JP2010112207A - Exhaust gas purifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載した内燃機関で、車両の減速時に排気ガス浄化装置の触媒の冷え防止のために、排気ブレーキ弁を閉じて優れた保温効果を得ることができる排気ガス浄化方法と排気ガス浄化システムに関し、より詳細には、排気系の構造を工夫して、減速時の触媒の保温と排気ブレーキの機能を両立させることができる排気ガス浄化方法と排気ガス浄化システムに関する。 The present invention is an internal combustion engine mounted on a vehicle, and an exhaust gas purification method and exhaust capable of obtaining an excellent heat retention effect by closing the exhaust brake valve in order to prevent the catalyst of the exhaust gas purification device from cooling when the vehicle is decelerated. More particularly, the present invention relates to an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification system that can devise the structure of an exhaust system to achieve both the warming of the catalyst during deceleration and the function of the exhaust brake.
車両に搭載したディーゼルエンジン等の内燃機関では、内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために、NOx浄化触媒や酸化触媒等を担持した排気ガス浄化装置が備えられている。これらの触媒はその触媒の活性化温度(ライトオフ温度)以上の温度にならないと十分な浄化性能を発揮することができない。そのため、内燃機関の運転中においては、アイドル運転や減速運転のように排気温度が低下するときには、触媒の温度が低下しないようにすることが排気ガスの浄化性能を向上させるために必要となる。 In an internal combustion engine such as a diesel engine mounted on a vehicle, an exhaust gas purification device carrying a NOx purification catalyst, an oxidation catalyst, or the like is provided in order to purify exhaust gas discharged from the internal combustion engine. These catalysts cannot exhibit sufficient purification performance unless the temperature is higher than the activation temperature (light-off temperature) of the catalyst. Therefore, during the operation of the internal combustion engine, it is necessary to prevent the catalyst temperature from decreasing when the exhaust gas temperature decreases, such as during idle operation or deceleration operation, in order to improve the exhaust gas purification performance.
この排気温度が低くなるアイドル運転時や車両減速時において、触媒が冷えるのを抑制するために、目標吸入空気量を下げて吸気量を少なくすると共に、排気ブレーキ弁(エキゾーストブレーキスロットル)を閉弁することで、排気通路から外気中へ排出される排気ガス量を減少し、触媒から排気ガスを介して外気中へ排出される熱量を減少している。これにより、触媒に対して優れた保温効果を得ている。 In order to prevent the catalyst from cooling down during idling or when the vehicle is decelerating when the exhaust temperature decreases, the target intake air amount is reduced to reduce the intake amount, and the exhaust brake valve (exhaust brake throttle) is closed. As a result, the amount of exhaust gas discharged from the exhaust passage into the outside air is reduced, and the amount of heat discharged from the catalyst into the outside air via the exhaust gas is reduced. Thereby, the heat retention effect excellent with respect to the catalyst is acquired.
例えば、車両搭載の内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を備えて、連続再生型DPFの再生に関して、走行自動再生中に停車アイドル状態に移行した時でも、排気昇温手段を作動させている最中に車両の停止を検出した場合に、排気昇温手段の作動を継続すると共に、排気絞り弁(排気ブレーキ弁)を閉弁し、その後、車両の走行状態を検出した場合には、排気絞り弁を開弁して、排気昇温手段を継続することにより、効率よく排気温度を保つことができる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, an exhaust gas purifying device is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine mounted on a vehicle, and the exhaust temperature raising means is operated even when the continuous regeneration type DPF is regenerated, even when a stop idle state is entered during automatic traveling regeneration. When the stop of the vehicle is detected during the operation, the operation of the exhaust temperature raising means is continued and the exhaust throttle valve (exhaust brake valve) is closed. An exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system that can efficiently maintain the exhaust gas temperature by opening the throttle valve and continuing the exhaust gas temperature raising means have been proposed (for example, Patent Document 1). reference).
しかしながら、この停車アイドル状態での保温方法では、目標吸入空気量を下げているので、車両減速時においては、排気ブレーキを作動させない場合には有効であるが、排気ブレーキを作動させる必要がある場合には、排気ブレーキのための作動ガスとなる排気ガスの流量の低下によって、本来の排気ブレーキの機能としての排気ブレーキ力が減少し、必要とされている排気ブレーキ力を発揮できなくなる恐れがある。つまり、この保温方法をそのまま使用したのでは、排気ブレーキ力の確保と触媒の冷え防止との両立が難しいという問題がある。
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、車両減速時における排気ガス浄化装置の触媒の保温効果を得ることができ、しかも排気ブレーキ力を必要としているときには、排気ブレーキによる排気ブレーキ力も確保することができて、触媒保温の役割と排気ブレーキ力の確保と両立させることができる排気ガス浄化方法と排気ガス浄化システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system including an exhaust gas purification device in an exhaust passage of an internal combustion engine. Exhaust gas purification that can obtain a heat retaining effect and can also ensure the exhaust brake force by the exhaust brake when the exhaust brake force is required, and can achieve both the role of catalyst heat retention and the securing of the exhaust brake force It is to provide a method and an exhaust gas purification system.
上記のような目的を達成するための排気ガス浄化方法は、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を備えると共に、前記排気ガス浄化装置を迂回するバイパス通路を設け、該バイパス通路の分岐部位と前記排気ガス浄化装置との間又は前記分岐部位より上流側に第1排気絞り弁を、前記バイパス通路に排気ブレーキ弁を配置した排気ガス浄化システムの排気ガス浄化方法において、通常走行の場合には、排気ガスの大部分が前記気ガス浄化装置を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、前記排気ブレーキ弁を開くと共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、前記排気ブレーキ弁を閉じると共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作することを特徴とする方法である。 An exhaust gas purification method for achieving the above object includes an exhaust gas purification device in an exhaust passage of an internal combustion engine, a bypass passage that bypasses the exhaust gas purification device, and a branch portion of the bypass passage. In the exhaust gas purification method of the exhaust gas purification system in which the first exhaust throttle valve is disposed between the exhaust gas purification device or upstream of the branch part and the exhaust brake valve is disposed in the bypass passage, When the valve is operated so that most of the exhaust gas flows through the gas gas purification device and no exhaust brake force is required during deceleration, the exhaust brake valve is opened and most of the exhaust gas is bypassed by the bypass. When the valve is operated to flow through the passage and exhaust brake force is required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is closed and most of the exhaust gas is bypassed. A method characterized by a valve operated to flow the road.
この方法によれば、通常走行の場合には、排気ガスの大部分は排気絞り弁のある排気ガス浄化装置を通過して浄化される。減速時では、排気ガスは排気ガス浄化装置を通過せずに排気ブレーキ弁のあるバイパス側を流れるが、減速時は燃料が噴射されないため燃焼ガスが排出されないので、排気ガス対策上での問題は発生しない。また、排気ガス浄化装置側は排気絞り弁が閉じて排気ガスが流れないので、触媒保温効果を得ることができる。更に、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、バイパス通路の排気ブレーキ弁を開とするので排気ブレーキ力は発生せず、ドライバビリティ(乗り心地性)への影響は殆ど無い。一方、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、排気ブレーキ弁を閉じているので、排気ブレーキ力を得ることができる。 According to this method, in normal running, most of the exhaust gas is purified by passing through the exhaust gas purification device having the exhaust throttle valve. When decelerating, the exhaust gas does not pass through the exhaust gas purification device, but flows through the bypass side where the exhaust brake valve is located.However, when decelerating, the fuel is not injected, so the combustion gas is not discharged. Does not occur. Further, since the exhaust throttle valve is closed on the exhaust gas purification device side and the exhaust gas does not flow, a catalyst heat retention effect can be obtained. Further, when the exhaust brake force is not required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is opened in the bypass passage, so that the exhaust brake force is not generated and the drivability (riding comfort) is hardly affected. On the other hand, when the exhaust brake force is required during deceleration, the exhaust brake force can be obtained because the exhaust brake valve is closed.
なお、排気絞り弁は、通常、排気通路を閉じて、排気ガスの流量を下げて触媒温度をあげるために用いられ、排気ブレーキ弁は、車両の減速時に排気通路を閉じてポンピングロスを増やすことにより排気ブレーキ力を増やすために用いられる。 The exhaust throttle valve is usually used to close the exhaust passage and lower the exhaust gas flow rate to raise the catalyst temperature, and the exhaust brake valve closes the exhaust passage and increases the pumping loss when the vehicle decelerates. Is used to increase the exhaust brake force.
上記の排気ガス浄化方法で、更に、前記排気ガス浄化装置が排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備えると共に、前記バイパス通路の合流後の前記排気通路に第2排気絞り弁を配置して構成された排気ガス浄化システムにおいて、アイドル運転でかつ前記フィルタ装置の再生の場合には、前記第2排気絞り弁を全閉すると共に、排気ガスが前記排気ガス浄化装置側を流れるように弁操作する。 In the above exhaust gas purification method, the exhaust gas purification device further includes a filter device that collects particulate matter in the exhaust gas, and a second exhaust throttle valve is provided in the exhaust passage after joining the bypass passage. In the exhaust gas purification system arranged and configured, when the idling operation is performed and the filter device is regenerated, the second exhaust throttle valve is fully closed and the exhaust gas flows on the exhaust gas purification device side. Operate the valve.
この方法によれば、排気ガスは排気ガス浄化装置側を流れるが、排気通路に合流後の第2排気絞り弁が閉じているのでフィルタ装置を通過する排気ガスの流量をフィルタ装置の再生に必要な最小限の流量に減少でき、フィルタ装置の再生時には効率よく排気ガスの温度を高めてフィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼除去でき、効率よくフィルタ装置を再生できる。 According to this method, the exhaust gas flows on the exhaust gas purification device side, but the second exhaust throttle valve after joining the exhaust passage is closed, so the flow rate of the exhaust gas passing through the filter device is necessary for regeneration of the filter device. Therefore, when the filter device is regenerated, the temperature of the exhaust gas can be increased efficiently so that the particulate matter collected in the filter device can be burned and removed, and the filter device can be regenerated efficiently.
そして、上記のような目的を達成するための排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を備えると共に、前記排気ガス浄化装置を迂回するバイパス通路を設け、該バイパス通路の分岐部位と前記排気ガス浄化装置との間又は前記分岐部位より上流側に第1排気絞り弁を、前記バイパス通路に排気ブレーキ弁を配置した排気ガス浄化システムにおいて、通常走行の場合には、排気ガスの大部分が前記排気ガス浄化装置を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、前記排気ブレーキ弁を開くと共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、前記排気ブレーキ弁を閉じると共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作する制御装置を備えて構成される。 An exhaust gas purification system for achieving the above object includes an exhaust gas purification device in an exhaust passage of an internal combustion engine, a bypass passage that bypasses the exhaust gas purification device, and a branch of the bypass passage. In an exhaust gas purification system in which a first exhaust throttle valve is disposed between a part and the exhaust gas purification device or upstream of the branch part, and an exhaust brake valve is disposed in the bypass passage, in the case of normal running, the exhaust gas Is operated so that most of the exhaust gas flows through the exhaust gas purification device, and when the exhaust brake force is not required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is opened and most of the exhaust gas flows through the bypass passage. If the exhaust brake force is required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is closed and most of the exhaust gas passes through the bypass passage. Configured with a control device for a valve operating to flow.
この構成によれば、通常走行の場合には、排気ガスの大部分は排気絞り弁のある排気ガス浄化装置を通過して浄化される。減速時には、排気ガス浄化装置側は排気絞り弁が閉じて排気ガスが流れないので、触媒保温効果を得ることができる。更に、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、バイパス通路の排気ブレーキ弁を開とするので排気ブレーキ力は発生せず、ドライバビリティ(乗り心地性)への影響は殆ど無い。一方、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、排気ブレーキ弁を閉じているので、排気ブレーキ力を得ることができる。 According to this configuration, during normal travel, most of the exhaust gas is purified by passing through the exhaust gas purification device having the exhaust throttle valve. At the time of deceleration, the exhaust gas purification device side closes the exhaust throttle valve and the exhaust gas does not flow, so that a catalyst heat retention effect can be obtained. Further, when the exhaust brake force is not required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is opened in the bypass passage, so that the exhaust brake force is not generated and the drivability (riding comfort) is hardly affected. On the other hand, when the exhaust brake force is required during deceleration, the exhaust brake force can be obtained because the exhaust brake valve is closed.
また、上記の排気ガス浄化システムにおいて、前記第1排気絞り弁と前記排気ブレーキ弁の両方を全閉したときの、前記第1排気絞り弁における排気ガスの流量が前記排気ブレーキ弁における排気ガスの流量よりも小さくなるように形成すると、減速時に排気ブレーキ弁と第1排気絞り弁の両方を全閉したときに、排気ガスの多くは圧力損失の少ない排気ブレーキ弁側、即ち、バイパス側を流れるようになり、排気ガス浄化装置側には排気ガスが流れ難くなるので、より触媒保温効果を得ることができるようになる。 In the above exhaust gas purification system, when both the first exhaust throttle valve and the exhaust brake valve are fully closed, the flow rate of the exhaust gas in the first exhaust throttle valve is the same as that of the exhaust gas in the exhaust brake valve. If it is formed so as to be smaller than the flow rate, when both the exhaust brake valve and the first exhaust throttle valve are fully closed during deceleration, most of the exhaust gas flows through the exhaust brake valve side, that is, the bypass side with little pressure loss. As a result, it becomes difficult for the exhaust gas to flow to the exhaust gas purification device side, so that a catalyst heat retaining effect can be obtained.
また、上記の排気ガス上かシステムにおいて、更に、前記排気ガス浄化装置が排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ装置を備え、前記バイパス通路の合流後の前記排気通路に第2排気絞り弁を配置すると共に、前記制御装置が、アイドル運転でかつ前記フィルタ装置の再生のときには、前記第2排気絞り弁を全閉すると共に、排気ガスが前記排気ガス浄化装置側を流れるように弁操作する制御を行うように構成する。 Further, in the above exhaust gas system, the exhaust gas purification device further includes a filter device that collects particulate matter in the exhaust gas, and a second exhaust throttle is provided in the exhaust passage after merging with the bypass passage. When the control device is idling and the filter device is regenerated, the second exhaust throttle valve is fully closed and the exhaust gas flows through the exhaust gas purification device side. It is configured to perform control.
この構成によれば、排気ガスは排気ガス浄化装置側を流れるが、排気通路に合流後の第2排気絞り弁が閉じているのでフィルタ装置を通過する排気ガスの流量をフィルタ装置の再生に必要な最小限の流量に減少でき、フィルタ装置の再生時には効率よく排気ガスの温度を高めてフィルタ装置に捕集された粒子状物質を燃焼除去でき、効率よくフィルタ装置を再生できる。 According to this configuration, the exhaust gas flows on the exhaust gas purification device side. However, since the second exhaust throttle valve after joining the exhaust passage is closed, the flow rate of the exhaust gas passing through the filter device is necessary for the regeneration of the filter device. Therefore, when the filter device is regenerated, the temperature of the exhaust gas can be increased efficiently so that the particulate matter collected in the filter device can be burned and removed, and the filter device can be regenerated efficiently.
この排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムは、酸化触媒(DOC)、三元触媒(TWC)、NOx吸蔵還元型触媒等のリーンNOx低減触媒(LNT)、選択還元型触媒(SCR)、触媒付きDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)等の排気ガス浄化装置における減速時の保温が必要な排気ガス浄化システムにとって、非常に有効となる。 This exhaust gas purification method and exhaust gas purification system includes an oxidation catalyst (DOC), a three-way catalyst (TWC), a lean NOx reduction catalyst (LNT) such as a NOx storage reduction catalyst, a selective reduction catalyst (SCR), and a catalyst. This is very effective for an exhaust gas purification system that requires heat retention during deceleration in an exhaust gas purification device such as a DPF (diesel particulate filter).
本発明に係る排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムによれば、内燃機関の排気通路に排気ガス浄化装置を備えた排気ガス浄化システムにおいて、車両減速時における排気ガス浄化装置の触媒の保温効果を得ることができ、しかも排気ブレーキ力を必要としているときには、排気ブレーキによる排気ブレーキ力も確保することができる。 According to the exhaust gas purification method and the exhaust gas purification system of the present invention, in the exhaust gas purification system provided with the exhaust gas purification device in the exhaust passage of the internal combustion engine, the heat retention effect of the catalyst of the exhaust gas purification device during vehicle deceleration can be achieved. When the exhaust brake force is required, the exhaust brake force by the exhaust brake can be ensured.
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システムについて、図面を参照しながら説明する。図1に、本発明に係る第1の実施の形態の排気ガス浄化システム1の構成を示す。この排気ガス浄化システム1は、エンジン(内燃機関)10の排気通路16に排気ガス浄化装置18を備えて構成される。
Hereinafter, an exhaust gas purification method and an exhaust gas purification system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an exhaust
この排気ガス浄化システム1のエンジン10は、吸気マニホールド10aに接続される吸気通路11に吸入吸気量センサ12(MAFセンサ)とターボチャージャ13のコンプレッサ13bとインタークーラ14と吸気弁(インテークスロットル)15を備えている。この吸気弁15は、吸気通路11に吸入される新気Aの流量を調整する。
The
さらに、排気マニホールド10bに接続される排気通路16に、ターボチャージャ13のタービン13bと、第1排気絞り弁17と排気ガス浄化装置18を備えている。この第1排気絞り弁17と排気ガス浄化装置18を迂回するバイパス通路19が設けられ、このバイパス通路19はサイレンサー(図示しない)の上流側で排気通路16に合流している。このバイパス通路19のサイレンサーよりも上流側に排気ブレーキ弁17が配設されている。
Further, the
また、この第1排気絞り弁17と排気ブレーキ弁20の両方を全閉したときの、第1排気絞り弁17における排気ガスGの流量が排気ブレーキ弁20における排気ガスGの流量よりも小さくなるように形成される。また、バイパス通路19が合流した下流側の排気通路16に第2排気絞り弁21が配設されている。
Further, when both the first
第1及び第2排気絞り弁17、21も、排気ブレーキ弁20も通過する排気ガスの流量を調整するが、通常、第1及び第2排気絞り弁17、21は、アイドル時のフィルタ装置18bの再生制御で排気通路16を閉じて排気ガスの流量を少なくして排気ガスの温度を上げて触媒温度をあげるために使用される。一方、排気ブレーキ弁20は車両の減速時に排気通路16を閉じてポンピングロスを増加して排気ブレーキ力を増やすために使用される。
The first and second
更に、排気マニホールド10bと吸気マニホールド10aを接続するEGR通路22には、EGRクーラー23とEGR弁24を備えている。このEGR弁24はEGR通路22を流れるEGRガスGeの流量を調整する。
Further, the
排気ガス浄化装置18は、触媒装置18aとフィルタ装置18bで構成されるが、排気ガスGの浄化性能を維持するために、担持している触媒の温度を触媒活性化温度以上のある程度の温度まで上昇させる必要がある。
The exhaust
この触媒装置18aは、例えば、三元触媒装置(TWC)、酸化触媒装置(DOC)、NOx吸蔵還元型触媒装置(LNT)等やこれらの組み合わせで構成される。酸化触媒装置の場合には、多孔質のセラミックのハニカム構造の担持体に、白金等の酸化触媒を担持させて形成される。この酸化触媒は、排気ガス中のHCやCOを酸化して排気ガスを浄化する役割と、NOx吸蔵還元型触媒3のNOx吸蔵能力を回復するためのNOx再生の際にNOxの還元剤として供給されるHCの一部を酸化して排気ガスの温度を昇温する役割とを持っている。
The
また、触媒装置18aが,NOx吸蔵還元型触媒装置の場合には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を貴金属と共に担持して形成され、酸素過剰な排気ガス中のNOを酸化して硝酸塩として触媒上に吸着させて、NOxを浄化する。このNOx吸蔵還元型触媒は、排気ガスがリーン空燃比では、NOxを吸蔵し、リッチ空燃比では、吸蔵したNOxを放出すると共に、この放出されたNOxを還元雰囲気中で還元して、NOxを低減する。
フィルタ装置18bは、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)を備えた触媒付きDPFで構成される。この触媒付DPFは、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタ等で形成される。このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。この触媒付きDPFにより、排気ガス中のPMは、多孔質のセラミックの壁で捕集される。
When the
The
更に、排気ガスGの温度やNOxや酸素濃度等を測定するために、排気通路16や排気ガス浄化装置18に温度センサ(図示しない)やNOx及びλ(空気過剰率)センサ(図示しない)が配設されている。これらのセンサ等の測定値とエンジン10の運転制御に必要なデータを入力してエンジンの運転状態と排気ガス浄化システム1の排気ガス浄化制御や再生制御を行う制御装置(図示しない)が設けられている。この制御装置はECU(エンジンコントロールユニット)と呼ばれる制御装置であり、本発明の排気ガス浄化方法に関する制御では、エンジン10からのデータと吸入空気量センサ12からの検出値に基づいて、吸気弁15、第1排気絞り弁17、排気ブレーキ弁20、第2排気絞り弁21、EGR弁24を制御する。
Further, in order to measure the temperature, NOx, oxygen concentration, etc. of the exhaust gas G, a temperature sensor (not shown) and a NOx and λ (excess air ratio) sensor (not shown) are provided in the
この構成により、エンジン10の排気通路16に排気ガス浄化装置18を備えると共に、排気ガス浄化装置18を迂回するバイパス通路19を設け、このバイパス通路19の分岐部位と排気ガス浄化装置との間に、排気絞り弁(エキゾーストスロットル)17を配置し、バイパス通路19に排気ブレーキ弁(エキゾーストブレーキ)20を配置した構成となる。
With this configuration, the exhaust
次に、本発明の排気ガス浄化方法について説明する。この排気ガス浄化方法では、通常走行の場合には、第1排気絞り弁17を全開すると共に、排気ブレーキ弁20を全閉し、第2排気絞り弁21を全開にする弁操作をして、排気ガスの大部分が排気ガス浄化装置を流れるようにする。これにより、排気ガスGの大部分は第1排気絞り弁17のある排気ガス浄化装置18を通過して浄化される。なお、排気ブレーキ弁20から排気ガスGの漏れがある場合は、追加で流量を略完全に遮断する弁を設置してもよい。
Next, the exhaust gas purification method of the present invention will be described. In this exhaust gas purification method, during normal running, the first
また、車両の減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合、即ち、運転席に設けられた排気ブレーキの作動スイッチがOFFの場合には、第1排気絞り弁17を全閉すると共に、排気ブレーキ弁20を全開し、第2排気絞り弁21を全開にする弁操作をして、排気ガスの大部分がバイパス通路を流れるようにする。
Further, when exhaust braking force is not required when the vehicle is decelerated, that is, when the operation switch of the exhaust brake provided in the driver's seat is OFF, the first
これにより、排気ガスGは排気ガス浄化装置18を通過せずに排気ブレーキ弁20のあるバイパス側19を流れるが、減速時は燃料が噴射されないため燃焼ガスが排出されないので、排気ガス対策上での問題は発生しない。また、排気ガス浄化装置18側は第1排気絞り弁17が閉じて排気ガスGが流れないので、触媒保温効果を得ることができる。更に、バイパス通路19の排気ブレーキ弁20を開とするので排気ブレーキ力は発生せず、ドライバビリティ(乗り心地性)への影響は殆ど無い。
As a result, the exhaust gas G flows through the
また、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合、即ち、運転席に設けられた排気ブレーキの作動スイッチがONの場合には、第1の排気絞り弁17を全閉すると共に、排気ブレーキ弁20を全閉し、第2排気絞り弁21を全開する弁操作をして、排気ガスGの大部分がバイパス通路19を流れるようにする。
When the exhaust brake force is required at the time of deceleration, that is, when the exhaust brake operation switch provided in the driver's seat is ON, the first
排気ガスGは排気ガス浄化装置18を通過せずに、排気ガスGの多くは圧力損失の少ない排気ブレーキ弁20のあるバイパス側19を流れるが、減速時は燃料が噴射されないため燃焼ガスが排出されないので、排気ガス対策上での問題は発生しない。また、排気ガス浄化装置18側は第1排気絞り弁17が閉じて排気ガスGが流れないので、触媒保温効果を得ることができる。更に、排気ブレーキ弁20を閉じているので、排気ブレーキ力を得ることができる。
The exhaust gas G does not pass through the exhaust
更に、アイドル運転でかつフィルタ装置18bの再生制御のときには、第1排気絞り弁17を全閉し、排気ブレーキ弁20を全開すると共に、第2排気絞り弁21を全閉する弁操作をして、排気ガスGが排気ガス浄化装置18側を流れるように弁操作する。
Further, during the idling operation and the regeneration control of the
これにより、排気ガスGは排気ガス浄化装置19側を流れるが、排気通路16の合流後の第2排気絞り弁21が閉じているのでフィルタ装置18bを通過する排気ガスGの流量をフィルタ装置18bの再生に必要な最小限の流量に減少でき、フィルタ装置18bの再生時には効率よく排気ガスGの温度を高めてフィルタ装置18bに捕集された粒子状物質(PM)を燃焼除去でき、効率よくフィルタ装置18bを再生できる。
As a result, the exhaust gas G flows on the exhaust
次に、図2に示すような、本発明に係る第2の実施の形態の排気ガス浄化システム1について説明する。この排気ガス浄化システム1では、エンジン(内燃機関)10の排気通路16に排気ガス浄化装置18Aを備えて構成される。
Next, an exhaust
この第2の実施の形態の排気ガス浄化装置18Aは、第1の実施の形態の排気ガス浄化装置18が触媒装置18aとフィルタ装置18bとが直線状態で配置されているストレート触媒キャニングタイプであるのに対して、U字形状に配置されている折り返し触媒キャニングタイプである点が異なる。この構成とすることにより、第2の実施の形態のバイパス通路19Aは、第1の実施の形態のバイパス通路19に比べて著しく短くすることができる。
The exhaust
この第2の実施の形態の第1排気絞り弁17A、排気ブレーキ弁20A、第2排気絞り弁21Aの位置関係は、第1の実施の形態の第1排気絞り弁17、排気ブレーキ弁20、第2排気絞り弁21の位置関係と同じであり、この第2の実施の形態における排気ガス浄化方法は、第1の実施の形態における排気ガス浄化方法と同じである。
The positional relationship among the first
次に、図3に示すような、本発明に係る第3の実施の形態の排気ガス浄化システム1について説明する。この排気ガス浄化システム1では、エンジン(内燃機関)10の排気通路16に排気ガス浄化装置18Bを備えて構成される。
Next, an exhaust
この第3の実施の形態の排気ガス浄化装置18Bは、第2の実施の形態の排気ガス浄化装置18Aと同じであるが、第1排気絞り弁17Bが排気通路16とバイパス通路19Bとの分岐部位よりも上流側に配設される点が、第1の実施の形態で、バイパス通路19Aの分岐部位と排気ガス浄化装置18Aとの間に第1排気絞り弁17Aが配設されている点が異なる。この構成とすることにより、第3の実施の形態では、第1排気絞り弁17Bの配設が容易となる。
The exhaust
この第3の実施の形態の第1排気絞り弁17Bの位置関係は、第1の実施の形態の第1排気絞り弁17の位置関係、第2の実施の形態の第1の排気絞り弁17Aの位置関係と異なるため、排気ガスを流すための弁操作がと第3実施の形態では、第1及び第2の実施の形態と異なる。
The positional relationship of the first
この第3の実施の形態の排気ガス浄化方法では、通常走行の場合には、第1排気絞り弁17Bを全閉すると共に、排気ブレーキ弁20Bを全開し、第2排気絞り弁21Bを全開にする弁操作をして、排気ガスの大部分が排気ガス浄化装置を流れるようにする。
In the exhaust gas purification method of the third embodiment, in normal running, the first
また、車両の減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、第1排気絞り弁17Bを全開すると共に、排気ブレーキ弁20Bを全開し、第2排気絞り弁21Bを全開にする弁操作をして、排気ガスの大部分がバイパス通路を流れるようにする。また、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、第1の排気絞り弁17を全開すると共に、排気ブレーキ弁20を全閉し、第2排気絞り弁21を全開する弁操作をして、排気ガスGの大部分がバイパス通路19を流れるようにする。
Further, when the exhaust braking force is not required at the time of deceleration of the vehicle, the valve operation for fully opening the first
更に、アイドル運転でかつフィルタ装置18bの再生制御のときには、第1排気絞り弁17Bを全閉し、排気ブレーキ弁20Bを全開すると共に、第2排気絞り弁21Bを全閉する弁操作をして、排気ガスGが排気ガス浄化装置18側を流れるように弁操作する。
これらの弁操作により、第1及び第2の実施の形態の排気ガスGの流れを実現できるので、第1及び第2の実施の形態の排気ガス浄化方法と同じ作用効果を得ることができる。
Further, during the idle operation and the regeneration control of the
By these valve operations, the flow of the exhaust gas G of the first and second embodiments can be realized, so that the same effect as the exhaust gas purification method of the first and second embodiments can be obtained.
上記の構成の排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム1によれば、通常走行の場合には、排気ガスGの大部分が排気ガス浄化装置18、18A、18Aを流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、排気ブレーキ弁20、20A、20Bを開くと共に、排気ガスGの大部分がバイパス通路19を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、排気ブレーキ弁20、20A、20Bを閉じると共に、排気ガスGの大部分がバイパス通路19、19A、19Bを流れるように弁操作することができる。
According to the exhaust gas purification method and the exhaust
従って、エンジン10の排気通路16に排気ガス浄化装置18、18A、18Aを備えた排気ガス浄化システム1において、車両減速時における排気ガス浄化装置18、18A、18Aの触媒の保温効果を得ることができ、しかも排気ブレーキ力を必要としているときには、排気ブレーキによる排気ブレーキ力も確保することができる。
Therefore, in the exhaust
1 排気ガス浄化システム
10 エンジン(内燃機関)
16 排気通路
17、17A、17B 第1排気絞り弁
18、18A、18A 排気ガス浄化装置
18a 触媒装置
18b フィルタ装置
19、19A、19B バイパス通路
20、20A、20B 排気ブレーキ弁
21、21A、21B 第2排気絞り弁
G 排気ガス
1 Exhaust
16
Claims (5)
通常走行の場合には、排気ガスの大部分が前記気ガス浄化装置を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、前記排気ブレーキ弁を開くと共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、前記排気ブレーキ弁を閉じると共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作することを特徴とする排気ガス浄化方法。 An exhaust gas purification device is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and a bypass passage that bypasses the exhaust gas purification device is provided, and between the branch portion of the bypass passage and the exhaust gas purification device or upstream of the branch portion. In the exhaust gas purification method of the exhaust gas purification system, wherein the first exhaust throttle valve is an exhaust brake valve disposed in the bypass passage,
In the case of normal running, the valve is operated so that most of the exhaust gas flows through the gas purification device. When the exhaust brake force is not required during deceleration, the exhaust brake valve is opened and the exhaust gas is opened. When the valve is operated so that most of the exhaust gas flows through the bypass passage and exhaust brake force is required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is closed and most of the exhaust gas flows through the bypass passage. An exhaust gas purification method characterized by operating a valve.
通常走行の場合には、排気ガスの大部分が前記排気ガス浄化装置を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要としない場合には、前記排気ブレーキ弁を開くと共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作し、減速時で排気ブレーキ力を必要とする場合には、前記排気ブレーキ弁を閉じると共に、排気ガスの大部分が前記バイパス通路を流れるように弁操作する制御装置を備えたことを特徴とする排気ガス浄化システム。 An exhaust gas purification device is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and a bypass passage that bypasses the exhaust gas purification device is provided, and between the branch portion of the bypass passage and the exhaust gas purification device or upstream of the branch portion. In the exhaust gas purification system in which the first exhaust throttle valve is provided with an exhaust brake valve in the bypass passage,
In the case of normal running, the valve is operated so that most of the exhaust gas flows through the exhaust gas purification device. When the exhaust brake force is not required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is opened and the exhaust gas is opened. When the valve is operated so that most of the exhaust gas flows through the bypass passage and exhaust brake force is required at the time of deceleration, the exhaust brake valve is closed and most of the exhaust gas flows through the bypass passage. An exhaust gas purification system comprising a control device for operating a valve.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105863787A (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-17 | 翟佩姗 | Particulate filter device |
KR102409992B1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-06-22 | 주식회사 레보 | Exhaust gas aftertreatment unit |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55140705U (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-07 | ||
JPH03233124A (en) * | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas treatment device of internal combustion engine |
JPH0486319A (en) * | 1990-07-25 | 1992-03-18 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Exhaust emission control device for diesel engine |
JPH04194312A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-14 | Toyota Motor Corp | Cylinder direct-injection type spark ignition engine |
JP2000282908A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Mitsubishi Electric Corp | Regenerative energy control device |
JP2003328741A (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-19 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2005282545A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Isuzu Motors Ltd | Control method of exhaust emission control system and exhaust emission control system |
JP2008133760A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
-
2008
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55140705U (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-07 | ||
JPH03233124A (en) * | 1990-02-08 | 1991-10-17 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas treatment device of internal combustion engine |
JPH0486319A (en) * | 1990-07-25 | 1992-03-18 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Exhaust emission control device for diesel engine |
JPH04194312A (en) * | 1990-11-28 | 1992-07-14 | Toyota Motor Corp | Cylinder direct-injection type spark ignition engine |
JP2000282908A (en) * | 1999-03-29 | 2000-10-10 | Mitsubishi Electric Corp | Regenerative energy control device |
JP2003328741A (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-19 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP2005282545A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Isuzu Motors Ltd | Control method of exhaust emission control system and exhaust emission control system |
JP2008133760A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105863787A (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-17 | 翟佩姗 | Particulate filter device |
KR102409992B1 (en) * | 2022-04-22 | 2022-06-22 | 주식회사 레보 | Exhaust gas aftertreatment unit |
Also Published As
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