JP2002047986A - 内燃機関の排気微粒子処理装置 - Google Patents
内燃機関の排気微粒子処理装置Info
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気温度が低温となる運転状態においても、
ＮＯ2を利用した微粒子の燃焼促進を確実に行わせる。 【解決手段】 ディーゼルエンジンの排気通路に、酸化
触媒と微粒子捕捉フィルタとを直列に配置する。排気微
粒子は、微粒子捕捉フィルタによりトラップされる。排
気中のＮＯが酸化触媒によりＮＯ2になり、このＮＯ2に
よって堆積した微粒子の燃焼が促進される。ＮＯ2への
変換率は排気温度に依存するので、排気温度ｔが所定の
変換率を得られる排気温度Ｔｏｘｉより低い場合（ステ
ップ４，５）は、燃料噴射量を増量して空気過剰率λを
小さくし（ステップ５）、ＣＯ排出量を高める。このＣ
Ｏが酸化触媒においてＣＯ2へと酸化反応するので、反
応熱により排気温度が上昇し、ＮＯ2変換率が高まる。
ＮＯ2を利用した微粒子の燃焼促進を確実に行わせる。 【解決手段】 ディーゼルエンジンの排気通路に、酸化
触媒と微粒子捕捉フィルタとを直列に配置する。排気微
粒子は、微粒子捕捉フィルタによりトラップされる。排
気中のＮＯが酸化触媒によりＮＯ2になり、このＮＯ2に
よって堆積した微粒子の燃焼が促進される。ＮＯ2への
変換率は排気温度に依存するので、排気温度ｔが所定の
変換率を得られる排気温度Ｔｏｘｉより低い場合（ステ
ップ４，５）は、燃料噴射量を増量して空気過剰率λを
小さくし（ステップ５）、ＣＯ排出量を高める。このＣ
Ｏが酸化触媒においてＣＯ2へと酸化反応するので、反
応熱により排気温度が上昇し、ＮＯ2変換率が高まる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主にディーゼル
機関に好適な内燃機関の排気微粒子処理装置に関し、特
にトラップして堆積した排気微粒子をＮＯ2を利用して
燃焼除去するようにした排気微粒子処理装置に関する。
機関に好適な内燃機関の排気微粒子処理装置に関し、特
にトラップして堆積した排気微粒子をＮＯ2を利用して
燃焼除去するようにした排気微粒子処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばディーゼル機関において問題とな
る排気中の微粒子は、排気通路に微粒子捕捉フィルタ
（ＤＰＦ：ディーゼルパティキュレートフィルタ）を配
設し、ここでトラップすることが可能であるが、このト
ラップした排気微粒子は、微粒子捕捉フィルタに徐々に
堆積するので、何らかの手段でこれを除去する必要があ
る。
る排気中の微粒子は、排気通路に微粒子捕捉フィルタ
（ＤＰＦ：ディーゼルパティキュレートフィルタ）を配
設し、ここでトラップすることが可能であるが、このト
ラップした排気微粒子は、微粒子捕捉フィルタに徐々に
堆積するので、何らかの手段でこれを除去する必要があ
る。
【０００３】その一つの方法として、特開平１−３１８
７１５号公報には、排気ガス中のＮＯを酸化触媒で酸化
することによりＮＯ2を生成し、このＮＯ2を用いてフィ
ルタに堆積したパティキュレートを酸化燃焼させる方法
が開示されている。このように、ＮＯ2を利用すれば、
排気ガス温度で直接に燃焼させる構成に比べて、比較的
低温の温度条件下でもパティキュレートを燃焼させるこ
とが可能である。
７１５号公報には、排気ガス中のＮＯを酸化触媒で酸化
することによりＮＯ2を生成し、このＮＯ2を用いてフィ
ルタに堆積したパティキュレートを酸化燃焼させる方法
が開示されている。このように、ＮＯ2を利用すれば、
排気ガス温度で直接に燃焼させる構成に比べて、比較的
低温の温度条件下でもパティキュレートを燃焼させるこ
とが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の従来技術では、内燃機関から排出された排気の温度
が低い場合に、酸化触媒におけるＮＯからＮＯ2への変
換率自体が低くなってしまうため、フィルタに堆積して
いる排気微粒子に作用するＮＯ2量が低下し、堆積して
いる微粒子の燃焼量が減少する。従って、このような運
転条件が長時間継続すると、堆積する微粒子の量が徐々
に増加し、排気抵抗が大きくなって、燃費が悪化する、
という問題がある。
報の従来技術では、内燃機関から排出された排気の温度
が低い場合に、酸化触媒におけるＮＯからＮＯ2への変
換率自体が低くなってしまうため、フィルタに堆積して
いる排気微粒子に作用するＮＯ2量が低下し、堆積して
いる微粒子の燃焼量が減少する。従って、このような運
転条件が長時間継続すると、堆積する微粒子の量が徐々
に増加し、排気抵抗が大きくなって、燃費が悪化する、
という問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る内燃機関
の排気微粒子処理装置は、機関の排気通路に配設され、
流入する排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2を生成する
とともに、このＮＯからＮＯ2への変換率が排気温度に
応じて変化する酸化触媒機能と、上記排気ガス中の微粒
子をトラップして保持するとともに、保持した微粒子を
上記酸化触媒機能により生成されるＮＯ2によって燃焼
させるトラップ機能と、を有する排気浄化手段と、上記
変換率が低くなるときに上記排気温度を上昇させて上記
変換率を高くする排気温度上昇手段と、を備えることを
特徴としている。
の排気微粒子処理装置は、機関の排気通路に配設され、
流入する排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2を生成する
とともに、このＮＯからＮＯ2への変換率が排気温度に
応じて変化する酸化触媒機能と、上記排気ガス中の微粒
子をトラップして保持するとともに、保持した微粒子を
上記酸化触媒機能により生成されるＮＯ2によって燃焼
させるトラップ機能と、を有する排気浄化手段と、上記
変換率が低くなるときに上記排気温度を上昇させて上記
変換率を高くする排気温度上昇手段と、を備えることを
特徴としている。
【０００６】上記の排気浄化手段としては、酸化触媒機
能とトラップ機能とを兼ね備えた一つのケーシング内の
触媒付フィルタとして構成することもでき、あるいは、
それぞれ独立したケーシングの酸化触媒とフィルタとを
直列に配置して用いるようにしてもよい。
能とトラップ機能とを兼ね備えた一つのケーシング内の
触媒付フィルタとして構成することもでき、あるいは、
それぞれ独立したケーシングの酸化触媒とフィルタとを
直列に配置して用いるようにしてもよい。
【０００７】上記排気温度上昇手段によって排気浄化手
段に流入する排気の温度を上昇させることで、酸化触媒
機能のＮＯからＮＯ2への変換率が高くなる。従って、
排気温度が低くなる条件下でも、トラップ機能で保持さ
れた微粒子を燃焼させるためのＮＯ2量が十分に確保で
きる。
段に流入する排気の温度を上昇させることで、酸化触媒
機能のＮＯからＮＯ2への変換率が高くなる。従って、
排気温度が低くなる条件下でも、トラップ機能で保持さ
れた微粒子を燃焼させるためのＮＯ2量が十分に確保で
きる。
【０００８】請求項２に係る内燃機関の排気微粒子処理
装置は、機関の排気通路に配設され、流入する排気ガス
中のＮＯおよびＣＯを酸化してＮＯ2およびＣＯ2を生成
するとともに、ＮＯからＮＯ2への変換率が排気温度に
応じて変化する酸化触媒機能と、上記排気ガス中の微粒
子をトラップして保持するとともに、保持した微粒子を
上記酸化触媒機能により生成されるＮＯ2によって燃焼
させるトラップ機能と、を有する排気浄化手段と、上記
変換率が低くなるときに流入する排気ガス中のＣＯ濃度
を増加させ、上記酸化触媒機能によるＣＯの酸化熱によ
り排気温度を上昇させて上記変換率を高くする排気温度
上昇手段と、を備えることを特徴としている。
装置は、機関の排気通路に配設され、流入する排気ガス
中のＮＯおよびＣＯを酸化してＮＯ2およびＣＯ2を生成
するとともに、ＮＯからＮＯ2への変換率が排気温度に
応じて変化する酸化触媒機能と、上記排気ガス中の微粒
子をトラップして保持するとともに、保持した微粒子を
上記酸化触媒機能により生成されるＮＯ2によって燃焼
させるトラップ機能と、を有する排気浄化手段と、上記
変換率が低くなるときに流入する排気ガス中のＣＯ濃度
を増加させ、上記酸化触媒機能によるＣＯの酸化熱によ
り排気温度を上昇させて上記変換率を高くする排気温度
上昇手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】上記の排気浄化手段としては、酸化触媒機
能とトラップ機能とを兼ね備えた一つのケーシング内の
触媒付フィルタとして構成することもでき、あるいは、
それぞれ独立したケーシングの酸化触媒とフィルタとを
直列に配置して用いるようにしてもよい。
能とトラップ機能とを兼ね備えた一つのケーシング内の
触媒付フィルタとして構成することもでき、あるいは、
それぞれ独立したケーシングの酸化触媒とフィルタとを
直列に配置して用いるようにしてもよい。
【００１０】上記の構成では、酸化触媒機能によりＣＯ
が酸化するときに酸化熱が発生する。このＣＯからＣＯ
2への酸化活性は、２００℃から高くなるため、排気温
度が比較的低い状態でも、この酸化熱を利用して排気温
度の上昇が図れる。そのため、排気浄化手段に流入する
排気中のＣＯ濃度を増加させることで、ヒータ等の加熱
手段を設けることなしに排気温度を上昇させることがで
きる。これにより酸化触媒機能のＮＯからＮＯ2への変
換率が高くなり、排気温度が低くなる条件下でも、トラ
ップ機能で保持された微粒子を燃焼させるためのＮＯ2
量が十分に確保できる。
が酸化するときに酸化熱が発生する。このＣＯからＣＯ
2への酸化活性は、２００℃から高くなるため、排気温
度が比較的低い状態でも、この酸化熱を利用して排気温
度の上昇が図れる。そのため、排気浄化手段に流入する
排気中のＣＯ濃度を増加させることで、ヒータ等の加熱
手段を設けることなしに排気温度を上昇させることがで
きる。これにより酸化触媒機能のＮＯからＮＯ2への変
換率が高くなり、排気温度が低くなる条件下でも、トラ
ップ機能で保持された微粒子を燃焼させるためのＮＯ2
量が十分に確保できる。
【００１１】さらに、請求項３の発明は、上記排気浄化
手段に硫黄が堆積したときに、一時的に排気温度を上昇
させて上記排気浄化手段から硫黄を除去する硫黄除去手
段を備えたことを特徴としている。
手段に硫黄が堆積したときに、一時的に排気温度を上昇
させて上記排気浄化手段から硫黄を除去する硫黄除去手
段を備えたことを特徴としている。
【００１２】排気浄化手段に硫黄が堆積すると、同じ排
気温度であっても硫黄が堆積していない場合に比して、
ＮＯからＮＯ2への変換率が低下する（図６参照）とと
もに、ＣＯからＣＯ2への変換率も低下する。このよう
にＣＯからＣＯ2への変換率が低下すると、ＣＯ濃度を
上昇させることによる排気温度の上昇率も低下し、ＮＯ
からＮＯ2への変換率を効果的に上昇させることができ
ない。上記硫黄除去手段により排気温度を十分に高くす
ると、硫黄が燃焼し、排気浄化手段から除去される。こ
れにより、ＮＯからＮＯ2への変換率やＣＯからＣＯ2へ
の変換率が回復する。硫黄の燃焼除去には、約６００℃
の温度が必要であるので、上述したＣＯの酸化熱による
昇温に依存するのは現実的ではなく、別に排気温度を上
昇させるための手段を設けることが望ましい。この硫黄
除去手段としては、例えば、吸気絞りやポスト噴射を用
いることができる。硫黄の堆積量は、例えば運転履歴な
どから推定できる。
気温度であっても硫黄が堆積していない場合に比して、
ＮＯからＮＯ2への変換率が低下する（図６参照）とと
もに、ＣＯからＣＯ2への変換率も低下する。このよう
にＣＯからＣＯ2への変換率が低下すると、ＣＯ濃度を
上昇させることによる排気温度の上昇率も低下し、ＮＯ
からＮＯ2への変換率を効果的に上昇させることができ
ない。上記硫黄除去手段により排気温度を十分に高くす
ると、硫黄が燃焼し、排気浄化手段から除去される。こ
れにより、ＮＯからＮＯ2への変換率やＣＯからＣＯ2へ
の変換率が回復する。硫黄の燃焼除去には、約６００℃
の温度が必要であるので、上述したＣＯの酸化熱による
昇温に依存するのは現実的ではなく、別に排気温度を上
昇させるための手段を設けることが望ましい。この硫黄
除去手段としては、例えば、吸気絞りやポスト噴射を用
いることができる。硫黄の堆積量は、例えば運転履歴な
どから推定できる。
【００１３】また、請求項４の発明においては、上記排
気温度上昇手段は、上記排気温度が所定温度以下となる
ときに、排気温度を上昇させることを特徴としている。
気温度上昇手段は、上記排気温度が所定温度以下となる
ときに、排気温度を上昇させることを特徴としている。
【００１４】すなわち、本来の排気温度が所定温度より
も高いときには、排気温度上昇手段は、作用しない。そ
して、本来の排気温度が所定温度以下となるときには、
排気温度上昇手段によって排気温度が高められ、排気微
粒子の燃焼に必要なＮＯ2変換率が確保される。
も高いときには、排気温度上昇手段は、作用しない。そ
して、本来の排気温度が所定温度以下となるときには、
排気温度上昇手段によって排気温度が高められ、排気微
粒子の燃焼に必要なＮＯ2変換率が確保される。
【００１５】この請求項４の発明をより具体化した請求
項５の発明では、上記所定温度は、排気温度の上昇に対
して上記変換率が急増し始める点の温度に設定されてい
る。
項５の発明では、上記所定温度は、排気温度の上昇に対
して上記変換率が急増し始める点の温度に設定されてい
る。
【００１６】酸化触媒機能によるＮＯからＮＯ2への変
換率は、図２に示すように、排気温度が特定の温度領域
にあるときに大きなものとなっており、低温領域から温
度上昇していくと、ある排気温度を境に急激に立ち上が
る特性を有している。従って、排気温度上昇手段を作用
させる上記の所定温度を、上記変換率の立ち上がりの排
気温度、すなわち上記変換率が急増し始める値に設定す
ることで、排気温度上昇手段による排気温度の僅かな上
昇によって、ＮＯからＮＯ2への変換率を大きく上昇さ
せることができる。
換率は、図２に示すように、排気温度が特定の温度領域
にあるときに大きなものとなっており、低温領域から温
度上昇していくと、ある排気温度を境に急激に立ち上が
る特性を有している。従って、排気温度上昇手段を作用
させる上記の所定温度を、上記変換率の立ち上がりの排
気温度、すなわち上記変換率が急増し始める値に設定す
ることで、排気温度上昇手段による排気温度の僅かな上
昇によって、ＮＯからＮＯ2への変換率を大きく上昇さ
せることができる。
【００１７】また請求項６の発明は、上記所定温度は、
上記硫黄の堆積量に応じて補正されることを特徴として
いる。
上記硫黄の堆積量に応じて補正されることを特徴として
いる。
【００１８】上述したように、排気浄化手段に硫黄が堆
積すると、同じ排気温度であっても硫黄が堆積していな
い場合に比してＮＯからＮＯ2への変換率が低下する
（図６参照）。したがって、これに応じて所定温度を上
昇させることで、より高温領域においても排気温度上昇
手段による排気温度上昇が行われることになり、ＮＯか
らＮＯ2への変換率が目標変換率より小さくなることを
防止できる。なお、硫黄の堆積量は、運転履歴などから
推定できる。
積すると、同じ排気温度であっても硫黄が堆積していな
い場合に比してＮＯからＮＯ2への変換率が低下する
（図６参照）。したがって、これに応じて所定温度を上
昇させることで、より高温領域においても排気温度上昇
手段による排気温度上昇が行われることになり、ＮＯか
らＮＯ2への変換率が目標変換率より小さくなることを
防止できる。なお、硫黄の堆積量は、運転履歴などから
推定できる。
【００１９】さらに、請求項７の発明では、上記排気温
度上昇手段は、低温予混合燃焼時に、空燃比制御により
上記ＣＯ濃度を制御するものであることを特徴としてい
る。
度上昇手段は、低温予混合燃焼時に、空燃比制御により
上記ＣＯ濃度を制御するものであることを特徴としてい
る。
【００２０】ここで、「低温予混合燃焼」とは、例えば
特許第２８６４８９６号公報に開示されているように、
燃焼温度を低下させつつ熱発生パターンが単段燃焼の形
態となるように着火遅れ期間を大幅に長くし、燃焼の殆
どが実質的に予混合燃焼となるようにした燃焼をいう。
特許第２８６４８９６号公報に開示されているように、
燃焼温度を低下させつつ熱発生パターンが単段燃焼の形
態となるように着火遅れ期間を大幅に長くし、燃焼の殆
どが実質的に予混合燃焼となるようにした燃焼をいう。
【００２１】このような低温予混合燃焼時の空燃比に対
するＮＯｘ、微粒子、ＣＯのそれぞれの排出量の関係に
ついてみると、空燃比を下げた場合に、ＣＯだけが大き
く増加し、ＮＯｘと微粒子はあまり増加しない領域が存
在する。従って，空燃比によりＣＯ濃度を制御すること
で、ＮＯｘおよび微粒子の排出量の増加を防止しつつ、
ＣＯ濃度を効果的に上昇させることができる。
するＮＯｘ、微粒子、ＣＯのそれぞれの排出量の関係に
ついてみると、空燃比を下げた場合に、ＣＯだけが大き
く増加し、ＮＯｘと微粒子はあまり増加しない領域が存
在する。従って，空燃比によりＣＯ濃度を制御すること
で、ＮＯｘおよび微粒子の排出量の増加を防止しつつ、
ＣＯ濃度を効果的に上昇させることができる。
【００２２】また請求項３の発明をより具体化した請求
項８の発明では、上記硫黄除去手段は、運転履歴に基づ
き硫黄の堆積量を推定し、推定した堆積量が所定の堆積
量以上となったときに、一時的に排気温度を上昇させて
上記硫黄を除去することを特徴としている。
項８の発明では、上記硫黄除去手段は、運転履歴に基づ
き硫黄の堆積量を推定し、推定した堆積量が所定の堆積
量以上となったときに、一時的に排気温度を上昇させて
上記硫黄を除去することを特徴としている。
【００２３】このように硫黄の堆積量を推定すること
で、堆積した硫黄の除去を開始する時期を適切に設定す
ることができるようになり、硫黄除去手段を必要以上に
作動させることがなくなる。そのため、例えば、硫黄除
去手段としてポスト噴射により排気温度を上昇させるよ
うな場合に、燃費の悪化を回避できる。また、排気温度
が過度に上昇することによる排気通路の耐久性低下を防
止できる。
で、堆積した硫黄の除去を開始する時期を適切に設定す
ることができるようになり、硫黄除去手段を必要以上に
作動させることがなくなる。そのため、例えば、硫黄除
去手段としてポスト噴射により排気温度を上昇させるよ
うな場合に、燃費の悪化を回避できる。また、排気温度
が過度に上昇することによる排気通路の耐久性低下を防
止できる。
【００２４】さらに、請求項８に従属する請求項９の発
明においては、上記所定の堆積量は、上記排気浄化手段
の硫黄の堆積量の増加に応じて低下する酸化触媒機能の
特性において、温度により変化する上記変換率の最大値
が上記排気浄化手段に保持される微粒子を燃焼させるの
に必要な変換率を下回るときの堆積量に設定されてい
る。
明においては、上記所定の堆積量は、上記排気浄化手段
の硫黄の堆積量の増加に応じて低下する酸化触媒機能の
特性において、温度により変化する上記変換率の最大値
が上記排気浄化手段に保持される微粒子を燃焼させるの
に必要な変換率を下回るときの堆積量に設定されてい
る。
【００２５】酸化触媒機能によるＮＯからＮＯ2への変
換率は、温度により変化するが、その最大値が目標変換
率つまり堆積した微粒子を燃焼させるのに必要な変換率
を下回ると、全ての温度領域で必要なＮＯ2量を生成で
きないことになり、微粒子堆積量は徐々に増加してしま
う。従って、硫黄の堆積により酸化触媒機能が低下して
ＮＯ2変換率の最大値が上記目標変換率を下回るように
なったときに、硫黄除去手段を作動させることで、この
ような状況を回避できる。
換率は、温度により変化するが、その最大値が目標変換
率つまり堆積した微粒子を燃焼させるのに必要な変換率
を下回ると、全ての温度領域で必要なＮＯ2量を生成で
きないことになり、微粒子堆積量は徐々に増加してしま
う。従って、硫黄の堆積により酸化触媒機能が低下して
ＮＯ2変換率の最大値が上記目標変換率を下回るように
なったときに、硫黄除去手段を作動させることで、この
ような状況を回避できる。
【００２６】
【発明の効果】この発明によれば、酸化触媒機能による
ＮＯ2変換率が十分に得られるように排気温度を上昇さ
せるので、ＮＯ2を利用した排気微粒子の燃焼が確実に
行われ、排気微粒子の過度の堆積を防止できる。
ＮＯ2変換率が十分に得られるように排気温度を上昇さ
せるので、ＮＯ2を利用した排気微粒子の燃焼が確実に
行われ、排気微粒子の過度の堆積を防止できる。
【００２７】特に、請求項２および請求項７の発明によ
れば、排気中のＣＯ濃度を増加させることで、ヒータ等
の加熱手段を用いることなく排気温度を効果的に上昇さ
せることができ、ＮＯ2変換率を高めることができる。
れば、排気中のＣＯ濃度を増加させることで、ヒータ等
の加熱手段を用いることなく排気温度を効果的に上昇さ
せることができ、ＮＯ2変換率を高めることができる。
【００２８】また、請求項４〜６の発明によれば、排気
温度上昇手段による強制的な排気温度の上昇を、最も適
切な時期に行うことができ、最小限の頻度で効果的なＮ
Ｏ2変換率の上昇を達成できる。
温度上昇手段による強制的な排気温度の上昇を、最も適
切な時期に行うことができ、最小限の頻度で効果的なＮ
Ｏ2変換率の上昇を達成できる。
【００２９】また、請求項３および請求項８，９の発明
によれば、硫黄の堆積によるＮＯ2変換率やＣＯ2変換率
の低下を防止できる。特に、請求項８，９の発明によれ
ば、適切な時期に硫黄除去を行うことができ、ＮＯ2変
換率を十分に確保しつつ過度の硫黄除去動作を回避する
ことができる。
によれば、硫黄の堆積によるＮＯ2変換率やＣＯ2変換率
の低下を防止できる。特に、請求項８，９の発明によれ
ば、適切な時期に硫黄除去を行うことができ、ＮＯ2変
換率を十分に確保しつつ過度の硫黄除去動作を回避する
ことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて説明する。
形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】図１は、この発明に係る排気微粒子処理装
置を備えたディーゼルエンジン全体の構成を示してい
る。このディーゼルエンジン１は、いわゆるコモンレー
ル式燃料噴射装置を備えているものであって、高圧燃料
ポンプ２によって所定圧力に加圧された燃料は、コモン
レール３に導入され、該コモンレール３を介して、各気
筒の燃料噴射ノズル４に供給されている。上記燃料噴射
ノズル４は、コントロールユニット１０からの制御信号
によって開閉制御されるものであり、燃料噴射量ならび
に噴射時期を各気筒毎に独立して制御することが可能で
ある。
置を備えたディーゼルエンジン全体の構成を示してい
る。このディーゼルエンジン１は、いわゆるコモンレー
ル式燃料噴射装置を備えているものであって、高圧燃料
ポンプ２によって所定圧力に加圧された燃料は、コモン
レール３に導入され、該コモンレール３を介して、各気
筒の燃料噴射ノズル４に供給されている。上記燃料噴射
ノズル４は、コントロールユニット１０からの制御信号
によって開閉制御されるものであり、燃料噴射量ならび
に噴射時期を各気筒毎に独立して制御することが可能で
ある。
【００３２】また、このディーゼルエンジン１は、可変
ノズル型のターボ過給機６を備えており、排気通路７に
タービンが、吸気通路８にコンプレッサが、それぞれ配
置されているとともに、上記吸気通路８のコンプレッサ
下流に、インタークーラ９が設けられている。上記ター
ボ過給機６の可変ノズルのノズル開度は、図示せぬセン
サによって検出され、ノズル開度信号としてコントロー
ルユニット１０に入力されている。
ノズル型のターボ過給機６を備えており、排気通路７に
タービンが、吸気通路８にコンプレッサが、それぞれ配
置されているとともに、上記吸気通路８のコンプレッサ
下流に、インタークーラ９が設けられている。上記ター
ボ過給機６の可変ノズルのノズル開度は、図示せぬセン
サによって検出され、ノズル開度信号としてコントロー
ルユニット１０に入力されている。
【００３３】さらに、このディーゼルエンジン１は、排
気還流装置を備えている。すなわち、排気通路７と吸気
通路８との間にＥＧＲ通路１１が設けられ、ここにＥＧ
Ｒバルブ１２が介装されている。このＥＧＲバルブ１２
の開度は、コントロールユニット１０が出力するＥＧＲ
バルブ制御信号によって制御される。
気還流装置を備えている。すなわち、排気通路７と吸気
通路８との間にＥＧＲ通路１１が設けられ、ここにＥＧ
Ｒバルブ１２が介装されている。このＥＧＲバルブ１２
の開度は、コントロールユニット１０が出力するＥＧＲ
バルブ制御信号によって制御される。
【００３４】上記排気通路７のタービン下流側には、本
発明の排気浄化手段として、酸化触媒１３と微粒子捕捉
フィルタ１４とが介装されている。両者は、個々に独立
したケーシングを有し、かつ酸化触媒１３が上流側とな
るように直列に配置されている。上記酸化触媒１３の入
口側には、流入する排気の排気温度を検出する排気温度
センサ１５が設けられており、その検出信号がコントロ
ールユニット１０に入力されている。
発明の排気浄化手段として、酸化触媒１３と微粒子捕捉
フィルタ１４とが介装されている。両者は、個々に独立
したケーシングを有し、かつ酸化触媒１３が上流側とな
るように直列に配置されている。上記酸化触媒１３の入
口側には、流入する排気の排気温度を検出する排気温度
センサ１５が設けられており、その検出信号がコントロ
ールユニット１０に入力されている。
【００３５】また、上記ディーゼルエンジン１は、クラ
ンク角を検出するクランク角センサ１６と、運転者によ
り操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度セン
サ１７と、を備え、これらの検出信号もコントロールユ
ニット１０に入力されている。
ンク角を検出するクランク角センサ１６と、運転者によ
り操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度セン
サ１７と、を備え、これらの検出信号もコントロールユ
ニット１０に入力されている。
【００３６】上記の構成においては、ディーゼルエンジ
ン１から排出された排気微粒子は、基本的に、微粒子捕
捉フィルタ１４によってトラップされ、外部への排出が
防止される。そして、この微粒子捕捉フィルタ１４に堆
積する排気微粒子は、上流の酸化触媒１３によって生成
されるＮＯ2を利用することで、比較的低温条件下で燃
焼除去される。
ン１から排出された排気微粒子は、基本的に、微粒子捕
捉フィルタ１４によってトラップされ、外部への排出が
防止される。そして、この微粒子捕捉フィルタ１４に堆
積する排気微粒子は、上流の酸化触媒１３によって生成
されるＮＯ2を利用することで、比較的低温条件下で燃
焼除去される。
【００３７】上記ＮＯ2は、排気中のＮＯが酸化触媒１
３の触媒作用によってＮＯ2に変換されることにより生
成されるのであるが、この酸化触媒１３でのＮＯからＮ
Ｏ2への変換率は、酸化触媒１３での温度に依存してい
る。図２は、酸化触媒中における排気温度に対するＮＯ
2変換率の特性を示しているが、この図２に示すよう
に、ＮＯ2変換率はピーク値を有し、このピークを含む
一定の温度範囲（図中の要求温度範囲）では、微粒子の
燃焼に必要なＮＯ2の変換率つまり目標変換率以上の変
換率が得られる。しかしながら、実際のエンジンの運転
条件においては、図中に実状温度として示すように、要
求温度よりも低い温度（例えば２５０℃以下）を含む範
囲で運転がなされる。つまり、排気温度が要求温度より
も低くなる条件が存在する。そこで、本実施例では、排
気温度上昇手段として、エンジンの空燃比制御、具体的
には空気過剰率低下制御により排気中のＣＯ濃度を増加
させ、酸化触媒１３におけるＣＯからＣＯ2への反応に
よる酸化反応熱で酸化触媒１３中の排気温度を上昇させ
るようにしている。
３の触媒作用によってＮＯ2に変換されることにより生
成されるのであるが、この酸化触媒１３でのＮＯからＮ
Ｏ2への変換率は、酸化触媒１３での温度に依存してい
る。図２は、酸化触媒中における排気温度に対するＮＯ
2変換率の特性を示しているが、この図２に示すよう
に、ＮＯ2変換率はピーク値を有し、このピークを含む
一定の温度範囲（図中の要求温度範囲）では、微粒子の
燃焼に必要なＮＯ2の変換率つまり目標変換率以上の変
換率が得られる。しかしながら、実際のエンジンの運転
条件においては、図中に実状温度として示すように、要
求温度よりも低い温度（例えば２５０℃以下）を含む範
囲で運転がなされる。つまり、排気温度が要求温度より
も低くなる条件が存在する。そこで、本実施例では、排
気温度上昇手段として、エンジンの空燃比制御、具体的
には空気過剰率低下制御により排気中のＣＯ濃度を増加
させ、酸化触媒１３におけるＣＯからＣＯ2への反応に
よる酸化反応熱で酸化触媒１３中の排気温度を上昇させ
るようにしている。
【００３８】図３は、酸化触媒によるＣＯからＣＯ2へ
の変換率の排気温度に対する特性を示す。図示するよう
に、ＣＯからＣＯ2への変換率は、２００℃を境にほぼ
１００％に達する。従って、エンジンの暖機後の運転中
であれば、ある程度低い排気温度条件においても、ＣＯ
酸化反応熱を得ることが可能である。これにより、図４
に示すように、例えば触媒入口温度が２００℃程度であ
ったとしても、これを、所定のＮＯ2変換率を満たす排
気温度、例えば２５０℃程度にまで高めることができ
る。従って、運転条件により本来の排気温度が低い場合
でも、ＮＯからＮＯ2への変換率を十分なレベルに確保
することができ、ＮＯ2を利用した微粒子の燃焼促進が
可能である。
の変換率の排気温度に対する特性を示す。図示するよう
に、ＣＯからＣＯ2への変換率は、２００℃を境にほぼ
１００％に達する。従って、エンジンの暖機後の運転中
であれば、ある程度低い排気温度条件においても、ＣＯ
酸化反応熱を得ることが可能である。これにより、図４
に示すように、例えば触媒入口温度が２００℃程度であ
ったとしても、これを、所定のＮＯ2変換率を満たす排
気温度、例えば２５０℃程度にまで高めることができ
る。従って、運転条件により本来の排気温度が低い場合
でも、ＮＯからＮＯ2への変換率を十分なレベルに確保
することができ、ＮＯ2を利用した微粒子の燃焼促進が
可能である。
【００３９】本実施例では、エンジンの空燃比制御によ
りＣＯ濃度の制御を行うが、次にその制御について説明
する。
りＣＯ濃度の制御を行うが、次にその制御について説明
する。
【００４０】図５は、上記のディーゼルエンジン１にお
いて空気過剰率λを変化させた場合のＣＯおよび排気微
粒子（ＰＭ）の排出レベルの特性を示す。これは、特
に、低温予混合燃焼による運転を行った場合の特性であ
り、図示するように、空気過剰率λを小さくしていく
と、ＮＯｘ（図示せず）や排気微粒子はそれほど増加せ
ずに、ＣＯ排出量が急激に増加する空燃比領域が存在す
る。例えば、空気過剰率λを１．３から１．１に変化さ
せると、排気微粒子はあまり悪化せずに、ＣＯ排出量を
大幅に増加させることができる。なお、ここで、低温予
混合燃焼とは、前述したように、エンジンの運転状態に
応じてエンジンの燃焼温度を低下させる際に、熱発生パ
ターンが単段燃焼の形態になるように着火遅れ期間を大
幅に長くした燃焼をいう。このように空燃比制御を行う
ことで、ＣＯ排出量を制御して、酸化触媒１３における
排気温度を制御することが可能となり、ひいては、目標
とするＮＯ2変換率を常に確保することが可能となる。
いて空気過剰率λを変化させた場合のＣＯおよび排気微
粒子（ＰＭ）の排出レベルの特性を示す。これは、特
に、低温予混合燃焼による運転を行った場合の特性であ
り、図示するように、空気過剰率λを小さくしていく
と、ＮＯｘ（図示せず）や排気微粒子はそれほど増加せ
ずに、ＣＯ排出量が急激に増加する空燃比領域が存在す
る。例えば、空気過剰率λを１．３から１．１に変化さ
せると、排気微粒子はあまり悪化せずに、ＣＯ排出量を
大幅に増加させることができる。なお、ここで、低温予
混合燃焼とは、前述したように、エンジンの運転状態に
応じてエンジンの燃焼温度を低下させる際に、熱発生パ
ターンが単段燃焼の形態になるように着火遅れ期間を大
幅に長くした燃焼をいう。このように空燃比制御を行う
ことで、ＣＯ排出量を制御して、酸化触媒１３における
排気温度を制御することが可能となり、ひいては、目標
とするＮＯ2変換率を常に確保することが可能となる。
【００４１】次に、ＮＯ2を利用する排気微粒子処理装
置の問題点として、酸化触媒１３における硫黄分の堆積
により、ＮＯからＮＯ2への変換率ならびにＣＯからＣ
Ｏ２への変換率が低下することが挙げられる。図６は、
硫黄分が堆積した場合のＮＯ 2変換率の低下を示してい
る。このようにＮＯ2変換率やＣＯ2変換率が低下した状
態でＣＯ濃度を高めても、ＮＯ2変換率を目標値に維持
することは困難である。従って、本実施例では、走行距
離、積算回転数、あるいは燃料噴射量の累積量、などの
運転履歴から硫黄分の堆積量を見積もり、必要に応じて
排気温度の上昇運転を行うことで硫黄成分を酸化触媒１
３から離脱させ、ＮＯ2変換率の悪化を回避するように
している。ここで、排気温度上昇運転は、吸気絞り（吸
入空気量を低下させることで空気過剰率を下げ、余分な
空気に燃焼により発生する熱が奪われることを防止し
て、排気温度を上昇させる）や燃料のポスト噴射（メイ
ン噴射の後に一定量の燃料を噴射し、この燃料が燃焼す
ることで排気温度を上昇させる）により実現される。こ
の硫黄除去手段としての排気温度上昇運転を所定時間行
うことにより、硫黄分が除去される。
置の問題点として、酸化触媒１３における硫黄分の堆積
により、ＮＯからＮＯ2への変換率ならびにＣＯからＣ
Ｏ２への変換率が低下することが挙げられる。図６は、
硫黄分が堆積した場合のＮＯ 2変換率の低下を示してい
る。このようにＮＯ2変換率やＣＯ2変換率が低下した状
態でＣＯ濃度を高めても、ＮＯ2変換率を目標値に維持
することは困難である。従って、本実施例では、走行距
離、積算回転数、あるいは燃料噴射量の累積量、などの
運転履歴から硫黄分の堆積量を見積もり、必要に応じて
排気温度の上昇運転を行うことで硫黄成分を酸化触媒１
３から離脱させ、ＮＯ2変換率の悪化を回避するように
している。ここで、排気温度上昇運転は、吸気絞り（吸
入空気量を低下させることで空気過剰率を下げ、余分な
空気に燃焼により発生する熱が奪われることを防止し
て、排気温度を上昇させる）や燃料のポスト噴射（メイ
ン噴射の後に一定量の燃料を噴射し、この燃料が燃焼す
ることで排気温度を上昇させる）により実現される。こ
の硫黄除去手段としての排気温度上昇運転を所定時間行
うことにより、硫黄分が除去される。
【００４２】次に、上述した内容の具体的な制御の流れ
を図７以降のフローチャートに基づいて説明する。
を図７以降のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】図７は、制御の全体的な流れを示すメイン
フローチャートであって、ステップ１では、まずクラン
ク角センサ１６とアクセル開度センサ１７の検出信号に
基づき、エンジンの運転状態を読み込む。ステップ２で
は、酸化触媒１３への硫黄分堆積量を推定する。硫黄分
の堆積量を直接検知することは一般に困難であるので、
前述したようにエンジンの運転履歴から堆積量を見積も
り、除去が必要なレベルであれば、硫黄分を除去するた
めの排気温度制御を行う。硫黄分除去のための排気温度
制御については図８のフローチャートに基づいて説明す
る。
フローチャートであって、ステップ１では、まずクラン
ク角センサ１６とアクセル開度センサ１７の検出信号に
基づき、エンジンの運転状態を読み込む。ステップ２で
は、酸化触媒１３への硫黄分堆積量を推定する。硫黄分
の堆積量を直接検知することは一般に困難であるので、
前述したようにエンジンの運転履歴から堆積量を見積も
り、除去が必要なレベルであれば、硫黄分を除去するた
めの排気温度制御を行う。硫黄分除去のための排気温度
制御については図８のフローチャートに基づいて説明す
る。
【００４４】次のステップ３では、酸化触媒１３の入口
に配置した排気温度センサ１５が検出した触媒入口排気
温度ｔを読み込む。
に配置した排気温度センサ１５が検出した触媒入口排気
温度ｔを読み込む。
【００４５】ステップ４では、酸化触媒１３において所
望のＮＯ2変換率（目標変換率）を達成し得る排気温度
Ｔｏｘｉに、実際の排気温度ｔが達しているか否かを判
断する。図２に示すように、例えば、上記の目標温度Ｔ
ｏｘｉを要求温度の最低温度である２５０℃に設定する
と良い。
望のＮＯ2変換率（目標変換率）を達成し得る排気温度
Ｔｏｘｉに、実際の排気温度ｔが達しているか否かを判
断する。図２に示すように、例えば、上記の目標温度Ｔ
ｏｘｉを要求温度の最低温度である２５０℃に設定する
と良い。
【００４６】実際の排気温度ｔが目標温度Ｔｏｘｉより
低い場合には、ステップ５へ進み、酸化触媒１３中の排
気温度を上昇させるために、排気中のＣＯ濃度を高める
制御（ＣＯ排出モードの空燃比制御）を行う。このＣＯ
排出モードの空燃比制御については、図９のフローチャ
ートに基づいて後述する。実際の排気温度ｔが目標温度
Ｔｏｘｉ以上であれば、排気温度上昇は不要であるの
で、ステップ６へ進み、通常の空燃比制御を行う。この
通常の空燃比制御は図１０のフローチャートに基づいて
後述する。
低い場合には、ステップ５へ進み、酸化触媒１３中の排
気温度を上昇させるために、排気中のＣＯ濃度を高める
制御（ＣＯ排出モードの空燃比制御）を行う。このＣＯ
排出モードの空燃比制御については、図９のフローチャ
ートに基づいて後述する。実際の排気温度ｔが目標温度
Ｔｏｘｉ以上であれば、排気温度上昇は不要であるの
で、ステップ６へ進み、通常の空燃比制御を行う。この
通常の空燃比制御は図１０のフローチャートに基づいて
後述する。
【００４７】次に、ステップ２の酸化触媒１３における
硫黄分除去のための硫黄分堆積量見積もり除去ルーチン
を図８のフローチャートに基づいて説明する。
硫黄分除去のための硫黄分堆積量見積もり除去ルーチン
を図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】ステップ１１では、運転履歴の読み込みを
行う。酸化触媒への硫黄分の堆積は、図６に示すように
ＮＯ2変換率やＣＯ2変換率を低下させるため、一定量硫
黄分が堆積するとその除去が必要となるが、硫黄分の堆
積量を直接検知するのは困難であり、前述したように、
運転履歴から堆積量を見積もることになる。
行う。酸化触媒への硫黄分の堆積は、図６に示すように
ＮＯ2変換率やＣＯ2変換率を低下させるため、一定量硫
黄分が堆積するとその除去が必要となるが、硫黄分の堆
積量を直接検知するのは困難であり、前述したように、
運転履歴から堆積量を見積もることになる。
【００４９】ステップ１２では、ステップ１１で見積も
った硫黄分堆積量から硫黄除去モード運転の要否を判定
する。つまり、硫黄分堆積量から図６の特性に従ってＮ
Ｏ2変換率を推定したときに、少なくとも変換率のピー
ク値が目標変換率以上でなければ、有効なＮＯ2の生成
を行い得ないので、硫黄除去が必要であると判定し、こ
れよりも硫黄分が少なければ、硫黄除去は行わない。硫
黄除去モード運転を行わない場合には本フローを終了
し、メインフローへ戻る。
った硫黄分堆積量から硫黄除去モード運転の要否を判定
する。つまり、硫黄分堆積量から図６の特性に従ってＮ
Ｏ2変換率を推定したときに、少なくとも変換率のピー
ク値が目標変換率以上でなければ、有効なＮＯ2の生成
を行い得ないので、硫黄除去が必要であると判定し、こ
れよりも硫黄分が少なければ、硫黄除去は行わない。硫
黄除去モード運転を行わない場合には本フローを終了
し、メインフローへ戻る。
【００５０】一方、硫黄除去が必要と判断した場合に
は、ステップ１３へ進み、ここで、前述した吸気絞りあ
るいはポスト噴射などの手段により、排気温度を上昇さ
せる制御つまり硫黄除去モード運転を開始する。
は、ステップ１３へ進み、ここで、前述した吸気絞りあ
るいはポスト噴射などの手段により、排気温度を上昇さ
せる制御つまり硫黄除去モード運転を開始する。
【００５１】ステップ１４では、排気温度を検出し、硫
黄分の除去が可能な排気温度レベルに達しているか否か
を判断し、温度レベルが低い場合にはステップ１３に戻
って硫黄除去モード運転を継続する。
黄分の除去が可能な排気温度レベルに達しているか否か
を判断し、温度レベルが低い場合にはステップ１３に戻
って硫黄除去モード運転を継続する。
【００５２】排気温度が硫黄分の除去が可能な排気温度
レベルに達したら、ステップ１５において、硫黄除去モ
ード運転の経過時間の計測を開始し、所定の時間が経過
した時点で硫黄分除去モード運転を終了する。
レベルに達したら、ステップ１５において、硫黄除去モ
ード運転の経過時間の計測を開始し、所定の時間が経過
した時点で硫黄分除去モード運転を終了する。
【００５３】なお、上記ステップ１２において、硫黄除
去モード運転が不要であると判定してメインフローチャ
ートへ戻る場合でも、硫黄の堆積によるＮＯ2変換率の
低下は生じているので、これを考慮して、図７のステッ
プ４で用いる目標温度Ｔｏｘｉを、硫黄堆積量に応じて
上方に補正するように構成することもできる。
去モード運転が不要であると判定してメインフローチャ
ートへ戻る場合でも、硫黄の堆積によるＮＯ2変換率の
低下は生じているので、これを考慮して、図７のステッ
プ４で用いる目標温度Ｔｏｘｉを、硫黄堆積量に応じて
上方に補正するように構成することもできる。
【００５４】次に、上記ステップ５のＣＯ排出モードの
空燃比制御について、図９のフローチャートに基づいて
説明する。これは、燃料噴射量を増量することで空気過
剰率λを制御し、排気中のＣＯ濃度を所定の値にまで高
めて、酸化触媒１３でのＣＯからＣＯ2への変換時に生
じる酸化反応熱を利用することで、排気温度を上昇させ
るものである。
空燃比制御について、図９のフローチャートに基づいて
説明する。これは、燃料噴射量を増量することで空気過
剰率λを制御し、排気中のＣＯ濃度を所定の値にまで高
めて、酸化触媒１３でのＣＯからＣＯ2への変換時に生
じる酸化反応熱を利用することで、排気温度を上昇させ
るものである。
【００５５】ステップ２１では、エンジン回転数および
アクセル開度などの運転状態を示す信号を読み込む。次
のステップ２２では、このステップ２１で読み込んだ運
転状態から、ＣＯ排出モードの目標燃料噴射量Ｑを求め
る。特に、このＣＯ排出モードでは、空気過剰率λが、
１．１になるように目標燃料噴射量Ｑを決定する。そし
て、ステップ２３で、水温、ＥＧＲ等による種々の補正
を行い、最終的な燃料噴射量Ｑを決定する。
アクセル開度などの運転状態を示す信号を読み込む。次
のステップ２２では、このステップ２１で読み込んだ運
転状態から、ＣＯ排出モードの目標燃料噴射量Ｑを求め
る。特に、このＣＯ排出モードでは、空気過剰率λが、
１．１になるように目標燃料噴射量Ｑを決定する。そし
て、ステップ２３で、水温、ＥＧＲ等による種々の補正
を行い、最終的な燃料噴射量Ｑを決定する。
【００５６】次に、上記ステップ６の通常モードの空燃
比制御について、図１０のフローチャートに基づいて説
明する。
比制御について、図１０のフローチャートに基づいて説
明する。
【００５７】ステップ３１では、エンジン回転数および
アクセル開度などの運転状態を示す信号を読み込む。次
のステップ３２では、このステップ３１で読み込んだ運
転状態から、通常モードの目標燃料噴射量Ｑを求める。
特に、この通常モードでは、空気過剰率λが、１．３以
上になるように、目標燃料噴射量Ｑを決定する。そし
て、ステップ３３で、水温、ＥＧＲ等による種々の補正
を行い、最終的な燃料噴射量Ｑを決定する。
アクセル開度などの運転状態を示す信号を読み込む。次
のステップ３２では、このステップ３１で読み込んだ運
転状態から、通常モードの目標燃料噴射量Ｑを求める。
特に、この通常モードでは、空気過剰率λが、１．３以
上になるように、目標燃料噴射量Ｑを決定する。そし
て、ステップ３３で、水温、ＥＧＲ等による種々の補正
を行い、最終的な燃料噴射量Ｑを決定する。
【図１】この発明に係る排気微粒子処理装置を備えたデ
ィーゼルエンジン全体の構成説明図。
ィーゼルエンジン全体の構成説明図。
【図２】酸化触媒でのＮＯからＮＯ2への変換率の温度
特性を示す特性図。
特性を示す特性図。
【図３】酸化触媒でのＣＯからＣＯ2への変換率の温度
特性を示す特性図。
特性を示す特性図。
【図４】ＣＯ排出モードでの酸化触媒の温度変化を示す
特性図。
特性図。
【図５】空燃比に対するＣＯおよび微粒子の排出レベル
変化を示す特性図。
変化を示す特性図。
【図６】硫黄堆積によるＮＯからＮＯ2への変換率の低
下を示す特性図。
下を示す特性図。
【図７】実施例の制御の流れを示すメインフローチャー
ト。
ト。
【図８】硫黄分堆積量見積もり除去ルーチンを示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図９】ＣＯ排出モードの空燃比制御を示すフローチャ
ート。
ート。
【図１０】通常通常モードの空燃比制御を示すフローチ
ャート。
ャート。
１…ディーゼルエンジン １０…コントロールユニット １３…酸化触媒 １４…微粒子捕捉フィルタ １６…クランク角センサ １７…アクセル開度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｎ 41/20 ３５５ 41/20 ３５５ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ａ ３１２ ３１２Ｒ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA09 BA13 BA24 DA10 EA11 EC01 EC03 FA10 FA27 FA33 FA38 3G090 AA01 BA01 DA09 DA12 DA18 DA20 EA02 EA05 EA06 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB13 BA13 BA14 BA19 CB02 CB03 DB04 DB10 DC03 EA00 EA03 EA17 FB02 HA15 HB05 HB06 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 MA01 MA11 MA19 MA27 NA03 NA06 NA08 ND02 PB03A PB03Z PD11Z PD15Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (9)
- 【請求項１】 機関の排気通路に配設され、流入する排
気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2を生成するとともに、
このＮＯからＮＯ2への変換率が排気温度に応じて変化
する酸化触媒機能と、上記排気ガス中の微粒子をトラッ
プして保持するとともに、保持した微粒子を上記酸化触
媒機能により生成されるＮＯ2によって燃焼させるトラ
ップ機能と、を有する排気浄化手段と、 上記変換率が低くなるときに上記排気温度を上昇させて
上記変換率を高くする排気温度上昇手段と、を備えるこ
とを特徴とする内燃機関の排気微粒子処理装置。 - 【請求項２】 機関の排気通路に配設され、流入する排
気ガス中のＮＯおよびＣＯを酸化してＮＯ2およびＣＯ2
を生成するとともに、ＮＯからＮＯ2への変換率が排気
温度に応じて変化する酸化触媒機能と、上記排気ガス中
の微粒子をトラップして保持するとともに、保持した微
粒子を上記酸化触媒機能により生成されるＮＯ2によっ
て燃焼させるトラップ機能と、を有する排気浄化手段
と、 上記変換率が低くなるときに流入する排気ガス中のＣＯ
濃度を増加させ、上記酸化触媒機能によるＣＯの酸化熱
により排気温度を上昇させて上記変換率を高くする排気
温度上昇手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の
排気微粒子処理装置。 - 【請求項３】 上記排気浄化手段に硫黄が堆積したとき
に、一時的に排気温度を上昇させて上記排気浄化手段か
ら硫黄を除去する硫黄除去手段を備えたことを特徴とす
る請求項２に記載の内燃機関の排気微粒子処理装置。 - 【請求項４】 上記排気温度上昇手段は、上記排気温度
が所定温度以下となるときに、排気温度を上昇させるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機
関の排気微粒子処理装置。 - 【請求項５】 上記所定温度は、排気温度の上昇に対し
て上記変換率が急増し始める点の温度に設定されている
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気微粒
子処理装置。 - 【請求項６】 上記所定温度は、上記硫黄の堆積量に応
じて補正されることを特徴とする請求項４または５に記
載の内燃機関の排気微粒子処理装置。 - 【請求項７】 上記排気温度上昇手段は、低温予混合燃
焼時に、空燃比制御により上記ＣＯ濃度を制御するもの
であることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃
機関の排気微粒子処理装置。 - 【請求項８】 上記硫黄除去手段は、運転履歴に基づき
硫黄の堆積量を推定し、推定した堆積量が所定の堆積量
以上となったときに、一時的に排気温度を上昇させて上
記硫黄を除去することを特徴とする請求項３に記載の内
燃機関の排気微粒子制御装置。 - 【請求項９】 上記所定の堆積量は、上記排気浄化手段
の硫黄の堆積量の増加に応じて低下する酸化触媒機能の
特性において、温度により変化する上記変換率の最大値
が上記排気浄化手段に保持される微粒子を燃焼させるの
に必要な変換率を下回るときの堆積量に設定されている
ことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気微粒
子処理装置。
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