JP2017145755A - Exhaust emission control system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress a decline in a temperature of an oxidation catalyst.SOLUTION: An exhaust emission control system includes: an oxidation catalyst 21 provided in an exhaust system of an engine 10; a front stage casing 20 provided in the exhaust system to accommodate the oxidation catalyst 21; and a release pipe 50 provided on the exhaust downstream side of the front stage casing 20 in the exhaust system to release exhaust gas to the atmosphere. A downstream end opening 50A of the release pipe 50 is disposed adjacent to the exhaust upstream side of the oxidation catalyst 21 in the exhaust system.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust purification system.

この種の排気浄化システムとして、エンジンの排気通路に排気上流側から順に、HC・CO酸化能を有する酸化触媒及び、排気中の粒子状物質(以下、PM)を捕集するパティキュレイト・フィルタ(以下、フィルタ)を備えたものが知られている。フィルタのPM捕集能力には限界がある。このため、フィルタのPM堆積量が所定量に達した場合には、上流側の酸化触媒にHCを供給して排気温度をPM燃焼温度まで上昇させ、フィルタのPMを燃焼除去する所謂フィルタ強制再生を行う必要がある。   As this type of exhaust purification system, an oxidation catalyst having HC / CO oxidation ability and a particulate filter that collects particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust in the exhaust passage of the engine in order from the exhaust upstream side. (Hereinafter referred to as a filter) is known. There is a limit to the PM collection capacity of the filter. Therefore, when the PM accumulation amount of the filter reaches a predetermined amount, so-called filter forced regeneration is performed in which HC is supplied to the upstream oxidation catalyst to raise the exhaust gas temperature to the PM combustion temperature, and the PM of the filter is burned and removed. Need to do.

酸化触媒の良好な酸化能力を得るには、触媒温度を活性温度以上に維持することが好ましい。例えば、特許文献1には、フィルタ強制再生を行う場合に、アフタ噴射に近いアーリー・ポスト噴射によって筒内の燃焼温度を上昇させて酸化触媒を活性温度まで昇温する触媒昇温制御を実施し、次いで、酸化触媒が活性状態になると、レイト・ポスト噴射や排気管噴射によってフィルタをPM燃焼温度まで昇温するフィルタ昇温制御を行う技術が開示されている。   In order to obtain good oxidation ability of the oxidation catalyst, it is preferable to maintain the catalyst temperature at or above the activation temperature. For example, in Patent Document 1, when performing forced filter regeneration, catalyst temperature increase control is performed in which the combustion temperature in the cylinder is increased by early post injection close to after injection to raise the oxidation catalyst to the activation temperature. Subsequently, a technique is disclosed in which when the oxidation catalyst becomes active, filter temperature increase control is performed to raise the temperature of the filter to the PM combustion temperature by late post injection or exhaust pipe injection.

特開2012−072666号公報JP 2012-072666 A

ところで、エンジンの運転状態や外気環境によっては、酸化触媒の温度が活性温度よりも大きく低下する場合がある。このような触媒低温状態でフィルタ強制再生を開始すると、触媒昇温制御に要する時間が長くなり、燃料消費量の増加により燃費の悪化を招く課題がある。また、フィルタ強制再生の終了までに要する時間も長くなる課題がある。   By the way, depending on the operating state of the engine and the outside air environment, the temperature of the oxidation catalyst may be significantly lower than the activation temperature. If the filter forced regeneration is started in such a low temperature state of the catalyst, the time required for the catalyst temperature increase control becomes long, and there is a problem that the fuel consumption is deteriorated due to an increase in fuel consumption. In addition, there is a problem that the time required until the end of the forced filter regeneration becomes longer.

開示のシステムは、酸化触媒の温度低下を効果的に抑制することを目的とする。   The system of an indication aims at controlling the temperature fall of an oxidation catalyst effectively.

開示のシステムは、エンジンの排気系に設けられた酸化触媒と、前記排気系に設けられて前記酸化触媒を収容する第1ケーシングと、前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気下流側に設けられて、排気ガスを大気に放出させる放出管と、を備え、前記放出管の下流端開口部が前記排気系の前記酸化触媒よりも排気上流側に隣接して配置されたことを特徴とする。   The disclosed system includes an oxidation catalyst provided in an exhaust system of an engine, a first casing provided in the exhaust system and containing the oxidation catalyst, and provided on an exhaust downstream side of the first casing of the exhaust system. And a discharge pipe that discharges exhaust gas to the atmosphere, and a downstream end opening of the discharge pipe is disposed adjacent to the exhaust upstream side of the oxidation catalyst of the exhaust system. .

前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気上流側に設けられて、その排気下流端側を前記第1ケーシングの排気上流端に接続された上流管をさらに備え、前記放出管の下流端開口部が前記第1ケーシングの排気上流端又は前記上流管の排気下流端に隣接して配置されてもよい。   An exhaust pipe provided upstream of the first casing of the exhaust system and having an exhaust downstream end connected to an exhaust upstream end of the first casing; and a downstream end opening of the discharge pipe May be disposed adjacent to the exhaust upstream end of the first casing or the exhaust downstream end of the upstream pipe.

前記排気系の前記酸化触媒よりも排気下流側に設けられて尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を還元浄化する選択的還元触媒と、前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気上流側に設けられて、前記選択的還元触媒を収容する第2ケーシングと、前記排気系の前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとの間に設けられた接続管と、前記接続管に設けられて当該接続管内に尿素水を噴射する噴射ノズルと、前記放出管から分岐すると共に、その下流端開口部が前記接続管に隣接して配置された第1分岐管と、をさらに備えてもよい。   A selective reduction catalyst provided on the exhaust downstream side of the oxidation catalyst of the exhaust system to reduce and purify nitrogen compounds in the exhaust gas using ammonia generated from urea water as a reducing agent; and the first casing of the exhaust system A second casing that is provided upstream of the exhaust and accommodates the selective reduction catalyst, a connecting pipe provided between the first casing and the second casing of the exhaust system, and the connecting pipe An injection nozzle for injecting urea water into the connection pipe, and a first branch pipe branched from the discharge pipe and having a downstream end opening disposed adjacent to the connection pipe. May be.

前記放出管から分岐すると共に、その下流端開口部が前記排気系の前記酸化触媒よりも排気上流側のから離間して配置された第2分岐管と、前記第2分岐管よりも上流側の前記放出管を流れる排気ガスの温度を取得する排気温度取得手段と、前記排気温度取得手段によって取得される排気温度が前記酸化触媒の活性温度以上の場合に前記第2分岐管を遮断すると共に、前記排気温度取得手段によって取得される排気温度が前記酸化触媒の活性温度未満の場合に前記放出管の前記第2分岐管よりも排気下流側を遮断する流路切替バルブと、をさらに備えるてもよい。   A second branch pipe branched from the discharge pipe and having a downstream end opening disposed away from the exhaust upstream side of the oxidation catalyst of the exhaust system; and an upstream side of the second branch pipe Exhaust temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust gas flowing through the discharge pipe, and when the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means is equal to or higher than the activation temperature of the oxidation catalyst, the second branch pipe is shut off, A flow path switching valve that shuts off the exhaust downstream side of the second branch pipe of the discharge pipe when the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means is lower than the activation temperature of the oxidation catalyst. Good.

開示のシステムによれば、酸化触媒の温度低下を効果的に抑制することができる。   According to the system of an indication, the temperature fall of an oxidation catalyst can be controlled effectively.

第一実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the exhaust gas purification system which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係るフィルタ強制再生制御の詳細を説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining the detail of filter forced regeneration control concerning a first embodiment. (A),(B)は第一実施形態に係るフィルタ強制再生制御を説明するタイミングチャート図、(C)は従来のフィルタ強制再生制御を説明するタイミングチャート図である。(A), (B) is a timing chart figure explaining filter forced regeneration control concerning a first embodiment, and (C) is a timing chart figure explaining conventional filter forced regeneration control. 第二実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the exhaust gas purification system which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the exhaust gas purification system which concerns on 3rd embodiment. 他の実施形態に係る排気浄化システムを示す模式的な全体構成図である。It is a typical whole block diagram which shows the exhaust gas purification system which concerns on other embodiment.

以下、添付図面に基づいて、本発明の各実施形態に係る排気浄化システムを説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, an exhaust purification system according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

[第一実施形態]
図1に示すように、第一実施形態の排気浄化システム1Aは、排気上流側から順に、上流排気管12と、前段ケーシング(第1ケーシング)20と、接続排気管24と、後段ケーシング(第2ケーシング)40と、放出排気管50とを備えている。なお、図1中において、符号10はディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)、符号11は排気マニホールド、符号30は尿素水噴射装置をそれぞれ示している。
[First embodiment]
As shown in FIG. 1, the exhaust purification system 1A of the first embodiment includes an upstream exhaust pipe 12, a front casing (first casing) 20, a connection exhaust pipe 24, and a rear casing (first casing) in order from the exhaust upstream side. 2 casing) 40 and a discharge exhaust pipe 50. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine), reference numeral 11 denotes an exhaust manifold, and reference numeral 30 denotes a urea water injection device.

上流排気管12は、略円筒状に形成されており、車両前後方向に延設されている。上流排気管12は、その上流端を排気マニホールド11に接続されると共に、その下流端を前段ケーシング20の上流側開口部に接続されている。   The upstream exhaust pipe 12 is formed in a substantially cylindrical shape and extends in the vehicle front-rear direction. The upstream exhaust pipe 12 has an upstream end connected to the exhaust manifold 11 and a downstream end connected to the upstream opening of the front casing 20.

前段ケーシング20は、略円筒状に形成されており、その内部には、排気上流側から順に、第1酸化触媒21及び、フィルタ22が収容されている。本実施形態において、第1酸化触媒21及び、フィルタ22は、車両の前後方向に直列に配置されている。   The front casing 20 is formed in a substantially cylindrical shape, and contains therein a first oxidation catalyst 21 and a filter 22 in order from the exhaust upstream side. In the present embodiment, the first oxidation catalyst 21 and the filter 22 are arranged in series in the front-rear direction of the vehicle.

第1酸化触媒21は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されている。第1酸化触媒21は、エンジン10のポスト噴射や図示しない排気管噴射ノズルの排気管噴射によってHCが供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。   The first oxidation catalyst 21 is formed, for example, by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure. When the first oxidation catalyst 21 is supplied with HC by post injection of the engine 10 or exhaust pipe injection of an exhaust pipe injection nozzle (not shown), the first oxidation catalyst 21 oxidizes this and raises the exhaust temperature.

フィルタ22は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止して形成されている。フィルタ22は、排気中のPMを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、PM堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するフィルタ強制再生が実施される。   The filter 22 is formed, for example, by arranging a large number of cells partitioned by porous partition walls along the flow direction of the exhaust gas and alternately plugging the upstream side and the downstream side of these cells. . The filter 22 collects PM in the exhaust gas in the pores and surfaces of the partition walls, and when the estimated amount of PM deposition reaches a predetermined amount, forced filter regeneration is performed to remove the PM.

接続排気管24は、互いに並行に隣接配置された前段ケーシング20と後段ケーシング40との間に延設されると共に、その上流端及び下流端を屈曲させて略S字状に形成されている。接続排気管24は、その上流端を前段ケーシング20の下流端開口部に接続されると共に、その下流端を後段ケーシング40の上流端開口部に接続されている。また、接続排気管24には、尿素水噴射装置30の尿素水噴射ノズル33が設けられている。   The connection exhaust pipe 24 extends between the front casing 20 and the rear casing 40 that are adjacently disposed in parallel with each other, and is formed in a substantially S shape by bending its upstream end and downstream end. The connection exhaust pipe 24 has an upstream end connected to the downstream end opening of the front casing 20 and a downstream end connected to the upstream end opening of the rear casing 40. The connection exhaust pipe 24 is provided with a urea water injection nozzle 33 of the urea water injection device 30.

尿素水噴射装置30は、尿素水を貯留する尿素水タンク31と、尿素水タンク31から尿素水を汲み上げる尿素水ポンプ32と、接続排気管24内に尿素水を噴射する尿素水噴射ノズル33とを備えている。尿素水噴射ノズル33から接続排気管24内に噴射された尿素水は、排気熱により加水分解されてアンモニア(NH)に生成され、下流側のSCR触媒41に還元剤として供給される。 The urea water injection device 30 includes a urea water tank 31 that stores urea water, a urea water pump 32 that pumps urea water from the urea water tank 31, and a urea water injection nozzle 33 that injects urea water into the connection exhaust pipe 24. It has. The urea water injected into the connection exhaust pipe 24 from the urea water injection nozzle 33 is hydrolyzed by exhaust heat to be generated into ammonia (NH 3 ), and is supplied to the SCR catalyst 41 on the downstream side as a reducing agent.

後段ケーシング40は、略円筒状に形成されており、前段ケーシング20と並行に隣接配置されている。また、後段ケーシング40の内部には、排気上流側から順に、選択的還元触媒(以下、SCR触媒)41及び、第2酸化触媒42が収容されている。   The rear casing 40 is formed in a substantially cylindrical shape, and is disposed adjacent to the front casing 20 in parallel. In addition, a selective reduction catalyst (hereinafter referred to as an SCR catalyst) 41 and a second oxidation catalyst 42 are accommodated in the rear casing 40 in order from the exhaust upstream side.

SCR触媒41は、例えば多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持して形成されている。SCR触媒41は、尿素水噴射ノズル33から還元剤として供給されるアンモニアを吸着すると共に、吸着したアンモニアで通過する排気中からNOxを選択的に還元浄化する。   The SCR catalyst 41 is formed, for example, by supporting zeolite or the like on a porous ceramic carrier. The SCR catalyst 41 adsorbs ammonia supplied as a reducing agent from the urea water injection nozzle 33 and selectively reduces and purifies NOx from the exhaust gas passing through the adsorbed ammonia.

第2酸化触媒42は、例えば、コーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体表面に触媒成分等を担持して形成されており、SCR触媒41から下流側にスリップしたアンモニアを酸化する機能を有している。   The second oxidation catalyst 42 is formed, for example, by supporting a catalyst component or the like on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure, and has a function of oxidizing ammonia slipped downstream from the SCR catalyst 41. doing.

放出排気管(テールパイプ)50は、略円筒状に形成されており、その上流端を後段ケーシング40の下流端に接続されると共に、その下流端には、排気ガスを大気に放出させる放出開口部50Aが形成されている。また、放出排気管50は、その上流側端部を略C字状に湾曲させて車両前方に向けて折り返され、その中間部位を前段及び後段ケーシング20,40よりも車両前方側で上流排気管12に向けて略L字状に折り曲げられて車両幅方向に延びると共に、その下流側端部を前段ケーシング20に向けて斜め後方に屈曲形成されている。すなわち、排気ガスを大気に放出させる放出開口部50Aが、上流排気管12の下流端近傍及び前段ケーシング20の上流端近傍に隣接して配置されている。   The discharge exhaust pipe (tail pipe) 50 is formed in a substantially cylindrical shape, and its upstream end is connected to the downstream end of the rear casing 40, and at its downstream end, a discharge opening that discharges exhaust gas to the atmosphere. Part 50A is formed. Further, the discharge exhaust pipe 50 is bent toward the front of the vehicle with its upstream end curved in a substantially C shape, and its intermediate portion is located upstream of the front and rear casings 20 and 40 on the front side of the upstream exhaust pipe. 12 is bent in a substantially L-shape and extends in the vehicle width direction, and its downstream end is bent obliquely rearward toward the front casing 20. That is, the discharge opening 50 </ b> A that discharges the exhaust gas to the atmosphere is disposed adjacent to the vicinity of the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the vicinity of the upstream end of the front casing 20.

このように、放出開口部50Aを上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に隣接配置して放出排気ガスを直接的に当てることで、酸化触媒21に流入する排気ガスが保温されるようになり、酸化触媒21の温度低下を効果的に抑制するようになっている。また、放出排気ガスを斜め前方から当てることで、車両走行風の影響を受けても、放出排気ガスが上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に確実に当てられるようになっている。   As described above, the discharge opening 50A is disposed adjacent to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20, and the discharge exhaust gas is directly applied, so that the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 21 is kept warm. Thus, the temperature decrease of the oxidation catalyst 21 is effectively suppressed. Further, by applying the exhaust gas from obliquely forward, the exhaust gas can be reliably applied to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20 even under the influence of the vehicle traveling wind. Yes.

第1排気温度センサ80は、酸化触媒21の直上流に設けられており、酸化触媒21に流入する排気ガスの温度(酸化触媒入口温度)を取得する。第2排気温度センサ81は、酸化触媒21とフィルタ22との間に設けられており、酸化触媒21から流出する排気ガスの温度(酸化触媒出口温度)を取得する。差圧センサ82は、フィルタ22の前後差圧を取得する。これら各種センサ類80〜82のセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット(以下、ECU)100に出力される。   The first exhaust temperature sensor 80 is provided immediately upstream of the oxidation catalyst 21 and acquires the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 21 (oxidation catalyst inlet temperature). The second exhaust temperature sensor 81 is provided between the oxidation catalyst 21 and the filter 22 and acquires the temperature of the exhaust gas flowing out from the oxidation catalyst 21 (oxidation catalyst outlet temperature). The differential pressure sensor 82 acquires the differential pressure across the filter 22. Sensor values of these various sensors 80 to 82 are output to an electrically connected electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 100.

ECU100は、エンジン10の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。これら各種制御を行うため、ECU100には、各種センサ類のセンサ値が入力される。また、ECU100は、フィルタ22に堆積したPMを燃焼除去させるフィルタ強制再生制御も実行する。   The ECU 100 performs various controls of the engine 10 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. In order to perform these various controls, sensor values of various sensors are input to the ECU 100. The ECU 100 also executes filter forced regeneration control that burns and removes PM accumulated on the filter 22.

フィルタ強制再生制御は、差圧センサ82により取得されるフィルタ前後差圧から推定されるPM堆積量が所定の上限閾値に達した場合、或は、車両の走行距離や再生インターバルが所定値に達すると開始される。   In the forced filter regeneration control, when the PM accumulation amount estimated from the differential pressure before and after the filter acquired by the differential pressure sensor 82 reaches a predetermined upper limit threshold, or the travel distance or regeneration interval of the vehicle reaches a predetermined value. Then it starts.

以下、図2に基づいて、フィルタ強制再生制御の詳細を説明する。ステップS100では、PM堆積量が所定の上限閾値に達したか否かが判定される。肯定の場合は、ステップS110に進み、第1及び第2排気温度センサ80,81(図1参照)の各センサ値から取得される酸化触媒温度が所定の活性温度(例えば、約200度)以上か否かが判定される。肯定の場合は、ステップS120にて、排気管噴射又はレイト・ポスト噴射(排気バルブ開弁時に行う噴射)により酸化触媒21にHCを供給し、フィルタ22をPM燃焼温度(例えば、約600度)まで昇温させるフィルタ昇温制御が実行される。一方、否定の場合は、ステップS130に進み、吸気絞りやアーリー・ポスト噴射(アフタ噴射に近いタイミングで行う噴射)により酸化触媒温度を活性温度まで上昇させる触媒昇温制御が実行される。ステップS140にて酸化触媒温度が活性温度に達したら、ステップS150にて、フィルタ昇温制御が実行される。ステップS160にてPM堆積量が所定の下限閾値まで減少すると、ステップS170にてフィルタ強制再生制御を終了し、本制御はリターンされる。   The details of the filter forced regeneration control will be described below with reference to FIG. In step S100, it is determined whether the PM accumulation amount has reached a predetermined upper limit threshold value. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S110, and the oxidation catalyst temperature acquired from the sensor values of the first and second exhaust temperature sensors 80 and 81 (see FIG. 1) is equal to or higher than a predetermined activation temperature (for example, about 200 degrees). It is determined whether or not. If affirmative, in step S120, HC is supplied to the oxidation catalyst 21 by exhaust pipe injection or late post injection (injection performed when the exhaust valve is opened), and the filter 22 is subjected to PM combustion temperature (for example, about 600 degrees). The filter temperature raising control is performed to raise the temperature up to. On the other hand, if the result is negative, the process proceeds to step S130, where catalyst temperature increase control is performed to raise the oxidation catalyst temperature to the activation temperature by intake throttling or early post injection (injection performed at a timing close to after injection). When the oxidation catalyst temperature reaches the activation temperature in step S140, filter temperature increase control is executed in step S150. When the PM accumulation amount decreases to the predetermined lower limit threshold value in step S160, the filter forced regeneration control is terminated in step S170, and this control is returned.

本実施形態において、酸化触媒21に流入する排気ガスは放出排気ガスによって保温されているため、特に、ステップS110の判定は、肯定(酸化触媒温度が活性温度以上)の頻度が多くなり、また、否定(酸化触媒温度が活性温度未満)の場合であっても、酸化触媒温度と活性温度との温度差が効果的に減少されるようになっている。   In the present embodiment, since the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 21 is kept warm by the discharged exhaust gas, in particular, the determination in step S110 is more frequent (the oxidation catalyst temperature is equal to or higher than the activation temperature), and Even if it is negative (the oxidation catalyst temperature is lower than the activation temperature), the temperature difference between the oxidation catalyst temperature and the activation temperature is effectively reduced.

以上詳述したように、本実施形態によると、排気ガスを大気に放出させる放出開口部50Aを上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に隣接配置することで、放出排気ガスが上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に直接的に当てられるようになっている。これにより、酸化触媒21に流入する排気ガスが放出排気ガスによって保温されるようになり、酸化触媒21の温度低下を効果的に抑制することが可能になる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the discharge opening 50A that discharges the exhaust gas to the atmosphere is disposed adjacent to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20 so that the exhaust gas is discharged. It is applied directly to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20. As a result, the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 21 is kept warm by the discharged exhaust gas, and the temperature decrease of the oxidation catalyst 21 can be effectively suppressed.

また、酸化触媒21を放出排気ガスによって保温することで、酸化触媒温度が活性温度以上に効果的に維持されやすくなる。これにより、フィルタ強制再生制御時の触媒昇温制御が不要(図3(A)参照)、或は、触媒昇温制御に要する時間を短縮(図3(B)参照)することが可能となり、燃費性能を確実に向上させることができる。また、フィルタ再生制御に要する時間も、酸化触媒を保温せずに行う従来例(図3(C)参照)に比べ、効果的に短縮することが可能となる。   In addition, by keeping the oxidation catalyst 21 warm by the exhaust gas, the oxidation catalyst temperature is easily maintained more effectively than the activation temperature. This eliminates the need for catalyst temperature increase control during filter forced regeneration control (see FIG. 3A) or shortens the time required for catalyst temperature increase control (see FIG. 3B). The fuel consumption performance can be improved reliably. Further, the time required for the filter regeneration control can be effectively shortened as compared with the conventional example (see FIG. 3C) in which the oxidation catalyst is not kept warm.

[第二実施形態]
次に、図4に基づいて、第二実施形態に係る排気浄化システム1Bの詳細を説明する。第二実施形態の排気浄化システム1Bは、第一実施形態の排気浄化システム1Aにおいて、放出排気管50の形状を変更したものである。他の構成については、第一実施形態と同様に構成されるため、詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, based on FIG. 4, the detail of the exhaust gas purification system 1B which concerns on 2nd embodiment is demonstrated. The exhaust purification system 1B of the second embodiment is obtained by changing the shape of the discharge exhaust pipe 50 in the exhaust purification system 1A of the first embodiment. Since other configurations are configured in the same manner as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

第二実施形態の放出排気管50は、その下流端側を二股に分岐形成されて、排気ガスを二か所の開口部から大気に放出するように構成されている。第1放出開口部50Aは、第一実施形態と同様に、上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に隣接配置されている。分岐排気管51は、放出排気管50の下流端側から接続排気管24に向けて分岐すると共に、その第2放出開口部51Aが後段ケーシング40直上流の接続排気管24に隣接配置されている。   The discharge exhaust pipe 50 of the second embodiment is formed so as to be bifurcated at the downstream end side, and exhaust gas is discharged from the two openings to the atmosphere. The first discharge opening 50A is disposed adjacent to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20 as in the first embodiment. The branch exhaust pipe 51 branches from the downstream end side of the discharge exhaust pipe 50 toward the connection exhaust pipe 24, and the second discharge opening 51A is disposed adjacent to the connection exhaust pipe 24 immediately upstream of the rear casing 40. .

第二実施形態では、このように、放出排気ガスを酸化触媒21直上流の上流排気管12に加え、SCR触媒41直上流の接続排気管24に直接的に当てることにより、尿素水が拡散される接続排気管24内を効果的に保温することが可能となり、アンモニアの生成効率を確実に向上することができる。   In the second embodiment, the urea water is diffused by adding the discharged exhaust gas to the upstream exhaust pipe 12 immediately upstream of the oxidation catalyst 21 and directly hitting the connection exhaust pipe 24 immediately upstream of the SCR catalyst 41 in this way. Thus, the inside of the connection exhaust pipe 24 can be effectively kept warm, and the production efficiency of ammonia can be reliably improved.

[第三実施形態]
次に、図5に基づいて、第三実施形態に係る排気浄化システム1Cの詳細を説明する。第三実施形態の排気浄化システム1Cは、第一実施形態の排気浄化システム1Aに、分岐放出管60、流路切替バルブ61、第3排気温度センサ84をさらに備えたものである。他の構成については、第一実施形態と同様に構成されるため、詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
Next, based on FIG. 5, the detail of 1 C of exhaust gas purification systems which concern on 3rd embodiment is demonstrated. The exhaust purification system 1C of the third embodiment is obtained by further adding a branch discharge pipe 60, a flow path switching valve 61, and a third exhaust temperature sensor 84 to the exhaust purification system 1A of the first embodiment. Since other configurations are configured in the same manner as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

分岐放出管60は、放出排気管50から前段ケーシング20や上流配管12が存在しない他の方向に向かって分岐すると共に、その下流端を大気開放されている。流路切替バルブ61は、例えばバタフライバルブであって、放出排気管50と分岐放出管60との分岐部に設けられている。流路切替バルブ61は、第3排気温度センサ84によって検出される排気温度が所定の閾値(例えば、酸化触媒21の触媒活性温度)未満の場合には、放出排気管50を閉鎖する一方、第3排気温度センサ84によって検出される排気温度が所定の閾値以上の場合には分岐管60を閉鎖する。すなわち、放出排気ガス流路が、低温度時は分岐放出管60とされ、高温時は放出排気管50に選択的に切り替えられるようになっている。   The branch discharge pipe 60 branches from the discharge exhaust pipe 50 in the other direction in which the front casing 20 and the upstream pipe 12 do not exist, and the downstream end thereof is open to the atmosphere. The flow path switching valve 61 is, for example, a butterfly valve, and is provided at a branch portion between the discharge exhaust pipe 50 and the branch discharge pipe 60. The flow path switching valve 61 closes the discharge exhaust pipe 50 when the exhaust temperature detected by the third exhaust temperature sensor 84 is lower than a predetermined threshold (for example, the catalyst activation temperature of the oxidation catalyst 21), 3 When the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 84 is equal to or higher than a predetermined threshold, the branch pipe 60 is closed. That is, the discharge exhaust gas flow path is configured as the branch discharge pipe 60 when the temperature is low, and is selectively switched to the discharge exhaust pipe 50 when the temperature is high.

第三実施形態では、このように、放出排気ガスが酸化触媒21の活性温度以上の場合にのみ上流排気管12の下流端及び前段ケーシング20の上流端に排気ガスを直接的に当てることで、酸化触媒21が低温排気ガスによって冷却されることを効果的に防止することができる。   In the third embodiment, as described above, the exhaust gas is directly applied to the downstream end of the upstream exhaust pipe 12 and the upstream end of the front casing 20 only when the discharged exhaust gas is equal to or higher than the activation temperature of the oxidation catalyst 21. It is possible to effectively prevent the oxidation catalyst 21 from being cooled by the low temperature exhaust gas.

[その他]
なお、本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[Others]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

例えば、図6に示すように、上記各実施形態を全て組み合わせて構成してもよい。また、前段ケーシング20や後段ケーシング40に収容される触媒の種類や配置順は、図示例に限定されず、他の触媒や配置順であってもよい。また、エンジン10はディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他に内燃機関にも広く適用することが可能である。   For example, as shown in FIG. 6, the above embodiments may be combined. Further, the type and arrangement order of the catalyst accommodated in the front casing 20 and the rear casing 40 are not limited to the illustrated example, and may be other catalysts and arrangement orders. The engine 10 is not limited to a diesel engine, and can be widely applied to an internal combustion engine in addition to a gasoline engine or the like.

10 エンジン
12 上流排気管
20 前段ケーシング
21 第1酸化触媒
22 フィルタ
24 接続排気管
30 尿素水噴射装置
31 尿素水タンク
32 尿素水ポンプ
33 尿素水噴射ノズル
40 後段ケーシング
41 SCR触媒
42 第2酸化触媒
50 放出排気管
100 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 12 Upstream exhaust pipe 20 Pre-stage casing 21 1st oxidation catalyst 22 Filter 24 Connection exhaust pipe 30 Urea water injection apparatus 31 Urea water tank 32 Urea water pump 33 Urea water injection nozzle 40 Rear stage casing 41 SCR catalyst 42 2nd oxidation catalyst 50 Emission exhaust pipe 100 ECU

Claims (4)

エンジンの排気系に設けられた酸化触媒と、
前記排気系に設けられて前記酸化触媒を収容する第1ケーシングと、
前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気下流側に設けられて、排気ガスを大気に放出させる放出管と、を備え、
前記放出管の下流端開口部が前記排気系の前記酸化触媒よりも排気上流側に隣接して配置された
ことを特徴とする排気浄化システム。
An oxidation catalyst provided in the exhaust system of the engine;
A first casing provided in the exhaust system and containing the oxidation catalyst;
A discharge pipe provided on the exhaust downstream side of the first casing of the exhaust system and discharging exhaust gas to the atmosphere;
An exhaust purification system, wherein a downstream end opening of the discharge pipe is disposed adjacent to an exhaust upstream side of the oxidation catalyst of the exhaust system.
前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気上流側に設けられて、その排気下流端側を前記第1ケーシングの排気上流端に接続された上流管をさらに備え、
前記放出管の下流端開口部が前記第1ケーシングの排気上流端又は前記上流管の排気下流端に隣接して配置された
請求項1に記載の排気浄化システム。
An upstream pipe provided on the exhaust upstream side of the first casing of the exhaust system, the exhaust downstream end side of which is connected to the exhaust upstream end of the first casing;
The exhaust purification system according to claim 1, wherein the downstream end opening of the discharge pipe is disposed adjacent to the exhaust upstream end of the first casing or the exhaust downstream end of the upstream pipe.
前記排気系の前記酸化触媒よりも排気下流側に設けられて尿素水から生成されるアンモニアを還元剤として排気中の窒素化合物を還元浄化する選択的還元触媒と、
前記排気系の前記第1ケーシングよりも排気上流側に設けられて、前記選択的還元触媒を収容する第2ケーシングと、
前記排気系の前記第1ケーシングと前記第2ケーシングとの間に設けられた接続管と、
前記接続管に設けられて当該接続管内に尿素水を噴射する噴射ノズルと、
前記放出管から分岐すると共に、その下流端開口部が前記接続管に隣接して配置された第1分岐管と、をさらに備える
請求項1又は2に記載の排気浄化システム。
A selective reduction catalyst that is provided downstream of the oxidation catalyst in the exhaust system and that reduces and purifies nitrogen compounds in the exhaust gas using ammonia generated from urea water as a reducing agent;
A second casing provided upstream of the first casing of the exhaust system and containing the selective reduction catalyst;
A connecting pipe provided between the first casing and the second casing of the exhaust system;
An injection nozzle that is provided in the connection pipe and injects urea water into the connection pipe;
The exhaust purification system according to claim 1, further comprising: a first branch pipe branched from the discharge pipe and having a downstream end opening disposed adjacent to the connection pipe.
前記放出管から分岐すると共に、その下流端開口部が前記排気系の前記酸化触媒よりも排気上流側のから離間して配置された第2分岐管と、
前記第2分岐管よりも上流側の前記放出管を流れる排気ガスの温度を取得する排気温度取得手段と、
前記排気温度取得手段によって取得される排気温度が前記酸化触媒の活性温度以上の場合に前記第2分岐管を遮断すると共に、前記排気温度取得手段によって取得される排気温度が前記酸化触媒の活性温度未満の場合に前記放出管の前記第2分岐管よりも排気下流側を遮断する流路切替バルブと、をさらに備える
請求項1から3の何れか一項に記載の排気浄化システム。
A second branch pipe which branches from the discharge pipe and whose downstream end opening is arranged away from the exhaust upstream side of the oxidation catalyst of the exhaust system;
Exhaust temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust gas flowing through the discharge pipe upstream of the second branch pipe;
When the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means is equal to or higher than the activation temperature of the oxidation catalyst, the second branch pipe is shut off, and the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means is the activation temperature of the oxidation catalyst. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a flow path switching valve that shuts off the exhaust downstream side of the second branch pipe of the discharge pipe when the number is less.
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