(57)【要約】【課題】ＰＭ捕集フィルタの強制再生に伴う燃費の悪化を抑制することができる排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン２の排ガスが流れる排気通路３に介設された格納容器４内に、上流側から順に配置されたＤＯＣ６及びＰＭ捕集フィルタ５を備えた排ガス浄化装置１Ａにおいて、ＤＯＣ６の外径を小さくすることで、ＤＯＣ６と格納容器４との間に排ガスＧのバイパス経路８を形成するとともに、ＰＭ捕集フィルタ５の直前に、バイパス経路８を通過した排ガスＧａとＤＯＣ６を通過した排ガスＧｂとを混合する混合手段９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排ガスが流れる排気通路に介設された格納容器内に、上流側から順に配置された酸化触媒及びＰＭ捕集フィルタを備えた排ガス浄化装置において、
前記酸化触媒の外径を小さくすることで、該酸化触媒と前記格納容器との間に前記排ガスのバイパス経路を形成するとともに、
前記ＰＭ捕集フィルタの直前に、該酸化触媒を通過した排ガスと前記バイパス経路を通過した排ガスとを混合する混合手段を設けたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記格納容器に前記バイパス経路に燃料を供給する燃料供給手段を設けるとともに、前記燃料供給手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記バイパス経路を通過する排ガスに含まれる有機溶媒可溶成分が予め設定されたしきい値以下である場合には、前記燃料供給手段により該バイパス経路に燃料を供給する制御を行う請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排ガス浄化装置に関し、更に詳しくは、ＰＭ捕集フィルタの強制再生に伴う燃費の悪化を抑制することができる排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のディーゼルエンジンは、燃費の改良が進み、排ガスの温度が非常に低くなる傾向にある。この傾向は、運転域の負荷が相対的に低くなる乗用車用ディーゼルエンジンにおいて、より顕著に見られる。
【０００３】
その結果、触媒担持型の粒子状物質（ＰＭ）の捕集フィルタ（ＰＭ捕集フィルタ）を備えた排ガス浄化装置（例えば、特許文献１を参照）を装着した車両においては、ＰＭ捕集フィルタの前段に配置された強制再生用の酸化触媒（ＤＯＣ）により、ＰＭ中に含まれる有機溶媒可溶成分（ＳＯＦ成分）が酸化・除去されてしまうため、ＰＭ捕集フィルタに蓄積するＰＭは、着火温度が比較的高い煤成分や硫黄成分（ＳＯＯＴ成分）等の固形物質が主成分となっている。
【０００４】
一般に触媒は、固形物質を酸化燃焼させることは非常に不得手であるので、酸化活性が非常に高いＳＯＦ成分や炭化水素（ＨＣ）等のガス状物質の存在量が少なくなっているＰＭが蓄積するとＰＭ捕集フィルタの再生温度は高くなる。そのため、ＰＭ捕集フィルタへのＰＭの蓄積が助長されて、強制再生の頻度や再生温度、再生時間が増加するので、強制再生に必要な燃料量が増加して燃費の悪化を招くという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０７０５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＰＭ捕集フィルタの強制再生に伴う燃費の悪化を抑制することができる排ガス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】
上記の目的を達成する本発明の排ガス浄化装置は、ディーゼルエンジンの排ガスが流れる排気通路に介設された格納容器内に、上流側から順に配置された酸化触媒及びＰＭ捕集フィルタを備えた排ガス浄化装置において、前記酸化触媒の外径を小さくすることで、該酸化触媒と前記格納容器との間に前記排ガスのバイパス経路を形成するとともに、前記ＰＭ捕集フィルタの直前に、該酸化触媒を通過した排ガスと前記バイパス経路を通過した排ガスとを混合する混合手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の排ガス浄化装置によれば、ＰＭ捕集フィルタに流入する排ガスの一部が前段のＤＯＣを通過しないように構成したので、ＰＭ捕集フィルタに蓄積するＰＭに含まれるＳＯＦ成分が増加して、ＰＭ捕集フィルタの再生温度が低下するので、強制再生に必要な燃料が少なくなり、強制再生に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態からなる排ガス浄化装置の構成図である。
【図２】図１に示すＸ−Ｘ矢視の断面図である。
【図３】排ガスの混合手段の例を示す斜視図である。
【図４】排ガスの混合手段の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態からなる別の排ガス浄化装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなる排ガス浄化装置を示す。
【００１１】
この排ガス浄化装置１Ａは、車両に搭載されたディーゼルエンジン２の排ガスＧが流れる排気通路３に介設された中空円筒状の格納容器４内に設置された円筒形の触媒付きＰＭ捕集フィルタ５（以下、単に「ＰＭ捕集フィルタ」という。）と、その前段に配置された円筒形のＤＯＣ６とを備えている。また、格納容器４の上流側の排気通路３には、排気通路３内に燃料を供給するインジェクタ７が挿入されている。なお、インジェクタ７を設置する代わりに、ディーゼルエンジン２の気筒内への燃料噴射におけるポスト噴射により燃料の供給を行うようにしても良い。
【００１２】
ＰＭ捕集フィルタ５は、多孔質セラミック製のハニカムのチャンネル（セル）の入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型のウオールフローフィルタに、酸化触媒を塗布して形成される。また、ＤＯＣ６は、排ガスＧの混合機能を有する構造に成形した金属製の担持体に、ロジウム、酸化セリウム、白金、酸化アルミニウム等を担持して形成される。
【００１３】
ＰＭ捕集フィルタ５にＰＭが捕集限界量を超えて蓄積すると、インジェクタ７から燃料が排ガスＧ中に噴射され、その燃料に含まれる未燃ＨＣやＣＯなどがＤＯＣ６において酸化する際の反応熱により排ガスＧを昇温させることでＰＭを強制的に燃焼させる強制再生が実施される。
【００１４】
このような排ガス浄化装置１Ａにおいて、図２に示すように、ＤＯＣ６の外径を縮小することにより、格納容器４の内面４ａとＤＯＣ６の外面６ａとの間に、格納容器４に流入した排ガスＧの一部が通過するバイパス経路８が形成されている。また、ＰＭ捕集フィルタ５の直前には、バイパス経路８を通過した排ガスＧａと、ＤＯＣ６を通過した排ガスＧｂとを混合する混合手段９が配置されている。
【００１５】
バイパス経路８については、図２に示すように、格納容器４とＤＯＣ６とを同軸に配置して断面を円環状に形成することが好ましい。また、バイパス経路８とＤＯＣ６との断面積比は、それぞれを通過する排ガスＧａ、Ｇｂの圧力損失が同等になるように設定することが好ましい。
【００１６】
排ガスＧａ、Ｇｂの混合手段９としては、特に限定するものではないが、円盤状の金属プレート１０に切り込み１１を互い違いに入れて軸方向へ折り曲げたミキサー板１２（図３を参照）や、金属プレート１０に適当な間隔で貫通孔１３を形成したバッフル板１４（図４を参照）などが例示される。
【００１７】
このように排ガス浄化装置１Ａを構成することで、ＤＯＣ６を通過しない排ガスＧａに含まれるＳＯＦ成分を有するＰＭがＰＭ捕集フィルタ５に蓄積して、ＰＭ捕集フィルタ５の再生温度が低温化されるので、強制再生時にインジェクタ７から供給する燃料量が少なくなるため、強制再生に伴う燃費の悪化を抑制することができるのである。
【００１８】
また、ＤＯＣ６を通過した排ガスＧｂ中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）が二酸化窒素（ＮＯ2）に酸化されるので、そのＮＯ2をＰＭ捕集フィルタ５に蓄積しているＰＭ中に含まれるＳＯＯＴ成分の酸化による再燃焼に寄与させることができる。
【００１９】
図５は、本発明の別の実施形態からなる排ガス浄化装置を示す。なお、図１と同じ箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２０】
この排ガス浄化装置１Ｂは、バイパス経路８内に燃料を供給する燃料供給手段である噴射ノズル１５と、バイパス経路８を通過する排ガスＧａ中に含まれる未燃ＨＣの濃度を測定するＨＣ濃度センサ１６とを、格納容器４に設置したものである。ＨＣ濃度センサ１６の測定値は、排ガスＧａ中の未燃燃料成分又は未燃オイル成分の濃度であるため、ＳＯＦ成分の濃度として扱うことができる。それらの噴射ノズル１５及びＨＣ濃度センサ１６は、制御手段であるＥＣＵ１７に信号線（一点鎖線で示す）を通じて接続している。
【００２１】
このような排ガス浄化装置１Ｂにおいて、ＥＣＵ１７は、ＨＣ濃度センサ１６の測定値が予め設定されたしきい値以下となった場合には、噴射ノズル１５から排ガスＧａ中へ燃料を噴射する制御を行う。このしきい値は、排ガス浄化装置１Ｂの製造仕様や使用条件により決定されるが、一般的な大型車両の場合には、約５０〜１５０ｐｐｍの範囲内の値が例示される。
【００２２】
このような制御を行うことで、ＰＭ捕集フィルタ５に蓄積するＰＭに含まれるＳＯＦ成分を増加させることができるので、強制再生に伴う燃費の悪化を効果的に抑制することができるのである。
【符号の説明】
【００２３】
１Ａ、１Ｂ  排ガス浄化装置
２  ディーゼルエンジン
３  排気通路
４  格納容器
５  ＰＭ捕集フィルタ
６  ＤＯＣ
８  バイパス経路
９  混合手段
１５  噴射ノズル
１６  ＨＣ濃度センサ
１７  ＥＣＵ
【図１】
2016075265.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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