JPH0625533B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス浄化装置Info
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- JPH0625533B2 JPH0625533B2 JP467685A JP467685A JPH0625533B2 JP H0625533 B2 JPH0625533 B2 JP H0625533B2 JP 467685 A JP467685 A JP 467685A JP 467685 A JP467685 A JP 467685A JP H0625533 B2 JPH0625533 B2 JP H0625533B2
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Links
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンの排気ガス浄化装置に関し、特に排気
ガス中に含まれるカーボン粒子等の可燃性粒子をパティ
キュレートフィルタで捕捉しこの可燃性粒子を燃焼させ
て除去するようにした排気ガス浄化装置に関する。
ガス中に含まれるカーボン粒子等の可燃性粒子をパティ
キュレートフィルタで捕捉しこの可燃性粒子を燃焼させ
て除去するようにした排気ガス浄化装置に関する。
(従来技術) 従来、この種の排気ガス浄化装置として、例えば、特開
昭56−98519号公報に開示されているように、エ
ンジンの排気系に排気ガス中の可燃性粒子などを捕集し
て酸化反応させる触媒フィルタを配置するとともに、該
触媒フィルタの上流に、上記可燃性粒子の燃焼を促進す
る液体として、例えば、液体燃料などの補助燃料を噴射
する噴射器を設けて、触媒フィルタの触媒による反応と
補助燃料による燃料の促進とによって排気ガス温度を可
燃性粒子の着火温度以上に加熱することにより、捕集さ
れた可燃性粒子を燃焼除去するようにしたのは知られて
いる。
昭56−98519号公報に開示されているように、エ
ンジンの排気系に排気ガス中の可燃性粒子などを捕集し
て酸化反応させる触媒フィルタを配置するとともに、該
触媒フィルタの上流に、上記可燃性粒子の燃焼を促進す
る液体として、例えば、液体燃料などの補助燃料を噴射
する噴射器を設けて、触媒フィルタの触媒による反応と
補助燃料による燃料の促進とによって排気ガス温度を可
燃性粒子の着火温度以上に加熱することにより、捕集さ
れた可燃性粒子を燃焼除去するようにしたのは知られて
いる。
また、特開昭60−108517号公報にも記載のよう
に、フィルタの上流に上記可燃性粒子の燃焼を促進する
液体として、例えば、触媒溶液を供給して、可燃性粒子
の表面に触媒を被着させることにより、触媒の反応によ
って可燃性粒子の着火温度を下げるようにしたものも提
案されている。
に、フィルタの上流に上記可燃性粒子の燃焼を促進する
液体として、例えば、触媒溶液を供給して、可燃性粒子
の表面に触媒を被着させることにより、触媒の反応によ
って可燃性粒子の着火温度を下げるようにしたものも提
案されている。
ところで、上記のように補助燃料や触媒溶液を噴射供給
する装置においては、例えば数時間おきに1回ずつ所定
量の上記液体を連続的に一挙に噴射供給するようになっ
ているので、噴射された液体の一部だけはフィルタの上
流側の表面に付着するが残りの大部分はフィルタの中流
乃至下流側の比較的中心近い部分に浸透することにな
る。
する装置においては、例えば数時間おきに1回ずつ所定
量の上記液体を連続的に一挙に噴射供給するようになっ
ているので、噴射された液体の一部だけはフィルタの上
流側の表面に付着するが残りの大部分はフィルタの中流
乃至下流側の比較的中心近い部分に浸透することにな
る。
上記フィルタの上流側の表面に付着した上記液体は排気
ガス中の酸素と接触しやすいために可燃性粒子の燃焼促
進に極めて有効であるうえ、上流側での燃焼によって下
流側の広い範囲に互って燃焼が促進される。
ガス中の酸素と接触しやすいために可燃性粒子の燃焼促
進に極めて有効であるうえ、上流側での燃焼によって下
流側の広い範囲に互って燃焼が促進される。
これに対して、フィルタの中流乃至下流側の内部に浸透
した上記液体は排気ガス中の酸素とも接触しにくいため
に可燃性粒子の燃焼促進に余り有効には作用しないし、
また上流側での燃焼と比較した場合フィルタの中流乃至
下流側での燃焼によってそれよりも下流側の燃焼が促進
されるという作用においても劣る。
した上記液体は排気ガス中の酸素とも接触しにくいため
に可燃性粒子の燃焼促進に余り有効には作用しないし、
また上流側での燃焼と比較した場合フィルタの中流乃至
下流側での燃焼によってそれよりも下流側の燃焼が促進
されるという作用においても劣る。
つまり、上記液体を連続的に一挙に噴射する場合には、
該液体を有効に活用することが難しく、その消費量も増
えるだけで、フィルタの下流側の外周部に付着した可燃
性粒子については燃焼が不十分となりやすくフィルタ全
体を均一に再生することが難しくなる。
該液体を有効に活用することが難しく、その消費量も増
えるだけで、フィルタの下流側の外周部に付着した可燃
性粒子については燃焼が不十分となりやすくフィルタ全
体を均一に再生することが難しくなる。
(発明の目的) 本発明は、可燃性粒子の燃焼を促進する液体の大部分を
フィルタの上流側に付着させることにより、上記液体を
有効活用してフィルタ全体を再生することが出来るよう
なエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを目的と
する。
フィルタの上流側に付着させることにより、上記液体を
有効活用してフィルタ全体を再生することが出来るよう
なエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを目的と
する。
(発明の構成) 本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置は、排気系に
可燃性粒子などを捕集するパティキュレートフィルタを
備えたエンジンの排気ガス浄化装置において、上記パテ
ィキュレートフィルタの上流に上記可燃性粒子の燃焼を
促進する液体を噴射時期毎に複数回の間欠噴射で噴射す
る噴射手段を設けたものである。
可燃性粒子などを捕集するパティキュレートフィルタを
備えたエンジンの排気ガス浄化装置において、上記パテ
ィキュレートフィルタの上流に上記可燃性粒子の燃焼を
促進する液体を噴射時期毎に複数回の間欠噴射で噴射す
る噴射手段を設けたものである。
(発明の効果) 本発明のエンジンの排気ガス浄化装置においては、以上
説明したように、パティキュレートフィルタの上流に可
燃性粒子の燃焼を促進する液体を噴射時期毎に複数回の
間欠噴射で噴射するようにしたので、1回当たりの噴射
によっては少量ずつの液体が噴射され、それが高温のフ
ィルタの上流側の表面やその表面の可燃性粒子に付着す
ることになる。このように、少量ずつの上記液体を間欠
的に噴射することによって、該液体がフィルタの中流乃
至下流側の内部へ浸透するのを阻止してフィルタの上流
側の表面に均一に分布付着させることが出来る。
説明したように、パティキュレートフィルタの上流に可
燃性粒子の燃焼を促進する液体を噴射時期毎に複数回の
間欠噴射で噴射するようにしたので、1回当たりの噴射
によっては少量ずつの液体が噴射され、それが高温のフ
ィルタの上流側の表面やその表面の可燃性粒子に付着す
ることになる。このように、少量ずつの上記液体を間欠
的に噴射することによって、該液体がフィルタの中流乃
至下流側の内部へ浸透するのを阻止してフィルタの上流
側の表面に均一に分布付着させることが出来る。
フィルタの上流側の表面に付着した上記液体は活発に可
燃性粒子の燃焼を促進し、上流側の燃焼により下流側の
燃焼が広範に促進されるから、上記により上記液体を有
効活用してその消費量を節減することが出来、フィルタ
全体を効率よく再生することが出来る。
燃性粒子の燃焼を促進し、上流側の燃焼により下流側の
燃焼が広範に促進されるから、上記により上記液体を有
効活用してその消費量を節減することが出来、フィルタ
全体を効率よく再生することが出来る。
(実施例) 以下、本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置をディ
ーゼルエンジンに適用した場合の実施例について図面に
基いて説明する。
ーゼルエンジンに適用した場合の実施例について図面に
基いて説明する。
上記排気ガス浄化装置の全体構成について、第1図によ
り説明すると、ディーゼルエンジン1の排気通路2の途
中部にはパティキュレートフィルタ3(以下、フィルタ
という)が介装され、このフィルタ3に流入する排気ガ
ス流量を調節するためフィルタ3の上流側の排気通路2
から分岐してフィルタ3の下流側の排気通路2に合流す
るバイパス通路4が設けられ、上記バイパス通路4の始
端部には絞り弁5が設けられる。
り説明すると、ディーゼルエンジン1の排気通路2の途
中部にはパティキュレートフィルタ3(以下、フィルタ
という)が介装され、このフィルタ3に流入する排気ガ
ス流量を調節するためフィルタ3の上流側の排気通路2
から分岐してフィルタ3の下流側の排気通路2に合流す
るバイパス通路4が設けられ、上記バイパス通路4の始
端部には絞り弁5が設けられる。
上記フィルタ3は微小細孔を有する多孔質のセラミック
製のパティキュレートフィルタで、多数の隔壁で仕切ら
れた多数の通路を有し、排気ガスを上記隔壁で濾過する
ことにより排気ガス中に含まれるカーボン粒子等の可燃
性粒子を捕捉するようにしたものである。
製のパティキュレートフィルタで、多数の隔壁で仕切ら
れた多数の通路を有し、排気ガスを上記隔壁で濾過する
ことにより排気ガス中に含まれるカーボン粒子等の可燃
性粒子を捕捉するようにしたものである。
上記フィルタ3に捕捉された可燃性粒子を燃焼させてフ
ィルタ3を再生するため、フィルタ3の上流側の排気通
路2内に触媒水溶液炭化水素エマルジョンを噴射する噴
射器具6が設けられる。
ィルタ3を再生するため、フィルタ3の上流側の排気通
路2内に触媒水溶液炭化水素エマルジョンを噴射する噴
射器具6が設けられる。
上記噴射器具6は、フィルタ3の上流側の排気通路2内
にフィルタ3の方向へ向けて装着されたインジェクタ7
と、上記触媒水溶液炭化水素エマルジョンを貯溜するタ
ンク10と、インジェクタ7をタンク10に接続する連
通管8と、連通管8の途中部に介装されたポンプ9とか
ら構成される。
にフィルタ3の方向へ向けて装着されたインジェクタ7
と、上記触媒水溶液炭化水素エマルジョンを貯溜するタ
ンク10と、インジェクタ7をタンク10に接続する連
通管8と、連通管8の途中部に介装されたポンプ9とか
ら構成される。
上記フィルタ3の下流側の端面の中央部に向けて加圧エ
アを噴射するエアノズル31が設けられ、このエアノズ
ル31へはエアポンプ32からエアが供給される。
アを噴射するエアノズル31が設けられ、このエアノズ
ル31へはエアポンプ32からエアが供給される。
尚、図中符号33はフィルタ3の上流側端面よりも上流
位置で排気通路2内に設けられた旋回流発生用の旋回案
内羽根であって、テーパ状に拡大する排気通路2の内周
壁面に固着されている(第5図参照)。
位置で排気通路2内に設けられた旋回流発生用の旋回案
内羽根であって、テーパ状に拡大する排気通路2の内周
壁面に固着されている(第5図参照)。
上記触媒水溶液炭化水素エマルジョンの組成は、0・0
5〜0・5重量%の一または二以上の白金族金属(P
t、Pd、Rh、Ir)の水溶性化合物、あるいは1〜
10重量%の一または二以上の卑金属(V、Cu、C
r、Fe、Ni、Mo、Ca、Ba)の水溶性塩よりな
る触媒成分と、10〜50重量%の灯油、軽油、重油、
アルコール、またはケトン(含酸素炭化水素)等の炭化
水素と、該炭化水素を水に溶かすための1〜10重量%
の界面活性剤と、残りが水とからなり、これらを混合し
たものである。以下、上記触媒水溶液炭化水素エマルジ
ョンを単に触媒溶液等と略称する。
5〜0・5重量%の一または二以上の白金族金属(P
t、Pd、Rh、Ir)の水溶性化合物、あるいは1〜
10重量%の一または二以上の卑金属(V、Cu、C
r、Fe、Ni、Mo、Ca、Ba)の水溶性塩よりな
る触媒成分と、10〜50重量%の灯油、軽油、重油、
アルコール、またはケトン(含酸素炭化水素)等の炭化
水素と、該炭化水素を水に溶かすための1〜10重量%
の界面活性剤と、残りが水とからなり、これらを混合し
たものである。以下、上記触媒水溶液炭化水素エマルジ
ョンを単に触媒溶液等と略称する。
但し、触媒溶液と炭化水素とを各々独立のタンクに貯溜
しておいて、両者を混ぜてインジェクタ7へ供給した
り、或いは必要に応じて一方だけをインジェクタ7へ供
給するようにしてもよいことは勿論である。
しておいて、両者を混ぜてインジェクタ7へ供給した
り、或いは必要に応じて一方だけをインジェクタ7へ供
給するようにしてもよいことは勿論である。
前記バイパス通路4の絞り弁5を調節する調節機構は、
真空ポンプ11と、真空ポンプ11に接続されたデュー
ティソレノイドバルブ12と、デューティソレノイドバ
ルブ12に接続され絞り弁5に連結されたダイヤフラム
式アクチュエータ13とから構成される。
真空ポンプ11と、真空ポンプ11に接続されたデュー
ティソレノイドバルブ12と、デューティソレノイドバ
ルブ12に接続され絞り弁5に連結されたダイヤフラム
式アクチュエータ13とから構成される。
上記フィルタ3に捕捉されている可燃性粒子の燃焼状態
に応じて上記噴射器具6を制御したり、また前記絞り弁
5の開度を調節制御したり、また上記エアポンプ32を
制御したりするコントロールユニット14が設けられ、
このコントロールユニット14へは下記の各種センサか
ら検出信号が入力される。
に応じて上記噴射器具6を制御したり、また前記絞り弁
5の開度を調節制御したり、また上記エアポンプ32を
制御したりするコントロールユニット14が設けられ、
このコントロールユニット14へは下記の各種センサか
ら検出信号が入力される。
上記センサとしては、フィルタ3の上流側の排気通路2
内の背圧及び排気ガス温度を各々検出する背圧センサ1
5及び第1排気ガス温度センサ16と、フィルタ3の下
流側の排気通路2内の排気ガス温度を検出する第2排気
ガス温度センサ17と、エンジン1の燃料噴射ポンプ1
8のポンプ軸の回転数を検出する回転数センサ19と、
上記燃料噴射ポンプ18のコントロールスリーブの位置
を検出する負荷センサ20とが設けられ、各検出信号は
コントロールユニット14へ出力される。
内の背圧及び排気ガス温度を各々検出する背圧センサ1
5及び第1排気ガス温度センサ16と、フィルタ3の下
流側の排気通路2内の排気ガス温度を検出する第2排気
ガス温度センサ17と、エンジン1の燃料噴射ポンプ1
8のポンプ軸の回転数を検出する回転数センサ19と、
上記燃料噴射ポンプ18のコントロールスリーブの位置
を検出する負荷センサ20とが設けられ、各検出信号は
コントロールユニット14へ出力される。
上記コントロールユニット14からインジェクタ7へは
インジェクタ7内に組込まれたソレノイドバルブ(第2
図参照)を開閉する制御信号が出力され、コントロール
ユニット14からポンプ9へはポンプ9をON・OFF
操作する制御信号が出力され、コントロールユニット1
4からデューティソレノイドバルブ12へはそのデュー
ティ比を変えて絞り弁5を調節操作する制御信号が出力
される。
インジェクタ7内に組込まれたソレノイドバルブ(第2
図参照)を開閉する制御信号が出力され、コントロール
ユニット14からポンプ9へはポンプ9をON・OFF
操作する制御信号が出力され、コントロールユニット1
4からデューティソレノイドバルブ12へはそのデュー
ティ比を変えて絞り弁5を調節操作する制御信号が出力
される。
次に、上記インジェクタ7は、例えば第2図のように構
成される。
成される。
即ち、インジェクタ本体21の中心部には先端側から順
に噴射口22、案内孔23、バネ装着孔24、ソレノイ
ド装着孔25及び供給孔26が連通状に形成され、これ
らのうち供給孔26以外の各孔22〜25に互って一体
のロッド27が挿入装着され、上記ロッド27の先端の
針弁体部27aが噴射口22の奥端の弁座に内方より当
接して弁が構成され、ロッド27の案内部27bが案内
孔23内に軸方向摺動自在に装着され、ロッド27の鍔
状のバネ受部27cがバネ装着孔24内に配設され、バ
ネ受部27cとバネ装着孔24の基端壁間でロッド27
に外装された圧縮バネ28によりロッド27が先端方向
つまり上記弁を閉じる方向へ付勢され、ソレノイド装着
孔25内においてロッド27の外側にはソレノイド29
が装着され、ロッド27の基端の鍔部27dとソレノイ
ド装着孔25の基端壁間には補助圧縮バネ30が介装さ
れている。
に噴射口22、案内孔23、バネ装着孔24、ソレノイ
ド装着孔25及び供給孔26が連通状に形成され、これ
らのうち供給孔26以外の各孔22〜25に互って一体
のロッド27が挿入装着され、上記ロッド27の先端の
針弁体部27aが噴射口22の奥端の弁座に内方より当
接して弁が構成され、ロッド27の案内部27bが案内
孔23内に軸方向摺動自在に装着され、ロッド27の鍔
状のバネ受部27cがバネ装着孔24内に配設され、バ
ネ受部27cとバネ装着孔24の基端壁間でロッド27
に外装された圧縮バネ28によりロッド27が先端方向
つまり上記弁を閉じる方向へ付勢され、ソレノイド装着
孔25内においてロッド27の外側にはソレノイド29
が装着され、ロッド27の基端の鍔部27dとソレノイ
ド装着孔25の基端壁間には補助圧縮バネ30が介装さ
れている。
第2図に図示していないが、上記本体21の基端部には
前記連通管8が接続され、連通管8から供給孔26内へ
圧送される前記触媒水溶液等はロッド27の外周の孔を
経て弁の所へ至り、上記弁が開弁されたときには噴射口
22より図示のように霧状に噴射されるようになってい
る。但し、上記弁はソレノイド29へ通電されたときバ
ネ力に抗して開弁するようになっている。
前記連通管8が接続され、連通管8から供給孔26内へ
圧送される前記触媒水溶液等はロッド27の外周の孔を
経て弁の所へ至り、上記弁が開弁されたときには噴射口
22より図示のように霧状に噴射されるようになってい
る。但し、上記弁はソレノイド29へ通電されたときバ
ネ力に抗して開弁するようになっている。
上記コントロールユニット14は、例えば各センサ15
・16・17・19・20からの信号をAD変換するA
D変換器、入出力インターフェイス、リード・オンリ・
メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RA
M)、中央演算装置(CPU)及びポンプ9やソレノイ
ド12・29への出力信号をDA変換し増幅する駆動回
路等から構成され、上記リード・オンリ・メモリ(RO
M)には後述の制御ルーチンの為のプログラム及び諸定
数が予め入力されメモリされている。
・16・17・19・20からの信号をAD変換するA
D変換器、入出力インターフェイス、リード・オンリ・
メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RA
M)、中央演算装置(CPU)及びポンプ9やソレノイ
ド12・29への出力信号をDA変換し増幅する駆動回
路等から構成され、上記リード・オンリ・メモリ(RO
M)には後述の制御ルーチンの為のプログラム及び諸定
数が予め入力されメモリされている。
次に、上記コントロールユニット14でなされる制御の
ルーチンについて、第3図(a)のメインルーチンのフ
ローチャート及び第3図(b)の割込み処理ルーチンの
フローチャートに基いて説明するが、図中S1〜S24
及びS30〜S35は各ステップを示す。
ルーチンについて、第3図(a)のメインルーチンのフ
ローチャート及び第3図(b)の割込み処理ルーチンの
フローチャートに基いて説明するが、図中S1〜S24
及びS30〜S35は各ステップを示す。
S1では必要なデータが初期化され、S2では回転数セ
ンサ19からの検出信号を読込んでエンジン回転数が演
算され、S3では負荷センサ20からの検出信号を読込
んでエンジン負荷が求められ、S4では背圧センサ15
からの検出信号を読込んで排気通路2内の背圧が求めら
れる。
ンサ19からの検出信号を読込んでエンジン回転数が演
算され、S3では負荷センサ20からの検出信号を読込
んでエンジン負荷が求められ、S4では背圧センサ15
からの検出信号を読込んで排気通路2内の背圧が求めら
れる。
S5では、前記触媒溶液等を噴射後背圧が所定値まで少
なくとも1回低下したか否かが判定される。即ち、前回
の噴射後その触媒溶液等の燃焼促進作用でフィルタ3に
蓄積されていたカーボン粒子等が燃焼すれば背圧が所定
値以下に低下することから、背圧が所定値以下に低下し
てことつまり前回噴射された触媒溶液等が燃焼に寄与し
たことを条件として次のステップへ移行するためであ
る。
なくとも1回低下したか否かが判定される。即ち、前回
の噴射後その触媒溶液等の燃焼促進作用でフィルタ3に
蓄積されていたカーボン粒子等が燃焼すれば背圧が所定
値以下に低下することから、背圧が所定値以下に低下し
てことつまり前回噴射された触媒溶液等が燃焼に寄与し
たことを条件として次のステップへ移行するためであ
る。
S5で判定の結果、YESのときにはS6へ移動し、N
OのときにはS4へ移行する。
OのときにはS4へ移行する。
S6では上記今回の背圧が各運転領域毎の所定の背圧よ
りも高いか否かが判定される。
りも高いか否かが判定される。
フィルタ3にカーボン粒子等が蓄積される程フィルタ3
の通気抵抗が大きくなってフィルタ3の上流側の背圧が
大きくなることから上記背圧の値によってカーボン粒子
の蓄積程度を判定するようにしている。但し、背圧の大
きさはエンジンの運転状態に応じて変動することから、
エンジン回転数とエンジン負荷とで定まる各運転領域に
対応する所定の許容背圧値が予めマップとしてリード・
オンリ・メモリ(ROM)に入力してメモリされてお
り、S6では今回の運転状態に対応する運転領域の許容
背圧値と今回の背圧値とが比較され、今回の背圧が許容
背圧値より高いときには触媒溶液等を噴射する必要があ
るのでS7へ移行し、高くないときにはS2へ移行す
る。
の通気抵抗が大きくなってフィルタ3の上流側の背圧が
大きくなることから上記背圧の値によってカーボン粒子
の蓄積程度を判定するようにしている。但し、背圧の大
きさはエンジンの運転状態に応じて変動することから、
エンジン回転数とエンジン負荷とで定まる各運転領域に
対応する所定の許容背圧値が予めマップとしてリード・
オンリ・メモリ(ROM)に入力してメモリされてお
り、S6では今回の運転状態に対応する運転領域の許容
背圧値と今回の背圧値とが比較され、今回の背圧が許容
背圧値より高いときには触媒溶液等を噴射する必要があ
るのでS7へ移行し、高くないときにはS2へ移行す
る。
S7ではエンジンの使用開始時点からの今回の噴射回数
がカウントされ、S8では上記噴射回数に基いて触媒溶
液等の噴射量が決定される。
がカウントされ、S8では上記噴射回数に基いて触媒溶
液等の噴射量が決定される。
触媒溶液等に含まれる触媒成分は、カーボン粒子等の燃
焼の際に触媒反応により燃焼を促進するもので、噴射を
繰返していく間にその一部は排気ガスとともに大気中へ
排出されるがその残部はフィルタ3内に徐々に蓄積され
ていくことに鑑み、第4図のグラフに示すように噴射回
数に応じて触媒溶液等の噴射量が決定される。
焼の際に触媒反応により燃焼を促進するもので、噴射を
繰返していく間にその一部は排気ガスとともに大気中へ
排出されるがその残部はフィルタ3内に徐々に蓄積され
ていくことに鑑み、第4図のグラフに示すように噴射回
数に応じて触媒溶液等の噴射量が決定される。
即ち、触媒成分の蓄積量は曲線aのように噴射回数に略
比例して増加していくものと考えられるので、触媒溶液
等の1回当たりの噴射量も折れ線bのように噴射回数に
応じて減少するように設定される。
比例して増加していくものと考えられるので、触媒溶液
等の1回当たりの噴射量も折れ線bのように噴射回数に
応じて減少するように設定される。
但し、噴射回数が所定の回数になるまでは触媒成分の蓄
積量もそれ程多くはないので定量ずつ噴射されるように
なっている。
積量もそれ程多くはないので定量ずつ噴射されるように
なっている。
ところで、新規に噴射される触媒成分は、背圧の増加に
よる排気ガス温度の高い条件下に水溶液中にイオン化さ
れた活性の高い状態で噴射され、フィルタ3の上流部分
に蓄積されたカーボン粒子等の表層部に供給されて排気
ガス中の酸素と接触しやすいために、燃焼促進の触媒と
して極めて活発に作用し、かつ上流側の燃焼によって下
流側の燃焼も著しく促進されることになる。
よる排気ガス温度の高い条件下に水溶液中にイオン化さ
れた活性の高い状態で噴射され、フィルタ3の上流部分
に蓄積されたカーボン粒子等の表層部に供給されて排気
ガス中の酸素と接触しやすいために、燃焼促進の触媒と
して極めて活発に作用し、かつ上流側の燃焼によって下
流側の燃焼も著しく促進されることになる。
これに対して、フィルタ3内に蓄積している触媒成分
は、比較的低い排気ガス温度の条件下に乾燥状態でカー
ボン粒子等と接触してカーボン粒子等の蓄積層内に埋没
され排気ガス中の酸素とも接触しにくいために、燃焼促
進の触媒としてそれ程活発には作用しないことになる。
は、比較的低い排気ガス温度の条件下に乾燥状態でカー
ボン粒子等と接触してカーボン粒子等の蓄積層内に埋没
され排気ガス中の酸素とも接触しにくいために、燃焼促
進の触媒としてそれ程活発には作用しないことになる。
従って、フィルタ3内に蓄積されている触媒成分量に応
じて新規に噴射供給する触媒成分量を設定するに際して
は、蓄積されている触媒成分量とその有効性とを勘案し
て設定する必要がある。
じて新規に噴射供給する触媒成分量を設定するに際して
は、蓄積されている触媒成分量とその有効性とを勘案し
て設定する必要がある。
S9では第1排気ガス温度センサ16からの検出信号が
読込まれてフィルタ3の上流側の排気ガス温度T1が求
められ、S10では上記排気ガス温度T1が予め設定さ
れている所定温度TAより低いか否かが判定され、低い
ときにはS11へ移行し、低くないときにはS9へ戻
る。
読込まれてフィルタ3の上流側の排気ガス温度T1が求
められ、S10では上記排気ガス温度T1が予め設定さ
れている所定温度TAより低いか否かが判定され、低い
ときにはS11へ移行し、低くないときにはS9へ戻
る。
加速時や高負荷時など排気ガス温度が高いときに触媒溶
液等を噴射すると、フィルタ3にたまっていたカーボン
粒子等が急速に燃焼して異常高温状態となり、その熱応
力でセラミック製のフィルタ3にクラックが発生しフィ
ルタ3が損傷するので、これを防ぐために排気ガス温度
が所定温度TAより低いことを条件として噴射するため
である。
液等を噴射すると、フィルタ3にたまっていたカーボン
粒子等が急速に燃焼して異常高温状態となり、その熱応
力でセラミック製のフィルタ3にクラックが発生しフィ
ルタ3が損傷するので、これを防ぐために排気ガス温度
が所定温度TAより低いことを条件として噴射するため
である。
S11では前記噴射器具6のポンプ9をS8にて定めら
れた噴射量に対応する所定時間だけ駆動するため、ポン
プ9の駆動が開始され、これと同時にS12ではインジ
ェクタ7のソレノイド29へ通電することによりインジ
ェクタ7の弁が開かれて噴射が開始され、S13では上
記エアポンプ32が駆動されエアノズル31から加圧エ
アがフィルタ3の下流側の端面の中央部に向けて噴射さ
れる。
れた噴射量に対応する所定時間だけ駆動するため、ポン
プ9の駆動が開始され、これと同時にS12ではインジ
ェクタ7のソレノイド29へ通電することによりインジ
ェクタ7の弁が開かれて噴射が開始され、S13では上
記エアポンプ32が駆動されエアノズル31から加圧エ
アがフィルタ3の下流側の端面の中央部に向けて噴射さ
れる。
上記加圧エアを噴射しない場合には、触媒溶液等を噴射
した際に排気ガスの流れの速いフィルタ3の中心近傍部
に触媒溶液等が集中しやすく、その結果フィルタ3の中
心近傍部のカーボン粒子等の燃焼が著しく促進されて通
気抵抗が小さくなり、排気ガスの流れがますます中心近
傍部に集中して後続の触媒溶液等も中心近傍部に集中
し、フィルタ3の外周側へ触媒溶液が供給されずその部
分のフィルタ3を再生することが難しくなる。
した際に排気ガスの流れの速いフィルタ3の中心近傍部
に触媒溶液等が集中しやすく、その結果フィルタ3の中
心近傍部のカーボン粒子等の燃焼が著しく促進されて通
気抵抗が小さくなり、排気ガスの流れがますます中心近
傍部に集中して後続の触媒溶液等も中心近傍部に集中
し、フィルタ3の外周側へ触媒溶液が供給されずその部
分のフィルタ3を再生することが難しくなる。
上記のように加圧エアを供給してフィルタ3の中心近傍
部の流れに抵抗を付加すると、フィルタ3内の排気ガス
の流れが均一化されるので、触媒溶液等がフィルタ3全
体に一様に供給され、フィルタ3全体が均一に再生され
ることになる。
部の流れに抵抗を付加すると、フィルタ3内の排気ガス
の流れが均一化されるので、触媒溶液等がフィルタ3全
体に一様に供給され、フィルタ3全体が均一に再生され
ることになる。
次に、S14では噴射フラグFがF=1とされる。
S15ではタイマーがセットされ、S16では上記タイ
マーにセットされた比較的短い所定時間が経過したか否
かが判定され、その所定時間経過後にS17へ移行し、
S17ではタイマーがリセットされる。
マーにセットされた比較的短い所定時間が経過したか否
かが判定され、その所定時間経過後にS17へ移行し、
S17ではタイマーがリセットされる。
S18では第2排気ガス温度センサ17からの検出信号
を読込んでフィルタ3の下流側の排気ガス温度T2が求
められ、S19では上記排気ガス温度T2が予め設定さ
れている所定温度TBより高いか否か判定され、高いと
きにはカーボン粒子等の燃焼が十分に活発に進行してい
るため引続き触媒溶液等を噴射する必要がないとしてS
22へ移行してポンプ8が停止され、高くないときには
引続き噴射する必要があるとしてS20へ移行する。
を読込んでフィルタ3の下流側の排気ガス温度T2が求
められ、S19では上記排気ガス温度T2が予め設定さ
れている所定温度TBより高いか否か判定され、高いと
きにはカーボン粒子等の燃焼が十分に活発に進行してい
るため引続き触媒溶液等を噴射する必要がないとしてS
22へ移行してポンプ8が停止され、高くないときには
引続き噴射する必要があるとしてS20へ移行する。
S20ではS8にて決定された噴射量に対応する所定ポ
ンプ駆動時間が経過したか否かが判定され、経過したと
きにはS21へ移行してインジェクタ7の弁が閉じられ
て噴射停止され、所定時間経過していないときにはS1
8へ戻る。
ンプ駆動時間が経過したか否かが判定され、経過したと
きにはS21へ移行してインジェクタ7の弁が閉じられ
て噴射停止され、所定時間経過していないときにはS1
8へ戻る。
S21でインジェクタ7が閉じられると、S22ではポ
ンプ9の駆動が停止され、S23ではエアポンプ32が
停止され、S24では噴射フラグFがF=0とされる。
ンプ9の駆動が停止され、S23ではエアポンプ32が
停止され、S24では噴射フラグFがF=0とされる。
上記フローチャートは概略のルーチンを示すもので、上
記S12〜S21のステップの間になされる触媒溶液等
の噴射は、実際には第6図に示すように3回の間欠噴射
で実行される。
記S12〜S21のステップの間になされる触媒溶液等
の噴射は、実際には第6図に示すように3回の間欠噴射
で実行される。
即ち、噴射開始後所定時間の間に噴射量Q1だけ噴射さ
れると、インジェクタ7の弁が閉じられ、上記Q1に含
まれる蒸発成分が蒸発するのに必要な非常に短い時間t
秒間だけ経過してから再びインジェクタ7の弁が開かれ
て噴射量Q2が噴射され、再び上記t秒間だけ噴射が中
断されてから最後に噴射量Q3が噴射されてインジェク
タ7の弁が閉じられる。そして、上記Q1、Q2、Q3
の総和がS8で決定された噴射量Qとなるように設定さ
れる。
れると、インジェクタ7の弁が閉じられ、上記Q1に含
まれる蒸発成分が蒸発するのに必要な非常に短い時間t
秒間だけ経過してから再びインジェクタ7の弁が開かれ
て噴射量Q2が噴射され、再び上記t秒間だけ噴射が中
断されてから最後に噴射量Q3が噴射されてインジェク
タ7の弁が閉じられる。そして、上記Q1、Q2、Q3
の総和がS8で決定された噴射量Qとなるように設定さ
れる。
上記噴射中断時間tは、例えば第7図に示すように排気
ガス温度が高くなる程短く設定される。
ガス温度が高くなる程短く設定される。
上記のように、少量ずつ間欠的に噴射すると、噴射され
た触媒溶液等がフィルタ3の中流乃至下流側の内部に浸
透することなくフィルタ3の上流側の表面に付着し、そ
の触媒成分は排気ガス中の酸素とも接触しやすいので可
燃性粒子の燃焼が活発に促進されるうえ、上流側の燃焼
で中流乃至下流側の燃焼が広範に促進されることにな
る。
た触媒溶液等がフィルタ3の中流乃至下流側の内部に浸
透することなくフィルタ3の上流側の表面に付着し、そ
の触媒成分は排気ガス中の酸素とも接触しやすいので可
燃性粒子の燃焼が活発に促進されるうえ、上流側の燃焼
で中流乃至下流側の燃焼が広範に促進されることにな
る。
しかも、旋回案内羽根33により排気ガスに旋回流が付
加されるので、排気ガスと触媒溶液の噴霧との混合が促
進されるとともに、排気ガス流はフィルタ3の上流端面
の全面から一様に流入することになる。
加されるので、排気ガスと触媒溶液の噴霧との混合が促
進されるとともに、排気ガス流はフィルタ3の上流端面
の全面から一様に流入することになる。
次に、第3図(b)のフローチャートはバイパス通路4
の絞り弁5を制御する割込み処理ルーチンを示すもの
で、上記メインルーチンのS10における判定でYES
となったときに割込み処理が開始され、S24終了後に
復帰する。
の絞り弁5を制御する割込み処理ルーチンを示すもの
で、上記メインルーチンのS10における判定でYES
となったときに割込み処理が開始され、S24終了後に
復帰する。
割込み処理開始後、S30では排気通路2の背圧センサ
15からの検出信号を読込んで背圧が求められ、S31
では上記背圧が予め設定されている所定値より低いか否
かが判定され、低いときにはS32において絞り弁5を
閉じる方向へ駆動するための信号がデューティソレノイ
ドバルブ12へ出力され、低くないときにはS33にお
いて絞り弁5を開く方向へ駆動するための信号がデュー
ティソレノイドバルブ12へ出力される。
15からの検出信号を読込んで背圧が求められ、S31
では上記背圧が予め設定されている所定値より低いか否
かが判定され、低いときにはS32において絞り弁5を
閉じる方向へ駆動するための信号がデューティソレノイ
ドバルブ12へ出力され、低くないときにはS33にお
いて絞り弁5を開く方向へ駆動するための信号がデュー
ティソレノイドバルブ12へ出力される。
S32及びS33からはS34へ移行し、S34では噴
射フラグFがF=1か否かつまり噴射中か否かが判定さ
れ、F=1のときにはS30へ戻りS30〜S33のス
テップを繰返し、F=0のときにはS35へ移行して絞
り弁5を操作してバイパス通路4が閉じられる。このよ
うに、触媒溶液等の噴射中に限りバイパス通路4の絞り
弁5が上記のように制御される。
射フラグFがF=1か否かつまり噴射中か否かが判定さ
れ、F=1のときにはS30へ戻りS30〜S33のス
テップを繰返し、F=0のときにはS35へ移行して絞
り弁5を操作してバイパス通路4が閉じられる。このよ
うに、触媒溶液等の噴射中に限りバイパス通路4の絞り
弁5が上記のように制御される。
上記S1〜S24及びS30〜S35によって今回の制
御がなされ、S24からS1へ移行し次回の制御がなさ
れる。
御がなされ、S24からS1へ移行し次回の制御がなさ
れる。
以上説明したように、フィルタ3の上流側の排気ガス温
度T1が所定温度TAよりも低いときに限って触媒溶液
等を噴射することによりフィルタ3が異常高温状態にな
るのを防ぐとともに、触媒溶液等の噴射中においてはフ
ィルタ3の下流側の排気ガス温度T2が所定温度TBよ
り高くなったときには噴射を中止することによりフィル
タ3が異常高温状態となるのを防ぐようにして二重にフ
ィルタ3を保護してある。
度T1が所定温度TAよりも低いときに限って触媒溶液
等を噴射することによりフィルタ3が異常高温状態にな
るのを防ぐとともに、触媒溶液等の噴射中においてはフ
ィルタ3の下流側の排気ガス温度T2が所定温度TBよ
り高くなったときには噴射を中止することによりフィル
タ3が異常高温状態となるのを防ぐようにして二重にフ
ィルタ3を保護してある。
加えて、割込み処理ルーチンの制御によって、触媒溶液
等の噴射中はバイパス通路4の絞り弁5を制御すること
によってフィルタ3へ異常に多量の排気ガスが流入して
触媒溶液等がフィルタ3の中心部に偏って中心部で異常
燃焼するのを防ぎ、安定した排気ガス流量の下に安定し
た燃焼状態が得られるようにしてある。
等の噴射中はバイパス通路4の絞り弁5を制御すること
によってフィルタ3へ異常に多量の排気ガスが流入して
触媒溶液等がフィルタ3の中心部に偏って中心部で異常
燃焼するのを防ぎ、安定した排気ガス流量の下に安定し
た燃焼状態が得られるようにしてある。
上記実施例においては、旋回案内羽根33によって排気
ガスの流れに旋回流を付加するようにしたが、第8図及
び第9図に示すようにフィルタ3を収容するフィルタケ
ーシング3Aの上流側のテーパ部3aに排気通路2を偏
心直交状に配置して接続し、排気ガスをテーパ部3a内
に接線方向から流入させるようにして旋回流を付加して
もよい。
ガスの流れに旋回流を付加するようにしたが、第8図及
び第9図に示すようにフィルタ3を収容するフィルタケ
ーシング3Aの上流側のテーパ部3aに排気通路2を偏
心直交状に配置して接続し、排気ガスをテーパ部3a内
に接線方向から流入させるようにして旋回流を付加して
もよい。
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図はディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置の全体構成図、第2図は
インジェクタの縦断面図、第3図(a)及び(b)は各
々コントロールユニットでなされる制御のメインルーチ
ンのフローチャート及び割込み処理ルーチンのフローチ
ャート、第4図は触媒溶液等の噴射量と触媒成分蓄積量
を示す線図、第5図は第1図v−v線断拡大図、第6図
は触媒溶液等の間欠噴射を示す動作タイムチャート、第
7図は排気ガス温度と噴射中断時間との関係を示す線
図、第8図は変形例に係るフィルタの縦断面図、第9図
は第8図IX矢視図である。 1……ディーゼルエンジン、2……排気通路、3……パ
ティキュレートフィルタ、8……インジェクタ、8……
連通管、9……ポンプ、10……タンク、14……コン
トロールユニット。
ルエンジンの排気ガス浄化装置の全体構成図、第2図は
インジェクタの縦断面図、第3図(a)及び(b)は各
々コントロールユニットでなされる制御のメインルーチ
ンのフローチャート及び割込み処理ルーチンのフローチ
ャート、第4図は触媒溶液等の噴射量と触媒成分蓄積量
を示す線図、第5図は第1図v−v線断拡大図、第6図
は触媒溶液等の間欠噴射を示す動作タイムチャート、第
7図は排気ガス温度と噴射中断時間との関係を示す線
図、第8図は変形例に係るフィルタの縦断面図、第9図
は第8図IX矢視図である。 1……ディーゼルエンジン、2……排気通路、3……パ
ティキュレートフィルタ、8……インジェクタ、8……
連通管、9……ポンプ、10……タンク、14……コン
トロールユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 英昭 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 八木 邦博 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 大久保 健治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−212314(JP,A) 特開 昭60−108518(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】排気系に可燃性粒子などを捕集するパティ
キュレートフィルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装
置において、 上記パティキュレートフィルタの上流に上記可燃性粒子
の燃焼を促進する液体を噴射時期毎に複数回の間欠噴射
で噴射する噴射手段を設けたことを特徴とするエンジン
の排気ガス浄化装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP467685A JPH0625533B2 (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP467685A JPH0625533B2 (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61164018A JPS61164018A (ja) | 1986-07-24 |
JPH0625533B2 true JPH0625533B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11590497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP467685A Expired - Lifetime JPH0625533B2 (ja) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0625533B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4502800B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2010-07-14 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 内燃機関の排ガス攪拌装置 |
DE102005041841A1 (de) * | 2005-09-02 | 2007-03-08 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren und Vorrichtung zur Zugabe eines Reaktanten zu einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine |
JP4651560B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-03-16 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP4869161B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2012-02-08 | Udトラックス株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
CN112324541B (zh) * | 2020-10-20 | 2022-05-17 | 同济大学 | 一种生物燃料柴油发动机颗粒捕集器再生系统及控制方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57212314A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-27 | Toyota Motor Corp | Purification device for fine exhaust gas particle of diesel engine |
JPS60108518A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-14 | Mitsubishi Motors Corp | ディ−ゼルエンジンのパティキュレ−ト捕集フィルタ再生装置 |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP467685A patent/JPH0625533B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61164018A (ja) | 1986-07-24 |
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