(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージ付内燃機関（２）と、吸気経路（１１）と、排気経路（１５）と、前記排気経路（１５）に配置されるタービン（３２）を有するターボチャージャ（３）と、前記吸気経路（１１）に配置されるコンプレッサ（３１）と、前記タービン（３２）から流れ出る排気ガスの一部（Ｆ２）を前記吸気経路（１１）に向けて再循環させるための排気ガス再循環装置（５）とを備える内燃機関システム（１）であって、前記排気ガス再循環装置（５）は、
前記排気ガスの部分（Ｆ２）を排気ガスの再循環流路（５２）に収集するように、前記タービン（３２）の下流で前記排気経路（１５）に接続される排気ガス再循環装置入口（５０）と、
前記排気ガスの部分（Ｆ２）を前記吸気経路（１１）及び前記コンプレッサ（３１）に向かわせるように、前記コンプレッサ（３１）の上流で前記吸気経路（１１）に接続される排気ガス再循環装置出口（５４）と、
前記排気ガス中の微粒子物質の量を低減するための微粒子フィルター装置（７）と
を備え、前記内燃機関システム（１）は、
少なくとも前記排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ）の量を低減するためのコンバーターユニット（６）をさらに備え、前記コンバーターユニット（６）は、前記タービン（３２）の下流で、前記排気経路（１５）に流体流動的に配置されており、
前記微粒子フィルター装置（７）は、前記コンバーターユニット（６）の下流で、前記排気経路（１５）に流体流動的に配置される第１微粒子フィルター要素（７１）を備え、第１微粒子フィルター要素（７１）は、第１流路を画定するものであり、
前記微粒子フィルター装置（７）は、前記排気ガス再循環装置入口（５０）の下流、かつ前記排気ガス再循環装置出口（５４）の上流で、前記排気ガス再循環装置（５）に流体流動的に配置される第２微粒子フィルター要素（７２）を備え、第２微粒子フィルター要素（７２）は、第２流路を画定するとともに前記再循環流路（５２）において流体流動的に配置されており、
前記第１微粒子フィルター要素（７１）と前記第２微粒子フィルター要素（７２）は、熱的に接続されており、また前記第１流路と前記第２流路は分離しており、更に前記再循環流路（５２）は、前記コンバーターユニット（６）を回避して設けられていることを特徴としている内燃機関システム（１）。
【請求項２】
前記排気ガス再循環装置（５）に流れ込む再循環流（Ｆ２）を制御するための再循環弁（８）をさらに備える、請求項１に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項３】
前記第１微粒子フィルター要素（７１）と前記第２微粒子フィルター要素（７２）が隣接する、請求項１または２に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項４】
前記第１微粒子フィルター要素（７１）と前記第２微粒子フィルター要素（７２）同士の熱伝達を可能にするように、前記第１微粒子フィルター要素（７１）と前記第２微粒子フィルター要素（７２）の間に、気密間仕切（７３）が配置される、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関システム（１）。
【請求項５】
前記第１微粒子フィルター要素及び前記第２微粒子フィルター要素（７１、７２）の一方（７１）が、前記第１微粒子フィルター要素及び前記第２微粒子フィルター要素の他方（７２）を被覆する、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関システム（１）。
【請求項６】
前記第１微粒子フィルター要素（７１）が、前記第２微粒子フィルター要素（７２）の少なくとも一部を側面から被覆する、請求項５に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項７】
前記第１微粒子フィルター要素及び前記第２微粒子フィルター要素（７１、７２）が同軸に配置される、請求項６に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項８】
前記気密間仕切（７３）は、ほぼ円筒形をしており、前記微粒子フィルター装置（７）は円筒形外層（７４）を含み、前記第１微粒子フィルター要素（７１）は、前記気密間仕切（７３）と前記円筒形外層（７４）との間に延在し、また、前記第２微粒子フィルター要素（７２）は、前記気密間仕切（７３）内に延在する、請求項７に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項９】
前記第１微粒子フィルター要素（７１）は、前記第２微粒子フィルター要素（７２）を完全に側面から被覆する、請求項６、７又は８に記載の内燃機関システム（１）。
【請求項１０】
前記気密間仕切（７３）は、熱伝導率が２５Ｗ．ｍ−１．Ｋ−１より高い材料から作製される、請求項４または請求項５〜９のいずれかに記載の内燃機関システム（１）。
【請求項１１】
前記第１微粒子フィルター要素（７１）の再生を促進するために、少なくとも１つの加熱装置（７５）が、前記第１微粒子フィルター要素（７１）の近傍又は前記要素内のいずれかに配置される、請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環装置を備える内燃機関システム、及びこのような内燃機関システムの微粒子フィルター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は有害物質を生成し、これは排気ガスによって運搬され、大気中に放出される。このような有害物質は、一般に、ＮＯＸとして知られるいくつかの窒素酸化物、例えば一酸化窒素、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、そして特にディーゼル機関内では、様々な微粒子物質を含む。内燃機関により生成される窒素酸化物の量を低減するために、排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置を使用することが知られている。
【０００３】
ターボチャージャ付内燃機関の場合には、ＥＧＲ装置は、内燃機関システムのターボチャージャに関して様々な方法で配置することができる。いわゆるロングルートＥＧＲ装置（また、低圧ループＥＧＲ装置とも呼ばれる）、例えば特許文献１に記載されているものでは、ＥＧＲ装置入口を、ターボチャージャのタービン出口の下流に接続し、また、該装置の再循環出口をターボチャージャのコンプレッサ入口の上流に接続することにより、コンプレッサに向けたタービン排気ガスの一部の再循環を可能にする。通常、分流器をＥＲＧ装置入口に配置することによって、排気出口から排気ガスの一部を分流し、この部分を再循環出口に向けて案内すると共に、残りの部分は排気出口に直進して、大気中へと放出されるようにする。
【０００４】
多くのディーゼル機関システムと同様に、特許文献１のシステムもまた、微粒子物質、例えばすす及びその他の有機残留物の量を低減することを目的とした微粒子フィルター装置、例えばディーゼル微粒子フィルター（ＤＰＦ）を備える。この場合、ＤＰＦは、再循環される排気ガス、並びに大気へと流れる排気ガスの両方について粒子を除去するように設置されている。
【０００５】
このほかに、ディーゼル機関は、一般に、排気ガス中の環境に有害なガス、例えば一酸化窒素（ＮＯ）の量を低減すること目的とするコンバーターユニットを備える。このようなコンバーターユニットは、窒素酸化物（ＮＯＸ）トラップ及び／又は触媒、例えば選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムを備える。コンバーターユニットは、指定された範囲の温度で作動するとき、より効率的であることが知られている。従って、ロングルートＥＧＲ装置では、コンバーターユニットを微粒子フィルター装置の上流に配置するのが好ましいであろう。さらに、コンバーターユニットがＳＣＲシステムから構成される場合には、特に、一酸化窒素（ＮＯ）を中性窒素（Ｎ２）に還元するために、液体尿素をＳＣＲシステムの上流で噴射する。特許文献１では、再循環出口に流れ込む排気ガスの部分又は割合を増大する目的で、可動フラップをＥＧＲ装置入口の下流に設けて、該入口での圧力を高める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開２００７／１４０１４８号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、ターボチャージ付内燃機関と、吸気経路と、排気経路と、排気経路中に配置されるタービンを有するターボチャージャと、吸気経路に配置されるコンプレッサと、タービンから流れ出る排気ガスの一部を吸気経路に向けて再循環させるための排気ガス再循環装置とを備える内燃機関システムであって、排気ガス再循環装置は、
−排気ガスの部分を収集するように、タービンの下流で排気経路に接続される排気ガス再循環装置入口と、
−排気ガスの部分を吸気経路及びコンプレッサに向かわせるように、コンプレッサの上流で吸気経路に接続される排気ガス再循環装置出口と、
−排気ガス中の微粒子物質の量を低減するための微粒子フィルター装置と
を備える、内燃機関システムを提供することである。
【０００８】
内燃機関システムは、少なくとも排気ガス中の窒素酸化物の量を低減するためのコンバーターユニットをさらに備え、コンバーターユニットは、タービンの下流で、排気経路に流体流動的に配置される。
【０００９】
微粒子フィルター装置は、コンバーターユニットの下流で、排気経路に流体流動的に配置される第１微粒子フィルター要素を備え、第１微粒子フィルター要素は、第１流路を画定する。
【００１０】
微粒子フィルター装置は、排気ガス再循環装置入口の下流、かつ排気ガス再循環装置出口の上流で、排気ガス再循環装置に流体流動的に配置される第２微粒子フィルター要素を備え、第２微粒子フィルター要素は、第２流路を画定する。
【００１１】
第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素は、熱的に接続されており、第１流路と第２流路は分離している。
【００１２】
本発明の他の有利な、しかし選択的特徴によれば、以下の事項が個別に、又はあらゆる技術的に可能な組合せで考えられる：
−内燃機関システムは、排気ガス再循環装置に流れ込む再循環流を制御するための再循環弁をさらに備える；
−第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素は隣接する；
−第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素同士の熱伝達を可能にするように、第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素の間に、気密間仕切を配置する；
−第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素の一方が、第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素の他方を被覆する；
−第１微粒子フィルター要素は、第２微粒子フィルター要素の少なくとも一部を側面から被覆する；
−第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素は、同軸に配置される；
−気密間仕切は、ほぼ円筒形をしており、微粒子フィルター装置は円筒形外層を備え、第１微粒子フィルター要素は、気密間仕切と円筒形外層との間に延在し、第２微粒子フィルター要素は、気密間仕切の内側に延在する；
−第１微粒子フィルター要素は、第２微粒子フィルター要素を完全に側面から被覆する；
−気密間仕切は、熱伝導率が２５Ｗ．ｍ−１．Ｋ−１より高い材料から作製される；
−第１微粒子フィルター要素の再生を促進するために、少なくとも１つの加熱装置が、第１微粒子フィルター要素の近傍又は該要素内のいずれかに配置される；
−加熱装置は、コンバーターユニットの下流で排気経路に、燃料を噴射するための燃料噴射管を備える；
−コンバーターユニットに脱酸剤を供給するための供給管が配置され、供給管は、コンバーターユニットの上流で、排気経路に接続される；
−内燃機関システムは、第１微粒子フィルター要素の上流で排気経路に配置される酸化触媒をさらに含む。
【００１３】
本発明の別の目的は、内燃機関システムに取り付け可能であるように構成された微粒子フィルター装置を提供することである。この目的は、第１流路を画定する第１微粒子フィルター要素と、第２流路を画定する第２微粒子フィルター要素とを備えることを特徴とする、内燃機関システム用の微粒子フィルター装置により達成され、第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素は、熱的に接続され、第１流路及び第２流路は分離している。
【００１４】
本発明及びその利点は、以下の説明に基づいて十分に理解されるであろう。この説明は、添付の図面に関し、本発明の範囲を制限することなく、一実例として提供されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＥＧＲ装置を備え、本発明の微粒子フィルター装置を含む、本発明の内燃機関システムの全体的概略図である。
【図２】微粒子フィルター装置の、図１の直線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、内燃機関システム１を示し、該システムは、ディーゼルタイプの内燃機関２を備える。内燃機関２は、内燃機関２に吸気ガスを供給することを目的とする、吸気マニホールド２１を備える吸気経路１１に接続される。さらに、内燃機関２は、排気マニホールド２２を備える排気経路１５と接続し、排気マニホールド２２は、内燃機関２からの排気ガスを収集するためのものである。「接続する」及び「接続」という用語は、本明細書において、気体又は液体にかかわらず、流体が２つ以上の地点若しくは部品の間を流動又は循環できるようにする連結として解釈すべきであり、このような連結は、直接であってもよいし、ダクト、パイプなどから構成されるものであってもよい。
【００１７】
内燃機関システム１は、ターボチャージャ３を備えており、これは、駆動軸３３で互いに連結されたコンプレッサ３１とタービン３２とを含む。タービン３２の入口３２１は、排気マニホールド２２に接続される。タービン３２は、排気経路１５に配置されるのに対し、コンプレッサ３１は吸気経路１１に配置される。内燃機関システム１は、給気冷却器４をさらに備えてもよく、これは、コンプレッサ３１の出口３１２の下流、かつ吸気マニホールド２１の上流で、吸気経路１１に配置される。給気冷却器４は、吸気ガスが内燃機関２に入る前に、吸気ガスを冷却するように構成される。従って、吸気ガスは、コンプレッサ出口３１２からコンプレッサ３１を出て、給気冷却器４を通って吸気マニホールド２１に入る。
【００１８】
内燃機関システム１はまた、排気ガス再循環装置５も備える。ＥＧＲ装置５は、タービン３２の出口３２２の下流に接続される装置入口５０を備える。図１では、ＥＧＲ装置入口５０は、タービン出口３２２に接続されている。「下流」及び「上流」という用語は、排気ガス又は吸気ガスの流れの主な方向に関連するものである。
【００１９】
ＥＧＲ装置５は再循環流路５２を備え、該流路は、分流器により放出排気流路５１から分離されるが、この分流器は再循環弁８からなり、再循環弁は、排気ガスのタービン排気流Ｆ０を２つの個別の排気ガス部分、すなわち、排気ガスの放出排気流Ｆ１と排気ガスの再循環流Ｆ２に分流するように、ＥＧＲ装置入口５０に配置される。再循環流Ｆ２は、排気経路１５中に流れ込むタービン排気ガスＦ０の一部である。再循環流Ｆ２は、タービン３２の下流に位置するＥＧＲ装置入口５０によって収集される。放出排気流路５１に流れ込む排気ガスのタービン排気流Ｆ０の部分が、放出排気流Ｆ１を形成するのに対し、再循環流路５２に流れ込むタービン排気流Ｆ０の部分は、再循環流Ｆ２を形成する。
【００２０】
放出排気流路５１は、放出出口５３を通り大気に到達して終わるが、再循環流路５２は、再循環出口５４を介して吸気経路１１に到達して終わる。従って、放出排気流路５１は、再循環弁８の下流で、かつ放出出口５３の上流に延びるのに対し、再循環流路５２は、再循環弁８の下流で、かつ再循環出口５４の上流に延びる。再循環出口５４は、コンプレッサ３１の上流で、吸気経路１１に接続されて、再循環流Ｆ２を吸気経路１１及びコンプレッサ３１に向かわせる。
【００２１】
放出排気流路５１は、以下に述べるように、装置排気流Ｆ１を浄化後、これを大気中に放出することを目的とする。放出排気流Ｆ１の流量をさらに調節するために、制御可能な可動フラップ１０を分流器の下流に配置してもよい。これに対し、再循環流路５２は、再循環出口５４に向けて再循環流Ｆ２を駆動する。
【００２２】
ＥＧＲ混合器１２は、再循環出口５４及び外気取入れ口１３に接続される。ＥＧＲ混合器１２は、再循環流Ｆ２を外気流ＦＡと混合する。得られた混合物は、吸気流Ｆ１を形成し、これは、吸気経路１１において、吸気流路１４を通ってコンプレッサ３１の入口３１１に向かって流れる。従って、ターボチャージャ３は、そのタービン出口３２２がＥＧＲ装置入口５０と接続し、且つそのコンプレッサ入口３１１がＥＧＲミキサ１２と接続するように配置される。
【００２３】
分流器は、三方弁８、好ましくは三方比例弁であってよく、再循環弁若しくはＥＧＲ弁と呼ばれることが多い。再循環弁８は、タービン排気流Ｆ０に対する放出排気流Ｆ１の比Ｆ１／Ｆ０、及びタービン排気流Ｆ０に対する再循環流Ｆ２の比Ｆ２／Ｆ０を制御する。言い換えれば、再循環弁８は、放出排気流路５１に流れ込む排気ガスの部分、及び再循環流路５２に流れ込む排気ガスの部分を制御する。例えば、再循環弁８は、排気ガスの５０％を放出排気流路５１に、残る５０％を再循環流路５２に分流させる、又はそれぞれ８０％及び２０％を分流させる、などすることができる。
【００２４】
コンバーターユニット６は、排気経路１５において、タービン３２の下流で放出排気流路５１上に、流体流動的に配置される。コンバーターユニット６は、放出排気流Ｆ１中の少なくとも窒素酸化物（ＮＯＸ）の量を低減するように構成される。コンバーターユニット６は、還元触媒６２と結合した酸化触媒６１を含んでもよい。酸化触媒６１は、第１微粒子フィルター要素７１の上流で、排気経路１５に配置される。このような酸化触媒６１はまた、排気ガスのさらなる浄化を助けるために、再循環弁８の上流にも配置してよい。「接続する」や「接続」といった用語と同様に、「流体流動的に」という用語は、流体が２つ以上の地点若しくは部品の間を流動できるようにする連結を意味する。
【００２５】
ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）のような上記の酸化触媒は、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に、一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に、そして残った炭化水素（ＨＣ）を低有害性物質に変換することができる。選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムのような還元触媒は、一酸化窒素（ＮＯ）を中性窒素（Ｎ２）に還元することができる。コンバーターユニットはまた、ＮＯＸ吸蔵還元（ＬＮＴ）触媒、三元触媒、又は窒素酸化物（ＮＯＸ）を処理することができる任意のその他公知のエンジンの後処理システム（ＥＡＴＳ）から構成されるものであってもよい。
【００２６】
内燃機関システム１はまた、排気ガス中の微粒子物質、例えばすす又はその他の有機残留物の量を低減するために、微粒子フィルター装置７も備える。微粒子フィルター装置７は、ディーゼル機関システム向けに、より詳細に構成されたディーゼル微粒子フィルター装置を備えてもよい。
【００２７】
図２に示すように、微粒子フィルター装置７は、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２を備える。第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２は隣接する。言い換えれば、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２は、互いに隣接して、又は近傍に配置され、中間部品を含む、若しくは含まない。
【００２８】
気密間仕切７３は、第１微粒子フィルター要素７１と第２微粒子フィルター要素７２との間に配置される。気密間仕切７３は、第１微粒子フィルター要素７１と第２微粒子フィルター要素７２との間に気体が流れるのを阻止することから、「気密」と呼ばれる。従って、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２は、気密間仕切７３によって、流体流動的に分離した第１流路及び第２流路をそれぞれ画定する。上記の第１流路及び第２流路は、再循環流路５２及び放出排気流路５１の部分をそれぞれ形成する。第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２は、それぞれ放出排気流路５１及び再循環流路５２と流体接続するように構成される。
【００２９】
実際に、第１微粒子フィルター要素７１が放出排気流路５１において流体流動的に配置されるのに対し、第２微粒子フィルター要素７２は再循環流路５２において流体流動的に配置される。第１微粒子フィルター要素７１は、ＥＧＲ装置入口５０の下流、かつ再循環出口５４の上流で、ＥＧＲ装置５に流体流動的に配置される。放出排気流Ｆ１は、第１微粒子フィルター要素７１に流れ込むのに対し、再循環流Ｆ２は第２微粒子フィルター要素７２に流れ込む。第１微粒子フィルター要素７１は、コンバーターユニット６の下流に流体流動的に配置される。コンバーターユニット６と同様に、第１微粒子フィルター要素７１及び／又は第２微粒子フィルター要素７２は、酸化触媒を含んでもよい。
【００３０】
排気ガスの再循環部分を冷却するために、第２微粒子フィルター要素７２の下流、かつ再循環出口５４の上流で、ＥＧＲ冷却器９を再循環流路５２上に配置してもよい。
【００３１】
気密間仕切７３は、軸方向に沿ったほぼ円筒形の形状である。微粒子フィルター装置７は、気密間仕切７３と同軸に配置される円筒形外層７４を含む。本明細書において円筒形という用語は、断面がほぼ円形の円筒を意味するが、その他の種類の円筒も微粒子フィルター装置を形成するのに適している場合もあり、例として、楕円筒がある。さらに、気密間仕切は、角柱の形状をしていてもよい。第１微粒子フィルター要素７１は、ユニット７の気密間仕切７３と円筒形外層７４との間に延在するのに対し、第２微粒子フィルター要素７２は、気密間仕切７３内に、従って第１微粒子フィルター要素７１内に、完全に側面から埋め込まれ、若しくは被覆されている。
【００３２】
主排気流Ｆ１は、第１微粒子フィルター要素７１を通って軸方向に流れる。これに対し、再循環流Ｆ２は、気密間仕切７３による分離によって、主排気流Ｆ１と混ざり合うことなく、第２微粒子フィルター要素７２を通って軸方向に流れる。
【００３３】
放出排気流路５１においては、コンバーターユニット６と第１微粒子フィルター要素７１の両方で圧力低下が起こるが、再循環流路５２では、ＥＧＲ冷却器９が通常、より弱い圧力低下を誘導することから、第２微粒子フィルター要素７２のみで有意な圧力低下が起こる。
【００３４】
言い換えれば、再循環流路５２は、コンバーターユニット６を回避することから、圧力低下が制限される。反対に、コンバーターユニット６は、放出排気流路５１の上流地点、すなわち、再循環弁８での圧力上昇を助ける。これによって、従来技術のロングルートＥＧＲ装置の可動フラップと比較して、可動フラップ１０がより大きく開放する（時には完全に開放する）ことができるという利点がもたらされる。コンバーターユニット６による圧力低下は、実際に、可動フラップ１０による排気ガス流量の低減を必要とすることなく、再循環流路５２とＥＧＲミキサ１２との接続による圧力低下を補償するものである。最終的に、これによってタービン出口３２２での圧力が低くなる。このように圧力が低下することにより、タービン３２の効率、従って内燃機関システム１の燃料消費が改善される。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２は、熱的に接続される。実際に、第１微粒子フィルター要素７１は気密間仕切７３を完全にオーバーラップするのに対し、気密間仕切７３は第２微粒子フィルター要素７２を完全にオーバーラップする。本明細書において「オーバーラップ」とは、１つの要素が少なくとも部分的に別の要素を覆うことを意味する。従って、気密間仕切７３は、第１微粒子フィルター要素７１と第２微粒子フィルター要素７２との間の熱伝達を可能にする。
【００３６】
本明細書において、「熱的に接続される」とは、熱が第１微粒子フィルター要素７１から第２微粒子フィルター要素７２に伝達されることを意味する。このような熱伝達は、対流又は放射ではなく、伝導によって起こるものである。
【００３７】
気密間仕切７３の熱伝導率は、２５Ｗ．ｍ−１．Ｋ−１より高いのが好ましい。このために、気密間仕切７３は、金属又は金属化合物からなる。やはり上記の目的のために、気密間仕切７３の厚さｔ７３は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある。第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２とのオーバーラップ構成と組み合わせた気密間仕切７３の上記のような特徴により、第１微粒子フィルター要素７１と第２微粒子フィルター要素７２との間の高温熱伝達が可能になる。
【００３８】
熱伝達は、第１微粒子フィルター要素７１と第２微粒子フィルター要素７２との間接接触から起こる。すなわち、熱は気密間仕切７３を介した伝導により伝達される。
【００３９】
あるいは、熱伝導及び／又は強制熱対流を達成するために、その他の熱伝達手段、固体もしくは流体、液体もしくは気体のいずれを用いてもよい。さらに、熱伝達は、このような熱伝達手段の組合せにより達成することもできる。
【００４０】
さらに、熱伝達は、第１微粒子フィルター要素と第２微粒子フィルター要素同士の直接接触からも起こりうる。これを目的として、示していない実施形態によれば、第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素は、隣接するだけではなく、互いに接触して、すなわち、気密間仕切７３のような中間部品を用いずに配置することができる。第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素は、部分的又は全体的に、例えば隣り合わせでオーバーラップすることができる。
【００４１】
このほかにも、第１微粒子フィルター要素７１中に蓄積した微粒子物質の酸化を促進するために、放出排気流路５１中で、第１微粒子フィルター要素７１の近傍又は該要素内のいずれかに加熱装置を配置してもよい。従来技術から知られているように、この酸化過程により、第１微粒子フィルター要素７１のいわゆる「再生」が起こる。気密間仕切７３は、第１微粒子フィルター要素７１から第２微粒子フィルター要素７２に熱を伝達するため、このような再生過程中に第２微粒子フィルター要素７２の再生も起こり、第２微粒子フィルターのための専用加熱装置を備える必要はない。
【００４２】
従って、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２、すなわち、微粒子フィルター装置７全体の再生を達成するのに１つの共通の加熱装置しか必要としない。このような加熱装置は、第１微粒子フィルター要素７１のすぐ上流に位置し、且つ排気経路１５において、コンバーターユニット６の下流及び／又は第１微粒子フィルター要素７１中に燃料を噴射するように配置される燃料噴射管７５を備えることができる。この噴射燃料１０は、第１微粒子フィルター要素７１中で燃焼し、第２微粒子フィルター要素７２を加熱する。あるいは、このような加熱装置は、第１微粒子フィルター要素中に埋め込まれた電気抵抗器、又は第１微粒子フィルター要素７１のすぐ上流に位置する燃焼器からなるものでもよい。加熱装置は、第１微粒子フィルター要素７１及び第２微粒子フィルター要素７２の再生を促進することを目的とする。
【００４３】
微粒子フィルター装置７の再生過程は、常用の方法で開始及び制御することが可能である。この目的のために、内燃機関システム１は、再生過程を開始し、その持続時間及びその頻度を制御するためのセンサー、例えば圧力センサーを備えてもよい。
【００４４】
あるいは、微粒子フィルター装置７の再生は、受動的であってもよい。すなわち、燃焼器又は燃料噴射管を必要としない。
【００４５】
脱酸剤をコンバーターユニット６に供給するために、１つ以上の供給管６５をコンバーターユニット６のすぐ上流に配置する。供給管６５は、コンバーターユニット６の上流で、排気経路１５に接続する。例えば、コンバーターユニット６が、選択的触媒還元（ＳＣＲ）システムからなる場合には、供給管６５は、液体状の尿素をもたらす。脱酸剤が再循環ガスによって運搬されないように、供給管はＥＧＲ装置入口の下流に配置するのが有利である。
【００４６】
本発明の範囲内で、その他の実施形態も考慮することができる。例えば、分流器は、再循環弁８のような三方弁ではなく、単純な三方Ｔ型から構成されるものでもよい。そのような場合、ＥＧＲ流は、フラップ１０により制御することができる。あるいは、ＥＧＲ流は、例えば、ＥＧＲ冷却器の下流で、ＥＧＲ装置に配置される比例弁によって制御することもできる。
【００４７】
示していない実施形態によれば、第１微粒子フィルター要素を加熱するために、加熱装置は、第２微粒子フィルター要素の近傍又は該要素内のいずれかに配置してもよい。
【００４８】
上記以外にも、微粒子フィルター装置、従って第１微粒子フィルター要素及び第２微粒子フィルター要素は、別の好適な形態であってもよい。さらには、微粒子フィルター装置は、２つ以上の微粒子フィルター要素を備えてもよい。
【００４９】
本発明に従う内燃機関システムを使用することにより、コンバーターユニットが高温で作動することができるため、コンバーターユニットの効率が高くなる。さらには、このような内燃機関システムを使用すれば、内燃機関はタービン圧力を比較的低く維持するため、その燃料消費が低減する。
【図１】
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【図２】
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