JPH0544436A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH0544436A
JPH0544436A JP3200785A JP20078591A JPH0544436A JP H0544436 A JPH0544436 A JP H0544436A JP 3200785 A JP3200785 A JP 3200785A JP 20078591 A JP20078591 A JP 20078591A JP H0544436 A JPH0544436 A JP H0544436A
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JP
Japan
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exhaust gas
catalyst
throttle valve
exhaust
engine
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JP3200785A
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English (en)
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Tetsuya Uehara
哲也 上原
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的はディーゼルエンジンの排気
浄化装置(触媒)の目詰まり状態を、安価でかつ簡単な
装置で自動的に解消し、もってエンジンの出力、燃費の
悪化及び触媒の焼損を防止し、排気の浄化を効率的に行
なうことができるものを提供するにある。 【構成】 この発明は、ディーゼルエンジンの排気通路
に浄化装置と排気絞り弁とを設けると共に、前記浄化装
置の目詰まり状態を検知する検知装置と、該検知装置の
検知信号により前記排気絞り弁を排圧上昇を生ずる程度
の所定の間又はエンジン回転数の間、閉じた後に開く制
御装置を設けてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のうち、デ
ィーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは排気中にパティキ
ュレート(粒子状物質)として、カーボンおよびSOF
(可溶性有機物質)その他を含む為、これら物質を取除
く必要があり、このため、例えば排気通路にSOFを酸
化する触媒(オープンハニカム触媒等)を設けるものが
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディー
ゼルエンジンにおいて、排気浄化のため、排気通路にオ
ープンハニカムの触媒を設け、長時間低負荷運転を行な
うと、触媒がパティキュレートによって目詰まりを起こ
し、排圧が上昇し、出力及び燃費が悪化するという問題
点があった。
【0004】また、このような目詰まり状態で高負荷運
転を行なうと、排温上昇により堆積していたパティキュ
レートが急激に燃焼し触媒が焼損するという問題点があ
った。
【0005】このため、再燃焼形式のものを使用し、目
詰まり時に堆積パティキュレートを燃焼し再生すること
が考えられるが、このものは燃焼装置が高価で複雑であ
るという問題点があった。
【0006】そこで、この発明は、装置が高価で複雑に
なる事がなく、前記触媒の目詰まり状態を解消する内燃
機関の排気浄化装置を提供することによって前記目的を
達成する事を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するため、ディーゼルエンジンの排気通路に浄化装
置と排気絞り弁とを設けると共に、前記浄化装置の目詰
まり状態を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号
により前記排気絞り弁を排圧上昇を生ずる程度の所定の
間又はエンジン回転数の間、閉じた後に開く制御装置を
設けたものである。
【0008】
【作用】触媒が目詰まりを起こしそうになると、検知装
置がこれを検知し制御装置に出力する。制御装置は排気
絞り弁をいったん閉じ排圧上昇の時点でこれを開くよう
に作動指令する。これにより排気は上流での排圧上昇そ
して下流での下降と急激な圧力変化により、勢い良い流
れ、即ち、強制的な排気ブローを行ない、そのエネルギ
を持って触媒に流れ込み、付着しているパティキュレー
トを吹き流し、触媒から取除く。この装置は機械的絞り
弁とその制御装置で済むので、安価でかつ簡単にでき
る。なお、強制ブローにより大気に放出するのは、パテ
ィキュレート中のカーボンの一部であり、パティキュレ
ート中のSOFは、確実に除去するので、排出されるパ
ティキュレート総量を低減することが可能である。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜3により
説明する。
【0010】まず、構成を図1により説明する。ディー
ゼルエンジン1は、燃料の噴射を行なう噴射ポンプ2を
備えると共に、排気通路3に触媒4を具備している。触
媒4は、微細の多数の通路をハニカム的に備えたオープ
ンハニカム構造をしており、排気中のパティキュレー
ト、特にSOFを付着捕集し、これを浄化処理するもの
である。なお、この触媒に代えて他の付着捕集型の浄化
装置を使用しても良いことは勿論である。
【0011】排気通路3の触媒4の後流には排気絞り弁
5が設けられており、この排気絞り弁5はソレノイド式
アクチュエータ11により開閉作動され、排気の流れを
せき止めたり、また解放したりすることができるように
なっている。コントロールユニット6は、このアクチュ
エータ11に出力すべく、触媒4の前後圧力差(差圧Δ
P)を検知するための第1圧力センサ7と第2圧力セン
サ8の両信号P1 とP2 とを入力するとと共に、エンジ
ン回転数検知装置9のエンジン回転数の信号N及び噴射
ポンプ2のコントロールレバー開度などにより負荷を検
知する負荷検知装置10の負荷信号Lとを入力する。
【0012】コントロールユニット6は、図2に示す触
媒前後差圧ΔPのマップを備え、触媒4が目詰まりを起
こしそうになると、これをマップ上で読み込み、かつ検
索しその値と実測値とより判断して、アクチュエータ1
1に指令するようになっている。
【0013】図2は、横軸にエンジン回転数Nをとり、
縦軸に負荷Lをとり、触媒4が正常な、即ち付着または
目詰まりを起こしていない正規の状態のときの差圧ΔP
をマップ状に画いたものを示す。a,b,c,dは夫々
等差圧線ΔPa,ΔPb,ΔPc,ΔPdの線を示し、
回転数大、負荷大となる程、即ち、斜め直線Wの矢印の
方向にΔPが高くなっている事を示してある。なお、図
2ではΔPの性能曲線を4本で示してあるが、もっと密
になるように作成するか、又は、その中間値は計算で求
められるようにしておく。以上により、コントロールユ
ニット6、第1圧力センサ7、第2圧力センサ8、エン
ジン回転数検知装置9及び負荷検知装置10は目詰まり
検知装置13を構成するものである。
【0014】次に前記実施例の作用を図1〜3により説
明する。
【0015】エンジン1が運転すると、排気は排気通路
3から触媒4に達し清浄にされてから大気に放出され
る。
【0016】コントロールユニット6は、第1圧力セン
サ7、第2圧力センサ8、エンジン回転数検知装置9及
び負荷検知装置10の各信号を入力し、実測エンジン回
転数Nと負荷Lに相当するときの正常な差圧所定値(例
えば図2のマップ上の点BのΔPb)と実測差圧ΔP´
b、即ち(P1 −P2 )とを、常時、比較している。こ
れらの値が等しければ触媒4は目詰まりを起こさず、綺
麗な(正常な)状態で機能しているといえる。
【0017】長時間の低速エンジン運転の結果、実測差
圧ΔP´bが差圧所定値ΔPbを上回り、その値が15
〜20%程度オーバしたとする。この程度の排圧上昇の
状態では触媒4が目詰まりを起こし始めていると判断さ
れる。
【0018】コントロールユニット6は、ここで、アク
チュエータ11に指令し、排気絞り弁5をいったん閉じ
させる。そして所定時間(0.数秒〜1秒)経過したの
ち、即ちその上流の排圧が上昇した時点で排気絞り弁5
を開かせる。すると、排気は急激な圧力変化による流れ
(強制ブロー)を作り、触媒4に流れ込み、内部微細路
中に付着又は目詰まりしかかっているパティキュレート
中のカーボンを一気に取除き、下流へ流し去ることにな
る。よって、触媒4の目詰まり状態となることが回避さ
れるわけである。以上の動作は自動的に行なわれる。こ
のためエンジン1は出力及び燃費が悪化することなく、
運転を継続できる。又、触媒が目詰まりにより高負荷運
転時に焼損することも阻止される。
【0019】なお、この強制ブローによるパティキュレ
ートはある程度、大気に放出されても、その量が少ない
のでエミッション上の問題は生じない。また、この実施
例による目詰まり除去は、排気絞り弁5の閉開という機
械的動作による排気の強制ブローによるので、装置が簡
単で安価になるという長所がある。
【0020】図3は前記実施例のフローチャートを示
す。これについて説明すると、スタート後、ステップ1
で負荷、エンジン回転数、触媒前圧力及び触媒後圧力を
読み込み、ステップ2で差圧マップより差圧の所定値を
検索し、ステップ3で差圧の実測値が所定値より大きい
かどうか比較し、大きいときはステップ4で排気絞り弁
を閉じ、所定時間経過後に開としリターンするものであ
る。
【0021】図4には第2実施例を示す。この実施例は
第1実施例の検知装置に代えて、触媒4の上流の排気温
度を検知する温度センサ12を用いたことであり、その
他は前実施例と同様である。そして、コントロールユニ
ット6は、この温度センサ12の温度(信号)Tを入力
することにより、排気温度Tが所定値以下であるような
運転状態が所定時間(又は所定回数)以上行なわれたか
どうかを運転履歴に照らして判断し、所定時間以上行な
われた場合は詰まりを起こしているとみなし、アクチュ
エータ11に出力するものである。つまり、温度センサ
Tにより、エンジンの低温におけるエンジン運転履歴を
知り、これを触媒4の目詰まり有無の目安とするもの
で、この温度センサ12とコントロールユニット6で目
詰まり検知装置13を構成するものといえうる。この第
2実施例も前実施例と同様に排気のブローにより目詰ま
りしかかったパティキュレート中のカーボンを取り除く
ことができるものである。
【0022】なお、第1実例及び第2実施例においては
排気絞り弁5を所定時間、閉じるようにしたが、これ
は、エンジンが所定回転数回転する間、閉じるようにし
ても良いものである。この場合、排気流量の少ない低回
転運転状態では、弁が閉じられる時間が長くなり、低速
回転状態でも強力なブローが実現でき効果的に目詰まり
除去が行われる。
【0023】又、排気絞り弁は、触媒上流に設けても同
様の効果がある。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、ディーゼルエンジンにおいて排気浄化装置が目詰ま
りを起こしかけているとき、これを自動的に回避でき、
出力、燃費の悪化、更には触媒の焼損という事態を阻止
することができ、しかも、これを安価で簡単な装置で達
成することができ、これにより内燃機関の排気を効率的
に浄化することができるという効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す概略構成図であ
る。
【図2】図1の実施例に用いる触媒前後差圧マップ図で
ある。
【図3】図1の実施例のフローチャートである。
【図4】この発明の第2実施例を示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
1 エンジン 2 噴射ポンプ 3 排気通路 4 触媒 5 排気絞り弁 6 コントロールユニット 7 第1圧力センサ 8 第2圧力センサ 9 エンジン回転数検知装置 10 負荷検知装置 11 アクチュエータ 12 温度センサ 13 目詰まり検知装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンの排気通路に浄化装
    置と排気絞り弁とを設けると共に、前記浄化装置の目詰
    まり状態を検知する検知装置と、該検知装置の検知信号
    により前記排気絞り弁を排圧上昇を生ずる程度の所定の
    間又はエンジン回転数の間、閉じた後に開く制御装置を
    設けてなる内燃機関の排気浄化装置。
JP3200785A 1991-08-09 1991-08-09 内燃機関の排気浄化装置 Pending JPH0544436A (ja)

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