JP2000080912A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device for internal combustion engineInfo
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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】機関高負荷高速運転のように排気ガスが高
温となれば、パティキュレートは自然発火して燃焼する
ために、パティキュレートトラップを再生することがで
きる。実開平5−69311号公報には、パティキュレ
ートトラップを各排気ポート毎に配置することが提案さ
れている。この構成によって、パティキュレートトラッ
プを機関本体に接近させることができ、パティキュレー
トトラップの再生に排気ガスの熱を有効に利用すること
が可能となる。[0003] If the exhaust gas is heated to a high temperature as in high-speed high-speed operation of the engine, the particulates spontaneously ignite and burn, so that the particulate trap can be regenerated. Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-69311 proposes disposing a particulate trap for each exhaust port. With this configuration, the particulate trap can be made to approach the engine body, and the heat of the exhaust gas can be effectively used for the regeneration of the particulate trap.
【0004】パティキュレートの大きさは非常に小さい
ものであるのに対して、パティキュレートトラップの細
孔は、パティキュレートトラップ自身が大きな排気抵抗
とならないように、パティキュレートに比較して非常に
大きくされている。このようなパティキュレートトラッ
プにおいて、パティキュレートは、細孔の回りに付着堆
積して捕集される。この付着堆積パティキュレートが比
較的大きく成長して、パティキュレートトラップの実質
的な細孔の大きさを、ある程度に減少させると、パティ
キュレートトラップにおけるパティキュレート捕集率が
大幅に向上する。[0004] While the size of the particulate is very small, the pores of the particulate trap are very large compared to the particulate so that the particulate trap itself does not have a large exhaust resistance. Have been. In such a particulate trap, the particulates adhere and accumulate around the pores and are collected. If the deposited particulates grow relatively large and the substantial pore size of the particulate trap is reduced to some extent, the particulate trapping rate in the particulate trap is greatly improved.
【0005】しかしながら、前述のようにパティキュレ
ートトラップを機関本体に接近させて配置すると、各パ
ティキュレートトラップには各気筒から排出された直後
における比較的高速の排気ガスが常時通過することにな
り、パティキュレートトラップの細孔の回りの付着堆積
パティキュレートは、比較的大きく成長する以前に崩れ
易い。それにより、各パティキュレートトラップにおけ
るパティキュレート捕集率は向上することなく低いまま
維持される。However, when the particulate trap is arranged close to the engine body as described above, relatively high-speed exhaust gas immediately after being discharged from each cylinder always passes through each particulate trap. The deposited particulates around the pores of the particulate trap are likely to collapse before growing relatively large. As a result, the particulate collection rate in each particulate trap is kept low without improvement.
【0006】この問題を解決するために、各排気ポート
をパティキュレートトラップの上流側で互いに連通する
ことが考えられる。それにより、各気筒の排気行程にお
いて、排気ガスは各パティキュレートトラップに分散し
て速度低下して流入するために、付着堆積パティキュレ
ートの成長を阻害することはなく、パティキュレートト
ラップにおけるパティキュレート捕集効率を向上させる
ことができる。In order to solve this problem, it is conceivable that the exhaust ports communicate with each other on the upstream side of the particulate trap. Accordingly, in the exhaust stroke of each cylinder, the exhaust gas is dispersed into each particulate trap and flows at a reduced speed, so that the growth of the adhered and deposited particulates is not hindered, and the particulate trap in the particulate trap is not hindered. Collection efficiency can be improved.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
てパティキュレートトラップにおけるパティキュレート
捕集効率を向上させると、その一方で、排気ガス中に含
まれ、アッシュと称されるエンジンオイルの燃焼生成物
も良好にパティキュレートトラップに捕集される。アッ
シュは、非常に燃焼し難く、パティキュレートの焼失後
にもパティキュレートトラップに残留して堆積し、パテ
ィキュレートトラップの排気抵抗を増加させる。However, when the particulate trapping efficiency in the particulate trap is improved in this way, on the other hand, the combustion products of engine oil called ash contained in the exhaust gas are also improved. Is trapped in a particulate trap. The ash is very difficult to burn, and remains in the particulate trap even after burning out of the particulates, and increases the exhaust resistance of the particulate traps.
【0008】このようなアッシュの堆積を崩してパティ
キュレートトラップの下流側に排出させるために、各連
通路を閉鎖可能な閉鎖弁を設けて各連通路を無効とする
ことにより、各気筒から排出された直後の比較的高速の
排気ガスが、対応するパティキュレートトラップだけを
通過するようにすることが考えられる。In order to break down the ash accumulation and discharge the ash to the downstream side of the particulate trap, a closing valve capable of closing each communication passage is provided to invalidate each communication passage, thereby discharging the ash from each cylinder. It is conceivable that the relatively high-speed exhaust gas immediately after the exhaust gas passes only through the corresponding particulate trap.
【0009】しかしながら、アッシュの堆積はパティキ
ュレートに比較して強固であり、このようにしても容易
にパティキュレートトラップにおける堆積アッシュを崩
すことはできない。However, the deposition of ash is more robust than that of particulates, and even in this case, the deposition ash in the particulate trap cannot be easily broken.
【0010】従って、本発明の目的は、機関排気系にお
ける排気集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそ
れぞれに配置されたパティキュレートトラップと、各パ
ティキュレートトラップの排気上流側において、各排気
ポートを少なくとも一つの他の排気ポートと連通させる
ための連通路とを具備する内燃機関の排気浄化装置にお
いて、アッシュの堆積によるパティキュレートトラップ
の排気抵抗の増加を防止することである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each cylinder in the engine exhaust system, and an exhaust upstream side of each of the particulate traps. An object of the present invention is to prevent an increase in exhaust resistance of a particulate trap due to ash accumulation in an exhaust gas purification device for an internal combustion engine having an exhaust port and a communication passage for communicating with at least one other exhaust port.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
による内燃機関の排気浄化装置は、機関排気系における
排気集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞ
れに配置されたパティキュレートトラップと、各前記パ
ティキュレートトラップの排気上流側において、各前記
排気ポートを少なくとも一つの他の前記排気ポートと連
通させるための連通路と、各前記連通路に配置された常
時開の開閉弁と、少なくとも一つの前記パティキュレー
トトラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制可能にす
る流入抑制手段とを具備し、必要に応じて前記流入抑制
手段によって前記少なくとも一つのパティキュレートト
ラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制すると共に、
前記少なくとも一つのパティキュレートトラップが配置
された前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させ
るための前記連通路に配置された前記開閉弁を閉弁する
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. A curable trap, a communication path for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port on an exhaust upstream side of each of the particulate traps, and a normally open on-off valve disposed in each of the communication paths. And an inflow suppressing means for temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into at least one of the particulate traps. If necessary, the inflow suppressing means exhausts the gas into the at least one particulate trap. While temporarily suppressing the inflow of gas,
The on-off valve arranged in the communication passage for communicating the exhaust port in which the at least one particulate trap is arranged with another exhaust port is closed.
【0012】請求項2に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
された排気絞り機構であることを特徴とする。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 inflow suppression means is provided in an exhaust system of the engine. It is characterized by being.
【0013】請求項3に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系に配置
されたターボチャージャ・タービンのための可変ノズル
絞り機構であることを特徴とする。According to a third 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 inflow suppressing means includes a turbocharger disposed in an engine exhaust system. It is a variable nozzle throttle mechanism for a turbine.
【0014】請求項4に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、機関排気系の前記
少なくとも一つのパティキュレートトラップの下流側に
接続された排気再循環通路の制御弁であることを特徴と
する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the at least one inflow suppressing means comprises the at least one particulate of an engine exhaust system. It is a control valve of an exhaust gas recirculation passage connected downstream of the trap.
【0015】請求項5に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記流入抑制手段は、排気弁の開弁時期
を遅角する遅角手段であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the inflow suppressing means delays the opening timing of the exhaust valve. It is a retarding means.
【0016】請求項6に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、機関排気系における排気集合部と各気
筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパ
ティキュレートトラップと、各前記パティキュレートト
ラップの排気上流側において、各前記排気ポートを少な
くとも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連
通路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁とを
具備し、機関高負荷時において必要に応じて少なくとも
一つの前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させ
るための前記連通路に配置された前記開閉弁を一時的に
閉弁することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, wherein a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each of the cylinders in the engine exhaust system; An engine on the exhaust upstream side of the particulate trap, comprising: a communication path for communicating each of the exhaust ports with at least one of the other exhaust ports; and a normally open on-off valve disposed in each of the communication paths. When a high load is applied, the on-off valve arranged in the communication path for communicating at least one of the exhaust ports with another of the exhaust ports is temporarily closed as needed.
【0017】請求項7に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、機関排気系における排気集合部と各気
筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパ
ティキュレートトラップと、各前記パティキュレートト
ラップの排気上流側において、各前記排気ポートを少な
くとも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連
通路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能とす
る休止手段とを具備し、必要に応じて前記休止手段によ
って前記少なくとも一つの気筒を一時的に休止させるこ
とを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, wherein a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each cylinder in the engine exhaust system; On the exhaust upstream side of the particulate trap, a communication path for communicating each of the exhaust ports with at least one of the other exhaust ports, and a deactivating means for temporarily deactivating at least one cylinder are provided. The at least one cylinder is temporarily stopped by the stopping means as necessary.
【0018】請求項8に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項7に内燃機関の排気浄化装置に
おいて、各前記連通路には常時開の開閉弁が配置され、
前記休止手段によって前記少なくとも一つの気筒を一時
的に休止させる時には、前記少なくとも一つの気筒と前
記排気集合部と連通する前記排気ポートを他の前記排気
ポートと連通させるための前記連通路に配置された前記
開閉弁を閉弁することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the seventh aspect of the present invention, wherein a normally open on-off valve is arranged in each of the communication paths.
When the at least one cylinder is temporarily deactivated by the deactivation means, the at least one cylinder is disposed in the communication passage for communicating the exhaust port communicating with the exhaust collecting portion with another exhaust port. Further, the on-off valve is closed.
【0019】請求項9に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項7又は8に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記休止手段によって休止される
時の前記少なくとも一つの気筒の排気行程における気筒
内圧力と、前記少なくとも一つの気筒と前記排気集合部
とを連通する前記排気ポートに配置された前記パティキ
ュレートトラップの下流側の圧力との差圧を上昇させる
差圧上昇手段を具備することを特徴とする。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 seventh or eighth aspect, wherein the at least one cylinder is deactivated by the deactivating means. Means for increasing the pressure difference between the in-cylinder pressure in the exhaust stroke and the pressure on the downstream side of the particulate trap disposed in the exhaust port communicating the at least one cylinder and the exhaust collecting portion. It is characterized by having.
【0020】請求項10に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項9に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
行程に先立って、前記排気集合部からの排気ガスの流出
を抑制する流出抑制手段であることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is provided when the pausing means is stopped by the pausing means. It is characterized in that it is an outflow suppressing means for suppressing an outflow of exhaust gas from the exhaust collecting section prior to an exhaust stroke of the at least one cylinder.
【0021】請求項11に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項9に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させる吸気絞り機構であることを特徴とす
る。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is provided when the pausing means is stopped by the pausing means. An intake throttle mechanism for reducing the amount of intake air to the at least one cylinder is provided.
【0022】請求項12に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項11に記載の内燃機関の排気
浄化装置において、前記吸気絞り機構は、前記少なくと
も一つの気筒と吸気分岐部とを連通する吸気ポートに配
置されていることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the eleventh aspect, wherein the intake throttle mechanism comprises an at least one cylinder, an intake branch portion, Is disposed at an intake port that communicates with
【0023】請求項13に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項9に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記休止手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させるように、吸気弁の閉弁時期を変更させ
る吸気弁閉弁時期変更手段であることを特徴とする。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 ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is provided when the pausing means is stopped by the pausing means. An intake valve closing timing changing unit that changes a closing timing of the intake valve so as to reduce the amount of intake air to the at least one cylinder.
【0024】請求項14に記載の本発明による内燃機関
の排気浄化装置は、請求項9に記載の内燃機関の排気浄
化装置において、前記差圧上昇手段は、前記吸気手段に
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
弁の開弁時期を下死点近傍に変更させる排気弁開弁時期
変更手段であることを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the ninth aspect, wherein the differential pressure increasing means is provided when the intake means is stopped. An exhaust valve opening timing changing means for changing the opening timing of the exhaust valve of the at least one cylinder to near the bottom dead center.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】図1は、本発明による第一実施形
態の排気浄化装置が取り付けられた機関排気系の概略図
である。同図において、1はシリンダヘッド排気側への
取り付けフランジ、2は各気筒の排気集合部、3は排気
集合部2と各気筒とを連通する排気ポートである。排気
集合部2の下流側は、ターボチャージャのタービン8を
介して大気へ通じており、タービン8の下流側排気通路
はタービン8の軸線方向に延在している。各排気ポート
3には、それぞれ、パティキュレートトラップ4が配置
されている。FIG. 1 is a schematic diagram of an engine exhaust system provided with an exhaust gas purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a mounting flange on the exhaust side of a cylinder head, 2 denotes an exhaust collecting portion of each cylinder, and 3 denotes an exhaust port for communicating the exhaust collecting portion 2 with each cylinder. The downstream side of the exhaust collecting portion 2 communicates with the atmosphere via a turbine 8 of a turbocharger, and the exhaust passage downstream of the turbine 8 extends in the axial direction of the turbine 8. Each exhaust port 3 is provided with a particulate trap 4.
【0026】また、排気集合部2には、機関吸気系を介
して排気ガスの一部を気筒内へ再循環させるための排気
再循環通路5が接続されている。排気再循環通路5に
は、再循環排気ガス量を制御するための制御弁5aが配
置されている。排気ガスの主成分は熱容量の大きな不活
性ガスであるために、排気ガスを気筒内へ再循環させる
ことにより、燃焼温度を低下させ発生するNOx 量を低
減することができる。しかしながら、排気再循環は、多
少の燃焼悪化を伴うために、一般的には、燃焼が比較的
不安定な機関低負荷時及び高出力が必要な機関高負荷時
を除き実施される。従って、制御弁5aは、機関低負荷
時及び機関高負荷時には閉弁され、機関中負荷時には再
循環排気ガス量に応じて開弁されている。Further, an exhaust recirculation passage 5 for recirculating a part of the exhaust gas into the cylinder through the engine intake system is connected to the exhaust collecting section 2. A control valve 5a for controlling the amount of recirculated exhaust gas is disposed in the exhaust gas recirculation passage 5. For the main component of the exhaust gas is large inert gas heat capacity, by recirculating the exhaust gas into the cylinder, it is possible to reduce the amount of NO x generated to lower the combustion temperature. However, since exhaust gas recirculation involves some deterioration of combustion, it is generally performed except when the engine is under a low load where combustion is relatively unstable and when the engine is at a high load where high output is required. Therefore, the control valve 5a is closed when the engine is under a low load and when the engine is under a high load, and is opened according to the recirculated exhaust gas amount when the engine is under a medium load.
【0027】各パティキュレートトラップ4は、例え
ば、セラミック等の多孔性物質からなる多孔性物質パテ
ィキュレートトラップである。このパティキュレートト
ラップは、複数の長手方向に延在する隔壁によって細分
化された複数の軸線方向空間を有し、隣接する二つの軸
線方向空間において、一方が排気上流側を、他方が排気
下流側をセラミック等の閉塞材によって閉塞されてい
る。こうして、隣接する二つの軸線方向空間は、排気上
流側から流入した排気ガスを隔壁を介して排気下流側に
流出するトラップ通路となり、多孔質物質からなる隔壁
は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキュ
レートを捕集するようになっている。Each of the particulate traps 4 is, 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、各パティキュレートトラップ4は、
例えば、耐熱性金属繊維の不織布と耐熱性金属の波板か
ら構成された金属繊維パティキュレートトラップとして
も良い。このパティキュレートトラップは、二枚の不織
布と二枚の波板とが互いに違いに厚さ方向に積層されて
螺旋状に巻かれ、不織布と波板とによって複数の軸線方
向空間が形成されているものである。不織布を構成する
耐熱性金属繊維及び波板を構成する耐熱金属として、例
えば、Fe−Cr−Al合金又はNi−Cr−Al合金
等が利用可能である。二枚の不織布は、排気上流側端部
において一方の面同士を互いに密着させて螺旋状に連続
して溶接され、また、排気下流側端部において他方の面
同士を互いに密着させて螺旋状に連続して溶接される。
こうして、半径方向に隣接する二つの軸線方向空間は、
排気上流側から流入した排気ガスをいずれかの不織布を
介して排気下流側に流出するトラップ通路となり、不織
布は、トラップ壁として、排気ガス通過の際にパティキ
ュレートを捕集するようになっている。Each of the particulate traps 4
For example, a metal fiber particulate trap composed of a heat-resistant metal fiber nonwoven fabric and a heat-resistant metal corrugated sheet may be used. 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.
Thus, two radially adjacent axial spaces are:
A trap passage through which the exhaust gas flowing in from the exhaust upstream side flows out to the exhaust downstream side through any of the nonwoven fabrics, and the nonwoven fabric serves as a trap wall to collect particulates when the exhaust gas passes. .
【0029】本実施形態の排気浄化装置には、さらに、
各パティキュレートトラップ4の排気上流側において、
各排気ポート3を隣接する排気ポート3へ連通するため
の連通路6が設けられている。各連通路6には、常時開
の開閉弁6aが配置されている。また、機関排気系のパ
ティキュレートトラップ直上流側部分、すなわち、各連
通路6により互いに連通された排気ポート3のパティキ
ュレートトラップ上流側部分には第一圧力センサ7aが
配置され、機関排気系のパティキュレートトラップ下流
側部分、すなわち、排気集合部2には第二圧力センサ7
bが配置されている。The exhaust gas purifying apparatus of this embodiment further includes:
On the exhaust upstream side of each particulate trap 4,
A communication path 6 for communicating each exhaust port 3 with an adjacent exhaust port 3 is provided. Each communication passage 6 is provided with a normally open on-off valve 6a. Further, a first pressure sensor 7a is disposed at a portion immediately upstream of the particulate trap of the engine exhaust system, that is, at a portion upstream of the particulate trap of the exhaust port 3 that is communicated with each other by the communication passages 6. A second pressure sensor 7 is provided on the downstream side of the particulate trap,
b is arranged.
【0030】また、ターボチャージャのタービン8の直
上流側の排気通路は、タービン8を取り囲むように構成
され、タービン8へ流入する排気ガスの流速及び流量を
調整するための可変ノズル9が設けられている。この可
変ノズルによって、タービンの回転数は、気筒内から排
出される排気ガス流量によって一義的に定まることな
く、所望回転数に制御することができる。さらに、排気
集合部2の直下流側には、常時開の排気制御弁10が配
置されている。なお、排気制御弁10は、排気ガス流量
を減少させるために設けられており、前述の可変ノズル
9によって排気ガス流量が減少させられるのであれば、
省略することも可能である。An exhaust passage immediately upstream of the turbine 8 of the turbocharger is configured to surround the turbine 8, and is provided with a variable nozzle 9 for adjusting the flow rate and flow rate of the exhaust gas flowing into the turbine 8. ing. With this variable nozzle, the rotation speed of the turbine can be controlled to a desired rotation speed without being uniquely determined by the flow rate of exhaust gas discharged from the cylinder. Further, an exhaust control valve 10 that is normally open is disposed immediately downstream of the exhaust collecting section 2. The exhaust control valve 10 is provided to reduce the exhaust gas flow rate. If the exhaust gas flow rate can be reduced by the variable nozzle 9 described above,
It can be omitted.
【0031】このように構成された排気浄化装置におい
て、各気筒から排出される比較的高速の排気ガスは、各
連通路6によって全排気ポート3へ分散される。それに
より、特定のパティキュレートトラップ4へ流入する排
気ガスの流速変化は、図2に示すように、比較的低速で
推移する。パティキュレートトラップ4の細孔の大きさ
は、パティキュレートに比較して非常に大きくされてい
るが、流入する排気ガスが低速であるために、排気ガス
中のパティキュレートはパティキュレートトラップ4の
細孔の回りに付着堆積して捕集され、この付着堆積パテ
ィキュレートは崩されることなく容易に比較的大きく成
長することができる。こうして、パティキュレートトラ
ップ4の実質的な細孔の大きさを、ある程度に減少さ
せ、パティキュレートトラップ4におけるパティキュレ
ート捕集率は高められる。In the exhaust gas purification apparatus thus configured, relatively high-speed exhaust gas discharged from each cylinder is distributed to all the exhaust ports 3 by each communication path 6. Thereby, the change in the flow velocity of the exhaust gas flowing into the specific particulate trap 4 changes relatively slowly as shown in FIG. Although the size of the pores of the particulate trap 4 is much larger than that of the particulate trap, the particulates in the exhaust gas are small because the flowing exhaust gas is slow. The adhered and deposited particulates are collected and collected around the holes, and the deposited particulates can easily grow relatively large without being destroyed. Thus, the size of the substantial pores of the particulate trap 4 is reduced to some extent, and the particulate collection rate in the particulate trap 4 is increased.
【0032】各パティキュレートトラップ4は機関本体
近傍に配置されているために、各パティキュレートトラ
ップ4に捕集されたパティキュレートは、機関高負荷高
速運転時等に排気ガスが高温となれば、排気ガスの熱を
有効に利用して焼失し、各パティキュレートトラップ4
の再生が完了する。Since each of the particulate traps 4 is arranged near the engine body, the particulates collected by each of the particulate traps 4 can be used if the exhaust gas becomes hot at the time of high-load high-speed operation of the engine or the like. Each of the particulate traps 4 is burned out by effectively utilizing the heat of the exhaust gas.
Playback is completed.
【0033】排気ガス中には、気筒内へ侵入したエンジ
ンオイルの燃焼生成物であるカルシウム及びリン等の酸
化物及び硫化物等も含まれている。これらは、アッシュ
と称され、パティキュレートと同程度の大きさを有し、
パティキュレートに比較して発生量は少ないものの各パ
ティキュレートトラップ4にパティキュレートと同様に
良好に捕集されている。アッシュは、非常に燃焼させ難
いものであるために、各パティキュレートトラップ4か
らパティキュレートを焼失させても、パティキュレート
トラップに残留して堆積し、排気抵抗を増加させる。The exhaust gas contains oxides and sulfides such as calcium and phosphorus, which are combustion products of the engine oil that has entered the cylinder. These are called ash and have the same size as particulates,
Although the amount of generation is smaller than that of the particulates, they are collected well in each of the particulate traps 4 similarly to the particulates. Since ash is very difficult to burn, even if the particulates are burned off from each of the particulate traps 4, the ash remains in the particulate traps and accumulates to increase exhaust resistance.
【0034】図3における一点鎖線は、各連通路6を各
開閉弁6aによって閉鎖した場合において、特定のパテ
ィキュレートトラップ4へ流入する排気ガスの流速変化
を示しており、対応する気筒における排気行程で二つの
ピーク流速が発生している。第一のピーク流速は、排気
弁の開弁と同時に、気筒内の高圧の既燃ガスが噴出する
ことによってもたらされる。また、第二のピーク流速
は、ピストンの上昇に伴って気筒内の既燃ガスが多量に
排出されることによってもたらされる。The dashed line in FIG. 3 shows the change in the flow velocity of the exhaust gas flowing into a specific particulate trap 4 when each communication path 6 is closed by each on-off valve 6a. And two peak velocities occur. The first peak flow velocity is caused by the ejection of high-pressure burned gas in the cylinder simultaneously with the opening of the exhaust valve. Further, the second peak flow velocity is obtained by discharging a large amount of burned gas in the cylinder as the piston rises.
【0035】こうして、気筒内の既燃ガスは、二つのピ
ーク流速を持ってパティキュレートトラップ4へ流入す
る。各ピーク流速は比較的高速であるが、パティキュレ
ートの堆積に比較してアッシュの堆積は強固であるため
に、堆積アッシュを崩すことはできない。このように、
パティキュレートトラップ4に堆積するアッシュは、各
開閉弁6aによって各連通路6を単に閉鎖しただけでは
パティキュレートトラップ4から除去することはできな
い。Thus, the burned gas in the cylinder flows into the particulate trap 4 at two peak flow rates. Although each peak flow velocity is relatively high, the ash deposition is stronger than the particulate deposition, and therefore the deposited ash cannot be broken. in this way,
Ash that accumulates in the particulate trap 4 cannot be removed from the particulate trap 4 simply by closing the communication passages 6 by the on-off valves 6a.
【0036】本実施形態では、アッシュの堆積によって
パティキュレートトラップ4の排気抵抗が増大した時に
は、第一の制御として、機関高負荷時において、各開閉
弁6aにより各連通路6を閉鎖するようになっている。
機関高負荷時には、噴射される多量の燃料によって燃焼
圧力が高くなるために、各気筒の排気行程で発生する二
つのピーク流速はそれぞれ通常時に比較して高くなる。
それにより、堆積アッシュは、通常時より高速となる二
つのピーク流速でパティキュレートトラップ4へ流入す
る排気ガスによって、崩されて細かくされ、パティキュ
レートトラップ4の下流側に排出させることができる。In this embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the first control is to close each communication passage 6 by each on-off valve 6a at high engine load. Has become.
At the time of high engine load, the combustion pressure is increased by a large amount of injected fuel, so that the two peak flow velocities generated in the exhaust stroke of each cylinder are higher than those in normal times.
Thereby, the deposited ash can be broken down and made finer by the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 at two peak flow speeds higher than usual, and can be discharged downstream of the particulate trap 4.
【0037】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ4の排気抵抗が増大し
た時には、第二の制御として、各開閉弁6aにより各連
通路6を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、排気制御弁10を閉弁方向に作動するようにな
っている。図3における実線は、この第二の制御の結果
として、特定のパティキュレートトラップ4へ流入する
排気ガスの流速変化を示している。In the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, as the second control, each of the communication passages 6 is closed by each of the on-off valves 6a, and the exhaust of each cylinder is exhausted. Only at the beginning of the stroke, the exhaust control valve 10 is operated in the valve closing direction. The solid line in FIG. 3 shows a change in the flow velocity of the exhaust gas flowing into the specific particulate trap 4 as a result of the second control.
【0038】排気行程初期においては、排気制御弁10
が閉弁方向に作動されて排気系における排気抵抗が増加
されるために、排気弁の開弁と同時に気筒内から噴出す
る既燃ガス量が減少し、第一のピーク流速は通常時に比
較して低くなる。その後においては、ピストンの上昇に
伴って気筒内の既燃ガスは、排気弁の開弁と同時に気筒
内から噴出する既燃ガス量の減少の分だけ増量して強制
的に全て排出され、この時に排気制御弁10は全開とさ
れるために、第二のピーク流速は通常時に比較して非常
に高くなる。それにより、堆積アッシュは、通常時より
高速な第二のピーク流速でパティキュレートトラップ4
へ流入する排気ガスによって、崩されて細かくされ、パ
ティキュレートトラップ4の下流側に排出させることが
できる。At the beginning of the exhaust stroke, the exhaust control valve 10
Is operated in the valve closing direction to increase the exhaust resistance in the exhaust system, so that the amount of burned gas ejected from the cylinder decreases simultaneously with the opening of the exhaust valve. Lower. Thereafter, as the piston rises, the burned gas in the cylinder is forcibly discharged by increasing the amount of burned gas ejected from the cylinder at the same time as the opening of the exhaust valve. Since the exhaust control valve 10 is sometimes fully opened, the second peak flow velocity is much higher than usual. As a result, the deposition ash is separated from the particulate trap 4 at a second peak flow rate higher than normal.
By the exhaust gas flowing into the trap, it is broken down and made fine, and can be discharged downstream of the particulate trap 4.
【0039】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ4の排気抵抗が増大し
た時には、第三の制御として、各開閉弁6aにより各連
通路6を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、ターボチャージャの可変ノズル9を絞り側に作
動するようになっている。この第三の制御においても、
各気筒の排気行程初期に排気系における排気抵抗が増加
されるために、第二のピーク流速を高めることができ、
第二の制御と同様な効果を得ることができる。In the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, as the third control, each of the communication passages 6 is closed by each of the on-off valves 6a, and the exhaust of each cylinder is exhausted. Only at the beginning of the stroke, the variable nozzle 9 of the turbocharger is operated to the throttle side. In this third control,
Since the exhaust resistance in the exhaust system is increased at the beginning of the exhaust stroke of each cylinder, the second peak flow velocity can be increased,
The same effect as in the second control can be obtained.
【0040】これらの第二及び第三の制御は、各開閉弁
6aにより各連通路6を閉鎖すると共に、各気筒の排気
行程初期においてだけ、排気制御弁10又は可変ノズル
9等によって排気通路を絞り、言わば、この時にパティ
キュレートトラップ4への排気ガスの流入を抑制するも
のであり、その分、その後に絞りを開放した際には、パ
ティキュレートトラップ4へ流入する排気ガスの流速は
高められ、堆積アッシュを崩すことを可能としてる。In the second and third controls, each communication passage 6 is closed by each on-off valve 6a, and the exhaust passage is controlled by the exhaust control valve 10 or the variable nozzle 9 or the like only at the beginning of the exhaust stroke of each cylinder. This restricts the flow of the exhaust gas into the particulate trap 4 at this time, so that when the restrictor is subsequently opened, the flow rate of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 is increased. , Making it possible to break up the deposited ash.
【0041】このような制御において、パティキュレー
トトラップ4への排気ガスの流入を抑制する機構は、本
実施形態の構成における排気制御弁10又は可変ノスル
9に限定されることはなく、例えば、排気制御弁10の
位置は、各排気ポート3のパティキュレートトラップ4
の上流又は下流側としても良い。また、各パティキュレ
ートトラップ4への排気ガスの流入を抑制する時期は、
各気筒の排気行程初期に限定されることはなく、例え
ば、各気筒の今回の排気行程全体としても良く、この場
合には、各気筒の次回の排気行程でパティキュレートト
ラップ4への排気ガスの流入抑制を解除する時に各パテ
ィキュレートトラップ4へ流入する排気ガスの流速を通
常時に比較して高めることができる。すなわち、各連通
路6の閉鎖と共に、パティキュレートトラップ4への排
気ガスの流入を一時的に抑制すれば、前述の効果を得る
ことができる。In such control, the mechanism for suppressing the flow of exhaust gas into the particulate trap 4 is not limited to the exhaust control valve 10 or the variable nozzle 9 in the configuration of the present embodiment. The position of the control valve 10 corresponds to the position of the particulate trap 4 of each exhaust port 3.
Upstream or downstream. Also, the timing for suppressing the flow of exhaust gas into each particulate trap 4 is as follows.
The present invention is not limited to the initial exhaust stroke of each cylinder. For example, the entire exhaust stroke of each cylinder may be used. In this case, the exhaust gas to the particulate trap 4 is discharged to the next exhaust stroke of each cylinder. When releasing the inflow suppression, the flow velocity of the exhaust gas flowing into each of the particulate traps 4 can be increased as compared with the normal time. That is, if the inflow of the exhaust gas into the particulate trap 4 is temporarily suppressed together with the closing of the communication paths 6, the above-described effect can be obtained.
【0042】また、本実施形態では、アッシュの堆積に
よってパティキュレートトラップ4の排気抵抗が増大し
た時には、第四の制御として、各開閉弁6aにより各連
通路6を閉鎖すると共に、各気筒の排気行程初期におい
てだけ、排気再循環通路5の制御弁5aを閉弁方向に作
動するようになっている。それにより、この時には、排
気再循環通路5を通過する排気ガス流量が減少させら
れ、その分、排気ガスは各パティキュレートトラップ4
を通過し難くなる。こうして、排気行程初期における気
筒内からの既燃ガスの噴出量を低減させることができ、
第二及び第三の制御と同様な効果を得ることができる。In this embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the fourth control is to close each communication passage 6 by each on-off valve 6a and to exhaust each cylinder. Only at the beginning of the stroke, the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 is operated in the valve closing direction. Thus, at this time, the flow rate of the exhaust gas passing through the exhaust recirculation passage 5 is reduced, and the exhaust gas is accordingly reduced by the particulate traps 4.
Hard to pass through. In this way, the amount of burned gas injected from the cylinder in the early stage of the exhaust stroke can be reduced,
The same effect as in the second and third controls can be obtained.
【0043】もちろん、この第四の制御においても、排
気再循環通路5の制御弁5aを閉弁方向に作動する時期
は、各気筒の排気行程初期に限定されず、各気筒の今回
の排気行程全体としても、パティキュレートトラップ4
への排気ガスの流入を一時的に抑制させ、前述同様な効
果を得ることができる。Of course, in the fourth control as well, the timing at which the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 is operated in the valve closing direction is not limited to the initial stage of the exhaust stroke of each cylinder. Particulate trap 4 as a whole
The effect similar to the above can be obtained by temporarily suppressing the flow of the exhaust gas into the exhaust gas.
【0044】また、本実施形態では、特に、内燃機関の
排気弁用のカムシャフトに、一般的に公知である可変バ
ルブタイミング機構が設けられている。これは、カムシ
ャフトとカムシャフトを回転させるためのプーリとの間
を相対回転させるものであり、例えば、カムシャフトと
プーリとを、外歯としてヘリカル歯を有する中間歯車を
介して連結し、この中間歯車を油圧力又は電磁力等を利
用して軸線方向に移動させることによって前述の相対回
転を実現するものであり、それにより、排気弁4の開弁
時期を無段階に変化させることが可能となる。In the present embodiment, a camshaft for an exhaust valve of an internal combustion engine is provided with a generally known variable valve timing mechanism. This is to relatively rotate between a camshaft and a pulley for rotating the camshaft.For example, the camshaft and the pulley are connected via an intermediate gear having helical teeth as external teeth. The relative rotation described above is realized by moving the intermediate gear in the axial direction using hydraulic pressure or electromagnetic force or the like, whereby the opening timing of the exhaust valve 4 can be changed steplessly. Becomes
【0045】このような可変バルブタイミング機構を利
用して、本実施形態では、アッシュの堆積によってパテ
ィキュレートトラップ4の排気抵抗が増大した時には、
第五の制御として、各開閉弁6aにより各連通路6を閉
鎖すると共に、排気弁の開弁時期を遅角させるようにな
っている。それにより、図3に点線で示すように、排気
行程初期における気筒内からの既燃ガスの噴出は防止さ
れ、その後にピストンの上昇に伴って気筒内の多量の既
燃ガスを一度に排出させることにより、パティキュレー
トトラップ4への排気ガスの流入を一時的に抑制させ、
前述同様な効果を得ることができる。なお、排気弁の開
弁時期を自由に変更できる手段として、排気弁だけを又
は吸気弁と排気弁の両方をそれぞれ独立に駆動制御でき
る電磁駆動(ソレノイド又は圧電素子)式吸排気弁を用
いても同様な制御が実現可能である。By utilizing such a variable valve timing mechanism, in this embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the deposition of ash,
As a fifth control, each communication path 6 is closed by each on-off valve 6a, and the opening timing of the exhaust valve is retarded. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 3, the burning of the burned gas from the cylinder in the early stage of the exhaust stroke is prevented, and thereafter, a large amount of the burned gas in the cylinder is discharged at once with the rise of the piston. As a result, the inflow of exhaust gas to the particulate trap 4 is temporarily suppressed,
The same effect as described above can be obtained. As a means for freely changing the opening timing of the exhaust valve, an electromagnetically driven (solenoid or piezoelectric element) type intake / exhaust valve capable of independently controlling only the exhaust valve or both the intake valve and the exhaust valve is used. The same control can be realized.
【0046】図4は、本発明による第二実施形態の排気
浄化装置が取り付けられた内燃機関の概略図である。本
実施形態は、第一実施形態とは異なり各連通路6に開閉
弁が設けられていない。本実施形態では、アッシュの堆
積によってパティキュレートトラップ4の排気抵抗が増
大した時には、特定気筒の燃料供給を停止して、特定気
筒を休止させるようになっている。この特定気筒の排気
弁開弁時における気筒内は、燃焼が行われないために、
吸気行程時のサージタンク下流側は負圧となっている。
一方、この時の排気集合部2内の圧力は、他の気筒の排
気行程終了によって大気圧以上の圧力となっている。そ
れにより、休止させる特定気筒に対応するパティキュレ
ートトラップ4へ流入する排気ガスの流速変化である図
5に示すように、特定気筒の排気弁が開弁されると、特
定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応するパティキュ
レートトラップ4の下流側の圧力との差圧によって、こ
のパティキュレートトラップ4へ流入する排気ガスの流
速が負値となり、すなわち、排気ガスが、排気集合部2
からパティキュレートトラップ4を通り特定気筒内へ逆
流する。FIG. 4 is a schematic view of an internal combustion engine equipped with an exhaust gas purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, unlike the first embodiment, an on-off valve is not provided in each communication path 6. In the present embodiment, when the exhaust resistance of the particulate trap 4 increases due to the accumulation of ash, the fuel supply to the specific cylinder is stopped and the specific cylinder is stopped. Since combustion does not occur in the cylinder when the exhaust valve of the specific cylinder is opened,
The downstream side of the surge tank during the intake stroke has a negative pressure.
On the other hand, the pressure in the exhaust collecting section 2 at this time has become higher than the atmospheric pressure due to the end of the exhaust stroke of the other cylinders. Accordingly, when the exhaust valve of the specific cylinder is opened, as shown in FIG. 5, which is a change in the flow rate of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder to be stopped, the pressure in the cylinder of the specific cylinder decreases. The flow rate of the exhaust gas flowing into the particulate trap 4 becomes a negative value due to the pressure difference between the pressure downstream of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder and the exhaust gas.
Flows back through the particulate trap 4 into the specific cylinder.
【0047】アッシュは、排気集合部2へ向かう正流排
気ガスに対する通過抵抗をなるべく小さくするようにパ
ティキュレートトラップ4に堆積している。それによ
り、逆流排気ガスに対する通過抵抗は比較的大きく、前
述の差圧によって生じる逆流排気ガスによって容易に崩
されて細かくされる。こうして細かくされたアッシュ
は、気筒内で生成された直後のアッシュとは異なり、粘
着性を有するSOF分が消失しているために、パティキ
ュレートトラップ4に付着し難く、特定気筒のその後の
排気行程において発生する正流によってパティキュレー
トトラップ4の下流側に容易に排出される。The ash is deposited on the particulate trap 4 so as to minimize the passage resistance against the positive exhaust gas flowing toward the exhaust collecting section 2. As a result, the passage resistance to the backflow exhaust gas is relatively large, and is easily broken down and fined by the backflow exhaust gas generated by the above-mentioned differential pressure. Unlike the ash immediately after being generated in the cylinder, the ash refined in this way is less likely to adhere to the particulate trap 4 because the sticky SOF has disappeared, and the subsequent exhaust stroke of the specific cylinder Is easily discharged to the downstream side of the particulate trap 4 by the positive flow generated at
【0048】本実施形態においては、連通路6に開閉弁
が設けられていないために、休止させた特定気筒の排気
行程において、各連通路6を介して全てのパティキュレ
ートトラップ4を逆流排気ガスが通過することとなる。
しかしながら、特定気筒に対応するパティキュレートト
ラップ4以外のパティキュレートトラップ4において
は、逆流排気ガスは、連通路6を余分に通過しなければ
ならないために、必然的に少量となり、図5に示すより
は遅い流速となる。この遅い流速での逆流排気ガスによ
っても、前述したように、アッシュは、逆流に対して通
過抵抗が比較的大きくなるようにパティキュレートトラ
ップ4に堆積しているために、崩され易い。しかしなが
ら、さらに確実に全てのパティキュレートトラップ4に
おけるアッシュを除去するためには、休止させる特定気
筒を順次変化させることが好ましい。In the present embodiment, since no on-off valve is provided in the communication passage 6, during the exhaust stroke of the stopped specific cylinder, all the particulate traps 4 are returned through the respective communication passages 6 to the backflow exhaust gas. Will be passed.
However, in the particulate traps 4 other than the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder, the amount of the backflow exhaust gas is inevitably small because the extra flow has to pass through the communication passage 6. Results in a slow flow velocity. As described above, the ash is liable to be broken by the backflow exhaust gas at the slow flow rate because the ash is deposited on the particulate trap 4 so that the passage resistance against the backflow is relatively large. However, in order to more reliably remove the ash in all the particulate traps 4, it is preferable to sequentially change the specific cylinders to be stopped.
【0049】また、各連通路6に第一実施形態と同様な
開閉弁を設け、休止させる特定気筒の排気行程におい
て、各開閉弁によって各連通路6を閉鎖するようにして
も良い。それにより、休止させる特定気筒を順次変化さ
せる必要があるが、特定気筒に対応するパティキュレー
トトラップ4だけを逆流排気ガスが通過することとな
り、他のパティキュレートトラップ4を通過する逆流排
気ガスが発生しなくなるために、特定気筒に対応するパ
ティキュレートトラップ4を通過する逆流排気ガスの量
及び流速が増大し、良好なアッシュの除去が可能とな
る。Further, each communication passage 6 may be provided with an on-off valve similar to that of the first embodiment, and each on-off valve may close each communication passage 6 in the exhaust stroke of a specific cylinder to be stopped. As a result, it is necessary to sequentially change the specific cylinder to be stopped. However, the backflow exhaust gas passes only through the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder, and the backflow exhaust gas passing through the other particulate traps 4 is generated. As a result, the amount and flow velocity of the backflow exhaust gas passing through the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder are increased, and good ash removal can be achieved.
【0050】本実施形態の気筒休止制御において、吸気
分岐部22の上流側に配置されたスロットル弁(図示せ
ず)の開度を、特定気筒の吸気行程においてだけ小さく
すれば、特定気筒内へ供給される吸気量が減少するため
に、排気弁の開弁時における気筒内の負圧の程度を高め
ることができる。それにより、特定気筒の気筒内圧力
と、特定気筒に対応するパティキュレートトラップ4の
下流側の圧力との差圧が上昇し、このパティキュレート
トラップ4へ流入する逆流排気ガスの流速は高まり、堆
積するアッシュをさらに容易に崩すことができる。In the cylinder deactivation control of this embodiment, if the opening of a throttle valve (not shown) arranged upstream of the intake branching section 22 is reduced only during the intake stroke of a specific cylinder, the cylinder enters the specific cylinder. Since the supplied intake air amount is reduced, the degree of the negative pressure in the cylinder when the exhaust valve is opened can be increased. As a result, the differential pressure between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure downstream of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder increases, and the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into the particulate trap 4 increases, and Ash can be broken more easily.
【0051】また、特定気筒の吸気行程においてスロッ
トル弁開度を小さくして、その直後にスロットル弁開度
を大きくしても、吸気の増加遅れによって、特に次に吸
気行程を迎える気筒へ供給される吸気量も減少し、機関
出力が意図する以上に低下する可能性がある。この問題
を解決するために、本実施形態では、吸気分岐部22と
各気筒とを連通する各吸気ポート20のそれぞれに吸気
絞り弁21が設けられている。それにより、休止させる
特定気筒の吸気ポート20に設けられた吸気絞り弁21
によって特定気筒へ供給される吸気量を減少させれば、
他気筒へ供給される吸気量に影響を与えることなく、特
定気筒に対応するパティキュレートトラップ4からアッ
シュをさらに確実に除去することが可能となる。Even if the throttle valve opening is reduced during the intake stroke of a specific cylinder and the throttle valve opening is increased immediately thereafter, the throttle valve is supplied to the cylinder that will enter the next intake stroke due to a delay in the increase in intake. The amount of intake air also decreases, and the engine output may decrease more than intended. In order to solve this problem, in the present embodiment, an intake throttle valve 21 is provided at each of the intake ports 20 that communicates the intake branch portion 22 with each of the cylinders. Thus, the intake throttle valve 21 provided at the intake port 20 of the specific cylinder to be stopped
By reducing the amount of intake air supplied to a specific cylinder by
Ash can be more reliably removed from the particulate trap 4 corresponding to a specific cylinder without affecting the amount of intake air supplied to another cylinder.
【0052】また、休止させる特定気筒の排気弁開弁時
において、それ以前に排気制御弁10が閉弁方向に作動
されていれば、排気集合部2から下流側への排気ガスの
流出が抑制されて排気集合部2内の圧力が高められる。
それにより、特定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応
するパティキュレートトラップ4の下流側の圧力との差
圧が上昇し、この差圧により発生する逆流排気ガスの流
速をさらに高めることができ、堆積アッシュをさらに確
実に崩して除去することが可能となる。Further, when the exhaust valve of the specific cylinder to be stopped is opened, if the exhaust control valve 10 has been operated in the valve closing direction before that, the outflow of exhaust gas from the exhaust collecting section 2 to the downstream side is suppressed. As a result, the pressure in the exhaust collecting section 2 is increased.
Thereby, the differential pressure between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder increases, and the flow velocity of the backflow exhaust gas generated by this differential pressure can be further increased. Thus, the accumulated ash can be more reliably broken down and removed.
【0053】この排気制御弁10の閉弁方向の作動に代
えて、ターボチャージャの可変ノズル9を絞り側に作動
させ、又は、排気再循環通路5の制御弁5aを閉弁方向
に作動させるようにしても、同様に、休止させる特定気
筒の排気弁開弁時において、排気集合部2からの排気ガ
スの流出が抑制されて排気集合部2内の圧力を高めるこ
とができ、前述同様な効果を得ることができる。Instead of operating the exhaust control valve 10 in the valve closing direction, the variable nozzle 9 of the turbocharger is operated to the throttle side, or the control valve 5a of the exhaust gas recirculation passage 5 is operated in the valve closing direction. However, similarly, when the exhaust valve of the specific cylinder to be stopped is opened, the outflow of the exhaust gas from the exhaust collecting section 2 is suppressed, and the pressure in the exhaust collecting section 2 can be increased. Can be obtained.
【0054】このように、第一実施形態において、排気
制御弁10、ターボチャージャの可変ノズル9、及び排
気再循環装置5の制御弁5aは、パティキュレートトラ
ップへの排気ガスの流入を一時的に抑制する流入抑制手
段として機能するが、本実施形態においては、排気集合
部2からの排気ガスの流出を抑制する流出抑制手段とし
て機能する。As described above, in the first embodiment, the exhaust control valve 10, the variable nozzle 9 of the turbocharger, and the control valve 5a of the exhaust gas recirculation device 5 temporarily prevent the exhaust gas from flowing into the particulate trap. In this embodiment, it functions as an outflow suppressing means for suppressing the outflow of the exhaust gas from the exhaust gas collecting section 2.
【0055】また、本実施形態において、内燃機関の吸
気弁用のカムシャフト及び排気弁用のカムシャフトに、
第一実施形態と同様な可変バルブタイミング機構が設け
られている。それにより、特に、吸気弁の閉弁時期及び
排気弁の開弁時期を無段階に変更させることが可能とな
っている。In this embodiment, the camshaft for the intake valve and the camshaft for the exhaust valve of the internal combustion engine are
A variable valve timing mechanism similar to that of the first embodiment is provided. Thereby, in particular, it is possible to continuously change the closing timing of the intake valve and the opening timing of the exhaust valve.
【0056】このような可変バルブタイミング機構が設
けられている場合には、一般的に、吸気弁の閉弁時期
は、低速時において、吸気の吹き返しを防止するために
吸気下死点から、例えば、20クランク角度後に設定さ
れ、高速時において、吸気の慣性による吸気量増加を考
慮して吸気下死点から、例えば、60クランク角度後に
設定されている。従って、可変バルブタイミング機構に
よって、各機関運転状態における吸気弁の閉弁時期を、
吸気量を増加させるためのこのような最適時期から変更
させることで、休止させる特定気筒へ供給される吸気量
を減少させることができ、排気弁の開弁時における特定
気筒内の負圧の程度を高めることができる。それによ
り、特定気筒の気筒内圧力と、特定気筒に対応するパテ
ィキュレートトラップ4の下流側の圧力との差圧が上昇
し、このパティキュレートトラップ4へ流入する逆流排
気ガスの流速は高まり、堆積するアッシュをさらに容易
に崩すことができる。In the case where such a variable valve timing mechanism is provided, the closing timing of the intake valve is generally set at, for example, from the bottom dead center of the intake to prevent the intake air from returning at low speed. , 20 crank angles, and at a high speed, for example, 60 crank angles from the intake bottom dead center in consideration of an increase in the intake air amount due to the inertia of the intake air. Therefore, the closing timing of the intake valve in each engine operating state is controlled by the variable valve timing mechanism.
By changing from such an optimal timing for increasing the intake air amount, the intake air amount supplied to the specific cylinder to be stopped can be reduced, and the degree of the negative pressure in the specific cylinder when the exhaust valve is opened Can be increased. As a result, the differential pressure between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure downstream of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder increases, and the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into the particulate trap 4 increases, and Ash can be broken more easily.
【0057】また、吸気弁の閉弁時期を吸気上死点近傍
とすれば、排気弁の開弁時における特定気筒内の負圧を
最大とすることができ、特定気筒の気筒内圧力と、特定
気筒に対応するパティキュレートトラップ4の下流側の
圧力との差圧をさらに上昇させることが可能となる。こ
のような吸気弁の閉弁は、例えば、カムを無効とするこ
とによって、吸気弁を閉弁させ続けることを可能とする
可変バルブタイミング機構によって容易に行うことがで
きる。If the closing timing of the intake valve is set near the intake top dead center, the negative pressure in the specific cylinder at the time of opening the exhaust valve can be maximized. It is possible to further increase the pressure difference from the pressure on the downstream side of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder. Such closing of the intake valve can be easily performed by, for example, a variable valve timing mechanism that enables the intake valve to be kept closed by disabling the cam.
【0058】また、一般的に、排気弁の開弁時期は、低
速時において、爆発下死点から、例えば、30クランク
角度前に設定され、高速時において、爆発下死点から、
例えば、80クランク角度前に設定されている。従っ
て、可変バルブタイミング機構によって、排気弁の開弁
時期を爆発下死点近傍に変更させることで、休止させる
特定気筒へ供給された吸気量に対して、排気弁の開弁時
における特定気筒内の負圧の程度を最大限に高めること
ができる。それにより、特定気筒の気筒内圧力と、特定
気筒に対応するパティキュレートトラップ4の下流側の
圧力との差圧が上昇し、このパティキュレートトラップ
4へ流入する逆流排気ガスの流速は高まり、堆積するア
ッシュをさらに容易に崩すことができる。In general, the opening timing of the exhaust valve is set at, for example, 30 crank angles before the explosion bottom dead center at low speed, and from the explosion bottom dead center at high speed.
For example, it is set 80 crank angles before. Therefore, by changing the valve opening timing of the exhaust valve to near the bottom dead center of the explosion by the variable valve timing mechanism, the amount of intake air supplied to the specific cylinder to be deactivated is reduced by the variable cylinder timing when the exhaust valve is opened. The degree of negative pressure can be maximized. As a result, the differential pressure between the in-cylinder pressure of the specific cylinder and the pressure downstream of the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder increases, and the flow velocity of the backflow exhaust gas flowing into the particulate trap 4 increases, and Ash can be broken more easily.
【0059】このように、種々の手段により、休止させ
る特定気筒の気筒内圧力を低下させ、又は、休止させる
特定気筒に対応するパティキュレートトラップの下流側
の圧力を高めることによって、両者の差圧が上昇するた
めに、このパティキュレートトラップへ流入する逆流排
気ガスの流速が高まって堆積するアッシュを容易に崩す
ことが可能となるが、各連通路6に第一実施形態と同様
な開閉弁が設けられている場合には、休止させる特定気
筒の排気行程において、各開閉弁によって各連通路6を
閉鎖するようにすれば、逆流排気ガスは特定気筒に対応
するパティキュレートトラップ4だけを通過することと
なり、この逆流排気ガスの量及び流速が増大するため
に、さらに良好なアッシュの除去が可能となる。As described above, by reducing the in-cylinder pressure of the specific cylinder to be deactivated or increasing the pressure on the downstream side of the particulate trap corresponding to the specific cylinder to be deactivated by various means, the differential pressure between the two is reduced. As a result, the flow rate of the backflow exhaust gas flowing into the particulate trap is increased, and the accumulated ash can be easily broken. However, an on-off valve similar to the first embodiment is provided in each communication passage 6. If provided, in the exhaust stroke of the specific cylinder to be deactivated, by closing each communication passage 6 by each open / close valve, the backflow exhaust gas passes only through the particulate trap 4 corresponding to the specific cylinder. As a result, since the amount and the flow velocity of the backflow exhaust gas are increased, it is possible to remove ash more favorably.
【0060】ところで、捕集されたパティキュレートを
焼失させて各パティキュレートトラップ4を再生するた
めの機関高負荷高速運転は、頻繁に行われる保証はな
く、次回の機関高負荷高速運転までに各パティキュレー
トトラップ4には比較的多量のパティキュレートが捕集
されている可能性がある。By the way, there is no guarantee that the high-load high-speed operation of the engine for regenerating each particulate trap 4 by burning out the collected particulates will be performed frequently. A relatively large amount of particulates may be trapped in the particulate trap 4.
【0061】もし、比較的多量のパティキュレートが捕
集されていると、焼失時には多量の熱を発生しパティキ
ュレートトラップ4を溶損させる可能性がある。この問
題を防止するためには、各パティキュレートトラップ4
に比較的多量のパティキュレートが堆積した際には、早
期に及び確実に、堆積パティキュレートを崩して各パテ
ィキュレートトラップ4から排出させなければならな
い。If a relatively large amount of particulates is trapped, a large amount of heat may be generated at the time of burning, and the particulate trap 4 may be damaged. To prevent this problem, each particulate trap 4
When a relatively large amount of particulates is deposited, the deposited particulates must be broken down and discharged from each of the particulate traps 4 quickly and reliably.
【0062】堆積パティキュレートは、アッシュに比較
して崩れ易いが、各開閉弁6aによって各連通路6を閉
鎖して発生する比較的高速の正流排気ガスでは、早期に
及び確実に堆積パティキュレートを崩すことができない
可能性がある。この場合にも第一実施形態及び第二実施
形態の各制御を利用すれば、比較的多量の堆積パティキ
ュレートを各パティキュレートトラップ4から早期に及
び確実に排出させることができる。Although the deposited particulates are more likely to collapse than ash, the relatively high-speed positive flow exhaust gas generated by closing each communication passage 6 by each on-off valve 6a quickly and reliably deposits the particulates. May not be able to be broken. Also in this case, if each control of the first embodiment and the second embodiment is used, a relatively large amount of deposited particulates can be quickly and reliably discharged from each particulate trap 4.
【0063】アッシュ又はパティキュレートをパティキ
ュレートトラップから排出させるための第一実施形態及
び第二実施形態の各制御は、第一圧力センサ7a及び第
二圧力センサ7bによって、パティキュレートトラップ
4の直上流側部分と直下流側部分との間の差圧を検出
し、この差圧に基づき排気抵抗が所定値以上となった時
に実施しても良いが、もちろん、所定走行距離毎又は所
定時間毎に実施するようにしても良い。Each control of the first embodiment and the second embodiment for discharging ash or particulates from the particulate trap is performed by the first pressure sensor 7a and the second pressure sensor 7b immediately upstream of the particulate trap 4. The differential pressure between the side portion and the immediately downstream portion may be detected, and the detection may be performed when the exhaust resistance becomes equal to or more than a predetermined value based on the differential pressure. You may make it implement.
【0064】また、第一実施形態においては、アッシュ
又はパティキュレートをパティキュレートトラップから
排出させるために、第二実施形態においては、アッシュ
又はパティキュレートをパティキュレートトラップから
さらに確実に排出させるために、各連通路に配置された
開閉弁を閉弁するようにしたが、全ての開閉弁を同時に
閉弁する必要はなく、アッシュ又はパティキュレートを
排出させる特定のパティキュレートトラップが配置され
た排気ポートを他の排気ポートと連通させるための連通
路に配置された開閉弁を少なくとも閉弁すれば良い。Further, in the first embodiment, in order to discharge ash or particulates from the particulate trap, in the second embodiment, in order to discharge ash or particulates from the particulate trap more reliably, Although the on-off valves arranged in each communication passage are closed, it is not necessary to close all on-off valves at the same time, and an exhaust port in which a specific particulate trap for discharging ash or particulates is arranged. What is necessary is just to close at least the on-off valve arranged in the communication path for communicating with another exhaust port.
【0065】[0065]
【発明の効果】本発明による内燃機関の排気浄化装置に
よれば、機関排気系における排気集合部と各気筒とを連
通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパティキュ
レートトラップと、各パティキュレートトラップの排気
上流側において、各排気ポートを少なくとも一つの他の
排気ポートと連通させるための連通路と、各連通路に配
置された常時開の開閉弁と、少なくとも一つのパティキ
ュレートトラップへの排気ガスの流入を一時的に抑制可
能にする流入抑制手段とを具備し、必要に応じて流入抑
制手段によって少なくとも一つのパティキュレートトラ
ップへの排気ガスの流入を一時的に抑制すると共に、こ
の少なくとも一つのパティキュレートトラップが配置さ
れた排気ポートを他の排気ポートと連通させるためのい
連通路に配置された開閉弁を閉弁するようになっている
ために、この抑制が解除された時には、一斉に多量の排
気ガスが非常に高速でパティキュレートトラップを通過
する。この非常に高速の排気ガスは、パティキュレート
トラップに堆積するアッシュを、容易に崩して細かく
し、パティキュレートトラップの下流側に排出すること
ができる。According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each of the cylinders in the engine exhaust system; A communication path for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port, a normally open / closed valve disposed in each communication path, and exhaust gas to at least one particulate trap. Inflow suppression means for temporarily suppressing the inflow of exhaust gas, and, if necessary, temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into at least one particulate trap by the inflow suppression means. The exhaust port where the particulate trap is located is placed in a communication passage for communicating with the other exhaust port. To adapted to close the open-close valve, this inhibition when it is released all at once to a large amount of exhaust gas passes through the particulate trap at a very high speed. This very high-speed exhaust gas can easily break the ash that accumulates in the particulate trap into small pieces and discharge it to the downstream side of the particulate trap.
【0066】また、本発明によるもう一つの内燃機関の
排気浄化装置によれば、機関排気系における排気集合部
と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置さ
れたパティキュレートトラップと、各パティキュレート
トラップの排気上流側において、各排気ポートを少なく
とも一つの他の排気ポートと連通させるための連通路
と、各連通路に配置された常時開の開閉弁とを具備し、
機関高負荷時において必要に応じて少なくとも一つの排
気ポートを他の排気ポートと連通させるための連通路に
配置された開閉弁を一時的に閉弁するようになっている
ために、この時には、通常時に比較して燃焼圧力が高め
られ、少なくとも一つの排気ポートに対応する気筒の排
気行程において、非常に高速の排気ガスが、対応するパ
ティキュレートトラップを通過する。それにより、前述
同様な効果を得ることができる。Further, according to another exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each of the cylinders in the engine exhaust system; On the exhaust upstream side of the particulate trap, a communication path for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port, and a normally open on-off valve arranged in each communication path,
At the time of high engine load, the on-off valve arranged in the communication passage for communicating at least one exhaust port with another exhaust port as necessary is temporarily closed. The combustion pressure is increased as compared with the normal case, and very high-speed exhaust gas passes through the corresponding particulate trap in the exhaust stroke of the cylinder corresponding to at least one exhaust port. Thereby, the same effect as described above can be obtained.
【0067】また、本発明によるさらにもう一つの内燃
機関の排気浄化装置によれば、機関排気系における排気
集合部と各気筒とを連通する各排気ポートのそれぞれに
配置されたパティキュレートトラップと、各パティキュ
レートトラップの排気上流側において、各排気ポートを
少なくとも一つの他の排気ポートと連通させるための連
通路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能にす
る休止手段とを具備し、必要に応じて休止手段によって
少なくとも一つの気筒を一時的に休止させるようになっ
ているために、休止気筒の排気行程において排気弁が開
弁されると、休止気筒内の負圧と、休止気筒に対応する
パティキュレートトラップの下流側の圧力との差圧によ
って、排気ガスがこのパティキュレートトラップを介し
て休止気筒内へ逆流する。パティキュレートトラップへ
のアッシュの堆積形状は、逆流排気ガスに対しては比較
的崩れ易いために、この逆流排気ガスによって、パティ
キュレートトラップに堆積するアッシュは容易に崩さ
れ、前述同様な効果を得ることができる。According to still another exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, there is provided a particulate trap disposed at each of the exhaust ports communicating the exhaust collecting section and each cylinder in the engine exhaust system, A communication path for communicating each exhaust port with at least one other exhaust port on the exhaust upstream side of each particulate trap, and a deactivating means for temporarily deactivating at least one cylinder are required. At least one of the cylinders is temporarily stopped by the stop means in accordance with the following.When the exhaust valve is opened in the exhaust stroke of the stopped cylinder, the negative pressure in the stopped cylinder and the stopped cylinder Exhaust gas flows back into the deactivated cylinder through this particulate trap due to the pressure difference with the pressure downstream of the corresponding particulate trap. To. Since the shape of the ash deposited on the particulate trap is relatively easily collapsed with respect to the backflow exhaust gas, the ash deposited on the particulate trap is easily broken by the backflow exhaust gas, and the same effect as described above is obtained. be able to.
【図1】本発明による第一実施形態の排気浄化装置が取
り付けられた機関排気系の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an engine exhaust system to which an exhaust gas purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention is attached.
【図2】第一実施形態の排気浄化装置において、開閉弁
開弁時における特定パティキュレートトラップへ流入す
る排気ガスの流速を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a flow rate of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when the on-off valve is opened in the exhaust gas purification apparatus of the first embodiment.
【図3】第一実施形態の排気浄化装置において、開閉弁
閉弁時における特定パティキュレートトラップへ流入す
る排気ガスの流速を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing a flow rate of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when the on-off valve is closed in the exhaust gas purification apparatus of the first embodiment.
【図4】本発明による第二実施形態の排気浄化装置が取
り付けられた内燃機関の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of an internal combustion engine to which an exhaust gas purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention is attached.
【図5】第二実施形態において、特定気筒を休止させた
時の特定パティキュレートトラップへ流入する排気ガス
の流速を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a flow rate of exhaust gas flowing into a specific particulate trap when a specific cylinder is stopped in a second embodiment.
2…排気集合部 3…排気ポート 4…パティキュレートトラップ 5…排気再循環通路 6…連通路 6a…開閉弁 9…可変ノズル 10…排気制御弁 20…吸気ポート 21…吸気絞り弁 22…吸気分岐部 Reference Signs List 2 Exhaust collecting part 3 Exhaust port 4 Particulate trap 5 Exhaust recirculation passage 6 Communication path 6a On-off valve 9 Variable nozzle 10 Exhaust control valve 20 Intake port 21 Intake throttle valve 22 Intake branch Department
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02B 37/12 302 F02D 9/04 E F02D 9/04 G 13/02 J 13/02 17/02 M 17/02 Q F02M 25/07 550R F02M 25/07 550 F02B 37/12 301N (72)発明者 田原 淳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柳原 弘道 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 荒木 康 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02B 37/12 302 F02D 9/04 E F02D 9/04 G 13/02 J 13/02 17/02 M 17/02 Q F02M 25/07 550R F02M 25/07 550 F02B 37/12 301N (72) Inventor Jun Tahara 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Hiromichi Yanagihara 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture No. Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yasushi Yasushi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Co., Ltd.
Claims (14)
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁と、少
なくとも一つの前記パティキュレートトラップへの排気
ガスの流入を一時的に抑制可能にする流入抑制手段とを
具備し、必要に応じて前記流入抑制手段によって前記少
なくとも一つのパティキュレートトラップへの排気ガス
の流入を一時的に抑制すると共に、前記少なくとも一つ
のパティキュレートトラップが配置された前記排気ポー
トを他の前記排気ポートと連通させるための前記連通路
に配置された前記開閉弁を閉弁することを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。1. A particulate trap disposed at each exhaust port that communicates between an exhaust collecting portion and each cylinder in an engine exhaust system, and at least one of the exhaust ports is disposed at an exhaust upstream side of each of the particulate traps. A communication path for communicating with one of the other exhaust ports, a normally open / closed valve disposed in each of the communication paths, and a flow of exhaust gas to at least one of the particulate traps can be temporarily suppressed; Wherein the at least one particulate trap is disposed while temporarily suppressing the inflow of exhaust gas into the at least one particulate trap by the inflow suppression means as required. The opening disposed in the communication passage for communicating the exhaust port with another exhaust port. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising closing a valve.
された排気絞り機構であることを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関の排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said inflow suppressing means is an exhaust throttle mechanism arranged in an engine exhaust system.
されたターボチャージャ・タービンのための可変ノズル
絞り機構であることを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関の排気浄化装置。3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said inflow suppressing means is a variable nozzle throttle mechanism for a turbocharger / turbine disposed in an engine exhaust system.
記パティキュレートトラップの下流側に接続された排気
再循環通路の制御弁であることを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関の排気浄化装置。4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the inflow suppressing means is a control valve of an exhaust gas recirculation passage connected to a downstream side of each of the particulate traps in the engine exhaust system. Exhaust gas purification device.
を遅角する遅角手段であることを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関の排気浄化装置。5. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said inflow suppressing means is a retarding means for retarding an opening timing of an exhaust valve.
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、各前記連通路に配置された常時開の開閉弁とを具
備し、機関高負荷時において必要に応じて少なくとも一
つの前記排気ポートを他の前記排気ポートと連通させる
ための前記連通路に配置された前記開閉弁を一時的に閉
弁することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。6. A particulate trap disposed in each of exhaust ports communicating an exhaust collecting section and each cylinder in an engine exhaust system, and at least one of the exhaust ports is provided at an exhaust upstream side of each of the particulate traps. A communication path for communicating with one of the other exhaust ports, and a normally open on-off valve arranged in each of the communication paths, and at least one of the exhaust ports as necessary at a high engine load. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein the on-off valve arranged in the communication passage for communicating with another exhaust port is temporarily closed.
とを連通する各排気ポートのそれぞれに配置されたパテ
ィキュレートトラップと、各前記パティキュレートトラ
ップの排気上流側において、各前記排気ポートを少なく
とも一つの他の前記排気ポートと連通させるための連通
路と、少なくとも一つの気筒を一時的に休止可能とする
休止手段とを具備し、必要に応じて前記休止手段によっ
て前記少なくとも一つの気筒を一時的に休止させること
を特徴とする内燃機関の排気浄化装置。7. A particulate trap disposed at each exhaust port that communicates between an exhaust collecting part and each cylinder in an engine exhaust system, and at least one of the exhaust ports is provided at an exhaust upstream side of each of the particulate traps. A communication path for communicating with one of the other exhaust ports, and a deactivating means for temporarily deactivating at least one cylinder, and the deactivating means temporarily stops the at least one cylinder if necessary. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the exhaust gas purifying apparatus is temporarily stopped.
され、前記休止手段によって前記少なくとも一つの気筒
を一時的に休止させる時には、前記少なくとも一つの気
筒と前記排気集合部と連通する前記排気ポートを他の前
記排気ポートと連通させるための前記連通路に配置され
た前記開閉弁を閉弁することを特徴とする請求項7に内
燃機関の排気浄化装置。8. A normally open on-off valve is arranged in each of said communication passages, and when said at least one cylinder is temporarily stopped by said stopping means, said at least one cylinder communicates with said exhaust collecting part. 8. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the on-off valve arranged in the communication passage for communicating the exhaust port with another exhaust port is closed.
記少なくとも一つの気筒の排気行程における気筒内圧力
と、前記少なくとも一つの気筒と前記排気集合部とを連
通する前記排気ポートに配置された前記パティキュレー
トトラップの下流側の圧力との差圧を上昇させる差圧上
昇手段を具備することを特徴とする請求項7又は8に記
載の内燃機関の排気浄化装置。9. The cylinder according to claim 1, wherein said at least one cylinder is in an exhaust stroke when the cylinder is deactivated by said deactivation means, and said exhaust port is disposed in said exhaust port communicating said at least one cylinder and said exhaust collecting part. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 7 or 8, further comprising a differential pressure increasing unit configured to increase a differential pressure between the pressure on the downstream side of the particulate trap and the pressure on the downstream side of the particulate trap.
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
行程に先立って、前記排気集合部からの排気ガスの流出
を抑制する流出抑制手段であることを特徴とする請求項
9に記載の内燃機関の排気浄化装置。10. The outflow suppressing means for suppressing outflow of exhaust gas from the exhaust collecting part prior to an exhaust stroke of the at least one cylinder when the engine is stopped by the stopping means. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 9, wherein:
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させる吸気絞り機構であることを特徴とする
請求項9に記載の内燃機関の排気浄化装置。11. The internal combustion engine according to claim 9, wherein said differential pressure increasing means is an intake throttle mechanism for reducing an amount of intake air to said at least one cylinder when stopped by said stopping means. Engine exhaust purification device.
一つの気筒と吸気分岐部とを連通する吸気ポートに配置
されていることを特徴とする請求項11に記載の内燃機
関の排気浄化装置。12. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the intake throttle mechanism is disposed in an intake port communicating the at least one cylinder and an intake branch.
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒への吸
気量を減少させるように、吸気弁の閉弁時期を変更させ
る吸気弁閉弁時期変更手段であることを特徴とする請求
項9に記載の内燃機関の排気浄化装置。13. An intake valve closing timing for changing a closing timing of an intake valve so as to reduce an intake amount to the at least one cylinder when the differential pressure increasing means is stopped by the stopping means. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 9, which is a changing means.
よって休止される時の前記少なくとも一つの気筒の排気
弁の開弁時期を下死点近傍に変更させる排気弁開弁時期
変更手段であることを特徴とする請求項9に記載の内燃
機関の排気浄化装置。14. An exhaust valve opening time changing means for changing an opening time of an exhaust valve of at least one of the cylinders near the bottom dead center when the intake means is stopped by the intake pressure means. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 9, wherein:
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