JP3228232B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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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
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】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、流入する排気ガス中の酸素濃
度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤
を内燃機関の排気通路に備えた排気浄化装置が例えば特
開平９−５３４４２号に開示されている。ＮＯｘ吸収剤
は大部分の機関運転領域で排気ガスの空燃比がリーンで
ある内燃機関で用いられる。ＮＯｘ吸収剤は排気ガス中
にＨＣあるいはＣＯが供給されて排気ガス中の酸素濃度
が低下すると吸収されているＮＯｘを放出すると共に供
給されたＨＣあるいはＣＯによりＮＯｘを浄化する。ま
た上記排気浄化装置は排気微粒子（ディーゼルパティキ
ュレート）を捕集するための捕集フィルタをＮＯｘ吸収
剤の上流側の排気通路に備える。
るときにＮＯｘを吸収し、流入する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吸収剤
を内燃機関の排気通路に備えた排気浄化装置が例えば特
開平９−５３４４２号に開示されている。ＮＯｘ吸収剤
は大部分の機関運転領域で排気ガスの空燃比がリーンで
ある内燃機関で用いられる。ＮＯｘ吸収剤は排気ガス中
にＨＣあるいはＣＯが供給されて排気ガス中の酸素濃度
が低下すると吸収されているＮＯｘを放出すると共に供
給されたＨＣあるいはＣＯによりＮＯｘを浄化する。ま
た上記排気浄化装置は排気微粒子（ディーゼルパティキ
ュレート）を捕集するための捕集フィルタをＮＯｘ吸収
剤の上流側の排気通路に備える。
【０００３】ところでＮＯｘ吸収剤は排気ガス中のＳＯ
ｘをも吸収してしまう。このためＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ
吸収能力が低下する。一方、捕集フィルタに捕集された
排気微粒子にはＳＯｘが吸着する。したがって上記排気
浄化装置のように捕集フィルタをＮＯｘ吸収剤の上流側
に配置することはＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力を高く
維持するには好ましい。
ｘをも吸収してしまう。このためＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ
吸収能力が低下する。一方、捕集フィルタに捕集された
排気微粒子にはＳＯｘが吸着する。したがって上記排気
浄化装置のように捕集フィルタをＮＯｘ吸収剤の上流側
に配置することはＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力を高く
維持するには好ましい。
【０００４】ところで捕集フィルタには排気微粒子が堆
積するため捕集フィルタが目詰まりを起こし、排気ガス
が捕集フィルタの下流側へ流れ難くなる。そこで上記排
気浄化装置では予め定められた時期に捕集フィルタに捕
集された排気微粒子を燃やし、捕集フィルタを再生して
いる。
積するため捕集フィルタが目詰まりを起こし、排気ガス
が捕集フィルタの下流側へ流れ難くなる。そこで上記排
気浄化装置では予め定められた時期に捕集フィルタに捕
集された排気微粒子を燃やし、捕集フィルタを再生して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】捕集フィルタが再生さ
れたとき排気微粒子に吸着していたＳＯｘが捕集フィル
タから放出される。ＮＯｘ吸収剤は流入する排気ガスの
空燃比がリーンであるときにＳＯｘをも吸収してしま
う。したがって捕集フィルタから放出されたＳＯｘがＮ
Ｏｘ吸収剤に吸収され、ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力
が低下してしまう。そこで本発明の目的は捕集フィルタ
再生時におけるＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の低下を
防止することにある。
れたとき排気微粒子に吸着していたＳＯｘが捕集フィル
タから放出される。ＮＯｘ吸収剤は流入する排気ガスの
空燃比がリーンであるときにＳＯｘをも吸収してしま
う。したがって捕集フィルタから放出されたＳＯｘがＮ
Ｏｘ吸収剤に吸収され、ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力
が低下してしまう。そこで本発明の目的は捕集フィルタ
再生時におけるＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の低下を
防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に一番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比が
リーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮ
Ｏｘ吸収剤を内燃機関の排気通路に配置すると共に、排
気微粒子を捕集するための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤
の上流側の排気通路に配置した内燃機関の排気浄化装置
において、前記捕集手段に捕集された排気微粒子を除去
して該捕集手段を再生するための再生手段と、該捕集手
段を再生したときに該捕集手段を通過した排気ガスが前
記ＮＯｘ吸収剤に流入することを防止する流入防止手段
とを具備する。したがって捕集手段が再生されたときに
捕集手段から排出されるＳＯｘはＮＯｘ吸収剤に流入し
ない。
に一番目の発明によれば、流入する排気ガスの空燃比が
リーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮ
Ｏｘ吸収剤を内燃機関の排気通路に配置すると共に、排
気微粒子を捕集するための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤
の上流側の排気通路に配置した内燃機関の排気浄化装置
において、前記捕集手段に捕集された排気微粒子を除去
して該捕集手段を再生するための再生手段と、該捕集手
段を再生したときに該捕集手段を通過した排気ガスが前
記ＮＯｘ吸収剤に流入することを防止する流入防止手段
とを具備する。したがって捕集手段が再生されたときに
捕集手段から排出されるＳＯｘはＮＯｘ吸収剤に流入し
ない。
【０００７】二番目の発明によれば、一番目の発明にお
いて、上記捕集手段に捕集されている排気微粒子に排気
ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている。 三番目
の発明によれば、一番目の発明において、前記流入防止
手段は前記捕集手段と前記ＮＯｘ吸収剤との間の排気通
路から分岐され、該ＮＯｘ吸収剤をバイパスするバイパ
ス通路と、前記ＮＯｘ吸収剤またはバイパス通路のいず
れか一方に排気ガスを流入させるための切換え弁とを具
備し、前記捕集手段が再生されたときには排気ガスがバ
イパス通路に流入するように前記切換え弁を制御する。
いて、上記捕集手段に捕集されている排気微粒子に排気
ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている。 三番目
の発明によれば、一番目の発明において、前記流入防止
手段は前記捕集手段と前記ＮＯｘ吸収剤との間の排気通
路から分岐され、該ＮＯｘ吸収剤をバイパスするバイパ
ス通路と、前記ＮＯｘ吸収剤またはバイパス通路のいず
れか一方に排気ガスを流入させるための切換え弁とを具
備し、前記捕集手段が再生されたときには排気ガスがバ
イパス通路に流入するように前記切換え弁を制御する。
【０００８】
【０００９】
【００１０】上記課題を解決するために四番目の発明に
よれば、流入する排気ガスの空燃比がリーンであるとき
にＮＯｘを吸収し、流入する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吸収剤を内燃
機関の排気通路に配置すると共に、排気微粒子を捕集す
るための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤の上流側の排気通
路に配置した内燃機関の排気浄化装置において、前記捕
集手段に捕集された排気微粒子を除去して該捕集手段を
再生するための再生手段と、捕集手段が再生されている
ときに前記ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を
理論空燃比またはリッチとする空燃比制御手段とを具備
する。したがって捕集手段が再生されたときにはＮＯｘ
吸収剤に空燃比が理論空燃比またはリッチである排気ガ
スが流入する。五番目の発明によれば、四番目の発明に
おいて、上記捕集手段に捕集されている排気微粒子に排
気ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている。
よれば、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、流入する排気ガス中の酸素濃度が低
下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を内燃
機関の排気通路に配置すると共に、排気微粒子を捕集す
るための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤の上流側の排気通
路に配置した内燃機関の排気浄化装置において、前記捕
集手段に捕集された排気微粒子を除去して該捕集手段を
再生するための再生手段と、捕集手段が再生されている
ときに前記ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を
理論空燃比またはリッチとする空燃比制御手段とを具備
する。したがって捕集手段が再生されたときにはＮＯｘ
吸収剤に空燃比が理論空燃比またはリッチである排気ガ
スが流入する。五番目の発明によれば、四番目の発明に
おいて、上記捕集手段に捕集されている排気微粒子に排
気ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている。
【００１１】上記課題を解決するために六番目の発明に
よれば、四番目の発明において、前記空燃比制御手段
は、前記捕集手段の上流側の排気通路から分岐され、該
捕集手段をバイパスして前記捕集手段の下流側の排気通
路に接続されたバイパス通路と、前記捕集手段またはバ
イパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるため
の切換え弁とを具備し、前記再生手段により前記捕集手
段が再生されたときに排気ガスが前記捕集手段をバイパ
スして前記ＮＯｘ吸収剤に流入するように前記切換え弁
を制御する。
よれば、四番目の発明において、前記空燃比制御手段
は、前記捕集手段の上流側の排気通路から分岐され、該
捕集手段をバイパスして前記捕集手段の下流側の排気通
路に接続されたバイパス通路と、前記捕集手段またはバ
イパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるため
の切換え弁とを具備し、前記再生手段により前記捕集手
段が再生されたときに排気ガスが前記捕集手段をバイパ
スして前記ＮＯｘ吸収剤に流入するように前記切換え弁
を制御する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１には本発明の第一実施形態の排気浄
化装置を採用した内燃機関を示した。第一実施形態の内
燃機関は大部分の機関運転領域で排気ガス中の空燃比が
リーンであるディーゼルエンジンである。しかしながら
ディーゼルエンジンの他に大部分の機関運転領域で排気
ガス中の空燃比がリーンである所謂リーンバーンエンジ
ンに第一実施形態を採用することもできる。図１におい
て１は機関本体を示し、♯１〜♯４は機関本体１内に形
成された気筒を示す。各気筒♯１〜♯４には該気筒内に
燃料（炭化水素またはＨＣ）を噴射するための燃料噴射
弁２ａ〜２ｄが取り付けられる。内燃機関の吸気通路３
は吸気マニホルド４を介して各気筒♯１〜♯４に接続さ
れる。また各気筒♯１〜♯４は排気マニホルド５を介し
て排気通路６に接続される。
細に説明する。図１には本発明の第一実施形態の排気浄
化装置を採用した内燃機関を示した。第一実施形態の内
燃機関は大部分の機関運転領域で排気ガス中の空燃比が
リーンであるディーゼルエンジンである。しかしながら
ディーゼルエンジンの他に大部分の機関運転領域で排気
ガス中の空燃比がリーンである所謂リーンバーンエンジ
ンに第一実施形態を採用することもできる。図１におい
て１は機関本体を示し、♯１〜♯４は機関本体１内に形
成された気筒を示す。各気筒♯１〜♯４には該気筒内に
燃料（炭化水素またはＨＣ）を噴射するための燃料噴射
弁２ａ〜２ｄが取り付けられる。内燃機関の吸気通路３
は吸気マニホルド４を介して各気筒♯１〜♯４に接続さ
れる。また各気筒♯１〜♯４は排気マニホルド５を介し
て排気通路６に接続される。
【００１３】排気通路６には内燃機関から排出される排
気微粒子（ディーゼルパティキュレート）を捕集するた
めの捕集手段として捕集フィルタ７が配置される。捕集
フィルタ７は排気微粒子を捕集するのに十分に小さい目
を有するメッシュを有し、このメッシュに排気ガスを通
すことにより排気微粒子を捕集する。また捕集フィルタ
７の上流端には後述するように捕集フィルタ７を再生す
る際に捕集フィルタ７の上流端を加熱するための加熱手
段として加熱ヒータ８が取り付けられる。なお加熱ヒー
タ８は所望により捕集フィルタ７の中央部分または下流
端に取り付けてもよい。さらに捕集フィルタ７の上流側
の排気通路６には後述するように捕集フィルタ７を再生
する際に捕集フィルタ７に空気を供給するための空気噴
射弁９が取り付けられる。また空気噴射弁９の上流側の
排気通路６には捕集フィルタ７の上流側の排気通路６内
の圧力（排気圧力）を検出するための圧力検出手段とし
て圧力センサ１０が取り付けられる。詳細は後述するが
圧力センサ１０は捕集フィルタ７を再生すべきか否かを
判断する再生判断手段としても機能する。
気微粒子（ディーゼルパティキュレート）を捕集するた
めの捕集手段として捕集フィルタ７が配置される。捕集
フィルタ７は排気微粒子を捕集するのに十分に小さい目
を有するメッシュを有し、このメッシュに排気ガスを通
すことにより排気微粒子を捕集する。また捕集フィルタ
７の上流端には後述するように捕集フィルタ７を再生す
る際に捕集フィルタ７の上流端を加熱するための加熱手
段として加熱ヒータ８が取り付けられる。なお加熱ヒー
タ８は所望により捕集フィルタ７の中央部分または下流
端に取り付けてもよい。さらに捕集フィルタ７の上流側
の排気通路６には後述するように捕集フィルタ７を再生
する際に捕集フィルタ７に空気を供給するための空気噴
射弁９が取り付けられる。また空気噴射弁９の上流側の
排気通路６には捕集フィルタ７の上流側の排気通路６内
の圧力（排気圧力）を検出するための圧力検出手段とし
て圧力センサ１０が取り付けられる。詳細は後述するが
圧力センサ１０は捕集フィルタ７を再生すべきか否かを
判断する再生判断手段としても機能する。
【００１４】捕集フィルタ７の下流側の排気通路６には
排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収手段としての
ＮＯｘ吸収剤１１が配置される。ＮＯｘ吸収剤１１は、
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、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると
吸収したＮＯｘを放出する。ＮＯｘ吸収剤１１の下流側
の排気通路６には排気ガスの空燃比を検出するための空
燃比センサ１２が取り付けられる。
排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収手段としての
ＮＯｘ吸収剤１１が配置される。ＮＯｘ吸収剤１１は、
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、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると
吸収したＮＯｘを放出する。ＮＯｘ吸収剤１１の下流側
の排気通路６には排気ガスの空燃比を検出するための空
燃比センサ１２が取り付けられる。
【００１５】捕集フィルタ７とＮＯｘ吸収剤１１との間
の排気通路６からはＮＯｘ吸収剤１１をバイパスするバ
イパス通路１３が分岐し、ＮＯｘ吸収剤１１の下流側の
排気通路６に合流する。また捕集フィルタ７とＮＯｘ吸
収剤１１との間の排気通路６からのバイパス通路１３の
分岐部分１４にはＮＯｘ吸収剤１１またはバイパス通路
１３のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換
え弁１５が取り付けられる。
の排気通路６からはＮＯｘ吸収剤１１をバイパスするバ
イパス通路１３が分岐し、ＮＯｘ吸収剤１１の下流側の
排気通路６に合流する。また捕集フィルタ７とＮＯｘ吸
収剤１１との間の排気通路６からのバイパス通路１３の
分岐部分１４にはＮＯｘ吸収剤１１またはバイパス通路
１３のいずれか一方に排気ガスを流入させるための切換
え弁１５が取り付けられる。
【００１６】第一実施形態の内燃機関は電子制御装置４
０を具備する。電子制御装置４０はデジタルコンピュー
タからなり、双方向性バス４１を介して相互に接続され
たＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＯＭ（リード
オンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）４５、入
力ポート４６、出力ポート４７、およびクロック発生回
路４８を具備する。圧力センサ１０および空燃比センサ
１２は対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６
に接続される。また第一実施形態の内燃機関はクランク
シャフトのクランク角を検出するためのクランク角セン
サ１６を具備し、このクランク角センサ１６は直接入力
ポート４６に接続される。第一実施形態ではこのクラン
ク角に基づいて機関回転数が算出される。さらに内燃機
関はアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するた
めのアクセルペダル踏込量センサ１７を具備し、このア
クセルペダル踏込量センサ１７は対応するＡＤ変換器４
９を介して入力ポート４６に接続される。一方、出力ポ
ート４７は駆動回路５０を介して各燃料噴射弁２ａ〜２
ｄ、空気噴射弁９、加熱ヒータ８および切換え弁１５に
接続される。
０を具備する。電子制御装置４０はデジタルコンピュー
タからなり、双方向性バス４１を介して相互に接続され
たＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＯＭ（リード
オンリーメモリ）４３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）４５、入
力ポート４６、出力ポート４７、およびクロック発生回
路４８を具備する。圧力センサ１０および空燃比センサ
１２は対応するＡＤ変換器４９を介して入力ポート４６
に接続される。また第一実施形態の内燃機関はクランク
シャフトのクランク角を検出するためのクランク角セン
サ１６を具備し、このクランク角センサ１６は直接入力
ポート４６に接続される。第一実施形態ではこのクラン
ク角に基づいて機関回転数が算出される。さらに内燃機
関はアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出するた
めのアクセルペダル踏込量センサ１７を具備し、このア
クセルペダル踏込量センサ１７は対応するＡＤ変換器４
９を介して入力ポート４６に接続される。一方、出力ポ
ート４７は駆動回路５０を介して各燃料噴射弁２ａ〜２
ｄ、空気噴射弁９、加熱ヒータ８および切換え弁１５に
接続される。
【００１７】次に第一実施形態の排気浄化装置の作動を
ＮＯｘ浄化処理中の作動と捕集フィルタ再生処理中の作
動とに分けて説明する。まずＮＯｘ浄化処理中における
排気浄化装置の作動を説明する。ＮＯｘ浄化中の大部分
での排気ガス中の空燃比はリーンであり、切換え弁１５
は排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように制御さ
れている。まず捕集フィルタ７において排気ガスの排気
微粒子が捕集される。次にＮＯｘ吸収剤１１において排
気ガス中のＮＯｘが吸収される。したがってＮＯｘ浄化
中の大部分では排気微粒子およびＮＯｘを含んでいない
排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１の下流側に排出される。ま
たＮＯｘ浄化中では予め定められた時期に機関駆動用に
燃料噴射弁から噴射される燃料の量を多くするか又は機
関駆動用の燃料噴射に加えて機関膨張行程または機関排
気行程に追加の燃料を燃料噴射弁から噴射するかによ
り、排気ガスの酸度濃度を下げ、吸収されているＮＯｘ
をＮＯｘ吸収剤１１から放出する。このとき排気ガス中
に含まれる燃料、すなわちＨＣあるいはＣＯがＮＯｘを
還元して浄化する。したがってこの場合も排気微粒子お
よびＮＯｘを含んでいない排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１
の下流側に排出される。なおＮＯｘ吸収剤１１に供給す
べきＨＣあるいはＣＯの量はＨＣが全てＮＯｘ吸収剤１
１の還元作用で消費され、ＮＯｘ吸収剤１１の下流側に
ＨＣあるいはＣＯが放出されないような量である。第一
実施形態では空燃比センサ１２により検出された空燃比
がリッチであるときには供給するＨＣあるいはＣＯを少
なくし、リーンであるときには供給するＨＣを多くす
る。またＨＣあるいはＣＯはＮＯｘを浄化するための還
元剤として機能する。また上記予め定められた時期は機
関回転数やアクセルペダル踏込量から算出した機関負荷
などに基づき、ＮＯｘ吸収剤１１に吸収されたＮＯｘ
の量がＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力を越える直前
に設定する。
ＮＯｘ浄化処理中の作動と捕集フィルタ再生処理中の作
動とに分けて説明する。まずＮＯｘ浄化処理中における
排気浄化装置の作動を説明する。ＮＯｘ浄化中の大部分
での排気ガス中の空燃比はリーンであり、切換え弁１５
は排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように制御さ
れている。まず捕集フィルタ７において排気ガスの排気
微粒子が捕集される。次にＮＯｘ吸収剤１１において排
気ガス中のＮＯｘが吸収される。したがってＮＯｘ浄化
中の大部分では排気微粒子およびＮＯｘを含んでいない
排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１の下流側に排出される。ま
たＮＯｘ浄化中では予め定められた時期に機関駆動用に
燃料噴射弁から噴射される燃料の量を多くするか又は機
関駆動用の燃料噴射に加えて機関膨張行程または機関排
気行程に追加の燃料を燃料噴射弁から噴射するかによ
り、排気ガスの酸度濃度を下げ、吸収されているＮＯｘ
をＮＯｘ吸収剤１１から放出する。このとき排気ガス中
に含まれる燃料、すなわちＨＣあるいはＣＯがＮＯｘを
還元して浄化する。したがってこの場合も排気微粒子お
よびＮＯｘを含んでいない排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１
の下流側に排出される。なおＮＯｘ吸収剤１１に供給す
べきＨＣあるいはＣＯの量はＨＣが全てＮＯｘ吸収剤１
１の還元作用で消費され、ＮＯｘ吸収剤１１の下流側に
ＨＣあるいはＣＯが放出されないような量である。第一
実施形態では空燃比センサ１２により検出された空燃比
がリッチであるときには供給するＨＣあるいはＣＯを少
なくし、リーンであるときには供給するＨＣを多くす
る。またＨＣあるいはＣＯはＮＯｘを浄化するための還
元剤として機能する。また上記予め定められた時期は機
関回転数やアクセルペダル踏込量から算出した機関負荷
などに基づき、ＮＯｘ吸収剤１１に吸収されたＮＯｘ
の量がＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力を越える直前
に設定する。
【００１８】次に捕集フィルタ７の再生時における排気
浄化装置の作動を説明する。まず圧力センサ１０により
検出された排気圧力に基づいて捕集フィルタ７を再生す
べきか否かを判断する。排気圧力が予め定められた圧力
より高いときには捕集フィルタ７に多量の排気微粒子が
堆積しており、捕集フィルタ７を再生すべきと判断す
る。逆に排気圧力が予め定められた圧力より低いときに
は捕集フィルタ７には少量の排気微粒子した堆積してお
らず、捕集フィルタ７を再生する必要がないと判断す
る。したがって圧力センサ１０は捕集フィルタ７を再生
すべきか否かを判断する判断手段としても機能する。捕
集フィルタ７を再生すべきと判断されたときには、排気
ガスがバイパス通路１３内に流入するように切換え弁１
５を制御し、加熱ヒータ８により捕集フィルタ７を加熱
する。このとき捕集フィルタ７に捕集されている排気微
粒子を燃焼するのに必要であれば空気噴射弁９から空気
を導入する。これにより捕集フィルタ７に捕集されてい
る排気微粒子が燃焼せしめられ、捕集フィルタ７から排
除される。排気微粒子の燃焼と共に捕集フィルタ７から
は排気微粒子に吸着していたＳＯｘが放出される。しか
しながら排気ガスはＮＯｘ吸収剤１１をバイパスしてＮ
Ｏｘ吸収剤１１の下流側の排気通路６に流入する。この
ためＮＯｘ吸収剤１１にＳＯｘが吸収されず、したがっ
てＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力の低下が防止され
る。
浄化装置の作動を説明する。まず圧力センサ１０により
検出された排気圧力に基づいて捕集フィルタ７を再生す
べきか否かを判断する。排気圧力が予め定められた圧力
より高いときには捕集フィルタ７に多量の排気微粒子が
堆積しており、捕集フィルタ７を再生すべきと判断す
る。逆に排気圧力が予め定められた圧力より低いときに
は捕集フィルタ７には少量の排気微粒子した堆積してお
らず、捕集フィルタ７を再生する必要がないと判断す
る。したがって圧力センサ１０は捕集フィルタ７を再生
すべきか否かを判断する判断手段としても機能する。捕
集フィルタ７を再生すべきと判断されたときには、排気
ガスがバイパス通路１３内に流入するように切換え弁１
５を制御し、加熱ヒータ８により捕集フィルタ７を加熱
する。このとき捕集フィルタ７に捕集されている排気微
粒子を燃焼するのに必要であれば空気噴射弁９から空気
を導入する。これにより捕集フィルタ７に捕集されてい
る排気微粒子が燃焼せしめられ、捕集フィルタ７から排
除される。排気微粒子の燃焼と共に捕集フィルタ７から
は排気微粒子に吸着していたＳＯｘが放出される。しか
しながら排気ガスはＮＯｘ吸収剤１１をバイパスしてＮ
Ｏｘ吸収剤１１の下流側の排気通路６に流入する。この
ためＮＯｘ吸収剤１１にＳＯｘが吸収されず、したがっ
てＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力の低下が防止され
る。
【００１９】なお加熱ヒータ８を用いる代わりに気筒内
での燃焼温度を上昇し、温度の高い排気ガスを捕集フィ
ルタ７に流入させ、捕集フィルタ７に捕集されている排
気微粒子を燃焼させてもよい。また吸入空気量を少なく
するための絞り弁を吸気通路３内に配置し、捕集フィル
タ７の再生時に絞り弁を絞って吸入空気量を少なくし、
捕集フィルタ７内に流入する排気ガスの量を少なくする
と、捕集フィルタ７に捕集されている排気微粒子が燃焼
しやすくなる。
での燃焼温度を上昇し、温度の高い排気ガスを捕集フィ
ルタ７に流入させ、捕集フィルタ７に捕集されている排
気微粒子を燃焼させてもよい。また吸入空気量を少なく
するための絞り弁を吸気通路３内に配置し、捕集フィル
タ７の再生時に絞り弁を絞って吸入空気量を少なくし、
捕集フィルタ７内に流入する排気ガスの量を少なくする
と、捕集フィルタ７に捕集されている排気微粒子が燃焼
しやすくなる。
【００２０】次に第一実施形態のＮＯｘ浄化処理の詳細
を図２のフローチャートを参照して説明する。ステップ
Ｓ１００において前回ＮＯｘ吸収剤１１にＨＣあるいは
ＣＯを供給してから現在までの時間ｔが予め定められた
時間ｔ０より大きい（ｔ＞ｔ０）か否かが判別される。
ｔ＞ｔ０であるときにはＨＣあるいはＣＯをＮＯｘ吸収
剤１１に供給する必要がないと判断し、処理を終了す
る。一方、ｔ≦ｔ０であるときにはＨＣあるいはＣＯを
ＮＯｘ吸収剤１１に供給すべきと判断し、ステップＳ１
０２に進んで現在のＮＯｘ吸収剤１１の下流側の排気通
路６内の空燃比ＡＦが予め定められた空燃比ＡＦ０より
大きい（ＡＦ＞ＡＦ０）か否かが判別される。なおＡＦ
０は理論空燃比である。ＡＦ＞ＡＦ０であるときにはＮ
Ｏｘ吸収剤１１において必要な量のＨＣあるいはＣＯが
供給されておらず、供給するＨＣあるいはＣＯを減量す
べきと判断し、ステップＳ１０４に進んで現在供給しよ
うとしているＨＣあるいはＣＯの量を増量し、ステップ
Ｓ１０６においてこの増量した量のＨＣを燃料噴射弁か
ら噴射し、処理を終了する。一方、ＡＦ≦ＡＦ０である
ときにはＮＯｘ吸収剤１１からＨＣあるいはＣＯが流出
していると判断し、ステップＳ１０８に進んで現在供給
しようとしているＨＣあるいはＣＯの量を減量し、ステ
ップＳ１０６においてこの減量した量のＨＣあるいはＣ
Ｏを燃料噴射弁から噴射し、処理を終了する。もちろん
ステップＳ１０２においてＡＦ≦ＡＦ０であるときにＨ
ＣあるいはＣＯの噴射を停止してもよい。
を図２のフローチャートを参照して説明する。ステップ
Ｓ１００において前回ＮＯｘ吸収剤１１にＨＣあるいは
ＣＯを供給してから現在までの時間ｔが予め定められた
時間ｔ０より大きい（ｔ＞ｔ０）か否かが判別される。
ｔ＞ｔ０であるときにはＨＣあるいはＣＯをＮＯｘ吸収
剤１１に供給する必要がないと判断し、処理を終了す
る。一方、ｔ≦ｔ０であるときにはＨＣあるいはＣＯを
ＮＯｘ吸収剤１１に供給すべきと判断し、ステップＳ１
０２に進んで現在のＮＯｘ吸収剤１１の下流側の排気通
路６内の空燃比ＡＦが予め定められた空燃比ＡＦ０より
大きい（ＡＦ＞ＡＦ０）か否かが判別される。なおＡＦ
０は理論空燃比である。ＡＦ＞ＡＦ０であるときにはＮ
Ｏｘ吸収剤１１において必要な量のＨＣあるいはＣＯが
供給されておらず、供給するＨＣあるいはＣＯを減量す
べきと判断し、ステップＳ１０４に進んで現在供給しよ
うとしているＨＣあるいはＣＯの量を増量し、ステップ
Ｓ１０６においてこの増量した量のＨＣを燃料噴射弁か
ら噴射し、処理を終了する。一方、ＡＦ≦ＡＦ０である
ときにはＮＯｘ吸収剤１１からＨＣあるいはＣＯが流出
していると判断し、ステップＳ１０８に進んで現在供給
しようとしているＨＣあるいはＣＯの量を減量し、ステ
ップＳ１０６においてこの減量した量のＨＣあるいはＣ
Ｏを燃料噴射弁から噴射し、処理を終了する。もちろん
ステップＳ１０２においてＡＦ≦ＡＦ０であるときにＨ
ＣあるいはＣＯの噴射を停止してもよい。
【００２１】次に第一実施形態の捕集フィルタの再生処
理の詳細を図３のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２００において捕集フィルタ７の上流側の排
気圧力Ｐが予め定められた排気圧力Ｐ０より大きい（Ｐ
＞Ｐ０）か否かが判別される。Ｐ＞Ｐ０であるときには
捕集フィルタ７に多量の排気微粒子が堆積し、内燃機関
の排気特性を損なう可能性があるため、捕集フィルタ７
の再生処理を実行すべきと判断し、ステップＳ２０２に
おいて排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１をバイパスして流れ
るように切換え弁１５を駆動し、次にステップＳ２０４
において捕集フィルタ７内の排気微粒子を燃焼すべく加
熱ヒータ８を作動し、次にステップＳ２０６においてこ
の排気微粒子の燃焼を促進するために空気噴射弁９から
空気を噴射し、処理を終了する。一方、Ｐ≦Ｐ０である
ときには捕集フィルタ７に堆積している排気微粒子は比
較的少量であり、捕集フィルタ７の再生処理を実行する
必要はないと判断し、または再生処理の実行中にステッ
プＳ２０８に進んだときには捕集フィルタ７の再生処理
が完了したと判断し、ステップＳ２０８で空気噴射弁９
からの空気の噴射を停止し、次にステップＳ２１０にお
いて加熱ヒータ８を停止し、ステップＳ２１２において
排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように切換え弁
１５を駆動し、再生処理を終了する。
理の詳細を図３のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２００において捕集フィルタ７の上流側の排
気圧力Ｐが予め定められた排気圧力Ｐ０より大きい（Ｐ
＞Ｐ０）か否かが判別される。Ｐ＞Ｐ０であるときには
捕集フィルタ７に多量の排気微粒子が堆積し、内燃機関
の排気特性を損なう可能性があるため、捕集フィルタ７
の再生処理を実行すべきと判断し、ステップＳ２０２に
おいて排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１をバイパスして流れ
るように切換え弁１５を駆動し、次にステップＳ２０４
において捕集フィルタ７内の排気微粒子を燃焼すべく加
熱ヒータ８を作動し、次にステップＳ２０６においてこ
の排気微粒子の燃焼を促進するために空気噴射弁９から
空気を噴射し、処理を終了する。一方、Ｐ≦Ｐ０である
ときには捕集フィルタ７に堆積している排気微粒子は比
較的少量であり、捕集フィルタ７の再生処理を実行する
必要はないと判断し、または再生処理の実行中にステッ
プＳ２０８に進んだときには捕集フィルタ７の再生処理
が完了したと判断し、ステップＳ２０８で空気噴射弁９
からの空気の噴射を停止し、次にステップＳ２１０にお
いて加熱ヒータ８を停止し、ステップＳ２１２において
排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように切換え弁
１５を駆動し、再生処理を終了する。
【００２２】次に本発明の第二実施形態の排気浄化装置
を説明する。排気ガス中にはＮＯ、ＨＣおよび可溶性有
機物質（ＳＯＦ）など還元剤として機能する物質が含ま
れている。したがって第一実施形態では捕集フィルタ７
の再生時に捕集フィルタ７に上記還元剤が流入し、多量
の酸素（Ｏ2 ）を消費してしまう。このため捕集フィル
タ７に捕集された排気微粒子を燃焼するのに必要な酸素
が不足する。したがって捕集フィルタ７内の排気微粒子
を全て燃焼するのに長い時間がかかる。捕集フィルタ７
の再生時では排気ガスはＮＯｘ吸収剤１１には流入しな
いため、捕集フィルタ７の再生に長い時間がかかると、
ＮＯｘ吸収剤１１の下流側に放出されるＮＯｘの量が多
くなるという問題がある。また、不足した酸素を補うた
めには内燃機関の空燃比をさらにリーンとするか又は空
気噴射弁９から噴射する空気の量を増やす必要がある。
内燃機関の空燃比をさらにリーンとする場合には機関出
力が低下してしまうという問題がある。また空気噴射弁
９から噴射する空気の量を増やす場合には必要な量の空
気を噴射できない可能性があるという問題がある。さら
に酸素が不足しなければ空気噴射弁が不要であった場合
には空気噴射弁を配置したために製造コストが上昇す
る。そこで第二実施形態では捕集フィルタにおいてＨＣ
やＣＯやＳＯＦが酸素を消費することを防止する。
を説明する。排気ガス中にはＮＯ、ＨＣおよび可溶性有
機物質（ＳＯＦ）など還元剤として機能する物質が含ま
れている。したがって第一実施形態では捕集フィルタ７
の再生時に捕集フィルタ７に上記還元剤が流入し、多量
の酸素（Ｏ2 ）を消費してしまう。このため捕集フィル
タ７に捕集された排気微粒子を燃焼するのに必要な酸素
が不足する。したがって捕集フィルタ７内の排気微粒子
を全て燃焼するのに長い時間がかかる。捕集フィルタ７
の再生時では排気ガスはＮＯｘ吸収剤１１には流入しな
いため、捕集フィルタ７の再生に長い時間がかかると、
ＮＯｘ吸収剤１１の下流側に放出されるＮＯｘの量が多
くなるという問題がある。また、不足した酸素を補うた
めには内燃機関の空燃比をさらにリーンとするか又は空
気噴射弁９から噴射する空気の量を増やす必要がある。
内燃機関の空燃比をさらにリーンとする場合には機関出
力が低下してしまうという問題がある。また空気噴射弁
９から噴射する空気の量を増やす場合には必要な量の空
気を噴射できない可能性があるという問題がある。さら
に酸素が不足しなければ空気噴射弁が不要であった場合
には空気噴射弁を配置したために製造コストが上昇す
る。そこで第二実施形態では捕集フィルタにおいてＨＣ
やＣＯやＳＯＦが酸素を消費することを防止する。
【００２３】図２に示したように第二実施形態の排気浄
化装置では機関本体１と捕集フィルタ７との間の排気通
路６にＮＯ、ＨＣおよびＳＯＦなどの還元剤を酸化する
ための酸化触媒１８が配置される。その他の構成は第一
実施形態と同じであるので説明は省略する。
化装置では機関本体１と捕集フィルタ７との間の排気通
路６にＮＯ、ＨＣおよびＳＯＦなどの還元剤を酸化する
ための酸化触媒１８が配置される。その他の構成は第一
実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００２４】第二実施形態によれば酸化触媒１８におい
てＮＯ、ＨＣおよびＳＯＦなどの還元剤が酸化されるた
め、捕集フィルタ７の再生時に捕集フィルタ７内の酸素
がこれら還元剤により消費されることはない。このため
少ない酸素量で早期に捕集フィルタ７内の排気微粒子を
燃焼することができる。したがって第二実施形態によれ
ば捕集フィルタ再生時においてもＮＯｘ吸収剤１１の下
流側に放出されるＮＯｘの量が低く抑えられる。またＮ
Ｏｘ吸収剤１１はＮＯをＮＯ2 の形にして吸収する。第
二実施形態では酸化触媒１８においてＮＯがＮＯ2 へと
酸化されるため、捕集フィルタ７の再生時以外では酸化
触媒１８の上流側のＮＯはＮＯ2 の形でＮＯｘ吸収剤１
１に流入する。したがって第二実施形態によればＮＯｘ
吸収剤１１がＮＯｘを吸収し易くなる。なお第二実施形
態のＮＯｘ浄化処理および捕集フィルタ再生処理は第一
実施形態と同じであるので説明は省略する。
てＮＯ、ＨＣおよびＳＯＦなどの還元剤が酸化されるた
め、捕集フィルタ７の再生時に捕集フィルタ７内の酸素
がこれら還元剤により消費されることはない。このため
少ない酸素量で早期に捕集フィルタ７内の排気微粒子を
燃焼することができる。したがって第二実施形態によれ
ば捕集フィルタ再生時においてもＮＯｘ吸収剤１１の下
流側に放出されるＮＯｘの量が低く抑えられる。またＮ
Ｏｘ吸収剤１１はＮＯをＮＯ2 の形にして吸収する。第
二実施形態では酸化触媒１８においてＮＯがＮＯ2 へと
酸化されるため、捕集フィルタ７の再生時以外では酸化
触媒１８の上流側のＮＯはＮＯ2 の形でＮＯｘ吸収剤１
１に流入する。したがって第二実施形態によればＮＯｘ
吸収剤１１がＮＯｘを吸収し易くなる。なお第二実施形
態のＮＯｘ浄化処理および捕集フィルタ再生処理は第一
実施形態と同じであるので説明は省略する。
【００２５】次に本発明の第三実施形態の排気浄化装置
を説明する。図３に示したように第三実施形態では排気
ガス中の排気微粒子を一時的に捕集するが或る期間内に
排気微粒子を放出する捕集手段としての捕集体１９が排
気通路６に配置される。第三実施形態の捕集体１９は多
孔質であり、排気微粒子は捕集体１９の孔内で一時的に
捕らえられる。しかしながら或る期間のうちには排気ガ
ス流により捕集体１９の下流側の排気通路６に放出され
る。捕集体１９の下流側の排気通路６には第一実施形態
と同じＮＯｘ吸収剤１１が配置される。さらにＮＯｘ吸
収剤１１の下流側の排気通路６には第一実施形態と同じ
捕集フィルタが配置される。その他の構成は第一実施形
態と同じであるので説明は省略する。なお第三実施形態
ではバイパス通路１３および切換え弁１５は設けられて
いない。
を説明する。図３に示したように第三実施形態では排気
ガス中の排気微粒子を一時的に捕集するが或る期間内に
排気微粒子を放出する捕集手段としての捕集体１９が排
気通路６に配置される。第三実施形態の捕集体１９は多
孔質であり、排気微粒子は捕集体１９の孔内で一時的に
捕らえられる。しかしながら或る期間のうちには排気ガ
ス流により捕集体１９の下流側の排気通路６に放出され
る。捕集体１９の下流側の排気通路６には第一実施形態
と同じＮＯｘ吸収剤１１が配置される。さらにＮＯｘ吸
収剤１１の下流側の排気通路６には第一実施形態と同じ
捕集フィルタが配置される。その他の構成は第一実施形
態と同じであるので説明は省略する。なお第三実施形態
ではバイパス通路１３および切換え弁１５は設けられて
いない。
【００２６】次に第三実施形態の排気浄化装置の作用を
説明する。上述したように排気ガス中の排気微粒子は捕
集体１９において一時的に捕らえられる。この排気微粒
子が捕集体１９に捕らえられている間に排気微粒子にＳ
Ｏｘが吸着する。その後、排気微粒子はＳＯｘと共に捕
集体１９から放出される。ＳＯｘは排気微粒子に吸着し
ているためＮＯｘ吸収剤１１に吸収されることなく、Ｎ
Ｏｘ吸収剤１１を通過する。ＮＯｘ吸収剤１１を通過し
た排気微粒子およびＳＯｘは捕集フィルタ７に捕集され
る。捕集フィルタ７は第一実施形態と同様に排気圧力が
予め定められた圧力より大きくなったときに再生され
る。したがって第二実施形態ではＮＯｘ吸収剤１１のＮ
Ｏｘ吸収能力がＳＯｘにより低下することはない。
説明する。上述したように排気ガス中の排気微粒子は捕
集体１９において一時的に捕らえられる。この排気微粒
子が捕集体１９に捕らえられている間に排気微粒子にＳ
Ｏｘが吸着する。その後、排気微粒子はＳＯｘと共に捕
集体１９から放出される。ＳＯｘは排気微粒子に吸着し
ているためＮＯｘ吸収剤１１に吸収されることなく、Ｎ
Ｏｘ吸収剤１１を通過する。ＮＯｘ吸収剤１１を通過し
た排気微粒子およびＳＯｘは捕集フィルタ７に捕集され
る。捕集フィルタ７は第一実施形態と同様に排気圧力が
予め定められた圧力より大きくなったときに再生され
る。したがって第二実施形態ではＮＯｘ吸収剤１１のＮ
Ｏｘ吸収能力がＳＯｘにより低下することはない。
【００２７】次に第三実施形態の捕集フィルタの再生処
理を図６のフローチャートを参照して説明する。なお第
三実施形態のＮＯｘ浄化処理は第一実施形態と同じであ
るので説明は省略する。ステップＳ３００において捕集
フィルタ７の上流側の排気圧力Ｐが予め定められた排気
圧力Ｐ０より大きい（Ｐ＞Ｐ０）か否かが判別される。
Ｐ＞Ｐ０であるときには捕集フィルタ７に多量の排気微
粒子が堆積し、内燃機関の排気特性を損なう可能性があ
るため、捕集フィルタ７の再生処理を実行すべきと判断
し、ステップＳ３０２において捕集フィルタ７内の排気
微粒子を燃焼すべく加熱ヒータ８を作動し、次にステッ
プＳ３０４においてこの排気微粒子の燃焼を促進するた
めに空気噴射弁９から空気を噴射し、処理を終了する。
一方、Ｐ≦Ｐ０であるときには捕集フィルタ７に堆積し
ている排気微粒子は比較的少量であり、捕集フィルタ７
の再生処理を実行する必要はないと判断し、または再生
処理の実行中にステップＳ３０６に進んだときには捕集
フィルタ７の再生処理が完了したと判断し、ステップＳ
３０６で空気噴射弁９からの空気の噴射を停止し、次に
ステップＳ３０８において加熱ヒータ８を停止し、再生
処理を終了する。
理を図６のフローチャートを参照して説明する。なお第
三実施形態のＮＯｘ浄化処理は第一実施形態と同じであ
るので説明は省略する。ステップＳ３００において捕集
フィルタ７の上流側の排気圧力Ｐが予め定められた排気
圧力Ｐ０より大きい（Ｐ＞Ｐ０）か否かが判別される。
Ｐ＞Ｐ０であるときには捕集フィルタ７に多量の排気微
粒子が堆積し、内燃機関の排気特性を損なう可能性があ
るため、捕集フィルタ７の再生処理を実行すべきと判断
し、ステップＳ３０２において捕集フィルタ７内の排気
微粒子を燃焼すべく加熱ヒータ８を作動し、次にステッ
プＳ３０４においてこの排気微粒子の燃焼を促進するた
めに空気噴射弁９から空気を噴射し、処理を終了する。
一方、Ｐ≦Ｐ０であるときには捕集フィルタ７に堆積し
ている排気微粒子は比較的少量であり、捕集フィルタ７
の再生処理を実行する必要はないと判断し、または再生
処理の実行中にステップＳ３０６に進んだときには捕集
フィルタ７の再生処理が完了したと判断し、ステップＳ
３０６で空気噴射弁９からの空気の噴射を停止し、次に
ステップＳ３０８において加熱ヒータ８を停止し、再生
処理を終了する。
【００２８】次に本発明の第四実施形態の排気浄化装置
を説明する。図４に示したように第四実施形態では捕集
フィルタ７の上流側の排気通路６から捕集フィルタ７を
バイパスするバイパス通路２０が分岐している。バイパ
ス通路２０は捕集フィルタ７とＮＯｘ吸収剤１１との間
の排気通路６に合流される。バイパス通路２０の排気通
路６からの分岐部分２１には捕集フィルタ７またはバイ
パス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための
切換え弁２２が取り付けられる。その他の構成は第一実
施形態と同じであるので説明は省略する。
を説明する。図４に示したように第四実施形態では捕集
フィルタ７の上流側の排気通路６から捕集フィルタ７を
バイパスするバイパス通路２０が分岐している。バイパ
ス通路２０は捕集フィルタ７とＮＯｘ吸収剤１１との間
の排気通路６に合流される。バイパス通路２０の排気通
路６からの分岐部分２１には捕集フィルタ７またはバイ
パス通路のいずれか一方に排気ガスを流入させるための
切換え弁２２が取り付けられる。その他の構成は第一実
施形態と同じであるので説明は省略する。
【００２９】次に第四実施形態の排気浄化装置の作動を
説明する。ＮＯｘ浄化中の排気浄化装置の作動は第一実
施形態と同じである。捕集フィルタ７を再生すべきとき
には排気ガスがバイパス通路２０に流入するように切換
え弁２２が制御されると共に、加熱ヒータ８により捕集
フィルタ７が加熱され、必要に応じて空気噴射弁９から
空気が噴射される。これにより捕集フィルタ７内の排気
微粒子が燃焼せしめられ排除される。
説明する。ＮＯｘ浄化中の排気浄化装置の作動は第一実
施形態と同じである。捕集フィルタ７を再生すべきとき
には排気ガスがバイパス通路２０に流入するように切換
え弁２２が制御されると共に、加熱ヒータ８により捕集
フィルタ７が加熱され、必要に応じて空気噴射弁９から
空気が噴射される。これにより捕集フィルタ７内の排気
微粒子が燃焼せしめられ排除される。
【００３０】ところで第四実施形態ではＮＯｘ吸収剤１
１に流入する排気ガス中には機関本体１から直接流入す
る排気ガスと捕集フィルタ７から排出された排気ガスと
が含まれる。仮にＮＯｘ吸収剤１１に流入した排気ガス
の空燃比がリーンである場合、捕集フィルタ７の再生時
に排気微粒子から離脱したＳＯｘがＮＯｘ吸収剤１１に
吸収し、ＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力が低下す
る。そこで第四実施形態ではＮＯｘ吸収剤１１に流入す
る排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチとなるよ
うに、捕集フィルタ７から排出される排気ガスの空燃比
に応じて、内燃機関から排出される排気ガス中の空燃比
をリッチとする。したがってＮＯｘ吸収剤１１に流入す
る排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチであるた
めＳＯｘはＮＯｘ吸収剤１１に吸収されない。したがっ
て第四実施形態によればＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収
能力の低下が抑制される。なお内燃機関から排出される
排気ガス中の空燃比は、ＮＯｘ吸収剤１１から排出され
る排気ガスの空燃比が理論空燃比となるように、すなわ
ちＮＯｘ吸収剤１１から排出される排気ガス中にＨＣが
含まれていないように制御せしめられる。
１に流入する排気ガス中には機関本体１から直接流入す
る排気ガスと捕集フィルタ７から排出された排気ガスと
が含まれる。仮にＮＯｘ吸収剤１１に流入した排気ガス
の空燃比がリーンである場合、捕集フィルタ７の再生時
に排気微粒子から離脱したＳＯｘがＮＯｘ吸収剤１１に
吸収し、ＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収能力が低下す
る。そこで第四実施形態ではＮＯｘ吸収剤１１に流入す
る排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチとなるよ
うに、捕集フィルタ７から排出される排気ガスの空燃比
に応じて、内燃機関から排出される排気ガス中の空燃比
をリッチとする。したがってＮＯｘ吸収剤１１に流入す
る排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチであるた
めＳＯｘはＮＯｘ吸収剤１１に吸収されない。したがっ
て第四実施形態によればＮＯｘ吸収剤１１のＮＯｘ吸収
能力の低下が抑制される。なお内燃機関から排出される
排気ガス中の空燃比は、ＮＯｘ吸収剤１１から排出され
る排気ガスの空燃比が理論空燃比となるように、すなわ
ちＮＯｘ吸収剤１１から排出される排気ガス中にＨＣが
含まれていないように制御せしめられる。
【００３１】次に第四実施形態の捕集フィルタの再生処
理の詳細を説明する。なお第四実施形態のＮＯｘ浄化処
理は第一実施形態と同じであるので説明は省略する。ス
テップＳ４００において捕集フィルタ７の上流側の排気
圧力Ｐが予め定められた排気圧力Ｐ０より大きい（Ｐ＞
Ｐ０）か否かが判別される。Ｐ＞Ｐ０であるときには捕
集フィルタ７に多量の排気微粒子が堆積し、内燃機関の
排気特性を損なう可能性があるため、捕集フィルタ７の
再生処理を実行すべきと判断し、ステップＳ４０２にお
いて排気ガスが捕集フィルタ７をバイパスして流れるよ
うに切換え弁２２を駆動し、次にステップＳ４０４にお
いて捕集フィルタ７内の排気微粒子を燃焼すべく加熱ヒ
ータ８を作動し、次にステップＳ４０６においてこの排
気微粒子の燃焼を促進するために空気噴射弁９から空気
を噴射し、ステップＳ４０８に進む。一方、Ｐ≦Ｐ０で
あるときには捕集フィルタ７に堆積している排気微粒子
は比較的少量であり、捕集フィルタ７の再生処理を実行
する必要はないと判断し、または再生処理の実行中にス
テップＳ４１６に進んだときには捕集フィルタ７の再生
処理が完了したと判断し、ステップＳ４１６で空気噴射
弁９からの空気の噴射を停止し、次にステップＳ４１８
において加熱ヒータ８を停止し、ステップＳ４２０にお
いて排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように切換
え弁２２を駆動し、再生処理を終了する。
理の詳細を説明する。なお第四実施形態のＮＯｘ浄化処
理は第一実施形態と同じであるので説明は省略する。ス
テップＳ４００において捕集フィルタ７の上流側の排気
圧力Ｐが予め定められた排気圧力Ｐ０より大きい（Ｐ＞
Ｐ０）か否かが判別される。Ｐ＞Ｐ０であるときには捕
集フィルタ７に多量の排気微粒子が堆積し、内燃機関の
排気特性を損なう可能性があるため、捕集フィルタ７の
再生処理を実行すべきと判断し、ステップＳ４０２にお
いて排気ガスが捕集フィルタ７をバイパスして流れるよ
うに切換え弁２２を駆動し、次にステップＳ４０４にお
いて捕集フィルタ７内の排気微粒子を燃焼すべく加熱ヒ
ータ８を作動し、次にステップＳ４０６においてこの排
気微粒子の燃焼を促進するために空気噴射弁９から空気
を噴射し、ステップＳ４０８に進む。一方、Ｐ≦Ｐ０で
あるときには捕集フィルタ７に堆積している排気微粒子
は比較的少量であり、捕集フィルタ７の再生処理を実行
する必要はないと判断し、または再生処理の実行中にス
テップＳ４１６に進んだときには捕集フィルタ７の再生
処理が完了したと判断し、ステップＳ４１６で空気噴射
弁９からの空気の噴射を停止し、次にステップＳ４１８
において加熱ヒータ８を停止し、ステップＳ４２０にお
いて排気ガスがＮＯｘ吸収剤１１に流入するように切換
え弁２２を駆動し、再生処理を終了する。
【００３２】ステップＳ４０８では現在のＮＯｘ吸収剤
１１の下流側の排気通路６内の空燃比ＡＦが予め定めら
れた空燃比ＡＦ０より大きい（ＡＦ＞ＡＦ０）か否かが
判別される。なおＡＦ０は理論空燃比である。ＡＦ＞Ａ
Ｆ０であるときにはＮＯｘ吸収剤１１において必要な量
のＨＣが供給されておらず、供給するＨＣを減量すべき
と判断し、ステップＳ４１０に進んで現在供給しようと
しているＨＣの量を増量し、ステップＳ４１２において
この増量した量のＨＣを燃料噴射弁から噴射し、処理を
終了する。一方、ＡＦ≦ＡＦ０であるときにはＮＯｘ吸
収剤１１からＨＣが流出していると判断し、ステップＳ
４１４に進んで現在供給しようとしているＨＣの量を減
量し、ステップＳ４１２においてこの減量した量のＨＣ
を燃料噴射弁から噴射し、処理を終了する。もちろんス
テップＳ４０８においてＡＦ≦ＡＦ０であるときにＨＣ
の噴射を停止してもよい。
１１の下流側の排気通路６内の空燃比ＡＦが予め定めら
れた空燃比ＡＦ０より大きい（ＡＦ＞ＡＦ０）か否かが
判別される。なおＡＦ０は理論空燃比である。ＡＦ＞Ａ
Ｆ０であるときにはＮＯｘ吸収剤１１において必要な量
のＨＣが供給されておらず、供給するＨＣを減量すべき
と判断し、ステップＳ４１０に進んで現在供給しようと
しているＨＣの量を増量し、ステップＳ４１２において
この増量した量のＨＣを燃料噴射弁から噴射し、処理を
終了する。一方、ＡＦ≦ＡＦ０であるときにはＮＯｘ吸
収剤１１からＨＣが流出していると判断し、ステップＳ
４１４に進んで現在供給しようとしているＨＣの量を減
量し、ステップＳ４１２においてこの減量した量のＨＣ
を燃料噴射弁から噴射し、処理を終了する。もちろんス
テップＳ４０８においてＡＦ≦ＡＦ０であるときにＨＣ
の噴射を停止してもよい。
【００３３】
【発明の効果】一番目〜三番目の発明によれば捕集手段
が再生されたときに捕集手段から排出されるＳＯｘがＮ
Ｏｘ吸収剤に流入しない。このためＳＯｘがＮＯｘ吸収
剤に吸収されることはない。したがってＮＯｘ吸収剤の
ＮＯｘ吸収能力の低下が抑制される。
が再生されたときに捕集手段から排出されるＳＯｘがＮ
Ｏｘ吸収剤に流入しない。このためＳＯｘがＮＯｘ吸収
剤に吸収されることはない。したがってＮＯｘ吸収剤の
ＮＯｘ吸収能力の低下が抑制される。
【００３４】
【００３５】四番目〜六番目の発明によれば捕集手段が
再生されたときにはＮＯｘ吸収剤に空燃比が理論空燃比
またはリッチである排気ガスが流入する。ＮＯｘ吸収剤
における排気ガスの空燃比は理論空燃比またはリッチで
あるため、ＳＯｘがＮＯｘ吸収剤に吸収されることはな
い。したがってＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の低下が
抑制される。
再生されたときにはＮＯｘ吸収剤に空燃比が理論空燃比
またはリッチである排気ガスが流入する。ＮＯｘ吸収剤
における排気ガスの空燃比は理論空燃比またはリッチで
あるため、ＳＯｘがＮＯｘ吸収剤に吸収されることはな
い。したがってＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の低下が
抑制される。
【図１】本発明の第一実施形態の排気浄化装置を採用し
た内燃機関を示す図である。
た内燃機関を示す図である。
【図２】第一実施形態のＮＯｘ浄化処理のフローチャー
トである。
トである。
【図３】第一実施形態の捕集フィルタの再生処理のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図４】本発明の第二実施形態の排気浄化装置を採用し
た内燃機関を示す図である。
た内燃機関を示す図である。
【図５】本発明の第三実施形態の排気浄化装置を採用し
た内燃機関を示す図である。
た内燃機関を示す図である。
【図６】第三実施形態の捕集フィルタの再生処理のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】本発明の第四実施形態の排気浄化装置を採用し
た内燃機関を示す図である。
た内燃機関を示す図である。
【図８】第四実施形態の捕集フィルタの再生処理のフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１…機関本体 ６…排気通路 ７…捕集フィルタ ９…空気噴射弁 １１…ＮＯｘ吸収剤 １２…空燃比センサ １３、２０…バイパス通路 １５、２２…切換え弁 １８…酸化触媒 １９…捕集体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ (72)発明者 伊藤 和浩 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 岩▲崎▼ ▲英▼二 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 吉▲崎▼ 康二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−53442（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−336914（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−117220（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−148413（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/20 - 3/24 F01N 3/02 301 F01N 3/08
Claims (6)
- 【請求項１】 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、流入する排気ガス中の酸素濃
度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤
を内燃機関の排気通路に配置すると共に、排気微粒子を
捕集するための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤の上流側の
排気通路に配置した内燃機関の排気浄化装置において、
前記捕集手段に捕集された排気微粒子を除去して該捕集
手段を再生するための再生手段と、該捕集手段を再生し
たときに該捕集手段を通過した排気ガスが前記ＮＯｘ吸
収剤に流入することを防止する流入防止手段とを具備す
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 上記捕集手段に捕集されている排気微粒
子に排気ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている
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】 前記流入防止手段は前記捕集手段と前記
ＮＯｘ吸収剤との間の排気通路から分岐され、該ＮＯｘ
吸収剤をバイパスするバイパス通路と、前記ＮＯｘ吸収
剤またはバイパス通路のいずれか一方に排気ガスを流入
させるための切換え弁とを具備し、前記捕集手段が再生
されたときには排気ガスがバイパス通路に流入するよう
に前記切換え弁を制御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】 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、流入する排気ガス中の酸素濃
度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤
を内燃機関の排気通路に配置すると共に、排気微粒子を
捕集するための捕集手段を前記ＮＯｘ吸収剤の上流側の
排気通路に配置した内燃機関の排気浄化装置において、
前記捕集手段に捕集された排気微粒子を除去して該捕集
手段を再生するための再生手段と、捕集手段が再生され
ているときに前記ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガスの空
燃比を理論空燃比またはリッチとする空燃比制御手段と
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】 上記捕集手段に捕集されている排気微粒
子に排気ガス中のＳＯｘが吸着されるようにされている
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化
装置。 - 【請求項６】 前記空燃比制御手段は、前記捕集手段の
上流側の排気通路から分岐され、該捕集手段をバイパス
して前記捕集手段の下流側の排気通路に接続されたバイ
パス通路と、前記捕集手段またはバイパス通路のいずれ
か一方に排気ガスを流入させるための切換え弁とを具備
し、前記再生手段により前記捕集手段が再生されたとき
に排気ガスが前記捕集手段をバイパスして前記ＮＯｘ吸
収剤に流入するように前記切換え弁を制御することを特
徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21314098A JP3228232B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| EP99114675A EP0976915B1 (en) | 1998-07-28 | 1999-07-27 | Exhaust gas purification device |
| US09/362,287 US6233927B1 (en) | 1998-07-28 | 1999-07-27 | Exhaust gas purification device |
| DE69921036T DE69921036T2 (de) | 1998-07-28 | 1999-07-27 | Abgasreinigungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21314098A JP3228232B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000045755A JP2000045755A (ja) | 2000-02-15 |
| JP3228232B2 true JP3228232B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16634247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21314098A Expired - Lifetime JP3228232B2 (ja) | 1998-07-28 | 1998-07-28 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6233927B1 (ja) |
| EP (1) | EP0976915B1 (ja) |
| JP (1) | JP3228232B2 (ja) |
| DE (1) | DE69921036T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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