JP3374779B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの
排気ガス中には、カーボンを主成分とする有害なパティ
キュレートが含まれており、排気ガスを大気に放出する
以前にこのようなパティキュレートを除去することが望
まれている。そのためにディーゼルエンジンの排気系に
は、パティキュレートを捕集するフィルタとして、パテ
ィキュレートトラップを配置することが提案されてい
る。このようなパティキュレートトラップは、パティキ
ュレート捕集量の増加に伴い大きな排気抵抗となるため
に、捕集したパティキュレートを燃焼させ、パティキュ
レートトラップ自身を再生する必要がある。2. Description of the Related Art Exhaust gas of an internal combustion engine, especially a diesel engine, contains harmful particulates containing carbon as a main component, and such particulates are discharged before the exhaust gas is released to the atmosphere. It is desired to remove it. Therefore, it has been proposed to arrange a particulate trap in the exhaust system of the diesel engine as a filter for collecting particulates. Since such a particulate trap has a large exhaust resistance as the amount of collected particulates increases, it is necessary to burn the collected particulates and regenerate the particulate trap itself.

【０００３】機関高負荷高速運転のように排気ガスが高
温となれば、パティキュレートは自然発火して燃焼する
ために、パティキュレートトラップを再生することがで
きる。実開平５−６９３１１号公報には、パティキュレ
ートトラップを各排気ポート毎に配置することが提案さ
れている。この構成によって、パティキュレートトラッ
プを機関本体に接近させることができ、パティキュレー
トトラップの再生に排気ガスの熱を有効に利用すること
が可能となる。When the exhaust gas has a high temperature as in the high-load operation of the engine at high temperature, the particulates are spontaneously ignited and burned, so that the particulate trap can be regenerated. Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-69311 proposes disposing a particulate trap for each exhaust port. With this configuration, the particulate trap can be brought close to the engine body, and the heat of the exhaust gas can be effectively used for the regeneration of the particulate trap.

【０００４】パティキュレートの大きさは非常に小さい
ものであるのに対して、パティキュレートトラップの細
孔は、パティキュレートトラップ自身が大きな排気抵抗
とならないように、パティキュレートに比較して非常に
大きくされている。このようなパティキュレートトラッ
プにおいて、パティキュレートは、細孔の回りに付着堆
積して捕集される。この付着堆積パティキュレートが比
較的大きく成長して、パティキュレートトラップの実質
的な細孔の大きさを、ある程度に減少させると、パティ
キュレートトラップにおけるパティキュレート捕集率が
大幅に向上する。The size of the particulates is very small, whereas the pores of the particulate traps are much larger than the particulates so that the particulate trap itself does not have a large exhaust resistance. Has been done. In such a particulate trap, particulates are deposited and collected around the pores and collected. When this adhered and deposited particulate grows relatively large to reduce the substantial pore size of the particulate trap to some extent, the particulate trapping rate in the particulate trap is significantly improved.

【０００５】しかしながら、前述のようにパティキュレ
ートトラップを機関本体に接近させて配置すると、各パ
ティキュレートトラップには各気筒から排出された直後
における比較的高速の排気ガスが常時通過することにな
り、パティキュレートトラップの細孔の回りの付着堆積
パティキュレートは、比較的大きく成長する以前に崩れ
易い。それにより、各パティキュレートトラップにおけ
るパティキュレート捕集率は向上することなく低いまま
維持される。However, when the particulate trap is disposed close to the engine body as described above, the relatively high speed exhaust gas immediately after being discharged from each cylinder will pass through each particulate trap at all times. The adhered and deposited particulates around the pores of the particulate trap are prone to collapse before growing relatively large. As a result, the particulate collection rate in each particulate trap is kept low without improving.

【０００６】この問題を解決するために、各排気ポート
をパティキュレートトラップの上流側で互いに連通する
ことが考えられる。それにより、各気筒の排気行程にお
いて、排気ガスは各パティキュレートトラップに分散し
て速度低下して流入するために、付着堆積パティキュレ
ートの成長を阻害することはなく、パティキュレートト
ラップにおけるパティキュレート捕集効率を向上させる
ことができる。In order to solve this problem, it is conceivable to connect the exhaust ports to each other on the upstream side of the particulate trap. As a result, in the exhaust stroke of each cylinder, the exhaust gas disperses into each particulate trap and flows at a reduced speed, so that it does not hinder the growth of the adhered and deposited particulates, and the particulate traps in the particulate trap are trapped. Collection efficiency can be improved.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
てパティキュレートトラップにおけるパティキュレート
捕集効率を向上させると、その一方で、排気ガス中に含
まれ、アッシュと称されるエンジンオイルの燃焼生成物
も良好にパティキュレートトラップに捕集される。アッ
シュは、非常に燃焼し難く、パティキュレートの焼失後
にもパティキュレートトラップに残留して堆積し、パテ
ィキュレートトラップの排気抵抗を増加させる。However, if the particulate trapping efficiency in the particulate trap is improved in this way, on the other hand, the combustion products of engine oil contained in the exhaust gas and called ash are also good. Is trapped in a particulate trap. Ash is extremely difficult to burn, and remains and accumulates in the particulate trap even after the particulate is burned, increasing the exhaust resistance of the particulate trap.

【０００８】このようなアッシュの堆積を崩してパティ
キュレートトラップの下流側に排出させるために、各連
通路を閉鎖可能な閉鎖弁を設けて各連通路を無効とする
ことにより、各気筒から排出された直後の比較的高速の
排気ガスが、対応するパティキュレートトラップだけを
通過するようにすることが考えられる。In order to break up the accumulation of such ash and discharge it to the downstream side of the particulate trap, a closing valve that can close each communication passage is provided to invalidate each communication passage, so that the discharge is performed from each cylinder. It is conceivable that the relatively high-velocity exhaust gas immediately after being discharged passes only through the corresponding particulate trap.

【０００９】しかしながら、アッシュの堆積はパティキ
ュレートに比較して強固であり、このようにしても容易
にパティキュレートトラップにおける堆積アッシュを崩
すことはできない。However, the deposition of ash is stronger than that of particulates, and even in this case, the deposition ash in the particulate trap cannot be easily destroyed.

【００１０】従って、本発明の目的は、機関排気系にお
ける排気集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそ
れぞれに配置されたパティキュレートトラップと、各パ
ティキュレートトラップの排気上流側において、各排気
ポートを少なくとも一つの他の排気ポートと連通させる
ための連通路とを具備する内燃機関の排気浄化装置にお
いて、アッシュの堆積によるパティキュレートトラップ
の排気抵抗の増加を防止することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a particulate trap arranged at each exhaust port that communicates the exhaust collecting portion and each cylinder in the engine exhaust system, and at the exhaust upstream side of each particulate trap. An object of the present invention is to prevent an increase in exhaust resistance of a particulate trap due to accumulation of ash in an exhaust emission control device for an internal combustion engine that includes a communication passage for communicating an exhaust port with at least one other exhaust port.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の排気浄化装置は、機関排気系における
排気集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞ
れに配置されたパティキュレートトラップと、各前記パ
ティキュレートトラップの排気上流側において、各前記
排気ポートを少なくとも一つの他の前記排気ポートと連
通させるための連通路と、各前記連通路に配置された常
時開の開閉弁と、少なくとも一つの前記パティキュレー
トトラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制可能にす
る流入抑制手段とを具備し、必要に応じて前記流入抑制
手段によって前記少なくとも一つのパティキュレートト
ラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制すると共に、
前記少なくとも一つのパティキュレートトラップが配置
された前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させ
るための前記連通路に配置された前記開閉弁を閉弁する
ことにより、前記排気ガスの流入の抑制を解除した時に
は前記少なくとも一つのパティキュレートトラップを通
過する排気ガスの流速は高められ、前記パティキュレー
トトラップに堆積するアッシュを前記パティキュレート
トラップの下流側に排出させることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, which is a patty arranged in each exhaust port which communicates an exhaust collecting portion and each cylinder in an engine exhaust system. A particulate trap, a communication passage for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port on the exhaust upstream side of each particulate trap, and a normally open on-off valve arranged in each communication passage. And an inflow suppressing means for temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into at least one of the particulate traps, and the exhaust gas into the at least one particulate trap by the inflow suppressing means, if necessary. While temporarily suppressing the inflow of gas,
The on-off valve arranged in the communication passage for communicating the exhaust port in which the at least one particulate trap is arranged with the other exhaust port is closed.
As a result, when the suppression of the inflow of exhaust gas is released
Through the at least one particulate trap
Exhaust gas flow velocity is increased,
The ash accumulated on the trap is the above-mentioned particulate.
It is characterized in that it is discharged to the downstream side of the trap .

【００１２】請求項２に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
された排気絞り機構であることを特徴とする。An exhaust purification system for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention is the exhaust purification system for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the inflow suppressing means is an exhaust throttle mechanism arranged in an engine exhaust system. Is characterized in that.

【００１３】請求項３に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
されたターボチャージャ・タービンのための可変ノズル
絞り機構であることを特徴とする。An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the inflow suppressing means is a turbocharger arranged in an engine exhaust system. It is a variable nozzle throttling mechanism for a turbine.

【００１４】請求項４に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系の前記
少なくとも一つのパティキュレートトラップの下流側に
接続された排気再循環通路の制御弁であることを特徴と
する。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the inflow suppressing means is the at least one particulate of the engine exhaust system. It is a control valve for an exhaust gas recirculation passage connected to the downstream side of the trap.

【００１５】請求項５に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、排気弁の開弁時期
を遅角する遅角手段であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the inflow suppressing means retards the opening timing of the exhaust valve. It is a retarding means.

【００１６】請求項６に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、機関排気系における排気集合部と各気
筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパ
ティキュレートトラップと、各前記パティキュレートト
ラップの排気上流側において、各前記排気ポートを少な
くとも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連
通路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁とを
具備し、機関高負荷時において必要に応じて少なくとも
一つの前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させ
るための前記連通路に配置された前記開閉弁を一時的に
閉弁することにより、機関高負荷時の排気ガスが前記少
なくとも一つの排気ポートに対応するパティキュレート
トラップを通過し、前記パティキュレートトラップに堆
積するアッシュを前記パティキュレートトラップの下流
側に排出させることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein particulate traps are arranged at respective exhaust ports which connect an exhaust collecting portion of an engine exhaust system with respective cylinders, and the respective particulate traps. On the exhaust gas upstream side of the particulate trap, there are provided communication passages for communicating each of the exhaust ports with at least one of the other exhaust ports, and a normally open on-off valve arranged in each of the communication passages. When the engine is under high load, the on-off valve arranged in the communication passage for communicating at least one of the exhaust ports with another of the exhaust ports as required at the time of high load is temporarily closed . Exhaust gas is low
Particulate corresponding to at least one exhaust port
Pass through the trap and collect in the particulate trap.
Downstream of the accumulated ash from the particulate trap
It is characterized in that it is discharged to the side .

【００１７】請求項７に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、機関排気系における排気集合部と各気
筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパ
ティキュレートトラップと、各前記パティキュレートト
ラップの排気上流側において、各前記排気ポートを少な
くとも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連
通路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能とす
る休止手段とを具備し、必要に応じて前記休止手段によ
って前記少なくとも一つの気筒を一時的に休止させるこ
とにより、休止させた前記気筒に対応するパティキュレ
ートトラップを排気ガスが逆流し、前記パティキュレー
トトラップに堆積するアッシュを前記パティキュレート
トラップの上流側に排出させることを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein particulate traps are arranged at respective exhaust ports which connect an exhaust collecting portion in an engine exhaust system and respective cylinders, and On the exhaust upstream side of the particulate trap, there is provided a communication passage for communicating each of the exhaust ports with at least one of the other exhaust ports, and a suspension means for temporarily suspending at least one cylinder, this to temporarily pause the at least one cylinder by said rest means as required
And the particulates corresponding to the cylinders that have been paused.
Exhaust gas flows back through the air trap,
The ash accumulated on the trap is the above-mentioned particulate.
It is characterized in that it is discharged to the upstream side of the trap .

【００１８】請求項８に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項７に内燃機関の排気浄化装置に
おいて、各前記連通路には常時開の開閉弁が配置され、
前記休止手段によって前記少なくとも一つの気筒を一時
的に休止させる時には、前記少なくとも一つの気筒と前
記排気集合部と連通する前記排気ポートを他の前記排気
ポートと連通させるための前記連通路に配置された前記
開閉弁を閉弁することを特徴とする。An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to an eighth aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the seventh aspect, wherein a normally open on-off valve is arranged in each of the communication passages.
When the at least one cylinder is temporarily deactivated by the deactivating means, the exhaust port communicating with the at least one cylinder and the exhaust collecting portion is arranged in the communication passage for communicating with another exhaust port. In addition, the on-off valve is closed.

【００１９】請求項９に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項７又は８に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記休止手段によって休止される
時の前記少なくとも一つの気筒の排気行程における気筒
内圧力と、前記少なくとも一つの気筒と前記排気集合部
とを連通する前記排気ポートに配置された前記パティキ
ュレートトラップの下流側の圧力との差圧を上昇させる
差圧上昇手段を具備することを特徴とする。An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a ninth aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the seventh or eighth aspect, wherein the at least one cylinder is stopped by the stopping means. Differential pressure increasing means for increasing the differential pressure between the in-cylinder pressure in the exhaust stroke and the pressure on the downstream side of the particulate trap arranged in the exhaust port that communicates the at least one cylinder and the exhaust collecting portion. It is characterized by including.

【００２０】請求項１０に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項９に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
行程に先立って、前記排気集合部からの排気ガスの流出
を抑制する流出抑制手段であることを特徴とする。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a tenth aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is stopped by the stopping means. Before the exhaust stroke of the at least one cylinder, the outflow suppressing unit suppresses outflow of exhaust gas from the exhaust collecting portion.

【００２１】請求項１１に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項９に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させる吸気絞り機構であることを特徴とす
る。An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to an eleventh aspect of the present invention is the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is stopped by the stopping means. An intake throttle mechanism for reducing the amount of intake air to the at least one cylinder.

【００２２】請求項１２に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項１１に記載の内燃機関の排気
浄化装置において、前記吸気絞り機構は、前記少なくと
も一つの気筒と吸気分岐部とを連通する吸気ポートに配
置されていることを特徴とする。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a twelfth aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the eleventh aspect, wherein the intake throttle mechanism includes at least one cylinder and an intake branch portion. It is characterized in that it is arranged in the intake port that communicates with.

【００２３】請求項１３に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項９に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させるように、吸気弁の閉弁時期を変更させ
る吸気弁閉弁時期変更手段であることを特徴とする。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a thirteenth aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is stopped by the stopping means. An intake valve closing timing changing means for changing the closing timing of the intake valve so as to reduce the intake amount to the at least one cylinder.

【００２４】請求項１４に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項９に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記吸気手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
弁の開弁時期を下死点近傍に変更させる排気弁開弁時期
変更手段であることを特徴とする。An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to a fourteenth aspect of the present invention is the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, in which the differential pressure increasing means is stopped by the intake means. An exhaust valve opening timing changing means for changing the opening timing of the exhaust valve of at least one cylinder to near the bottom dead center.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】図１は、本発明による第一実施形
態の排気浄化装置が取り付けられた機関排気系の概略図
である。同図において、１はシリンダヘッド排気側への
取り付けフランジ、２は各気筒の排気集合部、３は排気
集合部２と各気筒とを連通する排気ポートである。排気
集合部２の下流側は、ターボチャージャのタービン８を
介して大気へ通じており、タービン８の下流側排気通路
はタービン８の軸線方向に延在している。各排気ポート
３には、それぞれ、パティキュレートトラップ４が配置
されている。1 is a schematic diagram of an engine exhaust system to which an exhaust emission control device of a first embodiment according to the present invention is attached. In the figure, 1 is a mounting flange on the exhaust side of the cylinder head, 2 is an exhaust collecting portion of each cylinder, and 3 is an exhaust port that connects the exhaust collecting portion 2 and each cylinder. A downstream side of the exhaust gas collecting portion 2 communicates with the atmosphere via a turbine 8 of a turbocharger, and a downstream side exhaust passage of the turbine 8 extends in the axial direction of the turbine 8. A particulate trap 4 is arranged in each exhaust port 3.

【００２６】また、排気集合部２には、機関吸気系を介
して排気ガスの一部を気筒内へ再循環させるための排気
再循環通路５が接続されている。排気再循環通路５に
は、再循環排気ガス量を制御するための制御弁５ａが配
置されている。排気ガスの主成分は熱容量の大きな不活
性ガスであるために、排気ガスを気筒内へ再循環させる
ことにより、燃焼温度を低下させ発生するＮＯ_x 量を低
減することができる。しかしながら、排気再循環は、多
少の燃焼悪化を伴うために、一般的には、燃焼が比較的
不安定な機関低負荷時及び高出力が必要な機関高負荷時
を除き実施される。従って、制御弁５ａは、機関低負荷
時及び機関高負荷時には閉弁され、機関中負荷時には再
循環排気ガス量に応じて開弁されている。Further, an exhaust gas recirculation passage 5 for recirculating a part of the exhaust gas into the cylinder via the engine intake system is connected to the exhaust gas collecting portion 2. In the exhaust gas recirculation passage 5, a control valve 5a for controlling the amount of recirculated exhaust gas is arranged. Since the main component of the exhaust gas is an inert gas having a large heat capacity, by recirculating the exhaust gas into the cylinder, the combustion temperature can be lowered and the amount of NO _x generated can be reduced. However, since exhaust gas recirculation is accompanied by some deterioration of combustion, it is generally performed except when the engine is under a low load where combustion is relatively unstable and when the engine is under a high load where high output is required. Therefore, the control valve 5a is closed when the engine load is low and when the engine load is high, and is opened according to the recirculated exhaust gas amount when the engine load is medium.

【００２７】各パティキュレートトラップ４は、例え
ば、セラミック等の多孔性物質からなる多孔性物質パテ
ィキュレートトラップである。このパティキュレートト
ラップは、複数の長手方向に延在する隔壁によって細分
化された複数の軸線方向空間を有し、隣接する二つの軸
線方向空間において、一方が排気上流側を、他方が排気
下流側をセラミック等の閉塞材によって閉塞されてい
る。こうして、隣接する二つの軸線方向空間は、排気上
流側から流入した排気ガスを隔壁を介して排気下流側に
流出するトラップ通路となり、多孔質物質からなる隔壁
は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキュ
レートを捕集するようになっている。Each of the particulate traps 4 is a porous substance particulate trap made of a porous substance such as ceramic. This particulate trap has a plurality of axial spaces that are subdivided by a plurality of longitudinally extending partition walls, and in two adjacent axial spaces, one is the exhaust upstream side and the other is the exhaust downstream side. Is blocked by a blocking material such as ceramics. Thus, the two adjacent axial spaces serve as trap passages that allow the exhaust gas flowing from the exhaust upstream side to flow out to the exhaust downstream side through the partition walls, and the partition wall made of a porous material serves as a trap wall for exhaust gas passage. It is designed to collect particulates.

【００２８】また、各パティキュレートトラップ４は、
例えば、耐熱性金属繊維の不織布と耐熱性金属の波板か
ら構成された金属繊維パティキュレートトラップとして
も良い。このパティキュレートトラップは、二枚の不織
布と二枚の波板とが互いに違いに厚さ方向に積層されて
螺旋状に巻かれ、不織布と波板とによって複数の軸線方
向空間が形成されているものである。不織布を構成する
耐熱性金属繊維及び波板を構成する耐熱金属として、例
えば、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金
等が利用可能である。二枚の不織布は、排気上流側端部
において一方の面同士を互いに密着させて螺旋状に連続
して溶接され、また、排気下流側端部において他方の面
同士を互いに密着させて螺旋状に連続して溶接される。
こうして、半径方向に隣接する二つの軸線方向空間は、
排気上流側から流入した排気ガスをいずれかの不織布を
介して排気下流側に流出するトラップ通路となり、不織
布は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキ
ュレートを捕集するようになっている。Further, each particulate trap 4 is
For example, a metal fiber particulate trap composed of a heat-resistant metal fiber non-woven fabric and a heat-resistant metal corrugated plate may be used. In this particulate trap, two non-woven fabrics and two corrugated sheets are laminated in a thickness direction differently from each other and spirally wound, and a plurality of axial spaces are formed by the non-woven fabrics and corrugated sheets. It is a thing. As the heat-resistant metal fiber forming the non-woven fabric and the heat-resistant metal forming the corrugated sheet, for example, Fe—Cr—Al alloy or Ni—Cr—Al alloy can be used. The two non-woven fabrics are continuously welded in a spiral shape with one surface of each of them being in close contact with each other at the exhaust upstream end, and in the spiral shape of having the other surfaces are in close contact with each other at the exhaust downstream end. Welded continuously.
Thus, the two axially adjacent axial spaces are
It becomes a trap passage for the exhaust gas flowing in from the exhaust gas upstream side to flow out to the exhaust gas downstream side via one of the non-woven fabrics, and the non-woven fabric serves as a trap wall to collect particulates when passing the exhaust gas. .

【００２９】本実施形態の排気浄化装置には、さらに、
各パティキュレートトラップ４の排気上流側において、
各排気ポート３を隣接する排気ポート３へ連通するため
の連通路６が設けられている。各連通路６には、常時開
の開閉弁６ａが配置されている。また、機関排気系のパ
ティキュレートトラップ直上流側部分、すなわち、各連
通路６により互いに連通された排気ポート３のパティキ
ュレートトラップ上流側部分には第一圧力センサ７ａが
配置され、機関排気系のパティキュレートトラップ下流
側部分、すなわち、排気集合部２には第二圧力センサ７
ｂが配置されている。The exhaust gas purification apparatus of this embodiment further includes
On the exhaust upstream side of each particulate trap 4,
A communication passage 6 is provided for communicating each exhaust port 3 with the adjacent exhaust port 3. An open / close valve 6a that is normally open is arranged in each communication passage 6. Further, a first pressure sensor 7a is arranged in a portion of the engine exhaust system immediately upstream of the particulate trap, that is, in a portion of the exhaust port 3 upstream of the exhaust port 3 which is communicated with each other by the communication passages 6. The second pressure sensor 7 is provided at the downstream side of the particulate trap, that is, at the exhaust collecting section 2.
b is arranged.

【００３０】また、ターボチャージャのタービン８の直
上流側の排気通路は、タービン８を取り囲むように構成
され、タービン８へ流入する排気ガスの流速及び流量を
調整するための可変ノズル９が設けられている。この可
変ノズルによって、タービンの回転数は、気筒内から排
出される排気ガス流量によって一義的に定まることな
く、所望回転数に制御することができる。さらに、排気
集合部２の直下流側には、常時開の排気制御弁１０が配
置されている。なお、排気制御弁１０は、排気ガス流量
を減少させるために設けられており、前述の可変ノズル
９によって排気ガス流量が減少させられるのであれば、
省略することも可能である。The exhaust passage immediately upstream of the turbine 8 of the turbocharger is constructed so as to surround the turbine 8 and is provided with a variable nozzle 9 for adjusting the flow velocity and flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 8. ing. With this variable nozzle, the rotational speed of the turbine can be controlled to a desired rotational speed without being uniquely determined by the flow rate of exhaust gas discharged from the cylinder. Further, an exhaust control valve 10 that is normally open is arranged immediately downstream of the exhaust collecting unit 2. The exhaust control valve 10 is provided to reduce the exhaust gas flow rate, and if the exhaust gas flow rate is reduced by the variable nozzle 9 described above,
It can be omitted.

【００３１】このように構成された排気浄化装置におい
て、各気筒から排出される比較的高速の排気ガスは、各
連通路６によって全排気ポート３へ分散される。それに
より、特定のパティキュレートトラップ４へ流入する排
気ガスの流速変化は、図２に示すように、比較的低速で
推移する。パティキュレートトラップ４の細孔の大きさ
は、パティキュレートに比較して非常に大きくされてい
るが、流入する排気ガスが低速であるために、排気ガス
中のパティキュレートはパティキュレートトラップ４の
細孔の回りに付着堆積して捕集され、この付着堆積パテ
ィキュレートは崩されることなく容易に比較的大きく成
長することができる。こうして、パティキュレートトラ
ップ４の実質的な細孔の大きさを、ある程度に減少さ
せ、パティキュレートトラップ４におけるパティキュレ
ート捕集率は高められる。In the exhaust gas purification device thus constructed, the relatively high speed exhaust gas discharged from each cylinder is dispersed to all the exhaust ports 3 by each communication passage 6. As a result, the change in the flow velocity of the exhaust gas flowing into the specific particulate trap 4 changes at a relatively low speed, as shown in FIG. The size of the pores of the particulate trap 4 is very large as compared with the particulate trap. However, since the inflowing exhaust gas is slow, the particulates in the exhaust gas are small. The adhered and deposited particulates are collected around the holes, and the adhered and deposited particulates can easily grow in a relatively large size without being broken. In this way, the size of the substantial pores of the particulate trap 4 is reduced to some extent, and the particulate trapping rate in the particulate trap 4 is increased.

【００３２】各パティキュレートトラップ４は機関本体
近傍に配置されているために、各パティキュレートトラ
ップ４に捕集されたパティキュレートは、機関高負荷高
速運転時等に排気ガスが高温となれば、排気ガスの熱を
有効に利用して焼失し、各パティキュレートトラップ４
の再生が完了する。Since each of the particulate traps 4 is arranged in the vicinity of the main body of the engine, the particulates trapped in each of the particulate traps 4 are Efficiently utilizing the heat of the exhaust gas to burn it off, and each particulate trap 4
Is completed.

【００３３】排気ガス中には、気筒内へ侵入したエンジ
ンオイルの燃焼生成物であるカルシウム及びリン等の酸
化物及び硫化物等も含まれている。これらは、アッシュ
と称され、パティキュレートと同程度の大きさを有し、
パティキュレートに比較して発生量は少ないものの各パ
ティキュレートトラップ４にパティキュレートと同様に
良好に捕集されている。アッシュは、非常に燃焼させ難
いものであるために、各パティキュレートトラップ４か
らパティキュレートを焼失させても、パティキュレート
トラップに残留して堆積し、排気抵抗を増加させる。The exhaust gas also contains oxides and sulfides such as calcium and phosphorus which are combustion products of engine oil that have entered the cylinder. These are called ash and have the same size as particulates,
Although the amount of generation is smaller than that of the particulates, it is captured in each of the particulate traps 4 as well as the particulates. Since ash is very difficult to burn, even if the particulates are burned off from each particulate trap 4, they will remain and accumulate in the particulate traps, increasing the exhaust resistance.

【００３４】図３における一点鎖線は、各連通路６を各
開閉弁６ａによって閉鎖した場合において、特定のパテ
ィキュレートトラップ４へ流入する排気ガスの流速変化
を示しており、対応する気筒における排気行程で二つの
ピーク流速が発生している。第一のピーク流速は、排気
弁の開弁と同時に、気筒内の高圧の既燃ガスが噴出する
ことによってもたらされる。また、第二のピーク流速
は、ピストンの上昇に伴って気筒内の既燃ガスが多量に
排出されることによってもたらされる。The alternate long and short dash line in FIG. 3 shows the change in the flow velocity of the exhaust gas flowing into a specific particulate trap 4 when each communication passage 6 is closed by each on-off valve 6a, and the exhaust stroke in the corresponding cylinder. Two peak flow velocities are generated at. The first peak flow velocity is brought about by ejecting high-pressure burned gas in the cylinder at the same time when the exhaust valve is opened. Further, the second peak flow velocity is brought about by the large amount of burned gas discharged in the cylinder as the piston moves upward.

【００３５】こうして、気筒内の既燃ガスは、二つのピ
ーク流速を持ってパティキュレートトラップ４へ流入す
る。各ピーク流速は比較的高速であるが、パティキュレ
ートの堆積に比較してアッシュの堆積は強固であるため
に、堆積アッシュを崩すことはできない。このように、
パティキュレートトラップ４に堆積するアッシュは、各
開閉弁６ａによって各連通路６を単に閉鎖しただけでは
パティキュレートトラップ４から除去することはできな
い。Thus, the burnt gas in the cylinder flows into the particulate trap 4 with two peak flow velocities. Although the peak flow velocities are relatively high, the ash cannot be destroyed because the ash is stronger than the particulate ash. in this way,
The ash accumulated in the particulate trap 4 cannot be removed from the particulate trap 4 simply by closing each communication passage 6 by each opening / closing valve 6a.

【００３６】本実施形態では、アッシュの堆積によって
パティキュレートトラップ４の排気抵抗が増大した時に
は、第一の制御として、機関高負荷時において、各開閉
弁６ａにより各連通路６を閉鎖するようになっている。
機関高負荷時には、噴射される多量の燃料によって燃焼
圧力が高くなるために、各気筒の排気行程で発生する二
つのピーク流速はそれぞれ通常時に比較して高くなる。
それにより、堆積アッシュは、通常時より高速となる二
つのピーク流速でパティキュレートトラップ４へ流入す
る排気ガスによって、崩されて細かくされ、パティキュ
レートトラップ４の下流側に排出させることができる。In the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the first control is to close each communication passage 6 by each open / close valve 6a at the time of high engine load. Has become.
When the engine has a high load, the combustion pressure increases due to the large amount of injected fuel, so the two peak flow velocities generated in the exhaust stroke of each cylinder are higher than in normal times.
As a result, the accumulated ash can be broken down and finely divided by the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 at two peak flow velocities that are higher than usual, and can be discharged to the downstream side of the particulate trap 4.

【００３７】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ４の排気抵抗が増大し
た時には、第二の制御として、各開閉弁６ａにより各連
通路６を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、排気制御弁１０を閉弁方向に作動するようにな
っている。図３における実線は、この第二の制御の結果
として、特定のパティキュレートトラップ４へ流入する
排気ガスの流速変化を示している。Further, in the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the second control is to close each communication passage 6 by each on-off valve 6a and to exhaust each cylinder. The exhaust control valve 10 is operated in the valve closing direction only in the initial stage of the stroke. The solid line in FIG. 3 shows the flow velocity change of the exhaust gas flowing into the specific particulate trap 4 as a result of this second control.

【００３８】排気行程初期においては、排気制御弁１０
が閉弁方向に作動されて排気系における排気抵抗が増加
されるために、排気弁の開弁と同時に気筒内から噴出す
る既燃ガス量が減少し、第一のピーク流速は通常時に比
較して低くなる。その後においては、ピストンの上昇に
伴って気筒内の既燃ガスは、排気弁の開弁と同時に気筒
内から噴出する既燃ガス量の減少の分だけ増量して強制
的に全て排出され、この時に排気制御弁１０は全開とさ
れるために、第二のピーク流速は通常時に比較して非常
に高くなる。それにより、堆積アッシュは、通常時より
高速な第二のピーク流速でパティキュレートトラップ４
へ流入する排気ガスによって、崩されて細かくされ、パ
ティキュレートトラップ４の下流側に排出させることが
できる。At the beginning of the exhaust stroke, the exhaust control valve 10
Is operated in the valve closing direction to increase the exhaust resistance in the exhaust system, so the amount of burnt gas ejected from the cylinder at the same time when the exhaust valve is opened decreases and the first peak flow velocity is Becomes lower. After that, as the piston rises, the burnt gas in the cylinder is forcibly exhausted by increasing the amount of burnt gas ejected from the cylinder simultaneously with the opening of the exhaust valve. Since the exhaust control valve 10 is sometimes fully opened, the second peak flow velocity becomes very high as compared with the normal time. As a result, the accumulated ash is discharged from the particulate trap 4 at the second peak flow velocity faster than usual.
By the exhaust gas flowing in, it is broken down into fine particles and can be discharged to the downstream side of the particulate trap 4.

【００３９】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ４の排気抵抗が増大し
た時には、第三の制御として、各開閉弁６ａにより各連
通路６を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、ターボチャージャの可変ノズル９を絞り側に作
動するようになっている。この第三の制御においても、
各気筒の排気行程初期に排気系における排気抵抗が増加
されるために、第二のピーク流速を高めることができ、
第二の制御と同様な効果を得ることができる。Further, in the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the third control is to close each communication passage 6 by each open / close valve 6a and to exhaust the exhaust of each cylinder. The variable nozzle 9 of the turbocharger is operated toward the throttle side only in the initial stage of the stroke. Even in this third control,
Since the exhaust resistance in the exhaust system is increased at the beginning of the exhaust stroke of each cylinder, the second peak flow velocity can be increased,
The same effect as the second control can be obtained.

【００４０】これらの第二及び第三の制御は、各開閉弁
６ａにより各連通路６を閉鎖すると共に、各気筒の排気
行程初期においてだけ、排気制御弁１０又は可変ノズル
９等によって排気通路を絞り、言わば、この時にパティ
キュレートトラップ４への排気ガスの流入を抑制するも
のであり、その分、その後に絞りを開放した際には、パ
ティキュレートトラップ４へ流入する排気ガスの流速は
高められ、堆積アッシュを崩すことを可能としてる。In these second and third controls, each opening / closing valve 6a closes each communication passage 6, and the exhaust control valve 10 or the variable nozzle 9 opens the exhaust passage only at the beginning of the exhaust stroke of each cylinder. The throttle, so to speak, suppresses the flow of the exhaust gas into the particulate trap 4 at this time, and when the throttle is subsequently opened, the flow velocity of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 is increased accordingly. , It is possible to break up the accumulated ash.

【００４１】このような制御において、パティキュレー
トトラップ４への排気ガスの流入を抑制する機構は、本
実施形態の構成における排気制御弁１０又は可変ノスル
９に限定されることはなく、例えば、排気制御弁１０の
位置は、各排気ポート３のパティキュレートトラップ４
の上流又は下流側としても良い。また、各パティキュレ
ートトラップ４への排気ガスの流入を抑制する時期は、
各気筒の排気行程初期に限定されることはなく、例え
ば、各気筒の今回の排気行程全体としても良く、この場
合には、各気筒の次回の排気行程でパティキュレートト
ラップ４への排気ガスの流入抑制を解除する時に各パテ
ィキュレートトラップ４へ流入する排気ガスの流速を通
常時に比較して高めることができる。すなわち、各連通
路６の閉鎖と共に、パティキュレートトラップ４への排
気ガスの流入を一時的に抑制すれば、前述の効果を得る
ことができる。In such control, the mechanism for suppressing the inflow of exhaust gas into the particulate trap 4 is not limited to the exhaust control valve 10 or the variable nozzle 9 in the configuration of this embodiment. The position of the control valve 10 is the same as that of the particulate trap 4 of each exhaust port 3.
It may be on the upstream side or the downstream side. Further, the timing of suppressing the inflow of exhaust gas into each particulate trap 4 is
The present invention is not limited to the initial exhaust stroke of each cylinder, and may be the entire exhaust stroke of each cylinder this time. In this case, the exhaust gas to the particulate trap 4 is exhausted to the particulate trap 4 in the next exhaust stroke of each cylinder. The flow velocity of the exhaust gas flowing into each particulate trap 4 when releasing the inflow suppression can be increased as compared with the normal time. That is, if the inflow of the exhaust gas into the particulate trap 4 is temporarily suppressed when the communication passages 6 are closed, the above effect can be obtained.

【００４２】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ４の排気抵抗が増大し
た時には、第四の制御として、各開閉弁６ａにより各連
通路６を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、排気再循環通路５の制御弁５ａを閉弁方向に作
動するようになっている。それにより、この時には、排
気再循環通路５を通過する排気ガス流量が減少させら
れ、その分、排気ガスは各パティキュレートトラップ４
を通過し難くなる。こうして、排気行程初期における気
筒内からの既燃ガスの噴出量を低減させることができ、
第二及び第三の制御と同様な効果を得ることができる。Further, in the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the fourth control is to close each communication passage 6 by each open / close valve 6a and to exhaust the exhaust gas of each cylinder. Only in the initial stage of the stroke, the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 is operated in the valve closing direction. As a result, at this time, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust gas recirculation passage 5 is reduced, and the exhaust gas is correspondingly reduced in amount by the exhaust gas.
Becomes difficult to pass through. In this way, it is possible to reduce the injection amount of burnt gas from the cylinder in the early stage of the exhaust stroke,
The same effect as the second and third control can be obtained.

【００４３】もちろん、この第四の制御においても、排
気再循環通路５の制御弁５ａを閉弁方向に作動する時期
は、各気筒の排気行程初期に限定されず、各気筒の今回
の排気行程全体としても、パティキュレートトラップ４
への排気ガスの流入を一時的に抑制させ、前述同様な効
果を得ることができる。Of course, also in this fourth control, the timing of operating the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 in the valve closing direction is not limited to the beginning of the exhaust stroke of each cylinder, but the present exhaust stroke of each cylinder. As a whole, particulate trap 4
The effect similar to the above can be obtained by temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into the exhaust gas.

【００４４】また、本実施形態では、特に、内燃機関の
排気弁用のカムシャフトに、一般的に公知である可変バ
ルブタイミング機構が設けられている。これは、カムシ
ャフトとカムシャフトを回転させるためのプーリとの間
を相対回転させるものであり、例えば、カムシャフトと
プーリとを、外歯としてヘリカル歯を有する中間歯車を
介して連結し、この中間歯車を油圧力又は電磁力等を利
用して軸線方向に移動させることによって前述の相対回
転を実現するものであり、それにより、排気弁４の開弁
時期を無段階に変化させることが可能となる。Further, in this embodiment, in particular, a generally known variable valve timing mechanism is provided on the camshaft for the exhaust valve of the internal combustion engine. This is to relatively rotate the cam shaft and a pulley for rotating the cam shaft, for example, by connecting the cam shaft and the pulley through an intermediate gear having helical teeth as external teeth, The relative rotation is achieved by moving the intermediate gear in the axial direction using hydraulic pressure or electromagnetic force, etc., whereby the opening timing of the exhaust valve 4 can be changed steplessly. Becomes

【００４５】このような可変バルブタイミング機構を利
用して、本実施形態では、アッシュの堆積によってパテ
ィキュレートトラップ４の排気抵抗が増大した時には、
第五の制御として、各開閉弁６ａにより各連通路６を閉
鎖すると共に、排気弁の開弁時期を遅角させるようにな
っている。それにより、図３に点線で示すように、排気
行程初期における気筒内からの既燃ガスの噴出は防止さ
れ、その後にピストンの上昇に伴って気筒内の多量の既
燃ガスを一度に排出させることにより、パティキュレー
トトラップ４への排気ガスの流入を一時的に抑制させ、
前述同様な効果を得ることができる。なお、排気弁の開
弁時期を自由に変更できる手段として、排気弁だけを又
は吸気弁と排気弁の両方をそれぞれ独立に駆動制御でき
る電磁駆動（ソレノイド又は圧電素子）式吸排気弁を用
いても同様な制御が実現可能である。Utilizing such a variable valve timing mechanism, in the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash,
As a fifth control, each communication passage 6 is closed by each on-off valve 6a and the opening timing of the exhaust valve is retarded. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 3, ejection of burnt gas from the inside of the cylinder in the early stage of the exhaust stroke is prevented, and thereafter a large amount of burned gas in the cylinder is discharged at once as the piston moves up. As a result, the inflow of exhaust gas into the particulate trap 4 is temporarily suppressed,
The same effect as described above can be obtained. As a means to freely change the opening timing of the exhaust valve, an electromagnetically driven (solenoid or piezoelectric element) type intake / exhaust valve that can drive and control only the exhaust valve or both the intake valve and the exhaust valve independently is used. Also, similar control can be realized.

【００４６】図４は、本発明による第二実施形態の排気
浄化装置が取り付けられた内燃機関の概略図である。本
実施形態は、第一実施形態とは異なり各連通路６に開閉
弁が設けられていない。本実施形態では、アッシュの堆
積によってパティキュレートトラップ４の排気抵抗が増
大した時には、特定気筒の燃料供給を停止して、特定気
筒を休止させるようになっている。この特定気筒の排気
弁開弁時における気筒内は、燃焼が行われないために、
吸気行程時のサージタンク下流側は負圧となっている。
一方、この時の排気集合部２内の圧力は、他の気筒の排
気行程終了によって大気圧以上の圧力となっている。そ
れにより、休止させる特定気筒に対応するパティキュレ
ートトラップ４へ流入する排気ガスの流速変化である図
５に示すように、特定気筒の排気弁が開弁されると、特
定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応するパティキュ
レートトラップ４の下流側の圧力との差圧によって、こ
のパティキュレートトラップ４へ流入する排気ガスの流
速が負値となり、すなわち、排気ガスが、排気集合部２
からパティキュレートトラップ４を通り特定気筒内へ逆
流する。FIG. 4 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which an exhaust emission control device of a second embodiment according to the present invention is attached. In the present embodiment, unlike the first embodiment, each communication passage 6 is not provided with an opening / closing valve. In the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the fuel supply to the specific cylinder is stopped and the specific cylinder is deactivated. Since combustion is not performed in the cylinder when the exhaust valve of this specific cylinder is opened,
Negative pressure is present on the downstream side of the surge tank during the intake stroke.
On the other hand, the pressure in the exhaust collecting portion 2 at this time is higher than the atmospheric pressure due to the end of the exhaust stroke of the other cylinders. As a result, when the exhaust valve of the specific cylinder is opened, as shown in FIG. 5, which is the flow velocity change of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder to be deactivated, the pressure in the cylinder of the specific cylinder becomes The flow velocity of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 becomes a negative value due to the pressure difference from the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder, that is, the exhaust gas is exhausted to the exhaust collecting portion 2
To flow back into the specific cylinder through the particulate trap 4.

【００４７】アッシュは、排気集合部２へ向かう正流排
気ガスに対する通過抵抗をなるべく小さくするようにパ
ティキュレートトラップ４に堆積している。それによ
り、逆流排気ガスに対する通過抵抗は比較的大きく、前
述の差圧によって生じる逆流排気ガスによって容易に崩
されて細かくされる。こうして細かくされたアッシュ
は、気筒内で生成された直後のアッシュとは異なり、粘
着性を有するＳＯＦ分が消失しているために、パティキ
ュレートトラップ４に付着し難く、特定気筒のその後の
排気行程において発生する正流によってパティキュレー
トトラップ４の下流側に容易に排出される。The ash is deposited on the particulate trap 4 so as to reduce the passage resistance to the positive flow exhaust gas flowing toward the exhaust gas collecting portion 2 as much as possible. As a result, the passage resistance to the backflow exhaust gas is relatively large, and the backflow exhaust gas generated by the above-mentioned differential pressure is easily broken and finely divided. Unlike the ash that has just been generated in the cylinder, the ash that has been finely divided in this way is less likely to adhere to the particulate trap 4 because the sticky SOF component has disappeared, and the subsequent exhaust stroke of the specific cylinder Is easily discharged to the downstream side of the particulate trap 4 due to the normal flow generated in.

【００４８】本実施形態においては、連通路６に開閉弁
が設けられていないために、休止させた特定気筒の排気
行程において、各連通路６を介して全てのパティキュレ
ートトラップ４を逆流排気ガスが通過することとなる。
しかしながら、特定気筒に対応するパティキュレートト
ラップ４以外のパティキュレートトラップ４において
は、逆流排気ガスは、連通路６を余分に通過しなければ
ならないために、必然的に少量となり、図５に示すより
は遅い流速となる。この遅い流速での逆流排気ガスによ
っても、前述したように、アッシュは、逆流に対して通
過抵抗が比較的大きくなるようにパティキュレートトラ
ップ４に堆積しているために、崩され易い。しかしなが
ら、さらに確実に全てのパティキュレートトラップ４に
おけるアッシュを除去するためには、休止させる特定気
筒を順次変化させることが好ましい。In the present embodiment, since the communication passage 6 is not provided with an on-off valve, all the particulate traps 4 pass through the respective communication passages 6 in the exhaust stroke of the specific cylinder which has been deactivated so that the backflow exhaust gas is exhausted. Will pass through.
However, in the particulate traps 4 other than the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder, the backflow exhaust gas has to pass through the communication passage 6 excessively, so that the backflow exhaust gas is inevitably small in amount, and therefore, as shown in FIG. Becomes a slow flow velocity. As described above, the ash is accumulated in the particulate trap 4 so that the passage resistance becomes relatively large against the backflow, and thus the ash is easily destroyed by the backflow exhaust gas at the low flow velocity. However, in order to more surely remove the ash in all the particulate traps 4, it is preferable to sequentially change the specific cylinder to be deactivated.

【００４９】また、各連通路６に第一実施形態と同様な
開閉弁を設け、休止させる特定気筒の排気行程におい
て、各開閉弁によって各連通路６を閉鎖するようにして
も良い。それにより、休止させる特定気筒を順次変化さ
せる必要があるが、特定気筒に対応するパティキュレー
トトラップ４だけを逆流排気ガスが通過することとな
り、他のパティキュレートトラップ４を通過する逆流排
気ガスが発生しなくなるために、特定気筒に対応するパ
ティキュレートトラップ４を通過する逆流排気ガスの量
及び流速が増大し、良好なアッシュの除去が可能とな
る。Further, an opening / closing valve similar to that of the first embodiment may be provided in each communication passage 6, and each communication passage 6 may be closed by each opening / closing valve in the exhaust stroke of the specific cylinder to be stopped. As a result, it is necessary to sequentially change the specific cylinders to be deactivated, but the backflow exhaust gas passes only through the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder, and the backflow exhaust gas passing through the other particulate traps 4 is generated. Therefore, the amount and flow velocity of the backflow exhaust gas passing through the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder increases, and good ash removal is possible.

【００５０】本実施形態の気筒休止制御において、吸気
分岐部２２の上流側に配置されたスロットル弁（図示せ
ず）の開度を、特定気筒の吸気行程においてだけ小さく
すれば、特定気筒内へ供給される吸気量が減少するため
に、排気弁の開弁時における気筒内の負圧の程度を高め
ることができる。それにより、特定気筒の気筒内圧力
と、特定気筒に対応するパティキュレートトラップ４の
下流側の圧力との差圧が上昇し、このパティキュレート
トラップ４へ流入する逆流排気ガスの流速は高まり、堆
積するアッシュをさらに容易に崩すことができる。In the cylinder deactivation control of the present embodiment, if the opening degree of the throttle valve (not shown) arranged on the upstream side of the intake branch portion 22 is reduced only in the intake stroke of the specific cylinder, the cylinder is moved into the specific cylinder. Since the amount of intake air supplied is reduced, the degree of negative pressure in the cylinder when the exhaust valve is opened can be increased. As a result, the pressure difference between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder rises, the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into this particulate trap 4 increases, and the accumulation The ash to be used can be broken down more easily.

【００５１】また、特定気筒の吸気行程においてスロッ
トル弁開度を小さくして、その直後にスロットル弁開度
を大きくしても、吸気の増加遅れによって、特に次に吸
気行程を迎える気筒へ供給される吸気量も減少し、機関
出力が意図する以上に低下する可能性がある。この問題
を解決するために、本実施形態では、吸気分岐部２２と
各気筒とを連通する各吸気ポート２０のそれぞれに吸気
絞り弁２１が設けられている。それにより、休止させる
特定気筒の吸気ポート２０に設けられた吸気絞り弁２１
によって特定気筒へ供給される吸気量を減少させれば、
他気筒へ供給される吸気量に影響を与えることなく、特
定気筒に対応するパティキュレートトラップ４からアッ
シュをさらに確実に除去することが可能となる。Further, even if the throttle valve opening is decreased in the intake stroke of a specific cylinder and the throttle valve opening is increased immediately after that, it is supplied to the cylinder which is next in the intake stroke due to the increase in intake delay. The intake air volume also decreases, and the engine output may decrease more than intended. In order to solve this problem, in the present embodiment, an intake throttle valve 21 is provided in each intake port 20 that communicates the intake branch portion 22 with each cylinder. As a result, the intake throttle valve 21 provided in the intake port 20 of the specific cylinder to be deactivated
By decreasing the intake air amount supplied to a specific cylinder by
The ash can be more reliably removed from the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder without affecting the intake air amount supplied to the other cylinders.

【００５２】また、休止させる特定気筒の排気弁開弁時
において、それ以前に排気制御弁１０が閉弁方向に作動
されていれば、排気集合部２から下流側への排気ガスの
流出が抑制されて排気集合部２内の圧力が高められる。
それにより、特定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応
するパティキュレートトラップ４の下流側の圧力との差
圧が上昇し、この差圧により発生する逆流排気ガスの流
速をさらに高めることができ、堆積アッシュをさらに確
実に崩して除去することが可能となる。Further, when the exhaust valve of the specific cylinder to be deactivated is opened, the exhaust control valve 10 is operated in the closing direction before that, so that the outflow of exhaust gas from the exhaust collecting portion 2 to the downstream side is suppressed. As a result, the pressure in the exhaust collecting portion 2 is increased.
As a result, the differential pressure between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder rises, and the flow velocity of the backflow exhaust gas generated by this differential pressure can be further increased. Therefore, the deposited ash can be more reliably broken and removed.

【００５３】この排気制御弁１０の閉弁方向の作動に代
えて、ターボチャージャの可変ノズル９を絞り側に作動
させ、又は、排気再循環通路５の制御弁５ａを閉弁方向
に作動させるようにしても、同様に、休止させる特定気
筒の排気弁開弁時において、排気集合部２からの排気ガ
スの流出が抑制されて排気集合部２内の圧力を高めるこ
とができ、前述同様な効果を得ることができる。Instead of operating the exhaust control valve 10 in the valve closing direction, the variable nozzle 9 of the turbocharger is operated to the throttle side, or the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 is operated to the valve closing direction. However, similarly, when the exhaust valve of the specific cylinder to be deactivated is opened, the exhaust gas is prevented from flowing out of the exhaust collecting portion 2 and the pressure in the exhaust collecting portion 2 can be increased. Can be obtained.

【００５４】このように、第一実施形態において、排気
制御弁１０、ターボチャージャの可変ノズル９、及び排
気再循環装置５の制御弁５ａは、パティキュレートトラ
ップへの排気ガスの流入を一時的に抑制する流入抑制手
段として機能するが、本実施形態においては、排気集合
部２からの排気ガスの流出を抑制する流出抑制手段とし
て機能する。As described above, in the first embodiment, the exhaust control valve 10, the variable nozzle 9 of the turbocharger, and the control valve 5a of the exhaust gas recirculation device 5 temporarily allow the exhaust gas to flow into the particulate trap. Although it functions as the inflow suppressing means for suppressing, it functions as the outflow suppressing means for suppressing the outflow of the exhaust gas from the exhaust collecting portion 2 in the present embodiment.

【００５５】また、本実施形態において、内燃機関の吸
気弁用のカムシャフト及び排気弁用のカムシャフトに、
第一実施形態と同様な可変バルブタイミング機構が設け
られている。それにより、特に、吸気弁の閉弁時期及び
排気弁の開弁時期を無段階に変更させることが可能とな
っている。Further, in this embodiment, the camshaft for the intake valve and the camshaft for the exhaust valve of the internal combustion engine are
A variable valve timing mechanism similar to that of the first embodiment is provided. Thereby, in particular, the closing timing of the intake valve and the opening timing of the exhaust valve can be changed steplessly.

【００５６】このような可変バルブタイミング機構が設
けられている場合には、一般的に、吸気弁の閉弁時期
は、低速時において、吸気の吹き返しを防止するために
吸気下死点から、例えば、２０クランク角度後に設定さ
れ、高速時において、吸気の慣性による吸気量増加を考
慮して吸気下死点から、例えば、６０クランク角度後に
設定されている。従って、可変バルブタイミング機構に
よって、各機関運転状態における吸気弁の閉弁時期を、
吸気量を増加させるためのこのような最適時期から変更
させることで、休止させる特定気筒へ供給される吸気量
を減少させることができ、排気弁の開弁時における特定
気筒内の負圧の程度を高めることができる。それによ
り、特定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応するパテ
ィキュレートトラップ４の下流側の圧力との差圧が上昇
し、このパティキュレートトラップ４へ流入する逆流排
気ガスの流速は高まり、堆積するアッシュをさらに容易
に崩すことができる。In the case where such a variable valve timing mechanism is provided, generally, the closing timing of the intake valve is set from the intake bottom dead center to prevent blowback of the intake air at a low speed, for example, from the intake bottom dead center. , 20 crank angles later, and at a high speed, for example, 60 crank angles after the intake bottom dead center in consideration of an increase in intake air amount due to inertia of intake air. Therefore, by the variable valve timing mechanism, the closing timing of the intake valve in each engine operating state
By changing from such an optimum timing for increasing the intake air amount, it is possible to reduce the intake air amount supplied to the specific cylinder to be stopped, and the degree of negative pressure in the specific cylinder when the exhaust valve is opened. Can be increased. As a result, the pressure difference between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder rises, the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into this particulate trap 4 increases, and The ash to be used can be broken down more easily.

【００５７】また、吸気弁の閉弁時期を吸気上死点近傍
とすれば、排気弁の開弁時における特定気筒内の負圧を
最大とすることができ、特定気筒の気筒内圧力と、特定
気筒に対応するパティキュレートトラップ４の下流側の
圧力との差圧をさらに上昇させることが可能となる。こ
のような吸気弁の閉弁は、例えば、カムを無効とするこ
とによって、吸気弁を閉弁させ続けることを可能とする
可変バルブタイミング機構によって容易に行うことがで
きる。Further, if the closing timing of the intake valve is set near the intake top dead center, the negative pressure in the specific cylinder when the exhaust valve is opened can be maximized, and the cylinder pressure of the specific cylinder and It is possible to further increase the differential pressure from the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder. Such closing of the intake valve can be easily performed by a variable valve timing mechanism that makes it possible to continue closing the intake valve, for example, by disabling the cam.

【００５８】また、一般的に、排気弁の開弁時期は、低
速時において、爆発下死点から、例えば、３０クランク
角度前に設定され、高速時において、爆発下死点から、
例えば、８０クランク角度前に設定されている。従っ
て、可変バルブタイミング機構によって、排気弁の開弁
時期を爆発下死点近傍に変更させることで、休止させる
特定気筒へ供給された吸気量に対して、排気弁の開弁時
における特定気筒内の負圧の程度を最大限に高めること
ができる。それにより、特定気筒の気筒内圧力と、特定
気筒に対応するパティキュレートトラップ４の下流側の
圧力との差圧が上昇し、このパティキュレートトラップ
４へ流入する逆流排気ガスの流速は高まり、堆積するア
ッシュをさらに容易に崩すことができる。Further, in general, the opening timing of the exhaust valve is set, for example, 30 crank angles before the bottom dead center of the explosion at low speed, and from the bottom dead center of the explosion at high speed.
For example, it is set 80 crank angles ahead. Therefore, by changing the valve opening timing of the exhaust valve to the vicinity of the explosion bottom dead center by the variable valve timing mechanism, the intake amount supplied to the specific cylinder to be paused can be adjusted in the specific cylinder when the exhaust valve is opened. The degree of negative pressure can be maximized. As a result, the pressure difference between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder rises, the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into this particulate trap 4 increases, and the accumulation The ash to be used can be broken down more easily.

【００５９】このように、種々の手段により、休止させ
る特定気筒の気筒内圧力を低下させ、又は、休止させる
特定気筒に対応するパティキュレートトラップの下流側
の圧力を高めることによって、両者の差圧が上昇するた
めに、このパティキュレートトラップへ流入する逆流排
気ガスの流速が高まって堆積するアッシュを容易に崩す
ことが可能となるが、各連通路６に第一実施形態と同様
な開閉弁が設けられている場合には、休止させる特定気
筒の排気行程において、各開閉弁によって各連通路６を
閉鎖するようにすれば、逆流排気ガスは特定気筒に対応
するパティキュレートトラップ４だけを通過することと
なり、この逆流排気ガスの量及び流速が増大するため
に、さらに良好なアッシュの除去が可能となる。As described above, the pressure in the cylinder of the specific cylinder to be deactivated is decreased by various means, or the pressure on the downstream side of the particulate trap corresponding to the specific cylinder to be deactivated is increased, so that the differential pressure between the two is increased. As a result, the flow velocity of the backflowing exhaust gas flowing into the particulate trap increases and the accumulated ash can be easily collapsed. However, an opening / closing valve similar to that of the first embodiment is provided in each communication passage 6. If provided, if each communication passage 6 is closed by each on-off valve in the exhaust stroke of the specific cylinder to be deactivated, the backflow exhaust gas passes only the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder. As a result, the amount and flow velocity of the backflow exhaust gas increase, so that the ash can be removed more favorably.

【００６０】ところで、捕集されたパティキュレートを
焼失させて各パティキュレートトラップ４を再生するた
めの機関高負荷高速運転は、頻繁に行われる保証はな
く、次回の機関高負荷高速運転までに各パティキュレー
トトラップ４には比較的多量のパティキュレートが捕集
されている可能性がある。By the way, the engine high-load high-speed operation for burning the collected particulates to regenerate each particulate trap 4 is not guaranteed to be frequently performed, and each engine high-load high-speed operation will not be performed until the next engine high-load high-speed operation. A relatively large amount of particulates may be trapped in the particulate trap 4.

【００６１】もし、比較的多量のパティキュレートが捕
集されていると、焼失時には多量の熱を発生しパティキ
ュレートトラップ４を溶損させる可能性がある。この問
題を防止するためには、各パティキュレートトラップ４
に比較的多量のパティキュレートが堆積した際には、早
期に及び確実に、堆積パティキュレートを崩して各パテ
ィキュレートトラップ４から排出させなければならな
い。If a relatively large amount of particulates is collected, a large amount of heat may be generated at the time of burning, and the particulate trap 4 may be melted and damaged. In order to prevent this problem, each particulate trap 4
When a relatively large amount of particulates is accumulated in the above, the accumulated particulates must be destroyed and discharged from each particulate trap 4 promptly and surely.

【００６２】堆積パティキュレートは、アッシュに比較
して崩れ易いが、各開閉弁６ａによって各連通路６を閉
鎖して発生する比較的高速の正流排気ガスでは、早期に
及び確実に堆積パティキュレートを崩すことができない
可能性がある。この場合にも第一実施形態及び第二実施
形態の各制御を利用すれば、比較的多量の堆積パティキ
ュレートを各パティキュレートトラップ４から早期に及
び確実に排出させることができる。The deposited particulates are more likely to collapse than the ash, but the relatively high-speed direct flow exhaust gas generated by closing the communication passages 6 with the on-off valves 6a promptly and reliably deposits the particulates. May not be broken. Also in this case, if each control of the first embodiment and the second embodiment is used, a relatively large amount of accumulated particulates can be discharged from each particulate trap 4 early and reliably.

【００６３】アッシュ又はパティキュレートをパティキ
ュレートトラップから排出させるための第一実施形態及
び第二実施形態の各制御は、第一圧力センサ７ａ及び第
二圧力センサ７ｂによって、パティキュレートトラップ
４の直上流側部分と直下流側部分との間の差圧を検出
し、この差圧に基づき排気抵抗が所定値以上となった時
に実施しても良いが、もちろん、所定走行距離毎又は所
定時間毎に実施するようにしても良い。The respective controls of the first and second embodiments for discharging ash or particulates from the particulate trap are carried out by the first pressure sensor 7a and the second pressure sensor 7b immediately upstream of the particulate trap 4. It is also possible to detect the pressure difference between the side portion and the immediately downstream side portion and carry out it when the exhaust resistance becomes equal to or higher than a predetermined value based on this pressure difference, but of course, every predetermined traveling distance or every predetermined time. You may make it implement.

【００６４】また、第一実施形態においては、アッシュ
又はパティキュレートをパティキュレートトラップから
排出させるために、第二実施形態においては、アッシュ
又はパティキュレートをパティキュレートトラップから
さらに確実に排出させるために、各連通路に配置された
開閉弁を閉弁するようにしたが、全ての開閉弁を同時に
閉弁する必要はなく、アッシュ又はパティキュレートを
排出させる特定のパティキュレートトラップが配置され
た排気ポートを他の排気ポートと連通させるための連通
路に配置された開閉弁を少なくとも閉弁すれば良い。Further, in the first embodiment, in order to discharge ash or particulates from the particulate trap, in the second embodiment, in order to discharge ash or particulates from the particulate trap more reliably, Although the on-off valves arranged in each communication passage are closed, it is not necessary to close all the on-off valves at the same time, and an exhaust port with a specific particulate trap that discharges ash or particulates is installed. It suffices if at least the on-off valve arranged in the communication passage for communicating with another exhaust port is closed.

【００６５】[0065]

【発明の効果】本発明による内燃機関の排気浄化装置に
よれば、機関排気系における排気集合部と各気筒とを連
通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパティキュ
レートトラップと、各パティキュレートトラップの排気
上流側において、各排気ポートを少なくとも一つの他の
排気ポートと連通させるための連通路と、各連通路に配
置された常時開の開閉弁と、少なくとも一つのパティキ
ュレートトラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制可
能にする流入抑制手段とを具備し、必要に応じて流入抑
制手段によって少なくとも一つのパティキュレートトラ
ップへの排気ガスの流入を一時的に抑制すると共に、こ
の少なくとも一つのパティキュレートトラップが配置さ
れた排気ポートを他の排気ポートと連通させるための連
通路に配置された開閉弁を閉弁することにより、排気ガ
スの流入の抑制を解除した時には前述の少なくとも一つ
のパティキュレートトラップを通過する排気ガスの流速
は高められ、こうして、一斉に多量の排気ガスが非常に
高速でパティキュレートトラップを通過する。この非常
に高速の排気ガスは、パティキュレートトラップに堆積
するアッシュを、容易に崩して細かくし、パティキュレ
ートトラップの下流側に排出することができる。According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the particulate traps arranged at the respective exhaust ports that connect the exhaust collecting portion of the engine exhaust system to the respective cylinders, and the respective particulate traps. On the upstream side of the exhaust gas, a communication passage for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port, a normally open on-off valve arranged in each communication passage, and exhaust gas to at least one particulate trap. And an inflow suppressing means for temporarily suppressing the inflow of the exhaust gas into the at least one particulate trap by the inflow suppressing means, if necessary. It was placed in the communication passage for communicating the exhaust port where the particulate trap was placed with other exhaust ports By closing the valve closing, exhaust gas
At least one of the above when the restriction of the inflow of gas is released
Velocity of exhaust gas passing through the particulate trap
Is increased, and thus a large amount of exhaust gas passes through the particulate trap at a very high speed. This very high-speed exhaust gas can easily break up the ash accumulated in the particulate trap to make it finer and discharge it to the downstream side of the particulate trap.

【００６６】また、本発明によるもう一つの内燃機関の
排気浄化装置によれば、機関排気系における排気集合部
と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置さ
れたパティキュレートトラップと、各パティキュレート
トラップの排気上流側において、各排気ポートを少なく
とも一つの他の排気ポートと連通させるための連通路
と、各連通路に配置された常時開の開閉弁とを具備し、
機関高負荷時において必要に応じて少なくとも一つの排
気ポートを他の排気ポートと連通させるための連通路に
配置された開閉弁を一時的に閉弁することにより、機関
高負荷時の排気ガスが前述の少なくとも一つの排気ポー
トに対応するパティキュレートトラップを通過する。機
関高負荷時には、通常時に比較して燃焼圧力が高めら
れ、前述の少なくとも一つの排気ポートに対応する気筒
の排気行程において、非常に高速の排気ガスが、対応す
るパティキュレートトラップを通過することとなって、
前述同様な効果を得ることができる。Further, according to another exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, a particulate trap arranged at each exhaust port that communicates the exhaust collecting portion with each cylinder in the engine exhaust system, and each On the exhaust gas upstream side of the particulate trap, there is provided a communication passage for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port, and a normally open on-off valve arranged in each communication passage,
By temporarily closing the on-off valve arranged in the communication passage for communicating at least one exhaust port with another exhaust port when the engine is under high load ,
Exhaust gas under heavy load is at least one of the exhaust ports
Through the particulate trap corresponding to the Machine
About the time of high load, the combustion pressure is increased as compared to the normal, and that the exhaust stroke of the cylinder corresponding to at least one exhaust port of the foregoing, the very fast exhaust gas passes through the corresponding particulate trap Become
The same effect as described above can be obtained.

【００６７】また、本発明によるさらにもう一つの内燃
機関の排気浄化装置によれば、機関排気系における排気
集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに
配置されたパティキュレートトラップと、各パティキュ
レートトラップの排気上流側において、各排気ポートを
少なくとも一つの他の排気ポートと連通させるための連
通路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能にす
る休止手段とを具備し、必要に応じて休止手段によって
少なくとも一つの気筒を一時的に休止させることによ
り、休止気筒の排気行程において排気弁が開弁される
と、休止気筒内の負圧と、休止気筒に対応するパティキ
ュレートトラップの下流側の圧力との差圧によって、排
気ガスがこのパティキュレートトラップを介して休止気
筒内へ逆流する。すなわち、パティキュレートトラップ
を排気ガスが逆流し、パティキュレートトラップへのア
ッシュの堆積形状は、逆流排気ガスに対しては比較的崩
れ易いために、この逆流排気ガスによって、パティキュ
レートトラップに堆積するアッシュは容易に崩され、前
述同様な効果を得ることができる。Further, according to still another exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention, a particulate trap arranged at each exhaust port that connects the exhaust collecting portion and each cylinder in the engine exhaust system, On the exhaust gas upstream side of each particulate trap, a communication passage for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port, and a suspension means for temporarily suspending at least one cylinder are required. According to the deactivating means to deactivate at least one cylinder temporarily .
Therefore, when the exhaust valve is opened during the exhaust stroke of the idle cylinder, the exhaust gas will generate this particulate matter due to the differential pressure between the negative pressure in the idle cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap corresponding to the idle cylinder. Backflow into the idle cylinder via the trap. That is, the particulate trap
Since the exhaust gas flows back, the shape of the ash accumulated on the particulate trap is relatively easy to collapse against the reverse flow exhaust gas, so the ash that accumulates on the particulate trap is easily destroyed by this backflow exhaust gas. The same effect as described above can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による第一実施形態の排気浄化装置が取
り付けられた機関排気系の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an engine exhaust system to which an exhaust emission control device of a first embodiment according to the present invention is attached.

【図２】第一実施形態の排気浄化装置において、開閉弁
開弁時における特定パティキュレートトラップへ流入す
る排気ガスの流速を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a flow rate of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when the on-off valve is opened in the exhaust emission control device of the first embodiment.

【図３】第一実施形態の排気浄化装置において、開閉弁
閉弁時における特定パティキュレートトラップへ流入す
る排気ガスの流速を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a flow velocity of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when the on-off valve is closed in the exhaust emission control device of the first embodiment.

【図４】本発明による第二実施形態の排気浄化装置が取
り付けられた内燃機関の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which an exhaust emission control device of a second embodiment according to the present invention is attached.

【図５】第二実施形態において、特定気筒を休止させた
時の特定パティキュレートトラップへ流入する排気ガス
の流速を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a flow rate of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when a specific cylinder is deactivated in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２…排気集合部 ３…排気ポート ４…パティキュレートトラップ ５…排気再循環通路 ６…連通路 ６ａ…開閉弁 ９…可変ノズル １０…排気制御弁 ２０…吸気ポート ２１…吸気絞り弁 ２２…吸気分岐部 2 ... Exhaust collecting section 3 ... Exhaust port 4 ... Particulate trap 5 ... Exhaust gas recirculation passage 6 ... Communication passage 6a ... Open / close valve 9 ... Variable nozzle 10 ... Exhaust control valve 20 ... Intake port 21 ... Intake throttle valve 22 ... Intake branch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 37/22 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｇ 13/02 Ｊ 13/02 17/02 Ｍ 17/02 Ｑ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｎ (72)発明者 柳原 弘道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 荒木 康 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−54220（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−134711（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271515（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−40960（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/02 F01N 7/08 F01N 7/10 F02B 37/12 F02B 37/22 F02D 9/04 F02D 13/02 F02D 17/02 F02M 25/07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI F02B 37/22 F02D 9/04 E F02D 9/04 G 13/02 J 13/02 17/02 M 17/02 Q F02M 25 / 07 550R F02M 25/07 550 F02B 37/12 301N (72) Inventor Hiromichi Yanagihara 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Yasushi Araki 1 Toyota Town, Aichi Prefecture Toyota Town (56) Reference JP 10-54220 (JP, A) JP 4-17711 (JP, A) JP 61-28709 (JP, A) JP 55-134711 (JP , A) Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-271515 (JP, A) Actual Development No. 2-40960 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) F01N 3/02 F01N 7/08 F01N 7/10 F02B 37/12 F02B 37/22 F02D 9/04 F02D 13/02 F02D 17/02 F02M 25 / 07

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 機関排気系における排気集合部と各気筒
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁と、少
なくとも一つの前記パティキュレートトラップへの排気
ガスの流入を一時的に抑制可能にする流入抑制手段とを
具備し、必要に応じて前記流入抑制手段によって前記少
なくとも一つのパティキュレートトラップへの排気ガス
の流入を一時的に抑制すると共に、前記少なくとも一つ
のパティキュレートトラップが配置された前記排気ポー
トを他の前記排気ポートと連通させるための前記連通路
に配置された前記開閉弁を閉弁することにより、前記排
気ガスの流入の抑制を解除した時には前記少なくとも一
つのパティキュレートトラップを通過する排気ガスの流
速は高められ、前記パティキュレートトラップに堆積す
るアッシュを前記パティキュレートトラップの下流側に
排出させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. A particulate trap arranged at each exhaust port that communicates an exhaust collecting portion in an engine exhaust system with each cylinder, and at least each exhaust port at the exhaust upstream side of each particulate trap. A communication passage for communicating with one of the other exhaust ports, a normally open on-off valve arranged in each communication passage, and an inflow of exhaust gas into at least one of the particulate traps can be temporarily suppressed. And an inflow suppressing means for temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into the at least one particulate trap by the inflow suppressing means, and the at least one particulate trap is disposed. And the opening provided in the communication passage for communicating the exhaust port with another exhaust port. By closing the valve closing, the exhaust
When the suppression of the inflow of gas is released, the at least one of
Exhaust gas flow through two particulate traps
Velocity is increased and deposits on the particulate trap
Ash on the downstream side of the particulate trap
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, which is characterized in that it is discharged . 【請求項２】 前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
された排気絞り機構であることを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inflow suppressing means is an exhaust throttle mechanism arranged in an engine exhaust system. 【請求項３】 前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
されたターボチャージャ・タービンのための可変ノズル
絞り機構であることを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の排気浄化装置。3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inflow suppressing means is a variable nozzle throttle mechanism for a turbocharger turbine arranged in an engine exhaust system. 【請求項４】 前記流入抑制手段は、機関排気系の各前
記パティキュレートトラップの下流側に接続された排気
再循環通路の制御弁であることを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置。4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the inflow suppression means is a control valve of an exhaust gas recirculation passage connected to a downstream side of each of the particulate traps of the engine exhaust system. Exhaust purification device. 【請求項５】 前記流入抑制手段は、排気弁の開弁時期
を遅角する遅角手段であることを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置。5. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the inflow suppressing means is a retarding means for retarding the opening timing of the exhaust valve. 【請求項６】 機関排気系における排気集合部と各気筒
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁とを具
備し、機関高負荷時において必要に応じて少なくとも一
つの前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させる
ための前記連通路に配置された前記開閉弁を一時的に閉
弁することにより、機関高負荷時の排気ガスが前記少な
くとも一つの排気ポートに対応するパティキュレートト
ラップを通過し、前記パティキュレートトラップに堆積
するアッシュを前記パティキュレートトラップの下流側
に排出させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
置。6. A particulate trap disposed in each exhaust port that communicates the exhaust collecting portion and each cylinder in the engine exhaust system, and at least the exhaust ports on the exhaust upstream side of each particulate trap. A communication passage for communicating with one of the other exhaust ports, and a normally-open on-off valve arranged in each of the communication passages, and at least one exhaust port is provided as necessary when the engine is under high load. By temporarily closing the on-off valve arranged in the communication passage for communicating with another exhaust port, the exhaust gas at the time of engine high load is reduced to the low level.
Particulate corresponding to at least one exhaust port
Passes the lap and deposits on the particulate trap
Ashes to the downstream side of the particulate trap
Exhaust purification system of an internal combustion engine, characterized in that for discharging the. 【請求項７】 機関排気系における排気集合部と各気筒
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能とする
休止手段とを具備し、必要に応じて前記休止手段によっ
て前記少なくとも一つの気筒を一時的に休止させること
により、休止させた前記気筒に対応するパティキュレー
トトラップを排気ガスが逆流し、前記パティキュレート
トラップに堆積するアッシュを前記パティキュレートト
ラップの上流側に排出させることを特徴とする内燃機関
の排気浄化装置。7. A particulate trap arranged at each exhaust port that communicates an exhaust collecting portion and each cylinder in an engine exhaust system, and at least each exhaust port on the exhaust upstream side of each particulate trap. A communication passage for communicating with one of the other exhaust ports, and a suspension means for temporarily suspending at least one cylinder, and the suspension means temporarily suspends the at least one cylinder if necessary. to be resting
The particulates corresponding to the cylinders that have been deactivated.
Exhaust gas flows back through the trap,
The ash accumulated in the trap is added to the particulate
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, characterized in that the exhaust gas is discharged upstream of the lap . 【請求項８】 各前記連通路には常時開の開閉弁が配置
され、前記休止手段によって前記少なくとも一つの気筒
を一時的に休止させる時には、前記少なくとも一つの気
筒と前記排気集合部と連通する前記排気ポートを他の前
記排気ポートと連通させるための前記連通路に配置され
た前記開閉弁を閉弁することを特徴とする請求項７に内
燃機関の排気浄化装置。8. An on-off valve that is normally open is arranged in each of the communication passages, and when the at least one cylinder is temporarily deactivated by the deactivating means, the at least one cylinder and the exhaust collecting portion are communicated with each other. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the on-off valve arranged in the communication passage for communicating the exhaust port with another exhaust port is closed. 【請求項９】 前記休止手段によって休止される時の前
記少なくとも一つの気筒の排気行程における気筒内圧力
と、前記少なくとも一つの気筒と前記排気集合部とを連
通する前記排気ポートに配置された前記パティキュレー
トトラップの下流側の圧力との差圧を上昇させる差圧上
昇手段を具備することを特徴とする請求項７又は８に記
載の内燃機関の排気浄化装置。9. The cylinder internal pressure in the exhaust stroke of the at least one cylinder when the at least one cylinder is deactivated by the deactivating means, and the exhaust port arranged to communicate the at least one cylinder with the exhaust collecting section. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 7 or 8, further comprising a differential pressure increasing means for increasing a differential pressure with respect to a pressure on the downstream side of the particulate trap. 【請求項１０】 前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
行程に先立って、前記排気集合部からの排気ガスの流出
を抑制する流出抑制手段であることを特徴とする請求項
９に記載の内燃機関の排気浄化装置。10. The outflow suppression means for suppressing the outflow of exhaust gas from the exhaust collecting portion prior to the exhaust stroke of the at least one cylinder when the differential pressure increasing means is stopped by the stop means. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 9, wherein the exhaust gas purification device is provided. 【請求項１１】 前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させる吸気絞り機構であることを特徴とする
請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。11. The internal combustion engine according to claim 9, wherein the differential pressure increasing means is an intake throttle mechanism that reduces the amount of intake air to the at least one cylinder when being stopped by the stopping means. Exhaust gas purification device for engines. 【請求項１２】 前記吸気絞り機構は、前記少なくとも
一つの気筒と吸気分岐部とを連通する吸気ポートに配置
されていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機
関の排気浄化装置。12. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the intake throttle mechanism is arranged in an intake port that communicates the at least one cylinder and an intake branch portion. 【請求項１３】 前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させるように、吸気弁の閉弁時期を変更させ
る吸気弁閉弁時期変更手段であることを特徴とする請求
項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。13. The intake valve closing timing, wherein the differential pressure increasing means changes the closing timing of the intake valve so as to reduce the amount of intake air to the at least one cylinder when being stopped by the stopping means. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 9, which is a changing unit. 【請求項１４】 前記差圧上昇手段は、前記吸気手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
弁の開弁時期を下死点近傍に変更させる排気弁開弁時期
変更手段であることを特徴とする請求項９に記載の内燃
機関の排気浄化装置。14. The differential pressure increasing means is an exhaust valve opening timing changing means for changing the opening timing of the exhaust valve of the at least one cylinder when the intake means is stopped by the intake means to near the bottom dead center. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 9, wherein