JP2001115826A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＥＧＲガスと車外に排出される排気ガスとか
らカーボン等の微粒子を捕集すると共に、ＮＯｘを低減
できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 エンジン１の排気系３に介装され、排気
ガス中の微粒子を除去するパティキュレートトラップ１
０Ａ，１０Ｂと、同トラップよりも下流側に配設された
ＮＯｘ触媒装置２０と、ＮＯｘ触媒装置２０に還元剤を
添加するＨＣ添加装置（還元剤添加手段）２２と、上記
パティキュレートトラップとＮＯｘ触媒装置２０との間
と吸気系２とを連通するＥＧＲ通路３１と、同ＥＧＲ通
路３１に介装され、同路３１を開閉する開閉弁３２と、
エンジン１の運転状態に応じて開閉弁３２を制御すると
共に、同開閉弁による排気ガスの吸気系への還流によっ
て得られるＮＯｘ低減効果に応じてＨＣ添加装置２２に
よる還元剤添加量を制御する制御手段４０とを有する。
らカーボン等の微粒子を捕集すると共に、ＮＯｘを低減
できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 エンジン１の排気系３に介装され、排気
ガス中の微粒子を除去するパティキュレートトラップ１
０Ａ，１０Ｂと、同トラップよりも下流側に配設された
ＮＯｘ触媒装置２０と、ＮＯｘ触媒装置２０に還元剤を
添加するＨＣ添加装置（還元剤添加手段）２２と、上記
パティキュレートトラップとＮＯｘ触媒装置２０との間
と吸気系２とを連通するＥＧＲ通路３１と、同ＥＧＲ通
路３１に介装され、同路３１を開閉する開閉弁３２と、
エンジン１の運転状態に応じて開閉弁３２を制御すると
共に、同開閉弁による排気ガスの吸気系への還流によっ
て得られるＮＯｘ低減効果に応じてＨＣ添加装置２２に
よる還元剤添加量を制御する制御手段４０とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、詳しくは、排気ガスの一部を吸気系に還
流させる排気ガス還流装置と、排気ガス中のＮＯｘを浄
化するＮＯｘ触媒とを有する排気浄化装置に関する。
化装置に関し、詳しくは、排気ガスの一部を吸気系に還
流させる排気ガス還流装置と、排気ガス中のＮＯｘを浄
化するＮＯｘ触媒とを有する排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両の内燃機関を駆動すること
により排出される排気ガス中には、ＮＯｘ（窒素酸化
物）等が含まれており、これらのＮＯｘ等は有害成分と
してその排出量が規制されている。このＮＯｘを低減す
る装置として、排気ガスを吸気系に還流させて、燃焼温
度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低減する排気ガス還
流装置（ＥＧＲ装置）や、ＮＯｘを還元処理するＮＯｘ
還元触媒を内蔵した触媒装置等が知られている。
により排出される排気ガス中には、ＮＯｘ（窒素酸化
物）等が含まれており、これらのＮＯｘ等は有害成分と
してその排出量が規制されている。このＮＯｘを低減す
る装置として、排気ガスを吸気系に還流させて、燃焼温
度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低減する排気ガス還
流装置（ＥＧＲ装置）や、ＮＯｘを還元処理するＮＯｘ
還元触媒を内蔵した触媒装置等が知られている。
【０００３】ＥＧＲ装置と触媒装置との両方を備えた排
気浄化装置として、特開平３−７４５６１号公報に、エ
ンジンの排気系に介装されたパティキュレートトラップ
と、排気系のパティキュレートトラップよりも下流側に
介装されたＮＯｘ浄化触媒と、排気系のパティキュレー
トトラップよりも上流側、または排気系のＮＯｘ浄化触
媒よりも下流側から吸気系へ排気ガスを還流させるとも
に、パティキュレートトラップの上流側からの還流とＮ
Ｏｘ浄化触媒の下流側からの還流とを切換るＥＧＲ装置
と、エンジンが低負荷時には排気ガスをＮＯｘ浄化触媒
の上流側から還流させる一方、エンジンが高負荷時には
排気ガスをＮＯｘ浄化触媒の下流側から還流させるよう
にＥＧＲ装置を制御する制御手段とを備えた排気浄化装
置が開示されている。この排気浄化装置は、ＮＯｘ浄化
触媒の浄化性能が低いエンジンの低負荷時及び高負荷時
に、ＥＧＲ装置により排気ガス中に排出されるＮＯｘ量
を低減させてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能を補う。
気浄化装置として、特開平３−７４５６１号公報に、エ
ンジンの排気系に介装されたパティキュレートトラップ
と、排気系のパティキュレートトラップよりも下流側に
介装されたＮＯｘ浄化触媒と、排気系のパティキュレー
トトラップよりも上流側、または排気系のＮＯｘ浄化触
媒よりも下流側から吸気系へ排気ガスを還流させるとも
に、パティキュレートトラップの上流側からの還流とＮ
Ｏｘ浄化触媒の下流側からの還流とを切換るＥＧＲ装置
と、エンジンが低負荷時には排気ガスをＮＯｘ浄化触媒
の上流側から還流させる一方、エンジンが高負荷時には
排気ガスをＮＯｘ浄化触媒の下流側から還流させるよう
にＥＧＲ装置を制御する制御手段とを備えた排気浄化装
置が開示されている。この排気浄化装置は、ＮＯｘ浄化
触媒の浄化性能が低いエンジンの低負荷時及び高負荷時
に、ＥＧＲ装置により排気ガス中に排出されるＮＯｘ量
を低減させてＮＯｘ浄化触媒の浄化性能を補う。
【０００４】また、ＥＧＲ装置及び触媒装置の他にさら
に過給機を備えている排気浄化装置が特開平４−３０１
１７１号公報に開示されており、排気浄化装置は、吸気
系に配設されている過給機よりも上流側に排気ガスを還
流するＥＧＲ通路にフィルタ部材を介装するとともに、
ＥＧＲ通路のフィルタ部材よりも排気系側にブローバイ
ガス還元通路を接続して構成されている。この排気浄化
装置では、ＥＧＲ通路のフィルタ部材よりも上流側にお
いて、排気ガスとブローバイガスとが混合することによ
り、ブローバイガスに含まれるオイルミストが排気ガス
に含まれるカーボンに吸着されて融合状態となる。さら
に、オイルミストとカーボンの融合物が排気ガスの熱で
炭化され、この融合物がフィルタ部材によって濾過され
て、排気ガス中に含まれるカーボンが過給機や吸気通路
に達することが防止される。
に過給機を備えている排気浄化装置が特開平４−３０１
１７１号公報に開示されており、排気浄化装置は、吸気
系に配設されている過給機よりも上流側に排気ガスを還
流するＥＧＲ通路にフィルタ部材を介装するとともに、
ＥＧＲ通路のフィルタ部材よりも排気系側にブローバイ
ガス還元通路を接続して構成されている。この排気浄化
装置では、ＥＧＲ通路のフィルタ部材よりも上流側にお
いて、排気ガスとブローバイガスとが混合することによ
り、ブローバイガスに含まれるオイルミストが排気ガス
に含まれるカーボンに吸着されて融合状態となる。さら
に、オイルミストとカーボンの融合物が排気ガスの熱で
炭化され、この融合物がフィルタ部材によって濾過され
て、排気ガス中に含まれるカーボンが過給機や吸気通路
に達することが防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−７４５６１号公報に記載された排気浄化装置では、
ＮＯｘ浄化触媒を通過した排気ガスは、その組成が変化
することによりＮＯｘ浄化触媒を通過する前の排気ガス
の比熱に比べてその比熱が低下する。本来、ＥＧＲ装置
は、燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低減する
ものであるので、比熱の高い排気ガスを吸気系に還流す
ることによって、燃焼温度を下げてＮＯｘ低減効果が得
られる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒を通過した排気ガ
スをＥＧＲ装置によって吸気系に還流しても、ＮＯｘ浄
化触媒を通過する前の排気ガスを吸気系に還流した場合
と同様のＮＯｘ低減効果を得ることは困難である。ま
た、排気系のＮＯｘ浄化触媒よりも上流側から吸気系へ
排気ガスを還流させる場合でも、排気系のパティキュレ
ートトラップよりも上流側から吸気系へ排気ガスを還流
させているので、排気ガス中のカーボン等の微粒子が燃
焼室内に吸入されてエンジンに対して悪影響を与えるお
それがある。さらに、排気系のＮＯｘ浄化触媒よりも下
流側から吸気系へ排気ガスを還流させているので、この
排気ガスを還流させる配管の距離が長くなり、排気浄化
装置が大型化するという問題点がある。特に、トラック
等の大型車の場合においては、吸気系とＮＯｘ触媒装置
との距離が離れているので、排気ガスを還流させる配管
のレイアウトが複雑になるとともに、排気浄化装置も大
型化する。
３−７４５６１号公報に記載された排気浄化装置では、
ＮＯｘ浄化触媒を通過した排気ガスは、その組成が変化
することによりＮＯｘ浄化触媒を通過する前の排気ガス
の比熱に比べてその比熱が低下する。本来、ＥＧＲ装置
は、燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量を低減する
ものであるので、比熱の高い排気ガスを吸気系に還流す
ることによって、燃焼温度を下げてＮＯｘ低減効果が得
られる。したがって、ＮＯｘ浄化触媒を通過した排気ガ
スをＥＧＲ装置によって吸気系に還流しても、ＮＯｘ浄
化触媒を通過する前の排気ガスを吸気系に還流した場合
と同様のＮＯｘ低減効果を得ることは困難である。ま
た、排気系のＮＯｘ浄化触媒よりも上流側から吸気系へ
排気ガスを還流させる場合でも、排気系のパティキュレ
ートトラップよりも上流側から吸気系へ排気ガスを還流
させているので、排気ガス中のカーボン等の微粒子が燃
焼室内に吸入されてエンジンに対して悪影響を与えるお
それがある。さらに、排気系のＮＯｘ浄化触媒よりも下
流側から吸気系へ排気ガスを還流させているので、この
排気ガスを還流させる配管の距離が長くなり、排気浄化
装置が大型化するという問題点がある。特に、トラック
等の大型車の場合においては、吸気系とＮＯｘ触媒装置
との距離が離れているので、排気ガスを還流させる配管
のレイアウトが複雑になるとともに、排気浄化装置も大
型化する。
【０００６】特開平４−３０１１７１号公報に記載され
た排気浄化装置では、ＥＧＲによって吸気系に還流され
るＥＧＲガスをフィルタ部材によって濾過しているの
で、過給機やエンジンに排気ガス中のカーボン等の微粒
子が吸入されることは防止されるが、ブローバイガスを
利用しているので、ブローバイガス還元通路を設けなけ
らばならず、装置が複雑になり、大型化するという問題
点がある。また、ＥＧＲガスは、フィルタ部材によって
濾過されているが、通常、排出される排気ガスはカーボ
ン等の微粒子を捕集するパティキュレートトラップを介
していないので、排気ガス中の微粒子はそのまま車外に
排出されてしまうという問題点がある。
た排気浄化装置では、ＥＧＲによって吸気系に還流され
るＥＧＲガスをフィルタ部材によって濾過しているの
で、過給機やエンジンに排気ガス中のカーボン等の微粒
子が吸入されることは防止されるが、ブローバイガスを
利用しているので、ブローバイガス還元通路を設けなけ
らばならず、装置が複雑になり、大型化するという問題
点がある。また、ＥＧＲガスは、フィルタ部材によって
濾過されているが、通常、排出される排気ガスはカーボ
ン等の微粒子を捕集するパティキュレートトラップを介
していないので、排気ガス中の微粒子はそのまま車外に
排出されてしまうという問題点がある。
【０００７】よって、本発明は前述の問題点を解決し、
ＥＧＲと車外に排出される排気ガスとからカーボン等の
微粒子を捕集すると共に、触媒装置とＥＧＲ装置とによ
ってＮＯｘを低減でき、また装置を小型化できる内燃機
関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
ＥＧＲと車外に排出される排気ガスとからカーボン等の
微粒子を捕集すると共に、触媒装置とＥＧＲ装置とによ
ってＮＯｘを低減でき、また装置を小型化できる内燃機
関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジンの排気系に介装され、排気ガス中の微粒子を除去す
るパティキュレートトラップと、上記排気系の上記パテ
ィキュレートトラップよりも下流側に配設されたＮＯｘ
触媒装置と、上記ＮＯｘ触媒装置に還元剤を添加する還
元剤添加手段と、上記排気系の上記パティキュレートト
ラップと上記ＮＯｘ触媒装置との間と、上記エンジンの
吸気系とを互いに連通するＥＧＲ通路と、上記ＥＧＲ通
路に介装されていて、上記ＥＧＲ通路を開閉する開閉弁
と、上記エンジンの運転状態に応じて上記開閉弁を制御
すると共に、上記開閉弁による排気ガスの吸気系への還
流によって得られるＮＯｘ低減効果に応じて上記還元剤
添加手段による還元剤添加量を制御する制御手段と、を
有することを特徴とする。
ジンの排気系に介装され、排気ガス中の微粒子を除去す
るパティキュレートトラップと、上記排気系の上記パテ
ィキュレートトラップよりも下流側に配設されたＮＯｘ
触媒装置と、上記ＮＯｘ触媒装置に還元剤を添加する還
元剤添加手段と、上記排気系の上記パティキュレートト
ラップと上記ＮＯｘ触媒装置との間と、上記エンジンの
吸気系とを互いに連通するＥＧＲ通路と、上記ＥＧＲ通
路に介装されていて、上記ＥＧＲ通路を開閉する開閉弁
と、上記エンジンの運転状態に応じて上記開閉弁を制御
すると共に、上記開閉弁による排気ガスの吸気系への還
流によって得られるＮＯｘ低減効果に応じて上記還元剤
添加手段による還元剤添加量を制御する制御手段と、を
有することを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の内燃機
関の排気浄化装置において、上記制御手段が、上記開閉
弁を閉弁して排気ガスの吸気系への還流を行っていない
ときより、上記開閉弁を開弁して排気ガスの吸気系への
還流を行っているときの方が還元剤添加量を少なくする
ことを特徴とする。
関の排気浄化装置において、上記制御手段が、上記開閉
弁を閉弁して排気ガスの吸気系への還流を行っていない
ときより、上記開閉弁を開弁して排気ガスの吸気系への
還流を行っているときの方が還元剤添加量を少なくする
ことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明の第１実施形態とし
ての内燃機関の排気浄化装置の全体概略図を示す。この
内燃機関の排気浄化装置は、排気ガス中のカーボン微粒
子等を核とするパティキュレートを除去する第１、第２
のパティキュレートトラップ１０Ａ，１０Ｂ（以下、第
１のトラップ１０Ａ、第２のトラップ１０Ｂという）
と、排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒装置２０
と、排気ガスを吸気系に還流して、燃焼温度の上昇を抑
えてＮＯｘの生成量を低減する排気ガス還流装置として
のＥＧＲ装置３０と、パティキュレートトラップ１０
Ａ，１０Ｂ、ＮＯｘ触媒装置２０及びＥＧＲ装置３０を
制御する制御手段４０とから主に構成されている。
ての内燃機関の排気浄化装置の全体概略図を示す。この
内燃機関の排気浄化装置は、排気ガス中のカーボン微粒
子等を核とするパティキュレートを除去する第１、第２
のパティキュレートトラップ１０Ａ，１０Ｂ（以下、第
１のトラップ１０Ａ、第２のトラップ１０Ｂという）
と、排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒装置２０
と、排気ガスを吸気系に還流して、燃焼温度の上昇を抑
えてＮＯｘの生成量を低減する排気ガス還流装置として
のＥＧＲ装置３０と、パティキュレートトラップ１０
Ａ，１０Ｂ、ＮＯｘ触媒装置２０及びＥＧＲ装置３０を
制御する制御手段４０とから主に構成されている。
【００１１】図１において、符号１は、内燃機関として
のディーゼルエンジンを示す（以下、エンジンとい
う）。エンジン１の吸気側には吸気マニホールドを介し
て吸気系としての吸気管２が、排気側には排気マニホー
ルドを介して排気系としての排気管３がそれぞれ接続さ
れている。排気管３の下流側は、第１の分岐管３Ａと第
２の分岐管３Ｂとに分岐されている。
のディーゼルエンジンを示す（以下、エンジンとい
う）。エンジン１の吸気側には吸気マニホールドを介し
て吸気系としての吸気管２が、排気側には排気マニホー
ルドを介して排気系としての排気管３がそれぞれ接続さ
れている。排気管３の下流側は、第１の分岐管３Ａと第
２の分岐管３Ｂとに分岐されている。
【００１２】第１の分岐管３Ａ及び第２の分岐管３Ｂに
は、それぞれ第１、第２のトラップ１０Ａ，１０Ｂが設
けられている。第１のトラップ１０Ａ及び第２のトラッ
プ１０Ｂは、同一の構成なので第１のトラップ１０Ａの
構成についてのみ説明する。なお、第２のトラップ１０
Ｂの構成は、第１のトラップ１０Ａに用いる符号のＡの
代わりにＢを付して図示する。
は、それぞれ第１、第２のトラップ１０Ａ，１０Ｂが設
けられている。第１のトラップ１０Ａ及び第２のトラッ
プ１０Ｂは、同一の構成なので第１のトラップ１０Ａの
構成についてのみ説明する。なお、第２のトラップ１０
Ｂの構成は、第１のトラップ１０Ａに用いる符号のＡの
代わりにＢを付して図示する。
【００１３】第１のトラップ１０Ａは、排気ガス中のパ
ティキュレートを捕集するセラミック製のパティキュレ
ートフィルタ１１Ａ（以下フィルタ１１Ａという）と、
フィルタ１１Ａの排気ガス流入側に配置され、フィルタ
１１Ａを加熱して捕集したパティキュレートを燃焼させ
る電気ヒータ１２Ａと、電気ヒータ１２Ａのさらに排気
ガス流入側に配置された通気孔を多数形成された熱反射
板１３Ａとから主に構成されている。
ティキュレートを捕集するセラミック製のパティキュレ
ートフィルタ１１Ａ（以下フィルタ１１Ａという）と、
フィルタ１１Ａの排気ガス流入側に配置され、フィルタ
１１Ａを加熱して捕集したパティキュレートを燃焼させ
る電気ヒータ１２Ａと、電気ヒータ１２Ａのさらに排気
ガス流入側に配置された通気孔を多数形成された熱反射
板１３Ａとから主に構成されている。
【００１４】電気ヒータ１２Ａは、バッテリー１４に接
続されているとともに、制御手段としてのマイクロコン
ピュータで要部が構成されているエンジンコントロール
ユニット４０（以下、ＥＣＵ４０という）によってフィ
ルタ再生時に通電されて発熱するように制御される。電
気ヒータ１２Ａの発熱による熱エネルギーでフィルタ１
１Ａに捕集されたパティキュレートを加熱、燃焼させ、
フィルタ１１Ａを再生する。なお、熱反射板１３Ａはフ
ィルタ１１Ａと反対側に放射される熱を反射し、あるい
は一旦吸収した上で流動する排気ガスに戻し、パティキ
ュレートの加熱を促進する。
続されているとともに、制御手段としてのマイクロコン
ピュータで要部が構成されているエンジンコントロール
ユニット４０（以下、ＥＣＵ４０という）によってフィ
ルタ再生時に通電されて発熱するように制御される。電
気ヒータ１２Ａの発熱による熱エネルギーでフィルタ１
１Ａに捕集されたパティキュレートを加熱、燃焼させ、
フィルタ１１Ａを再生する。なお、熱反射板１３Ａはフ
ィルタ１１Ａと反対側に放射される熱を反射し、あるい
は一旦吸収した上で流動する排気ガスに戻し、パティキ
ュレートの加熱を促進する。
【００１５】フィルタ１１Ａは、多数の細路１５Ａを同
一方向に向けて積層されたハニカム構造を採るセラミッ
ク製であり、細路１５Ａの側壁を透過する排気ガスより
パティキュレートを捕集するように構成されている。
一方向に向けて積層されたハニカム構造を採るセラミッ
ク製であり、細路１５Ａの側壁を透過する排気ガスより
パティキュレートを捕集するように構成されている。
【００１６】また、ＥＣＵ４０には、各トラップ１０
Ａ，１０Ｂの圧損を検出するための図示しない排気圧力
センサ、吸入空気の流量、温度、圧力をそれぞれ検出す
る各センサ及び排気ガスの温度を検出するセンサ等がそ
れぞれ接続されている。ＥＣＵ４０は、これらのセンサ
からの情報に基づいて電気ヒータ１２Ａまたは電気ヒー
タ１２Ｂのうちのいずれか一方を作動させる。
Ａ，１０Ｂの圧損を検出するための図示しない排気圧力
センサ、吸入空気の流量、温度、圧力をそれぞれ検出す
る各センサ及び排気ガスの温度を検出するセンサ等がそ
れぞれ接続されている。ＥＣＵ４０は、これらのセンサ
からの情報に基づいて電気ヒータ１２Ａまたは電気ヒー
タ１２Ｂのうちのいずれか一方を作動させる。
【００１７】第１のトラップ１０Ａ、第２のトラップ１
０Ｂの排気ガス流入側の上流には、ＥＣＵ４０からの信
号に応じて、トラップ１０Ａが再生時であるときに、第
１の分岐管３Ａを閉鎖し、トラップ１０Ｂが再生時であ
るときに、第２の分岐管３Ｂを閉鎖する図示しない切換
弁がそれぞれ設けられている。なお、各トラップ１０
Ａ，１０Ｂに設けられている各種センサ、電気ヒータ１
２Ａ，１２Ｂ及び切換弁等のＥＣＵ４０への接続線は、
図を簡略化するために省略した。
０Ｂの排気ガス流入側の上流には、ＥＣＵ４０からの信
号に応じて、トラップ１０Ａが再生時であるときに、第
１の分岐管３Ａを閉鎖し、トラップ１０Ｂが再生時であ
るときに、第２の分岐管３Ｂを閉鎖する図示しない切換
弁がそれぞれ設けられている。なお、各トラップ１０
Ａ，１０Ｂに設けられている各種センサ、電気ヒータ１
２Ａ，１２Ｂ及び切換弁等のＥＣＵ４０への接続線は、
図を簡略化するために省略した。
【００１８】第１の分岐管３Ａのトラップ１０Ａよりも
下流側と、第２の分岐管３Ｂのトラップ１０Ｂよりも下
流側とは互いに合流している。排気管３の第１の分岐管
３Ａと第２の分岐管３Ｂとの合流部３ａよりも下流側に
は、排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒装置２０
が設けられている。ＮＯｘ触媒装置２０は、ＮＯｘ触媒
２１を備え、このＮＯｘ浄化触媒にＨＣ（炭化水素）を
添加する還元剤添加手段としてのＨＣ添加装置２２を備
える。
下流側と、第２の分岐管３Ｂのトラップ１０Ｂよりも下
流側とは互いに合流している。排気管３の第１の分岐管
３Ａと第２の分岐管３Ｂとの合流部３ａよりも下流側に
は、排気ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒装置２０
が設けられている。ＮＯｘ触媒装置２０は、ＮＯｘ触媒
２１を備え、このＮＯｘ浄化触媒にＨＣ（炭化水素）を
添加する還元剤添加手段としてのＨＣ添加装置２２を備
える。
【００１９】ＮＯｘ触媒２１は、ＨＣの供給を受けるこ
とによって、このＨＣ成分を還元剤としてＮＯｘの浄化
効率を向上し、ＮＯｘを効果的にＮ2とＯ2とに分解す
る。ＮＯｘ触媒２１は、触媒の温度によってその浄化効
率が変化する。ここで、触媒温度とＮＯｘ浄化効率との
関係を図２に示す。同図において、横軸は触媒温度を、
縦軸はＮＯｘ浄化効率をそれぞれ示している。この図２
に示すＮＯｘ浄化効率の特性から明らかなように、ＮＯ
ｘ触媒２１は、触媒温度がＴｃ0以下のとき及びＴｃ1以
上のときにＮＯｘ浄化効率が著しく低下する。ここで、
触媒温度をＴとすると、Ｔ≦Ｔｃ0またはＴｃ1≦Ｔのと
きに、ＮＯｘ触媒２１のＮＯｘ浄化効率が著しく低下す
る。ＮＯｘ触媒２１には、このＮＯｘ触媒２１の温度を
検出する触媒温度検出手段としての温度センサ２３が設
けられている。温度センサ２３は、ＥＣＵ４０に接続さ
れており、ＮＯｘ触媒２１の温度情報をＥＣＵ４０に出
力する。なお、本例においては、温度センサ２３によっ
てＮＯｘ触媒２１の温度を検出することで排気ガスの浄
化状態も検出している。すなわち、温度センサ２３が排
気ガス浄化検出手段も兼ねている。
とによって、このＨＣ成分を還元剤としてＮＯｘの浄化
効率を向上し、ＮＯｘを効果的にＮ2とＯ2とに分解す
る。ＮＯｘ触媒２１は、触媒の温度によってその浄化効
率が変化する。ここで、触媒温度とＮＯｘ浄化効率との
関係を図２に示す。同図において、横軸は触媒温度を、
縦軸はＮＯｘ浄化効率をそれぞれ示している。この図２
に示すＮＯｘ浄化効率の特性から明らかなように、ＮＯ
ｘ触媒２１は、触媒温度がＴｃ0以下のとき及びＴｃ1以
上のときにＮＯｘ浄化効率が著しく低下する。ここで、
触媒温度をＴとすると、Ｔ≦Ｔｃ0またはＴｃ1≦Ｔのと
きに、ＮＯｘ触媒２１のＮＯｘ浄化効率が著しく低下す
る。ＮＯｘ触媒２１には、このＮＯｘ触媒２１の温度を
検出する触媒温度検出手段としての温度センサ２３が設
けられている。温度センサ２３は、ＥＣＵ４０に接続さ
れており、ＮＯｘ触媒２１の温度情報をＥＣＵ４０に出
力する。なお、本例においては、温度センサ２３によっ
てＮＯｘ触媒２１の温度を検出することで排気ガスの浄
化状態も検出している。すなわち、温度センサ２３が排
気ガス浄化検出手段も兼ねている。
【００２０】ＮＯｘ触媒２１の上流側のＨＣ添加装置２
２は、排気管３内の排気ガスにＨＣを添加するインジェ
クタ２４と、ＨＣを貯溜するタンク２５と、このタンク
２５からインジェクタ２４にＨＣを供給するポンプ２６
とから構成されている。ポンプ２６は、ＥＣＵ４０に接
続されており、その作動をＥＣＵ４０に制御される。
２は、排気管３内の排気ガスにＨＣを添加するインジェ
クタ２４と、ＨＣを貯溜するタンク２５と、このタンク
２５からインジェクタ２４にＨＣを供給するポンプ２６
とから構成されている。ポンプ２６は、ＥＣＵ４０に接
続されており、その作動をＥＣＵ４０に制御される。
【００２１】排気管３の合流部３ａとＮＯｘ触媒２１と
の間と、吸気管２とはＥＧＲ通路３１によって連通され
ている。ＥＧＲ通路３１は、第１、第２のトラップ１０
Ａ，１０ＢとＮＯｘ触媒装置２０との間の排気管３から
吸気管２に排気ガスを還流する。ＥＧＲ通路３１には、
このＥＧＲ通路３１を開閉する開閉弁３２が設けられて
いる。開閉弁３２は、電磁弁３３によって開閉作動され
る。電磁弁３３は、ＥＣＵ４０に接続されており、その
作動をＥＣＵ４０に制御される。ＥＧＲ装置３０は、Ｅ
ＧＲ通路３１、開閉弁３２及び電磁弁３３により構成さ
れている。
の間と、吸気管２とはＥＧＲ通路３１によって連通され
ている。ＥＧＲ通路３１は、第１、第２のトラップ１０
Ａ，１０ＢとＮＯｘ触媒装置２０との間の排気管３から
吸気管２に排気ガスを還流する。ＥＧＲ通路３１には、
このＥＧＲ通路３１を開閉する開閉弁３２が設けられて
いる。開閉弁３２は、電磁弁３３によって開閉作動され
る。電磁弁３３は、ＥＣＵ４０に接続されており、その
作動をＥＣＵ４０に制御される。ＥＧＲ装置３０は、Ｅ
ＧＲ通路３１、開閉弁３２及び電磁弁３３により構成さ
れている。
【００２２】次に第１の内燃機関の排気浄化装置の動作
について説明する。まず、トラップ１０Ａ，１０Ｂの動
作について説明する。始めはトラップ１０Ａによってパ
ティキュレートの捕集が行なわれる。エンジン１が始動
されてエンジン１から排気管３に排気ガスが排出され
る。この排気ガスが第１の分岐管３Ａを経て第１のトラ
ップ１０Ａに達し、ここでパティキュレートが捕集され
る。
について説明する。まず、トラップ１０Ａ，１０Ｂの動
作について説明する。始めはトラップ１０Ａによってパ
ティキュレートの捕集が行なわれる。エンジン１が始動
されてエンジン１から排気管３に排気ガスが排出され
る。この排気ガスが第１の分岐管３Ａを経て第１のトラ
ップ１０Ａに達し、ここでパティキュレートが捕集され
る。
【００２３】ＥＣＵ４０は、排気圧力センサ、吸入空気
の流量、温度、圧力をそれぞれ検出する各センサ及び排
気ガスの温度を検出するセンサ等からの各情報に基づい
て、第１のトラップ１０Ａのパティキュレート捕集状態
を検出する。さらに、ＥＣＵ４０は、パティキュレート
の捕集量が所定量以上になったことを検出すると、排気
ガスが第２の分岐管３Ｂに流れるように切換弁を作動さ
せる。
の流量、温度、圧力をそれぞれ検出する各センサ及び排
気ガスの温度を検出するセンサ等からの各情報に基づい
て、第１のトラップ１０Ａのパティキュレート捕集状態
を検出する。さらに、ＥＣＵ４０は、パティキュレート
の捕集量が所定量以上になったことを検出すると、排気
ガスが第２の分岐管３Ｂに流れるように切換弁を作動さ
せる。
【００２４】第２のトラップ１０Ｂにおいてパティキュ
レートの捕集が開始されると、ＥＣＵ４０は、電気ヒー
タ１２Ａを作動させて、第１のトラップ１０Ａに捕集さ
れたパティキュレートを燃焼させて第１のトラップ１０
Ａの再生を行う。
レートの捕集が開始されると、ＥＣＵ４０は、電気ヒー
タ１２Ａを作動させて、第１のトラップ１０Ａに捕集さ
れたパティキュレートを燃焼させて第１のトラップ１０
Ａの再生を行う。
【００２５】第１、第２のトラップ１０Ａ，１０Ｂの両
パティキュレートトラップは、パティキュレートの捕集
と、第１、第２のトラップ１０Ａ，１０Ｂの再生とを交
互に繰り返すことにより、排気ガス中のパティキュレー
トを除去して、排気ガスを排気管３の合流部３ａに排出
する。
パティキュレートトラップは、パティキュレートの捕集
と、第１、第２のトラップ１０Ａ，１０Ｂの再生とを交
互に繰り返すことにより、排気ガス中のパティキュレー
トを除去して、排気ガスを排気管３の合流部３ａに排出
する。
【００２６】パティキュレートが除去された排気ガスに
は、ＨＣ添加装置２２によって所定量のＨＣが添加さ
れ、この後、排気ガスはＮＯｘ触媒２１に達する。この
ＮＯｘ触媒２１において、排気ガス中のＮＯｘがＮ2と
Ｏ2とに分解され、ＨＣがＨ2ＯとＣＯ2とに分解され
る。したがって、排気ガス中のＮＯｘやＨＣは、無害化
処理されて大気に排出される。
は、ＨＣ添加装置２２によって所定量のＨＣが添加さ
れ、この後、排気ガスはＮＯｘ触媒２１に達する。この
ＮＯｘ触媒２１において、排気ガス中のＮＯｘがＮ2と
Ｏ2とに分解され、ＨＣがＨ2ＯとＣＯ2とに分解され
る。したがって、排気ガス中のＮＯｘやＨＣは、無害化
処理されて大気に排出される。
【００２７】ところが、図２に示したように、ＮＯｘ触
媒２１は、触媒温度がＴｃ0以下のとき、すわなち、エ
ンジン始動直後やエンジンの低負荷時、または触媒温度
がＴｃ1以上のとき、すなわち、エンジンの高負荷時に
はＮＯｘ浄化効率が著しく低下する。そこで、ＮＯｘ触
媒２１の温度がＴｃ0以下のときやＴｃ1以上のときに
は、ＥＧＲ装置３０を作動させてＥＧＲ装置３０によっ
てＮＯｘを低減する。
媒２１は、触媒温度がＴｃ0以下のとき、すわなち、エ
ンジン始動直後やエンジンの低負荷時、または触媒温度
がＴｃ1以上のとき、すなわち、エンジンの高負荷時に
はＮＯｘ浄化効率が著しく低下する。そこで、ＮＯｘ触
媒２１の温度がＴｃ0以下のときやＴｃ1以上のときに
は、ＥＧＲ装置３０を作動させてＥＧＲ装置３０によっ
てＮＯｘを低減する。
【００２８】ＥＣＵ４０が、温度センサ２３からの温度
情報によってＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ0以下の温度
や、Ｔｃ1以上の温度に変位したこと、換言すると、触
媒温度ＴがＴ≦Ｔｃ0またはＴｃ1≦Ｔに変位したことを
判断すると、ＥＣＵ４０は、電磁弁３３を作動して開閉
弁３２を開弁する。開閉弁３２が開弁されると、排気ガ
スは、排気管３からＥＧＲ通路３１に流入して、ＥＧＲ
通路３１を流れて吸気管２に還流される。吸気管２に還
流された排気ガスは、空気とともにエンジンに吸入され
て、燃焼室内の燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量
を低減する。
情報によってＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ0以下の温度
や、Ｔｃ1以上の温度に変位したこと、換言すると、触
媒温度ＴがＴ≦Ｔｃ0またはＴｃ1≦Ｔに変位したことを
判断すると、ＥＣＵ４０は、電磁弁３３を作動して開閉
弁３２を開弁する。開閉弁３２が開弁されると、排気ガ
スは、排気管３からＥＧＲ通路３１に流入して、ＥＧＲ
通路３１を流れて吸気管２に還流される。吸気管２に還
流された排気ガスは、空気とともにエンジンに吸入され
て、燃焼室内の燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量
を低減する。
【００２９】ここで、ＥＧＲ通路３１を介して排気管３
から吸気管２に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）につ
いて説明する。吸気管２に還流される排気ガスは、排気
管３の第１、第２のトラップ１０Ａ，１０ＢとＮＯｘ触
媒２１との間から取り出されている。この部位から排気
ガスを取り出すことによって、ＮＯｘ触媒２１を通過す
ることによる組成変化で比熱が低下した排気ガスに比べ
て高い比熱を有し、かつ、排気ガス中のパティキュレー
トが除去された排気ガスを吸気管２に還流することがで
きる。
から吸気管２に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）につ
いて説明する。吸気管２に還流される排気ガスは、排気
管３の第１、第２のトラップ１０Ａ，１０ＢとＮＯｘ触
媒２１との間から取り出されている。この部位から排気
ガスを取り出すことによって、ＮＯｘ触媒２１を通過す
ることによる組成変化で比熱が低下した排気ガスに比べ
て高い比熱を有し、かつ、排気ガス中のパティキュレー
トが除去された排気ガスを吸気管２に還流することがで
きる。
【００３０】一方、ＥＣＵ４０が、温度センサ２３から
の温度情報によってＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ0とＴ
ｃ1との間の所定範囲内に変位したこと、換言すると、
触媒温度ＴがＴｃ0＜Ｔ＜Ｔｃ1に変位したことを判断す
ると、ＥＣＵ４０は、電磁弁３３の作動を解除して開閉
弁３２を閉弁して、吸気管２への排気ガスの還流を停止
する。前述した開閉弁３２の開閉動作とＮＯｘ触媒２１
の温度との関係を図３に示す。
の温度情報によってＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ0とＴ
ｃ1との間の所定範囲内に変位したこと、換言すると、
触媒温度ＴがＴｃ0＜Ｔ＜Ｔｃ1に変位したことを判断す
ると、ＥＣＵ４０は、電磁弁３３の作動を解除して開閉
弁３２を閉弁して、吸気管２への排気ガスの還流を停止
する。前述した開閉弁３２の開閉動作とＮＯｘ触媒２１
の温度との関係を図３に示す。
【００３１】また、前述の第１実施形態の変形例とし
て、図４に示すように、ＥＣＵ４０によってＥＧＲ装置
３０の開閉弁３２の開閉度が漸次変化するように電磁弁
３３を制御しても良い。この場合には、前述の第１実施
形態よりもＮＯｘ触媒装置２０とＥＧＲ装置３０との切
換が滑らかに行なわれて、ＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ
0及びＴｃ1の近傍のときに、前述の実施例よりも効果的
にＮＯｘを低減することができる。
て、図４に示すように、ＥＣＵ４０によってＥＧＲ装置
３０の開閉弁３２の開閉度が漸次変化するように電磁弁
３３を制御しても良い。この場合には、前述の第１実施
形態よりもＮＯｘ触媒装置２０とＥＧＲ装置３０との切
換が滑らかに行なわれて、ＮＯｘ触媒２１の温度がＴｃ
0及びＴｃ1の近傍のときに、前述の実施例よりも効果的
にＮＯｘを低減することができる。
【００３２】次に、第２の実施形態としての内燃機関の
排気浄化装置を図５に示す。同図において、図１に示す
部材と同様の部材には、図１で用いた符号と同一符号を
付すにとどめてその説明を省略し相違する点について説
明する。
排気浄化装置を図５に示す。同図において、図１に示す
部材と同様の部材には、図１で用いた符号と同一符号を
付すにとどめてその説明を省略し相違する点について説
明する。
【００３３】ＥＧＲ通路３１の排気管３と開閉弁３２と
の間には、排気ガスを冷却する冷却手段としてのクーラ
３４が配設されている。クーラ３４は、エンジン１のラ
ジエータから冷却水を供給されている。クーラ３４内の
冷却水は、ラジエータのウォータポンプによって、図
中、矢印Ｃで示すように、ラジエータとクーラ３４とに
循環されている。このクーラ３４により、吸気管２に還
流される排気ガスは冷却され、その比熱を高められる。
排気ガスを冷却しない場合よりも、ＥＧＲ装置３０によ
るＮＯｘ低減効果が得られる。
の間には、排気ガスを冷却する冷却手段としてのクーラ
３４が配設されている。クーラ３４は、エンジン１のラ
ジエータから冷却水を供給されている。クーラ３４内の
冷却水は、ラジエータのウォータポンプによって、図
中、矢印Ｃで示すように、ラジエータとクーラ３４とに
循環されている。このクーラ３４により、吸気管２に還
流される排気ガスは冷却され、その比熱を高められる。
排気ガスを冷却しない場合よりも、ＥＧＲ装置３０によ
るＮＯｘ低減効果が得られる。
【００３４】排気管３の排気マニホールドの直後の合流
部には、排気ガスによって駆動される回収タービン５が
配設されている。吸気管２のエンジン１とＥＧＲ通路３
１が連通している連通部との間には、吸入空位を過給す
る過給機４が設けられている。過給機４は、２個のまゆ
型ロータを回転させて過給を行なうルーツ式であり、回
収タービン５の駆動力を伝達手段６を介して伝達されて
駆動される。伝達手段６は、複数のギヤと、無段変速を
行う周知の無段変速機（ＣＶＴ）７とから構成されてい
る。ＣＶＴ７は、一対のプーリ７ａ，７ｂに巻装される
ベルト７ｃの巻き付け径比を図示しない油圧アクチュエ
ータによって変化させて無段変速を行うものである。
部には、排気ガスによって駆動される回収タービン５が
配設されている。吸気管２のエンジン１とＥＧＲ通路３
１が連通している連通部との間には、吸入空位を過給す
る過給機４が設けられている。過給機４は、２個のまゆ
型ロータを回転させて過給を行なうルーツ式であり、回
収タービン５の駆動力を伝達手段６を介して伝達されて
駆動される。伝達手段６は、複数のギヤと、無段変速を
行う周知の無段変速機（ＣＶＴ）７とから構成されてい
る。ＣＶＴ７は、一対のプーリ７ａ，７ｂに巻装される
ベルト７ｃの巻き付け径比を図示しない油圧アクチュエ
ータによって変化させて無段変速を行うものである。
【００３５】ＥＣＵ４０には、エンジン１の回転数を検
出するエンジン回転数検出手段としての回転数検出セン
サ４１と、エンジン１の負荷状態を検出するエンジン負
荷検出手段としての負荷検出センサ４２とがそれぞれ接
続されており、回転数検出センサ４１及び負荷検出セン
サ４２からの検出結果が入力される。また、ＥＣＵ４０
には、回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４２か
らの検出結果に応じて開閉弁３２の開閉時期、開閉量を
決定するＥＧＲ制御マップが記憶されている。なお、本
例においては、回転数検出センサ４１及び負荷検出セン
サ４２からの検出結果によって排気ガスの浄化状態も検
出している。すなわち、回転数検出センサ４１及び負荷
検出センサ４２が排気ガス浄化検出手段も兼ねている。
出するエンジン回転数検出手段としての回転数検出セン
サ４１と、エンジン１の負荷状態を検出するエンジン負
荷検出手段としての負荷検出センサ４２とがそれぞれ接
続されており、回転数検出センサ４１及び負荷検出セン
サ４２からの検出結果が入力される。また、ＥＣＵ４０
には、回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４２か
らの検出結果に応じて開閉弁３２の開閉時期、開閉量を
決定するＥＧＲ制御マップが記憶されている。なお、本
例においては、回転数検出センサ４１及び負荷検出セン
サ４２からの検出結果によって排気ガスの浄化状態も検
出している。すなわち、回転数検出センサ４１及び負荷
検出センサ４２が排気ガス浄化検出手段も兼ねている。
【００３６】次に内燃機関の排気浄化装置の動作につい
て説明する。エンジン１が高負荷状態であるときに、Ｅ
ＣＵ４０に回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４
２からの検出結果が入力されると、ＥＣＵ４０は、ＥＧ
Ｒ制御マップに基づいて電磁弁３３を作動させて開閉弁
３２を開弁する。開閉弁３２が開弁されると、排気ガス
は、排気管３からＥＧＲ通路３１に流入して、ＥＧＲ通
路３１を流れて吸気管２に還流される。吸気管２に還流
された排気ガスは、空気とともにエンジンに吸入され
て、燃焼室内の燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量
を低減する。このＥＧＲ装置３０によってＮＯｘが十分
に低減された場合には、ＮＯｘ触媒装置２０においてＮ
Ｏｘを浄化する量が低減するので、ＥＣＵ４０は、ＮＯ
ｘ触媒２１へのＨＣ添加量が少なくなるようにポンプ２
６を制御する。ＥＧＲ装置３０を主に使用することによ
り、ＮＯｘ触媒装置２０の働きを抑えることができ、Ｈ
Ｃの添加量を減らすことができる。
て説明する。エンジン１が高負荷状態であるときに、Ｅ
ＣＵ４０に回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４
２からの検出結果が入力されると、ＥＣＵ４０は、ＥＧ
Ｒ制御マップに基づいて電磁弁３３を作動させて開閉弁
３２を開弁する。開閉弁３２が開弁されると、排気ガス
は、排気管３からＥＧＲ通路３１に流入して、ＥＧＲ通
路３１を流れて吸気管２に還流される。吸気管２に還流
された排気ガスは、空気とともにエンジンに吸入され
て、燃焼室内の燃焼温度の上昇を抑えてＮＯｘの生成量
を低減する。このＥＧＲ装置３０によってＮＯｘが十分
に低減された場合には、ＮＯｘ触媒装置２０においてＮ
Ｏｘを浄化する量が低減するので、ＥＣＵ４０は、ＮＯ
ｘ触媒２１へのＨＣ添加量が少なくなるようにポンプ２
６を制御する。ＥＧＲ装置３０を主に使用することによ
り、ＮＯｘ触媒装置２０の働きを抑えることができ、Ｈ
Ｃの添加量を減らすことができる。
【００３７】エンジン１が低負荷状態であるときには、
回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４２からの検
出結果により、ＥＣＵ４０は、ＥＧＲ制御マップに基づ
いて電磁弁３３の作動を解除して開閉弁３２を閉弁し
て、吸気管２への排気ガスの還流を停止する。このと
き、排気ガス中のＮＯｘは、触媒装置２０によって低減
される。
回転数検出センサ４１及び負荷検出センサ４２からの検
出結果により、ＥＣＵ４０は、ＥＧＲ制御マップに基づ
いて電磁弁３３の作動を解除して開閉弁３２を閉弁し
て、吸気管２への排気ガスの還流を停止する。このと
き、排気ガス中のＮＯｘは、触媒装置２０によって低減
される。
【００３８】また、第２の実施形態の内燃機関の排気浄
化装置において、過給機４を、回収タービン５と遠心式
コンプレッサ（圧縮機）と一本のシャフトの両端にそれ
ぞれ固定したターボチャージャーとしても良い。過給機
４を回収タービン５から得られる駆動力ではなくエンジ
ン１のクランク軸から得られる駆動力によって駆動して
も良いし、回収タービン５とエンジン１のクランク軸と
から得られる各駆動力によって駆動しても良い。回収タ
ービン５の駆動力を伝達手段６を介して過給機４だけで
なくエンジン１のクランク軸に伝達しても良い。さら
に、回収タービン５から得られる駆動力をエンジン１の
クランク軸に伝達して、クランク軸から得られる駆動力
を過給機４に伝達しても良い。
化装置において、過給機４を、回収タービン５と遠心式
コンプレッサ（圧縮機）と一本のシャフトの両端にそれ
ぞれ固定したターボチャージャーとしても良い。過給機
４を回収タービン５から得られる駆動力ではなくエンジ
ン１のクランク軸から得られる駆動力によって駆動して
も良いし、回収タービン５とエンジン１のクランク軸と
から得られる各駆動力によって駆動しても良い。回収タ
ービン５の駆動力を伝達手段６を介して過給機４だけで
なくエンジン１のクランク軸に伝達しても良い。さら
に、回収タービン５から得られる駆動力をエンジン１の
クランク軸に伝達して、クランク軸から得られる駆動力
を過給機４に伝達しても良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気ガス中の微粒子を除去するパティキュレートトラッ
プと、排気系のパティキュレートトラップよりも下流側
に配設された触媒装置とを有し、ＥＧＲ通路を、排気系
のパティキュレートトラップと触媒装置との間と、エン
ジンの吸気系とを互いに連通するように設けたので、排
気ガスは、パティキュレートトラップによって排気ガス
中の微粒子が取り除かれるとともに、ＥＧＲ装置によっ
て排気系の触媒装置よりも上流側から吸気系に還流され
る。したがって、排気ガス中の微粒子のエンジン内部へ
の吸入が防止されるとともに、比熱の高い排気ガスを吸
気系に還流することができ、燃焼温度を下げてＮＯｘを
低減することができる。さらに、排気系のパティキュレ
ートトラップと触媒装置との間から排気ガスを吸気系に
還流させていることにより、この排気ガスを還流させる
配管の長さを短くすることができるとともに、微粒子が
取り除かれた排気ガスを吸気系に還流させることによ
り、フィルタ部材やブローバイガスを必要とせず、排気
浄化装置を小型化することができる。しかも、制御手段
がエンジンの運転状態に応じて開閉弁を制御すると共
に、開閉弁による排気ガスの吸気系への還流によって得
られるＮＯｘ低減効果に応じて還元剤添加手段による還
元剤添加量を制御するようにしたので、ＥＧＲ装置を主
に使用して、ＥＧＲ装置によりＮＯｘが十分に低減され
ているときには、ＮＯｘ触媒装置への還元剤添加量を減
らしてＮＯｘ触媒装置の働きを低減させ、ＮＯｘ触媒装
置のＮＯｘ低減率の負担を低減することができ、還元剤
の使用量を低減することができる。
排気ガス中の微粒子を除去するパティキュレートトラッ
プと、排気系のパティキュレートトラップよりも下流側
に配設された触媒装置とを有し、ＥＧＲ通路を、排気系
のパティキュレートトラップと触媒装置との間と、エン
ジンの吸気系とを互いに連通するように設けたので、排
気ガスは、パティキュレートトラップによって排気ガス
中の微粒子が取り除かれるとともに、ＥＧＲ装置によっ
て排気系の触媒装置よりも上流側から吸気系に還流され
る。したがって、排気ガス中の微粒子のエンジン内部へ
の吸入が防止されるとともに、比熱の高い排気ガスを吸
気系に還流することができ、燃焼温度を下げてＮＯｘを
低減することができる。さらに、排気系のパティキュレ
ートトラップと触媒装置との間から排気ガスを吸気系に
還流させていることにより、この排気ガスを還流させる
配管の長さを短くすることができるとともに、微粒子が
取り除かれた排気ガスを吸気系に還流させることによ
り、フィルタ部材やブローバイガスを必要とせず、排気
浄化装置を小型化することができる。しかも、制御手段
がエンジンの運転状態に応じて開閉弁を制御すると共
に、開閉弁による排気ガスの吸気系への還流によって得
られるＮＯｘ低減効果に応じて還元剤添加手段による還
元剤添加量を制御するようにしたので、ＥＧＲ装置を主
に使用して、ＥＧＲ装置によりＮＯｘが十分に低減され
ているときには、ＮＯｘ触媒装置への還元剤添加量を減
らしてＮＯｘ触媒装置の働きを低減させ、ＮＯｘ触媒装
置のＮＯｘ低減率の負担を低減することができ、還元剤
の使用量を低減することができる。
【００４０】制御手段が、開閉弁を閉弁して排気ガスの
吸気系への還流を行っていないときより、上記開閉弁を
開弁して排気ガスの吸気系への還流を行っているときの
方が還元剤添加量を少なくするよう制御するとした場合
には、ＥＧＲ装置を主に使用することにより、ＮＯｘ触
媒装置の働きを抑えることができ、ＨＣの添加量も減ら
すことができる。
吸気系への還流を行っていないときより、上記開閉弁を
開弁して排気ガスの吸気系への還流を行っているときの
方が還元剤添加量を少なくするよう制御するとした場合
には、ＥＧＲ装置を主に使用することにより、ＮＯｘ触
媒装置の働きを抑えることができ、ＨＣの添加量も減ら
すことができる。
【図１】本発明の第１の実施形態としての内燃機関の排
気浄化装置の概略構成図である。
気浄化装置の概略構成図である。
【図２】ＮＯｘ触媒の温度とＮＯｘ浄化効率との関係を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図３】開閉弁の開閉動作とＮＯｘ触媒の温度との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図４】第１の実施形態の変形例であり、開閉弁の開閉
率とＮＯｘ触媒の温度との関係を示す特性図である。
率とＮＯｘ触媒の温度との関係を示す特性図である。
【図５】本発明の第２の実施形態としての内燃機関の排
気浄化装置の概略構成図である。
気浄化装置の概略構成図である。
１ エンジン ２ 吸気管 ３ 排気管 １０Ａ，１０Ｂ パティキュレートトラップ ２０ ＮＯｘ触媒装置 ２１ ＮＯｘ触媒 ２２ ＨＣ添加装置 ２３ 温度センサ ２４ インジェクタ ２５ タンク ２６ ポンプ ３０ ＥＧＲ装置 ３１ ＥＧＲ通路 ３２ 開閉弁 ３３ 電磁弁 ４０ 制御手段 ４１ 回転数検出センサ ４２ 負荷検出センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ 3/36 Ｂ 3/36 Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｚ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ 43/00 ３０１Ｎ 43/00 ３０１ ３０１Ｔ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｊ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ １０３Ｃ
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの排気系に介装され、排気ガス中
の微粒子を除去するパティキュレートトラップと、 上記排気系の上記パティキュレートトラップよりも下流
側に配設されたＮＯｘ触媒装置と、 上記ＮＯｘ触媒装置に還元剤を添加する還元剤添加手段
と、 上記排気系の上記パティキュレートトラップと上記ＮＯ
ｘ触媒装置との間と、上記エンジンの吸気系とを互いに
連通するＥＧＲ通路と、 上記ＥＧＲ通路に介装されていて、上記ＥＧＲ通路を開
閉する開閉弁と、 上記エンジンの運転状態に応じて上記開閉弁を制御する
と共に、上記開閉弁による排気ガスの吸気系への還流に
よって得られるＮＯｘ低減効果に応じて上記還元剤添加
手段による還元剤添加量を制御する制御手段と、を有す
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】上記制御手段が、上記開閉弁を閉弁して排
気ガスの吸気系への還流を行っていないときより、上記
開閉弁を開弁して排気ガスの吸気系への還流を行ってい
るときの方が還元剤添加量を少なくすることを特徴とす
る請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000265507A JP3416687B2 (ja) | 1995-09-19 | 2000-09-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7239697A JPH0988569A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2000265507A JP3416687B2 (ja) | 1995-09-19 | 2000-09-01 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7239697A Division JPH0988569A (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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|---|---|
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| JP3416687B2 JP3416687B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=26534376
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416687B2 (ja) |
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| EP1995419A1 (en) * | 2006-03-03 | 2008-11-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier of compression ignition internal combustion engine |
| JP2011094625A (ja) * | 2003-11-25 | 2011-05-12 | Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh | 内燃エンジン排気システム |
| JP2016056802A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 日産自動車株式会社 | Ｅｇｒ制御装置 |
-
2000
- 2000-09-01 JP JP2000265507A patent/JP3416687B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| EP1995419A1 (en) * | 2006-03-03 | 2008-11-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purifier of compression ignition internal combustion engine |
| EP1995419A4 (en) * | 2006-03-03 | 2009-07-29 | Toyota Motor Co Ltd | EXHAUST GAS PURIFYING COMPRESSION STARTING INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| JP2016056802A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 日産自動車株式会社 | Ｅｇｒ制御装置 |
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| Publication number | Publication date |
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