JP2001317329A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2001317329A
JP2001317329A JP2000131656A JP2000131656A JP2001317329A JP 2001317329 A JP2001317329 A JP 2001317329A JP 2000131656 A JP2000131656 A JP 2000131656A JP 2000131656 A JP2000131656 A JP 2000131656A JP 2001317329 A JP2001317329 A JP 2001317329A
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JP
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exhaust gas
filter
pressure
exhaust
fine particles
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JP2000131656A
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Japanese (ja)
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Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
Shinya Hirota
信也 広田
Kazuhiro Ito
和浩 伊藤
Koichiro Nakatani
好一郎 中谷
Koichi Kimura
光壱 木村
Toshiaki Tanaka
俊明 田中
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an effect of an exhaust emission control device by adding a means to control pressure of exhaust gas to be introduced to a filter to the exhaust emission control device devised to alternately change the exhaust gas upstream and the downstream to each other to pass exhaust gas by a change- over valve to the filter with a catalyst. SOLUTION: This exhaust emission control device is furnished with the filter 22 bearing active oxygen releasing mediums 60, 61 and free to temporarily capture fine particulates 62 in exhaust gas, an exhaust gas change-over means 71 to alternately change a first flow to make exhaust gas flow from one side of the filter and a second flow to make exhaust gas flow from the other side of the filter to each other and a pressure releasing means 710 to release pressure of exhaust gas at the time when pressure of the exhaust gas introduced to the filter 22 is higher than a set value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、特に、浄化装置のフィルタに排気上流側
と下流側とから交互に排気を切換通過できるようにした
排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus capable of alternately switching exhaust gas from upstream and downstream of a filter of a purifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりディーゼル機関においては、排
気ガス中に含まれる煤等の微粒子を除去するために機関
排気通路内にパティキュレートフィルタを配置してこの
パティキュレートフィルタにより排気ガス中の微粒子を
一旦捕集し、パティキュレートフィルタ上に捕集された
微粒子を着火燃焼せしめることによりパティキュレート
フィルタを再生するようにしている。ところがパティキ
ュレートフィルタ上に捕集された微粒子は600°C程度
以上の高温にならないと着火せず、これに対してディー
ゼル機関の排気ガス温は通常、600°Cよりもかなり低
い。従って排気ガス熱でもってパティキュレートフィル
タ上に捕集された微粒子を着火させるのは困難であり、
排気ガス熱でもってパティキュレートフィルタ上に捕集
された微粒子を着火させるためには微粒子が低い温度で
着火できるようにしなければならない。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a diesel engine, a particulate filter is disposed in an engine exhaust passage to remove fine particles such as soot contained in exhaust gas, and the fine particles in the exhaust gas are removed by the particulate filter. The particulate filter is collected once, and the particulate filter collected on the particulate filter is ignited and burned to regenerate the particulate filter. However, the fine particles trapped on the particulate filter do not ignite unless the temperature becomes higher than about 600 ° C., whereas the exhaust gas temperature of the diesel engine is usually much lower than 600 ° C. Therefore, it is difficult to ignite the fine particles collected on the particulate filter with the exhaust gas heat,
In order to ignite the fine particles collected on the particulate filter by the heat of the exhaust gas, the fine particles must be ignited at a low temperature.

【0003】ところで、従来より、パティキュレートフ
ィルタ上に触媒を担持すれば微粒子の着火温度を低下で
きることが知られており、従って従来より微粒子の着火
温度を低下させるために触媒を担持した種々のパティキ
ュレートフィルタが公知である。
By the way, it has been known that if a catalyst is supported on a particulate filter, the ignition temperature of fine particles can be reduced. Therefore, various types of catalysts supporting a catalyst have been conventionally used in order to lower the ignition temperature of fine particles. Cured filters are known.

【0004】例えば、特公平7−106290号公報にはパテ
ィキュレートフィルタ上に白金族金属およびアルカリ土
類金属酸化物の混合物を担持させたパティキュレートフ
ィルタが開示されている。このパティキュレートフィル
タではほぼ350°Cから400°Cの比較的低温でも
って微粒子が着火され、次いで連続的に燃焼せしめられ
る。
For example, Japanese Patent Publication No. 7-106290 discloses a particulate filter in which a mixture of a platinum group metal and an alkaline earth metal oxide is supported on the particulate filter. In this particulate filter, the fine particles are ignited at a relatively low temperature of approximately 350 ° C. to 400 ° C., and then continuously burned.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ディーゼル機関では負
荷が高くなれば排気ガス温が350°Cから400°C
に達し、従って上述のパティキュレートフィルタでは一
見したところ機関負荷が高くなったときに排気ガス熱に
よって微粒子を着火燃焼せしめることができるように見
える。しかしながら実際には排気ガス温が350°Cか
ら400°Cに達しても微粒子が着火しない場合があ
り、またたとえ微粒子が着火したとしても一部の微粒子
しか燃焼せず、多量の微粒子が燃え残るという問題を生
ずる。
In a diesel engine, if the load increases, the exhaust gas temperature becomes 350 ° C to 400 ° C.
Therefore, at first glance, it seems that the particulate filter can ignite and burn the fine particles by the heat of the exhaust gas when the engine load becomes high. However, actually, even when the exhaust gas temperature reaches 350 ° C. to 400 ° C., the fine particles may not ignite, and even if the fine particles ignite, only a part of the fine particles burn and a large amount of the fine particles remain unburned. The problem arises.

【0006】即ち、排気ガス中に含まれる微粒子量が少
ないときにはパティキュレートフィルタ上に付着する微
粒子量が少なく、このときには排気ガス温が350°C
から400°Cになるとパティキュレートフィルタ上の
微粒子は着火し、次いで連続的に燃焼せしめられる。
That is, when the amount of fine particles contained in the exhaust gas is small, the amount of fine particles adhering to the particulate filter is small.
At 400 ° C., the fine particles on the particulate filter are ignited and then continuously burned.

【0007】しかしながら、排気ガス中に含まれる微粒
子量が多くなるとパティキュレートフィルタ上に付着し
た微粒子が完全に燃焼する前にこの微粒子の上に別の微
粒子が堆積し、その結果パティキュレートフィルタ上に
微粒子が積層状に堆積する。このようにパティキュレー
トフィルタ上に微粒子が積層状に堆積すると酸素と接触
しやすい一部の微粒子は燃焼せしめられるが、酸素と接
触しずらい残りの微粒子は燃焼せず、斯くして多量の微
粒子が燃え残ることになる。従って排気ガス中に含まれ
る微粒子量が多くなると、パティキュレートフィルタ上
に多量の微粒子が堆積し続けることになる。
However, when the amount of fine particles contained in the exhaust gas increases, other fine particles deposited on the particulate filter accumulate on the particulate filter before the fine particles are completely burned, and as a result, the fine particles are deposited on the particulate filter. Fine particles are deposited in a layered manner. When the particulates are deposited on the particulate filter in this manner, some of the particulates that are likely to come into contact with oxygen are burned, but the remaining particulates that are hard to contact with oxygen do not burn, and thus a large amount of particulates Will remain unburned. Therefore, when the amount of fine particles contained in the exhaust gas increases, a large amount of fine particles continue to be deposited on the particulate filter.

【0008】一方、パティキュレートフィルタ上に多量
の微粒子が堆積すると、これら堆積した微粒子は次第に
着火燃焼しずらくなる。このように燃焼しずらくなるの
はおそらく堆積している間に微粒子中の炭素が燃焼しず
らいグラファイト等に変化するからであると考えられ
る。事実、パティキュレートフィルタ上に多量の微粒子
が堆積し続けると350°Cから400°Cの低温では
堆積した微粒子が着火せず、堆積した微粒子を着火せし
めるためには600°C以上の高温が必要となる。しか
しながらディーゼル機関では通常、排気ガス温が600
°C以上の高温になることがなく、従ってパティキュレ
ートフィルタ上に多量の微粒子が堆積し続けると排気ガ
ス熱によって堆積した微粒子を着火せしめるのが困難と
なる。
On the other hand, when a large amount of fine particles accumulate on the particulate filter, the accumulated fine particles gradually become difficult to ignite and burn. It is considered that the reason why it becomes difficult to burn is that carbon in the fine particles changes to graphite or the like which is difficult to burn during deposition. In fact, if a large amount of fine particles continue to deposit on the particulate filter, the deposited fine particles do not ignite at a low temperature of 350 ° C to 400 ° C, and a high temperature of 600 ° C or more is required to ignite the deposited fine particles. Becomes However, in a diesel engine, the exhaust gas temperature is usually 600
If the temperature does not reach a temperature higher than or equal to ° C, and if a large amount of fine particles continue to deposit on the particulate filter, it becomes difficult to ignite the fine particles deposited by the exhaust gas heat.

【0009】また、堆積した微粒子が燃焼せしめられる
と燃えカスである灰分、即ちアッシュが凝縮して大きな
塊となり、これらアッシュの塊によってパティキュレー
トフィルタの細孔が目詰まりを生ずる。目詰まりした細
孔の数は時間の経過と共に次第に増大し、斯くしてパテ
ィキュレートフィルタにおける排気ガス流の圧損が次第
に大きくなる。排気ガス流の圧損が大きくなると機関の
出力が低下し、この点からもパティキュレートフィルタ
を新品と早期に交換しなければならないという間題が生
ずる。
Further, when the deposited fine particles are burned, the ash, ie, ash, which is a burning residue, is condensed into large lumps, and the ash clumps cause pores of the particulate filter to be clogged. The number of clogged pores gradually increases over time, and thus the pressure loss of the exhaust gas flow in the particulate filter increases. When the pressure loss of the exhaust gas flow becomes large, the output of the engine is reduced, and this also poses a problem that the particulate filter must be replaced with a new one at an early stage.

【0010】このように多量の微粒子が一旦積層状に堆
積してしまうと上述の如き種々の問題が生じ、従って排
気ガス中に含まれる微粒子量とパティキュレートフィル
タ上において燃焼しうる微粒子量とのバランスを考えて
多量の微粒子が積層上に堆積しないようにする必要があ
る。
Once such a large amount of fine particles are deposited in a layered manner, various problems as described above occur. Therefore, the amount of fine particles contained in the exhaust gas and the amount of fine particles that can be burned on the particulate filter are reduced. In consideration of the balance, it is necessary to prevent a large amount of fine particles from depositing on the stack.

【0011】そして、従来のような触媒付の排気浄化フ
ィルタを排気管に設けるだけで、排気浄化を内燃機関の
運転状況にまかせた成り行きの連続燃焼処理とすると、
上記のような問題は回避できない。
[0011] If a conventional exhaust purification filter with a catalyst is provided in the exhaust pipe, and the exhaust purification is performed according to the operating condition of the internal combustion engine, the continuous combustion process is performed as follows.
The above problems cannot be avoided.

【0012】そこで、できるだけ微粒子の連続燃焼が可
能となるように、排気浄化装置のフィルタに排気上流側
と下流側とから交互に排気を切換通過できるようにする
ことで、フィルタの両側面に微粒子が堆積するため、微
粒子の単位面積あたりの堆積量を減らすことができ、ま
た、排気ガス流の切換えにより堆積する微粒子を撹乱し
て飛ばすことができ、さらに、フィルタ基材内部に酸素
放出剤を設けるならば、微粒子が内部を動き回って燃焼
しうる微粒子量を増やすことができる。
Therefore, by allowing the exhaust gas to alternately pass through the filter of the exhaust gas purification device from the upstream side and the downstream side of the filter so that the particulates can be continuously burned as much as possible, the particulates are formed on both sides of the filter. Is deposited, the amount of particles deposited per unit area can be reduced, and the particles deposited by switching the exhaust gas flow can be disturbed and blown off. If provided, the amount of fine particles that can move around the inside and burn can be increased.

【0013】このように排気ガス流の切換えを行うこと
で、上記した効果が得られ微粒子の連続燃焼が容易にな
る。また、この連続燃焼をより促進させるためには、フ
ィルタに付着しようとする微粒子をできるだけ付着しな
いようにすることが望ましいといえる。
[0013] By switching the exhaust gas flow in this manner, the above-described effects are obtained and continuous burning of the fine particles is facilitated. Also, in order to further promote the continuous combustion, it can be said that it is desirable to prevent the particulates to be attached to the filter from attaching as much as possible.

【0014】ところで、このように排気ガス流の切換を
行うと、フィルタへ導入される排気ガスに圧力変動が生
じる。この圧力変動が特別に大きい場合には、フィルタ
から剥離した微粒子が浄化(燃焼)されずれに排出され
てしまう懸念がある。即ち、圧力変動が通常の範囲内で
あれば、排気ガスの圧力変動を利用して微粒子を撹乱
し、微粒子が内部を動き回って燃焼しうる微粒子量を増
やすことができる。しかし、圧力変動が大きすぎる場合
には、高圧時に微粒子が吹き飛ばされ、一部の微粒子が
燃焼されないまま排出されてしまうことが考えられる。
When the exhaust gas flow is switched in this way, the exhaust gas introduced into the filter fluctuates in pressure. If the pressure fluctuation is particularly large, there is a concern that the fine particles separated from the filter may be purified (burned) and may be discharged to a certain extent. That is, if the pressure fluctuation is within the normal range, the fine particles can be disturbed by utilizing the pressure fluctuation of the exhaust gas, and the amount of the fine particles moving around the inside and burning can be increased. However, if the pressure fluctuation is too large, it is conceivable that the fine particles are blown off at high pressure and some of the fine particles are discharged without being burned.

【0015】大きな圧力変動が生じる原因としては、例
えば、定常走行時において排気ガス流の切換が行われ、
圧力波どうしが衝突して増幅される場合、切換弁が閉ま
る瞬間に高圧になる場合、等が考えられる。
The cause of the large pressure fluctuation is, for example, that the exhaust gas flow is switched during steady running,
A case where the pressure waves collide with each other and are amplified, a case where the pressure becomes high at the moment when the switching valve is closed, and the like are considered.

【0016】本発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、触媒付きのフィルタに切換弁により排気ガスを排気
上流側と下流側とから交互に切換通過できるようにした
排気浄化装置において、フィルタへ導入される排気ガス
の圧力を制御する手段を加えることで、排気浄化装置の
効果をさらに向上させることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is directed to an exhaust gas purifying apparatus in which exhaust gas can be alternately switched from an upstream side to an exhaust side by a switching valve through a filter provided with a catalyst. It is an object to further improve the effect of the exhaust gas purification device by adding means for controlling the pressure of exhaust gas introduced into the exhaust gas.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明の内燃機関の排気浄化装置は、次の手段を採用
した。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means.

【0018】すなわち、本発明は、活性酸化放出剤が担
持され、排気ガス中の煤などの微粒子(パティキュレー
トマターということもある)を一時期捕獲可能なフィル
タと、フィルタの一方側から排気ガスを流す第1の流れ
とフィルタの他方側から排気ガスを流す第2の流れと
を、交互に切換える排気切換え手段と、フィルタへ導入
される排気ガスの圧力が設定値以上のとき、その排気ガ
スの圧力を逃がす圧力逃がし手段と、を備えることを特
徴とする。
That is, according to the present invention, there is provided a filter which carries an active oxidizing release agent and is capable of capturing fine particles (also referred to as particulate matter) such as soot in exhaust gas for a period of time, and exhaust gas from one side of the filter. Exhaust switching means for alternately switching between a first flow to flow and a second flow to flow exhaust gas from the other side of the filter; and when the pressure of the exhaust gas introduced into the filter is equal to or higher than a set value, the exhaust gas Pressure releasing means for releasing pressure.

【0019】本発明によれば、圧力逃がし手段によっ
て、設定値以上の排気ガスの圧力を逃がすようにしたた
め、排気ガスの流れを逆転したときのように、フィルタ
に設定値以上の圧力が加わらないようになる。これによ
り、堆積した微粒子が一気に車外に放出されることもな
くなる。この際、排気ガスはフィルタを通らずに排気さ
れるが、堆積したものが剥離して瞬間的に排出されるの
と比べ、微粒子の排出量を格段に少なくすることができ
る。
According to the present invention, since the pressure of the exhaust gas which is higher than the set value is released by the pressure releasing means, the pressure which is higher than the set value is not applied to the filter as in the case where the flow of the exhaust gas is reversed. Become like As a result, the accumulated fine particles are not released to the outside of the vehicle at once. At this time, the exhaust gas is exhausted without passing through the filter. However, the amount of emitted particulates can be significantly reduced as compared with the case where the accumulated gas is separated and instantaneously exhausted.

【0020】本発明での排気切換え手段の切換制御は、
通常は減速毎、所定時間毎、所定走行距離毎などに行わ
れ、特に限定されない。
The switching control of the exhaust gas switching means in the present invention is as follows.
Usually, it is performed every deceleration, every predetermined time, every predetermined traveling distance, etc., and is not particularly limited.

【0021】ここで、圧力逃がし手段は、フィルタの上
流側の排気ガスの圧力に基づいて作動する構成とするこ
ともできる。
Here, the pressure relief means may be configured to operate based on the pressure of the exhaust gas on the upstream side of the filter.

【0022】また、圧力逃がし手段は、排気切換手段及
びフィルタをバイパスして排気ガスを流す分岐排気通路
と、その分岐排気通路に接続され、設定値以上の排気ガ
スの圧力に対してのみ分岐排気通路を開状態に維持する
圧力制御弁とを備える構成とすることもできる。
The pressure relief means is connected to the branch exhaust passage for flowing exhaust gas by bypassing the exhaust switching means and the filter, and is connected to the branch exhaust passage. A pressure control valve for maintaining the passage in an open state may be provided.

【0023】また、圧力逃がし手段は、フィルタの上流
側と下流側とを連絡してフィルタへ導入される排気ガス
の一部をバイパスさせる連絡通路と、その連絡通路に接
続され、設定値以上の排気ガスの圧力に対してのみ連絡
通路を開状態に維持する圧力制御弁とを備える構成とす
ることもできる。
The pressure relief means is connected to an upstream side and a downstream side of the filter so as to bypass a part of the exhaust gas introduced into the filter, and is connected to the communication path. A pressure control valve that keeps the communication passage open only for the pressure of the exhaust gas may be provided.

【0024】また、本発明では、フィルタの背圧を検出
する背圧検出手段と、その背圧検出手段の検出値に基づ
いて圧力制御弁の開閉制御を行う制御手段とを備える構
成を採用することもできる。
Further, the present invention employs a configuration including back pressure detecting means for detecting the back pressure of the filter, and control means for controlling the opening and closing of the pressure control valve based on the detected value of the back pressure detecting means. You can also.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
した図面に基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】<第1の実施の形態> <装置構成の概要>図1は本発明を圧縮着火式内燃機関
に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火
式内燃機関にも適用することもできる。
<First Embodiment><Overview of Apparatus Configuration> FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine. The present invention can also be applied to a spark ignition type internal combustion engine.

【0027】図1を参照すると、1は機関本体、2はシ
リンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、
5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、
8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサ
ージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダ
クト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレ
ッサ15に連結される。吸気ダクト13内にはステップ
モータ16により駆動されるスロットル弁17が配置さ
れ、更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置18が配置され
る。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置1
8内に導びかれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却さ
れる。一方、排気ポート10は排気マニホルド19およ
び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の排気
タービン21に連結され、排気タービン21の出口はパ
ティキュレートフィルタ22を内蔵したケーシング23
を有する排気浄化装置に連結される。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a cylinder head, 4 is a piston,
5 is a combustion chamber, 6 is an electric control type fuel injection valve, 7 is an intake valve,
Reference numeral 8 denotes an intake port, 9 denotes an exhaust valve, and 10 denotes an exhaust port. The intake port 8 is connected to a surge tank 12 via a corresponding intake branch pipe 11, and the surge tank 12 is connected to a compressor 15 of an exhaust turbocharger 14 via an intake duct 13. A throttle valve 17 driven by a step motor 16 is arranged in the intake duct 13, and a cooling device 18 for cooling intake air flowing through the intake duct 13 is arranged around the intake duct 13. In the embodiment shown in FIG.
8 and the intake air is cooled by the engine cooling water. On the other hand, the exhaust port 10 is connected to an exhaust turbine 21 of the exhaust turbocharger 14 via an exhaust manifold 19 and an exhaust pipe 20, and an outlet of the exhaust turbine 21 has a casing 23 having a built-in particulate filter 22.
Is connected to an exhaust gas purification device having

【0028】排気マニホルド19とサージタンク12と
は排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路24を介
してお互いに連結され、EGR通路24には電気制御式
EGR制御弁25が配置される。また、EGR通路24
周りにはEGR通路24内を流れるEGRガスを冷却す
るための冷却装置26が配置される。図1に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置26内に導びかれ、機関
冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料
噴射弁6は燃料供給管6aを介して燃料リザーバ、いわ
ゆるコモンレール27に連結される。このコモンレール
27内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ28か
ら燃料が供給され、コモンレール27内に供給された燃
料は各燃料供給管6aを介して燃料噴射弁6に供給され
る。コモンレール27にはコモンレール27内の燃料圧
を検出するための燃料圧センサ29が取付けられ、燃料
圧センサ29の出力信号に基づいてコモンレール27内
の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ28の吐
出量が制御される。
The exhaust manifold 19 and the surge tank 12 are connected to each other via an exhaust gas recirculation (hereinafter, referred to as EGR) passage 24, and an electrically controlled EGR control valve 25 is disposed in the EGR passage 24. Also, the EGR passage 24
A cooling device 26 for cooling the EGR gas flowing in the EGR passage 24 is disposed around the cooling device 26. In the embodiment shown in FIG. 1, the engine cooling water is guided into the cooling device 26, and the EGR gas is cooled by the engine cooling water. On the other hand, each fuel injection valve 6 is connected to a fuel reservoir, a so-called common rail 27, via a fuel supply pipe 6a. Fuel is supplied into the common rail 27 from a fuel pump 28 of an electrically controlled variable discharge amount, and the fuel supplied into the common rail 27 is supplied to the fuel injection valve 6 through each fuel supply pipe 6a. A fuel pressure sensor 29 for detecting the fuel pressure in the common rail 27 is attached to the common rail 27. The fuel pump 28 is controlled so that the fuel pressure in the common rail 27 becomes the target fuel pressure based on the output signal of the fuel pressure sensor 29. Is controlled.

【0029】電子制御ユニット30はデジタルコンピュ
ーターからなり、双方向性バス31によって互いに接続
されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。燃料圧センサ29の出力信号は対応するAD変
換器37を介して入力ポート35に入力される。また、
パティキュレートフィルタ22にはパティキュレートフ
ィルタ22の温度を検出するための温度センサ39が取
付けられ、これら温度センサ39の出力信号は対応する
AD変換器37を介して入力ポート35に入力される。
アクセスペダル40にはアクセスペダル40の踏込み量
Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続
され、負荷センサ41の出力電圧は対応する変換器37
を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート
35にはクランクシャフトが例えば30°回転する毎に
出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続され
る。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介
して燃料噴射弁6、スロットル弁駆動用ステップモータ
16、EGR制御弁25、燃料ポンプ28、及びアクチ
ュエータ72に接続される。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and is connected to a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, a CPU (Microprocessor) 34, an input port 35, An output port 36 is provided. The output signal of the fuel pressure sensor 29 is input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37. Also,
Temperature sensors 39 for detecting the temperature of the particulate filter 22 are attached to the particulate filter 22, and the output signals of these temperature sensors 39 are input to the input port 35 via the corresponding AD converter 37.
A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression L of the access pedal 40 is connected to the access pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is adjusted by a corresponding converter 37.
Through the input port 35. Further, the input port 35 is connected to a crank angle sensor 42 that generates an output pulse every time the crankshaft rotates, for example, by 30 °. On the other hand, the output port 36 is connected to the fuel injection valve 6, the throttle valve driving step motor 16, the EGR control valve 25, the fuel pump 28, and the actuator 72 via the corresponding drive circuit 38.

【0030】図2(A)は要求トルクTQと、アクセル
ペダル40の踏込み量Lと、機関回転数Nとの関係を示
している。なお、図2(A)において各曲線は等トルク
曲線を表しており、TQ=0で示される曲線はトルクが
零であることを示しており、残りの曲線はTQ=a,T
Q=b,TQ=c,TQ=dの順に次第に要求トルクが
高くなる。図2(A)に示される要求トルクTQは図2
(B)に示されるようにアクセルペダル40の踏込み量
Lと機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM
32内に記憶されている。本発明による実施例では図2
(B)に示すマップからアクセルペダル40の踏込み量
Lおよび機関回転数Nに応じた要求トルクTQがまず初
めに算出され、この要求トルクTQに基づいて燃料噴射
量等が算出される。
FIG. 2A shows the relationship between the required torque TQ, the depression amount L of the accelerator pedal 40, and the engine speed N. In FIG. 2A, each curve represents an equal torque curve, a curve indicated by TQ = 0 indicates that the torque is zero, and the remaining curves are TQ = a, TQ
The required torque gradually increases in the order of Q = b, TQ = c, TQ = d. The required torque TQ shown in FIG.
As shown in (B), the ROM is previously stored in the form of a map as a function of the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N.
32. In the embodiment according to the present invention, FIG.
A required torque TQ according to the depression amount L of the accelerator pedal 40 and the engine speed N is first calculated from the map shown in FIG. 3B, and the fuel injection amount and the like are calculated based on the required torque TQ.

【0031】<排気浄化装置の構造>排気浄化装置は、
図1、図3、図4、図5、図6に示したように、排気タ
ービン21の出口に排気管70が接続されている。この
排気管70から分岐して、パティキュレートフィルタ2
2を内蔵したケーシング23における該フィルタ22の
一方の面と他方の面とにそれぞれ接続する第1の排気通
路76と第2の排気通路77とが設けられている。さら
に、第1の排気通路76と第2の排気通路77の分岐点
からパティキュレートフィルタ22を通過せずにそのま
ま排気ガスを排出するバイパス通路73とが設けられて
いる。
<Structure of Exhaust Purification Device>
As shown in FIGS. 1, 3, 4, 5, and 6, an exhaust pipe 70 is connected to the outlet of the exhaust turbine 21. The particulate filter 2 branches off from the exhaust pipe 70.
A first exhaust passage 76 and a second exhaust passage 77 are provided to be connected to one surface and the other surface of the filter 22 in the casing 23 in which the filter 2 is built. Further, a bypass passage 73 is provided from the branch point of the first exhaust passage 76 and the second exhaust passage 77 to discharge the exhaust gas without passing through the particulate filter 22.

【0032】そして、第1の排気通路76と第2の排気
通路77の分岐点には、排気切換弁71が設けられてい
る。排気切換弁71は、アクチュエータ72によって駆
動され、第1の排気通路76を選択してフィルタ22の
一方側から排気ガスを流す第1の流れ(順流)と、第2
の排気通路77を選択してフィルタ22の他方側から排
気ガスを流す第2の流れ(逆流)とを、交互に切換え
る。
An exhaust switching valve 71 is provided at a branch point between the first exhaust passage 76 and the second exhaust passage 77. The exhaust switching valve 71 is driven by an actuator 72 to select a first exhaust passage 76 to flow exhaust gas from one side of the filter 22 (a forward flow) and a second flow (a forward flow).
And the second flow (backflow) in which the exhaust gas flows from the other side of the filter 22 by selecting the exhaust passage 77 of the filter 22.

【0033】ここで、パティキュレートフィルタ22を
収容するケーシング23は、バイパス通路73を形成す
る排気管70の真上に位置するよう配置され、そのケー
シング23の両側に排気管70から分岐した第1の排気
通路76と第2の排気通路77が接続される形となって
いる。そして、ケーシング23内のパティキュレートフ
ィルタ22は、排気ガスの通過方向を長さ方向とした場
合、長さ方向に直交する幅方向の長さが、長さ方向の長
さより長くなっている。このような構成とすることで、
パティキュレートフィルタ22を内包するケーシング2
3からなる排気浄化装置の車両への搭載スペースを省ス
ペース化することができる。
Here, the casing 23 for accommodating the particulate filter 22 is disposed so as to be located directly above the exhaust pipe 70 forming the bypass passage 73, and the first branch branched from the exhaust pipe 70 on both sides of the casing 23. And the second exhaust passage 77 are connected. The particulate filter 22 in the casing 23 has a length in the width direction orthogonal to the length direction longer than the length in the length direction when the passing direction of the exhaust gas is the length direction. With such a configuration,
Casing 2 containing particulate filter 22
The space required for mounting the exhaust gas purifying device composed of 3 on a vehicle can be reduced.

【0034】アクチュエータ72は、電子制御ユニット
30のCPU34上に実現される制御手段75によって
駆動制御されるもので、出力ポート36からの制御信号
により駆動される。また、アクチュエータ72は、内燃
機関の駆動に伴って形成される負圧により駆動されるも
ので、負圧が加えられないときに第1の排気通路76を
選択する位置(順流位置)に弁体を制御し、第1の負圧
が加えられたとき弁体を中立位置に制御し、第1の負圧
よりも強い第2の負圧が加えられたとき第2の排気通路
77を選択する位置(逆流位置)に弁体を制御する。
The actuator 72 is driven and controlled by control means 75 implemented on the CPU 34 of the electronic control unit 30, and is driven by a control signal from the output port 36. Further, the actuator 72 is driven by a negative pressure formed as the internal combustion engine is driven. When the negative pressure is not applied, the actuator 72 is moved to a position (forward flow position) for selecting the first exhaust passage 76. To control the valve body to the neutral position when the first negative pressure is applied, and to select the second exhaust passage 77 when the second negative pressure stronger than the first negative pressure is applied. The valve body is controlled to the position (backflow position).

【0035】前記弁体が図3の破線で示す順流位置にあ
るとき、排気切換弁71は、排気管70を第1の排気通
路管76に接続するとともに、第2の排気通路77をバ
イパス通路73に接続するので、排気ガスは、排気管7
0→第1の排気通路76→フィルタ22→第2の排気通
路77→バイパス通路73の順に流れて、大気に放出さ
れる。
When the valve body is in the forward flow position shown by the broken line in FIG. 3, the exhaust switching valve 71 connects the exhaust pipe 70 to the first exhaust passage pipe 76 and connects the second exhaust passage 77 to the bypass passage. 73, the exhaust gas is supplied to the exhaust pipe 7
0 → the first exhaust passage 76 → the filter 22 → the second exhaust passage 77 → the bypass passage 73, and are discharged to the atmosphere.

【0036】弁体が、図3の実線で示す逆流位置にある
とき、排気切換弁71は、排気管70を第2の排気通路
管77に接続するとともに、第1の排気通路76をバイ
パス通路73に接続するので、排気ガスは、排気管70
→第2の排気通路77→フィルタ22→第1の排気通路
76→バイパス通路73の順に流れて、大気に放出され
る。
When the valve body is at the reverse flow position shown by the solid line in FIG. 3, the exhaust switching valve 71 connects the exhaust pipe 70 to the second exhaust passage pipe 77 and connects the first exhaust passage 76 to the bypass passage. 73, the exhaust gas passes through the exhaust pipe 70.
The gas flows through the second exhaust passage 77, the filter 22, the first exhaust passage 76, and the bypass passage 73 in this order, and is discharged to the atmosphere.

【0037】弁体が、排気管70の軸線に平行となった
中立位置にあるとき、排気切換弁71は、排気管70を
直接バイパス通路73に接続するので、排気ガスは、排
気管70からフィルタ22を通過しないでバイパス通路
73に流れて、大気に放出される。
When the valve body is at a neutral position parallel to the axis of the exhaust pipe 70, the exhaust gas is discharged from the exhaust pipe 70 because the exhaust switching valve 71 connects the exhaust pipe 70 directly to the bypass passage 73. The gas flows into the bypass passage 73 without passing through the filter 22 and is released to the atmosphere.

【0038】弁体の切換えにより、順流・逆流を繰り返
すことで、煤などの微粒子がフィルタ22の基材内を動
き回るので、微粒子の酸化を促進し、よって、微粒子の
浄化を効率よく行うことができる。
By switching the valve body to repeat the forward flow and the backward flow, fine particles such as soot move around in the base material of the filter 22, thereby promoting the oxidation of the fine particles and thus purifying the fine particles efficiently. it can.

【0039】排気浄化装置には、このような排気切換手
段に加えてさらに、フィルタ22へ導入される排気ガス
の圧力を逃がす圧力逃がし手段が設けられている。この
圧力逃がし手段は、図4に示すように、排気管70とバ
イパス通路73との間で、排気ガスの一部を排気切換弁
71及びフィルタ22を通過させずに直接バイパス通路
73へ排出するための分岐排気通路700と、その分岐
通路700の途中に設けられた圧力制御弁710とによ
り構成されている。
The exhaust gas purifying device is provided with a pressure relief means for releasing the pressure of the exhaust gas introduced into the filter 22 in addition to the exhaust gas switching means. As shown in FIG. 4, the pressure relief means directly discharges a part of the exhaust gas between the exhaust pipe 70 and the bypass passage 73 to the bypass passage 73 without passing through the exhaust switching valve 71 and the filter 22. And a pressure control valve 710 provided in the middle of the branch exhaust passage 700.

【0040】圧力制御弁710は、原理的にはフィルタ
22へ導入される排気ガスの圧力が設定値以上になるの
を防ぐ、いわゆる安全弁の機能を有するものであるが、
本質的にはこの圧力制御弁710の作用が後述するよう
な排気浄化機能を発揮できるようにするためである。し
たがって、例えば図5に示すような自動開閉型の圧力制
御弁710を用いることができる。この圧力制御弁71
0は、排気管70内の排気ガスの圧力が設定値以上にな
ったときにのみ分岐排気通路700を開状態に維持する
機能を持つように設計されている。
The pressure control valve 710 has a function of a so-called safety valve that prevents the pressure of the exhaust gas introduced into the filter 22 from exceeding a set value in principle.
This is essentially to enable the operation of the pressure control valve 710 to exert an exhaust gas purifying function as described later. Therefore, for example, an automatic opening / closing type pressure control valve 710 as shown in FIG. 5 can be used. This pressure control valve 71
0 is designed to have a function of maintaining the branch exhaust passage 700 in the open state only when the pressure of the exhaust gas in the exhaust pipe 70 exceeds a set value.

【0041】この図5に示す例では、吸入口713と排
気口714を有し、吸入口713を介して加わる排気圧
力によって、ピストン状の弁体712がシリンダ711
内を往復移動することで開閉する構造のものが示されて
いる。弁体712は、シリンダ711内に装填したスプ
リング715により付勢されて、図5(A)に示す閉位
置に位置決めされ、常時においては分岐排気通路700
を閉状態に保持している。
In the example shown in FIG. 5, the piston 712 has a suction port 713 and an exhaust port 714, and the piston-shaped valve 712 is moved by the exhaust pressure applied through the suction port 713.
1 shows a structure that is opened and closed by reciprocating inside. The valve body 712 is urged by a spring 715 loaded in the cylinder 711 to be positioned at the closed position shown in FIG.
Is held in a closed state.

【0042】圧力制御弁710の吸入口713は排気管
70内に連通している。そのため、吸入口713を介し
て弁体712に排気管70内の排気圧力が直接作用す
る。したがって、スプリング715の反発力は、この排
気圧力により弁体712が閉位置から開位置へ移動しな
いように設定される。即ち、排気管70内の背圧が所定
値以上(設定値以上)の圧力になったとき、弁体712
が閉位置から開位置へ移動し、吸入口713と排気口7
14が連通して開状態となるように設定されている。
The suction port 713 of the pressure control valve 710 communicates with the inside of the exhaust pipe 70. Therefore, the exhaust pressure in the exhaust pipe 70 directly acts on the valve body 712 via the intake port 713. Therefore, the repulsive force of the spring 715 is set so that the valve body 712 does not move from the closed position to the open position due to the exhaust pressure. That is, when the back pressure in the exhaust pipe 70 becomes equal to or higher than a predetermined value (not lower than a set value), the valve 712
Moves from the closed position to the open position, and the suction port 713 and the exhaust port 7
14 are set so as to communicate with each other and open.

【0043】ここで、設定値以上の排気ガスの圧力を逃
がす場合のその設定値については、主として、排気ガス
の流れを逆転させたときに発生する排気圧力やその変動
量に基づいて決定される。具体的には、フィルタに作用
する大きな圧力変動や圧力波等によって堆積した微粒子
が剥離及び撹乱されて瞬間的に車外へ排出されないよう
な圧力に設定される。しかし、この設定値は、機関の運
転状態や機関出力状態、排気ガスの圧力変動状態、圧力
波の影響、フィルタに対する微粒子の堆積状態、フィル
タの背圧、排気ガスの空間速度等によっても左右され
る。したがって、これらの点を考慮してこの設定値が決
定される。
Here, the set value in the case of releasing the exhaust gas pressure equal to or higher than the set value is determined mainly based on the exhaust pressure generated when the flow of the exhaust gas is reversed and the fluctuation amount thereof. . Specifically, the pressure is set such that the deposited fine particles are separated and disturbed by a large pressure fluctuation or a pressure wave acting on the filter and are not instantaneously discharged outside the vehicle. However, this set value is also affected by the operating state of the engine, the output state of the engine, the pressure fluctuation state of the exhaust gas, the influence of the pressure wave, the accumulation state of fine particles on the filter, the back pressure of the filter, the space velocity of the exhaust gas, and the like. You. Therefore, the set value is determined in consideration of these points.

【0044】車種によっても異なるが、例えばフィルタ
22の背圧が定常走行時において、20kPa以内であ
る場合、20kPa以上の圧力を設定値とすることが考
えられる。勿論、それ以上の場合、それ以下の場合も想
定される。何れにしても、堆積した微粒子が燃焼するこ
となく瞬間的に車外へ排出されないような圧力に設定さ
れる。
Although it differs depending on the type of vehicle, for example, when the back pressure of the filter 22 is within 20 kPa during steady running, it is conceivable to set the pressure to 20 kPa or more as the set value. Of course, more than that, and less than that is also assumed. In any case, the pressure is set so that the accumulated fine particles are not instantaneously discharged to the outside of the vehicle without burning.

【0045】図6(A)は、フィルタ22に一方向から
のみ排気ガスを流す場合のイメージ図であり、煤などの
微粒子はフィルタの一方の面にのみ蓄積して動かず、排
気ガスの圧損上昇の原因となるだけでなく、微粒子の浄
化を妨げる。
FIG. 6A is an image diagram when exhaust gas flows through the filter 22 from only one direction. Fine particles such as soot accumulate only on one surface of the filter and do not move, and the pressure loss of the exhaust gas rises. In addition to causing fine particles, it hinders the purification of fine particles.

【0046】図6(B)は、フィルタ22に双方向から
排気ガスを流す場合のイメージ図であり、煤などの微粒
子はフィルタ22の両面で順流方向と逆流方向に撹乱さ
れるので、フィルタ22の両面で、あるいは、基材内部
で動き回り、フィルタ基材全体の活性点を利用して煤な
どの微粒子の酸化を促進することができ、フィルタ22
に煤などの微粒子が蓄積するのをより少なくすることが
できる。よって、排気ガスの圧損上昇を避けることがで
きる。
FIG. 6B is an image diagram in the case where exhaust gas is caused to flow in the filter 22 from both directions. Fine particles such as soot are disturbed on both sides of the filter 22 in the forward flow direction and the reverse flow direction. By moving around on both sides or inside the base material, the active points of the entire filter base material can be used to promote oxidation of fine particles such as soot, and the filter 22
Accumulation of fine particles, such as soot, can be reduced. Therefore, an increase in the pressure loss of the exhaust gas can be avoided.

【0047】なお、上記した排気管70には、排気管7
0内の背圧を測定する背圧センサ80が設けられてお
り、電子制御ユニット30のCPU34上に実現される
制御手段75によって駆動制御されるアクチュエータ7
2は、実施的にこの排気管70に設けられた背圧センサ
80の信号に基づき制御されている。なお、この背圧セ
ンサ80に基づくアクチュエータ72の制御は、後で詳
しく説明する排気浄化装置の制御と共に説明する。
The above-described exhaust pipe 70 has an exhaust pipe 7
An actuator 7 which is provided with a back pressure sensor 80 for measuring the back pressure within 0 and which is driven and controlled by control means 75 realized on the CPU 34 of the electronic control unit 30
2 is controlled based on a signal from a back pressure sensor 80 provided in the exhaust pipe 70. The control of the actuator 72 based on the back pressure sensor 80 will be described together with the control of the exhaust gas purification device described later in detail.

【0048】<フィルタの構造と微粒子の連続酸化処理
>図7にパティキュレートフィルタ22の構造を示す。
なお、図7(A)はパティキュレートフィルタ22の正
面図を示しており、(B)はパティキュレートフィルタ
22の側面断面図を示している。図7(A)および
(B)に示されるようにパティキュレートフィルタ22
はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延び
る複数個の排気流通路50、51を具備するいわゆるウ
ォールフロー型である。これら排気流通路は下流端が栓
52により閉塞された排気ガス流入通路50と、上流端
が栓53により閉塞された排気ガス流出通路51とによ
り構成される。なお、図7(A)においてハッチングを
付した部分は栓53を示している。従って、排気ガス流
入通路50および排気ガス流出通路51は薄肉の隔壁5
4を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流
入通路50および排気ガス流出通路51は各排気ガス流
入通路50が4つの排気ガス流出通路51によって包囲
され、各排気ガス流出通路51が4つの排気ガス流入通
路50によって包囲されるように配置される。
<Structure of Filter and Continuous Oxidation Process of Fine Particles> FIG. 7 shows the structure of the particulate filter 22.
7A shows a front view of the particulate filter 22, and FIG. 7B shows a side cross-sectional view of the particulate filter 22. As shown in FIGS. 7A and 7B, the particulate filter 22
Is a so-called wall flow type having a honeycomb structure and having a plurality of exhaust passages 50 and 51 extending in parallel with each other. These exhaust passages are constituted by an exhaust gas inflow passage 50 whose downstream end is closed by a plug 52 and an exhaust gas outflow passage 51 whose upstream end is closed by a plug 53. In FIG. 7A, hatched portions indicate plugs 53. Therefore, the exhaust gas inflow passage 50 and the exhaust gas outflow passage 51 are formed of the thin partition wall 5.
4 are alternately arranged. In other words, the exhaust gas inflow passage 50 and the exhaust gas outflow passage 51 are each surrounded by the four exhaust gas outflow passages 51, and each exhaust gas outflow passage 51 is surrounded by the four exhaust gas inflow passages 50. It is arranged so that.

【0049】パティキュレートフィルタ22は例えばコ
ージライトのような多孔質材料から形成されており、従
って、排気ガス流入通路50内に流入した排気ガスは、
図7(B)において矢印で示されるように周囲の隔壁5
4内を通って隣接する排気ガス流出通路51内に流出す
る。
The particulate filter 22 is made of a porous material such as cordierite, so that the exhaust gas flowing into the exhaust gas inflow passage 50 is
As shown by an arrow in FIG.
4 and flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 51.

【0050】本発明による実施例では各排気ガス流入通
路50および各排気ガス流出通路51の周壁面、即ち各
隔壁54の両側表面上および隔壁54内の細孔内壁面上
には例えばアルミナからなる担体の層が形成されてお
り、この担体上に貴金属触媒、および周囲に過剰酸素が
存在すると酸素を取込んで酸素を保持しかつ周囲の酸素
濃度が低下すると保持した酸素を活性酸素の形で放出す
る活性酸素放出剤が担持されている。
In the embodiment according to the present invention, for example, alumina is formed on the peripheral wall surface of each exhaust gas inflow passage 50 and each exhaust gas outflow passage 51, that is, on both side surfaces of each partition wall 54 and on the inner wall surface of the pores inside the partition wall 54. A layer of a carrier is formed, and on the carrier, a noble metal catalyst and, when there is excess oxygen in the surroundings, oxygen is taken in to retain oxygen, and when the surrounding oxygen concentration decreases, the retained oxygen is converted into active oxygen. An active oxygen releasing agent to be released is supported.

【0051】この場合、本発明による実施例では貴金属
触媒として白金Ptが用いられており、活性酸素放出剤
としてカリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、セ
シムCs、ルビジウムRbのようなアルカリ金属、バリ
ウムBa、カルシウムCa、ストロンチウムSrのよう
なアルカリ土類金属、ランタンLa、イットリウムYの
ような希土類、および遷移金属から選ばれた少くとも一
つが用いられている。
In this case, in the embodiment according to the present invention, platinum Pt is used as a noble metal catalyst, and an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, rubidium Rb, or barium Ba is used as an active oxygen releasing agent. , Calcium Ca, strontium Sr, at least one selected from alkaline earth metals such as lanthanum La, yttrium Y, and transition metals.

【0052】なお、この場合活性酸素放出剤としてはカ
ルシウムCaよりもイオン化傾向の高いアルカリ金属又
はアルカリ土類金属、即ちカリウムK、リチウムLi、
セシウムCs、ルビジウムRb、バリウムBa、ストロ
ンチウムSrを用いることが好ましい。
In this case, as the active oxygen releasing agent, an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, that is, potassium K, lithium Li,
It is preferable to use cesium Cs, rubidium Rb, barium Ba, and strontium Sr.

【0053】次にパティキュレートフィルタ22による
排気ガス中の微粒子除去作用について担体上に白金Pt
およびカリウムKを担持させた場合を例にとって説明す
るが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、遷移金属を用いても同様な微粒子除去作用が行わ
れる。
Next, the action of the particulate filter 22 for removing fine particles in the exhaust gas will be described.
The case where potassium and potassium K are carried will be described as an example, but the same fine particle removing action can be performed by using other noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, rare earths, and transition metals.

【0054】図1に示されるような圧縮着火式内燃機関
では空気過剰のもとで燃焼が行われ、従って排気ガスは
多量の過剰空気を含んでいる。即ち、吸気通路、燃焼室
5および排気通路内に供給された空気と燃料との比を排
気ガスの空燃比と称すると図1に示されるような圧縮着
火式内燃機関では排気ガスの空燃比はリーンとなってい
る。また、燃焼室5内ではNOが発生するので排気ガス
中にはNOが含まれている。また、燃料中にはイオウS
が含まれており、このイオウSは燃焼室5内で酸素と反
応してSO2 となる。従って排気ガス中にはSO2 が含
まれている。従って過剰酸素、NOおよびSO2 を含ん
だ排気ガスがパティキュレートフィルタ22の排気ガス
流入通路50内に流入することになる。
In a compression ignition type internal combustion engine as shown in FIG. 1, combustion takes place under excess air, and thus the exhaust gas contains a large amount of excess air. That is, if the ratio between air and fuel supplied into the intake passage, the combustion chamber 5 and the exhaust passage is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas, the air-fuel ratio of the exhaust gas in the compression ignition type internal combustion engine as shown in FIG. It is lean. Further, since NO is generated in the combustion chamber 5, NO is contained in the exhaust gas. The fuel contains sulfur S
This sulfur S reacts with oxygen in the combustion chamber 5 to become SO 2 . Therefore, SO 2 is contained in the exhaust gas. Therefore, exhaust gas containing excess oxygen, NO and SO 2 flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22.

【0055】図8(A)および(B)は排気ガス流入通
路50の内周面および隔壁54内の細孔内壁面上に形成
された担体層の表面の拡大図を模式的に表わしている。
なお、図8(A)および(B)において60は白金Pt
の粒子を示しており、61はカリウムKを含んでいる活
性酸素放出剤を示している。
FIGS. 8A and 8B schematically show enlarged views of the inner peripheral surface of the exhaust gas inflow passage 50 and the surface of the carrier layer formed on the inner wall surface of the pores in the partition wall 54. FIG. .
8A and 8B, reference numeral 60 denotes platinum Pt.
And 61 denotes an active oxygen releasing agent containing potassium K.

【0056】上述したように排気ガス中には多量の過剰
酸素が含まれているので排気ガスがパティキュレートフ
ィルタ22の排気ガス流入通路50内に流入すると図8
(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2 -又はO2-
の形で白金Ptの表面に付着する。一方、排気ガス中の
NOは白金Ptの表面上でO2 -又はO2-と反応し、NO
2 となる(2NO+O2 →2NO2 )。次いで生成され
たNO2 の一部は白金Pt上で酸化されつつ活性酸素放
出剤61内に吸収され、カリウムKと結合しながら図8
(A)に示されるように硝酸イオンNO3 -の形で活性酸
素放出剤61内に拡散し、一部の硝酸イオンNO3 -は硝
酸カリウムKNO3を生成する。
As described above, since the exhaust gas contains a large amount of excess oxygen, when the exhaust gas flows into the exhaust gas inflow passage 50 of the particulate filter 22, FIG.
As shown in (A), these oxygens O 2 are converted to O 2 or O 2−.
On the surface of platinum Pt. On the other hand, NO in the exhaust gas on the surface of the platinum Pt O 2 - reacting or O 2- as, NO
2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the active oxygen releasing agent 61 while being oxidized on the platinum Pt, and is combined with potassium K in FIG.
As shown in (A), the nitric acid ions are diffused into the active oxygen releasing agent 61 in the form of NO 3 , and some nitrate ions NO 3 generate potassium nitrate KNO 3 .

【0057】一方、上述したように排気ガス中にはSO
2 も含まれており、このSO2 もNOと同様なメカニズ
ムによって活性酸素放出剤61内に吸収される。即ち、
上述したように酸素O2 がO2 -又はO2-の形で白金Pt
の表面に付着しており、排気ガス中のSO2 は白金Pt
の表面でO2 -又はO2-と反応してSO3 となる。
On the other hand, as described above, SO is contained in the exhaust gas.
2 is also included, this SO 2 is absorbed in the active oxygen release agent 61 by a NO similar mechanisms. That is,
Oxygen O 2 as described above O 2 - or platinum O 2- in the form Pt
Are attached on the surface, SO 2 in the exhaust gas is platinum Pt
Or O 2- reacts with the SO 3 - O 2 at the surface of the.

【0058】次いで生成されたSO3 の一部は白金Pt
上で更に酸化されつつ活性酸素放出剤61内に吸収さ
れ、カリウムKと結合しながら硫酸イオンSO4 2-の形
で活性酸素放出剤61内に拡散し、硫酸カリウムK2
4を生成する。このようにして活性酸素放出触媒61
内には硝酸カリウムKNO3 および硫酸カリウムK2
4 が生成される。
Next, the produced SOThreePart of is platinum Pt
Absorbed in the active oxygen releasing agent 61 while being oxidized further
And sulfate ion SO while binding with potassium KFour 2-Form of
And diffused into the active oxygen releasing agent 61, and potassium sulfate KTwoS
OFourGenerate Thus, the active oxygen releasing catalyst 61
Inside is potassium nitrate KNOThreeAnd potassium sulfate KTwoS
OFour Is generated.

【0059】一方、燃焼室5内においては主にカーボン
Cからなる微粒子が生成され、従って排気ガス中にはこ
れら微粒子が含まれている。排気ガス中に含まれている
これら微粒子は排気ガスがパティキユレートフィルタ2
2の排気ガス流入通路50内を流れているときに、或い
は排気ガス流入通路50から排気ガス流出通路51に向
かうときに図8(B)において62で示されるように担
体層の表面、例えば活性酸素放出剤61の表面上に接触
し、付着する。
On the other hand, fine particles mainly composed of carbon C are generated in the combustion chamber 5, and therefore, these fine particles are contained in the exhaust gas. These fine particles contained in the exhaust gas are exhausted from the particulate filter 2.
When the gas flows through the exhaust gas inflow passage 50 or goes from the exhaust gas inflow passage 50 to the exhaust gas outflow passage 51, as shown by 62 in FIG. It contacts and adheres to the surface of the oxygen releasing agent 61.

【0060】このように微粒子62が活性酸素放出剤6
1の表面上に付着すると微粒子62と活性酸素放出剤6
1との接触面では酸素濃度が低下する。酸素濃度が低下
すると酸素濃度の高い活性酸素放出剤61内との間で濃
度差が生じ、斯くして活性酸素放出剤61内の酸素が微
粒子62と活性酸素放出剤61との接触面に向けて移動
しようとする。その結果、活性酸素放出剤61内に形成
されている硝酸カリウムKNO3 がカリウムKと酸素O
とNOとに分解され、酸素Oが微粒子62と活性酸素放
出剤61との接触面に向かい、NOが活性酸素放出剤6
1から外部に放出される。外部に放出されたNOは下流
側の白金Pt上において酸化され、再び活性酸素放出剤
61内に吸収される。
As described above, the fine particles 62 form the active oxygen releasing agent 6
1 and the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 6
At the contact surface with No. 1, the oxygen concentration decreases. When the oxygen concentration decreases, a difference in concentration occurs between the active oxygen releasing agent 61 having a high oxygen concentration and the oxygen in the active oxygen releasing agent 61 is directed toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61. Try to move. As a result, potassium nitrate KNO 3 formed in the active oxygen releasing agent 61 becomes potassium K and oxygen O
Is decomposed into NO and the oxygen O is directed to the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61, and NO is
1 to the outside. The NO released to the outside is oxidized on platinum Pt on the downstream side, and is absorbed again in the active oxygen releasing agent 61.

【0061】一方、このとき活性酸素放出剤61内に形
成されている硫酸カリウムK2SO4もカリウムKと酸素
OとSO2 とに分解され、酸素Oが微粒子62と活性酸
素放出剤61との接触面に向かい、SO2 が活性酸素放
出剤61から外部に放出される。外部に放出されたSO
2 は下流側の白金Pt上において酸化され、再び活性酸
素放出剤61内に吸収される。但し、硫酸カリウムK2
SO4は安定化しているため、硝酸カリウムKNO3に比
べて、活性酸素を放出しずらい。
On the other hand, at this time, potassium sulfate K 2 SO 4 formed in the active oxygen releasing agent 61 is also decomposed into potassium K, oxygen O and SO 2, and the oxygen O becomes fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61 towards the contact surface, SO 2 is released from the active oxygen release agent 61 to the outside. SO released to the outside
2 is oxidized on platinum Pt on the downstream side, and is again absorbed in the active oxygen releasing agent 61. However, potassium sulfate K 2
Since SO 4 is stabilized, active oxygen is hardly released compared to potassium nitrate KNO 3 .

【0062】一方、微粒子62と活性酸素放出剤61と
の接触面に向かう酸素Oは硝酸カリウムKNO3 や硫酸
カリウムK2SO4のような化合物から分解された酸素で
ある。化合物から分解された酸素Oは高いエネルギを有
しており、極めて高い活性を有する。従って微粒子62
と活性酸素放出剤61との接触面に向かう酸素は活性酸
素Oとなっている。これら活性酸素Oが微粒子62に接
触すると微粒子62は短時間のうちに輝炎を発すること
なく酸化せしめられ、微粒子62は完全に消滅する。従
って微粒子62はパティキュレートフィルタ22上に堆
積することがない。
On the other hand, the oxygen O directed toward the contact surface between the fine particles 62 and the active oxygen releasing agent 61 is oxygen decomposed from a compound such as potassium nitrate KNO 3 or potassium sulfate K 2 SO 4 . Oxygen O decomposed from the compound has high energy and extremely high activity. Therefore, the fine particles 62
Oxygen toward the contact surface between the oxygen and the active oxygen releasing agent 61 is active oxygen O. When the active oxygen O comes in contact with the fine particles 62, the fine particles 62 are oxidized within a short time without emitting a bright flame, and the fine particles 62 are completely eliminated. Therefore, the fine particles 62 do not accumulate on the particulate filter 22.

【0063】従来のようにパテイキュレートフイルタ2
2上に積層状に堆積した微粒子が燃焼せしめられるとき
にはパティキュレートフィルタ22が赤熱し、火炎を伴
って燃焼する。このような火炎を伴う燃焼は高温でない
と持続せず、従ってこのような火炎を伴う燃焼を持続さ
せるためにはパティキュレートフィルタ22の温度をを
高温に維持しなければならない。
The conventional particulate filter 2
When the fine particles deposited in a stack on the combustor 2 are burned, the particulate filter 22 glows red and burns with a flame. The combustion with such a flame cannot be sustained unless it is at a high temperature. Therefore, in order to maintain the combustion with such a flame, the temperature of the particulate filter 22 must be maintained at a high temperature.

【0064】これに対して本発明では微粒子62は上述
したように輝炎を発することなく酸化せしめられ、この
ときパティキュレートフィルタ22の表面が赤熱するこ
ともない。即ち、云い換えると本発明では従来に比べて
かなり低い温度でもって微粒子62が酸化除去せしめら
れている。従って本発明による輝炎を発しない微粒子6
2の酸化による微粒子除去作用は火炎を伴う従来の燃焼
による微粒子除去作用と全く異なっている。
On the other hand, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized without emitting a bright flame as described above, and the surface of the particulate filter 22 does not glow at this time. In other words, in other words, in the present invention, the fine particles 62 are oxidized and removed at a considerably lower temperature than in the prior art. Therefore, fine particles 6 which do not emit a bright flame according to the present invention 6
The action of removing fine particles by oxidation of 2 is completely different from the action of removing fine particles by conventional combustion accompanied by a flame.

【0065】また、微粒子の酸化による微粒子除去作用
はかなり低温で行われる。従ってパティキュレートフィ
ルタ22の温度はさほど上昇せず、斯くしてパティキュ
レートフィルタ22が劣化する危険性はほとんどない。
また、パティキュレートフィルタ22上に微粒子がほと
んど堆積しないので微粒子の燃えカスであるアッシュが
凝集する危険性が少なく、従ってパティキュレートフィ
ルタ22が目詰まりする危険性が少なくなる。
The action of removing fine particles by oxidation of the fine particles is performed at a considerably low temperature. Therefore, the temperature of the particulate filter 22 does not rise so much, and there is almost no risk of the particulate filter 22 being deteriorated.
Further, since particles are hardly deposited on the particulate filter 22, there is little danger that ash which is a burning residue of the particles is agglomerated, and therefore, there is little danger that the particulate filter 22 is clogged.

【0066】ところでこの目詰まりは主に硫酸カルシウ
ムCaSO4によって生ずる。即ち、燃料や潤滑油はカ
ルシウムCaを含んでおり、従って排気ガス中にカルシ
ウムCaが含まれている。このカルシウムCaはSO3
が存在すると硫酸カルシウムCaSO4 を生成する。こ
の硫酸カルシウムCaSO4は固体であって高温になっ
ても熱分解しない。従って硫酸カルシウムCaSO4
生成され、この硫酸カルシウムCaSO4 によってパテ
ィキュレートフィルタ22の細孔が閉塞されると目詰ま
りを生ずることになる。
The clogging is mainly caused by calcium sulfate CaSO 4 . That is, the fuel and the lubricating oil contain calcium Ca, and therefore the exhaust gas contains calcium Ca. This calcium Ca is SO 3
Produces calcium sulfate CaSO 4 when present. This calcium sulfate CaSO 4 is solid and does not thermally decompose even at high temperatures. Therefore, calcium sulfate CaSO 4 is generated, and if the pores of the particulate filter 22 are closed by the calcium sulfate CaSO 4 , clogging occurs.

【0067】しかしながらこの場合、活性酸素放出剤6
1としてカルシウムCaよりもイオン化傾向の高いアル
カリ金属又はアルカリ土類金属、例えばカリウムKを用
いると、活性酸素放出剤61内に拡散するSO3 はカリ
ウムKと結合して硫酸カリウムK2SO4を形成し、カル
シウムCaはSO3 と結合することなくパティキュレー
トフィルタ22の隔壁54を通過して排気ガス流出通路
51内に流出する。従ってパティキュレートフィルタ2
2の細孔が目詰まりすることがなくなる。従って前述し
たように活性酸素放出剤61としてはカルシウムCaよ
りもイオン化傾向の高いアルカリ金属又はアルカリ土類
金属、即ちカリウムK、リチウムLi、セシウムCs、
ルビジウムRb、バリウムBa、ストロンチウムSrを
用いることが好ましいことになる。
However, in this case, the active oxygen releasing agent 6
When an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, such as potassium K, is used as 1, the SO 3 diffused into the active oxygen releasing agent 61 combines with the potassium K to form potassium sulfate K 2 SO 4 . The calcium Ca is formed and flows out into the exhaust gas outflow passage 51 through the partition wall 54 of the particulate filter 22 without binding to SO 3 . Therefore, the particulate filter 2
No clogging of the two pores occurs. Therefore, as described above, as the active oxygen releasing agent 61, an alkali metal or an alkaline earth metal having a higher ionization tendency than calcium Ca, that is, potassium K, lithium Li, cesium Cs,
It is preferable to use rubidium Rb, barium Ba, and strontium Sr.

【0068】ところで白金Ptおよび活性酸素放出剤6
1はパティキュレートフィルタ22の温度が高くなるほ
ど活性化するので単位時間当りに活性酸素放出剤61が
放出しうる活性酸素Oの量はパティキュレートフィルタ
22の温度が高くなるほど増大する。従ってパティキュ
レートフィルタ22上において単位時間当りに輝炎を発
することなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量は、
パティキュレートフィルタ22の温度が高くなるほど増
大する。
Incidentally, platinum Pt and active oxygen releasing agent 6
1 is activated as the temperature of the particulate filter 22 increases, so that the amount of active oxygen O that the active oxygen releasing agent 61 can release per unit time increases as the temperature of the particulate filter 22 increases. Therefore, the amount of oxidizable and removable fine particles that can be oxidized and removed without emitting a bright flame per unit time on the particulate filter 22 is:
The temperature increases as the temperature of the particulate filter 22 increases.

【0069】図10の実線は単位時間当りに輝炎を発す
ることなく酸化除去可能な酸化除去可能微粒子量Gを示
している。なお、図10において横軸はパティキュレー
トフィルタ22の温度TFを示している。単位時間当り
に燃焼室5から排出される微粒子の量を排出微粒子量M
と称するとこの排出微粒子量Mが酸化除去可能微粒子G
よりも少ないとき、即ち、図10の領域Iでは燃焼室5
から排出された全ての微粒子がパティキュレートフィル
タ22に接触するや否や短時間のうちにパティキュレー
トーフィルタ22上において輝炎を発することなく酸化
除去せしめられる。
The solid line in FIG. 10 indicates the amount G of the oxidizable and removable fine particles that can be oxidized and removed without emitting a bright flame per unit time. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the temperature TF of the particulate filter 22. The amount of fine particles discharged from the combustion chamber 5 per unit time is referred to as a discharged fine particle amount M.
In other words, the amount M of the discharged fine particles is the fine particles G that can be removed by oxidation.
10, that is, in the region I of FIG.
As soon as all the fine particles discharged from the filter come into contact with the particulate filter 22, they are oxidized and removed on the particulate filter 22 in a short time without emitting a bright flame.

【0070】これに対し、排出微粒子量Mが酸化除去可
能微粒子量Gよりも多いとき、即ち図10の領域IIで
は全ての微粒子を酸化するには活性酸素量が不足してい
る。図9 (A)〜(C)はこのような場合の微粒子の酸
化の様子を示している。
On the other hand, when the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation, that is, in the region II of FIG. 10, the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles. FIGS. 9A to 9C show how the fine particles are oxidized in such a case.

【0071】即ち、全ての微粒子を酸化するには活性酸
素量が不足している場合には図9(A)に示すように微
粒子62が活性酸素放出剤61上に付着すると微粒子6
2の一部のみが酸化され、十分に酸化されなかった微粒
子部分が担体層上に残留する。次いで、活性酸素量が不
足している状態が継続すると次から次へと酸化されなか
った微粒子部分が担体層上に残留し、その結果、図8
(B)に示されるように担体層の表面が残留微粒子部分
63によって覆われるようになる。
That is, if the amount of active oxygen is insufficient to oxidize all the fine particles, the fine particles 62 adhere to the active oxygen releasing agent 61 as shown in FIG.
Only part of 2 is oxidized, and the finely oxidized fine particles remain on the carrier layer. Next, if the state where the amount of active oxygen is insufficient continues, the fine particles that have not been oxidized one after another remain on the carrier layer. As a result, FIG.
As shown in (B), the surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portion 63.

【0072】担体層の表面を覆うこの残留微粒子部分6
3は次第に酸化されにくいカーボン質に変質し、斯くし
てこの残留微粒子部分63はそのまま残留しやすくな
る。また、担体層の表面が残留微粒子部分63によって
覆われると白金PtによるNO、SO2 の酸化作用およ
び活性酸素放出剤61による活性酸素の放出作用が抑制
される。その結果、図9(C)に示されるように残留微
粒子部分63の上に別の微粒子64が次から次へと堆積
する。即ち、微粒子が積層状に堆積することになる。こ
のように微粒子が積層状に堆積するとこれら微粒子は白
金Ptや活性酸素放出剤61から距離を隔てているため
にたとえ酸化されやすい微粒子であってももはや活性酸
素Oによって酸化されることがなく、従ってこの微粒子
64上に更に別の微粒子が次から次へと堆積する。即
ち、排出微粒子量Mが酸化除去可能微粒子量Gよりも多
い状態が継続するとパティキュレートフィルタ22上に
は微粒子が積層状に堆積してしまう。
The residual fine particle portion 6 covering the surface of the carrier layer
3 gradually changes to a carbon material that is hardly oxidized, and thus the residual fine particle portion 63 tends to remain as it is. When the surface of the carrier layer is covered with the residual fine particle portion 63, the oxidizing action of NO and SO 2 by platinum Pt and the releasing action of active oxygen by the active oxygen releasing agent 61 are suppressed. As a result, as shown in FIG. 9C, another fine particle 64 is deposited on the remaining fine particle portion 63 one after another. That is, the fine particles are deposited in a layered manner. When the fine particles are deposited in a layered manner in this manner, these fine particles are separated from the platinum Pt and the active oxygen releasing agent 61, so that even if the fine particles are easily oxidized, they are no longer oxidized by the active oxygen O. Therefore, further fine particles are deposited on the fine particles 64 one after another. That is, when the state in which the amount M of discharged fine particles is larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation continues, the fine particles are deposited on the particulate filter 22 in a layered manner.

【0073】このように図10の領域Iでは微粒子はパ
ティキュレートフィルタ22上において輝炎を発するこ
となく短時間のうちに酸化せしめられ、図10の領域I
Iでは微粒子がパティキュレートフィルタ22上に積層
状に堆積する。従って微粒子がパティキュレートフィル
タ22上に積層状に堆積しないようにするためには排出
微粒子量Mを常時酸化除去可能微粒子量Gとの関係を領
域Iの範囲にすることが望ましい。
As described above, in the region I in FIG. 10, the fine particles are oxidized within a short time without emitting a bright flame on the particulate filter 22, and the region I in FIG.
In I, the fine particles are deposited on the particulate filter 22 in a layered manner. Therefore, it is desirable that the relationship between the amount M of discharged fine particles and the amount G of fine particles that can be oxidized and removed at all times is in the range of region I in order to prevent the fine particles from being deposited on the particulate filter 22 in a layered manner.

【0074】しかしながら実際には全ての運転状態にお
いて排出微粒子量Mを酸化除去可能微粒子量Gよりも少
くすることはほとんど不可能である。例えば機関始動時
には通常パティキュレートフィルタ22の温度は低く、
従ってこのときには通常排出微粒子量Mが酸化除去可能
微粒子量Gよりも多くなる。機関始動直後におけるよう
に排出微粒子量Mの方が酸化除去可能微粒子量Gよりも
多くなるとパティキュレートフィルタ22上に酸化され
なかった微粒子部分が残留しはじめる。
However, in practice, it is almost impossible to make the amount M of discharged fine particles smaller than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation in all operating states. For example, when the engine is started, the temperature of the particulate filter 22 is usually low,
Therefore, at this time, the amount M of discharged fine particles is usually larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation. When the amount M of discharged fine particles becomes larger than the amount G of fine particles that can be removed by oxidation as immediately after the start of the engine, the non-oxidized fine particles begin to remain on the particulate filter 22.

【0075】このように運転状況によっては排出微粒子
量Mが酸化除去可能微粒子量Gよりも増大して、パティ
キュレートフィルタ22上に微粒子が積層状に堆積する
場合がある。
As described above, depending on the operating conditions, the amount M of the discharged fine particles may be larger than the amount G of the fine particles that can be removed by oxidation, and the fine particles may deposit on the particulate filter 22 in a layered manner.

【0076】この堆積した微粒子を酸化除去するため
に、排気管70に配置された排気切換弁71を切り換え
る。排気切換弁71が切り換えられると、パティキュレ
ートフィルタ22の排気上流側と排気下流側とが逆転
し、切り換え前にパティキュレートフィルタ22の排気
下流側であった部分において、微粒子が活性酸素放出剤
61の表面に付着して活性酸素Oが放出され、この微粒
子が酸化除去される。この放出される活性酸素Oの一部
は、排気ガスと共にパティキュレートフィルタ22の排
気下流側へ移動し、ここに堆積する微粒子を酸化除去す
る。ここでは前述したように、微粒子はパティキュレー
トフィルタ22の両面で順流方向と逆流方向に撹乱さ
れ、パティキュレートフィルタ22の両面で、あるいは
基材内部で動き回り、フィルタ基材全体の活性点に出会
い酸化される。
In order to oxidize and remove the deposited fine particles, the exhaust gas switching valve 71 disposed in the exhaust pipe 70 is switched. When the exhaust switching valve 71 is switched, the exhaust upstream side and the exhaust downstream side of the particulate filter 22 are reversed, and in the portion that was on the exhaust downstream side of the particulate filter 22 before the switching, the fine particles were reduced to the active oxygen releasing agent 61. The active oxygen O is released by adhering to the surface of the substrate, and the fine particles are oxidized and removed. Part of the released active oxygen O moves to the exhaust gas downstream of the particulate filter 22 together with the exhaust gas, and oxidizes and removes the fine particles deposited there. Here, as described above, the fine particles are disturbed in both the forward flow direction and the reverse flow direction on both sides of the particulate filter 22, move around on both sides of the particulate filter 22, or inside the base material, encounter the active points of the entire filter base material, and oxidize. Is done.

【0077】このようにして酸化されなかった微粒子が
パティキュレートフィルタ22に堆積し始めているとき
に、このパティキュレートフィルタ22の排気上流側と
下流側とを逆転することにより、パティキュレートフィ
ルタ22から微粒子を完全に酸化除去することができ
る。
When the fine particles which have not been oxidized in this way are starting to accumulate on the particulate filter 22, the upstream and downstream sides of the exhaust of the particulate filter 22 are reversed, so that the fine particles from the particulate filter 22 are removed from the particulate filter 22. Can be completely removed by oxidation.

【0078】またパティキュレートフィルタ22上に微
粒子が堆積した場合は、排気ガスの一部又は全体の空燃
比を一時的にリッチにすることにより、堆積した微粒子
が輝炎を発することなく酸化せしめられる。排気ガスの
空燃比がリッチにされると、即ち排気ガス中の酸素濃度
が低下せしめられると活性酸素放出剤61から外部に活
性酸素Oが一気に放出され、これら一気に放出された活
性酸素Oによって堆積した微粒子が輝炎を発することな
く一気に短時間で燃焼除去せしめられる。
When particulates accumulate on the particulate filter 22, the air-fuel ratio of a part or the whole of the exhaust gas is temporarily made rich to oxidize the deposited particulates without producing a bright flame. . When the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich, that is, when the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced, active oxygen O is released from the active oxygen releasing agent 61 to the outside at a stretch, and the active oxygen O released at a stretch accumulates. The burned fine particles can be burnt and removed at once in a short time without emitting a bright flame.

【0079】<排気切換弁の制御>次に、上記した排気
浄化装置をより効果的に機能させる制御例を説明する。
まず、図11を参照してその制御の概略を説明する。こ
の図11に示す制御では、排気管70内の背圧が所定値
(DPRの目詰まり判定値)より大きく、且つ排気管7
0内を流れる排気ガス流の空間速度が所定値(撹乱有効
速度)よりも大きい時に、前記排気切換弁71の切換制
御を行い、前記パティキュレートフィルタ22(以下、
フィルタ22と称す)へ導入される排気ガスの流れを逆
転させてフィルタ22に付着しようとする微粒子の撹乱
を行っている。なお、ここで撹乱有効速度とは、フィル
タ22の表面及びその基材内部に付着しようとする微粒
子を容易に剥離して撹乱させることができる空間速度
(SV)を示す。
<Control of Exhaust Switching Valve> Next, an example of control for making the above-described exhaust gas purification device function more effectively will be described.
First, an outline of the control will be described with reference to FIG. In the control shown in FIG. 11, when the back pressure in the exhaust pipe 70 is larger than a predetermined value (a DPR clogging determination value) and the exhaust pipe 7
When the space velocity of the exhaust gas flow flowing through the inside of the exhaust gas 0 is higher than a predetermined value (disturbance effective velocity), the switching control of the exhaust gas switching valve 71 is performed, and the particulate filter 22 (hereinafter, referred to as the particulate filter 22)
The flow of the exhaust gas introduced into the filter 22 is reversed to disturb the fine particles that are to adhere to the filter 22. Here, the effective disturbance speed refers to a space velocity (SV) at which fine particles to be attached to the surface of the filter 22 and the inside of the base material can be easily separated and disturbed.

【0080】この制御例では、まず、排気管70に設け
られた背圧センサ80により排気管70内の背圧を測定
し、その測定値に基づく出力信号を電子制御ユニット3
0内に取込み、この電子制御ユニット30にてフィルタ
22の目詰まり具合を監視する。
In this control example, first, a back pressure in the exhaust pipe 70 is measured by a back pressure sensor 80 provided in the exhaust pipe 70, and an output signal based on the measured value is sent to the electronic control unit 3.
The electronic control unit 30 monitors the degree of clogging of the filter 22.

【0081】なお、電子制御ユニット30のROM32
には、予め各種状況に応じた背圧の正常値が記憶されて
いる。より具体的には、通常走行時における背圧の正常
値、、加速走行時における背圧の正常値、減速走行時に
おける背圧の正常値などの各種走行状態に対応した背圧
値が記憶されている。以下、これら各種走行状態におけ
る背圧の値を総称して、単に正常値と称す。
The ROM 32 of the electronic control unit 30
Stores in advance a normal value of the back pressure according to various situations. More specifically, back pressure values corresponding to various running conditions such as a normal value of the back pressure during normal running, a normal value of the back pressure during accelerated running, and a normal value of the back pressure during decelerated running are stored. ing. Hereinafter, the values of the back pressure in these various running states are collectively referred to simply as normal values.

【0082】また、電子制御ユニット30には現在の走
行状態を把握するために、車速、機関回転数N、アクセ
ルペダル40の踏込み量L等の各種データが常時読み込
まれている。このため電子制御ユニット30では、これ
らのデータを基に現在の走行状態を把握することがで
き、背圧センサ80により検出される値と、電子制御ユ
ニット30のROM32に記憶された背圧の正常値と、
をCPU34にて比較してフィルタ22に蓄積された微
粒子の蓄積量(目詰まり具合)を概ね把握することがで
きる。
The electronic control unit 30 constantly reads various data such as the vehicle speed, the engine speed N, and the depression amount L of the accelerator pedal 40 in order to grasp the current running state. For this reason, the electronic control unit 30 can grasp the current running state based on these data, and the value detected by the back pressure sensor 80 and the normal value of the back pressure stored in the ROM 32 of the electronic control unit 30 are determined. Value and
Is compared with the CPU 34, the accumulated amount (the degree of clogging) of the fine particles accumulated in the filter 22 can be roughly grasped.

【0083】そして、背圧センサ80にて検出された背
圧が正常値に比べて高い時には、フィルタ22に微粒子
が蓄積されつつあると判断して、排気切換弁71の切換
えるアクチュエータ72の駆動制御を行う。
When the back pressure detected by the back pressure sensor 80 is higher than the normal value, it is determined that particulates are being accumulated in the filter 22 and the drive control of the actuator 72 for switching the exhaust switching valve 71 is performed. I do.

【0084】このアクチュエータ72の駆動制御では、
前記電子制御ユニット30に読み込まれる各種データに
基づいて現在の排気ガス流の空間速度を把握して、その
空間速度が所定値(撹乱有効速度)に達していると判断
したときには、アクチュエータ72を作動させ排気切換
弁71を切換える。より具体的には排気ガス流の空間速
度が所定値より大きくなる加速走行状態や、エンジンブ
レーキを用いての減速時などにアクチュエータ72を作
動させて排気切換弁71を切り換える。
In the drive control of the actuator 72,
Based on various data read into the electronic control unit 30, the current space velocity of the exhaust gas flow is grasped, and when it is determined that the space velocity has reached a predetermined value (disturbance effective velocity), the actuator 72 is operated. Then, the exhaust switching valve 71 is switched. More specifically, the actuator 72 is operated to switch the exhaust switching valve 71 in an accelerated running state in which the space velocity of the exhaust gas flow is greater than a predetermined value, or during deceleration using an engine brake.

【0085】このため排気切換弁71は排気ガス流の空
間速度(SV)が高い時に順流位置から逆流位置に切り
換えられることになり、フィルタ22を通過する排気ガ
スの流れもこの排気切換弁71の動きに伴い順流方向か
ら逆流方向に逆転される。このとき、フィルタ22に流
込む排気ガス流の空間速度は大きいため、この急激な流
れの逆転によりフィルタ22及び微粒子は大きな衝撃を
受ける。このため、フィルタ22の表面側及びその内部
における微粒子の撹乱(剥離)は促進され、連続燃焼を
容易に持続させることができる。
For this reason, the exhaust switching valve 71 is switched from the forward flow position to the reverse flow position when the space velocity (SV) of the exhaust gas flow is high, and the flow of the exhaust gas passing through the filter 22 is also controlled by the exhaust switching valve 71. With the movement, it is reversed from the forward flow direction to the backward flow direction. At this time, since the space velocity of the exhaust gas flow flowing into the filter 22 is high, the filter 22 and the fine particles receive a large impact due to the rapid reversal of the flow. Therefore, the disturbance (separation) of the fine particles on the surface side and inside of the filter 22 is promoted, and the continuous combustion can be easily maintained.

【0086】ところで、排気切替弁71により排気ガス
の流れを逆転させると、その逆転の過程において、排気
圧力の急激な変化(急激な圧力変動)が生じる。図12
は、そのときの背圧の変化と、剥離して排出される微粒
子の変化を示している。この図12から理解できるよう
に、急激な圧力変動が生じると、それに応じて排気ガス
流の空間速度も著しく増大するため、撹乱により燃焼除
去されるべき微粒子が瞬間的に排出されてしまう恐れが
ある。
By the way, when the flow of the exhaust gas is reversed by the exhaust switching valve 71, a rapid change (abrupt pressure fluctuation) of the exhaust pressure occurs in the process of the reverse rotation. FIG.
Indicates a change in the back pressure at that time and a change in the fine particles discharged and discharged. As can be understood from FIG. 12, when a rapid pressure fluctuation occurs, the space velocity of the exhaust gas flow also increases significantly in response to the sudden pressure fluctuation. is there.

【0087】この点、本発明では、排気ガスの流れを逆
転させたときに、設定値以上の圧力を逃がすようにして
いるため、フィルタ22に設定値以上の圧力が加わるこ
とはない。即ち、設定値以上の排気圧力に対しては、圧
力制御弁710が作動して図5(A)に示す閉弁状態か
ら図5(B)に示す開弁状態となる。これにより分岐排
気通路700が連通状態となり、排気管70からフィル
タ22へ導入される排気ガスの一部がバイパス通路73
へと流れる。その結果、フィルタ22の背圧は設定値付
近に抑制される。したがって、フィルタ22の表面から
剥離した微粒子や撹乱された微粒子が一気に車外へ排出
されることもない。
In this respect, in the present invention, when the flow of the exhaust gas is reversed, the pressure higher than the set value is released, so that the pressure higher than the set value is not applied to the filter 22. That is, when the exhaust pressure is equal to or higher than the set value, the pressure control valve 710 operates to change from the closed state shown in FIG. 5A to the open state shown in FIG. As a result, the branch exhaust passage 700 is brought into a communicating state, and a part of the exhaust gas introduced into the filter 22 from the exhaust pipe 70 is
Flows to As a result, the back pressure of the filter 22 is suppressed near the set value. Therefore, the fine particles separated from the surface of the filter 22 or the disturbed fine particles are not discharged to the outside of the vehicle at once.

【0088】なお、このように排気ガスの一部は、圧力
逃がし手段からフィルタ22を通さずに排出するため、
その排気ガスに含まれる微粒子も排出される。しかし、
フィルタ表面に堆積した微粒子が剥離して瞬間的に排出
される場合と比較し、微粒子の排出量は極端に少ない。
それ故、この圧力逃がし手段を設けることは、排気浄化
機能を高める上で有効な手段となる。
Since a part of the exhaust gas is discharged from the pressure releasing means without passing through the filter 22 as described above,
Fine particles contained in the exhaust gas are also discharged. But,
The discharge amount of the fine particles is extremely small as compared with the case where the fine particles deposited on the filter surface are separated and discharged instantaneously.
Therefore, providing this pressure relief means is an effective means for enhancing the exhaust gas purifying function.

【0089】また、別の観点から検討してみると、さら
に次のような利点も得られる。排気切換弁71の背圧が
急激に高くなり、弁の上流側と下流側とで大きな圧力差
が生じると、その圧力差に基づく抵抗により弁の動きが
円滑でなくなる。しかし、本実施の形態では、圧力制御
弁710によって排気切換弁71の背圧が設定値以下に
制御されるので、その分、排気切換弁71の作動も円滑
になる。
Further, when examined from another viewpoint, the following advantage is further obtained. When the back pressure of the exhaust switching valve 71 suddenly increases and a large pressure difference occurs between the upstream side and the downstream side of the valve, the movement of the valve is not smooth due to the resistance based on the pressure difference. However, in the present embodiment, since the back pressure of the exhaust gas switching valve 71 is controlled to be equal to or less than the set value by the pressure control valve 710, the operation of the exhaust gas switching valve 71 becomes smoother.

【0090】また、排気切換弁71を高速で切換えれ
ば、低速で切換える場合よりも切換時の圧力変動を(高
くなるのを)抑制することができる。この点、高圧時に
は排気切換弁71の作動が円滑でなくなり、高速に切換
えられなくなる場合も考えられる。しかし、本実施の形
態では、このように圧力制御弁710によって排気切換
弁71の背圧が設定値以下に制御されるので、その分、
排気切換弁71の作動が円滑で高速切換えも可能にな
る。
Further, when the exhaust gas switching valve 71 is switched at a high speed, the pressure fluctuation at the time of the switching can be suppressed (increasing) than when switching at a low speed. In this regard, at high pressure, the operation of the exhaust gas switching valve 71 may not be smooth, and it may not be possible to switch at high speed. However, in the present embodiment, since the back pressure of the exhaust gas switching valve 71 is controlled to be equal to or less than the set value by the pressure control valve 710 as described above,
The operation of the exhaust switching valve 71 is smooth, and high-speed switching is possible.

【0091】<第2の実施の形態>次に、本発明に係る
排気浄化装置の第2の実施の形態を図13を参照して説
明する。なお、同図において第1の実施の形態と同一の
構成要素については同一の符号を付してその説明を簡略
化する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified.

【0092】この実施の形態では、設定値以上の排気ガ
スの圧力を逃がす圧力逃がし手段を設ける位置が第1の
実施の形態と相異しているだけで、その他の構成は同じ
である。即ち、この実施の形態では、第1の排気通路7
6と、第2の排気通路77とを連絡する連絡通路800
を設け、その連絡通路800の途中に、設定値以上の排
気ガスの圧力に対してのみ連絡通路800を開状態に維
持する圧力制御弁810を設けた構成としている。な
お、この圧力制御弁810についても、第1の実施の形
態で用いた圧力制御弁710と同様に自動開閉型のもの
が用いられている。
This embodiment is the same as the first embodiment except that the position of the pressure relief means for releasing the pressure of the exhaust gas equal to or higher than the set value is different from that of the first embodiment. That is, in this embodiment, the first exhaust passage 7
6 and the communication passage 800 that communicates with the second exhaust passage 77
And a pressure control valve 810 for maintaining the communication passage 800 in an open state only for the exhaust gas pressure equal to or higher than a set value is provided in the middle of the communication passage 800. As the pressure control valve 810, an automatic open / close type is used similarly to the pressure control valve 710 used in the first embodiment.

【0093】このように、第1の排気通路76と第2の
排気通路77との間に圧力逃がし手段を設けた場合、排
気ガス流の逆転時にフィルタ22に作用する排気圧力が
設定値以上になると、圧力制御弁810が開き、連絡通
路800を開状態に維持する。これにより、フィルタ2
2の上流側と下流側とが連通し、フィルタ22へ導入さ
れる排気ガスの一部がバイパスしてフィルタ下流側へ流
れ、バイパス通路73から排出される。この結果、フィ
ルタ22に作用する排気圧力は設定値付近に抑制され
る。したがって、フィルタ22の表面から剥離した微粒
子や撹乱された微粒子が一気に車外へ排出されることも
ない。
As described above, when the pressure release means is provided between the first exhaust passage 76 and the second exhaust passage 77, the exhaust pressure acting on the filter 22 at the time of reverse rotation of the exhaust gas flow exceeds the set value. Then, the pressure control valve 810 is opened, and the communication passage 800 is maintained in the open state. Thereby, the filter 2
The upstream side and the downstream side communicate with each other, and a part of the exhaust gas introduced into the filter 22 bypasses, flows to the downstream side of the filter, and is discharged from the bypass passage 73. As a result, the exhaust pressure acting on the filter 22 is suppressed to around the set value. Therefore, the fine particles separated from the surface of the filter 22 or the disturbed fine particles are not discharged to the outside of the vehicle at once.

【0094】なお、本実施の形態においても、排気ガス
の一部は、圧力逃がし手段からフィルタ22を通さずに
排出するため、その排気ガスに含まれる微粒子も排出さ
れる。しかし、フィルタ表面に堆積した微粒子が剥離し
て瞬間的に排出される場合と比較し、微粒子の排出量は
極端に少ない。
In this embodiment, too, since a part of the exhaust gas is discharged from the pressure release means without passing through the filter 22, fine particles contained in the exhaust gas are also discharged. However, compared with the case where the fine particles deposited on the filter surface are separated and discharged instantaneously, the discharge amount of the fine particles is extremely small.

【0095】なお、以上の実施の形態では、圧力逃がし
手段の圧力制御弁に、自動開閉型の弁を用いた例を示し
たが、電気信号により開閉する圧力制御弁を採用した構
成とすることもできる。例えば、圧力制御弁810に電
磁開閉弁を用い、フィルタ22へ導入される排気ガスの
圧力が設定値以上になったときに、その電磁開閉弁に開
信号を出力するように構成することもできる。
In the above-described embodiment, an example in which an automatic opening / closing type valve is used as the pressure control valve of the pressure release means has been described. Can also. For example, an electromagnetic on-off valve may be used as the pressure control valve 810, and an open signal may be output to the electromagnetic on-off valve when the pressure of the exhaust gas introduced into the filter 22 exceeds a set value. .

【0096】より具体的には、例えば排気切換弁71の
アクチュエータ72の駆動制御系である電子ユニット3
0を利用することができる。即ち、背圧センサ80の測
定信号に基づき制御されているアクチュエータ72と同
様の制御系を構成し、電子制御ユニット30のCPU3
4上に実現される制御手段75によって圧力制御弁81
0を設定値以上で開状態に維持する設計とすることがで
きる。
More specifically, for example, the electronic unit 3 which is a drive control system of the actuator 72 of the exhaust switching valve 71
0 can be used. That is, a control system similar to the actuator 72 controlled based on the measurement signal of the back pressure sensor 80 is configured, and the CPU 3 of the electronic control unit 30
The pressure control valve 81 by the control means 75 realized above
It can be designed to maintain the open state at 0 or more than the set value.

【0097】また、排気ガスの流れを逆転させるときの
急激な圧力変化は、排気切換弁71が閉まる瞬間が最大
となるので、このタイミングで圧力制御弁を開とする制
御を行うようにすることもできる。
Further, a sudden pressure change when the flow of the exhaust gas is reversed is maximized at the moment when the exhaust switching valve 71 is closed. Therefore, the control for opening the pressure control valve at this timing should be performed. Can also.

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、圧力逃がし手段によって、設定値以上の排気ガ
スの圧力を逃がすようにしたため、排気ガスの流れを逆
転したときのように、フィルタに設定値以上の圧力が加
わらないようになる。これにより、堆積した微粒子が一
気に車外に放出されることもなくなる。この際、排気ガ
スはフィルタを通らずに排気されるが、堆積したものが
剥離して瞬間的に排出されるのと比べ、微粒子の排出量
を格段に少なくすることができる。これにより、排気浄
化装置の効果をさらに向上させることができる。
According to the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the pressure releasing means releases the pressure of the exhaust gas equal to or higher than the set value, so that when the flow of the exhaust gas is reversed, Prevents the pressure above the set value from being applied to the filter. As a result, the accumulated fine particles are not released to the outside of the vehicle at once. At this time, the exhaust gas is exhausted without passing through the filter. However, the amount of emitted particulates can be significantly reduced as compared with the case where the accumulated gas is separated and instantaneously exhausted. Thereby, the effect of the exhaust gas purification device can be further improved.

【0099】また、本発明では、圧力逃がし手段により
排気切換弁の背圧を設定値以下に制御することによっ
て、排気切換弁の作動を円滑にすることができる。さら
に、排気切換弁の作動を円滑にすることで、高速切換え
も容易になり、この点からも、切換時の圧力変動を設定
値以下に抑制できる効果を奏する。
Further, in the present invention, the operation of the exhaust gas switching valve can be made smooth by controlling the back pressure of the exhaust gas switching valve to a set value or less by the pressure releasing means. Furthermore, smooth operation of the exhaust gas switching valve facilitates high-speed switching, and from this point, the pressure fluctuation at the time of switching can be suppressed to a set value or less.

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

【図1】内燃機関の全体図FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】機関の要求トルクを示す図FIG. 2 is a diagram showing a required torque of an engine.

【図3】排気浄化装置を示す上面図FIG. 3 is a top view showing the exhaust gas purification device.

【図4】排気浄化装置を示す正面図FIG. 4 is a front view showing an exhaust purification device.

【図5】圧力制御弁の概略断面図FIG. 5 is a schematic sectional view of a pressure control valve.

【図6】(A)はフィルタ基材に微粒子が堆積する状態
を示すイメージ図、(B)は排気ガスの順流、逆流によ
る微粒子の撹乱状態を示すイメージ図
FIG. 6A is an image diagram showing a state in which fine particles are deposited on a filter substrate, and FIG. 6B is an image diagram showing a state in which fine particles are disturbed by a forward flow and a backward flow of exhaust gas

【図7】パティキュレートフィルタを示す図FIG. 7 is a diagram showing a particulate filter;

【図8】微粒子の酸化作用を示す概念図FIG. 8 is a conceptual diagram showing the oxidizing action of fine particles.

【図9】微粒子の堆積作用を示す概念図FIG. 9 is a conceptual diagram showing a deposition action of fine particles.

【図10】酸化除去可能微粒子量とパティキュレートフ
ィルタの温度との関係を示す図
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of fine particles that can be removed by oxidation and the temperature of a particulate filter.

【図11】本発明の第1の実施の形態に係る排気切換弁
の制御を示したタイムチャート
FIG. 11 is a time chart showing control of the exhaust gas switching valve according to the first embodiment of the present invention;

【図12】本発明の第1の実施の形態に係る排気切換弁
の切換制御と微粒子排出量との関係を示したタイムチャ
ート
FIG. 12 is a time chart showing the relationship between the switching control of the exhaust switching valve and the amount of discharged particulates according to the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2の実施の形態に係る排気浄化装
置の平面図
FIG. 13 is a plan view of an exhaust emission control device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22 パティキュレートフィルタ 30 電子ユニット 70 排気管 71 排気切換弁 72 アクチュエータ 73 バイパス通路 75 制御手段 76 第1の排気通路 77 第2の排気通路 80 背圧センサ 700 分岐排気通路 710 圧力制御弁 800 連絡通路 810 圧力制御弁 Reference Signs List 22 particulate filter 30 electronic unit 70 exhaust pipe 71 exhaust switching valve 72 actuator 73 bypass passage 75 control means 76 first exhaust passage 77 second exhaust passage 80 back pressure sensor 700 branch exhaust passage 710 pressure control valve 800 communication passage 810 Pressure control valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 和浩 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 中谷 好一郎 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 木村 光壱 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 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G090 AA03 BA01 CB24 DA03 DB00 DB07 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB08 AB13 BA07 BA13 CA11 EA32 FA19 FB10 GB01W GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB05W GB06W HA14 HA18 HA21 HA36  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiro Ito 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Koichiro Nakatani 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Koichi Kimura 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Inventor Toshiaki Tanaka 1 Toyota Town Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference) 3G090 AA03 BA01 CB24 DA03 DB00 DB07 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB08 AB13 BA07 BA13 CA11 EA32 FA19 FB10 GB01W GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB05W GB06W HA14 HA18 HA21 HA36

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性酸素放出剤が担持され、排気ガス中
の微粒子を一時期捕獲可能なフィルタと、 フィルタの一方側から排気ガスを流す第1の流れとフィ
ルタの他方側から排気ガスを流す第2の流れとを、交互
に切換える排気切換え手段と、 前記フィルタへ導入される排気ガスの圧力が設定値以上
のとき、その排気ガスの圧力を逃がす圧力逃がし手段
と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A filter carrying an active oxygen releasing agent and capable of capturing particulates in exhaust gas for a time, a first flow of exhaust gas flowing from one side of the filter and a filter flowing exhaust gas from the other side of the filter. Exhaust switching means for alternately switching between the two flows, and pressure releasing means for releasing the pressure of the exhaust gas when the pressure of the exhaust gas introduced into the filter is equal to or higher than a set value. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
【請求項2】 前記圧力逃がし手段は、前記フィルタの
上流側の排気ガスの圧力に基づいて作動することを特徴
とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said pressure relief means operates based on a pressure of exhaust gas upstream of said filter.
【請求項3】 前記圧力逃がし手段は、前記排気切換手
段及びフィルタをバイパスして排気ガスを流す分岐排気
通路と、その分岐排気通路に接続され、設定値以上の排
気ガスの圧力に対してのみ前記分岐排気通路を開状態に
維持する圧力制御弁とを備えることを特徴とする請求項
1又は2記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. The pressure relief means is connected to a branch exhaust passage for flowing exhaust gas by bypassing the exhaust switching means and the filter, and is connected to the branch exhaust passage only for a pressure of exhaust gas equal to or higher than a set value. 3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a pressure control valve for maintaining the branch exhaust passage in an open state.
【請求項4】 前記圧力逃がし手段は、前記フィルタの
上流側と下流側とを連絡してフィルタへ導入される排気
ガスの一部をバイパスさせる連絡通路と、その連絡通路
に接続され、設定値以上の排気ガスの圧力に対してのみ
前記連絡通路を開状態に維持する圧力制御弁とを備える
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の排気
浄化装置。
4. The pressure relief means is connected to an upstream side and a downstream side of the filter so as to bypass a part of exhaust gas introduced into the filter, and is connected to the communication path, and has a set value. 3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a pressure control valve that keeps the communication passage open only for the exhaust gas pressure.
【請求項5】 フィルタの背圧を検出する背圧検出手段
と、その背圧検出手段の検出値に基づいて前記圧力制御
弁の開閉制御を行う制御手段とを備えることを特徴とす
る請求項1〜4の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装
置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising: a back pressure detecting means for detecting a back pressure of the filter; and a control means for controlling opening and closing of the pressure control valve based on a detection value of the back pressure detecting means. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4.
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