(57)【要約】【課題】パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けても、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行い得るようにする。【解決手段】燃料噴射装置２４のポスト噴射により排気ガス７中に燃料添加を行い、その添加燃料から生じた炭化水素が酸化触媒１６で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタ１１を強制再生する排気浄化装置に関し、排気ガス７をＮＯx吸着触媒１７を迂回させて酸化触媒１６へ直接導くバイパス流路１９と、強制再生時に排気ガス７の流れをバイパス流路１９に切り換える流路切換手段２０とを備え、該流路切換手段２０にバタフライ弁２６を用いて流路を切り替える形式を採用し且つ該バタフライ弁２６に強制再生時の傾動位置でバイパス流路１９に向かう排気ガス７の流量を絞り込む流路遮蔽板２８を付設する。【選択図】図１
2008133760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化触媒を入側に付帯装備して排気管途中に設けられたパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの前段に設けられて低排気温度条件で排気ガス中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒とを備え、該ＮＯx吸着触媒より上流側で燃料添加手段により排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料から生じた炭化水素が酸化触媒で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置であって、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路と、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段とを備え、該流路切換手段がバタフライ弁を用いて流路を切り替える形式を採用しており且つ該バタフライ弁に強制再生時の傾動位置でバイパス流路に向かう排気ガスの流量を絞り込む流路遮蔽板が付設されていることを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
強制再生時の傾動位置で流路遮蔽板により狭められたバイパス流路へ向かう流路の隙間を調整し得るよう前記流路遮蔽板のバタフライ弁に対する取り付け角度の可変機構が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造を成し、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出される一方、排気ガス中のパティキュレートが多孔質薄壁の内側表面に捕集されるようになっている。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、ＰｔやＰｄ等を活性種とする酸化触媒をパティキュレートフィルタに一体的に担持させるようにしている。
【０００５】
即ち、このような酸化触媒を担持させたパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
ただし、斯かるパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。
【０００７】
そこで、パティキュレートフィルタの入側にフロースルー型の酸化触媒を付帯装備させ、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。
【０００８】
つまり、このようにすれば、燃料添加で生じた炭化水素が酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００９】
尚、この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加するのが一般的である。
【００１０】
一方、ディーゼルエンジンの排気浄化を図るにあたっては、前述のように排気ガス中のパティキュレートを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス中に含まれるＮＯx（窒素酸化物）についても除去する必要があるので、本発明者らは、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けてパティキュレートとＮＯxの同時低減化を図ることを創案するに到った。
【００１１】
ここで言うＮＯx吸着触媒とは、既に実用化が進められているＮＯx吸蔵還元触媒（排気空燃比がリーンの時に排気ガス中のＮＯxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス中のＯ2濃度が低下した時に未燃の炭化水素やＣＯ等の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄化する性質を持つもの）とは全く異なる性質のものであり、排気ガス中のＮＯxや炭化水素を物理的に吸着する能力に優れたゼオライトから成るフロースルー型の触媒のことを意味している。
【００１２】
ゼオライトはアルミナケイ酸塩質の多孔性結晶材料であり、結晶中に均一な分子レベルの細孔を規則正しく配向して備えていることを特徴とし、この細孔を通じて各種の分子を空洞又は孔路内に吸着する性質を備えており、このような性質以外にも、細孔が均一であることに基づく分子ふるい作用を持つ性質（細孔の孔径より小さい分子しか吸着しない）、結晶構造中のカチオンとアニオンの作用により極性物質を強く吸着する性質、触媒作用を持つ性質も兼ね備えている。
【００１３】
また、この種のゼオライトは、その骨格構造の型に基づき多種類に分類されるが、低排気温度条件下で細孔内へＮＯxと炭化水素を吸着する能力と、吸着した炭化水素を低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応させて亜酸化炭化水素とする能力と、高耐熱性、高耐久性とに優れたものを適宜に選定すれば良く、同様の性質を備えたゼオライト類縁化合物の中から選定することも可能である。
【００１４】
このようなＮＯx吸着触媒をパティキュレートフィルタの前段に装備すれば、既存のＮＯx吸蔵還元触媒が有効に機能しないような排気温度が低い運転状態で排気ガス中のＮＯxと炭化水素がＮＯx吸着触媒に同時吸着され、その吸着された炭化水素が低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応して亜酸化炭化水素となり、前記ＮＯx吸着触媒に吸着されているＮＯx中のＮＯ2が前記亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになる。
【００１５】
しかも、吸着中に炭化水素の亜酸化炭化水素への酸化反応熱に助勢されてＮＯからＮＯ2への酸化反応も局部的に促されるため、吸着中に新たにＮＯからＮＯ2となったものも亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになり、ＮＯx吸着触媒に吸着されたＮＯxのうちの約３０％程度が還元浄化されて低減される。
【特許文献１】特開２００３−１９３８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、燃料添加によるパティキュレートフィルタの強制再生を行うに際し、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒が配置されていると、添加燃料から生じた炭化水素の大半が前段のＮＯx吸着触媒で吸着されてしまうことで酸化触媒での反応熱の発生が滞り、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となることでヒートマスが増加して排気ガス温度が上がり難くなるため、パティキュレートフィルタの強制再生に支障をきたす虞れがあった。
【００１７】
また、ＮＯx吸着触媒の床温度が炭化水素の放出温度にまで上昇すると、それまで吸着されていた間に緩慢に酸素と反応して軽質の炭化水素となったものが多量に発生し、この軽質の炭化水素が後段の酸化触媒で活発に反応することで急激な温度上昇を招く虞れがあり、このような急激な温度上昇を回避するための燃料添加の制御が技術的に難しいという問題もあった。
【００１８】
そこで、本発明者らは、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路を設けると共に、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段を設けることを創案するに到り、これを特願２００６−３０４９５９号として既に出願している。
【００１９】
ただし、パティキュレートフィルタの強制再生を行うに際しては、パティキュレートフィルタより上流側に排気ガスの流量を絞り込む排気絞り手段を併用することが考えられており、この種の排気絞り手段に既存の排気ブレーキを流用することなども既に提案されているが、一般的に鋳物で造られている熱容量の大きな排気ブレーキに続いて流路切換手段が追加装備されてしまうと、この流路切換手段の追加分だけヒートマスが増加してＮＯx吸着触媒を迂回させることのメリットが少なくなってしまうことが懸念されている。
【００２０】
尚、パティキュレートフィルタの強制再生時に排気絞り手段を併用する理由は、排気絞り手段により排気ガスの流量を絞り込むと、ディーゼルエンジンの各気筒からの排気抵抗が高まることによりポンピングロスが増大し、これにより必要な出力が発生するよう燃料噴射量が増加されて排気温度が上昇される一方、ディーゼルエンジンの気筒内に比較的温度の低い吸気が流入し難くなって比較的温度の高い排気ガスの残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガスを多く含む気筒内の空気が圧縮行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られるというところにある。
【００２１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けても、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行い得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、酸化触媒を入側に付帯装備して排気管途中に設けられたパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの前段に設けられて低排気温度条件で排気ガス中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒とを備え、該ＮＯx吸着触媒より上流側で燃料添加手段により排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料から生じた炭化水素が酸化触媒で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置であって、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路と、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段とを備え、該流路切換手段がバタフライ弁を用いて流路を切り替える形式を採用しており且つ該バタフライ弁に強制再生時の傾動位置でバイパス流路に向かう排気ガスの流量を絞り込む流路遮蔽板が付設されていることを特徴とするものである。
【００２３】
而して、パティキュレートフィルタの強制再生時にバタフライ弁の傾動位置をバイパス流路を開通する側へ切り換えると、排気ガスが流路遮蔽板により流量を絞り込まれつつバイパス流路に向かって流れ、排気ガスがＮＯx吸着触媒を迂回して酸化触媒へ直接導かれることになるので、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒に導いて直ちに反応熱を発生させることが可能となり、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となってしまうことで排気ガス温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することが可能となる。
【００２４】
また、バイパス流路に向かう排気ガスの流量が流路遮蔽板により絞り込まれているので、パティキュレートフィルタの強制再生時に排気絞り手段を併用した場合と同様の昇温効果が得られることになり、しかも、非強制再生時における制動の際にバタフライ弁の傾動位置をバイパス流路を開通する側へ切り換えることで排気ブレーキとして使用することも可能となる。
【００２５】
この結果、排気絞り手段として併用可能な排気ブレーキを流路切換手段の上流側に別途設けなくても済むことになり、この排気ブレーキを省ける分だけヒートマスが減少して排気ガス温度が上がり易くなる。尚、排気ブレーキを省くことができれば、部品点数も少なくなって構造の簡略化が図られることになり、その実施に要するコストを大幅に削減することも可能となる。
【００２６】
更に、本発明においては、強制再生時の傾動位置で流路遮蔽板により狭められたバイパス流路へ向かう流路の隙間を調整し得るよう前記流路遮蔽板のバタフライ弁に対する取り付け角度の可変機構が備えられていることが好ましく、このようにすれば、排気ブレーキとして使用した際の制動力の効き具合を調整することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００２８】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃料添加によるパティキュレートフィルタの強制再生を行うに際し、該パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒が設けられていても、流路切換手段により排気ガスの流れをバイパス流路に切り換えてＮＯx吸着触媒を迂回させることによって、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒に導いて直ちに反応熱を発生させることができ、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となってしまうことで排気ガス温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することができ、更には、流路切換手段に排気ブレーキを兼用させて該排気ブレーキを省略することでヒートマスの増加も回避できるので、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行うことができる。
【００２９】
（ＩＩ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、排気絞り手段として併用可能な排気ブレーキを流路切換手段の上流側に別途設けなくても済むので、従来よりも部品点数を減らして構造の簡略化を図ることができ、その実施に要するコストを大幅に削減することができる。
【００３０】
（ＩＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、強制再生時の傾動位置で流路遮蔽板により狭められたバイパス流路へ向かう流路の隙間を可変機構により調整することができるので、排気ブレーキとして使用した際の制動力の効き具合を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を搭載したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３から導いた吸気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４が更にインタクーラ６へと送られて冷却され、該インタクーラ６から図示しないインテークマニホールドへと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各シリンダに導入されるようにしてある。
【００３３】
また、このディーゼルエンジン１の各シリンダから排出された排気ガス７が排気マニホールド８を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス７が排気管９を介し車外へ排出されるようにしてあり、該排気管９の途中に介装されたケーシング１０内には、捕集済みパティキュレートの酸化反応を助勢する機能を高めた酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタ１１が収容されている。
【００３４】
図２にその構造を模式的に示す如く、このパティキュレートフィルタ１１は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路１２の入口が栓体１３により交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路１２については、その出口が栓体１４により目封じされるようになっていて、各流路１２を区画する多孔質薄壁１５を透過してパティキュレートを捕集された排気ガス７のみが下流側へ排出されるようになっている。
【００３５】
更に、前記ケーシング１０内におけるパティキュレートフィルタ１１の前段には、図３に一部を切り欠いて概略的に示す如きハニカム構造を有するフロースルー型の酸化触媒１６が装備されており、この酸化触媒１６は、排気ガス７中の炭化水素の酸化反応を助勢する機能を高めたものとなっており、後段のパティキュレートフィルタ１１に担持されている酸化触媒よりもＰｔやＰｄ等の活性種の量を多くしたものとなっている。
【００３６】
そして、前記ケーシング１０より上流側の排気管９には、低排気温度条件で排気ガス７中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒１７がケーシング１８に抱持されて装備されている。
【００３７】
尚、このＮＯx吸着触媒１７は、図４に一部を切り欠いて概略的に示す如く、排気ガス７中のＮＯxや炭化水素を物理的に吸着する能力に優れたゼオライトから成るフロースルー型のハニカム構造となっているが、同様の性質を備えたゼオライト類縁化合物から成るものであっても良い。
【００３８】
また、前記排気管９には、排気ガス７をＮＯx吸着触媒１７を迂回させて酸化触媒１６へ直接導くバイパス流路１９が設けられており、該バイパス流路１９の上流の排気管９から分岐する箇所には、排気ガス７の流れをＮＯx吸着触媒１７に向かう流れからバイパス流路１９に向かう流れに切り換える流路切換手段２０が設けられている。
【００３９】
即ち、図５に示す如く、この流路切換手段２０は、排気管９の途中に介装されるハウジング２５内にバタフライ弁２６を傾動軸２７を介して傾動自在に抱持した構造となっており、強制再生時に前記バタフライ弁２６を図５中に仮想線で示す位置から実線で示す位置に傾動させて排気ガス７の流れをバイパス流路１９に向かう流れに切り換えるように構成されている。
【００４０】
ここで、前記バタフライ弁２６には、強制再生時の傾動位置でバイパス流路１９に向かう排気ガス７の流量を絞り込む流路遮蔽板２８が付設されており、この流路遮蔽板２８は、その基端部を傾動軸２７に対し若干の遊びを有して嵌挿され且つその先端部をバタフライ弁２６側から延びるブラケット３０により隙間調整ネジ３１、止めナット３２，３３を介し固定されるようにしてあり、これら隙間調整ネジ３１、止めナット３２，３３によって、流路遮蔽板２８のバタフライ弁２６に対する取り付け角度を調整し得る可変機構３４が構成されるようになっている。
【００４１】
より具体的には、前記隙間調整ネジ３１のヘッド部３１ａが流路遮蔽板２８の先端部に溶接されて固着されていると共に、そのネジ部３１ｂがブラケット３０を摺動自在に貫通しており、該ブラケット３０の表裏において前記ネジ部３１ｂに螺合された止めナット３２，３３の締め位置を調節することにより流路遮蔽板２８のバタフライ弁２６に対する取り付け角度が変更されるようになっている。
【００４２】
即ち、このように流路遮蔽板２８のバタフライ弁２６に対する取り付け角度が変更できれば、図５中に実線で示す如き強制再生時の傾動位置で流路遮蔽板２８により狭められたバイパス流路１９へ向かう流路の隙間２９が任意に調整できることになる。
【００４３】
尚、図５中における３７はバタフライ弁２６の外周部に装着されたガスシール用ステンレスニットスプリングシール、３８はハウジング２５の外周部にカバー３９により装着されたグラスウール、４０はハウジング２５の入口フランジと一体成形された傾動軸２７の軸受を示す。
【００４４】
ここで、付言しておくと、流路切換手段２０における軸受４０を除いた大半の部分は、薄肉板金製とすることが可能であり、流路切換手段２０のヒートマスを小さく抑えることは比較的容易に実現できることである。
【００４５】
また、前述の如き流路切換手段２０の開閉操作は、ハウジング２５に具備されたアクチュエータ３５により図示しないレバー機構を介して傾動軸２７が回動されることで行われ、このアクチュエータ３５の駆動は、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を担う制御装置２１の制御信号２０ａで制御されるようになっており、この制御装置２１でパティキュレートフィルタ１１の強制再生が実行される際に、排気ガス７の流れがバイパス流路１９側へ切り換えられるようになっている。
【００４６】
また、前記制御装置２１には、アクセル開度をディーゼルエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ２２（負荷センサ）からの検出信号２２ａと、ディーゼルエンジン１の回転数を検出する回転センサ２３からの検出信号２３ａとが入力されるようになっていると共に、ディーゼルエンジン１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置２４に対し、燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する制御信号２４ａが出力されるようになっている。
【００４７】
ここで、前記燃料噴射装置２４は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記制御信号２４ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量が適切に制御されるようになっているが、前述のアクセルセンサ２２及び回転センサ２３からの検出信号２２ａ，２３ａに基づき通常モードでの燃料噴射制御を行う制御信号２４ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を行う際には通常モードから強制再生モードに切り替わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミング（開始時期がクランク角９０゜〜１２０゜の範囲）でポスト噴射を行うような制御信号２４ａが決定されるようになっている。
【００４８】
つまり、このようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス７中に未燃の燃料（主として炭化水素）が添加されることになり、この未燃の燃料により生じた炭化水素（ＨＣガス）が排気ガス７と共にディーゼルエンジン１から排出されることになる。
【００４９】
尚、前述した制御装置２１における通常モードから強制再生モードへの切り替えは、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づきパティキュレートフィルタ１１内の堆積量を推定し、その推定された堆積量が所定の上限値を超えた時にモード切り替えを行うようにすれば良い。
【００５０】
例えば、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づきパティキュレートの発生量を推定する一方、現在の運転状態についてパティキュレートの処理量が捕集量を上まわる再生領域にあるか否かを判定し、現在の運転状態が再生領域にあると判定されている間にパティキュレートの発生量を除外し且つ非再生領域でのパティキュレートの発生量のみを積算してパティキュレートフィルタ１１内の堆積量とする機能を全て制御装置２１が兼ね備えるようにし、該制御装置２１によりパティキュレートの堆積量の推定を実行できるようにすれば良い。
【００５１】
また、前記制御装置２１には、運転席の排気ブレーキスイッチ３６が手動操作によりオンとされた時に出力されるエキブレ信号３６ａも入力されるようになっており、このエキブレ信号３６ａが入力されている条件下で、前記アクセルセンサ２２及び回転センサ２３からの検出信号２２ａ，２３ａに基づき所定の回転数以上でありながらアクセルオフとなったことが確認された場合にも、制御装置２１から制御信号２０ａがアクチュエータ３５に向け出力されて、排気ガス７の流れがバイパス流路１９側へ切り換えられ、これにより排気ブレーキとしての機能が果されるようになっている。
【００５２】
而して、このように構成された排気浄化装置では、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を行う必要が生じた際に、制御装置２１が通常モードから強制再生モードに切り替わり、該制御装置２１からの制御信号２４ａにより燃料噴射装置２４でポスト噴射による燃料添加が実行される一方、前記制御装置２１からの制御信号２０ａを受けたアクチュエータ３５により図示しないレバー機構を介して傾動軸２７が回動され、バタフライ弁２６が図５中に仮想線で示す位置から実線で示す位置に傾動して排気ガス７の流れをバイパス流路１９に向かう流れに切り換え、排気ガス７が流路遮蔽板２８により流量を絞り込まれつつＮＯx吸着触媒１７を迂回して酸化触媒１６へ直接導かれることになるので、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒１６に導いて直ちに反応熱を発生させることが可能となる。
【００５３】
しかも、ＮＯx吸着触媒１７が蓄熱体となってしまうことで排気ガス７の温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒１７が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒１６の急激な温度上昇を招いたりする虞れが未然に回避されることになる。
【００５４】
また、バイパス流路１９に向かう排気ガス７の流量が流路遮蔽板２８により絞り込まれているので、パティキュレートフィルタ１１の強制再生時に排気絞り手段を併用した場合と同様の昇温効果が得られることになり、しかも、非強制再生時における制動の際にも、これを検知した制御装置２１によりバタフライ弁２６の傾動位置をバイパス流路１９を開通する側へ切り換えることで排気ブレーキとして使用することが可能となる。
【００５５】
この結果、排気絞り手段として併用可能な排気ブレーキを流路切換手段２０の上流側に別途設けなくても済むことになり、この排気ブレーキを省ける分だけヒートマスが減少して排気ガス７の温度が上がり易くなる。尚、排気ブレーキを省くことができれば、部品点数も少なくなって構造の簡略化が図られることになり、その実施に要するコストを大幅に削減することも可能となる。
【００５６】
従って、上記形態例によれば、燃料添加によるパティキュレートフィルタ１１の強制再生を行うに際し、該パティキュレートフィルタ１１の前段にＮＯx吸着触媒１７が設けられていても、流路切換手段２０により排気ガス７の流れをバイパス流路１９に切り換えてＮＯx吸着触媒１７を迂回させることによって、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒１６に導いて直ちに反応熱を発生させることができ、しかも、ＮＯx吸着触媒１７が蓄熱体となってしまうことで排気ガス７の温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒１７が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒１６の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することができ、更には、流路切換手段２０に排気ブレーキを兼用させて該排気ブレーキを省略することでヒートマスの増加も回避できるので、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を支障なく良好に行うことができる。
【００５７】
更に、排気絞り手段として併用可能な排気ブレーキを流路切換手段２０の上流側に別途設けなくても済むので、従来よりも部品点数を減らして構造の簡略化を図ることができ、その実施に要するコストを大幅に削減することもできる。
【００５８】
また、強制再生時の傾動位置で流路遮蔽板２８により狭められたバイパス流路１９へ向かう流路の隙間２９を可変機構３４により調整することができるので、排気ブレーキとして使用した際の制動力の効き具合を調整することができる。
【００５９】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例においては、パティキュレートフィルタと別体で酸化触媒を構成した場合を例示しているが、各流路の入口側を目封じしている栓体を入側端面から所要長さだけ流路奥側へ入り込んだ位置に配置して成る奥栓式のパティキュレートフィルタを採用し、その入口側の栓体の配置位置から入側端面までの範囲に酸化触媒原料を担持させてパティキュレートフィルタ自体の前方部分に酸化触媒を一体的に構成することも可能であること、また、先の形態例においては、排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段として、燃料のメイン噴射に続いて非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加する場合を例示しているが、排気管の上流側にインジェクタを別途装備して排気管内に燃料を直噴することも可能であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの構造を模式的に示す断面図である。
【図３】図１の酸化触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図４】図１のＮＯx吸着触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図５】図１の流路切換手段の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
７  排気ガス
９  排気管
１１  パティキュレートフィルタ
１６  酸化触媒
１７  ＮＯx吸着触媒
１９  バイパス流路
２０  流路切換手段
２４  燃料噴射装置（燃料添加手段）
２６  バタフライ弁
２８  流路遮蔽板
２９  隙間
３４  可変機構
【図１】
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【図２】
2008133760.tif 000004
【図３】
2008133760.tif 000005
【図４】
2008133760.tif 000006
【図５】
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