JPH0598932A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- passage
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- exhaust passage
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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- F01N2560/02—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料経済性を損なうバーナや、バッテリある
いは発電機容量の増大を招くヒータによる再生装置を使
用することなく、フィルタ３１，３５に堆積した排気微
粒子を除去し、フィルタ３１，３５を継続して使用でき
るようにする。 【構成】 フィルタ３１及び触媒３３を備えた第１後処
理装置３４と、フィルタ３５を備えた第２後処理装置３
６とを相互に並列に配置し、排気微粒子の捕集量が所定
量以上となってフィルタ３１，３５の再生を行う際に、
一方の後処理装置を通過した排気の一部を他方の後処理
装置に逆流により通過させ、この通過した排気ととも
に、他方の後処理装置に捕集された微粒子を吸気系に還
流して燃焼室で再燃焼させる。
いは発電機容量の増大を招くヒータによる再生装置を使
用することなく、フィルタ３１，３５に堆積した排気微
粒子を除去し、フィルタ３１，３５を継続して使用でき
るようにする。 【構成】 フィルタ３１及び触媒３３を備えた第１後処
理装置３４と、フィルタ３５を備えた第２後処理装置３
６とを相互に並列に配置し、排気微粒子の捕集量が所定
量以上となってフィルタ３１，３５の再生を行う際に、
一方の後処理装置を通過した排気の一部を他方の後処理
装置に逆流により通過させ、この通過した排気ととも
に、他方の後処理装置に捕集された微粒子を吸気系に還
流して燃焼室で再燃焼させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、排気が通過すること
によって排気を浄化する排気後処理装置を備えた内燃機
関の排気浄化装置に関する。
によって排気を浄化する排気後処理装置を備えた内燃機
関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関から排出される排気中の
微粒子成分のうち、可溶性有機物質（ＳＯＦ）成分は酸
化触媒により一部酸化されて除去され、その他のいわゆ
る黒煙となって現れるカーボン粒子などは、セラミック
フォームなどで構成されるフィルタによって付着捕集さ
れる。付着捕集されたカーボン粒子は、捕集量の増大に
伴って徐々に堆積していき、このままでは排圧が上昇し
て機関性能に悪影響を及ぼすことになって使用できなく
なる。このため、堆積したカーボン粒子は例えばヒータ
あるいはバーナなどの再生装置によって強制的に燃焼除
去してフィルタを再生する必要がある。
微粒子成分のうち、可溶性有機物質（ＳＯＦ）成分は酸
化触媒により一部酸化されて除去され、その他のいわゆ
る黒煙となって現れるカーボン粒子などは、セラミック
フォームなどで構成されるフィルタによって付着捕集さ
れる。付着捕集されたカーボン粒子は、捕集量の増大に
伴って徐々に堆積していき、このままでは排圧が上昇し
て機関性能に悪影響を及ぼすことになって使用できなく
なる。このため、堆積したカーボン粒子は例えばヒータ
あるいはバーナなどの再生装置によって強制的に燃焼除
去してフィルタを再生する必要がある。
【０００３】このようなフィルタの再生装置を備えた排
気浄化装置としては、例えば実公昭６３−３８３２８号
公報に記載されたものがある。これは、図７に示すよう
に、連絡管１内に収納されたハニカムタイプのフィルタ
３に対し、排気の流通方向を交互に反転させるように、
排気管４を第１分岐管５と第２分岐管７とに分岐させ、
各分岐管５，７と連絡管１との接続部に流れ制御弁９，
１１をそれぞれ設けると共に、フィルタ３の両端部付近
の連絡管１内ににカーボン粒子を燃焼除去するバーナ１
３，１５をそれぞれ設けている。
気浄化装置としては、例えば実公昭６３−３８３２８号
公報に記載されたものがある。これは、図７に示すよう
に、連絡管１内に収納されたハニカムタイプのフィルタ
３に対し、排気の流通方向を交互に反転させるように、
排気管４を第１分岐管５と第２分岐管７とに分岐させ、
各分岐管５，７と連絡管１との接続部に流れ制御弁９，
１１をそれぞれ設けると共に、フィルタ３の両端部付近
の連絡管１内ににカーボン粒子を燃焼除去するバーナ１
３，１５をそれぞれ設けている。
【０００４】この場合、排気が図７のように、第１分岐
管５を通ってフィルタ３の一方の端面から流入し他方の
端面から流出してカーボン粒子の堆積量が所定量溜まっ
たら、流入側端面のバーナ１３を点火させてこの付近に
付着捕集されたカーボン粒子を燃焼除去し、フィルタ３
の一方側の面の再生を行う。その後、流れ制御弁９，１
１を破線位置のように変化させることで、排気は第２分
岐管７を通ってフィルタ３に対する流通方向が反転す
る。この状態で捕集が進み堆積量が所定量以上となる
と、前記とは反対側のバーナ１５を点火させてフィルタ
３の他方側の面の再生を行う。
管５を通ってフィルタ３の一方の端面から流入し他方の
端面から流出してカーボン粒子の堆積量が所定量溜まっ
たら、流入側端面のバーナ１３を点火させてこの付近に
付着捕集されたカーボン粒子を燃焼除去し、フィルタ３
の一方側の面の再生を行う。その後、流れ制御弁９，１
１を破線位置のように変化させることで、排気は第２分
岐管７を通ってフィルタ３に対する流通方向が反転す
る。この状態で捕集が進み堆積量が所定量以上となる
と、前記とは反対側のバーナ１５を点火させてフィルタ
３の他方側の面の再生を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の排気
浄化装置は、フィルタに対する排気の流通方向を反転さ
せることで、フィルタの捕集，再生をその両端交互に行
うので、再生後に排気の流出側端面に残った微粒子も反
転後の再生時に燃焼除去され、フィルタの再生は効率よ
くなされる。ところが、一般に再生時には６００℃以上
の高温にする必要があり、このためバーナ用の燃料が多
量に必要となってディーゼル機関としての燃料経済性を
損なうことになる。また、再生装置としてヒータを用い
る場合にも、高温を維持するために電力消費量の増大に
伴うバッテリや発電機容量の増大を招くなど、実用化に
際して解決しなければならない多くの問題がある。
浄化装置は、フィルタに対する排気の流通方向を反転さ
せることで、フィルタの捕集，再生をその両端交互に行
うので、再生後に排気の流出側端面に残った微粒子も反
転後の再生時に燃焼除去され、フィルタの再生は効率よ
くなされる。ところが、一般に再生時には６００℃以上
の高温にする必要があり、このためバーナ用の燃料が多
量に必要となってディーゼル機関としての燃料経済性を
損なうことになる。また、再生装置としてヒータを用い
る場合にも、高温を維持するために電力消費量の増大に
伴うバッテリや発電機容量の増大を招くなど、実用化に
際して解決しなければならない多くの問題がある。
【０００６】そこでこの発明は、燃料経済性を損なうバ
ーナや、バッテリあるいは発電機容量の増大を招くヒー
タによる再生装置を使用することなく、後処理装置を継
続して使用できるようにすることを目的としている。
ーナや、バッテリあるいは発電機容量の増大を招くヒー
タによる再生装置を使用することなく、後処理装置を継
続して使用できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にこの発明は、排気通路の途中に相互に並列接続される
第１排気通路及び第２排気通路を介装し、第１排気通路
及び第２排気通路には排気を清浄化するための第１後処
理装置及び第２後処理装置をそれぞれ設け、前記第１排
気通路と第２排気通路との上流側分岐部に、第１排気通
路を閉じる状態と第２排気通路を閉じる状態とに切替わ
る上流側制御弁を設けると共に、第１排気通路と第２排
気通路との下流側合流部に、第１排気通路を閉じる状態
と第２排気通路を閉じる状態とこの二つの状態の中間位
置となる状態とに切替わる下流側制御弁を設け、排気還
流通路を介して吸気通路と前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のそれぞれの上流側の第１排気通路及び第２
排気通路とを接続し、前記排気還流通路に第１排気通路
及び第２排気通路よりの還流排気の還流を許容・遮断す
る開閉弁をそれぞれ設け、前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のうちいずれか一方が排気微粒子の捕集量が
所定量以上となったとき、機関から排出される排気を他
方の後処理装置に通過させ、通過した排気の一部を前記
一方の後処理装置を逆流させて通過させ吸気系に還流さ
せるよう、前記上流側制御弁，下流側制御弁及び開閉弁
のそれぞれを開閉制御する制御手段を設ける構成として
ある。
にこの発明は、排気通路の途中に相互に並列接続される
第１排気通路及び第２排気通路を介装し、第１排気通路
及び第２排気通路には排気を清浄化するための第１後処
理装置及び第２後処理装置をそれぞれ設け、前記第１排
気通路と第２排気通路との上流側分岐部に、第１排気通
路を閉じる状態と第２排気通路を閉じる状態とに切替わ
る上流側制御弁を設けると共に、第１排気通路と第２排
気通路との下流側合流部に、第１排気通路を閉じる状態
と第２排気通路を閉じる状態とこの二つの状態の中間位
置となる状態とに切替わる下流側制御弁を設け、排気還
流通路を介して吸気通路と前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のそれぞれの上流側の第１排気通路及び第２
排気通路とを接続し、前記排気還流通路に第１排気通路
及び第２排気通路よりの還流排気の還流を許容・遮断す
る開閉弁をそれぞれ設け、前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のうちいずれか一方が排気微粒子の捕集量が
所定量以上となったとき、機関から排出される排気を他
方の後処理装置に通過させ、通過した排気の一部を前記
一方の後処理装置を逆流させて通過させ吸気系に還流さ
せるよう、前記上流側制御弁，下流側制御弁及び開閉弁
のそれぞれを開閉制御する制御手段を設ける構成として
ある。
【０００８】
【作用】このような構成の排気浄化装置によれば、例え
ば第２後処理装置による微粒子の堆積量が所定量以上と
なったとき、上流側制御弁が第２排気通路を閉じて下流
側制御弁が中間位置となり、第２排気通路に接続される
排気還流通路の開閉弁が開く。これにより、排気は第１
後処理装置を通過して、微粒子はこの第１後処理装置に
捕集され、さらに中間位置の下流側制御弁を経て排気は
逆流して第２後処理装置を通過し、このとき第２後処理
装置に堆積している微粒子は、ここを通過する排気によ
って持ち去られて排気還流通路を経て吸気通路に流入
し、燃焼室内で再燃焼する。
ば第２後処理装置による微粒子の堆積量が所定量以上と
なったとき、上流側制御弁が第２排気通路を閉じて下流
側制御弁が中間位置となり、第２排気通路に接続される
排気還流通路の開閉弁が開く。これにより、排気は第１
後処理装置を通過して、微粒子はこの第１後処理装置に
捕集され、さらに中間位置の下流側制御弁を経て排気は
逆流して第２後処理装置を通過し、このとき第２後処理
装置に堆積している微粒子は、ここを通過する排気によ
って持ち去られて排気還流通路を経て吸気通路に流入
し、燃焼室内で再燃焼する。
【０００９】また、第１後処理装置による微粒子の堆積
量が所定量以上となったときには、上流側制御弁が第１
排気通路を閉じて下流側制御弁が中間位置となり、第１
排気通路に接続される排気還流通路の開閉弁が開く。こ
れにより、排気は第２後処理装置を通過して、排気微粒
子はこの第２後処理装置に捕集され、さらに中間位置の
下流側制御弁を経て排気は逆流して第１後処理装置を通
過し、このとき第１後処理装置に堆積している排気微粒
子は、ここを通過する排気によって持ち去られて排気還
流通路を経て吸気通路に流入し、燃焼室内で再燃焼す
る。
量が所定量以上となったときには、上流側制御弁が第１
排気通路を閉じて下流側制御弁が中間位置となり、第１
排気通路に接続される排気還流通路の開閉弁が開く。こ
れにより、排気は第２後処理装置を通過して、排気微粒
子はこの第２後処理装置に捕集され、さらに中間位置の
下流側制御弁を経て排気は逆流して第１後処理装置を通
過し、このとき第１後処理装置に堆積している排気微粒
子は、ここを通過する排気によって持ち去られて排気還
流通路を経て吸気通路に流入し、燃焼室内で再燃焼す
る。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
する。
【００１１】ディーゼル機関の機関本体２１には、排気
通路２３及び吸気通路２５がそれぞれ接続され、排気通
路２３は途中で第１排気通路２７と第２排気通路２９と
に分岐している。第１排気通路２７には、排気中の排気
微粒子のうち主としてカーボン粒子を付着捕集するフィ
ルタ３１と、フィルタ３１より下流側に配置されＳＯＦ
成分の一部を酸化除去する触媒３３とが、相互に直列に
配置されている。このフィルタ３１と触媒３３とで第１
後処理装置３４を構成している。一方、第２排気通路２
９には前記フィルタ３１と同様なフィルタ３５が設けら
れている。このフィルタ３５により、第２後処理装置３
６を構成している。
通路２３及び吸気通路２５がそれぞれ接続され、排気通
路２３は途中で第１排気通路２７と第２排気通路２９と
に分岐している。第１排気通路２７には、排気中の排気
微粒子のうち主としてカーボン粒子を付着捕集するフィ
ルタ３１と、フィルタ３１より下流側に配置されＳＯＦ
成分の一部を酸化除去する触媒３３とが、相互に直列に
配置されている。このフィルタ３１と触媒３３とで第１
後処理装置３４を構成している。一方、第２排気通路２
９には前記フィルタ３１と同様なフィルタ３５が設けら
れている。このフィルタ３５により、第２後処理装置３
６を構成している。
【００１２】第１排気通路２７と第２排気通路２９との
排気上流側の分岐部には、上流側制御弁３７が設けられ
ている。上流側制御弁３７は、実線で示す第２排気通路
２９を閉じるＡ位置の状態と、二点鎖線で示す第１排気
通路２７を閉じるＢ位置の状態とに切替わる。一方、第
１排気通路２７と第２排気通路９との排気下流側の合流
部には、下流側制御弁３９が設けられている。下流側制
御弁３９は、実線で示す第２排気通路２９を閉じるＡ位
置の状態と、二点鎖線で示す第１排気通路２７を閉じる
Ｂ位置の状態と、一点鎖線で示すＡ位置とＢ位置との中
間のＣ位置の状態とに切替わる。
排気上流側の分岐部には、上流側制御弁３７が設けられ
ている。上流側制御弁３７は、実線で示す第２排気通路
２９を閉じるＡ位置の状態と、二点鎖線で示す第１排気
通路２７を閉じるＢ位置の状態とに切替わる。一方、第
１排気通路２７と第２排気通路９との排気下流側の合流
部には、下流側制御弁３９が設けられている。下流側制
御弁３９は、実線で示す第２排気通路２９を閉じるＡ位
置の状態と、二点鎖線で示す第１排気通路２７を閉じる
Ｂ位置の状態と、一点鎖線で示すＡ位置とＢ位置との中
間のＣ位置の状態とに切替わる。
【００１３】第１排気通路２７のフィルタ３１の上流側
近傍及び、第２排気通路２９のフィルタ３５の上流側近
傍には、第１合流通路４１及び第２合流通路４３がそれ
ぞれ連通接続され、これら両者は上流側端部で合流して
いる。この合流部と吸気通路２５とは、途中に第１排気
還流量制御弁４５を備えた連通路４７により連通接続さ
れており、連通路４７及び第１，第２合流通路４１，４
３により第１排気還流通路４９を構成している。第１，
第２各合流通路４１，４３相互の合流部には、合流制御
弁５０が設けられている。合流制御弁５０は、実線で示
す第１合流通路４１を閉じるＡ位置の状態と、二点鎖線
で示す第２合流通路４３を閉じるＢ位置の状態とに切替
わる。したがって、合流制御弁５０は、連通路４７と第
１合流通路４１とからなる排気還流通路に、第１排気通
路２７よりの還流排気の還流を許容・遮断する開閉弁及
び、連通路４７と第２合流通路４３からなる排気還流通
路に、第２排気通路２９よりの還流排気の還流を許容・
遮断する開閉弁を構成する。また、上流側制御弁３７よ
り上流側の排気通路２３と、第１排気還流量制御弁４５
より上流側の第１排気還流通路４９とは、途中に第２排
気還流量制御弁５１を備えた第２排気還流通路５３によ
り連通接続されている。
近傍及び、第２排気通路２９のフィルタ３５の上流側近
傍には、第１合流通路４１及び第２合流通路４３がそれ
ぞれ連通接続され、これら両者は上流側端部で合流して
いる。この合流部と吸気通路２５とは、途中に第１排気
還流量制御弁４５を備えた連通路４７により連通接続さ
れており、連通路４７及び第１，第２合流通路４１，４
３により第１排気還流通路４９を構成している。第１，
第２各合流通路４１，４３相互の合流部には、合流制御
弁５０が設けられている。合流制御弁５０は、実線で示
す第１合流通路４１を閉じるＡ位置の状態と、二点鎖線
で示す第２合流通路４３を閉じるＢ位置の状態とに切替
わる。したがって、合流制御弁５０は、連通路４７と第
１合流通路４１とからなる排気還流通路に、第１排気通
路２７よりの還流排気の還流を許容・遮断する開閉弁及
び、連通路４７と第２合流通路４３からなる排気還流通
路に、第２排気通路２９よりの還流排気の還流を許容・
遮断する開閉弁を構成する。また、上流側制御弁３７よ
り上流側の排気通路２３と、第１排気還流量制御弁４５
より上流側の第１排気還流通路４９とは、途中に第２排
気還流量制御弁５１を備えた第２排気還流通路５３によ
り連通接続されている。
【００１４】この第２排気還流通路５３が接続された付
近の排気通路２３には、第１，第２の各後処理装置３
４，３６の上流側の排気温度Ｔ1 を検出する上流側温度
センサ５５が装着され、第１後処理装置３６の下流側の
第１排気通路２７には、触媒３３の下流側の排気温度Ｔ
2 を検出する下流側温度センサ５７が装着されている。
近の排気通路２３には、第１，第２の各後処理装置３
４，３６の上流側の排気温度Ｔ1 を検出する上流側温度
センサ５５が装着され、第１後処理装置３６の下流側の
第１排気通路２７には、触媒３３の下流側の排気温度Ｔ
2 を検出する下流側温度センサ５７が装着されている。
【００１５】この各温度センサ５５，５７の検出温度
は、第１後処理装置３４の触媒３３の触媒転換温度及び
触媒耐熱温度の判定基準とするもので、その温度信号
は、例えばマイクロコンピュータなどから構成されるコ
ントロールユニット５９に入力される。コントロールユ
ニット５９にはこの他、機関回転数を検出する回転セン
サ６１や、機関本体２１への燃料供給量を制御するコン
トロールレバーの開度を検出する開度センサ６１など、
機関運転条件の各検出信号が入力されている。コントロ
ールユニット５９は、これらの各入力信号に基づき、前
述した上流側及び下流側の各制御弁３７及び３９、合流
制御弁５０、第１及び第２の各排気還流量制御弁４５及
び５１をそれぞれ開閉制御する。
は、第１後処理装置３４の触媒３３の触媒転換温度及び
触媒耐熱温度の判定基準とするもので、その温度信号
は、例えばマイクロコンピュータなどから構成されるコ
ントロールユニット５９に入力される。コントロールユ
ニット５９にはこの他、機関回転数を検出する回転セン
サ６１や、機関本体２１への燃料供給量を制御するコン
トロールレバーの開度を検出する開度センサ６１など、
機関運転条件の各検出信号が入力されている。コントロ
ールユニット５９は、これらの各入力信号に基づき、前
述した上流側及び下流側の各制御弁３７及び３９、合流
制御弁５０、第１及び第２の各排気還流量制御弁４５及
び５１をそれぞれ開閉制御する。
【００１６】また、第１，第２の各後処理装置３４，３
６のフィルタ３１，３５は、捕集された微粒子が所定量
以上となったときに、後述する再生制御により除去して
その使用を継続して行えるようにするが、再生時期の判
断は、例えばフィルタ前後の排気圧力差が所定値以上と
なったときを基準とするなどでよい。
６のフィルタ３１，３５は、捕集された微粒子が所定量
以上となったときに、後述する再生制御により除去して
その使用を継続して行えるようにするが、再生時期の判
断は、例えばフィルタ前後の排気圧力差が所定値以上と
なったときを基準とするなどでよい。
【００１７】コントロールユニット５９による前記各制
御弁に対する制御動作は、表１のように４通りのケース
が設定されている。
御弁に対する制御動作は、表１のように４通りのケース
が設定されている。
【００１８】
【表１】
【００１９】ケース１（図２参照）…上流側温度センサ
５５が検出する触媒入口排温Ｔ1 が触媒転換温度以上
で、下流側温度センサ５７が検出する触媒出口排温Ｔ2
が触媒耐熱温度以下のとき、上流側制御弁３７及び下流
側排気弁３９が共に第２排気通路２９を閉じるＡ位置
で、合流側制御弁５０は第１合流通路４１を閉じるＡ位
置で、第１排気還流量制御弁４５は閉じ、第２排気還流
量制御弁５１は開く。
５５が検出する触媒入口排温Ｔ1 が触媒転換温度以上
で、下流側温度センサ５７が検出する触媒出口排温Ｔ2
が触媒耐熱温度以下のとき、上流側制御弁３７及び下流
側排気弁３９が共に第２排気通路２９を閉じるＡ位置
で、合流側制御弁５０は第１合流通路４１を閉じるＡ位
置で、第１排気還流量制御弁４５は閉じ、第２排気還流
量制御弁５１は開く。
【００２０】ケース２（図３参照）…触媒入口排温Ｔ1
が触媒転換温度以下または触媒耐熱温度以上で、触媒出
口排温Ｔ2 が触媒耐熱温度以上のとき、上流側制御弁３
７及び下流側排気弁３９が共に第１排気通路２７を閉じ
るＢ位置で、合流側制御弁５０は第２合流通路４３を閉
じるＢ位置で、第１排気還流量制御弁４５は閉じ、第２
排気還流量制御弁５１は開く。
が触媒転換温度以下または触媒耐熱温度以上で、触媒出
口排温Ｔ2 が触媒耐熱温度以上のとき、上流側制御弁３
７及び下流側排気弁３９が共に第１排気通路２７を閉じ
るＢ位置で、合流側制御弁５０は第２合流通路４３を閉
じるＢ位置で、第１排気還流量制御弁４５は閉じ、第２
排気還流量制御弁５１は開く。
【００２１】ケース３（図４参照）…触媒入口排温Ｔ1
及び触媒出口排温Ｔ2 が共に触媒耐熱温度以下のとき、
上流側制御弁３７は第２排気通路２９を閉じるＡ位置
で、下流側排気弁３９は中立位置のＣ位置で、合流側制
御弁５０は第１合流通路４１を閉じるＡ位置で、第１排
気還流量制御弁４５は開き、第２排気還流量制御弁５１
は閉じる。
及び触媒出口排温Ｔ2 が共に触媒耐熱温度以下のとき、
上流側制御弁３７は第２排気通路２９を閉じるＡ位置
で、下流側排気弁３９は中立位置のＣ位置で、合流側制
御弁５０は第１合流通路４１を閉じるＡ位置で、第１排
気還流量制御弁４５は開き、第２排気還流量制御弁５１
は閉じる。
【００２２】ケース４（図５参照）…ケース３と同様に
触媒入口排温Ｔ1 及び触媒出口排温Ｔ2 が共に触媒耐熱
温度以下のとき、上流側制御弁３７は第１排気通路２７
を閉じるＢ位置で、下流側排気弁３９は中立位置のＣ位
置で、合流側制御弁５０は第２合流通路４３を閉じるＢ
位置で、第１排気還流量制御弁４５は開き、第２排気還
流量制御弁５１は閉じる。
触媒入口排温Ｔ1 及び触媒出口排温Ｔ2 が共に触媒耐熱
温度以下のとき、上流側制御弁３７は第１排気通路２７
を閉じるＢ位置で、下流側排気弁３９は中立位置のＣ位
置で、合流側制御弁５０は第２合流通路４３を閉じるＢ
位置で、第１排気還流量制御弁４５は開き、第２排気還
流量制御弁５１は閉じる。
【００２３】このような４つの制御動作例は、図６に示
すフローチャートの手順によって選択制御される。ま
ず、機関回転数が５０ｒｐｍを超えているかどうかが判
断され（ステップＳ１）、５０ｒｐｍを超えている場合
に本システムは作動する。機関回転数が５０ｒｐｍを超
えると、上流側センサ５５及び下流側センサ５７によ
り、触媒入口排温Ｔ1 及び触媒出口排温Ｔ2 をそれぞれ
読み込む（ステップＳ２，Ｓ３）。
すフローチャートの手順によって選択制御される。ま
ず、機関回転数が５０ｒｐｍを超えているかどうかが判
断され（ステップＳ１）、５０ｒｐｍを超えている場合
に本システムは作動する。機関回転数が５０ｒｐｍを超
えると、上流側センサ５５及び下流側センサ５７によ
り、触媒入口排温Ｔ1 及び触媒出口排温Ｔ2 をそれぞれ
読み込む（ステップＳ２，Ｓ３）。
【００２４】次に、燃料カットが行われる減速運転条件
と、排気を吸気系に還流する排気還流（ＥＧＲ）領域と
がそれぞれ判断され（ステップＳ４，Ｓ５）、さらに第
１後処理装置３４のフィルタ３１の再生時期かどうかの
判断（ステップＳ６）と、第２後処理装置３６のフィル
タ３５の再生時期かどうかの判断（ステップＳ７）とが
それぞれなされる。減速運転条件であるかまたはＥＧＲ
領域でない場合、あるいは減速運転条件でなくかつＥＧ
Ｒ領域で、第１，第２の各後処理装置３４，３６が共に
再生時期でない場合には、上流側センサ５５の検出する
排気温度Ｔ1 が触媒転換温度と比較されて（ステップＳ
８）、下流側センサ５７の検出する排気温度Ｔ2 が触媒
耐熱温度と比較される（ステップＳ９）。ここで、排気
温度Ｔ1 が触媒転換温度以上で、かつ排気温度Ｔ2 が触
媒耐熱温度以下のとき、つまりこのケースは、排気中の
微粒子をフィルタにより低減する運転領域であり、触媒
３３の転換が可能な温度範囲に排気温度が入っている状
態なので、前記図２のケース１の制御を行う。
と、排気を吸気系に還流する排気還流（ＥＧＲ）領域と
がそれぞれ判断され（ステップＳ４，Ｓ５）、さらに第
１後処理装置３４のフィルタ３１の再生時期かどうかの
判断（ステップＳ６）と、第２後処理装置３６のフィル
タ３５の再生時期かどうかの判断（ステップＳ７）とが
それぞれなされる。減速運転条件であるかまたはＥＧＲ
領域でない場合、あるいは減速運転条件でなくかつＥＧ
Ｒ領域で、第１，第２の各後処理装置３４，３６が共に
再生時期でない場合には、上流側センサ５５の検出する
排気温度Ｔ1 が触媒転換温度と比較されて（ステップＳ
８）、下流側センサ５７の検出する排気温度Ｔ2 が触媒
耐熱温度と比較される（ステップＳ９）。ここで、排気
温度Ｔ1 が触媒転換温度以上で、かつ排気温度Ｔ2 が触
媒耐熱温度以下のとき、つまりこのケースは、排気中の
微粒子をフィルタにより低減する運転領域であり、触媒
３３の転換が可能な温度範囲に排気温度が入っている状
態なので、前記図２のケース１の制御を行う。
【００２５】このとき排気通路２３を流れる排気は、第
１排気通路２７に流入し、第１後処理装置３４のフィル
タ３１を通過することでカーボン粒子が捕集され、さら
に触媒３３を通過することでＳＯＦ成分が付着して酸化
除去され、このようにして浄化された排気は大気中に放
出される。また、排気通路２３を流れる排気の一部は、
第２排気還流通路５３を通って吸気通路２５から燃焼室
に還流される。この場合、還流される排気は第１後処理
装置３４の上流側からのものであるため、機関本体２１
で生成されたばかりの細かい微粒子が凝縮し肥大化しな
い間に還流されることになって、燃焼室でのこれら微粒
子の再燃焼が確実になされ、微粒子の排出量が低減す
る。
１排気通路２７に流入し、第１後処理装置３４のフィル
タ３１を通過することでカーボン粒子が捕集され、さら
に触媒３３を通過することでＳＯＦ成分が付着して酸化
除去され、このようにして浄化された排気は大気中に放
出される。また、排気通路２３を流れる排気の一部は、
第２排気還流通路５３を通って吸気通路２５から燃焼室
に還流される。この場合、還流される排気は第１後処理
装置３４の上流側からのものであるため、機関本体２１
で生成されたばかりの細かい微粒子が凝縮し肥大化しな
い間に還流されることになって、燃焼室でのこれら微粒
子の再燃焼が確実になされ、微粒子の排出量が低減す
る。
【００２６】前記ステップＳ８で排気温度Ｔ1 が触媒転
換温度を下回るか、またはステップＳ９で排気温度Ｔ2
が触媒耐熱温度を上回るときには、低温排気により触媒
３３が過冷却されたり、高温排気により触媒３３が焼損
されるのを防ぐために、前記図３のケース２の制御を行
う。
換温度を下回るか、またはステップＳ９で排気温度Ｔ2
が触媒耐熱温度を上回るときには、低温排気により触媒
３３が過冷却されたり、高温排気により触媒３３が焼損
されるのを防ぐために、前記図３のケース２の制御を行
う。
【００２７】このとき排気通路２３を流れる排気は、第
２排気通路２９に流入し、第２後処理装置３６のフィル
タ３５を通ってカーボン粒子が捕集されて大気中に放出
される。排気通路２３を流れる排気は、第１後処理装置
３４の触媒３３をバイパスするので、低温排気による触
媒３３の過冷却及び、高温排気による触媒３３の焼損が
回避される。この場合、触媒３３での酸化は、触媒転換
温度を下回る低温時にはもとより望めないので問題はな
く、触媒耐熱温度を上回る高温時には触媒３３の焼損を
防ぐことにより耐久性を向上させる。
２排気通路２９に流入し、第２後処理装置３６のフィル
タ３５を通ってカーボン粒子が捕集されて大気中に放出
される。排気通路２３を流れる排気は、第１後処理装置
３４の触媒３３をバイパスするので、低温排気による触
媒３３の過冷却及び、高温排気による触媒３３の焼損が
回避される。この場合、触媒３３での酸化は、触媒転換
温度を下回る低温時にはもとより望めないので問題はな
く、触媒耐熱温度を上回る高温時には触媒３３の焼損を
防ぐことにより耐久性を向上させる。
【００２８】また、前記ステップＳ６で第２後処理装置
３６のフィルタ３１に捕集されたカーボン粒子が所定量
以上となってフィルタ３５の再生時期となったら（この
とき排気温度Ｔ1 ，Ｔ2 は触媒耐熱温度以下となってい
ることが条件）、図４のケース３の制御を行う。
３６のフィルタ３１に捕集されたカーボン粒子が所定量
以上となってフィルタ３５の再生時期となったら（この
とき排気温度Ｔ1 ，Ｔ2 は触媒耐熱温度以下となってい
ることが条件）、図４のケース３の制御を行う。
【００２９】このとき排気通路２３を流れる排気は、第
１排気通路２７に流入し、フィルタ３１でカーボン粒子
が捕集されると共に、触媒３３でＳＯＦ成分が酸化除去
される。触媒３３を通過後の排気の一部は、第２排気還
流量制御弁４５が開弁しているので、Ｃ位置となってい
る下流側制御弁３９を経て第２排気通路２９側に逆流す
る。逆流した排気は、第２後処理装置３６のフィルタ３
５を通過し、このときフィルタ３５に堆積しているカー
ボン粒子は通過する排気によって持ち去られ、排気と共
に第２合流通路４３を含む第１排気還流通路４９を介し
て吸気通路２５に流入し、燃焼室内で燃焼除去される。
１排気通路２７に流入し、フィルタ３１でカーボン粒子
が捕集されると共に、触媒３３でＳＯＦ成分が酸化除去
される。触媒３３を通過後の排気の一部は、第２排気還
流量制御弁４５が開弁しているので、Ｃ位置となってい
る下流側制御弁３９を経て第２排気通路２９側に逆流す
る。逆流した排気は、第２後処理装置３６のフィルタ３
５を通過し、このときフィルタ３５に堆積しているカー
ボン粒子は通過する排気によって持ち去られ、排気と共
に第２合流通路４３を含む第１排気還流通路４９を介し
て吸気通路２５に流入し、燃焼室内で燃焼除去される。
【００３０】また、前記ステップＳ７で第１後処理装置
３４のフィルタ３１に捕集されたカーボン粒子が所定量
以上となってフィルタ３１の再生時期となったら（この
とき排気温度Ｔ1 ，Ｔ2 は触媒耐熱温度以下となってい
ることが条件）、図５のケース４の制御を行う。
３４のフィルタ３１に捕集されたカーボン粒子が所定量
以上となってフィルタ３１の再生時期となったら（この
とき排気温度Ｔ1 ，Ｔ2 は触媒耐熱温度以下となってい
ることが条件）、図５のケース４の制御を行う。
【００３１】このとき排気通路２３を流れる排気は、第
２排気通路２９に流入し、フィルタ３５でカーボン粒子
が捕集される。フィルタ３５を通過後の排気の一部は、
第２排気還流量制御弁４５が開弁しているので、Ｃ位置
となっている下流側制御弁３９を経て第１排気通路２７
側に逆流する。逆流した排気は、第１後処理装置３４の
触媒３３及びフィルタ３１を通過し、このときフィルタ
３１に堆積しているカーボン粒子は通過する排気によっ
て持ち去られ、排気と共に第１合流通路４１を含む第１
排気還流通路４９を介して吸気通路２５に流入し、燃焼
室内で燃焼除去される。
２排気通路２９に流入し、フィルタ３５でカーボン粒子
が捕集される。フィルタ３５を通過後の排気の一部は、
第２排気還流量制御弁４５が開弁しているので、Ｃ位置
となっている下流側制御弁３９を経て第１排気通路２７
側に逆流する。逆流した排気は、第１後処理装置３４の
触媒３３及びフィルタ３１を通過し、このときフィルタ
３１に堆積しているカーボン粒子は通過する排気によっ
て持ち去られ、排気と共に第１合流通路４１を含む第１
排気還流通路４９を介して吸気通路２５に流入し、燃焼
室内で燃焼除去される。
【００３２】このように、上記ケース３，４に示される
第２，第１の各後処理装置３６，３４の再生時におい
て、フィルタ３５あるいはフィルタ３１に堆積したカー
ボン粒子は、ここを逆流する排気によって燃焼室側に持
ち去られて再燃焼して除去されるので、再生時に特別な
再生専用のバーナやヒータが不要となり、このため燃料
経済性を損なうことなく、またバッテリあるいは発電機
容量の増大を招くことなく、後処理装置の再生を効率よ
く行うことができる。
第２，第１の各後処理装置３６，３４の再生時におい
て、フィルタ３５あるいはフィルタ３１に堆積したカー
ボン粒子は、ここを逆流する排気によって燃焼室側に持
ち去られて再燃焼して除去されるので、再生時に特別な
再生専用のバーナやヒータが不要となり、このため燃料
経済性を損なうことなく、またバッテリあるいは発電機
容量の増大を招くことなく、後処理装置の再生を効率よ
く行うことができる。
【００３３】なお、上記ケース３あるいは４の再生時で
は、燃焼室に還流された微粒子が再燃焼しきらずに再び
排気通路２３に排出されることが懸念されるが、この再
排出された微粒子はフィルタ３１，３５のいずれかに捕
集されるので、これが大気中に放出される心配はない。
は、燃焼室に還流された微粒子が再燃焼しきらずに再び
排気通路２３に排出されることが懸念されるが、この再
排出された微粒子はフィルタ３１，３５のいずれかに捕
集されるので、これが大気中に放出される心配はない。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、排気が通過することで排気を浄化する後処理装置を
相互に並列に２系統配置し、後処理装置の再生時には一
方の後処理装置を通過した排気の一部を排気還流量制御
弁の開弁によって他方の後処理装置を逆流させて通過さ
せ、通過した排気と共に微粒子を吸気系に還流させて燃
焼室内で燃焼させるようにしたため、後処理装置に堆積
した微粒子を燃焼除去して再生するための専用のバーナ
やヒータが不要となり、この結果バーナを使用すること
による燃料経済性の低下及び、ヒータを使用することに
よるバッテリあるいは発電機容量の増大を回避すること
ができる。
ば、排気が通過することで排気を浄化する後処理装置を
相互に並列に２系統配置し、後処理装置の再生時には一
方の後処理装置を通過した排気の一部を排気還流量制御
弁の開弁によって他方の後処理装置を逆流させて通過さ
せ、通過した排気と共に微粒子を吸気系に還流させて燃
焼室内で燃焼させるようにしたため、後処理装置に堆積
した微粒子を燃焼除去して再生するための専用のバーナ
やヒータが不要となり、この結果バーナを使用すること
による燃料経済性の低下及び、ヒータを使用することに
よるバッテリあるいは発電機容量の増大を回避すること
ができる。
【図１】この発明の一実施例を示す排気浄化装置の全体
構成図である。
構成図である。
【図２】図１の排気浄化装置の作用説明図である。
【図３】図１の排気浄化装置の作用説明図である。
【図４】図１の排気浄化装置の作用説明図である。
【図５】図１の排気浄化装置の作用説明図である。
【図６】図１の排気浄化装置の制御動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図７】従来例を示す排気浄化装置の全体構成図であ
る。
る。
２３ 排気通路 ２７ 第１排気通路 ２９ 第２排気通路 ３１，３５ フィルタ ３３ 触媒 ３４ 第１後処理装置 ３６ 第２後処理装置 ３７ 上流側制御弁 ３９ 下流側制御弁 ４１ 第１合流通路 ４３ 第２合流通路 ４５ 第１排気還流量制御弁 ４９ 第１排気還流通路 ５０ 合流制御弁 ５５ 上流側温度センサ ５７ 下流側温度センサ ５９ コントロールユニット（制御手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 排気通路の途中に相互に並列接続される
第１排気通路及び第２排気通路を介装し、第１排気通路
及び第２排気通路には排気を清浄化するための第１後処
理装置及び第２後処理装置をそれぞれ設け、前記第１排
気通路と第２排気通路との上流側分岐部に、第１排気通
路を閉じる状態と第２排気通路を閉じる状態とに切替わ
る上流側制御弁を設けると共に、第１排気通路と第２排
気通路との下流側合流部に、第１排気通路を閉じる状態
と第２排気通路を閉じる状態とこの二つの状態の中間位
置となる状態とに切替わる下流側制御弁を設け、排気還
流通路を介して吸気通路と前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のそれぞれの上流側の第１排気通路及び第２
排気通路とを接続し、前記排気還流通路に第１排気通路
及び第２排気通路よりの還流排気の還流を許容・遮断す
る開閉弁をそれぞれ設け、前記第１後処理装置及び第２
後処理装置のうちいずれか一方が排気微粒子の捕集量が
所定量以上となったとき、機関から排出される排気を他
方の後処理装置に通過させ、通過した排気の一部を前記
一方の後処理装置を逆流させて通過させ吸気系に還流さ
せるよう、前記上流側制御弁，下流側制御弁及び開閉弁
のそれぞれを開閉制御する制御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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257736A JPH0598932A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257736A JPH0598932A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598932A true JPH0598932A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17310388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257736A Pending JPH0598932A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0598932A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073271A1 (fr) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif d'epuration de gaz d'echappement |
| WO2001073272A1 (fr) * | 2000-03-27 | 2001-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif d'epuration des gaz d'echappement pour moteurs thermiques |
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-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257736A patent/JPH0598932A/ja active Pending
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