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JP2007263055A - Exhaust purification device - Google Patents

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JP2007263055A JP2006091316A JP2006091316A JP2007263055A JP 2007263055 A JP2007263055 A JP 2007263055A JP 2006091316 A JP2006091316 A JP 2006091316A JP 2006091316 A JP2006091316 A JP 2006091316A JP 2007263055 A JP2007263055 A JP 2007263055A
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和郎 倉田
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聡 中澤
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Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

【課題】排気浄化装置に関し、簡素な構成で、排気温度制御における応答性を改善でき、効率的なフィルタ再生を実現できるようにする。
【解決手段】エンジンの排気通路10上に介装される排気浄化用のフィルタ2の温度を制御してフィルタ2を再生する排気浄化装置であって、排気通路10上におけるフィルタ2の上流側に介装された単一のケーシング内に配置される酸化触媒1と、ケーシングの内部に設けられ、該内部の排気温度を触媒内温度Tcとして検出する温度検出手段3とを備え、酸化触媒1は、温度検出手段3が触媒内温度Tcを検出する位置よりも排気通路10の上流側の第1酸化触媒部1aと、該位置よりも排気通路10の下流側の第2酸化触媒部1bとを有するとともに、第2酸化触媒部1bが、少なくとも第1酸化触媒部1aにおける排気温度の所定量以上の変動を吸収する大きさの熱容量を有する。
【選択図】図1
The present invention relates to an exhaust emission control device, which can improve responsiveness in exhaust gas temperature control with a simple configuration and realize efficient filter regeneration.
An exhaust purification device for regenerating a filter by controlling the temperature of an exhaust purification filter (2) interposed on the exhaust passage (10) of the engine, on the upstream side of the filter (2) on the exhaust passage (10). The oxidation catalyst 1 includes an oxidation catalyst 1 disposed in a single interposed casing, and temperature detection means 3 provided inside the casing and detecting the exhaust temperature inside the casing as a catalyst internal temperature Tc. Are the first oxidation catalyst portion 1a upstream of the exhaust passage 10 relative to the position where the temperature detecting means 3 detects the in-catalyst temperature Tc , and the second oxidation catalyst portion 1b downstream of the exhaust passage 10 relative to the position. And the second oxidation catalyst unit 1b has a heat capacity large enough to absorb at least a predetermined amount of variation in the exhaust temperature in the first oxidation catalyst unit 1a.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、エンジン、特にディーゼルエンジンの排気を浄化するのに用いて好適な排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus suitable for use in purifying exhaust gas from an engine, particularly a diesel engine.

従来より、車両に搭載されるディーゼルエンジンの後処理装置として、排ガス中に含まれるパティキュレートマター(粒子状物質,以下PMと略す)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF,以下フィルタと略す)と、フィルタ上のPMを酸化除去するための酸化触媒とを備えた排気浄化装置が開発されている。この排気浄化装置では、酸化触媒を利用して排ガス中のNOからNO2を生成するとともに、フィルタ上に捕集されたPMとNO2とを反応させてPMを連続的に焼却除去し、フィルタを再生するようになっている。なお、このように連続的にPMを焼却除去する方式を、連続再生式と呼ぶ(例えば特許文献1)。 Conventionally, as a post-treatment device for a diesel engine mounted on a vehicle, a diesel particulate filter (DPF, hereinafter abbreviated as a filter) that collects particulate matter (particulate matter, hereinafter abbreviated as PM) contained in exhaust gas. And an exhaust gas purification device having an oxidation catalyst for oxidizing and removing PM on the filter has been developed. In this exhaust purification device, NO 2 is generated from NO in exhaust gas using an oxidation catalyst, and PM collected on the filter is reacted with NO 2 to continuously incinerate and remove PM, To play. In addition, such a method of continuously removing PM by incineration is referred to as a continuous regeneration method (for example, Patent Document 1).

一方、車両渋滞(例えば、低負荷且つ低回転の状態)の多い日本の運転条件下では排ガス温度が上昇しにくく、フィルタの温度がPMの燃焼に必要な温度まで上昇しなければ、フィルタ上のPMが十分に焼却除去されないおそれがある。そこで、意図的にフィルタ温度を必要な温度に維持することによって強制的にPMの焼却を行う、強制再生式のものも開発されている。強制再生式の排気浄化装置としては、例えば、フィルタにヒータ等の外部熱源を設けるものや、排ガス温度を上昇させることによってフィルタ温度を高温にするものが開発されている。   On the other hand, the exhaust gas temperature is unlikely to rise under Japanese driving conditions where there is a lot of vehicle traffic (for example, low load and low rotation), and if the filter temperature does not rise to the temperature required for PM combustion, There is a possibility that PM is not sufficiently removed by incineration. Therefore, a forced regeneration type that forcibly incinerates PM by intentionally maintaining the filter temperature at a necessary temperature has been developed. As a forced regeneration type exhaust gas purification device, for example, a device in which an external heat source such as a heater is provided in the filter, or a device in which the filter temperature is raised by raising the exhaust gas temperature has been developed.

また、排ガスへ燃料(HC)を添加することによりフィルタの前段(排気通路の上流側)に設けられた酸化触媒へ未燃燃料を供給し、その酸化熱でフィルタを昇温する手法も提案されている。これは、未燃燃料の持つ発熱量をフィルタの昇温に直接利用できるため、良好な熱効率を得ることができ、燃費の悪化を抑えることが可能な手法として期待されている。   In addition, a method has been proposed in which unburnt fuel is supplied to an oxidation catalyst provided upstream of the filter (upstream of the exhaust passage) by adding fuel (HC) to the exhaust gas, and the temperature of the filter is raised by the oxidation heat. ing. Since the calorific value of unburned fuel can be directly used for raising the temperature of the filter, this is expected as a technique that can obtain good thermal efficiency and suppress deterioration of fuel consumption.

ところで、フィルタ上におけるPMの燃焼速度、すなわち再生速度はフィルタ温度(又はフィルタへ流入する排気温度)が低いほど遅くなるが、一方、フィルタ温度が高すぎてもフィルタ表面に亀裂や溶損が生じやすくなるおそれがある。そのため、効率よくフィルタを再生するには、良好なPMの燃焼速度が得られ、且つ、フィルタの亀裂,溶損のおそれがない程度の温度範囲内でフィルタの温度変動が収まるように、温度制御を行うことが好ましい。   By the way, the PM combustion speed on the filter, that is, the regeneration speed, becomes slower as the filter temperature (or the exhaust gas temperature flowing into the filter) is lower. On the other hand, if the filter temperature is too high, cracks and erosion occur on the filter surface. May be easier. Therefore, in order to regenerate the filter efficiently, temperature control is performed so that a good PM combustion rate can be obtained and the temperature fluctuation of the filter is kept within a temperature range where there is no risk of cracking or melting of the filter. It is preferable to carry out.

この場合、フィルタ付近の実際の排気温度を検出する温度検出手段を設け、検出された排気温度を確認しながら未燃燃料の添加量を制御する方法が考えられる。例えば、図5に示すように、エンジンEの排気通路15上に、酸化触媒11と、その下流に配置されたフィルタ12と、酸化触媒11及びフィルタ12間で排気温度を検出する温度センサ13とを設け、フィルタ12へ流入する直前(入口付近)の実際の排気温度を制御装置14へフィードバックしながら未燃燃料の添加量を制御する。これにより、実際のフィルタ温度,排気温度を所定の温度範囲内に制御して、効率的にフィルタ12の再生を行うことができる。
特開2003−13730号公報
In this case, a method is conceivable in which temperature detection means for detecting the actual exhaust temperature in the vicinity of the filter is provided, and the amount of unburned fuel added is controlled while confirming the detected exhaust temperature. For example, as shown in FIG. 5, an oxidation catalyst 11 on the exhaust passage 15 of the engine E, a filter 12 disposed downstream thereof, and a temperature sensor 13 for detecting the exhaust temperature between the oxidation catalyst 11 and the filter 12 The amount of unburned fuel added is controlled while feeding back the actual exhaust temperature immediately before flowing into the filter 12 (near the inlet) to the control device 14. Thereby, the actual filter temperature and exhaust temperature can be controlled within a predetermined temperature range, and the filter 12 can be efficiently regenerated.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-13730

しかし、上述のような従来のフィードバック制御では、外乱(制御結果に影響を及ぼす外的な作用)の大きい状態ではフィルタ温度を所定の温度範囲内に十分に制御しきれない場合がある。
例えば、車両の排気温度は、エンジンEの運転状態に応じて大きく変動する。図6に、図5の排気浄化装置を備えた車両が走行速度を急上昇させた場合におけるフィルタ12入口付近の排気温度の変動例を示す。この例では、車両の発進に伴って排気温度が急昇温してオーバーシュートが生じており、排気温度がフィルタ12の溶損の生じやすい温度領域に達してしまっている。またその後、フィードバックにより排気温度が目標温度に近づくようなフィードバック制御がなされるが、その後、略一定速度での走行状態になると、排気温度の低下幅が大きくなってしまいアンダーシュートが生じて、図6に示すようにフィルタ12の再生速度の低い温度領域まで落ち込んでしまう。
However, in the conventional feedback control as described above, the filter temperature may not be sufficiently controlled within a predetermined temperature range in a state where the disturbance (external action affecting the control result) is large.
For example, the exhaust temperature of the vehicle varies greatly depending on the operating state of the engine E. FIG. 6 shows an example of fluctuations in the exhaust temperature near the inlet of the filter 12 when a vehicle equipped with the exhaust purification device of FIG. 5 suddenly increases the traveling speed. In this example, the exhaust temperature suddenly rises as the vehicle starts, causing overshoot, and the exhaust temperature reaches a temperature range where the filter 12 is easily melted. After that, feedback control is performed so that the exhaust temperature approaches the target temperature by feedback.However, when the vehicle enters a traveling state at a substantially constant speed, the exhaust temperature decreases and the undershoot occurs. 6, the filter 12 falls to a temperature region where the regeneration speed of the filter 12 is low.

このように、車両の排気温度制御においては、フィルタ12の入口付近の排気温度に基づくフィードバック制御を行ったとしても、車両の走行状態に依ってはフィルタ12の入口温度を安定させることが困難な場合があるという課題がある。
また、一般的な排気浄化装置では、排ガス規制によって定められた基準をクリアすべく酸化触媒11の容量が比較的大きく設定されているため、熱容量が大きい。そのため、酸化触媒11での発熱変動に対して、フィルタ12入口付近の排気温度変動が時間的にやや遅れて発生する。つまり、フィードバック制御によって未燃燃料の添加量を変化させた時点から温度センサ13で温度変動を検知するまでの応答時間が比較的長くかかってしまう。
Thus, in the exhaust temperature control of the vehicle, even if feedback control based on the exhaust temperature near the inlet of the filter 12 is performed, it is difficult to stabilize the inlet temperature of the filter 12 depending on the traveling state of the vehicle. There is a problem that there may be cases.
Further, in a general exhaust gas purification apparatus, the capacity of the oxidation catalyst 11 is set to be relatively large so as to clear the standard defined by the exhaust gas regulations, so that the heat capacity is large. Therefore, the exhaust temperature fluctuation near the inlet of the filter 12 occurs with a slight delay in time with respect to the heat generation fluctuation in the oxidation catalyst 11. That is, it takes a relatively long response time from when the amount of unburned fuel added is changed by feedback control to when temperature fluctuation is detected by the temperature sensor 13.

例えば図7に、未燃燃料の添加量を変動させた場合における、フィルタ12入口付近での実際の排気温度変動の試験結果をグラフを示す。ここでは、燃料添加量をステップ状に増減させた場合に、その増減周期に対して略一周期遅れた波状の温度変動が検出されており、遅れ時間は略25秒であることがわかる。このように排気浄化装置では、酸化触媒11の熱容量による応答遅れにより、良好な制御応答性が得られにくく、フィルタ12入口付近における排気温度のオーバーシュートやアンダーシュートを抑制しにくいという課題もある。   For example, FIG. 7 is a graph showing test results of actual exhaust temperature fluctuations near the inlet of the filter 12 when the amount of unburned fuel added is varied. Here, it can be seen that when the fuel addition amount is increased or decreased stepwise, a wavy temperature fluctuation delayed by about one cycle relative to the increase / decrease period is detected, and the delay time is approximately 25 seconds. As described above, in the exhaust purification apparatus, there is a problem that it is difficult to obtain good control responsiveness due to a response delay due to the heat capacity of the oxidation catalyst 11 and it is difficult to suppress overshoot and undershoot of the exhaust temperature near the inlet of the filter 12.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、排気温度制御における応答性を改善でき、効率的なフィルタ再生を実現できる排気浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device that can improve responsiveness in exhaust temperature control with a simple configuration and can realize efficient filter regeneration.

上記目的を達成するため、本発明の排気浄化装置(請求項1)は、エンジンの排気通路上に介装される排気浄化用のフィルタの温度を制御して該フィルタを再生する排気浄化装置であって、該排気通路上における該フィルタの上流側に介装された単一のケーシング内に配置される酸化触媒と、該ケーシングの内部に設けられ、該内部の温度を触媒内温度として検出する温度検出手段とを備え、該酸化触媒は、該温度検出手段が該温度を検出する位置よりも該排気通路の上流側の第1酸化触媒部と、該位置よりも該排気通路の下流側の第2酸化触媒部とを有するとともに、該第2酸化触媒部が、少なくとも該第1酸化触媒部における排気温度の所定量以上の変動を吸収する大きさの熱容量を有していることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an exhaust emission control device according to the present invention (Claim 1) is an exhaust emission control device that regenerates the filter by controlling the temperature of an exhaust purification filter interposed on an exhaust passage of the engine. An oxidation catalyst disposed in a single casing interposed upstream of the filter on the exhaust passage, and provided inside the casing, and detects the temperature inside the catalyst as the temperature inside the catalyst. Temperature detection means, and the oxidation catalyst includes a first oxidation catalyst portion upstream of the exhaust passage from a position where the temperature detection means detects the temperature, and a downstream side of the exhaust passage from the position. And a second oxidation catalyst part, and the second oxidation catalyst part has a heat capacity large enough to absorb a fluctuation of at least a predetermined amount of the exhaust temperature in the first oxidation catalyst part. Yes.

なお、第2酸化触媒部の熱容量は、第1酸化触媒部の熱容量と比較して大きいほど好ましい。つまりこの場合、第2酸化触媒部への蓄熱量が増加し、第2酸化触媒部よりも下流側への熱伝達速度がより緩慢となる。
さらに、該温度検出手段で検出された該触媒内温度に基づいて、該酸化触媒へ供給される未燃燃料の添加量を調節する燃料供給量調節手段を備えることが好ましい(請求項2)。
In addition, it is so preferable that the heat capacity of a 2nd oxidation catalyst part is large compared with the heat capacity of a 1st oxidation catalyst part. That is, in this case, the amount of heat stored in the second oxidation catalyst portion increases, and the heat transfer rate to the downstream side of the second oxidation catalyst portion becomes slower.
Furthermore, it is preferable that a fuel supply amount adjusting means for adjusting an addition amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst based on the temperature in the catalyst detected by the temperature detecting means is provided.

また、該温度検出手段が、該ケーシングの内部において、排気の流通方向で略最高温度となる位置付近の該触媒内温度を検出することが好ましい(請求項3)。
また、該第1酸化触媒部が、該第2酸化触媒部よりも大きな触媒貴金属担持量を有していることが好ましい(請求項4)。
なお、第1酸化触媒部の触媒貴金属担持量は、第2酸化触媒部の触媒貴金属担持量と比較して多量であるほど好ましい。この場合、未燃燃料の酸化反応が第1酸化触媒部においてより促進され、第2酸化触媒部における昇温作用がより小さくなる。
Further, it is preferable that the temperature detecting means detects the temperature in the catalyst in the vicinity of a position where the temperature is substantially the highest in the exhaust flow direction inside the casing.
In addition, it is preferable that the first oxidation catalyst part has a larger amount of the catalyst noble metal supported than the second oxidation catalyst part.
Note that it is preferable that the amount of the catalyst noble metal supported by the first oxidation catalyst portion is larger than the amount of the catalyst noble metal supported by the second oxidation catalyst portion. In this case, the oxidation reaction of the unburned fuel is further promoted in the first oxidation catalyst part, and the temperature raising action in the second oxidation catalyst part becomes smaller.

本発明の排気浄化装置(請求項1)によれば、制御対象となる温度検出手段の配設位置とフィルタとの間に熱容量を持った第2酸化触媒部が配置されるため、フィルタ入口付近における排気温度の急激な変化を抑制することができる。つまり、例えば急激な運転領域の変化によって排気温度が急上昇した場合であっても、一旦熱容量の大きい第2酸化触媒部へ蓄熱されることになり、第2酸化触媒部よりも下流側への熱伝達速度が緩慢となる。これにより、フィルタ入口付近のオーバーシュート量を少なくすることができ、フィルタの溶損を抑制することができる。また逆に、排気温度が急低下したとしても、フィルタ入口付近のアンダーシュート量を少なくすることができ、短い時間で効率的にフィルタを再生することができる。   According to the exhaust purification device of the present invention (Claim 1), since the second oxidation catalyst portion having a heat capacity is disposed between the position of the temperature detection means to be controlled and the filter, the vicinity of the filter inlet A sudden change in the exhaust gas temperature can be suppressed. That is, for example, even when the exhaust gas temperature suddenly rises due to a sudden change in the operation region, heat is temporarily stored in the second oxidation catalyst unit having a large heat capacity, and heat downstream from the second oxidation catalyst unit. The transmission speed becomes slow. Thereby, the amount of overshoot near the filter inlet can be reduced, and the filter can be prevented from being melted. Conversely, even if the exhaust gas temperature suddenly drops, the amount of undershoot near the filter inlet can be reduced, and the filter can be efficiently regenerated in a short time.

また、ケーシングの内部の排気温度を酸化触媒の温度として検出して制御を実施するようになっているため、酸化触媒の下流側であるフィルタ入口付近の排気温度に基づく制御と比較して、排気温度変化に対する応答性を向上させることができる。
また、本発明の排気浄化装置(請求項2)によれば、燃料噴射量を調節するという簡素な構成で、酸化触媒及びフィルタの温度を増減制御することができる。
In addition, since control is performed by detecting the exhaust temperature inside the casing as the temperature of the oxidation catalyst, compared with control based on the exhaust temperature near the filter inlet on the downstream side of the oxidation catalyst, Responsiveness to temperature changes can be improved.
Moreover, according to the exhaust emission control device of the present invention (Claim 2), the temperature of the oxidation catalyst and the filter can be increased or decreased with a simple configuration of adjusting the fuel injection amount.

また、本発明の排気浄化装置(請求項3)によれば、ケーシング内部(すなわち酸化触媒全体)での略最高温度を制御できるため、触媒の熱劣化を抑制することができる。また、フィルタ入口付近の排気温度を制御対象とする場合と比較して、酸化触媒での熱反応を的確に捉えることができ、正確な制御が可能となる。
また、本発明の排気浄化装置(請求項4)によれば、フィルタ入口付近の排気温度は、第2酸化触媒部による温度変動を受けにくくなり、一方、第2酸化触媒部の熱容量による応答遅れの影響を受けやすくなることになる。つまり、第1酸化触媒部を通過して昇温された排気に対する、第2酸化触媒部による昇温作用を小さくすることができる。つまり、制御された排気温度となった排気を、第2酸化触媒部でさらに昇温させることなくフィルタ入口付近まで供給することができ、フィルタにおける排気温度の制御性を向上させることができる。また、排気温度の変動に効果的な抑制傾向を与えることができる。
Moreover, according to the exhaust emission control device of the present invention (Claim 3), since the substantially maximum temperature inside the casing (that is, the entire oxidation catalyst) can be controlled, thermal deterioration of the catalyst can be suppressed. In addition, compared with the case where the exhaust temperature near the filter inlet is the control target, the thermal reaction at the oxidation catalyst can be accurately grasped, and accurate control is possible.
Further, according to the exhaust emission control device of the present invention (claim 4), the exhaust temperature near the filter inlet is less susceptible to temperature fluctuations by the second oxidation catalyst unit, while the response delay due to the heat capacity of the second oxidation catalyst unit. It becomes easy to be influenced by. In other words, it is possible to reduce the temperature raising action by the second oxidation catalyst unit with respect to the exhaust gas heated through the first oxidation catalyst unit. That is, the exhaust gas at the controlled exhaust temperature can be supplied to the vicinity of the filter inlet without further raising the temperature in the second oxidation catalyst unit, and the controllability of the exhaust temperature in the filter can be improved. Moreover, an effective suppression tendency can be given to the fluctuation | variation of exhaust temperature.

以下、図面により、本発明の一実施形態について説明する。図1〜図4は、本発明の一実施形態としての排気浄化装置を示すものであり、図1は本排気浄化装置の構成を示す模式的構成図、図2は本装置の酸化触媒内における排気温度分布を示すグラフ、図3は本装置を備えた車両の発進時における、走行速度及びフィルタ入口付近の排気温度の変動を示すグラフ、図4は本装置において未燃燃料添加量を周期的に変化させた場合の、フィルタ入口付近の排気温度の応答遅れを示すグラフである。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show an exhaust emission control device as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the exhaust emission control device, and FIG. FIG. 3 is a graph showing the exhaust temperature distribution, FIG. 3 is a graph showing the fluctuation of the running speed and the exhaust temperature near the filter inlet when the vehicle equipped with this device is started, and FIG. 4 shows the unburned fuel addition amount periodically in this device. It is a graph which shows the response delay of the exhaust temperature near filter entrance at the time of changing to.

[構成]
(1)機械的構成
図1に示すエンジンEは、軽油(HC)を燃料とするディーゼルエンジンである。このエンジンEの排気通路5上には、エンジンEから排出される排ガス(排気)の流通経路の上流側から順に、酸化触媒(DOC)1及びフィルタ(DPF,ディーゼルパティキュレートフィルタ)2が介装されている。本発明の排気浄化装置は、これらの酸化触媒1,フィルタ2と、触媒温度センサ3及び制御装置4を備えて構成される。
[Constitution]
(1) Mechanical configuration The engine E shown in FIG. 1 is a diesel engine using light oil (HC) as fuel. On the exhaust passage 5 of the engine E, an oxidation catalyst (DOC) 1 and a filter (DPF, diesel particulate filter) 2 are installed in order from the upstream side of the flow path of exhaust gas (exhaust gas) discharged from the engine E. Has been. The exhaust emission control device of the present invention includes the oxidation catalyst 1, the filter 2, the catalyst temperature sensor 3, and the control device 4.

酸化触媒1は、単一のケーシング内に配置された触媒であり、排ガスに含まれる酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO2)を生成し、このNO2をフィルタ2へ供給するものである。また、酸化触媒1は、排ガス中の未燃燃料(HC)を酸化させて酸化熱を発生させ、排ガスの温度を上昇させるように機能する。この酸化触媒1は、ケーシング内において上流側の第1酸化触媒部1aと下流側の第2酸化触媒部1bとに分割されている。 The oxidation catalyst 1 is a catalyst disposed in a single casing, oxidizes nitrogen oxide (NO) contained in exhaust gas to generate nitrogen dioxide (NO 2 ), and supplies this NO 2 to the filter 2. Is. Further, the oxidation catalyst 1 functions to oxidize unburned fuel (HC) in the exhaust gas to generate heat of oxidation and raise the temperature of the exhaust gas. The oxidation catalyst 1 is divided into an upstream first oxidation catalyst portion 1a and a downstream second oxidation catalyst portion 1b in the casing.

第1酸化触媒部1aと第2酸化触媒部1bとの間の空間には、この空間内部の排気温度を触媒内温度Tcとして検出する触媒温度センサ(温度検出手段)3が設けられている。ここで検出された触媒温度Tcは、制御装置4へ入力される。
なお、本実施形態の酸化触媒1は、コーディエライト,セラミックス等からなるハニカム状の担体にアルミナ粉末が塗布(コーティング)されて、その上にプラチナ,ロジウム,パラジウム等の触媒貴金属の微粒子が担持された、公知の構造を備えている。
In the space between the first oxidation catalyst portion 1a and the second oxidation catalyst portion 1b, a catalyst temperature sensor (temperature detection means) 3 for detecting the exhaust temperature inside the space as the catalyst internal temperature Tc is provided. . The detected catalyst temperature T c is input to the control device 4.
The oxidation catalyst 1 of the present embodiment is coated (coated) with alumina powder on a honeycomb-shaped carrier made of cordierite, ceramics, etc., and supported thereon are fine particles of catalytic noble metal such as platinum, rhodium, and palladium. It has a known structure.

フィルタ2は、黒煙の原因となる排ガス中のパティキュレートマター(炭素Cを主体とする粒子状物質,PM)を捕集する多孔質フィルタ(例えば、セラミックフィルタ)である。図1に模式的に示すように、フィルタ2の内部は壁体によって排気ガスの流通方向に沿って複数に分割されており、排ガスがこの壁体を通過する際に壁体内へPMが捕集されて、排ガスが浄化(濾過)されるようになっている。   The filter 2 is a porous filter (for example, a ceramic filter) that collects particulate matter (particulate matter mainly composed of carbon C, PM) in exhaust gas that causes black smoke. As schematically shown in FIG. 1, the inside of the filter 2 is divided into a plurality along the flow direction of the exhaust gas by the wall body, and when the exhaust gas passes through the wall body, PM is collected in the wall body. Thus, the exhaust gas is purified (filtered).

また、フィルタ2上では、酸化触媒1から供給されるNO2を酸化剤として、捕集したPMが所定の温度条件下で焼却されるようになっている。これにより、フィルタ2の壁体内に蓄積されたPMが取り除かれて、フィルタ2が再生浄化されることになる。
制御装置(燃料供給量調整手段)4は、触媒温度センサ3で検出された触媒内温度Tcに基づいて、酸化触媒1へ供給される未燃燃料の添加量(HC量)を調節し、フィルタ2を強制的に再生浄化する再生制御(強制再生)を実施する。
On the filter 2, the collected PM is incinerated under a predetermined temperature condition using NO 2 supplied from the oxidation catalyst 1 as an oxidizing agent. Thereby, PM accumulated in the wall of the filter 2 is removed, and the filter 2 is regenerated and purified.
The control device (fuel supply amount adjusting means) 4 adjusts the addition amount (HC amount) of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst 1 based on the catalyst internal temperature T c detected by the catalyst temperature sensor 3. Regeneration control (forced regeneration) for forcibly regenerating and purifying the filter 2 is performed.

またここでは、上記の再生制御として、触媒内温度Tcが予め設定された所定の目標温度と等しくなるように未燃燃料の添加量が調節されるフィードバック制御が実施されるようになっている。つまり、制御装置4は、第1酸化触媒部1a及び第2酸化触媒部1b間の空間(DOC中間)の排気温度(触媒内温度Tc)を制御対象としてフィードバック制御を実施する。所定の目標温度とは、フィルタ2入口付近の温度をPMが十分に燃焼(例えば完全燃焼)しうる温度とするような、酸化触媒1内の温度である。なお、本実施形態では、この目標温度が一定値に設定されている。 Further, here, as the regeneration control, feedback control is performed in which the amount of unburned fuel added is adjusted so that the in-catalyst temperature Tc becomes equal to a predetermined target temperature set in advance. . That is, the control device 4 performs feedback control using the exhaust temperature (intra-catalyst temperature T c ) in the space (DOC intermediate) between the first oxidation catalyst unit 1a and the second oxidation catalyst unit 1b as a control target. The predetermined target temperature is a temperature in the oxidation catalyst 1 such that the temperature near the inlet of the filter 2 is a temperature at which PM can sufficiently burn (for example, complete combustion). In this embodiment, the target temperature is set to a constant value.

(2)熱容量特性
酸化触媒1の分割位置は、下流側の第2酸化触媒部1bが上流側の第1酸化触媒部1aよりも大きな熱容量を有するような位置となっている。例えば、酸化触媒1が排気の流通方向に関して同質,同断面積である場合には、上流端と下流端との中間よりも上流側の位置で分割されることになる。
(2) Heat Capacity Characteristics The division position of the oxidation catalyst 1 is such that the second oxidation catalyst portion 1b on the downstream side has a larger heat capacity than the first oxidation catalyst portion 1a on the upstream side. For example, when the oxidation catalyst 1 has the same quality and the same cross-sectional area with respect to the flow direction of the exhaust gas, the oxidation catalyst 1 is divided at a position upstream from the middle between the upstream end and the downstream end.

なお、排気の流通方向についての熱容量特性を変更する(例えば、担体のハニカム壁を上流側ほど厚くして質量を大きくする)ことにより、上流端と下流端との中間よりも下流側にずれた位置で分割することも可能である。つまり、分割位置よりも上流側の熱容量が下流側の熱容量よりも小さくなるように、第1酸化触媒部1a及び第2酸化触媒部1bの各熱容量が設定されていると見做すことができる。したがって、第2酸化触媒部1bは、第1酸化触媒部1aよりも、暖まりにくく冷めにくい性質を持つことになる。   In addition, by changing the heat capacity characteristics in the flow direction of the exhaust gas (for example, by increasing the thickness of the honeycomb wall of the carrier toward the upstream side to increase the mass), the displacement is shifted from the middle between the upstream end and the downstream end to the downstream side. It is also possible to divide by position. That is, it can be considered that the heat capacities of the first oxidation catalyst unit 1a and the second oxidation catalyst unit 1b are set so that the heat capacity on the upstream side of the division position is smaller than the heat capacity on the downstream side. . Therefore, the second oxidation catalyst unit 1b has a property that it is more difficult to warm and cool than the first oxidation catalyst unit 1a.

つまり本排気浄化装置では、フィードバックのセンシング対象であるDOC中間よりも下流側に、少なくとも第1酸化触媒部1aにおける排気温度の所定量以上の変動を吸収する大きさの熱容量を有する熱容量体を設けることによって、排気温度の変動を安定化させているのである。   That is, in the present exhaust purification apparatus, a heat capacity body having a heat capacity large enough to absorb a fluctuation of at least a predetermined amount of the exhaust temperature in the first oxidation catalyst unit 1a is provided downstream of the middle of the DOC that is a feedback sensing target. As a result, fluctuations in the exhaust temperature are stabilized.

(3)温度分布特性
また、本実施形態では、第1酸化触媒部1aと第2酸化触媒部1bとの分割位置が、酸化触媒1のケーシング内において排気の流通方向で略最高温度となる位置に設定されている。具体的には、図2に示すように、酸化触媒1の内部で未燃燃料によって発生する酸化熱の伝熱量と、酸化触媒1のケーシングから外部へ放熱される熱損失量とのバランスに応じて決まる排気温度分布において、最も高温となる位置の近傍で第1酸化触媒部1aと第2酸化触媒部1bとが分割されている。つまり、酸化触媒1の内部では、第1酸化触媒部1aの下流端部近傍及び第2酸化触媒部1bの上流端部近傍が、ケーシング内で他の部位よりも高温となる。
(3) Temperature distribution characteristics In the present embodiment, the position where the first oxidation catalyst portion 1a and the second oxidation catalyst portion 1b are divided is the position where the exhaust gas flow direction is substantially the highest in the casing of the oxidation catalyst 1. Is set to Specifically, as shown in FIG. 2, according to the balance between the amount of heat of oxidation heat generated by unburned fuel inside the oxidation catalyst 1 and the amount of heat loss radiated from the casing of the oxidation catalyst 1 to the outside. In the exhaust temperature distribution determined by the above, the first oxidation catalyst portion 1a and the second oxidation catalyst portion 1b are divided in the vicinity of the position where the temperature becomes highest. That is, in the inside of the oxidation catalyst 1, the vicinity of the downstream end portion of the first oxidation catalyst portion 1a and the vicinity of the upstream end portion of the second oxidation catalyst portion 1b are higher in temperature than other portions in the casing.

(4)貴金属担持量特性
さらに、酸化触媒1の表面に担持された触媒貴金属の担持量に着目すると、第2酸化触媒部1bの貴金属担持量よりも多量の触媒貴金属が第1酸化触媒部1aに担持されている。つまり、未燃燃料による第1酸化触媒部1aでの発熱量よりも第2酸化触媒部1bでの発熱量の方が小さくなるように、酸化触媒1の昇温特性が設定されている。
(4) Precious metal carrying amount characteristics Further, paying attention to the carrying amount of the catalytic precious metal carried on the surface of the oxidation catalyst 1, a larger amount of catalytic precious metal than the precious metal carrying amount of the second oxidation catalyst portion 1b is present in the first oxidation catalyst portion 1a. It is carried on. That is, the temperature rise characteristic of the oxidation catalyst 1 is set so that the amount of heat generated in the second oxidation catalyst unit 1b is smaller than the amount of heat generated in the first oxidation catalyst unit 1a due to unburned fuel.

[作用]
本排気浄化装置は上記のように構成されて、以下のように作用する。
まず、制御装置4において再生制御が開始されると、触媒温度センサ3で検出される触媒内温度Tcが制御装置4へフィードバックされ、触媒内温度Tcが予め設定された目標温度と等しくなるように、酸化触媒1へ供給される未燃燃料の添加量が調節される。
[Action]
The exhaust emission control device is configured as described above and operates as follows.
First, when regeneration control is started in the control device 4, the in-catalyst temperature Tc detected by the catalyst temperature sensor 3 is fed back to the control device 4, and the in-catalyst temperature Tc becomes equal to a preset target temperature. As described above, the amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst 1 is adjusted.

(1)熱容量特性による作用
ここで、触媒内温度Tcが検出される触媒温度センサ3の配設位置(DOC中間)とフィルタ2の入口(DPF入口)との間には、その上流側の第1酸化触媒部1aよりも大きな熱容量を持つ第2酸化触媒部1bが配置されている。そのため、第2酸化触媒部1bは、第1酸化触媒部1aよりも暖まりにくく冷めにくい性質を持つことになり、制御装置4の制御対象である触媒内温度Tcが外乱の影響を受けて大きく変動してしまったとしても、第2酸化触媒部1bよりも下流側における排気温度変動が減衰される。
(1) Action by heat capacity characteristic Here, between the position (intermediate DOC) of the catalyst temperature sensor 3 where the in-catalyst temperature Tc is detected and the inlet of the filter 2 (DPF inlet), the upstream side A second oxidation catalyst portion 1b having a larger heat capacity than the first oxidation catalyst portion 1a is disposed. For this reason, the second oxidation catalyst unit 1b has a property that it is more difficult to warm and cool than the first oxidation catalyst unit 1a, and the temperature T c in the catalyst that is the control target of the control device 4 is greatly affected by the disturbance. Even if it fluctuates, the exhaust temperature fluctuation on the downstream side of the second oxidation catalyst portion 1b is attenuated.

例えば、図3中細実線で示すように、車両の発進に伴って、図5に示した従来の排気温度の変動例と同様のオーバーシュートが生じるほど、DOC中間の触媒内温度Tcの排気温度が急上昇した場合を想定する。このような場合であっても、本排気制御装置では、第2酸化触媒部1bの熱容量が大きいため、触媒内温度Tcの排気の熱量によって昇温される第2酸化触媒部1bが暖まりにくく、第2酸化触媒部1bよりも下流側の排気温度の上昇に時間遅れが生じる。また、昇温された第2酸化触媒部1bは冷めにくいため、第2酸化触媒部1bから下流側の排気へ伝達される熱量の移動は緩慢となる。 For example, as indicated by a thin solid line in FIG. 3, the exhaust of the catalyst internal temperature Tc in the middle of the DOC is so large that the same overshoot as in the conventional exhaust temperature fluctuation example shown in FIG. Assume that the temperature rises rapidly. Even in such a case, in the present exhaust control device, since the heat capacity of the second oxidation catalyst unit 1b is large, the second oxidation catalyst unit 1b that is heated by the amount of heat of the exhaust at the catalyst internal temperature Tc is difficult to warm. A time delay occurs in the rise of the exhaust temperature downstream of the second oxidation catalyst portion 1b. Further, since the heated second oxidation catalyst portion 1b is difficult to cool, the movement of the amount of heat transmitted from the second oxidation catalyst portion 1b to the exhaust on the downstream side becomes slow.

その結果、第2酸化触媒部1bの下流側、すなわち、DPF入口の排気温度は、図3中太実線で示すように、温度変動の振幅が抑制されることになる。図3に示す例では、DOC中間の温度変動の振幅A1がDPF入口においてA2へ抑制され、目標温度に近い範囲内で温度変動が収まっている。 As a result, the exhaust temperature at the downstream side of the second oxidation catalyst unit 1b, that is, at the DPF inlet, suppresses the amplitude of the temperature fluctuation as shown by the thick solid line in FIG. In the example shown in FIG. 3, the temperature variation amplitude A 1 in the middle of the DOC is suppressed to A 2 at the DPF inlet, and the temperature variation is within a range close to the target temperature.

(2)温度分布特性による作用
また、本排気制御装置では、第1酸化触媒部1aと第2酸化触媒部1bとの分割位置、すなわち、DOC中間の位置が、酸化触媒1のケーシング内において排気の流通方向で略最高温度となる位置に設定されている。つまり、制御対象となるDOC中間の排気温度が酸化触媒1のケーシング内における最高温度であるため、第2酸化触媒部1bよりも下流側の排気温度が、DOC中間の排気温度よりも高温になることがない。
(2) Action by Temperature Distribution Characteristic In this exhaust control device, the division position of the first oxidation catalyst unit 1a and the second oxidation catalyst unit 1b, that is, the position in the middle of the DOC is exhausted in the casing of the oxidation catalyst 1. It is set at a position where the maximum temperature is reached in the flow direction. That is, since the exhaust temperature in the middle of the DOC to be controlled is the highest temperature in the casing of the oxidation catalyst 1, the exhaust temperature downstream of the second oxidation catalyst portion 1b is higher than the exhaust temperature in the middle of the DOC. There is nothing.

(3)貴金属担持量特性による作用
また、本排気制御装置では、第2酸化触媒部1bの表面に担持された触媒貴金属の担持量よりも多量の触媒貴金属が第1酸化触媒部1aの表面に担持されている。そのため、本再生制御によって未燃燃料が酸化触媒1へ供給されたときに、DOC中間よりも上流側における発熱量が、下流側における発熱量よりも小さくなる。
(3) Action by precious metal loading amount characteristics In addition, in this exhaust control device, a larger amount of catalytic precious metal than the amount of catalytic precious metal supported on the surface of the second oxidation catalyst portion 1b is present on the surface of the first oxidation catalyst portion 1a. It is supported. Therefore, when unburned fuel is supplied to the oxidation catalyst 1 by this regeneration control, the heat generation amount on the upstream side from the middle of the DOC becomes smaller than the heat generation amount on the downstream side.

つまり、フィルタ2入口付近の排気温度は、第2酸化触媒部1bにおける未燃燃料の酸化反応による温度変動を受けにくくなり、一方、第2酸化触媒部1bの熱容量による応答遅れの影響を受けやすくなることになる。   That is, the exhaust temperature near the inlet of the filter 2 is less susceptible to temperature fluctuations due to the oxidation reaction of unburned fuel in the second oxidation catalyst unit 1b, and is susceptible to response delay due to the heat capacity of the second oxidation catalyst unit 1b. Will be.

(4)触媒温度センサ3の配設位置による作用
さらに、本排気制御装置では、触媒温度センサ3が配設されるDOC中間の位置、すなわち、フィードバック制御の制御対象となる排気温度のセンシング位置が、図5に示すような従来の排気浄化装置と比較して、上流側に移動した位置となっている。つまり、酸化触媒1の熱容量に着目すると、例えばケーシング内全体での熱容量を従来のものと同一容量であれば、センシング位置よりも上流側の熱容量が小さくなることになる。これにより、従来のものと比較すると、より素早く温度の変動が触媒温度センサ3で検出される。
(4) Operation by the position where the catalyst temperature sensor 3 is arranged Further, in the present exhaust control device, the position in the middle of the DOC where the catalyst temperature sensor 3 is arranged, that is, the sensing position of the exhaust temperature to be controlled by feedback control. Compared with the conventional exhaust gas purification apparatus as shown in FIG. 5, the position has moved to the upstream side. That is, paying attention to the heat capacity of the oxidation catalyst 1, for example, if the heat capacity in the entire casing is the same as that of the conventional one, the heat capacity on the upstream side from the sensing position is reduced. Thereby, compared with the conventional one, the temperature fluctuation is detected more quickly by the catalyst temperature sensor 3.

図4に、未燃燃料の添加量をステップ状に増減させた場合におけるフィルタ2入口付近での実際の排気温度変動の試験結果をグラフを示す。なお、ここで図4中下方に示されている未燃燃料の添加量とは、エンジンEにおける1ストローク当たりに添加される体積(立方ミリメートル)である。また、図4中上方の太実線は本排気制御装置の試験結果のグラフであり、細実線は図7のグラフを重ね合わせたものである。   FIG. 4 is a graph showing test results of actual exhaust temperature fluctuations near the inlet of the filter 2 when the amount of unburned fuel added is increased or decreased in steps. Here, the amount of unburned fuel added shown in the lower part of FIG. 4 is the volume (cubic millimeter) added per stroke in the engine E. Also, the thick solid line in the upper part of FIG. 4 is a graph of the test result of the exhaust control device, and the thin solid line is a graph obtained by superimposing the graph of FIG.

この図4では、燃料添加量をステップ状に増減させた場合に、その増減周期に対して略三分の一周期程度遅れた波状の温度変動が検出されており、遅れ時間は略8秒である。このように、図5に示すような従来の排気制御装置と比較して、排気温度変動の応答時間が短縮されていることがわかる。
なお、ここで検出された応答性の良好な温度変動の情報は、制御装置4へ即座にフィードバックされる。
In FIG. 4, when the fuel addition amount is increased or decreased stepwise, a wavy temperature variation delayed by approximately one third of the increase / decrease period is detected, and the delay time is approximately 8 seconds. is there. Thus, it can be seen that the response time of the exhaust gas temperature fluctuation is shortened as compared with the conventional exhaust control device as shown in FIG.
The detected temperature fluctuation information with good response is immediately fed back to the control device 4.

[効果]
本実施形態の排気浄化装置によれば、以下のような効果を奏する。
(1)熱容量特性による効果
外乱の影響により触媒内温度Tcが急激に変化した場合であっても、第2酸化触媒部1bよりも下流側における熱量の移動が緩慢となり排気温度変動が抑制されるため、DPF入口の排気温度変動を抑制することができる。つまり、DPF入口付近におけるオーバーシュート量を小さくすることができ、フィルタ2の溶損を回避することができる。また、アンダーシュート量を小さくすることもでき、再生効率の良好な温度範囲を維持してフィルタ2の再生時間を短縮することができる。
[effect]
According to the exhaust emission control device of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Effect due to heat capacity characteristics Even when the temperature T c in the catalyst suddenly changes due to the influence of disturbance, the movement of the heat quantity downstream from the second oxidation catalyst portion 1b becomes slow, and the exhaust temperature fluctuation is suppressed. Therefore, fluctuations in exhaust gas temperature at the DPF inlet can be suppressed. That is, the amount of overshoot near the DPF inlet can be reduced, and the filter 2 can be prevented from being damaged. Also, the amount of undershoot can be reduced, and the regeneration time of the filter 2 can be shortened while maintaining a temperature range with good regeneration efficiency.

(2)温度分布特性による効果
本再生制御においては、第2酸化触媒部1bよりも下流側の排気温度が、DOC中間の排気温度よりも高温にならなず、ケーシング内部(すなわち酸化触媒1全体)での略最高温度が制御されることになるため、酸化触媒1の熱劣化を抑制することができる。また、少なくともDPF入口付近における排気温度が、制御対象であるDOC中間の排気温度よりも低温であることを保証することができ、フィルタ2の熱劣化についても抑制することが可能である。
(2) Effect due to temperature distribution characteristics In this regeneration control, the exhaust temperature downstream of the second oxidation catalyst portion 1b does not become higher than the exhaust temperature in the middle of the DOC, and the inside of the casing (that is, the entire oxidation catalyst 1) ) Is controlled, the thermal deterioration of the oxidation catalyst 1 can be suppressed. In addition, it is possible to ensure that the exhaust temperature at least in the vicinity of the DPF inlet is lower than the exhaust temperature in the middle of the DOC to be controlled, and it is possible to suppress thermal deterioration of the filter 2.

(3)貴金属担持量特性による効果
フィルタ2入口付近の排気温度は、第2酸化触媒部1bによる温度変動を受けにくくなるため、未燃燃料の酸化触媒1への供給に伴って生じる酸化反応において、第2酸化触媒部1bでの昇温作用を小さくすることができる。つまり、第1酸化触媒部1aを経てDOC中間部で目標温度となった(或いは、目標温度に近づいた)排気を、それより下流側の第2酸化触媒部1bでさらに昇温させることなくフィルタ2入口付近まで供給することができ、フィルタ2における排気温度の制御性を向上させることができる。
(3) Effect due to precious metal loading amount characteristics The exhaust temperature near the inlet of the filter 2 is less susceptible to temperature fluctuations by the second oxidation catalyst portion 1b, and therefore in the oxidation reaction that occurs with the supply of unburned fuel to the oxidation catalyst 1. In addition, the temperature rising action in the second oxidation catalyst unit 1b can be reduced. That is, the exhaust gas that has reached the target temperature in the DOC intermediate portion (or has approached the target temperature) via the first oxidation catalyst portion 1a is filtered without being further heated by the second oxidation catalyst portion 1b downstream of the exhaust gas. 2 can be supplied to the vicinity of the inlet, and the controllability of the exhaust temperature in the filter 2 can be improved.

また、フィルタ2入口付近の排気温度は、第2酸化触媒部1bの熱容量による応答遅れの影響を受けやすくなるため、排気温度の変動に効果的な抑制傾向を与えることができる。   Further, since the exhaust temperature near the inlet of the filter 2 is easily affected by a response delay due to the heat capacity of the second oxidation catalyst unit 1b, an effective suppression tendency can be given to fluctuations in the exhaust temperature.

(4)触媒温度センサ3の配設位置による効果
酸化触媒1の内部(DOC中間)の触媒内温度Tcを検出して再生制御を実施するようになっているため、図4に示すように、酸化触媒1の下流側であるフィルタ2入口付近(DPF入口付近)の排気温度に基づく制御と比較して、酸化触媒1の熱容量による応答遅れが短縮され、排気温度変化に対する応答性を向上させることができる。これにより、不意の外乱に伴う排気の温度変動に対して素早く対応して燃料添加量を調節することができ、オーバーシュートやアンダーシュートを未然に防ぐことができる。
また、フィルタ2入口付近の排気温度を制御対象とする場合と比較して、酸化触媒1での熱反応を的確に捉えることができ、正確な熱量演算に基づく制御が容易となる。
(4) Effect due to the location of the catalyst temperature sensor 3 Since the catalyst internal temperature T c inside the oxidation catalyst 1 (intermediate DOC) is detected and regeneration control is performed, as shown in FIG. Compared with control based on the exhaust temperature near the filter 2 inlet (near the DPF inlet) downstream of the oxidation catalyst 1, the response delay due to the heat capacity of the oxidation catalyst 1 is shortened, and the responsiveness to changes in the exhaust temperature is improved. be able to. As a result, the amount of fuel added can be adjusted quickly in response to temperature fluctuations in the exhaust gas due to unexpected disturbance, and overshoot and undershoot can be prevented in advance.
In addition, compared with the case where the exhaust temperature near the inlet of the filter 2 is controlled, the thermal reaction at the oxidation catalyst 1 can be accurately grasped, and control based on accurate calorific value calculation is facilitated.

[その他]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
[Others]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば上述の実施形態では、酸化触媒1の分割位置が、熱容量特性,貴金属担持量特性及び温度分布特性によって特徴づけられて設定されているが、少なくともこれらのうちの熱容量特性に係る特徴を有するように酸化触媒1が分割されていればよい。
すなわち、第2酸化触媒部1bが、少なくとも第1酸化触媒部1aにおける排気温度の所定量以上の変動を吸収する大きさの熱容量を有していればよい。なお、第1酸化触媒部1aの熱容量と比較して第2酸化触媒部1bの熱容量が大きいほど、第2酸化触媒部1bへの蓄熱量が増加し、第2酸化触媒部1bよりも下流側への熱伝達速度を緩慢にすることができる。
For example, in the above-described embodiment, the division position of the oxidation catalyst 1 is characterized and set by the heat capacity characteristic, the noble metal loading amount characteristic, and the temperature distribution characteristic, but at least has a characteristic related to the heat capacity characteristic. It is sufficient that the oxidation catalyst 1 is divided.
That is, it is only necessary that the second oxidation catalyst unit 1b has a heat capacity large enough to absorb a fluctuation of at least a predetermined amount of the exhaust temperature in the first oxidation catalyst unit 1a. In addition, as the heat capacity of the second oxidation catalyst unit 1b is larger than the heat capacity of the first oxidation catalyst unit 1a, the amount of heat stored in the second oxidation catalyst unit 1b increases, and the downstream side of the second oxidation catalyst unit 1b. The heat transfer rate to can be slowed down.

また、上述の実施形態では、酸化触媒1として第1酸化触媒部1a及び第2酸化触媒部1bが上下流方向に分割されたものが例示されているが、このような構成に代えて、例えば単一の酸化触媒1に対して触媒温度センサ3を挿入しうる穿孔を設けることも考えられる。この場合、穿孔の位置よりも上流側が第1酸化触媒部1aとなり、下流側が第2酸化触媒部1bとなる。   Further, in the above-described embodiment, the oxidation catalyst 1 is illustrated in which the first oxidation catalyst portion 1a and the second oxidation catalyst portion 1b are divided in the upstream and downstream directions, but instead of such a configuration, for example, It is also conceivable to provide perforations into which the catalyst temperature sensor 3 can be inserted into the single oxidation catalyst 1. In this case, the upstream side from the position of the perforation is the first oxidation catalyst unit 1a, and the downstream side is the second oxidation catalyst unit 1b.

また、上述の実施形態では、排気通路5上における排気温度を検出するセンサとして、触媒温度センサ3のみを備えた構成となっているが、例えばフィルタ2の入口側や出口側(例えば、フィルタ2の直下流側)に新たな温度センサを設けてもよい。この場合、フィルタ2における排気温度をより正確に制御することができるようになる。
また、上述の実施形態では、触媒内温度Tcの目標温度が予め設定された一定値として設定されるようになっているが、これをエンジンEの運転状態や車両の走行状態,外気温等の諸条件に応じて変更設定する構成としてもよい。これにより、諸条件に応じたきめの細かい温度管理が可能となり、再生効率をより高めることができる。
Further, in the above-described embodiment, only the catalyst temperature sensor 3 is provided as a sensor for detecting the exhaust temperature on the exhaust passage 5, but for example, the inlet side or the outlet side of the filter 2 (for example, the filter 2). A new temperature sensor may be provided on the downstream side). In this case, the exhaust gas temperature in the filter 2 can be controlled more accurately.
Further, in the above-described embodiment, the target temperature of the catalyst internal temperature Tc is set as a predetermined constant value, which is set as the operating state of the engine E, the traveling state of the vehicle, the outside air temperature, etc. It is good also as a structure changed and set according to these conditions. Thereby, fine temperature management according to various conditions becomes possible, and the regeneration efficiency can be further increased.

なお、上述の実施形態において、第2酸化触媒部1bの熱容量は、第1酸化触媒部1aの熱容量と比較して大きいほど好ましい。つまりこの場合、未燃燃料の酸化反応によって生じる熱量の第2酸化触媒部1bへの蓄熱量が増加し、第2酸化触媒部1aよりも下流側への熱伝達がより緩慢となる。
また、第1酸化触媒部1aの触媒貴金属担持量は、第2酸化触媒部1bの触媒貴金属担持量と比較して多量であるほど好ましい。この場合、未燃燃料の酸化反応が第1酸化触媒部1aにおいてより促進されるとともに、第2酸化触媒部1bにおける昇温作用がより小さくなる。
In the above-described embodiment, it is preferable that the heat capacity of the second oxidation catalyst unit 1b is larger than the heat capacity of the first oxidation catalyst unit 1a. That is, in this case, the amount of heat stored in the second oxidation catalyst portion 1b due to the oxidation reaction of the unburned fuel increases, and heat transfer to the downstream side of the second oxidation catalyst portion 1a becomes slower.
Further, it is preferable that the amount of the catalyst noble metal supported by the first oxidation catalyst portion 1a is larger than the amount of the catalyst noble metal supported by the second oxidation catalyst portion 1b. In this case, the oxidation reaction of the unburned fuel is further promoted in the first oxidation catalyst part 1a, and the temperature raising action in the second oxidation catalyst part 1b is further reduced.

本排気浄化装置の構成を示す模式的構成図である。It is a typical block diagram which shows the structure of this exhaust gas purification apparatus. 本装置の酸化触媒内における排気温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the exhaust temperature distribution in the oxidation catalyst of this apparatus. 本装置を備えた車両の発進時における、走行速度及びフィルタ入口付近の排気温度の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation | variation of the running speed and the exhaust temperature of filter vicinity vicinity at the time of start of the vehicle provided with this apparatus. 本装置において未燃燃料添加量を周期的に変化させた場合の、フィルタ入口付近の排気温度の応答遅れを示すグラフである。It is a graph which shows the response delay of the exhaust temperature vicinity of a filter entrance at the time of changing unburned fuel addition amount periodically in this apparatus. 従来の排気浄化装置の構成例を示す模式的構成図である。It is a typical block diagram which shows the structural example of the conventional exhaust gas purification apparatus. 従来の排気浄化装置を備えた車両の発進時における、フィルタ入口付近の排気温度の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation | variation of the exhaust temperature of filter vicinity vicinity at the time of start of the vehicle provided with the conventional exhaust gas purification apparatus. 従来の排気浄化装置において未燃燃料添加量を周期的に変化させた場合の、フィルタ入口付近の排気温度の応答遅れを示すグラフである。It is a graph which shows the response delay of the exhaust temperature vicinity of a filter entrance at the time of changing the amount of unburned fuel addition periodically in the conventional exhaust purification apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 酸化触媒
1a 第1酸化触媒部
1b 第2酸化触媒部
2 フィルタ
3 触媒温度センサ(温度検出手段)
4 制御装置(燃料供給量調節手段)
5 排気通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oxidation catalyst 1a 1st oxidation catalyst part 1b 2nd oxidation catalyst part 2 Filter 3 Catalyst temperature sensor (temperature detection means)
4 Control device (Fuel supply amount adjusting means)
5 Exhaust passage

Claims (4)

エンジンの排気通路上に介装される排気浄化用のフィルタの温度を制御して該フィルタを再生する排気浄化装置であって、
該排気通路上における該フィルタの上流側に介装された単一のケーシング内に配置される酸化触媒と、
該ケーシングの内部に設けられ、該内部の温度を触媒内温度として検出する温度検出手段とを備え、
該酸化触媒は、該温度検出手段が該温度を検出する位置よりも該排気通路の上流側の第1酸化触媒部と、該位置よりも該排気通路の下流側の第2酸化触媒部とを有するとともに、
該第2酸化触媒部が、少なくとも該第1酸化触媒部における排気温度の所定量以上の変動を吸収する大きさの熱容量を有している
ことを特徴とする、排気浄化装置。
An exhaust purification device that regenerates the filter by controlling the temperature of the exhaust purification filter interposed on the exhaust passage of the engine,
An oxidation catalyst disposed in a single casing interposed upstream of the filter on the exhaust passage;
A temperature detecting means provided inside the casing and detecting the temperature inside the casing as a temperature in the catalyst;
The oxidation catalyst includes a first oxidation catalyst portion upstream of the exhaust passage from a position where the temperature detection means detects the temperature, and a second oxidation catalyst portion downstream of the exhaust passage from the position. And having
The exhaust gas purification apparatus, wherein the second oxidation catalyst unit has a heat capacity large enough to absorb a fluctuation of at least a predetermined amount of the exhaust temperature in the first oxidation catalyst unit.
該温度検出手段で検出された該触媒内温度に基づいて、該酸化触媒へ供給される未燃燃料の添加量を調節する燃料供給量調節手段
をさらに備えたことを特徴とする、請求項1記載の排気浄化装置。
2. The fuel supply amount adjusting means for adjusting the addition amount of unburned fuel supplied to the oxidation catalyst based on the temperature in the catalyst detected by the temperature detecting means. The exhaust emission control device described.
該温度検出手段が、該ケーシングの内部において、排気の流通方向で略最高温度となる位置付近の該触媒内温度を検出する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the temperature detection means detects the internal temperature of the catalyst in the vicinity of a position where the temperature is substantially maximum in the flow direction of the exhaust gas in the casing.
該第1酸化触媒部が、該第2酸化触媒部よりも大きな触媒貴金属担持量を有している
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の排気浄化装置。
The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first oxidation catalyst part has a larger amount of the catalyst noble metal supported than the second oxidation catalyst part.
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