JPH08200045A - 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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- JPH08200045A JPH08200045A JP7007363A JP736395A JPH08200045A JP H08200045 A JPH08200045 A JP H08200045A JP 7007363 A JP7007363 A JP 7007363A JP 736395 A JP736395 A JP 736395A JP H08200045 A JPH08200045 A JP H08200045A
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
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Abstract
生を阻止する。 【構成】 排気マニホルド24の下流にNOX 吸収剤2
6を配置し、排気マニホルド24をEGRガス通路28
を介してサージタンク16に連結する。機関低中負荷運
転時にはEGRガスを再循環させ、リーン混合気を燃焼
させてこのとき発生するNOX をNOX 吸収剤26に吸
収させる。NOX 吸収剤26に吸収されたNOX を放出
還元すべく追加の燃料が膨張行程に噴射され、このとき
EGR弁29が閉弁せしめられる。
Description
に関する。
排気ガス通路を介して互いに連結し、流入する排気ガス
の空燃比がリーンであるときにNOX を吸収し、流入す
る排気ガスの空燃比をリッチにすると吸収したNOX を
放出するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、通常
は圧縮上死点近傍において燃焼室内に主噴射を行うと共
にNOX 吸収剤からNOX を放出すべきときには主噴射
完了後の膨張工程又は排気行程において燃焼室内に副噴
射を行うことによりNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比をリッチにするようにしたディーゼル機関が本出
願人により既に提案されている(特願平5−24146
3号参照)。なお、ここでNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比とはNOX 吸収剤上流の排気通路又は燃焼
室又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料量の比
をいう。
内にスロットル弁を配置すると共に再循環排気ガス通路
をスロットル弁下流の機関吸気通路内に連結し、NOX
吸収剤からNOX を放出すべきときにはスロットル弁を
閉弁して多量の排気ガスを吸気通路内に再循環させるこ
とにより機関シリンダ内に供給される吸入空気量を減少
させ、それによって副噴射量を少なくしてもNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにしうるように
している。
張行程又は排気行程において副噴射を行うとこの副噴射
燃料は噴射時期等によって燃えたり燃えなかったりす
る。この場合、副噴射燃料が燃えなかったとするとこの
副噴射燃料は未燃燃料として機関排気通路内に排出さ
れ、次いでこの未燃燃料を含んだ排気ガスは再循環排気
ガス通路を介して機関吸気通路内に再循環せしめられ
る。しかしながら多量の未燃燃料が吸気通路内に再循環
せしめられると特に点火栓周りに混合気を集めるように
した成層燃焼内燃機関では点火栓周りに形成される混合
気が過度にリッチになり、その結果失火してしまうとい
う問題を生じる。
ら排出される排気ガス中の酸素濃度は極めて低くなり、
従って酸素濃度の極めて低い排気ガスが機関吸気通路内
に再循環せしめられる。しかしながらこのように酸素濃
度の極めて低い排気ガスが吸気通路内に再循環せしめら
れると特に多量の排気ガスを再循環するようにした内燃
機関では点火栓周りの酸素濃度が低くなり、その結果失
火してしまうという問題を生じる。このようにNOX 吸
収剤からNOX を放出すべく副噴射が行われてNOX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた場
合、この排気ガスが多量に機関吸気通路内に再循環され
ると副噴射燃料が燃えても燃えなくても上述した如き問
題が生じることになる。
めに1番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにNOX を吸収し、流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収しているN
OX を放出するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置
し、NOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときにこの理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガ
スが流通する機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再
循環通路を介して連結されている内燃機関において、N
OX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされた
ときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再
循環される未燃燃料量を減少させる未燃燃料量減少手段
を具備している。
解決するために1番目の発明において、未燃燃料量減少
手段はNOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチ
にされたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通
路内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるよう
にしている。
解決するために2番目の発明において、NOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに再循環
排気ガス量の低下に伴って吸入空気量を低減させる吸入
空気量低減手段を具備している。また、4番目の発明に
よれば上記問題点を解決するために1番目の発明におい
て、未燃燃料量減少手段は未燃燃料を除去するための未
燃燃料除去装置を具備し、NOX 吸収剤からNOX を放
出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが未燃燃
料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され、NO
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
は排気ガスが未燃燃料除去装置を経ずに機関吸気通路内
に再循環せしめられる。
解決するために4番目の発明において、排気ガス再循環
通路は未燃燃料除去装置を通った排気ガスが流れる第1
の通路と、未燃燃料除去装置を通っていない排気ガスが
流れる第2の通路とを具備し、第1の通路又は第2の通
路のいずれか一方を機関吸気通路に選択的に接続する切
換手段を具備している。
解決するために、流入する排気ガスの空燃比がリーンの
ときにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチになると吸収しているNOX を放出
するNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX 吸
収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排
気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに
この理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する
機関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介
して連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備
している。
解決するために6番目の発明において、酸素濃度増大手
段はNOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに排気ガス再循環通路を介して機関吸気通路
内に再循環される再循環排気ガス量を低下させるように
している。
解決するために6番目の発明において、酸素濃度増大手
段はNOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチに
されたときに機関燃焼室内に酸素を供給する酸素供給手
段を具備している。
放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が
リッチにされ、このときこの排気ガス中に未燃燃料が存
在する場合には未燃燃料量減少手段によって機関吸気通
路内に再循環される未燃燃料量が減少せしめられる。
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関吸気通路内に再循環され
る未燃燃料量が減少せしめられる。3番目の発明では、
再循環排気ガス量が低下せしめられるに従って吸入空気
量が低減せしめられる。
X を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチにされたときには排気ガスが
未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内に再循環され
るのでこのとき機関吸気通路内へは未燃燃料を含まない
排気ガスが再循環される。これに対してNOX 吸収剤に
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス
がそのまま機関吸気通路内に再循環される。
り未燃燃料が除去された排気ガスと、機関から排出され
たそのままの状態の排気ガスとが切換手段によって機関
吸気通路内に選択的に再循環せしめられる。6番目の発
明では、NOX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸
収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされ、この
ときこの排気ガス中の酸素濃度が極度に低くなっている
場合には酸素濃度増大手段によって機関燃焼室内の酸素
濃度が増大せしめられる。
介して機関吸気通路内に再循環される再循環排気ガス量
を低下させることによって機関燃焼室内の酸素濃度が増
大せしめられる。8番目の発明では、酸素供給手段によ
り機関燃焼室内に酸素を供給することによって機関燃焼
室内の酸素濃度が増大せしめられる。
関に適用した場合の第1実施例を示しており、まず初め
に図1から図10を参照してこの筒内噴射式内燃機関の
基本的な作動について説明する。図1から図5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
ンダブロック2内で往復動するピストン、4はシリンダ
ブロック2上に固締されたシリンダヘッド、5はピスト
ン3とシリンダヘッド4間に形成された燃焼室、6aは
第1吸気弁、6bは第2吸気弁、7aは第1吸気ポー
ト、7bは第2吸気ポート、8は一対の排気弁、9は一
対の排気ポートを夫々示す。図3に示されるように第1
吸気ポート7aはヘリカル型吸気ポートからなり、第2
吸気ポート7bはほぼまっすぐに延びるストレートポー
トからなる。更に図3に示されるようにシリンダヘッド
4の内壁面の中央部には点火栓10が配置され、第1吸
気弁6aおよび第2吸気弁6b間のシリンダヘッド4内
壁面周辺部には燃料噴射弁11が配置される。一方、図
4および図5に示されるようにピストン3の頂面上には
キャビティ3aが形成される。このキャビティ3aは燃
料噴射弁11の下方から点火栓10の下方まで延びるほ
ぼ円形の輪郭形状を有する浅皿部12と、浅皿部12の
中央部に形成された半球形状をなす深皿部13からな
る。また、点火栓10下方の浅皿部12と深皿部13と
の接続部にほぼ球形状をなす凹部14が形成される。
1吸気ポート7aおよび第2吸気ポート7bは夫々各吸
気枝管15内に形成された第1吸気通路15aおよび第
2吸気通路15bを介してサージタンク16内に連結さ
れ、各第2吸気通路15b内には夫々吸気制御弁17が
配置される。これらの吸気制御弁17は共通のシャフト
18を介して例えばステップモータからなるアクチュエ
ータ19に連結される。このステップモータ19は電子
制御ユニット30の出力信号に基いて制御される。サー
ジタンク16は吸気ダクト20を介してエアクリーナ2
1に連結され、吸気ダクト20内には例えばステップモ
ータ22によって駆動されるスロットル弁23が配置さ
れる。このステップモータ22も電子制御ユニット30
の出力信号に基いて制御される。
ルド24に連結され、この排気マニホルド24は排気管
25を介してNOX 吸収剤26を内蔵したケーシング2
7に連結される。排気マニホルド24とサージタンク1
6とは再循環排気ガス(以下EGRガスという)通路2
8を介して互いに連結され、このEGRガス通路28内
にはEGRガス量を制御するEGR弁29が配置され
る。このEGR弁29は電子制御ユニット30の出力信
号に基いて制御される。EGR弁29が閉弁せしめられ
ているときには空気のみが吸気ポート7a,7bを介し
て燃焼室5内に供給され、EGR弁29が開弁せしめら
れると空気およびEGRガスが吸気ポート7a,7bを
介して燃焼室5内に供給される。
ュータからなり、双方向性バス31を介して相互に接続
されたRAM(ランダムアクセスメモリ)32、ROM
(リードオンリメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。アクセルペダル40にはアクセルペダル40の
踏込み量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AD変換器3
7を介して入力ポート35に入力される。上死点センサ
42は例えば1番気筒が吸気上死点に達したときに出力
パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート35に入
力される。クランク角センサ43は例えばクランクシャ
フトが30度回転する毎に出力パルスを発生し、この出
力パルスが入力ポート35に入力される。CPU34で
は上死点センサ42の出力パルスとクランク角センサ4
3の出力パルスから現在のクランク角が計算され、クラ
ンク角センサ43の出力パルスから機関回転数が計算さ
れる。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を
介して各燃料噴射弁11および各ステップモータ19,
22に接続される。
11が燃料に旋回力を与えつつ噴射するスクール弁から
なり、この燃料噴射弁11からは図3および図4におい
てFで示されるように燃料が円錐状に噴射される。図6
はこの燃料噴射弁11からの燃料噴射量と燃料噴射時期
とを示しており、図7は図6と同じ燃料噴射量に加えて
スロットル弁23の開度と、EGR弁29の開度と、燃
焼室5内における平均空燃比A/Fを示している。な
お、図6および図7においてLはアクセルペダル40の
踏込み量を示している。図6からわかるようにアクセル
ペダル40の踏込み量LがL1 よりも小さい機関低負荷
運転時には圧縮行程末期に噴射量Q2 だけ燃料噴射が行
われる。一方、アクセルペダル40の踏込み量LがL1
とL2 の間の機関中負荷運転時には吸気行程中に噴射量
Q1 だけ燃料噴射が行われ、圧縮行程末期に噴射量Q2
だけ燃料が噴射される。即ち、機関中負荷運転時には吸
気行程と圧縮行程末期の2回に分けて燃料噴射が行われ
る。また、アクセルペダル40の踏込み量LがL2 より
も大きい機関高負荷運転時には吸気行程中に噴射量Q 1
だけ燃料が噴射される。なお、図6においてθS1およ
びθE1は吸気行程中に行われる燃料噴射Q1 の噴射開
始時期と噴射完了時期を夫々示しており、θS2とθE
2は圧縮行程末期に行われる燃料噴射Q2 の噴射開始時
期と噴射完了時期を夫々示している。
ル40の踏込み量LがL2 よりも小さい機関低中負荷運
転時にはスロットル弁23の開度はかなり小さく、また
このときスロットル弁23の開度はアクセルペダル40
の踏込み量Lが小さくなるほど小さくなる。一方、アク
セルペダル40の踏込み量LがL2 よりも大きくなると
スロットル弁23の開度は急速に大きくなって全開す
る。また、アクセルペダル40の踏込み量LがL2 より
も小さい機関低中負荷運転時にはEGR弁29の開度は
かなり大きく、アクセルペダル40の踏込み量LがL2
よりも大きくなるとEGR弁29の開度は急速に小さく
なって全閉する。燃焼室5内における平均空燃比は高負
荷運転領域(L>L2 )の或る時点L0 においてリーン
からリッチに切換わる。即ち、アクセルペダル40の踏
込み量LがL0 よりも小さい範囲では平均空燃比A/F
はリーンとなり、またこのときアクセルペダル40の踏
込み量Lが小さくなるほど平均空燃比A/Fはリーンと
なる。一方、アクセルペダル40の踏込み量LがL0 よ
りも大きくなると平均空燃比A/Fはリッチとなる。
ダル40の踏込み量Lとの関係を示している。図8に示
されるようにアクセルペダル40の踏込み量LがL1 よ
りも小さい機関低負荷運転時には吸気制御弁17は全閉
状態に保持されており、アクセルペダル40の踏込み量
LがL1 よりも大きくなると吸気制御弁17はアクセル
ペダル40の踏込み量Lが大きくなるにつれて開弁せし
められる。吸気制御弁17が全閉せしめられると吸入空
気はヘリカル状をなす第1吸気ポート7aを介して旋回
しつつ燃焼室5内に流入し、斯くして燃焼室5内には図
3において矢印Sで示すような強力な旋回流が発生せし
められる。一方、吸気制御弁17が開弁すると第2吸気
ポート7bからも吸入空気が燃焼室5内に流入する。
法について説明する。なお、図9は機関低負荷運転時に
おける燃焼方法を示しており、図10は機関中負荷運転
時における燃焼方法を示している。図6に示されるよう
にアクセルペダル40の踏込み量LがL1 よりも小さい
機関低負荷運転時には圧縮行程末期に燃料が噴射され
る。このとき噴射燃料Fは図9(A)および(B)に示
されるように深皿部13の周壁面に衝突する。このとき
の噴射量Q2 は図6に示されるようにアクセルペダル4
0の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大する。深皿部
13の周壁面に衝突した燃料は旋回流Sによって気化せ
しめられつつ拡散され、それによって図9(C)に示さ
れるように凹部14および深皿部13内に、即ちキャビ
ティ3a内に可燃混合気Gが形成される。このとき凹部
14および深皿部13以外の燃焼室5内は空気とEGR
ガスで満たされている。次いで混合気Gが点火栓10に
よって着火せしめられる。
踏込み量LがL1 とL2 の間である機関中負荷運転時に
は吸気行程中に第1回目の燃料噴射Q1 が行われ、次い
で圧縮行程末期に第2回目の燃料噴射Q2 が行われる。
即ち、まず初めに図10(A)に示されるように吸気行
程初期にキャビティ3a内に向けて燃料噴射Fが行わ
れ、この噴射燃料によって燃焼室5内全体に稀薄混合気
が形成される。次いで図10(B)に示されるように圧
縮行程末期にキャビティ3a内に向けて燃料噴射Fが行
われ、図10(C)に示されるようにこの噴射燃料によ
って凹部14および深皿部13内には火種となる可燃混
合気Gが形成される。この可燃混合気Gは点火栓10に
よって着火せしめられ、この着火火炎によって燃焼室5
内全体の稀薄混合気が燃焼せしめられる。この場合、圧
縮行程末期に噴射される燃料は火種を作れば十分である
ので図6に示されるように機関中負荷運転時にはアクセ
ルペダル40の踏込み量Lにかかわらずに圧縮行程末期
の燃料噴射量Q2 は一定に維持される。これに対して吸
気行程初期の燃料噴射量Q1 はアクセルペダル40の踏
込み量Lが大きくなるにつれて増大する。
量LがL2 よりも大きい機関高負荷運転時には吸気行程
初期に一回だけ燃料が噴射され、それによって燃焼室5
内に均一混合気が形成される。このとき吸気行程初期の
燃料噴射量は図6に示されるようにアクセルペダル40
の踏込み量Lが大きくなるにつれて増大する。以上が図
1に示す筒内噴射式内燃機関の基本的な燃焼方法であ
る。次にこの筒内噴射式内燃機関に適した排気ガスの浄
化方法について説明する。
は燃焼室5から排出される排気ガス中の代表的な成分の
濃度と燃焼室5内における平均空燃比A/Fとの関係を
概略的に示している。図11からわかるように燃焼室5
から排出される排気ガス中の未燃HC,COの濃度は燃
焼室5内における平均空燃比A/Fがリッチになるほど
増大し、燃焼室5から排出される排気ガス中の酸素O2
の濃度は燃焼室5内における平均空燃比A/Fがリーン
になるほど増大する。
されているNOX 吸収剤26は例えばアルミナを担体と
し、この担体上に例えばカリウム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
た少くとも一つと、白金Ptのような貴金属とが担持さ
れている。前述したように機関吸気通路燃焼室5および
NOX 吸収剤26上流の排気通路内に供給された全空気
量と全燃料(炭化水素)量の比をNOX 吸収剤26への
流入排気ガスの空燃比と称するとこのNOX 吸収剤26
は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOX を吸
収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収した
NOX を放出するNOX の吸放出作用を行う。なお、N
OX 吸収剤26上流の排気通路内に燃料(炭化水素)或
いは空気が供給されない場合には流入排気ガスの空燃比
は燃焼室5内における平均空燃比A/Fに一致し、従っ
てこの場合にはNOX 吸収剤26は燃焼室5内における
平均空燃比A/FがリーンのときにはNOX を吸収し、
燃焼室5内のガス中の酸素濃度が低下すると吸収したN
OX を放出することになる。
に配置すればこのNOX 吸収剤26は実際にNOX の吸
放出作用を行うがこの吸放出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。しかしながらこの吸
放出作用は図12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担体
上に白金Ptおよびバリウム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。
Fがリーンであり、従って流入排気ガスがリーンである
ときには流入排気ガス中の酸素濃度が高くなり、このと
き図12(A)に示されるようにこれら酸素O2 がO2
- 又はO2-の形で白金Ptの表面に付着する。一方、流
入排気ガス中のNOは白金Ptの表面上でO2 - 又はO
2-と反応し、NO2 となる(2NO+O2 →2N
O2 )。次いで生成されたNO2 の一部は白金Pt上で
酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムBaO
と結合しながら図12(A)に示されるように硝酸イオ
ンNO3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにして
NOx がNOX 吸収剤26内に吸収される。
Ptの表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX の吸収
能力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて硝
酸イオンNO3 - が生成される。これに対して流入排気
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
吸収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸収剤か
ら放出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下
するとNOX 吸収剤26からNOX が放出されることに
なる。図11からわかるように流入排気ガスのリーンの
度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、
従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ
流入排気ガスの空燃比がリーンであってもNOX 吸収剤
26からNOX が放出されることになる。
燃比A/Fがリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリ
ッチになると図11に示されるように機関からは多量の
未燃HC,COが排出され、これら未燃HC,COは白
金Pt上の酸素O2 - 又はO 2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流
入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤
からNO2 が放出され、このNO2 は図12(B)に示
されるように未燃HC,COと反応して還元せしめられ
る。このようにして白金Ptの表面上にNO2 が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとNO2 が放出され
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時
間のうちにNOX 吸収剤26からNOX が放出されるこ
とになる。
るとまず始めに未燃HC,COが白金Pt上のO2 - 又
はO2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Pt上のO2 - 又はO2-が消費されてもまだ未燃HC,
COが残っていればこの未燃HC,COによって吸収剤
から放出されたNOX および機関から排出されたNO X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにNOX 吸収剤26に吸収さ
れているNOX が放出され、しかもこの放出されたNO
X が還元されるために大気中にNOX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、NOX 吸収剤
26は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもNOX 吸収剤26から放出
されたNOX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはNOX 吸収
剤26からNOX が徐々にしか放出されないためにNO
X吸収剤26に吸収されている全NOX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
燃比A/FがリーンであるときにはNOX がNOX 吸収
剤26に吸収される。しかしながらNOX 吸収剤26の
NO X 吸収能力には限度があり、NOX 吸収剤26のN
OX 吸収能力が飽和すればNOX 吸収剤26はもはやN
OX を吸収しえなくなる。従ってNOX 吸収剤26のN
OX 吸収能力が飽和する前にNOX 吸収剤26からNO
X を放出させる必要があり、そのためにはNOX 吸収剤
26にどの程度のNOX が吸収されているかを推定する
必要がある。そこで次にこのNOX 吸収量の推定方法に
ついて説明する。
あるときには機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関
から排出されるNOX 量が増大するために単位時間当り
NO X 吸収剤26に吸収されるNOX 量が増大し、また
機関回転数が高くなるほど単位時間当り機関から排出さ
れるNOX 量が増大するために単位時間当りNOX 吸収
剤26に吸収されるNOX が増大する。従って単位時間
当りNOX 吸収剤26に吸収されるNOX 量は機関負荷
と機関回転数の関数となる。この場合、機関負荷はアク
セルペダル40の踏込み量Lでもって代表することがで
きるので単位時間当りNOX 吸収剤26に吸収されるN
OX 量はアクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数
Nの関数となる。従って図1に示す実施例では単位時間
当りNO X 吸収剤26に吸収されるNOX 量Aをアクセ
ルペダル40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数と
して予め実験により求め、このNOX 量AがLおよびN
の関数として図14(A)に示すマップの形で予めRO
M32内に記憶されている。
Fが理論空燃比又はリッチになるとNOX 吸収剤26か
らNOX が放出されるがこのときのNOX 放出量は主に
排気ガス量と平均空燃比の影響を受ける。即ち、排気ガ
ス量が増大するほど単位時間当りNOX 吸収剤26から
放出されるNOX 量が増大し、平均空燃比がリッチとな
るほど単位時間当りNOX 吸収剤26から放出されるN
OX 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空
気量はアクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数N
の関数となり、平均空燃比A/Fもアクセルペダル40
の踏込み量Lと機関回転数Nの関数となる。従って単位
時間当りNOX 吸収剤26から放出されるNOX 量Dは
アクセルペダル40の踏込み量Lと機関回転数Nの関数
となり、このNOX 量DはLおよびNの関数として図1
4(B)に示すマップの形で予めROM32内に記憶さ
れている。
燃比A/Fがリーンのときには単位時間当りのNOX 吸
収量がAで表わされ燃焼室5内における平均空燃比A/
Fが理論空燃比又はリッチのときには単位時間当りのN
OX 放出量がDで表わされるのでNOX 吸収剤26に吸
収されていると推定されるNOX 量ΣNOXは次式を用
いて算出できることになる。
均空燃比A/Fとの関係を示している。図7からわかる
ように機関負荷LがL0 よりも低いときには燃焼室5内
における平均空燃比A/Fはリーンとなっており、この
ときにはNOXがNOX 吸収剤26に吸収されるので図
13に示されるようにNOX 量ΣNOXが増大する。一
方、図7に示されるように機関負荷LがL0 よりも高く
なると燃焼室5内における平均空燃比A/Fがリッチと
なるためにNOX 吸収剤26からNOX が放出される。
従って図13においてXで示されるように機関負荷Lが
L 0 よりも高くなって平均空燃比A/Fがリッチになる
とNOX 量ΣNOXが減少する。
にされてNOX 量ΣNOXが許容値MAXを越えると図
13においてYで示されるように燃焼室5内における平
均空燃比A/Fが強制的にリッチとされる。平均空燃比
A/FがリッチにされるとNOX 吸収剤26から急速に
NOX が放出され、斯くして図13に示されるようにN
OX 量ΣNOXが急速に減少する。次いでNOX 量ΣN
OXが下限値MINまで低下すると平均空燃比A/Fは
リッチからリーンに戻される。
/Fがリーンからリッチに切換えられると図11からわ
かるように排気ガス中の酸素濃度が極度に低下する。こ
のときEGR弁29が大きな開度に開弁保持されていた
とすると酸素濃度の極めて低い多量の排気ガスがEGR
ガス通路28を介してサージタンク16内に再循環さ
れ、次いでこの酸素濃度の極めて低い多量のEGRガス
が燃焼室5内に供給されることになる。従ってこのとき
燃焼室5内は酸素濃度の極めて低い多量のEGRガスで
もって占められることになる。
の極めて低い多量のEGRガスでもって満たされると点
火栓10周りの酸素濃度が低くなるために失火してしま
うという問題を生じる。そこで本発明による実施例では
NOX 吸収剤26からNOXを放出すべく平均空燃比A
/FがリッチにされたときにはEGRガス量を低減する
か、或いは燃焼室5内の酸素濃度を増大させるようにし
ている。一方、燃焼室5内において平均空燃比がリーン
である混合気が燃焼せしめられているときに膨張行程又
は排気行程において燃焼室5内に追加の燃料を供給して
も、或いは排気マニホルド24内に追加の燃料を供給し
てもNOX 吸収剤26に流入する排気ガスの空燃比をリ
ッチにすることができる。図15は追加の燃料を膨張行
程又は圧縮行程に供給するようにした場合を示してお
り、この場合追加の燃料は図15の区間Z内において燃
料噴射弁11から供給される。膨張行程および排気行程
においては燃焼室5内の既燃ガスの温度はかなり高く、
従ってこの既燃ガス内に追加の燃料を噴射すると炭化水
素が小さな分子に分解すると共に一部の炭化水素はラジ
カルとなり、斯くして燃料は活性化されてNOX に対す
る強い反応性を有することになる。従ってNOX 吸収剤
26からは良好にNOX が放出され、放出したNOX は
良好に還元されることになる。なお、NOX に対する反
応性を高めるには既燃ガスの温度が高いときに追加の燃
料を噴射することが好ましく、従って追加の燃料噴射は
図15に示されるように膨張行程において行うことが好
ましい。
ニホルド24内に供給することもできるがこの場合には
燃料の微粒化を促進する何らかの手段を設けることが好
ましい。ところで例えば膨張行程において追加の燃料を
噴射した場合、膨張行程の初期に噴射されると追加の噴
射燃料はただちに燃焼せしめられ、膨張行程が開始され
た後暫らくしてから噴射されると追加の噴射燃料はほと
んど燃焼することなく未燃燃料の形で燃焼室5から排出
される。追加の燃料が燃焼せしめられた場合には排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下し、従ってこのときEGR
弁29が大きな開度に開弁保持されていたとすると酸素
濃度の極めて低い多量の排気ガスがEGRガス通路28
を介してサージタンク16内に再循環される。従ってこ
の場合に失火が生じてしまうのは前述したとおりであ
る。
しめられない場合には多量の未燃燃料を含んだ排気ガス
が燃焼室5から排出される。このときEGR弁29が大
きな開度に開弁保持されていたとすると多量の未燃燃料
を含んだ多量の排気ガスがEGRガス通路28を介して
サージタンク16内に再循環され、次いでこの多量の未
燃燃料を含んだ多量のEGRガスが燃焼室5内に供給さ
れることになる。
室5内に再循環されると特に図9(C)或いは図10
(C)に示されるように点火栓10の周りに混合気を集
めるようにした場合には点火栓10周りの混合気が過度
にリッチとなり、その結果失火してしまうという問題を
生ずる。そこで本発明による実施例ではNOX 吸収剤2
6からNOX を放出すべく平均空燃比A/Fがリッチに
されたときにはEGRガス量を低減するか、或いは燃焼
室5内に未燃燃料が流入しないようにしている。
NOX を放出させるための制御の具体的な一実施例を示
している。なお、図16は平均空燃比A/Fがリーンで
ある混合気が継続して燃焼せしめられているときにNO
X 量ΣNOXがMAXとなり、NOX 吸収剤26からN
OX を放出すべくNOX 放出フラグがセットされた場合
を示している。
がセットされるとEGR弁29が全閉せしめられ、スロ
ットル弁23が予め定められた開度まで開弁せしめられ
る。EGR弁29の閉弁動作およびスロットル弁23の
閉弁動作が完了すると膨張行程時に追加の燃料が噴射さ
れる。追加の燃料が噴射されるとNOX 吸収剤26に流
入する排気ガスの空燃比がリッチとなり、斯くしてNO
X 吸収剤26からのNOX 放出作用が開始される。NO
X 吸収剤26からのNOX の放出作用が完了すると追加
の燃料の噴射作用が停止され、次いでEGR弁29およ
びスロットル弁23が元の開度まで開弁せしめられる。
加の燃料が噴射されるときにはEGR弁29が全閉して
いる。従って追加の燃料噴射により排気ガス中の酸素濃
度が極度に低下しても、或いは排気ガスが多量の未燃燃
料を含んでいてもこの排気ガスが燃焼室5内に再循環さ
れることがなく、斯くして失火が発生するのを阻止する
ことができることになる。また、図1に示す筒内噴射式
内燃機関ではEGRガスの供給量を減少し、或いはEG
Rガスの供給を停止すると燃焼室5内に供給される吸入
空気量が増大し、今度は混合気が過度にリーンになって
失火を生ずることになる。そこでこの実施例では混合気
が過度にリーンにならないようにEGR弁29の開度が
減少せしめられてEGRガスの供給量が減少せしめられ
たときにはスロットル弁23の開度を減少させて吸入空
気量を減少させるようにしている。
出制御をも含んだ燃料噴射制御ルーチンを示しており、
このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行され
る。図17から図19を参照するとまず初めにステップ
100においてアクセルペダル40の踏込み量Lおよび
機関回転数Nの関数として予めROM32内に記憶され
ている図6に示す吸気行程噴射量Q1 および圧縮行程噴
射量Q2 が算出され、次いでステップ101ではアクセ
ルペダル40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数と
して予めROM32内に記憶されている図6に示す噴射
時期が算出される。次いでステップ102に進んでNO
X 放出フラグがセットされているか否かが判別される。
通常はNOX 放出フラグはリセットされているのでステ
ップ103に進む。ステップ103ではNOX 吸収剤2
6に吸収されていると推定されるNOX 量ΣNOXが許
容値MAXよりも大きいか否かが判別される。ΣNOX
≦MAXのときにはステップ104に進む。
踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM
32内に記憶されている図7に示すEGR弁29の開度
が算出され、次いでステップ105ではアクセルペダル
40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予め
ROM32内に記憶されている図7に示すスロットル弁
23の開度が算出される。
40の踏込み量LがL0 (図7)よりも低いか否かが判
別される。L<L0 のときにはステップ107に進んで
図14(A)に示すマップからNOX 放出量Aが算出さ
れる。次いでステップ108ではNOX 放出量Dが零と
され、次いでステップ111に進む。一方、ステップ1
06においてL≧L0 であると判別されたときにはステ
ップ109に進んで図14(B)に示すマップからNO
X 放出量Dが算出される。次いでステップ110ではN
OX 吸収量Aが零とされ、次いでステップ111に進
む。
収されていると推定されるNOX 量NOX(=ΣNOX
+A−D)が算出される。次いでステップ112ではΣ
NOXが負になったか否かが判別され、ΣNOX<0に
なったときにはステップ113に進んでΣNOXが零と
される。一方、ステップ103においてΣNOX>MA
Xになったと判別されたときにはステップ114に進ん
でNOX 放出フラグがセットされ、次いでステップ11
5に進む。なお、一旦NOX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ102からステップ115にジャン
プする。ステップ115では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ116に進む。
しめられる。次いでステップ117ではスロットル弁2
3が予め定められた開度まで閉弁せしめられる。。この
予め定められた開度はアクセルペダル40の踏込み量L
および機関回転数Nの関数の形で予めROM32内に記
憶されている。次いでステップ118ではEGR弁29
およびスロットル弁23の閉弁処理が行われてから一定
時間が経過したか否かが判別され、一定時間経過したと
きにはステップ119に進む。
加燃料の噴射作用が開始される。次いでステップ120
では追加の燃料噴射が行われたときのNOX 放出量D′
が算出され、次いでステップ121ではNOX 量ΣNO
XからNOX 放出量D′が減算される。次いでステップ
122ではΣNOXが下限値MINよりも小さくなった
か否かが判別され、ΣNOX<MINになるとステップ
123に進んで放出完了フラグがセットされる。次いで
ステップ124に進む。なお、一旦放出完了フラグがセ
ットされるとその後はステップ115からステップ12
4にジャンプする。
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ125に進む。ステップ
125ではEGR弁29が元の開度まで、正確に云うと
そのときの運転状態により定まるROM32内に記憶さ
れた開度まで開弁せしめられ、次いでステップ126で
は同様にスロットル弁23が元の開度まで、正確に云う
とそのときの運転状態により定まるROM32内に記憶
された開度まで開弁せしめられる。次いでステップ12
7ではEGR弁29およびスロットル弁23の開弁処理
が完了したか否かが判別され、開弁処理が完了したとき
にはステップ128に進んで放出完了フラグがリセット
され、次いでステップ129においてNOX 放出フラグ
がリセットされる。
おいてもNOX 放出フラグがセットされるとEGR弁2
9およびスロットル弁23が閉弁せしめられ、EGR弁
29およびスロットル弁23の開弁動作が完了すると追
加の燃料が供給されるがこの実施例ではEGR弁29が
全開せず、一定開度まで閉弁せしめられる。即ち、この
実施例ではEGRガスの再循環量が低減せしめられる。
このようにこの実施例では追加の燃料噴射により排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下しても、或いは排気ガスが
多量の未燃燃料を含んでいてもこの排気ガスの燃焼室5
内への再循環量が低減せしめられるので失火が発生する
のを阻止することができることになる。
ときに排気ガス中に含まれる未燃燃料を燃焼室5内に再
循環させないようにした夫々別の実施例を示している。
図21から図23を参照するといずれの実施例において
もEGRガス通路28が排気マニホルド24下流の排気
管25,25aに連結された第1通路28aと、排気マ
ニホルド24に連結された第2通路28bとを具備し、
これら第1通路28aと第2通路28bとの合流部50
にアクチュエータ51により制御される切換弁52から
なる切換手段が配置される。第1通路28aおよび第2
通路28bはそれらのうちのいずれか一方が切換弁52
の切換作用によってEGRガス通路28およびEGR弁
29を介してサージタンク16内に連結される。
28aが切換弁52によって閉鎖され、第2通路28b
がEGRガス通路28およびEGR弁29を介してサー
ジタンク16に連結されている。従って通常は排気マニ
ホルド24内の排気ガスが第2通路28bを介してサー
ジタンク16内に還流される。一方、NOX 吸収剤26
からNOX を放出すべきときには切換弁52の切換作用
が行われて第2通路28bが切換弁52によって閉鎖さ
れ、第1通路28aがEGRガス通路28およびEGR
弁29を介してサージタンク16に連結される。また、
図24に示されるようにNOX 吸収剤26からNOX を
放出すべくNOX 放出フラグがセットされてもEGR弁
29およびスロットル弁23はそのままの開度で開弁状
態に保持される。従ってこのとき排気ガスは第1通路2
8aを介してサージタンク16内に再循環せしめられ
る。
吸着剤53を内蔵した未燃燃料除去装置54が第1通路
28a内に配置され、NOX 吸収剤26からNOX を放
出すべく追加の燃料噴射が行われたときには排気管25
内の排気ガスが未燃燃料除去装置54を介してサージタ
ンク16内に再循環される。未燃燃料除去装置54が酸
化触媒53を内蔵している場合にはこのとき排気ガス中
の未燃燃料は酸化触媒53によって酸化せしめられ、未
燃燃料除去装置54がHC吸着剤53を内蔵している場
合にはこのとき排気ガス中の未燃燃料がHC吸着剤53
に吸着される。いずれの場合でも未燃燃料は燃焼室5内
に再循環されず、斯くして失火が生ずるのを阻止するこ
とができることになる。
ド24内の排気ガスが未燃燃料除去装置54を経ずして
燃焼室5内に還流せしめられる。これは通常運転時にお
いて排気ガス中に未燃燃料が存在している場合にはでき
るだけ未燃燃料を燃焼室5内に再循環させて燃焼室5内
において燃焼させ、未燃燃料を出力の向上に寄与させる
と共に未燃燃料の大気への排出をできるだけ阻止するた
めである。
NOX 吸収剤26下流の排気管25aに連結され、従っ
てこの実施例ではNOX 吸収剤26からNOX を放出す
べく追加の燃料が噴射されているときにはNOX 吸収剤
26を通過した排気ガスが第1通路28aを介してサー
ジタンク16内に再循環せしめられる。排気ガス中に含
まれる未燃燃料はNOX 吸収剤26から放出されるNO
X を還元するために使用され、即ち未燃燃料はNOX 吸
収剤26内において酸化せしめられ、斯くしてこの実施
例においても未燃燃料が燃焼室5内に再循環されないこ
とになる。なお、この実施例ではNOX 吸収剤26が未
燃燃料除去装置の役割を同時に果している。
蔵した触媒コンバータ56が排気マニホルド24とNO
X 吸収剤27の間に配置され、触媒コンバータ56とN
OX吸収剤26間の排気管25に第1通路28aが直結
される。従ってこの実施例ではNOX 吸収剤26からN
OX を放出すべく追加の燃料が噴射されているときには
酸化触媒55を通過した排気ガスが第1通路28aを介
してサージタンク16内に再循環せしめられる。排気ガ
ス中に含まれる未燃燃料は酸化触媒55内を通過する際
に酸化せしめられ、斯くしてこの実施例においても未燃
燃料が燃焼室5内に再循環されないことになる。なお、
この実施例では酸化触媒55が未燃燃料除去装置の役割
を同時に果している。
す内燃機関のいずれにも適用しうる燃料噴射制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みに
よって実行される。図25から図27を参照するとまず
初めにステップ200においてアクセルペダル40の踏
込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM3
2内に記憶されている図6に示す吸気行程噴射量Q1 お
よび圧縮行程噴射量Q2 が算出され、次いでステップ2
01ではアクセルペダル40の踏込み量Lおよび機関回
転数Nの関数として予めROM32内に記憶されている
図6に示す噴射時期が算出される。次いでステップ20
2に進んでNOX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。通常はNOX 放出フラグはリセットされ
ているのでステップ203に進む。ステップ203では
NOX 吸収剤26に吸収されていると推定されるNOX
量ΣNOXが許容値MAXよりも大きいか否かが判別さ
れる。ΣNOX≦MAXのときにはステップ204に進
む。
踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予めROM
32内に記憶されている図7に示すEGR弁29の開度
が算出され、次いでステップ205ではアクセルペダル
40の踏込み量Lおよび機関回転数Nの関数として予め
ROM32内に記憶されている図7に示すスロットル弁
23の開度が算出される。
40の踏込み量LがL0 (図7)よりも低いか否かが判
別される。L<L0 のときにはステップ207に進んで
図14(A)に示すマップからNOX 放出量Aが算出さ
れる。次いでステップ208ではNOX 放出量Dが零と
され、次いでステップ211に進む。一方、ステップ2
06においてL≧L0 であると判別されたときにはステ
ップ209に進んで図14(B)に示すマップからNO
X 放出量Dが算出される。次いでステップ210ではN
OX 吸収量Aが零とされ、次いでステップ211に進
む。
収されていると推定されるNOX 量NOX(=ΣNOX
+A−D)が算出される。次いでステップ212ではΣ
NOXが負になったか否かが判別され、ΣNOX<0に
なったときにはステップ213に進んでΣNOXが零と
される。一方、ステップ203においてΣNOX>MA
Xになったと判別されたときにはステップ214に進ん
でNOX 放出フラグがセットされ、次いでステップ21
5に進む。なお、一旦NOX 放出フラグがセットされる
とその後はステップ202からステップ215にジャン
プする。ステップ215では放出完了フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このときこの放出完了フ
ラグはセットされていないのでステップ216に進む。
弁52により閉鎖され、第1通路28aがサージタンク
16に連通するように切換弁52が切換えられる。次い
でステップ217では切換弁52の切換作用が完了して
から一定時間が経過したか否かが判別され、一定時間経
過したときにはステップ218に進む。ステップ218
では予め定められた量の追加燃料の噴射作用が開始され
る。次いでステップ219では追加の燃料噴射が行われ
たときのNOX 放出量D′が算出され、次いでステップ
220ではNOX 量ΣNOXからNOX 放出量D′が減
算される。次いでステップ221ではΣNOXが下限値
MINよりも小さくなったか否かが判別され、ΣNOX
>MINになるとステップ222に進んで放出完了フラ
グがセットされる。次いでステップ223に進む。な
お、一旦放出完了フラグがセットされるとその後はステ
ップ215からステップ223にジャンプする。
トされてから一定時間経過したか否かが判別され、一定
時間経過したときにはステップ224に進む。ステップ
224では第1通路28aが切換弁52により閉鎖さ
れ、第2通路28bがサージタンク16に連通するよう
に切換弁52が切換えられる。次いでステップ225で
は切換弁52の切換作用が完了したか否かが判別され、
切換処理が完了したときにはステップ226に進んで放
出完了フラグがリセットされ、次いでステップ227に
おいてNOX 放出フラグがリセットされる。
例ではNOX 吸収剤26からNOXを放出させるべく追
加の燃料が噴射されたときに燃焼室5内に酸素を供給す
るための酸素供給手段60を具備している。図28に示
されるようにこの酸素供給手段60は酸素タンク61
と、酸素タンク61内に配置されかつ円筒状の酸素透過
膜62によって包囲された空気室63とを具備する。空
気室63の一端はエアポンプ64を介してスロットル弁
23上流の吸気ダクト20内に連結され、空気室63の
他端は空気排出管65に連結される。また、酸素タンク
61内は酸素供給弁66を介してスロットル弁23下流
の吸気ダクト20内に連結される。
る。機関の運転が開始されるとエアポンプ64が作動せ
しめられ、エアポンプ64から吐出した空気は空気室6
3内に送り込まれる。空気室63内の空気中に含まれる
酸素は酸素透過膜62を透過して酸素タンク61内に流
入し、斯くして酸素タンク61内には酸素が集められ
る。一方、空気室63内の余剰空気は空気排出管65か
ら外気中に排出される。
からNOX を放出すべく追加の燃料が噴射されると追加
の燃料の供給作用が行われている期間中、酸素供給弁6
6が開弁せしめられる。酸素供給弁66が開弁すると酸
素タンク61内の酸素が各気筒の燃焼室5内に供給され
る。追加の燃料が燃焼せしめられ、その結果EGRガス
中の酸素濃度が極度に低くなった場合にはこのように各
気筒の燃焼室5内に酸素を供給することによって失火が
生じるのを阻止することができることになる。
例では燃料噴射弁11が各吸気枝管15に取付けられ、
燃料が対応する吸気ポート内に向けて噴射される。また
この実施例ではNOX 吸収剤26からNOX を放出させ
るための追加の燃料が排気管25内に配置された補助燃
料噴射弁70から噴射され、この補助燃料噴射弁70下
流の排気管25内にEGRガス通路28が連結される。
図30に示される、いわゆるポート噴射式内燃機関につ
いても本発明を適用することができる。
OX 吸収剤からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比をリッチ又は理論空燃比にしたと
きに失火が生じるのを阻止することができる。
ある。
る。
よび燃焼室内における平均空燃比を示す図である。
の図である。
めの図である。
図である。
ための図である。
示す図である。
噴射等を示すタイムチャートである。
る。
る。
る。
噴射等を示すタイムチャートである。
る。
る。
噴射等を示すタイムチャートである。
る。
る。
る。
る。
噴射等を示すタイムチャートである。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているNO x を放出す
るNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX 吸収
剤からNOXを放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤から
NOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガス
再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される未燃
燃料量を減少させる未燃燃料量減少手段を具備した内燃
機関の排気浄化装置。 - 【請求項2】 上記未燃燃料量減少手段はNOX 吸収剤
からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気
ガス再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される
再循環排気ガス量を低下させる請求項1に記載の内燃機
関の排気浄化装置。 - 【請求項3】 NOX 吸収剤からNOX を放出すべくN
OX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチにされたときに再循環排気ガス量の低下に伴っ
て吸入空気量を低減させる吸入空気量低減手段を具備し
た請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項4】 上記未燃燃料量減少手段は未燃燃料を除
去するための未燃燃料除去装置を具備し、NOX 吸収剤
からNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときには排
気ガスが該未燃燃料除去装置を通って機関吸気通路内に
再循環され、NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときには排気ガスが該未燃燃料除去装置を経
ずに機関吸気通路内に再循環される請求項1に記載の内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項5】 排気ガス再循環通路は上記未燃燃料除去
装置を通った排気ガスが流れる第1の通路と、該未燃燃
料除去装置を通っていない排気ガスが流れる第2の通路
とを具備し、該第1の通路又は第2の通路のいずれか一
方を機関吸気通路に選択的に接続する切換手段を具備し
た請求項4に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項6】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理論
空燃比又はリッチになると吸収しているNO X を放出す
るNOX 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOX 吸収
剤からNOXを放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときにこ
の理論空燃比又はリッチ空燃比の排気ガスが流通する機
関排気通路が機関吸気通路に排気ガス再循環通路を介し
て連結されている内燃機関において、NOX 吸収剤から
NOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃焼
室内の酸素濃度を増大させる酸素濃度増大手段を具備し
た内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項7】 上記酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに排気ガ
ス再循環通路を介して機関吸気通路内に再循環される再
循環排気ガス量を低下させる請求項6に記載の内燃機関
の排気浄化装置。 - 【請求項8】 上記酸素濃度増大手段はNOX 吸収剤か
らNOX を放出すべくNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比が理論空燃比又はリッチにされたときに機関燃
焼室内に酸素を供給する酸素供給手段を具備した請求項
6に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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