JP2005248765A

JP2005248765A - エンジンの排気浄化装置

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Publication number: JP2005248765A
Application number: JP2004058066A
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Inventors: Hisashi Akagawa; 久赤川
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Filing date: 2004-03-02
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Abstract

【課題】排気熱による還元触媒の劣化を抑制する。
【解決手段】エンジン２の排気通路６に介装される連続再生式ＤＰＦ７と、その下流側に介装されるＮＯｘ還元触媒８と、ＮＯｘ還元触媒８をバイパスするバイパス通路１５と、連続再生式ＤＰＦ７通過後の排気がＮＯｘ還元触媒８又はバイパス通路１５のいずれか一方に導入されるように排気流路を切り換える第１の切換バルブ１６と、連続再生式ＤＰＦ７下流における排気温度を検出する温度センサ１８と、温度センサ１８により検出された排気温度が第１の所定値より高くなったときに、連続再生式ＤＰＦ７通過後の排気がバイパス通路１５へと導入されるように、第１の切換バルブ１６により排気流路を切り換えるコントローラ１９と、を含んでエンジンの排気浄化装置を構成する。これにより、第１の所定値より高温の排気はバイパス通路１５へと導入され、高温の排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンから排出される排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集除去するフィルタが、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元浄化する還元触媒の排気上流に設けられたエンジンの排気浄化装置に関し、特にフィルタ通過後の排気の熱による還元触媒の劣化を抑制する技術に関する。

エンジンから排出される排気中のＰＭ及びＮＯｘを浄化する排気浄化装置として、特開２００３−１８４５４２号公報（特許文献１）に開示されるような排気浄化装置が提案されている。
かかる排気浄化装置は、エンジンの排気通路に、排気中のＰＭを捕集除去するフィルタが設けられるとともに、フィルタの下流にＮＯｘを還元浄化する還元触媒が設けられている。更に、捕集したＰＭが堆積して目詰まりが進行しないように、例えばエンジンの燃料噴射時期を調整することにより排気温度を上昇させたり、電気ヒータやバーナによってフィルタを加熱したりすることによって、ＰＭを燃焼除去する強制再生装置を備えている。
特開２００３−１８４５４２号公報

しかしながら、このようなエンジンの排気浄化装置では、強制再生装置が作動したときやフィルタ上のＰＭが自然着火したときには、排気温度が上昇してしまう。これにより、フィルタの下流に設けられた還元触媒に高温の排気が導入され、還元触媒が劣化してしまう恐れがある。
そこで、本発明は、以上のような従来の問題点に鑑み、高温の排気が還元触媒に導入されないようにして、還元触媒の劣化を抑制させるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、エンジンの排気通路に介装され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流側に介装され、排気中の窒素酸化物を還元除去する還元触媒と、前記還元触媒をバイパスするバイパス通路と、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒または前記バイパス通路のいずれか一方に導入されるように排気流路を切り換える第１の排気流路切換手段と、前記フィルタ下流における排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が第１の所定値より高くなったときに、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換える第１の排気流路制御手段と、を含んでエンジンの排気浄化装置が構成されたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、前記第１の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が前記第１の所定値より低い第２の所定値未満となったときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、前記還元触媒または前記バイパス通路を通過した排気を選択的に前記排気通路に合流させる第２の排気流路切換手段を備え、前記第１の排気流路制御手段は、前記第１の排気流路切換手段による排気流路の切り換えに同期して、前記バイパス通路を通過した排気が前記排気通路へ合流するように、前記第２の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、エンジンの排気通路に介装され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの下流側に介装され、排気中の窒素酸化物を還元除去する還元触媒と、前記還元触媒をバイパスするバイパス通路と、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒または前記バイパス通路のいずれか一方に導入されるように排気流路を切り換える第１の排気流路切換手段と、前記フィルタで捕集された前記粒子状物質を焼却して前記フィルタを強制的に再生する強制再生手段と、前記強制再生手段が作動中のときに、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換える第２の排気流路制御手段と、を含んでエンジンの排気浄化装置が構成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止したときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、前記フィルタ下流における排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止し、かつ、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が第２の所定値未満となったときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止してから所定時間経過したときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、前記還元触媒または前記バイパス通路を通過した排気を選択的に前記排気通路に合流させる第２の排気流路切換手段を備え、前記第２の排気流路制御手段は、前記第１の排気流路切換手段による排気流路の切り換えに同期して、前記バイパス通路を通過した排気が前記排気通路へ合流するように、前記第２の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、前記エンジンの運転状態に応じて前記還元触媒の排気上流に還元剤を噴射供給する還元剤噴射手段と、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路が切り換えられたときに、還元剤の噴射供給を停止するように前記還元剤噴射手段を制御する噴射停止制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１の排気流路制御手段は、排気温度検出手段により検出されたフィルタ下流における排気温度が第１の所定値より高くなったときに、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入されるように、第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えるので、第１の所定値より高い温度の排気が還元触媒に導入されることを防止できる。このとき、第１の所定値を、還元触媒が劣化しない温度でできるだけ高い値に設定することにより、排気中のＮＯｘの還元浄化の効率低下を抑制しつつ、高温の排気が還元触媒に導入されることによる還元触媒の劣化を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入された後、フィルタ下流における排気温度が第１の所定値より低い第２の所定値未満となったときに、フィルタを通過した排気が還元触媒へと導入されるので、排気温度が第１の所定値から第２の所定値までの間を上下したときの第１の排気流路切換手段のチャタリングを抑制しつつ、排気中の窒素酸化物の還元除去を再開できる。

請求項３に記載の発明によれば、バイパス通路を通過した排気が排気通路へ合流するように、第２の排気流路切換手段により排気流路が切り換わるので、バイパス通路を通過した高温の排気が還元触媒へ逆流することを防止できる。
請求項４に記載の発明によれば、第２の排気流路制御手段は、強制再生手段が作動中のときに、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入されるように、第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えるので、強制再生手段が作動することによりフィルタを通過して高温となった排気が還元触媒に導入されることを防止できる。これにより、高温の排気が還元触媒に導入されることによる還元触媒の劣化を防止できる。

請求項５に記載の発明によれば、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入された後、強制再生手段が停止したときに、フィルタを通過した排気が還元触媒へと導入されるので、排気中の窒素酸化物の還元除去を再開できる。
請求項６に記載の発明によれば、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入された後、強制再生手段が停止し、かつ、フィルタ下流の排気温度が第２の所定値未満となったときに、フィルタを通過した排気が還元触媒へと導入される。これにより、強制再生手段の停止直後に第２の所定値以上の温度の排気が還元触媒に導入されることを防止できる。

請求項７に記載の発明によれば、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入された後、強制再生手段が停止してから所定時間経過したときに、フィルタを通過した排気が還元触媒へと導入される。これにより、強制再生手段の停止直後に排気が還元触媒に導入されることが防止されるので、強制再生手段の停止直後に排気が高温であった場合に、高温の排気が還元触媒に導入されることを防止できる。

請求項８に記載の発明によれば、バイパス通路を通過した排気が排気通路へ合流するように排気流路が切り換わるので、バイパス通路を通過した高温の排気が還元触媒へ逆流することを防止できる。
請求項９に記載の発明によれば、エンジンの運転状態に応じて還元触媒の排気上流に還元剤が噴射供給されるので、還元触媒において排気中の窒素酸化物が効率よく還元除去される。更に、フィルタを通過した排気がバイパス通路へと導入されたときに還元剤の噴射が停止するので、還元剤の無駄な噴射が抑制され、還元触媒の排気上流に還元剤が溜まることが抑制されるとともに、還元剤の消費量を抑制できる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、ターボチャージャー１を有するディーゼルエンジン２（以下「エンジン」という）に本発明の排気浄化装置を適用した構成図である。
エンジン２の吸気通路３には、吸気上流より順番に、外気から塵埃等の不純物を取り除くエアクリーナ４、ターボチャージャー１を構成するコンプレッサ１ａ、吸気を冷却するインタークーラー５が夫々介装されている。

一方、エンジン２の排気通路６には、排気上流より順番に、ターボチャージャー１を構成するタービン１ｂ、ＰＭを捕集除去する連続再生式ディーゼルパティキュレートフィルタ（連続再生式ＤＰＦ）７及びＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元触媒８が夫々介装されている。
連続再生式ＤＰＦ７は、酸化触媒９とフィルタ１０とを有しており、酸化触媒９にて排気中の一酸化窒素を酸化した二酸化窒素を用いてフィルタ１０に捕集されたＰＭを二酸化炭素にすることによりフィルタ１０を連続的に再生しつつ、排気からＰＭを連続的に除去する。更に、排気が低温であるときのために、例えばエンジン２の燃料噴射時期を調整して排気を高温にすることにより、酸化触媒９を活性化して二酸化窒素の発生量を増加させ、フィルタ１０の再生を促進させる強制再生装置（強制再生手段）が設けられている。

連続再生式ＤＰＦ７とＮＯｘ還元触媒８との間の排気通路６には、排気通路６内に開口した噴孔を有する噴射ノズル１１が設けられている。噴射ノズル１１には、内部にポンプを有する還元剤供給装置１２により、タンク１３に貯蔵された尿素水溶液が供給される。還元剤供給装置１２は、還元剤供給コントローラ１４により、エンジン２の運転状態に応じて制御されるので、エンジン２の運転状態に応じた必要量の尿素水溶液が噴射ノズル１１から排気通路６内に噴射される。この尿素水溶液は加水分解してアンモニアを発生する。そして、ＮＯｘ還元触媒８は、排気中のＮＯｘとアンモニアとを触媒還元反応させ、ＮＯｘを無害成分に浄化処理する。なお、噴射ノズル１１と還元剤供給装置１２とタンク１３と還元剤供給コントローラ１４とを含んで、還元触媒８の排気上流に尿素水溶液を噴射供給する還元剤噴射装置（還元剤噴射手段）が構成される。

排気通路６には、噴射ノズル１１及びＮＯｘ還元触媒８をバイパスするバイパス通路１５が併設されている。連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８またはバイパス通路１５のいずれか一方を排他的に通過するように、バイパス通路１５と排気通路６との分岐部には排気流路を切り換える第１の切換バルブ１６（第１の排気流路切換手段）が設けられるとともに、合流部には第２の切換バルブ１７（第２の排気流路切換手段）が設けられている。第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７の非作動時には、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気は、ＮＯｘ還元触媒８を通過する。

連続再生式ＤＰＦ７と第１の切換バルブ１６との間の排気通路６内には、連続再生式ＤＰＦ７下流における排気温度を検出する温度センサ１８（排気温度検出手段）が設けられている。更に、温度センサ１８から排気温度を入力し、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７の作動制御を行うとともに、還元剤供給コントローラ１４に停止信号を出力することによって還元剤供給装置１２の作動制御即ち還元剤噴射装置における還元剤噴射制御を停止可能なコントローラ１９（第１の排気流路制御手段）が設けられている。

ここで、図２を用いて、本発明の排気浄化装置の第１の実施形態におけるコントローラ１９での第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７の制御手順を説明する。まず、コントローラ１９は、キースイッチ等の電源スイッチＯＮにて電源が供給され、制御を開始する。なお、図示するフローチャートによる制御は所定時間毎に繰り返して行われる。
始めにステップ１（図ではＳ１と表記する、以下同様）では、温度センサ１８から排気温度Ｔａを入力する。

ステップ２では、ステップ１にて入力した排気温度Ｔａが第１の所定値Ｔ１より高いか否かを判定する。排気温度Ｔａが第１の所定値Ｔ１より高いときには、ステップ３に進む。排気温度Ｔａが第１の所定値Ｔ１以下であるときには、ステップ１に戻る。なお、第１の所定値Ｔ１は、ＮＯｘ還元触媒８が劣化しない温度でできるだけ高い値に設定すればよい。

ステップ３では、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がバイパス通路１５を通過するように、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。
ステップ４では、還元剤噴射制御を停止させるように、還元剤供給コントローラ１４に停止信号を出力する。
ステップ５では、温度センサ１８から排気温度Ｔｂを入力する。

ステップ６では、ステップ５にて入力した排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２未満であるか否かを判定する。排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２未満であるときには、ステップ７に進む。排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２以上であるときには、ステップ５に戻る。なお、第２の所定値Ｔ２は第１の所定値Ｔ１より若干低い温度に設定すればよい。
ステップ７では、連続再生式ＤＰＦ７から排出された排気がＮＯｘ還元触媒８を通過するように第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。

ステップ８では、還元剤噴射制御を再開させるように、還元剤供給コントローラ１４に作動復帰信号を出力する。そして、ＥＮＤに進む。
次に、以上のような構成の排気浄化装置の作用について説明する。
エンジン２の排気は、排気通路６を通って、連続再生式ＤＰＦ７へと導かれ、連続再生式ＤＰＦ７を通過することにより排気中のＰＭが除去される。そして、コントローラ１９は、温度センサ１８から連続再生式ＤＰＦ７下流における排気温度を入力して、排気温度が第１の所定値Ｔ１より高くなるまでは、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々非作動状態のまま保持するので、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気は、ＮＯｘ還元触媒８を通過する。このとき、エンジン２の運転状態に応じて噴射ノズル１１から尿素水溶液が噴射されるので、ＮＯｘ還元触媒８において、排気中のＮＯｘが還元浄化される。

ここで、連続再生式ＤＰＦ７下流における排気温度が、第１の所定値Ｔ１より高くなると、コントローラ１９は、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８を通過せずにバイパス通路１５を通過するように第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。このとき、第１の所定値Ｔ１は、ＮＯｘ還元触媒８が劣化しない温度でできるだけ高い値に設定されているので、排気中のＮＯｘの還元浄化の効率低下を抑制しつつ、高温の排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されることによるＮＯｘ還元触媒８の劣化を防止できる。また、このとき、コントローラ１９は、還元剤供給コントローラ１４による還元剤噴射制御を停止させるので、還元剤の無駄な噴射が抑制され、排気通路６内に還元剤が溜まることが抑制されるとともに、還元剤の消費を抑制できる。

その後、排気温度が低下して第２の所定値Ｔ２より低くなると、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８を通過するように第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７が夫々制御されるとともに、還元剤噴射制御が再開されるので、排気中のＮＯｘの還元浄化が再開される。このとき、第２の所定値Ｔ２は第１の所定値Ｔ１より若干低いので、排気温度が第１の所定値Ｔ１から第２の所定値Ｔ２までの間を上下したときの、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７のチャタリングが抑制される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の排気浄化装置では、コントローラ１９（第２の排気流路制御手段）は、温度センサ１８からの排気温度とともに、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して強制再生装置が作動中であるか否かの作動信号を入力し、図３に示すような制御手順で第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７の作動制御をする。

まず、コントローラ１９は、キースイッチ等の電源スイッチＯＮにて電源が供給され、制御を開始することと、図示するフローチャートによる制御は所定時間毎に繰り返して行われることは、第１の実施形態と同様である。
始めにステップ１０では、ＣＡＮを介して強制再生装置の作動信号を入力する。
ステップ１１では、ステップ１０にて入力した作動信号から、強制再生装置が作動中であるか否かを判定する。強制再生装置が作動中であるときには、ステップ１２に進む。強制再生装置が停止しているときには、ステップ１０に戻る。

ステップ１２では、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がバイパス通路１５を通過するように、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。
ステップ１３では、還元剤噴射制御を停止させるように、還元剤供給コントローラ１４に停止信号を出力する。
ステップ１４では、ＣＡＮを介して強制再生装置の作動信号を入力する。

ステップ１５では、ステップ１４にて入力した作動信号から、強制再生装置が停止しているか否かを判定する。強制再生装置が停止しているときには、ステップ１６に進む。強制再生装置が作動中であるときには、ステップ１４に戻る。
ステップ１６では、温度センサ１８から連続再生式ＤＰＦ７通過後の排気温度Ｔｂを入力する。

ステップ１７では、ステップ１６にて入力した排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２未満であるか否かを判定する。排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２未満であるときには、ステップ１８に進む。排気温度Ｔｂが第２の所定値Ｔ２以上であるときには、ステップ１６に戻る。
ステップ１８では、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８を通過するように第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。

ステップ１９では、還元剤噴射制御を再開させるように、還元剤供給コントローラ１４に復帰信号を出力する。そして、ＥＮＤに進む。
このような構成により、本実施形態の排気浄化装置では、強制再生装置が作動するまでは、コントローラ１９は、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々非作動状態のまま保持するので、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気は、ＮＯｘ還元触媒８を通過し、ＮＯｘが還元浄化される。ここで、強制再生装置が作動すると、コントローラ１９は、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がバイパス通路１５を通過するように、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御するので、ＮＯｘ還元触媒８が劣化するような高温の排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されることが防止される。

その後、強制再生装置が停止するとともに排気温度が第２の所定値Ｔ２未満となると、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がバイパス通路１５を通過せずにＮＯｘ還元触媒８を通過するように、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７が夫々制御されるので、排気中のＮＯｘの還元浄化が再開される。このとき、強制再生装置が停止しただけではなく、排気温度が第２の所定値Ｔ２未満となったときに、ＮＯｘ還元触媒８に排気が導入されるようにしたので、強制再生装置の停止直後にＮＯｘ還元触媒８が劣化するような高温の排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されることが防止される。

なお、本実施形態では、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がバイパス通路１５へと導入された後に、強制再生装置が停止するとともに排気温度が第２の所定値Ｔ２未満となると、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されるように制御されるが、強制再生装置が停止したときに連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８に導入されるようにしてもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態のコントローラ１９はタイマーを有している。そして、コントローラ１９は、図４に示すような制御手順で第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７の作動制御をする。なお、本実施形態では、第２の実施形態と同じ構成の部分の説明は省略し、相違する点のみ説明する。
ステップ１５にて強制再生装置が停止していると判定された後に行われるステップ２０では、タイマーをリセットした後スタートさせる。

ステップ２１では、タイマーがスタートしてからの経過時間Ｔｉをタイマーから入力する。
ステップ２２では、ステップ２１にて入力した経過時間Ｔｉが所定時間Ｔ３より長いか否かを判定する。経過時間Ｔｉが所定時間Ｔ３より長いときには、ステップ２３に進む。経過時間Ｔｉが所定時間Ｔ３以下であるときには、ステップ２１に戻る。なお、所定時間Ｔ３は、強制再生装置が停止してからＮＯｘ還元触媒８に導入される排気の温度が確実に第２の所定値Ｔ２より低くなるまでの時間に設定すればよい。

ステップ２３では、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８を通過するように第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７を夫々制御する。
ステップ２４では、還元剤噴射制御を再開させるように、還元剤供給コントローラ１４に復帰信号を出力する。そして、ＥＮＤに進む。
このような構成により、強制再生装置が停止してから所定時間Ｔ３経過した後に、連続再生式ＤＰＦ７を通過した排気がＮＯｘ還元触媒８を通過するように、第１の切換バルブ１６及び第２の切換バルブ１７が夫々制御される。このとき、所定時間Ｔ３は、強制再生装置が停止してからＮＯｘ還元触媒８に導入される排気が確実に第１の所定値Ｔ１より低くなるまでの時間に設定されているので、ＮＯｘ還元触媒８に高温の排気が導入されることがなく、ＮＯｘ還元触媒８が排気熱により劣化することを防止できる。

また、以上の実施形態の強制再生装置は、エンジン２の作動制御により排気を高温にして連続再生式ＤＰＦ７の強制再生を行っているが、ヒータやバーナによってフィルタやフィルタに導入される排気を加熱して強制再生を行うものでもよい。

本発明の排気浄化装置の構成図同上における第１の切換バルブ及び第２の切換バルブの制御手順を示すフローチャート本発明の排気浄化装置の第２の実施形態における第１の切換バルブ及び第２の切換バルブの制御手順を示すフローチャート本発明の排気浄化装置の第３の実施形態における第１の切換バルブ及び第２の切換バルブの制御手順を示すフローチャート

符号の説明

２エンジン
６排気通路
７連続式ＤＰＦ
８ＮＯｘ還元触媒
１１噴射ノズル
１２還元剤供給装置
１３タンク
１４還元剤供給コントローラ
１５バイパス通路
１６第１の切換バルブ
１７第２の切換バルブ
１８温度センサ
１９コントローラ

Claims

エンジンの排気通路に介装され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流側に介装され、排気中の窒素酸化物を還元除去する還元触媒と、
前記還元触媒をバイパスするバイパス通路と、
前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒または前記バイパス通路のいずれか一方に導入されるように排気流路を切り換える第１の排気流路切換手段と、
前記フィルタ下流における排気温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気温度検出手段により検出された排気温度が第１の所定値より高くなったときに、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換える第１の排気流路制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
前記第１の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が前記第１の所定値より低い第２の所定値未満となったときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
前記還元触媒または前記バイパス通路を通過した排気を選択的に前記排気通路に合流させる第２の排気流路切換手段を備え、
前記第１の排気流路制御手段は、前記第１の排気流路切換手段による排気流路の切り換えに同期して、前記バイパス通路を通過した排気が前記排気通路へ合流するように、前記第２の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。
エンジンの排気通路に介装され、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタの下流側に介装され、排気中の窒素酸化物を還元除去する還元触媒と、
前記還元触媒をバイパスするバイパス通路と、
前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒または前記バイパス通路のいずれか一方に導入されるように排気流路を切り換える第１の排気流路切換手段と、
前記フィルタで捕集された前記粒子状物質を焼却して前記フィルタを強制的に再生する強制再生手段と、
前記強制再生手段が作動中のときに、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換える第２の排気流路制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止したときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
前記フィルタ下流における排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、
前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止し、かつ、前記排気温度検出手段により検出された排気温度が第２の所定値未満となったときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
前記第２の排気流路制御手段は、前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路を切り換えた後、前記強制再生手段の作動が停止してから所定時間経過したときに、前記フィルタを通過した排気が前記還元触媒へと導入されるように、前記第１の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
前記還元触媒または前記バイパス通路を通過した排気を選択的に前記排気通路に合流させる第２の排気流路切換手段を備え、
前記第２の排気流路制御手段は、前記第１の排気流路切換手段による排気流路の切り換えに同期して、前記バイパス通路を通過した排気が前記排気通路へ合流するように、前記第２の排気流路切換手段により排気流路を切り換えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。
前記エンジンの運転状態に応じて前記還元触媒の排気上流に還元剤を噴射供給する還元剤噴射手段と、
前記フィルタを通過した排気が前記バイパス通路へと導入されるように排気流路が切り換えられたときに、還元剤の噴射供給を停止するように前記還元剤噴射手段を制御する噴射停止制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のエンジンの排気浄化装置。