JPH11182231A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device for internal combustion engineInfo
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- JPH11182231A JPH11182231A JP9354536A JP35453697A JPH11182231A JP H11182231 A JPH11182231 A JP H11182231A JP 9354536 A JP9354536 A JP 9354536A JP 35453697 A JP35453697 A JP 35453697A JP H11182231 A JPH11182231 A JP H11182231A
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Abstract
Description
【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。The present invention relates to an exhaust gas purification 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 from an internal combustion engine, particularly 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 as a filter for trapping particulates in an exhaust system of a diesel engine. Since such a particulate trap has a large exhaust resistance as the amount of trapped particulates increases, it is necessary to burn the collected particulates and regenerate the particulate trap itself.
【0003】排気ガス温度は、燃料噴射量が多いほど高
温となる。それにより、機関高負荷高速運転領域のよう
に機関必要燃料が多量域であれば、排気ガス流は高温と
なり、先ず、パティキュレートトラップ上流部のパティ
キュレートが燃焼を開始する。次いで、高温度の排気ガ
ス流は、このパティキュレート燃焼熱を僅かしか奪い去
らないために、燃焼は持続してパティキュレートトラッ
プ下流部のパティキュレートへ伝播し、パティキュレー
トトラップの再生が実現される。機関必要燃料が中量域
である時には、排気ガス流は、それほど高温とはならな
いが、この時の排気ガス温度でもパティキュレートトラ
ップ上流部のパティキュレートを僅かに燃焼させること
ができる。しかしながら、この時の排気ガス流は、この
パティキュレート燃焼熱を多量に奪い去るために、燃焼
を持続させることができず、パティキュレートトラップ
を再生することができない。[0003] The exhaust gas temperature increases as the fuel injection amount increases. As a result, if the required fuel for the engine is in a large range, such as in the high-load, high-speed operation region of the engine, the exhaust gas flow becomes high in temperature, and first, the particulates upstream of the particulate trap start burning. Then, since the high-temperature exhaust gas flow removes only a small amount of this particulate combustion heat, the combustion continues and propagates to the particulates downstream of the particulate trap, and regeneration of the particulate trap is realized. . When the engine required fuel is in the middle amount range, the exhaust gas flow does not become so high, but the exhaust gas temperature at this time can slightly burn the particulates upstream of the particulate trap. However, since the exhaust gas flow at this time removes a large amount of the particulate combustion heat, the combustion cannot be sustained, and the particulate trap cannot be regenerated.
【0004】また、瞬間的にだけ機関必要燃料が多量域
となっても、やはり、パティキュレートの燃焼を持続さ
せることはできず、こうして、パティキュレートトラッ
プの再生を実現するためには、機関必要燃料が多量域に
おいて暫く持続することが必要である。このような機関
運転が定期的に行われる保証はなく、次回の再生まで
に、パティキュレートトラップには排気抵抗を大きく増
加させるほどのパティキュレートが捕集される可能性が
ある。従って、機関必要燃料が多量域で暫く持続しない
場合にもパティキュレートトラップを再生可能にするこ
とが必要である。[0004] Further, even if the fuel required for the engine becomes large only momentarily, the combustion of the particulates cannot be sustained. Thus, in order to realize the regeneration of the particulate trap, the engine needs to be regenerated. It is necessary for the fuel to last for a while in a large area. There is no guarantee that such an engine operation will be performed periodically, and there is a possibility that the particulate trap will be trapped in the particulate trap enough to greatly increase exhaust resistance before the next regeneration. Therefore, it is necessary to make the particulate trap reproducible even when the engine required fuel does not continue for a while in a large area.
【0005】特開昭56−18016号公報には、パテ
ィキュレートトラップに酸化触媒を担持させ、パティキ
ュレートトラップの上流側に燃料を供給することが開示
されている。それにより、パティキュレートトラップに
供給された燃料を、酸化触媒によって燃焼させ、この燃
焼熱を利用してパティキュレートを燃焼させることが意
図されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-18016 discloses that an oxidation catalyst is supported on a particulate trap and fuel is supplied to an upstream side of the particulate trap. Thereby, it is intended that the fuel supplied to the particulate trap is burned by the oxidation catalyst, and the burning heat is used to burn the particulate.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、パティキュレートトラップへ供給された燃料の燃焼
熱は、排気ガス流が高温となっていない限り、この排気
ガス流によって多量にパティキュレートトラップより下
流側へ奪い去られ、意図するようにパティキュレートを
燃焼させることができない。In the above-mentioned prior art, the combustion heat of the fuel supplied to the particulate trap is greatly increased by the exhaust gas flow from the particulate trap unless the exhaust gas flow is at a high temperature. It is robbed downstream and cannot burn particulates as intended.
【0007】従って、本発明の目的は、機関必要燃料が
多量域で持続しない場合にもパティキュレートトラップ
を再生可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供するこ
とである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can regenerate a particulate trap even when engine required fuel does not continue in a large amount range.
【0008】[0008]
【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、機関排気系に配置さ
れたパティキュレートトラップと、作動時において前記
パティキュレートトラップの少なくとも一部への排気ガ
ス流入を防止する流入防止手段とを具備し、機関必要燃
料の領域を少なくとも多量域、中量域、及び少量域に分
割した場合において、前記機関必要燃料が前記多量域で
持続せずに、排気ガス流によって前記パティキュレート
トラップに捕集されたパティキュレートの燃焼を持続さ
せることが不可能な機関運転状態の場合には、前記流入
防止手段を作動させ、所定期間経過後に前記流入防止手
段の作動を中止す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, comprising: a particulate trap disposed in an engine exhaust system; and at least a portion of the particulate trap during operation. Inflow prevention means for preventing the inflow of exhaust gas, and when the region of engine required fuel is divided into at least a large region, a medium amount region, and a small region, the engine required fuel does not continue in the large amount region. In the case of an engine operating state in which it is not possible to sustain the combustion of the particulates trapped in the particulate trap by the exhaust gas flow, the inflow prevention means is operated, and after a predetermined period of time, the inflow prevention means is operated. The operation of the means is stopped.
【0009】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、前記パティキュレートの燃焼を持続させ
ることが不可能な機関運転状態とは、前記機関必要燃料
が前記中量域で持続する機関運転状態であることを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the combustion of the particulates cannot be maintained. Is characterized by an engine operating state in which the engine required fuel is maintained in the medium amount range.
【0010】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、前記パティキュレートの燃焼を持続させ
ることが不可能な機関運転状態とは、前記機関必要燃料
が前記多量域から中量域へ又は中量域から少量域へ減少
傾向にある機関運転状態であることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the operating state of the engine is such that the particulate combustion cannot be sustained. "Is characterized by an engine operating state in which the required engine fuel tends to decrease from the large amount region to the medium amount region or from the medium amount region to the small amount region.
【0011】請求項4に記載の本発明のよる内燃機関の
排気浄化装置は、請求項1から3のいずれかに記載の内
燃機関の排気浄化装置において、さらに、前記パティキ
ュレートトラップに燃料を供給するための供給手段を具
備し、前記流入防止手段を作動させる時には、前記流入
防止手段により排気ガス流入が防止される前記パティキ
ュレートトラップの排気上流側端面の少なくとも一部に
は、前記供給手段によって前記燃料が供給されているこ
とを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, further comprising supplying fuel to the particulate trap. When the inflow prevention means is operated, at least a part of an exhaust upstream end face of the particulate trap, in which exhaust gas inflow is prevented by the inflow prevention means, is provided by the supply means. The fuel is supplied.
【0012】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から4のいずれかに記載の内
燃機関の排気浄化装置において、前記流入防止手段の作
動及び作動中止が連続的に所定回数だけ繰り返されるこ
とを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the operation and the stop of the inflow prevention means are continuously performed. It is repeated a predetermined number of times.
【0013】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、請求項1から4のいずれかに記載の内
燃機関の排気浄化装置において、前記流入防止手段は、
前記所定期間経過前であっても、前記機関必要燃料が前
記多量域となると作動を中止され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 according to any one of the first to fourth aspects, wherein the inflow prevention means comprises:
Even before the lapse of the predetermined period, the operation is stopped when the engine required fuel reaches the large amount range.
【0014】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、請求項1から5のいずれかに記載の内
燃機関の排気浄化装置において、さらに、前記パティキ
ュレートトラップの温度を把握する把握手段を具備し、
前記把握手段により把握された前記温度に応じて、前記
所定期間を設定することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the temperature of the particulate trap is further grasped. Equipped with grasping means,
The predetermined period is set according to the temperature grasped by the grasping means.
【0015】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4に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、さらに、前記パティキュレートトラップ
の温度を把握する把握手段を具備し、前記把握手段によ
り把握される前記温度に応じて、前記供給手段により供
給される前記燃料の量を設定することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the fourth aspect, further comprising a grasping means for grasping the temperature of the particulate trap. The amount of the fuel supplied by the supply means is set according to the temperature grasped by the grasping means.
【0016】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5に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、さらに、前記パティキュレートトラップ
の温度を把握する温度把握手段を具備し、前記把握手段
により把握される前記温度に応じて、繰り返される前記
所定回数を設定することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the fifth aspect, further comprising a temperature grasping means for grasping the temperature of the particulate trap. The predetermined number of repetitions is set according to the temperature grasped by the grasping means.
【0017】請求項10に記載の本発明のよる内燃機関
の排気浄化装置は、請求項7から9のいずれかに記載の
内燃機関の排気浄化装置において、前記把握手段は、前
記パティキュレートトラップの温度を直接的に検出する
ことを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein the grasping means comprises: It is characterized in that the temperature is directly detected.
【0018】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1から5のいずれかに記載の
内燃機関の排気浄化装置において、前記機関必要燃料の
量に応じて、前記所定期間を設定することを特徴とす
る。According to an eleventh aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects, the exhaust gas purifying apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein It is characterized in that a predetermined period is set.
【0019】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4に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記機関必要燃料の量に応じて、前記
供給手段により供給される前記燃料の量を設定すること
を特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the fourth aspect of the present invention, wherein the exhaust gas purifying apparatus is supplied by the supply means in accordance with the amount of fuel required for the engine. The amount of the fuel is set.
【0020】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5に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記機関必要燃料の量に応じて、繰り
返される前記所定回数を設定することを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the fifth aspect, wherein the predetermined number of times is repeated according to the amount of fuel required for the engine. It is characterized by setting.
【0021】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1から13のいずれかに記載
の内燃機関の排気浄化装置において、さらに、前記パテ
ィキュレートトラップに捕集されたパティキュレート量
を把握するためのパティキュレート量把握手段を具備
し、前記パティキュレート量把握手段により把握された
前記パティキュレート量が所定パティキュレート量以上
である時にだけ前記流入防止手段の作動を許可すること
を特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to thirteenth aspects, the exhaust gas purifying apparatus is further trapped in the particulate trap. The apparatus is provided with a particulate quantity grasping means for grasping the particulate quantity, and permits the operation of the inflow prevention means only when the particulate quantity grasped by the particulate quantity grasping means is equal to or larger than a predetermined particulate quantity. It is characterized by the following.
【0022】請求項15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から14のいずれかに記載
の内燃機関の排気浄化装置において、さらに、前記パテ
ィキュレートトラップをバイパスする常時閉のバイパス
通路を具備し、前記流入防止手段は、作動時において前
記パティキュレートトラップ全体への排気ガス流入を防
止するものであり、前記流入防止手段の作動時には、前
記バイパス通路は開放されることを特徴とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourteenth aspects, further comprising a normally closed state which bypasses the particulate trap. The inflow prevention means prevents exhaust gas from flowing into the entire particulate trap during operation, and the bypass passage is opened when the inflow prevention means operates. Features.
【0023】請求項16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15に記載の内燃機関の排気
浄化装置において、前記バイパス通路には、前記パティ
キュレートトラップとは異なるパティキュレートトラッ
プが配置されていることを特徴とする。According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the fifteenth aspect, wherein the bypass passage has a particulate trap different from the particulate trap. Are arranged.
【0024】請求項17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から14のいずれかに記載
の内燃機関の排気浄化装置において、前記流入防止手段
は、作動時において前記パティキュレートトラップ全体
への排気ガスの流入を防止するものであり、前記パティ
キュレートトラップに並列配置された第2パティキュレ
ートトラップと、作動時において前記第2パティキュレ
ートトラップ全体への排気ガスの流入を防止する第2流
入防止手段とをさらに具備し、排気ガス流によって前記
第2パティキュレートトラップに捕集されたパティキュ
レートの燃焼を持続させることが不可能な機関運転状態
の場合には、前記第2流入防止手段が作動され、所定期
間経過後に前記第2流入防止手段の作動が中止され、前
記流入防止手段と前記第2流入防止手段とは同時に作動
されないことを特徴とする。According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the first to fourteenth aspects, wherein the inflow prevention means is configured such that the inflow preventing means operates during the operation. A second particulate trap arranged in parallel with the particulate trap, and prevents an exhaust gas from flowing into the entire second particulate trap during operation. And a second inflow prevention means for preventing the particulate matter trapped in the second particulate trap from burning by the exhaust gas flow. The inflow prevention means is operated, and after a predetermined period of time, the operation of the second inflow prevention means is stopped, and the inflow prevention means and Serial wherein the is not activated at the same time as the second inlet preventing means.
【0025】請求項18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17に記載の内燃機関の排気
浄化装置において、前記流入防止手段と前記第2流入防
止手段とは一体であり、前記流入防止手段の作動時には
前記第2流入防止手段の作動は中止され、前記第2流入
防止手段の作動時には前記流入防止手段の作動は中止さ
れることを特徴とする。According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the seventeenth aspect, wherein the inflow prevention means and the second inflow prevention means are integrated. The operation of the second inflow prevention means is stopped when the inflow prevention means is operated, and the operation of the inflow prevention means is stopped when the second inflow prevention means is operated.
【0026】請求項19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15から18のいずれかに記
載の内燃機関の排気浄化装置において、さらに、作動時
の前記流入防止手段と前記パティキュレートトラップと
の間の空間に連通する排出通路と、前記パティキュレー
トトラップに堆積するアッシュ量を把握するためのアッ
シュ量把握手段とを具備し、前記排出通路は、前記パテ
ィキュレートの燃焼を持続させることが不可能な機関運
転状態において前記流入防止手段を作動させてから前記
流入防止手段の作動を中止するまでの間は少くなくとも
閉鎖されており、前記アッシュ量把握手段により把握さ
れたアッシュ量が所定アッシュ量以上である時には、前
記排出通路は少くなくとも開放されていて、前記流入防
止手段を作動させることを特徴とする。According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of the fifteenth to eighteenth aspects, further comprising: An exhaust passage communicating with a space between the particulate trap and an ash amount grasping means for grasping an ash amount accumulated in the particulate trap, wherein the discharge passage continuously burns the particulate. In the engine operating state where it is impossible to perform the operation, the at least the ash amount grasped by the ash amount grasping means is closed between the time when the inflow prevention means is operated and the time when the operation of the inflow prevention means is stopped. When the amount is equal to or more than the predetermined ash amount, the discharge passage is at least open and the inflow prevention means is operated. It is characterized in.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】図1は、本発明による内燃機関の
排気浄化装置の第一実施形態を示す断面図である。同図
において、1は機関排気通路であり、2は機関排気通路
1の拡管部1aに配置されたパティキュレートトラップ
である。パティキュレートトラップ2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。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine exhaust passage, and reference numeral 2 denotes a particulate trap disposed in the expanded portion 1 a of the engine exhaust passage 1. The particulate trap 2 is, for example, a porous material particulate trap made of a porous material such as ceramic. This particulate trap has a plurality of axial spaces subdivided by a plurality of longitudinally extending partitions, and in two adjacent axial spaces, one is an exhaust upstream side and the other is an exhaust downstream side. Is closed by a closing material such as ceramic. Thus, the two adjacent axial spaces serve as a trap passage through which the exhaust gas flowing in from the exhaust upstream side flows out to the exhaust downstream side via the partition wall, and the partition wall made of the porous material serves as a trap wall to allow the exhaust gas to pass therethrough. At the time, it collects particulates.
【0028】また、パティキュレートトラップ2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。The particulate trap 2 may be, for example, a metal fiber particulate trap composed of a heat-resistant metal fiber nonwoven fabric and a heat-resistant metal corrugated sheet. In this particulate trap, two nonwoven fabrics and two corrugated sheets are stacked in a thickness direction differently from each other and spirally wound, and a plurality of axial spaces are formed by the nonwoven fabrics and the corrugated sheets. Things. As the heat-resistant metal fiber forming the nonwoven fabric and the heat-resistant metal forming the corrugated sheet, for example, an Fe-Cr-Al alloy or a Ni-Cr-Al alloy can be used. The two nonwoven fabrics are continuously welded in a spiral shape with one surface in close contact with each other at the exhaust upstream end, and spirally with the other surfaces in close contact with each other at the exhaust downstream end. Welded continuously. In this way, the two axially adjacent spaces in the radial direction serve as a trap passage through which the exhaust gas flowing from the upstream of the exhaust flows to the downstream of the exhaust via any of the nonwoven fabrics. At the time of the collection of particulates.
【0029】機関排気通路1の拡管部1a上流側は、分
割壁1bによって上流側上空間1cと上流側下空間1d
とに二分割され、パティキュレートトラップ2は、分割
壁1bの延長面において、排気ガスの通過を許容しない
遮蔽壁によってトラップ上部分2aとトラップ下部分2
bとに二分割されている。3aは図1(B)に示す作動
時においてトラップ上部分2aの排気上流側端面への排
気ガス流入を防止するための第一弁体であり、3bは図
1(A)に示す作動時においてトラップ下部分2bの排
気上流側端面への排気ガス流入を防止するための第二弁
体である。本実施形態において、第一弁体3aと第二弁
体3bとは、共通の駆動軸3cに接続された一体構造を
有し、第一弁体3aの作動時には第二弁体3bの作動は
中止され、第二弁体3bの作動時には第一弁体3aの作
動は中止されるようになっている。The upstream side of the expanded portion 1a of the engine exhaust passage 1 is divided into an upstream upper space 1c and an upstream lower space 1d by a dividing wall 1b.
The particulate trap 2 has a trap upper portion 2a and a trap lower portion 2 on the extension surface of the partition wall 1b by a shielding wall that does not allow the passage of exhaust gas.
b. Reference numeral 3a denotes a first valve body for preventing exhaust gas from flowing into the exhaust upstream end surface of the trap upper portion 2a during the operation shown in FIG. 1B, and 3b denotes a first valve body during the operation shown in FIG. This is a second valve body for preventing exhaust gas from flowing into the exhaust upstream end surface of the trap lower portion 2b. In the present embodiment, the first valve body 3a and the second valve body 3b have an integral structure connected to a common drive shaft 3c. When the first valve body 3a is operated, the operation of the second valve body 3b is not performed. The operation is stopped, and the operation of the first valve element 3a is stopped when the second valve element 3b operates.
【0030】上流側上空間1cには第一排出通路4aが
接続され、上流側下空間1dには第二排出通路4bが接
続されている。第一排出通路4aと第二排出通路4bと
は合流して排気再循環通路4cに接続され、この合流部
には切換弁5が配置されている。排気再循環通路4cは
機関吸気系に接続されている。こうして、排気ガスの一
部を気筒内へ再循環させることにより、主成分が不活性
ガスである排気ガスが燃焼温度を低下させ、NOx の発
生量が低減される。A first discharge passage 4a is connected to the upstream upper space 1c, and a second discharge passage 4b is connected to the upstream lower space 1d. The first discharge passage 4a and the second discharge passage 4b join together and are connected to an exhaust gas recirculation passage 4c, and a switching valve 5 is disposed at the junction. The exhaust recirculation passage 4c is connected to the engine intake system. Thus, by recirculating a part of exhaust gas into the cylinders, the main component to lower the exhaust gas combustion temperature is an inert gas, the amount of the NO x is reduced.
【0031】通常時において、第一弁体3a及び第二弁
体3bは、図1(A)に示す位置に回動され、すなわ
ち、第一弁体3aの作動は停止され、トラップ上部分2
aの排気上流側端面への排気ガス流入が可能となり、第
二弁体3bは作動され、トラップ下部分2bの排気上流
側端面への排気ガス流入が防止される。切換弁5は、第
一排出通路4a側に切り換えられている。それにより、
この時の排気ガスは、図1(A)に矢印で示すように、
機関排気通路1内を、拡管部1aの上流側上空間1c、
トラップ上部分2a、及び、拡管部1aの下流空間1e
を介して流れる。また、この時の排気ガスの一部は、第
一排出通路4aを介して排気再循環通路4cを通り、機
関排気系に再循環される。In a normal state, the first valve body 3a and the second valve body 3b are rotated to the positions shown in FIG. 1A, that is, the operation of the first valve body 3a is stopped, and
Exhaust gas can flow into the exhaust upstream end face a of FIG. 2A, the second valve element 3b is operated, and exhaust gas can be prevented from flowing into the exhaust upstream end face of the trap lower portion 2b. The switching valve 5 is switched to the first discharge passage 4a side. Thereby,
The exhaust gas at this time is as shown by an arrow in FIG.
In the engine exhaust passage 1, an upper space 1c on the upstream side of the expanded portion 1a,
Upper part 2a of the trap and the downstream space 1e of the expanded part 1a
Flows through. Further, a part of the exhaust gas at this time is recirculated to the engine exhaust system via the first exhaust passage 4a and the exhaust recirculation passage 4c.
【0032】こうして、トラップ上部分2aを排気ガス
が通過すると、排気ガス中のパティキュレートはトラッ
プ上部分2aによって捕集され、トラップ上部分2aの
排気抵抗が徐々に増加する。トラップ上部分2aに捕集
されたパティキュレート量が所定パティキュレート量以
上となると、排気抵抗が大きくなって機関出力を大幅に
低下させることになるために、この時には、パティキュ
レートを燃焼させてトラップ上部分2aを再生すること
が必要である。所定パティキュレート量以上となったか
否かの判断には、トラップ上部分2aの上流側と下流側
との差圧を検出して、この差圧が所定差圧以上となった
ことが利用可能である。また、走行距離が所定距離以上
となったことも利用可能である。When the exhaust gas passes through the upper portion 2a of the trap, the particulates in the exhaust gas are collected by the upper portion 2a, and the exhaust resistance of the upper portion 2a gradually increases. If the amount of particulates trapped in the upper portion 2a of the trap is equal to or more than a predetermined amount, exhaust resistance increases and the engine output is greatly reduced. It is necessary to regenerate the upper part 2a. In order to determine whether or not the amount of particulates is equal to or greater than a predetermined amount, it is possible to detect a differential pressure between the upstream side and the downstream side of the trap upper portion 2a and to use the fact that the differential pressure has become equal to or greater than the predetermined differential pressure. is there. It is also possible to use that the traveling distance is equal to or longer than a predetermined distance.
【0033】図2は、機関回転数と機関負荷とによって
定まる機関運転領域を示している。全機関運転領域は、
排気ガス温度によって三つの領域に分割される。機関高
負荷高速運転領域Aは、多量の燃料が噴射される機関必
要燃料の多量域であり、排気ガス温度が高温となる。機
関必要燃料が、この多量域において暫く持続すれば、高
温度の排気ガス流は、先ず、トラップ上部分2aの上流
側のパティキュレートを燃焼させ、この燃焼熱は、高温
度の排気ガス流によっては僅かしか奪い去られないため
に、燃焼は持続してトラップ上部分2aの下流側へ伝播
し、トラップ上部分2aの再生が実現される。FIG. 2 shows an engine operating range determined by the engine speed and the engine load. All engine operating areas are
It is divided into three regions according to the exhaust gas temperature. The engine high-load high-speed operation region A is a region where a large amount of fuel is injected and a large amount of engine required fuel is injected, and the exhaust gas temperature becomes high. If the engine required fuel lasts for a while in this large area, the high-temperature exhaust gas flow first burns the particulates upstream of the trap upper portion 2a, and the heat of combustion is generated by the high-temperature exhaust gas flow. Since only a small amount is removed, the combustion continues to propagate downstream of the upper trap portion 2a, and regeneration of the upper trap portion 2a is realized.
【0034】機関高負荷中速・中負荷中速・中負荷高速
運転領域Bは、中量の燃料が噴射される機関必要燃料の
中量域であり、排気ガス温度はそれほど高温とはならな
い。この排気ガス温度でも、トラップ上部分2aの上流
側のパティキュレートは僅かに燃焼を開始することがで
きる。しかしながら、この時の排気ガス流は、パティキ
ュレートの燃焼熱を多量に奪い去るために、燃焼を持続
させることはできず、トラップ上部分2aを再生するこ
とはできない。The engine high-load medium-speed / medium-load medium-speed / medium-load high-speed operation region B is a medium amount region of the engine required fuel in which a medium amount of fuel is injected, and the exhaust gas temperature does not become so high. Even at this exhaust gas temperature, the particulates on the upstream side of the trap upper portion 2a can slightly start combustion. However, since the exhaust gas flow at this time removes a large amount of the heat of combustion of the particulates, combustion cannot be sustained, and the trap upper portion 2a cannot be regenerated.
【0035】機関高負荷低速・中負荷低速・低負荷低速
・低負荷中速・低負荷高速運転領域Cは、少量の燃料が
噴射される機関必要燃料の少量域であり、排気ガス温度
は低温である。それにより、トラップ上部分2aの上流
側のパティキュレートは燃焼を開始することすらできな
い。The engine high-load low-speed / medium-load low-speed / low-load low-speed / low-load medium-speed / low-load high-speed operation region C is a small amount of required engine fuel where a small amount of fuel is injected, and the exhaust gas temperature is low. It is. As a result, particulates upstream of the trap upper portion 2a cannot even start combustion.
【0036】このように、機関必要燃料が多量域におい
て暫く持続しない限りは、機関高負荷高速時にからの減
速で機関必要燃料が多量域から中量域へ変化する場合で
も、機関必要燃料が中量域の時の排気ガス流による燃焼
熱の奪い去りによって、パティキュレートの燃焼を持続
させることができず、トラップ上部分2aの再生は不可
能となる。As described above, as long as the engine required fuel does not continue for a while in the large amount region, even if the engine required fuel changes from the large amount region to the medium amount region due to the deceleration from the time of high engine load and high speed, the engine required fuel becomes medium. Due to the removal of the heat of combustion by the exhaust gas flow at the time of the volume range, the burning of the particulates cannot be sustained, and the regeneration of the upper portion 2a of the trap becomes impossible.
【0037】機関必要燃料が多量域の運転はそれぼど頻
繁に行われることがないが、機関必要燃料が中量域の運
転は頻繁に行われ、本実施形態の排気浄化装置は、従来
不可能であったこの時にもパティキュレートトラップの
再生を可能にするものである。このために、本実施形態
の排気浄化装置は、図3に示すフローチャートに従って
制御される。先ず、ステップ101において、前述した
ように、パティキュレートトラップ2のトラップ上部分
2aの上流側と下流側との差圧等に基づいて、トラップ
上部分2aが再生時期であるか否かが判断される。この
判断が否定される時にはそのまま終了するが、再生時期
であると判断される時には、ステップ102に進み、現
在の機関運転状態における機関必要燃料が少量域である
か否かが判断される。この判断が肯定される時には、そ
のまま終了する。The operation in the region where the engine required fuel is large is not so frequently performed, but the operation in the region where the engine required fuel is medium is performed frequently. At this time, it is possible to regenerate the particulate trap. For this purpose, the exhaust emission control device of the present embodiment is controlled according to the flowchart shown in FIG. First, in step 101, as described above, it is determined whether or not the upper portion 2a of the particulate trap 2 is at the regeneration time based on the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the upper portion 2a of the trap. You. If this determination is denied, the process is terminated as it is, but if it is determined that it is the regeneration time, the routine proceeds to step 102, where it is determined whether or not the engine required fuel in the current engine operating state is in the small amount range. If this determination is affirmative, the process ends.
【0038】前述した再生時期は、排気抵抗が大幅に低
下するまでに多少の余裕を持たせてあり、再生時期とな
った時には、可能な限り早期に再生を実施することが好
ましいが、再生時期となった瞬間に再生を実施しなけれ
ばならないと言うことではない。機関必要燃料が中量域
の機関運転は比較的頻繁に行われるために、ステップ1
02における判断は、再生時期となった後に早期に肯定
されてステップ103に進む。The above-mentioned regeneration timing has some allowance before the exhaust resistance is significantly reduced. When the regeneration timing is reached, it is preferable to carry out regeneration as early as possible. It does not mean that the reproduction has to be carried out at the moment when it becomes. Since engine operation in the medium fuel range where engine fuel is required is performed relatively frequently, step 1
The determination in 02 is made affirmatively early after the reproduction time, and proceeds to step 103.
【0039】ステップ103では、図1(B)に示すよ
うに、第一弁体3aが作動されてトラップ上部分2aの
排気上流側端面への排気ガス流入が防止されると共に、
切換弁5は第二排出通路側4bに切り換えられ、第一排
出通路4aは言わば閉鎖される。それにより、この時の
排気ガスは、図1(B)に矢印で示すように、機関排気
通路1内を、拡管部1aの上流側上空間1c、トラップ
下部分2b、及び、拡管部1aの下流空間1eを介して
流れる。また、この時の排気ガスの一部は、第二排出通
路4bを介して排気再循環通路4cを通り、機関排気系
に再循環される。In step 103, as shown in FIG. 1B, the first valve body 3a is actuated to prevent exhaust gas from flowing into the exhaust upstream end face of the trap upper portion 2a.
The switching valve 5 is switched to the second discharge passage side 4b, and the first discharge passage 4a is closed, so to speak. As a result, the exhaust gas at this time flows through the engine exhaust passage 1 in the upper space 1c on the upstream side of the expanded portion 1a, the lower portion 2b of the trap, and the expanded portion 1a, as indicated by arrows in FIG. It flows through the downstream space 1e. Further, a part of the exhaust gas at this time is recirculated to the engine exhaust system through the exhaust recirculation passage 4c via the second exhaust passage 4b.
【0040】次いで、ステップ104において、機関必
要燃料が多量域であるか否かが判断され、この判断が否
定される時には、ステップ105において、第一弁体3
aを作動してから所定期間が経過したか否かが判断され
る。この判断が否定される時にはステップ104に戻る
が、肯定される時にはステップ106に進んで、第一弁
体3aの作動を中止してトラップ上部分2aの排気上流
側端面へ排気ガスを流入させると共に、切換弁5は第一
排出通路側4aに切り換えられる。また、所定期間経過
する以前であっても機関必要燃料が多量域となれば、ス
テップ106に進んで前述の処理が実施される。Next, at step 104, it is determined whether or not the fuel required for the engine is in the large amount range. If this determination is denied, at step 105, the first valve element 3
It is determined whether or not a predetermined period has elapsed since the operation of a. When this determination is denied, the process returns to step 104, but when affirmed, the process proceeds to step 106, in which the operation of the first valve body 3a is stopped to cause the exhaust gas to flow into the exhaust upstream end face of the trap upper portion 2a, and The switching valve 5 is switched to the first discharge passage side 4a. In addition, even before the predetermined period elapses, if the engine required fuel is in the large amount region, the routine proceeds to step 106, where the above-described processing is performed.
【0041】図4は、機関必要燃料が変化した場合の第
一弁体3aの作動及び作動中止を示すタイムチャートで
ある。Laは機関必要燃料が中量域で持続する場合、L
bは機関必要燃料が多量域から中量域へ減少傾向である
場合、Lcは機関必要燃料が中量域から少量域へ減少傾
向である場合、Ldは機関必要燃料が中量域から多量域
へ増加傾向である場合をそれぞれ示している。前述のフ
ローチャートによれば、再生時期となった時に、いずれ
の場合においても機関必要燃料が中量域以上であるため
に、時期Dにおいて第一弁体3aは作動される。その
後、La、Lb、及び、Lcの場合には、所定期間Te
経過後の時期Sにおいて第一弁体3aの作動が中止され
る。FIG. 4 is a time chart showing the operation and stoppage of the operation of the first valve element 3a when the engine required fuel changes. La is equal to L when the engine required fuel is maintained in the middle range.
b indicates that the engine required fuel is decreasing from a large amount to a medium amount region, Lc indicates that the engine required fuel is decreasing from a medium amount region to a small amount region, and Ld indicates that the engine necessary fuel is increasing from a medium amount region to a large amount region. , Respectively. According to the above-described flowchart, at the time of the regeneration, the first valve body 3a is operated at the time D because the required engine fuel is in the medium amount range or more in any case. Thereafter, in the case of La, Lb, and Lc, a predetermined period Te
At time S after the lapse, the operation of the first valve body 3a is stopped.
【0042】こうして、機関必要燃料が少なくとも中量
域であれば、この時の排気ガス温度によって、トラップ
上部分2aにおける上流側のパティキュレートの燃焼を
僅かに開始させることができる。本実施形態では、時期
Dにおいて第一弁体3aが作動され、トラップ上部分2
aへの排気ガス流入が防止されるために、図5に示すよ
うに、この燃焼熱は、この時におけるそれほど高温でな
い排気ガス流によって奪われることがなくなり、燃焼が
持続してトラップ上部分2aの温度が上昇する。しかし
ながら、このままでは、酸素不足によってパティキュレ
ート全部を燃焼させる前に燃料が終了してしまう。In this way, when the engine required fuel is at least in the middle amount range, the combustion of particulates on the upstream side in the trap upper portion 2a can be slightly started by the exhaust gas temperature at this time. In the present embodiment, the first valve body 3a is operated at the time D, and the trap upper portion 2
As shown in FIG. 5, this heat of combustion is not taken away by the not so high-temperature exhaust gas flow at this time, and the combustion continues, and the combustion continues, as shown in FIG. 5. Temperature rises. However, in this state, the fuel is terminated before burning all the particulates due to lack of oxygen.
【0043】これを防止するために、所定期間Te経過
後の時期Sには、第一弁体3aの作動は中止され、排気
ガスをトラップ上部分2aへ流入させるようになってい
る。この時、所定期間の燃焼の持続によってトラップ上
部分2a全体は高温となっており、高温でない排気ガス
が流入されて燃焼熱が奪われても、燃焼が強制終了され
ることはなく、逆に、排気ガス中の酸素が提供されるた
めに、パティキュレートの燃焼が促進され、図5に示す
ように、トラップ上部分2aの温度は急激に上昇し、ト
ラップ上部分2aのパティキュレートを全て燃焼させる
ことができる。こうして、機関必要燃料が多量域で暫く
持続しなくてもトラップ上部分2aの再生が可能とな
る。In order to prevent this, at the time S after the elapse of the predetermined period Te, the operation of the first valve body 3a is stopped, and the exhaust gas is caused to flow into the upper portion 2a of the trap. At this time, the entire upper portion 2a of the trap is at a high temperature due to the continuation of the combustion for a predetermined period, and even if non-high-temperature exhaust gas is introduced and combustion heat is taken away, the combustion is not forcibly terminated. Since the oxygen in the exhaust gas is provided, the combustion of the particulates is promoted, and as shown in FIG. 5, the temperature of the upper portion 2a of the trap rises rapidly, and all the particulates in the upper portion 2a of the trap are burned. Can be done. Thus, it is possible to regenerate the upper portion 2a of the trap even if the engine required fuel does not continue for a while in a large amount region.
【0044】ステップ104における判断が肯定される
場合には、再生時期において、機関必要燃料が多量域で
持続するか、又は、機関加速状態等で機関必要燃料が中
量域から多量域へ増加傾向の場合(Ld)であり、機関
必要燃料が多量域である高温の排気ガス流は、燃焼熱を
多量に奪うことなくパティキュレート燃焼に寄与するた
めに、所定期間経過以前であっても、図4に示す時期S
dにおいて、トラップ上部分2aへは排気ガスが流入さ
れ、トラップ上部分2aの再生が行われる。If the determination in step 104 is affirmative, the required fuel for the engine continues in a large amount range during the regeneration period, or the required fuel for the engine tends to increase from a medium amount region to a large amount region due to engine acceleration or the like. (Ld), and the high-temperature exhaust gas flow in which the engine required fuel is in a large area contributes to the particulate combustion without depriving a large amount of combustion heat. Time S shown in 4
At d, the exhaust gas flows into the upper portion 2a of the trap, and regeneration of the upper portion 2a of the trap is performed.
【0045】排気ガス温度は、前述したように燃料噴射
量に比例し、一方、排気ガス中の酸素濃度は、燃料噴射
量に反比例する。すなわち、排気ガス温度が低いほど排
気ガス中の酸素濃度は高いことになる。前述のフローチ
ャートによれば、第一弁体3aの作動は、機関必要燃料
が減少傾向にある場合において、所定期間経過時に中止
される。この場合にトラップ上部分2aへ流入させる排
気ガス温度は、機関必要燃料が減少するために低くな
る。As described above, the exhaust gas temperature is proportional to the fuel injection amount, while the oxygen concentration in the exhaust gas is inversely proportional to the fuel injection amount. That is, the lower the exhaust gas temperature, the higher the oxygen concentration in the exhaust gas. According to the above-described flowchart, the operation of the first valve body 3a is stopped after a predetermined period elapses when the engine required fuel is decreasing. In this case, the temperature of the exhaust gas flowing into the upper portion 2a of the trap becomes low because the required fuel of the engine decreases.
【0046】もちろん、トラップ上部分2aへ流入させ
る排気ガス温度は高い方が好ましいが、第一弁体3aの
作動時におけるパティキュレートの燃焼によってトラッ
プ上部分2aは高温となっているために、排気ガス温度
がかなり低くても燃焼は強制終了させられることはな
い。逆に、この時の排気ガス流は、燃料噴射量が減少し
ているために酸素濃度が高く、このような高い酸素濃度
の排気ガスがトラップ上部分2aへ供給されるために、
トラップ上部分2aのパティキュレートの燃焼は急激に
促進される。こうして、特に、機関減速時等のように機
関必要燃料が減少傾向にある時に、第一弁体3aを作動
を中止することにより、トラップ上部分2aの再生を確
実なものとすることができる。Of course, it is preferable that the temperature of the exhaust gas flowing into the upper portion 2a of the trap is higher. However, since the upper portion 2a of the trap has a high temperature due to the burning of the particulates during the operation of the first valve body 3a, the exhaust gas is exhausted. Even at very low gas temperatures, combustion is not forced to end. Conversely, the exhaust gas flow at this time has a high oxygen concentration due to the reduced fuel injection amount, and the exhaust gas having such a high oxygen concentration is supplied to the trap upper portion 2a.
The burning of the particulates in the upper portion 2a of the trap is rapidly promoted. In this way, the operation of the first valve body 3a is stopped particularly when the engine required fuel is decreasing, such as when the engine is decelerated, so that the trap upper portion 2a can be surely regenerated.
【0047】また、機関必要燃料が中量域でも少量域側
である場合には、パティキュレートの燃焼はさらに僅か
なものとなり、第一弁体3aを作動させて排気ガスの流
入を防止すれば、燃焼を持続させることはできるが、所
定期間の燃焼では、トラップ上部分2aの温度をあまり
上昇させることはできない。この場合に、第一弁体3a
の作動を中止し続けると、酸素不足は解消されるが、排
気ガス流による熱の奪い去りによって、燃焼が強制終了
されられる可能性がある。Further, when the fuel required for the engine is in the small amount region even in the medium amount region, the combustion of the particulates is further reduced, and if the first valve body 3a is operated to prevent the inflow of the exhaust gas, Although the combustion can be continued, the temperature of the upper portion 2a of the trap cannot be increased significantly during the combustion for a predetermined period. In this case, the first valve body 3a
If the operation of is continuously stopped, the oxygen deficiency is eliminated, but the combustion may be forcibly terminated by removing heat by the exhaust gas flow.
【0048】これを防止するためには、図6のタイムチ
ャートに示すように、再生時期となって機関必要燃料が
中量域における少量域側であれば、前述同様、時期D1
において第一弁体3aを作動させ、所定期間経過した時
期S1において第一弁体3aの作動を中止することに加
えて、短期間経過して酸素不足がある程度解消された時
期D2において再び第一弁体3aを作動し、以下同様
に、時期S2において第一弁体3aの作動を中止し、時
期D3において第一弁体3aを作動し、時期S3におい
て第一弁体3aの作動を中止するように、第一弁体3a
の作動及び作動中止を繰り返すようにすれば良い。In order to prevent this, as shown in the time chart of FIG. 6, if the engine required fuel is in the small amount region in the medium amount region when the regeneration time is reached, the timing D1 is increased in the same manner as described above.
In addition to activating the first valve element 3a and stopping the operation of the first valve element 3a at a time S1 after a predetermined period, the first valve element 3a is again activated at a time D2 when a short period has elapsed and oxygen deficiency has been reduced to some extent. The valve element 3a is operated, and thereafter, similarly, the operation of the first valve element 3a is stopped at time S2, the first valve element 3a is operated at time D3, and the operation of the first valve element 3a is stopped at time S3. Thus, the first valve body 3a
The operation and the stop of the operation may be repeated.
【0049】それにより、一回の第一弁体3aの作動及
び作動中止では、トラップ上部分2aの高温をあまり上
昇させることができなくても、この作動及び作動中止を
所定回数繰り返すことで、トラップ上部分2aを高温に
することができ、この時には、第一弁体3aの作動を比
較的長く中止しても燃焼が強制終了させられることはな
く、酸素が十分に供給されるために燃焼が急激に促進さ
れ、トラップ上部分2aに捕集されたパティキュレート
全てが焼失し、トラップ上部分2aの確実な再生を実現
することができる。Thus, in one operation and suspension of the first valve body 3a, even if the high temperature of the trap upper portion 2a cannot be increased so much, the operation and suspension of the operation are repeated a predetermined number of times. The upper portion 2a of the trap can be heated to a high temperature. At this time, even if the operation of the first valve body 3a is stopped for a relatively long time, the combustion is not forcibly terminated, and the combustion is performed because oxygen is sufficiently supplied. Is rapidly promoted, and all the particulates collected in the upper portion 2a of the trap are burned off, so that reliable regeneration of the upper portion 2a of the trap can be realized.
【0050】前述したように、機関必要燃料が多いほ
ど、排気ガス温度は高くなると共に排気ガス中の酸素濃
度は低くなるために、パティキュレートトラップを再生
する際には、機関必要燃料が中量域以上である場合にお
いて、第一弁体3aを作動させる所定期間は、機関必要
燃料が少ないほど長くすることが好ましい。さらに、機
関必要燃料が、中量域における少量域側となる時には、
前述したように、第一弁体3aの作動及び作動中止を繰
り返すようにし、この繰り返し回数は機関必要燃料が少
ないほど多くされることが好ましい。第一弁体3aの作
動及び作動中止を繰り返す際にも、機関必要燃料が少な
いほど、第一弁体3aを作動させる所定期間は長くする
ことが好ましい。図7は、このような制御を表にまとめ
たものである。この表において、機関必要燃料は、第一
弁体3aの作動時点におけるものであり、Te’は、規
準所定期間である。As described above, the more fuel required for the engine, the higher the temperature of the exhaust gas and the lower the oxygen concentration in the exhaust gas. In the case where it is equal to or higher than the range, it is preferable that the predetermined period during which the first valve body 3a is operated is set longer as the engine required fuel is smaller. Furthermore, when the engine required fuel is on the small fuel range side in the medium fuel range,
As described above, it is preferable that the operation and the stop of the operation of the first valve element 3a are repeated, and the number of repetitions is increased as the engine required fuel decreases. Even when the operation and the stop of the operation of the first valve body 3a are repeated, it is preferable that the predetermined period during which the first valve body 3a is operated becomes longer as the engine required fuel is smaller. FIG. 7 is a table summarizing such controls. In this table, the engine required fuel is at the time of operation of the first valve body 3a, and Te ′ is a reference predetermined period.
【0051】こうすることで、第一弁体3aの作動中に
おけるパティキュレート燃焼を、酸素不足が発生するこ
となく確実に持続させることができると共に、最終的に
は、トラップ上部分2aの温度を、比較的低温度の排気
ガス流によっても燃焼が強制終了されないほど確実に高
温とすることができる。もちろん、このような所定期間
及び繰り返し回数の制御には、トラップ上部分2a温
度、例えば、トラップ上部分2aの排気上流部の温度を
温度センサ等によって直接的に検出することにより、こ
の温度を機関必要燃料量に代えて使用するようにしても
良い。また、排気ガス温度、例えば、トラップ上部分2
aへ流入する排気ガス温度を直接的に検出し、この温度
を機関必要燃料量に代えて使用するようにすることも可
能である。By doing so, the particulate combustion during the operation of the first valve element 3a can be reliably maintained without oxygen shortage, and finally, the temperature of the trap upper portion 2a can be reduced. In addition, the temperature can be assuredly raised so that combustion is not forcibly terminated even by a relatively low temperature exhaust gas flow. Of course, such control of the predetermined period and the number of repetitions is performed by directly detecting the temperature of the upper portion 2a of the trap, for example, the temperature of the exhaust upstream portion of the upper portion 2a of the trap by a temperature sensor or the like, so that the engine It may be used in place of the required fuel amount. Also, the exhaust gas temperature, for example, the upper part 2 of the trap
It is also possible to directly detect the temperature of the exhaust gas flowing into a, and to use this temperature in place of the required engine fuel amount.
【0052】ところで、内燃機関の燃焼において、燃料
だけでなく気筒内へ侵入したエンジンオイルも燃焼する
ために、その成分であるカルシウム及びリン等の酸化物
及び硫化物等が生成される。通常、パティキュレートは
これらを成分として有している。カルシウム又はリンの
酸化物又は硫化物は非常に燃焼し難く、前述のトラップ
上部分2aの再生時には、アッシュとしてトラップ上部
分2a内に残留して堆積し、排気抵抗を増加させる。従
って、このようなアッシュをトラップ上部分2aから排
出する必要がある。In the combustion of the internal combustion engine, not only fuel but also engine oil that has entered the cylinder is burned, so that oxides and sulfides such as calcium and phosphorus, which are components thereof, are generated. Usually, particulates have these as components. Oxides or sulfides of calcium or phosphorus are very difficult to burn, and during the regeneration of the trap upper portion 2a, they remain as ash in the trap upper portion 2a and accumulate to increase exhaust resistance. Therefore, it is necessary to discharge such ash from the upper portion 2a of the trap.
【0053】本実施形態においては、例えば、トラップ
上部分2aの再生完了時においてトラップ上部分2aの
上流側と下流側との差圧を検出し、この差圧が所定差圧
以上となっていること、又は、走行距離が所定距離以上
となったこと等からアッシュの堆積を把握し、この時に
は、機関運転状態に係わらず、第一弁体3aは作動さ
れ、切換弁5は第一排出通路4a側のままとされる。そ
れにより、排気ガスは、図8(B)に示すように、機関
排気通路1内を、拡管部1aの上流側下空間1d、トラ
ップ下部分2b、及び、拡管部1aの下流空間1eを介
して流れると共に、排気ガスの一部は、下流側空間1e
からトラップ上部分2aを逆流し、上流側空間1cを介
して第一排出通路4aから排出される。In this embodiment, for example, when the regeneration of the upper trap portion 2a is completed, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the upper trap portion 2a is detected, and this differential pressure is equal to or higher than a predetermined differential pressure. That is, the ash accumulation is grasped from the fact that the traveling distance has become equal to or more than the predetermined distance, and at this time, the first valve body 3a is operated and the switching valve 5 is connected to the first discharge passage regardless of the engine operating state. 4a side is left. As a result, the exhaust gas flows through the engine exhaust passage 1 through the lower space 1d on the upstream side of the expanded portion 1a, the lower portion 2b of the trap, and the space 1e downstream of the expanded portion 1a, as shown in FIG. And a part of the exhaust gas flows into the downstream space 1e.
From the trap upper portion 2a, and is discharged from the first discharge passage 4a via the upstream space 1c.
【0054】トラップ上部分2a内に堆積するアッシュ
は、その大きさ故にトラップ上部分2aの目を通過する
ことはできないが、こうしてトラップ上部分2a内にお
いて排気ガスを逆流させることにより、トラップ上部分
2aにおけるトラップ通路上流側の比較的大きな開口を
介して上流側空間1cへ容易に排出される。その後、第
一排出通路4aを使用して排気ガス流と共に拡管部1a
外へ排出される。この排気ガスは、再循環排気ガスとし
て使用されるものであるために、少なくとも気筒内へ供
給される以前にアッシュを除去することが好ましい。Although the ash deposited in the upper portion 2a of the trap cannot pass through the eyes of the upper portion 2a due to its size, the exhaust gas is caused to flow backward in the upper portion 2a of the trap. It is easily discharged to the upstream space 1c through a relatively large opening on the upstream side of the trap passage in 2a. Thereafter, the expanded portion 1a is used together with the exhaust gas flow using the first exhaust passage 4a.
It is discharged outside. Since this exhaust gas is used as recirculated exhaust gas, it is preferable to remove ash at least before being supplied into the cylinder.
【0055】これまで、パティキュレートトラップ2の
トラップ上部分2aにおける再生及びアッシュ除去を説
明したが、トラップ下部分2bについても第二弁体3b
を全く同様に制御することにより同様な再生が可能であ
り、図8(A)に示すように、排気ガスを逆流させるこ
とでアッシュの除去も可能である。第一排出通路4a及
び第二排出通路4bは、アッシュを排出するためのもの
とすれば、特に排気再循環通路4cに接続される必要は
ない。この場合には、第一排出通路4aは、少なくと
も、第一弁体3aの作動中には閉鎖され、トラップ上部
分2aからのアッシュ除去中には開放されれば良い。同
様に、第二排出通路4bは、少なくとも、第二弁体3b
の作動中には閉鎖され、トラップ下部分2bからのアッ
シュ除去中には開放されれば良い。The regeneration and ash removal in the trap upper portion 2a of the particulate trap 2 have been described above, but the trap lower portion 2b is also used in the second valve body 3b.
The same regeneration is possible by controlling the exhaust gas in exactly the same way, and as shown in FIG. 8A, the ash can be removed by causing the exhaust gas to flow backward. The first discharge passage 4a and the second discharge passage 4b do not need to be particularly connected to the exhaust gas recirculation passage 4c as long as they are for discharging ash. In this case, the first discharge passage 4a may be closed at least during operation of the first valve body 3a and opened during removal of ash from the trap upper portion 2a. Similarly, the second discharge passage 4b is provided at least with the second valve body 3b
Is closed during the operation of, and opened during removal of the ash from the trap lower portion 2b.
【0056】本実施形態において、パティキュレートト
ラップ2は、遮蔽壁によってトラップ上部分2aとトラ
ップ下部分2bとに分割されているが、パティキュレー
トトラップ2は、前述したように、半径方向に隣接する
二つの軸線方向空間から成るトラップ通路を使用して、
排気ガスを主に軸線方向へ通過させるものであるため
に、パティキュレートトラップの再生だけを意図すれ
ば、特に遮蔽壁によって分割されている必要はない。In this embodiment, the particulate trap 2 is divided into a trap upper portion 2a and a trap lower portion 2b by a shielding wall. As described above, the particulate trap 2 is adjacent in the radial direction. Using a trap passage consisting of two axial spaces,
Since the exhaust gas is mainly passed in the axial direction, it is not necessary that the exhaust gas is divided by a shielding wall if only the regeneration of the particulate trap is intended.
【0057】図9は、本発明による排気浄化装置の第二
実施形態を示している。本実施形態では、単一の弁体3
によって、パティキュレートトラップ2の上側部分への
排気ガス流入が防止可能となっている。パティキュレー
ト2は、遮蔽壁によって特に分割されてはいない。この
ような構成において、前述同様な方法によって、パティ
キュレートトラップの上側部分の再生が可能となる。こ
の再生が比較的頻繁に実施されれば、排気ガスは、主
に、排気抵抗が低いパティキュレートトラップの上側部
分を通過する。それにより、パティキュレートトラップ
の下側部分には、上側部分の再生が実施されている間だ
けしか排気ガスが通過せず、長期間再生が不要となるた
めに、偶に機関高負荷高速運転が行われてパティキュレ
ートトラップ全体が自然に再生されれば、パティキュレ
ートトラップ2には排気抵抗増加等の問題が発生するこ
とはない。本実施形態において、パティキュレートトラ
ップ2を遮蔽壁を使用して上側部分及び下側部分に分割
し、パティキュレート2の上側部分の上流側に排出通路
を接続すれば、前述同様、パティキュレートトラップ2
の上側部分におけるアッシュ除去が可能となる。FIG. 9 shows a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. In this embodiment, the single valve element 3
This makes it possible to prevent the exhaust gas from flowing into the upper part of the particulate trap 2. The particulate 2 is not particularly divided by the shielding wall. In such a configuration, the upper part of the particulate trap can be regenerated by the same method as described above. If this regeneration is carried out relatively frequently, the exhaust gas mainly passes through the upper part of the particulate trap, which has a low exhaust resistance. As a result, the exhaust gas passes through the lower part of the particulate trap only during the regeneration of the upper part, and the regeneration is not required for a long period of time. If the entire particulate trap is naturally regenerated, the particulate trap 2 will not have a problem such as an increase in exhaust resistance. In the present embodiment, if the particulate trap 2 is divided into an upper portion and a lower portion using a shielding wall, and a discharge passage is connected upstream of the upper portion of the particulate trap 2, the
The ash can be removed in the upper part of the.
【0058】図10は、本発明による排気浄化装置の第
三実施形態を示している。本実施形態は、第一実施形態
とは異なり、第一弁体3a’及び第二弁体3b’が別々
に作動可能となっている。それにより、通常時は、第一
弁体3a’及び第二弁体3b’の作動を中止することに
より、排気ガスは、トラップ上部分2a及びトラップ下
部分2bの両方を通過し、それぞれにパティキュレート
の捕集が実施される。パティキュレートトラップの再生
時期となれば、第一弁体3a’及び第二弁体3b’を同
時に作動させるのではなく、先ず、トラップ上部分2a
及びトラップ下部分2bの一方を再生し、次に、他方を
再生するようになっている。本実施形態は、前述同様な
第一排出通路4a及び第二排出通路4bを有しており、
前述同様な考え方に基づきトラップ上部分2a及びトラ
ップ下部分2bにおけるアッシュ除去も可能である。本
実施形態は、一つのパティキュレートトラップを二分割
しているが、機関排気系に少なくとも二つのパティキュ
レートトラップを並列配置し、各パティキュレートトラ
ップ毎に、排気上流側端面全部への排気ガスの流入を防
止する流入防止手段が配置されているものと同等であ
る。FIG. 10 shows a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in that the first valve body 3a 'and the second valve body 3b' can be operated separately. Accordingly, in normal times, the operation of the first valve body 3a 'and the second valve body 3b' is stopped, so that the exhaust gas passes through both the upper portion 2a and the lower portion 2b of the trap, and the exhaust gas passes through the respective portions. Curate collection is performed. When it is time to regenerate the particulate trap, the first valve body 3a 'and the second valve body 3b' are not operated at the same time.
And one of the trap lower part 2b is regenerated, and then the other is regenerated. This embodiment has the same first discharge passage 4a and second discharge passage 4b as described above,
Ash removal in the upper portion 2a and the lower portion 2b of the trap is also possible based on the same concept as described above. In the present embodiment, one particulate trap is divided into two, but at least two particulate traps are arranged in parallel in the engine exhaust system, and for each particulate trap, the exhaust gas is exhausted to the entire exhaust upstream end face. This is equivalent to an arrangement in which inflow prevention means for preventing inflow is provided.
【0059】図11は、本発明による排気浄化装置の第
四実施形態を示している。本実施形態は、機関排気通路
1にパティキュレートトラップ2が配置され、このパテ
ィキュレートトラップ2をバイパスするバイパス通路6
が設けられている。弁体3’は、作動時において、パテ
ィキュレートトラップ2全体への排気ガスの流入を防止
するものである、弁体3’は、作動中止時においてバイ
パス通路6を閉鎖し、作動時にバイパス通路6を開放す
るようになっている。このような構成でも、パティキュ
レートトラップ2の前述の再生が可能である。この再生
時においては、排気ガスはバイパス通路を通過してパテ
ィキュレートの捕集が行われないが、再生は短時間であ
るために大きな問題とはならない。本実施形態は、パテ
ィキュレートトラップ2と弁体3’との間に排出通路4
が接続されており、前述同様な考え方に基づきパティキ
ュレートトラップ2におけるアッシュ除去も可能であ
る。FIG. 11 shows a fourth embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. In this embodiment, a particulate trap 2 is disposed in an engine exhaust passage 1, and a bypass passage 6 that bypasses the particulate trap 2 is provided.
Is provided. The valve element 3 'prevents the exhaust gas from flowing into the entire particulate trap 2 during operation. The valve element 3' closes the bypass passage 6 when the operation is stopped, and the bypass passage 6 during the operation. Is to be released. Even with such a configuration, the above-mentioned regeneration of the particulate trap 2 is possible. At the time of the regeneration, the exhaust gas passes through the bypass passage and the particulates are not collected. However, since the regeneration is performed in a short time, it does not cause a serious problem. In this embodiment, the discharge passage 4 is provided between the particulate trap 2 and the valve body 3 ′.
Is connected, and ash can be removed from the particulate trap 2 based on the same concept as described above.
【0060】また、本実施形態は、弁体3’の下流側に
おいてパティキュレートトラップ2へ燃料を供給する燃
料供給装置7を備えており、パティキュレートトラップ
2には酸化触媒が担持されている。それにより、弁体
3’を作動させる直前にパティキュレートトラップ2へ
燃料を供給し、この燃料を酸化触媒によって燃焼させる
ことにより、パティキュレートトラップ2の温度を高め
ることができる。こうして、機関必要燃料が少量域であ
って排気ガス温度が低い時にも、パティキュレートの僅
かな燃焼を開始させることができ、弁体3’の前述同様
な制御により、この時にもパティキュレートトラップ2
の再生が可能となる。In this embodiment, a fuel supply device 7 for supplying fuel to the particulate trap 2 is provided on the downstream side of the valve element 3 ', and the particulate trap 2 carries an oxidation catalyst. Thus, fuel is supplied to the particulate trap 2 immediately before the valve body 3 'is operated, and the fuel is burned by the oxidation catalyst, whereby the temperature of the particulate trap 2 can be increased. In this way, even when the fuel required for the engine is in a small amount range and the exhaust gas temperature is low, it is possible to start the slight combustion of the particulates.
Can be reproduced.
【0061】機関必要燃料が少ないほど、排気ガス温度
が低く、それによりパティキュレートトラップ2の温度
も低くなる。従って、弁体3’の作動直前にパティキュ
レートの燃焼を確実に開始させるためには、機関必要燃
料が少ないほどパティキュレートトラップ2へ供給され
る燃料量を多くすることが好ましい。もちろん、パティ
キュレートトラップへ供給される燃料量は、パティキュ
レートトラップ2の温度又は排気ガスの温度を直接的に
検出し、検出された温度に基づき制御するようにしても
良い。The lower the required engine fuel, the lower the exhaust gas temperature, and accordingly the lower the temperature of the particulate trap 2. Therefore, in order to reliably start particulate combustion immediately before the operation of the valve element 3 ', it is preferable to increase the amount of fuel supplied to the particulate trap 2 as the engine required fuel decreases. Of course, the amount of fuel supplied to the particulate trap may be controlled by directly detecting the temperature of the particulate trap 2 or the temperature of the exhaust gas and based on the detected temperature.
【0062】燃料供給装置7は、弁体3’の下流側に限
定されず、パティキュレートトラップ2の上流側であれ
ば、排気ガスを利用して燃料をパティキュレートトラッ
プ2へ供給可能であるために、いずれの位置にも配置可
能である。また、内燃機関の燃料噴射弁が気筒内へ直接
的に燃料を噴射するものであれば、燃料供給装置7を機
関排気通路に設けなくても、例えば、この燃料噴射弁が
排気行程でも燃料を噴射するようにして、この未燃燃料
をパティキュレートトラップ2へ供給すれば良い。この
ようにパティキュレートトラップへ燃料を供給する考え
方は、前述した全ての実施形態に適用可能である。The fuel supply device 7 is not limited to the downstream side of the valve body 3 ′, and can supply fuel to the particulate trap 2 using exhaust gas if it is on the upstream side of the particulate trap 2. Alternatively, it can be placed at any position. Further, if the fuel injection valve of the internal combustion engine injects fuel directly into the cylinder, the fuel supply device 7 may be provided with the fuel even in the exhaust stroke, for example, without providing the fuel supply device 7 in the engine exhaust passage. The unburned fuel may be supplied to the particulate trap 2 by injecting. The concept of supplying fuel to the particulate trap as described above is applicable to all the above-described embodiments.
【0063】[0063]
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の排
気浄化装置によれば、機関必要燃料が多量域で持続せず
に、排気ガス流によってパティキュレートトラップに捕
集されたパティキュレートの燃焼を持続させることが不
可能な機関運転状態の場合には、流入防止手段を作動さ
せることにより、パティキュレートトラップの少なくと
も一部への排気ガス流入が防止され、排気ガス流によっ
て燃焼熱が奪い去られることがなくなるために、パティ
キュレートトラップのこの部分におけるパティキュレー
トの燃焼が持続して、少くなくともこの部分を高温とす
ることができる。次いで、所定期間経過後に流入防止手
段の作動が中止され、パティキュレートトラップの少な
くとも一部に排気ガスを流入させる。この時に排気ガス
温度が低くてもパティキュレートトラップのこの部分は
高温となっているためにパティキュレートの燃焼を強制
終了させることはなく、逆に排気ガス中の酸素が供給さ
れるためにパティキュレートの燃焼は主に排気下流側へ
急激に促進され、パティキュレートトラップの少なくと
も一部におけるパティキュレートを確実に焼失させるこ
とができ、こうして、機関必要燃料が多量域で持続しな
い場合にもパティキュレートトラップの再生が可能とな
る。As described above, according to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the combustion of the particulates trapped in the particulate trap by the exhaust gas flow is performed without maintaining the required engine fuel in a large amount range. In the case of an engine operating state where it is impossible to maintain the state, it is possible to prevent the inflow of exhaust gas into at least a part of the particulate trap by operating the inflow prevention means, and to remove combustion heat by the exhaust gas flow. Since the burning of the particulates in this portion of the particulate trap is continued, the temperature of at least this portion can be increased. Next, after the elapse of a predetermined period, the operation of the inflow prevention means is stopped, and the exhaust gas flows into at least a part of the particulate trap. At this time, even if the temperature of the exhaust gas is low, this part of the particulate trap is at a high temperature, so that the combustion of the particulate is not forcibly terminated. Conversely, since the oxygen in the exhaust gas is supplied, the particulate trap is not performed. Combustion is rapidly promoted mainly to the downstream side of the exhaust gas, and the particulates in at least a part of the particulate traps can be surely burned off. Can be reproduced.
【図1】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第一実
施形態を示す断面図であり、(A)は第一弁体の作動中
止時、(B)は第一弁体の作動時を示している。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in which (A) shows when the operation of a first valve body is stopped, and (B) shows when the first valve body is working. Is shown.
【図2】パティキュレートの燃焼状態の違いによって分
割された機関運転領域を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an engine operation region divided by a difference in a combustion state of particulates.
【図3】パティキュレートトラップ再生のためのフロー
チャートである。FIG. 3 is a flowchart for reproducing a particulate trap.
【図4】機関必要燃料が変化した場合における図3のフ
ローチャートを説明するためのタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart for explaining the flowchart of FIG. 3 when the engine required fuel changes.
【図5】図3のフローチャートを実施した場合のパティ
キュレートトラップの温度変化を示すタイムチャートで
ある。FIG. 5 is a time chart showing a temperature change of the particulate trap when the flowchart of FIG. 3 is implemented.
【図6】図3のフローチャートにおいて、第一弁体の作
動及び作動中止が繰り返された場合のパティキュレート
トラップの温度変化を示すタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart showing a temperature change of the particulate trap when the operation and stop of the first valve body are repeated in the flowchart of FIG. 3;
【図7】図3のフローチャートにおいて、第一弁体の作
動中の所定期間を変化させる場合と、第一弁体の作動及
び作動中止の繰り返し回数を変化させる場合とを示す表
である。FIG. 7 is a table showing a case where the predetermined period during the operation of the first valve body is changed and a case where the number of repetitions of the operation and the stop of the operation of the first valve body is changed in the flowchart of FIG.
【図8】図1の第一実施形態においてアッシュ除去を説
明する図であり、(A)はトラップ下部分からのアッシ
ュ除去、(B)はトラップ上部分からのアッシュ除去を
示している。8A and 8B are diagrams for explaining ash removal in the first embodiment of FIG. 1, wherein FIG. 8A shows ash removal from a lower portion of a trap and FIG. 8B shows ash removal from an upper portion of the trap.
【図9】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第二実
施形態を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
【図10】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第三
実施形態を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
【図11】本発明による内燃機関の排気浄化装置の第四
実施形態を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a fourth embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
1…機関排気通路 2…パティキュレートトラップ 2a…トラップ上部分 2b…トラップ下部分 3,3’…弁体 3a,3a’…第一弁体 3b,3b’…第二弁体 4…排出通路 4a…第一排出通路 4b…第二排出通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine exhaust passage 2 ... Particulate trap 2a ... Trap upper part 2b ... Trap lower part 3, 3 '... Valve element 3a, 3a' ... First valve element 3b, 3b '... Second valve element 4 ... Discharge path 4a ... First discharge passage 4b ... Second discharge passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01N 3/02 301 F01N 3/02 301B ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F01N 3/02 301 F01N 3/02 301B
Claims (19)
トトラップと、作動時において前記パティキュレートト
ラップの少なくとも一部への排気ガス流入を防止する流
入防止手段とを具備し、機関必要燃料の領域を少なくと
も多量域、中量域、及び少量域に分割した場合におい
て、前記機関必要燃料が前記多量域で持続せずに、排気
ガス流によって前記パティキュレートトラップに捕集さ
れたパティキュレートの燃焼を持続させることが不可能
な機関運転状態の場合には、前記流入防止手段を作動さ
せ、所定期間経過後に前記流入防止手段の作動を中止す
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。1. An engine exhaust system comprising: a particulate trap disposed in an engine exhaust system; and an inflow prevention means for preventing an exhaust gas from flowing into at least a part of the particulate trap during operation. At least when divided into a large area, a medium amount area, and a small area, the engine required fuel does not continue in the large area, and the combustion of the particulates trapped in the particulate trap by the exhaust gas flow is continued. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein, when the engine is in an operating state in which it is impossible to perform the operation, the inflow prevention means is operated, and the operation of the inflow prevention means is stopped after a predetermined period has elapsed.
ることが不可能な機関運転状態とは、前記機関必要燃料
が前記中量域で持続する機関運転状態であることを特徴
とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。2. The engine operating state in which the particulate combustion cannot be sustained is an engine operating state in which the engine required fuel is maintained in the medium amount range. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
ることが不可能な機関運転状態とは、前記機関必要燃料
が前記多量域から中量域へ又は中量域から少量域へ減少
傾向にある機関運転状態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 engine operating state in which the particulate combustion cannot be sustained means that the engine required fuel tends to decrease from the large amount region to the medium amount region or from the medium amount region to the small amount region. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purifying apparatus is in an operating state.
に燃料を供給するための供給手段を具備し、前記流入防
止手段を作動させる時には、前記流入防止手段により排
気ガス流入が防止される前記パティキュレートトラップ
の排気上流側端面の少なくとも一部には、前記供給手段
によって前記燃料が供給されていることを特徴とする請
求項1から3のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。4. The particulate trap according to claim 1, further comprising a supply unit for supplying fuel to said particulate trap, wherein said inflow prevention unit prevents exhaust gas from flowing when said inflow prevention unit is operated. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the fuel is supplied to at least a part of the exhaust upstream end surface by the supply means.
連続的に所定回数だけ繰り返されることを特徴とする請
求項1から4のいずれか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 operation and the stop of the inflow prevention means are continuously repeated a predetermined number of times.
前であっても、前記機関必要燃料が前記多量域となると
作動を中止されることを特徴とする請求項1から4のい
ずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。6. The method according to claim 1, wherein the inflow prevention means is stopped when the required fuel for the engine reaches the large amount range even before the predetermined period has elapsed. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
の温度を把握する把握手段を具備し、前記把握手段によ
り把握された前記温度に応じて、前記所定期間を設定す
ることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の
内燃機関の排気浄化装置。7. The apparatus according to claim 1, further comprising: grasping means for grasping the temperature of said particulate trap, wherein said predetermined period is set in accordance with said temperature grasped by said grasping means. 6. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of 5.
の温度を把握する把握手段を具備し、前記把握手段によ
り把握される前記温度に応じて、前記供給手段により供
給される前記燃料の量を設定することを特徴とする請求
項4に記載の内燃機関の排気浄化装置。8. An apparatus according to claim 1, further comprising a grasping unit for grasping a temperature of said particulate trap, wherein an amount of said fuel supplied by said supplying unit is set according to said temperature grasped by said grasping unit. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein:
の温度を把握する温度把握手段を具備し、前記把握手段
により把握される前記温度に応じて、繰り返される前記
所定回数を設定することを特徴とする請求項5に記載の
内燃機関の排気浄化装置。9. The apparatus according to claim 1, further comprising a temperature grasping means for grasping the temperature of said particulate trap, wherein said predetermined number of repetitions is set according to said temperature grasped by said grasping means. Item 6. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to item 5.
トトラップの温度を直接的に検出することを特徴とする
請求項7から9のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化
装置。10. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein said grasping means directly detects a temperature of said particulate trap.
所定期間を設定することを特徴とする請求項1から5の
いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。11. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined period is set according to an amount of fuel required for the engine.
供給手段により供給される前記燃料の量を設定すること
を特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装
置。12. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein an amount of said fuel supplied by said supply means is set according to an amount of said engine required fuel.
返される前記所定回数を設定することを特徴とする請求
項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。13. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the predetermined number of times to be repeated is set according to the amount of fuel required for the engine.
プに捕集されたパティキュレート量を把握するためのパ
ティキュレート量把握手段を具備し、前記パティキュレ
ート量把握手段により把握された前記パティキュレート
量が所定パティキュレート量以上である時にだけ前記流
入防止手段の作動を許可することを特徴とする請求項1
から13のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。14. The apparatus according to claim 11, further comprising: a particulate amount grasping means for grasping the amount of the particulate matter trapped in said particulate trap, wherein said particulate matter amount grasped by said particulate amount grasping means is a predetermined particulate matter. 2. The operation of the inflow prevention means is permitted only when the amount is equal to or greater than the curated amount.
14. The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims to 13.
プをバイパスする常時閉のバイパス通路を具備し、前記
流入防止手段は、作動時において前記パティキュレート
トラップ全体への排気ガス流入を防止するものであり、
前記流入防止手段の作動時には、前記バイパス通路は開
放されることを特徴とする請求項1から14のいずれか
に記載の内燃機関の排気浄化装置。15. A normally closed bypass passage for bypassing the particulate trap, wherein the inflow prevention means prevents exhaust gas from flowing into the entire particulate trap during operation.
15. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the bypass passage is opened when the inflow prevention unit operates.
ュレートトラップとは異なるパティキュレートトラップ
が配置されていることを特徴とする請求項15に記載の
内燃機関の排気浄化装置。16. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 15, wherein a particulate trap different from the particulate trap is disposed in the bypass passage.
前記パティキュレートトラップ全体への排気ガスの流入
を防止するものであり、前記パティキュレートトラップ
に並列配置された第2パティキュレートトラップと、作
動時において前記第2パティキュレートトラップ全体へ
の排気ガスの流入を防止する第2流入防止手段とをさら
に具備し、排気ガス流によって前記第2パティキュレー
トトラップに捕集されたパティキュレートの燃焼を持続
させることが不可能な機関運転状態の場合には、前記第
2流入防止手段が作動され、所定期間経過後に前記第2
流入防止手段の作動が中止され、前記流入防止手段と前
記第2流入防止手段とは同時に作動されないことを特徴
とする請求項1から14のいずれかに記載の内燃機関の
排気浄化装置。17. The inflow prevention means prevents exhaust gas from flowing into the entirety of the particulate trap during operation, and comprises a second particulate trap arranged in parallel with the particulate trap, and And a second inflow prevention means for preventing inflow of exhaust gas into the entire second particulate trap, wherein the combustion of the particulates trapped in the second particulate trap by the exhaust gas flow is continued. In the case of the engine operating state where it is impossible to perform the operation, the second inflow prevention means is operated, and after a predetermined period of time, the second
The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 14, wherein the operation of the inflow prevention unit is stopped, and the inflow prevention unit and the second inflow prevention unit are not operated at the same time.
手段とは一体であり、前記流入防止手段の作動時には前
記第2流入防止手段の作動は中止され、前記第2流入防
止手段の作動時には前記流入防止手段の作動は中止され
ることを特徴とする請求項17に記載の内燃機関の排気
浄化装置。18. The inflow prevention means and the second inflow prevention means are integral with each other. When the inflow prevention means is activated, the operation of the second inflow prevention means is stopped, and when the second inflow prevention means is activated, 18. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 17, wherein the operation of the inflow prevention means is stopped.
前記パティキュレートトラップとの間の空間に連通する
排出通路と、前記パティキュレートトラップに堆積する
アッシュ量を把握するためのアッシュ量把握手段とを具
備し、前記排出通路は、前記パティキュレートの燃焼を
持続させることが不可能な機関運転状態において前記流
入防止手段を作動させてから前記流入防止手段の作動を
中止するまでの間は少くなくとも閉鎖されており、前記
アッシュ量把握手段により把握されたアッシュ量が所定
アッシュ量以上である時には、前記排出通路は少くなく
とも開放されていて、前記流入防止手段を作動させるこ
とを特徴とする請求項15から18のいずれかに記載の
内燃機関の排気浄化装置。19. An exhaust passage communicating with a space between the inflow prevention means and the particulate trap during operation, and an ash amount grasping means for grasping an ash amount accumulated in the particulate trap. The exhaust passage has a small amount of time between the time when the inflow prevention means is operated and the time when the operation of the inflow prevention means is stopped in an engine operating state in which the combustion of the particulates cannot be sustained. When the ash amount grasped by the ash amount grasping means is equal to or more than a predetermined ash amount, the discharge passage is at least opened and the inflow prevention means is operated. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 15 to 18.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9354536A JPH11182231A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9354536A JPH11182231A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11182231A true JPH11182231A (en) | 1999-07-06 |
Family
ID=18438218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9354536A Pending JPH11182231A (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11182231A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003083036A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Mitsubishi Motors Corp | Regeneration control device for particulate filter |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP9354536A patent/JPH11182231A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003083036A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Mitsubishi Motors Corp | Regeneration control device for particulate filter |
JP4506060B2 (en) * | 2001-09-14 | 2010-07-21 | 三菱自動車工業株式会社 | Particulate filter regeneration control device |
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