JPS61244813A - Processor for fine particle in exhaust from internal-combustion engine - Google Patents

Processor for fine particle in exhaust from internal-combustion engine

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JPS61244813A
JPS61244813A JP60085390A JP8539085A JPS61244813A JP S61244813 A JPS61244813 A JP S61244813A JP 60085390 A JP60085390 A JP 60085390A JP 8539085 A JP8539085 A JP 8539085A JP S61244813 A JPS61244813 A JP S61244813A
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JP
Japan
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exhaust
trap
burner
regeneration
air
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JP60085390A
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Japanese (ja)
Inventor
Motohiro Niizawa
元啓 新沢
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To substantially reduce a number of operating times of a burner, by actuating an air supplier and supplying air to a trap so as to enable an exhaust gas fine particle to perform combustion only by exhaust heat when the trap is decided to reach no- regeneration timing furthter with the temperature of exhaust in a predetermined value or more. CONSTITUTION:The captioned device, interposed in an exhaust passage B of an engine A, has a trap C, catching a fine particle in exhaust to be collected, and a trap regenerating burner D heating the exhaust fine particle, caught by said trap C, to be destroyed by fire. And when a regeneration decision means F detects the trap to reach its regeneration timing on the basis of an output signal from a collected amount detecting means E detecting a collected amount of the exhaust fine particle in the trap C, the means F actuates the burner D to be controlled through a burner control unit G. Here when the regeneration decision means F decides the trap to reach no regeneration timing further when the temperature of exhaust detected by an exhaust temperature detecting means H is in a predetermined value or more, the device, controlling an air supply unit I by an air control unit J and supplying air to the trap C, enables the exhaust gas fine particle to perform combustion.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の排気微粒子処理装置に関する。[Detailed description of the invention] <Industrial application field> The present invention relates to an exhaust particulate treatment device for an internal combustion engine.

(従来の技術〉 排気中のカーボン等の微粒子を捕集する捕集装置(以下
、トラップと称す)を排気通路に備える車両搭載のディ
ーゼルエンジン等の内燃機関においては、トラップに捕
集された排気微粒子が増加すると排気圧力が過度に上昇
し機関及びエミッション性能が低下するため、トラップ
に捕集された排気微粒子を所定時期に燃焼させトラップ
の再生を図るようにしている。かかる従来例を第6図に
示す(特開昭54−12029号公報及び特開昭56−
115809号公報参照)。
(Prior art) In an internal combustion engine such as a diesel engine installed in a vehicle, which is equipped with a collection device (hereinafter referred to as a trap) in the exhaust passage for collecting fine particles such as carbon in the exhaust, the exhaust gas collected in the trap is If the number of particulates increases, the exhaust pressure will rise excessively and the engine and emission performance will deteriorate. Therefore, the exhaust particulates collected in the trap are combusted at a predetermined time to regenerate the trap. As shown in Fig.
(See Publication No. 115809).

即ち、車両搭載の内燃機関の排気通路1の途中には排気
微粒子を捕集するトラップ2が取付けられている。トラ
ップ2に捕集される排気微粒子量が増加してトラップ2
の目詰まり度が増大する状態をトラップ2の前後の静圧
の差として差圧検出器3により検出する。そして、差圧
が所定値になったときに制御回路4男・らの信号により
燃料供給通路5に介装された電磁弁6を開弁させて燃料
を燃料ポンプ7からバーナ8の噴出ノズル9に圧送供給
する。また、制御回路4からの信号により空気供給通路
10に介装されたiit磁弁11を開弁させ空気を空気
ポンプ12から前記噴出ノズル9に圧送供給する。
That is, a trap 2 for collecting exhaust particulates is installed in the middle of an exhaust passage 1 of an internal combustion engine mounted on a vehicle. The amount of exhaust particulates collected in trap 2 increases and trap 2
The state in which the degree of clogging increases is detected by the differential pressure detector 3 as a difference between the static pressures before and after the trap 2. When the differential pressure reaches a predetermined value, the solenoid valve 6 installed in the fuel supply passage 5 is opened by a signal from the control circuit 4, and the fuel is transferred from the fuel pump 7 to the jet nozzle 9 of the burner 8. Supply under pressure. Further, in response to a signal from the control circuit 4, the IIT magnetic valve 11 installed in the air supply passage 10 is opened to supply air under pressure to the jet nozzle 9 from the air pump 12.

そして、噴出ノズル9から燃料と空気との混合気を噴出
させ、予熱されたグロープラグ13により混合気を着火
燃焼させる。これにより高温化された混合ガスにより排
気微粒子を加熱焼却し、トラップの再生を図るようにし
ていた。尚、3a、3bは前記差圧検出器3にトラップ
2前後の排気圧力を導入するための圧力端子、14は燃
料タンクである。
Then, a mixture of fuel and air is ejected from the jet nozzle 9, and the preheated glow plug 13 ignites and burns the mixture. This heated the mixed gas to heat and incinerate the exhaust particles, thereby regenerating the trap. Note that 3a and 3b are pressure terminals for introducing the exhaust pressure before and after the trap 2 into the differential pressure detector 3, and 14 is a fuel tank.

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の排気微粒子処理装置に
おいては、バーナ作動回数が多くバーナでの燃料消費量
が多くなると共に熱劣化等によりバーナの耐久性も低下
するとi・・う問題点があった。
<Problems to be solved by the invention> However, in such a conventional exhaust particulate treatment device, the number of burner operations is large, fuel consumption in the burner increases, and the durability of the burner decreases due to thermal deterioration. I...There was a problem.

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、バ
ーナを必要以上に作動させることなくトラップに捕集さ
れた排気微粒子を焼却できる内燃機関の排気微粒子処理
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust particulate treatment device for an internal combustion engine that can incinerate exhaust particulates collected in a trap without operating the burner more than necessary. do.

く問題点を解決するための手段〉 このため、本発明は第1図に示すように機関Aの排気通
路Bに介装され排気中の微粒子を捕集するトラップCと
、該トラップCに捕集された排気微粒子を加熱焼却する
トラップ再生用バーナDと、前記トラップCの排気微粒
子捕集量を検出する捕集量検出手段Eと、該検出信号に
基づいてトラップCの再生の要否を判定する再生判定手
段Fと、要再生判定時に前記バーナDを作動させるバー
ナ制御装置Gと、を備える内燃機関の排気微粒子処理装
置において、排気温度を検出する排気温度検出手段Hと
、前記トラップCに空気を供給する空気供給装置Iと、
否再生判定時でかつ所定値以上の排気温度のときに前記
空気供給装置■を作動させ前記トラップCに空気を供給
する空気制御装置Gとを備えるようにしたものである。
Means for Solving the Problems> Therefore, as shown in FIG. A trap regeneration burner D that heats and incinerates the collected exhaust particulates, a trapped amount detection means E that detects the amount of collected exhaust particulates in the trap C, and a detection signal that determines whether or not regeneration of the trap C is necessary. An exhaust particulate treatment device for an internal combustion engine, comprising a regeneration determination means F for making a determination, and a burner control device G for operating the burner D when determining the need for regeneration, an exhaust temperature detection means H for detecting exhaust temperature, and the trap C. an air supply device I that supplies air to the
The apparatus further includes an air control device G that operates the air supply device (2) to supply air to the trap C when a determination is made as to whether or not regeneration is required and the exhaust gas temperature exceeds a predetermined value.

〈作用〉 そして、非再生時期でかつ排気温度が所定値以上のとき
に空気を供給することにより排気中の酸素濃度を高めて
排気熱のみにより排気微粒子を燃焼させる。これにより
バーナの作動回数を大巾に減少させてバーナの燃料消費
量の低減化とバーナ゛の耐久性の向上を図るようにした
<Function> Then, by supplying air during the non-regeneration period and when the exhaust gas temperature is above a predetermined value, the oxygen concentration in the exhaust gas is increased and exhaust particulates are combusted only by the exhaust heat. This greatly reduces the number of times the burner operates, thereby reducing burner fuel consumption and improving burner durability.

(実施例) 以下に、本発明の一実施例を第2図に基づいて説明する
(Example) An example of the present invention will be described below based on FIG. 2.

第2図において、機関の排気通路21に介装されたトラ
ップケース22には緩衝材22aを介してハニカム状の
触媒付トラップ23が収納されており、この触媒付トラ
ップ23により排気中の微粒子を捕集する。この触媒付
トラップ23上流の排気通路21にはバーナ24が設け
られており、触媒付トラップ23に排気微粒子が所定量
捕集されるとバーナ24は後述する制御装置25からの
信号により着火作動し、排気微粒子を加熱焼却させる。
In FIG. 2, a honeycomb-shaped catalyst trap 23 is housed in a trap case 22 installed in an exhaust passage 21 of the engine via a buffer material 22a, and this catalyst trap 23 collects fine particles in the exhaust gas. Collect. A burner 24 is provided in the exhaust passage 21 upstream of the catalyst trap 23, and when a predetermined amount of exhaust particles are collected in the catalyst trap 23, the burner 24 is ignited by a signal from a control device 25, which will be described later. , heating and incinerating exhaust particulates.

バーナ24は、周壁に多数の排気導入孔26aを開設し
た燃焼筒26と、燃焼筒26内にあって火炎噴出孔27
aを有する逆流式蒸発筒27と、逆流式蒸発筒27内に
下流端開口部が臨む混合気導管28と、逆流式蒸発筒2
7の火炎噴出孔27a近傍に臨む着火用のグロープラグ
29と、から構成されている。前記混合気導管28には
、電磁式燃料噴射弁30から延設した燃料供給管31が
接続されており、前記電磁式燃料噴射弁30には燃料タ
ンク32から燃料ポンプ33を介して燃料(機関の燃料
と同一のもので例えば軽油)が導かれるようになってい
る。また、前記燃料供給管31の途中には、エアポンプ
34の吐出口34bとダイヤフラム式三方弁35を介し
て連通ずる空気供給管36が接続されている。前記ダイ
ヤフラム式三方弁35は、その圧力室に大気が導入され
た場合に、前記吐出口34bに連なる第1ボート35a
が大気開放の第2ポート35 bと連通し、所定の負圧
が導入された場合に、前記第1ボート35aが前記空気
供給管36に連なる第3ポート35cと連通して、エア
ポンプ34からの空気を前記バーナ24に供給する構成
となっている。
The burner 24 includes a combustion tube 26 in which a large number of exhaust gas introduction holes 26a are formed in the peripheral wall, and a flame injection hole 27 located inside the combustion tube 26.
a backflow type evaporator 27 having a diameter of
7, and a glow plug 29 for ignition facing near the flame outlet 27a. A fuel supply pipe 31 extending from an electromagnetic fuel injection valve 30 is connected to the mixture conduit 28, and fuel (engine) is supplied to the electromagnetic fuel injection valve 30 from a fuel tank 32 via a fuel pump 33. The same fuel (for example, light oil) is used. Further, an air supply pipe 36 is connected to the middle of the fuel supply pipe 31, which communicates with the discharge port 34b of the air pump 34 via a diaphragm type three-way valve 35. When the atmosphere is introduced into the pressure chamber of the diaphragm type three-way valve 35, the first boat 35a connected to the discharge port 34b is opened.
communicates with the second port 35b which is open to the atmosphere, and when a predetermined negative pressure is introduced, the first boat 35a communicates with the third port 35c connected to the air supply pipe 36, and the air is discharged from the air pump 34. It is configured to supply air to the burner 24.

尚、前記第2ボート35bならびにエアポンプ34の吸
入口34aはいずれも図示しないエアクリーナを介して
大気に開放されている。一方、前記ダイヤフラム式三方
弁35への導入圧力の切換は、電磁式三方弁37によっ
て行われる。この電磁式三方弁37は、第1ボート37
aが前記ダイヤフラム式三方弁35の圧力室に、第2ボ
ート37bが図示しない負圧源(例えば真空ポンプ)に
夫々連通し、かつ第3ポート37Cが大気に開放されて
いるものであって、非通電状態では第1ポー1−37a
と第3ボート37Cとが連通し、通電状態では第1ポー
)37aと第2ポート37bとが連通ずる。
The second boat 35b and the suction port 34a of the air pump 34 are both open to the atmosphere via an air cleaner (not shown). On the other hand, switching of the pressure introduced into the diaphragm type three-way valve 35 is performed by an electromagnetic type three-way valve 37. This electromagnetic three-way valve 37 is a first boat 37
a is connected to the pressure chamber of the diaphragm three-way valve 35, the second boat 37b is connected to a negative pressure source (for example, a vacuum pump) not shown, and the third port 37C is open to the atmosphere, In the de-energized state, the first port 1-37a
and the third port 37C communicate with each other, and in the energized state, the first port 37a and the second port 37b communicate with each other.

従って、バーナ24の作動は、前記電磁式三方弁37、
燃料ポンプ33.燃料噴射弁30及びグロープラグ29
によって制御されている。前記電磁式三方弁37、燃料
ポンプ33及び燃料噴射弁30は、後述する制御装置2
5のパワートランジスタを主体とした接地装置!38に
て夫々通電制御され、具体的には接地が行われた場合に
キースイッチ39を介してバッテリ40からの通電によ
って夫々作動する。また、前記グロープラグ29は、常
開型リレー41を介してバッテリ40に接続されており
、前記リレー41は同じ(接地装置38によって接地が
行われた場合に閉結されるものである。
Therefore, the operation of the burner 24 is controlled by the electromagnetic three-way valve 37,
Fuel pump 33. Fuel injection valve 30 and glow plug 29
controlled by. The electromagnetic three-way valve 37, the fuel pump 33, and the fuel injection valve 30 are connected to a control device 2, which will be described later.
Grounding device based on power transistor 5! 38, each of them is controlled to be energized, and specifically, when grounded, each is activated by energization from the battery 40 via the key switch 39. Further, the glow plug 29 is connected to the battery 40 via a normally open relay 41, and the relay 41 is the same (which is closed when grounding is performed by the grounding device 38).

前記触媒付トラップ23の入口側及び出口側の排気通路
21には夫々入口側圧力取出口42及び出口側圧力取出
口43が設けられており、夫々の取出口42゜43には
捕集量検出手段としての入口側圧力センサ44と出口側
圧力センサ45が取り付けられている。
The exhaust passage 21 on the inlet side and the outlet side of the catalyst trap 23 is provided with an inlet side pressure outlet 42 and an outlet side pressure outlet 43, respectively. An inlet side pressure sensor 44 and an outlet side pressure sensor 45 are attached as means.

前記圧力センサ44.45は、例えばシリコンダイヤフ
ラムの表面にゲージ抵抗体を設けて、ピエゾ抵抗効果に
よって圧力をネ★知するようにした半導体式圧力センサ
が用いられ、トラップ入口圧P。
The pressure sensors 44 and 45 are, for example, semiconductor pressure sensors in which a gauge resistor is provided on the surface of a silicon diaphragm so as to sense the pressure by a piezoresistance effect, and the trap inlet pressure P is detected.

及び出口圧P2をゲージ圧として検出している。and outlet pressure P2 is detected as gauge pressure.

これら圧力センサ44.45の出力電圧vp、、vp2
が制御装置25に入力されている。
Output voltages vp, , vp2 of these pressure sensors 44, 45
is input to the control device 25.

前記トラップ23の入口側には、熱電対等からなる排気
温度検出手段としての排気温度センサ46がトラップ2
3の端面中心部に臨んで設けられており、温度Tに対応
する出力電圧VTが同様に制御装置25に入力されてい
る。
On the inlet side of the trap 23, an exhaust temperature sensor 46 as exhaust temperature detection means consisting of a thermocouple or the like is installed.
The output voltage VT corresponding to the temperature T is similarly input to the control device 25.

また、機関回転速度を検出するための回転速度センサ4
7と、燃料噴射ポンプ48のコントロールレバー48a
へと連動して回転するポテンショメータ等の負荷センサ
49と、が設けられており、これらの検出電圧VR,V
Lは制御装置25に入力されている。回転速度センサ4
7は例えばクランクシャフトの一定回転角毎にパルスを
発生するクランク角センサにより構成されている。
Also, a rotation speed sensor 4 for detecting the engine rotation speed
7 and the control lever 48a of the fuel injection pump 48
A load sensor 49 such as a potentiometer that rotates in conjunction with the
L is input to the control device 25. Rotational speed sensor 4
Reference numeral 7 is constituted by, for example, a crank angle sensor that generates a pulse at every fixed rotation angle of the crankshaft.

制′4’FA装置25は、CPU50と、このCPU5
00制御プログラムや所定のデータが書き込まれたメモ
リ (ROM)51と、圧力センサ44.45の出力電
圧VP+、VPz、排気温度センサ46の出力電圧VT
The control '4' FA device 25 connects the CPU 50 and this CPU 5.
00 memory (ROM) 51 in which the control program and predetermined data are written, the output voltages VP+ and VPz of the pressure sensors 44 and 45, and the output voltage VT of the exhaust temperature sensor 46.
.

F/V変換器52を介した回転速度センサ47からの出
力電圧VR1負荷センサ49の出力電圧VLのうちいず
れかの出力電圧を選択するマルチプレクサ53と、この
選択されたアナログデータをデジタルデータに変換する
A/D変換器54と、前述した接地装置38と、前記マ
ルチプレクサ53. A/D変換器54及び接地装置3
8とCPU50との間のインタフェースをとるPIO(
ペリフェラルl10)55と、バッチ1月0の電圧VB
を定電圧Vccに変える定電圧装置56とを備えて構成
されている。尚、前記CPtJは、PIO55を介して
マルチプレクサ53へのチャンネル指示を行い、A/D
変換器54からの変換終了を示すEOC信号を受けた後
に、デジタル変換されたデータを入力させるようになっ
ている。
A multiplexer 53 that selects one of the output voltages VR from the rotational speed sensor 47 via the F/V converter 52 and the output voltage VL from the load sensor 49, and converts the selected analog data into digital data. the A/D converter 54, the aforementioned grounding device 38, and the multiplexer 53. A/D converter 54 and grounding device 3
PIO (
Peripheral l10) 55 and batch 1/0 voltage VB
and a constant voltage device 56 that changes the voltage to a constant voltage Vcc. Note that the CPtJ issues a channel instruction to the multiplexer 53 via the PIO 55, and
After receiving the EOC signal indicating the end of conversion from the converter 54, the digitally converted data is input.

また接地袋W38は、パワートランジスタを主体とした
4系統の接地制御回路39a〜39dを有し、夫々に燃
料ポンプ33.燃料噴射弁30.空気制御用の電磁式三
方弁37.グロープラグ29用リレー41のリレーコイ
ル41aの接地線が接続されており、P4O10を介し
てCPtJ50から信号が送られた場合に接地を行って
各装置を作動させる構成となっている。CPU50は第
3図に示すフローチャートに基づくプログラムに従って
作動する。ここでは、エアポンプ34と三方弁35によ
り空気供給装置が構成され、制御装置25が再生判定手
段とバーナ制御装置と空気制御装置を兼ねる。
Further, the grounding bag W38 has four systems of grounding control circuits 39a to 39d mainly composed of power transistors, each having a fuel pump 33. Fuel injection valve 30. Electromagnetic three-way valve for air control37. The grounding wire of the relay coil 41a of the relay 41 for the glow plug 29 is connected, and when a signal is sent from the CPtJ50 via the P4O10, the grounding is performed and each device is operated. The CPU 50 operates according to a program based on the flowchart shown in FIG. Here, the air pump 34 and the three-way valve 35 constitute an air supply device, and the control device 25 serves as a regeneration determining means, a burner control device, and an air control device.

次に作用を第3図に示すフローチャートに基づいて説明
する。Slにおいて、F/V変換器52を介しての回転
速度センサ47.負荷センサ49.排気温度センサ46
.圧力センサ44.45の出力電圧VR。
Next, the operation will be explained based on the flowchart shown in FIG. At Sl, a rotational speed sensor 47. via an F/V converter 52. Load sensor 49. Exhaust temperature sensor 46
.. Output voltage VR of pressure sensor 44.45.

VL5.VT、vp+、vpzをCPU50の記憶部(
RAM)にメモリする。そしてS2において機関の始動
を例えば機関回転速度が500rpIw以上か否かによ
り判定し、Noの場合はS9へ進みバーナの作動停止(
電磁式三方弁37.燃料ポンプ33.燃料噴射弁30及
びグロープラグ29のリレー41の夫々の接地を停止)
を行い、作動停止状態を保持させる。
VL5. VT, vp+, vpz are stored in the storage section of the CPU 50 (
RAM). Then, in S2, it is determined whether or not the engine rotation speed is 500 rpm or higher, for example, and if the result is No, the process proceeds to S9 to stop the burner operation (
Solenoid three-way valve 37. Fuel pump 33. Grounding of the fuel injection valve 30 and the relay 41 of the glow plug 29 is stopped)
to maintain the deactivated state.

S2でYESの場合はS3で現在再生中であるか否かを
判定(CPU50の記憶部(RAM)に再生中を示す記
号がメモリされているか否かを判定)する。YESの場
合はS7へ進むが、Noの場合はS4へ進みVRとVL
とから回転速度と負荷に対応して設定されたトラップ入
口、出口部の限界差圧(微粒子捕集限界時の差圧)ΔV
P、、、をメモリ51から検索して求める。
If YES in S2, it is determined in S3 whether or not playback is currently in progress (it is determined whether or not a symbol indicating that playback is in progress is stored in the storage section (RAM) of the CPU 50). If YES, proceed to S7, but if NO, proceed to S4 VR and VL
The limit differential pressure at the trap inlet and outlet (differential pressure at the particle collection limit) ΔV is set according to the rotation speed and load.
P, . . . are searched from the memory 51 and obtained.

そしてS5に進み差圧ΔVP (VP+  VPz)が
限界差圧Δvp、、xに達しているか否かを判定し、N
Oの場合は再生時期ではないの°でS9へ進み、YES
の場合はS6でCPU50の記憶部(RAM)に再生中
を示す記号をメモリし、S7へ進んでバーナ24を作動
制御する。即ち着火に必要な温度になる時間迄グロープ
ラグ29のリレー41を閉結させてグロープラグ29を
通電加熱し、その後電磁式三方弁37.燃料ポンプ33
の通電を行い、触媒付トラップ23の再生に必要な温度
が得られるように燃料噴射弁30を所定のパルス信号で
駆動して空気と燃料をバーナ24に供給し燃焼させ、着
火後はグロープラグ29のリレー41の接地を停止して
グロープラグ29の通電加熱を停止する。そしてS8へ
進みバーナ24の作動を開始してから触媒付トラップ2
3の再生が終了するのに必要な所定の時間(例えば3分
)に達したか否かを判定し、Noの場合はSlへ戻り再
生が終了する迄バーナ24の燃焼を継続させる。S8で
YIESの場合、即ち触媒付トラップ23の再生が終了
した場合はS9でバーナ24の作動を停止させて、S1
2でCPU50の記憶部(RAM)に、メモリされた再
生中を示す記号を消去し−81へ戻るのである。
Then, proceeding to S5, it is determined whether the differential pressure ΔVP (VP+VPz) has reached the limit differential pressure Δvp,,x, and N
If O, it is not the regeneration time, proceed to S9 and select YES.
In this case, a symbol indicating that regeneration is in progress is stored in the storage section (RAM) of the CPU 50 in S6, and the process proceeds to S7 to control the operation of the burner 24. That is, the relay 41 of the glow plug 29 is closed to heat the glow plug 29 until the temperature reaches the temperature required for ignition, and then the electromagnetic three-way valve 37. fuel pump 33
The fuel injection valve 30 is driven with a predetermined pulse signal to obtain the temperature necessary for regenerating the catalyst trap 23, and air and fuel are supplied to the burner 24 for combustion. After ignition, the glow plug The grounding of the relay 41 of the glow plug 29 is stopped, and the heating of the glow plug 29 is stopped. Then, proceed to S8, start the operation of the burner 24, and then proceed to the trap 2 with catalyst.
It is determined whether or not a predetermined time (for example, 3 minutes) required to complete the regeneration of No. 3 has been reached, and if No, the process returns to Sl and continues combustion in the burner 24 until the regeneration is completed. If it is YIES in S8, that is, if the regeneration of the catalyst trap 23 is completed, the operation of the burner 24 is stopped in S9, and the operation is continued in S1.
At step 2, the symbol indicating that the reproduction is in progress stored in the storage section (RAM) of the CPU 50 is deleted, and the process returns to -81.

このようにして、再生時と判定されたときにはバーナ2
4の燃焼作動により触媒付トラップ23に流入する排気
温度を高め触媒付トラップ23に捕集された排気微粒子
を焼却し触媒付トラップ23の再生を図る。
In this way, when it is determined that it is time to regenerate, the burner 2
The combustion operation in step 4 increases the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst trap 23, incinerates the exhaust particulates collected in the catalyst trap 23, and regenerates the catalyst trap 23.

S5でNoの場合即ち否再生と判定されたときにはSI
Oへ進み、排気温度センサ46の出力電圧■Tに基づい
て排気温度が触媒付トラップ23の自己再生に適した温
度(触媒が活性化する温度例えば400℃)以上である
か否かを判定し、YESの場合はSllで電磁式三方弁
37への通電のみを行って図示しない真空ポンプの負圧
をダイヤフラム式三方弁35の圧力室に供給し、エアポ
ンプ34からの空気をバーナ24に供給する。このとき
、グロープラグ29.燃料噴射弁30及び燃料ポンプ3
3への通電を停止させ、バーナ24の燃焼作動を停止さ
せる。
If No in S5, that is, if it is determined that the reproduction is not possible, the SI
The process proceeds to O, and it is determined based on the output voltage ■T of the exhaust temperature sensor 46 whether the exhaust gas temperature is at least a temperature suitable for self-regeneration of the catalyst trap 23 (temperature at which the catalyst is activated, for example, 400° C.). , in the case of YES, the Sll only energizes the electromagnetic three-way valve 37, supplies negative pressure from a vacuum pump (not shown) to the pressure chamber of the diaphragm three-way valve 35, and supplies air from the air pump 34 to the burner 24. . At this time, glow plug 29. Fuel injection valve 30 and fuel pump 3
3 is stopped, and the combustion operation of the burner 24 is stopped.

従って、バーナ24に供給された空気は排気通路21に
導入されるため、排気中の酸素濃度が高くなる。このと
き、排気温度が触媒の活性化温度T1以上であるため、
触媒が活性化され排気熱のみにより触媒付トラップ23
に捕集された排気微粒子を自己燃焼させることができる
。特に、第4図に示す低〜中速高負荷運転領域(第4図
AM域)においては機関から排出される排気中の酸素濃
度が低く (第5図参照)排気温度が触媒の活性化温度
以上になっても排気熱のみによる排気微粒子の燃焼は困
難であったが、本実施例によれば排気中の酸素濃度が高
まるため、排気熱のみにより排気微粒子の自己燃焼が可
能となる。また、高速高負荷運転領域(第4図中B領域
)では機関から排出される排気中の酸素濃度は比較的高
く、空気を供給することなく排気熱のみにより自己燃焼
させることができるが、第5図に示すように排気微粒子
量は負荷が増大すると共に増大するため、空気を供給す
ることにより排気微粒子の自己燃焼効率を高めることが
できる。
Therefore, since the air supplied to the burner 24 is introduced into the exhaust passage 21, the oxygen concentration in the exhaust becomes high. At this time, since the exhaust gas temperature is higher than the catalyst activation temperature T1,
The catalyst is activated and the trap with catalyst 23 is activated only by exhaust heat.
It is possible to self-combust the collected exhaust particulates. In particular, in the low to medium speed and high load operating range shown in Figure 4 (AM range in Figure 4), the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the engine is low (see Figure 5), and the exhaust temperature is the activation temperature of the catalyst. Even with the above conditions, it was difficult to burn the exhaust particulates only by the exhaust heat, but according to this embodiment, the oxygen concentration in the exhaust gas increases, so it becomes possible to self-combust the exhaust particulates only by the exhaust heat. In addition, in the high-speed, high-load operation region (region B in Figure 4), the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the engine is relatively high, and self-combustion can occur only with exhaust heat without supplying air. As shown in FIG. 5, the amount of exhaust particulates increases as the load increases, so by supplying air, the self-combustion efficiency of the exhaust particulates can be increased.

以上説明したように、否再生時でかつ排気温度が触媒の
活性化温度以上のときに触媒付トラップ23に空気を供
給するようにしたので、従来より広い運転領域で排気熱
により排気微粒子の自己燃焼を図ることができる。この
ため、触媒付トラップ23の排気微粒子量がバーナ24
作動に必要な限界値に達するまでの時間が大巾に長くな
りバーナ24の作動回数が大巾に減少する。このため、
バーナ24の燃料消費量を大巾に低減できると共にバー
ナ24の耐久性の向上を図れる。
As explained above, since air is supplied to the catalyst trap 23 when no regeneration is performed and the exhaust temperature is higher than the activation temperature of the catalyst, the exhaust heat causes the exhaust particulates to self-isolate over a wider operating range than before. Combustion can be achieved. For this reason, the amount of exhaust particulates from the catalyst trap 23 is reduced to the burner 24.
The time it takes to reach the limit value required for operation becomes significantly longer, and the number of times the burner 24 is activated is significantly reduced. For this reason,
The fuel consumption of the burner 24 can be greatly reduced, and the durability of the burner 24 can be improved.

尚、本実施例では、触媒付トラップについて述べたが触
媒を備えないトラップでは空気供給制御領域は第4図に
示すように排気温度がT2(例えば600℃)以上にて
空気を供給するのがよい。また、バーナ24を介して触
媒付トラップ23に空気を供給したが、直接触媒付トラ
ップ23に空気を供給してもよい。
In this example, a trap with a catalyst is described, but in a trap without a catalyst, the air supply control area is such that air is supplied when the exhaust temperature is T2 (for example, 600°C) or higher, as shown in Fig. 4. good. Further, although air is supplied to the catalyst trap 23 via the burner 24, air may be directly supplied to the catalyst trap 23.

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、否再生時でかつ排気温
度が所定値以上のときにトラップに空気を供給するよう
にしたので従来より広い運転領域にて排気微粒子を排気
熱のみにより自己燃焼させることができるため、バーナ
の作動回数が大巾に減少し、もってバーナの燃料消費量
の低減化とバーすの耐久性向上とを図ることができる。
<Effects of the Invention> As explained above, the present invention supplies air to the trap when no regeneration is occurring and the exhaust temperature is above a predetermined value, so that exhaust particulates can be exhausted over a wider operating range than before. Since self-combustion can be carried out using only heat, the number of burner operations is greatly reduced, thereby reducing the burner's fuel consumption and improving the durability of the burner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明の一
実施例を示す構成図、第3図は同上のフローチャート、
第4図及び第5図は同上の作用を説明するための図、第
6図は排気微粒子処理装置の従来例を示す構成図である
。 23・・・触媒付トラップ  24・・・バーナ  2
5・・・制御装置  30・・・燃料噴射弁  34・
・・エアポンプ35・・・ダイヤフラム式三方弁  4
4.45・・・圧力センサ46・・・排気温度センサ 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人 弁理士 笹 島  冨二雄 第1図 第4図 機関向a速度−−大 第5図 機関回転運度−一一犬
Fig. 1 is a claim correspondence diagram of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a flowchart of the same as above,
FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams for explaining the same operation as above, and FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional example of an exhaust particulate processing device. 23... Trap with catalyst 24... Burner 2
5...Control device 30...Fuel injection valve 34.
...Air pump 35...Diaphragm type three-way valve 4
4.45 Pressure sensor 46 Exhaust temperature sensor Patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. Agent Patent attorney Tomio Sasashima Figure 1 Figure 4 Engine direction a Speed - Large Figure 5 Engine rotation degrees - eleven dogs

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 機関の排気通路に介装され排気中の微粒子を捕集するト
ラップと、該トラップに捕集された排気微粒子を加熱焼
却するトラップ再生用バーナと、前記トラップの排気微
粒子捕集量を検出する捕集量検出手段と、該検出信号に
基づいてトラップの再生の要否を判定する再生判定手段
と、要再生判定時に前記バーナを作動させるバーナ制御
装置と、を備える内燃機関の排気微粒子処理装置におい
て、排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記トラ
ップに空気を供給する空気供給装置と、否再生判定時で
かつ所定値以上の排気温度のときに前記空気供給装置を
作動させ前記トラップに空気を供給する空気制御装置と
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気微粒子処理装
置。
A trap installed in an exhaust passage of an engine to collect particulates in exhaust gas, a trap regeneration burner to heat and incinerate the exhaust particulates collected in the trap, and a trap to detect the amount of exhaust particulates collected by the trap. An exhaust particulate processing device for an internal combustion engine, comprising: a collection detection means; a regeneration determination means for determining whether trap regeneration is necessary based on the detection signal; and a burner control device for operating the burner when regeneration is determined. an exhaust temperature detection means for detecting exhaust temperature; an air supply device for supplying air to the trap; and an air supply device for operating the air supply device to supply air to the trap when a regeneration failure determination is made and the exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined value. An exhaust particulate processing device for an internal combustion engine, characterized in that it is equipped with an air control device that supplies
JP60085390A 1985-04-23 1985-04-23 Processor for fine particle in exhaust from internal-combustion engine Pending JPS61244813A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100170229A1 (en) * 2005-05-20 2010-07-08 Helmut Venghaus Exhaust gas system for a motor vehicle

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