(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン装置であって、
−内燃エンジン（２）、及び、排気ガスを前記エンジン（２）から収集することができる排気パイプ（３）と、
−排気処理流体を前記排気パイプ（３）内部に噴射するように設計された噴射装置（７）、及び、前記排気ガスから望ましくない成分を少なくとも部分的に除去するための、前記噴射装置（７）より下流に配置された後処理装置（４）を含む排気ガス後処理システムとを備え、
さらに、
−前記噴射装置（７）より上流にて前記排気パイプ（３）から分岐し、且つ、前記排気ガスの副流（Ｆ１）を、前記後処理装置入口に配置された供給装置（９）に向けて運ぶことができるバイパスライン（８）であって、前記供給装置（９）が、前記副流（Ｆ１）を前記後処理装置（４）のセクタ（１０）に向けて方向付けるように設計されており、前記副流（Ｆ１）の流れと同時に、前記排気パイプ（３）内を前記後処理装置（４）に向かって流れている前記バイパスライン（８）に入らない前記排気ガスが前記後処理装置（４）の補完部分（１１）を通過するバイパスライン（８）と、
−前記排気ガス副流（Ｆ１）を加熱するように設計されたヒータ（１８）と、
−排気処理流体を前記バイパスライン（８）内部に噴射するように設計された追加の噴射装置（１６）とを備えるエンジン装置において、
前記供給装置（９）及び前記後処理装置（４）が、前記排気パイプ（３）内に、一方が他方に対して排気パイプ軸（１９）を中心として回転することができるように取り付けられていることを特徴とするエンジン装置。
【請求項２】
エンジン装置であって、
−内燃エンジン（２）、及び、排気ガスを前記エンジン（２）から収集することができる排気パイプ（３）と、
−排気処理流体を前記排気パイプ（３）内部に噴射するように設計された噴射装置（７）、及び、前記排気ガスから望ましくない成分を少なくとも部分的に除去するための、前記噴射装置（７）より下流に配置された後処理装置（４）を含む排気ガス後処理システムとを備え、
さらに、
−前記噴射装置（７）より上流にて前記排気パイプ（３）から分岐し、且つ、前記排気ガスの副流（Ｆ１）を、前記後処理装置入口に配置された供給装置（９）に向けて運ぶことができるバイパスライン（８）であって、前記供給装置（９）が、前記副流（Ｆ１）を前記後処理装置（４）のセクタ（１０）に向けて方向付けるように設計されており、前記副流（Ｆ１）の流れと同時に、前記排気パイプ（３）内を前記後処理装置（４）に向かって流れている前記バイパスライン（８）に入らない前記排気ガスが前記後処理装置（４）の補完部分（１１）を通過するバイパスライン（８）と、
−前記排気ガス副流（Ｆ１）を加熱するように設計されたヒータ（１８）と、
−排気処理流体を前記バイパスライン（８）内部に噴射するように設計された追加の噴射装置（１６）とを備えるエンジン装置において、
前記バイパスライン（８）は、熱を前記噴射装置（７）の噴射入口（５）の反対側である排気パイプ壁（６）の衝突領域（２０）に運ぶように、前記衝突領域（２０）に近接配置されていることを特徴とするエンジン装置。
【請求項３】
前記後処理装置（４）が前記排気パイプ（３）に対して固定されており、且つ、前記供給装置（９）が前記排気パイプ軸（１９）を中心として回転するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン装置。
【請求項４】
前記供給装置（９）が、
−外側に向かって開いている環状溝（２５）を有する、前記バイパスライン（８）が前記環状溝（２５）にて現れる周囲壁（２４）と、
−前記環状溝（２５）に接続されたその入口から、前記排気ガス副流（Ｆ１）が通過する前記後処理装置（４）の前記セクタ（１０）の入口にて現れるその出口に向かって幅広になる外側チャネル（１２）とを含むことを特徴とする請求項３に記載のエンジン装置。
【請求項５】
エンジン装置であって、
−内燃エンジン（２）、及び、排気ガスを前記エンジン（２）から収集することができる排気パイプ（３）と、
−排気処理流体を前記排気パイプ（３）内部に噴射するように設計された噴射装置（７）、及び、前記排気ガスから望ましくない成分を少なくとも部分的に除去するための、前記噴射装置（７）より下流に配置された後処理装置（４）を含む排気ガス後処理システムとを備え、
さらに、
−前記噴射装置（７）より上流にて前記排気パイプ（３）から分岐し、且つ、前記排気ガスの副流（Ｆ１）を、前記後処理装置入口に配置された供給装置（９）に向けて運ぶことができるバイパスライン（８）であって、前記供給装置（９）が、前記副流（Ｆ１）を前記後処理装置（４）のセクタ（１０）に向けて方向付けるように設計されており、前記副流（Ｆ１）の流れと同時に、前記排気パイプ（３）内を前記後処理装置（４）に向かって流れている前記バイパスライン（８）に入らない前記排気ガスが前記後処理装置（４）の補完部分（１１）を通過するバイパスライン（８）と、
−前記排気ガス副流（Ｆ１）を加熱するように設計されたヒータ（１８）と、
−排気処理流体を前記バイパスライン（８）内部に噴射するように設計された追加の噴射装置（１６）とを備えるエンジン装置において、
前記排気パイプ（３）から前記噴射装置（７）より上流にて分岐し、且つ前記バイパスライン（８）に接続された、前記ヒータ（１８）により加熱されていない前記排気ガスの一部（Ｆ２）を運ぶように設計されているブリーダライン（２１）をさらに含むことを特徴とするエンジン装置。
【請求項６】
前記後処理装置（４）が前記排気パイプ（３）に対して固定されており、且つ、前記供給装置（９）が前記排気パイプ軸（１９）を中心として回転するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載のエンジン装置。
【請求項７】
前記供給装置（９）が、
−外側に向かって開いている環状溝（２５）を有する、前記バイパスライン（８）が前記環状溝（２５）にて現れる周囲壁（２４）と、
−前記環状溝（２５）に接続されたその入口から、前記排気ガス副流（Ｆ１）が通過する前記後処理装置（４）の前記セクタ（１０）の入口にて現れるその出口に向かって幅広になる外側チャネル（１２）とを含むことを特徴とする請求項６に記載のエンジン装置。
【請求項８】
前記ブリーダライン（２１）に、前記供給装置（９）に入る排気ガスの温度に応じて制御される弁（２２）が設けられていることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のエンジン装置。
【請求項９】
前記ヒータ（１８）が前記バイパスライン（８）上に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のエンジン装置。
【請求項１０】
さらに、
−前記バイパスラインの入口より上流に配置された粒子フィルタ（３０）と、
−前記粒子フィルタ（３０）より上流に配置された入口流れ方向付け装置（３１）、及び、前記粒子フィルタ（３０）より下流に配置された出口流れ方向付け装置（３２）と、
−前記排気パイプ（３）から、前記入口流れ方向付け装置（３１）より上流にて分岐している平行ライン（３３）とを含み、前記平行ライン（３３）が、前記排気ガスの副流（Ｆ１）を前記入口流れ方向付け装置（３１）に向けて運ぶことができ、次いで、前記入口流れ方向付け装置（３１）が、前記副流（Ｆ１）を、前記副流（Ｆ１）が通過する前記粒子フィルタ（３０）のセクタ（３４）に向けて方向付け、
前記出口流れ方向付け装置（３２）が、前記副流（Ｆ１）を、前記副流（Ｆ１）が前記粒子フィルタ（３０）を通過した後に収集するように、且つ、前記副流（Ｆ１）を前記バイパスライン入口に向けて方向付けるように設計されており、前記ヒータ（１８）が前記平行ライン（３３）上に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載のエンジン装置。
【請求項１１】
一方の前記入口流れ方向付け装置及び出口流れ方向付け装置（３１，３２）と、他方の粒子フィルタ（３０）とが、排気パイプ（３）内に、前記一方が他方に対して排気パイプ軸（１９）を中心として回転することができるように取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン装置。
【請求項１２】
前記入口流れ方向付け装置（３１）が、
−外側に向かって開いている環状溝（３７）を有する、前記平行ライン（３３）が前記環状溝（３７）にて現れる周囲壁（３６）と、
−前記環状溝（３７）に接続されたその入口から、前記副流（Ｆ１）が通過する前記粒子フィルタ（３０）の前記セクタ（３４）の入口にて現れるその出口に向かって幅広になる外側チャネル（３８）とを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエンジン装置。
【請求項１３】
前記出口流れ方向付け装置（３２）が、
−外側に向かって開いている環状溝（４０）を有する、前記バイパスライン入口が前記環状溝（４０）にて現れる周囲壁（３９）と、
−前記副流が通過する前記粒子フィルタ（３０）の前記セクタ（３４）の出口に接続されたその入口から、前記環状溝（４０）にて現れるその出口に向かって幅狭になる外側チャネル（４１）とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限定はしないが特には、車両における排気ガス後処理システムを備えたエンジン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジン（内燃機関）、特には産業車両における内燃エンジンにて燃料の燃焼時に生成される排気ガスは、所定比率の望ましくない成分、例えば、酸化窒素（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、すすなどを含む場合がある。
【０００３】
従って、大気汚染を低減するために、車両には、排気ガス中の望ましくない物質を処理する様々な後処理システムが備えられている。
【０００４】
一般的な排気ガス後処理は、いわゆる選択的触媒還元（ＳＣＲ）である。アンモニアが還元剤として添加された排気ガスが、特定の触媒コンバータ内で処理され、窒素酸化物が、水及び窒素（両方共無毒物質である）に変換される。アンモニアが水溶液中の尿素の形態で導入されることができ、この水溶液から加水分解によりアンモニアが得られる。尿素溶液は、通常、触媒コンバータより上流にて排気ガス中に噴霧される。このために、尿素噴射ノズルが、触媒コンバータより上流にて排気パイプに取り付けられている。
【０００５】
このタイプの排気ガス処理に伴う問題は、触媒コンバータの効率が、触媒コンバータを通って流れる排気ガスの温度に著しく依存することである。しかし、エンジンの幾つかの動作状況において、前記温度が比較的低い（例えば約２００℃）場合があり、これが、触媒コンバータの効率を低下させる。
【０００６】
別の問題は、尿素が、アンモニアに変換される前に結晶化し得ることである。具体的には、ノズルを通して排気パイプ内部に排気ガス流の方向に対して角度を有する方向に従って噴霧される尿素水溶液は、排気パイプ壁の内側に、例えば、噴射点の反対側にて固体堆積物を形成する傾向がある。その結果、排気パイプの断面が徐々に小さくなり、これがエンジン効率を低下させ、そして、長期間にはエンジン動作を深刻に損なわせる場合がある。
【０００７】
排気後処理システムの別の例は、排気ガスに含まれる未燃粒子を除去するディーゼル粒子フィルタを含む。このようなフィルタは、最終的に、粒子により目詰まりする場合があり、時々再生される必要がある。フィルタを再生する方法の１つは、排気ガス温度を、フィルタ内に捕捉された粒子が酸化される温度まで上昇させることである。
【０００８】
このような再生は、この明確な目的のためにかなりの量のエネルギー供給を必要とし、これは、エンジン装置の全体効率に影響を与える。加えて、前記再生は、しばしば、再生プロセス中に運転者が車両を停止することを必要とし、これは、もちろん望ましくない。
【０００９】
従って、複数の観点から、排気ガス後処理システムを備えたエンジン装置を改良する余地があると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、排気ガス後処理プロセス、及び、実行可能なフィルタ再生プロセスの効率を、このために必要なエネルギーを低減することにより増大させることができるエンジン装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、排気ガス後処理プロセスを、その他の態様において、詳細には、排気パイプ壁上の尿素の固体堆積物を還元することにより改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従えば、このようなエンジン装置は、
−内燃エンジン、及び、排気ガスを前記エンジンから収集することができる排気パイプと、
−排気処理流体を前記排気パイプ内部に噴射するように設計された噴射装置、及び、前記排気ガスから望ましくない成分を少なくとも部分的に除去するための、前記噴射装置より下流に配置された後処理装置を含む排気ガス後処理システムと、
−前記噴射装置より上流にて前記排気パイプから分岐し、且つ、前記排気ガスの副流を、前記後処理装置入口に配置された供給装置に向けて運ぶことができるバイパスラインであって、前記供給装置が、前記副流を前記後処理装置のセクタに向けて方向付けるように設計されており、前記副流の流れと同時に、前記排気パイプ内を前記後処理装置に向かって流れている前記排気ガスが前記後処理装置の補完部分を通過するバイパスラインと、
−前記排気ガス副流を加熱するように設計されたヒータと、
−排気処理流体を前記バイパスライン内部に噴射するように設計された追加の噴射装置とを備える。
【００１３】
こうして、本発明によるエンジン装置において、前記排気ガスの副流は、前記排気ガス後処理装置の対応するセクタ内で、ヒータにより高温にて処理される。これにより、前記セクタにおける処理効率が増大し、従って、排気ガス後処理装置の全体効率が、前記後処理装置の前記補完部分を通過するガスがそれほど熱くなくても増大される。
【００１４】
本発明の実施において、前記排気ガス後処理装置の効率が、実質的に、温度閾値を超えたプラトーを成す場合、前記加熱された排気ガス副流の温度は前記閾値付近に維持されるように制御されることができる。この結果、前記排気ガス後処理装置の効率は最大化され、同時に、前記必要とされるエネルギーは最小化される。
【００１５】
従って、本発明は、より少ないエネルギーを用いて先行技術と同一のエンジン装置効率を得ることを可能にし、又は、先行技術と同一の多くのエネルギーを用いるならば、前記エンジン装置効率を増大することを可能にする。
【００１６】
本発明の別の重要な利点は、エンジン動作状況が、望ましくない成分の放出に関して、制約がより少ないように設定されることができることである。なぜなら、前記排気ガス後処理装置の増大された効率が、前記排気パイプ出口における前記望ましくない成分の含有量に関する必要条件を満たすことを補助するからである。
【００１７】
これらの、及びその他の特徴及び利点は、本明細書に添付された、本発明によるエンジン装置の実施形態を限定的でない例として示す図面を参照しつつ、以下の説明を読むことにより明らかになろう。
【００１８】
以下に示す、本発明の幾つかの実施形態の詳細な説明は、添付図面と共に読まれることにより、より良好に理解されよう。しかし、本発明が、開示される特定の実施形態に限定されないことも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による、供給装置が設けられた触媒コンバータを備えたエンジン装置の概略図である。
【図２】図１の触媒コンバータの線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図であり、排気ガスの副流が通過することができる触媒コンバータのセクタを概略的に示す。
【図３】本発明の第２の実施形態による、供給装置が設けられた触媒コンバータと、入口流れ方向付け装置及び出口流れ方向付け装置が設けられた粒子フィルタとを備えたエンジン装置の概略図である。
【図４】図３の粒子フィルタの線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図であり、排気ガスの副流が通過することができる粒子フィルタのセクタを概略的に示す。
【図５】入口流れ方向付け装置、粒子フィルタ、及び、出口流れ方向付け装置を含む排気パイプの一部の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１及び図３に示したエンジン装置１は、内燃エンジン（内燃機関）２を備え、内燃エンジン２は、ディーゼルエンジン又はスパーク点火エンジンであり得る。排気パイプ３が、エンジン２の排気ガスを、空気中に放出される前に排気ガス後処理システムに向けて方向付けるために設けられている。
【００２１】
ここで、本発明の第１の実施形態を、図１及び図２を参照しつつ記載する。
【００２２】
この実施形態において、排気ガス後処理システムは、例えば、選択的触媒還元タイプ（ＳＣＲ）であり、排気ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）の少なくとも一部を除去することを意図している。
【００２３】
前記排気ガス後処理システムは、触媒コンバータである後処理装置４を備えている。
【００２４】
触媒コンバータ４より上流にて、噴射入口５が排気パイプ壁６に設けられており、噴射入口５を通して、排気処理流体が、一般的にノズルを含む噴射装置７を用いて噴射されることができる。この場合、排気処理流体は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することができる還元流体又はその前駆体である。例示された実施形態において、流体は尿素の水溶液である。実際、排気処理流体と混合された窒素酸化物が、触媒コンバータ４内で、水と窒素とに変換されることができる。
【００２５】
本発明によれば、エンジン装置１は、さらに、噴射装置７より上流にて排気パイプ３から分岐しているバイパスライン８を備え、バイパスライン８は、排気ガスの副流（サブフロー）Ｆ１を、触媒コンバータ４の入口に配置された供給装置９に向けて運ぶことができる。供給装置９は、前記副流Ｆ１を触媒コンバータ４のセクタ１０に向けて方向付けるように設計されている。バイパスライン８に入らずに排気パイプ３内を触媒コンバータ４に向かって流れる排気ガスの流れＦは、前記触媒コンバータ４の補完部分１１を通過する。存在し得るブリーダ(bleeder)フロー（これに関しては本文以下に説明する）を除いては、流れＦと流れＦ１とは、触媒コンバータを別々に通る。流れＦと流れＦ１とは、触媒コンバータの出口にて再び混合され得る。
【００２６】
例として、副流Ｆ１は、エンジン出口における排気ガス流全体の約１０％であり得る。
【００２７】
図１に示されているように、供給装置９が、排気パイプ壁６付近の入口を有するチャネル１２を形成することができ、この入口にバイパスライン８が現れる。チャネル１２は、好ましくは、触媒コンバータ入口付近に配置されたチャネル１２出口に向かって幅広になっている。例えば、供給装置９は、図２に示されているように、チャネル出口にディスクの一部分の形態を与える２つの壁部１３ａ，１３ｂを含むことができる。平行に配置された複数の隣り合う管１４を含む触媒コンバータ４の場合、ディスクの前記部分が、好ましくは、前記触媒コンバータ４の、１又は複数の管１４に合致する。図２の例示的な実施形態において、触媒コンバータ４は４つの管１４を含む。壁部１３ａと壁部１３ｂとはほぼ直交し、チャネル出口はディスクの４分の１の形態を有し、これが、１つの管１４の入口に合致している。前記管１４は触媒コンバータ４のセクタ１０を形成しており、このセクタ１０を、排気ガスの副流Ｆ１が通過する。その他の３つの管１４は、触媒コンバータ４の補完部分１１を形成し、この部分１１を、バイパスライン８に流入しない排気ガス流Ｆが通過する。
【００２８】
バイパスライン８に弁１５が設けられることができ、弁１５は、前記バイパスライン８に流入する排気ガスの副流Ｆ１を、エンジン動作状態に応じて能動的に制御し、又は、適切であるならばゼロにまで設定し得る。
【００２９】
また、エンジン装置１は、ノズルを含むことができる追加の噴射装置１６を備えている。前記追加の噴射装置１６は、噴射入口１７を通して排気処理流体をバイパスライン８内部に噴射するように設計されている。この排気処理流体は、好ましくは、噴射装置７により噴射される流体と同一の流体である。追加の噴射装置１６は、バイパスライン出口付近に、すなわち、チャネル入口付近に配置されることができる。
【００３０】
エンジン装置１は、さらに、排気ガス副流Ｆ１を加熱するように設計されたヒータ１８を含む。ヒータ１８は、電気ヒータ、燃料バーナなどであってよい。
【００３１】
図１に示されているように、ヒータ１８は、バイパスライン８上に、例えば、弁１５より下流に配置されることができる。この実施形態において、ヒータ１８は、バイパスライン８のための専用のヒータであり、前記ヒータ１８の唯一の機能は、排気ガス副流Ｆ１を加熱することである。このヒータは、バイパスライン内を流れない流れＦは加熱しない。
【００３２】
実際、副流Ｆ１は、排気パイプ３から迂回されて、バイパスライン８により触媒コンバータ４のセクタ１０に向かって運ばれ、その途中でヒータ１８により加熱される。排気ガスは、前記触媒コンバータ４に入る前に、追加の噴射装置１６により噴射された燃料と、触媒コンバータ４内で処理されるために混合される。これらのガスの処理効率は、前記ガスがより高温であることにより増大される。前記温度は、典型的に、３００℃であり得る。加熱されていない排気ガスの温度は、２００℃もの低温であり得、これは、触媒コンバータ４の効率を低下させるであろう。さらに、専用の追加の噴射装置がバイパスライン８のために設けられるという事実により、バイパスラインにおける尿素の結晶化の危険性が実質的にない。なぜなら、流体は、好ましくは少なくとも３００℃に維持される排気ガス流中に噴射され、これが、追加の噴射装置１６の噴射入口１７の反対側に固体堆積物が形成される傾向がないことを意味するからである。
【００３３】
さらに、排気ガスのそれ以外の流れＦは、触媒コンバータ４に向かって排気パイプ３により運ばれ、噴射装置５により噴射された流体と混合され、触媒コンバータ４の補完部分を通過し、これにより処理される。ガス流Ｆの処理効率は、副流Ｆ１よりも低い。なぜなら、前記ガスの温度が、より低温であるからである。しかし、本発明により、触媒コンバータ４の全体効率は、排気ガスの全流量の一部であるＦ１のみがヒータ１８により加熱されるため、排気ガスを加熱するために必要なエネルギー量に関して最小コストで増大される。
【００３４】
バイパスライン８は、排気パイプ壁部６の、噴射入口５の反対側の衝突領域２０に十分近くに、熱を前記衝突領域２０に運ぶように配置されることができる。この配置は、前記衝突領域２０上に尿素が結晶化する危険性を制限することを可能にする。さらに、この配置により、排気パイプ３内の尿素を、先行技術よりも低い温度で、例えば、約１９０℃で加水分解することが可能であろう。その結果、触媒コンバータの補完部分１１にて、比較的低温においても、より良好な触媒変換が生じることが可能であり、また、大気中に放出されるガス中の窒素酸化物含有量もさらに低減されることが可能であろう。
【００３５】
エンジン装置１は、さらに、ブリーダライン２１を含むことができ、ライン２１は、噴射装置７より上流にて排気パイプ３から分岐し、前記バイパスライン８に接続されている。示されている実施形態において、ブリーダライン２１は、バイパスライン８に、追加の噴射装置１６より上流にて接続されている。ブリーダライン２１は、ヒータ１８により加熱されていない排気ガスの一部（副流Ｆ２）を、この副流が副流Ｆ１と混合されるように運ぶよう設計されている。例えば、ブリーダライン２１の入口は、バイパスライン８の入口よりも下流に位置する。ブリーダライン２１には、好ましくは、供給装置９に入る排気ガスの温度に応じて制御されることができる弁２２が設けられている。このために、温度センサ２３がバイパスライン８上に、ブリーダライン２１の出口より下流にて設けられ得る。
【００３６】
好ましくは、ブリーダライン２１は、衝突領域２０より下流にてバイパスライン８と合流し、従って、バイパスライン８は、前記衝突領域２０に、可能な限り多くの熱を伝達することができる。ブリーダラインがバイパスライン８に、可能な限り高温のガス中に流体が噴射されるように追加の噴射装置より下流にて合流することも可能である。
【００３７】
排気ガスの副流Ｆ１の温度が過度に高い場合、前記副流Ｆ１を、未だ加熱されていない排気ガスの副流Ｆ２と混合させるために弁２２が開放され、これにより、触媒コンバータ４の入口における排気ガスの温度を低減する。こうして、触媒コンバータ４は保護される。なぜなら、この配置が、触媒コンバータ４に入る排気ガスの温度が予め決められた閾値を超えないことを保証するからである。例として、５００℃よりも高い温度は触媒コンバータ４を損傷する場合がある。ヒータ１８が高温（例えば、３５０℃〜４００℃よりも高温）の排気ガスを提供する場合、弁２２は、副流Ｆ１と副流Ｆ２とを混合させて、最適温度で高流量を触媒コンバータ４のセクタ１０にて維持するように制御され得る。弁２２の適切な制御は、排気後処理システムの全体的な変換の最適化に寄与する。
【００３８】
図１に示された実施形態において、供給装置９は、排気パイプ壁６に対して固定されている。
【００３９】
或いは、供給装置９と後処理装置４とは、排気パイプ３内に、一方を他方に対して排気パイプ軸１９を中心として回転させることができるように取り付けられることができる。この結果、加熱された排気ガスは、触媒コンバータ４の連続的なセクタを、排気パイプ軸１９を中心として通過する。これは、触媒コンバータ４を、限られた加熱力で硫酸塩を除去することにより再生させることを可能にする。
【００４０】
この回転は、
−排気パイプ３に対して固定された供給装置９、及び、排気パイプ軸１９を中心として回転するように配置された後処理装置４を用いて達成されることができ、
−或いは、排気パイプ３に対して固定された後処理装置４、及び、排気パイプ軸１９を中心として回転するように配置された供給装置９を用いて達成されることができる。
【００４１】
回転する供給装置９の例が図３に示されている。このような供給装置９は、
−外側に向かって開いている環状溝２５を有する周囲壁２４であって、バイパスライン８が前記環状溝２５にて現れる周囲壁２４と、
−前記環状溝２５に接続されたその入口から、後処理装置４の前記セクタ１０の入口にて現れるその出口に向かって幅広になる外側チャネル１２と、
を含むことができる。
【００４２】
環状溝２５により、供給装置９の角度位置がどのような位置であっても、触媒コンバータ４のセクタ１０に供給が行われることができる。
【００４３】
ここで、本発明の第２の実施形態を、図３〜図５を参照しつつ説明する。
【００４４】
この第２の実施形態によれば、エンジン装置１は、バイパスライン８の入口より上流に配置された粒子フィルタ３０をさらに含む。入口流れ方向付け(inlet canalizing)装置３１が粒子フィルタ３０の上流に設けられ、出口流れ方向付け(outlet canalizing)装置３２が粒子フィルタ３０の下流に設けられている。
【００４５】
さらに、入口流れ方向付け装置３１より上流にて排気パイプ３から分岐している平行ライン３３が、排気ガスの副流Ｆ１を入口流れ方向付け装置３１に向けて運ぶことができ、そして、装置３１は、前記副流Ｆ１を粒子フィルタ３０のセクタ３４に向けて方向付ける。出口流れ方向付け装置３２は、前記副流Ｆ１を、副流Ｆ１が粒子フィルタ３０を通過した後に収集するように、そして、副流Ｆ１をバイパスライン入口に向けて方向付けるように設計されている。入口流れ方向付け装置３１と出口流れ方向付け装置３２とは、粒子フィルタ３０に対して排気パイプ軸１９を中心として同期して回転するように設計されている。これは、連続的又は段階的な回転であり得る。
【００４６】
この実施形態において、ヒータ１８は、好ましくは平行ライン３３上に、弁３５の下流に配置され、バイパスライン８においてはヒータが設けられていない。
【００４７】
入口流れ方向付け装置３１は、先に記載した回転する供給装置の設計と類似の設計を有し得る。装置３１は、
−外側に向かって開いている環状溝３７を有する周囲壁３６であって、平行ライン３３が前記環状溝３７にて現れる周囲壁３６と、
−前記環状溝３７に接続されたその入口から、粒子フィルタ３０の前記セクタ３４の入口にて現れるその出口に向かって幅広になる外側チャネル３８と、
を含むことができる。
【００４８】
出口流れ方向付け装置３２も同様に設計されることができ、従って、
−外側に向かって開いている環状溝４０を有する周囲壁３９であって、バイパスライン入口が前記環状溝４０にて現れる周囲壁３９と、
−前記粒子フィルタ３０の前記セクタ３４の出口に接続されたその入口から、前記環状溝４０にて現れるその出口に向かって幅狭になる外側チャネル４１と、
を含むことができる。
【００４９】
例えば、図３及び図５に示されているように、出口流れ方向付け装置３２と入口流れ方向付け装置３１とは、粒子フィルタ３０の正中横断面Ｐに関して対称であることができる。
【００５０】
また、入口流れ方向付け装置及び出口流れ方向付け装置が固定されていて、粒子フィルタが回転するように取り付けられていてもよい。
【００５１】
エンジン装置１の下流部分は、図１を参照して説明した下流部分と類似であり、噴射装置７、供給装置９、及び、触媒コンバータ４を含み、また、バイパスライン８も、好ましくはブリーダライン２１も含む。供給装置９は、回転するものとして示されているが、図１に示されているように排気パイプ壁６に固定されることも可能である。
【００５２】
実際、排気ガスの副流Ｆ１は、流れＦから迂回されて平行ライン３３に流入し、入口流れ方向付け装置３１に入る前に、ライン３３にてヒータ１８より加熱される。例えば、前記副流Ｆ１の排気ガスは、フィルタ３０のセクタ３４のより急速な再生を実行するために、少なくとも４００℃に、又は、約６００℃にまで加熱されることができる。そして、前記副流Ｆ１は、粒子フィルタ３０のセクタ３４を渡って、出口流れ方向付け装置３２により収集され、次いで、バイパスライン８及び供給装置９を介して、触媒コンバータ４に向けて方向付けられる。
【００５３】
それ以外の、すなわち、排気パイプ３により運ばれて、平行ライン３３により運ばれない流れＦは、粒子フィルタ３０の補完部分４２を、供給装置９、及び、触媒コンバータ４の補完部分１１に向かって渡る。
【００５４】
この実施形態において、ヒータ１８は、排気ガスを、排気ガスが粒子フィルタ３０に入る前に加熱する。この温度上昇は、フィルタ３０を再生させるためと、触媒コンバータ効率を増大させるためとの両方に用いられる。
【００５５】
実際、第１に、高温排気ガスの副流Ｆ１は、フィルタ３０を通過するときに、セクタ３４内に捕えられた粒子を酸化させ、それにより、フィルタ３０のこのセクタ３４を再生させる。入口流れ方向付け装置３１及び出口流れ方向付け装置３２の回転により、粒子フィルタ３０の連続的なセクタ（図４に示されているようにディスクの一部の形態を有する）が、エンジン２を停止させる必要なく再生される。
【００５６】
第２に、排気ガスの前記副流Ｆ１は、処理されるために触媒コンバータ４に向けて方向付けられる。前記副流Ｆ１は、ヒータがバイパスライン８に設けられていなくとも、排気パイプ３内の排気ガスの流れＦよりもなお熱いため、触媒コンバータ効率が増大される。例として、約３００℃の温度が、十分な結果をもたらす。
【００５７】
さらに、第１の実施形態にて既に説明したように、弁２２が、セクタ１０の最適温度を維持するように調節され得る。弁２２は、副流Ｆ２に流れる排気ガスの割合を最大にして、これらの排気ガスを、変換のための最適温度範囲付近に維持するように制御される。
【００５８】
こうして、本発明のこの実施形態は、フィルタ３０と触媒コンバータ４との両方に対して重要な利点をもたらし、さらに、後処理システムの全体効率を増大させる。
【００５９】
出口流れ方向付け装置３２は、加熱された排気ガスを収集し、そして、これらのガスをバイパスライン８に向けて方向付けることを可能にする。これは、副流Ｆ１が再びバイパスライン８に向けて迂回される前に加熱されたガスが残りの流れＦと混合される構造と比較して、より高いコンバータ効率をもたらす。実際、前記構造において、バイパスライン８における副流Ｆ１は、より熱くないであろう。
【００６０】
もちろん、本発明は、限定的でない例として説明された上記の実施形態に限定されることはなく、むしろ、これらの実施形態の全てを含む。
【符号の説明】
【００６１】
１    エンジン装置
２    内燃エンジン（内燃機関）
３    排気パイプ
４    触媒コンバータ（後処理装置）
５    噴射入口
６    排気パイプ壁
７    噴射装置
８    バイパスライン
９    供給装置
１０  後処理装置のセクタ
１１  補完部分
１２  チャネル
１５  弁
１６  追加の噴射装置
１７  噴射入口
１８  ヒータ
１９  排気パイプ軸
２０  衝突領域
２１  ブリーダライン
２２  弁
２４  周囲壁
３０  粒子フィルタ
３１  入口流れ方向付け装置
３２  出口流れ方向付け装置
３３  平行ライン
３４  セクタ
３５  弁
３６  周囲壁
３７  環状溝
３８  外側チャネル
３９  周囲壁
４０  環状溝
４１  外側チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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