JP2008175136A - Exhaust emission control system - Google Patents

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Masaaki Akamine
真明 赤峰
Masahiko Shigetsu
雅彦 重津
Hisaya Kawabata
久也 川端
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device efficiently purifying an HC component emitted from an engine in clod start. <P>SOLUTION: The exhaust emission control system 1 having a filter member 6 which traps HC component in exhaust gas G and is interposed in an exhaust gas channel 5 of an engine 2, is provided with an ozone forming device 10 supplying ozone to the filter member from a right upstream side of the filter member in an exhaust gas flow direction. The filter member has a layer containing heat resistant particles formed on a surface of an exhaust gas passage through which exhaust gas passes in the filter member. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンの排気経路に排気ガス中のHC成分をトラップするフィルタ部材が介設されてなる排気ガス浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification device in which a filter member for trapping HC components in exhaust gas is interposed in an exhaust path of an engine.

例えば自動車等の車両においては、エンジンから排出される排気ガス中にHC(炭化水素)、CO(一酸化炭素)、NOx(窒素酸化物)等の大気汚染物質が含まれるので、エンジンの排気系には、排気ガスを浄化するための触媒を有する排気ガス浄化装置が備えられている。そして、かかる排気ガス浄化装置において、HC及びCOが酸化されて浄化され、NOxが還元されて浄化される。   For example, in a vehicle such as an automobile, the exhaust gas discharged from the engine contains air pollutants such as HC (hydrocarbon), CO (carbon monoxide), and NOx (nitrogen oxide). Is provided with an exhaust gas purification device having a catalyst for purifying exhaust gas. In such an exhaust gas purification device, HC and CO are oxidized and purified, and NOx is reduced and purified.

前記排気ガス浄化装置では、例えばエンジン始動時などの冷間始動時には、排気ガスの温度が低く、排気ガス浄化装置内の触媒が活性状態になっておらず、排気ガス中のHCが十分に浄化されないことが問題となっている。これに対し、冷間始動時における排気ガス中のHCの浄化性能を向上させるものとして、排気ガス浄化装置内の触媒中に、HCをトラップさせるゼオライト系HCトラップ材を含有させるものが知られている。   In the exhaust gas purification device, for example, at the time of cold start such as when the engine is started, the temperature of the exhaust gas is low, the catalyst in the exhaust gas purification device is not activated, and the HC in the exhaust gas is sufficiently purified. It is a problem not to be. On the other hand, as a means for improving the purification performance of HC in the exhaust gas at the time of cold start, a catalyst containing a zeolite-based HC trap material for trapping HC is known in the catalyst in the exhaust gas purification device. Yes.

ゼオライト系HCトラップ材を含有した触媒を有する排気ガス浄化装置では、冷間始動時に排気ガスに多く含まれる未燃HC成分を、多孔質材であるゼオライトの細孔内にトラップさせ、排気ガスの温度が上昇すると、トラップしていたHC成分を放出し、活性状態にある触媒によって酸化させて浄化する。   In an exhaust gas purification apparatus having a catalyst containing a zeolite-based HC trap material, unburned HC components contained in a large amount of exhaust gas at the time of cold start are trapped in the pores of zeolite, which is a porous material, When the temperature rises, the trapped HC component is released and is oxidized and purified by the active catalyst.

しかし、触媒の浄化性能を早期に発揮させるために、排気ガスが排出されるエンジン直下、具体的には排気マニホールド直下の排気経路に排気ガス浄化装置が配設される場合、ゼオライト系HCトラップ材を含有した触媒では、排気マニホールド直下の排気経路を流れる排気ガスが、エンジンの負荷や回転数によっては非常に高温となるので、ゼオライトの結晶構造が崩れ、長期耐久性に問題があることが知られている。   However, if the exhaust gas purification device is disposed in the exhaust path directly under the engine where exhaust gas is discharged, specifically, directly under the exhaust manifold, in order to exert the catalyst purification performance at an early stage, the zeolite-based HC trap material It is known that the exhaust gas flowing in the exhaust path directly under the exhaust manifold becomes extremely hot depending on the engine load and the number of revolutions of the catalyst, so that the crystal structure of zeolite collapses and there is a problem with long-term durability. It has been.

また、ゼオライト系HCトラップ材を用いることなく、冷間始動時に排気ガス中のHCの浄化性能を向上させるものとして、例えば特許文献1には、触媒式浄化装置の上流側に位置する排気管の内部にオゾンを注入し、触媒式浄化装置の上流側に位置する排気管の内部において排気ガス中の少なくとも一部の炭化水素を一酸化炭素に転化させる排気ガス処理装置が開示されている。
特開2005ー207316号公報
Further, as an example of improving the purification performance of HC in exhaust gas at the time of cold start without using a zeolite-based HC trap material, for example, Patent Document 1 discloses an exhaust pipe located upstream of a catalytic purification device. There is disclosed an exhaust gas treatment device that injects ozone into the inside and converts at least a part of hydrocarbons in the exhaust gas into carbon monoxide inside an exhaust pipe located upstream of the catalytic purification device.
JP-A-2005-207316

しかし、前記特許文献1に開示されるように、排気管の内部にオゾンを注入して排気ガス中のHCの一部を排気経路内で一酸化炭素に転化させる場合においても、その下流側に配設される触媒式浄化装置自体が昇温されていない場合には触媒が十分に浄化性能を発揮せず、転化された一酸化炭素だけでなく、一酸化炭素に転化されていないHCも触媒によって浄化されない畏れがある。   However, as disclosed in Patent Document 1, even when ozone is injected into the exhaust pipe to convert a part of HC in the exhaust gas into carbon monoxide in the exhaust path, In the case where the temperature of the disposed catalytic purification device itself is not raised, the catalyst does not exhibit sufficient purification performance, and not only converted carbon monoxide but also HC not converted to carbon monoxide There is a fear that is not purified by.

また、冷間始動時には、排気ガス中のHCはガス状として存在するだけでなく、ミスト状としても存在している。このミスト状のHCは、排気ガス浄化装置の触媒層、例えば、エンジンの排気経路に配設されたハニカム担体に担持された触媒金属や耐熱性酸化物などを含有する触媒層を濡らし、その触媒層のHC浄化性能を低下させる場合がある。   Further, at the time of cold start, HC in the exhaust gas exists not only as a gas but also as a mist. This mist-like HC wets the catalyst layer of the exhaust gas purification device, for example, the catalyst layer containing the catalyst metal or the heat-resistant oxide supported on the honeycomb carrier disposed in the exhaust path of the engine. The HC purification performance of the layer may be reduced.

そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、冷間始動時に、エンジンから排出される排気ガス中のガス状及びミスト状HC成分を効率良く浄化させることができる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above technical problem, and is capable of efficiently purifying the gaseous and mist-like HC components in the exhaust gas discharged from the engine during cold start. An object is to provide a purification device.

このため、本願の請求項1に係る排気ガス浄化装置は、エンジンの排気経路に、排気ガス中のHCをトラップするフィルタ部材が介設されてなる排気ガス浄化装置であって、排気ガスの流れ方向において前記フィルタ部材の直上流側から前記フィルタ部材に活性酸素を供給する活性酸素供給手段を備えていることを特徴としたものである。   For this reason, the exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 of the present application is an exhaust gas purifying apparatus in which a filter member for trapping HC in the exhaust gas is interposed in the exhaust path of the engine. Active oxygen supply means for supplying active oxygen to the filter member from directly upstream of the filter member in the direction is provided.

また、本願の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記フィルタ部材は、該フィルタ部材内を排気ガスが通過する排気ガス通路面に耐熱性粒子を含む層を備えていることを特徴としたものである。   The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1, wherein the filter member includes a layer containing heat-resistant particles on an exhaust gas passage surface through which exhaust gas passes through the filter member. It is characterized by that.

更に、本願の請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、前記排気経路は、排気ガスの流れ方向において前記排気経路の上流側で分岐し前記排気経路の下流側で繋がるメイン経路とバイパス経路とを備え、前記フィルタ部材は、前記バイパス経路に介設されていることを特徴としたものである。   Furthermore, the invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 or 2, wherein the exhaust path branches on the upstream side of the exhaust path in the flow direction of the exhaust gas and is connected on the downstream side of the exhaust path. A main path and a bypass path are provided, and the filter member is interposed in the bypass path.

また更に、本願の請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、前記排気径路において前記排気ガスが前記メイン経路又は前記バイパス経路に流れるように前記メイン経路及び前記バイパス経路の切り換えを行う切換手段と、前記切換手段の作動を制御する制御手段と、前記メイン経路と前記バイパス経路とが繋がる合流部よりも下流側の前記排気経路に配設される三元触媒と、をさらに備え、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記排気ガスの温度が所定温度未満である場合に、前記排気ガスが前記バイパス経路に流れるように、前記排気ガスの温度が所定温度以上である場合に、前記排気ガスが前記メイン経路に流れるように前記切換手段の作動を制御することを特徴としたものである。   Still further, the invention according to claim 4 of the present application is the invention according to claim 3, wherein the temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas, and the exhaust gas in the exhaust path in the main path or the bypass path. Switching means for switching the main path and the bypass path so as to flow, control means for controlling the operation of the switching means, and the exhaust path downstream of the junction where the main path and the bypass path are connected The control means further includes a three-way catalyst, and the control means causes the exhaust gas to flow through the bypass path when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detection means is lower than a predetermined temperature. Thus, when the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than a predetermined temperature, the operation of the switching means is controlled so that the exhaust gas flows through the main path. Is obtained by it said.

また更に、本願の請求項5に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において、前記フィルタ部材より下流側の前記排気経路に三元触媒が配設されていることを特徴としたものである。   Furthermore, the invention according to claim 5 of the present application is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, a three-way catalyst is disposed in the exhaust path downstream of the filter member. is there.

また更に、本願の請求項6に係る発明は、請求項4又は5に係る発明において、前記三元触媒より下流側の前記排気経路にNOxをトラップするNOxトラップ材が配設されている、あるいは前記三元触媒にNOxをトラップするNOxトラップ材が含有されていることを特徴としたものである。   Still further, the invention according to claim 6 of the present application is the invention according to claim 4 or 5, wherein a NOx trap material for trapping NOx is disposed in the exhaust path downstream of the three-way catalyst, or The three-way catalyst contains a NOx trap material for trapping NOx.

本願の請求項1に係る排気ガス浄化装置によれば、フィルタ部材にトラップされたHCを活性酸素によって酸化させて浄化させることができ、排気ガス中のHCを効率良く浄化させることができる。冷間始動時には、エンジンから排出される排気ガス中のHC成分がガス状及びミスト状になっているが、フィルタ部材にトラップされたミスト状HC成分にガス状HC成分が衝突し吸収されるので、排気ガス中のガス状及びミスト状HC成分を効率良く浄化させることができる。   According to the exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 of the present application, HC trapped in the filter member can be oxidized and purified by active oxygen, and HC in the exhaust gas can be efficiently purified. At the time of cold start, the HC component in the exhaust gas discharged from the engine is in the form of gas and mist, but the gaseous HC component collides with the mist HC component trapped by the filter member and is absorbed. The gaseous and mist-like HC components in the exhaust gas can be efficiently purified.

また、本願の請求項2に係る発明によれば、フィルタ部材は、該フィルタ部材内を排気ガスが通過する排気ガス通路面に耐熱性粒子を含む層を備えていることにより、排気ガス中のHC成分のトラップ率を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。   According to the invention of claim 2 of the present application, the filter member includes a layer containing heat-resistant particles on the exhaust gas passage surface through which the exhaust gas passes through the filter member. The trap rate of the HC component can be improved, and the effect can be more effectively achieved.

更に、本願の請求項3に係る発明によれば、排気経路は、排気経路の上流側で分岐し該排気経路の下流側で繋がるメイン経路とバイパス経路とを備え、フィルタ部材は、バイパス経路に介設されていることにより、冷間始動時においてのみ、フィルタ部材が設けられたバイパス経路に排気ガスを流すようにすることが可能である。   Furthermore, according to the invention according to claim 3 of the present application, the exhaust path includes a main path and a bypass path that are branched on the upstream side of the exhaust path and connected on the downstream side of the exhaust path, and the filter member is provided in the bypass path. By being interposed, it is possible to cause the exhaust gas to flow through the bypass path provided with the filter member only at the time of cold start.

また更に、本願の請求項4に係る発明によれば、冷間始動時には、排気ガスをフィルタ部材に通過させ排気ガス中のガス状及びミスト状HC成分を効率良く浄化させることができるとともに三元触媒によって排気ガス中のCO及びNOxの浄化性能を確保することができ、通常走行時には、排気ガスをフィルタ部材に通過させずに排気ガスの背圧抵抗を下げることができるとともに、三元触媒によって排気ガスの浄化性能を確保することができる。   Furthermore, according to the invention of claim 4 of the present application, at the time of cold start, the exhaust gas can be passed through the filter member to efficiently purify the gaseous and mist-like HC components in the exhaust gas and The catalyst can ensure the purification performance of CO and NOx in the exhaust gas, and can reduce the back pressure resistance of the exhaust gas without passing the exhaust gas through the filter member during normal travel. Exhaust gas purification performance can be ensured.

また更に、本願の請求項5に係る発明によれば、フィルタ部材より下流側の排気経路に三元触媒が配設されていることにより、排気ガス中のHCの浄化性能をさらに向上させることができるとともに、排気ガス中のCO及びNOxの浄化性能を確保することができる。   Furthermore, according to the invention of claim 5 of the present application, the three-way catalyst is disposed in the exhaust path downstream of the filter member, so that the purification performance of HC in the exhaust gas can be further improved. In addition, the purification performance of CO and NOx in the exhaust gas can be ensured.

また更に、本願の請求項6に係る発明によれば、フィルタ部材に活性酸素が供給される際にはオゾン及び空気が過剰となり、排気ガスがリーン雰囲気になって排気ガス中にNOxが多く含まれることとなるが、このNOxをNOxトラップ材でトラップすることができるので、NOxが大気中に放出されることを抑制することができる。リーン雰囲気時にNOxトラップ材にトラップされたNOxは、リッチ雰囲気時に放出され、還元浄化される。   Furthermore, according to the invention of claim 6 of the present application, when active oxygen is supplied to the filter member, ozone and air become excessive, the exhaust gas becomes a lean atmosphere, and the exhaust gas contains a large amount of NOx. However, since this NOx can be trapped by the NOx trap material, the release of NOx into the atmosphere can be suppressed. The NOx trapped in the NOx trap material in the lean atmosphere is released in the rich atmosphere and is reduced and purified.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置の構成を概念的に示す概略説明図である。図1に示すように、前記排気ガス浄化装置1は、例えばガソリンエンジンなどのエンジン2から排出される排気ガスGを大気中に放出するための排気経路5に設けられ、排気ガス浄化装置1内の触媒を早期に活性状態にするために、好ましくはエンジン2直下、具体的には排気マニホールド3直下の排気径路5に設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram conceptually showing the structure of the exhaust gas purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification device 1 is provided in an exhaust path 5 for releasing an exhaust gas G discharged from an engine 2 such as a gasoline engine into the atmosphere. In order to bring the catalyst into an active state at an early stage, it is preferably provided in the exhaust path 5 directly below the engine 2, specifically directly below the exhaust manifold 3.

排気ガス浄化装置1は、排気ガスG中に含まれるHCをトラップするフィルタ部材6と、排気ガスG中に含まれるHC、CO及びNOxを浄化するための三元触媒7と、排気ガスG中に含まれるNOxをトラップするNOxトラップ材8とを備え、フィルタ部材6と三元触媒7とNOxトラップ材8とは、排気ガスGの流れ方向に排気径路5に順次介設されている。   The exhaust gas purification apparatus 1 includes a filter member 6 that traps HC contained in the exhaust gas G, a three-way catalyst 7 for purifying HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas G, NOx trap material 8 that traps NOx contained in the exhaust gas G. The filter member 6, the three-way catalyst 7, and the NOx trap material 8 are sequentially provided in the exhaust path 5 in the flow direction of the exhaust gas G.

フィルタ部材6は、後述する図3に示すように、SiCなどのセラミックからなる基材22と、該基材22にアルミナなどの耐熱性粒子をコーティングしたコーティング層23とを備え、冷間始動時に排気ガスG中に含まれるミスト状及びガス状の未燃HC成分をトラップするように形成されている。フィルタ部材6としては、例えばディーゼルエンジンから排出されるPM(パティキュレート)を捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)と同様の構造を有するものが用いられる。   As shown in FIG. 3 to be described later, the filter member 6 includes a base material 22 made of a ceramic such as SiC, and a coating layer 23 in which the base material 22 is coated with heat-resistant particles such as alumina. The mist-like and gaseous unburned HC components contained in the exhaust gas G are trapped. As the filter member 6, for example, a member having the same structure as a diesel particulate filter (DPF) for collecting PM (particulate) discharged from a diesel engine is used.

三元触媒7は、排気ガスGの流れ方向においてフィルタ部材6より下流側の排気径路5に配設され、触媒金属やアルミナなどを含有する触媒層が、例えばハニカム状の触媒担体上に担持されている。この三元触媒7は、排気ガスG中のHC及びCOを酸化して浄化し、NOxを還元して浄化する。   The three-way catalyst 7 is disposed in the exhaust path 5 downstream of the filter member 6 in the flow direction of the exhaust gas G, and a catalyst layer containing a catalyst metal, alumina, or the like is carried on, for example, a honeycomb-shaped catalyst carrier. ing. The three-way catalyst 7 oxidizes and purifies HC and CO in the exhaust gas G, and reduces and purifies NOx.

NOxトラップ材8は、排気ガスGの流れ方向において三元触媒7より下流側の排気径路5に配設され、排気ガスGがリーン雰囲気である場合に、NOx成分を吸蔵し、排気ガスGがリッチ雰囲気である場合に、吸蔵したNOx成分を放出し、リッチ雰囲気時に多く含まれるHC成分によって還元し浄化する。NOxトラップ材としては、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属などを用いることができる。   The NOx trap material 8 is disposed in the exhaust passage 5 downstream of the three-way catalyst 7 in the flow direction of the exhaust gas G. When the exhaust gas G is in a lean atmosphere, the NOx trap material 8 occludes the exhaust gas G. When the atmosphere is rich, the stored NOx component is released and reduced and purified by the HC component that is contained in a rich atmosphere. As the NOx trap material, for example, alkali metal or alkaline earth metal can be used.

また、排気ガス浄化装置1は、排気ガスGの流れ方向においてフィルタ部材6の直上流側に、フィルタ部材6に活性酸素を供給する活性酸素供給手段としてオゾン生成装置10を備えている。オゾン生成装置10には、エアーポンプ11を介してエアー供給源(不図示)から所定量のエアーが供給されるようになっている。   Further, the exhaust gas purification device 1 includes an ozone generator 10 as active oxygen supply means for supplying active oxygen to the filter member 6 on the upstream side of the filter member 6 in the flow direction of the exhaust gas G. A predetermined amount of air is supplied to the ozone generator 10 from an air supply source (not shown) via an air pump 11.

オゾン生成装置10は、前記エアー供給源から供給されるエアーからオゾンを生成するように構成されており、オゾン生成装置10によって生成されたオゾンは、オゾン供給経路12を通じて、フィルタ部材6の上流側からフィルタ部材6に供給できるようになっている。   The ozone generator 10 is configured to generate ozone from the air supplied from the air supply source, and the ozone generated by the ozone generator 10 is upstream of the filter member 6 through the ozone supply path 12. To the filter member 6.

更に、排気ガス浄化装置1は、排気ガスGの温度を検出する温度センサ(不図示)を備え、該温度センサとしては、例えば熱電対などが用いられる。また、排気ガス浄化装置1には、該排気ガス浄化装置1に関係する構成を制御する制御ユニット15が設けられている。制御ユニット15は、前記温度センサによって検出される排気ガスの温度などの各種情報に基づいて、エアーポンプ11の作動制御及びオゾン生成装置10の作動制御などの各種制御を行う。なお、前記制御ユニット15は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。   Further, the exhaust gas purification apparatus 1 includes a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the exhaust gas G, and for example, a thermocouple is used as the temperature sensor. In addition, the exhaust gas purification device 1 is provided with a control unit 15 that controls a configuration related to the exhaust gas purification device 1. The control unit 15 performs various controls such as operation control of the air pump 11 and operation control of the ozone generator 10 based on various information such as the temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor. The control unit 15 includes a microcomputer as a main part.

図2は、前記排気ガス浄化装置に用いられるフィルタ部材の断面を模式的に示す断面説明図である。前記のように、排気経路5には、排気ガスG中のHCをトラップするフィルタ部材6が介設されており、このフィルタ部材6は、排気ガスGが排気径路5から流入する排気ガス流入側の通路16aと、排気ガス流入側の通路16aに隣接し排気ガスGが排気径路5へ流出する排気ガス流出側の通路16bとによって構成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a cross section of a filter member used in the exhaust gas purification device. As described above, the exhaust path 5 is provided with the filter member 6 for trapping HC in the exhaust gas G. The filter member 6 is on the exhaust gas inflow side where the exhaust gas G flows from the exhaust path 5. And an exhaust gas outflow side passage 16b adjacent to the exhaust gas inflow side passage 16a through which the exhaust gas G flows out to the exhaust gas passage 5.

排気ガス流入側の通路16aは、排気ガスGの流れ方向において上流側の端面がプラグ17によって塞がれることなく開口して形成され、排気ガスGの流れ方向において下流側の端面がプラグ18によって目封じされている。一方、排気ガス流出側の通路16bは、排気ガスGの流れ方向において上流側の端面がプラグ17によって目封じされ、排気ガスGの流れ方向において下流側の端面がプラグ18によって塞がれることなく開口して形成されている。   The passage 16a on the exhaust gas inflow side is formed such that the upstream end face in the flow direction of the exhaust gas G is opened without being blocked by the plug 17, and the end face on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas G is formed by the plug 18. It is sealed. On the other hand, in the exhaust gas outflow side passage 16b, the end face on the upstream side in the flow direction of the exhaust gas G is plugged by the plug 17, and the end face on the downstream side in the flow direction of the exhaust gas G is not blocked by the plug 18. An opening is formed.

フィルタ部材6では、排気ガスGの流れ方向に細長く形成される排気ガス流入側の通路16aと排気ガス流出側の通路16bとは、隔壁部20によって区画され、交互に配置されている。なお、フィルタ部材6は、その外周がケース19で覆われ、このケース19を介して排気経路5に保持及び固定されている。   In the filter member 6, the exhaust gas inflow side passage 16 a and the exhaust gas outflow side passage 16 b that are elongated in the flow direction of the exhaust gas G are partitioned by the partition walls 20 and are alternately arranged. The outer periphery of the filter member 6 is covered with a case 19, and the filter member 6 is held and fixed to the exhaust path 5 via the case 19.

図3は、前記フィルタ部材の要部を示す図2のA部の拡大断面図である。この図に示すように、フィルタ部材6では、排気ガス流入側の通路16aと排気ガス流出側の通路16bとを区画する隔壁部20に複数の細孔21が設けられ、細孔21を通じて排気ガス流入側の通路16aから該排気ガス流入側の通路16aに隣接する排気ガス流出側の通路16bに排気ガスGが流れる際に、排気ガスG中の未燃HC成分が隔壁部20にトラップされるようになっている。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part A of FIG. 2 showing a main part of the filter member. As shown in this figure, in the filter member 6, a plurality of pores 21 are provided in the partition wall portion 20 that divides the passage 16 a on the exhaust gas inflow side and the passage 16 b on the exhaust gas outflow side, and the exhaust gas passes through the pores 21. When the exhaust gas G flows from the inflow side passage 16a to the exhaust gas outflow side passage 16b adjacent to the exhaust gas inflow side passage 16a, unburned HC components in the exhaust gas G are trapped in the partition wall portion 20. It is like that.

前記のように、フィルタ部材6は、例えばSi、SiC、コージェライトなどのセラミックからなる基材22上に、例えばアルミナ(α−アルミナ、β−アルミナ、その他のアルミナ)、SiC、Si、チタニア、金属含有シリケート、SiO、Ce系酸化物、Zr系酸化物、Fe系酸化物などの耐熱性粒子からなるコーティング層23が形成されている。このコーティング層23は、フィルタ部材6内を排気ガスGが通過する排気ガス通路面、すなわち、排気ガス流入側の通路16a及び排気ガス流出側の通路16bを区画する隔壁部20並びに該隔壁部20に設けられた細孔21において排気ガスGが通過する面に形成されている。 As described above, the filter member 6 is formed on, for example, alumina (α-alumina, β-alumina, other alumina), SiC, Si on the base material 22 made of ceramic such as Si 3 N 4 , SiC, and cordierite. A coating layer 23 made of heat-resistant particles such as 3 N 4 , titania, metal-containing silicate, SiO 2 , Ce-based oxide, Zr-based oxide, and Fe-based oxide is formed. The coating layer 23 includes a partition wall portion 20 that partitions an exhaust gas passage surface through which the exhaust gas G passes through the filter member 6, that is, an exhaust gas inflow side passage 16 a and an exhaust gas outflow side passage 16 b, and the partition wall portion 20. Is formed on the surface through which the exhaust gas G passes.

図3に示すように、フィルタ部材6では、冷間始動時に排気ガスG中に含まれるミスト状のHC成分25がコーティング層23に衝突してトラップされ、さらにガス状HC成分が、コーティング層23にトラップされているミスト状HC成分によってフィルタ部材6に取り込まれることにより、排気ガスG中のミスト状及びガス状HC成分をトラップできる。   As shown in FIG. 3, in the filter member 6, the mist-like HC component 25 contained in the exhaust gas G collides with the coating layer 23 and is trapped at the cold start, and the gaseous HC component is further trapped in the coating layer 23. By being taken into the filter member 6 by the mist-like HC component trapped in the mist, the mist-like and gaseous HC component in the exhaust gas G can be trapped.

また、コーティング層23は、アルミナなどの耐熱性粒子から形成されているので、ミスト状HC成分25をトラップする表面積を大きくすることができ、排気ガスG中のHC成分のトラップ量を増加させることができる。フィルタ部材6にトラップされたHCは、オゾン供給装置10によって供給されるオゾンによって酸化され浄化されるので、コーティング層23に触媒金属を含有させないようにすることも可能である。なお、コーティング層23は、例えば2μm〜10μmの厚さで形成され、例えば0.1μm〜1.0μmの平均粒径を有する前記アルミナ他を耐熱性粒子として用いることができる。   Further, since the coating layer 23 is formed of heat-resistant particles such as alumina, the surface area for trapping the mist-like HC component 25 can be increased, and the trap amount of the HC component in the exhaust gas G can be increased. Can do. Since HC trapped in the filter member 6 is oxidized and purified by ozone supplied by the ozone supply device 10, it is possible to prevent the coating layer 23 from containing a catalyst metal. The coating layer 23 is formed with a thickness of, for example, 2 μm to 10 μm. For example, the alumina having an average particle diameter of 0.1 μm to 1.0 μm can be used as the heat resistant particles.

本実施形態では、フィルタ部材6として、排気ガスGの流れ方向に複数の排気ガス流入側の通路16a及び排気ガス流出側の通路16bを有し、排気ガスGの流れ方向において通路16a、16bの端面が交互に目封じされてなるセラミック製のフィルタ部材が用いられているが、例えばステンレスなどの金属製のフィルタ部材などその他のフィルタ部材を用いることも可能である。   In the present embodiment, the filter member 6 has a plurality of exhaust gas inflow passages 16a and exhaust gas outflow passages 16b in the flow direction of the exhaust gas G, and the passages 16a and 16b in the flow direction of the exhaust gas G. Although a ceramic filter member having end faces alternately sealed is used, other filter members such as a metal filter member such as stainless steel can also be used.

図4は、前記排気ガス浄化装置に用いられる別のフィルタ部材を示す斜視図である。この図に示すように、排気ガス浄化装置1では、例えばステンレス鋼板などの金属製の平板W1と、例えばステンレス鋼板などの金属製の平板を波状に加工した波板W2とを重ね合わせ、この重ね合わせられた平板W1と波板W2とを渦巻状に巻き付けて形成したフィルタ部材36を用いてもよい。   FIG. 4 is a perspective view showing another filter member used in the exhaust gas purification device. As shown in this figure, in the exhaust gas purifying apparatus 1, a metal flat plate W1 such as a stainless steel plate and a corrugated plate W2 obtained by processing a metal flat plate such as a stainless steel plate into a corrugated shape are overlapped. A filter member 36 formed by winding the combined flat plate W1 and corrugated plate W2 in a spiral shape may be used.

フィルタ部材36は、平板W1と波板W2とによって複数の通路37が形成されるとともに、波板W2には、排気ガスが隣接する通路37間を流れるように複数の細孔(不図示)が設けられている。フィルタ部材36では、前記細孔を通じて排気ガスGが隣接する通路37間を流れる際に、排気ガスG中のHCがトラップされるようになっている。また、フィルタ部材6としては、三次元網目構造のセラミック製又はメタル製のフィルタ部材などを使用することも可能である。   In the filter member 36, a plurality of passages 37 are formed by the flat plate W1 and the corrugated plate W2, and the corrugated plate W2 has a plurality of pores (not shown) so that the exhaust gas flows between the adjacent passages 37. Is provided. In the filter member 36, HC in the exhaust gas G is trapped when the exhaust gas G flows between the adjacent passages 37 through the pores. Moreover, as the filter member 6, it is also possible to use a filter member made of ceramic or metal having a three-dimensional network structure.

以上の構成を備えた排気ガス浄化装置1では、例えばエンジン始動時などの冷間始動時に、排気ガスG中に含まれるミスト状及びガス状HC成分をフィルタ部材6によってトラップし、このフィルタ部材6にトラップされたHC成分が、オゾン生成装置10から供給されるオゾンによって酸化され浄化される。   In the exhaust gas purifying apparatus 1 having the above configuration, for example, at the time of cold start such as when the engine is started, mist and gaseous HC components contained in the exhaust gas G are trapped by the filter member 6, and this filter member 6 The HC component trapped in is oxidized and purified by ozone supplied from the ozone generator 10.

なお、制御ユニット15は、前記温度センサによって検出される排気ガスの温度に基づいて、冷間始動時にフィルタ部材6にオゾンを供給して、フィルタ部材6にトラップされたHC成分を酸化して浄化するように、エアーポンプ11及びオゾン生成装置10の作動を制御する。   The control unit 15 supplies ozone to the filter member 6 during cold start based on the temperature of the exhaust gas detected by the temperature sensor, and oxidizes and purifies the HC component trapped in the filter member 6 Thus, the operation of the air pump 11 and the ozone generator 10 is controlled.

このように、本実施形態に係る排気ガス浄化装置1によれば、フィルタ部材6にトラップされたHCを活性酸素によって酸化させて浄化させることができ、HCを効率良く浄化させることができる。冷間始動時には、エンジン2から排出される排気ガスG中のHC成分がガス状及びミスト状になっているが、フィルタ部材6にトラップされたミスト状HC成分にガス状HC成分が衝突し吸収されるので、排気ガスG中のガス状及びミスト状HC成分を効率良く浄化させることができる。   Thus, according to the exhaust gas purification apparatus 1 according to the present embodiment, HC trapped in the filter member 6 can be oxidized and purified by active oxygen, and HC can be efficiently purified. At the cold start, the HC component in the exhaust gas G exhausted from the engine 2 is in the form of gas and mist, but the gaseous HC component collides with the mist HC component trapped by the filter member 6 and absorbs it. Therefore, the gaseous and mist HC components in the exhaust gas G can be purified efficiently.

また、フィルタ部材6は、該フィルタ部材6内を排気ガスGが通過する排気ガス通路面に耐熱性粒子を含む層23を備えていることにより、排気ガス中のHC成分のトラップ率を向上させることができ、前記効果をより有効に奏することができる。   Further, the filter member 6 is provided with a layer 23 containing heat-resistant particles on the exhaust gas passage surface through which the exhaust gas G passes through the filter member 6, thereby improving the trap rate of HC components in the exhaust gas. And the effect can be more effectively achieved.

更に、フィルタ部材より下流側の排気経路に三元触媒が配設されていることにより、排気ガス中のHCの浄化性能をさらに向上させることができるとともに、排気ガス中のCO及びNOxの浄化性能を確保することができる。   Furthermore, since the three-way catalyst is disposed in the exhaust path downstream of the filter member, the purification performance of HC in the exhaust gas can be further improved, and the purification performance of CO and NOx in the exhaust gas can be improved. Can be secured.

なお、排気ガス浄化装置1では、排気ガスGの流れ方向において三元触媒7より下流側の排気経路5にNOxトラップ材8が配設されているが、三元触媒7に排気ガスG中のNOx成分をトラップするNOxトラップ材を含有させるようにしてもよい。   In the exhaust gas purification device 1, the NOx trap material 8 is disposed in the exhaust path 5 downstream of the three-way catalyst 7 in the flow direction of the exhaust gas G. You may make it contain the NOx trap material which traps a NOx component.

例えばエンジン始動時などの冷間始動時において、フィルタ部材6に活性酸素が供給される際には、オゾンとオゾンを生成するために供給された空気の残りとが排気ガスGに添加されるので、排気ガスGがリーン雰囲気になって排気ガスG中にNOxが多く含まれることとなるが、三元触媒6より下流側の排気経路5にNOxトラップ材8が配設されている、あるいは三元触媒6にNOxトラップ材が含有されていることにより、NOxをNOxトラップ材でトラップすることができるので、NOxが大気中に放出されることを抑制することができる。リーン雰囲気時にNOxトラップ材にトラップされたNOxは、リッチ雰囲気時に放出され、還元浄化される。   For example, when active oxygen is supplied to the filter member 6 at the time of cold start such as when starting the engine, ozone and the remainder of the air supplied to generate ozone are added to the exhaust gas G. The exhaust gas G becomes a lean atmosphere, and the exhaust gas G contains a large amount of NOx. However, the NOx trap material 8 is disposed in the exhaust path 5 downstream of the three-way catalyst 6, or three Since the NOx trap material is contained in the original catalyst 6, NOx can be trapped by the NOx trap material, so that the release of NOx into the atmosphere can be suppressed. The NOx trapped in the NOx trap material in the lean atmosphere is released in the rich atmosphere and is reduced and purified.

図5は、本発明の第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置の構成を概念的に示す概略説明図である。なお、第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置40において、第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置1と同様の構成を備え、同様の作用をなすものについては同一符号を付し、それ以上の説明を省略する。   FIG. 5 is a schematic explanatory view conceptually showing the structure of the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention. In addition, in the exhaust gas purification apparatus 40 which concerns on 2nd Embodiment, it comprises the same structure as the exhaust gas purification apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment, and attaches | subjects the same code | symbol about what has the same effect | action, The above description is omitted.

排気ガス浄化装置40では、排気ガス浄化装置1と同様に、エンジン2から排気マニホールド3を通じて排出される排気ガスGの排気径路45に、フィルタ部材46、三元触媒7、NOx吸収材8が介設されているが、フィルタ部材46は、排気経路45の上流側から分岐し排気経路45の下流側に繋がるバイパス経路42に介設されている。   In the exhaust gas purification device 40, as in the exhaust gas purification device 1, the filter member 46, the three-way catalyst 7, and the NOx absorbent 8 are interposed in the exhaust gas path 45 of the exhaust gas G discharged from the engine 2 through the exhaust manifold 3. However, the filter member 46 is provided in a bypass path 42 that branches from the upstream side of the exhaust path 45 and is connected to the downstream side of the exhaust path 45.

図5に示すように、排気径路45は、排気経路45の上流側において分岐し、排気経路45の下流側において繋がるメイン経路41とバイパス経路42とを備え、メイン経路41とバイパス経路42とが分岐する分岐部43には、排気ガスGがメイン経路41又はバイパス経路42に流れるようにメイン経路41及びバイパス経路42の切り換えを行う切換手段としての切換弁44が設けられている。   As shown in FIG. 5, the exhaust path 45 includes a main path 41 and a bypass path 42 that are branched on the upstream side of the exhaust path 45 and connected on the downstream side of the exhaust path 45, and the main path 41 and the bypass path 42 are connected to each other. The branching portion 43 that is branched is provided with a switching valve 44 as switching means for switching the main path 41 and the bypass path 42 so that the exhaust gas G flows into the main path 41 or the bypass path 42.

切換弁44は、バイパス経路42を閉じて排気ガスGをメイン経路41に流すバイパス経路閉状態(実線で示される状態)と、メイン経路41を閉じて排気ガスGをバイパス経路42に流すバイパス経路開状態(破線で示される状態)との切り換えを行うことができるように構成されている。   The switching valve 44 closes the bypass path 42 and closes the bypass path (the state indicated by the solid line) to flow the exhaust gas G to the main path 41, and bypass path to close the main path 41 and flow the exhaust gas G to the bypass path 42. It is configured to be able to switch between an open state (a state indicated by a broken line).

また、バイパス経路42には、排気ガスGの流れ方向においてフィルタ部材46の直上流側に、フィルタ部材46に活性酸素を供給するオゾン生成装置50が備えられ、オゾン生成装置50は、エアー供給源(不図示)からエアーポンプ51を介して供給されるエアーからオゾンを生成し、このオゾンをフィルタ部材46の上流側からフィルタ部材46に供給できるようになっている。   Further, the bypass passage 42 is provided with an ozone generator 50 that supplies active oxygen to the filter member 46 immediately upstream of the filter member 46 in the flow direction of the exhaust gas G. The ozone generator 50 includes an air supply source. Ozone is generated from air supplied from an air pump (not shown) via an air pump 51, and this ozone can be supplied to the filter member 46 from the upstream side of the filter member 46.

更に、排気ガス浄化装置40は、排気ガスGの流れ方向においてメイン経路41とバイパス経路42が分岐する分岐部43より上流側の排気径路45で排気ガスGの温度を検出する第1の温度センサ55と、排気ガスGの流れ方向においてメイン経路41とバイパス経路42が繋がる合流部57より下流側の排気径路45で排気ガスGの温度を検出する第2の温度センサ56と備えている。   Further, the exhaust gas purifying device 40 is a first temperature sensor that detects the temperature of the exhaust gas G in the exhaust gas passage 45 upstream from the branch portion 43 where the main path 41 and the bypass path 42 branch in the flow direction of the exhaust gas G. 55 and a second temperature sensor 56 for detecting the temperature of the exhaust gas G in the exhaust gas passage 45 downstream from the junction 57 where the main path 41 and the bypass path 42 are connected in the flow direction of the exhaust gas G.

そして、第1の温度センサ55と第2の温度センサ56とによって検出される排気ガスの温度に基づいて、制御ユニット60によって切換弁44の作動が制御される。制御ユニット60は、切換弁44の作動を制御するとともに、エアーポンプ51の作動制御及びオゾン生成装置50の作動制御などの各種制御を行う。   Based on the temperature of the exhaust gas detected by the first temperature sensor 55 and the second temperature sensor 56, the operation of the switching valve 44 is controlled by the control unit 60. The control unit 60 controls the operation of the switching valve 44 and performs various controls such as the operation control of the air pump 51 and the operation control of the ozone generator 50.

また、排気径路45に配設される三元触媒7、NOx吸収材8は、メイン経路41とバイパス経路42とが繋がる合流部57よりも下流側の排気経路45に排気径路Gの流れ方向に順次配設されている。なお、NOx吸収材8を三元触媒7より下流側の排気径路45に設ける代わりに、三元触媒7にNOx吸収材8を含有させるようにしてもよい。   Further, the three-way catalyst 7 and the NOx absorbent 8 disposed in the exhaust passage 45 are arranged in the flow direction of the exhaust passage G in the exhaust passage 45 downstream of the junction 57 where the main passage 41 and the bypass passage 42 are connected. They are arranged sequentially. Instead of providing the NOx absorbent 8 in the exhaust passage 45 downstream of the three-way catalyst 7, the three-way catalyst 7 may contain the NOx absorbent 8.

次に、以上の構成を備えた排気ガス浄化装置40の作動について説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。排気ガス浄化装置40では、先ず、切換弁44が、バイパス経路42を閉じて排気ガスGをメイン経路41に流すバイパス経路閉状態において、排気ガスGの温度Taが所定温度未満であるか否かが判定される(ステップ#1)。排気ガスGの温度Taとしては、排気マニホールド3の直下流側に設けられた第1の温度センサ55によって検出される温度が用いられる。なお、前記所定温度として、触媒に流入させる排気ガスの温度を漸次上昇させ、排気ガスの浄化率が50%に達したときのガス温度である触媒のライトオフ温度を用いることができ、例えば250℃などの温度が設定される。
Next, the operation of the exhaust gas purification apparatus 40 having the above configuration will be described.
FIG. 6 is a control flowchart of the exhaust gas purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the exhaust gas purification device 40, first, whether or not the temperature Ta of the exhaust gas G is lower than a predetermined temperature in the closed state where the switching valve 44 closes the bypass route 42 and flows the exhaust gas G to the main route 41. Is determined (step # 1). As the temperature Ta of the exhaust gas G, the temperature detected by the first temperature sensor 55 provided immediately downstream of the exhaust manifold 3 is used. As the predetermined temperature, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst is gradually increased, and the light-off temperature of the catalyst, which is the gas temperature when the exhaust gas purification rate reaches 50%, can be used, for example 250 A temperature such as ° C is set.

ステップ#1での判定結果がYESの場合、すなわち、排気ガスGの温度Taが所定温度未満である冷間始動時には、フィルタ部材46が介設されたバイパス経路42に排気ガスGが流れるように、切換弁44がバイパス経路開状態に切り換えられる(ステップ#2)。そして、オゾン供給装置50からオゾンの供給が開始される(ステップ#3)。   When the determination result in step # 1 is YES, that is, at the time of cold start where the temperature Ta of the exhaust gas G is lower than a predetermined temperature, the exhaust gas G flows through the bypass path 42 in which the filter member 46 is interposed. The switching valve 44 is switched to the bypass path open state (step # 2). Then, supply of ozone from the ozone supply device 50 is started (step # 3).

オゾンの供給に際しては、オゾン供給装置50から供給されるオゾン供給量が、排気ガスGの温度Taに応じて調節される(ステップ#4)。具体的には、排気ガスGの温度Taが上昇するに伴って、三元触媒が活性状態となるので、排気ガスGの温度Taの上昇に応じて、フィルタ部材46に供給するオゾン供給量を少なくする。   When supplying ozone, the amount of ozone supplied from the ozone supply device 50 is adjusted according to the temperature Ta of the exhaust gas G (step # 4). Specifically, since the three-way catalyst becomes active as the temperature Ta of the exhaust gas G rises, the amount of ozone supplied to the filter member 46 is increased according to the rise in the temperature Ta of the exhaust gas G. Reduce.

次に、ステップ#5において、排気ガスGの温度Tbが所定温度以上であるか否かが判定され、排気経路45に配設された三元触媒7が活性状態にあるか否かが判定される。排気ガスGの温度Tbとしては、メイン経路41とバイパス経路42とが繋がる合流部57より下流側の排気径路45に設けられた第2の温度センサ56によって検出される温度が用いられる。なお、前記所定温度として、触媒のライトオフ温度を用いることができ、例えば250℃などの温度が設定される。   Next, in step # 5, it is determined whether the temperature Tb of the exhaust gas G is equal to or higher than a predetermined temperature, and it is determined whether the three-way catalyst 7 disposed in the exhaust path 45 is in an active state. The As the temperature Tb of the exhaust gas G, the temperature detected by the second temperature sensor 56 provided in the exhaust gas passage 45 downstream from the junction 57 where the main path 41 and the bypass path 42 are connected is used. Note that the light-off temperature of the catalyst can be used as the predetermined temperature, and a temperature such as 250 ° C. is set, for example.

ステップ#5での判定結果がYESになると、すなわち、排気ガスGの温度Tbが、三元触媒7が活性状態になる所定温度以上になると、切換弁44が、バイパス経路42を閉じて排気ガスGをメイン経路41に流すバイパス経路閉状態に切り換えられ(ステップ#6)、オゾン供給装置50からのオゾンの供給が停止される(ステップ#7)。   If the determination result in step # 5 is YES, that is, if the temperature Tb of the exhaust gas G is equal to or higher than a predetermined temperature at which the three-way catalyst 7 is activated, the switching valve 44 closes the bypass path 42 and exhaust gas. The bypass path is closed to allow G to flow through the main path 41 (step # 6), and the supply of ozone from the ozone supply device 50 is stopped (step # 7).

一方、ステップ#1での判定結果がNOの場合、すなわち、排気ガスGの温度Taが所定温度以上である場合には、フィルタ部材46が介設されたバイパス経路42に排気ガスGが流れることなくメイン経路41に流れ、排気経路46に設けられた三元触媒7によって排気ガスGが浄化される。   On the other hand, when the determination result in step # 1 is NO, that is, when the temperature Ta of the exhaust gas G is equal to or higher than a predetermined temperature, the exhaust gas G flows through the bypass path 42 in which the filter member 46 is interposed. Instead, the exhaust gas G flows through the main path 41 and is purified by the three-way catalyst 7 provided in the exhaust path 46.

このように、本実施形態に係る排気ガス浄化装置40によれば、排気経路45は、排気経路45の上流側で分岐し該排気経路45の下流側で繋がるメイン経路41とバイパス経路42とを備え、フィルタ部材46は、バイパス経路42に介設されていることにより、冷間始動時においてのみ、フィルタ部材46が設けられたバイパス経路42に排気ガスを流すようにすることが可能である。   As described above, according to the exhaust gas purifying device 40 according to the present embodiment, the exhaust path 45 includes the main path 41 and the bypass path 42 that branch on the upstream side of the exhaust path 45 and are connected on the downstream side of the exhaust path 45. Since the filter member 46 is provided in the bypass path 42, the exhaust gas can flow through the bypass path 42 provided with the filter member 46 only at the time of cold start.

排気ガス浄化装置40では、冷間始動時には、排気ガスGをフィルタ部材46に通過させ排気ガスG中のガス状及びミスト状HC成分を効率良く浄化させることができるとともに、排気ガス中のCO及びNOx成分の浄化性能を確保することができ、通常走行時には、排気ガスGをフィルタ部材46に通過させずに排気ガスGの背圧抵抗を下げることができるとともに、三元触媒によって排気ガスの浄化性能を確保することができる。排気経路45にフィルタ部材46を設けると排気ガスGの背圧抵抗が上昇してエンジンの出力や燃費が低下することとなるが、排気ガス浄化装置40では、排気ガスGの背圧抵抗を上昇させることなく、エンジンの出力や燃費が低下することを抑制することができる。   In the exhaust gas purification device 40, at the time of cold start, the exhaust gas G can be passed through the filter member 46 to efficiently purify the gaseous and mist-like HC components in the exhaust gas G. NOx component purification performance can be ensured, and during normal travel, the exhaust gas G can be reduced without passing through the filter member 46, and the back pressure resistance of the exhaust gas G can be lowered. Performance can be ensured. If the filter member 46 is provided in the exhaust passage 45, the back pressure resistance of the exhaust gas G increases and the engine output and the fuel consumption decrease, but the exhaust gas purification device 40 increases the back pressure resistance of the exhaust gas G. Without lowering, it is possible to suppress a decrease in engine output and fuel consumption.

なお、排気ガス浄化装置40では、第1の温度センサ55によって排気ガスの流れ方向において排気マニホールド直下の排気ガスの温度を検出するとともに、第2の温度センサ56によって排気ガスの流れ方向において三元触媒直上の排気ガスの温度を検出し、これらの温度に基づいて切換弁44の作動が制御されているが、第1の温度センサ又は第2の温度センサによって検出される温度にのみ基づいて切換弁44の作動を制御するようにしてもよい。また、三元触媒7内に排気ガスの温度を検出する温度センサを設け、かかる温度センサによって検出される温度に基づいて切換弁の作動を制御することも可能である。   In the exhaust gas purification device 40, the first temperature sensor 55 detects the temperature of the exhaust gas immediately below the exhaust manifold in the exhaust gas flow direction, and the second temperature sensor 56 detects the three-way in the exhaust gas flow direction. The temperature of the exhaust gas immediately above the catalyst is detected, and the operation of the switching valve 44 is controlled based on these temperatures, but the switching is based only on the temperature detected by the first temperature sensor or the second temperature sensor. The operation of the valve 44 may be controlled. It is also possible to provide a temperature sensor for detecting the temperature of the exhaust gas in the three-way catalyst 7 and to control the operation of the switching valve based on the temperature detected by the temperature sensor.

以上のように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。   As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明は、冷間始動時にエンジンから排出されるHC成分を効率良く浄化させることができる排気ガス浄化装置であり、例えば自動車等の車両の排気系に好適に適用可能である。   The present invention is an exhaust gas purification device that can efficiently purify HC components discharged from an engine during a cold start, and can be suitably applied to an exhaust system of a vehicle such as an automobile, for example.

本発明の第1の実施形態に係る排気ガス浄化装置の構成を概念的に示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows notionally the composition of the exhaust gas purification device concerning a 1st embodiment of the present invention. 前記排気ガス浄化装置に用いられるフィルタ部材の断面を模式的に示す断面説明図である。It is a section explanatory view showing typically the section of the filter member used for the exhaust gas purification device. 前記フィルタ部材の要部を示す図2のA部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the A section of FIG. 2 which shows the principal part of the said filter member. 前記排気ガス浄化装置に用いられる別のフィルタ部材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another filter member used for the said exhaust gas purification apparatus. 本発明の第2の実施形態に係る排気ガス浄化装置の構成を概念的に示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows notionally the structure of the exhaust-gas purification apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 前記排気ガス浄化装置の制御フローチャートである。3 is a control flowchart of the exhaust gas purification device.

符号の説明Explanation of symbols

1、40 排気ガス浄化装置
2、エンジン
5、45 排気経路
6、36、46 フィルタ部材
7 三元触媒
8 NOxトラップ材
10、50 オゾン生成装置
15 60 制御ユニット
23 コーティング層
41 メイン経路
42 バイパス経路
44 切換弁
55、56 温度センサ
57 合流部
G 排気ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 40 Exhaust gas purification apparatus 2, Engine 5, 45 Exhaust path 6, 36, 46 Filter member 7 Three-way catalyst 8 NOx trap material 10, 50 Ozone generator 15 60 Control unit 23 Coating layer 41 Main path 42 Bypass path 44 Switching valve 55, 56 Temperature sensor 57 Junction part G Exhaust gas

Claims (6)

エンジンの排気経路に、排気ガス中のHCをトラップするフィルタ部材が介設されてなる排気ガス浄化装置であって、排気ガスの流れ方向において前記フィルタ部材の直上流側から前記フィルタ部材に活性酸素を供給する活性酸素供給手段を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置。   An exhaust gas purification device in which a filter member for trapping HC in exhaust gas is interposed in an exhaust path of an engine, wherein active oxygen is supplied to the filter member from the upstream side of the filter member in the exhaust gas flow direction. An exhaust gas purifying device comprising active oxygen supply means for supplying 前記フィルタ部材は、該フィルタ部材内を排気ガスが通過する排気ガス通路面に耐熱性粒子を含む層を備えていることを特徴とする請求項1に記載の排気ガス浄化装置。   The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the filter member includes a layer containing heat-resistant particles on an exhaust gas passage surface through which the exhaust gas passes through the filter member. 前記排気経路は、排気ガスの流れ方向において前記排気経路の上流側で分岐し前記排気経路の下流側で繋がるメイン経路とバイパス経路とを備え、前記フィルタ部材は、前記バイパス経路に介設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化装置。   The exhaust path includes a main path and a bypass path that branch on the upstream side of the exhaust path in the flow direction of the exhaust gas and are connected on the downstream side of the exhaust path, and the filter member is interposed in the bypass path. The exhaust gas purifying device according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas purifying device according to claim 1 or 2 is provided. 前記排気ガスの温度を検出する温度検出手段と、
前記排気径路において前記排気ガスが前記メイン経路又は前記バイパス経路に流れるように前記メイン経路及び前記バイパス経路の切り換えを行う切換手段と、
前記切換手段の作動を制御する制御手段と、
前記メイン経路と前記バイパス経路とが繋がる合流部よりも下流側の前記排気経路に配設される三元触媒と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記排気ガスの温度が所定温度未満である場合に、前記排気ガスが前記バイパス経路に流れるように、前記排気ガスの温度が所定温度以上である場合に、前記排気ガスが前記メイン経路に流れるように前記切換手段の作動を制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載の排気ガス浄化装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the exhaust gas;
Switching means for switching the main path and the bypass path so that the exhaust gas flows in the main path or the bypass path in the exhaust path;
Control means for controlling the operation of the switching means;
A three-way catalyst disposed in the exhaust path downstream of the junction where the main path and the bypass path are connected;
Further comprising
The control means is configured such that when the temperature of the exhaust gas detected by the temperature detection means is less than a predetermined temperature, the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the predetermined temperature so that the exhaust gas flows through the bypass path. And controlling the operation of the switching means so that the exhaust gas flows through the main path,
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3.
前記フィルタ部材より下流側の前記排気経路に三元触媒が配設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス浄化装置。   The exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, wherein a three-way catalyst is disposed in the exhaust path downstream of the filter member. 前記三元触媒より下流側の前記排気経路にNOxをトラップするNOxトラップ材が配設されている、あるいは前記三元触媒にNOxをトラップするNOxトラップ材が含有されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の排気ガス浄化装置。   The NOx trap material for trapping NOx is disposed in the exhaust path downstream from the three-way catalyst, or the NOx trap material for trapping NOx is contained in the three-way catalyst. Item 6. The exhaust gas purifying device according to Item 4 or 5.
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