JPH11294145A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 浄化装置の浄化性能回復操作の時にトルクシ
ョックを生じさせないようにする。 【解決手段】 触媒コンバータ２２内に収容されている
ＮＯx触媒を再生操作する際、排気絞り弁２０の開度を
絞って排気流量を減少させ、添加ノズル２１から還元剤
を添加する。このままでは、排気絞りの実行によりポン
ピングロスが増大し、エンジン１の出力が低下し、トル
クショックが生じてしまうので、排気絞りを実行する前
と同じエンジン出力が得られるように、ＥＧＲ弁２９の
開度を増大補正するとともに、エンジン１の燃焼室に供
給するメイン燃料噴射量を増大補正する。
ョックを生じさせないようにする。 【解決手段】 触媒コンバータ２２内に収容されている
ＮＯx触媒を再生操作する際、排気絞り弁２０の開度を
絞って排気流量を減少させ、添加ノズル２１から還元剤
を添加する。このままでは、排気絞りの実行によりポン
ピングロスが増大し、エンジン１の出力が低下し、トル
クショックが生じてしまうので、排気絞りを実行する前
と同じエンジン出力が得られるように、ＥＧＲ弁２９の
開度を増大補正するとともに、エンジン１の燃焼室に供
給するメイン燃料噴射量を増大補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に、ディーゼルエンジンや希薄混合気
の燃焼を行うガソリンエンジン等、リーン空燃比の燃焼
を行う内燃機関の排気中のＮＯxを効果的に除去可能な
排気浄化装置に関するものである。
化装置に関し、特に、ディーゼルエンジンや希薄混合気
の燃焼を行うガソリンエンジン等、リーン空燃比の燃焼
を行う内燃機関の排気中のＮＯxを効果的に除去可能な
排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の排気浄化装置としては、例えば
特開平６−２００７４０号公報に開示されたものがあ
る。この装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に、酸
素の存在下でＮＯxを吸収するＮＯx触媒を配置し、この
ＮＯx触媒で排気中のＮＯxを吸収し、ＮＯx触媒のＮＯx
吸収効率が低下した場合にＮＯx触媒への排気の流量を
減少させ気体状の還元剤を供給することにより、ＮＯx
触媒からＮＯxを放出させるとともに放出されたＮＯxを
還元浄化するものである。即ち、この装置では、供給さ
れた還元剤はＮＯx触媒の触媒作用により燃焼して排気
中の酸素を消費し、ＮＯx触媒の雰囲気酸素濃度を低下
させ、これにより、ＮＯx触媒から吸収されたＮＯxが放
出されて還元剤により還元浄化される。
特開平６−２００７４０号公報に開示されたものがあ
る。この装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に、酸
素の存在下でＮＯxを吸収するＮＯx触媒を配置し、この
ＮＯx触媒で排気中のＮＯxを吸収し、ＮＯx触媒のＮＯx
吸収効率が低下した場合にＮＯx触媒への排気の流量を
減少させ気体状の還元剤を供給することにより、ＮＯx
触媒からＮＯxを放出させるとともに放出されたＮＯxを
還元浄化するものである。即ち、この装置では、供給さ
れた還元剤はＮＯx触媒の触媒作用により燃焼して排気
中の酸素を消費し、ＮＯx触媒の雰囲気酸素濃度を低下
させ、これにより、ＮＯx触媒から吸収されたＮＯxが放
出されて還元剤により還元浄化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の排気浄化装
置においては、ＮＯx触媒の雰囲気の酸素濃度を下げて
ＮＯx触媒から吸収したＮＯxを放出させ還元浄化する時
に（以下、このＮＯxの放出及び還元浄化の操作をＮＯx
触媒の「再生」操作という）、少ない還元剤の消費量で
ＮＯx触媒の再生を効率よく行うために、ＮＯx触媒より
も上流に排気絞り弁を設置し、この排気絞り弁の開度を
減少させて、ＮＯx触媒への排気流量を減少させてい
る。
置においては、ＮＯx触媒の雰囲気の酸素濃度を下げて
ＮＯx触媒から吸収したＮＯxを放出させ還元浄化する時
に（以下、このＮＯxの放出及び還元浄化の操作をＮＯx
触媒の「再生」操作という）、少ない還元剤の消費量で
ＮＯx触媒の再生を効率よく行うために、ＮＯx触媒より
も上流に排気絞り弁を設置し、この排気絞り弁の開度を
減少させて、ＮＯx触媒への排気流量を減少させてい
る。
【０００４】しかしながら、このように排気絞り弁の開
度を減少すると、排気絞り弁における圧力損失が大きく
なって、出力トルクの低下を引き起こし、トルクショッ
クを感じさせる虞れがある。
度を減少すると、排気絞り弁における圧力損失が大きく
なって、出力トルクの低下を引き起こし、トルクショッ
クを感じさせる虞れがある。
【０００５】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、内燃機関の排気浄化装置を再生するときにトル
クショックが生じないようにして、運転性の向上を図る
ことにある。
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、内燃機関の排気浄化装置を再生するときにトル
クショックが生じないようにして、運転性の向上を図る
ことにある。
【０００６】
【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。
するために、以下の手段を採用した。
【０００７】本発明は、内燃機関の排気通路に設けられ
た浄化装置と、前記浄化装置に還元剤を添加する還元剤
添加手段と、前記還元剤添加手段により前記浄化装置に
還元剤が添加される時に内燃機関の排気通路を流れる排
気流量を減少せしめるように制御する排気流量制御手段
と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記還
元剤添加手段により前記浄化装置に還元剤が添加される
時に、燃焼に関与するパラメータの少なくとも１つを内
燃機関の出力低下を抑制するように制御する出力低下抑
制補正手段を備えたことを特徴とする。
た浄化装置と、前記浄化装置に還元剤を添加する還元剤
添加手段と、前記還元剤添加手段により前記浄化装置に
還元剤が添加される時に内燃機関の排気通路を流れる排
気流量を減少せしめるように制御する排気流量制御手段
と、を備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記還
元剤添加手段により前記浄化装置に還元剤が添加される
時に、燃焼に関与するパラメータの少なくとも１つを内
燃機関の出力低下を抑制するように制御する出力低下抑
制補正手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】この排気浄化装置では、浄化装置の浄化性
能を効率よく回復させるために、還元剤添加手段から浄
化装置に還元剤を添加する時に、排気流量制御手段が内
燃機関の排気流量を減少せしめる。排気流量を減少させ
るとポンピングロスが増大しそのままでは内燃機関の出
力低下を招くので、出力低下を生じないように、出力低
下抑制補正手段が、内燃機関の燃焼に関与するパラメー
タの少なくとも１つ制御する。これによって、内燃機関
は、浄化装置の浄化性能回復操作を実行している時に
も、浄化性能回復操作前と同じ機関出力に保持される。
したがって、トルクショックを生じることもなく、運転
性が向上する。
能を効率よく回復させるために、還元剤添加手段から浄
化装置に還元剤を添加する時に、排気流量制御手段が内
燃機関の排気流量を減少せしめる。排気流量を減少させ
るとポンピングロスが増大しそのままでは内燃機関の出
力低下を招くので、出力低下を生じないように、出力低
下抑制補正手段が、内燃機関の燃焼に関与するパラメー
タの少なくとも１つ制御する。これによって、内燃機関
は、浄化装置の浄化性能回復操作を実行している時に
も、浄化性能回復操作前と同じ機関出力に保持される。
したがって、トルクショックを生じることもなく、運転
性が向上する。
【０００９】前記浄化装置は、浄化性能を回復させるの
に還元剤を必要とするものであれば、その形態は問わ
ず、例えば、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）で
もよいし、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型ＮＯx触媒
であってもよい。
に還元剤を必要とするものであれば、その形態は問わ
ず、例えば、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）で
もよいし、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元型ＮＯx触媒
であってもよい。
【００１０】吸蔵還元型ＮＯx触媒は、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
ら選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属
とが担持されて構成される。機関吸気通路及び吸蔵還元
型ＮＯx触媒上流での排気通路内に供給された空気及び
燃料（炭化水素）の比を吸蔵還元型ＮＯx触媒への流入
排気ガスの空燃比と称すると、この吸蔵還元型ＮＯx触
媒は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときは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。
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
ら選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属
とが担持されて構成される。機関吸気通路及び吸蔵還元
型ＮＯx触媒上流での排気通路内に供給された空気及び
燃料（炭化水素）の比を吸蔵還元型ＮＯx触媒への流入
排気ガスの空燃比と称すると、この吸蔵還元型ＮＯx触
媒は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときは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。
【００１１】選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲
気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触
媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換
して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属
を担持した触媒、等が含まれる。
気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触
媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換
して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属
を担持した触媒、等が含まれる。
【００１２】前記還元剤添加手段は、例えば、ノズルを
用いて還元剤を排気通路内に噴射し浄化装置に導くよう
に構成することが可能である。また、内燃機関の燃料を
還元剤として用いる場合であれば、内燃機関の燃焼室に
燃料を噴射する燃料噴射装置を還元剤添加手段として利
用し、内燃機関の膨張行程や排気行程において燃料噴射
弁から燃焼室に燃料を噴射して還元剤の添加を行うよう
にしてもよい。
用いて還元剤を排気通路内に噴射し浄化装置に導くよう
に構成することが可能である。また、内燃機関の燃料を
還元剤として用いる場合であれば、内燃機関の燃焼室に
燃料を噴射する燃料噴射装置を還元剤添加手段として利
用し、内燃機関の膨張行程や排気行程において燃料噴射
弁から燃焼室に燃料を噴射して還元剤の添加を行うよう
にしてもよい。
【００１３】還元剤としては、排気中で炭化水素や一酸
化炭素等の還元成分を発生するものであればよく、水
素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレン、ブタ
ン等の液体または気体の炭化水素、ガソリン、軽油、灯
油等の液体燃料等が使用可能である。
化炭素等の還元成分を発生するものであればよく、水
素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレン、ブタ
ン等の液体または気体の炭化水素、ガソリン、軽油、灯
油等の液体燃料等が使用可能である。
【００１４】前記排気流量制御手段は、排気流量を減少
せしめることができる機能を有していればその形態は問
わず、例えば、排気絞り弁、吸気絞り弁、ウェイストゲ
ート弁（ＷＧＶ）、可変容量ターボチャージャのタービ
ン入口面積可変機構が、排気流量制御手段として採用可
能である。排気絞り弁の開度を減少させた時、吸気絞り
弁の開度を減少させた時、ＷＧＶの開度を増大させた
時、可変容量ターボチャージャのタービン入口面積を減
少させた時は、いずれも排気流量が減少する。
せしめることができる機能を有していればその形態は問
わず、例えば、排気絞り弁、吸気絞り弁、ウェイストゲ
ート弁（ＷＧＶ）、可変容量ターボチャージャのタービ
ン入口面積可変機構が、排気流量制御手段として採用可
能である。排気絞り弁の開度を減少させた時、吸気絞り
弁の開度を減少させた時、ＷＧＶの開度を増大させた
時、可変容量ターボチャージャのタービン入口面積を減
少させた時は、いずれも排気流量が減少する。
【００１５】燃焼に関与するパラメータであって前記出
力低下抑制補正手段によって制御されるパラメータとし
ては、内燃機関がディーゼルエンジンの場合には、エン
ジンの燃焼室に噴射されるメイン燃料噴射量を例示する
ことができ、内燃機関がガソリンエンジンの場合には、
エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を例示す
ることができる。また、ターボチャージャを備えた内燃
機関の場合には排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）の弁開度を
前記パラメータとすることもできる。
力低下抑制補正手段によって制御されるパラメータとし
ては、内燃機関がディーゼルエンジンの場合には、エン
ジンの燃焼室に噴射されるメイン燃料噴射量を例示する
ことができ、内燃機関がガソリンエンジンの場合には、
エンジンの燃焼室に供給される混合気の空燃比を例示す
ることができる。また、ターボチャージャを備えた内燃
機関の場合には排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）の弁開度を
前記パラメータとすることもできる。
【００１６】本発明の内燃機関の排気浄化装置において
は、前記排気流量制御手段を還元剤添加手段の上流に設
置し、排気流量制御手段よりも上流の排気ガスと還元剤
添加手段から添加された還元剤とをミキシングするミキ
シング手段を備えるようにしてもよい。このようにする
と、還元剤の微粒化が促進され、浄化装置の浄化性能回
復が効果的に行われる。
は、前記排気流量制御手段を還元剤添加手段の上流に設
置し、排気流量制御手段よりも上流の排気ガスと還元剤
添加手段から添加された還元剤とをミキシングするミキ
シング手段を備えるようにしてもよい。このようにする
と、還元剤の微粒化が促進され、浄化装置の浄化性能回
復が効果的に行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明における内燃機関の
排気浄化装置の実施の形態を図１から図１５の図面に基
いて説明する。尚、以下に説明する各実施の形態は、内
燃機関としてのディーゼルエンジンに適用した態様であ
る。
排気浄化装置の実施の形態を図１から図１５の図面に基
いて説明する。尚、以下に説明する各実施の形態は、内
燃機関としてのディーゼルエンジンに適用した態様であ
る。
【００１８】〔第１の実施の形態〕図１は、第１の実施
の形態における内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示
す図である。この図において、ディーゼルエンジン１は
直列４気筒であり、各気筒の燃焼室にはそれぞれ燃料噴
射弁２から燃料（軽油）が噴射される。各燃料噴射弁２
はコモンレール３に接続されており、コモンレール３に
は燃料ポンプ４から燃料が供給される。燃料ポンプ４
は、コモンレール３内の燃料圧力を所定圧力となるよう
に、エンジンコントロール用電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）５によって運転制御され、各燃料噴射弁２は、ＥＣ
Ｕ５によってディーゼルエンジン１の運転状態に応じて
開弁時期及び開弁時間を制御される。
の形態における内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示
す図である。この図において、ディーゼルエンジン１は
直列４気筒であり、各気筒の燃焼室にはそれぞれ燃料噴
射弁２から燃料（軽油）が噴射される。各燃料噴射弁２
はコモンレール３に接続されており、コモンレール３に
は燃料ポンプ４から燃料が供給される。燃料ポンプ４
は、コモンレール３内の燃料圧力を所定圧力となるよう
に、エンジンコントロール用電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）５によって運転制御され、各燃料噴射弁２は、ＥＣ
Ｕ５によってディーゼルエンジン１の運転状態に応じて
開弁時期及び開弁時間を制御される。
【００１９】また、ディーゼルエンジン１の各気筒には
吸気枝管６が接続されており、吸気枝管６は吸気マニホ
ールド７を介して吸気管８に接続されている。吸気管８
はターボチャージャ９のコンプレッサ１０に接続され、
コンプレッサ１０はエアフロメータ１１を介してエアク
リーナ１２に接続されている。エアフロメータ１１はこ
こを流れる空気量に応じた出力信号をＥＣＵ５に出力
し、ＥＣＵ５はエアフロメータ１１の出力信号に基づい
て吸気量を演算する。吸気管８の途中にはインタークー
ラ１３が設置されており、インタークーラ１３よりも下
流の吸気管８には吸気絞り弁１４が設けられている。吸
気絞り弁１４は、ＥＣＵ５によってディーゼルエンジン
１の運転状態に応じて開度制御される。吸気絞り弁１４
は、負圧駆動式やステッピングモータ駆動式等を採用す
ることができる。
吸気枝管６が接続されており、吸気枝管６は吸気マニホ
ールド７を介して吸気管８に接続されている。吸気管８
はターボチャージャ９のコンプレッサ１０に接続され、
コンプレッサ１０はエアフロメータ１１を介してエアク
リーナ１２に接続されている。エアフロメータ１１はこ
こを流れる空気量に応じた出力信号をＥＣＵ５に出力
し、ＥＣＵ５はエアフロメータ１１の出力信号に基づい
て吸気量を演算する。吸気管８の途中にはインタークー
ラ１３が設置されており、インタークーラ１３よりも下
流の吸気管８には吸気絞り弁１４が設けられている。吸
気絞り弁１４は、ＥＣＵ５によってディーゼルエンジン
１の運転状態に応じて開度制御される。吸気絞り弁１４
は、負圧駆動式やステッピングモータ駆動式等を採用す
ることができる。
【００２０】さらに、ディーゼルエンジン１の各気筒に
は排気枝管１５が接続されており、各排気枝管１５には
ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）１６が設けられ
ている。ＤＰＦ１６は排気ガス中の粒子状物質（煤等）
を捕集する周知のフィルタである。各排気枝管１５は排
気マニホールド１７に接続され、排気マニホールド１７
は前記ターボチャージャ９のタービン１８に接続され、
タービン１８は排気管１９に接続されている。この実施
の形態において、排気枝管１５と排気マニホールド１７
とタービン１８と排気管１９は排気通路を構成する。
は排気枝管１５が接続されており、各排気枝管１５には
ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）１６が設けられ
ている。ＤＰＦ１６は排気ガス中の粒子状物質（煤等）
を捕集する周知のフィルタである。各排気枝管１５は排
気マニホールド１７に接続され、排気マニホールド１７
は前記ターボチャージャ９のタービン１８に接続され、
タービン１８は排気管１９に接続されている。この実施
の形態において、排気枝管１５と排気マニホールド１７
とタービン１８と排気管１９は排気通路を構成する。
【００２１】排気管１９の途中には、上流側から順に、
排気絞り弁（排気流量制御手段）２０、添加ノズル２
１、触媒コンバータ２２が設けられている。触媒コンバ
ータ２２には吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒と
略す）が収容されている。ＮＯx触媒については後で詳
述する。触媒コンバータ２２の上流側と下流側には排気
温センサ２３，２４が設けられており、排気温センサ２
３，２４はそれぞれの部位における排気温度に応じた出
力信号をＥＣＵ５に出力する。
排気絞り弁（排気流量制御手段）２０、添加ノズル２
１、触媒コンバータ２２が設けられている。触媒コンバ
ータ２２には吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＯx触媒と
略す）が収容されている。ＮＯx触媒については後で詳
述する。触媒コンバータ２２の上流側と下流側には排気
温センサ２３，２４が設けられており、排気温センサ２
３，２４はそれぞれの部位における排気温度に応じた出
力信号をＥＣＵ５に出力する。
【００２２】添加ノズル２１は、触媒コンバータ２２の
ＮＯx触媒に吸収されたＮＯxを放出させ還元浄化する際
に、即ち、ＮＯx触媒の再生時に、排気ガスに還元剤を
添加するためのものであり、添加ノズル２１には還元剤
供給装置２５から還元剤が供給される。還元剤供給装置
２５はポンプ等からなり、ＥＣＵ５によって運転制御さ
れる。尚、この実施の形態において、添加ノズル２１と
還元剤供給装置２５は還元剤添加手段を構成する。ま
た、還元剤にはディーゼルエンジン１の燃料である軽油
が使用される。
ＮＯx触媒に吸収されたＮＯxを放出させ還元浄化する際
に、即ち、ＮＯx触媒の再生時に、排気ガスに還元剤を
添加するためのものであり、添加ノズル２１には還元剤
供給装置２５から還元剤が供給される。還元剤供給装置
２５はポンプ等からなり、ＥＣＵ５によって運転制御さ
れる。尚、この実施の形態において、添加ノズル２１と
還元剤供給装置２５は還元剤添加手段を構成する。ま
た、還元剤にはディーゼルエンジン１の燃料である軽油
が使用される。
【００２３】排気絞り弁２０はＥＣＵ５によって開度を
制御されるようになっており、通常運転時には全開に保
持され、ＮＯx触媒の再生時には所定開度に制御され
て、触媒コンバータ２２に流入する排気ガスの流量を減
少させる。排気絞り弁２０は、負圧駆動式やステッピン
グモータ駆動式等を採用することができる。
制御されるようになっており、通常運転時には全開に保
持され、ＮＯx触媒の再生時には所定開度に制御され
て、触媒コンバータ２２に流入する排気ガスの流量を減
少させる。排気絞り弁２０は、負圧駆動式やステッピン
グモータ駆動式等を採用することができる。
【００２４】また、排気マニホールド１７と、排気絞り
弁２０の上流に位置する排気管１９は、タービン１８を
バイパスするバイパス管２６によって接続されており、
このバイパス管２６には過給圧を制御するためのウェイ
ストゲート弁（以下、ＷＧＶと略す）２７が設けられて
いる。ＷＧＶ２７は、負圧駆動式やステッピングモータ
駆動式等を採用することができる。
弁２０の上流に位置する排気管１９は、タービン１８を
バイパスするバイパス管２６によって接続されており、
このバイパス管２６には過給圧を制御するためのウェイ
ストゲート弁（以下、ＷＧＶと略す）２７が設けられて
いる。ＷＧＶ２７は、負圧駆動式やステッピングモータ
駆動式等を採用することができる。
【００２５】ディーゼルエンジン１の排気ガスは排気マ
ニホールド１７からターボチャージャ９のタービン１８
を通って排気管１９に流れ、この時にタービン１８がコ
ンプレッサ１０を駆動する。これにより、吸気はコンプ
レッサ１０により昇圧されて過給空気となって吸気管８
に流れ、吸気マニホールド７を介して各気筒の燃焼室に
供給される。ここで、ＷＧＶ２７の開度を変えることに
より、ターボチャージャ９のタービン１８に流れる排気
ガスの流量を変え、過給圧を変えることができる。ＷＧ
Ｖ２７は、ＥＣＵ５によりディーゼルエンジン１の運転
状態に応じて開度制御される。
ニホールド１７からターボチャージャ９のタービン１８
を通って排気管１９に流れ、この時にタービン１８がコ
ンプレッサ１０を駆動する。これにより、吸気はコンプ
レッサ１０により昇圧されて過給空気となって吸気管８
に流れ、吸気マニホールド７を介して各気筒の燃焼室に
供給される。ここで、ＷＧＶ２７の開度を変えることに
より、ターボチャージャ９のタービン１８に流れる排気
ガスの流量を変え、過給圧を変えることができる。ＷＧ
Ｖ２７は、ＥＣＵ５によりディーゼルエンジン１の運転
状態に応じて開度制御される。
【００２６】また、吸気マニホールド７と排気マニホー
ルド１７は、排気還流管２８によって接続されており、
排気還流管２８の途中には排気還流制御弁（以下、ＥＧ
Ｒ弁と略す）２９が設けられている。ＥＧＲ弁２９は、
ＥＣＵ５によりディーゼルエンジン１の運転状態に応じ
て開度制御され、ＥＧＲ弁２９の開度に応じた流量の排
気ガスが排気マニホールド１７から吸気マニホールド７
に還流する。ＥＧＲ弁２９は、負圧駆動式やステッピン
グモータ駆動式等を採用することができる。
ルド１７は、排気還流管２８によって接続されており、
排気還流管２８の途中には排気還流制御弁（以下、ＥＧ
Ｒ弁と略す）２９が設けられている。ＥＧＲ弁２９は、
ＥＣＵ５によりディーゼルエンジン１の運転状態に応じ
て開度制御され、ＥＧＲ弁２９の開度に応じた流量の排
気ガスが排気マニホールド１７から吸気マニホールド７
に還流する。ＥＧＲ弁２９は、負圧駆動式やステッピン
グモータ駆動式等を採用することができる。
【００２７】ＥＣＵ５はデジタルコンピュータからな
り、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リー
ドオンメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、
ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力ポー
ト、出力ポートを具備し、エンジンの燃料噴射量制御等
の基本制御を行うほか、この実施の形態では、排気絞り
弁１４の開度制御や、ＮＯx触媒の再生操作時のエンジ
ンの補正制御等を行っている。
り、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リー
ドオンメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、
ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力ポー
ト、出力ポートを具備し、エンジンの燃料噴射量制御等
の基本制御を行うほか、この実施の形態では、排気絞り
弁１４の開度制御や、ＮＯx触媒の再生操作時のエンジ
ンの補正制御等を行っている。
【００２８】これら制御のために、ＥＣＵ５の入力ポー
トには、前記エアフロメータ１１からの入力信号、排気
温センサ２３，２４からの入力信号が入力されるほか、
回転数センサ３０からの入力信号と、アクセル開度セン
サ３１からの入力信号が入力される。回転数センサ３０
はディーゼルエンジン１の回転数に応じた出力信号をＥ
ＣＵ５に出力し、この出力信号からＥＣＵ５はエンジン
回転数を演算する。アクセル開度センサ３１はアクセル
開度に応じた出力信号をＥＣＵ５に出力し、この出力信
号からＥＣＵ５はエンジン負荷を演算する。
トには、前記エアフロメータ１１からの入力信号、排気
温センサ２３，２４からの入力信号が入力されるほか、
回転数センサ３０からの入力信号と、アクセル開度セン
サ３１からの入力信号が入力される。回転数センサ３０
はディーゼルエンジン１の回転数に応じた出力信号をＥ
ＣＵ５に出力し、この出力信号からＥＣＵ５はエンジン
回転数を演算する。アクセル開度センサ３１はアクセル
開度に応じた出力信号をＥＣＵ５に出力し、この出力信
号からＥＣＵ５はエンジン負荷を演算する。
【００２９】触媒コンバータ２２に収容されているＮＯ
x触媒、即ち吸蔵還元型ＮＯx触媒は、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
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属と
が担持されている。このＮＯx触媒は、流入排気ガスの
空燃比（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮ
Ｏx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。尚、排気空燃比とは、ここ
ではＮＯx触媒の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、
吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料
（炭化水素）の合計の比を意味するものとする。したが
って、ＮＯx触媒上流の排気通路内に燃料、還元剤ある
いは空気が供給されない場合には、排気空燃比はエンジ
ン燃焼室内に供給される混合気の空燃比に一致する。
x触媒、即ち吸蔵還元型ＮＯx触媒は、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
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属と
が担持されている。このＮＯx触媒は、流入排気ガスの
空燃比（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮ
Ｏx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。尚、排気空燃比とは、ここ
ではＮＯx触媒の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、
吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料
（炭化水素）の合計の比を意味するものとする。したが
って、ＮＯx触媒上流の排気通路内に燃料、還元剤ある
いは空気が供給されない場合には、排気空燃比はエンジ
ン燃焼室内に供給される混合気の空燃比に一致する。
【００３０】この実施の形態では、内燃機関としてディ
ーゼルエンジンが使用されており、ストイキ（理論空燃
比、Ａ／Ｆ＝１３〜１４）よりもはるかにリーン域で燃
焼が行われるので、通常の運転状態では排気空燃比は非
常にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒に吸
収される。また、後述の操作により排気中に還元剤が導
入されて酸素濃度が低下すると、ＮＯx触媒は吸収した
ＮＯxの放出を行う。
ーゼルエンジンが使用されており、ストイキ（理論空燃
比、Ａ／Ｆ＝１３〜１４）よりもはるかにリーン域で燃
焼が行われるので、通常の運転状態では排気空燃比は非
常にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒に吸
収される。また、後述の操作により排気中に還元剤が導
入されて酸素濃度が低下すると、ＮＯx触媒は吸収した
ＮＯxの放出を行う。
【００３１】ＮＯx触媒のＮＯx吸放出作用のメカニズム
については明らかでない部分もあるが、図５に示したよ
うなメカニズムで行われると考えられている。このメカ
ニズムについて、担体上に白金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の
メカニズムとなる。
については明らかでない部分もあるが、図５に示したよ
うなメカニズムで行われると考えられている。このメカ
ニズムについて、担体上に白金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の
メカニズムとなる。
【００３２】まず、排気ガスがかなりリーンになると排
気ガス中の酸素濃度が大巾に増大するため、図５（Ａ）
に示すように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の形で白金Ｐｔの
表面に付着する。次に、排気ガスに含まれる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 →２ＮＯ2 ）。
気ガス中の酸素濃度が大巾に増大するため、図５（Ａ）
に示すように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の形で白金Ｐｔの
表面に付着する。次に、排気ガスに含まれる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 →２ＮＯ2 ）。
【００３３】その後、生成されたＮＯ2 は、ＮＯx触媒
のＮＯx 吸収能力が飽和しない限り、白金Ｐｔ上で酸化
されながらＮＯx触媒内に吸収されて酸化バリウムＢａ
Ｏと結合し、図５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮ
Ｏ3 - の形でＮＯx触媒内に拡散する。このようにしてＮ
ＯxがＮＯx触媒内に吸収される。これに対し、排気ガス
中の酸素濃度が低下した場合は、ＮＯ2の生成量が低下
し、前記反応とは逆の反応によって、ＮＯx触媒内の硝
酸イオンＮＯ3 -は、ＮＯ2 またはＮＯの形でＮＯx触媒か
ら放出される。
のＮＯx 吸収能力が飽和しない限り、白金Ｐｔ上で酸化
されながらＮＯx触媒内に吸収されて酸化バリウムＢａ
Ｏと結合し、図５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮ
Ｏ3 - の形でＮＯx触媒内に拡散する。このようにしてＮ
ＯxがＮＯx触媒内に吸収される。これに対し、排気ガス
中の酸素濃度が低下した場合は、ＮＯ2の生成量が低下
し、前記反応とは逆の反応によって、ＮＯx触媒内の硝
酸イオンＮＯ3 -は、ＮＯ2 またはＮＯの形でＮＯx触媒か
ら放出される。
【００３４】一方、排気ガス中にＨＣ，ＣＯ等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -
又はＯ2-と反応して酸化され、排気ガス中の酸素を消費
して排気ガス中の酸素濃度を低下させる。また、排気ガ
ス中の酸素濃度低下によりＮＯx触媒から放出されたＮ
Ｏ2 またはＮＯは、図５（Ｂ）に示すように、ＨＣ，Ｃ
Ｏと反応して還元される。このようにして白金Ｐｔ上の
ＮＯ2 またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒から
次から次へとＮＯ2またはＮＯが放出される。
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -
又はＯ2-と反応して酸化され、排気ガス中の酸素を消費
して排気ガス中の酸素濃度を低下させる。また、排気ガ
ス中の酸素濃度低下によりＮＯx触媒から放出されたＮ
Ｏ2 またはＮＯは、図５（Ｂ）に示すように、ＨＣ，Ｃ
Ｏと反応して還元される。このようにして白金Ｐｔ上の
ＮＯ2 またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒から
次から次へとＮＯ2またはＮＯが放出される。
【００３５】即ち、排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、まず白
金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸化さ
れ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が消費されて
もまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨＣ，ＣＯによ
ってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよびエンジンから
排出されたＮＯxが還元される。
金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸化さ
れ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が消費されて
もまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨＣ，ＣＯによ
ってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよびエンジンから
排出されたＮＯxが還元される。
【００３６】ところで、ＮＯx触媒を、少ない還元剤の
消費量で効率よく再生するためには、ＮＯx触媒への排
気ガス流量を通常運転時よりも減少させるのが良いこと
が知られている。そこで、この実施の形態の排気浄化装
置では、ＮＯx触媒の再生時には排気絞り弁２０の開度
を通常運転時よりも減少することによって、触媒コンバ
ータ２２に流入する排気ガス流量を減少させている。
消費量で効率よく再生するためには、ＮＯx触媒への排
気ガス流量を通常運転時よりも減少させるのが良いこと
が知られている。そこで、この実施の形態の排気浄化装
置では、ＮＯx触媒の再生時には排気絞り弁２０の開度
を通常運転時よりも減少することによって、触媒コンバ
ータ２２に流入する排気ガス流量を減少させている。
【００３７】ところが、このようにＮＯx触媒の再生時
に排気絞り弁２０の開度を減少させると、排気抵抗が増
大して、ポンピングロスが増大し、エンジン出力が低下
する。そのため、通常運転状態からＮＯx触媒の再生操
作に入ったり、あるいはＮＯx触媒の再生状態から通常
運転状態に移行した時に、トルクショックを感じること
がある。そこで、この排気浄化装置では、ＮＯx触媒の
再生操作時にも再生操作前の通常運転状態のエンジン出
力が得られるように、ディーゼルエンジン１の燃焼に関
与するパラメータの少なくとも１つを補正制御するよう
にしている。
に排気絞り弁２０の開度を減少させると、排気抵抗が増
大して、ポンピングロスが増大し、エンジン出力が低下
する。そのため、通常運転状態からＮＯx触媒の再生操
作に入ったり、あるいはＮＯx触媒の再生状態から通常
運転状態に移行した時に、トルクショックを感じること
がある。そこで、この排気浄化装置では、ＮＯx触媒の
再生操作時にも再生操作前の通常運転状態のエンジン出
力が得られるように、ディーゼルエンジン１の燃焼に関
与するパラメータの少なくとも１つを補正制御するよう
にしている。
【００３８】次に、この実施の形態におけるＮＯx触媒
再生時の補正操作について説明する。
再生時の補正操作について説明する。
【００３９】図２は、ＮＯx触媒の再生及びエンジン制
御補正操作を示すフローチャートである。
御補正操作を示すフローチャートである。
【００４０】まず、ＥＣＵ５は、ステップ１０１で、新
気空気量をエアフロメータ１１から、エンジン回転数を
回転数センサ３０から、アクセル開度をアクセル開度セ
ンサ３１から、触媒入ガス温度と触媒出ガス温を排気温
センサ２３，２４から、それぞれ読み込み、ディーゼル
エンジン１の現在の運転状態を検出する。
気空気量をエアフロメータ１１から、エンジン回転数を
回転数センサ３０から、アクセル開度をアクセル開度セ
ンサ３１から、触媒入ガス温度と触媒出ガス温を排気温
センサ２３，２４から、それぞれ読み込み、ディーゼル
エンジン１の現在の運転状態を検出する。
【００４１】次に、ＥＣＵ５は、ステップ１０２で、Ｎ
Ｏx触媒の再生操作実行条件が成立しているか否かを判
定する。この実施の形態では、ＮＯx触媒の再生操作実
行条件は、前回ＮＯx触媒の再生操作を行ってから所定
時間が経過していることであり、この条件が成立した場
合にのみ、ステップ１０３以下の操作を行い、条件が成
立しない場合には本ルーチンを終了する。
Ｏx触媒の再生操作実行条件が成立しているか否かを判
定する。この実施の形態では、ＮＯx触媒の再生操作実
行条件は、前回ＮＯx触媒の再生操作を行ってから所定
時間が経過していることであり、この条件が成立した場
合にのみ、ステップ１０３以下の操作を行い、条件が成
立しない場合には本ルーチンを終了する。
【００４２】尚、上記再生操作実行条件は、ＮＯx触媒
のＮＯx吸収量が所定値以上になっていることとするこ
ともできる。ＮＯx触媒のＮＯx吸収量は、例えば、単位
時間当たりのエンジンからのＮＯx排出量を予めエンジ
ン負荷（アクセル開度）とエンジン回転数等の関数とし
てＥＣＵ５のＲＯＭに記憶しておき、一定時間毎にアク
セル開度とエンジン回転数とから上記関数によりＮＯx
排出量を求め、これに一定の係数を乗じたものを上記一
定時間内のＮＯx触媒のＮＯx吸収量として積算すること
により求めることができる。
のＮＯx吸収量が所定値以上になっていることとするこ
ともできる。ＮＯx触媒のＮＯx吸収量は、例えば、単位
時間当たりのエンジンからのＮＯx排出量を予めエンジ
ン負荷（アクセル開度）とエンジン回転数等の関数とし
てＥＣＵ５のＲＯＭに記憶しておき、一定時間毎にアク
セル開度とエンジン回転数とから上記関数によりＮＯx
排出量を求め、これに一定の係数を乗じたものを上記一
定時間内のＮＯx触媒のＮＯx吸収量として積算すること
により求めることができる。
【００４３】ステップ１０２で再生操作実行条件が成立
している場合には、ＥＣＵ５はステップ１０３におい
て、現在のディーゼルエンジン１の運転状態からＮＯx
触媒の再生操作のために排気絞り弁２０の開度を減少さ
せたときに、ディーゼルエンジン１のエンジン出力が排
気絞り弁２０の開度減少前と同じになるように、ディー
ゼルエンジン１の燃焼に関与するパラメータの補正量を
算出する。燃焼に関与するパラメータについては、後で
具体例を挙げて説明する。
している場合には、ＥＣＵ５はステップ１０３におい
て、現在のディーゼルエンジン１の運転状態からＮＯx
触媒の再生操作のために排気絞り弁２０の開度を減少さ
せたときに、ディーゼルエンジン１のエンジン出力が排
気絞り弁２０の開度減少前と同じになるように、ディー
ゼルエンジン１の燃焼に関与するパラメータの補正量を
算出する。燃焼に関与するパラメータについては、後で
具体例を挙げて説明する。
【００４４】次に、ＥＣＵ５は、ステップ１０４で、Ｎ
Ｏx触媒の再生に必要な還元剤の添加量を算出する。
Ｏx触媒の再生に必要な還元剤の添加量を算出する。
【００４５】次に、ＥＣＵ５は、ステップ１０５で、排
気絞り弁２０の開度をＮＯx触媒の再生操作に必要な開
度まで減少させることにより、排気絞りを実行する。
気絞り弁２０の開度をＮＯx触媒の再生操作に必要な開
度まで減少させることにより、排気絞りを実行する。
【００４６】次に、ステップ１０６に進み、ＥＣＵ５
は、ステップ１０３において算出した補正量にしたがっ
て、該当するパラメータの補正を実行し、エンジン制御
補正を実行する。これにより、排気絞り弁２０の開度を
減少させても、ディーゼルエンジン１のエンジン出力は
低下することがなく、排気絞り弁２０の開度を減少させ
る前のエンジン出力に保持することができる。
は、ステップ１０３において算出した補正量にしたがっ
て、該当するパラメータの補正を実行し、エンジン制御
補正を実行する。これにより、排気絞り弁２０の開度を
減少させても、ディーゼルエンジン１のエンジン出力は
低下することがなく、排気絞り弁２０の開度を減少させ
る前のエンジン出力に保持することができる。
【００４７】次に、ＥＣＵ５は、ステップ１０７で、還
元剤供給装置２５を運転して還元剤添加を実行し、ステ
ップ１０４において算出した添加量だけ排気ガスに還元
剤を添加して、本ルーチンを終了する。
元剤供給装置２５を運転して還元剤添加を実行し、ステ
ップ１０４において算出した添加量だけ排気ガスに還元
剤を添加して、本ルーチンを終了する。
【００４８】図３は、ディーゼルエンジン１の燃焼に関
与するパラメータを具体的に示して上記ステップ１０５
からステップ１０６を説明したものであり、この実施の
形態においては、ＥＧＲ弁２９の開度と、燃料噴射弁２
から各気筒の燃焼室に噴射されるメイン燃料噴射量を、
前記パラメータとしている。
与するパラメータを具体的に示して上記ステップ１０５
からステップ１０６を説明したものであり、この実施の
形態においては、ＥＧＲ弁２９の開度と、燃料噴射弁２
から各気筒の燃焼室に噴射されるメイン燃料噴射量を、
前記パラメータとしている。
【００４９】ステップ１０５で排気絞り弁２０の開度を
減少させると、排気マニホールド１７の背圧が上昇する
ため、排気還流管２８を介して排気マニホールド１７か
ら吸気マニホールド８に還流する排気還流量（以下、Ｅ
ＧＲ量と略す）が増大する。ＥＧＲ量が多過ぎると、各
気筒の吸入空気中の酸素濃度が下がるので、スモークが
発生し易くなったり、燃焼効率が低下してしまう。そこ
で、ＥＣＵ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の
開度を所定開度減少補正し、前記不具合が生じないよう
に適正なＥＧＲ量を減少させる。
減少させると、排気マニホールド１７の背圧が上昇する
ため、排気還流管２８を介して排気マニホールド１７か
ら吸気マニホールド８に還流する排気還流量（以下、Ｅ
ＧＲ量と略す）が増大する。ＥＧＲ量が多過ぎると、各
気筒の吸入空気中の酸素濃度が下がるので、スモークが
発生し易くなったり、燃焼効率が低下してしまう。そこ
で、ＥＣＵ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の
開度を所定開度減少補正し、前記不具合が生じないよう
に適正なＥＧＲ量を減少させる。
【００５０】次に、ＥＣＵ５は、ステップ１０６−２
で、燃料噴射弁２から各気筒の燃焼室に噴射されるメイ
ン燃料噴射量を増量補正することにより、排気絞り実行
前の運転状態と同じエンジン出力が得られるようにす
る。
で、燃料噴射弁２から各気筒の燃焼室に噴射されるメイ
ン燃料噴射量を増量補正することにより、排気絞り実行
前の運転状態と同じエンジン出力が得られるようにす
る。
【００５１】したがって、この実施の形態では、ＥＣＵ
５は、図２のステップ１０３において、ＥＧＲ弁２９の
開度減少補正量と、メイン燃料噴射量増量補正量を算出
することとなる。この場合、予め、このディーゼルエン
ジン１のあらゆる運転状態からＮＯx触媒の再生操作を
した場合について実験を行い、それぞれの運転状態で必
要なＥＧＲ弁２９の開度減少補正量と、メイン燃料噴射
量増量補正量を求めてマップ化し、このマップをＥＣＵ
５のＲＯＭに記憶させておく。
５は、図２のステップ１０３において、ＥＧＲ弁２９の
開度減少補正量と、メイン燃料噴射量増量補正量を算出
することとなる。この場合、予め、このディーゼルエン
ジン１のあらゆる運転状態からＮＯx触媒の再生操作を
した場合について実験を行い、それぞれの運転状態で必
要なＥＧＲ弁２９の開度減少補正量と、メイン燃料噴射
量増量補正量を求めてマップ化し、このマップをＥＣＵ
５のＲＯＭに記憶させておく。
【００５２】尚、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の
開度減少補正を実行するだけで再生操作前のエンジン出
力を保持できる場合も考えられるが、その場合には、ス
テップ１０６−２を実行せずに本ルーチンを終了させる
ことができる。
開度減少補正を実行するだけで再生操作前のエンジン出
力を保持できる場合も考えられるが、その場合には、ス
テップ１０６−２を実行せずに本ルーチンを終了させる
ことができる。
【００５３】この実施の形態においては、燃料噴射弁２
とＥＧＲ弁２９、及びＥＣＵ５による一連の信号処理の
うちステップ１０３とステップ１０６−１とステップ１
０６−２を実行する部分により、出力低下抑制補正手段
が実現される。
とＥＧＲ弁２９、及びＥＣＵ５による一連の信号処理の
うちステップ１０３とステップ１０６−１とステップ１
０６−２を実行する部分により、出力低下抑制補正手段
が実現される。
【００５４】図４は、この第１の実施の形態におけるＮ
Ｏx触媒の再生操作時のタイミングチャートである。こ
の図に示すように、アクセル開度を一定に保持している
時にＮＯx触媒の再生操作を実行した場合、エンジン回
転数及びエンジン出力は、再生時と再生前後で同じ大き
さになる。また、アクセル開度を一定加速度で開度変更
している時にＮＯx触媒の再生操作を実行した場合に
は、再生時と再生前後で、エンジン回転数及びエンジン
出力は一定加速度で変化する。したがって、いずれの場
合もトルクショックが生じることがなく、運転性がよ
い。尚、ＮＯx触媒再生時における排気ガス中の酸素量
の低下は、排気絞りにより吸気量が減少すること、増量
したメイン噴射燃料が燃焼室で燃焼されること、還元剤
が燃焼されること、に起因する。
Ｏx触媒の再生操作時のタイミングチャートである。こ
の図に示すように、アクセル開度を一定に保持している
時にＮＯx触媒の再生操作を実行した場合、エンジン回
転数及びエンジン出力は、再生時と再生前後で同じ大き
さになる。また、アクセル開度を一定加速度で開度変更
している時にＮＯx触媒の再生操作を実行した場合に
は、再生時と再生前後で、エンジン回転数及びエンジン
出力は一定加速度で変化する。したがって、いずれの場
合もトルクショックが生じることがなく、運転性がよ
い。尚、ＮＯx触媒再生時における排気ガス中の酸素量
の低下は、排気絞りにより吸気量が減少すること、増量
したメイン噴射燃料が燃焼室で燃焼されること、還元剤
が燃焼されること、に起因する。
【００５５】〔第２の実施の形態〕第２の実施の形態
は、ディーゼルエンジン１の燃焼に関与するパラメータ
を、吸気絞り弁１４の開度と、ＥＧＲ弁２９の開度と、
メイン燃料噴射量とした場合の例である。第１の実施の
形態との相違点は、図２におけるステップ１０３とステ
ップ１０６の詳細だけであり、それ以外の点については
第１の実施の形態と同じである。
は、ディーゼルエンジン１の燃焼に関与するパラメータ
を、吸気絞り弁１４の開度と、ＥＧＲ弁２９の開度と、
メイン燃料噴射量とした場合の例である。第１の実施の
形態との相違点は、図２におけるステップ１０３とステ
ップ１０６の詳細だけであり、それ以外の点については
第１の実施の形態と同じである。
【００５６】以下、第２の実施の形態におけるステップ
１０６の詳細について図６のフローチャートを参照して
説明し、第１の実施の形態と同一態様部分については図
中同一符号を付してその説明は省略する。
１０６の詳細について図６のフローチャートを参照して
説明し、第１の実施の形態と同一態様部分については図
中同一符号を付してその説明は省略する。
【００５７】一般に、ディーゼルエンジン１の運転で
は、ＥＧＲ弁２９を全開にしてもまだＥＧＲ量が不足す
る場合には、吸気絞り弁１４の開度を減少させることに
より吸気マニホールド７側に負圧を生じせしめ、この負
圧を利用して排気ガスを吸引してＥＧＲ量を増大するこ
とが行われる。第２の実施の形態は、このような運転状
態からＮＯx触媒の再生操作を実行する場合の制御例で
ある。
は、ＥＧＲ弁２９を全開にしてもまだＥＧＲ量が不足す
る場合には、吸気絞り弁１４の開度を減少させることに
より吸気マニホールド７側に負圧を生じせしめ、この負
圧を利用して排気ガスを吸引してＥＧＲ量を増大するこ
とが行われる。第２の実施の形態は、このような運転状
態からＮＯx触媒の再生操作を実行する場合の制御例で
ある。
【００５８】この場合、ＮＯx触媒の再生操作前の通常
運転状態において既に吸気絞り弁１４によるポンピング
ロスが生じており、この状態でステップ１０５で排気絞
り弁２０の開度を減少させると、吸気絞り弁１４を全開
状態で排気絞りを行った時に比べて出力低下の度合が大
きくなる。
運転状態において既に吸気絞り弁１４によるポンピング
ロスが生じており、この状態でステップ１０５で排気絞
り弁２０の開度を減少させると、吸気絞り弁１４を全開
状態で排気絞りを行った時に比べて出力低下の度合が大
きくなる。
【００５９】そこで、この場合には、ＥＣＵ５は、ステ
ップ１０５からステップ１０６−３に進み、吸気絞り弁
１４の弁開度を所定開度増大補正し、吸気絞り弁１４に
よるポンピングロスを減少させる。そして、その後、Ｅ
ＣＵ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減
少補正を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量
補正を行う。これにより、出力低下を補填するためのメ
イン燃料噴射量の増量補正量を少なくすることができ
る。
ップ１０５からステップ１０６−３に進み、吸気絞り弁
１４の弁開度を所定開度増大補正し、吸気絞り弁１４に
よるポンピングロスを減少させる。そして、その後、Ｅ
ＣＵ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減
少補正を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量
補正を行う。これにより、出力低下を補填するためのメ
イン燃料噴射量の増量補正量を少なくすることができ
る。
【００６０】図７は、この第２の実施の形態におけるＮ
Ｏx触媒の再生操作時のタイミングチャートであり、こ
の場合にも、ＮＯx触媒再生時のエンジン出力を再生操
作前の運転状態と同じにすることができる。
Ｏx触媒の再生操作時のタイミングチャートであり、こ
の場合にも、ＮＯx触媒再生時のエンジン出力を再生操
作前の運転状態と同じにすることができる。
【００６１】また、この実施の形態では、ＥＣＵ５は、
図２のステップ１０３において、吸気絞り弁１４の開度
増大補正量と、ＥＧＲ弁２９の開度減少補正量と、メイ
ン燃料噴射量増量補正量を算出することとなる。この場
合、予め、吸気絞り弁１４の開度を減少させたディーゼ
ルエンジン１の運転状態からＮＯx触媒の再生操作をし
た場合について実験を行い、適切な吸気絞り弁１４の開
度増大補正量を求めて、これをディーゼルエンジン１の
運転状態との関係でマップ化し、このマップをＥＣＵ５
のＲＯＭに記憶させておく。
図２のステップ１０３において、吸気絞り弁１４の開度
増大補正量と、ＥＧＲ弁２９の開度減少補正量と、メイ
ン燃料噴射量増量補正量を算出することとなる。この場
合、予め、吸気絞り弁１４の開度を減少させたディーゼ
ルエンジン１の運転状態からＮＯx触媒の再生操作をし
た場合について実験を行い、適切な吸気絞り弁１４の開
度増大補正量を求めて、これをディーゼルエンジン１の
運転状態との関係でマップ化し、このマップをＥＣＵ５
のＲＯＭに記憶させておく。
【００６２】尚、この実施の形態において、ステップ１
０６−３で吸気絞り弁１４の開度増大補正を実行しただ
けで再生操作前のエンジン出力を保持できる場合には、
ステップ１０６−１及びステップ１０６−２を実行せず
に本ルーチンを終了してもよく、また、ステップ１０６
−３での吸気絞り弁１４の開度増大補正の実行とステッ
プ１０６−１でのＥＧＲ弁２９の開度減少補正の実行だ
けで再生操作前のエンジン出力を保持できる場合には、
ステップ１０６−２を実行せずに本ルーチンを終了させ
ることができる。
０６−３で吸気絞り弁１４の開度増大補正を実行しただ
けで再生操作前のエンジン出力を保持できる場合には、
ステップ１０６−１及びステップ１０６−２を実行せず
に本ルーチンを終了してもよく、また、ステップ１０６
−３での吸気絞り弁１４の開度増大補正の実行とステッ
プ１０６−１でのＥＧＲ弁２９の開度減少補正の実行だ
けで再生操作前のエンジン出力を保持できる場合には、
ステップ１０６−２を実行せずに本ルーチンを終了させ
ることができる。
【００６３】この実施の形態においては、燃料噴射弁２
と吸気絞り弁１４とＥＧＲ弁２９、及びＥＣＵ５による
一連の信号処理のうちステップ１０３とステップ１０６
−３とステップ１０６−１とステップ１０６−２を実行
する部分により、出力低下抑制補正手段が実現される。
と吸気絞り弁１４とＥＧＲ弁２９、及びＥＣＵ５による
一連の信号処理のうちステップ１０３とステップ１０６
−３とステップ１０６−１とステップ１０６−２を実行
する部分により、出力低下抑制補正手段が実現される。
【００６４】〔第３の実施の形態〕第３の実施の形態
は、ＥＧＲ弁２９の開度とメイン燃料噴射量をディーゼ
ルエンジン１の燃焼に関与するパラメータとした第１の
実施の形態の変形例である。
は、ＥＧＲ弁２９の開度とメイン燃料噴射量をディーゼ
ルエンジン１の燃焼に関与するパラメータとした第１の
実施の形態の変形例である。
【００６５】第３の実施の形態は、ＮＯx触媒再生前の
運転状態の触媒温度がＮＯx触媒を再生するために必要
とされる触媒温度よりも低く、このような運転状態から
ＮＯx触媒の再生操作を実行する場合等のように、ＮＯx
触媒の再生操作を実行する際に排気温度を上昇させたい
ときの制御例である。
運転状態の触媒温度がＮＯx触媒を再生するために必要
とされる触媒温度よりも低く、このような運転状態から
ＮＯx触媒の再生操作を実行する場合等のように、ＮＯx
触媒の再生操作を実行する際に排気温度を上昇させたい
ときの制御例である。
【００６６】この実施の形態では、排気絞り弁２０の開
度減少に加えて吸気絞り弁１４の開度を減少させること
によりポンピングロスを増大させ、メイン噴射量増量補
正量を第１の実施の形態の場合よりも増大させることに
より、排気温度を上昇させるようにしている。吸気絞り
弁１４の開度減少は排気流量を減少させることになり、
したがって、この実施の形態では、吸気絞り弁１４は排
気絞り弁２０とともに排気流量制御手段を構成すること
となる。
度減少に加えて吸気絞り弁１４の開度を減少させること
によりポンピングロスを増大させ、メイン噴射量増量補
正量を第１の実施の形態の場合よりも増大させることに
より、排気温度を上昇させるようにしている。吸気絞り
弁１４の開度減少は排気流量を減少させることになり、
したがって、この実施の形態では、吸気絞り弁１４は排
気絞り弁２０とともに排気流量制御手段を構成すること
となる。
【００６７】次に、図８を参照して、補正制御手順を説
明する。ＥＣＵ５は、ステップ１０５で排気絞りを実行
した後、ステップ１０５−１で吸気絞り弁１４の開度を
減少補正し、次に、ステップ１０６−１に進んでＥＧＲ
弁２９の開度減少補正を行い、ステップ１０６−２でメ
イン噴射量増量補正を行う。これにより、ＮＯx触媒再
生時のエンジン出力を再生操作前の運転状態と同じにす
ることができるだけでなく、排気温度を高くして、ＮＯ
x触媒の温度を再生時に必要な温度に高めることができ
る。
明する。ＥＣＵ５は、ステップ１０５で排気絞りを実行
した後、ステップ１０５−１で吸気絞り弁１４の開度を
減少補正し、次に、ステップ１０６−１に進んでＥＧＲ
弁２９の開度減少補正を行い、ステップ１０６−２でメ
イン噴射量増量補正を行う。これにより、ＮＯx触媒再
生時のエンジン出力を再生操作前の運転状態と同じにす
ることができるだけでなく、排気温度を高くして、ＮＯ
x触媒の温度を再生時に必要な温度に高めることができ
る。
【００６８】また、吸気絞り弁１４の開度減少により、
吸気量が減少し排気流量が減少するので、ＮＯx触媒再
生時における還元剤の添加量を少なくすることができ
る。
吸気量が減少し排気流量が減少するので、ＮＯx触媒再
生時における還元剤の添加量を少なくすることができ
る。
【００６９】その他の点については、第１の実施の形態
の場合と同じであるので説明を省略する。
の場合と同じであるので説明を省略する。
【００７０】〔第４の実施の形態〕第４の実施の形態
も、ＥＧＲ弁２９の開度とメイン燃料噴射量をディーゼ
ルエンジン１の燃焼に関与するパラメータとした第１の
実施の形態の変形例である。
も、ＥＧＲ弁２９の開度とメイン燃料噴射量をディーゼ
ルエンジン１の燃焼に関与するパラメータとした第１の
実施の形態の変形例である。
【００７１】第４の実施の形態では、ＷＧＶ２７の開度
を増大させることにより、ＮＯx触媒再生時における還
元剤の添加量を、第１の実施の形態の場合よりも減少さ
せるようにしている。
を増大させることにより、ＮＯx触媒再生時における還
元剤の添加量を、第１の実施の形態の場合よりも減少さ
せるようにしている。
【００７２】以下、第４の実施の形態における制御手順
を図９のフローチャートを参照して説明する。
を図９のフローチャートを参照して説明する。
【００７３】ＥＣＵ５は、ステップ１０５で排気絞りを
実行した後、ステップ１０５−２でＷＧＶ２７の開度を
増大補正し、次に、ステップ１０６−１に進んでＥＧＲ
弁２９の開度減少補正を行い、ステップ１０６−２でメ
イン噴射量増量補正を行う。
実行した後、ステップ１０５−２でＷＧＶ２７の開度を
増大補正し、次に、ステップ１０６−１に進んでＥＧＲ
弁２９の開度減少補正を行い、ステップ１０６−２でメ
イン噴射量増量補正を行う。
【００７４】このように、ステップ１０５−１でＷＧＶ
２７の開度増量補正を行うと、過給圧が減少するため、
吸気量を減少させることができる。吸気量が減少すれば
排気流量も減少するので、ＮＯx触媒再生時における還
元剤の添加量を少なくすることができる。
２７の開度増量補正を行うと、過給圧が減少するため、
吸気量を減少させることができる。吸気量が減少すれば
排気流量も減少するので、ＮＯx触媒再生時における還
元剤の添加量を少なくすることができる。
【００７５】また、ＷＧＶ２７の開度増大により排気流
量が減少するので、この実施の形態では、ＷＧＶ２７は
排気絞り弁２０とともに排気流量制御手段を構成するこ
ととなる。
量が減少するので、この実施の形態では、ＷＧＶ２７は
排気絞り弁２０とともに排気流量制御手段を構成するこ
ととなる。
【００７６】その他の点については、第１の実施の形態
の場合と同じであるので説明を省略する。
の場合と同じであるので説明を省略する。
【００７７】〔第５の実施の形態〕第５の実施の形態
は、前述した第１から第４の実施の形態の変形例であ
る。
は、前述した第１から第４の実施の形態の変形例であ
る。
【００７８】第５の実施の形態と第１から第４の実施の
形態との相違点は、排気絞り弁２０の設置位置にある。
図１０に示すように、第５の実施の形態における排気浄
化装置では、排気絞り弁２０を触媒コンバータ２２の下
流に設置している。このように配置した場合には、触媒
コンバータ２２に収容されているＮＯx触媒の温度を上
昇させるために排気ガスのエネルギを有効に利用するこ
とができるので、ＮＯx触媒のＮＯx吸収性能を高めるこ
とができて有利であり、また、ＮＯx触媒を高圧下に設
置することができるので、ＮＯx触媒再生時には還元剤
を分解しやすい雰囲気を形成でき、再生効率も向上する
という利点がある。
形態との相違点は、排気絞り弁２０の設置位置にある。
図１０に示すように、第５の実施の形態における排気浄
化装置では、排気絞り弁２０を触媒コンバータ２２の下
流に設置している。このように配置した場合には、触媒
コンバータ２２に収容されているＮＯx触媒の温度を上
昇させるために排気ガスのエネルギを有効に利用するこ
とができるので、ＮＯx触媒のＮＯx吸収性能を高めるこ
とができて有利であり、また、ＮＯx触媒を高圧下に設
置することができるので、ＮＯx触媒再生時には還元剤
を分解しやすい雰囲気を形成でき、再生効率も向上する
という利点がある。
【００７９】その他の構成及び作用については第１から
第４の各実施の形態の場合と同じであるので、説明を省
略する。
第４の各実施の形態の場合と同じであるので、説明を省
略する。
【００８０】〔第６の実施の形態〕第６の実施の形態は
第１の実施の形態の変形例であり、ターボチャージャ９
として可変容量ターボチャージャを用い、排気絞り弁２
０を省いたものである。
第１の実施の形態の変形例であり、ターボチャージャ９
として可変容量ターボチャージャを用い、排気絞り弁２
０を省いたものである。
【００８１】周知の如く、可変容量ターボチャージャ
は、ターボチャージャ９のタービン１８のノズル部に可
動式のベーンが設置されていて、ベーンの角度を変える
ことによりタービン入口面積を可変にすることができる
ものであり、タービン入口面積を絞ることにより排気ガ
スの速度を増大させて、過給圧を増大させることができ
るものである。
は、ターボチャージャ９のタービン１８のノズル部に可
動式のベーンが設置されていて、ベーンの角度を変える
ことによりタービン入口面積を可変にすることができる
ものであり、タービン入口面積を絞ることにより排気ガ
スの速度を増大させて、過給圧を増大させることができ
るものである。
【００８２】ところで、この可変容量ターボチャージャ
では、タービン入口面積を極端に絞っていくと過給効率
が低下するので、図１４に示すように過給圧（吸気管圧
力）が低下し、且つ排気の圧力が増大し、タービン１８
を流れる排気流量が低下する。これは排気絞り弁２０の
開度を減少させたときと同じ作用であり、したがって、
可変容量ターボチャージャによって排気流量制御手段を
構成することができる。
では、タービン入口面積を極端に絞っていくと過給効率
が低下するので、図１４に示すように過給圧（吸気管圧
力）が低下し、且つ排気の圧力が増大し、タービン１８
を流れる排気流量が低下する。これは排気絞り弁２０の
開度を減少させたときと同じ作用であり、したがって、
可変容量ターボチャージャによって排気流量制御手段を
構成することができる。
【００８３】図１１は、第６の実施の形態における排気
浄化装置の要部構成図であり、排気絞り弁２０を設置せ
ずに、ターボチャージャ９に可変容量ターボチャージャ
を用いている。可変容量ターボチャージャ９のベーン駆
動部９ａは、ＥＣＵ５によってベーンの角度を所定に制
御され、これによってタービン入口面積を所定面積に制
御される。尚、図１１ではバイパス管２６とＷＧＶ２７
を省略しているが、可変容量ターボチャージャ９以外の
構成については第１の実施の形態と同じである。
浄化装置の要部構成図であり、排気絞り弁２０を設置せ
ずに、ターボチャージャ９に可変容量ターボチャージャ
を用いている。可変容量ターボチャージャ９のベーン駆
動部９ａは、ＥＣＵ５によってベーンの角度を所定に制
御され、これによってタービン入口面積を所定面積に制
御される。尚、図１１ではバイパス管２６とＷＧＶ２７
を省略しているが、可変容量ターボチャージャ９以外の
構成については第１の実施の形態と同じである。
【００８４】また、第６の実施の形態における制御手順
は基本的には第１の実施の形態と同じであり、図５にお
けるステップ１０５の排気絞りの方法が第１の実施の形
態と相違するだけである。
は基本的には第１の実施の形態と同じであり、図５にお
けるステップ１０５の排気絞りの方法が第１の実施の形
態と相違するだけである。
【００８５】そこで、図１２のフローチャートを参照し
て、第１の実施の形態におけるステップ１０５とステッ
プ１０６に相当する部分を説明する。
て、第１の実施の形態におけるステップ１０５とステッ
プ１０６に相当する部分を説明する。
【００８６】ＥＣＵ５は、ステップ１０５で、可変容量
ターボチャージャ９のターボ入口面積を所定面積に絞る
べく、ベーン駆動部９ａを駆動して、排気絞りを実行す
る。この後は第１の実施の形態と同じであり、ＥＣＵ５
は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減少補正
を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量補正を
行う。これにより、排気絞り実行前の運転状態と同じエ
ンジン出力を得ることができる。
ターボチャージャ９のターボ入口面積を所定面積に絞る
べく、ベーン駆動部９ａを駆動して、排気絞りを実行す
る。この後は第１の実施の形態と同じであり、ＥＣＵ５
は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減少補正
を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量補正を
行う。これにより、排気絞り実行前の運転状態と同じエ
ンジン出力を得ることができる。
【００８７】尚、この場合には、ディーゼルエンジン１
について予め実験を行い、ＮＯx触媒の再生操作時に最
適なターボ入口面積の絞り量（即ち、ベーンの角度）を
求め、その絞り量となるようにステップ１０５において
ベーン駆動部９ａを運転制御する。
について予め実験を行い、ＮＯx触媒の再生操作時に最
適なターボ入口面積の絞り量（即ち、ベーンの角度）を
求め、その絞り量となるようにステップ１０５において
ベーン駆動部９ａを運転制御する。
【００８８】また、可変容量ターボチャージャは、可変
容量型でないターボチャージャよりもさらに過給効率の
悪いところを使用することができるので、新気を更に減
少させることができる。したがって、背圧を同等とした
場合には、可変容量ターボチャージャを用いた方が、可
変容量型でないターボチャージャを用いたときよりも排
気流量を減少させることができる。その結果、可変容量
ターボチャージャを用いた方が、可変容量型でないター
ボチャージャを用いた場合よりも、ＮＯx触媒再生時に
おける還元剤の添加量を少なくすることができる。
容量型でないターボチャージャよりもさらに過給効率の
悪いところを使用することができるので、新気を更に減
少させることができる。したがって、背圧を同等とした
場合には、可変容量ターボチャージャを用いた方が、可
変容量型でないターボチャージャを用いたときよりも排
気流量を減少させることができる。その結果、可変容量
ターボチャージャを用いた方が、可変容量型でないター
ボチャージャを用いた場合よりも、ＮＯx触媒再生時に
おける還元剤の添加量を少なくすることができる。
【００８９】その他の点については、第１の実施の形態
の場合と同じであるので説明を省略する。
の場合と同じであるので説明を省略する。
【００９０】また、排気管１９に排気絞り弁２０を設け
ると共に、ターボチャージャとして可変容量ターボチャ
ージャを使用し、排気絞り弁２０による排気絞りと、可
変容量ターボチャージャのターボ入口面積の減少による
排気絞りを併用することも可能である。
ると共に、ターボチャージャとして可変容量ターボチャ
ージャを使用し、排気絞り弁２０による排気絞りと、可
変容量ターボチャージャのターボ入口面積の減少による
排気絞りを併用することも可能である。
【００９１】図１３は、この場合の、第１の実施の形態
におけるステップ１０５とステップ１０６に相当する部
分のフローチャートである。その制御手順について簡単
に説明すると、ＥＣＵ５は、ステップ１０５で排気絞り
弁２０の開度を減少させて排気絞りを実行し、次に、ス
テップ１０５−３で可変容量ターボチャージャ９のター
ボ入口面積を所定面積に減少させてさらに排気絞りを実
行する。この後は第１の実施の形態と同じであり、ＥＣ
Ｕ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減少
補正を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量補
正を行う。これにより、排気絞り実行前の運転状態と同
じエンジン出力を得ることができる。
におけるステップ１０５とステップ１０６に相当する部
分のフローチャートである。その制御手順について簡単
に説明すると、ＥＣＵ５は、ステップ１０５で排気絞り
弁２０の開度を減少させて排気絞りを実行し、次に、ス
テップ１０５−３で可変容量ターボチャージャ９のター
ボ入口面積を所定面積に減少させてさらに排気絞りを実
行する。この後は第１の実施の形態と同じであり、ＥＣ
Ｕ５は、ステップ１０６−１でＥＧＲ弁２９の開度減少
補正を行い、ステップ１０６−２でメイン噴射量増量補
正を行う。これにより、排気絞り実行前の運転状態と同
じエンジン出力を得ることができる。
【００９２】尚、前述した第２から第４の各実施の形態
においても、排気絞り弁２０で排気絞りを実行する代わ
りに、ターボチャージャ９として可変容量ターボチャー
ジャを使用し、ターボ入口面積を可変することにより排
気絞りを実行することが可能であり、また、排気絞り弁
２０と可変容量ターボチャージャを併用して排気絞りを
実行することも可能である。
においても、排気絞り弁２０で排気絞りを実行する代わ
りに、ターボチャージャ９として可変容量ターボチャー
ジャを使用し、ターボ入口面積を可変することにより排
気絞りを実行することが可能であり、また、排気絞り弁
２０と可変容量ターボチャージャを併用して排気絞りを
実行することも可能である。
【００９３】〔第７の実施の形態〕第７の実施の形態
は、前述した第１から第４の実施の形態の変形例であ
り、相違点は、添加ノズル２１が、排気ガスと還元剤と
をミキシングするミキシング手段を備えていることにあ
る。
は、前述した第１から第４の実施の形態の変形例であ
り、相違点は、添加ノズル２１が、排気ガスと還元剤と
をミキシングするミキシング手段を備えていることにあ
る。
【００９４】図１５に示すように、第７の実施の形態に
おける排気浄化装置の添加ノズル２１は二重管構造にな
っていて、内部中央に還元剤通路２１ａが設けられ、還
元剤通路２１ａの外側に排気ガス通路２１ｂが設けられ
ており、排気ガス通路２１ｂの先端は還元剤通路２１ａ
の先端開口の前方で開口し、排気ガス通路２１ｂの途中
は絞り部２１ｃによって断面縮小されている。還元剤通
路２１ａには還元剤供給装置２５から還元剤が供給さ
れ、排気ガス通路２１ｂには、図１６に示すように、排
気枝管２１ｄを介して排気絞り弁２０の上流から高圧の
排気ガスが供給される。この添加ノズル２１では、ＮＯ
x触媒再生時に、排気ガスが排気ガス通路２１ｂの先端
開口から高速で噴射され、その際に、排気ガスは還元剤
通路２１ａの先端開口から噴射される還元剤を微粒化す
る。これにより、ＮＯx触媒の再生効率を向上させるこ
とができる。
おける排気浄化装置の添加ノズル２１は二重管構造にな
っていて、内部中央に還元剤通路２１ａが設けられ、還
元剤通路２１ａの外側に排気ガス通路２１ｂが設けられ
ており、排気ガス通路２１ｂの先端は還元剤通路２１ａ
の先端開口の前方で開口し、排気ガス通路２１ｂの途中
は絞り部２１ｃによって断面縮小されている。還元剤通
路２１ａには還元剤供給装置２５から還元剤が供給さ
れ、排気ガス通路２１ｂには、図１６に示すように、排
気枝管２１ｄを介して排気絞り弁２０の上流から高圧の
排気ガスが供給される。この添加ノズル２１では、ＮＯ
x触媒再生時に、排気ガスが排気ガス通路２１ｂの先端
開口から高速で噴射され、その際に、排気ガスは還元剤
通路２１ａの先端開口から噴射される還元剤を微粒化す
る。これにより、ＮＯx触媒の再生効率を向上させるこ
とができる。
【００９５】また、このような特殊な構造の添加ノズル
２１を用いずに、還元剤の添加位置をターボチャージャ
９のタービン１８の直ぐ上流にして、タービン１８内で
還元剤の微粒化を行うようにしても、同様の効果を得る
ことができる。この場合には、タービン１８がミキシン
グ手段を構成することとなる。
２１を用いずに、還元剤の添加位置をターボチャージャ
９のタービン１８の直ぐ上流にして、タービン１８内で
還元剤の微粒化を行うようにしても、同様の効果を得る
ことができる。この場合には、タービン１８がミキシン
グ手段を構成することとなる。
【００９６】その他の装置構成及び制御手順について
は、第１から第４の各実施の形態の場合と同じであるの
で説明を省略する。
は、第１から第４の各実施の形態の場合と同じであるの
で説明を省略する。
【００９７】〔その他の実施の形態〕前述の各実施の形
態では、いずれの場合もＤＰＦ１６よりも下流の排気通
路内に還元剤を添加するようにしているが、ＤＰＦ１６
よりも上流側の排気通路に還元剤を添加するようにして
もよい。このようにした場合には、ＮＯx触媒の再生時
に還元剤が添加されると、添加された還元剤がＤＰＦ１
６で燃焼され、ＤＰＦ１６で捕集されている煤等を効率
よく燃焼させることができるので、ＤＰＦ１６の再生を
効果的に行うことができる。また、ＤＰＦ１６に捕集さ
れた煤等が燃焼することによって酸素が消費されるの
で、酸素濃度の低い雰囲気を少ない還元剤の添加量で形
成することができる。
態では、いずれの場合もＤＰＦ１６よりも下流の排気通
路内に還元剤を添加するようにしているが、ＤＰＦ１６
よりも上流側の排気通路に還元剤を添加するようにして
もよい。このようにした場合には、ＮＯx触媒の再生時
に還元剤が添加されると、添加された還元剤がＤＰＦ１
６で燃焼され、ＤＰＦ１６で捕集されている煤等を効率
よく燃焼させることができるので、ＤＰＦ１６の再生を
効果的に行うことができる。また、ＤＰＦ１６に捕集さ
れた煤等が燃焼することによって酸素が消費されるの
で、酸素濃度の低い雰囲気を少ない還元剤の添加量で形
成することができる。
【００９８】また、前述の各実施の形態では、いずれの
場合も還元剤の添加を添加ノズル２１を用いて排気通路
に添加しているが、還元剤の添加方法はこれに限るもの
ではない。例えば、ディーゼルエンジン１の各気筒が膨
張行程あるいは排気行程にある時に、燃料噴射弁２から
燃料を噴射して排気ガス中に還元剤としての燃料を添加
するようにしてもよい。
場合も還元剤の添加を添加ノズル２１を用いて排気通路
に添加しているが、還元剤の添加方法はこれに限るもの
ではない。例えば、ディーゼルエンジン１の各気筒が膨
張行程あるいは排気行程にある時に、燃料噴射弁２から
燃料を噴射して排気ガス中に還元剤としての燃料を添加
するようにしてもよい。
【００９９】
【発明の効果】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、還元剤添加手段により浄化装置に還元剤が添加され
る時に、燃焼に関与するパラメータの少なくとも１つを
内燃機関の出力低下を抑制するように制御する出力低下
抑制補正手段を備えたことにより、浄化装置の浄化性能
回復操作を実行している時にも、内燃機関は浄化性能回
復操作前と同じ機関出力に保持されるので、トルクショ
ックを生じることもなく、運転性が向上する。
ば、還元剤添加手段により浄化装置に還元剤が添加され
る時に、燃焼に関与するパラメータの少なくとも１つを
内燃機関の出力低下を抑制するように制御する出力低下
抑制補正手段を備えたことにより、浄化装置の浄化性能
回復操作を実行している時にも、内燃機関は浄化性能回
復操作前と同じ機関出力に保持されるので、トルクショ
ックを生じることもなく、運転性が向上する。
【０１００】また、本発明の内燃機関の排気浄化装置に
おいて、排気ガスと還元剤とをミキシングするミキシン
グ手段を備える場合には、浄化装置の浄化性能回復を効
果的に行うことができるという優れた効果が奏される。
おいて、排気ガスと還元剤とをミキシングするミキシン
グ手段を備える場合には、浄化装置の浄化性能回復を効
果的に行うことができるという優れた効果が奏される。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第１
の実施の形態における概略構成図である。
の実施の形態における概略構成図である。
【図２】 前記第１の実施の形態の排気浄化装置におい
て、ＮＯx触媒の再生及びエンジン制御補正手順を示す
フローチャートである。
て、ＮＯx触媒の再生及びエンジン制御補正手順を示す
フローチャートである。
【図３】 前記第１の実施の形態の排気浄化装置におい
て、エンジン制御補正手順を示すフローチャートであ
る。
て、エンジン制御補正手順を示すフローチャートであ
る。
【図４】 前記第１の実施の形態の排気浄化装置におい
て、ＮＯx触媒の再生時におけるタイミングチャートで
ある。
て、ＮＯx触媒の再生時におけるタイミングチャートで
ある。
【図５】 ＮＯx触媒のＮＯx吸放出・還元作用を説明す
る図である。
る図である。
【図６】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第２
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
【図７】 前記第２の実施の形態の排気浄化装置におい
て、ＮＯx触媒の再生時におけるタイミングチャートで
ある。
て、ＮＯx触媒の再生時におけるタイミングチャートで
ある。
【図８】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第３
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
【図９】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第４
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
の実施の形態において、エンジン制御補正手順を示すフ
ローチャートである。
【図１０】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
５の実施の形態における要部構成図である。
５の実施の形態における要部構成図である。
【図１１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
６の実施の形態における要部構成図である。
６の実施の形態における要部構成図である。
【図１２】 前記第６の実施の形態の排気浄化装置にお
いて、エンジン制御補正手順を示すフローチャートであ
る。
いて、エンジン制御補正手順を示すフローチャートであ
る。
【図１３】 前記第６の実施の形態の排気浄化装置の変
形例におけるエンジン制御補正手順を示すフローチャー
トである。
形例におけるエンジン制御補正手順を示すフローチャー
トである。
【図１４】 前記第６の実施の形態の排気浄化装置に使
用される可変容量ターボチャージャの特性図である。
用される可変容量ターボチャージャの特性図である。
【図１５】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
７の実施の形態において、添加ノズルの要部拡大断面図
である。
７の実施の形態において、添加ノズルの要部拡大断面図
である。
【図１６】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
７の実施の形態における要部構成図である。
７の実施の形態における要部構成図である。
１ ディーゼルエンジン（内燃機関） ２ 燃料噴射弁（出力低下抑制補正手段） ３ コモンレール ４ 燃料ポンプ ５ エンジンコントロール用電子制御ユニット ９ ターボチャージャ ９ａ ベーン駆動部（排気流量制御手段） １０ コンプレッサ １４ 吸気絞り弁（出力低下抑制補正手段、排気流量制
御手段） １５ 排気枝管（排気通路） １６ ＤＰＦ（浄化装置） １７ 排気マニホールド（排気通路） １８ タービン １９ 排気管（排気通路） ２０ 排気絞り弁（排気流量制御手段） ２１ 添加ノズル（還元剤添加手段） ２２ 触媒コンバータ（浄化装置） ２５ 還元剤供給装置（還元剤添加手段） ２７ ＷＧＶ（排気流量制御手段） ２９ ＥＧＲ弁（出力低下抑制補正手段）
御手段） １５ 排気枝管（排気通路） １６ ＤＰＦ（浄化装置） １７ 排気マニホールド（排気通路） １８ タービン １９ 排気管（排気通路） ２０ 排気絞り弁（排気流量制御手段） ２１ 添加ノズル（還元剤添加手段） ２２ 触媒コンバータ（浄化装置） ２５ 還元剤供給装置（還元剤添加手段） ２７ ＷＧＶ（排気流量制御手段） ２９ ＥＧＲ弁（出力低下抑制補正手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 9/04 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 9/04 ＺＡＢＥ 41/40 ＺＡＢ 41/40 ＺＡＢＧ
Claims (2)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた浄化装
置と、前記浄化装置に還元剤を添加する還元剤添加手段
と、前記還元剤添加手段により前記浄化装置に還元剤が
添加される時に内燃機関の排気通路を流れる排気流量を
減少せしめるように制御する排気流量制御手段と、を備
えた内燃機関の排気浄化装置において、 前記還元剤添加手段により前記浄化装置に還元剤が添加
される時に、燃焼に関与するパラメータの少なくとも１
つを内燃機関の出力低下を抑制するように制御する出力
低下抑制補正手段を備えたことを特徴とする内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記排気流量制御手段が還元剤添加手段
の上流に設置されていて、排気流量制御手段よりも上流
の排気ガスと還元剤とをミキシングするミキシング手段
を備えた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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09363798A JP3277881B2 (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE19914787A DE19914787C2 (de) | 1998-04-06 | 1999-03-31 | Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor |
| FR9904187A FR2777039B1 (fr) | 1998-04-06 | 1999-04-02 | Systeme de purification de gaz d'echappement pour moteur a combustion interne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09363798A JP3277881B2 (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294145A true JPH11294145A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3277881B2 JP3277881B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=14087871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09363798A Expired - Lifetime JP3277881B2 (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277881B2 (ja) |
| DE (1) | DE19914787C2 (ja) |
| FR (1) | FR2777039B1 (ja) |
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1999
- 1999-03-31 DE DE19914787A patent/DE19914787C2/de not_active Expired - Lifetime
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