JPH059612B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH059612B2 JPH059612B2 JP60004674A JP467485A JPH059612B2 JP H059612 B2 JPH059612 B2 JP H059612B2 JP 60004674 A JP60004674 A JP 60004674A JP 467485 A JP467485 A JP 467485A JP H059612 B2 JPH059612 B2 JP H059612B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- exhaust gas
- catalyst
- amount
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 71
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 38
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 38
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 38
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (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
性粒子をパテイキユレートフイルタで捕捉しこの
可燃性粒子を燃焼させて除去するようにした排気
ガス浄化装置の改良に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an engine exhaust gas purification device,
In particular, the present invention relates to an improvement in an exhaust gas purification device that captures combustible particles such as carbon particles contained in exhaust gas with a particulate filter and burns and removes the combustible particles.
(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イルタを
配置するとともに、該触媒フイルタの上流に液体
燃料または気体燃料などの補助燃料を噴射する噴
射器を設けて、触媒フイルタの触媒による反応と
補助燃料による燃焼の促進とによつて排気ガス温
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。(Prior Art) Conventionally, as this type of exhaust gas purification device, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-98519, there has been a system that collects combustible particles in the exhaust gas in the exhaust system of an engine. A catalytic filter is disposed to cause an oxidation reaction, and an injector is provided upstream of the catalytic filter to inject auxiliary fuel such as liquid fuel or gaseous fuel to promote the reaction by the catalyst of the catalytic filter and the combustion by the auxiliary fuel. Therefore, it is known that the collected combustible particles are burned and removed by heating the exhaust gas to a temperature higher than the ignition temperature of the combustible particles.
上記従来の排気ガス浄化装置では、排気ガス温
度の低い常用運転域では、この排気ガス温度が上
記可燃性粒子の着火温度までに十分に達しないた
め、可燃性粒子が燃焼しないでそのまま残り、こ
の可燃性粒子によつて触媒フイルタが目詰まり
し、その結果、排気系の背圧が上昇してエンジン
を正常に運転できなくなるという問題がある。 In the above-mentioned conventional exhaust gas purification device, in the normal operating range where the exhaust gas temperature is low, the exhaust gas temperature does not reach the ignition temperature of the combustible particles, so the combustible particles remain without burning. There is a problem in that the catalytic filter is clogged with combustible particles, and as a result, the back pressure in the exhaust system increases, making it impossible to operate the engine normally.
このため、フイルタの上流に触媒溶液を供給し
て、可燃性粒子の表面に触媒を被着させることに
より、触媒の反応によつて可燃性粒子の着火温度
を下げるようにしたものが提案されている。 For this reason, a method has been proposed in which a catalyst solution is supplied upstream of the filter and the catalyst is deposited on the surface of the combustible particles, thereby lowering the ignition temperature of the combustible particles through the reaction of the catalyst. There is.
ところで、上記のように触媒溶液を供給して可
燃性粒子の燃焼を促進する場合、触媒成分は燃焼
により直接消耗していくものではないから触媒成
分を繰返し噴射供給していく間に触媒成分が少し
ずつフイルタ内に蓄積されることになるが、上記
触媒成分の蓄積量を無視して常に定量ずつの触媒
溶液を供給していくと、フイルタ内に多量の触媒
成分が蓄積されてフイルタの通気抵抗が増え排気
通路の背圧が大きくなつて燃費が悪化すること、
また過剰な触媒成分によつて可燃性粒子の燃焼が
著しく促進されてフイルタが異常高温状態とな
り、その熱応力で例えばセラミツク製のパテイキ
ユレートフイルタにクラツクが発生してフイルタ
として使用できなくなること、また高価な触媒溶
液の消費量も増加するためそのランニングコスト
も高くなること、等の問題が起る。 By the way, when supplying a catalyst solution as described above to promote the combustion of combustible particles, the catalyst component is not consumed directly by combustion, so the catalyst component is repeatedly injected and supplied. It will accumulate in the filter little by little, but if you ignore the amount of catalyst components accumulated above and always supply a fixed amount of catalyst solution, a large amount of catalyst components will accumulate in the filter and the filter will not be ventilated. The resistance increases and the back pressure in the exhaust passage increases, resulting in worsening fuel efficiency.
In addition, excessive catalyst components significantly accelerate the combustion of combustible particles, causing the filter to reach an abnormally high temperature, and the resulting thermal stress may cause cracks in, for example, ceramic particulate filters, making them unusable as filters. Further, problems arise, such as an increase in the consumption of an expensive catalyst solution, resulting in an increase in running costs.
(発明の目的)
本発明は、上記の諸問題を解消するためになさ
れたもので、エンジンの燃費悪化を防止でき、パ
テイキユレートフイルタの損傷もなく、かつ触媒
溶液の消費量を低減し得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。(Object of the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can prevent deterioration of engine fuel efficiency, prevent damage to the particulate filter, and reduce the consumption of catalyst solution. The purpose of the present invention is to provide an exhaust gas purification device for such an engine.
(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イキユレ
ートフイルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装
置において、上記パテイキユレートフイルタの上
流に上記可燃性粒子の燃焼を促進する触媒溶液を
噴射する噴射手段を設けるとともに、上記パテイ
キユエートフイルタに蓄積されている触媒成分量
を検出する検出手段を設け、上記検出手段の出力
を受け上記パテイキユレートフイルタに蓄積され
ている触媒成分量に応じて新規に噴射供給する触
媒成分量を制御する制御手段を設けたものであ
る。(Structure of the Invention) The engine exhaust gas purification device according to the present invention includes:
In an exhaust gas purification device for an engine equipped with a particulate filter that collects combustible particles in an exhaust system, an injection means for injecting a catalyst solution that promotes combustion of the combustible particles upstream of the particulate filter. and detecting means for detecting the amount of catalyst components accumulated in the particulate filter, and receiving the output of the detecting means and detecting the amount of catalyst components accumulated in the particulate filter. A control means is provided for controlling the amount of catalyst components to be injected and supplied.
上記検出手段としては、エンジン使用開始から
の触媒溶液噴射回数をカウントするカウント手段
を用いてもよく、触媒成分の蓄積量に略比例して
減少するフイルタの電気抵抗を検出する検出手段
を用いてもよく、また触媒成分の蓄積量に略比例
して増加するフイルタの圧損を検出する検出手段
を用いてもよい。 As the detection means, a counting means for counting the number of times the catalyst solution is injected since the start of engine use may be used, or a detection means for detecting the electrical resistance of the filter, which decreases approximately in proportion to the amount of accumulated catalyst components, may be used. Alternatively, a detection means for detecting the pressure loss of the filter, which increases approximately in proportion to the accumulated amount of catalyst components, may be used.
(発明の効果)
本発明に係る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フイルタ内に蓄積さ
れている触媒成分を検出手段で検出し、その出力
に基いて制御手段によつてフイルタ内に蓄積され
ている触媒成分量に応じて新規に噴射供給する触
媒成分量を制御するようにしたので、フイルタ内
に蓄積されている触媒成分量を勘案して常に適正
量の触媒成分を供給することが出来る。(Effects of the Invention) In the engine exhaust gas purification device according to the present invention, as explained above, the catalyst component accumulated in the filter is detected by the detection means, and the filter is controlled by the control means based on the output. Since the amount of catalyst components newly injected and supplied is controlled according to the amount of catalyst components accumulated in the filter, the appropriate amount of catalyst components is always supplied by taking into consideration the amount of catalyst components accumulated in the filter. You can.
従つて、適正量の触媒成分によつてフイルタ内
での可燃性粒子の燃焼を適度に促進することによ
つて、フイルタが異常高温状態とならないように
制御することが出来、高価な触媒成分の消費量を
節減することが出来ると同時に、触媒成分の蓄積
によるフイルタの通気抵抗増加でエンジンの燃費
が悪化するのを防ぐことが出来る。 Therefore, by appropriately promoting the combustion of combustible particles within the filter with an appropriate amount of catalyst component, it is possible to control the filter so that it does not reach an abnormally high temperature, and it is possible to prevent the use of expensive catalyst components. It is possible to reduce consumption, and at the same time, it is possible to prevent engine fuel efficiency from deteriorating due to increased ventilation resistance of the filter due to accumulation of catalyst components.
(実施例)
以下、本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装
置をデイ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。(Example) Hereinafter, an example in which the engine exhaust gas purification device according to the present invention is applied to a diesel engine will be described with reference to the drawings.
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、デイーゼルエンジン1の
排気通路2の途中部にはパテイキユレートフイル
タ3(以下、フイルタという)が介装され、この
フイルタ3に流入する排気ガス流量を調節するた
めフイルタ3の上流側の排気通路2から分岐して
フイルタ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。 The overall configuration of the above exhaust gas purification device will be explained with reference to FIG. In order to adjust the exhaust gas flow rate, a bypass passage 4 is provided which branches from the exhaust passage 2 on the upstream side of the filter 3 and merges with the exhaust passage 2 on the downstream side of the filter 3, and a throttle is provided at the starting end of the bypass passage 4. A valve 5 is provided.
上記フイルタ3は微小細孔を有する多孔質のセ
ラミツク製のパテイキユレートフイルタで、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。 The filter 3 is a particulate filter made of porous ceramic having minute pores, and has a large number of passages partitioned by a large number of partition walls. It is designed to capture combustible particles such as carbon particles.
上記フイルタ3に捕捉された可燃性粒子を燃焼
させてフイルタ3を再生するため、フイルタ3の
上流側の排気通路2内に触媒水溶液炭化水素エマ
ルジヨンを噴射する噴射器具6が設けられる。 In order to burn the combustible particles trapped in the filter 3 and regenerate the filter 3, an injection device 6 is provided for injecting a catalyst aqueous hydrocarbon emulsion into the exhaust passage 2 upstream of the filter 3.
上記噴射器具6は、フイルタ3の上流側の排気
通路2内にフイルタ3の方向へ向けて装着された
インジエクタ7と、上記触媒水溶液炭化水素エマ
ルジヨンを貯溜するタンク10と、インジエクタ
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。 The injection device 6 includes an injector 7 installed in the exhaust passage 2 on the upstream side of the filter 3 toward the filter 3, a tank 10 for storing the catalyst aqueous hydrocarbon emulsion, and the injector 7 connected to the tank 10. The connecting pipe 8 and the communicating pipe 8
It consists of a pump 9 interposed in the middle of the pump.
上記触媒水溶液炭化水素エマルジヨンの組成
は、0.05〜0.5重量%の一または二以上の白金族
金属(Pt、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、Cr、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ヨンを単に
触媒溶液等と略称する。 The composition of the above catalyst aqueous hydrocarbon emulsion is 0.05 to 0.5% by weight of one or more water-soluble compounds of platinum group metals (Pt, Pd, Rh, Ir), or 1 to 10% by weight of one or more of one or more platinum group metals (Pt, Pd, Rh, Ir). A catalyst component consisting of water-soluble salts of base metals (V, Cu, Cr, Fe, Ni, Mo, Ca, Ba) and 10 to 50% by weight of kerosene,
A mixture of hydrocarbons such as light oil, heavy oil, alcohol, or ketones (oxygenated hydrocarbons), 1 to 10% by weight of a surfactant to dissolve the hydrocarbons in water, and the remainder water. This is what I did. Hereinafter, the aqueous catalyst solution hydrocarbon emulsion will be simply referred to as a catalyst solution or the like.
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エクタ
7へ供給したり、或いは必要に応じて一方だけを
インジエクタ7へ供給するようにしてもよいこと
は勿論である。 However, the catalyst solution and the hydrocarbon may be stored in separate tanks, and both may be mixed and supplied to the injector 7, or only one may be supplied to the injector 7 as necessary. Of course.
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
続されたデユーテイソレノイドバルブ12と、デ
ユーテイソレノイドバルブ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ユエータ1
3とから構成される。 The adjustment mechanism for adjusting the throttle valve 5 of the bypass passage 4 includes a vacuum pump 11, a duty solenoid valve 12 connected to the vacuum pump 11, and a duty solenoid valve 12 connected to the duty solenoid valve 12 and connected to the throttle valve 5. Diaphragm actuator 1
It consists of 3.
上記フイルタ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するコ
ントロールユニツト14が設けられ、このコント
ロールユニツト14へは下記の各種センサから検
出信号が入力される。 controlling the injection device 6 according to the combustion state of the combustible particles captured in the filter 3;
A control unit 14 is also provided to adjust and control the opening degree of the throttle valve 5, and detection signals are inputted to the control unit 14 from various sensors described below.
上記センサとしては、フイルタ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15及び第1排気ガス温度センサ1
6と、フイルタ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18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ツト14へ出力される。 The sensors include a back pressure sensor 15 and a first exhaust gas temperature sensor 1 that detect the back pressure and exhaust gas temperature in the exhaust passage 2 on the upstream side of the filter 3, respectively.
6, and a second exhaust gas temperature sensor 17 that detects the exhaust gas temperature in the exhaust passage 2 on the downstream side of the filter 3.
, a rotation speed sensor 19 that detects the rotation speed of the pump shaft of the fuel injection pump 18 of the engine 1, and a load sensor 20 that detects the position of the control sleeve of the fuel injection pump 18. It is output to unit 14.
上記コントロールユニツト14からインジエク
タ7へはインジエクタ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、コントロールユニツト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、コントロールユニツト14からデユーテ
イソレノイドバルブ12へはそのデエーテイ比を
変えて絞り弁5を調節操作する制御信号が出力さ
れる。 A control signal is output from the control unit 14 to the injector 7 to open and close a solenoid valve (see FIG.
A control signal for turning on and off the pump 9 is output from the control unit 14, and a control signal for controlling the throttle valve 5 by changing the duty ratio is output from the control unit 14 to the duty solenoid valve 12.
次に、上記インジエクタ7は、例えば第2図の
ように構成される。 Next, the injector 7 is configured as shown in FIG. 2, for example.
即ち、インジエクタ本体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に互つて一体のロツド27が挿入
装着され、上記ロツド27の先端の針弁体部27
a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、ロツド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、ロツド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
壁間でロツド27に外装された圧縮バネ28によ
りロツド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
ロツド27の外側にはソレノイド29が装着さ
れ、ロツド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。 That is, in the center of the injector body 21, an injection port 22, a guide hole 23, a spring mounting hole 24, a solenoid mounting hole 25, and a supply hole 26 are formed in order from the tip side in a communicating manner. An integral rod 27 is inserted into each of the holes 22 to 25, and a needle valve body portion 27 at the tip of the rod 27 is inserted.
a comes into contact with the valve seat at the far end of the injection port 22 from the inside to form a valve, and the guide portion 27b of the rod 27 is installed in the guide hole 23 so as to be slidable in the axial direction, and the rod 27
A flange-shaped spring receiving part 27c is disposed in the spring mounting hole 24, and a compression spring 28 sheathed on the rod 27 between the spring receiving part 27c and the proximal wall of the spring mounting hole 24 prevents the rod 27 from becoming clogged in the distal direction. A solenoid 29 is mounted on the outside of the rod 27 within the solenoid mounting hole 25, and an auxiliary solenoid 29 is mounted between the flange 27d at the proximal end of the rod 27 and the proximal wall of the solenoid mounting hole 25. A compression spring 30 is interposed.
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
ツド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つている。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つている。 Although not shown in FIG. 2, the communication pipe 8 is connected to the base end of the main body 21, and the catalyst aqueous solution, etc., which is pressure-fed from the communication pipe 8 into the supply hole 26, is passed through the hole on the outer periphery of the rod 27. The liquid then reaches the valve, and when the valve is opened, it is sprayed in the form of mist from the injection port 22 as shown in the figure. However, the above valve is designed to open against the spring force when the solenoid 29 is energized.
上記コントロールユニツト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AD変換器、入出力インターフエイ
ス、リード・オンリ・メモリ(ROM)、ランダ
ム・アクセス・メモリ(RAM)、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
(ROM)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。 The control unit 14 receives signals from each sensor 15, 16, 17, 19, 20, for example.
AD converter that performs AD conversion, input/output interface, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), central processing unit (CPU), and output signals to pump 9 and solenoids 12 and 29. It is composed of a drive circuit for conversion and amplification, etc., and a program and various constants for a control routine to be described later are previously input and stored in the read-only memory (ROM).
次に、上記コントロールユニツト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
ーチンのフローチヤート及び第3図bの割込み処
理ルーチンのフローチヤートに基いて説明する
が、図中S1〜S22及びS30〜S35は各ステツプを示
す。 Next, the control routine performed by the control unit 14 will be explained based on the flowchart of the main routine shown in FIG. 3a and the flowchart of the interrupt processing routine shown in FIG. 3b. S30 to S35 indicate each step.
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。 In S1, necessary data is initialized, in S2 the detection signal from the rotation speed sensor 19 is read and the engine rotation speed is calculated, in S3 the detection signal from the load sensor 20 is read and the engine load is calculated, and in S4 The back pressure in the exhaust passage 2 is determined by reading the detection signal from the back pressure sensor 15.
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
進作用でフイルタ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ツプへ移行するためであ
る。 In S5, it is determined whether the back pressure has decreased to a predetermined value at least once after injecting the catalyst solution or the like. That is, if the carbon particles accumulated in the filter 3 are combusted by the combustion promoting action of the catalyst solution etc. after the previous injection, the back pressure will drop below the predetermined value. This is to proceed to the next step on the condition that the lever, that is, the previously injected catalyst solution, etc. has contributed to combustion.
S5で判定の結果、YESのときにはS6へ移行し、
NOのときにはS4へ移行する。 If the result of the judgment in S5 is YES, move to S6,
If NO, move to S4.
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。 In S6, it is determined whether the current back pressure is higher than a predetermined back pressure for each operating region.
フイルタ3にカーボン粒子等が蓄積される程フ
イルタ3の通気抵抗が大きくなつてフイルタ3の
上流側の背圧が大きくなることから上記背圧の値
によつ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ツプとしてリード・
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。 The more carbon particles etc. accumulate in the filter 3, the greater the ventilation resistance of the filter 3 becomes, and the back pressure on the upstream side of the filter 3 increases. Therefore, the degree of accumulation of carbon particles is determined based on the value of the back pressure. I have to. However, since the magnitude of back pressure varies depending on the operating condition of the engine, predetermined allowable back pressure values corresponding to each operating range determined by engine speed and engine load are prepared in advance as a map.
It is input and stored in the only memory (ROM), and in S6, the allowable back pressure value in the operating range corresponding to the current operating state is compared with the current back pressure value,
When the current back pressure is higher than the allowable back pressure value, it is necessary to inject catalyst solution, etc., so the process moves to S7, and when it is not high, the process moves to S2.
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。 In S7, the number of current injections since the start of use of the engine is counted, and in S8, the amount of injection of catalyst solution, etc. is determined based on the number of injections.
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
イルタ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。 The catalytic component contained in the catalytic solution promotes combustion through a catalytic reaction during the combustion of carbon particles, etc. During repeated injections, a portion of the catalytic component is emitted into the atmosphere along with the exhaust gas. Considering that the remainder will gradually accumulate in the filter 3,
As shown in the graph of FIG. 4, the amount of the catalyst solution etc. to be injected is determined depending on the number of times of injection.
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。 In other words, since the amount of accumulated catalyst components is thought to increase approximately in proportion to the number of injections as shown by curve a, the amount of catalyst solution etc. injected per time also increases in proportion to the number of injections as shown by line b. is set to decrease.
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
射されるようになつている。 However, until the number of injections reaches a predetermined number, the accumulated amount of catalyst components is not so large, so the catalyst components are injected in fixed amounts.
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、
フイルタ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つて下流側の
燃焼も著しく促進されることになる。 By the way, the newly injected catalyst component is injected in a highly active state in which it is ionized into an aqueous solution under conditions of high exhaust gas temperature due to an increase in back pressure.
Since it is supplied to the surface layer of carbon particles etc. accumulated in the upstream part of the filter 3 and easily comes into contact with oxygen in the exhaust gas, it acts extremely actively as a catalyst to promote combustion, and by the combustion on the upstream side. Combustion on the downstream side will also be significantly promoted.
これに対して、フイルタ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。 On the other hand, the catalyst components accumulated in the filter 3 come into contact with carbon particles, etc. in a dry state under conditions of relatively low exhaust gas temperature, and are buried in the accumulated layer of carbon particles, etc., and are contained in the exhaust gas. Because it is difficult to come into contact with oxygen, it does not act as actively as a catalyst for promoting combustion.
従つて、フイルタ3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。 Therefore, when setting the amount of catalyst components to be newly injected and supplied according to the amount of catalyst components accumulated in the filter 3, it is necessary to set the amount of catalyst components that have been accumulated and the effectiveness thereof. be.
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イルタ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。 In S9, the detection signal from the first exhaust gas temperature sensor 16 is read and the exhaust gas temperature T1 on the upstream side of the filter 3 is determined, and in S10, the above exhaust gas temperature T1 is determined.
It is determined whether or not T 1 is lower than a preset predetermined temperature T A. If it is lower, the process moves to S11, and if it is not lower, the process returns to S9.
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、フイルタ3にたまつ
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ツク製のフイル
タ3にクラツクが発生しフイルタ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。 If a catalyst solution is injected when the exhaust gas temperature is high, such as during acceleration or under high load, the carbon particles accumulated in the filter 3 will rapidly burn, resulting in an abnormally high temperature, and the thermal stress will damage the ceramic filter. 3 will cause a crack and damage the filter 3. To prevent this, the exhaust gas temperature should be kept at a specified temperature.
This is because the injection is performed on the condition that it is lower than T A.
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ではインジエクタ7のソレノイド29へ通電
することによりインジエクタ7の弁が開かれて噴
射が開始され、S13では噴射フラグFがF=1と
される。 In S11, the pump 9 of the injection device 6 is driven for a predetermined time corresponding to the injection amount determined in S8, so the drive of the pump 9 is started, and at the same time
In S12, the solenoid 29 of the injector 7 is energized to open the valve of the injector 7 to start injection, and in S13, the injection flag F is set to F=1.
S14ではタイマーがセツトされ、S15では上記
タイマーにセツ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
S16へ移行し、S16ではタイマーがリセツトされ
る。 In S14, a timer is set, and in S15, it is determined whether a relatively short predetermined time set in the timer has elapsed, and after the predetermined time has elapsed, a timer is set.
The process moves to S16, and the timer is reset in S16.
S17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イルタ3の下流側の排気ガス
温度T2が求められ、S18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S21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S19へ移行する。 In S17, the detection signal from the second exhaust gas temperature sensor 17 is read to determine the exhaust gas temperature T2 on the downstream side of the filter 3, and in S18, the exhaust gas temperature T2 on the downstream side of the filter 3 is determined.
It is determined whether T 2 is higher than a preset predetermined temperature T B , and if it is higher, it is determined that the combustion of carbon particles, etc. is progressing sufficiently actively, so there is no need to continue injecting catalyst solution, etc., and the process proceeds to S21. The pump 8 is then stopped, and if the temperature is not high, it is determined that there is a need to continue injection, and the process moves to S19.
S19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S20へ移行してインジエクタ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S17へ戻る。 In S19, it is determined whether a predetermined pump driving time corresponding to the injection amount determined in S8 has elapsed.
When it has passed, move to S20 and switch to injector 7.
valve is closed to stop the injection, and if the predetermined time has not elapsed, the process returns to S17.
S20でインジエクタ7が閉じられると、S21で
はポンプ9の駆動が停止され、S22では噴射フラ
グFがF=0とされる。 When the injector 7 is closed in S20, the drive of the pump 9 is stopped in S21, and the injection flag F is set to F=0 in S22.
次に、第3図bのフローチヤートはバイパス通
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となつたときに割込み処理が開始さ
れ、S22終了後に復帰する。 Next, the flowchart in FIG. 3b shows an interrupt processing routine for controlling the throttle valve 5 of the bypass passage 4, and the interrupt processing is started when the determination in S10 of the main routine is YES, and the interrupt processing is started in S22. Return after completion.
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
めの信号がデユーテイソレノイドバルブ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ユーテイソ
レノイドバルブ12へ出力される。 After starting the interrupt processing, in S30, the back pressure is determined by reading the detection signal from the back pressure sensor 15 of the exhaust passage 2, and in S31, it is determined whether or not the back pressure is lower than a predetermined value set in advance. when it's low
In S32, a signal for driving the throttle valve 5 in the closing direction is output to the duty solenoid valve 12, and if the duty solenoid valve is not low, the throttle valve 5 is driven in S33.
A signal for driving the valve in the opening direction is output to the duty solenoid valve 12.
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にときにはS30へ戻りS30〜S33の
ステツプを繰返し、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。 From S32 and S33, the process moves to S34. In S34, it is determined whether the injection flag F is F=1, that is, whether or not injection is in progress. When F=1, the process returns to S30 and repeats steps S30 to S33, and F= When it is 0, the process moves to S35 and the throttle valve 5 is operated to close the bypass passage 4. In this way, the throttle valve 5 of the bypass passage 4 is controlled as described above only during the injection of the catalyst solution or the like.
上記S1〜S22及びS30〜S35によつて今回の制御
がなされ、S22からS1へ移行し次回の制御がなさ
れる。 The current control is performed through S1 to S22 and S30 to S35, and the next control is performed from S22 to S1.
以上説明したように、フイルタ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
つて触媒溶液等を噴射することによりフイルタ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イルタ3の下流側の排
気ガス温度T2が所定温度TBより高くなつたとき
には噴射を中止することによりフイルタ3が異常
高温状態となるのを防ぐようにして二重にフイル
タ3を保護してある。 As explained above, by injecting the catalyst solution etc. only when the exhaust gas temperature T 1 on the upstream side of the filter 3 is lower than the predetermined temperature T A , the filter 3
In addition, during the injection of catalyst solution, etc., when the exhaust gas temperature T2 on the downstream side of the filter 3 becomes higher than the predetermined temperature TB , the filter 3 is prevented from abnormally high temperature by stopping the injection. The filter 3 is doubly protected to prevent it from becoming hot.
加えて、割込み処理ルーチンの制御によつて、
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つてフイルタ3へ異常に多量
の排気ガスが流入して触媒溶液等がフイルタ3の
中心部に偏つ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。 In addition, by controlling the interrupt handling routine,
During the injection of catalyst solution, etc., the throttle valve 5 of the bypass passage 4
By controlling this, it is possible to prevent an abnormally large amount of exhaust gas from flowing into the filter 3, causing the catalyst solution, etc. to be biased toward the center of the filter 3, and causing abnormal combustion in the center.
A stable combustion state is achieved under a stable flow rate of exhaust gas.
上記実施例においては、フイルタ3内に蓄積さ
れている触媒成分量は噴射回数に略比例するとの
前提に基いて、噴射回数に応じて噴射量を設定す
るようにしたけれども、触媒成分の蓄積量を次の
ようにして検出し、その検出信号に基いて噴射量
を設定するようにしてもよい。 In the above embodiment, the injection amount is set according to the number of injections based on the premise that the amount of catalyst components accumulated in the filter 3 is approximately proportional to the number of injections. may be detected in the following manner, and the injection amount may be set based on the detected signal.
即ち、触媒成分には前述のように金属が含まれ
ているのでフイルタ3内に蓄積された触媒成分が
増加する程セラミツク製のパテイキユレートフイ
ルタ3の導電性が高まりその電気抵抗が減少する
ことから、フイルタ3内に1対の電極を装着して
電極間に所定の電圧を印加し、電極間に流れる電
流を検出することにより電極間の電気抵抗を求め
触媒成分の蓄積量を検出することが出来る。 That is, since the catalyst component contains metal as mentioned above, the more the catalyst component accumulated in the filter 3, the more the conductivity of the ceramic particulate filter 3 increases and the electrical resistance thereof decreases. Therefore, by installing a pair of electrodes in the filter 3 and applying a predetermined voltage between the electrodes and detecting the current flowing between the electrodes, the electrical resistance between the electrodes is determined and the accumulated amount of the catalyst component is detected. I can do it.
或いは、フイルタ3内に蓄積された触媒成分が
増加する程フイルタ3の通気抵抗が増加すること
から、背圧センサ15で検出されるフイルタ3の
上流側の背圧の大きさから触媒成分の蓄積量を検
出することが出来るが、この場合エンジン1の運
転状態が一定でかつ触媒溶液等の噴射によりカー
ボン粒子等を燃焼させカーボン粒子等の付着状態
が一定となつた状態における背圧の値を比較する
必要がある。 Alternatively, since the ventilation resistance of the filter 3 increases as the catalyst components accumulated in the filter 3 increase, the amount of back pressure detected by the back pressure sensor 15 on the upstream side of the filter 3 indicates that the accumulation of catalyst components In this case, the back pressure value is measured when the operating state of the engine 1 is constant and the adhesion state of the carbon particles is constant after burning the carbon particles etc. by injecting the catalyst solution etc. It is necessary to compare.
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は
デイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の全体構
成図、第2図はインジエクタの縦断面図、第3図
a及びbは各々コントロールユニツトでなされる
制御のメインルーチンのフローチヤート及び割込
み処理ルーチンのフローチヤート、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であ
る。
1……デイーゼルエンジン、2……排気通路、
3……パテイキユレートフイルタ、7……インジ
エクタ、8……連通管、9……ポンプ、10……
タンク、14……コントロールユニツト。
The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas purification device for a diesel engine, Fig. 2 is a vertical sectional view of an injector, and Fig. 3 a and b are each a control unit. FIG. 4 is a flowchart of the main routine of control and a flowchart of the interrupt processing routine. 1... Diesel engine, 2... Exhaust passage,
3...Party filter, 7...Injector, 8...Communication pipe, 9...Pump, 10...
Tank, 14...control unit.
Claims (1)
ユレートフイルタを備えたエンジンの排気ガス浄
化装置において、 上記パテイキユレートフイルタの上流に上記可
燃性粒子の燃焼を促進する触媒溶液を噴射する噴
射手段を設けるとともに、上記パテイキユレート
フイルタに蓄積されている触媒成分量を検出する
検出手段と、上記検出手段の出力を受け上記パテ
イキユレートフイルタ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制御
する制御手段とを備えたことを特徴とするエンジ
ンの排気ガス浄化装置。[Scope of Claims] 1. In an exhaust gas purification device for an engine equipped with a particulate filter that collects combustible particles in the exhaust system, combustion of the combustible particles is promoted upstream of the particulate filter. An injection means for injecting the catalyst solution is provided, a detection means for detecting the amount of the catalyst component accumulated in the particulate filter, and a catalyst component accumulated in the particulate filter receives the output of the detection means. 1. An exhaust gas purification device for an engine, comprising: control means for controlling the amount of a catalyst component to be newly injected and supplied according to the amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004674A JPS61164016A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Exhaust gas purifying device of engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60004674A JPS61164016A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Exhaust gas purifying device of engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164016A JPS61164016A (en) | 1986-07-24 |
| JPH059612B2 true JPH059612B2 (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=11590440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60004674A Granted JPS61164016A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Exhaust gas purifying device of engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164016A (en) |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP60004674A patent/JPS61164016A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164016A (en) | 1986-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5193340A (en) | Exhaust gas purifying system for internal combustion engine | |
| KR100639722B1 (en) | Exhaust gas purifying apparatus and exhaust gas purifying method | |
| EP0188267B1 (en) | Exhaust gas cleaning system for vehicle | |
| US5850735A (en) | Method for purifying exhaust gas of an internal combustion engine | |
| WO2007086252A1 (en) | Exhaust gas purification method and exhaust gas purification system | |
| EP2450540B1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| US20090188236A1 (en) | Exhaust gas purifying device | |
| CN101208505B (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
| JP5534011B2 (en) | Exhaust temperature raising device and method for removing clogging of fuel supply valve | |
| JP2006241978A (en) | Exhaust emission control device having particulate filter regenerating function, internal combustion engine having the same, and particulate filter regenerating method | |
| JP5516888B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3633365B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JPH059612B2 (en) | ||
| JPH0551043B2 (en) | ||
| JPS61164018A (en) | Exhaust gas purifying device of engine | |
| JP2002122015A (en) | Exhaust gas purification method and device | |
| JPH0420972Y2 (en) | ||
| JP2003155917A (en) | Exhaust gas purification method | |
| JPS6115205Y2 (en) | ||
| JPS61164017A (en) | Exhaust gas purifying device of engine | |
| JPH0238007Y2 (en) | ||
| JP2006152875A (en) | Catalyst temperature raising system for internal combustion engine | |
| JPH0561447B2 (en) | ||
| JP2008274891A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JPH0551044B2 (en) |