JP3250645B2 - 排ガス浄化装置 - Google Patents
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- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
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- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
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- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/14—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジン、特にディーゼ
ルエンジンから排出される排ガスを浄化する装置に関す
るものである。
ルエンジンから排出される排ガスを浄化する装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、エンジンの
排気管に酸化触媒が収容された触媒コンバータが設けら
れ、触媒コンバータを迂回するように排気管にバイパス
管が接続され、排ガスの触媒コンバータ及びバイパス管
へのそれぞれの流量を第１バルブが調整し、更に触媒コ
ンバータより排ガス上流側の排ガス温度を検出する温度
センサの検出出力に基づいてコントローラが第１バルブ
を制御するように構成された排気ガス処理装置が開示さ
れている（実開平４−７５１２４）。この装置では、温
度センサが酸化触媒による排ガス浄化作用を得られる所
定の活性化温度範囲内の温度、即ち温度Ｔ1より高い排
ガス温度を検出すると、バイパス管への排ガスの流入を
遮断して排ガスを触媒コンバータに導き、このコンバー
タに収容された酸化触媒により排ガスを浄化する。また
温度センサが例えばエンジンの軽負荷運転時のように、
酸化触媒による排ガス浄化作用を得られる所定の活性化
温度範囲から外れた温度、即ち温度Ｔ1以下の排ガス温
度を検出すると、触媒コンバータへの排ガスの流入を遮
断してバイパス管に導くようになっている。
排気管に酸化触媒が収容された触媒コンバータが設けら
れ、触媒コンバータを迂回するように排気管にバイパス
管が接続され、排ガスの触媒コンバータ及びバイパス管
へのそれぞれの流量を第１バルブが調整し、更に触媒コ
ンバータより排ガス上流側の排ガス温度を検出する温度
センサの検出出力に基づいてコントローラが第１バルブ
を制御するように構成された排気ガス処理装置が開示さ
れている（実開平４−７５１２４）。この装置では、温
度センサが酸化触媒による排ガス浄化作用を得られる所
定の活性化温度範囲内の温度、即ち温度Ｔ1より高い排
ガス温度を検出すると、バイパス管への排ガスの流入を
遮断して排ガスを触媒コンバータに導き、このコンバー
タに収容された酸化触媒により排ガスを浄化する。また
温度センサが例えばエンジンの軽負荷運転時のように、
酸化触媒による排ガス浄化作用を得られる所定の活性化
温度範囲から外れた温度、即ち温度Ｔ1以下の排ガス温
度を検出すると、触媒コンバータへの排ガスの流入を遮
断してバイパス管に導くようになっている。
【０００３】一方、エンジンの排ガス中のパティキュレ
ートを除去するために、排気管にパティキュレートフィ
ルタが収容されたパティキュレート捕集器が設けられた
パティキュレート除去装置が知られている。この装置で
は、フィルタにパティキュレートが堆積してフィルタが
目詰まりすると、電気ヒータやバーナ等により捕集され
たパティキュレートを焼却することによりフィルタを再
生するようになっている。
ートを除去するために、排気管にパティキュレートフィ
ルタが収容されたパティキュレート捕集器が設けられた
パティキュレート除去装置が知られている。この装置で
は、フィルタにパティキュレートが堆積してフィルタが
目詰まりすると、電気ヒータやバーナ等により捕集され
たパティキュレートを焼却することによりフィルタを再
生するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の排
気ガス処理装置では、排ガス温度が酸化触媒による排ガ
ス浄化作用の低い温度Ｔ1以下のときには、排ガスを浄
化せずにバイパス管を介してそのまま大気に排出してし
まい、排ガスを十分に浄化できない不具合があった。ま
た、上記従来の排気ガス処理装置では、排ガス温度が温
度Ｔ1を越えて極めて高くなると、排ガス中の硫黄分が
酸化されて硫酸塩が生成される問題点もあった。また、
上記従来のパティキュレート除去装置では、パティキュ
レートフィルタの目詰まり時にフィルタを再生するため
の電気ヒータやバーナを必要とし、かつパティキュレー
トの捕集量検出部の構造が複雑であり、製造コストを押
上げる問題点があった。更に、上記従来のパティキュレ
ート除去装置では、上記捕集量検出部の信頼性が低い問
題点があった。
気ガス処理装置では、排ガス温度が酸化触媒による排ガ
ス浄化作用の低い温度Ｔ1以下のときには、排ガスを浄
化せずにバイパス管を介してそのまま大気に排出してし
まい、排ガスを十分に浄化できない不具合があった。ま
た、上記従来の排気ガス処理装置では、排ガス温度が温
度Ｔ1を越えて極めて高くなると、排ガス中の硫黄分が
酸化されて硫酸塩が生成される問題点もあった。また、
上記従来のパティキュレート除去装置では、パティキュ
レートフィルタの目詰まり時にフィルタを再生するため
の電気ヒータやバーナを必要とし、かつパティキュレー
トの捕集量検出部の構造が複雑であり、製造コストを押
上げる問題点があった。更に、上記従来のパティキュレ
ート除去装置では、上記捕集量検出部の信頼性が低い問
題点があった。
【０００５】本発明の目的は、電気ヒータやバーナ等を
用いない比較的簡単な構造で、パティキュレートフィル
タに堆積したパティキュレートを酸化除去できる排ガス
浄化装置を提供することにある。本発明の別の目的は、
排ガス温度が極めて高いときには排ガスをバイパス管に
導くことにより酸化触媒での硫酸塩の生成を防止でき、
排ガス温度が低いエンジンの軽負荷運転時であってもパ
ティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを
酸化除去できる排ガス浄化装置を提供することにある。
用いない比較的簡単な構造で、パティキュレートフィル
タに堆積したパティキュレートを酸化除去できる排ガス
浄化装置を提供することにある。本発明の別の目的は、
排ガス温度が極めて高いときには排ガスをバイパス管に
導くことにより酸化触媒での硫酸塩の生成を防止でき、
排ガス温度が低いエンジンの軽負荷運転時であってもパ
ティキュレートフィルタに堆積したパティキュレートを
酸化除去できる排ガス浄化装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明
する。本発明は、エンジン１１の排気管１３に設けられ
酸化触媒１６が収容された触媒コンバータ１４と、触媒
コンバータ１４を迂回するように排気管１３に接続され
たバイパス管１７と、排ガスの触媒コンバータ１４及び
バイパス管１７へのそれぞれの流量を調整可能な第１バ
ルブ２１と、触媒コンバータ１４より排ガス上流側の排
ガス温度を検出する温度センサ２６と、温度センサ２６
の検出出力に基づいて第１バルブ２１を制御するコント
ローラ２８とを備えた排ガス浄化装置の改良である。そ
の特徴ある構成は、触媒コンバータ１４及びバイパス管
１７より排ガス下流側の排気管１３に設けられパティキ
ュレートフィルタ２４が収容されたパティキュレート捕
集器２３と、パティキュレート捕集器２３より排ガス下
流側の排気管１３に設けられ排気管１３を流れる排ガス
流量を調整可能な第２バルブ２２とを備え、コントロー
ラ２８は、温度センサ２６の検出出力に基づいてエンジ
ン１１の軽負荷運転状態であると判断したときに第１バ
ルブ２１を制御しバイパス管１７を閉止することにより
排ガスを触媒コンバータ１４に導き、かつ第２バルブ２
２を絞り、温度センサ２６の検出出力に基づいてエンジ
ン１１の中負荷運転状態であると判断したときに第１バ
ルブ２１を制御しバイパス管１７を閉止することにより
排ガスを触媒コンバータ１４に導き、かつ第２バルブ２
２を全開にし、温度センサ２６の検出出力に基づいてエ
ンジン１１の高負荷運転状態であると判断したときに第
１バルブ２１を制御しバイパス管１７を開放することに
より排ガスをバイパス管１７を介してパティキュレート
捕集器２３に導入し、かつ第２バルブ２２を全開にする
ように構成されたところにある。
の本発明の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明
する。本発明は、エンジン１１の排気管１３に設けられ
酸化触媒１６が収容された触媒コンバータ１４と、触媒
コンバータ１４を迂回するように排気管１３に接続され
たバイパス管１７と、排ガスの触媒コンバータ１４及び
バイパス管１７へのそれぞれの流量を調整可能な第１バ
ルブ２１と、触媒コンバータ１４より排ガス上流側の排
ガス温度を検出する温度センサ２６と、温度センサ２６
の検出出力に基づいて第１バルブ２１を制御するコント
ローラ２８とを備えた排ガス浄化装置の改良である。そ
の特徴ある構成は、触媒コンバータ１４及びバイパス管
１７より排ガス下流側の排気管１３に設けられパティキ
ュレートフィルタ２４が収容されたパティキュレート捕
集器２３と、パティキュレート捕集器２３より排ガス下
流側の排気管１３に設けられ排気管１３を流れる排ガス
流量を調整可能な第２バルブ２２とを備え、コントロー
ラ２８は、温度センサ２６の検出出力に基づいてエンジ
ン１１の軽負荷運転状態であると判断したときに第１バ
ルブ２１を制御しバイパス管１７を閉止することにより
排ガスを触媒コンバータ１４に導き、かつ第２バルブ２
２を絞り、温度センサ２６の検出出力に基づいてエンジ
ン１１の中負荷運転状態であると判断したときに第１バ
ルブ２１を制御しバイパス管１７を閉止することにより
排ガスを触媒コンバータ１４に導き、かつ第２バルブ２
２を全開にし、温度センサ２６の検出出力に基づいてエ
ンジン１１の高負荷運転状態であると判断したときに第
１バルブ２１を制御しバイパス管１７を開放することに
より排ガスをバイパス管１７を介してパティキュレート
捕集器２３に導入し、かつ第２バルブ２２を全開にする
ように構成されたところにある。
【０００７】
【作用】エンジン１１の軽負荷運転時にはコントローラ
２８は比較的低い排ガス温度を検出した温度センサ２６
の検出出力に基づいて第１バルブ２１を制御しバイパス
管１７を閉止して排ガスを触媒コンバータ１４に導くと
同時に、第２バルブ２２を絞って排気抵抗を増すことに
より排ガス温度を上昇させる。この結果、エンジン１１
の軽負荷運転時であっても、酸化触媒１６が活性化する
ので、排ガス中の一酸化窒素が酸化触媒により二酸化窒
素に転化され、この二酸化窒素はパティキュレートフィ
ルタ２４により捕集されたパティキュレートを酸化除去
する。
２８は比較的低い排ガス温度を検出した温度センサ２６
の検出出力に基づいて第１バルブ２１を制御しバイパス
管１７を閉止して排ガスを触媒コンバータ１４に導くと
同時に、第２バルブ２２を絞って排気抵抗を増すことに
より排ガス温度を上昇させる。この結果、エンジン１１
の軽負荷運転時であっても、酸化触媒１６が活性化する
ので、排ガス中の一酸化窒素が酸化触媒により二酸化窒
素に転化され、この二酸化窒素はパティキュレートフィ
ルタ２４により捕集されたパティキュレートを酸化除去
する。
【０００８】またエンジン１１の中負荷運転時には排ガ
スが所定の温度範囲内にあるので、コントローラ２８は
第２バルブ２２を全開にする。この結果、酸化触媒１６
にて二酸化窒素が生成されるので、この二酸化窒素によ
りパティキュレートフィルタ２４に堆積したパティキュ
レートが酸化除去される。更にエンジン１１の高負荷運
転時にはコントローラ２８は極めて高い排ガス温度を検
出した温度センサ２６の検出出力に基づいて第１バルブ
２１を制御し、排ガスを触媒コンバータ１４を迂回し
て、即ちバイパス管１７を介してパティキュレート捕集
器２３に導入する。これは高温の排ガスを触媒コンバー
タ２３に導入することにより酸化触媒１６にて生成され
るミスト状の硫酸塩の生成を防止するためである。
スが所定の温度範囲内にあるので、コントローラ２８は
第２バルブ２２を全開にする。この結果、酸化触媒１６
にて二酸化窒素が生成されるので、この二酸化窒素によ
りパティキュレートフィルタ２４に堆積したパティキュ
レートが酸化除去される。更にエンジン１１の高負荷運
転時にはコントローラ２８は極めて高い排ガス温度を検
出した温度センサ２６の検出出力に基づいて第１バルブ
２１を制御し、排ガスを触媒コンバータ１４を迂回し
て、即ちバイパス管１７を介してパティキュレート捕集
器２３に導入する。これは高温の排ガスを触媒コンバー
タ２３に導入することにより酸化触媒１６にて生成され
るミスト状の硫酸塩の生成を防止するためである。
【０００９】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１
１の排気マニホルド１２には排気管１３の一端が接続さ
れ、この排気管１３の途中には触媒コンバータ１４が設
けられる。この触媒コンバータ１４には酸化触媒１６が
収容される。酸化触媒１６はこの例ではハニカム状又は
ペレット状に形成された多孔質のアルミナのセラミック
担体に白金又はパラジウム等の貴金属を分散して担持さ
せることにより形成される。
く説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１
１の排気マニホルド１２には排気管１３の一端が接続さ
れ、この排気管１３の途中には触媒コンバータ１４が設
けられる。この触媒コンバータ１４には酸化触媒１６が
収容される。酸化触媒１６はこの例ではハニカム状又は
ペレット状に形成された多孔質のアルミナのセラミック
担体に白金又はパラジウム等の貴金属を分散して担持さ
せることにより形成される。
【００１０】また排気管１３には触媒コンバータ１４を
迂回するようにバイパス管１７が接続される。即ちバイ
パス管１７は排気管１３のうちバイパス管１７の排ガス
上流端が接続された分岐部１８とバイパス管１７の排ガ
ス下流端が接続された合流部１９との間に位置する主管
１３ａに並列に接続される。排気管１３の分岐部１８に
は排ガスの主管１３ａ及びバイパス管１７へのそれぞれ
の流量を調整可能な第１バルブ２１が設けられる。この
バルブ２１は主管１３ａ及びバイパス管１７を開閉する
第１バルブ本体２１ａと、この第１バルブ本体２１ａを
駆動する第１駆動手段２１ｂとを有する。第１バルブ本
体２１ａは第１駆動手段２１ｂにより主管１３ａ及びバ
イパス管１７の両者に同時に排ガスを導入可能な実線で
示す中立位置と、主管１３ａを開放しかつバイパス管１
７を閉止する一点鎖線で示す主管開放位置と、主管１３
ａを閉止しかつバイパス管１７を開放する破線で示すバ
イパス管開放位置との３位置に回動可能に構成される。
迂回するようにバイパス管１７が接続される。即ちバイ
パス管１７は排気管１３のうちバイパス管１７の排ガス
上流端が接続された分岐部１８とバイパス管１７の排ガ
ス下流端が接続された合流部１９との間に位置する主管
１３ａに並列に接続される。排気管１３の分岐部１８に
は排ガスの主管１３ａ及びバイパス管１７へのそれぞれ
の流量を調整可能な第１バルブ２１が設けられる。この
バルブ２１は主管１３ａ及びバイパス管１７を開閉する
第１バルブ本体２１ａと、この第１バルブ本体２１ａを
駆動する第１駆動手段２１ｂとを有する。第１バルブ本
体２１ａは第１駆動手段２１ｂにより主管１３ａ及びバ
イパス管１７の両者に同時に排ガスを導入可能な実線で
示す中立位置と、主管１３ａを開放しかつバイパス管１
７を閉止する一点鎖線で示す主管開放位置と、主管１３
ａを閉止しかつバイパス管１７を開放する破線で示すバ
イパス管開放位置との３位置に回動可能に構成される。
【００１１】触媒コンバータ１４及びバイパス管１７よ
り排ガス下流側の排気管１３、即ち合流部１９より排ガ
ス下流側の排気管１３にはパティキュレート捕集器２３
が設けられ、この捕集器２３にはパティキュレートフィ
ルタ２４が収容される。フィルタ２４はこの例では多孔
質の耐熱性セラミック材料により形成されたハニカムフ
ィルタであり、円筒状のフィルタ本体２４ａと、このフ
ィルタ本体２４ａ内に排ガス流の方向に延びる格子状の
隔壁２４ｂと、この隔壁２４ｂにより形成された断面略
長方形状の複数の排ガス通路２４ｃと、これらの通路２
４ｃの出口を１つ置きに目封じする出口側栓２４ｄと、
出口側栓２４ｄにより目封じされていない排ガス通路２
４ｃの入口を目封じする入口側栓２４ｅとを有する。排
ガス中のパティキュレートは上記隔壁２４ｂを通過する
際に捕集されるようになっている。パティキュレート捕
集器２３より排ガス下流側の排気管１３にはこの排気管
１３を流れる排ガス流量を調整可能な第２バルブ２２が
設けられる。このバルブ２２は第２バルブ本体２２ａ
と、この第２バルブ本体２２ａを駆動する第２駆動手段
２２ｂとを有する。第２バルブ本体２２ａは排気管１３
を全開する実線で示す全開位置及び排気管１３を半開に
する破線で示す半開位置の２位置に回動可能に構成され
る。
り排ガス下流側の排気管１３、即ち合流部１９より排ガ
ス下流側の排気管１３にはパティキュレート捕集器２３
が設けられ、この捕集器２３にはパティキュレートフィ
ルタ２４が収容される。フィルタ２４はこの例では多孔
質の耐熱性セラミック材料により形成されたハニカムフ
ィルタであり、円筒状のフィルタ本体２４ａと、このフ
ィルタ本体２４ａ内に排ガス流の方向に延びる格子状の
隔壁２４ｂと、この隔壁２４ｂにより形成された断面略
長方形状の複数の排ガス通路２４ｃと、これらの通路２
４ｃの出口を１つ置きに目封じする出口側栓２４ｄと、
出口側栓２４ｄにより目封じされていない排ガス通路２
４ｃの入口を目封じする入口側栓２４ｅとを有する。排
ガス中のパティキュレートは上記隔壁２４ｂを通過する
際に捕集されるようになっている。パティキュレート捕
集器２３より排ガス下流側の排気管１３にはこの排気管
１３を流れる排ガス流量を調整可能な第２バルブ２２が
設けられる。このバルブ２２は第２バルブ本体２２ａ
と、この第２バルブ本体２２ａを駆動する第２駆動手段
２２ｂとを有する。第２バルブ本体２２ａは排気管１３
を全開する実線で示す全開位置及び排気管１３を半開に
する破線で示す半開位置の２位置に回動可能に構成され
る。
【００１２】分岐部１８より排ガス上流側の排気管１３
には、触媒コンバータ１４より排ガス上流側の排ガス温
度を検出する温度センサ２６と、分岐部より排ガス上流
側の排ガス圧力を検出する圧力センサ２７とが設けられ
る。温度センサ２６及び圧力センサ２７の各検出出力は
コントローラ２８の制御入力に接続され、コントローラ
２８の制御出力は第１及び第２駆動手段２１ｂ，２２ｂ
に接続される。コントローラ２８にはメモリ２９が設け
られ、このメモリ２９には第１及び第２バルブ２１，２
２を切換える条件である所定の温度及び所定の圧力が記
憶される。所定の温度はこの例では５５０℃及び３００
℃であり、所定の圧力はこの例では２００ｍｍＨｇであ
る。また図２に示すように排ガス温度Ｔが３００℃以下
では一酸化窒素の二酸化窒素への転化率は低く、排ガス
温度Ｔが３００℃〜５５０℃では上記転化率は急激に上
昇し、排ガス温度Ｔが５５０℃以上になると上記転化率
は略一定になることが知られている。
には、触媒コンバータ１４より排ガス上流側の排ガス温
度を検出する温度センサ２６と、分岐部より排ガス上流
側の排ガス圧力を検出する圧力センサ２７とが設けられ
る。温度センサ２６及び圧力センサ２７の各検出出力は
コントローラ２８の制御入力に接続され、コントローラ
２８の制御出力は第１及び第２駆動手段２１ｂ，２２ｂ
に接続される。コントローラ２８にはメモリ２９が設け
られ、このメモリ２９には第１及び第２バルブ２１，２
２を切換える条件である所定の温度及び所定の圧力が記
憶される。所定の温度はこの例では５５０℃及び３００
℃であり、所定の圧力はこの例では２００ｍｍＨｇであ
る。また図２に示すように排ガス温度Ｔが３００℃以下
では一酸化窒素の二酸化窒素への転化率は低く、排ガス
温度Ｔが３００℃〜５５０℃では上記転化率は急激に上
昇し、排ガス温度Ｔが５５０℃以上になると上記転化率
は略一定になることが知られている。
【００１３】このように構成された排ガス浄化装置の動
作を図１〜図３に基づいて説明する。エンジン１１始動
直後や軽負荷運転時には排ガス温度は比較的低く、温度
センサ２６は排ガス温度Ｔ＝５５０℃未満を検出する。
コントローラ２８は上記温度センサ２６の検出出力に基
づいて第１駆動手段２１ｂを駆動し、第１バルブ本体２
１ａを図１の一点鎖線で示す主管開放位置に回転させ
る。またエンジン１１始動直後や軽負荷運転時であって
もパティキュレートフィルタ２４に所定量以上のパティ
キュレートが堆積し、圧力センサ２７が排ガス圧力Ｐ＝
２００ｍｍＨｇ以上を検出すると、コントローラ２８は
上記圧力センサ２７の検出出力に基づいて第２駆動手段
２２ｂを駆動し、第２バルブ本体２２ａを破線で示す半
開位置にし、排気抵抗を増すことにより排ガス温度を上
昇させる。温度センサ２６が排ガス温度Ｔ＝３００℃を
越えたことを検出すると、コントローラ２８は第２駆動
手段２２ｂを介して第２バルブ本体２２ａを実線で示す
全開位置にする。排ガス温度が３００℃を越えると、図
２に示すように酸化触媒１６が活性化し、一酸化炭素や
炭化水素等の有害ガスを二酸化炭素や水等の無害な物質
に転化するとともに、一酸化窒素を二酸化窒素に転化す
る。転化された二酸化窒素はパティキュレート捕集器２
３に導入され、パティキュレートフィルタ２４により捕
集されたパティキュレートを酸化除去する。この結果、
エンジン１１始動直後や軽負荷運転時であっても、フィ
ルタ２４に堆積したパティキュレートを除去できる。
作を図１〜図３に基づいて説明する。エンジン１１始動
直後や軽負荷運転時には排ガス温度は比較的低く、温度
センサ２６は排ガス温度Ｔ＝５５０℃未満を検出する。
コントローラ２８は上記温度センサ２６の検出出力に基
づいて第１駆動手段２１ｂを駆動し、第１バルブ本体２
１ａを図１の一点鎖線で示す主管開放位置に回転させ
る。またエンジン１１始動直後や軽負荷運転時であって
もパティキュレートフィルタ２４に所定量以上のパティ
キュレートが堆積し、圧力センサ２７が排ガス圧力Ｐ＝
２００ｍｍＨｇ以上を検出すると、コントローラ２８は
上記圧力センサ２７の検出出力に基づいて第２駆動手段
２２ｂを駆動し、第２バルブ本体２２ａを破線で示す半
開位置にし、排気抵抗を増すことにより排ガス温度を上
昇させる。温度センサ２６が排ガス温度Ｔ＝３００℃を
越えたことを検出すると、コントローラ２８は第２駆動
手段２２ｂを介して第２バルブ本体２２ａを実線で示す
全開位置にする。排ガス温度が３００℃を越えると、図
２に示すように酸化触媒１６が活性化し、一酸化炭素や
炭化水素等の有害ガスを二酸化炭素や水等の無害な物質
に転化するとともに、一酸化窒素を二酸化窒素に転化す
る。転化された二酸化窒素はパティキュレート捕集器２
３に導入され、パティキュレートフィルタ２４により捕
集されたパティキュレートを酸化除去する。この結果、
エンジン１１始動直後や軽負荷運転時であっても、フィ
ルタ２４に堆積したパティキュレートを除去できる。
【００１４】またエンジン１１が中負荷運転されると、
排ガス温度は３００℃〜５５０℃の範囲内になるので、
上記と同様に酸化触媒１６にて生成された二酸化窒素に
よりパティキュレートフィルタ２４に堆積したパティキ
ュレートが酸化除去され、フィルタ２４はパティキュレ
ートの堆積による目詰まりを生じない。エンジン１１が
高負荷運転されて温度センサ２６が排ガス温度Ｔ＝５５
０℃以上を検出すると、コントローラ２８は第１駆動手
段２１ｂを駆動して第１バルブ本体２１ａを図１の破線
で示すバイパス管開放位置に回転させ、排ガスを触媒コ
ンバータ１４を迂回してパティキュレート捕集器２３に
導入する。これは高温の排ガスを触媒コンバータ１６に
導入すると、排ガス流の硫黄分が酸化触媒１６にて酸化
されてミスト状の硫酸塩が生成されるのを回避するため
である。高負荷運転時にフィルタ２４に堆積したパティ
キュレートは排ガスの熱のみで酸化除去される。
排ガス温度は３００℃〜５５０℃の範囲内になるので、
上記と同様に酸化触媒１６にて生成された二酸化窒素に
よりパティキュレートフィルタ２４に堆積したパティキ
ュレートが酸化除去され、フィルタ２４はパティキュレ
ートの堆積による目詰まりを生じない。エンジン１１が
高負荷運転されて温度センサ２６が排ガス温度Ｔ＝５５
０℃以上を検出すると、コントローラ２８は第１駆動手
段２１ｂを駆動して第１バルブ本体２１ａを図１の破線
で示すバイパス管開放位置に回転させ、排ガスを触媒コ
ンバータ１４を迂回してパティキュレート捕集器２３に
導入する。これは高温の排ガスを触媒コンバータ１６に
導入すると、排ガス流の硫黄分が酸化触媒１６にて酸化
されてミスト状の硫酸塩が生成されるのを回避するため
である。高負荷運転時にフィルタ２４に堆積したパティ
キュレートは排ガスの熱のみで酸化除去される。
【００１５】なお、上記実施例では第１バルブを中立位
置、主管開放位置及びバイパス管開放位置の３段階に制
御し、第２バルブを全開位置及び半開位置の２段階に制
御したが、第１バルブを主管開放位置及びバイパス管開
放位置の２段階又は４段階以上に制御し、第２バルブを
３段階以上に制御してもよい。この場合、より細かな最
適化が可能となる。また、上記実施例ではコントローラ
の制御入力に温度センサ及び圧力センサの各検出出力を
接続したが、パティキュレートフィルタに堆積したパテ
ィキュレートを完全に二酸化窒素により酸化除去できれ
ば、圧力センサを用いずに温度センサののみをコントロ
ーラの制御入力に接続してもよい。この場合、コントロ
ーラは温度センサの検出出力に基づいて第１及び第２バ
ルブを制御する。更に、上記実施例で挙げた排ガス温度
及び排ガス圧力の数値は一例であってこれらの数値に限
定されるものではない。
置、主管開放位置及びバイパス管開放位置の３段階に制
御し、第２バルブを全開位置及び半開位置の２段階に制
御したが、第１バルブを主管開放位置及びバイパス管開
放位置の２段階又は４段階以上に制御し、第２バルブを
３段階以上に制御してもよい。この場合、より細かな最
適化が可能となる。また、上記実施例ではコントローラ
の制御入力に温度センサ及び圧力センサの各検出出力を
接続したが、パティキュレートフィルタに堆積したパテ
ィキュレートを完全に二酸化窒素により酸化除去できれ
ば、圧力センサを用いずに温度センサののみをコントロ
ーラの制御入力に接続してもよい。この場合、コントロ
ーラは温度センサの検出出力に基づいて第１及び第２バ
ルブを制御する。更に、上記実施例で挙げた排ガス温度
及び排ガス圧力の数値は一例であってこれらの数値に限
定されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、触
媒コンバータ及びこのコンバータを迂回するバイパス管
より排ガス下流側の排気管にパティキュレート捕集器を
設け、コントローラが排ガス温度を検出する温度センサ
の検出出力に基づいて、排ガスの触媒コンバータ及びバ
イパス管へのそれぞれの流入量を調整する第１バルブ
と、パティキュレート捕集器より排ガス下流側の排気管
への排ガス流量を調整する第２バルブとを制御するよう
に構成したので、排ガス温度が酸化触媒による排ガス浄
化作用の低い温度以下のときに、排ガスを浄化せずにバ
イパス管を介してそのまま大気に排出してしまう従来の
排気ガス処理装置と比較して、本発明では排ガス温度が
低いエンジンの軽負荷運転時であってもパティキュレー
トフィルタに堆積したパティキュレートを酸化除去でき
る。
媒コンバータ及びこのコンバータを迂回するバイパス管
より排ガス下流側の排気管にパティキュレート捕集器を
設け、コントローラが排ガス温度を検出する温度センサ
の検出出力に基づいて、排ガスの触媒コンバータ及びバ
イパス管へのそれぞれの流入量を調整する第１バルブ
と、パティキュレート捕集器より排ガス下流側の排気管
への排ガス流量を調整する第２バルブとを制御するよう
に構成したので、排ガス温度が酸化触媒による排ガス浄
化作用の低い温度以下のときに、排ガスを浄化せずにバ
イパス管を介してそのまま大気に排出してしまう従来の
排気ガス処理装置と比較して、本発明では排ガス温度が
低いエンジンの軽負荷運転時であってもパティキュレー
トフィルタに堆積したパティキュレートを酸化除去でき
る。
【００１７】また、排ガス温度が極めて高くなると、排
ガス中の硫黄分を酸化して硫酸塩を生成する従来の排ガ
ス処理装置と比較して、本発明では排ガス温度が極めて
高くなると、排ガスをバイパス管に導くことにより酸化
触媒での硫酸塩の生成を防止できる。更に、パティキュ
レートフィルタの目詰まり時にフィルタを再生するため
の電気ヒータやバーナを必要とし、かつパティキュレー
トの捕集量検出部の構造が複雑であり、製造コストを押
上げる従来のパティキュレート除去装置と比較して、本
発明では電気ヒータやバーナ等を用いない簡単な構造
で、パティキュレートフィルタに堆積したパティキュレ
ートを酸化除去できる。
ガス中の硫黄分を酸化して硫酸塩を生成する従来の排ガ
ス処理装置と比較して、本発明では排ガス温度が極めて
高くなると、排ガスをバイパス管に導くことにより酸化
触媒での硫酸塩の生成を防止できる。更に、パティキュ
レートフィルタの目詰まり時にフィルタを再生するため
の電気ヒータやバーナを必要とし、かつパティキュレー
トの捕集量検出部の構造が複雑であり、製造コストを押
上げる従来のパティキュレート除去装置と比較して、本
発明では電気ヒータやバーナ等を用いない簡単な構造
で、パティキュレートフィルタに堆積したパティキュレ
ートを酸化除去できる。
【図１】本発明一実施例の排ガス浄化装置の構成図。
【図２】排ガス温度の変化に対するＮＯのＮＯ2への転
化率を示す図。
化率を示す図。
【図３】その装置の動作を示すフローチャート。
１１ ディーゼルエンジン １３ 排気管 １４ 触媒コンバータ １６ 酸化触媒 １７ バイパス管 ２１ 第１バルブ ２２ 第２バルブ ２３ パティキュレート捕集器 ２４ パティキュレートフィルタ ２６ 温度センサ ２８ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢＥ Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ (56)参考文献 特開 平５−44436（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264719（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65817（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−8612（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−75124（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 F01N 3/20 F01N 3/24 F02D 9/04
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジン(11)の排気管(13)に設けられ酸
化触媒(16)が収容された触媒コンバータ(14)と、前記触
媒コンバータ(14)を迂回するように前記排気管(13)に接
続されたバイパス管(17)と、排ガスの前記触媒コンバー
タ(14)及び前記バイパス管(17)へのそれぞれの流量を調
整可能な第１バルブ(21)と、前記触媒コンバータ(14)よ
り排ガス上流側の排ガス温度を検出する温度センサ(26)
と、前記温度センサ(26)の検出出力に基づいて前記第１
バルブ(21)を制御するコントローラ(28)とを備えた排ガ
ス浄化装置において、 前記触媒コンバータ(14)及び前記バイパス管(17)より排
ガス下流側の前記排気管(13)に設けられパティキュレー
トフィルタ(24)が収容されたパティキュレート捕集器(2
3)と、 前記パティキュレート捕集器(23)より排ガス下流側の前
記排気管(13)に設けられ前記排気管(13)を流れる排ガス
流量を調整可能な第２バルブ(22)とを備え、 前記コントローラ(28)は、前記温度センサ(26)の検出出力に基づいて 前記エンジン
(11)が軽負荷運転状態であると判断したときに前記第１
バルブ(21)を制御し前記バイパス管(17)を閉止すること
により排ガスを前記触媒コンバータ(14)に導き、かつ前
記第２バルブ(22)を絞り、前記温度センサ(26)の検出出力に基づいて 前記エンジン
(11)が中負荷運転状態であると判断したときに前記第１
バルブ(21)を制御し前記バイパス管(17)を閉止すること
により排ガスを前記触媒コンバータ(14)に導き、かつ前
記第２バルブ(22)を全開にし、前記温度センサ(26)の検出出力に基づいて 前記エンジン
(11)が高負荷運転状態であると判断したときに前記第１
バルブ(21)を制御し前記バイパス管(17)を開放すること
により排ガスを前記バイパス管(17)を介して前記パティ
キュレート捕集器(23)に導入し、かつ前記第２バルブ(2
2)を全開にするように構成されたことを特徴とする排ガ
ス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12485195A JP3250645B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12485195A JP3250645B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 排ガス浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08319820A JPH08319820A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3250645B2 true JP3250645B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=14895670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12485195A Expired - Fee Related JP3250645B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3250645B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9804739D0 (en) * | 1998-03-06 | 1998-04-29 | Johnson Matthey Plc | Improvements in emissions control |
| JP2002021534A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Bosch Braking Systems Co Ltd | 排気ガス浄化装置 |
| JP2002188432A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-07-05 | Isuzu Motors Ltd | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
| DE60212079T2 (de) | 2001-02-20 | 2006-12-07 | Isuzu Motors Ltd. | Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung für Dieselmotoren und Regenerationssteuerungsverfahren für Abgasnachbehandlungsvorrichtung |
| FR2832183B1 (fr) * | 2001-11-13 | 2005-10-28 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme d'aide a la regeneration d'un filtre a particules catalyse dispose dans une ligne d'echappement de moteur diesel de vehicule automobile |
| JP3951899B2 (ja) | 2002-11-15 | 2007-08-01 | いすゞ自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 |
| JP4045935B2 (ja) * | 2002-11-25 | 2008-02-13 | 三菱ふそうトラック・バス株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| EP1495796B1 (de) * | 2003-07-09 | 2006-09-20 | Hochschule Rapperswil, Institut für angewandte Umwelttechnik | Verringerung der Stickstoffdioxid-emission bei kontinuierlich regenerierenden Russpartikelnfiltern |
| FR2872217A1 (fr) * | 2004-06-24 | 2005-12-30 | Faurecia Sys Echappement | Groupe de propulsion a organe de purification catalytique |
| DE102004057434A1 (de) * | 2004-11-27 | 2006-06-08 | Deutz Ag | Oxidationskatalysator und Partikelfilter |
| JP5112986B2 (ja) * | 2008-08-11 | 2013-01-09 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| NL2002651C2 (nl) * | 2009-03-23 | 2010-09-27 | Trs Transportkoeling B V | Voertuig voorzien van een verbrandingsmotor. |
| BR112013000067B1 (pt) * | 2010-07-02 | 2022-03-29 | Mack Trucks, Inc | Sistema de pós-tratamento de motor a diesel e de exaustão e método de tratamento de gases de exaustão a partir de um motor a diesel |
| US10107213B2 (en) * | 2016-12-01 | 2018-10-23 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for exhaust gas recirculation and heat recovery |
| CN109441597A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-03-08 | 潍柴动力股份有限公司 | 后处理保护系统和后处理保护方法 |
| CN109826694A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-05-31 | 北京汽车股份有限公司 | 尾气净化系统和车辆以及尾气净化系统的控制方法 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP12485195A patent/JP3250645B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08319820A (ja) | 1996-12-03 |
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