JPH07189655A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents

Exhaust emission control device for engine

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JPH07189655A
JPH07189655A JP35442793A JP35442793A JPH07189655A JP H07189655 A JPH07189655 A JP H07189655A JP 35442793 A JP35442793 A JP 35442793A JP 35442793 A JP35442793 A JP 35442793A JP H07189655 A JPH07189655 A JP H07189655A
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JP
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Patent type
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trapper
exhaust
engine
state
temperature
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JP35442793A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Kuboshima
Kanehito Nakamura
Hajime Suguro
兼仁 中村
肇 勝呂
司 窪島
Original Assignee
Nippondenso Co Ltd
日本電装株式会社
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Abstract

PURPOSE: To maintain good regenerating condition by at least one filter so as to prevent reduction of output of an engine at the time of a high load.
CONSTITUTION: An exhaust emission control device 1 is provided with a plurality of trappers 11, 13, a operation detecting mean 15 for detecting the load condition of an engine 51, a temperature sensor 16 for exhaust gas 81, a flow passage switching means 20, and a controller 40. A flow passage switching means can make switching in a regeneration trapper 13 required for maintaining regenerating condition between a first arranging condition which is arranged in series on the downstream side of the other trapper 11 and a second arranging condition which is placed in series connection by only the regeneration trapper 13. In the controller 40, when engine condition is not under a high load and the temperature T of exhaust gas is a prescribed value To or less, the first arranging condition is selected.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は,排気中に含まれるパティキュレートを捕集,除去するエンジンの排気浄化装置に関する。 The present invention relates to collecting particulates contained in exhaust, an exhaust purifying apparatus for an engine to be removed.

【0002】 [0002]

【従来技術】自動車等の内燃機関,特にディーゼルエンジンの排気中には,カーボンを主成分とする排気微粒子(パティキュレート)が含まれており,排気黒煙の原因となっている。 BACKGROUND internal combustion engine such as an automobile, during particularly diesel engine exhaust, includes an exhaust fine particle mainly comprising carbon (particulate), causing the exhaust black smoke. そのため,ディーゼルエンジンの排気通路にセラミック製などのパティキュレートフィルタ(以下,単に「フィルタ」という)を有するトラッパを配設し,パティキュレートをこれによって捕集,除去することが行なわれている。 Therefore, the particulate filter such as a ceramic in an exhaust passage of a diesel engine (hereinafter, simply referred to as "filter") disposed a trapper with, thereby collecting particulates, it has been performed to remove.

【0003】なお,フィルタを用いた排気浄化装置は, [0003] In addition, the exhaust gas purification device using a filter,
単一のフィルタによって構成するものの他に,2個のフィルタを用いるものが提案されている。 In addition to those constituting a single filter, which uses two filters it has been proposed. 2個のフィルタを用いる目的は,フィルタのパティキュレートの目詰まりによる流体抵抗の増大を回避し,エンジンの排気通路の圧損を抑制しようとするものである。 The purpose of using two filters, avoiding an increase of the flow resistance due to clogging of the particulate filter, it is intended to suppress the pressure loss in the exhaust passage of the engine. フィルタによる圧損が増大すると,車の加速性能等が著しく低下することになるからである。 When the pressure loss by the filter is increased, because so that vehicle acceleration performance and the like is remarkably lowered.

【0004】例えば,上記目的のために,2個のフィルタを用いて,エンジンの排気温度が低い場合には一方のフィルタにのみ排気を流通させ,他方のフィルタには排気を流させないようにし,上記他方のフィルタをできるだけ再生状態(流体抵抗小)に維持しようとする方法が提案されている(実開昭62−31710号公報参照)。 [0004] For example, for this purpose, using two filters, when the exhaust temperature of the engine is low is flowing through the exhaust only one filter, the other filter so as not to shed the exhaust, how to be maintained for the reproduction state (fluid resistance is small) can be the other filter it has been proposed (see Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 62-31710).

【0005】低い排気温度の場合には,フィルタに捕捉されたパティキュレートの燃焼が緩慢であり,パティキュレートが堆積してフィルタの目詰まりを生じ易い。 [0005] In the case of low exhaust temperatures, burning of particulates trapped in the filter is slow, prone to clogging of the filter by deposited particulates. そのため,両方のフィルタを作動させると両方のフィルタが目詰まりしてしまうから,他方のフィルタには排気を流通させないようにするのである。 Therefore, since the actuation of both filter both filters clogged, the other filter is to so as not to flow through the exhaust. そして,高負荷時など排気温度が所定値以上の場合には,両方のフィルタに排気を流通させ,エンジンの負担を小さくする。 When the exhaust gas temperature such as when a high load is above a predetermined value, was circulated exhaust to both filters, to reduce the burden on the engine.

【0006】 [0006]

【解決しようとする課題】しかしながら,排気温度の低い場合に他方のフィルタを排気通路から退避させる,上記従来の排気浄化装置には次のような問題点がある。 [SUMMARY] However, the other filter is retracted from the exhaust passage when a low exhaust gas temperature, the above conventional exhaust purification device has the following problems. それは,排気温度が低い場合に上記他方のフィルタに排気を流入させないという方法だけでは,上記他方のフィルタを常に再生状態に維持することは極めて困難なことである。 It will only way that when the exhaust temperature is low does not flow into the exhaust to the other filter, it is that very difficult to maintain always play state the other filter.

【0007】例えば,高い排気温度が短時間しか継続しないような場合には,フィルタの熱容量により排気の温度が低下し,酸化触媒も働かない。 [0007] For example, when the high exhaust temperatures that only continue short time, the temperature of the exhaust gas is decreased by the thermal capacity of the filter, it does not work well oxidation catalyst. 従ってパティキュレートが燃焼せず,パティキュレートはフィルタに堆積する。 Therefore particulates not burned, particulates deposited on the filter. この状態で他方のフィルタを排気通路から退避させてもパティキュレートは減少しない。 Not reduced particulates also retracts the other filter from the exhaust passage in this state. その理由は次の通りである。 The reason for this is as follows.

【0008】排気を流入させないことは,パティキュレートが堆積しないことではあるが,パティキュレートの燃焼に必要な酸素も供給されないことになり,パティキュレートの燃焼も停止してしまい,堆積したパティキュレートを減少させることはできない。 [0008] It is not allowed to flow into the exhaust, albeit that particulates do not deposit even oxygen required for combustion of the particulates will not be supplied, even burning of particulates will stop, the deposited particulates can not be reduced. そしてこのようなサイクルを何回か繰り返すと,パティキュレートの堆積量が漸増し,フィルタの圧損が高くなってしまうことになる。 When the repeating such cycle several times, and increasing the amount of particulate deposition, so that the pressure loss of the filter increases.

【0009】その結果,両方のフィルタとも圧損が高くなり,そのためエンジンの背圧を低めに保持することができず,加速などの高負荷時においてエンジンの出力低下を招くという問題を生じさせている。 [0009] As a result, pressure loss increases both filters, it is causing the problem therefore not able to hold back pressure of the engine to be lower, leading to reduction in the output of the engine at the time of high load such as acceleration . 本発明は,かかる従来の問題点に鑑みて,少なくとも1個のフィルタについては良好な再生状態を保持し,エンジンに過大な負担をかけるようなことがないエンジンの排気浄化装置を提供しようとするものである。 The present invention is, in view of such conventional problems, retaining good reproduction state for at least one filter, and to provide an exhaust purification device of an engine is not that apply an excessive burden on the engine it is intended.

【0010】 [0010]

【課題の解決手段】本願の第1発明は,エンジンの排気通路に介装され排気中のパティキュレートを捕集する酸化触媒付きの複数のトラッパと,エンジンの負荷状態を検知する運転検出手段と,エンジンの排気温度を検出する温度センサと,上記排気通路における上記複数のトラッパの配置を変更する流路切換手段と,上記運転検出手段及び温度センサに接続され上記流路切換手段を操作するコントローラとを有するエンジンの排気浄化装置であって,上記複数のトラッパは常に再生状態を保持しようとする再生トラッパと普通トラッパとにより構成されており,上記流路切換手段は,上記再生トラッパに関して,他のトラッパの下流に直列配置される第1配列状態と,単独あるいは再生トラッパのみにより直列配置される第2配列状態とに [Challenge A first aspect of the present invention is a driving detecting means for detecting a plurality of trapper with the oxidation catalyst interposed in an exhaust passage of an engine for trapping particulates in the exhaust, the load state of the engine , a controller for operating a temperature sensor, a flow passage switching means for changing the arrangement of the plurality of trapper in the exhaust passage is connected to said operation detecting means and the temperature sensor the flow path switching means for detecting the exhaust temperature of the engine a exhaust gas purification device of an engine having the bets, the plurality of trapper is constituted always by a reproduction trapper and ordinary trapper to be holding the reproduction state, the passage switching means, with respect to the reproduction trapper, other of a first arrangement state to be arranged in series downstream of the trapper, only by a single or reproducing trapper and a second orientation state to be arranged in series 換え可能であり,上記コントローラは,エンジンが高負荷運転状態でなく排気温度が所定値以下である場合において,上記再生トラッパが上記第1配列状態となるよう上記流路切換手段を操作することを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 A possible place, the controller, when the exhaust gas temperature not engine high load operating state is less than a predetermined value, that the reproduction trapper operates the flow path switching unit so as to be the first arrangement state in the exhaust purification apparatus for an engine according to claim.

【0011】本発明において最も注目すべきことは,常に再生状態を保持しようとする再生トラッパに対して, [0011] The most notable that in the present invention, always to the reproduction trapper to try to hold the playback state,
第1配列状態と第2配列状態の2つの配列状態に切換え可能な流路切換手段を有することであり,コントローラはエンジンが高負荷運転状態でなく排気温度が所定値以下である場合,上記再生トラッパを第1配列状態に切換えることである。 Is to have a switchable flow path switching means to the two state of arrangement of the first arrangement state and a second orientation state, the controller when the exhaust temperature not engine high load operating state is less than a predetermined value, the reproduction the trapper is to switch in the first arrangement state.

【0012】上記において,第1配列状態とは,再生トラッパが他のトラッパの下流に直列配置されることであり,このとき上流にある他のトラッパは普通トラッパでも再生トラッパでもよい。 In the above, the first arrangement state, is that the play trapper is arranged in series downstream of the other trapper, other trapper upstream this time may be played on ordinary trapper trapper. また,第2配列状態は,再生トラッパのみにより直列配置されることであるが,単独であることがより好ましい。 The second arrangement state, which is to be arranged in series with only the reproduction trapper, more preferably alone.

【0013】なお,再生トラッパたりうるトラッパが複数ある場合には,必ずしもその全てのトラッパが常に同一配列状態を取る必要はない。 [0013] Incidentally, when the reproduction trapper or sell trapper there are multiple, not necessarily take all always the same sequence state trapper. 即ち,再生トラッパたりうるトラッパの数が多い場合には,一方を再生トラッパとし他方を普通トラッパとしてもよい。 That is, when the number of the trapper that may or reproducing trapper is large, may be the other to one and regeneration trapper as ordinary trapper. 従って,1つのトラッパが第1配列状態にあり,他のトラッパが第2配列状態をとることも許容される。 Thus, one trapper is in the first arrangement state, the other trapper is also allowed to take a second arrangement state.

【0014】なお,コントローラは運転検出手段によってエンジンの高負荷状態を知ることができ,排気温度は温度センサによって知ることができる。 [0014] Incidentally, the controller can know the high-load state of the engine by the operation detecting means, the exhaust temperature can be determined by the temperature sensor. また,排気温度は運転検出手段により検出するエンジンの運転状態より推定することも可能である。 The exhaust temperature is also possible to estimate from the operating state of the engine detected by the operation detection means. また,運転検出手段の一部の機能とコントローラとは,共通のマイクロプロセッサやECU上に構成することも可能である。 Also, the part of the function and controller operation detecting means, it is also possible to configure a common microprocessor or the ECU.

【0015】なお,排気浄化装置が2個のトラッパによって構成される場合には,どちらのトラッパも再生トラッパたりうるよう流路切換手段を構成すると好適である。 [0015] When the exhaust gas purification apparatus is constituted by two trapper is both trapper also preferable to configure the flow path switching means as may have enough play trapper. 即ち,2個のトラッパが並列する流路状態と,一方を上流とし他方を下流とする直列状態と,他方を上流とし一方を下流とする直列状態の3つの流路状態が可能なよう流路切換手段を構成する。 That is, two and flow path conditions trapper is parallel, three flow path condition capable as the flow path of the series with the series state to the other and one upstream and downstream, and the downstream one and the other upstream constitute a switching means.

【0016】このように構成すれば,流体抵抗が小さくパティキュレートの堆積量のより少ないトラッパを再生トラッパとして選択し,他方を普通トラッパとして選択することができるから,より良い再生状態を保持することができるからである。 [0016] With this structure, the less trapper deposition amount of the particulate low flow resistance and selected for playback trapper, because it is possible to select the other as ordinary trapper, keeping better reproduction state This is because it is.

【0017】一方,本願の第2発明は,エンジンの排気通路に介装され排気中のパティキュレートを捕集する酸化触媒付きの第1及び第2のトラッパと,エンジンの排気温度を検出する温度センサと,上記排気通路における上記第1,第2トラッパの配置を変更する流路切換手段と,上記温度センサに接続され上記流路切換手段を操作するコントローラとを有するエンジンの排気浄化装置であって,前記排気温度が所定値以下の時には,前記第1 Meanwhile, a second aspect of the present invention, the temperature detecting the first and second trapper with oxidation catalyst interposed in an exhaust passage of an engine for trapping particulates in exhaust, the exhaust temperature of the engine there the exhaust purification device of an engine having a sensor, the first in the exhaust passage, a flow passage switching means for changing the arrangement of the second trapper, and a controller for operating the flow path switching means coupled to said temperature sensor Te, and when the exhaust temperature is below a predetermined value, the first
及び第2トラッパが互に直列に配置されていると共に, And with the second trapper it is mutually arranged in series,
前記排気温度が所定値以上の時には,前記第1及び第2 When the exhaust temperature is above a predetermined value, said first and second
トラッパが互に並列に配置されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 Trapper in an exhaust gas purification apparatus for an engine, characterized in that is mutually arranged in parallel.

【0018】第2発明は,第1発明と異なり運転検出手段を有していない。 [0018] The second invention has no operation detecting means differs from the first invention. そして,温度センサを用いて検出される排気温度が所定値以下のときには,負荷状態のいかんにかかわらず,両トラッパを直列に配置し,排気温度が所定値以上のときには,両トラッパを並列に配置する。 Then, when the exhaust gas temperature detected using the temperature sensor is below a predetermined value, regardless of the load state, placing both trapper in series, when the exhaust temperature is above a predetermined value, arranged both trapper in parallel to. その他については,第1発明と同様である。 The other is similar to the first invention.

【0019】 [0019]

【作用及び効果】本願の第1発明の排気浄化装置においては,エンジンが高負荷運転状態でなく排気温度が低い場合,即ち高出力を要求される状態でなく,パティキュレートが燃焼されにくく堆積し易い状態においては,再生トラッパは第1配列状態,即ち他のトラッパの下流に配置される。 In the exhaust purification device of the operation and effect] first invention of the present application, when the exhaust temperature not engine high load operating state is low, i.e., not in a state that requires high output, deposited particulates is hardly burned in prone state, regeneration trapper is disposed downstream of the first arrangement state, i.e. other trapper.

【0020】このような第1配列状態にある再生トラッパは,パティキュレートは上流のパティキュレートで捕捉されるから増加せず,パティキュレートの燃焼のみが促進される。 The regeneration trapper in such a first arrangement state is not increased because the particulates are captured upstream of the particulate, only burning of particulates is promoted. 従って,パティキュレートが減少し,良好な再生状態が進行する。 Thus, particulates is reduced, good reproduction state progresses. 一方,エンジンが上記の状態にない場合,即ち排気温度が低くない場合には,詳細を後述する図3に示すように,パティキュレートの燃焼が促進され,パティキュレートの燃焼量が堆積量より多くなるから,再生状態が悪化することはなく,再生トラッパは常に良好な再生状態を維持することができる。 On the other hand, if the engine is not in the above conditions, i.e., exhaust gas temperature is not low, as shown in FIG. 3 to be described later in detail, is promoted burning of particulates, more than the amount of combustion deposition amount of particulate matter It consists not the reproduction condition worsens, it is possible to maintain the reproduction trapper always good reproduction state.

【0021】一方,エンジンの加速時など高負荷状態においては,再生トラッパは第2配列状態に配置されるから,エンジンの排気通路の圧損を抑制し,エンジンは良好な加速性能を発揮することができる。 [0021] On the other hand, in the high load state such as during acceleration of the engine, reproduced trapper may be because being arranged in the second arrangement state, which suppresses the pressure loss in the exhaust passage of the engine, the engine will exhibit good acceleration performance it can. 上記のように第1発明によれば,少なくとも1個のフィルタ(再生フィルタ)については良好な再生状態を保持し,高負荷時においてエンジンの出力を低下させることがないエンジンの排気浄化装置を提供することができる。 According to the first invention as described above, provides at least one of the filter (regeneration filter) holds good reproduction state, the exhaust gas purifying apparatus for the engine is not reduced the output of the engine at high load can do.

【0022】一方,本願の第2発明においては,排気温度が所定値以下の時には,トラッパは直列配置されるから,このとき下流に配置されるトラッパ(再生トラッパ)は,常に良好な再生状態を保持することができる。 On the other hand, in the second aspect of the invention, when the exhaust temperature is below a predetermined value, since trapper is arranged in series, this time trapper located downstream (regeneration trapper) is always good reproduction state it can be held.
そして,トラッパが直列に配置される場合には,エンジンの背圧が増加するが,エンジン負荷が小さい場合は, When if the trapper is arranged in series, but the back pressure of the engine is increased, the engine load is small,
エンジン背圧が高くても,エンジン出力の低下は,わずかであり,殆ど問題にならない。 Even at high engine back pressure, reduction of the engine output is small, not a little problem. また,エンジン負荷が大きい場合には,短時間で排気温度が上昇し,その結果トラッパが並列に配置されるため,実用運転上問題にはならない。 Further, when the engine load is high, the exhaust temperature rises in a short time, as a result because the trapper is arranged in parallel, not a practical operational problems.

【0023】また,運転検出手段を設けない点で第1発明より安価である。 Further, less expensive than the first invention in that without the operation detecting means. その他については,第1発明と同様である。 The other is similar to the first invention. 上記のように,第2発明によれば,少なくとも一方のフィルタについては,良好な再生状態を保持し, As described above, according to the second invention, the at least one filter, retaining good reproduction state,
エンジンに過大な負担をかけることがない排気浄化装置を提供することができる。 It is possible to provide an exhaust purification device is not applying an excessive burden on the engine.

【0024】 [0024]

【実施例】 【Example】

実施例1 本発明の実施例にかかる排気浄化装置につき,図1〜図5を用いて説明する。 Per Such exhaust gas purifying device in the embodiment of Example 1 the present invention will be described with reference to FIGS. 本例は,図1,図2に示すように,エンジン51の排気通路31に介装され排気81中のパティキュレートを捕集する酸化触媒付きの2つのトラッパ11,13と,エンジン51の負荷状態を検知する運転検出手段15と,エンジン51の排気温度を検出する温度センサ16と,排気通路31における2つのトラッパ11,13の配置を変更する流路切換手段20 This example, as shown in FIGS. 1 and 2, the two trapper 11, 13 with the oxidation catalyst interposed in an exhaust passage 31 for collecting particulates in exhaust 81 of the engine 51, the load of the engine 51 the operation detecting means 15 for detecting the state, and a temperature sensor 16 for detecting the exhaust temperature of the engine 51, channel switching means for changing the arrangement of the two trapper 11 and 13 in the exhaust passage 31 20
と,上記運転検出手段15及び温度センサ16に接続され流路切換手段20を操作するコントローラ40とを有する排気浄化装置1である。 When an exhaust gas purification device 1 and a controller 40 for operating the connected flow path switching member 20 to the operation detecting means 15 and the temperature sensor 16.

【0025】上記2つのトラッパ11,13は,常に再生状態を保持しようとする再生トラッパ13と普通トラッパ11とにより構成されており,上記流路切換手段2 [0025] The two trapper 11 and 13, always is constituted by the reproduction trapper 13 ordinary trapper 11 to be holding the reproduction state, the passage switching means 2
0は,再生トラッパ13に関して,普通トラッパ11の下流に直列配置される第1配列状態(図1)と,再生トラッパのみにより直列配置される第2配列状態(図2) 0, reproduction trapper regard 13, usually a trapper 11 first alignment state which is arranged in series downstream (FIG. 1), a second arrangement state, which are serially arranged by only reproducing trapper (Figure 2)
とに切換え可能である。 Door to be switched. また,コントローラ40は,エンジン51が高負荷運転状態でなく排気温度が所定値以下である場合において,再生トラッパ13が図1に示す第1配列状態となるよう流路切換手段20を操作する。 The controller 40, when the exhaust gas temperature engine 51 is not high-load operation state is less than a predetermined value, regeneration trapper 13 operates the passage switching device 20 so that the first arrangement state shown in FIG.

【0026】以下に捕捉説明を付加する。 [0026] the addition of capture described below. 本例のエンジン51は,ディーゼルエンジンであり,図1,図2に示すように,エンジン51の吸気管32の途中には吸気絞り弁35が配設されている。 Engine 51 of the present embodiment is a diesel engine, as shown in FIGS. 1 and 2, the intake throttle valve 35 in the intake pipe 32 of the engine 51 is disposed. 排気通路31は,途中で第1,第2,第3分岐管311,312,313に分岐した後,再度排気管33に合体し,排気81はマフラ34 Exhaust passage 31, the first on the way, after the second branches to the third branch pipe 311, 312, 313, and incorporated into the exhaust pipe 33 again, the exhaust 81 muffler 34
から排出される。 It is discharged from.

【0027】第1,第3分岐管311,313には,酸化触媒を担持したフィルタ110,130を有するトラッパ11,13が挿入されている。 The first, the third branch pipe 311 and 313, the trapper 11 and 13 having a filter 110, 130 carrying the oxidation catalyst is inserted. そして,排気通路3 Then, the exhaust passage 3
1の分岐部と合体部にはそれぞれ第1,第2切換弁2 1 bifurcation and the united portion first, respectively the second switching valve 2
1,22が配設されている。 1, 22 is disposed. また,第1切換弁21とエンジン51との間には温度センサ16が挿入されている。 The temperature sensor 16 is inserted between the first switching valve 21 and the engine 51.

【0028】そして,コントローラ40はエンジン制御用のECU4内に形成されており,コントローラ40は吸気絞り弁35,温度センサ16,第1,第2切換弁2 [0028] Then, the controller 40 is formed in the ECU4 for engine control, the controller 40 the intake throttle valve 35, the temperature sensor 16, the first, second switching valve 2
1,22に接続されている。 It is connected to the 1, 22. また,運転検出手段15も上記ECU4内に形成されており,運転検出手段15 Further, operation detecting means 15 is also formed in the ECU 4, the operation detecting unit 15
は,エンジン回転数センサ151とアクセル開度センサ152に接続されている。 It is connected to the engine speed sensor 151 and the accelerator opening sensor 152.

【0029】フィルタ110,130は,図5に示すような円柱形状の部材であり,その内部は図1に示すように薄い隔壁により区分された多数の矩形の流路111により,ハニカム状に形成されている。 The filter 110 and 130 is a member of cylindrical shape as shown in FIG. 5, the inside thereof by a flow path 111 of the number of rectangles is divided by thin partition walls as shown in FIG. 1, formed in a honeycomb shape It is. そして,フィルタ110,130の矩形流路111の流入口又は流出口の一端は,栓材112により封止されている。 One end of the inlet or outlet of the rectangular channel 111 of the filter 110, 130 is sealed with a plug material 112.

【0030】そして,隣接する矩形流路111の栓材1 [0030] Then, closure member 1 of the adjacent rectangular channel 111
12は流入口と流出口で互いに反対側に設けられており,その結果,図5に示すように流入口113及び流出口114において,栓材112の集合は市松模様を呈している。 12 is provided on the opposite sides in the inlet and the outlet, as a result, the inlet 113 and outlet 114 as shown in FIG. 5, the set of closure member 112 and has a checkered pattern. 上記矩形流路111を画するフィルタの隔壁は,コージライト等のセラミックや耐高温性の金属粉末により形成されており,その表面はγ−アルミナ等によりコーティングされている。 The partition walls of the filter demarcating the rectangular channel 111 is formed by a ceramic or high temperature resistant metal powder such as cordierite, and its surface is coated with γ- alumina. そして,上記コーティング層の表面には,Pt,Pd,Cu等の酸化触媒が担持されている。 On the surface of the coating layer, Pt, Pd, oxidation catalysts, such as Cu, is supported.

【0031】次に,上記排気浄化装置の制御動作の概要について説明する。 Next, an outline of the control operation of the exhaust purification device. エンジンの通常運転時においては, In the normal operation of the engine,
図2に示すように,吸気絞り弁35の開度を大きくし, As shown in FIG. 2, by increasing the opening degree of the intake throttle valve 35,
第1,第2切換弁21,22は第2分岐管312の両端を閉塞する。 The first, second switching valve 21, 22 closes the opposite ends of the second branch pipe 312. その結果,2つのトラッパ11,13は, As a result, two of the trapper 11 and 13,
排気通路31に並列に接続される。 It is connected in parallel to the exhaust passage 31.

【0032】このため排気81は,両方のトラッパ1 [0032] For this reason the exhaust 81, both of trapper 1
1,13に流入し,パティキュレートは前記矩形流路1 Flows into 1,13, particulates the rectangular channel 1
11の隔壁に捕集され,浄化された排気81がマフラ3 Trapped in 11 of the partition walls, purified exhaust 81 muffler 3
4に流入する。 It flows into the 4. このとき,排気温度が高温であれば,フィルタ110,130に捕捉されたパティキュレートは酸化触媒の働きにより燃焼する。 At this time, the exhaust gas temperature if the high temperature, particulates trapped in the filter 110, 130 is burned by the action of the oxidation catalyst. つまり,フィルタ11 In other words, the filter 11
0,130は,パティキュレートを捕集しながら燃焼させることになる。 0,130 will be burned while collecting particulates. そして,燃焼するパティキュレートの方が,捕集されるパティキュレートより相対的に多ければ,フィルタ110,130のパティキュレートは減少していく。 Then, the direction of particulates burning The more relatively than particulate matter collected, particulate filters 110, 130 decreases.

【0033】一方,捕集されるパティキュレートの量の方が相対的に多い場合には,フィルタ110,130のパティキュレートが漸増し,フィルタの圧力損失によりエンジン51の背圧が上昇し,出力が低下する。 On the other hand, if the direction of the amount of particulate matter collected is relatively large, the particulate filter 110, 130 is gradually increased, the back pressure of the engine 51 is increased by the pressure loss of the filter, the output There is reduced. そこで,図示しない圧力センサによりエンジンの背圧を測定し,又は図示しない差圧センサによりフィルタ110, Therefore, the filter 110 by measuring the back pressure of the engine by a pressure sensor (not shown), or not shown a differential pressure sensor,
130の前後の差圧(圧損)を測定し,パティキュレートの堆積状態を検出し,排気の温度を上昇させ,パティキュレートの燃焼を促進する。 Differential pressure across the 130 (pressure loss) was measured, to detect the state of the particulate deposition, the temperature of the exhaust is raised to promote the burning of particulates.

【0034】排気温度の上昇は,コントローラ40により吸気絞り弁35の開度を減少させ吸気を絞り込むことにより実現することができる。 The increase in the exhaust temperature can be realized by Filter intake reduces the degree of opening of the throttle valve 35 intake by the controller 40. 吸気を減少すれば,余剰空気量が低減し排気温度が上昇するからである。 A decrease of the intake air, because the excess air amount reduced exhaust gas temperature is raised. そして,排気温度が上昇すれば,図3に示すように,パティキュレートの燃焼速度v cが増大する。 Then, the exhaust gas temperature when rises, as shown in FIG. 3, the combustion velocity v c of the particulates increases.

【0035】その結果,パティキュレートの捕集速度v [0035] As a result, the collection velocity v of the particulates
t (g/sec)よりも燃焼速度v c (g/sec)が相対的に大きくなり(v c >v t ),フィルタ110, t (g / sec) burn rate than v c (g / sec) becomes relatively large (v c> v t), the filter 110,
130のパティキュレートは減少する。 130 particulates is reduced. しかしながら上記条件(v c >v t )が達成されるには,排気温度が所定値T 0以上となることが必要である。 However the above condition (v c> v t) is achieved, it is necessary that the exhaust gas temperature becomes a predetermined value T 0 or more.

【0036】即ち,例えばパティキュレートの捕集速度v tが,図3に示すaである場合には,パティキュレートの燃焼速度v cがaになる430°を越えなければならない。 [0036] That is, for example, collecting velocity v t of the particulates, when it is a shown in FIG. 3, the combustion velocity v c of the particulates must exceed 430 ° to become a. つまり排気温度Tは,燃焼速度v cが捕捉速度v tに一致する(v c =v t臨界温度T 0以上である必要がある。 That exhaust temperature T, it is necessary to burn rate v c is captured speed v matches the t (v c = v t critical temperature T 0 or more.

【0037】ここで,エンジンが低負荷運転状態にある時には,吸気絞りを絞っても排気の昇温は小さく,臨界温度T 0まで達しないという問題がある。 [0037] Here, when the engine is in a low load operating state, the Atsushi Nobori of the exhaust even squeezing the intake throttle small, there is a problem that does not reach the critical temperature T 0. 本例では,排気温度Tが上記臨界温度T 0に達しない場合には,再生トラッパ13を図1に示す第2配列状態にして,再生トラッパ13におけるパティキュレートの堆積を回避する。 In this example, when the exhaust temperature T does not reach the critical temperature T 0 is, in the second arrangement state indicating regeneration trapper 13 in FIG. 1, to avoid the deposition of the particulates in the reproduction trapper 13.

【0038】上記制御の手順について,図4に示す制御フロー図を用いて,より具体的に説明する。 The procedure of the control, using a control flow diagram shown in FIG. 4 will be described more specifically. 初めにステップ601で,運転検出手段15が,アクセル開度とエンジン回転数をそれぞれのセンサ151,152から読込む。 In step 601 at the beginning, the operation detecting unit 15 reads the accelerator opening and the engine rotational speed from the respective sensors 151 and 152. そしてステップ602で,運転検出手段15は, In step 602, operation detecting means 15,
上記2つのセンサ情報から,エンジンが高負荷運転状態(例えば加速運転状態)にあるか否かを判定し,判定結果が肯(YES)ならばステップ606に進み,否(N The two sensor information, and determines whether or not the engine is in a high load operation state (e.g., acceleration operation state), the determination result proceeds to step 606 if affirmative (YES), whether (N
O)ならばステップ603に進む。 O) If the process proceeds to step 603.

【0039】そして,高負荷である場合は,ステップ6 [0039] and, in the case of a high load, step 6
06において,切換え弁21,22を操作し図2に示すトラッパ13の第2配列状態で装置を運転する。 In 06, the apparatus works in a second arrangement of the trapper 13 as shown in Figure 2 by operating the switching valves 21, 22. 一方, on the other hand,
ステップ602で高負荷状態でない場合には,ステップ603に進み,コントローラ40は排気温度Tを温度センサ16から読込む。 If not high-load state in step 602, the process proceeds to step 603, the controller 40 reads the exhaust temperature T from the temperature sensor 16.

【0040】そして,ステップ604において,排気温度Tが所定値T 0以上かどうか比較する。 [0040] Then, in step 604, the exhaust gas temperature T is compared whether the predetermined value T 0 or more. ステップ60 Step 60
4における結果が肯(YES)ならば,ステップ606 Results of 4 If affirmative (YES), step 606
に進み,切換弁21,22を操作して前記第2配列状態とする。 Advances to, by operating the switching valve 21, 22 and the second arrangement state. ステップ604の比較結果が否(NO)ならば,ステップ605に進み,切換弁21,22を操作し,図1に示すように再生トラッパ13を第1配列状態とする。 The comparison result in step 604 If not (NO), the process proceeds to step 605, it operates the switching valve 21, the reproduction trapper 13 as shown in FIG. 1 with the first arrangement state.

【0041】即ち,高負荷運転状態でなく排気が低温(T<T 0 )の場合には,図1に示す接続状態となり, [0041] That is, when the exhaust rather than high-load operating condition is cold (T <T 0) becomes a connection state shown in FIG. 1,
パティキュレートの大部分は普通トラッパ11で捕捉される。 The majority of the particulates are trapped in the usual trapper 11. その結果,再生トラッパ13ではパティキュレートの燃焼のみが行なわれることになるため,パティキュレートの燃焼速度v cがパティキュレートの捕集速度v As a result, reproduction trapper 13 to become the only burning of particulates is performed at burning rate of particulates v c is the collection velocity v of the particulates
t (≒0)を上まわり,パティキュレートは減少する。 t (≒ 0) around the top, particulate matter is reduced.
そして再生トラッパ13は,再生状態を保持することができる。 The regeneration trapper 13 can hold the reproduction state.

【0042】なお,図1に示すように,トラッパ11, [0042] Incidentally, as shown in FIG. 1, trapper 11,
13が直列に接続されるとエンジンの背圧が大きく,エンジン51の出力が低下するが,この配列(図1)を取る場合は,エンジン51の負荷が小さい(ステップ60 13 If are connected in series increases the back pressure of the engine, the output of the engine 51 is reduced, when taking this sequence (FIG. 1), the load of the engine 51 is small (Step 60
2で否)から,このことは殆ど問題とならない。 From not 2), does not this thing is almost a problem.

【0043】一方,加速時などの高負荷時は,ステップ602からステップ606に進み,図2に示す配列状態,即ちトラッパ11,13を並列に配置するから,再生トラッパにより常にエンジンの背圧は低くなり,エンジン51はフルに能力を発揮することができる。 On the other hand, high load, such as during acceleration, the process proceeds from step 602 to step 606, the sequence state shown in FIG. 2, i.e. from placing the trapper 11 and 13 in parallel, back pressure always engine by regeneration trapper is low, the engine 51 can exhibit the ability to full.

【0044】また,この場合は高負荷で排気温度が高くパティキュレートの燃焼速度がパティキュレートの捕集速度より大きい(v c >v t )から,トラッパ11,1 [0044] Also, in this case from the larger collection rate of burning rate particulates higher particulate exhaust temperature at high load (v c> v t), trapper 11,1
3におけるパティキュレートの量は増加しない。 The amount of particulates in 3 is not increased. 上記のように,本例によれば,いずれの場合においても再生トラッパ13は良好な再生状態を保持し,高負荷時においてエンジンの出力を低下させるようなことがない排気浄化装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, also play trapper 13 in each case retaining good reproduction state, to provide an exhaust purification device is not such as to lower the output of the engine at high load can.

【0045】実施例2 本例は,図6,図7に示すように,実施例1と比較して,分岐管311〜313の配置と切換弁211,22 [0045] The present second embodiment example 6, as shown in FIG. 7, as compared with Example 1, arrangement and the switching valve of the branch pipe 311 to 313 211,22
1の動作態様を変更したもう1つの実施例である。 Is another example changing the first operation mode. 即ち,前記実施例1における第1配列状態(図1)では, That is, in the first arrangement state (FIG. 1) in Example 1,
普通トラッパ11の下流側を第2配列状態(図2)における再生トラッパ13の上流側に接続したが,本例における第1配列状態(図7)では,普通トラッパ11の下流側を第2配列状態(図6)における再生トラッパ13 Normally trapper second arrangement state downstream of the 11 has been connected to the upstream side of the regeneration trapper 13 in (FIG. 2), the first arrangement state in the present embodiment (FIG. 7), usually trapper second sequence downstream of the 11 Play in the state (FIG. 6) trapper 13
の下流側に接続する。 It is connected to the downstream side of the.

【0046】その結果,再生トラッパ13の排気81の流れの方向は,第1,第2配列状態により逆転する。 [0046] As a result, the direction of flow of the exhaust 81 of the reproduction trapper 13, first, reversed by the second arrangement state. このように構成することにより,両トラッパ11,13が直列となる第1配列状態(図7)において,普通トラッパ11と再生トラッパ13との間の流路の長さを短くすることが可能となり,その間における排気温度の低下を抑制することができる。 With this configuration, in a first arrangement state in which both trapper 11 and 13 is in series (FIG. 7), usually trapper 11 and it is possible to shorten the flow channel length between the regeneration trapper 13 , it is possible to suppress a decrease in the exhaust temperature in between. 従って,再生トラッパ13のパティキュレート燃焼速度v cを,より高めに維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the particulate combustion speed v c regeneration trapper 13, more enhanced. その他については,実施例1と同様である。 Other processes are the same as in Example 1.

【0047】実施例3 本例は,図8,図9に示すように,実施例1と比較して切換弁23の切換モードを変更すると共に,排気通路3 [0047] Example 3 This example, FIG. 8, as shown in FIG. 9, as well as changes the switching mode of the switching valve 23 as compared with Example 1, an exhaust passage 3
1から分岐する分岐管315〜317の接続態様を変更したもう1つの実施例であり,普通トラッパ11の排気の流れを配列状態により逆転させ,双方向に流れるようにしたものである。 Is another example changing the connection mode of the branch pipe 315 to 317 branched from 1, usually trapper flow of the exhaust gas 11 is reversed by the arrangement state, it is obtained by the flow in both directions.

【0048】即ち,図8に示す再生トラッパ13が第2 [0048] That is, regeneration trapper 13 as shown in FIG. 8 is a second
配列状態にあるときと,図9に示す第1配列状態にあるときとでは,普通トラッパ11における排気81の流れの方向は逆転する。 And when in the alignment state, in the case in the first arrangement state shown in FIG. 9, the direction of flow of the exhaust 81 on plain trapper 11 is reversed. そのため,普通トラッパ11においては,前記フィルタ110の矩形流路111の隔壁の両面にパティキュレートを捕集することができ,パティキュレートの燃焼性能を大幅に上昇することができる。 Therefore, usually in trapper 11, the both surfaces of the partition walls of the rectangular channel 111 of the filter 110 can be collecting particulates, it is possible to greatly increase the combustion performance of the particulates.

【0049】即ち,隔壁の両面に触媒を担持させ,パティキュレートとの接触面積を2倍に増加させることができ,これによってパティキュレートの燃焼速度v cを大幅に増やすことができる。 [0049] That is, the catalyst is supported to both sides of the partition wall, it is possible to increase the contact area between particulates doubled, which makes it possible to significantly increase the burn rate v c of particulates. その他については,実施例1 For other, Example 1
と同様である。 Is the same as that.

【0050】実施例4 本例は,図10,図11に示すように,実施例1と比較して普通トラッパを2個11,12としたもう1つの実施例である。 [0050] Example 4 This example, as shown in FIGS. 10 and 11 is another embodiment in which the two 11, 12 of ordinary trapper compared with Example 1. 即ち,普通トラッパ11,12は別個の分岐管318,319に並列に配置されている。 That is, normally trapper 11 and 12 are arranged in parallel with a separate branch pipes 318, 319.

【0051】そして図10に示す第2配列状態では,再生トラッパ13は両トラッパ11,12に並列に配置され,図11に示す第1配列状態では再生トラッパ13 [0051] Then, in the second arrangement state shown in FIG. 10, playback trapper 13 are arranged in parallel on both trapper 11 and 12, play in the first arrangement state shown in FIG. 11 trapper 13
は,両トラッパ11,12と直列に配置される。 They are arranged on both trapper 11, 12 in series. その他については,実施例1と同様である。 Other processes are the same as in Example 1.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】実施例1の排気浄化装置のシステム構成図(第1配列状態)。 [1] System Configuration diagram of an exhaust purification device of Example 1 (first arrangement state).

【図2】実施例1の排気浄化装置の他のシステム構成図(第2配列状態)。 [Figure 2] Another system diagram of an exhaust purification device of Example 1 (second arrangement state).

【図3】実施例1のトラッパにおける排気温度とパティキュレート燃焼速度との関係図。 [Figure 3] relationship diagram between the exhaust temperature and the particulate combustion speed in the trapper in Example 1.

【図4】実施例1の排気浄化装置の制御フロー図。 [4] Control flow diagram of an exhaust purification device of Example 1.

【図5】実施例1のフィルタの斜視図。 5 is a perspective view of the filter of Example 1.

【図6】実施例2の排気浄化装置のシステム構成図(第2配列状態)。 [6] system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 2 (second arrangement state).

【図7】実施例2の排気浄化装置のシステム構成図(第1配列状態)。 [7] a system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 2 (first arrangement state).

【図8】実施例3の排気浄化装置のシステム構成図(第2配列状態)。 [8] a system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 3 (second arrangement state).

【図9】実施例3の排気浄化装置のシステム構成図(第1配列状態)。 [9] system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 3 (first arrangement state).

【図10】実施例4の排気浄化装置のシステム構成図(第2配列状態)。 [10] system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 4 (second arrangement state).

【図11】実施例4の排気浄化装置のシステム構成図(第1配列状態)。 [11] system configuration diagram of an exhaust purification device of Example 4 (first arrangement state).

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1. 1. . . 排気浄化装置, 11,13. Exhaust emission control device, 11 and 13. . . トラッパ, 15. Trapper, 15. . . 運転検出手段, 16. Operation detecting means, 16. . . 温度センサ, 20. Temperature sensor, 20. . . 流路切換手段, 40. Channel switching means, 40. . . コントローラ, 51. Controller, 51. . . エンジン, 81. Engine, 81. . . 排気, exhaust,

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 エンジンの排気通路に介装され排気中のパティキュレートを捕集する酸化触媒付きの複数のトラッパと,エンジンの負荷状態を検知する運転検出手段と,エンジンの排気温度を検出する温度センサと,上記排気通路における上記複数のトラッパの配置を変更する流路切換手段と,上記運転検出手段及び温度センサに接続され上記流路切換手段を操作するコントローラとを有するエンジンの排気浄化装置であって,上記複数のトラッパは常に再生状態を保持しようとする再生トラッパと普通トラッパとにより構成されており,上記流路切換手段は,上記再生トラッパに関して,他のトラッパの下流に直列配置される第1配列状態と,単独あるいは再生トラッパのみにより直列配置される第2配列状態とに切換え可能であり,上記コ And 1. A plurality with oxidation catalyst interposed in an exhaust passage of an engine for trapping particulates in exhaust trapper, and operation detecting means for detecting the load state of the engine, for detecting the exhaust temperature of the engine a temperature sensor, the exhaust gas purification apparatus for an engine and a controller for operating a flow path switching means for changing the arrangement of the plurality of trapper in the exhaust passage is connected to said operation detecting means and the temperature sensor the flow path switching unit a is, the plurality of trapper is constituted by a reproducing trapper and ordinary trapper always try to hold the playback state, the passage switching means, with respect to the reproduction trapper, arranged in series downstream of the other trapper that a first arrangement state, only by a single or reproducing trapper is switchable to a second arrangement state, which are serially arranged, the co ントローラは,エンジンが高負荷運転状態でなく排気温度が所定値以下である場合において,上記再生トラッパが上記第1配列状態となるよう上記流路切換手段を操作することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 Controller, in case the exhaust temperature not engine high load operating state is less than a predetermined value, the exhaust the regeneration trapper is the engine, which comprises operating the flow path switching unit so as to be the first arrangement state purifying device.
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記複数のトラッパは2個のトラッパにより構成されており,上記流路切換手段は,いずれのトラッパも再生トラッパとして上記第1,第2配列状態を取ることができるよう流路の変更が可能であることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 2. The method of claim 1, said plurality of trapper is constituted by two trapper, the flow path switching means, any of the trapper also the first as a reproduction trapper, taking the second arrangement state exhaust gas purification apparatus for an engine which is a possible change in the flow path to allow.
  3. 【請求項3】 エンジンの排気通路に介装され排気中のパティキュレートを捕集する酸化触媒付きの第1及び第2のトラッパと,エンジンの排気温度を検出する温度センサと,上記排気通路における上記第1,第2トラッパの配置を変更する流路切換手段と,上記温度センサに接続され上記流路切換手段を操作するコントローラとを有するエンジンの排気浄化装置であって,前記排気温度が所定値以下の時には,前記第1及び第2トラッパが互に直列に配置されていると共に,前記排気温度が所定値以上の時には,前記第1及び第2トラッパが互に並列に配置されていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 3. A first and second with oxidation catalyst interposed in an exhaust passage for collecting particulates in the engine exhaust trapper, a temperature sensor for detecting the exhaust temperature of the engine, in the exhaust passage the first, the channel switching means for changing the arrangement of the second trapper, and an exhaust purification device of an engine and a controller for operating the connected the passage switching means to said temperature sensor, the exhaust temperature is predetermined when the value below, together with the first and second trapper is mutually arranged in series, when the exhaust temperature is above a predetermined value, that said first and second trapper is mutually disposed in parallel engine exhaust purification device according to claim.
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