JPH0842325A - Exhaust fine particle purifying device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust fine particle purifying device for internal combustion engineInfo
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- JPH0842325A JPH0842325A JP6176684A JP17668494A JPH0842325A JP H0842325 A JPH0842325 A JP H0842325A JP 6176684 A JP6176684 A JP 6176684A JP 17668494 A JP17668494 A JP 17668494A JP H0842325 A JPH0842325 A JP H0842325A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
ような内燃機関の排気中に含まれている微粒子をフィル
タによって捕集して排気を浄化する装置に係り、特に、
フィルタ上に捕集されて堆積した微粒子を燃焼させて除
去するフィルタの再生処理の手段に特徴を有する排気微
粒子浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for purifying exhaust gas by collecting fine particles contained in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine by a filter,
The present invention relates to an exhaust particulate purifying apparatus characterized by a filter regeneration treatment means for burning and removing particulates collected and accumulated on a filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】フィルタを有する内燃機関の排気微粒子
浄化装置において、フィルタ上に捕集されて堆積した可
燃性のカーボン粒子のような微粒子を燃焼させて除去
し、それによってフィルタの捕集能力を再生する手段と
して色々なものが考えられているが、その一つとして、
フィルタに酸化触媒を担持させておき、内燃機関の排気
の温度が高くなる運転状態において、フィルタに担持さ
れた触媒が温度上昇して活性化温度以上となった時に、
排気管の途中に設けられた燃料供給装置からフィルタへ
燃料を供給し、触媒による燃料の酸化反応熱により、フ
ィルタ上に堆積した微粒子を着火温度以上に加熱し、燃
焼させて除去する再生方法がある。2. Description of the Related Art In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having a filter, combustible carbon particles such as combustible carbon particles collected and deposited on the filter are burned and removed, thereby increasing the filter's collecting ability. Various methods are considered as means for reproducing, but as one of them,
In the operating state in which the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine rises and the temperature of the catalyst carried by the filter rises to reach the activation temperature or higher,
There is a regeneration method in which fuel is supplied to a filter from a fuel supply device provided in the middle of the exhaust pipe, and the heat of oxidation reaction of the fuel by the catalyst heats the particulates deposited on the filter to a temperature above the ignition temperature and burns them to remove them. is there.
【０００３】しかしながら、上記の再生方法では、内燃
機関の低回転、低負荷（低トルク）のような運転状態に
おいては、排気の温度が低いためにフィルタに担持され
た触媒の温度も触媒の活性化温度以下になっていること
が多いから、このような状態で排気管の燃料供給装置に
よって燃料を供給しても、触媒が燃料を酸化させること
ができないために、堆積した微粒子を着火温度まで加熱
することもできず、従って、フィルタの再生を良好に行
うことができない。その結果、フィルタが微粒子の過度
の堆積によって目詰まりして排気圧力が上昇し、内燃機
関の性能を低下させるというような問題が起こり得る。However, in the above-mentioned regeneration method, when the internal combustion engine is operating at a low speed and a low load (low torque), the temperature of the exhaust gas is low, so that the temperature of the catalyst carried by the filter also activates the catalyst. Since the temperature is often below the oxidation temperature, even if fuel is supplied by the exhaust pipe fuel supply device in such a state, the catalyst cannot oxidize the fuel. It cannot be heated and therefore the filter cannot be regenerated well. As a result, the filter may become clogged due to excessive accumulation of fine particles, and the exhaust pressure may increase, resulting in a problem that the performance of the internal combustion engine is degraded.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に排気微粒子を捕集するフィルタ自体に触媒を担持させ
ることにより、フィルタの再生時に燃料の酸化反応熱を
発生させるという再生方式をとっている内燃機関の排気
微粒子浄化装置において、機関の低回転域、或いは低負
荷域のような排気温度が比較的低い運転状態を含む機関
のどのような運転領域であっても、フィルタの再生を常
に良好に行うことができるような、新規なフィルタの再
生処理システムを提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a regeneration system in which the catalyst itself is supported on the filter for collecting exhaust particulates as described above to generate heat of oxidation reaction of fuel when the filter is regenerated. In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, the filter regeneration is performed in any operating range of the engine including an operating state in which the exhaust temperature is relatively low, such as a low engine speed range or a low load range. It is an object of the present invention to provide a novel filter regeneration processing system that can always perform well.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、内燃機関の排気中に含まれ
ている微粒子を捕集して排気を浄化するために前記内燃
機関の排気通路に設けられると共に、堆積する微粒子を
着火燃焼させて捕集機能を再生するために触媒を担持し
ているフィルタと、前記内燃機関の排気の流れに関して
前記フィルタの上流側に設けられ、前記内燃機関の排気
温度が低い運転状態において前記フィルタの再生を行う
ときに電気的に発熱して、部分的に周辺の触媒を活性化
させる部分加熱ヒータと、排気の流れに関して前記部分
加熱ヒータの更に上流側に設けられ、前記フィルタの再
生時に前記部分加熱ヒータ及び前記フィルタの上流側へ
未燃焼の燃料を供給することができる燃料供給手段と
を、全て備えていることを特徴とする内燃機関の排気微
粒子浄化装置を提供する。As a means for solving the above-described problems, the present invention provides a method for collecting the particulates contained in the exhaust gas of an internal combustion engine to purify the exhaust gas. A filter that is provided in the exhaust passage and carries a catalyst for regenerating the trapping function by igniting and burning the accumulated fine particles, and provided on the upstream side of the filter with respect to the flow of exhaust gas of the internal combustion engine, A partial heating heater that electrically generates heat when the filter is regenerated in an operating state where the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is low, and partially activates a peripheral catalyst, and a partial heating heater for exhaust gas flow. A fuel supply unit that is provided on the upstream side and that can supply unburned fuel to the upstream side of the partial heater and the filter when the filter is regenerated is provided with all of them. To provide an exhaust particulate purifying apparatus for an internal combustion engine characterized by and.
【０００６】[0006]
【作用】フィルタに堆積した排気微粒子を焼却してフィ
ルタの捕集機能を再生させる処理は、内燃機関が高回
転、高負荷の運転状態にあるとき等は排気の温度が高い
ので、フィルタに担持された触媒が活性化温度に達して
いるおり、燃料供給手段を作動させてフィルタの上流側
へ未燃焼の燃料を供給すれば、燃料が触媒によって酸化
される際の反応熱によって、フィルタ上に堆積している
微粒子が加熱され、着火して容易に燃焼するが、内燃機
関が低回転、低負荷（低トルク）の運転状態にあるとき
等は排気の温度が低いので、フィルタに担持された触媒
が活性化温度に達しておらず、燃料供給手段によってフ
ィルタへ燃料を供給しても、燃料は酸化されないので微
粒子を加熱することができないで、フィルタが再生され
ないだけでなく、燃料が未燃焼のまま排出される。The function of incinerating the exhaust particulates deposited on the filter to regenerate the filter's trapping function is because the temperature of the exhaust gas is high when the internal combustion engine is operating at high rotation speed and high load. If the activated catalyst has reached the activation temperature and the fuel supply means is activated to supply unburned fuel to the upstream side of the filter, the heat of reaction when the fuel is oxidized by the catalyst causes the catalyst to remain on the filter. The accumulated particulates are heated, ignite and burn easily, but when the internal combustion engine is operating at low speed and low load (low torque), the temperature of the exhaust gas is low, so it was carried by the filter. Even if the catalyst has not reached the activation temperature and the fuel is supplied to the filter by the fuel supply means, the fuel is not oxidized and therefore the particulates cannot be heated. There are discharged unburned.
【０００７】このようなときに、本発明の排気微粒子浄
化装置では、フィルタの上流側に設けられた部分加熱ヒ
ータが電気的に付勢されて作動を開始する。部分加熱ヒ
ータはその周辺及び下流側の触媒を部分的に加熱して、
触媒の一部を早期に活性化させ、そこへ供給された未燃
焼の燃料を酸化させて反応熱を発生させるので、その反
応熱を受けるフィルタに担持された触媒が温度上昇して
活性化し、燃料の酸化反応が更に広い範囲で起こる。そ
の反応熱によってフィルタ上に堆積した微粒子が加熱さ
れ、順次着火温度に達して燃焼するので、そのような排
気温度が低い運転状態でもフィルタの再生が可能にな
る。In such a case, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the partial heating heater provided on the upstream side of the filter is electrically energized to start the operation. The partial heater partially heats the catalyst around it and on the downstream side,
Since a portion of the catalyst is activated early and the unburned fuel supplied thereto is oxidized to generate reaction heat, the catalyst carried by the filter that receives the reaction heat rises in temperature and is activated, A wider range of fuel oxidation reactions occur. The particles of heat deposited on the filter are heated by the reaction heat and sequentially reach the ignition temperature and burn, so that the filter can be regenerated even in such an operating state in which the exhaust temperature is low.
【０００８】[0008]
【実施例】図１に本発明のシステム構成全体の実施例を
示す。図中の１は排気と共に主としてカーボン粒子のよ
うな可燃性の微粒子を排出するディーゼルエンジン、２
はその排気管、３は排気管２の途中に設けられたケーシ
ングであって、その内部には排気微粒子浄化装置の要部
が収容されている。即ち、まず排気の流れから見て最も
上流側の部分には、後に詳細に説明するような構造の、
部分的に触媒を加熱することができる部分加熱ヒータ４
が配置されており、その下流側の部分には通常の構造の
触媒担持フィルタ５が配置されている。FIG. 1 shows an embodiment of the entire system configuration of the present invention. 1 in the figure is a diesel engine that emits mainly combustible particles such as carbon particles together with exhaust gas, 2
Is a casing provided in the middle of the exhaust pipe 2, and a main part of the exhaust particulate purifying apparatus is housed inside the casing. That is, first, in the portion on the most upstream side as seen from the flow of exhaust gas, the structure which will be described in detail later,
Partial heater 4 capable of partially heating the catalyst
Is disposed, and the catalyst-carrying filter 5 having a normal structure is disposed on the downstream side portion thereof.
【０００９】触媒担持フィルタ５は、例えばコーデュラ
イト等の多孔質のセラミックからなっており、その構造
は、縦方向に貫通して多数の穴が形成されているモノリ
ス型触媒担体の、隣接する縦方向の穴を交互に上流側端
と下流側端において栓詰めして、各穴間の多孔質の壁を
透過して排気の流れが生じるようにしたフィルタに、触
媒担持用のガンマ・アルミナ（γ−Ａｌ2 Ｏ3 ）等のコ
ーティングを施した上に、ＰｔやＰｄ−Ｒｈのような酸
化触媒又は酸化・還元触媒を担持させたものである。The catalyst-carrying filter 5 is made of, for example, a porous ceramic such as cordurite, and its structure is such that adjacent monolithic catalyst carriers having a plurality of holes penetrating in the vertical direction are formed adjacent to each other. Gamma-alumina (for supporting catalyst) on a filter in which holes in the direction are alternately plugged at the upstream end and the downstream end so that exhaust gas flows through the porous wall between the holes. (γ-Al 2 O 3 ), etc. is applied, and then an oxidation catalyst such as Pt or Pd-Rh or an oxidation / reduction catalyst is supported.
【００１０】図１において６は温度センサであって、サ
ーミスタや熱電対等からなり、触媒担持フィルタ５を通
過した後の排気の温度を検出することによって、触媒担
持フィルタ５等の温度を測定するためのものである。部
分加熱ヒータ４及び触媒担持フィルタ５は、図示しない
断熱材を介してケーシング３内に保持される。図１に示
す７は燃料噴射弁のような燃料供給装置であって、ディ
ーゼルエンジン１の図示しない燃料噴射ポンプへ燃料を
供給するフィードポンプの吐出側へ、電磁バルブと絞り
を介して接続されている。電磁バルブをデューティ制御
により開閉することによって、燃料供給装置７から部分
加熱ヒータ４及び触媒担持フィルタ５の上流側の排気管
２内へ噴射される燃料の量を自由に制御することができ
る。In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a temperature sensor, which comprises a thermistor, a thermocouple, etc., for measuring the temperature of the catalyst-carrying filter 5, etc. by detecting the temperature of the exhaust gas after passing through the catalyst-carrying filter 5. belongs to. The partial heater 4 and the catalyst-carrying filter 5 are held in the casing 3 via a heat insulating material (not shown). Reference numeral 7 shown in FIG. 1 denotes a fuel supply device such as a fuel injection valve, which is connected to a discharge side of a feed pump for supplying fuel to a fuel injection pump (not shown) of the diesel engine 1 via an electromagnetic valve and a throttle. There is. By opening and closing the electromagnetic valve by duty control, the amount of fuel injected from the fuel supply device 7 into the exhaust pipe 2 upstream of the partial heater 4 and the catalyst-carrying filter 5 can be freely controlled.
【００１１】触媒担持フィルタ５として上記の例ではセ
ラミックフィルタを用いているが、公知のメタルハニカ
ム型フィルタやファイバフィルタ等のような、排気微粒
子捕集のために使用可能なフィルタに触媒を担持させた
ものを、この場合の触媒担持フィルタ５として使用する
ことができることは言うまでもない。Although a ceramic filter is used as the catalyst-carrying filter 5 in the above example, the catalyst is supported on a filter that can be used for collecting exhaust particulates, such as a known metal honeycomb filter or fiber filter. It goes without saying that a filter can be used as the catalyst-carrying filter 5 in this case.
【００１２】また、燃料供給装置７としては部分加熱ヒ
ータ４や触媒担持フィルタ５の上流側の排気管２の中へ
燃料を噴射するものを例示しているが、燃料供給装置７
のようなものを特別に設ける代わりに、ディーゼルエン
ジン１本体の気筒内へ高圧の燃料を噴射する燃料噴射弁
を利用して、通常のメイン噴射とは別に、膨張行程から
排気行程の途中で調量された燃料を噴射し（これを二次
噴射という）、未燃焼の燃料が排気管２を経てケーシン
グ３内の部分加熱ヒータ４と触媒担持フィルタ５へ供給
されるようにしてもよい。更に、ディーゼルエンジン１
のフィードポンプから燃料を燃料供給装置７へ供給する
のに代えて、専用の燃料供給ポンプを電磁バルブや絞り
と共に設けたり、専用の計量ポンプを設けたりすること
も可能であることは当然のことである。Further, as the fuel supply device 7, an example in which fuel is injected into the exhaust pipe 2 on the upstream side of the partial heating heater 4 and the catalyst carrying filter 5 is illustrated.
Instead of installing something special like this, a fuel injection valve that injects high-pressure fuel into the cylinder of the diesel engine 1 main body is used, and in addition to normal main injection, it is adjusted in the middle of the expansion stroke to the exhaust stroke. The metered fuel may be injected (this is referred to as secondary injection), and unburned fuel may be supplied to the partial heater 4 and the catalyst-carrying filter 5 in the casing 3 via the exhaust pipe 2. Furthermore, diesel engine 1
It is of course possible to provide a dedicated fuel supply pump together with an electromagnetic valve and a throttle, or to provide a dedicated metering pump, instead of supplying the fuel from the above feed pump to the fuel supply device 7. Is.
【００１３】次に、上記のような構成の内燃機関の排気
微粒子浄化装置全体の実施例の一部である部分加熱ヒー
タ４について、その具体的な第１実施例を図２及び図３
によって説明する。この例の部分加熱ヒータ４は、ステ
ンレス鋼のような、例えば２０％Ｃｒ−５％Ａｌ−７５
％Ｆｅの組成を有する耐熱性の金属の、厚さが例えば５
０μｍ程度の箔からなる帯状の平板８と、同じ帯状の材
料を波形に成形した波板９とを重ねあわせて、棒状の中
心電極１０の回りに巻きつけるようにして渦巻き状に巻
き上げてメタルハニカム型の触媒担体１１としたもの
で、軸方向の長さは通常のメタルハニカム型触媒担体よ
りも短くてよい。これに触媒担持フィルタ５と同様に、
ガンマ・アルミナ等のコーティングを施した上に、Ｐｔ
やＰｄ−Ｒｈのような酸化触媒又は酸化・還元触媒を担
持させてある。各１枚の帯状の平板８と波板９は、巻き
上げる前に部分的に接合することによって相互にずれな
いようにしておいてもよいが、それらの接触点に侵入し
て固化する前述のガンマ・アルミナのようなコーティン
グ材によって、基本的には相互に絶縁状態を保つように
なっている。Next, a specific first embodiment of the partial heater 4 which is a part of the embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
It will be explained by. The partial heater 4 in this example is made of stainless steel, for example, 20% Cr-5% Al-75.
The heat-resistant metal having a composition of% Fe has a thickness of, for example, 5
A band-shaped flat plate 8 made of a foil of about 0 μm and a corrugated plate 9 formed by corrugating the same band-shaped material are overlapped and wound around a rod-shaped center electrode 10 to be spirally wound up to form a metal honeycomb. The catalyst carrier 11 is a mold, and the axial length thereof may be shorter than that of a normal metal honeycomb catalyst carrier. As with the catalyst-carrying filter 5,
After coating with gamma, alumina, etc., Pt
And an oxidation catalyst such as Pd-Rh or an oxidation / reduction catalyst is supported. Each of the strip-shaped flat plate 8 and the corrugated plate 9 may be joined to each other before being rolled up so as not to be displaced from each other. -A coating material such as alumina basically keeps them insulated from each other.
【００１４】部分加熱ヒータ４の第１実施例としてのメ
タルハニカム型触媒担体１１は、帯状の金属箔を渦巻き
形に巻き上げたものであるから、加熱、冷却を繰り返す
ことによってスコーピングと呼ばれる軸方向への変形を
起こして型崩れし易いので、その変形を防止する目的を
兼ねて、図２及び図３に示しているように、中心電極１
０に近い領域１２と、外周部に近い領域１３において、
例えば蝋付けのような方法によって、メタル触媒担体１
１の上流側端面寄りの部分の平板８と波板９が巻き重ね
られた層間を短絡するように相互に接合している。従っ
て、中心部接合領域１２と外周部接合領域１３との間に
は環状の非接合領域１４が残り、更に触媒担体１１の下
流側の全域にわたって下流側非接合領域１５が残る。も
っとも、中心部接合領域１２と外周部接合領域１３を触
媒担体１１の軸方向の全長にわたって形成し、下流側非
接合領域１５ができないようにしてもよい。Since the metal honeycomb type catalyst carrier 11 as the first embodiment of the partial heater 4 is a spiral winding of a strip-shaped metal foil, the heating and cooling are repeated to repeat the axial direction called scoping. As shown in FIGS. 2 and 3, the center electrode 1 is also deformed to easily lose its shape.
In the area 12 near 0 and the area 13 near the outer periphery,
The metal catalyst carrier 1 is prepared by a method such as brazing.
The flat plate 8 and the corrugated plate 9 in the portion near the upstream end face of 1 are joined to each other so as to short-circuit the laminated layers. Therefore, an annular non-bonding region 14 remains between the central bonding region 12 and the outer peripheral bonding region 13, and further, a downstream non-bonding region 15 remains over the entire downstream side of the catalyst carrier 11. However, the central joining region 12 and the outer circumferential joining region 13 may be formed over the entire axial length of the catalyst carrier 11 so that the downstream non-joining region 15 cannot be formed.
【００１５】中心電極１０は、正電極としてケーシング
３の開口に設けられた絶縁材１６の中を通り、図示しな
い制御装置によって開閉制御されるスイッチを介して外
部のバッテリーのような電源に接続され、所要の時期に
所要の時間だけ電力の供給を受けるようになっている。
中心電極１０に対して、平板８と波板９の外周部端末
は、ケーシング３に取り付けられた外周端電極１７に接
続され、外周端電極１７は負電極としてシャシーを経由
するにしても最終的には電源に接続される。The center electrode 10 passes through an insulating material 16 provided in the opening of the casing 3 as a positive electrode, and is connected to a power source such as an external battery via a switch whose opening and closing is controlled by a controller (not shown). , It is designed to receive power at the required time and for the required time.
With respect to the center electrode 10, the outer peripheral ends of the flat plate 8 and the corrugated plate 9 are connected to the outer peripheral end electrode 17 attached to the casing 3, and the outer peripheral end electrode 17 is the final electrode even if it passes through the chassis. Connected to the power supply.
【００１６】次に、図１に例示したような内燃機関の排
気微粒子浄化装置における部分加熱ヒータ４の第１実施
例として、図２及び図３に示したメタルハニカム型の触
媒担体１１が用いられた場合の、システム全体と、部分
加熱ヒータ４である触媒担体１１の作動状態について説
明する。Next, the metal honeycomb type catalyst carrier 11 shown in FIGS. 2 and 3 is used as a first embodiment of the partial heater 4 in the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine as illustrated in FIG. In the case of the above, the operation state of the entire system and the catalyst carrier 11 which is the partial heater 4 will be described.
【００１７】ディーゼルエンジン１の運転によって、カ
ーボン粒のような排気微粒子を含む排気が排気管２へ排
出され、その排気が部分加熱ヒータ４としての触媒担体
１１と、触媒担持フィルタ５を順次通過する際に、排気
微粒子が主として触媒担持フィルタ５内に捕集されて堆
積する。微粒子がフィルタ５上に過度に堆積するとディ
ーゼルエンジン１の排気抵抗が増大して運転性能の低下
を招くので、堆積した微粒子を適時に除去して触媒担持
フィルタ５等の微粒子捕集能力を回復（再生）する必要
がある。微粒子の堆積量を検知して再生の時期を決定す
る方法は、例えば従来から行われているようにフィルタ
の前後の差圧を検出して、差圧が所定値以上となったと
きに再生時期と判定する方法や、エンジン１の排気圧力
を直接に検出する方法、或いはエンジン１の運転条件の
履歴データから推定する方法等、各種の方法を利用する
ことができる。By the operation of the diesel engine 1, exhaust gas containing exhaust particulates such as carbon particles is exhausted to the exhaust pipe 2, and the exhaust gas sequentially passes through the catalyst carrier 11 as the partial heater 4 and the catalyst carrying filter 5. At this time, exhaust particulates are mainly collected and deposited in the catalyst-carrying filter 5. Excessive accumulation of fine particles on the filter 5 increases exhaust resistance of the diesel engine 1 and causes deterioration of operating performance. Therefore, the accumulated fine particles are removed in a timely manner to recover the fine particle collecting ability of the catalyst-carrying filter 5 and the like ( Need to play). The method of detecting the accumulated amount of fine particles to determine the regeneration time is, for example, by detecting the differential pressure before and after the filter as is conventionally done, and when the differential pressure becomes a predetermined value or more, the regeneration timing is determined. It is possible to use various methods such as a method of determining that the exhaust pressure of the engine 1 is directly detected, or a method of estimating the exhaust pressure of the engine 1 from history data of the operating conditions of the engine 1.
【００１８】温度センサ６によって検出される排気温度
が所定値よりも高いことによって、部分加熱ヒータ４や
触媒担持フィルタ５の温度が高く、それらに担持された
触媒の温度も活性化温度を越えていると判断された時
は、図示しない制御装置の指令等によって燃料供給装置
７が作動し、エンジン１本体内の燃料噴射とは別に適量
の燃料を排気管２内へ噴射して、未燃焼の燃料を排気に
混入させて部分加熱ヒータ４と触媒担持フィルタ５へ送
り込む。このようにして追加供給された燃料は、部分加
熱ヒータ４及び触媒担持フィルタ５に担持されて活性化
している触媒の作用により、排気中の過剰空気（酸素）
と結合して酸化され、その酸化反応によって発生する熱
が触媒担持フィルタ５に堆積している排気微粒子の温度
を上昇させるので、その温度が微粒子の着火温度を越え
ると微粒子が燃焼を始める。それによって微粒子は焼却
されて触媒担持フィルタ５上から消滅し、フィルタ５の
微粒子捕集能力が再生されることになる。Since the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 6 is higher than a predetermined value, the temperatures of the partial heater 4 and the catalyst-carrying filter 5 are high, and the temperature of the catalyst carried by them also exceeds the activation temperature. If it is determined that the fuel is not being burned, the fuel supply device 7 is activated by a command from a control device (not shown) or the like, and an appropriate amount of fuel is injected into the exhaust pipe 2 separately from the fuel injection in the engine 1 main body. The fuel is mixed into the exhaust gas and sent to the partial heater 4 and the catalyst carrying filter 5. The fuel thus additionally supplied is supplied with excess air (oxygen) in the exhaust gas by the action of the catalyst which is carried and activated by the partial heating heater 4 and the catalyst carrying filter 5.
When the temperature exceeds the ignition temperature of the fine particles, the fine particles start to burn because the temperature of the fine particles of exhaust gas accumulated on the catalyst-carrying filter 5 is increased by the heat generated by the oxidation reaction. As a result, the fine particles are incinerated and disappear from the catalyst supporting filter 5, and the fine particle collecting capability of the filter 5 is regenerated.
【００１９】燃料供給装置７からの燃料供給は所定の時
間の経過後に停止される。この場合に最初から大量の燃
料を供給すると、燃料が蒸発するときの気化潜熱によっ
て排気の温度が一時的に低下して、触媒の温度が活性化
温度以下になり、一時的にもせよ酸化されない燃料が排
出される恐れがあるので、燃料供給装置７からの燃料供
給量を始めは少量とし、時間の経過と共に増量するよう
なパターンによって制御すれば、そのような問題が発生
するのを回避することができる。The fuel supply from the fuel supply device 7 is stopped after the elapse of a predetermined time. In this case, if a large amount of fuel is supplied from the beginning, the temperature of the exhaust will temporarily drop due to the latent heat of vaporization when the fuel evaporates, and the temperature of the catalyst will fall below the activation temperature, and even if it is temporarily not oxidized. Since the fuel may be discharged, if the fuel supply amount from the fuel supply device 7 is set to a small amount at the beginning and the amount of fuel is controlled to increase over time, such a problem can be avoided. be able to.
【００２０】次に、触媒担持フィルタ５における排気微
粒子の堆積量が所定値を越えて再生時期に来たと判断さ
れても、エンジン１が低回転や低負荷運転のような状態
にあるときには、温度センサ６によって検出される排気
の温度が低く、部分加熱ヒータ４や触媒担持フィルタ５
に担持された触媒が未だ活性化していないような場合が
あり得る。このような状態で触媒担持フィルタ５を再生
するために燃料供給装置７から燃料を供給すると、フィ
ルタ５の再生が満足に行われないだけでなく、燃料供給
装置７から供給した燃料が触媒によって酸化されない
で、殆ど炭化水素のまま外気中へ排出されて問題を起こ
すことになる。Next, even if it is judged that the amount of exhaust particulates deposited on the catalyst-carrying filter 5 has exceeded the predetermined value and the regeneration timing has come, if the engine 1 is in a state of low rotation or low load operation, the temperature is kept low. The temperature of the exhaust gas detected by the sensor 6 is low, and the partial heater 4 and the catalyst carrying filter 5 are
There may be cases where the catalyst supported on the catalyst is not yet activated. When fuel is supplied from the fuel supply device 7 to regenerate the catalyst-carrying filter 5 in such a state, not only the regeneration of the filter 5 is not performed satisfactorily, but the fuel supplied from the fuel supply device 7 is oxidized by the catalyst. Otherwise, almost all hydrocarbons will be discharged into the open air, causing a problem.
【００２１】一般的に、エンジン１の回転数とトルク
（負荷）の関係を線図に例示すると図４のようになる。
図４の線図によって囲まれるエンジン１の運転領域のう
ちで、斜線によって示した比較的上部の領域Ｈでは、排
気の温度が部分加熱ヒータ４や触媒担持フィルタ５に担
持された触媒の活性化温度よりも高くなっているので、
部分加熱ヒータ４であるメタルハニカム型の触媒担体１
１に通電する要もなく、燃料供給装置７から燃料を排気
管２内へ供給するだけで触媒担体１１や触媒担持フィル
タ５に担持された触媒による燃料の酸化反応が起こり、
触媒担持フィルタ５に堆積した排気微粒子の焼却が行わ
れるが、図４においてＬとして示したエンジン１の低回
転、低負荷（低トルク）の運転領域では、温度センサ６
によって検出される排気の温度が低く、触媒担体１１や
触媒担持フィルタ５に担持された触媒の温度も活性化温
度に達していないから、そのような状態では燃料供給装
置７から燃料を供給しても触媒による酸化反応は発生せ
ず、フィルタ５上に堆積した排気微粒子を着火温度以上
まで加熱することができない。Generally, the relationship between the rotational speed of the engine 1 and the torque (load) is illustrated in a diagram as shown in FIG.
In the operating region of the engine 1 surrounded by the diagram of FIG. 4, in the relatively upper region H shown by the diagonal lines, the temperature of the exhaust gas activates the catalyst carried by the partial heating heater 4 and the catalyst carrying filter 5. Since it is higher than the temperature,
Metal honeycomb catalyst carrier 1 which is the partial heater 4
It is not necessary to energize 1 to supply the fuel from the fuel supply device 7 into the exhaust pipe 2, and the oxidation reaction of the fuel by the catalyst carried by the catalyst carrier 11 and the catalyst carrying filter 5 occurs.
The exhaust particulates deposited on the catalyst-carrying filter 5 are incinerated, but in the low rotation and low load (low torque) operation region of the engine 1 shown by L in FIG.
Since the temperature of the exhaust gas detected by is low and the temperature of the catalyst carried by the catalyst carrier 11 and the catalyst carrying filter 5 has not reached the activation temperature, fuel is supplied from the fuel supply device 7 in such a state. However, the catalytic oxidation reaction does not occur, and the exhaust particulates deposited on the filter 5 cannot be heated to the ignition temperature or higher.
【００２２】この問題に対処するために、温度センサ６
によって検出される排気の温度が所定値以下のとき、第
１実施例の場合は、図示しない制御装置或いは手動操作
によって部分加熱ヒータ４であるメタルハニカム型の触
媒担体１１に所定の時間だけ通電が行われる。電流は触
媒担体１１の中心電極１０から外周端電極１７まで、金
属箔の平板８と波板９を図２の矢印のように渦巻き状に
流れるが、触媒担体１１は前述のように中心部接合領域
１２と外周部接合領域１３を設けられており、それらの
領域では電流が層間を短絡して流れるために電気抵抗が
小さく、電気抵抗が比較的大きいのは残余の環状の非接
合領域１４と、下流側非接合領域１５だけである。従っ
て、電流によるジュール熱はそれらの非接合領域におい
て集中的に発生し、下流側非接合領域１５が形成されて
いない場合には、主として環状の非接合領域１４だけに
発生する。In order to deal with this problem, the temperature sensor 6
In the case of the first embodiment, when the temperature of the exhaust gas detected by is less than a predetermined value, the metal honeycomb type catalyst carrier 11 which is the partial heater 4 is energized for a predetermined time by a controller (not shown) or manual operation. Done. Current flows from the center electrode 10 of the catalyst carrier 11 to the outer peripheral end electrode 17 in a spiral manner through the metal foil flat plate 8 and corrugated plate 9 as shown by the arrow in FIG. A region 12 and an outer peripheral joint region 13 are provided. In these regions, electric current is short-circuited between layers, so that the electric resistance is small, and the electric resistance is relatively large. , The downstream non-bonding region 15 only. Therefore, the Joule heat due to the electric current is concentratedly generated in these non-bonding regions, and is mainly generated only in the annular non-bonding region 14 when the downstream non-bonding region 15 is not formed.
【００２３】仮に、第１実施例において部分加熱ヒータ
４として使用したメタルハニカム型の触媒担体１１に、
中心部接合領域１２や外周部接合領域１３が形成されて
いない場合には、触媒担体１１に担持された触媒を活性
化させるために通電すると触媒担体１１の全体が発熱す
るので、触媒担体１１全体を触媒の活性化温度以上に上
昇させるためには多量の電力を供給する必要があり、エ
ンジン１が自動車に搭載されている場合には、バッテリ
ーの負担が非常に大きくなるので、大型のバッテリーを
搭載する必要が生じるが、第１実施例のメタルハニカム
型の触媒担体１１は、小型のバッテリーによる僅かな量
の電力の供給によって、部分的にもせよ触媒担体１１上
の触媒が活性化されて、燃料供給装置７から供給された
燃料の酸化反応が早期から開始される。Assuming that the metal honeycomb type catalyst carrier 11 used as the partial heater 4 in the first embodiment is
When the central joining region 12 and the outer circumferential joining region 13 are not formed, the entire catalyst carrier 11 generates heat when electricity is applied to activate the catalyst carried on the catalyst carrier 11, so that the entire catalyst carrier 11 is generated. In order to raise the temperature above the activation temperature of the catalyst, it is necessary to supply a large amount of electric power, and when the engine 1 is installed in an automobile, the burden on the battery becomes very large. Although it is necessary to mount the catalyst on the catalyst carrier 11 of the first embodiment, the catalyst on the catalyst carrier 11 is partially activated by the supply of a small amount of electric power from a small battery. The oxidation reaction of the fuel supplied from the fuel supply device 7 is started early.
【００２４】このように、僅かな量の電力の供給によっ
て、メタルハニカム型の触媒担体１１のうちでも環状の
非接合領域１４のような比較的狭い領域の温度が急上昇
し、その部分に担持されている触媒の温度が上昇して早
期に活性化温度に到達し、燃料供給装置７から供給され
る燃料の酸化反応を開始させて、その反応熱を周囲や下
流側の触媒担持フィルタ５へ与えるので、反応熱を与え
られた部分の温度が順次上昇し、触媒担持フィルタ５に
担持された触媒が上流側から順次に活性化されて、最終
的には触媒担持フィルタ５の全体が燃料供給装置７から
供給される燃料を酸化するようになり、その反応熱によ
ってフィルタ５上に堆積している排気微粒子を着火温度
以上に加熱して焼却し、フィルタ５の捕集能力を再生す
ることができる。つまり、従来技術によれば触媒担持フ
ィルタ５の再生が困難であったエンジン１の低回転や低
負荷運転の状態でも、何ら問題なくフィルタ５の再生を
行うことができる。As described above, by supplying a small amount of electric power, the temperature of a relatively narrow region such as the annular non-bonding region 14 of the metal honeycomb type catalyst carrier 11 rises sharply and is carried on that portion. The temperature of the existing catalyst rises and reaches the activation temperature early, and the oxidation reaction of the fuel supplied from the fuel supply device 7 is started, and the reaction heat is applied to the catalyst-carrying filter 5 on the periphery and on the downstream side. Therefore, the temperature of the portion to which the heat of reaction is applied is sequentially increased, the catalysts supported by the catalyst-carrying filter 5 are sequentially activated from the upstream side, and finally the entire catalyst-carrying filter 5 is supplied to the fuel supply device. The fuel supplied from 7 is oxidized, and the exhaust heat particles accumulated on the filter 5 are heated by the reaction heat to a temperature higher than the ignition temperature to be incinerated, so that the collecting ability of the filter 5 can be regenerated. . That is, according to the conventional technique, the regeneration of the filter 5 can be performed without any problem even in the low engine speed or low load operation state of the engine 1 in which the regeneration of the catalyst carrying filter 5 is difficult.
【００２５】なお、図５はエンジン１の排気温度が低い
低回転、低負荷（低トルク）運転状態において、フィル
タ５の再生時期に来たと制御装置が判断した場合の、再
生処理の制御のパターンををタイムチャートによって例
示したもので、図５においては横軸に経過時間をとると
共に、縦軸の上段に燃料供給装置７による排気中への燃
料の供給量Ｆをとり、下段にメタルハニカム型の触媒担
体１１へ供給する電力の量Ｅをとって、それら燃料供給
量Ｆと供給電力量Ｅの時間的変化の一つのパターンを例
示している。このような制御は、図示しない制御装置
や、手動操作等の適当な制御手段によって実行される。FIG. 5 is a control pattern of the regeneration process when the control device determines that the regeneration time of the filter 5 has come in the low revolution, low load (low torque) operation state in which the exhaust temperature of the engine 1 is low. 5 is a time chart. In FIG. 5, the horizontal axis indicates elapsed time, the vertical axis indicates the fuel supply amount F into the exhaust gas by the fuel supply device 7, and the lower axis indicates the metal honeycomb type. Taking the amount E of electric power supplied to the catalyst carrier 11 of FIG. 1, one pattern of temporal changes in the fuel supply amount F and the supplied electric power amount E is illustrated. Such control is executed by a control device (not shown) or an appropriate control means such as manual operation.
【００２６】図５の例では、低回転、低負荷における再
生時期が来たと判定されたとき、まず時間ｔa におい
て、部分加熱ヒータ４であるメタルハニカム型の触媒担
体１１への通電が開始される。それによって触媒担体１
１の一部が温度上昇して、その部分に担持された触媒が
活性化する。次に時間ｔb において、燃料供給装置７か
ら排気管２内への燃料供給が開始される。始めは単位時
間当たりの燃料供給量Ｆが僅かで、その後は徐々に増量
される。最初の燃料供給量Ｆが少ないために、触媒担体
１１内の触媒の活性化している部分が少なくても、燃料
がそのまま排出されたり、触媒担体１１の温度を低下さ
せたりする恐れが少ない。In the example of FIG. 5, when it is determined that the regeneration time has come at a low rotation speed and a low load, first, at time ta, the energization of the metal honeycomb type catalyst carrier 11 which is the partial heater 4 is started. . Thereby the catalyst carrier 1
The temperature of part of 1 rises, and the catalyst supported on that part is activated. Next, at time tb, fuel supply from the fuel supply device 7 into the exhaust pipe 2 is started. At first, the fuel supply amount F per unit time is small, and thereafter the fuel supply amount F is gradually increased. Since the initial fuel supply amount F is small, even if there are few activated parts of the catalyst in the catalyst carrier 11, there is little risk that the fuel will be discharged as it is or the temperature of the catalyst carrier 11 will be lowered.
【００２７】このようにして触媒担体１１の温度が上昇
して広い領域で触媒が活性化した後の時間ｔc において
触媒担体１１への通電が停止される。この時には触媒担
体１１が広い範囲で触媒の活性化温度に達しており、通
電を停止しても触媒担体１１の触媒が燃料を酸化するこ
とによって、触媒担持フィルタ５を加熱してその全面に
おいて触媒を活性化させるのに十分な熱量を発生し得る
ようになっている。時間ｔd から以後は単位時間当たり
の燃料供給量Ｆが一定に維持され、触媒担持フィルタ５
における排気微粒子の着火温度以上の温度を維持するの
で、微粒子は燃焼を始めて焼却される。燃料供給装置７
からの燃料供給は所定の時間経過後に停止される。この
ようにエンジン１の低回転、低負荷の運転状態でも触媒
担持フィルタ５の再生を円滑に行うことができる。In this way, the temperature of the catalyst carrier 11 rises and the catalyst carrier 11 is de-energized at time tc after the catalyst is activated in a wide area. At this time, the catalyst carrier 11 has reached the activation temperature of the catalyst in a wide range, and even if the energization is stopped, the catalyst of the catalyst carrier 11 oxidizes the fuel, thereby heating the catalyst-carrying filter 5 so that the catalyst is entirely covered. Is capable of generating a sufficient amount of heat to activate the. After the time td, the fuel supply amount F per unit time is maintained constant, and the catalyst-carrying filter 5
Since the temperature above the ignition temperature of the exhaust particulates in is maintained, the particulates start burning and are incinerated. Fuel supply device 7
The fuel supply from is stopped after a lapse of a predetermined time. In this way, the catalyst-carrying filter 5 can be smoothly regenerated even when the engine 1 is operating at low rotation speed and low load.
【００２８】図６の（ａ）及び（ｂ）に、図１の内燃機
関の排気微粒子浄化装置における部分加熱ヒータ４の第
２実施例を示す。前述の部分加熱ヒータ４の第１実施例
は、中心部接合領域１２及び外周部接合領域１３を形成
されたメタルハニカム型の触媒担体１１を用いたもので
あるが、第２実施例においては部分加熱ヒータ４を、触
媒担持フィルタ５の材質と同様に、コーデュライト等の
多孔質のセラミックからなるモノリス型の触媒担体１８
に通電によって加熱するヒータ線を取り付けることによ
って構成している。ただし、モノリス担体１８の軸方向
の長さは図６の（ｂ）に示すように比較的短くてよい。FIGS. 6A and 6B show a second embodiment of the partial heater 4 in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine shown in FIG. The first embodiment of the partial heater 4 described above uses the metal honeycomb type catalyst carrier 11 in which the central joint region 12 and the outer peripheral joint region 13 are formed, but in the second embodiment, the partial heater is used. Similar to the material of the catalyst-carrying filter 5, the heater 4 is a monolith-type catalyst carrier 18 made of a porous ceramic such as cordurite.
It is configured by attaching a heater wire that heats by energizing to. However, the axial length of the monolith carrier 18 may be relatively short as shown in FIG.
【００２９】第２実施例の部分加熱ヒータ４の一部であ
るモノリス担体１８はセラミックから形成されており、
従来公知のモノリス型の触媒担体と同様なものである。
即ちその構造は、コーデュライト等の多孔質のセラミッ
ク材料に、ハニカム状に縦方向の貫通穴を多数形成し、
それに酸化触媒等を担持させたものである。第２実施例
では、このモノリス担体１８の上流側端面において、多
数の貫通穴１９の一部を飛び飛びに利用して、カンタル
等のヒータ線２０の屈曲部２０ａを挿入し、貫通穴１９
の入口開口によってヒータ線２０を固定支持させてい
る。The monolith carrier 18 which is a part of the partial heater 4 of the second embodiment is made of ceramic,
It is the same as a conventionally known monolithic catalyst carrier.
That is, the structure is a porous ceramic material such as cordurite, a large number of vertical through holes are formed in a honeycomb shape,
An oxidation catalyst and the like are supported on it. In the second embodiment, the bent portion 20a of the heater wire 20 such as Kanthal is inserted in the upstream end surface of the monolith carrier 18 by utilizing a part of a large number of through holes 19 in a scattered manner.
The heater wire 20 is fixedly supported by the inlet opening of the.
【００３０】ハニカム状のモノリス型担体に担持された
触媒の活性化を促進するために、その上流側端面等にヒ
ータ線を設置することは従来から知られているが、第２
実施例の特徴は、ヒータ線２０をモノリス担体１８の上
流側端面の全面ではなく、上流側端面の一部に疎に配置
することによって、端面を部分的に加熱するようにして
いることと、そのような構成のモノリス担体１８とヒー
タ線２０からなる部分加熱ヒータ４を触媒担持フィルタ
５の上流側に設けて、全体として排気微粒子浄化装置の
再生システムを構成している点にあると言うことができ
る。It has been known in the past to install a heater wire on the upstream end face or the like in order to accelerate the activation of the catalyst supported on the honeycomb-shaped monolith type carrier.
The feature of the embodiment is that the heater wire 20 is sparsely arranged on a part of the upstream end surface of the monolith carrier 18 rather than on the entire upstream end surface, so that the end surface is partially heated. It is said that the partial heating heater 4 including the monolith carrier 18 and the heater wire 20 having such a configuration is provided on the upstream side of the catalyst-carrying filter 5 to constitute the regeneration system of the exhaust gas purification apparatus as a whole. You can
【００３１】第２実施例の部分加熱ヒータ４であるヒー
タ線２０付きのモノリス担体１８の作用効果は、詳細な
説明を繰り返す必要もなく、第１実施例のメタルハニカ
ム型の触媒担体１１に関する前述の説明から明らかであ
る。ヒータ線２０がモノリス担体１８の端面の一部のみ
を部分的に加熱することにより、図１に示すエンジン１
の低回転、低負荷の運転状態において触媒担持フィルタ
５の再生を行う際に、必要な電力を節約することができ
る点も同じである。The function and effect of the monolith carrier 18 with the heater wire 20 which is the partial heating heater 4 of the second embodiment need not be repeated in detail, and the metal honeycomb type catalyst carrier 11 of the first embodiment is described above. It is clear from the explanation. The heater wire 20 partially heats only a part of the end face of the monolith carrier 18, so that the engine 1 shown in FIG.
It is also the same that the required electric power can be saved when the catalyst-carrying filter 5 is regenerated in the low rotation speed and low load operating state.
【００３２】図６に示す部分加熱ヒータ４の第２実施例
によれば、触媒を担持する部分加熱ヒータ４として、触
媒を担持しヒータ線２０を部分的に備えているモノリス
担体１８を、図１に示すように触媒担持フィルタ５の上
流側に別体のものとして配置することになるが、図７に
示した本発明の別の実施例は、図１のシステムの一部を
変形するものとして、部分加熱ヒータ４と触媒担持フィ
ルタ５の代わりに、あたかも、第２実施例における貫通
穴１９を有し触媒を担持しているモノリス担体１８に、
貫通穴が上流側又は下流側において栓詰めされている触
媒担持フィルタ５を合体させてなるような、単体として
のモノリスフィルタ２１を用いた点に特徴がある。この
実施例を本発明の基本的なシステム構成を示す図１に当
てはめると、ヒータ線２０のみが部分加熱ヒータ４に対
応し、ヒータ線２０を除いたモノリスフィルタ２１の部
分が触媒担持フィルタ５に対応することになる。According to the second embodiment of the partial heating heater 4 shown in FIG. 6, as the partial heating heater 4 carrying a catalyst, a monolith carrier 18 carrying a catalyst and partially provided with a heater wire 20 is shown. As shown in FIG. 1, it is arranged as a separate member on the upstream side of the catalyst-carrying filter 5, but another embodiment of the present invention shown in FIG. 7 is a modification of a part of the system of FIG. As a substitute for the partial heating heater 4 and the catalyst-carrying filter 5, as if to the monolith carrier 18 having the through hole 19 in the second embodiment and carrying the catalyst,
A feature is that the monolith filter 21 is used as a single body, which is formed by combining the catalyst-carrying filters 5 having through holes plugged on the upstream side or the downstream side. When this embodiment is applied to FIG. 1 showing the basic system configuration of the present invention, only the heater wire 20 corresponds to the partial heating heater 4, and the portion of the monolith filter 21 excluding the heater wire 20 corresponds to the catalyst carrying filter 5. Will correspond.
【００３３】以上の説明から明らかなように、図７に示
した別の実施例におけるモノリスフィルタ２１は、前述
の触媒担持フィルタ５の例と同様に、例えばコーデュラ
イト等の多孔質のセラミックからなり、縦方向に多数の
貫通穴が形成されたモノリス担体の、隣接する縦方向の
穴を交互に上流側端と下流側端において栓２２によって
閉塞（栓詰め）して、各穴間の多孔質の壁を透過して排
気の流れが生じるようにし、これにＰｔやＰｄ−Ｒｈの
ような酸化触媒又は酸化・還元触媒を担持させたもので
あり、貫通穴を上流側において閉塞する栓２２の一部を
利用して、ヒータ線２０の屈曲部２０ａが固定されてい
る。As is apparent from the above description, the monolith filter 21 in another embodiment shown in FIG. 7 is made of a porous ceramic such as cordurite as in the above-mentioned example of the catalyst-carrying filter 5. , Adjacent monolithic holes of a monolithic carrier having a large number of through holes formed in the longitudinal direction are alternately closed (plugged) by plugs 22 at the upstream end and the downstream end to form a porous structure between the holes. Of the plug 22 which allows the flow of exhaust gas to pass through the wall of the plug and which carries an oxidation catalyst such as Pt or Pd-Rh or an oxidation / reduction catalyst and which closes the through hole on the upstream side. The bent portion 20a of the heater wire 20 is fixed by using a part thereof.
【００３４】ヒータ線２０がモノリスフィルタ２１の上
流側端面に疎に配置される点及びこの実施例の作用効果
等は、図６に示した部分加熱ヒータ４の第２実施例の場
合と同様である。図７の実施例では部分加熱ヒータ４と
触媒担持フィルタ５が一体化されているために、構成が
より簡単になるという別の利点がある。The heater wires 20 are sparsely arranged on the upstream end face of the monolith filter 21 and the function and effect of this embodiment are the same as those of the second embodiment of the partial heater 4 shown in FIG. is there. In the embodiment of FIG. 7, since the partial heater 4 and the catalyst-carrying filter 5 are integrated, there is another advantage that the structure is simpler.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、フィルタの再生処理の
ためにフィルタ自体に触媒を担持させている内燃機関の
排気微粒子浄化装置において、機関の低回転域、或いは
低負荷域のような排気温度が比較的低い運転状態を含む
機関のどのような運転領域であっても、フィルタの再生
を常に良好に行うことができる。また、フィルタの再生
の際に消費する電力が僅かであるから、大容量のバッテ
リー等の電源を用意する必要がなく、重量の面やコスト
の面で有利になる。According to the present invention, in an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which a catalyst is carried on the filter itself for the regeneration treatment of the filter, the exhaust gas such as in the low engine speed region or the low load region of the engine is exhausted. Regardless of the operating region of the engine including the operating state where the temperature is relatively low, the filter can always be regenerated well. Further, since the electric power consumed when the filter is regenerated is small, it is not necessary to prepare a power source such as a large capacity battery, which is advantageous in terms of weight and cost.
【図１】本発明の基本的なシステムの実施例を示す概念
図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a basic system of the present invention.
【図２】部分加熱ヒータの第１実施例を示す端面図であ
るFIG. 2 is an end view showing a first embodiment of a partial heater.
【図３】図２に示す部分加熱ヒータの縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the partial heater shown in FIG.
【図４】エンジンの運転特性を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing an operating characteristic of an engine.
【図５】本発明における制御例を示すタイムチャートで
ある。FIG. 5 is a time chart showing a control example in the present invention.
【図６】部分加熱ヒータの第２実施例を概念的に示すも
ので、（ａ）は端面図、（ｂ）は縦断面図である。6A and 6B conceptually show a second embodiment of the partial heater, wherein FIG. 6A is an end view and FIG. 6B is a vertical sectional view.
【図７】本発明の別の実施例の要部を概念的に示すもの
で、（ａ）は端面図、（ｂ）は縦断面図である。7A and 7B conceptually show a main part of another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is an end view and FIG. 7B is a vertical sectional view.
１…ディーゼルエンジン ２…排気管 ３…ケーシング ４…部分加熱ヒータ ５…触媒担持フィルタ ６…温度センサ ７…燃料供給装置 １１…メタルハニカム型の触媒担体 １２…中心部接合領域 １３…外周部接合領域 １４…環状の非接合領域 １８…セラミック製のモノリス型触媒担体 １９…貫通穴 ２０…ヒータ線 ２０ａ…屈曲部 ２１…モノリスフィルタ ２２…栓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Diesel engine 2 ... Exhaust pipe 3 ... Casing 4 ... Partial heater 5 ... Catalyst carrying filter 6 ... Temperature sensor 7 ... Fuel supply device 11 ... Metal honeycomb type catalyst carrier 12 ... Central part joining region 13 ... Peripheral part joining region 14 ... Annular non-bonding region 18 ... Ceramic monolith type catalyst carrier 19 ... Through hole 20 ... Heater wire 20a ... Bent portion 21 ... Monolith filter 22 ... Plug
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１ Ｈ (72)発明者 小井 良治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F01N 3/02 341 H (72) Inventor Ryoji Oi 14 Iwatani, Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Stock company Japan Auto Parts Research Institute
Claims (7)
を捕集して排気を浄化するために前記内燃機関の排気通
路に設けられると共に、堆積する微粒子を着火燃焼させ
て捕集機能を再生するために触媒を担持しているフィル
タと、 前記内燃機関の排気の流れに関して前記フィルタの上流
側に設けられ、前記内燃機関の排気温度が低い運転状態
において前記フィルタの再生を行うときに電気的に発熱
して、部分的に周辺の触媒を活性化させる部分加熱ヒー
タと、 排気の流れに関して前記部分加熱ヒータの更に上流側に
設けられ、前記フィルタの再生時に前記部分加熱ヒータ
及び前記フィルタの上流側へ未燃焼の燃料を供給するこ
とができる燃料供給手段とを、全て備えていることを特
徴とする内燃機関の排気微粒子浄化装置。1. An exhaust passage of the internal combustion engine is provided in order to collect fine particles contained in exhaust gas of the internal combustion engine to purify the exhaust gas, and the accumulated fine particles are ignited and burned to have a collecting function. A filter carrying a catalyst for regeneration, provided on the upstream side of the filter with respect to the flow of exhaust gas of the internal combustion engine, electric when performing regeneration of the filter in an operating state in which the exhaust temperature of the internal combustion engine is low. Heat source that partially heats the peripheral catalyst, and is provided further upstream of the partial heater with respect to the flow of exhaust gas, and when the filter is regenerated, the partial heater and the filter An exhaust particulate purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: all fuel supply means capable of supplying unburned fuel to the upstream side.
いると共に部分的に接合領域が形成されており、通電さ
れることによって部分的に発熱するメタルハニカム型の
触媒担体からなっている請求項１記載の排気微粒子浄化
装置。2. The partial heater comprises a metal honeycomb type catalyst carrier which carries a catalyst and partially forms a joint region, and which partially generates heat when energized. Item 2. The exhaust gas purification apparatus according to item 1.
なるモノリス型の触媒担体と、それに対して部分的に付
設された電気的ヒータとからなっている請求項１記載の
排気微粒子浄化装置。3. The exhaust particulate purifying apparatus according to claim 1, wherein the partial heater comprises a monolithic catalyst carrier made of ceramic and an electric heater partially attached thereto.
いる前記フィルタの上流側端面の一部に直接に付設され
て、前記フィルタを部分的に加熱することができる電気
的ヒータのみからなっている請求項１記載の排気微粒子
浄化装置。4. The partial heater comprises only an electric heater which is directly attached to a part of the upstream end surface of the filter carrying the catalyst and can partially heat the filter. The exhaust particulate purifying apparatus according to claim 1,
気通路の一部に設けられている請求項１〜３のいずれか
に記載の排気微粒子浄化装置。5. The exhaust particulate purifying apparatus according to claim 1, wherein the fuel supply unit is provided in a part of an exhaust passage of the internal combustion engine.
体の燃料噴射装置である請求項１〜３のいずれかに記載
の排気微粒子浄化装置。6. The exhaust particulate purifying apparatus according to claim 1, wherein the fuel supply unit is a fuel injection apparatus for a main body of the internal combustion engine.
生の始めには少量の燃料を噴射し、その後は徐々に燃料
供給量を増加するように制御される請求項１〜６のいず
れかに記載の排気微粒子浄化装置。7. The fuel supply unit according to claim 1, wherein the fuel supply unit is controlled to inject a small amount of fuel at the beginning of regeneration of the filter and gradually increase the fuel supply amount thereafter. Exhaust particulate purification device described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176684A JPH0842325A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Exhaust fine particle purifying device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6176684A JPH0842325A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Exhaust fine particle purifying device for internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842325A true JPH0842325A (en) | 1996-02-13 |
Family
ID=16017924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6176684A Pending JPH0842325A (en) | 1994-07-28 | 1994-07-28 | Exhaust fine particle purifying device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0842325A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1994
- 1994-07-28 JP JP6176684A patent/JPH0842325A/en active Pending
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