JP2004162600A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の排気浄化装置において、排気ガス温度の上昇による触媒の劣化を防止して排気ガス浄化性能の向上を図る。
【解決手段】排気通路１１に分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５を並設し、分岐通路１２，１３に切換弁１９，２０を装着する一方、合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒１８を連結し、選択還元式触媒１８に尿素またはアンモニアを供給する噴射ノズル２７を設け、制御手段３５は再生式フィルタ１４，１５を交互運転して微粒子の捕集量に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた再生式フィルタの再生機能を実行する。
【選択図】 図１
【解決手段】排気通路１１に分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５を並設し、分岐通路１２，１３に切換弁１９，２０を装着する一方、合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒１８を連結し、選択還元式触媒１８に尿素またはアンモニアを供給する噴射ノズル２７を設け、制御手段３５は再生式フィルタ１４，１５を交互運転して微粒子の捕集量に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた再生式フィルタの再生機能を実行する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガス中の有害物質や微粒子などを浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車に搭載されるディーゼルエンジンにおいて、その排気通路を介して大気に放出される排気ガス中の微粒子（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ）やＮＯｘ（窒素酸化物）を低減する技術が開発されている。このような技術として、下記の特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−００８８３３（第４頁、図３）
【０００４】
図４に従来の内燃機関の排気浄化装置の概略、図５に触媒再生時のタイムチャートを示す。
【０００５】
特許文献１に記載された従来の従来の内燃機関の排気浄化装置は、図４に示すように、ディーゼルエンジンの排気ガス通路１０１に連続再生式フィルタ（ＣＲ−ＤＰＦ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ−ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ ）１０２と選択還元式触媒（ＮＯｘ触媒装置）１０３とが直列に配設されて構成されている。連続再生式フィルタ１０２は、酸化触媒１０４と黒煙などの微粒子を捕集するフィルタ１０５とが設けられると共に、その上流側に温度センサ１０６が設けられている。選択還元式触媒１０３は、その上流側に温度センサ１０７が設けられると共に、尿素を添加する噴射ノズル１０８が設けられている。
【０００６】
従って、連続再生式フィルタ１０２に流入した排気ガスは、酸化触媒１０４によりＨＣ、ＣＯ成分がＣＯ２ 、Ｈ２Ｏに酸化されると共に、ＮＯｘが酸化されてＮＯ２ となり、フィルタ１０５に捕集された黒煙などの微粒子が酸化燃焼される。また、選択還元式触媒にて、噴射ノズル１０８から噴射された尿素が熱分解してアンモニアとなり、排気ガス中のＮＯ２ がＮ２ やＨ２Ｏに還元されて浄化される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の排気ガス処理装置にあっては、排気ガスは、黒煙などの微粒子がフィルタ１０５に捕集されて浄化されるため、このフィルタ１０５が捕集した微粒子を定期的に再燃焼して再生する必要がある。ところが、排気ガスの温度が触媒の活性化温度以上にならないと捕集した黒煙を燃焼することができないため、従来は、膨張行程に追加燃料噴射を行うなどして排気ガスを昇温することで、フィルタ１０５を加熱している。しかし、このように排気ガス温度を上げてフィルタ１０５を強制的に再生した場合、図５に示すように、フィルタ１０５の出口での排気ガス温度が７００℃〜１０００℃まで到達してしまう場合があり、この場合には、アンモニアを還元剤とする選択還元式触媒１０３に一般的に担持されるバナジウムが昇華して飛散し、大気中に放出されてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであって、排気ガス温度の上昇による触媒の劣化を防止して排気ガス浄化性能の向上を図った内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集する複数の再生式フィルタを並設し、各再生式フィルタへの排気導入を選択的に切り換える通路切換手段を設け、各再生式フィルタの下流側に選択還元式触媒を設けると共に、この選択還元式触媒に尿素またはアンモニアを供給する還元剤供給手段を設け、制御手段が各再生式フィルタの捕集量あるいは捕集量に起因するパラメータに応じて通路切換手段を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するようにしている。
【００１０】
従って、排気ガスが排気通路から通路切換手段により切り換えられた再生式フィルタに導入すると、排気ガス中の微粒子がここで捕集され、選択還元式触媒にて、還元剤供給手段により供給された尿素またはアンモニアにより排気ガス中の有害物質が還元処理されて浄化される。そして、一方の再生式フィルタに所定量の微粒子が捕集されると、制御装置は通路切換手段により使用する再生式フィルタを切り換えると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行することで、付着した微粒子を燃焼して除去する。このとき、選択還元式触媒には微粒子が燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流入することとなり、高温の排気ガスによるバナジウムの飛散等の選択還元式触媒の劣化を防止すると共に、再生式フィルタにより微粒子を常時捕集することで、連続して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００１１】
請求項２の発明の内燃機関の排気浄化装置では、再生式フィルタに酸化触媒を担持している。従って、再生式フィルタにて、微粒子の燃焼時に生成されたＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、選択還元式触媒に導入されること似寄り効率良くＮＯｘを浄化することができる。
【００１２】
請求項３の発明の内燃機関の排気浄化装置では、各再生式フィルタが再生用加熱手段を有し、この再生式フィルタの再生時に所定量の排気ガスを再生加熱手段に導入する排気ガス導入手段を設けている。従って、再生式フィルタの再生時に排ガス温度が低いときは、制御手段が再生用加熱手段を作動すると共に、排気ガス導入手段によりこの再生加熱手段に排気ガスを導入することで、排気ガスが昇温されて高温の排気ガスにより付着した微粒子が燃焼して除去されることとなり、少量の排気ガスにより再生式フィルタを確実に再生することができる。
【００１３】
請求項４の発明の内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス導入手段は、再生式フィルタ上流側の排気通路と再生加熱手段とを連通する連通路と、この連通路を流れる排気ガス流量を調整する流量制御弁とを有している。従って、簡単な構成で再生式フィルタを適正に再生することができる。
【００１４】
請求項５の発明の内燃機関の排気浄化装置では、選択還元式触媒の上流側に排気ガス温度を計測する温度センサを設け、制御手段は温度センサが計測した排気ガス温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御している。従って、選択還元式触媒に導入される排気ガスの温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するため、選択還元式触媒への高温の排気ガスの流入を防止して選択還元式触媒の劣化を確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成、図２にフィルタ再生時のタイムチャートを示す。
【００１７】
本実施形態の排気浄化装置において、図１に示すように、図示しないエンジンの排気通路１１は、２つの分岐した一対の分岐通路１２，１３に連結され、各分岐通路１２，１３には第１及び第２再生式フィルタ（ＤＰＦ：ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ ）１４，１５が装着されている。そして、この第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の下流側には一対の合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒（ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）１８が連結されている。
【００１８】
各分岐通路１２，１３には通路切換手段を構成する切換弁１９，２０が装着されており、この切換弁１９，２０の開閉操作により排気ガスを排気通路１１から分岐通路１２を介して第１再生式フィルタ１４に導入するか、分岐通路１３を介して第２再生式フィルタ１５に導入するか選択切換できるようになっている。
【００１９】
第１及び第２再生式フィルタ１４，１５は、セラミックスの多孔質壁をハニカム形状にして多数の排気流路を形成したフィルタに酸化触媒が担持されて構成されている。従って、この各再生式フィルタ１４，１５では、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化してＣＯ２ 、Ｈ２Ｏに変換すると共に、ＮＯを酸化してＮＯ２ に変換することができる。また、再生式フィルタ１４，１５では、排気ガスが多孔質壁を通過することでこの排気ガス中の微粒子（ＰＭ：パティキュレート）、特に黒煙を捕集することができる。なお、酸化機能を有する触媒と微粒子を捕集するフィルタを一体に設けて再生式フィルタ１４，１５を構成したが、上流側に酸化触媒を、下流側にフィルタを、更に下流側に酸化触媒を別々に直列に配設してもよい。
【００２０】
また、第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の各上流部には再生用加熱手段としての電気ヒータ２１，２２が設けられ、電源部２３，２４に接続されている。更に、各再生式フィルタ１４，１５の上流側は、再生時に所定量の排気ガスを導入する排気ガス導入手段としての連通路２５により連通されていると共に、この連通路２５に流動する排気ガス流量を調整する流量制御弁２６が設けられている。
【００２１】
従って、例えば、第１再生式フィルタ１４の微粒子の捕集量が所定量となった場合に、切換弁１９を閉止して切換弁２０を開放し、排気ガスが排気通路１１から分岐通路１３を通って第２再生式フィルタ１５に導入させるとき、連通路２５を介して排気ガスの一部を第１再生式フィルタ１４に流入させることで、流入排気ガス中の酸素により第１再生式フィルタ１４に付着した微粒子を燃焼することができる。このとき、流量制御弁２６により第１再生式フィルタ１４に導入される排気ガスの流量を調整することで、微粒子を燃焼するための排気ガスの温度を調節することができる。また、排気ガス温度が低いとき、電源部２２を用いて電気ヒータ２１を作動して連通路２５から導入された排気ガスを加熱することで、排気ガスを第１再生式フィルタ１４を再生可能な温度とすることができる。
【００２２】
選択還元式触媒１８はＮＯｘ触媒であって少なくともバナジウムが担持されており、上流側に尿素（またはアンモニア）を供給する還元剤供給手段としての噴射ノズル２７及び噴射ポンプ２８が設けられている。酸化触媒を担持した再生式フィルタ１４，１５により微粒子が除去された際に発生したＮＯが高活性のＮＯ２ に変換された排気ガスが、この選択還元式触媒１８に導入されることにより、排気ガスがアンモニアにより効率良く還元されて浄化される。
【００２３】
また、排気通路１１の下流側には分岐通路１２，１３に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３１が装着される一方、第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の下流側には合流通路１６，１７に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３２，３３が装着されている。更に、選択還元式触媒１８の上流側にはこの選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３４が装着されている。
【００２４】
そして、前述した切換弁１９，２０、電源部２３，２４、流量制御弁２６、温度センサ３１〜３４に制御装置３５に接続されている。従って、この制御装置３５は、一方の再生式フィルタ１４，１５の捕集量、あるいはこの捕集量に起因するパラメータ（圧力損失、エンジン駆動時間、走行距離など）に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタ１４，１５の再生機能を実行、つまり、電気ヒータ２１，２２により排気ガスを加熱することで、高温の排気ガスにより再生式フィルタ１４，１５に付着した微粒子を燃焼することができる。
【００２５】
このように構成された本実施形態の排気浄化装置にて、制御装置３５は、切換弁１９を閉止する一方で切換弁２０を開放し、排気ガスを排気通路１１から分岐通路１３を通して第２再生式フィルタ１５に導入する。すると、排気ガスは、まず、第２再生式フィルタ１５により排気ガス中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ）が酸化処理されると共に、排気ガス中のＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、また、排気ガス中の微粒子（ＰＭ）が捕集されて浄化される。次に、排気ガスに対して噴射ノズル２７から尿素を噴射すると、尿素が排気ガスの熱により熱分解してアンモニア（ＮＨ３ ）が生成され、選択還元式触媒１８上で排気ガス中のＮＯやＮＯ２ このＮＨ３ と反応してＮ２ やＨ２Ｏに還元され、排気ガスが浄化されて大気に排出される。
【００２６】
このとき、エンジンが比較的高負荷で連続的に運転される場合は、排気ガスの温度が第２再生式フィルタ１５の活性化温度以上になるため、この第２再生式フィルタ１５が昇温されて捕集した微粒子を燃焼し、第２再生式フィルタ１５を良好に再生することができる。
【００２７】
一方、エンジンの低負荷運転が連続して行われる場合は、排気ガスの温度が第２再生式フィルタ１５の活性化温度以上になる機会が少なく、この第２再生式フィルタ１５を所定の温度以上に昇温することができず、第２再生式フィルタ１５が捕集した微粒子を効率よく燃焼して再生することができない。すると、第２再生式フィルタ１５にて、微粒子の捕集量が増加して圧力損失が大きくなり、制御装置３５は第２再生式フィルタ１５の圧力損失をエンジン駆動時間や走行距離に置き換えて検出する。そして、制御装置３５は、使用する浄化装置を第２再生式フィルタ１５から第１再生式フィルタ１４に切り換え、第２再生式フィルタ１５に捕集された微粒子を燃焼除去して再生する。
【００２８】
即ち、制御装置３５は、切換弁１９を開放する一方で切換弁２０を閉止し、排気ガスを排気通路１１から分岐通路１２を通して第１再生式フィルタ１４に導入する。すると、排気ガスは、前述と同様に、第１再生式フィルタ１４によりＨＣやＣＯが酸化処理されると共にＮＯｘがＮＯやＮＯ２ となり、また、微粒子が捕集される。そして、選択還元式触媒１８にて、噴射ノズル２７から噴射されて熱分解したアンモニア（ＮＨ３ ）がＮＯやＮＯ２ と反応してＮ２ やＨ２Ｏに還元して浄化する。
【００２９】
一方、大量の微粒子を捕集して圧力損失が大きくなった第２再生式フィルタ１５に対して、制御装置３５は流量制御弁２６により連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスの一部を第２再生式フィルタ１５に導入し、導入された排気ガス中の酸素ガスにより第２再生式フィルタ１５に付着した微粒子を燃焼することで除去する。このとき、排気ガスの温度が低い場合、制御装置３５は電気ヒータ２２を作動して排気ガスを加熱することで、高温の排気ガスにより第２再生式フィルタ１５を再生可能な温度とすることができる。
【００３０】
そして、この状態で、再びエンジンの低負荷運転が連続して行われと、第１再生式フィルタ１４における微粒子の捕集量が増加して圧力損失が大きくなるため、制御装置３５はこれを検出し、前述と同様に、使用する浄化装置を第１再生式フィルタ１４から再生が完了した第２再生式フィルタ１５に切り換え、第１再生式フィルタ１４を再生する。
【００３１】
このような微粒子の捕集量に応じて第１、第２再生式フィルタ１４，１５を切り換えて使用することで、排気ガス中の有害物質の酸化処理と微粒子の捕集を連続して行うことができ、安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００３２】
このような第１実施形態の内燃機関の排気浄化装置にあっては、排気通路１１に分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５をそれぞれ並設し、分岐通路１２，１３に切換弁１９，２０を装着する一方、合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒１８を連結し、選択還元式触媒１８に尿素またはアンモニアを供給する噴射ノズル２７を設け、制御手段３５は再生式フィルタ１４，１５を交互運転して微粒子の捕集量に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するようにしている。
【００３３】
従って、排気ガスが排気通路１１から分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５の一方に導入すると、まず、排気ガス中の微粒子がここで捕集され、次に選択還元式触媒１８でアンモニアにより排気ガス中の有害物質が還元処理されて浄化されることとなり、再生式フィルタ１４，１５に所定量の微粒子が捕集されると、制御装置３５は切換弁１９，２０により排気ガスを再生式フィルタ１４，１５の他方に導入して浄化処理する一方、微粒子を捕集した再生式フィルタ１４，１５の再生機能を実行することで、排気ガス中の浄化処理を連続して行うことができ、また、選択還元式触媒１８には微粒子を燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流入することとなり、高温の排気ガスによる選択還元式触媒１８のバナジウムの飛散等の熱劣化を防止して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００３４】
例えば、図２に示すように、第１再生式フィルタ１４に捕集された微粒子を燃焼して再生するため、制御装置３５が電気ヒータ２１により排気ガスを加熱して強制再生制御を実行（ＯＮ）すると、再生式フィルタ１４から排出される排気ガス温度（温度センサ３２）は７００℃を越えて高温となるものの、微粒子を捕集している第２再生式フィルタ１５から排出される排気ガス温度（温度センサ３３）は３００℃程度であり、両者が混合されて選択還元式触媒１８に流入する排気ガス温度（温度センサ３４）は４００℃程度となり、選択還元式触媒１８が熱劣化することはなく、この選択還元式触媒１８に担持されたバナジウムが昇華して飛散せずに、選択還元式触媒１８は安定した排気ガス浄化性能を維持できる。
【００３５】
図３に本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置におけるフィルタ再生時のタイムチャートを示す。
【００３６】
第２実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、全体の構成は前述した第１実施形態と同様であるため、図１を用いて第１実施形態で説明したものと同様の機能については重複する説明は省略する。
【００３７】
第２実施形態の内燃機関の排気浄化装置では、図１に示すように、選択還元式触媒１８の上流側に設けられた温度センサ３４の出力に基づいて第１、第２再生式フィルタ１４，１５の再生動作を制御するようにしている。例えば、図１及び図３に示すように、制御装置３５が電気ヒータ２１の電力を最大（ＦＵＬＬ）にして排気ガスを加熱すると共に、流量制御弁２６の開度を最大（ＦＵＬＬ）にして連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスを加熱して再生制御を実行すると、第１再生式フィルタ１４から排出される排気ガス温度が上昇するため、第２再生式フィルタ１５からの排気ガス温度と混合して選択還元式触媒１８に流入する排気ガス温度も上昇する。
【００３８】
このとき、制御装置３５は、温度センサ３４により選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度を監視し、選択還元式触媒１８の浄化性能が維持できる第１排気ガス温度（担持したバナジウムが昇華しない温度、例えば、６５０℃±α）を越えると、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止（ＯＦＦ）すると共に、流量制御弁２６により連通路２５を閉止（ＯＦＦ）し、第１再生式フィルタ１４の強制再生制御を停止する。従って、一時的に選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が上昇するが、所定時間を経過すると低下し、第１排気ガス温度より低くなる。従って、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が、選択還元式触媒１８が熱劣化する第２排気ガス温度（担持したバナジウムが昇華する温度、例えば、７００℃±α）を越えることはなく、選択還元式触媒１８は安定した排気ガス浄化性能を維持できる。
【００３９】
そして、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が、第１排気ガス温度より低くなったとき、第１再生式フィルタ１４の再生処理が完了していなければ、再び、制御装置３５は電気ヒータ２１により排気ガスを加熱すると共に、流量制御弁２６により連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスを加熱して再生制御を実行する。
【００４０】
なお、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第１排気ガス温度を越えたとき、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止するだけ、あるいは流量制御弁２６により連通路２５を閉止するだけとしてもよい。また、このとき、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止せずに、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第２排気ガス温度を越えないように電力を低下させたり、流量制御弁２６により連通路２５を閉止せずに、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第２排気ガス温度を越えないように流量を低下させるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集する複数の再生式フィルタを並設し、各再生式フィルタへの排気導入を選択的に切り換える通路切換手段を設け、各再生式フィルタの下流側に選択還元式触媒を設けると共に、この選択還元式触媒に尿素またはアンモニアを供給する還元剤供給手段を設け、制御手段が各再生式フィルタの捕集量あるいは捕集量に起因するパラメータに応じて通路切換手段を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するので、一方の再生式フィルタに所定量の微粒子が捕集されると、制御装置は通路切換手段により使用する再生式フィルタを切り換えると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行することで、付着した微粒子を燃焼して除去こととなり、選択還元式触媒には微粒子が燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流動することとなり、高温の排気ガスによる選択還元式触媒の熱劣化を防止すると共に、再生式フィルタにより微粒子を常時捕集することで、連続して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００４２】
請求項２の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、再生式フィルタに酸化機能を担持すると共に、選択還元式触媒にバナジウムを担持したので、再生式フィルタにてＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、選択還元式触媒にて排気ガス中のＮＯｘを効率良く浄化処理することができる。
【００４３】
請求項３の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、各再生式フィルタが再生用加熱手段を有し、この再生式フィルタの再生時に所定量の排気ガスを再生加熱手段に導入する排気ガス導入手段を設けてたので、再生式フィルタの再生時に排ガス温度が低いときは、制御手段が再生用加熱手段を作動すると共に、排気ガス導入手段によりこの再生加熱手段に排気ガスを導入することで、微粒子を燃焼させるための酸素が供給されると共に、排気ガスが昇温されて捕集した微粒子が燃焼して除去されることとなり、少量の排気ガスにより再生式フィルタを確実に再生することができる。
【００４４】
請求項４の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気ガス導入手段は、再生式フィルタの上流側の排気通路と再生加熱手段とを連通する連通路と、この連通路を流れる排気ガス流量を調整する流量制御弁とを有するので、簡単な構成で再生式フィルタを適正に再生することができる。
【００４５】
請求項５の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、選択還元式触媒の上流側に排気ガス温度を計測する温度センサを設け、制御手段は温度センサが計測した排気ガス温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するので、選択還元式触媒に導入される排気ガスの温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するため、選択還元式触媒への高温の排気ガスの流入を防止して選択還元式触媒の劣化を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】フィルタ再生時のタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置におけるフィルタ再生時のタイムチャートである。
【図４】従来の内燃機関の排気浄化装置の概略図である。
【図５】触媒再生時のタイムチャートである。
【符号の説明】
１１ 排気通路
１２，１３ 分岐通路
１４，１５ 再生式フィルタ
１６，１７ 合流通路
１８ 選択還元式触媒
１９，２０ 切換弁（通路切換手段）
２１，２２ 電気ヒータ（再生用加熱手段）
２５ 連通路（排気ガス導入手段）
２６ 流量制御弁（排気ガス導入手段）
２７ 噴射ノズル（還元剤供給手段）
３１〜３４ 温度センサ
３５ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガス中の有害物質や微粒子などを浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車に搭載されるディーゼルエンジンにおいて、その排気通路を介して大気に放出される排気ガス中の微粒子（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ）やＮＯｘ（窒素酸化物）を低減する技術が開発されている。このような技術として、下記の特許文献１に記載された技術がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−００８８３３（第４頁、図３）
【０００４】
図４に従来の内燃機関の排気浄化装置の概略、図５に触媒再生時のタイムチャートを示す。
【０００５】
特許文献１に記載された従来の従来の内燃機関の排気浄化装置は、図４に示すように、ディーゼルエンジンの排気ガス通路１０１に連続再生式フィルタ（ＣＲ−ＤＰＦ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ−ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ ）１０２と選択還元式触媒（ＮＯｘ触媒装置）１０３とが直列に配設されて構成されている。連続再生式フィルタ１０２は、酸化触媒１０４と黒煙などの微粒子を捕集するフィルタ１０５とが設けられると共に、その上流側に温度センサ１０６が設けられている。選択還元式触媒１０３は、その上流側に温度センサ１０７が設けられると共に、尿素を添加する噴射ノズル１０８が設けられている。
【０００６】
従って、連続再生式フィルタ１０２に流入した排気ガスは、酸化触媒１０４によりＨＣ、ＣＯ成分がＣＯ２ 、Ｈ２Ｏに酸化されると共に、ＮＯｘが酸化されてＮＯ２ となり、フィルタ１０５に捕集された黒煙などの微粒子が酸化燃焼される。また、選択還元式触媒にて、噴射ノズル１０８から噴射された尿素が熱分解してアンモニアとなり、排気ガス中のＮＯ２ がＮ２ やＨ２Ｏに還元されて浄化される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の排気ガス処理装置にあっては、排気ガスは、黒煙などの微粒子がフィルタ１０５に捕集されて浄化されるため、このフィルタ１０５が捕集した微粒子を定期的に再燃焼して再生する必要がある。ところが、排気ガスの温度が触媒の活性化温度以上にならないと捕集した黒煙を燃焼することができないため、従来は、膨張行程に追加燃料噴射を行うなどして排気ガスを昇温することで、フィルタ１０５を加熱している。しかし、このように排気ガス温度を上げてフィルタ１０５を強制的に再生した場合、図５に示すように、フィルタ１０５の出口での排気ガス温度が７００℃〜１０００℃まで到達してしまう場合があり、この場合には、アンモニアを還元剤とする選択還元式触媒１０３に一般的に担持されるバナジウムが昇華して飛散し、大気中に放出されてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであって、排気ガス温度の上昇による触媒の劣化を防止して排気ガス浄化性能の向上を図った内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集する複数の再生式フィルタを並設し、各再生式フィルタへの排気導入を選択的に切り換える通路切換手段を設け、各再生式フィルタの下流側に選択還元式触媒を設けると共に、この選択還元式触媒に尿素またはアンモニアを供給する還元剤供給手段を設け、制御手段が各再生式フィルタの捕集量あるいは捕集量に起因するパラメータに応じて通路切換手段を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するようにしている。
【００１０】
従って、排気ガスが排気通路から通路切換手段により切り換えられた再生式フィルタに導入すると、排気ガス中の微粒子がここで捕集され、選択還元式触媒にて、還元剤供給手段により供給された尿素またはアンモニアにより排気ガス中の有害物質が還元処理されて浄化される。そして、一方の再生式フィルタに所定量の微粒子が捕集されると、制御装置は通路切換手段により使用する再生式フィルタを切り換えると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行することで、付着した微粒子を燃焼して除去する。このとき、選択還元式触媒には微粒子が燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流入することとなり、高温の排気ガスによるバナジウムの飛散等の選択還元式触媒の劣化を防止すると共に、再生式フィルタにより微粒子を常時捕集することで、連続して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００１１】
請求項２の発明の内燃機関の排気浄化装置では、再生式フィルタに酸化触媒を担持している。従って、再生式フィルタにて、微粒子の燃焼時に生成されたＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、選択還元式触媒に導入されること似寄り効率良くＮＯｘを浄化することができる。
【００１２】
請求項３の発明の内燃機関の排気浄化装置では、各再生式フィルタが再生用加熱手段を有し、この再生式フィルタの再生時に所定量の排気ガスを再生加熱手段に導入する排気ガス導入手段を設けている。従って、再生式フィルタの再生時に排ガス温度が低いときは、制御手段が再生用加熱手段を作動すると共に、排気ガス導入手段によりこの再生加熱手段に排気ガスを導入することで、排気ガスが昇温されて高温の排気ガスにより付着した微粒子が燃焼して除去されることとなり、少量の排気ガスにより再生式フィルタを確実に再生することができる。
【００１３】
請求項４の発明の内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス導入手段は、再生式フィルタ上流側の排気通路と再生加熱手段とを連通する連通路と、この連通路を流れる排気ガス流量を調整する流量制御弁とを有している。従って、簡単な構成で再生式フィルタを適正に再生することができる。
【００１４】
請求項５の発明の内燃機関の排気浄化装置では、選択還元式触媒の上流側に排気ガス温度を計測する温度センサを設け、制御手段は温度センサが計測した排気ガス温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御している。従って、選択還元式触媒に導入される排気ガスの温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するため、選択還元式触媒への高温の排気ガスの流入を防止して選択還元式触媒の劣化を確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成、図２にフィルタ再生時のタイムチャートを示す。
【００１７】
本実施形態の排気浄化装置において、図１に示すように、図示しないエンジンの排気通路１１は、２つの分岐した一対の分岐通路１２，１３に連結され、各分岐通路１２，１３には第１及び第２再生式フィルタ（ＤＰＦ：ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ ）１４，１５が装着されている。そして、この第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の下流側には一対の合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒（ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）１８が連結されている。
【００１８】
各分岐通路１２，１３には通路切換手段を構成する切換弁１９，２０が装着されており、この切換弁１９，２０の開閉操作により排気ガスを排気通路１１から分岐通路１２を介して第１再生式フィルタ１４に導入するか、分岐通路１３を介して第２再生式フィルタ１５に導入するか選択切換できるようになっている。
【００１９】
第１及び第２再生式フィルタ１４，１５は、セラミックスの多孔質壁をハニカム形状にして多数の排気流路を形成したフィルタに酸化触媒が担持されて構成されている。従って、この各再生式フィルタ１４，１５では、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ成分を酸化してＣＯ２ 、Ｈ２Ｏに変換すると共に、ＮＯを酸化してＮＯ２ に変換することができる。また、再生式フィルタ１４，１５では、排気ガスが多孔質壁を通過することでこの排気ガス中の微粒子（ＰＭ：パティキュレート）、特に黒煙を捕集することができる。なお、酸化機能を有する触媒と微粒子を捕集するフィルタを一体に設けて再生式フィルタ１４，１５を構成したが、上流側に酸化触媒を、下流側にフィルタを、更に下流側に酸化触媒を別々に直列に配設してもよい。
【００２０】
また、第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の各上流部には再生用加熱手段としての電気ヒータ２１，２２が設けられ、電源部２３，２４に接続されている。更に、各再生式フィルタ１４，１５の上流側は、再生時に所定量の排気ガスを導入する排気ガス導入手段としての連通路２５により連通されていると共に、この連通路２５に流動する排気ガス流量を調整する流量制御弁２６が設けられている。
【００２１】
従って、例えば、第１再生式フィルタ１４の微粒子の捕集量が所定量となった場合に、切換弁１９を閉止して切換弁２０を開放し、排気ガスが排気通路１１から分岐通路１３を通って第２再生式フィルタ１５に導入させるとき、連通路２５を介して排気ガスの一部を第１再生式フィルタ１４に流入させることで、流入排気ガス中の酸素により第１再生式フィルタ１４に付着した微粒子を燃焼することができる。このとき、流量制御弁２６により第１再生式フィルタ１４に導入される排気ガスの流量を調整することで、微粒子を燃焼するための排気ガスの温度を調節することができる。また、排気ガス温度が低いとき、電源部２２を用いて電気ヒータ２１を作動して連通路２５から導入された排気ガスを加熱することで、排気ガスを第１再生式フィルタ１４を再生可能な温度とすることができる。
【００２２】
選択還元式触媒１８はＮＯｘ触媒であって少なくともバナジウムが担持されており、上流側に尿素（またはアンモニア）を供給する還元剤供給手段としての噴射ノズル２７及び噴射ポンプ２８が設けられている。酸化触媒を担持した再生式フィルタ１４，１５により微粒子が除去された際に発生したＮＯが高活性のＮＯ２ に変換された排気ガスが、この選択還元式触媒１８に導入されることにより、排気ガスがアンモニアにより効率良く還元されて浄化される。
【００２３】
また、排気通路１１の下流側には分岐通路１２，１３に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３１が装着される一方、第１及び第２再生式フィルタ１４，１５の下流側には合流通路１６，１７に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３２，３３が装着されている。更に、選択還元式触媒１８の上流側にはこの選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度を計測する温度センサ３４が装着されている。
【００２４】
そして、前述した切換弁１９，２０、電源部２３，２４、流量制御弁２６、温度センサ３１〜３４に制御装置３５に接続されている。従って、この制御装置３５は、一方の再生式フィルタ１４，１５の捕集量、あるいはこの捕集量に起因するパラメータ（圧力損失、エンジン駆動時間、走行距離など）に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタ１４，１５の再生機能を実行、つまり、電気ヒータ２１，２２により排気ガスを加熱することで、高温の排気ガスにより再生式フィルタ１４，１５に付着した微粒子を燃焼することができる。
【００２５】
このように構成された本実施形態の排気浄化装置にて、制御装置３５は、切換弁１９を閉止する一方で切換弁２０を開放し、排気ガスを排気通路１１から分岐通路１３を通して第２再生式フィルタ１５に導入する。すると、排気ガスは、まず、第２再生式フィルタ１５により排気ガス中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ）が酸化処理されると共に、排気ガス中のＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、また、排気ガス中の微粒子（ＰＭ）が捕集されて浄化される。次に、排気ガスに対して噴射ノズル２７から尿素を噴射すると、尿素が排気ガスの熱により熱分解してアンモニア（ＮＨ３ ）が生成され、選択還元式触媒１８上で排気ガス中のＮＯやＮＯ２ このＮＨ３ と反応してＮ２ やＨ２Ｏに還元され、排気ガスが浄化されて大気に排出される。
【００２６】
このとき、エンジンが比較的高負荷で連続的に運転される場合は、排気ガスの温度が第２再生式フィルタ１５の活性化温度以上になるため、この第２再生式フィルタ１５が昇温されて捕集した微粒子を燃焼し、第２再生式フィルタ１５を良好に再生することができる。
【００２７】
一方、エンジンの低負荷運転が連続して行われる場合は、排気ガスの温度が第２再生式フィルタ１５の活性化温度以上になる機会が少なく、この第２再生式フィルタ１５を所定の温度以上に昇温することができず、第２再生式フィルタ１５が捕集した微粒子を効率よく燃焼して再生することができない。すると、第２再生式フィルタ１５にて、微粒子の捕集量が増加して圧力損失が大きくなり、制御装置３５は第２再生式フィルタ１５の圧力損失をエンジン駆動時間や走行距離に置き換えて検出する。そして、制御装置３５は、使用する浄化装置を第２再生式フィルタ１５から第１再生式フィルタ１４に切り換え、第２再生式フィルタ１５に捕集された微粒子を燃焼除去して再生する。
【００２８】
即ち、制御装置３５は、切換弁１９を開放する一方で切換弁２０を閉止し、排気ガスを排気通路１１から分岐通路１２を通して第１再生式フィルタ１４に導入する。すると、排気ガスは、前述と同様に、第１再生式フィルタ１４によりＨＣやＣＯが酸化処理されると共にＮＯｘがＮＯやＮＯ２ となり、また、微粒子が捕集される。そして、選択還元式触媒１８にて、噴射ノズル２７から噴射されて熱分解したアンモニア（ＮＨ３ ）がＮＯやＮＯ２ と反応してＮ２ やＨ２Ｏに還元して浄化する。
【００２９】
一方、大量の微粒子を捕集して圧力損失が大きくなった第２再生式フィルタ１５に対して、制御装置３５は流量制御弁２６により連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスの一部を第２再生式フィルタ１５に導入し、導入された排気ガス中の酸素ガスにより第２再生式フィルタ１５に付着した微粒子を燃焼することで除去する。このとき、排気ガスの温度が低い場合、制御装置３５は電気ヒータ２２を作動して排気ガスを加熱することで、高温の排気ガスにより第２再生式フィルタ１５を再生可能な温度とすることができる。
【００３０】
そして、この状態で、再びエンジンの低負荷運転が連続して行われと、第１再生式フィルタ１４における微粒子の捕集量が増加して圧力損失が大きくなるため、制御装置３５はこれを検出し、前述と同様に、使用する浄化装置を第１再生式フィルタ１４から再生が完了した第２再生式フィルタ１５に切り換え、第１再生式フィルタ１４を再生する。
【００３１】
このような微粒子の捕集量に応じて第１、第２再生式フィルタ１４，１５を切り換えて使用することで、排気ガス中の有害物質の酸化処理と微粒子の捕集を連続して行うことができ、安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００３２】
このような第１実施形態の内燃機関の排気浄化装置にあっては、排気通路１１に分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５をそれぞれ並設し、分岐通路１２，１３に切換弁１９，２０を装着する一方、合流通路１６，１７を介して選択還元式触媒１８を連結し、選択還元式触媒１８に尿素またはアンモニアを供給する噴射ノズル２７を設け、制御手段３５は再生式フィルタ１４，１５を交互運転して微粒子の捕集量に応じて切換弁１９，２０を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するようにしている。
【００３３】
従って、排気ガスが排気通路１１から分岐通路１２，１３を介して再生式フィルタ１４，１５の一方に導入すると、まず、排気ガス中の微粒子がここで捕集され、次に選択還元式触媒１８でアンモニアにより排気ガス中の有害物質が還元処理されて浄化されることとなり、再生式フィルタ１４，１５に所定量の微粒子が捕集されると、制御装置３５は切換弁１９，２０により排気ガスを再生式フィルタ１４，１５の他方に導入して浄化処理する一方、微粒子を捕集した再生式フィルタ１４，１５の再生機能を実行することで、排気ガス中の浄化処理を連続して行うことができ、また、選択還元式触媒１８には微粒子を燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流入することとなり、高温の排気ガスによる選択還元式触媒１８のバナジウムの飛散等の熱劣化を防止して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００３４】
例えば、図２に示すように、第１再生式フィルタ１４に捕集された微粒子を燃焼して再生するため、制御装置３５が電気ヒータ２１により排気ガスを加熱して強制再生制御を実行（ＯＮ）すると、再生式フィルタ１４から排出される排気ガス温度（温度センサ３２）は７００℃を越えて高温となるものの、微粒子を捕集している第２再生式フィルタ１５から排出される排気ガス温度（温度センサ３３）は３００℃程度であり、両者が混合されて選択還元式触媒１８に流入する排気ガス温度（温度センサ３４）は４００℃程度となり、選択還元式触媒１８が熱劣化することはなく、この選択還元式触媒１８に担持されたバナジウムが昇華して飛散せずに、選択還元式触媒１８は安定した排気ガス浄化性能を維持できる。
【００３５】
図３に本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置におけるフィルタ再生時のタイムチャートを示す。
【００３６】
第２実施形態の内燃機関の排気浄化装置は、全体の構成は前述した第１実施形態と同様であるため、図１を用いて第１実施形態で説明したものと同様の機能については重複する説明は省略する。
【００３７】
第２実施形態の内燃機関の排気浄化装置では、図１に示すように、選択還元式触媒１８の上流側に設けられた温度センサ３４の出力に基づいて第１、第２再生式フィルタ１４，１５の再生動作を制御するようにしている。例えば、図１及び図３に示すように、制御装置３５が電気ヒータ２１の電力を最大（ＦＵＬＬ）にして排気ガスを加熱すると共に、流量制御弁２６の開度を最大（ＦＵＬＬ）にして連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスを加熱して再生制御を実行すると、第１再生式フィルタ１４から排出される排気ガス温度が上昇するため、第２再生式フィルタ１５からの排気ガス温度と混合して選択還元式触媒１８に流入する排気ガス温度も上昇する。
【００３８】
このとき、制御装置３５は、温度センサ３４により選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度を監視し、選択還元式触媒１８の浄化性能が維持できる第１排気ガス温度（担持したバナジウムが昇華しない温度、例えば、６５０℃±α）を越えると、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止（ＯＦＦ）すると共に、流量制御弁２６により連通路２５を閉止（ＯＦＦ）し、第１再生式フィルタ１４の強制再生制御を停止する。従って、一時的に選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が上昇するが、所定時間を経過すると低下し、第１排気ガス温度より低くなる。従って、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が、選択還元式触媒１８が熱劣化する第２排気ガス温度（担持したバナジウムが昇華する温度、例えば、７００℃±α）を越えることはなく、選択還元式触媒１８は安定した排気ガス浄化性能を維持できる。
【００３９】
そして、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が、第１排気ガス温度より低くなったとき、第１再生式フィルタ１４の再生処理が完了していなければ、再び、制御装置３５は電気ヒータ２１により排気ガスを加熱すると共に、流量制御弁２６により連通路２５を開放し、第１再生式フィルタ１４に流入する排気ガスを加熱して再生制御を実行する。
【００４０】
なお、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第１排気ガス温度を越えたとき、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止するだけ、あるいは流量制御弁２６により連通路２５を閉止するだけとしてもよい。また、このとき、制御装置３５は電気ヒータ２１を停止せずに、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第２排気ガス温度を越えないように電力を低下させたり、流量制御弁２６により連通路２５を閉止せずに、選択還元式触媒１８に流入する排気ガスの温度が第２排気ガス温度を越えないように流量を低下させるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の排気通路に排気ガス中の微粒子を捕集する複数の再生式フィルタを並設し、各再生式フィルタへの排気導入を選択的に切り換える通路切換手段を設け、各再生式フィルタの下流側に選択還元式触媒を設けると共に、この選択還元式触媒に尿素またはアンモニアを供給する還元剤供給手段を設け、制御手段が各再生式フィルタの捕集量あるいは捕集量に起因するパラメータに応じて通路切換手段を切換制御すると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行するので、一方の再生式フィルタに所定量の微粒子が捕集されると、制御装置は通路切換手段により使用する再生式フィルタを切り換えると共に、切り換えられた側の再生式フィルタの再生機能を実行することで、付着した微粒子を燃焼して除去こととなり、選択還元式触媒には微粒子が燃焼した高温の排気ガスと微粒子が捕集された低温の排気ガスとが混合して流動することとなり、高温の排気ガスによる選択還元式触媒の熱劣化を防止すると共に、再生式フィルタにより微粒子を常時捕集することで、連続して安定した排気ガス浄化性能を維持することができる。
【００４２】
請求項２の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、再生式フィルタに酸化機能を担持すると共に、選択還元式触媒にバナジウムを担持したので、再生式フィルタにてＮＯが酸化されてＮＯ２ となり、選択還元式触媒にて排気ガス中のＮＯｘを効率良く浄化処理することができる。
【００４３】
請求項３の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、各再生式フィルタが再生用加熱手段を有し、この再生式フィルタの再生時に所定量の排気ガスを再生加熱手段に導入する排気ガス導入手段を設けてたので、再生式フィルタの再生時に排ガス温度が低いときは、制御手段が再生用加熱手段を作動すると共に、排気ガス導入手段によりこの再生加熱手段に排気ガスを導入することで、微粒子を燃焼させるための酸素が供給されると共に、排気ガスが昇温されて捕集した微粒子が燃焼して除去されることとなり、少量の排気ガスにより再生式フィルタを確実に再生することができる。
【００４４】
請求項４の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気ガス導入手段は、再生式フィルタの上流側の排気通路と再生加熱手段とを連通する連通路と、この連通路を流れる排気ガス流量を調整する流量制御弁とを有するので、簡単な構成で再生式フィルタを適正に再生することができる。
【００４５】
請求項５の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、選択還元式触媒の上流側に排気ガス温度を計測する温度センサを設け、制御手段は温度センサが計測した排気ガス温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するので、選択還元式触媒に導入される排気ガスの温度に応じて再生式フィルタの再生動作を制御するため、選択還元式触媒への高温の排気ガスの流入を防止して選択還元式触媒の劣化を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】フィルタ再生時のタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置におけるフィルタ再生時のタイムチャートである。
【図４】従来の内燃機関の排気浄化装置の概略図である。
【図５】触媒再生時のタイムチャートである。
【符号の説明】
１１ 排気通路
１２，１３ 分岐通路
１４，１５ 再生式フィルタ
１６，１７ 合流通路
１８ 選択還元式触媒
１９，２０ 切換弁（通路切換手段）
２１，２２ 電気ヒータ（再生用加熱手段）
２５ 連通路（排気ガス導入手段）
２６ 流量制御弁（排気ガス導入手段）
２７ 噴射ノズル（還元剤供給手段）
３１〜３４ 温度センサ
３５ 制御装置
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に並設されて排気ガス中の微粒子を捕集する複数の再生式フィルタと、該各再生式フィルタへの排気導入を選択的に切り換える通路切換手段と、前記各再生式フィルタの下流側に設けられた選択還元式触媒と、該選択還元式触媒に尿素またはアンモニアを供給する還元剤供給手段と、前記再生式フィルタの捕集量あるいは該捕集量に起因するパラメータに応じて前記通路切換手段を切換制御すると共に切り換えられた側の前記再生式フィルタの再生機能を実行する制御手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記再生式フィルタに酸化触媒を担持することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記各再生式フィルタは再生用加熱手段を有し、該再生式フィルタの再生時に所定量の排気ガスを該再生加熱手段に導入する排気ガス導入手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 請求項３記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記排気ガス導入手段は、前記再生式フィルタ上流側の前記排気通路と前記再生加熱手段とを連通する連通路と、該連通路を流れる排気ガス流量を調整する流量制御弁とを有することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
- 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記選択還元式触媒の上流側に排気ガス温度を計測する温度センサが設けられ、前記制御手段は該温度センサが計測した排気ガス温度に応じて前記再生式フィルタの再生動作を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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