JP2002227636A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx触媒に供給される還元剤の供給異常を
判定し、又は、触媒の劣化を判定することができる技術
を提供し、以て、排気エミッションの悪化を抑制する。 【解決手段】希薄燃焼式内燃機関１と、ＮＯx触媒２０
と、触媒２０前の排気温度を計測する入ガス温度計測手
段３７と、触媒２０後の排気温度を計測する出ガス温度
計測手段２４と、触媒２０に還元剤を供給する還元剤供
給手段２８と、還元剤供給手段２８により触媒に還元剤
が供給された後の触媒２０前後の排気温度に基づいて還
元剤供給手段２８の異常を判定する異常判定手段３５
と、を具備した。
判定し、又は、触媒の劣化を判定することができる技術
を提供し、以て、排気エミッションの悪化を抑制する。 【解決手段】希薄燃焼式内燃機関１と、ＮＯx触媒２０
と、触媒２０前の排気温度を計測する入ガス温度計測手
段３７と、触媒２０後の排気温度を計測する出ガス温度
計測手段２４と、触媒２０に還元剤を供給する還元剤供
給手段２８と、還元剤供給手段２８により触媒に還元剤
が供給された後の触媒２０前後の排気温度に基づいて還
元剤供給手段２８の異常を判定する異常判定手段３５
と、を具備した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
される排気中のＮＯxを浄化する内燃機関の排気浄化装
置に関するものである。
される排気中のＮＯxを浄化する内燃機関の排気浄化装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等に搭載される内燃機関、
特に酸素過剰状態の混合気（所謂、リーン空燃比の混合
気）を燃焼可能とするディーゼル機関やリーンバーン・
ガソリン機関では、該内燃機関の排気中に含まれる窒素
酸化物（ＮＯx）を浄化する技術が望まれている。
特に酸素過剰状態の混合気（所謂、リーン空燃比の混合
気）を燃焼可能とするディーゼル機関やリーンバーン・
ガソリン機関では、該内燃機関の排気中に含まれる窒素
酸化物（ＮＯx）を浄化する技術が望まれている。
【０００３】このような要求に対し、内燃機関の排気系
にリーンＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。
リーンＮＯx触媒の一つとして、流入する排気の酸素濃
度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸収
し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在
するときは吸収していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出し
つつ窒素（Ｎ2）に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒が知ら
れている。
にリーンＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。
リーンＮＯx触媒の一つとして、流入する排気の酸素濃
度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸収
し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在
するときは吸収していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出し
つつ窒素（Ｎ2）に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒が知ら
れている。
【０００４】吸蔵還元型ＮＯx触媒が内燃機関の排気系
に配置されると、内燃機関が希薄燃焼運転されて排気の
空燃比が高くなるときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）
が吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収され、吸蔵還元型ＮＯx触
媒に流入する排気の空燃比が低くなったときは吸蔵還元
型ＮＯx触媒に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯx）が放
出されつつ窒素（Ｎ2）に還元される。
に配置されると、内燃機関が希薄燃焼運転されて排気の
空燃比が高くなるときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）
が吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収され、吸蔵還元型ＮＯx触
媒に流入する排気の空燃比が低くなったときは吸蔵還元
型ＮＯx触媒に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯx）が放
出されつつ窒素（Ｎ2）に還元される。
【０００５】ところで、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸
収能力には限りがあるため、内燃機関が長期にわたって
希薄燃焼運転されると、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸
収能力が飽和し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵
還元型ＮＯx触媒によって除去されることなく大気中に
放出されることになる。
収能力には限りがあるため、内燃機関が長期にわたって
希薄燃焼運転されると、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸
収能力が飽和し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵
還元型ＮＯx触媒によって除去されることなく大気中に
放出されることになる。
【０００６】従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒を希薄燃焼
式内燃機関に適用する場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒の
ＮＯx吸収能力が飽和する前に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に
流入する排気の空燃比を低下させる、所謂リッチスパイ
ク制御を実行することにより、吸蔵還元型ＮＯx触媒に
吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）を放出及び還元さ
せる必要がある。
式内燃機関に適用する場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒の
ＮＯx吸収能力が飽和する前に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に
流入する排気の空燃比を低下させる、所謂リッチスパイ
ク制御を実行することにより、吸蔵還元型ＮＯx触媒に
吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）を放出及び還元さ
せる必要がある。
【０００７】リッチスパイク制御の具体的な方法として
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒より上流を流れる排気中に還
元剤たる燃料を添加する方法を例示することができる。
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒より上流を流れる排気中に還
元剤たる燃料を添加する方法を例示することができる。
【０００８】尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒より上流の排気
中に還元剤を添加する場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒に
吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）に応じて還元剤の
添加量を正確に制御することが重要である。
中に還元剤を添加する場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒に
吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）に応じて還元剤の
添加量を正確に制御することが重要である。
【０００９】これは、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収され
ている窒素酸化物（ＮＯx）に対して還元剤の添加量が
過剰に多くされると余剰の還元剤が大気中に放出される
ことになり、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒
素酸化物（ＮＯx）に対して還元剤の添加量が不足する
と吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和し、排気
中の窒素酸化物（ＮＯx）が浄化されずに大気中に放出
されることになるからである。
ている窒素酸化物（ＮＯx）に対して還元剤の添加量が
過剰に多くされると余剰の還元剤が大気中に放出される
ことになり、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒
素酸化物（ＮＯx）に対して還元剤の添加量が不足する
と吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が飽和し、排気
中の窒素酸化物（ＮＯx）が浄化されずに大気中に放出
されることになるからである。
【００１０】また、これらリーンＮＯx触媒を用いた排
気浄化システムにおいては、リーンＮＯx触媒の触媒床
温の管理も重要である。
気浄化システムにおいては、リーンＮＯx触媒の触媒床
温の管理も重要である。
【００１１】例えば、リーンＮＯx触媒には活性温度が
あり、触媒床温がこの活性温度範囲から外れると、浄化
能力が極度に低下する。一方、ＮＯx触媒の温度が過剰
に上昇すると、ＮＯx触媒の熱劣化を誘発する虞れがあ
る。
あり、触媒床温がこの活性温度範囲から外れると、浄化
能力が極度に低下する。一方、ＮＯx触媒の温度が過剰
に上昇すると、ＮＯx触媒の熱劣化を誘発する虞れがあ
る。
【００１２】ここで、吸蔵還元型ＮＯx触媒の熱劣化に
ついて説明すると、ＮＯx 触媒におけるＮＯxの吸収は
白金Ｐｔ（触媒物質）とカリウムＫ（ＮＯx吸収剤）と
の界面において行われるが、Ｐｔは熱によってシンタリ
ングを起こし、成長して粒径が大きくなることが知られ
ている。車両用内燃機関から排出される排気の浄化にお
いては、ＮＯx 触媒に加わる熱負荷が大きく、白金Ｐｔ
のシンタリングを避けることはできない。このように白
金Ｐｔがシンタリングを起こすと、白金Ｐｔとカリウム
Ｋの接触面積が少なくなり、即ち、白金Ｐｔとカリウム
Ｋの界面が少なくなる。この結果、ＮＯx 触媒のＮＯx
吸収能力が低下し、ＮＯx浄化能力が低下する。
ついて説明すると、ＮＯx 触媒におけるＮＯxの吸収は
白金Ｐｔ（触媒物質）とカリウムＫ（ＮＯx吸収剤）と
の界面において行われるが、Ｐｔは熱によってシンタリ
ングを起こし、成長して粒径が大きくなることが知られ
ている。車両用内燃機関から排出される排気の浄化にお
いては、ＮＯx 触媒に加わる熱負荷が大きく、白金Ｐｔ
のシンタリングを避けることはできない。このように白
金Ｐｔがシンタリングを起こすと、白金Ｐｔとカリウム
Ｋの接触面積が少なくなり、即ち、白金Ｐｔとカリウム
Ｋの界面が少なくなる。この結果、ＮＯx 触媒のＮＯx
吸収能力が低下し、ＮＯx浄化能力が低下する。
【００１３】このような問題に対し、従来では、特許第
２８４５０５６号公報に記載されたような内燃機関の排
気浄化装置が提案されている。この公報に記載された内
燃機関の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒におい
て排気中の酸素と反応して消費される還元剤の量と吸蔵
還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）
を還元するために必要となる還元剤の量とを考慮して、
還元剤の添加量を決定することにより、還元剤の過剰供
給や供給不足を防止し、以て還元剤や窒素酸化物（ＮＯ
x）の大気中への放出による排気エミッションの悪化を
抑制しようとするものである。
２８４５０５６号公報に記載されたような内燃機関の排
気浄化装置が提案されている。この公報に記載された内
燃機関の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒におい
て排気中の酸素と反応して消費される還元剤の量と吸蔵
還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）
を還元するために必要となる還元剤の量とを考慮して、
還元剤の添加量を決定することにより、還元剤の過剰供
給や供給不足を防止し、以て還元剤や窒素酸化物（ＮＯ
x）の大気中への放出による排気エミッションの悪化を
抑制しようとするものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の排気浄
化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒において排気中の酸素
と反応して消費される還元剤の量及び吸蔵還元型ＮＯx
触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）を還元する
ために必要となる還元剤の量を求める際に、排気中の酸
素量と吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収量とを単に内燃
機関の運転条件をパラメータとして推定しているのみで
あるため、推定された酸素量又は還元剤量と実際の酸素
量又は還元剤量との間にずれが発生する可能性がある。
化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒において排気中の酸素
と反応して消費される還元剤の量及び吸蔵還元型ＮＯx
触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）を還元する
ために必要となる還元剤の量を求める際に、排気中の酸
素量と吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収量とを単に内燃
機関の運転条件をパラメータとして推定しているのみで
あるため、推定された酸素量又は還元剤量と実際の酸素
量又は還元剤量との間にずれが発生する可能性がある。
【００１５】また、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されて
いる窒素酸化物（ＮＯx）を還元するために必要となる
還元剤の量を正確に求めることができたとしても、還元
剤を供給する機構に経年変化等が生じると、推定された
還元剤量と実際に吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給される還
元剤量との間にずれが発生する可能性がある。
いる窒素酸化物（ＮＯx）を還元するために必要となる
還元剤の量を正確に求めることができたとしても、還元
剤を供給する機構に経年変化等が生じると、推定された
還元剤量と実際に吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給される還
元剤量との間にずれが発生する可能性がある。
【００１６】このように推定された還元剤量と実際に添
加される還元剤量との間にずれが発生すると、還元剤の
添加量を正確に制御することが困難となり、還元剤の過
剰供給や供給不足に起因した排気エミッションの悪化が
誘発される場合がある。
加される還元剤量との間にずれが発生すると、還元剤の
添加量を正確に制御することが困難となり、還元剤の過
剰供給や供給不足に起因した排気エミッションの悪化が
誘発される場合がある。
【００１７】本発明は、上記したような種々の問題に鑑
みてなされたものであり、ＮＯx触媒に供給される還元
剤量及び触媒の異常を判定し、この判定結果に基づいて
還元剤量を補正することができる技術を提供することに
より、以て排気エミッションの悪化を抑制することを目
的とする。
みてなされたものであり、ＮＯx触媒に供給される還元
剤量及び触媒の異常を判定し、この判定結果に基づいて
還元剤量を補正することができる技術を提供することに
より、以て排気エミッションの悪化を抑制することを目
的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。即ち、第１の発明
に係る内燃機関の排気浄化装置は、酸素過剰状態の混合
気を燃焼可能とする希薄燃焼式の内燃機関と、前記内燃
機関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で排気中の
ＮＯx成分を浄化するＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に流
入する排気の温度を計測する入ガス温度計測手段と、前
記ＮＯx触媒から流出する排気の温度を計測する出ガス
温度計測手段と、前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還
元剤供給手段と、前記還元剤供給手段により前記ＮＯx
触媒に還元剤が供給された後の前記入ガス温度計測手段
により計測された排気の温度及び前記出ガス温度計測手
段により計測された排気の温度に基づいて前記還元剤供
給手段の異常を判定する異常判定手段と、を具備した。
するために、以下の手段を採用した。即ち、第１の発明
に係る内燃機関の排気浄化装置は、酸素過剰状態の混合
気を燃焼可能とする希薄燃焼式の内燃機関と、前記内燃
機関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で排気中の
ＮＯx成分を浄化するＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に流
入する排気の温度を計測する入ガス温度計測手段と、前
記ＮＯx触媒から流出する排気の温度を計測する出ガス
温度計測手段と、前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還
元剤供給手段と、前記還元剤供給手段により前記ＮＯx
触媒に還元剤が供給された後の前記入ガス温度計測手段
により計測された排気の温度及び前記出ガス温度計測手
段により計測された排気の温度に基づいて前記還元剤供
給手段の異常を判定する異常判定手段と、を具備した。
【００１９】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、ＮＯx触媒へ還元剤を供給する必要が生じた
ときに、還元剤供給手段はＮＯx触媒より上流へ還元剤
を供給する。
装置では、ＮＯx触媒へ還元剤を供給する必要が生じた
ときに、還元剤供給手段はＮＯx触媒より上流へ還元剤
を供給する。
【００２０】ＮＯx触媒より上流に供給された還元剤
は、排気通路の上流から流れてくる排気とともにＮＯx
触媒へ流入する。そして、ＮＯx触媒は、還元剤を利用
して排気中の有害ガス成分を還元及び浄化することにな
る。
は、排気通路の上流から流れてくる排気とともにＮＯx
触媒へ流入する。そして、ＮＯx触媒は、還元剤を利用
して排気中の有害ガス成分を還元及び浄化することにな
る。
【００２１】ここで、ＮＯx触媒に還元剤が供給される
と、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりＮＯx触媒
から流出する排気の温度は、該ＮＯx触媒に流入する排
気の温度よりも高くなる。
と、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりＮＯx触媒
から流出する排気の温度は、該ＮＯx触媒に流入する排
気の温度よりも高くなる。
【００２２】このようにＮＯx触媒前後の温度は還元剤
供給量及びＮＯx触媒の状態によって変動するので、異
常判定手段は、ＮＯx触媒前後の排気の温度を計測する
ことにより還元剤の過不足等の判定を行う。
供給量及びＮＯx触媒の状態によって変動するので、異
常判定手段は、ＮＯx触媒前後の排気の温度を計測する
ことにより還元剤の過不足等の判定を行う。
【００２３】本発明において、前記異常判定手段は、入
ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度より
も低く且つ出ガス温度計測手段により計測された温度が
所定温度よりも低い場合には還元剤供給機構が供給する
還元剤の量が不足していると判定し、入ガス温度計測手
段により計測された温度が所定温度よりも低く且つ出ガ
ス温度計測手段により計測された温度が所定温度よりも
高い場合には内燃機関で失火が発生していると判定し、
入ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度以
上で且つ出ガス温度計測手段により計測された温度が所
定温度よりも低い場合にはＮＯx触媒が劣化していると
判定し、入ガス温度計測手段により計測された温度が所
定温度よりも高く且つ出ガス温度計測手段により計測さ
れた温度が所定温度よりも高い場合には還元剤供給機構
が供給する還元剤の量が過剰であると判定することがで
きる。
ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度より
も低く且つ出ガス温度計測手段により計測された温度が
所定温度よりも低い場合には還元剤供給機構が供給する
還元剤の量が不足していると判定し、入ガス温度計測手
段により計測された温度が所定温度よりも低く且つ出ガ
ス温度計測手段により計測された温度が所定温度よりも
高い場合には内燃機関で失火が発生していると判定し、
入ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度以
上で且つ出ガス温度計測手段により計測された温度が所
定温度よりも低い場合にはＮＯx触媒が劣化していると
判定し、入ガス温度計測手段により計測された温度が所
定温度よりも高く且つ出ガス温度計測手段により計測さ
れた温度が所定温度よりも高い場合には還元剤供給機構
が供給する還元剤の量が過剰であると判定することがで
きる。
【００２４】また、本発明において、前記異常判定手段
は、出ガス温度計測手段により計測された温度が所定温
度よりも低い場合にはＮＯx触媒が劣化していると判定
することができる。
は、出ガス温度計測手段により計測された温度が所定温
度よりも低い場合にはＮＯx触媒が劣化していると判定
することができる。
【００２５】ここで、ＮＯx触媒に流入する排気の温度
が所定温度よりも低いときは、内燃機関から排出される
排気の温度が低い場合である。ところで、排気の温度を
上昇させる手段及び還元剤を供給する手段として、内燃
機関へ機関出力のための燃料を噴射させる主噴射の後の
機関出力とはならない時期に再度燃料を噴射させる副噴
射がある。副噴射を行うと、噴射された燃料は内燃機関
から排出される前に燃焼し、排気の温度を上昇させるこ
とができる。
が所定温度よりも低いときは、内燃機関から排出される
排気の温度が低い場合である。ところで、排気の温度を
上昇させる手段及び還元剤を供給する手段として、内燃
機関へ機関出力のための燃料を噴射させる主噴射の後の
機関出力とはならない時期に再度燃料を噴射させる副噴
射がある。副噴射を行うと、噴射された燃料は内燃機関
から排出される前に燃焼し、排気の温度を上昇させるこ
とができる。
【００２６】この副噴射の量が不足している場合、又
は、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、内燃機関内で燃焼により発生する熱量が
少ないために、所定温度まで温度が上昇していない排気
がＮＯx触媒に流入する。そして、副噴射の量が不足し
ている場合には、ＮＯx触媒における酸化還元反応によ
るＮＯx触媒の温度上昇も十分ではないため、ＮＯx触媒
から流出する排気の温度は所定温度よりも低くなる。ま
た、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、排気中に未燃燃量が含まれているため、
ＮＯx触媒における酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度
が上昇し、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は所定温
度よりも高くなる。
は、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、内燃機関内で燃焼により発生する熱量が
少ないために、所定温度まで温度が上昇していない排気
がＮＯx触媒に流入する。そして、副噴射の量が不足し
ている場合には、ＮＯx触媒における酸化還元反応によ
るＮＯx触媒の温度上昇も十分ではないため、ＮＯx触媒
から流出する排気の温度は所定温度よりも低くなる。ま
た、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、排気中に未燃燃量が含まれているため、
ＮＯx触媒における酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度
が上昇し、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は所定温
度よりも高くなる。
【００２７】一方、副噴射の量が過剰である場合は、内
燃機関内で燃焼により発生する熱量が多いために所定温
度以上に温度が上昇した排気がＮＯx触媒に流入する。
そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃燃量
が多く含まれているため、ＮＯx触媒における酸化還元
反応によりＮＯx触媒の温度が上昇し、ＮＯx触媒から流
出する排気の温度は所定温度よりも高くなる。
燃機関内で燃焼により発生する熱量が多いために所定温
度以上に温度が上昇した排気がＮＯx触媒に流入する。
そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃燃量
が多く含まれているため、ＮＯx触媒における酸化還元
反応によりＮＯx触媒の温度が上昇し、ＮＯx触媒から流
出する排気の温度は所定温度よりも高くなる。
【００２８】また、ＮＯx触媒が劣化している場合に
は、ＮＯx触媒において酸化還元反応によって発生する
熱量が少なくなるので、ＮＯx触媒に流入する排気の温
度が所定温度若しくはそれ以上であるにもかかわらず、
ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所定温度よりも低
くなる。
は、ＮＯx触媒において酸化還元反応によって発生する
熱量が少なくなるので、ＮＯx触媒に流入する排気の温
度が所定温度若しくはそれ以上であるにもかかわらず、
ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所定温度よりも低
くなる。
【００２９】本発明においては、内燃機関の吸気系に排
気の一部を再循環させるＥＧＲ装置と、前記内燃機関に
吸入される新気の量を調整する吸気絞り弁と、を具備
し、前記異常判定手段が前記ＮＯx触媒又は前記還元剤
供給手段の異常を判定した場合に、還元剤供給手段が供
給する還元剤の量、還元剤供給手段が還元剤を供給する
時期、前記吸気絞り弁の開弁量、ＥＧＲガス量のうち少
なくとも１つを変更することができる。
気の一部を再循環させるＥＧＲ装置と、前記内燃機関に
吸入される新気の量を調整する吸気絞り弁と、を具備
し、前記異常判定手段が前記ＮＯx触媒又は前記還元剤
供給手段の異常を判定した場合に、還元剤供給手段が供
給する還元剤の量、還元剤供給手段が還元剤を供給する
時期、前記吸気絞り弁の開弁量、ＥＧＲガス量のうち少
なくとも１つを変更することができる。
【００３０】異常判定手段により還元剤の量が不足して
いると判定された場合には、還元剤の量を増加させるこ
とにより、ＮＯx触媒における排気の空燃比を適正化す
ることができる。一方、異常判定手段により還元剤の量
が過剰であると判定された場合には、吸気絞り弁を開弁
し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に吸入さ
れる新気の量を増加させて排気の空燃比を大きくする
と、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を大きくするこ
とができる。また、還元剤の量を減少させると排気の空
燃比を大きくすることができるため、ＮＯx触媒におけ
る排気の空燃比を適正化することができる。
いると判定された場合には、還元剤の量を増加させるこ
とにより、ＮＯx触媒における排気の空燃比を適正化す
ることができる。一方、異常判定手段により還元剤の量
が過剰であると判定された場合には、吸気絞り弁を開弁
し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に吸入さ
れる新気の量を増加させて排気の空燃比を大きくする
と、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を大きくするこ
とができる。また、還元剤の量を減少させると排気の空
燃比を大きくすることができるため、ＮＯx触媒におけ
る排気の空燃比を適正化することができる。
【００３１】さらに、ＮＯx触媒が劣化していると判定
された場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の温度が高
いほど副噴射の量を減少させることにより、これ以上の
劣化を抑制することができる。
された場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の温度が高
いほど副噴射の量を減少させることにより、これ以上の
劣化を抑制することができる。
【００３２】また、ＮＯx触媒に還元剤を供給するため
の他の手段として、排気通路に設けられた還元剤添加ノ
ズルにより排気中に還元剤を直接添加する方法がある。
この方法により排気通路へ添加された還元剤は、燃焼す
ることなくＮＯx触媒へ流入するためＮＯx触媒に流入す
る排気の温度を上昇させることはないが、ＮＯx触媒に
流入した還元剤は酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度
を上昇させ、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は所定
温度よりも高くなる。
の他の手段として、排気通路に設けられた還元剤添加ノ
ズルにより排気中に還元剤を直接添加する方法がある。
この方法により排気通路へ添加された還元剤は、燃焼す
ることなくＮＯx触媒へ流入するためＮＯx触媒に流入す
る排気の温度を上昇させることはないが、ＮＯx触媒に
流入した還元剤は酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度
を上昇させ、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は所定
温度よりも高くなる。
【００３３】そこで、ＮＯx触媒から流出する排気の温
度によって、還元剤添加量の過不足を判定することがで
きる。即ち、ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所定
温度よりも低い場合には、還元剤添加量が不足している
と判定し、又、ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所
定温度よりも高い場合には、還元剤添加量が過剰である
と判定することができる。
度によって、還元剤添加量の過不足を判定することがで
きる。即ち、ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所定
温度よりも低い場合には、還元剤添加量が不足している
と判定し、又、ＮＯx触媒から流出する排気の温度が所
定温度よりも高い場合には、還元剤添加量が過剰である
と判定することができる。
【００３４】そして、異常判定手段により還元剤の量が
不足していると判定された場合には、還元剤の量を増加
させることにより、適正な量の還元剤添加を行うことが
できる。一方、異常判定手段により還元剤添加量が過剰
であると判定された場合には、吸気絞り弁を開弁し、又
は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に吸入される新
気の量を増加させて排気の空燃比を大きくすると、ＮＯ
x触媒における還元剤の酸化還元反応による温度上昇を
抑制することができる。また、副噴射を併用している時
には副噴射の量を減少させると排気の空燃比を大きくす
ることができるため、ＮＯx触媒における還元剤の酸化
還元反応による温度上昇を抑制することができる。
不足していると判定された場合には、還元剤の量を増加
させることにより、適正な量の還元剤添加を行うことが
できる。一方、異常判定手段により還元剤添加量が過剰
であると判定された場合には、吸気絞り弁を開弁し、又
は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に吸入される新
気の量を増加させて排気の空燃比を大きくすると、ＮＯ
x触媒における還元剤の酸化還元反応による温度上昇を
抑制することができる。また、副噴射を併用している時
には副噴射の量を減少させると排気の空燃比を大きくす
ることができるため、ＮＯx触媒における還元剤の酸化
還元反応による温度上昇を抑制することができる。
【００３５】本出願の第２の発明に係る内燃機関の排気
浄化装置は、酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする希
薄燃焼式の内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に設け
られ、還元剤の存在下で排気中のＮＯx成分を浄化する
ＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に流入する排気の温度を計
測する入ガス温度計測手段と、前記ＮＯx触媒から流出
する排気の空燃比を計測する出ガス空燃比計測手段と、
前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により前記ＮＯx触媒に還元剤が供
給された後の前記入ガス温度計測手段により計測された
排気の温度及び前記出ガス空燃比計測手段により計測さ
れた排気の空燃比に基づいて前記還元剤供給手段の異常
を判定する異常判定手段と、を具備した。
浄化装置は、酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする希
薄燃焼式の内燃機関と、前記内燃機関の排気通路に設け
られ、還元剤の存在下で排気中のＮＯx成分を浄化する
ＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に流入する排気の温度を計
測する入ガス温度計測手段と、前記ＮＯx触媒から流出
する排気の空燃比を計測する出ガス空燃比計測手段と、
前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により前記ＮＯx触媒に還元剤が供
給された後の前記入ガス温度計測手段により計測された
排気の温度及び前記出ガス空燃比計測手段により計測さ
れた排気の空燃比に基づいて前記還元剤供給手段の異常
を判定する異常判定手段と、を具備した。
【００３６】このように構成された内燃機関の排気浄化
装置では、ＮＯx触媒へ還元剤を供給する必要が生じた
ときに、還元剤供給手段はＮＯx触媒より上流へ還元剤
を供給する。
装置では、ＮＯx触媒へ還元剤を供給する必要が生じた
ときに、還元剤供給手段はＮＯx触媒より上流へ還元剤
を供給する。
【００３７】ＮＯx触媒より上流に供給された還元剤
は、排気通路の上流から流れてくる排気とともにＮＯx
触媒へ流入する。そして、ＮＯx触媒は、還元剤を利用
して排気中の有害ガス成分を還元及び浄化することにな
る。
は、排気通路の上流から流れてくる排気とともにＮＯx
触媒へ流入する。そして、ＮＯx触媒は、還元剤を利用
して排気中の有害ガス成分を還元及び浄化することにな
る。
【００３８】ここで、ＮＯx触媒に還元剤が供給される
と、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりＮＯx触媒
から流出する排気の空燃比は、該ＮＯx触媒に流入する
排気の空燃比よりも大きくなる。
と、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりＮＯx触媒
から流出する排気の空燃比は、該ＮＯx触媒に流入する
排気の空燃比よりも大きくなる。
【００３９】このようにＮＯx触媒から流出する排気の
空燃比は還元剤供給量及びＮＯx触媒の状態によって変
動するので、異常判定手段は、ＮＯx触媒から流出する
排気の空燃比を計測し所定値と比較することにより還元
剤の過不足及び触媒の劣化を判定することができる。
空燃比は還元剤供給量及びＮＯx触媒の状態によって変
動するので、異常判定手段は、ＮＯx触媒から流出する
排気の空燃比を計測し所定値と比較することにより還元
剤の過不足及び触媒の劣化を判定することができる。
【００４０】第２の発明において前記異常判定手段は、
入ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度よ
りも低く且つ出ガス空燃比計測手段により計測された空
燃比が所定空燃比よりも大きい場合には還元剤供給機構
が供給する還元剤の量が不足していると判定し、入ガス
温度計測手段により計測された温度が所定温度よりも低
く且つ出ガス空燃比計測手段により計測された空燃比が
所定空燃比よりも小さい場合には内燃機関で失火が発生
していると判定し、入ガス温度計測手段により計測され
た温度が所定温度以上で且つ出ガス空燃比計測手段によ
り計測された空燃比が所定空燃比よりも大きい場合には
ＮＯx触媒が劣化していると判定し、入ガス温度計測手
段により計測された温度が所定温度よりも高く且つ出ガ
ス空燃比計測手段により計測された空燃比が所定空燃比
よりも小さい場合には還元剤供給機構が供給する還元剤
の量が過剰であると判定することができる。
入ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度よ
りも低く且つ出ガス空燃比計測手段により計測された空
燃比が所定空燃比よりも大きい場合には還元剤供給機構
が供給する還元剤の量が不足していると判定し、入ガス
温度計測手段により計測された温度が所定温度よりも低
く且つ出ガス空燃比計測手段により計測された空燃比が
所定空燃比よりも小さい場合には内燃機関で失火が発生
していると判定し、入ガス温度計測手段により計測され
た温度が所定温度以上で且つ出ガス空燃比計測手段によ
り計測された空燃比が所定空燃比よりも大きい場合には
ＮＯx触媒が劣化していると判定し、入ガス温度計測手
段により計測された温度が所定温度よりも高く且つ出ガ
ス空燃比計測手段により計測された空燃比が所定空燃比
よりも小さい場合には還元剤供給機構が供給する還元剤
の量が過剰であると判定することができる。
【００４１】また、本発明において前記異常判定手段
は、出ガス空燃比計測手段により計測された空燃比が所
定空燃比よりも小さい場合にはＮＯx触媒が劣化してい
ると判定することができる。
は、出ガス空燃比計測手段により計測された空燃比が所
定空燃比よりも小さい場合にはＮＯx触媒が劣化してい
ると判定することができる。
【００４２】ここで、ＮＯx触媒に流入する排気の温度
が所定温度よりも低いときは、内燃機関から排出される
排気の温度が低い場合である。ところで、排気の温度を
上昇させる手段及び還元剤を供給する手段として、前記
副噴射がある。
が所定温度よりも低いときは、内燃機関から排出される
排気の温度が低い場合である。ところで、排気の温度を
上昇させる手段及び還元剤を供給する手段として、前記
副噴射がある。
【００４３】この副噴射の量が不足している場合、又
は、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、内燃機関内で燃焼により発生する熱量が
少ないために、所定温度まで温度が上昇していない排気
がＮＯx触媒に流入する。そして、副噴射の量が不足し
ている場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比は
所定値よりも大きいため、ＮＯx触媒から流出する排気
の空燃比は所定値よりも大きくなる。また、副噴射され
た燃料が内燃機関で十分に燃焼されなかった場合には、
排気中に未燃燃量が含まれているため、ＮＯx触媒に流
入する排気の空燃比は所定値よりも小さいので、ＮＯx
触媒から流出する排気の空燃比は所定値よりも小さくな
る。
は、副噴射された燃料が内燃機関で十分に燃焼されなか
った場合には、内燃機関内で燃焼により発生する熱量が
少ないために、所定温度まで温度が上昇していない排気
がＮＯx触媒に流入する。そして、副噴射の量が不足し
ている場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比は
所定値よりも大きいため、ＮＯx触媒から流出する排気
の空燃比は所定値よりも大きくなる。また、副噴射され
た燃料が内燃機関で十分に燃焼されなかった場合には、
排気中に未燃燃量が含まれているため、ＮＯx触媒に流
入する排気の空燃比は所定値よりも小さいので、ＮＯx
触媒から流出する排気の空燃比は所定値よりも小さくな
る。
【００４４】一方、副噴射の量が過剰である場合は、内
燃機関内で燃焼により発生する熱量が多いために所定温
度以上に温度が上昇した排気がＮＯx触媒に流入する。
そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃燃量
が多く含まれているため、ＮＯx触媒に流入する排気の
空燃比は所定値よりも小さいので、ＮＯx触媒から流出
する排気の空燃比も所定値より小さくなる。
燃機関内で燃焼により発生する熱量が多いために所定温
度以上に温度が上昇した排気がＮＯx触媒に流入する。
そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃燃量
が多く含まれているため、ＮＯx触媒に流入する排気の
空燃比は所定値よりも小さいので、ＮＯx触媒から流出
する排気の空燃比も所定値より小さくなる。
【００４５】また、ＮＯx触媒が劣化している場合に
は、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりにくくな
り、よって消費される酸素が少なくなるので、ＮＯx触
媒に流入する排気の温度が所定温度若しくはそれ以上で
あるにもかかわらず、ＮＯx触媒から流出する排気の空
燃比は所定値よりも大きくなる。
は、ＮＯx触媒において酸化還元反応が起こりにくくな
り、よって消費される酸素が少なくなるので、ＮＯx触
媒に流入する排気の温度が所定温度若しくはそれ以上で
あるにもかかわらず、ＮＯx触媒から流出する排気の空
燃比は所定値よりも大きくなる。
【００４６】さらに、本発明においては、内燃機関の吸
気系に排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置と、前記内
燃機関に吸入される新気の量を調整する吸気絞り弁と、
を具備し、前記異常判定手段が前記ＮＯx触媒又は前記
還元剤供給手段の異常を判定した場合に、還元剤供給手
段が供給する還元剤の量、還元剤供給手段が還元剤を供
給する時期、前記吸気絞り弁の開弁量、ＥＧＲガス量の
うち少なくとも１つを変更することができる。
気系に排気の一部を再循環させるＥＧＲ装置と、前記内
燃機関に吸入される新気の量を調整する吸気絞り弁と、
を具備し、前記異常判定手段が前記ＮＯx触媒又は前記
還元剤供給手段の異常を判定した場合に、還元剤供給手
段が供給する還元剤の量、還元剤供給手段が還元剤を供
給する時期、前記吸気絞り弁の開弁量、ＥＧＲガス量の
うち少なくとも１つを変更することができる。
【００４７】また、ＮＯx触媒に還元剤を供給するため
の他の手段として、排気通路に設けられた還元剤添加ノ
ズルにより排気中に還元剤を直接添加する方法がある。
この方法により排気通路へ添加された還元剤は、燃焼す
ることなくＮＯx触媒へ流入するためＮＯx触媒に流入す
る排気の温度を上昇させることはないが、ＮＯx触媒か
ら流出する排気の空燃比は所定値よりも小さくなる。
の他の手段として、排気通路に設けられた還元剤添加ノ
ズルにより排気中に還元剤を直接添加する方法がある。
この方法により排気通路へ添加された還元剤は、燃焼す
ることなくＮＯx触媒へ流入するためＮＯx触媒に流入す
る排気の温度を上昇させることはないが、ＮＯx触媒か
ら流出する排気の空燃比は所定値よりも小さくなる。
【００４８】そこで、ＮＯx触媒から流出する排気の空
燃比によって、還元剤添加量の過不足を判定することが
できる。即ち、ＮＯx触媒から流出する排気の空燃比が
所定値よりも大きい場合には、還元剤添加量が不足して
いると判定し、又、ＮＯx触媒から流出する排気の空燃
比が所定値よりも小さい場合には、還元剤添加量が過剰
であると判定することができる。
燃比によって、還元剤添加量の過不足を判定することが
できる。即ち、ＮＯx触媒から流出する排気の空燃比が
所定値よりも大きい場合には、還元剤添加量が不足して
いると判定し、又、ＮＯx触媒から流出する排気の空燃
比が所定値よりも小さい場合には、還元剤添加量が過剰
であると判定することができる。
【００４９】異常判定手段により還元剤添加量が不足し
ていると判定された場合には、還元剤添加量を増加させ
ることにより、ＮＯx触媒における排気の空燃比を適正
化することができる。一方、異常判定手段により還元剤
添加量が過剰であると判定された場合には、吸気絞り弁
を開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に
吸入される新気の量を増加させて排気の空燃比を大きく
すると、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を大きくす
ることができる。また、副噴射の量を減少させると排気
の空燃比を大きくすることができるため、ＮＯx触媒に
おける排気の空燃比を適正化することができる。
ていると判定された場合には、還元剤添加量を増加させ
ることにより、ＮＯx触媒における排気の空燃比を適正
化することができる。一方、異常判定手段により還元剤
添加量が過剰であると判定された場合には、吸気絞り弁
を開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関に
吸入される新気の量を増加させて排気の空燃比を大きく
すると、ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を大きくす
ることができる。また、副噴射の量を減少させると排気
の空燃比を大きくすることができるため、ＮＯx触媒に
おける排気の空燃比を適正化することができる。
【００５０】さらに、ＮＯx触媒が劣化していると判定
された場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の温度が高
いほど副噴射の量を減少させることにより、これ以上の
劣化を抑制することができる。
された場合には、ＮＯx触媒に流入する排気の温度が高
いほど副噴射の量を減少させることにより、これ以上の
劣化を抑制することができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞以下、本発
明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様に
ついて図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係
る排気浄化装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用し
た場合を例に挙げて説明する。
明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様に
ついて図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係
る排気浄化装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用し
た場合を例に挙げて説明する。
【００５２】図１は、本発明に係る排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
【００５３】図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を
有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００５４】内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃
料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁
３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレー
ル）４と接続されている。このコモンレール４には、該
コモンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出
力するコモンレール圧センサ４ａが取り付けられてい
る。
料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁
３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレー
ル）４と接続されている。このコモンレール４には、該
コモンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出
力するコモンレール圧センサ４ａが取り付けられてい
る。
【００５５】前記コモンレール４は、燃料供給管５を介
して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６
は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａが内燃
機関１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられた
クランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されてい
る。
して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６
は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転ト
ルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポン
プ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａが内燃
機関１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられた
クランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されてい
る。
【００５６】このように構成された燃料噴射系では、ク
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。
ランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ
伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから
該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じ
た圧力で燃料を吐出する。
【００５７】前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、
燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモ
ンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴
射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃
料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモ
ンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴
射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流
が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃
料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
【００５８】次に、内燃機関１には、吸気枝管８が接続
されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。
されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室
と図示しない吸気ポートを介して連通している。
【００５９】前記吸気枝管８は、吸気管９に接続され、
この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続され
ている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気
管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応し
た電気信号を出力するエアフローメータ１１と、該吸気
管９内を流通する吸気の温度に対応した電気信号を出力
する吸気温度センサ１２とが取り付けられている。
この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続され
ている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気
管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応し
た電気信号を出力するエアフローメータ１１と、該吸気
管９内を流通する吸気の温度に対応した電気信号を出力
する吸気温度センサ１２とが取り付けられている。
【００６０】前記吸気管９における吸気枝管８の直上流
に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流
量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸
気絞り弁１３には、ステッパモータ等で構成されて該吸
気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ
１４が取り付けられている。
に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流
量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸
気絞り弁１３には、ステッパモータ等で構成されて該吸
気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ
１４が取り付けられている。
【００６１】前記エアフローメータ１１と前記吸気絞り
弁１３との間に位置する吸気管９には、排気の熱エネル
ギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージ
ャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、
コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９に
は、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６
が設けられている。
弁１３との間に位置する吸気管９には、排気の熱エネル
ギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージ
ャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、
コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９に
は、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて
高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６
が設けられている。
【００６２】このように構成された吸気系では、エアク
リーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス１０内の図示しないエアクリーナによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプ
レッサハウジング１５ａに流入する。
リーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナ
ボックス１０内の図示しないエアクリーナによって吸気
中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプ
レッサハウジング１５ａに流入する。
【００６３】コンプレッサハウジング１５ａに流入した
吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸
気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の
燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。
吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装された
コンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記
コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温とな
った吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必
要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸
気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各
枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の
燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼さ
れる。
【００６４】一方、内燃機関１には、排気枝管１８が接
続され、排気枝管１８の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
続され、排気枝管１８の各枝管が図示しない排気ポート
を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００６５】前記排気枝管１８は、前記遠心過給機１５
のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タ
ービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、こ
の排気管１９は、下流にて図示しないマフラーに接続さ
れている。
のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タ
ービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、こ
の排気管１９は、下流にて図示しないマフラーに接続さ
れている。
【００６６】前記排気管１９の途中には、排気中の有害
ガス成分を浄化するための排気浄化触媒２０が配置され
ている。排気浄化触媒２０より上流の排気管１９には、
該排気管１９内を流通する排気の温度に対応した電気信
号を出力する入ガス温度センサ３７が取り付けられてい
る。排気浄化触媒２０より下流の排気管１９には、該排
気管１９内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号
を出力する空燃比センサ２３と、該排気管１９内を流通
する排気の温度に対応した電気信号を出力する出ガス温
度センサ２４とが取り付けられている。
ガス成分を浄化するための排気浄化触媒２０が配置され
ている。排気浄化触媒２０より上流の排気管１９には、
該排気管１９内を流通する排気の温度に対応した電気信
号を出力する入ガス温度センサ３７が取り付けられてい
る。排気浄化触媒２０より下流の排気管１９には、該排
気管１９内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号
を出力する空燃比センサ２３と、該排気管１９内を流通
する排気の温度に対応した電気信号を出力する出ガス温
度センサ２４とが取り付けられている。
【００６７】前記した空燃比センサ２３及び出ガス温度
センサ２４より下流の排気管１９には、該排気管１９内
を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁２１が設け
られている。この排気絞り弁２１には、ステッパモータ
等で構成されて該排気絞り弁２１を開閉駆動する排気絞
り用アクチュエータ２２が取り付けられている。
センサ２４より下流の排気管１９には、該排気管１９内
を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁２１が設け
られている。この排気絞り弁２１には、ステッパモータ
等で構成されて該排気絞り弁２１を開閉駆動する排気絞
り用アクチュエータ２２が取り付けられている。
【００６８】このように構成された排気系では、内燃機
関１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気
ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝
管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂ
へ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気
は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジ
ング１５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイール
を回転させる。その際、タービンホイールの回転トルク
は、前述したコンプレッサハウジング１５ａのコンプレ
ッサホイールへ伝達される。
関１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気
ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝
管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂ
へ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気
は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジ
ング１５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイール
を回転させる。その際、タービンホイールの回転トルク
は、前述したコンプレッサハウジング１５ａのコンプレ
ッサホイールへ伝達される。
【００６９】前記タービンハウジング１５ｂから排出さ
れた排気は、排気管１９を介して排気浄化触媒２０へ流
入し、排気中の有害ガス成分が除去又は浄化される。排
気浄化触媒２０にて有害ガス成分を除去又は浄化された
排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調
節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
れた排気は、排気管１９を介して排気浄化触媒２０へ流
入し、排気中の有害ガス成分が除去又は浄化される。排
気浄化触媒２０にて有害ガス成分を除去又は浄化された
排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調
節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００７０】また、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排
気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循
環させる排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２５を介して連
通されている。このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁
などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ
通路２５内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスと称す
る）の流量を変更する流量調整弁（ＥＧＲ弁）２６が設
けられている。
気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循
環させる排気再循環通路（ＥＧＲ通路）２５を介して連
通されている。このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁
などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ
通路２５内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスと称す
る）の流量を変更する流量調整弁（ＥＧＲ弁）２６が設
けられている。
【００７１】前記ＥＧＲ通路２５においてＥＧＲ弁２６
より上流の部位には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥ
ＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられてい
る。
より上流の部位には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥ
ＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられてい
る。
【００７２】このように構成された排気再循環機構で
は、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導
通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が
前記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て
吸気枝管８へ導かれる。
は、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導
通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が
前記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て
吸気枝管８へ導かれる。
【００７３】その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通
路２５内を流通するＥＧＲガスと所定の冷媒との間で熱
交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却されることになる。
路２５内を流通するＥＧＲガスと所定の冷媒との間で熱
交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却されることになる。
【００７４】ＥＧＲ通路２５を介して排気枝管１８から
吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁３から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。
吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上
流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼
室へ導かれ、燃料噴射弁３から噴射される燃料を着火源
として燃焼される。
【００７５】ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯ
x）の発生量が抑制される。
二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼するこ
とがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含ま
れているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、
混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯ
x）の発生量が抑制される。
【００７６】更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガ
スが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下すると
ともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少するこ
ともない。
スが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下すると
ともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガス
が燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度
が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に
供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少するこ
ともない。
【００７７】次に、本実施の形態に係る排気浄化触媒２
０について具体的に説明する。
０について具体的に説明する。
【００７８】排気浄化触媒２０は、還元剤の存在下で排
気中の窒素酸化物（ＮＯx）を浄化するＮＯx触媒であ
る。このようなＮＯx触媒としては、選択還元型ＮＯx触
媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒等を例示することができる
が、ここでは吸蔵還元型ＮＯx触媒を例に挙げて説明す
る。以下、排気浄化触媒２０を吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０又は単にＮＯx触媒２０と称するものとする。
気中の窒素酸化物（ＮＯx）を浄化するＮＯx触媒であ
る。このようなＮＯx触媒としては、選択還元型ＮＯx触
媒や吸蔵還元型ＮＯx触媒等を例示することができる
が、ここでは吸蔵還元型ＮＯx触媒を例に挙げて説明す
る。以下、排気浄化触媒２０を吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０又は単にＮＯx触媒２０と称するものとする。
【００７９】吸蔵還元型ＮＯx触媒２０は、例えば、ア
ルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナ
トリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウ
ム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もし
くはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン
（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから
選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属
とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、
アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐ
ｔ）とを担持して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を例
に挙げて説明する。
ルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナ
トリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウ
ム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もし
くはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン
（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから
選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属
とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、
アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐ
ｔ）とを担持して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を例
に挙げて説明する。
【００８０】このように構成された吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）
を吸収する。
媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）
を吸収する。
【００８１】一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０は、該吸
蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸素濃度が低
下したときは吸収していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出
する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出さ
れた窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめる
ことができる。
蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸素濃度が低
下したときは吸収していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出
する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素
（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０は、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出さ
れた窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめる
ことができる。
【００８２】尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸放
出作用については明らかにされていない部分もあるが、
おおよそ以下のようなメカニズムによって行われている
と考えられる。
出作用については明らかにされていない部分もあるが、
おおよそ以下のようなメカニズムによって行われている
と考えられる。
【００８３】先ず、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０では、該
吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比がリ
ーン空燃比となって排気中の酸素濃度が高まると、図２
（Ａ）に示されるように、排気中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -
またはＯ2-の形で白金（Ｐｔ）の表面上に付着する。排
気中の一酸化窒素（ＮＯ）は、白金（Ｐｔ）の表面上で
Ｏ2 -またはＯ2-と反応して二酸化窒素（ＮＯ2）を形成
する（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。二酸化窒素（ＮＯ2）
は、白金（Ｐｔ）の表面上で更に酸化され、硝酸イオン
（ＮＯ3 -）の形で吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収され
る。尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された硝酸イ
オン（ＮＯ3 -）は、酸化バリウム（ＢａＯ）と結合して
硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ3）2）を形成する。
吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比がリ
ーン空燃比となって排気中の酸素濃度が高まると、図２
（Ａ）に示されるように、排気中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -
またはＯ2-の形で白金（Ｐｔ）の表面上に付着する。排
気中の一酸化窒素（ＮＯ）は、白金（Ｐｔ）の表面上で
Ｏ2 -またはＯ2-と反応して二酸化窒素（ＮＯ2）を形成
する（２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2）。二酸化窒素（ＮＯ2）
は、白金（Ｐｔ）の表面上で更に酸化され、硝酸イオン
（ＮＯ3 -）の形で吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収され
る。尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された硝酸イ
オン（ＮＯ3 -）は、酸化バリウム（ＢａＯ）と結合して
硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ3）2）を形成する。
【００８４】このように吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気
中の窒素酸化物（ＮＯx）が硝酸イオン（ＮＯ3 -）とし
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収される。
入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは、排気
中の窒素酸化物（ＮＯx）が硝酸イオン（ＮＯ3 -）とし
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収される。
【００８５】上記したようなＮＯx吸収作用は、流入排
気の空燃比がリーン空燃比であり、且つ吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り継続され
る。従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の空燃比がリーン空燃比であるときは、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り、排気中の
窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収
され、排気中から窒素酸化物（ＮＯx）が除去されるこ
とになる。
気の空燃比がリーン空燃比であり、且つ吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り継続され
る。従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の空燃比がリーン空燃比であるときは、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和しない限り、排気中の
窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収
され、排気中から窒素酸化物（ＮＯx）が除去されるこ
とになる。
【００８６】これに対して、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
では、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸
素濃度が低下すると、白金（Ｐｔ）の表面上において二
酸化窒素（ＮＯ2）の生成量が減少するため、酸化バリ
ウム（ＢａＯ）と結合していた硝酸イオン（ＮＯ3 -）が
逆に二酸化窒素（ＮＯ2）や一酸化窒素（ＮＯ）となっ
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から離脱する。
では、該吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の酸
素濃度が低下すると、白金（Ｐｔ）の表面上において二
酸化窒素（ＮＯ2）の生成量が減少するため、酸化バリ
ウム（ＢａＯ）と結合していた硝酸イオン（ＮＯ3 -）が
逆に二酸化窒素（ＮＯ2）や一酸化窒素（ＮＯ）となっ
て吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から離脱する。
【００８７】その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸
化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら
の還元成分が白金（Ｐｔ）上の酸素（Ｏ2 -またはＯ2-）
と部分的に反応して活性種を形成する。この活性種は、
吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出された二酸化窒素
（ＮＯ2）や一酸化窒素（ＮＯ）を窒素（Ｎ2）に還元せ
しめることになる。
化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら
の還元成分が白金（Ｐｔ）上の酸素（Ｏ2 -またはＯ2-）
と部分的に反応して活性種を形成する。この活性種は、
吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から放出された二酸化窒素
（ＮＯ2）や一酸化窒素（ＮＯ）を窒素（Ｎ2）に還元せ
しめることになる。
【００８８】従って、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となっ
て排気中の酸素濃度が低下するとともに還元剤の濃度が
高まると、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収されていた
窒素酸化物（ＮＯx）が放出及び還元され、以て吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力が再生されることに
なる。
する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となっ
て排気中の酸素濃度が低下するとともに還元剤の濃度が
高まると、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収されていた
窒素酸化物（ＮＯx）が放出及び還元され、以て吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力が再生されることに
なる。
【００８９】ところで、内燃機関１が希薄燃焼運転され
ている場合は、内燃機関１から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されることになるが、内燃機関１の
希薄燃焼運転が長期間継続されると、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し、排気中の窒素酸化
物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０にて除去されず
に大気中へ放出されてしまう。
ている場合は、内燃機関１から排出される排気の空燃比
がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、
排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されることになるが、内燃機関１の
希薄燃焼運転が長期間継続されると、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し、排気中の窒素酸化
物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０にて除去されず
に大気中へ放出されてしまう。
【００９０】特に、内燃機関１のようなディーゼル機関
では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気
が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排
気の空燃比がリーン空燃比となるため、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し易い。
では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気
が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排
気の空燃比がリーン空燃比となるため、吸蔵還元型ＮＯ
x触媒２０のＮＯx吸収能力が飽和し易い。
【００９１】従って、内燃機関１が希薄燃焼運転されて
いる場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力
が飽和する前に吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排
気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高
め、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された窒素酸化物
（ＮＯx）を放出及び還元させる必要がある。
いる場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０のＮＯx吸収能力
が飽和する前に吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排
気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高
め、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に吸収された窒素酸化物
（ＮＯx）を放出及び還元させる必要がある。
【００９２】これに対し、本実施の形態に係る内燃機関
の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０より上流
の排気通路を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）
を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構
から排気中へ燃料を添加することにより、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に流入する排気の酸素濃度を低下させると
ともに還元剤の濃度を高めるようにした。
の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０より上流
の排気通路を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）
を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構
から排気中へ燃料を添加することにより、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に流入する排気の酸素濃度を低下させると
ともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【００９３】還元剤供給機構は、図１に示されるよう
に、その噴孔が排気枝管１８内に臨むよう内燃機関１の
シリンダヘッドに取り付けられ、所定の開弁圧以上の燃
料が印加されたときに開弁して燃料を噴射する還元剤噴
射弁２８と、前述した燃料ポンプ６から吐出された燃料
を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、こ
の還元剤供給路２９の途中に設けられ該還元剤供給通路
２９内を流通する燃料の流量を調整する流量調整弁３０
と、この流量調整弁３０より上流の還元剤供給路２９に
設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断す
る遮断弁３１と、前記流量調整弁３０より上流の還元剤
供給路２９に取り付けられ該還元剤供給路２９内の圧力
に対応した電気信号を出力する還元剤圧力センサ３２
と、を備えている。
に、その噴孔が排気枝管１８内に臨むよう内燃機関１の
シリンダヘッドに取り付けられ、所定の開弁圧以上の燃
料が印加されたときに開弁して燃料を噴射する還元剤噴
射弁２８と、前述した燃料ポンプ６から吐出された燃料
を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、こ
の還元剤供給路２９の途中に設けられ該還元剤供給通路
２９内を流通する燃料の流量を調整する流量調整弁３０
と、この流量調整弁３０より上流の還元剤供給路２９に
設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断す
る遮断弁３１と、前記流量調整弁３０より上流の還元剤
供給路２９に取り付けられ該還元剤供給路２９内の圧力
に対応した電気信号を出力する還元剤圧力センサ３２
と、を備えている。
【００９４】ここで、前記還元剤圧力センサ３２は、遮
断弁３１の下流側で該遮断弁３１と一体に形成されてい
る。このようにすると、還元剤圧力センサ３２の取り付
けが容易になり、又、還元剤の漏出を防止することがで
きる。
断弁３１の下流側で該遮断弁３１と一体に形成されてい
る。このようにすると、還元剤圧力センサ３２の取り付
けが容易になり、又、還元剤の漏出を防止することがで
きる。
【００９５】尚、還元剤噴射弁２８は、該還元剤噴射弁
２８の噴孔が排気枝管１８におけるＥＧＲ通路２５との
接続部位より下流であって、排気枝管１８における４つ
の枝管の集合部に最も近い気筒２の排気ポートに突出す
るとともに、排気枝管１８の集合部へ向くようシリンダ
ヘッドに取り付けられることが好ましい。
２８の噴孔が排気枝管１８におけるＥＧＲ通路２５との
接続部位より下流であって、排気枝管１８における４つ
の枝管の集合部に最も近い気筒２の排気ポートに突出す
るとともに、排気枝管１８の集合部へ向くようシリンダ
ヘッドに取り付けられることが好ましい。
【００９６】これは、還元剤噴射弁２８から噴射された
還元剤（未燃の燃料成分）がＥＧＲ通路２５へ流入する
のを防止するとともに、還元剤が排気枝管１８内に滞る
ことなく遠心過給機のタービンハウジング１５ｂへ到達
するようにするためである。
還元剤（未燃の燃料成分）がＥＧＲ通路２５へ流入する
のを防止するとともに、還元剤が排気枝管１８内に滞る
ことなく遠心過給機のタービンハウジング１５ｂへ到達
するようにするためである。
【００９７】尚、図１に示す例では、内燃機関１の４つ
の気筒２のうち４番（＃４）気筒２が排気枝管１８の集
合部と最も近い位置にあるため、４番（＃４）気筒２の
排気ポートに還元剤噴射弁２８が取り付けられている
が、４番（＃４）気筒２以外の気筒２が排気枝管１８の
集合部と最も近い位置にあるときは、その気筒２の排気
ポートに還元剤噴射弁２８が取り付けられるようにす
る。
の気筒２のうち４番（＃４）気筒２が排気枝管１８の集
合部と最も近い位置にあるため、４番（＃４）気筒２の
排気ポートに還元剤噴射弁２８が取り付けられている
が、４番（＃４）気筒２以外の気筒２が排気枝管１８の
集合部と最も近い位置にあるときは、その気筒２の排気
ポートに還元剤噴射弁２８が取り付けられるようにす
る。
【００９８】また、前記還元剤噴射弁２８は、シリンダ
ヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを
貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付
けられるようにし、前記ウォータージャケットを流通す
る冷却水を利用して還元剤噴射弁２８が冷却されるよう
にしてもよい。
ヘッドに形成された図示しないウォータージャケットを
貫通、あるいはウォータージャケットに近接して取り付
けられるようにし、前記ウォータージャケットを流通す
る冷却水を利用して還元剤噴射弁２８が冷却されるよう
にしてもよい。
【００９９】このような還元剤供給機構では、流量調整
弁３０が開弁されると、燃料ポンプ６から吐出された高
圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８
へ印加される。そして、還元剤噴射弁２８に印加される
燃料の圧力が開弁圧以上に達すると、該還元剤噴射弁２
８が開弁して排気枝管１８内へ還元剤としての燃料が噴
射される。
弁３０が開弁されると、燃料ポンプ６から吐出された高
圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８
へ印加される。そして、還元剤噴射弁２８に印加される
燃料の圧力が開弁圧以上に達すると、該還元剤噴射弁２
８が開弁して排気枝管１８内へ還元剤としての燃料が噴
射される。
【０１００】還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴
射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた
排気ととともにタービンハウジング１５ｂへ流入する。
タービンハウジング１５ｂ内に流入した排気と還元剤と
は、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に
混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた
排気ととともにタービンハウジング１５ｂへ流入する。
タービンハウジング１５ｂ内に流入した排気と還元剤と
は、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に
混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
【０１０１】このようにして形成されたリッチ空燃比の
排気は、タービンハウジング１５ｂから排気管１９を介
して吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入し、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放
出させつつ窒素（Ｎ2）に還元することになる。
排気は、タービンハウジング１５ｂから排気管１９を介
して吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入し、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放
出させつつ窒素（Ｎ2）に還元することになる。
【０１０２】その後、流量調整弁３０が閉弁されて燃料
ポンプ６から還元剤噴射弁２８への還元剤の供給が遮断
されると、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が
前記開弁圧未満となり、その結果、還元剤噴射弁２８が
閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添加が停止される
ことになる。
ポンプ６から還元剤噴射弁２８への還元剤の供給が遮断
されると、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が
前記開弁圧未満となり、その結果、還元剤噴射弁２８が
閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添加が停止される
ことになる。
【０１０３】以上述べたように構成された内燃機関１に
は、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設され
ている。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運
転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユ
ニットである。
は、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット
（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設され
ている。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運
転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユ
ニットである。
【０１０４】ＥＣＵ３５には、コモンレール圧センサ４
ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１２、吸気
管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、入ガス温度セン
サ３７、出ガス温度センサ２４、還元剤圧力センサ３
２、クランクポジションセンサ３３、水温センサ３４、
アクセル開度センサ３６等の各種センサが電気配線を介
して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ
３５に入力されるようになっている。
ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１２、吸気
管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、入ガス温度セン
サ３７、出ガス温度センサ２４、還元剤圧力センサ３
２、クランクポジションセンサ３３、水温センサ３４、
アクセル開度センサ３６等の各種センサが電気配線を介
して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ
３５に入力されるようになっている。
【０１０５】一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、吸
気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエー
タ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１等
が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ３
５が制御することが可能になっている。
気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエー
タ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１等
が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ３
５が制御することが可能になっている。
【０１０６】ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すよう
に、双方向性バス３５０によって相互に接続された、Ｃ
ＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バッ
クアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポ
ート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６
に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備え
ている。
に、双方向性バス３５０によって相互に接続された、Ｃ
ＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バッ
クアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポ
ート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６
に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備え
ている。
【０１０７】前記入力ポート３５６は、クランクポジシ
ョンセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣ
ＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
ョンセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力
するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣ
ＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【０１０８】前記入力ポート３５６は、コモンレール圧
センサ４ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１
２、吸気管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、入ガス
温度センサ３７、出ガス温度センサ２４、還元剤圧力セ
ンサ３２、水温センサ３４、アクセル開度センサ３６、
等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサ
のＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号をＣ
ＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
センサ４ａ、エアフローメータ１１、吸気温度センサ１
２、吸気管圧力センサ１７、空燃比センサ２３、入ガス
温度センサ３７、出ガス温度センサ２４、還元剤圧力セ
ンサ３２、水温センサ３４、アクセル開度センサ３６、
等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサ
のＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号をＣ
ＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【０１０９】前記出力ポート３５７は、燃料噴射弁３、
吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエ
ータ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１
等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力
される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用
アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、
ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、あるいは遮断弁３１へ
送信する。
吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエ
ータ２２、ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、遮断弁３１
等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力
される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用
アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、
ＥＧＲ弁２６、流量調整弁３０、あるいは遮断弁３１へ
送信する。
【０１１０】前記ＲＯＭ３５２は、燃料噴射弁３を制御
するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を
制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を
制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０に吸収された窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する
ためのＮＯx浄化制御ルーチン、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０の酸化物による被毒を解消するための被毒解消制御ル
ーチン等のアプリケーションプログラムを記憶してい
る。
するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制
御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を
制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を
制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０に吸収された窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する
ためのＮＯx浄化制御ルーチン、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０の酸化物による被毒を解消するための被毒解消制御ル
ーチン等のアプリケーションプログラムを記憶してい
る。
【０１１１】前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケー
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
内燃機関１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運
転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運転状態とＥＧＲ
弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と還元剤の目標添加量（若し
くは、排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量
制御マップ、還元剤の目標添加量と流量調整弁３０の開
弁時間との関係を示す流量調整弁制御マップ、還元剤供
給停止後からの経過時間とＮＯx吸蔵量との関係を示す
ＮＯx吸蔵量算出マップ等である。
ションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶して
いる。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状
態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示
す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と基本
燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、
内燃機関１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との
関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運
転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気
絞り弁開度制御マップ、内燃機関１の運転状態とＥＧＲ
弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マッ
プ、内燃機関１の運転状態と還元剤の目標添加量（若し
くは、排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量
制御マップ、還元剤の目標添加量と流量調整弁３０の開
弁時間との関係を示す流量調整弁制御マップ、還元剤供
給停止後からの経過時間とＮＯx吸蔵量との関係を示す
ＮＯx吸蔵量算出マップ等である。
【０１１２】前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力
信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算
結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパル
ス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機
関回転数である。これらのデータは、クランクポジショ
ンセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
【０１１３】前記バックアップＲＡＭ３５４は、内燃機
関１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。
関１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモ
リである。
【０１１４】前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、Ｅ
ＧＲ制御、ＮＯx浄化制御、被毒解消制御等を実行す
る。
記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し
て、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、Ｅ
ＧＲ制御、ＮＯx浄化制御、被毒解消制御等を実行す
る。
【０１１５】例えば、燃料噴射弁制御では、ＣＰＵ３５
１は、先ず、燃料噴射弁３から噴射される燃料量を決定
し、次いで燃料噴射弁３から燃料を噴射する時期を決定
する。
１は、先ず、燃料噴射弁３から噴射される燃料量を決定
し、次いで燃料噴射弁３から燃料を噴射する時期を決定
する。
【０１１６】燃料噴射量を決定する場合は、ＣＰＵ３５
１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数とアク
セル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）とを読
み出す。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射量制御マップへアク
セスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応し
た基本燃料燃料噴射量（基本燃料噴射時間）を算出す
る。ＣＰＵ３５１は、エアフローメータ１１、吸気温度
センサ１２、水温センサ３４等の出力信号値等に基づい
て前記基本燃料噴射時間を補正し、最終的な燃料噴射時
間を決定する。
１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数とアク
セル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）とを読
み出す。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射量制御マップへアク
セスし、前記機関回転数及び前記アクセル開度に対応し
た基本燃料燃料噴射量（基本燃料噴射時間）を算出す
る。ＣＰＵ３５１は、エアフローメータ１１、吸気温度
センサ１２、水温センサ３４等の出力信号値等に基づい
て前記基本燃料噴射時間を補正し、最終的な燃料噴射時
間を決定する。
【０１１７】燃料噴射時期を決定する場合は、ＣＰＵ３
５１は、燃料噴射開始時期制御マップへアクセスし、前
記機関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料
噴射時期を算出する。ＣＰＵ３５１は、エアフローメー
タ１１、吸気温度センサ１２、水温センサ３４等の出力
信号値をパラメータとして前記基本燃料噴射時期を補正
し、最終的な燃料噴射時期を決定する。
５１は、燃料噴射開始時期制御マップへアクセスし、前
記機関回転数及び前記アクセル開度に対応した基本燃料
噴射時期を算出する。ＣＰＵ３５１は、エアフローメー
タ１１、吸気温度センサ１２、水温センサ３４等の出力
信号値をパラメータとして前記基本燃料噴射時期を補正
し、最終的な燃料噴射時期を決定する。
【０１１８】燃料噴射時間と燃料噴射時期とが決定され
ると、ＣＰＵ３５１は、前記燃料噴射時期とクランクポ
ジションセンサ３３の出力信号とを比較し、前記クラン
クポジションセンサ３３の出力信号が前記燃料噴射開始
時期と一致した時点で燃料噴射弁３に対する駆動電力の
印加を開始する。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射弁３に対す
る駆動電力の印加を開始した時点からの経過時間が前記
燃料噴射時間に達した時点で燃料噴射弁３に対する駆動
電力の印加を停止する。
ると、ＣＰＵ３５１は、前記燃料噴射時期とクランクポ
ジションセンサ３３の出力信号とを比較し、前記クラン
クポジションセンサ３３の出力信号が前記燃料噴射開始
時期と一致した時点で燃料噴射弁３に対する駆動電力の
印加を開始する。ＣＰＵ３５１は、燃料噴射弁３に対す
る駆動電力の印加を開始した時点からの経過時間が前記
燃料噴射時間に達した時点で燃料噴射弁３に対する駆動
電力の印加を停止する。
【０１１９】尚、燃料噴射制御において内燃機関１の運
転状態がアイドル運転状態にある場合は、ＣＰＵ３５１
は、水温センサ３４の出力信号値や、車室内用空調装置
のコンプレッサのようにクランクシャフトの回転力を利
用して作動する補機類の作動状態等をパラメータとして
内燃機関１の目標アイドル回転数を算出する。そして、
ＣＰＵ３５１は、実際のアイドル回転数が目標アイドル
回転数と一致するよう燃料噴射量をフィードバック制御
する。
転状態がアイドル運転状態にある場合は、ＣＰＵ３５１
は、水温センサ３４の出力信号値や、車室内用空調装置
のコンプレッサのようにクランクシャフトの回転力を利
用して作動する補機類の作動状態等をパラメータとして
内燃機関１の目標アイドル回転数を算出する。そして、
ＣＰＵ３５１は、実際のアイドル回転数が目標アイドル
回転数と一致するよう燃料噴射量をフィードバック制御
する。
【０１２０】また、吸気絞り制御では、ＣＰＵ３５１
は、例えば、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数
とアクセル開度とを読み出す。ＣＰＵ３５１は、吸気絞
り弁開度制御マップへアクセスし、機関回転数及びアク
セル開度に対応した目標吸気絞り弁開度を算出する。Ｃ
ＰＵ３５１は、前記目標吸気絞り弁開度に対応した駆動
電力を吸気絞り用アクチュエータ１４に印加する。その
際、ＣＰＵ３５１は、吸気絞り弁１３の実際の開度を検
出して、実際の吸気絞り弁１３の開度と目標吸気絞り弁
開度との差分に基づいて前記吸気絞り用アクチュエータ
１４をフィードバック制御するようにしてもよい。
は、例えば、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数
とアクセル開度とを読み出す。ＣＰＵ３５１は、吸気絞
り弁開度制御マップへアクセスし、機関回転数及びアク
セル開度に対応した目標吸気絞り弁開度を算出する。Ｃ
ＰＵ３５１は、前記目標吸気絞り弁開度に対応した駆動
電力を吸気絞り用アクチュエータ１４に印加する。その
際、ＣＰＵ３５１は、吸気絞り弁１３の実際の開度を検
出して、実際の吸気絞り弁１３の開度と目標吸気絞り弁
開度との差分に基づいて前記吸気絞り用アクチュエータ
１４をフィードバック制御するようにしてもよい。
【０１２１】また、排気絞り制御では、ＣＰＵ３５１
は、例えば、内燃機関１が冷間始動後の暖機運転状態に
ある場合や、車室内用ヒータが作動状態にある場合など
に排気絞り弁２１を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用ア
クチュエータ２２を制御する。
は、例えば、内燃機関１が冷間始動後の暖機運転状態に
ある場合や、車室内用ヒータが作動状態にある場合など
に排気絞り弁２１を閉弁方向へ駆動すべく排気絞り用ア
クチュエータ２２を制御する。
【０１２２】この場合、内燃機関１の負荷が増大し、そ
れに対応して燃料噴射量が増量されることなる。その結
果、内燃機関１の発熱量が増加し、内燃機関１の暖機が
促進されるとともに、車室内用ヒータの熱源が確保され
る。
れに対応して燃料噴射量が増量されることなる。その結
果、内燃機関１の発熱量が増加し、内燃機関１の暖機が
促進されるとともに、車室内用ヒータの熱源が確保され
る。
【０１２３】また、ＥＧＲ制御では、ＣＰＵ３５１は、
ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、水温センサ
３４の出力信号（冷却水温度）、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）等を読み出し、ＥＧＲ制
御の実行条件が成立しているか否かを判別する。
ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、水温センサ
３４の出力信号（冷却水温度）、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）等を読み出し、ＥＧＲ制
御の実行条件が成立しているか否かを判別する。
【０１２４】上記したＥＧＲ制御実行条件としては、冷
却水温度が所定温度以上にある、内燃機関１が始動時か
ら所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度
の変化量が正値である等の条件を例示することができ
る。
却水温度が所定温度以上にある、内燃機関１が始動時か
ら所定時間以上連続して運転されている、アクセル開度
の変化量が正値である等の条件を例示することができ
る。
【０１２５】上記したようなＥＧＲ制御実行条件が成立
していると判定した場合は、ＣＰＵ３５１は、機関回転
数とアクセル開度とをパラメータとしてＥＧＲ弁開度制
御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセ
ル開度に対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。ＣＰＵ
３５１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に対応した駆動電力を
ＥＧＲ弁２６に印加する。一方、上記したようなＥＧＲ
制御実行条件が成立していないと判定した場合は、ＣＰ
Ｕ３５１は、ＥＧＲ弁２６を全閉状態に保持すべく制御
する。
していると判定した場合は、ＣＰＵ３５１は、機関回転
数とアクセル開度とをパラメータとしてＥＧＲ弁開度制
御マップへアクセスし、前記機関回転数及び前記アクセ
ル開度に対応した目標ＥＧＲ弁開度を算出する。ＣＰＵ
３５１は、前記目標ＥＧＲ弁開度に対応した駆動電力を
ＥＧＲ弁２６に印加する。一方、上記したようなＥＧＲ
制御実行条件が成立していないと判定した場合は、ＣＰ
Ｕ３５１は、ＥＧＲ弁２６を全閉状態に保持すべく制御
する。
【０１２６】更に、ＥＧＲ制御では、ＣＰＵ３５１は、
内燃機関１の吸入空気量をパラメータとしてＥＧＲ弁２
６の開度をフィードバック制御する、いわゆるＥＧＲ弁
フィードバック制御を行うようにしてもよい。
内燃機関１の吸入空気量をパラメータとしてＥＧＲ弁２
６の開度をフィードバック制御する、いわゆるＥＧＲ弁
フィードバック制御を行うようにしてもよい。
【０１２７】ＥＧＲ弁フィードバック制御では、例え
ば、ＣＰＵ３５１は、アクセル開度や機関回転数等をパ
ラメータとして内燃機関１の目標吸入空気量を決定す
る。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気
量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアク
セル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出され
るようにしてもよい。
ば、ＣＰＵ３５１は、アクセル開度や機関回転数等をパ
ラメータとして内燃機関１の目標吸入空気量を決定す
る。その際、アクセル開度と機関回転数と目標吸入空気
量との関係を予めマップ化しておき、そのマップとアク
セル開度と機関回転数とから目標吸入空気量が算出され
るようにしてもよい。
【０１２８】上記した手順により目標吸入空気量が決定
されると、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶された
エアフローメータ１１の出力信号値（実際の吸入空気
量）を読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量と
を比較する。
されると、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶された
エアフローメータ１１の出力信号値（実際の吸入空気
量）を読み出し、実際の吸入空気量と目標吸入空気量と
を比較する。
【０１２９】前記した実際の吸入空気量が前記目標吸入
空気量より少ない場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁
２６を所定量閉弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５か
ら吸気枝管８へ流入するＥＧＲガス量が減少し、それに
応じて内燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量
が減少することになる。その結果、内燃機関１の気筒２
内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガスが減少した分だ
け増加する。
空気量より少ない場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁
２６を所定量閉弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５か
ら吸気枝管８へ流入するＥＧＲガス量が減少し、それに
応じて内燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量
が減少することになる。その結果、内燃機関１の気筒２
内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガスが減少した分だ
け増加する。
【０１３０】一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量
より多い場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６を所
定量開弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝
管８へ流入するＥＧＲガス量が増加し、それに応じて内
燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量が増加す
る。この結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される新気
の量は、ＥＧＲガスが増加した分だけ減少することにな
る。
より多い場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６を所
定量開弁させる。この場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝
管８へ流入するＥＧＲガス量が増加し、それに応じて内
燃機関１の気筒２内に吸入されるＥＧＲガス量が増加す
る。この結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される新気
の量は、ＥＧＲガスが増加した分だけ減少することにな
る。
【０１３１】次に、ＮＯx浄化制御では、ＣＰＵ３５１
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチ空
燃比とする、リッチスパイク制御を実行する。
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチ空
燃比とする、リッチスパイク制御を実行する。
【０１３２】リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５１
は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立
しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実
行条件としては、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が
活性状態にあるか、出ガス温度センサ２４の出力信号値
（排気温度）が所定の上限値以下であるか、被毒解消制
御が実行されていないか、等の条件を例示することがで
きる。
は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立
しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実
行条件としては、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が
活性状態にあるか、出ガス温度センサ２４の出力信号値
（排気温度）が所定の上限値以下であるか、被毒解消制
御が実行されていないか、等の条件を例示することがで
きる。
【０１３３】上記したようなリッチスパイク制御実行条
件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１
は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料
を噴射させるべく流量調整弁３０を制御することによ
り、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１
は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料
を噴射させるべく流量調整弁３０を制御することによ
り、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の空燃比
を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【０１３４】具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５
３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１
の出力信号値（吸入空気量）、燃料噴射量等を読み出
す。更に、ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアク
セル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとし
てＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標リッチ空燃比と
する上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算
出する。
３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３
６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１
の出力信号値（吸入空気量）、燃料噴射量等を読み出
す。更に、ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアク
セル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとし
てＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセス
し、排気の空燃比を予め設定された目標リッチ空燃比と
する上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算
出する。
【０１３５】続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量
をパラメータとしてＲＯＭ３５２の流量調整弁制御マッ
プへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還
元剤を噴射させる上で必要となる流量調整弁３０の開弁
時間（目標開弁時間）を算出する。
をパラメータとしてＲＯＭ３５２の流量調整弁制御マッ
プへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還
元剤を噴射させる上で必要となる流量調整弁３０の開弁
時間（目標開弁時間）を算出する。
【０１３６】流量調整弁３０の目標開弁時間が算出され
ると、ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０を開弁させる。
この場合、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還
元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ供給される
ため、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁
圧以上に達し、還元剤噴射弁２８が開弁する。
ると、ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０を開弁させる。
この場合、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還
元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ供給される
ため、還元剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁
圧以上に達し、還元剤噴射弁２８が開弁する。
【０１３７】ＣＰＵ３５１は、流量調整弁３０を開弁さ
せた時点から前記目標開弁時間が経過すると、流量調整
弁３０を閉弁させる。この場合、燃料ポンプ６から還元
剤噴射弁２８への還元剤の供給が遮断されるため、還元
剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁圧未満とな
り、還元剤噴射弁２８が閉弁する。
せた時点から前記目標開弁時間が経過すると、流量調整
弁３０を閉弁させる。この場合、燃料ポンプ６から還元
剤噴射弁２８への還元剤の供給が遮断されるため、還元
剤噴射弁２８に印加される燃料の圧力が開弁圧未満とな
り、還元剤噴射弁２８が閉弁する。
【０１３８】このように流量調整弁３０が目標開弁時間
だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２
８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そし
て、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝
管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標リ
ッチ空燃比の混合気を形成して吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する。
だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２
８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そし
て、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝
管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標リ
ッチ空燃比の混合気を形成して吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する。
【０１３９】この結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で「リーン」
と「スパイク的な目標リッチ空燃比」とを交互に繰り返
すことになり、以て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が窒素
酸化物（ＮＯx）の吸収と放出・還元とを交互に短周期
的に繰り返すことになる。
入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で「リーン」
と「スパイク的な目標リッチ空燃比」とを交互に繰り返
すことになり、以て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が窒素
酸化物（ＮＯx）の吸収と放出・還元とを交互に短周期
的に繰り返すことになる。
【０１４０】本実施の形態では、リッチスパイクで添加
される燃料の増量は、流量調整弁３０の開弁時間を延長
して実現している。しかし、一回あたりの流量調整弁３
０の開弁時間を変更せずに、流量調整弁３０の開弁間隔
を短くすることによっても同様の効果を得ることができ
る。また、流量調整弁３０の開弁間隔は予めマップ化し
たものをＲＯＭ３５２に記憶させておく。
される燃料の増量は、流量調整弁３０の開弁時間を延長
して実現している。しかし、一回あたりの流量調整弁３
０の開弁時間を変更せずに、流量調整弁３０の開弁間隔
を短くすることによっても同様の効果を得ることができ
る。また、流量調整弁３０の開弁間隔は予めマップ化し
たものをＲＯＭ３５２に記憶させておく。
【０１４１】本実施の形態においては、前記内燃機関１
の気筒２内へ機関出力のための燃料が主噴射された後の
機関出力とはならない時期に再度燃料を噴射させる副噴
射を行ってもＮＯx浄化を行うことができる。
の気筒２内へ機関出力のための燃料が主噴射された後の
機関出力とはならない時期に再度燃料を噴射させる副噴
射を行ってもＮＯx浄化を行うことができる。
【０１４２】副噴射により噴射された燃料は気筒２内で
燃焼し気筒２内のガス温度を上昇させると共に気筒２内
の酸素濃度を低下させる。気筒２内で燃焼し温度が上昇
したガスは排気となって排気管１９を通り吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に到達し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の温度
を上昇させると共に吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤たる
炭化水素（ＨＣ）を供給する。
燃焼し気筒２内のガス温度を上昇させると共に気筒２内
の酸素濃度を低下させる。気筒２内で燃焼し温度が上昇
したガスは排気となって排気管１９を通り吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に到達し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の温度
を上昇させると共に吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤たる
炭化水素（ＨＣ）を供給する。
【０１４３】このように内燃機関１の気筒２内へ機関出
力のための燃料が主噴射された後の機関出力とはならな
い時期に再度燃料を噴射させるのは、主噴射のみにより
空燃比をリッチ空燃比側へずらそうとするとスモーク等
の問題が発生する虞れがあるからである。また、主噴射
を増量すると燃料の燃焼が機関出力になるのでトルクの
変動が発生し運転状態が悪化する。そこで、主噴射の後
の機関出力に影響しにくい膨張行程等で副噴射を行うこ
ととした。
力のための燃料が主噴射された後の機関出力とはならな
い時期に再度燃料を噴射させるのは、主噴射のみにより
空燃比をリッチ空燃比側へずらそうとするとスモーク等
の問題が発生する虞れがあるからである。また、主噴射
を増量すると燃料の燃焼が機関出力になるのでトルクの
変動が発生し運転状態が悪化する。そこで、主噴射の後
の機関出力に影響しにくい膨張行程等で副噴射を行うこ
ととした。
【０１４４】このように副噴射を用いるとＮＯx触媒の
温度を早期に上昇させることができ、又、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に還元剤を供給することができる。
温度を早期に上昇させることができ、又、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０に還元剤を供給することができる。
【０１４５】副噴射の量及び噴射時期は、アクセル開度
と機関回転数と副噴射量又は副噴射時期との関係を予め
マップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、そ
のマップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度
及び機関回転数とから算出することができる。更に、パ
ラメータとして内燃機関１の冷却水温度を加えてもよ
い。
と機関回転数と副噴射量又は副噴射時期との関係を予め
マップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、そ
のマップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度
及び機関回転数とから算出することができる。更に、パ
ラメータとして内燃機関１の冷却水温度を加えてもよ
い。
【０１４６】このように、副噴射を用いると吸蔵還元型
ＮＯx触媒２０の早期温度上昇が可能となるが、内燃機
関１の運転状態によってはスモークやトルク変動等の問
題が発生する虞れがある。また、副噴射は、例えば内燃
機関１の膨張行程等の限られた時期にしか行うことがで
きない。そこで、本実施の形態では、気筒２内の副噴射
と還元剤噴射弁２８による燃料添加とを運転状態によっ
て選択、又は、併用することとした。
ＮＯx触媒２０の早期温度上昇が可能となるが、内燃機
関１の運転状態によってはスモークやトルク変動等の問
題が発生する虞れがある。また、副噴射は、例えば内燃
機関１の膨張行程等の限られた時期にしか行うことがで
きない。そこで、本実施の形態では、気筒２内の副噴射
と還元剤噴射弁２８による燃料添加とを運転状態によっ
て選択、又は、併用することとした。
【０１４７】次に、本実施の形態における吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０の昇温制御について説明する。この昇温制
御は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が活性温度に達してい
ないとき、ＮＯx浄化制御を行うとき、又は、吸蔵還元
型ＮＯx触媒２０の被毒解消制御を行うときに実行され
る。
Ｏx触媒２０の昇温制御について説明する。この昇温制
御は、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が活性温度に達してい
ないとき、ＮＯx浄化制御を行うとき、又は、吸蔵還元
型ＮＯx触媒２０の被毒解消制御を行うときに実行され
る。
【０１４８】図４は、本発明に係る吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０の昇温制御を表すフローチャートである。
媒２０の昇温制御を表すフローチャートである。
【０１４９】ステップ１０１では、昇温制御実行の可否
について判定される。この昇温制御実行条件としては、
出ガス温度センサ２４の出力信号値が所定値以下である
か、内燃機関１が所定の条件で運転されているか等の条
件を例示することができる。これらの実行条件を満たし
ていると判定された場合は、ステップ１０２へ進み、実
行条件を満たしていないと判定された場合は、昇温制御
を行わずに本ルーチンを一旦終了する。
について判定される。この昇温制御実行条件としては、
出ガス温度センサ２４の出力信号値が所定値以下である
か、内燃機関１が所定の条件で運転されているか等の条
件を例示することができる。これらの実行条件を満たし
ていると判定された場合は、ステップ１０２へ進み、実
行条件を満たしていないと判定された場合は、昇温制御
を行わずに本ルーチンを一旦終了する。
【０１５０】ステップ１０２では、ＣＰＵ３５１は副噴
射を行う。このときの入ガス温度センサ３７及び出ガス
温度センサ２４の出力信号は、ＲＡＭ３５３に記憶され
る。
射を行う。このときの入ガス温度センサ３７及び出ガス
温度センサ２４の出力信号は、ＲＡＭ３５３に記憶され
る。
【０１５１】ステップ１０３では、ＣＰＵ３５１は副噴
射の異常及び触媒劣化を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の温度は、機関回転数、機関負
荷、燃料主噴射量及び副噴射量をパラメータとした温度
マップとして表すことができる。このマップを、予めＲ
ＯＭ３５２に記憶させておく。
射の異常及び触媒劣化を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の温度は、機関回転数、機関負
荷、燃料主噴射量及び副噴射量をパラメータとした温度
マップとして表すことができる。このマップを、予めＲ
ＯＭ３５２に記憶させておく。
【０１５２】ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶され
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び副噴射
量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度マ
ップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る排気の温度を算出する。このようにして求められた温
度を「基本入ガス温度」と称する。同様にして、吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の温度を算出す
る。このときに求められた温度を「基本出ガス温度」と
称する。
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び副噴射
量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度マ
ップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る排気の温度を算出する。このようにして求められた温
度を「基本入ガス温度」と称する。同様にして、吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の温度を算出す
る。このときに求められた温度を「基本出ガス温度」と
称する。
【０１５３】次に、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記
憶されている入ガス温度センサ３７及び出ガス温度セン
サ２４の出力信号を読み出す。この出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の温度を「計測出ガス温度」と称す
る。
憶されている入ガス温度センサ３７及び出ガス温度セン
サ２４の出力信号を読み出す。この出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の温度を「計測出ガス温度」と称す
る。
【０１５４】その後、ＣＰＵ３５１は、基本入ガス温度
と計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３
５３に記憶させる。この偏差を「入ガス温度偏差」と称
する。同様にして、基本出ガス温度と計測出ガス温度と
の偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。
この偏差を「出ガス温度偏差」と称する。これらの偏差
が所定範囲以内の場合には、副噴射の異常及び触媒劣化
はないと判定してステップ１０７へ進む。
と計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３
５３に記憶させる。この偏差を「入ガス温度偏差」と称
する。同様にして、基本出ガス温度と計測出ガス温度と
の偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。
この偏差を「出ガス温度偏差」と称する。これらの偏差
が所定範囲以内の場合には、副噴射の異常及び触媒劣化
はないと判定してステップ１０７へ進む。
【０１５５】一方、偏差が所定範囲を越える場合には、
副噴射の異常又は触媒劣化が発生していると判定してス
テップ１０４へ進む。
副噴射の異常又は触媒劣化が発生していると判定してス
テップ１０４へ進む。
【０１５６】ステップ１０４では、ステップ１０３で算
出された入ガス温度偏差及び出ガス温度偏差に基づいて
副噴射の異常の要因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定
し、これらの異常の改善を図る。
出された入ガス温度偏差及び出ガス温度偏差に基づいて
副噴射の異常の要因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定
し、これらの異常の改善を図る。
【０１５７】まず、ＣＰＵ３５１は、副噴射の異常の要
因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定する。
因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定する。
【０１５８】ここで、計測入ガス温度が基本入ガス温度
よりも低いときは、内燃機関１から排出される排気の温
度が低い場合である。この原因として、副噴射の量が不
足している場合、又は、副噴射された燃料が内燃機関１
で十分に燃焼されなかった（失火した）場合が挙げられ
る。このような場合には、内燃機関１内で燃焼により発
生する熱量が少ないために、温度が上昇していない排気
が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する。そして、副噴
射の量が不足している場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０における酸化還元反応による温度上昇も十分ではな
いため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の
温度は基本出ガス温度よりも低くなる。即ち、計測入ガ
ス温度が基本入ガス温度よりも低く、且つ、計測出ガス
温度が基本出ガス温度よりも低い場合には、副噴射の量
が不足している場合であると判定することができる。
よりも低いときは、内燃機関１から排出される排気の温
度が低い場合である。この原因として、副噴射の量が不
足している場合、又は、副噴射された燃料が内燃機関１
で十分に燃焼されなかった（失火した）場合が挙げられ
る。このような場合には、内燃機関１内で燃焼により発
生する熱量が少ないために、温度が上昇していない排気
が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する。そして、副噴
射の量が不足している場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０における酸化還元反応による温度上昇も十分ではな
いため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の
温度は基本出ガス温度よりも低くなる。即ち、計測入ガ
ス温度が基本入ガス温度よりも低く、且つ、計測出ガス
温度が基本出ガス温度よりも低い場合には、副噴射の量
が不足している場合であると判定することができる。
【０１５９】また、副噴射された燃料が内燃機関で十分
に燃焼されなかった（失火した）場合には、排気中に未
燃燃量が多く含まれているため、ＮＯx触媒における酸
化還元反応によりＮＯx触媒の温度が上昇し、ＮＯx触媒
から流出する排気の温度は基本出ガス温度よりも高くな
る。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも低
く、且つ、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも高い
場合には、副噴射された燃料が内燃機関１で十分に燃焼
されなかった（失火した）場合であると判定することが
できる。
に燃焼されなかった（失火した）場合には、排気中に未
燃燃量が多く含まれているため、ＮＯx触媒における酸
化還元反応によりＮＯx触媒の温度が上昇し、ＮＯx触媒
から流出する排気の温度は基本出ガス温度よりも高くな
る。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも低
く、且つ、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも高い
場合には、副噴射された燃料が内燃機関１で十分に燃焼
されなかった（失火した）場合であると判定することが
できる。
【０１６０】一方、計測入ガス温度が基本入ガス温度よ
りも高いときは、内燃機関１から排出される排気の温度
が高い場合である。この原因として、副噴射の量が過剰
である場合が挙げられる。この場合には、内燃機関１内
で燃焼により発生する熱量が多いために正常時よりも温
度が上昇した排気が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る。そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃
燃量が多く含まれているため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０における酸化還元反応により吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０の温度が上昇し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の温度は基本出ガス温度よりも高くなる。即
ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも高く、且
つ、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも高い場合に
は、副噴射の量が過剰となっている場合であると判定す
ることができる。
りも高いときは、内燃機関１から排出される排気の温度
が高い場合である。この原因として、副噴射の量が過剰
である場合が挙げられる。この場合には、内燃機関１内
で燃焼により発生する熱量が多いために正常時よりも温
度が上昇した排気が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る。そして、この排気中には副噴射で余剰となった未燃
燃量が多く含まれているため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０における酸化還元反応により吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０の温度が上昇し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の温度は基本出ガス温度よりも高くなる。即
ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも高く、且
つ、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも高い場合に
は、副噴射の量が過剰となっている場合であると判定す
ることができる。
【０１６１】また、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が劣化し
ている場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０において酸
化還元反応によって発生する熱量が少なくなる。そこ
で、入ガス温度偏差が所定値以下であるにもかかわら
ず、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも低い場合に
は吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化が発生していると判
定することができる。
ている場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０において酸
化還元反応によって発生する熱量が少なくなる。そこ
で、入ガス温度偏差が所定値以下であるにもかかわら
ず、計測出ガス温度が基本出ガス温度よりも低い場合に
は吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化が発生していると判
定することができる。
【０１６２】このようにして、ＣＰＵ３５１は、入ガス
温度偏差及び出ガス温度偏差に基づいて、副噴射の異常
の要因及び触媒劣化を特定することができる。
温度偏差及び出ガス温度偏差に基づいて、副噴射の異常
の要因及び触媒劣化を特定することができる。
【０１６３】次に、ＣＰＵ３５１は、特定された原因に
基づいて以下の補正を行い、排気エミッションの悪化を
抑制する。
基づいて以下の補正を行い、排気エミッションの悪化を
抑制する。
【０１６４】副噴射の量が不足していると判定された場
合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を増加する。副噴射を
増加する量は、アクセル開度と機関回転数と入ガス温度
偏差と副噴射を増加する量との関係を予めマップ化して
おきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、そのマップとＲ
ＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度、機関回転数
及び入ガス温度偏差から算出することができる。
合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を増加する。副噴射を
増加する量は、アクセル開度と機関回転数と入ガス温度
偏差と副噴射を増加する量との関係を予めマップ化して
おきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、そのマップとＲ
ＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度、機関回転数
及び入ガス温度偏差から算出することができる。
【０１６５】このようにして求められた、副噴射の増加
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の増加補正量に
基づいて副噴射を行う。この副噴射の増加補正量が所定
量以上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない
警告灯を点灯させユーザーに知らせる。
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の増加補正量に
基づいて副噴射を行う。この副噴射の増加補正量が所定
量以上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない
警告灯を点灯させユーザーに知らせる。
【０１６６】次に、内燃機関1内で失火が発生している
と判定された場合には、ＣＰＵ３５１は吸気絞り弁１３
を開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関１
に吸入される新気の量を増加させる。また、副噴射の量
を減少させる。このようにすると、内燃機関1内の空燃
比が適正化され失火を抑制することができる。
と判定された場合には、ＣＰＵ３５１は吸気絞り弁１３
を開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関１
に吸入される新気の量を増加させる。また、副噴射の量
を減少させる。このようにすると、内燃機関1内の空燃
比が適正化され失火を抑制することができる。
【０１６７】ＣＰＵ３５１は、内燃機関１の吸入新気量
をパラメータとしてＥＧＲ弁２６の開度をフィードバッ
ク制御し、吸入新気量及びＥＧＲガス量を調整する。
をパラメータとしてＥＧＲ弁２６の開度をフィードバッ
ク制御し、吸入新気量及びＥＧＲガス量を調整する。
【０１６８】ＥＧＲ弁フィードバック制御では、例え
ば、ＣＰＵ３５１は、アクセル開度や機関回転数及び入
ガス温度偏差等をパラメータとして内燃機関１の目標吸
入新気量を決定する。その際、アクセル開度、機関回転
数、入ガス温度偏差及び目標吸入新気量との関係を予め
マップ化しておき、そのマップとアクセル開度、機関回
転数、及び入ガス温度偏差とから目標吸入新気量が算出
される。
ば、ＣＰＵ３５１は、アクセル開度や機関回転数及び入
ガス温度偏差等をパラメータとして内燃機関１の目標吸
入新気量を決定する。その際、アクセル開度、機関回転
数、入ガス温度偏差及び目標吸入新気量との関係を予め
マップ化しておき、そのマップとアクセル開度、機関回
転数、及び入ガス温度偏差とから目標吸入新気量が算出
される。
【０１６９】ここで、ＥＧＲ弁２６及び吸気絞り弁１３
の開弁変化量と内燃機関１に吸入されるＥＧＲガス量と
の関係を予め実験により求めてマップ化しＲＯＭ３５２
に記憶させておけば、目標ＥＧＲガス量に基づいてＥＧ
Ｒ弁２６及び吸気絞り弁１３の開弁量を補正するための
開弁補正量を算出することができる。
の開弁変化量と内燃機関１に吸入されるＥＧＲガス量と
の関係を予め実験により求めてマップ化しＲＯＭ３５２
に記憶させておけば、目標ＥＧＲガス量に基づいてＥＧ
Ｒ弁２６及び吸気絞り弁１３の開弁量を補正するための
開弁補正量を算出することができる。
【０１７０】ＣＰＵ３５１は、前記算出された開弁補正
量に基づいてＥＧＲ弁２６及び吸気絞り弁１３の開弁量
を変更しＥＧＲガス量及び吸入新気量を調整する。
量に基づいてＥＧＲ弁２６及び吸気絞り弁１３の開弁量
を変更しＥＧＲガス量及び吸入新気量を調整する。
【０１７１】上記した手順により目標吸入新気量及び目
標ＥＧＲガス量が決定されると、ＣＰＵ３５１は、ＲＡ
Ｍ３５３に記憶されたエアフローメータ１１の出力信号
値（実際の吸入新気量）を読み出し、実際の吸入新気量
と目標吸入新気量とを比較する。
標ＥＧＲガス量が決定されると、ＣＰＵ３５１は、ＲＡ
Ｍ３５３に記憶されたエアフローメータ１１の出力信号
値（実際の吸入新気量）を読み出し、実際の吸入新気量
と目標吸入新気量とを比較する。
【０１７２】前記した実際の吸入新気量が目標吸入新気
量より少ない場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６
を所定量閉弁させ、吸気絞り弁１３を所定量開弁させ
る。この場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝管８へ流入す
るＥＧＲガス量が減少し、それに応じて内燃機関１の気
筒２内に吸入されるＥＧＲガス量が減少することにな
る。その結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される新気
の量は、ＥＧＲガスが減少した分だけ増加する。
量より少ない場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６
を所定量閉弁させ、吸気絞り弁１３を所定量開弁させ
る。この場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝管８へ流入す
るＥＧＲガス量が減少し、それに応じて内燃機関１の気
筒２内に吸入されるＥＧＲガス量が減少することにな
る。その結果、内燃機関１の気筒２内に吸入される新気
の量は、ＥＧＲガスが減少した分だけ増加する。
【０１７３】一方、実際の吸入新気量が目標吸入新気量
より多い場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６を所
定量開弁させ、吸気絞り弁１３を所定量閉弁させる。こ
の場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝管８へ流入するＥＧ
Ｒガス量が増加し、それに応じて内燃機関１の気筒２内
に吸入されるＥＧＲガス量が増加する。この結果、内燃
機関１の気筒２内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガス
が増加した分だけ減少する。
より多い場合には、ＣＰＵ３５１は、ＥＧＲ弁２６を所
定量開弁させ、吸気絞り弁１３を所定量閉弁させる。こ
の場合、ＥＧＲ通路２５から吸気枝管８へ流入するＥＧ
Ｒガス量が増加し、それに応じて内燃機関１の気筒２内
に吸入されるＥＧＲガス量が増加する。この結果、内燃
機関１の気筒２内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガス
が増加した分だけ減少する。
【０１７４】以上のようにＥＧＲガス量と吸入新気量を
調整することができる。
調整することができる。
【０１７５】また、副噴射を減少する量は、アクセル開
度と機関回転数と入ガス温度偏差と副噴射を減少する量
との関係を予めマップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶さ
せておけば、そのマップとＲＡＭ３５３に記憶されてい
るアクセル開度、機関回転数、及び入ガス温度偏差から
算出することができる。
度と機関回転数と入ガス温度偏差と副噴射を減少する量
との関係を予めマップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶さ
せておけば、そのマップとＲＡＭ３５３に記憶されてい
るアクセル開度、機関回転数、及び入ガス温度偏差から
算出することができる。
【０１７６】このようにして求められた、吸気絞り弁１
３の開弁補正量、ＥＧＲ弁２６の閉弁補正量、副噴射の
減少補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶され
る。そして、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバ
ックアップＲＡＭ３５３にアクセスし、これらの補正量
に基づいて副噴射を行う。
３の開弁補正量、ＥＧＲ弁２６の閉弁補正量、副噴射の
減少補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶され
る。そして、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバ
ックアップＲＡＭ３５３にアクセスし、これらの補正量
に基づいて副噴射を行う。
【０１７７】ここでは、前記した吸気絞り弁１３の開閉
弁、ＥＧＲ弁２６の開閉弁、副噴射を減少させる補正を
組み合わせて内燃機関１の失火を抑制しているが、夫々
単独で用いることもできる。
弁、ＥＧＲ弁２６の開閉弁、副噴射を減少させる補正を
組み合わせて内燃機関１の失火を抑制しているが、夫々
単独で用いることもできる。
【０１７８】また、吸気絞り弁１３の開弁補正量、ＥＧ
Ｒ弁２６の閉弁補正量、副噴射の減少補正量が所定量以
上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告
灯を点灯させユーザーに知らせる。
Ｒ弁２６の閉弁補正量、副噴射の減少補正量が所定量以
上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告
灯を点灯させユーザーに知らせる。
【０１７９】次に、副噴射の量が過剰であると判定され
た場合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を減少させる。副
噴射を減少させる量は、アクセル開度と機関回転数と入
ガス温度偏差と副噴射を減少させる量との関係を予めマ
ップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、その
マップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度、
機関回転数、及び入ガス温度偏差から算出することがで
きる。
た場合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を減少させる。副
噴射を減少させる量は、アクセル開度と機関回転数と入
ガス温度偏差と副噴射を減少させる量との関係を予めマ
ップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけば、その
マップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセル開度、
機関回転数、及び入ガス温度偏差から算出することがで
きる。
【０１８０】このようにして求められた、副噴射の減少
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の減少補正量に
基づいて副噴射を行う。
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の減少補正量に
基づいて副噴射を行う。
【０１８１】この副噴射の減少補正量が所定量以上とな
った場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点
灯させユーザーに知らせる。
った場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点
灯させユーザーに知らせる。
【０１８２】さらに、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が劣化
していると判定された場合には、出ガス温度偏差が大き
いほど、又、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の温度が高いほど副噴射の量を減少させることにより、
これ以上の吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化を抑制する
ことができる。
していると判定された場合には、出ガス温度偏差が大き
いほど、又、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気
の温度が高いほど副噴射の量を減少させることにより、
これ以上の吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化を抑制する
ことができる。
【０１８３】ここで、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が劣化
している場合には、その劣化の度合いが大きいほど吸蔵
還元型ＮＯx触媒２０において酸化還元反応によって発
生する熱量が少なくなるため、出ガス温度偏差が大きい
ほど、その劣化の度合いが大きいと判定することができ
る。又、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温
度が高いほど、劣化の進行が早まる。
している場合には、その劣化の度合いが大きいほど吸蔵
還元型ＮＯx触媒２０において酸化還元反応によって発
生する熱量が少なくなるため、出ガス温度偏差が大きい
ほど、その劣化の度合いが大きいと判定することができ
る。又、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温
度が高いほど、劣化の進行が早まる。
【０１８４】吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が劣化している
と判定された場合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を減少
させる。副噴射を減少させる量は、アクセル開度、機関
回転数、入ガス温度偏差、出ガス温度偏差、及び副噴射
を減少させる量の関係を予めマップ化しておきＲＯＭ３
５２に記憶させておけば、そのマップとＲＡＭ３５３に
記憶されているアクセル開度、機関回転数、入ガス温度
偏差、及び出ガス温度偏差から算出することができる。
と判定された場合には、ＣＰＵ３５１は副噴射量を減少
させる。副噴射を減少させる量は、アクセル開度、機関
回転数、入ガス温度偏差、出ガス温度偏差、及び副噴射
を減少させる量の関係を予めマップ化しておきＲＯＭ３
５２に記憶させておけば、そのマップとＲＡＭ３５３に
記憶されているアクセル開度、機関回転数、入ガス温度
偏差、及び出ガス温度偏差から算出することができる。
【０１８５】このようにして求められた、副噴射の減少
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の減少補正量に
基づいて副噴射を行う。
補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。そ
して、次回からの副噴射では、ＣＰＵ３５１はバックア
ップＲＡＭ３５３にアクセスし、副噴射の減少補正量に
基づいて副噴射を行う。
【０１８６】この副噴射の減少補正量が所定量以上とな
った場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点
灯させユーザーに知らせる。
った場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点
灯させユーザーに知らせる。
【０１８７】ステップ１０５では、ステップ１０４で設
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ３５１により補正量が所定量以下であると判定され
た場合には、ステップ１０２へ進む。又、否定判定がな
された場合には、ステップ１０６へ進み、ＣＰＵ３５１
は、図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせた後
本ルーチンを終了させる。
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ３５１により補正量が所定量以下であると判定され
た場合には、ステップ１０２へ進む。又、否定判定がな
された場合には、ステップ１０６へ進み、ＣＰＵ３５１
は、図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせた後
本ルーチンを終了させる。
【０１８８】ステップ１０７では、ＣＰＵ３５１は、還
元剤噴射弁２８から燃料添加制御を行う。このときの入
ガス温度センサ３７及び出ガス温度センサ２４の出力信
号は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
元剤噴射弁２８から燃料添加制御を行う。このときの入
ガス温度センサ３７及び出ガス温度センサ２４の出力信
号は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
【０１８９】ステップ１０８では、ＣＰＵ３５１は燃料
添加の異常を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流
出する排気の温度は、機関回転数、機関負荷、燃料主噴
射量及び燃料添加量をパラメータとした温度マップとし
て表すことができる。このマップは、予めＲＯＭ３５２
に記憶させておく。
添加の異常を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流
出する排気の温度は、機関回転数、機関負荷、燃料主噴
射量及び燃料添加量をパラメータとした温度マップとし
て表すことができる。このマップは、予めＲＯＭ３５２
に記憶させておく。
【０１９０】ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶され
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び燃料添
加量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度
マップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の温度を算出する。このようにして求められた
温度を「燃料添加基本入ガス温度」と称する。同様にし
て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の温度
を算出する。このときに求められた温度を「燃料添加基
本出ガス温度」と称する。
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び燃料添
加量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度
マップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の温度を算出する。このようにして求められた
温度を「燃料添加基本入ガス温度」と称する。同様にし
て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の温度
を算出する。このときに求められた温度を「燃料添加基
本出ガス温度」と称する。
【０１９１】次に、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記
憶されている入ガス温度センサ３７及び出ガス温度セン
サ２４の出力信号を読み出す。この出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「燃料添加計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０から流出する排気の温度を「燃料添加計測出ガ
ス温度」と称する。
憶されている入ガス温度センサ３７及び出ガス温度セン
サ２４の出力信号を読み出す。この出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「燃料添加計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０から流出する排気の温度を「燃料添加計測出ガ
ス温度」と称する。
【０１９２】ＣＰＵ３５１は、燃料添加基本入ガス温度
と燃料添加計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値を
ＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添加入ガ
ス温度偏差」と称する。同様にして、燃料添加基本出ガ
ス温度と燃料添加計測出ガス温度との偏差を算出し、算
出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添
加出ガス温度偏差」と称する。これらの偏差が所定範囲
以内の場合には、燃料添加の異常はないと判定してステ
ップ１１１へ進み、ステップ１０４及びステップ１０９
で算出された各種補正量に基づいて昇温制御が継続され
る。
と燃料添加計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値を
ＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添加入ガ
ス温度偏差」と称する。同様にして、燃料添加基本出ガ
ス温度と燃料添加計測出ガス温度との偏差を算出し、算
出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添
加出ガス温度偏差」と称する。これらの偏差が所定範囲
以内の場合には、燃料添加の異常はないと判定してステ
ップ１１１へ進み、ステップ１０４及びステップ１０９
で算出された各種補正量に基づいて昇温制御が継続され
る。
【０１９３】一方、偏差が所定範囲を越える場合には、
燃料添加の異常が発生しているとしてステップ１０９へ
進む。
燃料添加の異常が発生しているとしてステップ１０９へ
進む。
【０１９４】ステップ１０９では、ステップ１０８で算
出された燃料添加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス温
度偏差に基づいて燃料添加の異常の要因を特定し、この
異常の改善を図る。
出された燃料添加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス温
度偏差に基づいて燃料添加の異常の要因を特定し、この
異常の改善を図る。
【０１９５】まず、ＣＰＵ３５１は、燃料添加の異常の
要因を特定する。
要因を特定する。
【０１９６】ここで、燃料添加計測出ガス温度が燃料添
加基本出ガス温度よりも低いときは、燃料添加の量が不
足している場合である。このような場合には、吸蔵還元
型ＮＯx触媒２０における酸化還元反応による温度上昇
が十分ではないため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流
出する排気の温度は燃料添加基本出ガス温度よりも低く
なる。即ち、燃料添加計測出ガス温度が燃料添加基本出
ガス温度よりも低い場合には、燃料添加の量が不足して
いる場合であると判定することができる。
加基本出ガス温度よりも低いときは、燃料添加の量が不
足している場合である。このような場合には、吸蔵還元
型ＮＯx触媒２０における酸化還元反応による温度上昇
が十分ではないため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流
出する排気の温度は燃料添加基本出ガス温度よりも低く
なる。即ち、燃料添加計測出ガス温度が燃料添加基本出
ガス温度よりも低い場合には、燃料添加の量が不足して
いる場合であると判定することができる。
【０１９７】また、燃料添加量が過剰の場合には、ＮＯ
x触媒における酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度が上
昇し、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は基本出ガス
温度よりも高くなる。即ち、燃料添加量計測出ガス温度
が燃料添加量基本出ガス温度よりも高い場合には、燃料
添加の量が過剰になっている場合であると判定すること
ができる。
x触媒における酸化還元反応によりＮＯx触媒の温度が上
昇し、ＮＯx触媒から流出する排気の温度は基本出ガス
温度よりも高くなる。即ち、燃料添加量計測出ガス温度
が燃料添加量基本出ガス温度よりも高い場合には、燃料
添加の量が過剰になっている場合であると判定すること
ができる。
【０１９８】このようにして、ＣＰＵ３５１は、燃料添
加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス温度偏差に基づい
て、燃料添加の異常の要因を特定することができる。
加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス温度偏差に基づい
て、燃料添加の異常の要因を特定することができる。
【０１９９】次に、ＣＰＵ３５１は、判定結果に基づい
て以下の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制す
る。
て以下の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制す
る。
【０２００】燃料添加の量が不足していると判定された
場合には、ＣＰＵ３５１は燃料添加量を増加する。燃料
添加を増加する量は、アクセル開度と機関回転数と燃料
添加入ガス温度偏差と燃料添加を増加する量との関係を
予めマップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけ
ば、そのマップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセ
ル開度、機関回転数及び燃料添加入ガス温度偏差から算
出することができる。
場合には、ＣＰＵ３５１は燃料添加量を増加する。燃料
添加を増加する量は、アクセル開度と機関回転数と燃料
添加入ガス温度偏差と燃料添加を増加する量との関係を
予めマップ化しておきＲＯＭ３５２に記憶させておけ
ば、そのマップとＲＡＭ３５３に記憶されているアクセ
ル開度、機関回転数及び燃料添加入ガス温度偏差から算
出することができる。
【０２０１】このようにして求められた、燃料添加の増
加補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。
そして、次回からの燃料添加では、ＣＰＵ３５１はバッ
クアップＲＡＭ３５３にアクセスし、燃料添加の増加補
正量に基づいて燃料添加を行う。この燃料添加の増加補
正量が所定量以上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、
図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせる。
加補正量は、バックアップＲＡＭ３５３に記憶される。
そして、次回からの燃料添加では、ＣＰＵ３５１はバッ
クアップＲＡＭ３５３にアクセスし、燃料添加の増加補
正量に基づいて燃料添加を行う。この燃料添加の増加補
正量が所定量以上となった場合には、ＣＰＵ３５１は、
図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせる。
【０２０２】次に、燃料添加の量が過剰になっていると
判定された場合には、ＣＰＵ３５１は吸気絞り弁１３を
開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関１に
吸入される新気の量を増加させる。また、副噴射を併用
した場合には副噴射の量を減少させる。このようにする
と、内燃機関1内で発生する熱量を減少させることがで
きるので排気の温度を低下させることができ、又、排気
の空燃比が大きくなるため吸蔵還元型ＮＯx触媒２０内
における酸化還元反応により発生する熱量を減少させる
ことができる。
判定された場合には、ＣＰＵ３５１は吸気絞り弁１３を
開弁し、又は、ＥＧＲガス量を減少させて内燃機関１に
吸入される新気の量を増加させる。また、副噴射を併用
した場合には副噴射の量を減少させる。このようにする
と、内燃機関1内で発生する熱量を減少させることがで
きるので排気の温度を低下させることができ、又、排気
の空燃比が大きくなるため吸蔵還元型ＮＯx触媒２０内
における酸化還元反応により発生する熱量を減少させる
ことができる。
【０２０３】吸気絞り弁１３、ＥＧＲ弁２６、副噴射量
の補正方法は、ステップ１０４で行われるものと同様で
ある。
の補正方法は、ステップ１０４で行われるものと同様で
ある。
【０２０４】また、燃料添加の増量補正と同様に、燃料
添加の減量補正量を算出し、この燃料添加の減量補正量
に基づいて燃料添加を行ってもよい。
添加の減量補正量を算出し、この燃料添加の減量補正量
に基づいて燃料添加を行ってもよい。
【０２０５】このようにして算出された、吸気絞り弁１
３の開弁補正量、ＥＧＲ弁２６の閉弁補正量、副噴射の
減少補正量、燃料添加の減量補正量が所定量以上となっ
た場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点灯
させユーザーに知らせる。
３の開弁補正量、ＥＧＲ弁２６の閉弁補正量、副噴射の
減少補正量、燃料添加の減量補正量が所定量以上となっ
た場合には、ＣＰＵ３５１は、図示しない警告灯を点灯
させユーザーに知らせる。
【０２０６】ステップ１１０では、ステップ１０９で設
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ３５１により補正量が所定量以下であると判定され
た場合には、ステップ１０７へ進む。又、否定判定がな
された場合には、ステップ１０６へ進み、ＣＰＵ３５１
は、図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせた後
本ルーチンを終了させる。
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。Ｃ
ＰＵ３５１により補正量が所定量以下であると判定され
た場合には、ステップ１０７へ進む。又、否定判定がな
された場合には、ステップ１０６へ進み、ＣＰＵ３５１
は、図示しない警告灯を点灯させユーザーに知らせた後
本ルーチンを終了させる。
【０２０７】本実施の形態では、副噴射量の増加又は減
少は、副噴射を行う噴射時間の延長又は短縮によって実
現することもでき、又、一回あたりの副噴射を行う噴射
時間を変更せずに副噴射を行う間隔を短縮又は延長する
ことによっても同様の効果を得ることができる。また、
副噴射を行う間隔は予めマップ化したものをＲＯＭ３５
２に記憶させておけばよい。
少は、副噴射を行う噴射時間の延長又は短縮によって実
現することもでき、又、一回あたりの副噴射を行う噴射
時間を変更せずに副噴射を行う間隔を短縮又は延長する
ことによっても同様の効果を得ることができる。また、
副噴射を行う間隔は予めマップ化したものをＲＯＭ３５
２に記憶させておけばよい。
【０２０８】このようにして、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の温度に基づいて、還元剤の量を調整
することができる。 ＜第２の実施の形態＞以下、第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置の具体的な実施態様について説明する。
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の温度に基づいて、還元剤の量を調整
することができる。 ＜第２の実施の形態＞以下、第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置の具体的な実施態様について説明する。
【０２０９】第２の実施の形態は、第１の実施の形態と
比較して以下の点で相違する。
比較して以下の点で相違する。
【０２１０】第１の実施の形態では、還元剤量の異常及
びＮＯx触媒２０の劣化を吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の温度と吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の温度とに基づいて判定している。しかし、本
実施の形態では、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する
排気の温度と、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する
排気の空燃比と、に基づいて還元剤量の異常及びＮＯx
触媒２０の劣化を判定する。
びＮＯx触媒２０の劣化を吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流
入する排気の温度と吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の温度とに基づいて判定している。しかし、本
実施の形態では、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する
排気の温度と、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する
排気の空燃比と、に基づいて還元剤量の異常及びＮＯx
触媒２０の劣化を判定する。
【０２１１】その他の構成については、第１の実施の形
態と共通なので説明を割愛する。
態と共通なので説明を割愛する。
【０２１２】次に、本実施の形態における吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０の昇温制御について図４に基づいて説明す
る。
Ｏx触媒２０の昇温制御について図４に基づいて説明す
る。
【０２１３】ステップ１０１においては、昇温制御実行
の可否について判定される。判定内容は第１の実施の形
態と共通である。
の可否について判定される。判定内容は第１の実施の形
態と共通である。
【０２１４】ステップ１０２では、ＣＰＵ３５１は副噴
射を行う。このときの入ガス温度センサ３７及び空燃比
センサ２３の出力信号は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
射を行う。このときの入ガス温度センサ３７及び空燃比
センサ２３の出力信号は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
【０２１５】ステップ１０３では、ＣＰＵ３５１は副噴
射の異常及び触媒劣化を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の空燃比は、機関回転数、機関負
荷、燃料主噴射量及び副噴射量をパラメータとした温度
マップ及び空燃比マップとして表すことができる。この
マップを、予めＲＯＭ３５２に記憶させておく。
射の異常及び触媒劣化を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触
媒２０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の空燃比は、機関回転数、機関負
荷、燃料主噴射量及び副噴射量をパラメータとした温度
マップ及び空燃比マップとして表すことができる。この
マップを、予めＲＯＭ３５２に記憶させておく。
【０２１６】ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶され
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び副噴射
量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度マ
ップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る排気の温度を算出する。このようにして求められた温
度を「基本入ガス温度」と称する。同様にして、吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の空燃比を算出す
る。このときに求められた温度を「基本出ガス空燃比」
と称する。
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び副噴射
量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度マ
ップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入す
る排気の温度を算出する。このようにして求められた温
度を「基本入ガス温度」と称する。同様にして、吸蔵還
元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の空燃比を算出す
る。このときに求められた温度を「基本出ガス空燃比」
と称する。
【０２１７】次に、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記
憶されている入ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２
３の出力信号を読み出す。これらの出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比を「計測出ガス空燃比」と称
する。
憶されている入ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２
３の出力信号を読み出す。これらの出力信号より得られ
る吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を
「計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比を「計測出ガス空燃比」と称
する。
【０２１８】ＣＰＵ３５１は、基本入ガス温度と計測入
ガス温度との偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記
憶させる。この偏差を「入ガス温度偏差」と称する。同
様にして、基本出ガス空燃比と計測出ガス空燃比との偏
差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この
偏差を「出ガス空燃比偏差」と称する。これらの偏差が
所定値範囲以内の場合には、副噴射の異常及び触媒劣化
はないと判定してステップ１０７へ進む。
ガス温度との偏差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記
憶させる。この偏差を「入ガス温度偏差」と称する。同
様にして、基本出ガス空燃比と計測出ガス空燃比との偏
差を算出し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この
偏差を「出ガス空燃比偏差」と称する。これらの偏差が
所定値範囲以内の場合には、副噴射の異常及び触媒劣化
はないと判定してステップ１０７へ進む。
【０２１９】一方、偏差が所定範囲を越える場合には、
副噴射の異常又は触媒劣化が発生しているとしてステッ
プ１０４へ進む。
副噴射の異常又は触媒劣化が発生しているとしてステッ
プ１０４へ進む。
【０２２０】ステップ１０４では、ステップ１０３で算
出された入ガス温度偏差及び出ガス空燃比偏差に基づい
て副噴射の異常の要因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定
し、これらの異常の改善を図る。
出された入ガス温度偏差及び出ガス空燃比偏差に基づい
て副噴射の異常の要因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定
し、これらの異常の改善を図る。
【０２２１】まず、ＣＰＵ３５１は、副噴射の異常の要
因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定する。
因及びＮＯx触媒２０の劣化を特定する。
【０２２２】ここで、計測入ガス温度が基本入ガス温度
よりも低いときは、内燃機関１から排出される排気の温
度が低い場合である。この原因として、副噴射の量が不
足している場合、又は、副噴射された燃料が内燃機関１
で十分に燃焼されなかった（失火した）場合が挙げられ
る。このような場合には、内燃機関１内で燃焼により発
生する熱量が少ないために、温度が上昇していない排気
が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する。そして、副噴
射の量が不足している場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の空燃比は、基本出ガス空燃比よ
りも大きくなる。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温
度よりも低く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス空
燃比よりも大きい場合には、副噴射の量が不足している
場合であると判定することができる。
よりも低いときは、内燃機関１から排出される排気の温
度が低い場合である。この原因として、副噴射の量が不
足している場合、又は、副噴射された燃料が内燃機関１
で十分に燃焼されなかった（失火した）場合が挙げられ
る。このような場合には、内燃機関１内で燃焼により発
生する熱量が少ないために、温度が上昇していない排気
が吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する。そして、副噴
射の量が不足している場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒
２０から流出する排気の空燃比は、基本出ガス空燃比よ
りも大きくなる。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温
度よりも低く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス空
燃比よりも大きい場合には、副噴射の量が不足している
場合であると判定することができる。
【０２２３】また、副噴射された燃料が内燃機関で十分
に燃焼されなかった場合には、排気中に未燃燃量が多く
含まれているため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の空燃比は基本出ガス空燃比よりも小さくな
る。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも低
く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス空燃比よりも
小さい場合には、副噴射された燃料が内燃機関１で十分
に燃焼されなかった（失火した）場合であると判定する
ことができる。
に燃焼されなかった場合には、排気中に未燃燃量が多く
含まれているため、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出
する排気の空燃比は基本出ガス空燃比よりも小さくな
る。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス温度よりも低
く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス空燃比よりも
小さい場合には、副噴射された燃料が内燃機関１で十分
に燃焼されなかった（失火した）場合であると判定する
ことができる。
【０２２４】一方、計測入ガス温度が基本入ガス温度よ
りも高いときは、内燃機関１から排出される排気の温度
が高い場合である。この原因として、副噴射の量が過剰
である場合が挙げられる。この場合には、内燃機関１か
らの排気の空燃比は小さくなるため、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０から流出する排気の空燃比は基本出ガス空燃比
よりも小さくなる。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス
温度よりも高く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス
空燃比よりも小さい場合には、副噴射の量が過剰となっ
ている場合であると判定することができる。
りも高いときは、内燃機関１から排出される排気の温度
が高い場合である。この原因として、副噴射の量が過剰
である場合が挙げられる。この場合には、内燃機関１か
らの排気の空燃比は小さくなるため、吸蔵還元型ＮＯx
触媒２０から流出する排気の空燃比は基本出ガス空燃比
よりも小さくなる。即ち、計測入ガス温度が基本入ガス
温度よりも高く、且つ、計測出ガス空燃比が基本出ガス
空燃比よりも小さい場合には、副噴射の量が過剰となっ
ている場合であると判定することができる。
【０２２５】また、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０が劣化し
ている場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０において酸
化還元反応によって消費される酸素の量が少なくなる。
そこで、入ガス温度偏差が所定値以下であるにもかかわ
らず、計測出ガス空燃比が基本出ガス空燃比よりも大き
い場合には吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化が発生して
いると判定することができる。
ている場合には、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０において酸
化還元反応によって消費される酸素の量が少なくなる。
そこで、入ガス温度偏差が所定値以下であるにもかかわ
らず、計測出ガス空燃比が基本出ガス空燃比よりも大き
い場合には吸蔵還元型ＮＯx触媒２０の劣化が発生して
いると判定することができる。
【０２２６】このようにして、ＣＰＵ３５１は、入ガス
温度偏差及び出ガス空燃比偏差に基づいて、副噴射の異
常の要因及び触媒劣化を特定することができる。
温度偏差及び出ガス空燃比偏差に基づいて、副噴射の異
常の要因及び触媒劣化を特定することができる。
【０２２７】次に、ＣＰＵ３５１は、特定された原因に
基づいて第１の実施の形態におけるステップ１０４と共
通の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制する。
基づいて第１の実施の形態におけるステップ１０４と共
通の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制する。
【０２２８】ステップ１０５では、ステップ１０４で設
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。こ
こでは、第１の実施の形態におけるステップ１０５と共
通の判定を行う。
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。こ
こでは、第１の実施の形態におけるステップ１０５と共
通の判定を行う。
【０２２９】ステップ１０７では、ＣＰＵ３５１は、還
元剤噴射弁２８から燃料添加制御を行う。このときの入
ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２３の出力信号
は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
元剤噴射弁２８から燃料添加制御を行う。このときの入
ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２３の出力信号
は、ＲＡＭ３５３に記憶される。
【０２３０】ステップ１０８においては、ＣＰＵ３５１
は燃料添加の異常を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比は、機関回転数、機関負荷、
燃料主噴射量及び燃料添加量をパラメータとした温度マ
ップ及び空燃比マップとして表すことができる。このマ
ップを、予めＲＯＭ３５２に記憶させておく。
は燃料添加の異常を判定する。吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比は、機関回転数、機関負荷、
燃料主噴射量及び燃料添加量をパラメータとした温度マ
ップ及び空燃比マップとして表すことができる。このマ
ップを、予めＲＯＭ３５２に記憶させておく。
【０２３１】ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶され
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び燃料添
加量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度
マップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の温度を算出する。このようにして求められた
温度を「燃料添加基本入ガス温度」と称する。同様にし
て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の空燃
比を算出する。このときに求められた空燃比を「燃料添
加基本出ガス空燃比」と称する。
ている機関回転数、機関負荷、燃料主噴射量及び燃料添
加量を読み出す。次に、ＲＯＭ３５２に記憶された温度
マップにアクセスし、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入
する排気の温度を算出する。このようにして求められた
温度を「燃料添加基本入ガス温度」と称する。同様にし
て、吸蔵還元型ＮＯx触媒２０から流出する排気の空燃
比を算出する。このときに求められた空燃比を「燃料添
加基本出ガス空燃比」と称する。
【０２３２】次に、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記
憶されている入ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２
３の出力信号を読み出す。この出力信号より得られる吸
蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を「燃料
添加計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０から流出する排気の温度を「燃料添加計測出ガス空燃
比」と称する。
憶されている入ガス温度センサ３７及び空燃比センサ２
３の出力信号を読み出す。この出力信号より得られる吸
蔵還元型ＮＯx触媒２０に流入する排気の温度を「燃料
添加計測入ガス温度」と称し、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０から流出する排気の温度を「燃料添加計測出ガス空燃
比」と称する。
【０２３３】ＣＰＵ３５１は、燃料添加基本入ガス温度
と燃料添加計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値を
ＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添加入ガ
ス温度偏差」と称する。同様にして、燃料添加基本出ガ
ス空燃比と燃料添加計測出ガス空燃比との偏差を算出
し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を
「燃料添加出ガス空燃比偏差」と称する。これらの偏差
が所定範囲以内の場合には、燃料添加の異常はないと判
定してステップ１１１へ進み、ステップ１０４及びステ
ップ１０９で算出された各種補正量に基づいて昇温制御
が継続される。
と燃料添加計測入ガス温度との偏差を算出し、算出値を
ＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を「燃料添加入ガ
ス温度偏差」と称する。同様にして、燃料添加基本出ガ
ス空燃比と燃料添加計測出ガス空燃比との偏差を算出
し、算出値をＲＡＭ３５３に記憶させる。この偏差を
「燃料添加出ガス空燃比偏差」と称する。これらの偏差
が所定範囲以内の場合には、燃料添加の異常はないと判
定してステップ１１１へ進み、ステップ１０４及びステ
ップ１０９で算出された各種補正量に基づいて昇温制御
が継続される。
【０２３４】一方、偏差が所定範囲を越える場合には、
燃料添加の異常が発生しているとしてステップ１０９へ
進む。
燃料添加の異常が発生しているとしてステップ１０９へ
進む。
【０２３５】ステップ１０９では、ステップ１０８で算
出された燃料添加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス空
燃比偏差に基づいて燃料添加の異常の要因を特定し、こ
の異常の改善を図る。
出された燃料添加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス空
燃比偏差に基づいて燃料添加の異常の要因を特定し、こ
の異常の改善を図る。
【０２３６】まず、ＣＰＵ３５１は、燃料添加の異常の
要因を特定する。
要因を特定する。
【０２３７】ここで、燃料添加計測出ガス空燃比が燃料
添加基本出ガス空燃比よりも大きいときは、燃料添加の
量が不足している場合である。即ち、燃料添加計測出ガ
ス空燃比が燃料添加基本出ガス空燃比よりも低い場合に
は、燃料添加の量が不足している場合であると判定する
ことができる。
添加基本出ガス空燃比よりも大きいときは、燃料添加の
量が不足している場合である。即ち、燃料添加計測出ガ
ス空燃比が燃料添加基本出ガス空燃比よりも低い場合に
は、燃料添加の量が不足している場合であると判定する
ことができる。
【０２３８】また、燃料添加量が過剰の場合には、ＮＯ
x触媒から流出する排気の空燃比は基本出ガス空燃比よ
りも小さくなる。即ち、燃料添加量計測出ガス空燃比が
燃料添加量基本出ガス空燃比よりも小さい場合には、燃
料添加の量が過剰になっている場合であると判定するこ
とができる。
x触媒から流出する排気の空燃比は基本出ガス空燃比よ
りも小さくなる。即ち、燃料添加量計測出ガス空燃比が
燃料添加量基本出ガス空燃比よりも小さい場合には、燃
料添加の量が過剰になっている場合であると判定するこ
とができる。
【０２３９】このようにして、ＣＰＵ３５１は、燃料添
加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス空燃比偏差に基づ
いて、燃料添加の異常の要因を特定することができる。
加入ガス温度偏差及び燃料添加出ガス空燃比偏差に基づ
いて、燃料添加の異常の要因を特定することができる。
【０２４０】次に、ＣＰＵ３５１は、特定された原因に
基づいて、第１の実施の形態におけるステップ１０９と
共通の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制す
る。
基づいて、第１の実施の形態におけるステップ１０９と
共通の補正を行い、排気エミッションの悪化を抑制す
る。
【０２４１】ステップ１１０では、ステップ１０９で設
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。こ
こでは、第１の実施の形態におけるステップ１１０と共
通の判定が行われる。
定した補正量が所定量以下であるか否かを判定する。こ
こでは、第１の実施の形態におけるステップ１１０と共
通の判定が行われる。
【０２４２】本実施の形態では、副噴射量の増加又は減
少は、副噴射を行う噴射時間の延長又は短縮によって実
現することもでき、又、一回あたりの副噴射を行う噴射
時間を変更せずに副噴射を行う間隔を短縮又は延長する
ことによっても同様の効果を得ることができる。また、
副噴射を行う間隔は予めマップ化したものをＲＯＭ３５
２に記憶させておけばよい。
少は、副噴射を行う噴射時間の延長又は短縮によって実
現することもでき、又、一回あたりの副噴射を行う噴射
時間を変更せずに副噴射を行う間隔を短縮又は延長する
ことによっても同様の効果を得ることができる。また、
副噴射を行う間隔は予めマップ化したものをＲＯＭ３５
２に記憶させておけばよい。
【０２４３】このようにして、吸蔵還元型ＮＯx触媒２
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比に基づいて、還元剤の量を調
整することができる。
０に流入する排気の温度及び吸蔵還元型ＮＯx触媒２０
から流出する排気の空燃比に基づいて、還元剤の量を調
整することができる。
【０２４４】
【発明の効果】本願発明によれば、ＮＯx触媒に流入す
る排気の温度、及びＮＯx触媒から流出する排気の温度
若しくは空燃比に基づいて、還元剤量の異常又はＮＯx
触媒の劣化を判定することができる。そして、その判定
結果に基づいて副噴射量、燃料添加量、吸気絞り弁の開
弁量、ＥＧＲガス量を補正することができる。以て、経
年変化などに起因した排気エミッションの悪化を抑制す
ることができる。
る排気の温度、及びＮＯx触媒から流出する排気の温度
若しくは空燃比に基づいて、還元剤量の異常又はＮＯx
触媒の劣化を判定することができる。そして、その判定
結果に基づいて副噴射量、燃料添加量、吸気絞り弁の開
弁量、ＥＧＲガス量を補正することができる。以て、経
年変化などに起因した排気エミッションの悪化を抑制す
ることができる。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を適用
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図であ
る。
【図２】 （Ａ）は、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸収
メカニズムを説明する図である。（Ｂ）は、吸蔵還元型
ＮＯx触媒のＮＯx放出メカニズムを説明する図である。
メカニズムを説明する図である。（Ｂ）は、吸蔵還元型
ＮＯx触媒のＮＯx放出メカニズムを説明する図である。
【図３】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図４】 本発明に係る昇温制御を表すフローチャート
図である。
図である。
１・・・・内燃機関 ２・・・・気筒 ３・・・・燃料噴射弁 ４・・・・コモンレール ５・・・・燃料供給管 ６・・・・燃料ポンプ １８・・・排気枝管 １９・・・排気管 ２０・・・吸蔵還元型ＮＯx触媒 ２１・・・排気絞り弁 ２３・・・空燃比センサ ２４・・・出ガス温度センサ ２５・・・ＥＧＲ通路 ２６・・・ＥＧＲ弁 ２７・・・ＥＧＲクーラ ２８・・・還元剤噴射弁 ２９・・・還元剤供給路 ３０・・・流量調整弁 ３１・・・遮断弁 ３２・・・還元剤圧力センサ ３３・・・クランクポジションセンサ ３４・・・水温センサ ３５・・・ＥＣＵ ３７・・・入ガス温度センサ ３５１・・ＣＰＵ ３５２・・ＲＯＭ ３５３・・ＲＡＭ ３５４・・バックアップＲＡＭ
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月９日（２００１．２．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
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） Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｆ０２Ｄ 9/02 ３５１Ｍ ３Ｇ３０１ ３５１ 11/10 Ｆ 11/10 21/08 ３０１Ａ 21/08 ３０１ ３０１Ｃ 41/04 ３６０Ｚ 41/04 ３６０ 41/22 ３６０ 41/22 ３６０ 43/00 ３０１Ｋ 43/00 ３０１ ３０１Ｎ ３０１Ｔ 45/00 ３１４Ｚ 45/00 ３１４ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ ５５０Ｒ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者 石山 忍 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 曲田 尚史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小林 正明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 根上 秋彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小田 富久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 原田 泰生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 青山 太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA03 AA05 AA06 BA02 BA04 BA06 CA06 EA10 ED01 ED04 ED08 FA02 FA05 FA06 FA23 GA00 GA01 GA02 GA04 GA08 GA09 GA12 GA15 GA17 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 AA10 CA12 DA06 EA07 FA12 GA00 GA01 GA05 GA08 GA09 GA27 GA46 HA06 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 AA01 AA03 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA19 BA20 BA24 DA10 DA27 EA11 EB01 EB11 FA02 FA07 FA10 FA11 FA12 FA27 FA28 FA29 FA33 FA37 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB05 AB06 BA03 BA11 BA14 BA32 BA33 CA13 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA04 DB07 DB10 DC01 EA00 EA01 EA05 EA06 EA07 EA13 EA15 EA17 EA23 EA30 EA31 EA34 FA02 FA04 FB02 FB10 FC02 FC04 FC07 GA06 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G092 AA02 AA09 AA17 AA18 BA04 BB01 BB06 DB03 DC03 DC09 DC12 DC15 DE01S DF03 DF08 DG08 EA09 EC01 FA17 FB03 FB06 HA01Z HA04Z HA05Z HA06X HB03Z HD01Z HD05Z HD07X HD09X HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 HA18 JA15 JA25 JB09 JB10 LA03 LB11 MA01 MA11 MA18 NA06 NA07 NA08 NC02 NC04 ND01 ND07 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA10A
Claims (7)
- 【請求項１】酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする希
薄燃焼式の内燃機関と、 前記内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で
排気中のＮＯx成分を浄化するＮＯx触媒と、 前記ＮＯx触媒に流入する排気の温度を計測する入ガス
温度計測手段と、 前記ＮＯx触媒から流出する排気の温度を計測する出ガ
ス温度計測手段と、 前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、 前記還元剤供給手段により前記ＮＯx触媒に還元剤が供
給された後の前記入ガス温度計測手段により計測された
排気の温度及び前記出ガス温度計測手段により計測され
た排気の温度に基づいて前記還元剤供給手段の異常を判
定する異常判定手段と、 を具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】前記異常判定手段は、入ガス温度計測手段
により計測された温度が所定温度よりも低く且つ出ガス
温度計測手段により計測された温度が所定温度よりも低
い場合には還元剤供給機構が供給する還元剤の量が不足
していると判定し、入ガス温度計測手段により計測され
た温度が所定温度よりも低く且つ出ガス温度計測手段に
より計測された温度が所定温度よりも高い場合には内燃
機関で失火が発生していると判定し、入ガス温度計測手
段により計測された温度が所定温度以上で且つ出ガス温
度計測手段により計測された温度が所定温度よりも低い
場合にはＮＯx触媒が劣化していると判定し、入ガス温
度計測手段により計測された温度が所定温度よりも高く
且つ出ガス温度計測手段により計測された温度が所定温
度よりも高い場合には還元剤供給機構が供給する還元剤
の量が過剰であると判定することを特徴とする請求項１
に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】前記異常判定手段は、出ガス温度計測手段
により計測された温度が所定温度よりも低い場合にはＮ
Ｏx触媒が劣化していると判定することを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする希
薄燃焼式の内燃機関と、 前記内燃機関の排気通路に設けられ、還元剤の存在下で
排気中のＮＯx成分を浄化するＮＯx触媒と、 前記ＮＯx触媒に流入する排気の温度を計測する入ガス
温度計測手段と、 前記ＮＯx触媒から流出する排気の空燃比を計測する出
ガス空燃比計測手段と、 前記ＮＯx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、 前記還元剤供給手段により前記ＮＯx触媒に還元剤が供
給された後の前記入ガス温度計測手段により計測された
排気の温度及び前記出ガス空燃比計測手段により計測さ
れた排気の空燃比に基づいて前記還元剤供給手段の異常
を判定する異常判定手段と、 を具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】前記異常判定手段は、入ガス温度計測手段
により計測された温度が所定温度よりも低く且つ出ガス
空燃比計測手段により計測された空燃比が所定空燃比よ
りも大きい場合には還元剤供給機構が供給する還元剤の
量が不足していると判定し、入ガス温度計測手段により
計測された温度が所定温度よりも低く且つ出ガス空燃比
計測手段により計測された空燃比が所定空燃比よりも小
さい場合には内燃機関で失火が発生していると判定し、
入ガス温度計測手段により計測された温度が所定温度以
上で且つ出ガス空燃比計測手段により計測された空燃比
が所定空燃比よりも大きい場合にはＮＯx触媒が劣化し
ていると判定し、入ガス温度計測手段により計測された
温度が所定温度よりも高く且つ出ガス空燃比計測手段に
より計測された空燃比が所定空燃比よりも小さい場合に
は還元剤供給機構が供給する還元剤の量が過剰であると
判定することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項６】前記異常判定手段は、出ガス空燃比計測手
段により計測された空燃比が所定空燃比よりも大きい場
合にはＮＯx触媒が劣化していると判定することを特徴
とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項７】内燃機関の吸気系に排気の一部を再循環さ
せるＥＧＲ装置と、前記内燃機関に吸入される新気の量
を調整する吸気絞り弁と、を具備し、前記異常判定手段
が前記ＮＯx触媒又は前記還元剤供給手段の異常を判定
した場合に、還元剤供給手段が供給する還元剤の量、還
元剤供給手段が還元剤を供給する時期、前記吸気絞り弁
の開弁量、ＥＧＲガス量のうち少なくとも１つを変更す
ることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の内
燃機関の排気浄化装置。
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- 2001-02-02 JP JP2001026771A patent/JP3674511B2/ja not_active Expired - Fee Related
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