上流側から排気下流側に向かって、NOx触媒部、酸化触媒部、及びフィルタを順に配置したものが知られている(例えば、特許文献1の図6参照)。この排気浄化装置は、NOx触媒部(HC−SCR触媒)の上流側に設けられた燃料添加装置から排気中に燃料(HC成分)を添加することで、添加燃料とNOxとを反応させて、排気中のNOxの浄化を図るように構成されている。   Conventionally, as an exhaust purification device disposed in an exhaust passage of an engine, a device in which a NOx catalyst portion, an oxidation catalyst portion, and a filter are sequentially arranged from the exhaust upstream side to the exhaust downstream side is known (for example, , See FIG. 6 of Patent Document 1). This exhaust purification device reacts the added fuel with NOx by adding fuel (HC component) into the exhaust from the fuel addition device provided upstream of the NOx catalyst unit (HC-SCR catalyst), It is configured to purify NOx in the exhaust.

上記排気浄化装置では、フィルタに排気微粒子(PM:Particulate Matter)が堆積することにより排気微粒子の捕集効率が低下するという問題があり、この問題を解決するべく、現在までに様々なフィルタ再生技術が提案されている。例えば、特許文献2に示すものでは、フィルタ再生時にエンジンの燃焼室にポスト噴射を行うことで、排気中のHC成分を増加させて酸化触媒部におけるHC成分の酸化反応を促進し、このとき生じる反応熱により、フィルタ温度(フィルタに供給される排気温度)を上昇させてフィルタの再生を図るようにしている。   In the above exhaust purification device, there is a problem that exhaust particulate collection (PM) accumulates on the filter, resulting in a decrease in the collection efficiency of exhaust particulates. To solve this problem, various filter regeneration technologies have been developed so far. Has been proposed. For example, in the one disclosed in Patent Document 2, post-injection is performed in the combustion chamber of the engine at the time of filter regeneration, thereby increasing the HC component in the exhaust and promoting the oxidation reaction of the HC component in the oxidation catalyst unit. The filter is regenerated by raising the filter temperature (exhaust temperature supplied to the filter) by the reaction heat.

特開2008−75610号公報JP 2008-75610 A 特開2010−265754号公報JP 2010-265754 A

しかしながら、NOx触媒部の下流側に酸化触媒部を配設するようにした上述の排気浄化装置では、フィルタ再生時に、ポスト噴射を実行することで酸化触媒部に流入する排気中のHC成分を増加させようとしても、排気がNOx触媒部を通過する際に排気中のNOxとHC成分とが反応するため、その反応分だけ酸化触媒部に流入するHC成分が減少して、該HC成分の酸化反応を利用したフィルタ昇温効果(排気昇温効果)を十分に得られない場合がある。このため、フィルタに堆積した排気微粒子を十分に燃焼除去することができず、フィルタを通過する排気の圧力損失が増加したり、フィルタによる排気微粒子の捕集効果が低下したりするという問題がある。   However, in the above-described exhaust purification device in which the oxidation catalyst unit is disposed downstream of the NOx catalyst unit, the HC component in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst unit is increased by performing post injection during filter regeneration. Even if the exhaust gas passes through the NOx catalyst part, the NOx in the exhaust gas reacts with the HC component, so that the HC component flowing into the oxidation catalyst part is reduced by the amount of the reaction, and the oxidation of the HC component is performed. In some cases, the filter temperature rise effect (exhaust temperature rise effect) utilizing the reaction cannot be sufficiently obtained. For this reason, exhaust particulates accumulated on the filter cannot be sufficiently removed by combustion, and there is a problem that the pressure loss of the exhaust gas passing through the filter increases or the effect of collecting the exhaust particulates by the filter decreases. .

これに対して、ポスト噴射による燃料噴射量を予め、NOxとの反応分だけ増量しておくことが考えられる。しかし、NOxとHC成分との反応量はNOx触媒部の温度等にも左右されるため、この反応量を正確に予測することは困難である。したがって、例えば、NOxとHC成分との実際の反応量が予測値よりも多いと、酸化触媒部に供給されるHC量が不足してフィルタの再生温度(フィルタに供給される排気温度)が目標温度を下回ってしまうという問題がある。逆に、NOxとHC成分との実際の反応量が予測値よりも少ないと、酸化触媒部に対して必要以上に多くのHC成分が供給されることとなって、燃費の悪化を招くという問題がある。   On the other hand, it is conceivable to increase the fuel injection amount by post injection in advance by the amount corresponding to the reaction with NOx. However, since the reaction amount between NOx and the HC component depends on the temperature of the NOx catalyst section and the like, it is difficult to accurately predict this reaction amount. Therefore, for example, if the actual reaction amount between NOx and HC components is larger than the predicted value, the amount of HC supplied to the oxidation catalyst section is insufficient, and the regeneration temperature of the filter (exhaust temperature supplied to the filter) is the target. There is a problem that the temperature falls below. Conversely, if the actual reaction amount between NOx and HC components is less than the predicted value, more HC components are supplied to the oxidation catalyst unit than necessary, leading to a deterioration in fuel consumption. There is.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、NOx触媒部、酸化触媒部、及びフィルタを排気上流側から下流側に向かってこの順で配置したエンジンの排気浄化装置に対して、その構成に工夫を凝らすことで、燃費の悪化を防止しながら、フィルタの再生を確実に実行しようとすることにある。   The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is an engine in which a NOx catalyst part, an oxidation catalyst part, and a filter are arranged in this order from the exhaust upstream side to the downstream side. An object of the exhaust purification device is to regenerate the filter reliably while preventing the deterioration of fuel consumption by devising the configuration.

上記の目的を達成するために、この発明では、エンジンの排気通路を、NOx触媒部の上流側において、排気をNOx触媒部へと導く第1通路と排気をNOx触媒部を介さずに酸化触媒部へと導く第2通路とに分岐させるとともに、該排気通路中に制御弁を設けて、該制御弁により、該第1通路に流入する排気の流量と該第2通路に流入する排気の流量との流量比率を変更可能にした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the exhaust passage of the engine is arranged on the upstream side of the NOx catalyst portion, the first passage for leading the exhaust to the NOx catalyst portion, and the exhaust catalyst without the NOx catalyst portion. And a control valve is provided in the exhaust passage, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage and the flow rate of the exhaust gas flowing into the second passage are controlled by the control valve. The flow rate ratio can be changed.

具体的には、請求項1の発明では、エンジンの排気通路に配設され、HCを還元剤として排気中のNOxを還元するNOx触媒部と、上記NOx触媒部の下流側に配設された酸化触媒部と、上記酸化触媒部の下流側に配設され、排気中に含まれる排気微粒子を捕集するフィルタと、を備えた排気浄化装置を対象とする。   Specifically, in the first aspect of the present invention, the NOx catalyst part is disposed in the exhaust passage of the engine and reduces NOx in the exhaust gas using HC as a reducing agent, and disposed downstream of the NOx catalyst part. An exhaust purification device including an oxidation catalyst unit and a filter that is disposed downstream of the oxidation catalyst unit and collects exhaust particulates contained in the exhaust gas is intended.

そして、上記排気通路は、上記NOx触媒部の上流側において、エンジンからの排気をNOx触媒部へと導く第1通路と、エンジンからの排気をNOx触媒部を介さずに酸化触媒部へと導く第2通路とに分岐して形成されており、上記排気通路には、上記第1通路に流入する排気の流量と上記第2通路に流入する排気の流量との流量比率を変更可能な制御弁が設けられているものとする。   The exhaust passage leads the exhaust from the engine to the NOx catalyst portion on the upstream side of the NOx catalyst portion, and the exhaust passage from the engine to the oxidation catalyst portion without passing through the NOx catalyst portion. A control valve that is branched to the second passage and that can change a flow rate ratio between the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage and the flow rate of the exhaust gas flowing into the second passage. Is provided.

請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記フィルタの再生が必要か否かを判定する判定手段と、上記判定手段による判定結果を基に、上記制御弁の作動を制御する弁制御手段とを備えているものとする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a determination unit that determines whether or not the filter needs to be regenerated, and a valve control that controls the operation of the control valve based on a determination result by the determination unit. Means.

請求項1及び請求項2の発明によれば、フィルタの再生が必要な場合には、制御弁の作動(位置)を制御することで、エンジンからの排気の一部(又は全部)を、第2通路に流入させることができる。第2通路に流入した排気流れは、NOx触媒部を通過することなく酸化触媒部に直接供給される。酸化触媒部では、第2通路から供給される排気中のHC成分の酸化反応が促進されて、このとき生じる反応熱によって排気の昇温が図られる。そして、この昇温された排気がフィルタに供給されることで、フィルタ温度が目標温度まで上昇してフィルタに堆積した排気微粒子が燃焼除去される。このように本発明では、フィルタの昇温(フィルタの再生)に必要なHC成分を、第2通路からNOx触媒部を介さずに酸化触媒部に直接、供給することができる。したがって、フィルタ再生時に酸化触媒部に供給されるHC量を正確に制御することができる。これにより、燃費の悪化を防止しつつ、フィルタの再生を確実に行うことができる。   According to the first and second aspects of the present invention, when the filter needs to be regenerated, the operation (position) of the control valve is controlled so that a part (or all) of the exhaust from the engine is reduced. It can be made to flow into two passages. The exhaust gas flowing into the second passage is directly supplied to the oxidation catalyst unit without passing through the NOx catalyst unit. In the oxidation catalyst section, the oxidation reaction of the HC component in the exhaust gas supplied from the second passage is promoted, and the temperature of the exhaust gas is raised by the reaction heat generated at this time. The heated exhaust gas is supplied to the filter, so that the filter temperature rises to the target temperature and the exhaust particulates deposited on the filter are burned and removed. As described above, in the present invention, the HC component necessary for the temperature rise of the filter (filter regeneration) can be directly supplied from the second passage to the oxidation catalyst unit without passing through the NOx catalyst unit. Accordingly, it is possible to accurately control the amount of HC supplied to the oxidation catalyst unit during filter regeneration. Thereby, the regeneration of the filter can be reliably performed while preventing the deterioration of the fuel consumption.

請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記弁制御手段は、上記判定手段により上記フィルタの再生が必要ないと判定された場合には、上記制御弁により、エンジンからの排気を上記第1及び第2通路のうち1通路にのみ流入させる一方、上記判定手段により上記フィルタの再生が必要と判定された場合には、上記制御弁により、エンジンからの排気を上記第1及び第2通路の双方に流入させるように構成されているものとする。   According to a third aspect of the invention, in the second aspect of the invention, the valve control means causes the control valve to exhaust the exhaust from the engine when the judgment means judges that the regeneration of the filter is not necessary. When the determination means determines that regeneration of the filter is necessary while the flow is allowed to flow into only one of the first and second passages, the control valve causes exhaust from the engine to be discharged from the first and second passages. It shall be comprised so that it may flow into both of a channel | path.

この構成によれば、上記判定手段によりフィルタの再生が必要ないと判定された場合には、制御弁により上記第2通路への排気の流入が遮断され、これにより、エンジンからの排気を全て第1通路からNOx触媒部を通じて大気中に排出させることができる。したがって、フィルタの再生が必要ない場合には、排気中のNOxをNOx触媒部にて十分に還元して、排気中のNOxの浄化効率を向上させることができる。   According to this configuration, when it is determined by the determining means that the regeneration of the filter is not necessary, the control valve blocks the flow of the exhaust gas into the second passage, whereby the exhaust from the engine is all exhausted. It can be discharged into the atmosphere from one passage through the NOx catalyst section. Therefore, when it is not necessary to regenerate the filter, NOx in the exhaust can be sufficiently reduced by the NOx catalyst unit, and the purification efficiency of NOx in the exhaust can be improved.

一方、上記判定手段により上記フィルタの再生が必要と判定された場合には、上記制御弁により、上記第1及び第2通路の双方への排気の流入が許容されるため、排気の一部を第2通路からNOx触媒を通過させることなく酸化触媒に直接、供給することができ、これにより、上述した請求項1の発明と同様の作用効果を得ることができる。   On the other hand, when the determination means determines that the filter needs to be regenerated, the control valve allows the exhaust to flow into both the first and second passages. The NOx catalyst can be directly supplied from the second passage without passing through the NOx catalyst, whereby the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.

請求項4の発明では、請求項3の発明において、上記フィルタに堆積した排気微粒子の量を検出する堆積量検出手段をさらに備え、上記弁制御手段は、上記判定手段によりフィルタの再生が必要と判定された場合において、上記堆積量検出手段により検出された排気微粒子の堆積量が多いほど、上記第2通路に流入する排気の流量を増加させるよう、制御弁の作動を制御するものとする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the apparatus further comprises a deposit amount detecting means for detecting the amount of exhaust particulate deposited on the filter, and the valve control means needs to regenerate the filter by the determining means. When the determination is made, the operation of the control valve is controlled to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the second passage as the accumulation amount of the exhaust particulates detected by the accumulation amount detection means increases.

この構成によれば、フィルタに堆積した排気微粒子の量が多いほど、第2通路から酸化触媒部に流入する排気の流量を増加させて、延いては、該排気と共に酸化触媒部に流入するHC量を増加させることができる。したがって、フィルタに堆積した排気微粒子の堆積量が多いほど、酸化触媒部におけるHC成分の酸化反応を促進して、該酸化触媒部を通ってフィルタに供給される排気の温度を高めることができる。よって、フィルタに堆積した排気微粒子を、その堆積量に応じて効率良く確実に燃焼除去することができる。   According to this configuration, the larger the amount of exhaust particulate deposited on the filter, the higher the flow rate of the exhaust gas flowing from the second passage into the oxidation catalyst unit, and the HC flowing into the oxidation catalyst unit together with the exhaust gas. The amount can be increased. Therefore, the larger the amount of exhaust particulate deposited on the filter, the more the oxidation reaction of the HC component in the oxidation catalyst unit can be promoted, and the temperature of the exhaust gas supplied to the filter through the oxidation catalyst unit can be increased. Therefore, the exhaust particulate deposited on the filter can be efficiently and reliably burned and removed according to the amount of deposition.

請求項5の発明では、請求項2乃至4のいずれか一つの発明において、上記NOx触媒部よりも下流側に配設され、排気中のNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段をさらに備え、上記弁制御手段は、上記NOx濃度検出手段により検出されたNOx濃度を基に、上記制御弁を制御するように構成されているものとする。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the second to fourth aspects of the present invention, the apparatus further comprises NOx concentration detecting means that is disposed downstream of the NOx catalyst section and detects the NOx concentration in the exhaust gas. The valve control means is configured to control the control valve based on the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means.

請求項6の発明では、請求項5の発明において、上記弁制御手段は、上記判定手段によりフィルタの再生が必要と判定された場合において、上記NOx濃度検出手段により検出されたNOx濃度が高いほど、上記第1通路に流入する排気の流量を増加させるよう、上記制御弁を制御するものとする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the valve control means increases the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means when the judgment means judges that regeneration of the filter is necessary. The control valve is controlled so as to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage.

請求項5及び請求項6の発明によれば、NOx浄化率の低下を防止しながら、フィルタ再生を効率的に且つ確実に行うことができる。   According to the fifth and sixth aspects of the invention, filter regeneration can be performed efficiently and reliably while preventing a reduction in the NOx purification rate.

すなわち、フィルタ再生時には、上述の如く、エンジンからの排気の一部(又は全部)が第2通路からNOx触媒部を通らずに酸化触媒部に直接流入する。このため、この第2通路を通過する排気の量が多過ぎると、第1通路からNOx触媒部に供給される排気流量が減少してフィルタ再生中におけるNOx浄化効率が低下する虞がある。これに対して、本発明では、フィルタの再生に際して、NOx濃度検出手段により検出された排気のNOx濃度が高いほど、上記第1通路からNOx触媒部に流入する排気の流量を増加させるようにしたことで、フィルタ再生中におけるNOx浄化性能の低下を極力抑制しながら、フィルタ再生を効率良く確実に実行することができる。   That is, at the time of filter regeneration, as described above, part (or all) of exhaust from the engine flows directly from the second passage into the oxidation catalyst unit without passing through the NOx catalyst unit. For this reason, if the amount of exhaust gas passing through the second passage is too large, the flow rate of exhaust gas supplied from the first passage to the NOx catalyst unit may decrease, and the NOx purification efficiency during filter regeneration may decrease. On the other hand, in the present invention, when the filter is regenerated, the higher the NOx concentration of the exhaust gas detected by the NOx concentration detecting means, the higher the flow rate of the exhaust gas flowing from the first passage into the NOx catalyst unit. As a result, it is possible to efficiently and reliably execute the filter regeneration while suppressing the decrease in the NOx purification performance during the filter regeneration as much as possible.

請求項7の発明では、請求項1乃至6のいずれか一つの発明において、上記エンジンの気筒内に燃料をポスト噴射又はアフター噴射することにより、上記エンジンから排出される排気中のHC量を制御するHC制御手段をさらに備えているものとする。   According to a seventh aspect of the invention, in any one of the first to sixth aspects, the amount of HC in the exhaust discharged from the engine is controlled by post-injecting or after-injecting fuel into the cylinder of the engine. It is further assumed that HC control means is provided.

この構成によれば、排気中のNOxの還元反応に必要なHC量、及び、フィルタの昇温に必要なHC量(酸化触媒部にて必要なHC量)を排気中に供給するために、別途、燃料(HC)添加装置等を設ける必要がないため、装置全体をコンパクト化することができる。   According to this configuration, in order to supply the amount of HC necessary for the reduction reaction of NOx in the exhaust and the amount of HC necessary for the temperature rise of the filter (the amount of HC necessary in the oxidation catalyst unit) into the exhaust, Since it is not necessary to separately provide a fuel (HC) addition device or the like, the entire device can be made compact.

請求項8の発明では、請求項1乃至7のいずれか一つの発明おいて、上記NOx触媒部は、NOx触媒を保持する円筒状のNOx触媒保持体を含み、上記酸化触媒部は、酸化触媒を保持する円筒状の酸化触媒保持体を含み、上記フィルタは円筒状に形成されており、上記NOx触媒保持体、上記酸化触媒保持体、及び上記フィルタは、直列に且つ同軸に配設されているものとする。   The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the NOx catalyst part includes a cylindrical NOx catalyst holding body for holding a NOx catalyst, and the oxidation catalyst part is an oxidation catalyst. And the filter is formed in a cylindrical shape, and the NOx catalyst holder, the oxidation catalyst holder, and the filter are arranged in series and coaxially. It shall be.

この構成によれば、NOx触媒を保持する円筒状のNOx触媒保持体と、酸化触媒を保持する円筒状の酸化触媒保持体と、円筒状のフィルタとを直列に且つ同軸に配置するようにしたことで、装置全体をコンパクト化することができる。   According to this configuration, the cylindrical NOx catalyst holding body that holds the NOx catalyst, the cylindrical oxidation catalyst holding body that holds the oxidation catalyst, and the cylindrical filter are arranged in series and coaxially. As a result, the entire apparatus can be made compact.

以上説明したように、本発明の排気浄化装置によると、エンジンの排気通路を、NOx触媒部の上流側において、排気をNOx触媒部へと導く第1通路と排気をNOx触媒部を介さずに酸化触媒部へと導く第2通路とに分岐させるとともに、該排気通路中に制御弁を設けて、該制御弁により、該第1通路に流入する排気の流量と該第2通路に流入する排気の流量との流量比率を変更可能にしたことで、燃費の悪化を防止しながら、フィルタの再生を確実に行うことができる。   As described above, according to the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the exhaust passage of the engine is arranged upstream of the NOx catalyst portion, and the first passage for guiding the exhaust to the NOx catalyst portion and the exhaust gas without passing through the NOx catalyst portion. A branch is made to the second passage leading to the oxidation catalyst section, and a control valve is provided in the exhaust passage, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage and the exhaust gas flowing into the second passage are controlled by the control valve. By making it possible to change the flow rate ratio with respect to the flow rate, it is possible to reliably regenerate the filter while preventing deterioration in fuel consumption.

本発明の実施形態に係る排気浄化装置が適用されるディーゼルエンジンを搭載した油圧ショベルのエンジンルーム内の機器配置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows apparatus arrangement | positioning in the engine room of the hydraulic excavator carrying the diesel engine to which the exhaust gas purification apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied. 図1のII方向矢視図である。It is an II directional arrow line view of FIG. 排気浄化装置の内部構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal structure of an exhaust gas purification apparatus. 図3のIV-IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. ECUにおける通常運転制御及びフィルタ再生制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of normal driving | operation control and filter regeneration control in ECU.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係る排気浄化装置1を備えた油圧ショベル100の上部旋回体101内の構造を示している。この排気浄化装置1(図1〜図3参照)は、油圧ショベル100に搭載されたディーゼルエンジン2(以下、単にエンジンという)の排気浄化処理に適用される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a structure in an upper swing body 101 of a hydraulic excavator 100 including an exhaust purification device 1 according to an embodiment of the present invention. This exhaust purification device 1 (see FIGS. 1 to 3) is applied to an exhaust purification process of a diesel engine 2 (hereinafter simply referred to as an engine) mounted on a hydraulic excavator 100.

上記エンジン2は、例えば直列4気筒エンジンであって、油圧ショベル100の上部旋回体101に設けられたエンジンルーム3内に配設されている。エンジンルーム3内には、エンジン2の他にも、油圧ポンプ4や、ラジエータ5、排気浄化装置1等が収容されている。エンジン2から排出される排気は、排気マニホールド(図示省略)及び排気パイプ7を介して排気浄化装置本体6に導かれ、排気浄化装置本体6からテールパイプ8を介して大気中に排出される。   The engine 2 is an in-line four-cylinder engine, for example, and is disposed in an engine room 3 provided in the upper swing body 101 of the excavator 100. In the engine room 3, in addition to the engine 2, a hydraulic pump 4, a radiator 5, an exhaust purification device 1, and the like are accommodated. Exhaust gas discharged from the engine 2 is guided to the exhaust purification device main body 6 via the exhaust manifold (not shown) and the exhaust pipe 7 and is discharged from the exhaust purification device main body 6 to the atmosphere via the tail pipe 8.

排気浄化装置本体6は、略円筒状をなしていて、エンジン2の側方にて気筒配列方向に直交する方向に略水平に延びている。排気浄化装置本体6の長手方向の一端部には排気パイプ7が下方から接続され、排気浄化装置本体6の長手方向の他端部にはテールパイプ8が上側から接続されている。排気パイプ7及びテールパイプ8はそれぞれ排気浄化装置本体6に対して垂直に接続されている。   The exhaust purification device main body 6 has a substantially cylindrical shape, and extends substantially horizontally on the side of the engine 2 in a direction orthogonal to the cylinder arrangement direction. An exhaust pipe 7 is connected to one end in the longitudinal direction of the exhaust purification apparatus body 6 from below, and a tail pipe 8 is connected to the other end in the longitudinal direction of the exhaust purification apparatus body 6 from above. The exhaust pipe 7 and the tail pipe 8 are each connected perpendicularly to the exhaust purification device main body 6.

上記排気浄化装置1は、エンジン2から排出される排気に含まれるNOxを還元して浄化するNOx触媒部11と、排気中に含まれるHC、CO等の有害物質を浄化する酸化触媒部12と、排気中に含まれる煤等の排気微粒子(PM)を捕集するフィルタ13と、を有しており、これらNOx触媒部11、酸化触媒部12、及びフィルタ13は、上記排気浄化装置本体6内に形成される排気通路に、上流側から下流側に向かってこの順で配設されている。   The exhaust purification apparatus 1 includes a NOx catalyst unit 11 that reduces and purifies NOx contained in exhaust discharged from the engine 2, and an oxidation catalyst unit 12 that purifies harmful substances such as HC and CO contained in the exhaust. And a filter 13 that collects exhaust particulate (PM) such as soot contained in the exhaust, and these NOx catalyst part 11, oxidation catalyst part 12, and filter 13 are the exhaust purification apparatus body 6 The exhaust passage is formed in this order from the upstream side to the downstream side.

上記NOx触媒部11は、酸素共存下でも選択的にNOxをHCと反応させ得るよう反応選択性を高めたHC選択還元型NOx触媒(以下、HC−SCR触媒と言う)を、円筒状のハニカム体(以下、NOx触媒保持体という)14のセル表面に保持して構成されている。このHC−SCR触媒には、例えば、銅・ゼオライト,鉄・ゼオライト等の周知の卑金属系酸化触媒を採用することができ、また、これらHC−SCR触媒を保持しているNOx触媒保持体14には、例えばアルミナ等を採用することができる。   The NOx catalyst unit 11 is a cylindrical honeycomb having an HC selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as HC-SCR catalyst) with enhanced reaction selectivity so that NOx can be selectively reacted with HC even in the presence of oxygen. A body (hereinafter referred to as NOx catalyst holder) 14 is held on the cell surface. For this HC-SCR catalyst, for example, a well-known base metal oxidation catalyst such as copper / zeolite, iron / zeolite or the like can be adopted, and the NOx catalyst holding body 14 holding these HC-SCR catalysts can be used. For example, alumina or the like can be used.

上記酸化触媒部12は、円筒状のハニカム体(以下、酸化触媒保持体という)15のセル表面にPt(白金)などの貴金属を保持して触媒層をコートしたものであって、排気中のCO、HCを酸化してCO及びHOを生成する酸化反応を促進するように構成されている。 The oxidation catalyst portion 12 is a cylindrical honeycomb body (hereinafter referred to as an oxidation catalyst holding body) 15 having a noble metal such as Pt (platinum) coated on the cell surface and coated with a catalyst layer. It is configured to promote an oxidation reaction in which CO and HC are oxidized to produce CO 2 and H 2 O.

上記フィルタ13は、多孔質のセラミックス製のディーゼル・パティキュレート・フィルタ(DPF)であって、そのセル表面にはPtなどの貴金属を保持した触媒層をコートさせている。フィルタ13は円筒状に形成されており、該フィルタ13、上記NOx触媒保持体14、及び上記酸化触媒保持体15とは、互いに直列に且つ同軸に配設されている。各保持体14,15、及びフィルタ16はそれぞれ、排気浄化装置本体6の管壁に固定されている。   The filter 13 is a porous ceramic diesel particulate filter (DPF), and the surface of the cell is coated with a catalyst layer holding a precious metal such as Pt. The filter 13 is formed in a cylindrical shape, and the filter 13, the NOx catalyst holding body 14, and the oxidation catalyst holding body 15 are arranged in series and coaxially with each other. Each of the holding bodies 14 and 15 and the filter 16 are fixed to the tube wall of the exhaust purification device main body 6.

上記排気通路におけるフィルタ13の上流側及び下流側は差圧検出通路21を介して連通しており、この差圧検出通路21には、フィルタ上流側及び下流側間の差圧ΔPを検出するべく差圧検出センサ22が設けられている。また、上記フィルタ13の下流側には、排気中のNOx濃度を検出するためのNOxセンサ23が設けられている。各センサ22,23の検出信号は不図示の電気接続ラインを介してECU(Engine Control Unit)25へと出力される。   The upstream side and the downstream side of the filter 13 in the exhaust passage communicate with each other via a differential pressure detection passage 21, and the differential pressure detection passage 21 detects a differential pressure ΔP between the upstream side and the downstream side of the filter. A differential pressure detection sensor 22 is provided. Further, a NOx sensor 23 for detecting the NOx concentration in the exhaust gas is provided on the downstream side of the filter 13. Detection signals of the sensors 22 and 23 are output to an ECU (Engine Control Unit) 25 via an electric connection line (not shown).

上記排気通路は、NOx触媒部11の上流側において、エンジン2からの排気をNOx触媒部11へと導く第1通路27と、エンジン2からの排気をNOx触媒部11を介さずに酸化触媒部12へと導く第2通路28とに分岐して形成されている(図3参照)。   The exhaust passage includes a first passage 27 that guides exhaust from the engine 2 to the NOx catalyst unit 11 on the upstream side of the NOx catalyst unit 11, and an oxidation catalyst unit that does not pass the exhaust from the engine 2 through the NOx catalyst unit 11. 12 and branched into a second passage 28 leading to 12 (see FIG. 3).

第1通路27と第2通路28とは、排気パイプ7の下流側端部に設けられた隔壁板26によって互い区画されている。隔壁板26は、排気パイプ7の下流側端部において、排気パイプ7内の通路空間を径方向に二分割するように配設されている(図4参照)。隔壁板26における排気下流側の端部は、NOx触媒保持体14の外周面に溶接して固定されている。   The first passage 27 and the second passage 28 are separated from each other by a partition plate 26 provided at the downstream end of the exhaust pipe 7. The partition plate 26 is disposed at the downstream end of the exhaust pipe 7 so as to divide the passage space in the exhaust pipe 7 into two in the radial direction (see FIG. 4). An end portion on the exhaust gas downstream side of the partition plate 26 is fixed by welding to the outer peripheral surface of the NOx catalyst holding body 14.

上記排気通路における第1通路27と第2通路28とに分岐し始める部分には、第1通路27に流入する排気流量と、第2通路28に流入する排気流量との比率を変更するための制御弁29が設けられている。   In the portion of the exhaust passage that starts to branch into the first passage 27 and the second passage 28, the ratio between the exhaust flow rate flowing into the first passage 27 and the exhaust flow rate flowing into the second passage 28 is changed. A control valve 29 is provided.

上記制御弁29は、図4に示すように、半円形の板状部材からなる弁体31と、該弁体31に対して回転一体に固定された回動ピン32とを有している。回動ピン32は、排気パイプ7内の通路空間を径方向に貫通するように配設されている。回動ピン32は、その両端部が排気パイプ7の管壁に回動可能に支持されていて、電動モータ33により弁体31と一体で回転駆動される。回動ピン32の外周面は、隔壁板26の排気上流側の端面に対し回転摺動可能に当接している。弁体31は、回動ピン32を電動モータ33により回動させることで、第1通路27の上流側開口を全閉する第1通路全閉位置と、第2通路28の上流側開口を全閉する第2通路全閉位置(後述する通常位置)との間の任意の位置に制御可能になっている。上記電動モータ33は、後述のECU25により作動制御される。   As shown in FIG. 4, the control valve 29 has a valve body 31 made of a semicircular plate-like member, and a rotation pin 32 fixed to the valve body 31 so as to rotate together. The rotation pin 32 is disposed so as to penetrate the passage space in the exhaust pipe 7 in the radial direction. Both ends of the rotation pin 32 are rotatably supported on the tube wall of the exhaust pipe 7, and are rotated integrally with the valve body 31 by the electric motor 33. The outer peripheral surface of the rotation pin 32 is in contact with the end surface of the partition plate 26 on the exhaust upstream side so as to be able to rotate and slide. The valve body 31 rotates the rotation pin 32 by the electric motor 33 to fully close the first passage fully closed position where the upstream opening of the first passage 27 is fully closed and the upstream opening of the second passage 28. It can be controlled to an arbitrary position between the fully closed position of the second passage (the normal position described later). The electric motor 33 is controlled by an ECU 25 described later.

上記ECU25は、CPUやROM及びRAM等からなる周知のマイクロコンピュータで構成されている。ECU25は、上記NOxセンサ23、差圧検出センサ22、及び、エンジン2に取り付けられた各種センサ(図示省略)からの検出信号を基に、エンジン2及び制御弁29(電動モータ33)の作動を制御する。   The ECU 25 is composed of a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The ECU 25 operates the engine 2 and the control valve 29 (electric motor 33) based on detection signals from the NOx sensor 23, the differential pressure detection sensor 22, and various sensors (not shown) attached to the engine 2. Control.

ECU25は、差圧検出センサ22により検出された差圧ΔPが予め設定した第1閾圧力未満である場合には、フィルタ13の再生が必要ないと判断して通常運転制御を実行する。具体的には、ECU25は、フィルタ13の再生が必要ないと判断した場合には、制御弁29を通常位置(図3の二点鎖線で示す位置であって、本実施形態では第2通路全閉位置)に制御するとともに、エンジン2の運転状態を基にエンジン2から排出される排気中のNOx濃度を推定して、該推定したNOx濃度を基にNOx触媒部11におけるNOx還元に必要なHC量を算出し、該算出したHC量を排気中に供給するべくエンジン2の燃焼室内にポスト噴射を行う。このポスト噴射は、圧縮上死点付近のメイン噴射に先立って圧縮工程にて行われるものである。   When the differential pressure ΔP detected by the differential pressure detection sensor 22 is less than a preset first threshold pressure, the ECU 25 determines that regeneration of the filter 13 is not necessary and executes normal operation control. Specifically, when the ECU 25 determines that the regeneration of the filter 13 is not necessary, the ECU 25 moves the control valve 29 to the normal position (the position indicated by the two-dot chain line in FIG. The NOx concentration in the exhaust discharged from the engine 2 based on the operating state of the engine 2 and necessary for NOx reduction in the NOx catalyst unit 11 based on the estimated NOx concentration. The HC amount is calculated, and post injection is performed into the combustion chamber of the engine 2 to supply the calculated HC amount into the exhaust gas. This post-injection is performed in the compression step prior to the main injection near the compression top dead center.

ECU25は、差圧検出センサ22により検出された差圧ΔPが第1閾圧力以上である場合には、フィルタ13の再生が必要と判断して、フィルタ再生制御を実行する。具体的には、ECU25は、フィルタ再生制御が必要と判断した場合には、差圧検出センサ22により検出された差圧ΔPを基にフィルタ13に堆積した排気微粒子の量を算出し、該算出した排気微粒子量に基づいて制御弁29の仮目標制御位置を算出する。この仮目標制御位置は、第1通路全閉位置と第2通路全閉位置との中間位置であって、排気微粒子の堆積量が多いほど第2通路28に流入する排気流量が増加するようにECU25により予め記憶されたマップデータを基に算出される。   If the differential pressure ΔP detected by the differential pressure detection sensor 22 is equal to or higher than the first threshold pressure, the ECU 25 determines that regeneration of the filter 13 is necessary and executes filter regeneration control. Specifically, when the ECU 25 determines that the filter regeneration control is necessary, the ECU 25 calculates the amount of exhaust particulates accumulated on the filter 13 based on the differential pressure ΔP detected by the differential pressure detection sensor 22, and calculates the calculation. The temporary target control position of the control valve 29 is calculated based on the exhaust particulate amount. This temporary target control position is an intermediate position between the first passage fully closed position and the second passage fully closed position, and the exhaust flow rate flowing into the second passage 28 increases as the amount of exhaust particulate accumulation increases. The ECU 25 calculates the map data stored in advance.

そして、ECU25は、上記算出した仮目標制御位置を、NOxセンサ23により検出されたNOx濃度に応じて修正する。本実施形態では、ECU25は、NOxセンサにより検出されたNOx濃度が高いほど第1通路27に流入する排気流量が増加するように仮目標制御位置を修正して、該修正した仮目標制御位置を制御弁29の真の目標制御位置として設定する。   Then, the ECU 25 corrects the calculated temporary target control position according to the NOx concentration detected by the NOx sensor 23. In the present embodiment, the ECU 25 corrects the temporary target control position so that the exhaust flow rate flowing into the first passage 27 increases as the NOx concentration detected by the NOx sensor increases, and the corrected temporary target control position is determined. The true target control position of the control valve 29 is set.

ECU25は、上記フィルタ再生制御時には、NOx触媒部11におけるNOx還元に必要なHC量、及び、酸化触媒部12における排気の昇温に必要なHC量を算出し、該算出したHC量を排気中に供給するべくエンジン2の燃焼室内にポスト噴射を行う。   During the filter regeneration control, the ECU 25 calculates the amount of HC necessary for NOx reduction in the NOx catalyst unit 11 and the amount of HC necessary for raising the temperature of the exhaust gas in the oxidation catalyst unit 12, and the calculated HC amount is being exhausted. Post-injection is performed in the combustion chamber of the engine 2 to supply to the engine.

次に、ECU25における通常運転制御及びフィルタ再生制御について、図5のフローチャートを基に詳細に説明する。   Next, normal operation control and filter regeneration control in the ECU 25 will be described in detail based on the flowchart of FIG.

最初のステップS1では、NOxセンサ23からの濃度信号、差圧検出センサ22からの圧力信号、及びエンジン2に取り付けられた各種センサからの信号を読み込む。   In the first step S1, a concentration signal from the NOx sensor 23, a pressure signal from the differential pressure detection sensor 22, and signals from various sensors attached to the engine 2 are read.

ステップS2では、ステップS1で読み込んだ差圧検出センサ22からの圧力信号を基に、フィルタ13の上流側及び下流側の差圧ΔPを算出するとともに、この差圧ΔPが第1閾圧力以上であるか否かを判定し、この判定がNOである場合にはステップS13に進む一方、YESである場合にはステップS3に進む。   In step S2, the differential pressure ΔP on the upstream side and downstream side of the filter 13 is calculated based on the pressure signal from the differential pressure detection sensor 22 read in step S1, and the differential pressure ΔP is greater than or equal to the first threshold pressure. If the determination is NO, the process proceeds to step S13. If the determination is YES, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、フィルタ再生制御を開始するべく、ECU25のROM内に記憶されたフィルタ再生用のプログラムを実行する。   In step S3, a filter regeneration program stored in the ROM of the ECU 25 is executed to start the filter regeneration control.

ステップS4では、ステップS2で算出した差圧ΔPを基に、フィルタ13に堆積した排気微粒子の堆積量(PM堆積量)を算出する。   In step S4, the accumulation amount (PM accumulation amount) of exhaust particulates deposited on the filter 13 is calculated based on the differential pressure ΔP calculated in step S2.

ステップS5では、ステップS4で算出した排気微粒子の堆積量に基づいて、制御弁29の仮目標制御位置を算出する。   In step S5, the temporary target control position of the control valve 29 is calculated based on the accumulated amount of exhaust particulates calculated in step S4.

ステップS6では、ステップS1で読み込んだNOxセンサからの検出信号を基に、フィルタ13の下流側のNOx濃度を算出する。   In step S6, the NOx concentration on the downstream side of the filter 13 is calculated based on the detection signal from the NOx sensor read in step S1.

ステップS7では、ステップS6で算出したのNOx濃度に応じて、上記算出した仮目標制御位置を修正して制御弁29の目標制御位置を決定する。   In step S7, the calculated temporary target control position is corrected according to the NOx concentration calculated in step S6, and the target control position of the control valve 29 is determined.

ステップS8では、制御弁29を目標制御位置に制御するべく、電動モータ33に対して必要な制御信号を出力する。   In step S8, a necessary control signal is output to the electric motor 33 in order to control the control valve 29 to the target control position.

ステップS9では、エンジン2の各種センサからの検出信号を基に、NOx触媒部11の上流側における排気中のNOx濃度を算出するとともに、この算出したNOx濃度を基に、NOx触媒部11におけるNOxの還元反応に必要なHC量を算出する。さらに、ステップS4で算出した排気微粒子の堆積量を基に、該排気微粒子を燃焼除去するために酸化触媒部12にて必要なHC量を算出する。エンジン2の運転状態は、ステップS1にて読み込んだエンジン2に付属する各センサからの信号を基に推定すればよい。   In step S9, the NOx concentration in the exhaust on the upstream side of the NOx catalyst unit 11 is calculated based on detection signals from various sensors of the engine 2, and the NOx in the NOx catalyst unit 11 is calculated based on the calculated NOx concentration. The amount of HC required for the reduction reaction is calculated. Further, based on the accumulated amount of exhaust particulates calculated in step S4, the amount of HC necessary for the oxidation catalyst unit 12 to burn and remove the exhaust particulates is calculated. The operating state of the engine 2 may be estimated based on signals from each sensor attached to the engine 2 read in step S1.

ステップS10では、エンジン2から排出された直後の排気中(NOx触媒部11の上流側の排気中)のHC量がステップS9で算出したHC量になるように、インジェクタ(燃料噴射弁)に対して必要な制御信号を出力してポスト噴射を実行する。   In step S10, for the injector (fuel injection valve), the HC amount in the exhaust gas immediately after being discharged from the engine 2 (in the exhaust gas upstream of the NOx catalyst unit 11) becomes the HC amount calculated in step S9. The necessary control signal is output and post injection is executed.

ステップS11では、差圧検出センサ22からの検出信号を読み込んで、現時点における差圧ΔPを算出するとともに、該算出した差圧が第2閾圧力(<第1閾圧力)以下であるか否かを判定し、この判定がNOである場合にはステップS2に戻る一方、YESである場合にはステップS12に進み、ステップS12では、フィルタ再生制御を終了して、しかる後にリターンする。   In step S11, a detection signal from the differential pressure detection sensor 22 is read to calculate the current differential pressure ΔP, and whether or not the calculated differential pressure is equal to or lower than a second threshold pressure (<first threshold pressure). If this determination is NO, the process returns to step S2. If YES, the process proceeds to step S12. In step S12, the filter regeneration control is terminated, and then the process returns.

ステップS2の判定がNOである場合に進むステップS13では、制御弁29を上述の通常位置(第2通路全閉位置)に制御するべく、電動モータ33に対して必要な制御信号を出力する。   In step S13 which proceeds when the determination in step S2 is NO, a necessary control signal is output to the electric motor 33 in order to control the control valve 29 to the above-described normal position (second passage fully closed position).

ステップS14では、エンジン2の各種センサからの検出信号を基に、エンジン2から排出される排気中のNOx濃度を算出(推定)して、この算出したNOx濃度を基に、NOx触媒部11におけるNOxの還元反応に必要なHC量を算出する。   In step S14, the NOx concentration in the exhaust discharged from the engine 2 is calculated (estimated) based on the detection signals from the various sensors of the engine 2, and the NOx catalyst unit 11 calculates the NOx concentration based on the calculated NOx concentration. The amount of HC required for the reduction reaction of NOx is calculated.

ステップS15では、エンジン2から排出された直後の排気中のHC量がステップS9で算出したHC量になるように、インジェクタに対して必要な制御信号を出力してポスト噴射を実行し、しかる後にリターンする。   In step S15, the post-injection is executed by outputting a necessary control signal to the injector so that the HC amount in the exhaust gas immediately after being discharged from the engine 2 becomes the HC amount calculated in step S9. Return.

以上のように構成された排気浄化装置1では、フィルタ13の再生要求がない通常運転時には(ステップS2の判定がNOである場合には)、ECU25にてステップS13の処理が実行され、ECU25により制御弁29が通常位置(第2通路全閉位置)に制御される。このため、制御弁29により第2通路28の上流側開口が全閉されて該第2通路28への排気の流入が遮断され、この結果、エンジン2からの排気は全て、第1通路27からNOx触媒部11へと供給された後、酸化触媒部12及びフィルタ13を介して大気中に排出される。一方、フィルタ13の再生要求がある場合には、ECU25にてステップS3〜ステップS8の処理が実行されて、制御弁29はECU25により第1通路全閉位置と第2通路全閉位置との間の目標制御位置に制御される。この結果、エンジン2からの排気は、第1通路27からNOx触媒部11に流入する流れと、第2通路28からNOx触媒部11を通らず酸化触媒部12に流入する流れとに分岐する。上記第1通路27からNOx触媒部11に流入する排気中のHC成分は、NOx触媒部11におけるNOxの還元反応に利用される。また、上記第2通路28から酸化触媒部12に流入する排気中のHC成分は酸化触媒部12における酸化反応に利用されて、このとき生じる反応熱により排気の昇温が図られる。そうして、昇温された排気がフィルタ13に供給されることにより、フィルタ13の温度が目標温度(排気微粒子を燃焼可能な温度)に達して、フィルタに堆積した排気微粒子が燃焼除去される。このように上記実施形態では、フィルタ再生時に酸化触媒部12にて必要なHC成分を、第2通路28からNOx触媒部11を介さずに酸化触媒部12に直接、供給するようにしたことで、フィルタ再生時に酸化触媒部12に供給されるHC量を正確に制御することができ、これにより、フィルタ再生に伴う燃費の悪化を防止しながらフィルタ13の再生を確実に実行することができる。   In the exhaust emission control device 1 configured as described above, during normal operation where there is no regeneration request for the filter 13 (when the determination in step S2 is NO), the ECU 25 executes the process of step S13. The control valve 29 is controlled to the normal position (second passage fully closed position). For this reason, the upstream opening of the second passage 28 is fully closed by the control valve 29, and the inflow of exhaust gas into the second passage 28 is blocked. As a result, all exhaust from the engine 2 is discharged from the first passage 27. After being supplied to the NOx catalyst unit 11, it is discharged into the atmosphere via the oxidation catalyst unit 12 and the filter 13. On the other hand, when there is a regeneration request for the filter 13, the ECU 25 executes steps S <b> 3 to S <b> 8 and the control valve 29 is moved between the first passage fully closed position and the second passage fully closed position by the ECU 25. The target control position is controlled. As a result, the exhaust from the engine 2 branches into a flow that flows into the NOx catalyst unit 11 from the first passage 27 and a flow that flows into the oxidation catalyst unit 12 without passing through the NOx catalyst unit 11 from the second passage 28. The HC component in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst unit 11 from the first passage 27 is used for the NOx reduction reaction in the NOx catalyst unit 11. The HC component in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst unit 12 from the second passage 28 is used for the oxidation reaction in the oxidation catalyst unit 12, and the temperature of the exhaust gas is raised by the reaction heat generated at this time. Thus, the heated exhaust gas is supplied to the filter 13, so that the temperature of the filter 13 reaches a target temperature (a temperature at which the exhaust particulates can be combusted), and the exhaust particulates accumulated on the filter are removed by combustion. . As described above, in the above embodiment, the HC component necessary in the oxidation catalyst unit 12 at the time of filter regeneration is directly supplied from the second passage 28 to the oxidation catalyst unit 12 without passing through the NOx catalyst unit 11. In addition, the amount of HC supplied to the oxidation catalyst unit 12 during filter regeneration can be accurately controlled, so that the regeneration of the filter 13 can be reliably performed while preventing deterioration in fuel consumption associated with filter regeneration.

さらに、上記実施形態では、フィルタ再生時には、ECU25にてステップS5(及びステップS8)の処理が実行されて、上記フィルタ13に堆積した排気微粒子の量が多いほど第2通路28に流入する排気流量が増加するようにECU25により制御弁29の位置が制御される。これにより、フィルタ13に堆積した排気微粒子の量が多いほど、第2通路28を介して酸化触媒部に供給されるHC成分を増加させることができ、延いては、酸化触媒部におけるHC成分の酸化反応を促進してフィルタ13に供給される排気の温度を高めることができる。よって、フィルタ13に堆積した排気微粒子を、その堆積量に応じて効率良く確実に燃焼除去することができる。   Further, in the above embodiment, when the filter is regenerated, the ECU 25 executes the process of step S5 (and step S8), and the exhaust gas flow rate that flows into the second passage 28 as the amount of exhaust particulates accumulated on the filter 13 increases. The position of the control valve 29 is controlled by the ECU 25 so as to increase. As a result, as the amount of exhaust particulate deposited on the filter 13 increases, the HC component supplied to the oxidation catalyst unit via the second passage 28 can be increased. As a result, the HC component in the oxidation catalyst unit is increased. The temperature of the exhaust gas supplied to the filter 13 can be increased by promoting the oxidation reaction. Therefore, the exhaust particulate deposited on the filter 13 can be efficiently and reliably burned and removed according to the amount of deposition.

さらに、上記実施形態では、フィルタ再生時には、ECU25にてステップS7の処理が実行されて、フィルタ13の下流側のNOx濃度に応じて制御弁29の位置が制御される。これにより、フィルタ再生中のNOx浄化率の低下を極力抑制することができる。すなわち、フィルタ再生時には、上述の如く、エンジン2からの排気の一部が第2通路28からNOx触媒部11を通らずに酸化触媒部12に直接流入する。このため、この第2通路28を通過する排気の量が多過ぎると、第1通路27からNOx触媒部11に供給される排気量が減少してフィルタ再生中におけるNOx浄化効率が低下する虞がある。これに対して、上記実施形態では、フィルタ再生時には、上記NOxセンサ23により検出されたフィルタ13の下流側のNOx濃度が高いほど、上記第1通路27からNOx触媒部11に流入する排気の流量を増加させて、排気中のNOxの還元反応を促進するようにしたことで、フィルタ再生に伴うNOx浄化性能の低下を極力抑制することができる。   Furthermore, in the above embodiment, at the time of filter regeneration, the ECU 25 executes the process of step S7, and the position of the control valve 29 is controlled according to the NOx concentration on the downstream side of the filter 13. Thereby, the fall of the NOx purification rate during filter regeneration can be suppressed as much as possible. That is, at the time of filter regeneration, as described above, part of the exhaust from the engine 2 flows directly from the second passage 28 into the oxidation catalyst unit 12 without passing through the NOx catalyst unit 11. For this reason, if the amount of exhaust gas passing through the second passage 28 is too large, the amount of exhaust gas supplied from the first passage 27 to the NOx catalyst unit 11 may decrease and the NOx purification efficiency during filter regeneration may decrease. is there. On the other hand, in the above embodiment, at the time of filter regeneration, the higher the NOx concentration on the downstream side of the filter 13 detected by the NOx sensor 23, the higher the flow rate of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst unit 11 from the first passage 27. As a result, the reduction reaction of NOx in the exhaust gas is promoted, so that a reduction in NOx purification performance accompanying filter regeneration can be suppressed as much as possible.

また、上記実施形態では、ECU25は、NOxの還元反応に必要なHC量、及び、フィルタ13の昇温に必要なHC量(酸化触媒部12にて必要なHC量)を排気中に供給するために、エンジン2の燃焼室にポスト噴射を行う(ステップS10及びステップS15の処理を実行する)ようにしている。したがって、これらの必要なHC量を確保するために、別途、HC添加装置等を設ける必要もない。よって、部品点数を削減して、排気浄化装置1のコンパクト化及び低コスト化を図ることができる。また、燃料添加装置を設けた場合に必要となる専用配管も不要になるので、燃料漏れ等のトラブルを防止して安全性の向上を図ることができる。   In the above embodiment, the ECU 25 supplies the HC amount necessary for the NOx reduction reaction and the HC amount necessary for increasing the temperature of the filter 13 (HC amount necessary for the oxidation catalyst unit 12) into the exhaust gas. Therefore, post-injection is performed in the combustion chamber of the engine 2 (the processing of step S10 and step S15 is executed). Therefore, it is not necessary to separately provide an HC addition device or the like in order to secure these necessary HC amounts. Therefore, the number of parts can be reduced, and the exhaust purification device 1 can be made compact and low in cost. In addition, since the dedicated piping required when the fuel addition device is provided is not necessary, troubles such as fuel leakage can be prevented and safety can be improved.

また、ショベル100等の建設機械においては、上述の如く、排気浄化装置1を油圧ポンプ4等の付属機器と共に狭いエンジンルーム3内に収容する必要があるため、乗用車やトラック等に比べてその設置スペースが制限されるが、上記実施形態では、上述のように、燃料添加装置を別途設ける必要がないので、排気浄化装置1をコンパクト化して狭いエンジンルーム3内に効率良く配置することができる。   Further, in construction machines such as the excavator 100, the exhaust purification device 1 needs to be housed in the narrow engine room 3 together with the accessory equipment such as the hydraulic pump 4 as described above. Although the space is limited, in the above-described embodiment, as described above, it is not necessary to separately provide the fuel addition device. Therefore, the exhaust purification device 1 can be made compact and efficiently disposed in the narrow engine room 3.

(他の実施形態)
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、フィルタ再生時には、制御弁29を第1通路全閉位置と第2通路全閉位置との中間位置に制御して、第1通路27及び第2通路28の双方にエンジン2からの排気を流入させるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、フィルタ再生時に制御弁29を第1通路全閉位置に制御するようにしてもよい。
(Other embodiments)
The configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, but includes various other configurations. That is, in the above embodiment, at the time of filter regeneration, the control valve 29 is controlled to an intermediate position between the first passage fully closed position and the second passage fully closed position, and the engine is placed in both the first passage 27 and the second passage 28. However, the present invention is not limited to this. For example, the control valve 29 may be controlled to the first passage fully closed position during filter regeneration.

また、上記実施形態では、制御弁29は1つの弁体31を有するものとされているが、これに限ったものではなく、例えば、制御弁29は、第1通路27と第2通路28とをそれぞれ独立に開閉可能な2つの弁体31を有するものであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the control valve 29 shall have the one valve body 31, it is not restricted to this, For example, the control valve 29 is the 1st channel | path 27, the 2nd channel | path 28, May have two valve bodies 31 that can be opened and closed independently.

また、上記実施形態では、フィルタ13の再生が必要か否かの判定を、差圧検出センサ22により検出された差圧を基に行うようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、ECU25において、エンジン2の運転状態(燃焼状態等)の履歴を基にフィルタ13に堆積した排気微粒子の量を推定して、この推定した排気微粒子量に基づいてフィルタ13の再生が必要か否かの判定を行うようにしてもよい。また、ECU25においてタイマ制御を実行することにより所定時間置きにフィルタ13の再生が必要と判定してフィルタ13の再生制御を実行するようにしてもよい。   In the above embodiment, the determination as to whether or not the regeneration of the filter 13 is necessary is performed based on the differential pressure detected by the differential pressure detection sensor 22, but the present invention is not limited to this. The ECU 25 estimates the amount of exhaust particulate deposited on the filter 13 based on the history of the operating state (combustion state etc.) of the engine 2, and whether the filter 13 needs to be regenerated based on the estimated amount of exhaust particulate. Such a determination may be made. Alternatively, the ECU 25 may execute the timer control to determine that the filter 13 needs to be regenerated every predetermined time, and execute the regeneration control of the filter 13.

また、上記実施形態では、NOxセンサ23をフィルタ13の下流側に配設するようにしているが、NOxセンサ23は、NOx触媒部11の下流側であればどこに配設してもよい。また、上記実施形態では、フィルタ13の下流側のNOx濃度をNOxセンサ23により検出するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、ECU25において、各種センサからの検出信号を基にエンジン2の運転状態を推定して、該推定した運転状態を基に上記NOx濃度を推定(検出)するようにしてもよい。   In the above embodiment, the NOx sensor 23 is disposed on the downstream side of the filter 13. However, the NOx sensor 23 may be disposed anywhere on the downstream side of the NOx catalyst unit 11. In the above embodiment, the NOx concentration on the downstream side of the filter 13 is detected by the NOx sensor 23. However, the present invention is not limited to this. For example, the ECU 25 is based on detection signals from various sensors. The operating state of the engine 2 may be estimated, and the NOx concentration may be estimated (detected) based on the estimated operating state.

また、上記実施形態では、NOxの還元に必要なHC量、及びフィルタ13の昇温に必要なHC量を排気中に供給するために、エンジン2の燃焼室にポスト噴射を行うようにしているが、例えば、ポスト噴射に代えてアフター噴射を行うようにしてもよいし、ポスト噴射に加えてさらにアフター噴射を行うようにしてもよい。また、必要なHC量を確保するために、燃料添加装置を別途設けるようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, post injection is performed in the combustion chamber of the engine 2 in order to supply the HC amount necessary for NOx reduction and the HC amount necessary for increasing the temperature of the filter 13 into the exhaust gas. However, for example, after injection may be performed instead of post injection, or after injection may be further performed in addition to post injection. In addition, a fuel addition device may be separately provided in order to ensure the necessary amount of HC.

また、上記実施形態では、排気浄化装置1をディーゼルエンジン2に適用した例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、ガソリンエンジンに適用するようにしてもよい。また、エンジン2は直列4気筒エンジンに限らず、水平対向型やV型エンジンであってもよく、気筒数も4気筒に限ったものではなく、例えば3気筒以下や5気筒以上であってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the example which applied the exhaust gas purification apparatus 1 to the diesel engine 2 was shown, you may make it apply not only to this but a gasoline engine, for example. Further, the engine 2 is not limited to an in-line four-cylinder engine, and may be a horizontally opposed type or a V-type engine, and the number of cylinders is not limited to four. For example, the number of cylinders may be three or less or five or more. Good.

また、上記実施形態では、NOxを還元するための触媒としてHC−SCR触媒を使用するようにしているが、例えば、NOx吸蔵還元触媒を使用するようにしてもよい。この場合、エンジン2は、ガソリンエンジンであることが好ましい。   In the above embodiment, the HC-SCR catalyst is used as the catalyst for reducing NOx. However, for example, a NOx storage reduction catalyst may be used. In this case, the engine 2 is preferably a gasoline engine.

また、上記実施形態では、排気浄化装置1を油圧ショベルのエンジン2に適用した例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、自動車や船舶のエンジン2に適用するようにしてもよい。   Moreover, although the example which applied the exhaust gas purification apparatus 1 to the engine 2 of the hydraulic excavator was shown in the said embodiment, it is not restricted to this, For example, you may make it apply to the engine 2 of a motor vehicle or a ship. .

本発明は、エンジンの排気浄化装置に有用であり、特に、ショベル等の建設機械に搭載されるエンジンの排気浄化装置に有用である   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an engine exhaust purification device, and particularly useful for an engine exhaust purification device mounted on a construction machine such as an excavator.

1 排気浄化装置
2 エンジン
11 NOx触媒部
12 酸化触媒部
13 フィルタ
14 NOx触媒保持体
15 酸化触媒保持体
22 差圧検出センサ(判定手段、堆積量検出手段)
23 NOxセンサ(NOx検出手段)
25 ECU(弁制御手段、判定手段、HC制御手段、NOx検出手段、
堆積量検出手段)
27 第1通路
28 第2通路
29 制御弁
1 Exhaust gas purification device
2 Engine
11 NOx catalyst section
12 Oxidation catalyst part
13 Filter
14 NOx catalyst holder 15 Oxidation catalyst holder 22 Differential pressure detection sensor (determination means, accumulation amount detection means)
23 NOx sensor (NOx detection means)
25 ECU (valve control means, determination means, HC control means, NOx detection means,
Accumulation amount detection means)
27 First passage
28 Second passage
29 Control valve

Claims (8)

エンジンの排気通路に配設され、HCを還元剤として排気中のNOxを還元するNOx触媒部と、上記NOx触媒部の下流側に配設された酸化触媒部と、上記酸化触媒部の下流側に配設され、排気中に含まれる排気微粒子を捕集するフィルタと、を備えた排気浄化装置であって、
上記排気通路は、上記NOx触媒部の上流側において、エンジンからの排気をNOx触媒部へと導く第1通路と、エンジンからの排気をNOx触媒部を介さずに酸化触媒部へと導く第2通路とに分岐して形成されており、
上記排気通路には、上記第1通路に流入する排気の流量と上記第2通路に流入する排気の流量との流量比率を変更可能な制御弁が設けられていることを特徴とする排気浄化装置。
A NOx catalyst portion disposed in an exhaust passage of the engine for reducing NOx in exhaust gas using HC as a reducing agent; an oxidation catalyst portion disposed downstream of the NOx catalyst portion; and a downstream side of the oxidation catalyst portion An exhaust purification device comprising a filter that collects exhaust particulates contained in the exhaust,
The exhaust passage includes a first passage that guides exhaust from the engine to the NOx catalyst on the upstream side of the NOx catalyst, and a second that guides exhaust from the engine to the oxidation catalyst without passing through the NOx catalyst. It is formed by branching to the passage,
The exhaust gas purification apparatus is characterized in that the exhaust passage is provided with a control valve capable of changing a flow rate ratio between the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage and the flow rate of the exhaust gas flowing into the second passage. .
請求項1記載の排気浄化装置において、
上記フィルタの再生が必要か否かを判定する判定手段と、
上記判定手段による判定結果を基に、上記制御弁の作動を制御する弁制御手段とを備えていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 1,
Determining means for determining whether or not regeneration of the filter is necessary;
An exhaust emission control device comprising: valve control means for controlling the operation of the control valve based on a determination result by the determination means.
請求項2記載の排気浄化装置において、
上記弁制御手段は、上記判定手段により上記フィルタの再生が必要ないと判定された場合には、上記制御弁により、エンジンからの排気を上記第1及び第2通路のうち第1通路にのみ流入させる一方、上記判定手段により上記フィルタの再生が必要と判定された場合には、上記制御弁により、エンジンからの排気を上記第1及び第2通路の双方に流入させるように構成されていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 2,
When it is determined by the determination means that the regeneration of the filter is not necessary, the valve control means allows the exhaust from the engine to flow into only the first path of the first and second paths by the control valve. On the other hand, when it is determined by the determination means that the filter needs to be regenerated, the control valve is configured to allow exhaust from the engine to flow into both the first and second passages. An exhaust purification device characterized by the above.
請求項3記載の排気浄化装置において、
上記フィルタに堆積した排気微粒子の量を検出する堆積量検出手段をさらに備え、
上記弁制御手段は、上記判定手段によりフィルタの再生が必要と判定された場合において、上記堆積量検出手段により検出された排気微粒子の堆積量が多いほど、上記第2通路に流入する排気の流量を増加させるよう上記制御弁の作動を制御することを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 3,
A deposition amount detecting means for detecting the amount of exhaust particulate deposited on the filter;
In the case where the determination means determines that the filter needs to be regenerated, the valve control means is configured to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the second passage as the accumulation amount of the exhaust particulates detected by the accumulation amount detection means increases. An exhaust emission control device for controlling the operation of the control valve so as to increase the exhaust gas.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の排気浄化装置において、
上記フィルタの下流側に配設され、排気中のNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段をさらに備え、
上記弁制御手段は、上記NOx濃度検出手段により検出されたNOx濃度を基に、上記制御弁の作動を制御するように構成されていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to any one of claims 2 to 4,
Further comprising NOx concentration detecting means disposed downstream of the filter and detecting NOx concentration in the exhaust;
The exhaust gas purification apparatus, wherein the valve control means is configured to control the operation of the control valve based on the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means.
請求項5記載の排気浄化装置において、
上記弁制御手段は、上記判定手段によりフィルタの再生が必要と判定された場合において、上記NOx濃度検出手段により検出されたNOx濃度が高いほど、上記第1通路に流入する排気の流量を増加させるよう上記制御弁を制御することを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to claim 5,
The valve control means increases the flow rate of the exhaust gas flowing into the first passage as the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means is higher when the judgment means judges that the regeneration of the filter is necessary. An exhaust emission control device for controlling the control valve as described above.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の排気浄化装置において、
上記エンジンの気筒内に燃料をポスト噴射又はアフター噴射することにより、上記エンジンから排出される排気中のHC量を制御するHC制御手段をさらに備えていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 6,
An exhaust emission control device, further comprising HC control means for controlling the amount of HC in the exhaust discharged from the engine by post-injecting or after-injecting fuel into the cylinder of the engine.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の排気浄化装置において、
上記NOx触媒部は、NOx触媒を保持する円筒状のNOx触媒保持体を含み、
上記酸化触媒部は、酸化触媒を保持する円筒状の酸化触媒保持体を含み、
上記フィルタは円筒状に形成されており、
上記NOx触媒保持体、上記酸化触媒保持体、及び上記フィルタは、直列に且つ同軸に配設されていることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 7,
The NOx catalyst part includes a cylindrical NOx catalyst holding body that holds the NOx catalyst,
The oxidation catalyst part includes a cylindrical oxidation catalyst holding body for holding an oxidation catalyst,
The filter is formed in a cylindrical shape,
The exhaust gas purification apparatus, wherein the NOx catalyst holding body, the oxidation catalyst holding body, and the filter are arranged in series and coaxially.
JP2011079697A 2011-03-31 2011-03-31 Exhaust emission control device Withdrawn JP2012215083A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011079697A JP2012215083A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Exhaust emission control device
PCT/JP2012/001357 WO2012132227A1 (en) 2011-03-31 2012-02-28 Exhaust purification device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011079697A JP2012215083A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Exhaust emission control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012215083A true JP2012215083A (en) 2012-11-08

Family

ID=46930023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011079697A Withdrawn JP2012215083A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Exhaust emission control device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2012215083A (en)
WO (1) WO2012132227A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10023439A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-22 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Process for removing nitrogen oxides and soot particles from the lean exhaust gas of an internal combustion engine and exhaust gas purification system therefor
JP3628277B2 (en) * 2001-05-25 2005-03-09 日野自動車株式会社 Engine exhaust gas purification device
JP2008121493A (en) * 2006-11-10 2008-05-29 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device
KR101158816B1 (en) * 2009-08-21 2012-06-26 기아자동차주식회사 Exhaust Device Of Diesel Vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012132227A1 (en) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014122778A1 (en) Exhaust purification device of internal combustion engine
EP2261489A1 (en) Method for controlling exhaust gas purification system and exhaust gas purification system
EP2511491A1 (en) Particulate matter filter and regeneration method for particulate matter filter
JP4798511B2 (en) NOx purification device diagnostic device
JP6051948B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5604953B2 (en) Exhaust gas purification device and control method of exhaust gas purification device
JP2008133780A (en) Device and method for diagnosing abnormality of nox sensor
JP2007247595A (en) Exhaust emission control system and method for controlling the same
JP2013002283A (en) Exhaust emission control device
JP2004218497A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2007239752A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4506622B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2007247652A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP5240449B2 (en) Exhaust purification device
WO2014102932A1 (en) Exhaust purification system for internal combustion engine
JP2008121557A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
KR101807053B1 (en) Apparatus of purifying exhaust gas and regeneration method thereof
JP2013174203A (en) Exhaust emission control device
US9464554B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP2010249076A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2012215084A (en) Exhaust emission control device
JPH11343836A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP5569690B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5761517B2 (en) Engine exhaust heat recovery device
JP4507697B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140603