(57)【要約】【課題】排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材４の過昇温を防止しつつ、該フィルタ部材４を効率良く再生し、燃費の低減を図ることを課題とする。【解決手段】排気ガス通路２に配置されたフィルタ部材４よりも上流側から分岐し下流端が該分岐部とフィルタ部材４との間の排気ガス通路２に接続された分岐通路５を備え、この分岐通路５に、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵する燃焼促進成分貯蔵部８を配置し、フィルタ部材４の再生時にその温度が所定値以上になったときは排気ガス中の燃焼促進成分を貯蔵部８に貯蔵し、この貯蔵した燃焼促進成分を次のフィルタ再生時のパティキュレート燃焼促進に利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガス通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されている排気ガス浄化装置であって、
上記排気ガス通路の上記フィルタ部材よりも排気ガス上流側から分岐し下流端が該分岐部と上記フィルタ部材との間の上記排気ガス通路に接続された分岐通路を備え、
上記分岐通路に、上記排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵する燃焼促進成分貯蔵部が配置されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記分岐通路の上記分岐部と燃焼促進成分貯蔵部との間には、該燃焼促進成分貯蔵部に流入する排気ガスを冷却するクーラーが配置されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
上記分岐通路の上記分岐部と燃焼促進成分貯蔵部との間には、上記排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、
上記パティキュレート燃焼促進成分は、ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記燃焼促進成分貯蔵部を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記分岐通路よりも排気ガス下流側に存する上記フィルタ部材の温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段によって検出された上記フィルタ部材の温度が所定値以上になったときに、上記排気ガスの少なくとも一部を上記分岐通路に導入する排気ガス流制御手段とを備えていることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記排気ガス流制御手段は、上記分岐通路よりも排気ガス下流側に存する上記フィルタ部材に捕集されたパティキュレートを燃焼させるフィルタ再生の少なくとも初期には、上記燃焼促進成分貯蔵部に貯蔵されているパティキュレート燃焼促進成分が上記フィルタ部材に供給されるように排気ガス全量を上記分岐通路に導入し、上記温度検出手段によって検出された上記フィルタ部材の温度が所定値以上になったときには、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分が上記燃焼促進成分貯蔵部に貯蔵されるように上記排気ガスの一部を上記分岐通路に導入することを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項８】
排気ガス通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されているエンジンの排気ガス浄化方法であって、
上記フィルタ部材に捕集されたパティキュレートを燃焼させるフィルタ再生中に、該フィルタ部材の温度が所定値以上になったときは、排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分の少なくとも一部を上記フィルタ部材に供給されることがないように貯蔵し、
次に上記フィルタ部材の再生を行なう少なくとも初期には、上記貯蔵された燃焼促進成分を上記フィルタ部材に供給することを特徴とする排気ガス浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽油を主成分とする燃料を用いるディーゼルエンジンや、ガソリンを主成分とする燃料を用いて希薄燃焼させるガソリンエンジンでは、その排気ガス中にパティキュレート（パティキュレートマターＰＭ；炭素粒子を含む浮遊粒子状物質）が含まれていることが知られている。そこで、このパティキュレートの大気中への排出を抑制するために、パティキュレートフィルタをエンジンの排気ガス通路に配置することがなされている。このフィルタのパティキュレート堆積量が多くなったときにはパティキュレートを燃焼させてフィルタから除去することにより、フィルタの再生を図る必要がある。
【０００３】
上記フィルタ再生手法としては、フィルタよりも上流側の排気ガス通路に酸化触媒を配置し、エンジン燃焼室への燃料噴射量を増大させて未燃燃料を酸化触媒に供給し、該触媒での未燃燃料の酸化反応熱を利用してフィルタに流入する排気ガス温度を高め、該フィルタのパティキュレートを着火燃焼させることが知られている。或いは、フィルタよりも上流側の排気ガス通路にＮＯｘ（窒素酸化物）吸蔵材を配置し、該ＮＯｘ吸蔵材からＮＯ２を放出させ、このＮＯ２によってフィルタのパティキュレートを燃焼させるという手法も知られている。
【０００４】
しかし、上記フィルタの再生中に、パティキュレートの燃焼に伴ってフィルタ温度が過度に高くなると、該フィルタの溶損や割れを生ずるという問題がある。
【０００５】
その対策として、特許文献１には、フィルタよりも上流側の排気ガス通路にバイパス通路を設け、このバイパス通路に排気ガスの酸素濃度を低減させる手段（酸化触媒や酸化剤）を配置し、フィルタ再生時、排気ガスの酸素濃度が高いときは排気ガスをバイパス通路に通すことにより、その酸素濃度を低減させてフィルタに流入させることが記載されている。すなわち、酸素濃度の低減により、フィルタ再生時に発生する熱量を減少させ、フィルタの溶損を防止するというものである。
【０００６】
また、特許文献２には、排気浄化触媒よりも上流側の排気ガス通路にＣＯ２吸収放出手段を配置し、排気浄化触媒を加熱してパティキュレートの燃焼除去等を行なう触媒再生中において、触媒温度が所定値以上であるときに、ＣＯ２吸収放出手段からＣＯ２を放出させて触媒の過昇温を防止することが記載されている。
【特許文献１】実開平３−８７９１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２７０４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、排気ガスの酸素濃度を低減させる手段（酸化触媒や酸化剤）の場合、酸化触媒等による排気ガス中のＨＣ（炭化水素）の酸化燃焼に伴って酸素濃度は低減しても、同時にＨＣの酸化燃焼によって排気ガス温度が高まるため、フィルタの過昇温防止効果を高めることが難しい。また、ＣＯ２吸収放出手段の場合、ＣＯ２を放出させるには該吸収放出手段を６００℃以上に加熱する必要があり、エネルギー損失が大きくなる。
【０００８】
一方、フィルタの再生においては、その再生効率を高めるべく、フィルタ再生を開始した初期にフィルタ温度を速やかに上昇させることが要望される。この点に関しては上記特許文献１，２は解決手段を提供していない。
【０００９】
そこで、本発明は、フィルタの過昇温を防止しつつ、該フィルタを効率良く再生し、燃費の低減を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するために、フィルタよりも上流側において排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵できるようにした。
【００１１】
請求項１係る発明は、エンジンの排気ガス通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されている排気ガス浄化装置であって、
上記排気ガス通路の上記フィルタ部材よりも排気ガス上流側から分岐し下流端が該分岐部と上記フィルタ部材との間の上記排気ガス通路に接続された分岐通路を備え、
上記分岐通路に、上記排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵する燃焼促進成分貯蔵部が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
従って、フィルタ部材の再生中において、該フィルタ部材の過昇温を生ずる可能性があるときは、その上流側で排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分を上記貯蔵部に貯蔵することにより、フィルタ部材のパティキュレートの燃焼を抑制し、当該過昇温を防止することができる。一方、フィルタ部材の再生を行なうときは、上記貯蔵部からパティキュレート燃焼促進成分を放出させてフィルタ部材に供給することにより、パティキュレートの燃焼を促進して、フィルタ部材の効率良い再生を図ることができる。これにより、フィルタ部材再生のために必要となる燃料の量を少なくすることができる。
【００１３】
特に本発明で重要な点は、フィルタ部材よりも上流側において、パティキュレートの燃焼を抑制するＣＯ２ではなく、その燃焼を促進する成分を貯蔵できるようにした点にあり、そのため、当該上流側の貯蔵部をフィルタ部材の過昇温防止とフィルタ部材の効率の良い再生とに有効に活用することができるものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記分岐通路の上記分岐部と燃焼促進成分貯蔵部との間には、該燃焼促進成分貯蔵部に流入する排気ガスを冷却するクーラーが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
すなわち、エンジンの排気ガス中にはパティキュレート燃焼促進成分として、ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素が含まれているが、それらを貯蔵するための吸蔵材は温度が高いときには吸蔵効率が悪くなる。そこで、クーラーによって、排気ガス温度を下げ、上記貯蔵部に当該燃焼促進成分を効率良く貯蔵できるようにしたものであり、これにより、フィルタ部材の過昇温抑制に有利になる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２において、
上記分岐通路の上記分岐部と燃焼促進成分貯蔵部との間には、上記排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、排気ガス中のパティキュレートが燃焼促進成分貯蔵部に堆積してその貯蔵能力が低下することを抑制することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３において、
上記パティキュレートの燃焼を促進する成分は、ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１９】
このようなＨＣ、ＮＯｘ及び酸素から選ばれる少なくとも一種をフィルタ部材よりも上流側で貯蔵できるようにすることにより、フィルタ部材の過昇温防止とフィルタ部材の効率の良い再生とを図ることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
上記燃焼促進成分貯蔵部を加熱する加熱手段を備えていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、フィルタ部材の再生時には、燃焼促進成分貯蔵部を加熱して燃焼促進成分の放出を促すことができ、フィルタ部材の早期の昇温、再生に有利になる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
上記分岐通路よりも排気ガス下流側に存する上記フィルタ部材の温度を検出する温度検出手段と、
上記温度検出手段によって検出された上記フィルタ部材の温度が所定値以上になったときに、上記排気ガスの少なくとも一部を上記分岐通路に導入する排気ガス流制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
従って、フィルタ部材の温度が所定値以上になったときには、排気ガスの少なくとも一部が分岐通路に導入されて、該排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分が上記貯蔵部に貯蔵されるため、フィルタ部材の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００２４】
請求項７に係る発明は、請求項６において、
上記排気ガス流制御手段は、上記分岐通路よりも排気ガス下流側に存する上記フィルタ部材に捕集されたパティキュレートを燃焼させるフィルタ再生の少なくとも初期には、上記燃焼促進成分貯蔵部に貯蔵されているパティキュレート燃焼促進成分が上記フィルタ部材に供給されるように排気ガス全量を上記分岐通路に導入し、上記温度検出手段によって検出された上記フィルタ部材の温度が所定値以上になったときには、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分が上記燃焼促進成分貯蔵部に貯蔵されるように上記排気ガスの一部を上記分岐通路に導入することを特徴とする。
【００２５】
従って、フィルタ部材の温度が所定値以上になったときには、排気ガスの一部が分岐通路に導入されることにより、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分が燃焼促進成分貯蔵部に貯蔵されて、フィルタ部材の過昇温が防止される。一方、フィルタ部材を再生するときには、排気ガスの全量が分岐通路に導入されて燃焼促進成分貯蔵部を通過することにより、燃焼促進成分の濃度が高くなった排気ガスをフィルタ部材に送ることができ、パティキュレートの燃焼を促進することができる。
【００２６】
請求項８に係る発明は、排気ガス通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ部材が配置されているエンジンの排気ガス浄化方法であって、
上記フィルタ部材に捕集されたパティキュレートを燃焼させるフィルタ再生中に、該フィルタ部材の温度が所定値以上になったときは、排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分の少なくとも一部を上記フィルタ部材に供給されることがないように貯蔵し、
次に上記フィルタ部材の再生を行なう少なくとも初期には、上記貯蔵された燃焼促進成分を上記フィルタ部材に供給することを特徴とする。
【００２７】
従って、フィルタ再生中に該フィルタ部材の温度が所定値以上になったときは、該フィルタ部材に供給される排気ガスのパティキュレート燃焼促進成分の濃度が低くなるから、フィルタ部材の過昇温が抑制され、次にフィルタ部材の再生を行なうときは上記貯蔵された燃焼促進成分のフィルタ部材への供給により、フィルタ部材でのパティキュレートの燃焼を促進することができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、フィルタ部材よりも上流側において、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵できるようにしたから、フィルタ部材の過昇温を抑制することができるとともに、フィルタ部材の再生を始めるときは、先に貯蔵した上記燃焼促進成分を利用してパティキュレートの燃焼を促進することができ、燃費低減に有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１はエンジン１の排気ガス浄化装置を示す。同エンジン１の排気ガス通路２には、排気ガス中のＨＣやＣＯ、ＮＯを酸化させるための酸化触媒３と、排気ガス中のパティキュレートを捕集する第１フィルタ部材４とが、前者を排気ガス上流側に、後者を下流側に位置付けて配設されている。酸化触媒３と第１フィルタ部材４との間には分岐通路５が設けられている。すなわち、分岐通路５は、第１フィルタ部材４よりも排気ガス上流側の排気ガス通路２から分岐し下流端が該分岐部と第１フィルタ部材４との間の排気ガス通路２に接続されている。
【００３１】
分岐通路５には、排気ガス中のパティキュレートを捕集する第２フィルタ部材６と、排気ガスを冷却する水冷クーラー７と、排気ガスに含まれるパティキュレート燃焼促進成分を貯蔵する燃焼促進成分貯蔵部８とが、排気ガス上流側から順に配置されている。燃焼促進成分貯蔵部８は、排気ガス中のＨＣを吸着して貯蔵するＨＣトラップ材１１と、排気ガス中のＮＯｘを吸着して貯蔵するＮＯｘトラップ材１２と、排気ガス中の酸素を吸蔵する酸素吸蔵材１３とを備えている。酸素吸蔵材１３はＨＣトラップ材１１よりも排気ガス下流側に配置されている。上記ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素はパティキュレート燃焼促進成分である。
【００３２】
ＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２は、排気ガス温度が例えば２００℃以下の低温時にＨＣ、ＮＯｘの吸着効率が高く、排気ガス温度が上昇すると、吸着していたＨＣ、ＮＯｘを放出する。ＨＣトラップ材１１には、例えばＺＳＭ５ゼオライトやβ型ゼオライト等を採用することができ、ＮＯｘトラップ材１２には、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属でイオン交換したゼオライト、アルカリ土類金属の酸化物、炭酸塩化合物等を採用することができる。酸素吸蔵材１３には、セリア、或いはＣｅＺｒ系複酸化物のようなＣｅイオンと他の金属陽イオンとを含む複酸化物等を採用することができる。この酸素吸蔵材１３は、排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガス中の酸素を吸蔵し、当該空燃比がリッチになると吸蔵していた酸素を放出するものであり、ＨＣトラップ材１１やＮＯｘトラップ材１２がＨＣやＮＯｘを吸着し易い温度よりも排気ガス温度が高くなったときに（例えば３００℃程度の温度のときに）、酸素を効率良く吸蔵する。
【００３３】
燃焼促進成分貯蔵部８にはＨＣトラップ材１１、ＮＯｘトラップ材１２及び排気酸素吸蔵材１３各々を加熱するための加熱手段（電気ヒータ）１４が設けられている。ＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２と、酸素吸蔵材１３とは、加熱手段１４によって別個に温度が制御される。
【００３４】
排気ガス通路２における、分岐通路５の分岐部と該分岐通路５が排気ガス通路２に再び合流する合流部との間には第１弁１５が設けられ、分岐通路５のクーラー７と燃焼促進成分貯蔵部８との間には第２弁１６が設けられ、分岐通路５における燃焼促進成分貯蔵部８よりも下流側には第３弁１７が設けられている。これら弁１５〜１７によって、排気ガス通路２から分岐通路５に分岐させる排気ガス流量を調節するようになっている。なお、第２弁１６及び第３弁１７のうちの一方は省略することができる。或いは弁１５〜１７を設ける代わりに、排気ガス通路２と分岐通路５との分岐部に、分岐通路５に分岐させる排気ガス流量を調節する流量調節弁を設けてもよい。
【００３５】
排気ガス浄化装置には、エンジン１、クーラー７、加熱手段１４及び弁１５〜１７の作動を制御するマイクロコンピュータを利用したコントローラ１８が設けられている。その制御のために、第１フィルタ部材４の温度を検出する温度検出手段１９と、燃焼促進成分貯蔵部８の温度を検出する温度検出手段（図示省略）と、第１フィルタ部材４よりも上流側と下流側のエンジン背圧を検出する、換言すればこの上流側と下流側との差圧を検出する背圧検出手段２１，２２とが設けられている。すなわち、コントローラ１８は、上記検出手段の検出信号に基づいて、エンジン１、クーラー７、加熱手段１４及び弁１５〜１７の作動を制御し、第１フィルタ部材４の再生を行なう。コントローラ１８は、燃料噴射制御部と、加熱手段制御部と、クーラー制御部と、弁制御部とを備えている。
【００３６】
燃料噴射制御部は、第１フィルタ部材４よりも上流側と下流側との差圧に基づいてエンジン１の燃料噴射量を制御する。具体的には、上記差圧に基づいて第１フィルタ部材４に捕集されたパティキュレートの堆積量（以下、「ＰＭ堆積量」という。）を検出し、ＰＭ堆積量が第１所定値以上になったときに燃料噴射量をエンジン運転状態に基づく要求噴射量よりも増大させることによってフィルタ再生制御を開始し、ＰＭ堆積量が第２所定値以下になったときにフィルタ再生制御を終了する。第１所定値＞第２所定値である。また、第１フィルタ部材４の温度が所定値（該フィルタ部材の過熱となってしまう温度）以上になったときには燃料噴射量の増大量を減少させる（但し、そのときでも燃料噴射量は上記要求噴射量よりも大）。
【００３７】
加熱手段制御部は、フィルタ再生制御が開始されたとき（ＰＭ堆積量が第１所定値以上になったとき）に加熱手段１４を作動させ、第１フィルタ部材４の温度が所定値以上（該フィルタ部材の過熱を招くことになる温度）になったときに加熱手段１４の作動を停止させる。この加熱手段１４の作動は、燃焼促進成分貯蔵部８からその貯蔵した燃焼促進成分を放出させるためのものであり、燃焼促進成分貯蔵部８を例えば２５０℃以上に加熱する。この場合、当該加熱によってＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２からＨＣ及びＮＯｘが放出され、このＨＣの放出によって酸素吸蔵材１３まわりの排気ガスの空燃比がリッチになることによって、酸素吸蔵材１３からの酸素の放出も促される。
【００３８】
クーラー制御部は、第１フィルタ部材４の温度が上記所定値以上になったときに、クーラー７を作動させて分岐通路５を流れる排気ガスの温度を１５０℃〜２００℃程度に低下させる。これは、ＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２によるＨＣ、ＮＯｘの吸着を図るためであるが、かかる低温では酸素吸蔵材１３による酸素吸蔵効率が高くならないので、このときは酸素吸蔵材１３のみを加熱手段１４によって３００℃程度に加熱する。
【００３９】
弁制御部は、フィルタ再生制御が開始され（ＰＭ堆積量が第１所定値以上になったとき）、且つ燃焼促進成分貯蔵部８の温度が所定値（ＨＣ、ＮＯｘ等が放出される温度、例えば２５０℃）以上になっときに、第１弁１５を全閉、第２弁１６及び第３弁１７を全開にする。また、第１フィルタ部材４の温度が所定値以上になったときには、第１弁１５の開度を大きく（全開よりも小）する一方、第３弁１７の開度を小とする。この場合、弁１５〜１７とコントローラ１８の弁制御部とによって排気ガス流制御手段が構成されている。
【００４０】
図２はフィルタ再生制御の流れを示す。スタート時は、第１弁１５は全開、第２弁１６及び第３弁１７は全閉、クーラー７はオフ（非作動）、加熱手段１４はオフ（非作動）の状態にされる。スタート後のステップＳ１において、背圧検出手段２１，２２の検出信号に基いて第１フィルタ部材４のＰＭ堆積量が第１所定値以上になったか否かが判定される。ＰＭ堆積量が第１所定値以上になっているときはステップＳ２，Ｓ３に進み、フィルタ再生制御が実行され（エンジン１の燃料噴射量がエンジン運転状態に基づく要求噴射量よりも増量され）、加熱手段１４が作動される。
【００４１】
燃料噴射量の増量により排気ガス中のＨＣ量が増大し、酸化触媒３でのＨＣ酸化反応が活発になって第１フィルタ部材４に流入する排気ガス温度が上昇していく。また、加熱手段１４の作動により、燃焼促進成分貯蔵部８の温度が上昇していく。これにより、ＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２からＨＣ及びＮＯｘが放出される。このＨＣの放出によって酸素吸蔵材１３まわりの排気ガスの空燃比がリッチになり、そのことによって、酸素吸蔵材１３からの酸素の放出も促される。
【００４２】
続くステップＳ４で燃焼促進成分貯蔵部８の温度が所定値以上になったか否かが判定される。当該温度が所定値以上になるとステップＳ５に進み、第１弁１５が全閉、第２弁１６及び第３弁１７が全開とされる。これにより、酸化触媒３を通過した排気ガスの全量が分岐通路５を通って第１フィルタ部材４に流入することになる。そして、分岐通路５の燃焼促進成分貯蔵部８のＨＣトラップ材１１、ＮＯｘトラップ材１２及び酸素吸蔵材１３から放出されるパティキュレート燃焼促進成分ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素が第１フィルタ部材４に供給される。この燃焼促進成分の供給により、第１フィルタ部材４ではパティキュレートの燃焼が促進される。なお、このときに放出される燃焼促進成分は以前のフィルタ再生時に燃焼促進成分貯蔵部８に貯蔵されていたものである。また、排気ガスが第２フィルタ部材６を通過することにより、燃焼促進成分貯蔵部８へのパティキュレートの堆積が避けられる。
【００４３】
続くステップＳ６で第１フィルタ部材４の温度が所定値（過熱を招くことになる温度）以上になったか否かが判定される。当該温度が所定値以上になるとステップＳ７に進み、加熱手段１４はオフ（ＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２の加熱停止。但し、酸素吸蔵材１３は３００℃程度に加熱）、燃料噴射量は低減（但し、要求噴射量よりも大）、第１弁１５は開度大（全開よりも小さな開度）、第３弁１７は開度小とされ、クーラー７にエンジン冷却水が循環されて分岐通路５を通る排気ガスが冷却される。
【００４４】
第１弁１５の開動及び第３弁１７の開度減少により、分岐通路５を通過する排気ガス流量が少なくなり、分岐通路５を通らずに第１フィルタ部材４に流入する排気ガス量が多くなる。
【００４５】
加熱手段１４のオフ及びクーラー７による分岐通路５での排気ガスの冷却により、燃焼促進成分貯蔵部８のＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２の温度が下がり、ＨＣ及びＮＯｘの放出が停止する。ＨＣ放出の停止に伴って、酸素吸蔵材１３まわりの空燃比がリーンになって、該酸素吸蔵材１３からの酸素の放出が停止する。すなわち、燃焼促進成分の第１フィルタ部材４への供給が停止する。燃料噴射量の低減により、酸化触媒３での酸化反応が抑制され、第１フィルタ部材４に流入する排気ガス温度が下がる。
【００４６】
また、排気ガスの一部が冷却されて分岐通路５の燃焼促進成分貯蔵部８のＨＣトラップ材１１及びＮＯｘトラップ材１２を通ることにより、その排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分であるＨＣ及びＮＯｘがそれらトラップ材１１，１２に貯蔵される。一方、排気ガスは冷却されるものの、酸素吸蔵材１３は加熱手段１４によって３００℃程度に加熱されているから、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分である酸素が当該酸素吸蔵材１３に吸蔵される。従って、第１フィルタ部材４に流入するパティキュレート燃焼促進成分量が少なくなる。
【００４７】
このようにパティキュレート燃焼促進成分流入量の減少及び排気ガス温度の低下により、第１フィルタ部材４でのパティキュレートの燃焼が抑制され、該第１フィルタ部材４が過熱状態になることが防止される。燃焼促進成分貯蔵部８に貯蔵されたパティキュレート燃焼促進成分ＨＣ、ＮＯｘ及び酸素は次回のフィルタ再生時に第１フィルタ部材４の過熱抑制に使用される。
【００４８】
続くステップＳ８で第１フィルタ部材４の温度が上記所定値未満になったか否かが判定される。当該温度が所定値未満になるとステップＳ９に進み、第１弁１５は全開、第２弁１６及び第３弁１７は全閉とされ、クーラー７による排気ガスの冷却は停止される。これにより、排気ガスの全量は分岐通路５を通らずに直接第１フィルタ部材４に流入することになる。従って、排気ガス中のパティキュレート燃焼促進成分はそのまま第１フィルタ部材４のパティキュレート燃焼に用いられ、その燃焼が促進される。
【００４９】
続くステップＳ１０で第１フィルタ部材４のＰＭ堆積量が第２所定値以下になった否かが判定され、第２所定値以下になっているときは、フィルタ再生制御を終了する。すなわち、燃料噴射量の増大制御が終了する。
【００５０】
ステップＳ６において第１フィルタ部材４の温度が所定値未満であると判定されたとき、並びにステップＳ８において第１フィルタ部材４の温度が所定値以上であると判定されたときは、いずれもステップＳ１０に進み、第１フィルタ部材４のＰＭ堆積量が第２所定値以下にならない限り、フィルタ再生制御が継続される。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、第１フィルタ部材４の再生中に該第１フィルタ部材４の温度が過度に高くなったときは、燃料噴射量が少なくなるとともに、排気ガスの一部が分岐通路５に流れてパティキュレート燃焼促進成分が燃焼促進成分貯蔵部８に貯蔵されるから、それだけ第１フィルタ部材４に流入する当該燃焼促進成分が少なくなる。よって、第１フィルタ部材４でのパティキュレートの燃焼が抑制され、その過熱が避けられる。そうして、次に第１フィルタ部材４の再生が実行されるときは、先に貯蔵したパティキュレート燃焼促進成分が第１フィルタ部材４に供給されることにより、パティキュレートの燃焼が促進されるため、フィルタ部材の効率良い再生を図ることができる。これにより、第１フィルタ部材の早期再生が図れ、該再生のために必要となる燃料の量が少なくなる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、フィルタ再生を開始したときは第１フィルタ部材４の温度が所定値以上になるまで、燃焼促進成分貯蔵部８のパティキュレート燃焼促進成分を第１フィルタ部材４に供給するようにしたが、フィルタ再生開始から一定時間だけ燃焼促進成分貯蔵部８のパティキュレート燃焼促進成分を第１フィルタ部材４に供給するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態では、背圧検出手段２１，２２で検出された差圧に基いてパティキュレートの堆積量を検出しフィルタ再生制御を開始するようにしたが、コントローラ１８に車両の走行距離及びエンジン負荷のデータを記憶させるとともに、これに基いてパティキュレート堆積量を検出し、そのパティキュレート堆積量が所定量以上になったときにフィルタ再生制御を開始するようにしてもよい。
【００５４】
また、本発明はディーゼルエンジンに限らず、リーンバーンガソリンエンジンなど、パティキュレートを含む排気ガスを排出するエンジンの排気ガス浄化に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るエンジンの排気ガス浄化装置の構成図である。
【図２】同装置の制御フロー図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    エンジン
２    排気ガス通路
３    酸化触媒
４    第１フィルタ部材
５    分岐通路
７    クーラー
８    燃焼促進成分貯蔵部
１１    ＨＣトラップ材
１２    ＮＯｘトラップ材
１３    酸素吸蔵材
１４    加熱手段
１５〜１７  弁
１８    コントローラ
１９    温度検出手段
２１，２２    背圧検出手段
【図１】
2008115728.tif 000003
【図２】
2008115728.tif 000004