JP2000008840A - Function recovery device and function recovery method for exhaust gas purification catalyst - Google Patents
Function recovery device and function recovery method for exhaust gas purification catalystInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディーゼルエンジンの排気浄化用触媒にH
C,SOF,PM等が付着して浄化機能が低下(被毒)
したときの機能回復手段として、排気温度を上昇させる
ような大きなエネルギー消費を必要としない手段を提供
すること。
【解決手段】 触媒コンバータ13が設けられた排気管
12に脈動発生手段を付設して、付着量が所定の限度を
越えたときに排気の流れに脈動を与えることにより、脈
動する排気の衝撃的な流れの、機械的或いは物理的な作
用によって、触媒13aからのHC等の脱離を促進させ
る。この脈動発生手段としては、例えば、排気管開閉用
アクチュエータ26によって作動する排気管開閉用バル
ブ25を設けるとか、場合によっては排気を脈動的に逆
流させる手段を設ける。
[PROBLEMS] To use H as a catalyst for purifying exhaust gas of diesel engines.
Purification function deteriorates due to adhesion of C, SOF, PM, etc. (poisoning)
To provide a means that does not require large energy consumption, such as raising the exhaust gas temperature, as a function recovery means in the event of the above. SOLUTION: A pulsation generating means is attached to an exhaust pipe 12 provided with a catalytic converter 13 to give a pulsation to the flow of the exhaust gas when the amount of adhesion exceeds a predetermined limit, so that the pulsating exhaust gas is shocked. The desorption of HC and the like from the catalyst 13a is promoted by a mechanical or physical action of a simple flow. As the pulsation generating means, for example, an exhaust pipe opening / closing valve 25 operated by an exhaust pipe opening / closing actuator 26 is provided, or in some cases, means for pulsatingly flowing exhaust gas is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気中に含まれている窒素酸化物(NOx)等を触
媒によって浄化する触媒システムにおいて、排気に含ま
れている炭化水素(HC)、可溶性有機物(SOF)、
或いは排気微粒子(PM)等が触媒に付着することによ
って触媒の機能が低下する所謂「触媒被毒」の状態か
ら、触媒の浄化機能を回復させるための排気浄化用触媒
の機能回復装置及び方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst system for purifying nitrogen oxides (NOx) and the like contained in exhaust gas of a diesel engine by a catalyst. Organic matter (SOF),
Alternatively, the present invention relates to an exhaust purification catalyst function recovery device and method for recovering the purification function of a catalyst from a so-called "catalyst poisoning" state in which the function of the catalyst is reduced by the attachment of exhaust particulates (PM) or the like to the catalyst. .
【0002】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される排気
に含まれている窒素酸化物(NOx)を浄化するために
触媒コンバータを用いた触媒浄化システムが検討されて
いる。NOxは、触媒コンバータ内で排気中の炭化水素
(HC)と反応して還元されることによって浄化される
が、ディーゼルエンジンの場合は排気中に含まれるHC
量が少ないので十分にNOxを浄化することができな
い。そのため、触媒コンバータの上流側に燃料等のHC
を添加することが行われている。2. Description of the Related Art A catalyst purification system using a catalytic converter for purifying nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas discharged from a diesel engine has been studied. NOx is purified by reacting and reducing with hydrocarbons (HC) in the exhaust gas in the catalytic converter. In the case of a diesel engine, NOx is purified.
Since the amount is small, NOx cannot be sufficiently purified. Therefore, HC such as fuel is provided upstream of the catalytic converter.
Is being added.
【0003】ところが、長時間排気中にHCを添加し続
けていると、NOxと反応させるために添加されたHC
が触媒そのものと反応するので、HCが排気中のNOx
と反応して消費される前にHCが触媒の活性点に付着し
て、触媒活性を著しく低下させる所謂「触媒被毒」が起
こるという問題がある。触媒被毒による触媒の浄化機能
低下はHCだけでなく、ディーゼルエンジンの排気中に
含まれている可溶性有機物(SOF)や排気微粒子(P
M)が触媒に付着した場合にも起こる。However, if HC is continuously added to the exhaust gas for a long time, the HC added to react with NOx
Reacts with the catalyst itself, so that HC emits NOx
There is a problem that so-called "catalyst poisoning" occurs in which HC adheres to the active point of the catalyst before it is consumed by reacting with the catalyst, thereby significantly reducing the catalyst activity. Reduction of the purification function of the catalyst due to catalyst poisoning is caused not only by HC but also by soluble organic matter (SOF) and exhaust particulates (P) contained in exhaust gas of a diesel engine.
It also occurs when M) adheres to the catalyst.
【0004】HC,SOF,PM等(以下これを「HC
等」という)による触媒被毒が起こった場合には、触媒
温度を上昇させることによって、触媒に吸着しているH
C等を脱離或いは焼却する回復操作が必要となる。エン
ジンが高速或いは高負荷運転されると排気温度が上昇す
るので、被毒状態にある触媒からHC等を自然に除去す
ることができるが、低速、低負荷の運転状態が続いて触
媒にHC等による被毒が生じたときに、それに続いて都
合よく高速、高負荷の運転状態になるとは限らないか
ら、被毒状態にある触媒の機能を回復させるためには何
らかの方法で排気の温度を上昇させる必要がある。[0004] HC, SOF, PM, etc. (hereinafter referred to as "HC
), The catalyst adsorbed on the catalyst is increased by increasing the catalyst temperature.
A recovery operation for desorbing or burning C and the like is required. When the engine is operated at a high speed or a high load, the exhaust gas temperature rises, so that HC and the like can be naturally removed from the poisoned catalyst. When poisoning occurs, the temperature of the exhaust gas must be raised in some way to restore the functioning of the poisoned catalyst, since the poisoned catalyst does not always enter a high-speed, high-load operating state. Need to be done.
【0005】そのために、従来は、例えば実開昭63−
21718号公報、或いは特開平6−200737号公
報等に見られるように、エンジンの気筒内への燃料噴射
時期の遅角、吸気絞り弁の閉弁、排気再循環(EG
R)、電気ヒーターによる排気の直接加熱等を実施し
て、排気温度を400℃程度まで上昇させ、それによっ
て触媒温度も上昇させて触媒からHC等を脱離させてい
る。For this purpose, conventionally, for example,
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 21718 or Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-200737, the delay of fuel injection timing into the cylinder of the engine, the closing of the intake throttle valve, the exhaust gas recirculation (EG
R), the exhaust gas temperature is raised to about 400 ° C. by directly heating the exhaust gas by an electric heater or the like, whereby the catalyst temperature is also raised to desorb HC and the like from the catalyst.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被毒状
態の触媒の浄化特性は、未被毒の状態に比べて10℃以
上も高温側にずれるので、被毒している触媒への入りガ
ス温度は、触媒が活性化し始める活性化開始温度よりも
かなり高くする必要がある。従って、前述のような従来
の方法によって排気温度を高める場合には、通常の運転
状態よりもエンジンの燃料噴射量を増加させるために、
エンジンの燃費がかなり低下するという問題を伴うの
で、実際にそれらの方法によって排気温度を被毒状態に
ある触媒の機能回復のために十分な温度まで高めること
は非常に困難である。However, the purification characteristics of the poisoned catalyst are shifted to a high temperature side by more than 10 ° C. as compared with the non-poisoned catalyst, so that the temperature of the gas entering the poisoned catalyst is low. Needs to be considerably higher than the activation start temperature at which the catalyst starts to be activated. Therefore, when the exhaust gas temperature is increased by the conventional method as described above, in order to increase the fuel injection amount of the engine as compared with the normal operation state,
In practice, it is very difficult to increase the exhaust gas temperature to a temperature sufficient for the function recovery of the poisoned catalyst, with the problem that the fuel efficiency of the engine is considerably reduced.
【0007】本発明は、従来技術における前述のような
問題に鑑み、大きなエネルギー消費を必要とする排気及
び触媒の温度上昇という手段によらないで、物理的或い
は機械的な手段によって触媒の浄化機能を回復させるこ
とができる新規な触媒の機能回復装置及び機能回復方法
を提供することを目的としている。[0007] In view of the above-mentioned problems in the prior art, the present invention does not rely on the means of increasing the temperature of the exhaust and the catalyst, which require large energy consumption, but rather by means of physical or mechanical means for purifying the catalyst. It is an object of the present invention to provide a novel catalyst function recovery device and a function recovery method capable of recovering a catalyst.
【0008】本発明は、また、エンジンを搭載している
車両の減速運転時等においてHC等による触媒被毒が進
行するのを抑制することができる新規な触媒の機能回復
装置及び機能回復方法を提供することを目的としてい
る。The present invention also provides a novel catalyst function recovery device and a function recovery method capable of suppressing the progress of catalyst poisoning due to HC or the like during a deceleration operation of a vehicle equipped with an engine. It is intended to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された排気浄化用触媒の機能回復装置と機能回復
方法を提供する。According to the present invention, there is provided, as means for solving the above-mentioned problems, an apparatus and a method for recovering the function of an exhaust gas purifying catalyst described in the claims. I do.
【0010】請求項1に記載された機能回復装置によれ
ば、排気通路に付設された脈動発生手段によって、排気
通路を流れる排気に強制的に脈動を発生させるので、排
気の流れの流速が脈動的に変化する。それによって、触
媒を通過して流れる排気の流速が急激に減速、加速を繰
り返すことになるので、その流れの衝撃の機械的或いは
物理的な作用と、同じ作用により触媒の表面における排
気の流れの境界層の厚さが薄くなって、排気や触媒の化
学的な作用が強くなることから、触媒の表面に付着して
いたHC等が脱離し、触媒の浄化機能を回復させること
ができる。According to the function recovery device of the first aspect, the pulsation is forcibly generated in the exhaust flowing through the exhaust passage by the pulsation generating means provided in the exhaust passage, so that the flow velocity of the exhaust flow is pulsated. Change. As a result, the flow velocity of the exhaust gas flowing through the catalyst is rapidly reduced and accelerated repeatedly, so that the mechanical or physical action of the impact of the flow and the same action as the exhaust flow on the surface of the catalyst are performed. Since the thickness of the boundary layer becomes thin and the exhaust and the chemical action of the catalyst become stronger, HC or the like adhering to the surface of the catalyst is desorbed, and the purification function of the catalyst can be restored.
【0011】請求項2に記載された機能回復装置におい
ては、脈動発生手段が具体的に排気通路の途中に設けら
れた排気通路開閉用バルブとなっており、請求項3に記
載された機能回復装置においては、排気通路開閉用バル
ブが制御手段の指令によって自動的に開閉制御される。
この排気通路開閉用バルブは、排気浄化用触媒の下流側
に設けられていてもよいし、また、上流側に設けられて
いてもよい。In the function recovery device according to the second aspect, the pulsation generating means is specifically an exhaust passage opening / closing valve provided in the middle of the exhaust passage. In the device, the exhaust passage opening / closing valve is automatically opened / closed by a command from the control means.
The exhaust passage opening / closing valve may be provided on the downstream side of the exhaust gas purification catalyst, or may be provided on the upstream side.
【0012】請求項6に記載された機能回復装置におい
ては、排気通路開閉用バルブが排気浄化用触媒の上流側
の排気通路に設けられている場合に、この排気通路開閉
用バルブの下流側と上流側とを接続するバイパス通路の
途中に、開閉弁とリザーブタンクとバキュームポンプと
が順次直列に挿入されているので、制御手段の指令によ
って排気通路開閉用バルブを閉弁させると同時にバイパ
ス通路の開閉弁を開弁させると、触媒の上流側が負圧に
なって触媒を流れる排気が逆流する。それによって排気
の脈動が大きくなり、触媒からHC等を脱離させる作用
が強くなって、触媒の浄化機能回復が促進される。In the function recovery device according to the present invention, when the exhaust passage opening / closing valve is provided in the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst, the exhaust passage opening / closing valve is connected to the downstream side of the exhaust passage opening / closing valve. Since the on-off valve, the reserve tank, and the vacuum pump are sequentially inserted in series in the middle of the bypass passage connecting the upstream side, the exhaust passage opening / closing valve is closed by a command from the control means, and at the same time, the bypass passage is closed. When the on-off valve is opened, the upstream side of the catalyst becomes a negative pressure, and the exhaust gas flowing through the catalyst flows backward. As a result, the pulsation of the exhaust gas increases, the action of desorbing HC and the like from the catalyst becomes stronger, and the recovery of the purification function of the catalyst is promoted.
【0013】請求項7に記載された機能回復方法によれ
ば、排気通路に付設された脈動発生手段によって、排気
通路を流れる排気に強制的に脈動を発生させるので、排
気の流れの流速が脈動的に変化する。それによって、触
媒を通過して流れる排気の流速が急激に減速、加速を繰
り返すことになるので、その流れの衝撃の機械的或いは
物理的な作用と、同じ作用により触媒の表面における排
気の流れの境界層の厚さが薄くなって、排気や触媒の化
学的な作用が強くなることから、触媒の表面に付着或い
は吸着していたHC等が脱離し、触媒の浄化機能を回復
させることができる。また、請求項8に記載された機能
回復方法においては、排気通路を流れる排気の流速を脈
動的に変動させる際に、触媒を流れる排気の逆流をも発
生させるので、触媒に付着した物質を強力に脱離させる
ことができる。According to the function recovery method of the present invention, since the pulsation is forcibly generated in the exhaust flowing through the exhaust passage by the pulsation generating means attached to the exhaust passage, the flow velocity of the exhaust flow is pulsated. Change. As a result, the flow velocity of the exhaust gas flowing through the catalyst is rapidly reduced and accelerated repeatedly, so that the mechanical or physical action of the impact of the flow and the same action as the exhaust flow on the surface of the catalyst are performed. Since the thickness of the boundary layer becomes thin and the exhaust and the chemical action of the catalyst become stronger, HC or the like adhering or adsorbed on the surface of the catalyst is desorbed, and the purification function of the catalyst can be restored. . Further, in the function recovery method according to the eighth aspect, when the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is pulsatively changed, a reverse flow of the exhaust gas flowing through the catalyst is also generated. Can be removed.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気浄化用触媒の
機能回復装置及び方法を図示実施形態に基づいて具体的
に説明する。本発明の第1実施形態として、図1に本発
明の機能回復装置及び方法を実施するための対象とな
る、車両搭載用のディーゼルエンジンの全体構成を示
す。エンジン11は排気量4200ccの6気筒直噴ディ
ーゼルエンジンである。エンジン11から排出される排
気にはHCやNOx等が含まれているが、それらの有害
成分は内径60mmの排気管12を通って体積3.4Lの
触媒コンバータ13内へ流入し、無害化された後に大気
中へ排出される。この触媒コンバータ13における触媒
は、例えば多孔質ゼオライトの一種にアルミナ層をコー
トしてから白金を担持させたもので、NOxはこの触媒
の介在の下で排気中に残存しているHCと反応し、還元
されることによって無害化される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and a method for recovering the function of an exhaust gas purifying catalyst according to the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. As a first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle-mounted diesel engine to which the function recovery device and method of the present invention are applied. The engine 11 is a 4200 cc 6 cylinder direct injection diesel engine. Exhaust gas discharged from the engine 11 contains HC, NOx, etc., and these harmful components flow into the 3.4 L catalytic converter 13 through the exhaust pipe 12 having an inner diameter of 60 mm, and are rendered harmless. After being released into the atmosphere. The catalyst in the catalytic converter 13 is, for example, a type of porous zeolite coated with an alumina layer and then loaded with platinum. NOx reacts with HC remaining in the exhaust gas with the aid of this catalyst. , Is rendered harmless by being reduced.
【0015】一般的にそうであるように、ディーゼルエ
ンジン11の排気中にはNOxを完全に浄化するために
十分な量の還元剤としてのHCが含まれていないので、
不足する分のHCを補うために排気管12には炭化水素
添加装置が設置されている。図示の実施形態においては
炭化水素添加装置の末端であるインジェクタ17だけが
排気管12上に図示されている。インジェクタ17は、
燃料として用いられる軽油を炭化水素として排気管12
内を流れる排気中へ噴射して添加する装置であって、そ
の噴射作動はコンピュータ16によって制御されてい
る。As is generally the case, the exhaust gas of the diesel engine 11 does not contain a sufficient amount of HC as a reducing agent to completely purify NOx.
A hydrocarbon addition device is provided in the exhaust pipe 12 to make up for the shortage of HC. In the embodiment shown, only the injector 17 at the end of the hydrocarbon addition device is shown on the exhaust pipe 12. The injector 17
Exhaust pipe 12 using light oil used as fuel as hydrocarbon
This is a device for injecting and adding to exhaust gas flowing through the inside, and the injection operation is controlled by a computer 16.
【0016】コンピュータ16は、エンジン11のシス
テム全体を制御するために設けられたもので、触媒コン
バータ13の内部に設けられた触媒13aの活性化状態
を確認するために、触媒コンバータ13の入口に取り付
けられて入りガス温度を検出する排気温度センサ14
と、触媒13aに取り付けられてその温度を検出する触
媒温度センサ15との、2つの温度センサの検出信号2
3,24がコンピュータ16に入力される。また、エン
ジン11の図示しない回転数センサが検出する回転数信
号21と、スロットルレバーに取り付けられたセンサが
検出するスロットル開度信号22もコンピュータ16に
入力されている。The computer 16 is provided for controlling the entire system of the engine 11. The computer 16 is provided at the entrance of the catalytic converter 13 to check the activation state of the catalyst 13 a provided inside the catalytic converter 13. Exhaust temperature sensor 14 attached to detect incoming gas temperature
And a catalyst temperature sensor 15 attached to the catalyst 13a and detecting its temperature.
3 and 24 are input to the computer 16. In addition, a rotation speed signal 21 detected by a rotation speed sensor (not shown) of the engine 11 and a throttle opening signal 22 detected by a sensor attached to a throttle lever are also input to the computer 16.
【0017】第1実施形態の特徴として、排気管12の
うちで触媒コンバータ13の下流側となる部分に、例え
ば回転駆動されて排気管12を間欠的に開閉することが
できるバタフライ型の排気管開閉用バルブ25が設けら
れる。排気管開閉用バルブ25は、コンピュータ16の
指令を受けて作動するモータのような排気管開閉用アク
チュエータ26によって開閉制御される。なお、排気管
開閉用バルブ25は、排気管12を短時間おきに開閉す
ることができるものであれば、電磁弁等、バタフライ型
以外の形式のバルブであってもよい。また、排気管開閉
用バルブ25をエンジン11に新設しなくても、排気管
12に排気ブレーキが設けられている場合には、それを
そのまま利用することもできる。A feature of the first embodiment is that, for example, a butterfly-type exhaust pipe that is rotatably driven to open and close the exhaust pipe 12 intermittently is provided in a portion of the exhaust pipe 12 downstream of the catalytic converter 13. An opening / closing valve 25 is provided. The exhaust pipe opening / closing valve 25 is controlled to be opened / closed by an exhaust pipe opening / closing actuator 26 such as a motor that operates in response to a command from the computer 16. The exhaust pipe opening / closing valve 25 may be a valve other than the butterfly type, such as a solenoid valve, as long as it can open and close the exhaust pipe 12 at short intervals. Further, even if the exhaust pipe opening / closing valve 25 is not newly provided in the engine 11, if the exhaust pipe 12 is provided with an exhaust brake, it can be used as it is.
【0018】触媒13aの状態は、コンピュータ16に
よって、例えば、排気温度センサ14の検出する排気温
度信号23よりも触媒温度センサ15が検出する触媒温
度信号24の方が高くなっているときに、正常な活性化
状態にあると推定することができる。それと反対に、排
気温度信号23が所定値以上である場合に、触媒温度信
号24が排気温度信号23よりも低いときは、触媒13
aが正常な浄化機能を果たしていないことが明らかであ
るから、コンピュータ16は、触媒13aが被毒状態に
あると判定することになる。The state of the catalyst 13a is determined by the computer 16 when the catalyst temperature signal 24 detected by the catalyst temperature sensor 15 is higher than the exhaust temperature signal 23 detected by the exhaust temperature sensor 14, for example. It can be estimated that it is in an active state. Conversely, when the exhaust gas temperature signal 23 is equal to or higher than the predetermined value and the catalyst temperature signal 24 is lower than the exhaust gas temperature signal 23,
Since it is clear that a does not perform a normal purification function, the computer 16 determines that the catalyst 13a is in a poisoned state.
【0019】また、インジェクタ17が排気管12内を
流れる排気に対して添加したHCによって触媒13aが
被毒している場合は、触媒13aにおけるHCの吸着量
の推算を行ってもよい。この推算の方法としては幾通り
かの方法を使用することができる。例えば、間接的な方
法として、あらかじめ、エンジン11の運転条件と、触
媒コンバータ13へ流入する排ガスの成分濃度との関係
を測定しておき、幾つかの仮定の下で触媒13aへのH
Cの吸着、触媒からの脱離、触媒におけるHCの反応等
を考慮して触媒13aの使用開始からの累積計算を行っ
て、現在のHC吸着量を推算する方法がある。If the catalyst 13a is poisoned by HC added to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 12 from the injector 17, the amount of HC adsorbed on the catalyst 13a may be estimated. Several methods can be used for this estimation. For example, as an indirect method, the relationship between the operating conditions of the engine 11 and the component concentration of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 13 is measured in advance, and the H
There is a method of estimating the current HC adsorption amount by performing a cumulative calculation from the start of use of the catalyst 13a in consideration of the adsorption of C, the desorption from the catalyst, the reaction of HC in the catalyst, and the like.
【0020】また、より直接的な方法としては、触媒コ
ンバータ13の入口及び出口におけるHC濃度を図示し
ないHCセンサによって測定して、その差に更に触媒1
3aにおける反応を考慮して、触媒13aへのHC吸着
量を推算することもできる。更に直接的な方法として
は、触媒13a上のHC吸着量を直接に分析するという
方法もある。以上のいずれかの方法或いはそれ以外の公
知の方法によって、触媒13aのHC吸着量を推算する
ことができる。従って、コンピュータ16は、これらの
いずれかの方法、或いはそれらの方法の幾つかを組み合
わせて触媒13aのHC等による被毒状態を検知するこ
とにより、被毒の軽重の程度に応じて、機能回復操作を
実行する必要があるか否かを判定する。As a more direct method, the HC concentration at the inlet and the outlet of the catalytic converter 13 is measured by an HC sensor (not shown), and the difference is further detected by the catalyst 1.
The amount of HC adsorbed on the catalyst 13a can be estimated in consideration of the reaction in 3a. As a more direct method, there is a method of directly analyzing the amount of HC adsorption on the catalyst 13a. The HC adsorption amount of the catalyst 13a can be estimated by any of the above methods or other known methods. Therefore, the computer 16 detects the poisoning state of the catalyst 13a by HC or the like by using any of these methods or a combination of some of these methods, and thereby recovers the function according to the degree of the poisoning. Determine if the operation needs to be performed.
【0021】機能回復操作を行う時期については、回転
数信号21やスロットル開度信号22等から、エンジン
11の運転状態のうちで、エンジン11を搭載している
車両が減速運転状態にあるとコンピュータ16が判断し
た時期に限って実施される。これらの条件が揃って機能
回復操作を実施することになったとき、第1実施形態の
場合、コンピュータ16は図示しない駆動回路やアクチ
ュエータ26を介して排気管開閉用バルブ25を作動さ
せ、排気管12を例えば所定の間隔をおいて周期的に開
閉させる。When the function recovery operation is to be performed, it is determined from the rotational speed signal 21 and the throttle opening signal 22 that the vehicle equipped with the engine 11 is in a deceleration operation state among the operation states of the engine 11. It is carried out only at the time determined by 16. When the function recovery operation is performed under these conditions, in the case of the first embodiment, the computer 16 operates the exhaust pipe opening / closing valve 25 via a drive circuit and an actuator 26 (not shown), and the exhaust pipe 12 are periodically opened and closed at predetermined intervals, for example.
【0022】従って、コンピュータ16が触媒13aの
機能回復操作を行う時期と判断したときに、車両の減速
運転状態において、コンピュータ16の指令を受けた駆
動回路から排気管開閉用アクチュエータ26に駆動信号
が出力され、排気管開閉用バルブ25が排気管12を開
閉する。それによって、排気管12内の排気の流れが断
続されることにより、触媒コンバータ13内の触媒13
aの担体の隙間を通過して流れる排気の流速が急激に減
速、加速を繰り返すことになるので、その流れの衝撃の
機械的或いは物理的な直接的な作用と、同じ作用により
触媒13aの担体表面における排気の流れの境界層の厚
さが薄くなって、排気や触媒の化学的な作用が強くなる
ことから、触媒13aの表面に付着していたHC等が脱
離する。それによって触媒13aの機能を回復させるこ
とができる。Therefore, when the computer 16 determines that it is time to perform the function recovery operation of the catalyst 13a, a drive signal is sent from the drive circuit, which has been commanded by the computer 16, to the exhaust pipe opening / closing actuator 26 in the deceleration operation state of the vehicle. The output, the exhaust pipe opening / closing valve 25 opens and closes the exhaust pipe 12. As a result, the flow of exhaust gas in the exhaust pipe 12 is interrupted,
Since the flow velocity of the exhaust gas flowing through the gap of the carrier a rapidly repeats deceleration and acceleration, the mechanical or physical direct action of the impact of the flow is the same as that of the carrier of the catalyst 13a. Since the thickness of the boundary layer of the exhaust flow on the surface becomes thinner and the chemical action of the exhaust and the catalyst becomes stronger, HC and the like adhering to the surface of the catalyst 13a are desorbed. Thereby, the function of the catalyst 13a can be restored.
【0023】図2は本発明の第2実施形態としてのディ
ーゼルエンジンの全体構成を示すもので、第1実施形態
と実質的に同じ部分には同じ参照符号を付して、重複す
る説明を省略する。第2実施形態の場合は、排気管12
の中でも触媒コンバータ13の上流側に、第1実施形態
の場合と同様にコンピュータ16の指令によって作動す
る排気管開閉用バルブ25を設けて排気管を開閉させる
と共に、排気管開閉用バルブ25の下流側と上流側の排
気管12の各部分を接続するバイパス通路30を設け
て、このバイパス通路30に既設のバキュームポンプ3
1とリザーブタンク32を挿入配置する。この際に、バ
キュームポンプ31によるバイパス通路30内の流れの
方向が、下流側から上流側に向かうように設定する。そ
して、リザーブタンク32と、排気管開閉用バルブ25
の下流側の排気管12とを結ぶバイパス通路30の一部
には、コンピュータ16によって開閉制御される電磁弁
のような開閉弁33を挿入する。FIG. 2 shows the overall configuration of a diesel engine according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, substantially the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. I do. In the case of the second embodiment, the exhaust pipe 12
Among them, on the upstream side of the catalytic converter 13, similarly to the first embodiment, an exhaust pipe opening / closing valve 25 operated by a command of the computer 16 is provided to open and close the exhaust pipe, and the exhaust pipe opening / closing valve 25 is provided downstream of the exhaust pipe opening / closing valve 25. A bypass passage 30 is provided for connecting each part of the exhaust pipe 12 on the upstream side and the exhaust pump 12 on the upstream side.
1 and the reserve tank 32 are inserted and arranged. At this time, the direction of the flow in the bypass passage 30 by the vacuum pump 31 is set to be from the downstream side to the upstream side. Then, the reserve tank 32 and the exhaust pipe opening / closing valve 25
An opening / closing valve 33 such as an electromagnetic valve controlled to be opened / closed by the computer 16 is inserted into a part of the bypass passage 30 connecting the exhaust pipe 12 on the downstream side of the air conditioner.
【0024】バキュームポンプ31の作動によってリザ
ーブタンク32内は常に所定のレベル以上の真空となっ
ており、通常、その真空はブレーキ等の既設の目的物の
ために使用される。第1実施形態の場合と同様に、コン
ピュータ16が回転数信号21やスロットル開度信号2
2等に基づいて触媒13aのHC等による被毒状態を積
算し、それによって触媒13aが機能低下を起こしてい
るとコンピュータ16が判断すると、車両が減速運転状
態になったときに排気管開閉用アクチュエータ26を駆
動して排気管開閉用バルブ25を閉弁させる。そして、
それと同時にコンピュータ16は開閉弁33を開弁させ
るので、排気管開閉用バルブ25の下流側、即ち、触媒
コンバータ13の上流側がリザーブタンク32に接続さ
れ、触媒コンバータ13の上流側は減圧される。The vacuum inside the reserve tank 32 is always kept at a predetermined level or higher by the operation of the vacuum pump 31, and the vacuum is usually used for an existing object such as a brake. As in the case of the first embodiment, the computer 16 transmits the rotation speed signal 21 and the throttle opening signal 2
The computer 16 integrates the poisoning state of the catalyst 13a by HC or the like based on the second and the like, and when the computer 16 determines that the function of the catalyst 13a is deteriorated, when the vehicle enters the deceleration operation state, the exhaust pipe opening and closing is performed. The actuator 26 is driven to close the exhaust pipe opening / closing valve 25. And
At the same time, since the computer 16 opens the on-off valve 33, the downstream side of the exhaust pipe opening / closing valve 25, that is, the upstream side of the catalytic converter 13 is connected to the reserve tank 32, and the upstream side of the catalytic converter 13 is depressurized.
【0025】その結果、触媒13aの担体の隙間を通っ
て流れる排気が一時的に逆流するだけでなく、次にコン
ピュータ16の指令によって開閉弁33が閉弁すると共
に排気管開閉用バルブ25が開弁して排気管12内に通
常の方向の排気の流れが生じるときは、触媒13aを流
れる排気の流速変化が通常の場合よりも上昇することに
なる。このようにして、触媒コンバータ13を通って流
れる排気が大幅に脈動するだけでなく、流速が増加する
ことによって、前述の第1実施形態の作用、効果が更に
強められるので、触媒13a上に付着したHC等を効率
よく脱離させて、触媒13aの浄化機能を回復させるこ
とができる。As a result, the exhaust gas flowing through the gap of the carrier of the catalyst 13a not only temporarily reverses, but also opens and closes the on-off valve 33 and opens the exhaust pipe opening and closing valve 25 in response to a command from the computer 16. When the exhaust gas flows in the normal direction in the exhaust pipe 12 when the valve is opened, the change in the flow velocity of the exhaust gas flowing through the catalyst 13a increases more than in the normal case. In this manner, not only does the exhaust gas flowing through the catalytic converter 13 pulsate greatly, but also the action and effect of the first embodiment are further enhanced by the increase in the flow velocity, so that the exhaust gas flowing on the catalyst 13a The desorbed HC and the like can be efficiently desorbed, and the purification function of the catalyst 13a can be restored.
【図1】本発明の第1実施形態としてのディーゼルエン
ジンの全体構成を示すシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram showing an overall configuration of a diesel engine as a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施形態としてのディーゼルエン
ジンの全体構成を示すシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram showing an overall configuration of a diesel engine as a second embodiment of the present invention.
11…ディーゼルエンジン 12…排気管(排気通路) 13…触媒コンバータ 13a…触媒 14…排気温度センサ 15…触媒温度センサ 16…コンピュータ 17…インジェクタ 21…エンジンの回転数信号 22…スロットル開度信号 25…排気管開閉用バルブ 26…排気管開閉用アクチュエータ 30…バイパス通路 31…バキュームポンプ 32…リザーブタンク 33…開閉弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Diesel engine 12 ... Exhaust pipe (exhaust passage) 13 ... Catalyst converter 13a ... Catalyst 14 ... Exhaust temperature sensor 15 ... Catalyst temperature sensor 16 ... Computer 17 ... Injector 21 ... Engine speed signal 22 ... Throttle opening signal 25 ... Exhaust pipe opening / closing valve 26 ... Exhaust pipe opening / closing actuator 30 ... Bypass passage 31 ... Vacuum pump 32 ... Reservoir tank 33 ... Open / close valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広田 信也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岩▲崎▼ ▲英▼二 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA18 AA28 AB05 BA11 BA14 BA33 CA18 DA03 DB10 EA01 EA07 EA17 EA18 EA30 FA19 FC02 GA20 GB01X GB06W GB09X GB10X HA36 HA39 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinya Hirota 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Iwa ▲ saki ▼ ▲ English ▼ 2 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota (72) Inventor Toshiaki Tanaka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture F-term (reference) 3G091 AA02 AA18 AA28 AB05 BA11 BA14 BA33 CA18 DA03 DB10 EA01 EA07 EA17 EA18 EA30 FA19 FC02 GA20 GB01X GB06W GB09X GB10X HA36 HA39
Claims (8)
設けられた排気浄化用触媒と、前記排気通路に付設され
該排気通路を流れる排気に作用して排気の流れに強制的
に脈動を発生させる脈動発生手段と、排気に含まれる炭
化水素、可溶性有機物、及び排気微粒子のうちの少なく
とも一つの物質が前記触媒に付着することによる触媒の
機能低下が生じているか否かを判定する判定手段と、前
記判定手段によって前記触媒に所定のレベル以上の機能
低下が生じていると判定されたときに、前記脈動発生手
段を作動させる制御手段とを備えていることを特徴とす
る排気浄化用触媒の機能回復装置。An exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of a diesel engine, and a pulsation which is attached to the exhaust passage and acts on exhaust flowing through the exhaust passage to forcibly generate a pulsation in the flow of the exhaust gas. Generating means, and a determining means for determining whether or not the function of the catalyst is reduced due to the attachment of at least one of hydrocarbons, soluble organic substances, and exhaust particulates contained in the exhaust to the catalyst; and Control means for activating the pulsation generating means when the determining means determines that the catalyst has deteriorated in function by a predetermined level or more, the functional recovery of the exhaust gas purifying catalyst. apparatus.
に設けられた排気通路開閉用バルブを含んでいることを
特徴とする請求項1に記載の機能回復装置。2. The function recovery device according to claim 1, wherein the pulsation generating means includes an exhaust passage opening / closing valve provided in the exhaust passage.
段の指令によって開閉制御されることを特徴とする請求
項2に記載の機能回復装置。3. The function recovery device according to claim 2, wherein the exhaust passage opening / closing valve is opened / closed by a command from the control means.
化用触媒の下流側に設けられていることを特徴とする請
求項2又は3に記載の機能回復装置。4. The function recovery device according to claim 2, wherein the exhaust passage opening / closing valve is provided downstream of the exhaust gas purification catalyst.
化用触媒の上流側に設けられていることを特徴とする請
求項2又は3に記載の機能回復装置。5. The function recovery device according to claim 2, wherein the exhaust passage opening / closing valve is provided upstream of the exhaust gas purification catalyst.
流側とを接続するバイパス通路が設けられ、該バイパス
通路の途中に、前記排気通路開閉用バルブの下流側に接
続する位置から上流側に接続する位置に向かって排気の
流れが生じるように、前記制御手段の指令によって前記
排気通路開閉用バルブとは反対に開閉制御される開閉弁
と、真空を蓄えるリザーブタンクと、リザーブタンク内
に真空を発生させるバキュームポンプとを順次直列に接
続して挿入したことを特徴とする請求項5に記載の機能
回復装置。6. A bypass passage for connecting a downstream side and an upstream side of the exhaust passage opening / closing valve is provided, and a bypass passage is provided in the middle of the bypass passage from a position connected to a downstream side of the exhaust passage opening / closing valve. An opening / closing valve that is controlled to open / close opposite to the exhaust passage opening / closing valve by a command of the control means so as to generate an exhaust flow toward a position connected to the storage tank, a reserve tank for storing vacuum, and a reserve tank. 6. The function recovery device according to claim 5, wherein a vacuum pump for generating a vacuum is connected in series and inserted.
設けられた排気浄化用触媒と、前記排気通路に付設され
該排気通路を流れる排気に作用して排気の流れに強制的
に脈動を発生させる脈動発生手段と、排気に含まれる炭
化水素、可溶性有機物、及び排気微粒子のうちの少なく
とも一つの物質が前記触媒に付着することによる触媒の
機能低下が生じているか否かを判定する判定手段とを備
えている排気浄化用触媒システムにおいて、前記判定手
段によって前記触媒に所定のレベル以上の機能低下が生
じていると判定されたときに、前記脈動発生手段を作動
させて前記排気通路を流れる排気の流速を脈動的に変動
させることによって、前記触媒に付着した物質を脱離さ
せることを特徴とする排気浄化用触媒の機能回復方法。7. An exhaust purification catalyst provided in the middle of an exhaust passage of a diesel engine, and a pulsation attached to the exhaust passage and acting on exhaust flowing through the exhaust passage to forcibly generate a pulsation in the flow of the exhaust gas. Generating means, and determining means for determining whether or not at least one of hydrocarbons, soluble organic substances, and exhaust particulates contained in the exhaust gas is attached to the catalyst, thereby deteriorating the function of the catalyst. In the exhaust gas purifying catalyst system, when the determining means determines that the catalyst has deteriorated by a predetermined level or more, the flow rate of exhaust flowing through the exhaust passage by operating the pulsation generating means. A method for recovering the function of the exhaust gas purifying catalyst, wherein the substance adhering to the catalyst is desorbed by pulsatingly changing the pressure.
通路を流れる排気の流速を脈動的に変動させる際に、前
記触媒を流れる排気の逆流をも発生させることによっ
て、前記触媒に付着した物質を脱離させることを特徴と
する請求項7に記載の機能回復方法。8. When the pulsation generating means is operated to pulsatively fluctuate the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust passage, a backflow of the exhaust gas flowing through the catalyst is also generated, whereby the substance attached to the catalyst is generated. The method for recovering function according to claim 7, wherein the method is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10171805A JP2000008840A (en) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | Function recovery device and function recovery method for exhaust gas purification catalyst |
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---|---|
JP (1) | JP2000008840A (en) |
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-
1998
- 1998-06-18 JP JP10171805A patent/JP2000008840A/en not_active Withdrawn
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |