JP7129187B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifier.
エンジンから排気された排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質を捕捉して取り除く車両用のフィルタとして、DPF(Diesel Particulate Filter)やGPF(Gasoline Particulate Filter)が知られている。このようなフィルタは、使用を継続するに従って粒子状物質によって目詰まりしてしまう。そこで、フィルタを昇温させることで捕捉された煤を燃焼させてフィルタから除去する再生処理が行われる。 DPFs (Diesel Particulate Filters) and GPFs (Gasoline Particulate Filters) are known as filters for vehicles that capture and remove particulate matter such as soot contained in exhaust gas discharged from an engine. Such filters become clogged with particulate matter with continued use. Therefore, a regeneration process is performed in which the temperature of the filter is raised to burn the captured soot and remove it from the filter.
再生処理を行う際に、排気ガス中の酸素が相対的に少ないと、煤の燃焼が促進されない。そこで、排気管に空気を噴射することで酸素を補う技術が開発されている(例えば、特許文献1)。 If there is relatively little oxygen in the exhaust gas during the regeneration process, the combustion of soot will not be promoted. Therefore, a technique has been developed in which oxygen is supplemented by injecting air into the exhaust pipe (for example, Patent Document 1).
フィルタにおける煤の燃焼は、酸素が供給されるフィルタ上流側から開始し、フィルタ下流側へと進む。また、煤の燃焼によって生じた熱もフィルタ上流側から下流側へと伝播する。そのため、フィルタ下流側にあっては、フィルタ下流側において生じた煤の燃焼熱と、フィルタ上流側から伝播してきた熱とが合わさり、高温になりやすい。このように、フィルタに堆積した煤を燃焼させると当該フィルタが部分的に高温になることがあり、当該フィルタを搭載した車両の車体に熱の影響を与える可能性がある。 Soot combustion in the filter begins upstream of the filter where oxygen is supplied and progresses downstream of the filter. In addition, heat generated by combustion of soot also propagates from the upstream side to the downstream side of the filter. Therefore, on the downstream side of the filter, the combustion heat of soot generated on the downstream side of the filter and the heat propagated from the upstream side of the filter are combined, and the temperature tends to be high. In this way, burning the soot deposited on the filter may cause the filter to reach a high temperature locally, which may have a thermal effect on the body of the vehicle on which the filter is mounted.
本発明は、車体への熱の影響を抑制することが可能な排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifier capable of suppressing the influence of heat on a vehicle body.
上記課題を解決するために、本発明の排気ガス浄化装置は、エンジンから排気された排気ガスが通過する上流排気管と、上流排気管の下流側に接続された管体と、管体の下流側に接続された下流排気管と、管体内に設けられたフィルタと、管体におけるフィルタの上流側であって上流排気管との連通箇所よりも車体側に形成された供給口を通じて、少なくとも酸素を含む酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、を備え、上流排気管と管体との連通箇所、および、管体と下流排気管との連通箇所は、フィルタの流路断面の中央より車体から離隔している。 In order to solve the above problems, the exhaust gas purifier of the present invention includes an upstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an engine passes, a tubular body connected to the downstream side of the upstream exhaust pipe, and a downstream of the tubular body. At least oxygen is supplied through a downstream exhaust pipe connected to the side, a filter provided in the tubular body, and a supply port formed on the upstream side of the filter in the tubular body and on the vehicle body side of the communication point with the upstream exhaust pipe. and an oxygen - containing gas supply unit that supplies an oxygen-containing gas containing further away from the vehicle body .
上記課題を解決するために、本発明の他の排気ガス浄化装置は、エンジンから排気された排気ガスが通過する上流排気管と、上流排気管の下流側に接続された管体と、管体の下流側に接続された下流排気管と、管体内に設けられたフィルタと、上流排気管に形成された供給口を通じて、少なくとも酸素を含む酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、エンジンの暖機前において、エンジンに接続された吸気ポートに燃料を噴射させ、エンジンの暖機後において、エンジンの燃焼室に燃料を噴射させる制御部と、を備え、上流排気管と管体との連通箇所は、フィルタの流路断面の中央より車体側に位置し、管体と下流排気管との連通箇所は、フィルタの流路断面の中央より車体から離隔している。 In order to solve the above problems, another exhaust gas purification device of the present invention includes an upstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an engine passes, a pipe body connected to the downstream side of the upstream exhaust pipe, and a pipe body an oxygen-containing gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas containing at least oxygen through a downstream exhaust pipe connected to the downstream side of the pipe, a filter provided in the tubular body, and a supply port formed in the upstream exhaust pipe; A control unit that injects fuel into the intake port connected to the engine before warming up, and injects fuel into the combustion chamber of the engine after warming up the engine, and between the upstream exhaust pipe and the pipe body The communication point is positioned closer to the vehicle body than the center of the cross section of the flow path of the filter , and the communication point between the tubular body and the downstream exhaust pipe is separated from the center of the flow path cross section of the filter from the vehicle body .
本発明によれば、車体への熱の影響を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the influence of the heat to a vehicle body.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in these embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawings. do.
図1は、エンジンシステム100の構成を示す概略図である。なお、図1中、信号の流れを破線の矢印で示す。図1に示すように、エンジンシステム100には、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含むマイクロコンピュータでなるECU(Engine Control Unit)110が設けられ、ECU110によりエンジン120全体が統括制御される。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。また、ここでは、エンジン120として、ガソリンエンジンを例に挙げて説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
エンジン120は、複数の気筒122aを有する多気筒エンジンであり、シリンダブロック122に形成された各気筒122aの吸気ポート124に、吸気マニホールド126が連通される。吸気マニホールド126の集合部には、エアチャンバ128を介して吸気管130が連通される。吸気管130の上流側には、エアクリーナ132が設けられる。吸気管130におけるエアクリーナ132の下流側には、スロットル弁134が設けられる。
The
また、エンジン120のシリンダブロック122に形成された各気筒122aの排気ポート136には、排気マニホールド138が連通される。排気マニホールド138の集合部には、排気管140を介してマフラー142が連通される。排気管140には、後述する排気ガス浄化装置200が設けられる。以下、排気マニホールド138の集合部と、排気ガス浄化装置200を構成するフィルタユニット220(後述)とを連通する排気管140を上流排気管140aと呼び、フィルタユニット220とマフラー142とを連通する排気管140を下流排気管140bと呼ぶ場合がある。なお、上流排気管140aおよび下流排気管140bは、実質的に内径が等しい。
An
エンジン120には、点火プラグ148が、その先端が燃焼室146内に位置するように各気筒122aそれぞれに対して設けられる。また、各気筒122aの燃焼室146には、インジェクタ150が設けられる。
The
エンジンシステム100には、吸気管130におけるエアクリーナ132とスロットル弁134との間に、エンジン120に流入する吸入空気量を検出する吸入空気量センサ160、および、エンジン120に流入する空気(外気)の温度を検出する吸気温センサ162が設けられる。また、エンジンシステム100には、スロットル弁134の開度を検出するスロットル開度センサ164が設けられる。また、エンジンシステム100には、クランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ166、アクセル(図示せず)の開度を検出するアクセル開度センサ168が設けられる。
The
これら各センサ160~168は、ECU110に接続されており、検出値を示す信号をECU110に出力する。
Each of these
ECU110は、各センサ160~168から出力された信号を取得してエンジン120を制御する。ECU110は、エンジン120を制御する際、信号取得部180、目標値導出部182、空気量決定部184、噴射量決定部186、スロットル開度決定部188、点火時期決定部190、駆動制御部192として機能する。
ECU 110 acquires signals output from
信号取得部180は、各センサ160~168が検出した値を示す信号を取得する。目標値導出部182は、クランク角センサ166から取得したクランク角を示す信号に基づいて現時点のエンジン回転数を導出する。また、目標値導出部182は、導出したエンジン回転数、および、アクセル開度センサ168から取得したアクセル開度を示す信号に基づき、予め記憶されたマップを参照して目標トルクおよび目標エンジン回転数を導出する。
The
空気量決定部184は、目標値導出部182により導出された目標エンジン回転数および目標トルクなどに基づいて、各気筒122aに供給する目標空気量を決定する。スロットル開度決定部188は、空気量決定部184により決定された各気筒122aの目標空気量の合計量を導出し、合計量の空気を外部から吸気するための目標スロットル開度を決定する。
The air
噴射量決定部186は、目標値導出部182により導出された目標エンジン回転数および目標トルク、空気量決定部184により決定された各気筒122aの目標空気量などに基づいて、各気筒122aに供給する燃料の目標噴射量を決定する。また、噴射量決定部186は、決定した目標噴射量の燃料をエンジン120の吸気行程あるいは圧縮行程でインジェクタ150から噴射させるために、クランク角センサ166により検出されるクランク角を示す信号に基づいて、各インジェクタ150の目標噴射時期および目標噴射期間を決定する。
The injection
点火時期決定部190は、目標値導出部182により導出された目標エンジン回転数や目標トルク、クランク角センサ166により検出されるクランク角を示す信号などに基づいて、各気筒122aでの点火プラグ148の目標点火時期を決定する。
The ignition timing determining unit 190 adjusts the
駆動制御部192は、スロットル開度決定部188により決定された目標スロットル開度でスロットル弁134が開口するように、スロットル弁用アクチュエータ(図示せず)を駆動する。また、駆動制御部192は、噴射量決定部186により決定された目標噴射時期および目標噴射期間でインジェクタ150を駆動することで、インジェクタ150から目標噴射量の燃料を噴射させる。また、駆動制御部192は、点火時期決定部190により決定された目標点火時期で点火プラグ148を点火させる。
The
このようにして、燃焼室146で燃料が燃焼されたことにより生じた排気ガスは、排気管140を通じて外部に排出される。排気ガスには、炭化水素(HC:Hydro Carbon)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)や、煤等の粒子状物質が含まれるため、これらを除去する必要がある。そこで、排気管140に排気ガス浄化装置200を設けておき、排気ガス浄化装置200において、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、粒子状物質を除去する。
Exhaust gas generated by the combustion of fuel in the
なお、ECU110は、排気ガス浄化装置として機能する際、堆積量推定部194、供給制御部196として機能する。堆積量推定部194および供給制御部196については後に詳述する。
It should be noted that the
(排気ガス浄化装置200)
図2は、排気ガス浄化装置200の構成を示す概略図である。なお、図2中、信号の流れを破線の矢印で示し、エンジン120が搭載される車両の車体を一点鎖線で示す。図2に示すように、排気ガス浄化装置200は、堆積量推定部194と、供給制御部196と、三元触媒(Three-Way Catalyst)210と、フィルタユニット220と、酸素含有ガス供給部230とを含む。本実施形態において、排気ガス浄化装置200は、車体の下方に設けられる。
(Exhaust gas purification device 200)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the exhaust
三元触媒210は、上流排気管140a内に設けられる。三元触媒210は、例えば、プラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒成分を含む。三元触媒210は、排気ポート136から排出された排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を除去する。
The three-
フィルタユニット220は、管体222と、GPF(フィルタ)224とを含む。管体222は、上流排気管140aと下流排気管140bとを接続する。具体的に説明すると、管体222は、拡径部222aと、同径部222bと、縮径部222cとを含む。
拡径部222aは、上流側の端部(一端)が上流排気管140aに接続され、下流側の端部(他端)が同径部222bに連続する。拡径部222aは、上流側から下流側に向かって径(内径および外径)が漸増する。つまり、拡径部222aの一端の内径は、上流排気管140aの内径と実質的に等しい。また、本実施形態において、上流排気管140aおよび拡径部222aは、これらの連通箇所222aaが、拡径部222aの流路断面の中央に位置するように接続される。
The
同径部222bは、上流側の端部が拡径部222aに連続し、下流側の端部が縮径部222cに連続する。同径部222bの径(内径および外径)は、実質的に一定である。同径部222bの径は、拡径部222aの他端の内径、および、縮径部222cの一端の内径と実質的に等しい。
The
縮径部222cは、上流側の端部(一端)が同径部222bに連続し、下流側の端部(他端)が下流排気管140bに接続される。縮径部222cは、上流側から下流側に向かって径(内径および外径)が漸減する。つまり、縮径部222cの他端の内径は、下流排気管140bの内径と実質的に等しい。また、本実施形態において、縮径部222cおよび下流排気管140bは、これらの連通箇所222caが、縮径部222cの流路断面の中央に位置するように接続される。つまり、上流排気管140a、管体222、下流排気管140bは、同軸である。
The reduced
GPF224は、同径部222b内に設けられる。つまり、GPF224は、排気管140内における三元触媒210の下流側に設けられる。また、GPF224は、三元触媒210(上流排気管140a)と同軸である。GPF224は、排気ポート136から排気された排気ガス中の粒子状物質(煤)を捕捉する。GPF224は、ウォールフロー型のフィルタである。本実施形態においてGPF224は、粒子状物質を捕捉する機能を有するとともに、排気ガスを浄化する触媒(例えば、三元触媒210と同様の、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を除去する三元触媒)を含む。
The
排気ガス浄化装置200は、排気管140にGPF224を備える構成により、GPF224に粒子状物質を堆積させて、排気ガスから除去することができる。そして、GPF224に堆積した粒子状物質(炭素C)は、下記式(1)に示す反応(粒子状物質の酸化反応)を進行させることによってGPF224から除去され、GPF224が再生される。
C + O2 → CO2 …式(1)
C + O 2 → CO 2 Formula (1)
しかし、本実施形態のエンジン120はガソリンエンジンであるため、噴射量決定部186は、基本的に理論空燃比(ストイキ)となるように燃料の目標噴射量を決定する。理論空燃比での運転では、排気ガスに含まれる酸素が低濃度となるため、GPF224の再生処理が促進されない。
However, since the
そこで、排気ガス浄化装置200は、酸素含有ガス供給部230を含み、GPF224における粒子状物質の堆積量が所定の堆積閾値以上になった場合に、酸素含有ガス供給部230を駆動してGPF224に供給される酸素濃度を増加させる。
Therefore, the
具体的に説明すると、酸素含有ガス供給部230は、供給管232と、ポンプ234とを含む。供給管232は、拡径部222aに接続され、端部が大気開放される。ポンプ234は、供給管232に設けられ、外気(酸素含有ガス)を供給管232に供給する。
Specifically, the oxygen-containing
堆積量推定部194は、GPF224における粒子状物質の堆積量を推定する。堆積量推定部194は、例えば、エンジン120の運転条件や、前回外気を供給してから現在までの運転時間(走行距離)に基づいて粒子状物質の堆積量を推定する。
The deposition
供給制御部196は、堆積量が堆積閾値以上であるとき、排気ガスの温度等のエンジン運転状態が再生処理条件を満たすと、酸素含有ガス供給部230を制御して、外気の供給を開始させる。
The supply control unit 196 controls the oxygen-containing
図3は、本実施形態の排気ガス浄化装置200における再生処理が実行された際のGPF224の温度について説明する図である。本実施形態の排気ガス浄化装置200は、外気の供給口250の位置を工夫することで、車体への熱の影響を抑制する。具体的に説明すると、図3に示すように、排気ガス浄化装置200において、外気の供給口250は、拡径部222aにおける中央より車体側に形成される。換言すれば、供給口250は、拡径部222aにおける管体222の軸(上流排気管140aの軸)よりも車体側に形成される。そして、供給管232は、供給口250に接続される。
FIG. 3 is a diagram illustrating the temperature of the
排気ガス浄化装置200において、再生処理を実行すべく、ポンプ234が駆動されて外気が供給されると、外気は、供給口250を通じてGPF224に到達する。ここで、上記したように供給口250は、拡径部222aにおける車体側に位置する。したがって、外気は、GPF224における上流側かつ車体側に最初に到達する。そうすると、GPF224に蓄積した粒子状物質は、まず、上流側かつ車体側(図3中、B1で示す)から燃焼しはじめ、その後、車体から離隔する方向に延焼する。このように、排気ガス浄化装置200では、図3中、B1→B2→B3→B4→B5に示すように、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に粒子状物質が燃焼する。
In the exhaust
そうすると、排気ガス浄化装置200において、燃焼熱は、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に伝搬する。このため、排気ガス浄化装置200において、GPF224の下流かつ車体から最も離隔した箇所(図3中、B5で示す)は、上流側かつ車体側から伝搬した熱と、粒子状物質の燃焼熱とが合わさり、最も高温となる。
Then, in the exhaust
以上説明したように、本実施形態の排気ガス浄化装置200によれば、外気の供給口250の位置を工夫することで、再生処理を実行した際に最も高温となる部位を車体から離隔した位置とすることができる。これにより、再生処理において生じた熱の車体への伝搬を抑制することが可能となる。したがって、車体への熱の影響を抑制することができる。
As described above, according to the exhaust
(変形例)
図4は、第1の変形例の排気ガス浄化装置300の構成を示す概略図である。図5は、第2の変形例の排気ガス浄化装置400を説明する図である。図6は、第3の変形例の排気ガス浄化装置500を説明する図である。なお、上記排気ガス浄化装置200と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図4、図5において、理解を容易にするために、堆積量推定部194および供給制御部196を省略する。
(Modification)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of an
(排気ガス浄化装置300)
図4に示すように、排気ガス浄化装置300は、車体の下方に設けられる。排気ガス浄化装置300は、堆積量推定部194と、供給制御部196と、三元触媒210と、フィルタユニット220と、酸素含有ガス供給部230とを含む。
(Exhaust gas purification device 300)
As shown in FIG. 4, the exhaust
排気ガス浄化装置300は、上流排気管140aと拡径部222aとの連通箇所322aa、および、縮径部222cと下流排気管140bとの連通箇所322caの位置のみが排気ガス浄化装置200と異なる。
The exhaust
具体的に説明すると、排気ガス浄化装置300において、上流排気管140aおよび拡径部222aは、これらの連通箇所322aaが、拡径部222aの流路断面(GPF224の流路断面)の中央より車体から離隔した位置となるように接続される。同様に、排気ガス浄化装置300において、縮径部222cおよび下流排気管140bは、これらの連通箇所322caが、縮径部222cの流路断面(GPF224の流路断面)の中央より車体から離隔した位置となるように接続される。つまり、連通箇所322aa、322caが相対的に鉛直下方に偏在するように、上流排気管140a、管体222、下流排気管140bが接続される。
Specifically, in the exhaust
上記構成により、排気ガスは、GPF224における下方側、つまり、車体から離隔した側を積極的に流れることになる。換言すれば、排気ガスの通過量は、GPF224における車体側(上方側)よりも車体から離隔した側(下方側)の方が多くなる。そうすると、粒子状物質の堆積量は、GPF224における車体側(上方側)よりも車体から離隔した側(下方側)の方が多くなる。
With the above configuration, the exhaust gas actively flows on the lower side of the
このため、再生処理が実行された際に、粒子状物質が相対的に多い、GPF224における車体から離隔した側の方が、車体側より燃焼熱が大きくなる。
For this reason, when the regeneration process is executed, the side of the
一方、排気ガス浄化装置300において、再生処理を実行すべく、ポンプ234が駆動されて外気が供給されると、外気は、供給口250を通じてGPF224に到達する。ここで、上記したように供給口250は、拡径部222aにおける車体側に位置する。したがって、外気は、GPF224における上流側かつ車体側に最初に到達する。そうすると、GPF224に蓄積した粒子状物質は、まず、上流側かつ車体側から燃焼しはじめ、その後、車体から離隔する方向に延焼する。つまり、排気ガス浄化装置300では、排気ガス浄化装置200と同様に、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に粒子状物質が燃焼する。そうすると、排気ガス浄化装置300において、燃焼熱は、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に伝搬する。
On the other hand, in the
したがって、再生処理が実行されると、GPF224における車体から離隔した側は、上流側かつ車体側から伝搬した熱と、相対的に多い粒子状物質の燃焼熱とが合わさり、車体側よりも温度が高くなる。つまり、GPF224における車体側は、車体と離隔する方向に熱が伝搬され、また、粒子状物質の堆積量が相対的に少ないため、車体から離隔した側よりも温度が低くなる。これにより、再生処理において生じた熱の車体への伝搬を抑制することが可能となる。
Therefore, when the regeneration process is executed, the heat propagated from the upstream side and the vehicle body side of the
(排気ガス浄化装置400)
排気ガス浄化装置400は、車体の下方に設けられる。排気ガス浄化装置400は、堆積量推定部194と、供給制御部196と、三元触媒210と、フィルタユニット220と、酸素含有ガス供給部230とを含む。
(Exhaust gas purification device 400)
The exhaust
図5に示すように、排気ガス浄化装置400は、上流排気管140aと拡径部222aとの連通箇所422aaと、供給口450の位置のみが排気ガス浄化装置300と異なる。
As shown in FIG. 5, the exhaust
具体的に説明すると、排気ガス浄化装置400において、上流排気管140aおよび拡径部222aは、これらの連通箇所422aaが、拡径部222aの流路断面(GPF224の流路断面)の中央より車体側に位置するように接続される。つまり、連通箇所422aaが相対的に鉛直上方(車体側)に偏在するように、上流排気管140aおよび管体222が接続される。一方、排気ガス浄化装置400においても、排気ガス浄化装置300と同様に、縮径部222cおよび下流排気管140bは、これらの連通箇所322caが、縮径部222cの流路断面(GPF224の流路断面)の中央より車体から離隔した位置となるように接続される。
Specifically, in the exhaust
また、供給口450は、上流排気管140aにおける三元触媒210と拡径部222aとの間に形成される。そして、酸素含有ガス供給部230の供給管232は、供給口450に接続される。
そして、再生処理を実行すべく、ポンプ234が駆動されて外気が供給されると、外気は、供給口450、連通箇所422aaを通じてGPF224に到達する。ここで、上記したように連通箇所422aaは、拡径部222aにおける車体側に位置する。したがって、GPF224に蓄積した粒子状物質は、排気ガス浄化装置200と同様に、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に燃焼する。
Then, when the
そうすると、排気ガス浄化装置400において、燃焼熱は、GPF224の上流側から下流側に向かって、また、車体から離隔する方向に伝搬する。このため、排気ガス浄化装置400において、GPF224の下流かつ車体から最も離隔した箇所が最も高温となる。
Then, in the exhaust
したがって、排気ガス浄化装置400では、再生処理を実行した際に最も高温となる部位を車体から離隔した位置とすることができる。これにより、再生処理において生じた熱の車体への伝搬を抑制することが可能となる。
Therefore, in the exhaust
なお、排気ガス浄化装置400は、GPF224において実質的に均一に(偏りなく)粒子状物質が堆積するように運転制御が為されるエンジンにおいて、車体への熱の影響を効率よく抑制することができる。例えば、燃焼室146に加えて、吸気ポート124にもインジェクタ150を設けておき、冷帯時やエンジンの始動時には、吸気ポート124に設けられたインジェクタ150から燃料を噴射させる(ポート噴射)ことで、粒子状物質の生成量を相対的に少なくすることができる。また、エンジンが暖機された後に燃焼室146に設けられたインジェクタ150から燃料を噴射させる(直噴)ことで、粒子状物質の生成量を相対的に少なくすることができる。このように、粒子状物質の生成量を相対的に少なくすることで、GPF224において実質的に均一に粒子状物質を堆積させることができる。ただし、GPF224において実質的に均一に粒子状物質を堆積させることができない場合には、上記排気ガス浄化装置200の方が、車体への熱の影響を効率よく抑制することが可能となる。
In addition, the exhaust
(排気ガス浄化装置500)
排気ガス浄化装置500は、車体の下方に設けられる。排気ガス浄化装置500は、三元触媒210と、フィルタユニット220とを含む。図6に示すように、排気ガス浄化装置500は、堆積量推定部194、供給制御部196、酸素含有ガス供給部230を有していない点のみが排気ガス浄化装置300と異なる。
(Exhaust gas purification device 500)
The exhaust
排気ガス浄化装置500においても、連通箇所322aa、322caが相対的に鉛直下方に偏在するように、上流排気管140a、管体222、下流排気管140bが接続される。
Also in the
上記構成により、粒子状物質の堆積量は、GPF224における車体側(上方側)よりも車体から離隔した側(下方側)の方が多くなる。このため、再生処理が実行された際に、粒子状物質が相対的に多い、GPF224における車体から離隔した側の温度が、車体側の温度よりも高くなる。つまり、GPF224における車体側の温度を、車体から離隔した側の温度よりも低くすることができる。これにより、再生処理において生じた熱の車体への伝搬を抑制することが可能となる。
With the above configuration, the amount of particulate matter deposited is greater on the side (lower side) of the
なお、排気ガス浄化装置500では、酸素含有ガス供給部230を備えないため、ヒューエルカット(アクセル開度センサ168が検出したアクセルの開度が0(ゼロ)、かつ、車速が0ではない)の際に自動的に再生処理が実行される。
Since the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope of the claims, and it should be understood that these also belong to the technical scope of the present invention. be done.
なお、上記実施形態および変形例において、ECU110が堆積量推定部194、供給制御部196として機能する構成を例に挙げて説明した。しかし、堆積量推定部194、供給制御部196は、ECU110と別体で構成されてもよい。
In addition, in the above-described embodiment and modified example, the configuration in which the
また、上記実施形態および変形例において、酸素含有ガス供給部230が酸素含有ガスとして外気を供給する場合を例に挙げて説明した。しかし、酸素含有ガス供給部230が供給する酸素含有ガスは、理論空燃比の排気ガスより酸素濃度が高いガスであればよい。
Further, in the above-described embodiment and modifications, the case where the oxygen-containing
また、上記実施形態におよび変形例において、GPF224が触媒を含む構成を例に挙げて説明したが、GPF224は粒子状物質を捕捉できればよく、触媒を含まずともよい。
Further, in the above-described embodiment and modified example, the configuration in which the
また、上記変形例の排気ガス浄化装置400において、縮径部222cおよび下流排気管140bは、これらの連通箇所322caが、縮径部222cの流路断面の中央より車体から離隔した位置となるように接続される場合を例に挙げて説明した。しかし、縮径部222cおよび下流排気管140bの連通箇所は、縮径部222cの流路断面の中央であってもよいし、中央より車体側であってもよい。
Further, in the exhaust
また、上記実施形態において、エンジン120としてガソリンエンジンを例に挙げて説明した。しかし、排気ガス浄化装置200は、エンジンの種類に限らず(例えば、ディーゼルエンジン)、エンジンから排気された排気ガスに含まれる粒子状物質を取り除くことができる。
Further, in the above embodiment, a gasoline engine was described as an example of the
本発明は、排気ガス浄化装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for exhaust gas purifiers.
140a 上流排気管
140b 下流排気管
200、300、400、500 排気ガス浄化装置
222 管体
224 GPF(フィルタ)
230 酸素含有ガス供給部
250、450 供給口
140a
230 oxygen-containing
Claims (2)
前記上流排気管の下流側に接続された管体と、
前記管体の下流側に接続された下流排気管と、
前記管体内に設けられたフィルタと、
前記管体における前記フィルタの上流側であって前記上流排気管との連通箇所よりも車体側に形成された供給口を通じて、少なくとも酸素を含む酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、
を備え、
前記上流排気管と前記管体との連通箇所、および、前記管体と前記下流排気管との連通箇所は、前記フィルタの流路断面の中央より前記車体から離隔している排気ガス浄化装置。 an upstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine passes;
a tubular body connected to the downstream side of the upstream exhaust pipe;
a downstream exhaust pipe connected to the downstream side of the tubular body;
a filter provided within the tubular body;
an oxygen-containing gas supply unit that supplies an oxygen-containing gas containing at least oxygen through a supply port formed upstream of the filter in the tubular body and closer to the vehicle body than a communicating portion with the upstream exhaust pipe;
with
An exhaust gas purifying device, wherein a communicating portion between the upstream exhaust pipe and the tubular body and a communicating portion between the tubular body and the downstream exhaust pipe are separated from the vehicle body from the center of the flow path cross section of the filter.
前記上流排気管の下流側に接続された管体と、
前記管体の下流側に接続された下流排気管と、
前記管体内に設けられたフィルタと、
前記上流排気管に形成された供給口を通じて、少なくとも酸素を含む酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、
前記エンジンの暖機前において、前記エンジンに接続された吸気ポートに燃料を噴射させ、前記エンジンの暖機後において、前記エンジンの燃焼室に燃料を噴射させる制御部と、
を備え、
前記上流排気管と前記管体との連通箇所は、前記フィルタの流路断面の中央より車体側に位置し、
前記管体と前記下流排気管との連通箇所は、前記フィルタの流路断面の中央より前記車体から離隔している排気ガス浄化装置。 an upstream exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine passes;
a tubular body connected to the downstream side of the upstream exhaust pipe;
a downstream exhaust pipe connected to the downstream side of the tubular body;
a filter provided within the tubular body;
an oxygen-containing gas supply unit that supplies an oxygen-containing gas containing at least oxygen through a supply port formed in the upstream exhaust pipe;
a control unit that injects fuel into an intake port connected to the engine before warming up the engine, and injects fuel into a combustion chamber of the engine after warming up the engine;
with
a communicating portion between the upstream exhaust pipe and the tubular body is positioned closer to the vehicle body than the center of the flow passage cross section of the filter ,
An exhaust gas purifying device , wherein a communicating portion between the tubular body and the downstream exhaust pipe is separated from the vehicle body from the center of the flow passage cross section of the filter .
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