JP4329378B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4329378B2 JP4329378B2 JP2003091401A JP2003091401A JP4329378B2 JP 4329378 B2 JP4329378 B2 JP 4329378B2 JP 2003091401 A JP2003091401 A JP 2003091401A JP 2003091401 A JP2003091401 A JP 2003091401A JP 4329378 B2 JP4329378 B2 JP 4329378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- fuel
- exhaust
- purification means
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等に搭載される筒内噴射型の内燃機関、例えばディーゼル機関では、排気ガス中に含まれる窒素酸化物(NOx)を除去することが要求されている。そしてこのような要求に対し、NOx吸蔵剤を内燃機関の排気ガス通路に配置する方式の排気浄化装置が提案されている。
【0003】
このような排気浄化装置に用いられるNOx吸蔵剤は、排気ガスの空燃比がリーンの時にはNOxを吸蔵し、排気ガス中の空燃比が小さくなり、且つ排気ガス中にHCやCO等の還元剤が存在していれば吸蔵したNOxを離脱させ還元浄化する作用(NOxの吸蔵離脱及び還元浄化作用)を有する。そしてこの作用を利用して、排気ガスの空燃比がリーンの時に排気ガス中のNOxをNOx吸蔵剤に吸蔵させ、一定期間使用してNOx吸蔵剤の吸蔵効率が低下した時または低下する前にNOx吸蔵剤の上流側において還元剤(燃料)を添加する等して、NOx吸蔵剤に吸蔵したNOxの還元浄化を行うようにしている。
【0004】
なお、本明細書において「吸蔵」という語は「吸収」及び「吸着」の両方の意味を含むものとして用いる。したがって、「NOx吸蔵剤」は、「NOx吸収剤」と「NOx吸着剤」の両方を含み、前者はNOxを硝酸塩等の形で蓄積し、後者はNO2等の形で吸着する。また、NOx吸蔵剤からの「離脱」という語についても、「吸収」に対応する「放出」の他、「吸着」に対応する「脱離」の意味も含むものとして用いる。
【0005】
ところで、内燃機関の燃料には硫黄(S)成分が含まれている場合があり、この場合には排気ガス中に硫黄酸化物(SOx)が含まれることとなる。排気ガス中にSOxが存在するとNOx吸蔵剤はNOxの吸蔵作用を行うのと全く同じメカニズムで排気ガス中のSOxの吸蔵を行う。
【0006】
ところが、NOx吸蔵剤に吸蔵されたSOxは比較的安定であり、一般にNOx吸蔵剤に蓄積されやすい傾向がある。NOx吸蔵剤のSOx蓄積量が増大すると、NOx吸蔵剤のNOx吸蔵容量が減少して排気ガス中のNOxの除去を十分に行うことができなくなるため、NOxの浄化効率が低下するいわゆる硫黄被毒(S被毒)の問題が生じる。特に、燃料として比較的硫黄成分を多く含む軽油を使用するディーゼルエンジンにおいてはこの硫黄被毒の問題が生じやすい。
【0007】
一方、NOx吸蔵剤に吸蔵されたSOxについても、NOxと同じメカニズムで離脱させることが可能であることが知られている。しかし、SOxは比較的安定した形でNOx吸蔵剤に吸蔵されるため、通常のNOxの還元浄化制御が行われる温度(例えば250℃程度以上)ではNOx吸蔵剤に吸蔵されたSOxを放出等させることは困難である。このため、硫黄被毒を解消するためには、NOx吸蔵剤を通常のNOx還元浄化制御時より高い温度、すなわち硫黄分放出温度(例えば600℃以上)に昇温し、且つ流入する排気ガスの空燃比をほぼ理論空燃比またはリッチ(以下、単にリッチという)にする硫黄被毒再生制御を定期的に行う必要がある。
【0008】
このような硫黄被毒再生制御の具体的な方法としては、例えば、膨張行程または排気行程中に燃料噴射を行う等の燃料噴射制御によってNOx吸蔵剤を昇温すると共に、いわゆる低温燃焼をリッチ空燃比のもとで行ってNOx吸蔵剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする方法等が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、その他の方法としては、NOx吸蔵剤の上流において排気ガス通路内へ還元剤(燃料)を添加し、その反応によってNOx吸蔵剤を昇温すると共にリッチ雰囲気を作り出す方法等が公知である。
【0009】
しかしながら、上記のような方法で硫黄被毒再生制御を行った場合には、これらの方法により排気ガス中に含まれることになる還元剤または燃料の反応性が比較的低いこと等から、一般にNOx吸蔵剤において大きな温度差が生じることがわかっている。すなわち、排気ガス中に含まれる燃料等は下流へ流れる過程において徐々に反応するため、通常、NOx吸蔵剤の上流側部分よりも下流側部分で温度が上昇する傾向がある。このため、温度があまり上昇しない上流側部分においては、排気ガス中に含まれる燃料等が付着しても反応せず、そのままの状態でNOx吸蔵剤上に残存する場合がある。
【0010】
硫黄被毒再生制御が完了すると通常の運転状態に戻るが、この時にはNOx吸蔵剤の温度が急激に低下し、NOx吸蔵剤上に残存している燃料等は浄化され難い。したがって、硫黄被毒再生制御の完了後に通常の運転状態に戻った場合においても、その後内燃機関が停止される時にNOx吸蔵剤上に燃料等が残存している場合がある。また、硫黄被毒再生制御の途中もしくは同制御の完了後すぐに内燃機関が停止された場合には、硫黄被毒再生制御時に付着した燃料はそのままNOx吸蔵剤上に残存することになる。
【0011】
そして、このようにNOx吸蔵剤上に燃料等が残存したまま内燃機関が停止されると、次にその内燃機関が冷間状態から再始動された時、NOx吸蔵剤の温度が上昇する際にNOx吸蔵剤から上記燃料等が脱離して白煙が排出されるという問題が生じる。
【0012】
【特許文献1】
特許第3225957号公報
【特許文献2】
特許第3092569号公報
【特許文献3】
特開2001−173498号公報
【特許文献4】
特開2002−213232号公報
【特許文献5】
特開2000−8837号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記のような硫黄被毒再生制御が行われる内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制するようにした排気浄化装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された排気浄化装置を提供する。
1番目の発明は、少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、上記排気浄化手段のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、上記上流側昇温制御は、膨張行程または排気行程における燃焼室内への補助燃料の噴射及び上記排気浄化手段の上流側における上記排気ガス通路内への燃料または還元剤の添加が何れも行われていない状態において、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射することによって、もしくは、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射し且つ主燃料の噴射時期を圧縮上死点よりも遅らせることによって、燃料を燃焼室内で反応させるようにして実施される、排気浄化装置を提供する。
【0015】
硫黄被毒再生制御において、上記のような方法で上記排気浄化手段が昇温せしめられた場合、上記排気浄化手段の上流側部分では温度があまり上昇しない傾向がある。そのため、この部分においては、上記硫黄被毒再生制御において上記排気浄化手段を昇温するために排気ガス中に多く含まれることとなった燃料等が付着しても反応せず、そのまま上記排気浄化手段上に残存する場合がある。そしてこのような残存燃料等は、その内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙排出の原因となる。
【0016】
1番目の発明によれば、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時に、燃料等が残存している可能性の高い上記排気浄化手段のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が予め定めた時間実施される。これにより、上記排気浄化手段の上流側部分に残存していた燃料等を反応させて浄化することができる。また、上記予め定めた時間を適切に設定することで、効率良く且つ充分に上記残存燃料等の浄化を行うことができる。
【0017】
すなわち、1番目の発明によれば、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある場合には上記上流側昇温制御が予め定めた時間実施されて残存燃料等が浄化されるので、上記排気浄化手段上に燃料等が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止される。そしてこれにより、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。
また、特に1番目の発明では、上記上流側昇温制御において、上記のような燃料噴射制御を行うことによって、燃焼室から排出される時点での排気ガスの温度を上昇させるようになっている。したがって、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度、すなわち上記排気浄化手段に到達する時の排気ガスの温度を上昇させることができ、上記排気浄化手段の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、燃料を燃焼室内で燃焼させることができるので、未燃のまま上記排気浄化手段に到達する燃料を低減することができ、上記上流側昇温制御中に上記排気浄化手段に燃料が付着することを抑制できる。
【0018】
2番目の発明は、少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、上記排気浄化手段のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、上記上流側昇温制御は、上記燃焼室への吸気量を予め定めた量にすると共に、ほぼ圧縮上死点において主燃料の噴射を行い且つ膨張行程の初期に、複数回に分けて、合計すると主燃料よりも多い補助燃料の噴射を行うことによって実施される、排気浄化装置を提供する。
【0019】
2番目の発明においても、1番目の発明と同様、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある場合には上記上流側昇温制御が予め定めた時間実施されて残存燃料等が浄化されるので、上記排気浄化手段上に燃料等が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止される。そしてこれにより、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。
そして、特に2番目の発明では、上記上流側昇温制御において、上記のような制御を行うことで、燃料が主に燃焼室及び排気ポート内で燃焼し、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度、すなわち上記排気浄化手段に到達する時の排気ガスの温度を上昇させることができる。そしてその結果、上記排気浄化手段の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、燃料が主に燃焼室及び排気ポート内で燃焼するので、この場合においても1番目の発明と同様、未燃のまま上記排気浄化手段に到達する燃料を低減することができ、上記上流側昇温制御中に上記排気浄化手段に燃料が付着することを抑制できる。なお、本願において膨張行程の初期とは、膨張行程を初期、中期、後期と分けた場合の初期の意味であり、より具体的には圧縮上死点後のクランク角が60°までの範囲を意味する。
【0021】
3番目の発明は、少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、上記排気ガス昇温制御は、膨張行程または排気行程における燃焼室内への補助燃料の噴射及び上記排気浄化手段の上流側における上記排気ガス通路内への燃料または還元剤の添加が何れも行われていない状態において、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射することによって、もしくは、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射し且つ主燃料の噴射時期を圧縮上死点よりも遅らせることによって、燃料を燃焼室内で反応させるようにして実施される、排気浄化装置を提供する。
【0022】
3番目の発明によれば、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時に、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施される。これによれば、上記排気浄化手段に到達する時の排気ガスの温度が上昇させられるため上記排気浄化手段の上流側部分を昇温することができ、そこに残存していた燃料等を反応させて浄化することができる。また、上記予め定めた時間を適切に設定することで、効率良く且つ充分に上記残存燃料等の浄化を行うことができる。
つまり、3番目の発明では、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある場合には上記排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施されて残存燃料等が浄化される。そしてその結果、1番目及び2番目の発明と同様、上記排気浄化手段上に燃料等が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止され、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。
また、3番目の発明では、上記排気ガス昇温制御において、上記のような燃料噴射制御を行うことによって、燃焼室から排出される時点での排気ガスの温度を上昇させるようになっている。したがって、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度、すなわち上記排気浄化手段に到達する時の排気ガスの温度を上昇させることができ、上記排気浄化手段の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、燃料を燃焼室内で燃焼させることができるので、未燃のまま上記排気浄化手段に到達する燃料を低減することができ、上記排気ガス昇温制御中に上記排気浄化手段に燃料が付着することを抑制できる。
【0023】
4番目の発明は、少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、上記排気ガス昇温制御は、上記燃焼室への吸気量を予め定めた量にすると共に、ほぼ圧縮上死点において主燃料の噴射を行い且つ膨張行程の初期に、複数回に分けて、合計すると主燃料よりも多い補助燃料の噴射を行うことによって実施される、排気浄化装置を提供する。
【0024】
4番目の発明においても、3番目の発明と同様、上記排気浄化手段上に燃料等が残存している可能性のある場合には上記排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施されて残存燃料等が浄化されるので、上記排気浄化手段上に燃料等が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止される。そしてこれにより、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。
そして、特に4番目の発明では、上記排気ガス昇温制御において、上記のような制御を行うことで、燃料が主に燃焼室及び排気ポート内で燃焼し、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度、すなわち上記排気浄化手段に到達する時の排気ガスの温度を上昇させることができる。そしてその結果、上記排気浄化手段の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、燃料が主に燃焼室及び排気ポート内で燃焼するので、この場合においても3番目の発明と同様、未燃のまま上記排気浄化手段に到達する燃料を低減することができ、上記排気ガス昇温制御中に上記排気浄化手段に燃料が付着することを抑制できる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段であればNOx吸蔵剤であるNOx吸収剤とNOx吸着剤のどちらを用いても実施可能であるが、以下ではNOx吸収剤を用いた場合について説明する。
【0026】
また、本明細書においては便宜上、「NOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)の上流側部分」及び「NOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)の下流側部分」等の表現を、排気ガス通路内に一ヶ所にまとめて配置されたNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)のうちの「上流側にあるNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)」及び「下流側にあるNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)」という意味で用いる。より具体的には、例えばNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)がパティキュレートフィルタのような担持体に担持されている場合には、「NOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)の上流側部分」及び「NOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)の下流側部分」等の表現はそれぞれ、その時の排気ガスの流通方向においてNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)のうちの「担持体の上流側部分に担持されているNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)」及び「担持体の下流側部分に担持されているNOx吸収剤(またはNOx吸蔵剤)」という意味で用いる。
【0027】
図1は本発明を筒内噴射型の圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内燃機関に適用することもできる。
図1を参照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はピストン、5は燃焼室、6は電気制御式燃料噴射弁、7は吸気弁、8は吸気ポート、9は排気弁、10は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート8は対応する吸気枝管11を介してサージタンク12に連結され、サージタンク12は吸気ダクト13を介して排気ターボチャージャ14のコンプレッサ15に連結される。吸気ダクト13内にはステップモータ16により駆動されるスロットル弁17が配置され、更に吸気ダクト13周りには吸気ダクト13内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置18が配置される。図1に示される実施形態では機関冷却水が冷却装置18内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【0028】
一方、排気ポート10は排気マニホルド19及び排気管20を介して排気ターボチャージャ14の排気タービン21に連結される。排気タービン21の出口側の排気ガス通路にはパティキュレートフィルタ22が配置されている。パティキュレートフィルタ22には後述するようにNOx吸収剤46が担持され、排気浄化手段が構成される。
【0029】
排気マニホルド19とサージタンク12とは排気ガス再循環(以下、EGRと称す)通路24を介して互いに連結され、EGR通路24には電気制御式EGR制御弁25が配置される。また、EGR通路24にはEGR通路24内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置26が配置される。更にEGR通路24の冷却装置26の上流には酸化触媒23が設けられ、EGRガス中に含まれるHC等を冷却装置26へ流入する前に一定程度処理し、冷却装置26の詰りやEGR制御弁25の固着等を防止するようにされている。
【0030】
図1に示される実施形態では機関冷却水が冷却装置26内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁6は燃料供給管6aを介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール27に連結される。このコモンレール27内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ28から燃料が供給され、コモンレール27内に供給された燃料は各燃料供給管6aを介して燃料噴射弁6に供給される。コモンレール27にはコモンレール27内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ29が取付けられ、燃料圧センサ29の出力信号に基づいてコモンレール27内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ28の吐出量が制御される。
【0031】
電子制御ユニット(ECU)30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス31によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35及び出力ポート36を具備する。燃料圧センサ29の出力信号は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、アクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込み量Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート35にはクランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁6、スロットル弁駆動用ステップモータ16、EGR制御弁25及び燃料ポンプ28等に接続される。
【0032】
図2(A)は要求トルクTQと、アクセルペダル40の踏込み量Lと、機関回転数Nとの関係を示している。なお、図2(A)において各曲線は等トルク曲線を表しており、TQ=0で示される曲線はトルクが零であることを示しており、残りの曲線はTQ=a、TQ=b、TQ=c、TQ=dの順に次第に要求トルクが高くなる。図2(A)に示される要求トルクTQは図2(B)に示されるようにアクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数Nの関数としてマップの形で予めROM32内に記憶されている。本発明による実施形態では図2(B)に示すマップからアクセルペダル40の踏込み量L及び機関回転数Nに応じた要求トルクTQがまず初めに算出され、この要求トルクTQに基づいて燃料噴射量等が算出される。
ECU30は、このように内燃機関の各構成要素と信号をやり取りして燃料噴射量制御等の機関の基本制御を行う他、後述するようなNOx吸収剤46を硫黄被毒再生するための制御(硫黄被毒再生制御)についての制御も行う。
【0033】
図3にパティキュレートフィルタ(以下、単に「フィルタ」と言う)22の拡大断面図を示す。図3を参照すると、フィルタ22は多孔質セラミックから成り、この図において排気ガスは矢印で示されるように図中左から右に向かって流れる。フィルタ22内には、上流側に栓48が施された第1通路50と下流側に栓52が施された第2通路54とが交互に配置されハニカム状をなしている。排気ガスが図中左から右に向かって流れると、排気ガスは第2通路54から多孔質セラミックの隔壁を通過して第1通路50に流入し、下流側に流れる。この時、排気ガス中の排気微粒子は多孔質セラミックによって捕集されて排気ガス中から除去され、排気微粒子の大気への放出が防止される。
【0034】
第1通路50及び第2通路54の隔壁の表面及び内部の細孔内にはNOx吸収剤46が担持されている。NOx吸収剤46は、例えばカリウムK、ナトリウムNa、リチウムLi、セシウムCsのようなアルカリ金属、バリウムBa、カルシウムCaのようなアルカリ土類、ランタンLa、イットリウムYのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ptのような貴金属とから成る。NOx吸収剤46は流通する排気ガス(以下「吸収剤流通排気ガス」という)の空燃比がリーンの時にはNOxを吸収し、吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくなり、且つ還元剤が存在していれば吸収したNOxを放出して還元浄化する作用(NOxの吸収放出及び還元浄化作用)を有する。
【0035】
図1に示されるような圧縮着火式内燃機関では、通常時の排気ガス空燃比はリーンでありNOx吸収剤46は排気ガス中のNOxの吸収を行う。また、燃料噴射制御等により吸収剤流通排気ガスの空燃比が小さくされ且つ還元剤の存在する状態にされるとNOx吸収剤46は吸収したNOxを放出すると共に放出したNOxを還元浄化する。
【0036】
この吸収放出及び還元浄化作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もあるが、この吸収放出及び還元浄化作用は図4に示すようなメカニズムで行われているものと考えられる。次にこのメカニズムについて白金Pt及びバリウムBaを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【0037】
すなわち、吸収剤流通排気ガスの空燃比がかなりリーンになると吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図4(A)に示されるようにこれら酸素O2がO2 -またはO2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、吸収剤流通排気ガス中のNOは白金Ptの表面上でO2 -またはO2-と反応し、NO2となる(2NO+O2→2NO2)。次いで生成されたNO2の一部は白金Pt上で更に酸化されつつNOx吸収剤46内に吸収されて酸化バリウムBaOと結合しながら、図4(A)に示されるように硝酸イオンNO3 -の形でNOx吸収剤46内に拡散する。このようにしてNOxがNOx吸収剤46内に吸収される。
【0038】
吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ptの表面でNO2が生成され、NOx吸収剤46のNOx吸収能力が飽和しない限りNO2がNOx吸収剤46内に吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。これに対して吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下してNO2の生成量が低下すると反応が逆方向(NO3 -→NO2)に進み、斯くしてNOx吸収剤46内の硝酸イオンNO3 -がNO2の形でNOx吸収剤から放出される。すなわち、吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下するとNOx吸収剤46からNOxが放出されることになる。吸収剤流通排気ガスのリーンの度合いが低くなれば吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が低下し、したがって吸収剤流通排気ガスのリーンの度合いを低くすればNOx吸収剤46からNOxが放出されることになる。
【0039】
一方、この時吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると、HC、COは白金Pt上の酸素O2 -またはO2-と反応して酸化せしめられる。また、吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくすると吸収剤流通排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するためにNOx吸収剤46からNO2が放出され、このNO2は図4(B)に示されるように未燃HC、COと反応して還元浄化せしめられる。このようにして白金Ptの表面上にNO2が存在しなくなるとNOx吸収剤46から次から次へとNO2が放出される。したがって吸収剤流通排気ガスの空燃比を小さくし、且つ還元剤が存在する状態にすると短時間のうちにNOx吸収剤46からNOxが放出されて還元浄化されることになる。
なお、ここでいう排気ガスの空燃比とはNOx吸収剤46上流側の排気ガス通路と燃焼室5または吸気通路に供給された空気と燃料との比率をいうものとする。
【0040】
次にNOx吸収剤46の硫黄被毒のメカニズムについて説明する。排気ガス中にSOx成分が含まれていると、NOx吸収剤46は上述のNOxの吸収と同じメカニズムで排気ガス中のSOxを吸収する。すなわち、排気ガスの空燃比がリーンの時、排気ガス中のSOx(例えばSO2)は白金Pt上で酸化されてSO3 -、SO4 -となり、酸化バリウムBaOと結合してBaSO4を形成する。BaSO4は比較的安定であり、また、結晶が粗大化しやすいため一旦生成されると分解放出されにくい。このため、NOx吸収剤46中のBaSO4の生成量が増大するとNOxの吸収に関与できるBaOの量が減少してしまいNOxの吸収能力が低下してしまう。
【0041】
この硫黄被毒を解消するためには、NOx吸収剤46中に生成されたBaSO4を高温で分解するとともに、これにより生成されるSO3 -、SO4 -の硫酸イオンをスライトリーンを含むほぼ理論空燃比またはリッチ雰囲気(以下、単に「リッチ雰囲気」という)下で還元し、気体状のSO2に転換してNOx吸収剤46から放出させる必要がある。したがって硫黄被毒再生を行うためには、NOx吸収剤46を高温且つリッチ雰囲気の状態にすることが必要とされる。
【0042】
一方、このような硫黄被毒再生を実施した場合に生ずる問題の一つとして、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙排出の問題がある。すなわち、通常、硫黄被毒再生制御は、膨張行程または排気行程中に燃料噴射を行う等の燃料噴射制御やNOx吸収剤の上流において排気ガス通路内へ還元剤(燃料)を添加すること等によってNOx吸収剤を昇温して行われるが、この際、NOx吸収剤において大きな温度差が生じる。このNOx吸収剤における温度分布は、一般にNOx吸収剤の上流側部分よりも下流側部分で温度が上昇するというものである。このため、温度があまり上昇しない上流側部分においては、排気ガス中に含まれる燃料等が付着しても反応せず、そのままの状態でNOx吸収剤上に残存する場合がある。そして、このようにNOx吸収剤上に燃料等が残存したまま内燃機関が停止されると、次にその内燃機関が冷間状態から再始動された時、NOx吸収剤の温度が上昇する際にNOx吸収剤から上記燃料等が脱離して白煙が排出されてしまう。
【0043】
本実施形態は、このような白煙の発生を抑制しようとするものであり、次に、その実現のために図1に示した構成によって実施される具体的な方法について説明する。図5はこの方法を実施するための制御ルーチンを示すフローチャートである。本制御ルーチンはECU30により一定時間毎の割込みによって実施される。
【0044】
この制御ルーチンがスタートすると、まず、ステップ101でNOx吸収剤46の硫黄(S)被毒再生制御(以下、「再生制御」と言う)の実施条件が成立したか否かが判定される。再生制御実施条件は、例えばNOx吸収剤46に吸収されたSOx量、すなわち吸収SOx量が一定量以上になること等であるが、この場合、吸収SOx量を直接求めることは困難であるので、内燃機関から排出されるSOx量、すなわち例えば車両走行距離に基づいて吸収SOx量を推定する。つまり、前回再生制御を実施した時点からの走行距離が予め定められた設定値よりも大きくなった時に再生制御実施条件が成立したと判定する。あるいは、同様の考え方により、車両走行距離の代わりに燃料消費量に基づいて判定するようにしてもよい。
【0045】
ステップ101において再生制御実施条件が成立していないと判定された場合には本制御ルーチンは終了し、再生制御実施条件が成立していると判定された場合にはステップ103に進む。ステップ103においては再生制御が実施される。
ステップ103において再生制御が開始されると、まずNOx吸収剤46の昇温が図られる。本実施形態において、このNOx吸収剤46の昇温は以下で説明するように燃料噴射パターンを制御することによって行われる。
【0046】
すなわち、図6は図1に示した内燃機関で実施し得る燃料噴射パターンの六つの例について示した概略図であるが、通常運転時には、主燃料Qmが図6において(I)に示されるように圧縮上死点付近で噴射される。これに対し、ステップ103において再生制御が開始され、NOx吸収剤46を昇温する必要が生じると、図6の(II)に示されるような燃料噴射パターンとされる。つまり、吸気上死点付近において補助燃料Qvを噴射させると共に主燃料Qmの噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させ、更に膨張行程中に補助燃料Qpnを噴射させる。
【0047】
主燃料Qmの噴射時期を遅角させると後燃え期間が長くなり、排気ガス温度を上昇させることができる。しかし、ただ単に噴射時期を遅角させると燃焼が不安定になり失火の恐れがある。上記の燃料噴射パターン(II)においては、吸気上死点付近において補助燃料Qvを噴射させることによって、失火の可能性を低減している。すなわち、吸気上死点付近において補助燃料Qvを噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によってこの補助燃料Qvからアルデヒド、ケトン、パーオキサイド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中間生成物によって主燃料Qmの反応が加速される。これにより、主燃料Qmの噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずることなく良好な燃焼が得られる。そして、このように主燃料Qmの噴射時期を大巾に遅らせることで排気ガス温度をすみやかに上昇させることができる。また、このように補助燃料Qvを追加的に噴射すると補助燃料Qv分だけ燃焼せしめられる燃料が増えるために排気ガス温度が上昇する。排気ガス温度を上昇させれば、それによりNOx吸収剤46の温度を上昇させることができる。なお、補助燃料Qvの噴射時期は吸気行程中であってもよく、その場合にもほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。
【0048】
また、膨張行程中に噴射される補助燃料Qpnは、その大部分が燃焼することなく未燃HCの形で排気ガス通路内に排出され、徐々に反応しながらNOx吸収剤46まで到達する。そして、NOx吸収剤46において反応し、NOx吸収剤46を直接昇温する。なお、後続の補助燃料Qpnの噴射時期は排気行程中であってもよく、その場合にもほぼ同様の作用及び効果を得ることができる。また、図6の(III)に示したように、上記補助燃料Qvの噴射と主燃料Qmの噴射時期の遅角とを行わずに、膨張行程または排気行程中(図6の(III)の例では膨張行程中)に補助燃料Qpnを噴射することのみによってNOx吸収剤46を昇温するようにしてもよい。
【0049】
ところで、このような方法でNOx吸収剤46を昇温させると、上述したようにNOx吸収剤46において大きな温度差が生じる。図7(a)及び図7(b)は、NOx吸収剤46における温度分布等について一例を示したものであり、図7(a)が通常運転の場合、すなわち図6の(I)に示される燃料噴射パターンで運転している場合を示し、図7(b)が硫黄分を放出させるべくNOx吸収剤46を昇温するための運転を行っている場合、すなわち図6の(II)に示される燃料噴射パターンで運転している場合を示している。各図において上段が温度、下段が内燃機関の回転数であって、横軸は時間を示している。
【0050】
図7(a)を参照すると、通常運転の場合には、NOx吸収剤46の温度はその上流側、中央及び下流側部分でほぼ均一であり、その値はNOx吸収剤46に流入する排気ガスの温度とほぼ同じであることがわかる。一方、図7(b)を参照すると、NOx吸収剤46を昇温すべく図6の(II)の燃料噴射パターンで運転している場合には、NOx吸収剤46において温度差が生じ、上流側部分では中央及び下流側部分に比べて温度が低いことがわかる。このように上流側部分においては温度が低いため、排気ガス中に含まれる燃料が付着しても反応し難く、燃料がそのままの状態でNOx吸収剤46上に残存し易い。なお、NOx吸収剤46の温度は、後続の補助燃料QpnのNOx吸収剤46における反応のため、流入する排気ガスの温度よりも高くなっている。
【0051】
NOx吸収剤46が昇温され、その温度が硫黄分を放出するために充分なほど上昇したと判断されると、次にNOx吸収剤46の周囲がリッチ雰囲気となるようにされる。本実施形態では、いわゆる低温燃焼をリッチ空燃比のもとで行ってNOx吸収剤46に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする方法がとられる。低温燃焼は、内燃機関の排気側から吸気側へ極めて大量の排気ガスを再循環させ、この再循環ガス(EGRガス)の吸熱作用によって燃料及びその周囲のガス温を比較的低温に保った状態で燃焼を行わせ、スモークの発生を抑えるというものである。このような低温燃焼が行われると、排気ガス中に還元剤(HC、CO等)が多く含まれるようになり、主にその反応によって排気ガス通路内に配置されたNOx吸収剤を硫黄分放出温度以上に保持することができる。そして、低温燃焼を空燃比がリッチの状態で行わせることによって、NOx吸収剤46が高温且つリッチ雰囲気の状態にされ、NOx吸収剤46からの硫黄分の放出が図られる。
【0052】
図5に示した制御ルーチンにおいては、ステップ103で再生制御が開始されると、ステップ105に進んで再生制御終了条件が成立したか否かが判定される。この再生制御終了条件には、より詳細には硫黄被毒再生が完了したことにより終了する場合の再生制御完了条件と、硫黄被毒再生が完了する前に中止されて終了する場合の再生制御中止条件とが含まれる。何れか一つの条件が成立すれば、再生制御終了条件が成立したものと判定される。
【0053】
上記再生制御完了条件としては、例えば再生制御の実施時間等がある。すなわち、今回の再生制御を開始した時点からの経過時間が予め定められた設定値よりも大きくなった時に再生制御完了条件が成立したと判定する。一方、上記再生制御中止条件としては、例えば、内燃機関を停止する指示があった場合(イグニッション オフとされた場合)等がある。
【0054】
ステップ105において再生制御終了条件が成立していないと判定された場合にはステップ103に戻って再生制御が継続される。一方、再生制御終了条件が成立していると判定された場合にはステップ107に進んで再生制御が終了せしめられ、続くステップ109へ進む。
【0055】
ステップ109においては、NOx吸収剤46の上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が実施される。この制御は、ステップ103において再生制御が実施された際に温度の比較的低いNOx吸収剤46の上流側部分に付着しそのまま反応せずに残存してしまった燃料を反応させ、浄化するために実施される。
本実施形態において、この上流側昇温制御は以下で説明するように燃料噴射パターンを制御し、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ、NOx吸収剤46に流入する排気ガスの温度を上昇させることによって行われる。したがって、本実施形態の場合、上記上流側昇温制御はNOx吸収剤46に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御とも言える。
【0056】
本実施形態において、上流側昇温制御が実施される場合には、図6の(IV)に示されるような燃料噴射パターンとされる。つまり、吸気上死点付近において補助燃料Qvを噴射させると共に主燃料Qmの噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる。この際、図6の(II)に示される場合とは異なり、膨張行程中(または排気行程中)における補助燃料Qpnの噴射は行われない。
【0057】
このような燃料噴射制御を行うことによって、上述したように排気ガス温度を上昇させることができる。また、この場合、燃料の殆どが燃焼室5内で反応するため、燃焼室5から排出される時点での排気ガスの温度を上昇させることができる。したがって、NOx吸収剤46に流入する排気ガスの温度、すなわちNOx吸収剤46に到達する時の排気ガスの温度を上昇させることができ、NOx吸収剤46の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、上記後続の補助燃料Qpnの噴射が行われないので、未燃のままNOx吸収剤46に到達する燃料を低減することができ、上記上流側昇温制御中(または上記排気ガス昇温制御中)にNOx吸収剤46に燃料が付着することを抑制できる。
【0058】
また、上記の図6の(IV)に示される燃料噴射パターンの代わりに図6の(V)に示されるような燃料噴射パターンとしてもよい。この場合、図6の(IV)に示される燃料噴射パターンと比較すると、主燃料Qmの噴射時期を遅角させていないので排気ガス昇温効果ではやや劣ることになるが、燃焼の安定化と制御の単純化を図ることができる。
【0059】
更に、図6の(VI)に示されるような燃料噴射パターンとしてもNOx吸収剤46の上流側部分を昇温する上流側昇温制御を実施することが可能である。この場合には、燃焼室5への吸気量が予め定めた量にされると共に、ほぼ圧縮上死点において主燃料Qmの噴射が行われ且つ膨張行程の初期に主燃料Qmよりも多い補助燃料Qpeの噴射が行われる。この場合の吸気量(すなわち、上記予め定めた量)は、膨張行程に噴射される補助燃料Qpeが未反応のままNOx吸収剤46へ到達することを避けるため比較的少量であり、事前に実験等によって求められる。また、ここで膨張行程の初期とは、膨張行程を初期、中期、後期と分けた場合の初期の意味であり、より具体的には圧縮上死点後のクランク角が60°までの範囲を意味する。
【0060】
したがって、例えば、スロットル弁17を閉じ側へ制御して吸気量を予め定めた量まで低減する。そして、主燃料Qm=10mm3に対し、補助燃料Qpe=20mm3を圧縮上死点後のクランク角20°〜30°に噴射する。また補助燃料Qpeはボアフラッシングを防止するために適宜分割され得る。
このような制御を行うと、燃料が主に燃焼室5及び排気ポート10内で燃焼し、NOx吸収剤46に流入する排気ガスの温度を上昇させることができる。そしてその結果、NOx吸収剤46の上流側部分の温度を上昇させることができる。また、燃料が主に燃焼室5及び排気ポート10内で燃焼するので、この場合においても、未燃のままNOx吸収剤46に到達する燃料を低減することができ、上記上流側昇温制御中にNOx吸収剤46に燃料が付着することを抑制できる。
【0061】
ステップ109における上記のような上流側昇温制御は予め定めた時間実施され、その後本制御ルーチンは終了する。この上流側昇温制御を実施する時間は、NOx吸収剤46上に残存する燃料を浄化するのに充分な時間を予め実験等によって求めて決定する。あるいは、その上流側昇温制御を行う前の再生制御の実施時間(継続時間)や終了条件に応じて決定するようにしてもよい。この上流側昇温制御を実施する時間を適切に設定することで、効率良く且つ充分に上記残存燃料等の浄化を行うことができる。
【0062】
以上のように、本実施形態においては、上記再生制御が完了した時または完了前に中止された時等、NOx吸収剤46上に燃料が残存している可能性のある場合には、燃料が残存している可能性の高いNOx吸収剤46のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御(または排気ガス昇温制御)が予め定めた時間実施される。これにより、NOx吸収剤46のうちの上流側部分の残存燃料が浄化され、NOx吸収剤46上に燃料が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止される。そしてその結果、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。
【0063】
なお、以上の説明からも明らかであるが、ステップ107の上流側昇温制御は内燃機関を停止する指示があった場合(すなわち、イグニッション オフとされた場合)にも行われ、この場合、上流側昇温制御が完了してから内燃機関が停止する。
【0064】
また、上述の説明において再生制御(ステップ103)は、膨張行程または排気行程中に補助燃料Qpnを噴射することを含む燃料噴射制御によってNOx吸収剤46を昇温し、その後、低温燃焼をリッチ空燃比のもとで行ってNOx吸収剤46に流入する排気ガスの空燃比をリッチにすることにより行われたが、本発明はこれに限定されるものではなく、NOx吸蔵剤の上流側部分に燃料等が付着する可能性のある他の方法で再生制御が実施された場合にも適用できる。
【0065】
例えば、図8に示した構成では、NOx吸収剤46を担持しているフィルタ22の上流側に還元剤または燃料を排気ガス通路内に添加する還元剤添加ノズル44が設けられている。その他の部分については図1に示した構成と同様であるので説明を省略するが、図8に示した場合には、上記添加ノズル44を用いて再生制御を実施することができる。すなわち、NOx吸収剤46から硫黄分を放出させるべき時には、ECU(図8には図示なし)からの指令によって上記添加ノズル44から還元剤(燃料)が添加され、その反応によってNOx吸収剤46が昇温されると共にリッチ雰囲気が作り出されてNOx吸収剤46から硫黄分が放出せしめられる。
【0066】
そしてこの方法によって再生制御を実施した場合にも、再生制御において添加された還元剤(燃料)がNOx吸収剤46のうちの上流側部分に残存するという同様の問題がある。そのため、この場合においても再生制御が完了した時または完了前に中止された時に、上述したような上流側昇温制御(ステップ109)を行うことによって、NOx吸収剤46のうちの上流側部分の残存燃料が浄化され、NOx吸収剤46上に燃料が多量に残存したまま内燃機関が停止されることが防止される。そしてその結果、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができる。なお、当然のことながら、この場合において上流側昇温制御(ステップ109)が実施されている時には、上記添加ノズル44による排気ガス通路内への還元剤または燃料の添加は行われていない。
【0067】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、硫黄被毒再生制御が行われる内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の冷間状態からの再始動時における白煙の発生を抑制することができるという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明を筒内噴射型の圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示す図である。
【図2】図2は、機関の要求トルクを示す図である。
【図3】図3は、NOx吸収剤が担持されたパティキュレートフィルタの拡大断面図である。
【図4】図4は、NOxの吸収放出及び還元浄化作用を説明するための図である。
【図5】図5は、本発明の排気浄化装置のための制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図6】図6は、噴射制御を説明するための図である。
【図7】図7は、NOx吸収剤における温度分布等について示した図である。
【図8】図8は、本発明を別の筒内噴射型の圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示す図である。
【符号の説明】
1…機関本体
5…燃焼室
6…電気制御式燃料噴射弁
22…パティキュレートフィルタ
30…電子制御ユニット
44…還元剤添加ノズル
46…NOx吸収剤
Claims (4)
- 少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、
上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、上記排気浄化手段のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、
上記上流側昇温制御は、膨張行程または排気行程における燃焼室内への補助燃料の噴射及び上記排気浄化手段の上流側における上記排気ガス通路内への燃料または還元剤の添加が何れも行われていない状態において、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射することによって、もしくは、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射し且つ主燃料の噴射時期を圧縮上死点よりも遅らせることによって、燃料を燃焼室内で反応させるようにして実施される、排気浄化装置。 - 少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、
上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、上記排気浄化手段のうちの上流側部分の温度を上昇させる上流側昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、
上記上流側昇温制御は、上記燃焼室への吸気量を予め定めた量にすると共に、ほぼ圧縮上死点において主燃料の噴射を行い且つ膨張行程の初期に、複数回に分けて、合計すると主燃料よりも多い補助燃料の噴射を行うことによって実施される、排気浄化装置。 - 少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、
上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、
上記排気ガス昇温制御は、膨張行程または排気行程における燃焼室内への補助燃料の噴射及び上記排気浄化手段の上流側における上記排気ガス通路内への燃料または還元剤の添加が何れも行われていない状態において、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射することによって、もしくは、吸気上死点付近または吸気行程中に上記燃焼室内へ補助燃料を噴射し且つ主燃料の噴射時期を圧縮上死点よりも遅らせることによって、燃料を燃焼室内で反応させるようにして実施される、排気浄化装置。 - 少なくとも硫黄分を吸蔵する排気浄化手段が排気ガス通路に配置されていて、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させるべき時には、上記排気浄化手段から硫黄分を放出させる硫黄被毒再生制御が実施される内燃機関の排気浄化装置であって、上記硫黄被毒再生制御においては、膨張行程または排気行程において燃焼室内へ補助燃料を噴射することと、上記排気浄化手段の上流側において上記排気ガス通路内へ燃料または還元剤を添加することとのうちの少なくとも一方を含む方法によって上記排気浄化手段が昇温せしめられる排気浄化装置において、
上記硫黄被毒再生制御が完了した時または完了前に中止された時には、排気ガスの空燃比をリーンの状態としつつ、上記排気浄化手段に流入する排気ガスの温度を上昇させる排気ガス昇温制御が予め定めた時間実施される排気浄化装置であって、
上記排気ガス昇温制御は、上記燃焼室への吸気量を予め定めた量にすると共に、ほぼ圧縮上死点において主燃料の噴射を行い且つ膨張行程の初期に、複数回に分けて、合計すると主燃料よりも多い補助燃料の噴射を行うことによって実施される、排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003091401A JP4329378B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003091401A JP4329378B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004300927A JP2004300927A (ja) | 2004-10-28 |
JP4329378B2 true JP4329378B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=33404774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003091401A Expired - Fee Related JP4329378B2 (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4329378B2 (ja) |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003091401A patent/JP4329378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004300927A (ja) | 2004-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3929296B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP4158697B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置および排気浄化方法 | |
US7246485B2 (en) | Exhaust gas purifying device and method for internal combustion engine | |
JP3277881B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2004068700A (ja) | 排気ガス浄化方法 | |
JP4406309B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2003065042A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4357918B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4556364B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4357917B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4285105B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化方法 | |
JP4639565B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3896920B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置及び排気浄化方法 | |
JP3374780B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4329378B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3613660B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4321117B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3496557B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4341351B2 (ja) | 排気浄化器の浄化能力回復方法 | |
JP3414323B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3912167B2 (ja) | 排気ガス浄化装置及び排気ガス浄化方法 | |
JP3551797B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP3512064B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4019891B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4297762B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090526 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090608 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |