(57)【要約】【課題】ケーシングの大型化や重量増加を防止して良好な車両への搭載性を実現すると共に、簡単な構成により製造コストを低減した上で、内部の後処理装置を効率的に保温して浄化性能を向上できるエンジンの排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジンの排気通路２０に配設されたケーシング３０，３４内に後処理装置を収容し、上記ケーシング３０，３４を流通したエンジンの排気を第１排気管６１から環流管６２内を案内してケーシング３０，３４に向けて衝突させて内部の後処理装置を保温し、一方、排気温度が後処理装置の耐熱温度から設定された上限閾値を越えたときには、流量制御弁６４を切り換えて排気を第２排気管６５から外部に排出する。【選択図】図４
2010127085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に配設されたケーシング内に収容され、該排気通路を経て上記ケーシング内に導入された上記エンジンの排気を浄化する後処理装置と、
上記ケーシングの下流側から該ケーシングの近傍まで延設され、上記後処理装置を流通後の上記エンジンの排気を案内して上記ケーシングに向けて排出して衝突させる環流通路と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
上記環流通路は、上記エンジンの排気を上記ケーシングの後部に衝突させて該ケーシングに沿って前方へと流すことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
上記環流通路は、上記エンジンの排気を上記ケーシングの前部に衝突させて走行風と共に該ケーシングに沿って後方へと流すことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
上記ケーシング内に複数種類の後処理装置が収容され、
上記環流通路は、上記複数種類の後処理装置の内、特に放熱抑制を要する後処理装置に対応する上記ケーシングの部位に向けて排気を排出して衝突させることを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
上記環流通路は、上記ケーシングに対する開口端が該ケーシング側に面するように斜状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
エンジンの排気通路に配設されたケーシング内に収容され、該排気通路を経て上記ケーシング内に導入された上記エンジンの排気を浄化する後処理装置と、
上記ケーシングの下流側から該ケーシングよりも車両前方側まで延設され、上記後処理装置を流通後の排気を上記ケーシングの前方位置に排出して走行風により該ケーシングに導く環流通路と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
上記環流通路は、流路切換手段を介して上記ケーシングの下流側に接続され、
上記流路切換手段は、上記ケーシングからの排気を上記環流通路に案内せずに外部に排出可能に構成され、
上記後処理装置が放熱抑制を要するか否かを判定し、放熱抑制を要しないときには上記排気通路からの排気を上記環流通路に案内せずに外部に排出するように上記流路切換手段を切り換える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
上記環流通路は、上記ケーシングに対する開口端に流路切換手段が設けられ、
上記流路切換手段は、上記環流通路の開口端から排出される排気を遮って所期の排出方向から偏向可能に構成され、
上記後処理装置が放熱抑制を要するか否かを判定し、放熱抑制を要しないときには上記環流通路の開口端から排出される排気を遮って所期の排出方向から偏向させるように上記流路切換手段を切り換える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項９】
上記ケーシング内に、上記エンジンの排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを含む複数種類の後処理装置が収容され、
上記環流通路に、上記ケーシングに向けて開口する第１開口端、及び上記ケーシングの上記フィルタに対応する部位に向けて開口する第２開口端を備え、上記環流通路からの排気を上記第１又は第２開口端から選択的に排出可能な流路切換手段が設けられ、
上記フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却する強制再生以外の通常時には、上記環流通路を案内される排気を上記第１開口端から排出させ、上記強制再生時には、上記環流通路を案内される排気を上記第２開口端から排出させるように上記流路切換手段を切り換える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気浄化装置に係り、詳しくは排気通路に設けたケーシング内に後処理装置を収容した排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、排ガス中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、或いはパティキュレート等の大気中への放出を防止するため、これらを浄化するための触媒やフィルタを用いた後処理装置が設けられている。
触媒は活性下限温度以上に保持されることにより排気の浄化作用を発揮するため、良好な浄化作用を得るべく触媒温度を活性下限温度以上に保持する必要がある。又、パティキュレートを捕集するためのフィルタでは、上流側に配置した前段酸化触媒で排気中のＮＯから生成されたＮＯ2を利用して、捕集したパティキュレートを連続的に焼却する所謂連続再生が行われるが、この連続再生においても、ＮＯの生成のために前段酸化触媒を活性下限温度以上に保持すると共に、フィルタ上での酸化反応の促進のためにフィルタの温度低下を抑制する必要がある。又、連続再生作用が得られない運転状態が継続したときには、メイン噴射後にポスト噴射を実行して排気中に未燃燃料を供給し、前段酸化触媒上で未燃燃料を酸化反応させて下流側のフィルタを昇温して捕集されているパティキュレートを強制的に焼却する所謂強制再生が行われるが、この強制再生においても、前段酸化触媒やフィルタの温度低下を抑制する必要がある。
【０００３】
ところが、後処理装置を収容したケーシングは、車両の床下に取り回されたエンジンの排気通路に配設されて常に走行風に晒されており、内部の後処理装置を高温に維持し難い環境にある。このため、例えばエンジンの低負荷運転が継続されて排気温度の低下により排気から後処理装置への受熱量が減少した状況では、後処理装置が温度低下して所期の浄化機能を果たせなくなる場合がある。そこで、このような不具合を鑑みて、ケーシング壁面を介した後処理装置の放熱を抑制すべく種々の対策が講じられている。
【０００４】
例えば特許文献１に記載された技術では、ケーシングを二重管構造として構成し、ケーシングが走行風に晒されたときに内部の後処理装置がケーシング壁面を介して放熱されるのを防止している。
又、特許文献２に記載された技術では、ケーシング内に収容したフィルタの外周に外周通路を設けると共に、フィルタの中央に内周通路を設け、エンジンの排気を外周通路からフィルタ内に案内し、フィルタを流通後に内周通路を経て排出するようにし、これによりフィルタの放熱を防止すると共に、排気熱を利用してフィルタの保温を図っている。
【特許文献１】特開平８−２１２３２号公報
【特許文献２】特開２００３−１４８１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１，２の技術は内部の後処理装置を保温することはできるものの、車両への搭載性及び製造コストに関して大きな問題を抱えている。
即ち、特許文献１の技術のようにケーシングを二重管構造とした場合、ケーシングが大型化すると共に重量も大幅に増加してしまうため、車両への搭載性が悪化すると共に、二重管構造のケーシングは構造が複雑であることから製造コストを高騰させる要因にもなる。この点は特許文献２の技術でも同様であり、フィルタの内外に外周通路及び内周通路を形成することは、結果としてケーシングが二重管構造に近似した構成になり、ケーシングの大型化や重量増加、及び構造の複雑化は避けられない。よって、特許文献１，２の技術では、後処理装置の保温は可能であるが、車両への搭載性を悪化させたり製造コストを高騰させたりする弊害を引き起こすという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ケーシングの大型化や重量増加を防止して良好な車両への搭載性を実現すると共に、簡単な構成により製造コストを低減した上で、内部の後処理装置を効率的に保温して浄化性能を向上することができるエンジンの排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンの排気通路に配設されたケーシング内に収容され、排気通路を経てケーシング内に導入されたエンジンの排気を浄化する後処理装置と、ケーシングの下流側からケーシングの近傍まで延設され、後処理装置を流通後のエンジンの排気を案内してケーシングに向けて排出して衝突させる環流通路とを備えたものである。
【０００８】
従って、エンジンの排気はケーシング内で後処理装置を流通した後に環流通路内を案内されてケーシング近傍まで導かれ、環流通路の開口端よりケーシングに向けて排出されて衝突する。このため、ケーシングは排気に包まれて走行風から遮られるため、走行風によるケーシングの放熱が防止されて内部の後処理装置が保温される。
又、ケーシングの下流側から環流通路を延設しただけの簡単な構成のため、排気浄化装置全体の大型化や重量増加、或いは構造の複雑化の要因となることはない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、環流通路が、エンジンの排気をケーシングの後部に衝突させてケーシングに沿って前方へと流すものである。
従って、環流通路から排出された排気はケーシングの後部に衝突してケーシングに沿って前方へと流れ、これによりケーシングが排気に包まれて走行風から遮られる。そして、この場合には、ケーシングの下流側からケーシングの後部近傍まで環流通路を延設するだけのため、環流通路の総全長が短くて済み、排気浄化装置全体の大型化や重量増加を一層抑制可能となる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、環流通路が、エンジンの排気をケーシングの前部に衝突させて走行風と共にケーシングに沿って後方へと流すものである。
従って、環流通路から排出された排気はケーシングの前部に衝突して走行風と共にケーシングに沿って後方へと流れ、これによりケーシングが排気に包まれて走行風から遮られる。そして、この場合には、環流通路から排出された排気が走行風を利用してケーシングに導かれるため、より確実にケーシングを排気で包み込んで内部の後処理装置を一層良好に保温可能となる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、ケーシング内に複数種類の後処理装置が収容され、環流通路が、複数種類の後処理装置の内、特に放熱抑制を要する後処理装置に対応するケーシングの部位に向けて排気を排出して衝突させるものである。
従って、環流通路から排出された排気は、特に放熱抑制を要する後処理装置に対応するケーシングの部位に衝突する。よって、当該後処理装置に対して排気熱が集中することになり、限られた排気熱を有効に利用して効率的に保温が行われる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４において、環流通路が、ケーシングに対する開口端がケーシング側に面するように斜状に形成されたものである。
従って、環流通路の開口端から排出された排気はケーシングに衝突し、この排気によりケーシングが包まれて保温作用を奏する。そして、環流通路の開口端を斜状に形成することにより、環流通路の開口端付近をケーシング側に向けて湾曲形成する必要がなくなり、その製作が簡略化される。
【００１３】
請求項６の発明は、エンジンの排気通路に配設されたケーシング内に収容され、排気通路を経てケーシング内に導入されたエンジンの排気を浄化する後処理装置と、ケーシングの下流側からケーシングよりも車両前方側まで延設され、後処理装置を流通後の排気をケーシングの前方位置に排出して走行風によりケーシングに導く環流通路とを備えたものである。
【００１４】
従って、環流通路から排出された排気はケーシングに直接的に衝突することなく、ケーシングの前方位置に排出されて走行風を利用してケーシングに導かれ、この排気によりケーシングが包まれて保温作用を奏する。そして、環流通路の開口端からケーシングの前方位置に排気を排出しさえすれば、排出箇所が多少ずれていても排気は走行風により自ずとケーシングに導かれるため、排気をケーシングに直接的に衝突させる場合に比較して環流通路の開口端を正確に位置決めする必要がなくなる。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６において、環流通路が、流路切換手段を介してケーシングの下流側の排気通路に接続され、流路切換手段が、ケーシングからの排気を環流通路に案内せずに外部に排出可能に構成され、後処理装置が放熱抑制を要するか否かを判定し、放熱抑制を要しないときには排気通路からの排気を環流通路に案内せずに外部に排出するように流路切換手段を切り換える制御手段を備えたものである。
【００１６】
従って、後処理装置が放熱抑制を要するか否かが制御手段により判定される。例えば排気温度が所定温度を越えて後処理装置が放熱抑制を要しないと判定したときには、流路切換手段により排気通路からの排気は環流通路に案内されずに外部に排出される。このため、排気温度が高いエンジン運転状態が継続されて後処理装置が過剰に昇温したときには、直ちに環流管からの排気による後処理装置の保温が中止されるため、ケーシングが走行風に晒されて内部の後処理装置の過剰な温度上昇が抑制される。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１乃至６において、環流通路が、ケーシングに対する開口端に流路切換手段が設けられ、流路切換手段が、環流通路の開口端から排出される排気を遮って所期の排出方向から偏向可能に構成され、後処理装置が放熱抑制を要するか否かを判定し、放熱抑制を要しないときには環流通路の開口端から排出される排気を遮って所期の排出方向から偏向させるように流路切換手段を切り換える制御手段を備えたものである。
【００１８】
従って、後処理装置が放熱抑制を要するか否かが制御手段により判定される。例えば排気温度が所定温度を越えて後処理装置が放熱抑制を要しないと判定したときには、環流通路の開口端から排出される排気が流路切換手段により遮られて所期の排出方向、例えばケーシングに衝突する方向から偏向される。このため、排気温度が高いエンジン運転状態が継続されて後処理装置が過剰に昇温したときには、直ちに環流管からの排気による後処理装置の保温が中止されるため、ケーシングが走行風に晒されて内部の後処理装置の過剰な温度上昇が抑制される。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項１において、ケーシング内に、エンジンの排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを含む複数種類の後処理装置が収容され、環流通路に、ケーシングに向けて開口する第１開口端、及びケーシングのフィルタに対応する部位に向けて開口する第２開口端を備え、環流通路からの排気を第１又は第２開口端から選択的に排出可能な流路切換手段が設けられ、フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却する強制再生以外の通常時には、環流通路を案内される排気を第１開口端から排出させ、強制再生時には、環流通路を案内される排気を第２開口端から排出させるように流路切換手段を切り換える制御手段を備えたものである。
【００２０】
従って、強制再生以外の通常時には、環流管を案内される排気が第１開口端から排出されてケーシングに衝突して内部の後処理装置が保温される。保温の対象となる後処理装置は、フィルタを含む全ての後処理装置であっても、フィルタ以外の後処理装置であってもよい。又、強制再生時には、フィルタ昇温に利用された高温の排気が環流管を案内されて第２開口端から排出されケーシングのフィルタに対応する部位に衝突する。よって、強制再生時の高温の排気熱がフィルタに集中して効率的に強制再生が実施される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、ケーシングの大型化や重量増加を防止して良好な車両への搭載性を実現すると共に、簡単な構成により製造コストを低減した上で、エンジンの排気をケーシングに衝突させて内部の後処理装置を効率的に保温して浄化性能を向上することができる。
請求項２の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、環流通路の総全長を短縮化して排気浄化装置全体の大型化や重量増加を一層抑制することができる。
【００２２】
請求項３の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、走行風を利用して排気をケーシングに導くことで、より確実にケーシングを排気で包み込んで内部の後処理装置を一層良好に保温することができる。
請求項４の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、特に放熱抑制を要する後処理装置に対応するケーシングの部位に排気を衝突させて、限られた排気熱を有効に利用して効率的に保温を行うことができる。
【００２３】
請求項５の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１乃至４に加えて、環流通路の開口端を斜状に形成することにより、環流通路の開口端付近をケーシング側に向けて湾曲形成する工程を省略でき、もって製作を簡略化して製造コストを低減することができる。
請求項６の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、環流通路からケーシングの前方位置に排気を排出して走行風によりケーシングに導くことにより、環流通路の開口端を正確に位置決めする必要がなくなり、製作を容易にして製造コストを一層低減することができる。
【００２４】
請求項７の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１乃至６に加えて、後処理装置が放熱抑制を要しないときには、流路切換手段により排気を外部に排出することにより、後処理装置の過剰昇温時には、直ちに環流通路からの排気による後処理装置の保温を中止して温度上昇を抑制でき、もって後処理装置の破損を未然に防止することができる。
請求項８の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１乃至６に加えて、後処理装置が放熱抑制を要しないときには、環流通路の開口端から排出される排気を流路切換手段により遮って所期の排出方向から偏向させることにより、後処理装置の過剰昇温時には、直ちに環流通路からの排気による後処理装置の保温を中止して温度上昇を抑制でき、もって後処理装置の破損を未然に防止することができる。
【００２５】
請求項９の発明のエンジンの排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、フィルタの強制再生時にフィルタ昇温に利用された高温の排気をケーシングのフィルタに対応する部位に衝突させることにより、排気熱を内部のフィルタを集中させて効率的に強制再生を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、本発明を具体化したエンジンの排気浄化装置の第１実施形態を説明する。
図１は本発明の排気浄化装置が適用された４気筒のディーゼルエンジン（以下、エンジンという）の全体構成図を示しており、図１に基づき本発明に係る排気浄化装置の構成を説明する。
【００２７】
エンジン１は各気筒共通の高圧蓄圧室（以下コモンレールという）２を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール２に蓄えられた高圧の燃料を、各気筒に設けられたインジェクタ４に供給し、各インジェクタ４からそれぞれの気筒内に燃料が噴射される。
吸気通路６にはターボチャージャ８が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路６からターボチャージャ８のコンプレッサ８ａへと流入し、コンプレッサ８ａで過給された吸気はインタークーラ１０及び吸気制御弁１２を介して吸気マニホールド１４に導入される。又、吸気通路６のコンプレッサ８ａより上流側には、エンジン１への吸入空気流量を検出するための吸気量センサ１６が設けられている。
【００２８】
一方、エンジン１の各気筒から排気が排出される排気ポート（図示せず）は、排気マニホールド１８を介して排気管２０（排気通路）に接続されている。なお、排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４との間には、ＥＧＲ弁２２を介して排気マニホールド１８と吸気マニホールド１４とを連通するＥＧＲ通路２４が設けられている。
排気管２０はターボチャージャ８のタービン８ｂを経た後、排気絞り弁２６を介して排気後処理装置２８に接続されている。又、タービン８ｂの回転軸はコンプレッサ８ａの回転軸と連結されており、タービン８ｂが排気管２０内を流動する排気を受けてコンプレッサ８ａを駆動するようになっている。
【００２９】
排気後処理装置２８は、上流側ケーシング３０と、上流側ケーシング３０の下流側に連通路３２で連通された下流側ケーシング３４とから構成されている。上流側ケーシング３０内には、前段酸化触媒３６が収容されると共に、この前段酸化触媒３６の下流側にはパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという）３８が収容されている。フィルタ３８は、排気中のパティキュレートを捕集することによりエンジン１の排気を浄化するために設けられる。
【００３０】
前段酸化触媒３６は排気中のＮＯ（一酸化窒素）を酸化させてＮＯ２（二酸化窒素）を生成するので、このように前段酸化触媒３６とフィルタ３８とを配置することにより、フィルタ３８に捕集され堆積しているパティキュレートは、前段酸化触媒３６から供給されたＮＯ２と反応して酸化し、フィルタ３８の連続再生が行われるようになっている。
一方、下流側ケーシング３４内には、アンモニアを還元剤として排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を選択還元して排気を浄化するアンモニア選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４０が収容されると共に、このＳＣＲ触媒４０の下流側にはＳＣＲ触媒４０から流出したアンモニアを除去するための後段酸化触媒４２が収容されている。後段酸化触媒４２は、フィルタ３８の強制再生でパティキュレートが焼却される際に発生するＣＯ（一酸化炭素）を酸化し、ＣＯ２（二酸化炭素）として大気中に排出する機能を有している。本実施形態では、以上の前段酸化触媒３６、フィルタ３８、ＳＣＲ触媒４０、及び後段酸化触媒４２により後処理装置が構成されている。
【００３１】
又、連通路３２には、連通路３２内の排気中に尿素水を噴射供給する尿素水インジェクタ（尿素水供給手段）４４が設けられており、尿素水を蓄えた尿素水タンク４６から図示しない尿素水供給ポンプを介して尿素水インジェクタ４４に尿素水が供給され、尿素水インジェクタ４４を開閉することによって尿素水インジェクタ４４から連通路３２内の排気中に尿素水が噴射されるようになっている。
【００３２】
尿素水インジェクタ４４から噴射された霧状の尿素水は、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、ＳＣＲ触媒４０に供給される。ＳＣＲ触媒４０は供給されたアンモニアと排気中のＮＯｘとの脱硝反応を促進することにより、ＮＯｘを還元して無害なＮ２とする。なお、このとき、アンモニアがＮＯｘと反応せずにＳＣＲ触媒４０から流出した余剰アンモニアは後段酸化触媒４２によって除去されるようになっている。
【００３３】
更に、上流側ケーシング３０内の前段酸化触媒３６下流側には、排気後処理装置２８内を流動する排気の温度を検出するための排気温度センサ４８が設けられている。
ＥＣＵ５０（制御手段）は、エンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
【００３４】
ＥＣＵ５０の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気量センサ１６や排気温度センサ４８のほか、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ５２、及び図示しないアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ５４などの各種センサ類が接続されている。又、ＥＣＵ５０の出力側には、演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ４、吸気制御弁１２、ＥＧＲ弁２２、排気絞り弁２６及び尿素水インジェクタ４４などの各種デバイス類が接続されている。
【００３５】
エンジン１の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ４からの燃料供給制御もＥＣＵ５０によって行われる。エンジン１の運転に必要な燃料供給量（主噴射量）は、回転数センサ５２によって検出されたエンジン１の回転数とアクセル開度センサ５４によって検出されたアクセルペダルの踏込量とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ４の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ４が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン１の運転に必要な量の燃料が供給される。
【００３６】
ＥＣＵ５０は、このような各気筒への燃料供給制御のほか、フィルタ３８の強制再生やＳＣＲ触媒４０にアンモニアを供給するための尿素水供給制御も行う。フィルタ３８の強制再生については既に広く知られているものであり、ここでは詳細な説明を省略するが、排気温度センサ４８の検出値に基づき、主噴射とは別にポスト噴射としてインジェクタ４から各気筒に燃料を噴射することにより排気中に未燃燃料を供給し、前段酸化触媒３６上での未燃燃料の酸化反応により下流側のフィルタ３８を昇温して、フィルタ３８に捕集されたパティキュレートを焼却する強制再生が行われる。
【００３７】
又、ＥＣＵ５０は、インジェクタ４からの主噴射量や、回転数センサ５２によって検出されたエンジン１の回転数及び吸気量センサ１６によって検出されたエンジン１への吸入空気流量などに基づき、エンジン１の単位時間あたりの排気排出量及びＮＯｘ排出量を求め、このＮＯｘ排出量に対してＳＣＲ触媒４０によるＮＯｘの選択還元に必要なアンモニアの量から尿素水の目標供給量を求める。そして、この目標供給量に基づき尿素水インジェクタ４４を制御することにより、尿素水インジェクタ４４からＳＣＲ触媒４０上流側の排気中に尿素水が供給される。
【００３８】
尿素水インジェクタ４４から噴射された霧状の尿素水は、前述したように、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、このアンモニアがＳＣＲ触媒４０に供給される。ＳＣＲ触媒４０は、供給されたアンモニアと排気中のＮＯｘとの脱硝反応を促進することにより、ＮＯｘを還元して無害なＮ２とする。
ところで、アンモニアを還元剤としてＳＣＲ触媒４０により排気中のＮＯｘを選択還元するには、ＳＣＲ触媒４０を活性下限温度以上に保持する必要があり、フィルタ３８の連続再生時には、ＮＯの生成のために前段酸化触媒３６を活性下限温度以上に保持すると共に、フィルタ３８上での酸化反応の促進のためにフィルタ３８の温度低下を抑制する必要があり、強制再生時にも、前段酸化触媒３６やフィルタ３８の温度低下を抑制する必要がある。従来の対策としては、ケーシングを二重管構造とする特許文献１の技術、及びフィルタの内外に外周通路及び内周通路を形成する特許文献２の技術が存在するが、［発明が解決しようとする課題］でも述べたように、これらの技術では、ケーシングの大型化や重量増加に起因する車両への搭載性の悪化、或いは構造の複雑化に起因する製造コストの高騰を引き起こしてしまう。
【００３９】
そこで、本実施形態では、エンジンの排気を利用してケーシング３０，３４内の後処理装置の温度低下を抑制しており、以下、当該対策について詳述する。
下流側ケーシング３４の後端には排気管６１が接続されて後方に直線状に延設されている。通常の排気浄化装置であれば、排気管６１の後端はテールパイプとして後方に開口しているが、本実施形態では、排気管６１の後端に環流管６２（環流通路）の一端が接続されて後方に向けて連続している。環流管６２は排気管６１と同一径を保ちながら、排気管６１との接続箇所Ａより水平面上で略半周分の円弧状をなすように湾曲形成され、その他端は下流側ケーシング３４の後部近傍に位置し、右斜め前方、即ち下流側ケーシング３４の後部に向けて開口している。
【００４０】
なお、本実施形態では、製作を容易にするために排気管と環流管６２とを一体で形成し、その直線部分を排気管６１として機能させ、湾曲部分を環流管６２として機能させている。但し、両部材６１，６２を個別に製作した後に溶接等で接合してもよいことは言うまでもない。又、環流管６２の湾曲方向を水平に設定したのは、車両のロードクリアランスの確保と、排気浄化装置の上方に位置する車両の床面への干渉防止のためであるが、これらの要件について問題を生じなければ、環流管６２を垂直面上で湾曲形成したり、斜め面上で湾曲形成したりしてもよい。
【００４１】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジンの排気浄化装置の作用を説明する。
図２は第１実施形態の排気浄化装置における環流管６２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
エンジン１の排気は排気管６１を経て上流側ケーシング３０内で前段酸化触媒３６及びフィルタ３８を流通した後に、連通路３２を経て下流側ケーシング３４内でＳＣＲ触媒４０及び後段酸化触媒４２を流通する。その後、排気管６１を経て環流管６２内を案内される過程で流通方向を略180°変更されて、環流管６２の開口端より右斜め前方に向けて排出される。排気の排出方向には下流側ケーシング３４の後部が位置し、排気は下流側ケーシング３４の後部に衝突する。上流側及び下流側ケーシング３０，３４の周囲には車両の走行に伴う走行風が前方から後方へと常に流れているが、排気は自己の排圧により環流管６２からある程度の勢いをもって排出されているため、下流側ケーシング３４の後部に衝突した後に走行風に逆らって下流側ケーシング３４に沿って前方へと流れ、さらに上流側ケーシング３０に沿って前方へと流れる。
【００４２】
このため、上流側及び下流側ケーシング３０，３４は排気に包まれて走行風から遮られ、走行風とケーシング３０，３４との直接的な接触が防止されることから、走行風によるケーシング３０，３４の放熱が防止されて内部の後処理装置が効率的に保温される。又、排気温度の高いエンジン１の運転状態では、排気に包まれた両ケーシング３０，３４は逆に排気から受熱されるため、内部の後処理装置は保温されるだけでなく排気熱を利用して積極的に昇温される。
【００４３】
よって、後処理装置を構成する前段酸化触媒３６、フィルタ３８、ＳＣＲ触媒４０、及び後段酸化触媒４２は温度低下を抑制されて個々の機能を十分に発揮し、これにより良好な浄化性能を実現することができる。
又、以上の説明から明らかなように、本来のテールパイプとして機能する排気管６１の後端に湾曲形成した環流管６２を連続させただけの簡単な構成のため、排気浄化装置全体の大型化や重量増加、或いは構造の複雑化には繋がらない。よって、当該対策を講じることにより、良好な車両への搭載性を実現すると共に、簡単な構成により製造コストを低減した上で、上記した排気を利用した後処理装置の保温及び昇温作用を得ることができる。
【００４４】
加えて、本実施形態では、エンジン１の排気を下流側ケーシング３４の後部に衝突させているため、環流管６２としては、排気管６１からの排気の流通方向を略180°変更するだけの円弧状のものを用いるだけでよい。従って、環流管６２の総全長が極めて短くて済むため、排気浄化装置全体の大型化や重量増加を一層抑制することができる。
なお、排気を導くための環流管６２の形状は上記実施形態に限ることはなく、例えば図３に示すように構成してもよい。当該図３の別例では、排気管６１の後端をテールパイプとして開口させると共に、排気管６１の途中から環流管６２を分岐させて上記実施形態と同様に湾曲形成している。排気管６１上の環流管６２の分岐箇所の下流側に絞り部６３を設けて排気流量を制限し、これにより排気の一部を環流管６２側に分流させている。得られる後処理装置の保温及び昇温作用は絞り部６３により環流管６２側に分岐される排気流量によって異なるため、予め後処理装置に要求される保温及び昇温作用を鑑みて、絞り部６３の形状を設定すれば、排気熱を利用して後処理装置を最適に保温及び昇温させることができる。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明を具体化したエンジン１の排気浄化装置の第２実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の全体的な構成は、図１，２に示す第１実施形態で述べたものと同様であり、相違点は、環流管６２側に分流させる排気流量を後処理装置の温度に応じて制御する点にある。そこで、同一構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００４６】
図４は第２実施形態の排気浄化装置における環流管６２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。この図に示すように、下流側ケーシング３４の後端に設けた第１排気管６１及び環流管６２は、基本的に図２に示す第１実施形態の排気管６１及び環流管６２と同様であるが、第１排気管６１と環流管６２との間には流量制御弁６４（流路切換手段）が設けられ、流量制御弁６４の右側には第２排気管６５が接続されて右側方に向けて開口している。従って、第１排気管６１は流量制御弁６４を介して環流管６２と第２排気管６５とに分岐し、環流管６２の開口端は下流側ケーシング３４の後部に向き、第２排気管６５の開口端は何れのケーシング３０，３４に対しても逸らされていることになる。
【００４７】
流量制御弁６４は第１排気管６１からの排気を環流管６２側と第２排気管６５側とに任意の流量比で分配可能に構成されており、上記ＥＣＵ５０（図１に示す）に接続されて、その開度が制御されるようになっている。以下、流量制御弁６４の開度は環流管６２側の開度を主体として表すものとし、例えば環流管６２側が全開で第２排気管６５側が全閉のときには、開度100％と称する。
【００４８】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジン１の排気浄化装置の作用を説明する。
ＥＣＵ５０による流量制御弁６４の開度制御は、排気温度センサ４８により検出された排気温度に基づき予め設定された制御マップに従って実行される。図示はしないが制御マップは、排気温度が下限閾値（例えば、ＳＣＲ触媒４０の活性下限温度よりも十分に高い温度）以下のときには開度100％が導き出され、排気温度が下限閾値を越えると、温度上昇に伴って次第に開度が減少し、排気温度が上限閾値（例えば、ＳＣＲ触媒４０の耐熱温度より若干低い温度）を越えたときには、開度0％が導き出されるように設定されている。
【００４９】
従って、排気温度が下限閾値以下で後処理装置の放熱を抑制する必要があるときには、ＥＣＵ５０により流量制御弁６４の開度が100％に制御される。このため、第１実施形態と同様に、全ての排気が第１排気管６１から環流管６２側に案内されて環流管６２の開口端より排出されるため、上流側及び下流側ケーシング３０，３４が排気に包まれて走行風から遮られ、放熱防止により内部の後処理装置が効率的に保温されると共に、排気温度が高いときには後処理装置が積極的に昇温される。
【００５０】
又、この状態から排気温度が次第に上昇すると、それに応じてＥＣＵ５０により流量制御弁６４の開度が減少側に制御され、環流管６２側に分流される排気が減少すると共に、第２排気管６５側に分流される排気が増加する。そして、排気温度が上限閾値を越えて後処理装置の放熱を抑制する必要がなくなり、逆に過剰な昇温を抑制する必要が生じると、ＥＣＵ５０により流量制御弁６４の開度が0％に制御され、第１排気管６１からの全ての排気は第２排気管６５へと導かれて外部に排出される。よって、環流管６２側には排気が案内されずに環流管６２からの排気排出が中止されるため、上流側及び下流側ケーシング３０，３４は再び走行風に晒されて放熱し始め、内部の後処理装置の温度は上昇中止若しくは低下する。
【００５１】
このように環流管６２から排出される排気の流量を排気温度に応じて流量制御弁６４により最適制御しているため、排気を利用した保温や昇温作用により後処理装置の浄化性能を向上できるだけでなく、例えば排気温度が高いエンジン運転状態が継続されて後処理装置が過剰に昇温したときには、直ちに環流管６２からの排気の排出を中止して後処理装置の温度上昇を抑制でき、もって過剰な昇温による後処理装置の破損等の不具合を未然に防止することができる。
【００５２】
又、本来のテールパイプとして機能する第１排気管６１の後端に、環流管６２、流量制御弁６４及び第２排気管６５を追加しただけの簡単な構成のため、排気浄化装置全体の大型化や重量増加による車両搭載性の悪化を防止できると共に、構造の複雑化による製造コストの高騰を未然に防止することができる。
なお、流量制御弁６４の開度は必ずしも連続的に制御する必要はなく、0％と100％との２位置間で切換制御するように構成し、通常時には流量制御弁６４の開度を100％に制御して全ての排気をケーシング３０，３４側に排出し、排気温度が上限閾値を越えたときだけ流量制御弁６４の開度を0％に制御して全ての排気を外部に排出するようにしてもよい。
【００５３】
又、上記実施形態では、排気温度センサ４８により検出された排気温度に基づき流量制御弁６４を制御したが、後処理装置が昇温を要する状態か否かを判断できる指標であれば、これに限ることはない。例えばエンジン負荷、燃料噴射量、エンジン回転速度等を用いてもよく、これらの指標に基づきエンジン１の排気温度が低いと推測されるときには、流量制御弁５４の開度を増加側に制御するようにしてもよい。
【００５４】
又、第１及び第２排気管６１，６５や環流管６２の配置は上記実施形態に限ることはなく、例えば図５に示すように構成してもよい。当該図５の別例では、第１排気管６１に対して流量制御弁６４を介して第２排気管６５が直線状に後方に向けて配置され、流量制御弁６４の左側に環流管６２が接続され、環流管６２は上記実施形態と同様に湾曲形成されて下流側ケーシング３４の後部に向けて開口している。このように構成した場合でも、上記実施形態と同様に流量制御弁６４の開度を制御することにより同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
［第３実施形態］
次に、本発明を具体化したエンジン１の排気浄化装置の第３実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の全体的な構成は、図４に示す第２実施形態で述べたものと同様であり、相違点は、環流管６２の形状にある。そこで、同一構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００５６】
図６は第３実施形態の排気浄化装置における環流管６２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。この図に示すように、流量制御弁６４の後側に接続した環流管６２は、水平面上で略半周分の円弧状をなすように湾曲形成されて上流側及び下流側ケーシング３０，３４に沿って直線状に前方に延設され、その前端は上流側ケーシング３０の前部付近でさらに略半周分の円弧をなすように湾曲形成されて右斜め後方、即ち、上流側ケーシング３０の前部に向けて開口している。
【００５７】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジン１の排気浄化装置の作用を説明する。
ＥＣＵ５０により流量制御弁６４の開度が0％以外に制御されて、排気の一部又は全てが環流管６２側に分流されているときには、分流された排気は環流管６２内を案内されて開口端より右斜め後方に向けて排出される。排気の排出方向には上流側ケーシング３０の前部が位置し、排気は上流側ケーシング３０の前部に衝突する。衝突した排気は走行風と共に上流側ケーシング３０に沿って後方へと流れ、さらに下流側ケーシング３４に沿って後方へと流れる。このため、上流側及び下流側ケーシング３０，３４は排気に包まれて走行風から遮られ、ケーシング３０，３４内の後処理装置の保温、及び排気温度が高いときの積極的な昇温がなされ、後処理装置の温度低下を抑制して良好な浄化性能を発揮させることができる。又、第２実施形態の構成に比較して環流管６２の形状を変更しただけのため、重複する説明はしないが、車両搭載性の悪化及び製造コストの高騰を生じることなく実施することができる。
【００５８】
加えて、環流通路６２の開口端から排出された排気を走行風を利用して上流側及び下流側ケーシング３０，３４に導いているため、より確実に両ケーシング３０，３４を排気で包み込んで内部の後処理装置を一層良好に保温することができる。
なお、環流管６２の形状は上記実施形態に限ることはなく、例えば図７に示すように構成してもよい。当該図７の別例では、前方に向けて延設した環流管６２を下流側ケーシング３４の前部に対応する位置で湾曲形成して、下流側ケーシング３４の前部に向けて開口させている。このように構成した場合には、環流管６２から下流側ケーシング３４の前部、即ち内部のＳＣＲ触媒４０に対応する部位に向けて排気が排出され、そのまま下流側に流れて下流側ケーシング３４を包み込む。このため、主に下流側ケーシング３４内のＳＣＲ触媒４０及び後段酸化触媒４２に対して、排気による保温及び積極的な昇温が行われる。アンモニアを利用したＳＣＲ触媒４０によるＮＯxの選択還元はエンジン１の運転中に常に実施する必要があり、ＳＣＲ触媒４０の温度低下はＮＯxの排出に直結するため、他の後処理装置に比較してＳＣＲ触媒４０は特に放熱を抑制する必要があるが、この別例では、このようなＳＣＲ触媒４０に対して排気熱が集中するため、限られた排気熱を有効に利用して効率的にＳＣＲ触媒４０の保温や昇温を行うことができる。
【００５９】
又、環流管６２の開口端の形状は、上記各実施形態に限ることはなく、例えば、図８に示すように構成してもよい。当該図８の別例では、図７と同様に環流管６２により下流側ケーシング３４の前部に排気を導いているが、環流管６２を前方やや右寄りに向けて延設して、その開口端を下流側ケーシング３４側に面するように斜状に形成している。この場合でも、環流管６２の開口端から排出された排気は下流側ケーシング３４の前部に向けて排出され、図７と同様の効果を得ることができる。そして、この図８の別例では、環流管６２の開口端付近のケーシング３４側に向けた湾曲形成（図７に示す）を省略できるため、その製作を簡略化でき、ひいては製造コストを低減することができる。
【００６０】
［第４実施形態］
次に、本発明を具体化したエンジン１の排気浄化装置の第４実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の全体的な構成は、図２に示す第１実施形態で述べたものと同様であり、相違点は、開口端からの排気の排出方向を変える偏向フラップ６６（流路切換手段）を設けた点にある。そこで、同一構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００６１】
図９は第４実施形態の排気浄化装置における環流管６２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。この図に示すように、第１実施形態と同じく環流管６２は、円弧状をなすように湾曲形成されて開口端を下流側ケーシング３４の後部に向けて開口させている。環流管６２の開口端には偏向フラップ６６が配設され、偏向フラップ６６は、開口端から排出される排気を遮らない図９に破線で示す許容位置と、開口端から排出される排気を遮って下流側ケーシング３４への衝突を妨げる偏向位置との２位置間で図示しないモータにより切換可能に構成され、この偏向フラップ６６の切換は上記ＥＣＵ５０により制御されるようになっている。
【００６２】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジン１の排気浄化装置の作用を説明する。
ＥＣＵ５０による偏向フラップ６６の切換制御は予め設定された閾値に基づいて実行され、例えば閾値は、第２実施形態で述べた下限閾値と上限閾値との中間値として設定されている。排気温度センサ４８により検出された排気温度が閾値以下のときには、後処理装置の放熱を抑制する必要があるため、ＥＣＵ５０により偏向フラップ６６は開放位置に切り換えられる。このときの排気の流れは、図２に示す第１実施形態のものと同様であり、環流管６２の開口端から排出された排気は偏向フラップ６６に遮られることなく下流側ケーシング３４の後部に衝突する。よって、上流側及び下流側ケーシング３０，３４は排気に包まれて走行風から遮られて内部の後処理装置が保温されると共に、排気温度が高いときには後処理装置が積極的に昇温される。
【００６３】
又、この状態から排気温度が次第に上昇して閾値を越えると、後処理装置の放熱を抑制する必要がなくなり逆に過剰な昇温を抑制する必要が生じるため、ＥＣＵ５０により偏向フラップ６６が偏向位置に切り換えられる。よって、環流管６２の開口端から排出された排気は偏向フラップ６６により遮られ、下流側ケーシング３４の後部への衝突が防止される。このため、上流側及び下流側ケーシング３０，３４は再び走行風に晒されて放熱し始め、内部の後処理装置の温度は上昇を中止若しくは低下する。従って、重複する説明はしないが、第２実施形態で述べたように過剰な昇温による後処理装置の破損を未然に防止することができる。
【００６４】
なお、第２実施形態の流量制御弁６４のように、排気温度に応じて偏向フラップ６６の角度を連続的に制御してもよい。
［第５実施形態］
次に、本発明を具体化したエンジン１の排気浄化装置の第５実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の全体的な構成は、図６に示す第３実施形態で述べたものと同様であり、相違点は、環流管６２の開口端付近の形状にある。そこで、同一構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００６５】
図１０は第５実施形態の排気浄化装置における環流管６２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。この図に示すように、環流管６２は上流側及び下流側ケーシング３０，３４に沿って直線状に前方に延設され、その前端は上流側ケーシング３０の前部よりもかなり前方に位置し、右側方に向けて湾曲形成されて開口している。
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジンの排気浄化装置の作用を説明する。
【００６６】
本実施形態では、環流管６２の開口端から排出された排気は上流側ケーシング３０や下流側ケーシング３４に直接的に衝突することなく、上流側ケーシング３０の前方に排出されて走行風を利用して上流側ケーシング３０に導かれる。即ち、環流管６２の開口端から上流側ケーシング３０の前方位置に排気が排出され、この排気は走行風を受けて後方へと導かれ、上流側ケーシング３０に沿って後方へと流れ、さらに下流側ケーシング３４に沿って後方へと流れ、これらのケーシング３０，３４を包み込む。よって、その後は第３実施形態と同様であり、重複する説明はしないが、排気により後処理装置を保温及び昇温することができる。
【００６７】
そして、環流管６２の開口端から上流側ケーシング３０の前方位置に排気を排出しさえすれば、排出箇所が多少ずれていても排気は走行風により自ずとケーシング３０，３４に導かれるため、上記各実施形態のように排気をケーシング３０，３４に直接的に衝突させる場合に比較して、環流管６２の開口端を正確に位置決めする必要がなくなる。従って、製作がより容易になり製造コストを一層低減することができる。
【００６８】
［第６実施形態］
次に、本発明を具体化したエンジン１の排気浄化装置の第６実施形態を説明する。本実施形態の排気浄化装置の全体的な構成は、図１に示す第１実施形態で述べたものと同様であり、相違点は、ケーシング６８のレイアウトと環流管７２（環流通路）周辺の構成にある。そこで、同一構成の箇所は同一部材番号を付して重複する説明を省略し、相違点を重点的に説明する。
【００６９】
図１１は第６実施形態の排気浄化装置における環流管７２周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。この図に示すように、本実施形態では、走行風の流通方向（車両の前後方向）に対して直交するように単一のケーシング６８が配設され、ケーシング６８内には、上流側より上記前段酸化触媒３６、フィルタ３８、ＳＣＲ触媒４０及び後段酸化触媒４２が収容されている。エンジン１の排気は排気管２０を経てケーシング６８の右端から内部に導入されて各後処理装置を流通して浄化される。
【００７０】
ケーシング６８の左端には第１排気管６９が接続され、第１排気管６９には流量制御弁７０を介して第２排気管７１が接続されて後方に向けて開口している。流量制御弁７０の左側には環流管７２が接続され、環流管７２は略半周分の円弧状をなすように湾曲形成されてケーシング６８の前方で右方に向けて延設されている。流量制御弁７０は、第２実施形態で述べた流量制御弁６４と同様に、第１排気管６９からの排気を環流管７２側と第２排気管７１側とに任意の流量比で分配可能に構成されている。
【００７１】
環流管７２はケーシング６８内のＳＣＲ触媒４０に対応する位置まで延設され、その端部には流路切換弁７３（流路切換手段）が接続されている。流路切換弁７３には、ケーシング６８のＳＣＲ触媒４０に対応する部位に向けて開口する第１開口端７３ａ、及び右後方に湾曲形成されてケーシング６８のフィルタ３８に対応する部位に向けて開口する第２開口端７３ｂが接続されている。流路切換弁７３は、環流管７２からの排気を第１開口端７３ａに案内する通常位置と、環流管７２からの排気を第２開口端７３ｂに案内する強制再生位置との２位置間で切換可能に構成されている。
【００７２】
次に、以上のように構成された本実施形態のエンジン１の排気浄化装置の作用を説明する。
流量制御弁７０及び流路切換弁７３はＥＣＵ５０により制御され、流量制御弁７０については上記第２実施形態と同様の制御内容であり、排気温度センサ４８により検出された排気温度が下限閾値以下のときには、流量制御弁７０の開度が100％に制御されて全ての排気が環流管７２側に案内され、排気温度の上昇に応じて環流管７２側に分流される排気が減少し、排気温度が上限閾値を越えると、流量制御弁６４の開度が0％に制御されて全ての排気が第２排気管７１へと導かれる。
【００７３】
一方、流路切換弁７３については、フィルタ３８に捕集されたパティキュレートを焼却する強制再生の実行状況に応じて制御される。即ち、強制再生を実行していない通常時には流路切換弁７３が通常位置に切り換えられ、環流管７２を案内される排気は第１開口端７３ａより後方に向けて排出されて、主にケーシング６８のＳＣＲ触媒４０が収容された部位を包み込む。このため、通常時には特に放熱を抑制する必要があるＳＣＲ触媒４０に対して排気による保温及び昇温が行われる。
【００７４】
又、強制再生時には流路切換弁７３が強制再生位置に切り換えられると共に、上記排気温度に基づく制御に関わらず、流量制御弁７０は開度100％に制御されて全ての排気が環流管７２側に案内される。即ち、フィルタ３８を高温（例えば、600℃以上）まで昇温する強制再生では排気温度がかなり上昇するなるため、通常であれば排気温度の上昇に応じて流量制御弁７０の開度が閉じ気味に制御されるが、このときには、流量制御弁７０が強制的に全開にされて全ての排気が環流管７２側に案内される。そして、環流管７２にはフィルタ昇温に利用された高温の排気が流入して流路切換弁７３を経て第２開口端７３ｂから後方に向けて排出され、主にケーシング６８のフィルタ３８が収容された部位を包み込んで内部のフィルタ３８を昇温する。
【００７５】
フィルタ３８を高温まで昇温する強制再生では、前段酸化触媒３６上での酸化反応のために多量のポスト噴射を要して燃費悪化の要因になるが、このように強制再生時の排気熱をフィルタ３８に集中させることにより効率的に強制再生を実施でき、もってポスト噴射量を低減して燃費悪化を抑制することができる。
なお、フィルタ昇温は前段酸化触媒３６上での酸化反応を利用して行われることから、フィルタ３８に代えて前段酸化触媒３６に向けて第２開口端７３ｂを開口させて、環流管７２からの排気により前段酸化触媒３６を昇温するようにしてもよいし、フィルタ３８及び前段酸化触媒３６に向けて第２開口端７３ｂを開口させて、これらフィルタ３８と前段酸化触媒３６を共に昇温するようにしてもよい。
【００７６】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記第１〜５実施形態では、前段酸化触媒３６、フィルタ３８、ＳＣＲ触媒４０及び後段酸化触媒４２からなる後処理装置を上流側及び下流側の２つのケーシング３０，３４に分割して収容し、第６実施形態では、これらの後所処理装置を単一のケーシング６８に収容したが、ケーシングの数や収容する後処理装置の種別についてはこれに限ることはなく、例えばケーシングを３分割したり、ケーシング内に収容する後処理装置の種別を変更してもよい。
【００７７】
又、上記各実施形態で述べた構成をそのまま実施するだけでなく、各実施形態の特徴部分を任意に組み合わせることもできる。例えば、図６〜８，１０，１１に示す例では環流管６２，７２の形状に特徴を有するが、これらの環流管６２，７２を、図２に示す流量制御弁６４を備えない構成に対して適用してもよい。又、図１１に示す例では流路切換弁７３と共に流量制御弁６４を備えたが、この流量制御弁６４を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の排気浄化装置が適用された４気筒のディーゼルエンジンを示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【図３】環流管を変更した第１実施形態の別例を示す部分拡大図である。
【図４】第２実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【図５】排気管及び環流管を変更した第２実施形態の別例を示す部分拡大図である。
【図６】第３実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【図７】環流管を変更した第３実施形態の別例を示す部分拡大図である。
【図８】環流管を変更した第３実施形態の他の別例を示す部分拡大図である。
【図９】第４実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【図１０】第５実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【図１１】第６実施形態の排気浄化装置における環流管周辺の構成及び排気の案内状況を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７９】
１          エンジン
２０        排気管（排気通路）
３０        上流側ケーシング
３４        下流側ケーシング
３６        前段酸化触媒（後処理装置）
３８        フィルタ（後処理装置）
４０        ＳＣＲ触媒（後処理装置）
４２        後段酸化触媒（後処理装置）
５０        ＥＣＵ（制御手段）
６２，７２  環流管（環流通路）
６４        流量制御弁（流路切換手段）
６６        偏向フラップ（流路切換手段）
６８        ケーシング
７３        流路切換弁（流路切換手段）
７３ａ      第１開口端
７３ｂ      第２開口端
【図１】
2010127085.tif 000003
【図２】
2010127085.tif 000004
【図３】
2010127085.tif 000005
【図４】
2010127085.tif 000006
【図５】
2010127085.tif 000007
【図６】
2010127085.tif 000008
【図７】
2010127085.tif 000009
【図８】
2010127085.tif 000010
【図９】
2010127085.tif 000011
【図１０】
2010127085.tif 000012
【図１１】
2010127085.tif 000013