JP2002030927A

JP2002030927A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2002030927A
Application number: JP2000216450A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Otsubo; 康彦大坪; Hisafumi Magata; 尚史曲田; Soichi Matsushita; 宗一松下; Yukihiro Tsukasaki; 之弘塚崎; Hiroki Matsuoka; 広樹松岡; Kotaro Hayashi; 孝太郎林; Shinobu Ishiyama; 忍石山; Masaaki Kobayashi; 正明小林; Daisuke Shibata; 大介柴田; Akihiko Negami; 秋彦根上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP3487267B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯｘ吸収剤によるＮＯx還元浄化用に用いら
れる還元剤およびＳＯｘ被毒回復処理用燃料が、排気ポ
ートに付着した場合にまたは付着防止用にそれら還元剤
等の蒸発を促進する手段を用いることで、ＮＯx還元浄
化やＳＯｘ被毒回復処理を効果的に行うこと。【解決手段】排気管１６に設けられこの排気管１６を流
れる排気ガス中のＮＯｘを吸収する吸蔵還元型ＮＯx触
媒１７と、吸蔵還元型ＮＯx触媒１７に燃料添加を行う
燃料添加ノズル１９と、この燃料添加ノズル１９による
燃料添加の要否を判断する燃料添加判断手段としてのＥ
ＣＵ９と、添加燃料の蒸発を促進する蒸発促進手段とを
備え、燃料添加判断手段であるＥＣＵ９により燃料添加
要の判断がなされたことにより燃料添加ノズル１９を作
動して吸蔵還元型ＮＯx触媒１７への燃料添加を前記蒸
発促進手段であるＥＣＵ９により前記添加燃料の蒸発を
促進させつつ行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼可能な内
燃機関（以下「希薄燃焼式内燃機関」という。）から排
出される排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】希薄燃焼式内燃機関はその通常運転時に
おける排気ガスの空燃比がリーンであるため排気中に残
存酸素が多く、従来型のガソリンエンジンで普及してい
る三元触媒を利用した排気浄化は原理的に困難である。

【０００３】そこで希薄燃焼式内燃機関では選択還元型
ＮＯx触媒やリーンＮＯｘ触媒等のＮＯx吸収剤を用いて
排気浄化を行う。

【０００４】前者の選択還元型ＮＯx触媒は、これが酸
素過剰の雰囲気下にあるときに炭化水素（ＨＣ）を添加
することでＮＯxを還元または分解する触媒である。し
たがって、選択還元型ＮＯx触媒を用いた希薄燃焼式内
燃機関のＮＯx浄化にはＨＣ成分からなる還元剤を供給
する必要がある。還元剤としては、通常、機関燃料が適
用される。

【０００５】後者の吸蔵還元型ＮＯx触媒は、この触媒
への流入排気ガスの空燃比がリーンのときに窒素酸化物
（以下「ＮＯｘ」という。）を吸収し、流入排気ガスの
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、この放
出されたＮＯｘに還元剤を添加することで窒素（以下
「Ｎ₂」）等に還元浄化する触媒である。

【０００６】希薄燃焼式内燃機関は既述のようにその通
常運転時における排気ガスの空燃比がリーンであるから
このような吸蔵還元型ＮＯx触媒を希薄燃焼式内燃機関
に用いると、排気ガス中のＮＯxは吸蔵還元型ＮＯx触媒
によって吸収される。

【０００７】しかしリーン空燃比の排気ガスを吸蔵還元
型ＮＯx触媒に供給し続けるとそのＮＯx吸収能力が限界
に達してそれ以上にＮＯxを吸収できない飽和状態とな
り、ＮＯxがリーンＮＯｘ触媒からリークしてしまうこ
とが考えられる。

【０００８】そこで、前記飽和状態になる前に所定タイ
ミングで流入排気ガスの空燃比をリッチにして酸素濃度
を極度に低下させて前記リークを防止しＮＯx吸収能力
を回復するようにしている（以下「吸蔵還元型ＮＯx触
媒の再生」という。）。

【０００９】なお、前記ＮＯｘ吸収剤への還元剤の供給
は、排気ポートに備え付けたノズルから、内燃機関の運
転状態に応じて連続的あるいは間欠的に機関燃料を噴射
することで行う。

【００１０】一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒に排気ガスを
流し続けると、当該触媒は、燃料に含まれている硫黄分
が燃焼した際の硫黄酸化物（以下「ＳＯx」という。）
の生成に起因したＮＯｘ吸収能力の低下現象、いわゆる
ＳＯｘ被毒を引き起こす。このため、ＳＯｘ被毒の状態
にある吸蔵還元型ＮＯx触媒は、ＳＯｘ被毒からの回復
処理（以下特に断らない限り「被毒回復処理」とい
う。）を行う必要がある。

【００１１】被毒状態にある吸蔵還元型ＮＯx触媒を回
復させるには、吸蔵還元型ＮＯx触媒を再生する場合よ
りも大幅に高い温度（例えば、６００〜６５０゜Ｃ）に
保持し、かつＮＯx触媒に流入する排気ガスの空燃比
（以下「排気空燃比」という。）を理論空燃比あるいは
リッチ空燃比にする必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】排気空燃比を理論空燃
比やリッチ空燃比にするにあたって、前記排気ポートに
備え付けの燃料添加ノズルからＮＯx触媒の還元浄化用
以外に被毒回復処理用として機関燃料を噴射する場合が
あるが、排気管のうち噴射燃料が直接当たる部位（排気
ポートやエキゾーストマニホルド）では前記機関燃料が
付着してしまい、その結果、ＮＯx触媒の還元浄化やＳ
Ｏｘ被毒回復用に吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給されるべ
き量の燃料が不足してしまうことが考えられる。

【００１３】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その解決しようとする課題は、例えばＮＯｘ吸
収剤によるＮＯｘ触媒の還元浄化用の還元剤およびＳＯ
ｘ被毒回復処理用燃料が、排気ポートに付着した場合に
または付着防止用にそれら還元剤等の蒸発を促進する手
段を用いることで、ＮＯxの還元浄化やＳＯｘ被毒回復
処理を効果的に行うことにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明内燃機関の排気浄化装置は、次の手段を講じ
た。

【００１５】（１）本発明内燃機関の排気浄化装置は、
機関排気通路に設けられこの機関排気通路を流れる排気
ガスのＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤と、前記ＮＯｘ吸
収剤へ燃料添加を行う燃料添加手段と、この燃料添加手
段による燃料添加の要否を判断する燃料添加判断手段
と、添加燃料の蒸発を促進する蒸発促進手段とを備え、
前記燃料添加判断手段により燃料添加要の判断がなされ
たことにより前記燃料添加手段を作動して前記ＮＯｘ吸
収剤への燃料添加を前記蒸発促進手段により前記添加燃
料の蒸発を促進させつつ行う。

【００１６】ここで、内燃機関全体の制御を行うＥＣＵ
について簡単に述べるとともに、本項の構成要素につい
て説明する。

【００１７】ＥＣＵは、周知のごとくデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バスによって相互に接続した、
中央処理制御装置であるＣＰＵ，読み出し専用メモリで
あるＲＯＭ，ランダムアクセスメモリであるＲＡＭ，入
力ポート，出力ポート等から構成する。

【００１８】入力ポートは、内燃機関や車輌に取り付け
た各種センサと電気的に接続され、これら各種センサの
出力信号が入力ポートを介してＥＣＵ内に入ると、これ
ら各センサに係るパラメータは一時的にＲＡＭに記憶さ
れる。

【００１９】そして、ＣＰＵは双方向性バスを通じてＲ
ＡＭに記憶しておいた前記パラメータを必要に応じて呼
び出し、これらのパラメータに基づいてＣＰＵが必要と
する演算処理を行い、この演算処理の結果、出力ポート
を介して内燃機関の各種構成部材が作動する。

【００２０】「ＮＯｘ吸収剤」としては、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒等を例示できる。当該触媒に用いるＮＯｘ浄化
用の還元剤は、軽油やガソリンなどＨＣ成分を含むも
の、すなわち内燃機関の燃焼用に用いる機関燃料を兼用
するとよい。

【００２１】「燃料添加手段」としては、機関燃料を噴
出するノズルおよびその関連部材である燃料ポンプ，燃
料パイプ，ノズルから噴射される機関燃料量を制御する
制御弁，および前記制御弁の作動制御を実現するアプリ
ケーションプログラムを例示できる。前記アプリケーシ
ョンプログラムの実行はＣＰＵによってなされＣＰＵの
属性はＥＣＵにある。

【００２２】「燃料添加判断手段」としては、機関運転
状態の履歴からＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯx量を推
定し、その推定ＮＯx量が予め設定した所定値に達した
ときに燃料添加時期と判断するように設定されたアプリ
ケーションプログラムを挙げられる。前記アプリケーシ
ョンプログラムの実行はＣＰＵによってなされＣＰＵの
属性はＥＣＵにある。よって、ＥＣＵのことを燃料添加
判断手段ということもできる。

【００２３】その燃料の添加量をどれだけかにするかは
推定ＮＯx量によって異なり、その推定ＮＯｘ量に合わ
せて所定時間だけ燃料添加手段を作動して所定量の燃料
を排気ガス中に供給し、ＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度を低下させ、ＮＯｘ吸収剤に吸収された
ＮＯxを放出させ、Ｎ₂に還元する。

【００２４】「蒸発促進手段」としては、燃料の防止を
効果的に図ることができるものであれば特にこだわらな
い。

【００２５】「内燃機関」としては、希薄燃焼式のリー
ンバーンガソリンエンジンや圧縮着火式のディーゼルエ
ンジンを例示できる。

【００２６】このような構成の本発明内燃機関の排気浄
化装置では、燃料添加判断手段により燃料添加要の判断
がなされよって燃料添加手段が作動すると、排気管のう
ち噴射燃料が直接当たる排気ポートやエキゾーストマニ
ホルドでは前記機関燃料が付着するようになるが、蒸発
促進手段により添加燃料の蒸発を促進する状態で燃料添
加手段を作動するので、排気ポートやエキゾーストマニ
ホルドへの噴射燃料の付着を防止できる。この結果、Ｎ
Ｏx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処理に本来必要な量の前
記燃料や還元剤が不足することがないので、ＮＯx還元
浄化やＳＯｘ被毒回復処理を効果的に行える。

【００２７】（２）前記蒸発促進手段は前記燃料添加手
段とともに機能するようにしてもよい。この場合、燃料
添加手段の使用によって添加燃料がＮＯｘ吸収剤に添加
されるとともに添加燃料の蒸発を促進する前記蒸発促進
手段が機能するので、排気ポートやエキゾーストマニホ
ルドへの噴射燃料の付着することがない。

【００２８】（３）好ましくは前記蒸発促進手段は前記
燃料添加手段の使用前から機能するようにすると好適で
ある。

【００２９】この場合、燃料添加手段から燃料がＮＯｘ
吸収剤に添加される前から添加燃料の蒸発を促進する蒸
発促進手段が機能するので、添加された燃料は即座に蒸
発するようになるので排気ポートやエキゾーストマニホ
ルドへの噴射燃料の付着を一層防止できる。

【００３０】（４）前記燃料添加手段から噴出した燃料
が直接当たる部分に前記蒸発促進手段を設けることが好
ましい。排気管のうち燃料が直接当たる前記部分に燃料
が一番付着し易い傾向にあるからである。

【００３１】（５）前記蒸発促進手段は、前記機関排気
通路内表面に熱伝導率の低い物質を備えてなるものでも
よい。熱伝導率は周知のごとく熱の伝わり易さを表す物
質定数であるから、熱伝導率が低い物質を機関排気通路
内表面に備えればそこに熱がこもるので、機関排気通路
内表面のうち熱伝導率が低い物質を具備した部分は具備
していない箇所よりも高温になる。よって、当該部分で
は燃料の蒸発が促進されるためそこに燃料が付着するこ
とはない。

【００３２】（６）前記蒸発促進手段は、前記機関排気
通路内表面のうち前記ノズルから噴出した燃料が直接当
たる部分を熱抵抗体で画成してなるものでもよい。前記
機関排気通路内表面のうち燃料が直接当たる部分を熱抵
抗体で画成すれば、当該画成された部分からの放熱が少
なくなるので、当該画成箇所は高温になり、燃料の蒸発
が促進されるため、当該部分に燃料が付着することはな
い。

【００３３】（７）前記蒸発促進手段は、前記機関排気
通路内表面のうち前記ノズルから噴出した燃料が直接当
たる部分を排気ガス熱の対流による集熱箇所となるよう
に前記燃料が直接当たる部分を形成することもできる。
集熱によって高温になるのでやはり燃料の付着を防止で
きる。

【００３４】（８）ヒータを前記蒸発促進手段として適
用するとともに前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加実行前か
ら前記ヒータを作動するようにしてもよい。この場合、
ヒータの設置によって当該設置個所が高温になるのでや
はり燃料の付着を防止できる。

【００３５】（９）前記ヒータは、機関排気通路のうち
排気集合管であるエキゾーストマニホルド全体を暖める
ことが好ましい。このようにすることで機関排気通路の
広範囲に亘って燃料の付着を防止できるからである。

【００３６】（１０）前記蒸発促進手段は、前記ノズル
に前記添加燃料噴霧用の空気を導入する空気導入通路を
備えたものであってもよい。燃料が空気によって攪拌さ
れるようになり、燃料の微粒子化が促進されるので、そ
れだけ燃料が蒸発し易くなるからである。

【００３７】（１１）機関排気通路に設けられこの機関
排気通路を流れる排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ
吸収剤と、前記ＮＯｘ吸収剤へ燃料添加を行う燃料添加
手段と、この燃料添加手段による燃料添加の要否を判断
する燃料添加判断手段と、エンジンの排気系から吸気系
に排気ガスを再循環する排気再循環装置と、機関吸気通
路に取り付けられ吸入空気量を制御する吸気絞り弁とを
備え、前記燃料添加判断手段により燃料添加要の判断が
なされたことにより前記燃料添加手段を作動して前記Ｎ
Ｏｘ吸収剤への燃料添加を行う場合には前記内燃機関の
停止を行うに際し事前に前記排気再循環装置の作動を停
止しかつ前記吸気絞り弁を全開することでも対応でき
る。

【００３８】この場合「ＮＯｘ吸収剤」，「燃料添加手
段」，「燃料添加判断手段」，「内燃機関」は、前記
（１）項で述べたものと同じであるので説明を省略す
る。

【００３９】「排気再循環装置」は、機関排気系から吸
気系に排気ガスを再循環する装置であって、主要構成部
品として排気系と吸気系とを機関本体をバイパスして結
ぶバイパス通路であるＥＧＲ通路を備える。また、ＥＧ
Ｒ通路は、その内部を排気系側から吸気系側に流れる排
気ガス（以下「ＥＧＲガス」という。）の量を制御する
制御弁（以下「ＥＧＲバルブ」という。）やＥＧＲ通路
を通るＥＧＲガスの温度を下げるＥＧＲクーラを設けて
ある。

【００４０】このような構成の本発明内燃機関の排気浄
化装置では、エンジンの排気系から吸気系に排気ガスを
再循環する排気再循環装置を備え、前記燃料添加判断手
段により燃料添加要の判断がなされたことにより前記燃
料添加手段を作動して前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加が
された場合には前記内燃機関の停止を行うに際し事前に
前記排気再循環装置の作動を停止しかつ前記吸気絞り弁
を全開するので、排気再循環装置を用いて排気再循環を
行っている場合に比して排気ガス量が増大する。よっ
て、燃料が排気ガスによって攪拌されるようになり、前
（１０）項で述べたように燃料の微粒子化が促進され
る。このためそれだけ燃料が蒸発し易くなって燃料の付
着を防止できる。この結果、ＮＯx還元浄化やＳＯｘ被
毒回復処理に本来必要な量の前記燃料や還元剤が不足す
ることがないので、ＮＯx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処
理を効果的に行える。

【００４１】（１２）機関排気通路に設けられこの機関
排気通路を流れる排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ
吸収剤と、前記ＮＯｘ吸収剤へ燃料添加を行う燃料添加
手段と、この燃料添加手段による燃料添加の要否を判断
する燃料添加判断手段と、前記機関排気通路の内壁温度
を検出する壁温検出手段と、前記燃料添加判断手段によ
り燃料添加要の判断がなされたことにより前記燃料添加
手段を作動して前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加の必要を
生じた場合でも前記壁温検出手段による検出値が所定値
以上にならなければ前記燃料添加手段の作動制御を行わ
ない制御手段とを備えるようにしてもよい。

【００４２】この場合「ＮＯｘ吸収剤」，「燃料添加手
段」，「燃料添加判断手段」，「内燃機関」は、前記
（１）項で述べたものと同じであるので説明を省略す
る。

【００４３】「壁温検出手段」としては、例えば壁温を
温度センサで測定することが挙げられるが、例えば前記
読み出し専用メモリＲＯＭに記憶され、縦軸に排気温度
をとり横軸に吸入空気量Ｇａをとってなる温度検出マッ
プから推定する手法を挙げられる。

【００４４】「所定値」とは、燃料添加手段によって、
排気管のうち噴射燃料が直接当たる排気ポートやエキゾ
ーストマニホルドに機関燃料が付着すると即座に蒸発を
促進するに十分な温度値を意味する。

【００４５】このような構成の本発明内燃機関の排気浄
化装置では、前記燃料添加判断手段により燃料添加要の
判断がなされよって前記燃料添加手段により前記ＮＯｘ
吸収剤への燃料添加の必要を生じた場合であっても前記
壁温検出手段による検出値が所定値以上にならなければ
前記制御手段によって前記燃料添加手段の作動制御が実
行されないので、排気ポートやエキゾーストマニホルド
への噴射燃料の付着を防止できる。この結果、ＮＯx還
元浄化やＳＯｘ被毒回復処理に本来必要な量の前記燃料
や還元剤が不足することがないので、ＮＯx還元浄化や
ＳＯｘ被毒回復処理を効果的に行える。

【００４６】

【発明の実施の形態】〔第１の実施の形態〕まず、図１
を参照して内燃機関の排気浄化装置の全体構成を説明す
る。

【００４７】エンジン１は直列４気筒ディーゼルエンジ
ンである。そしてこのエンジン１の各気筒の燃焼室に
は、吸気管３および吸入分岐管であるインテークマニホ
ルド２を介して吸気が導入される。

【００４８】吸気管３の始端にはエアクリーナ４を設け
てあり、吸気管３の途中には、エアフローメータ５，タ
ーボチャージャ６のコンプレッサ６ａ，インタークーラ
７，吸気絞り弁であるスロットルバルブ８を設けてあ
る。

【００４９】エアフローメータ５はエアクリーナ４を介
して吸気管３に流入する新気の空気量に応じた出力信号
をＥＣＵ９に出力する。ＥＣＵ９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ＲＯ
Ｍ（リードオンリメモリ），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１全体の制
御を行う。

【００５０】そしてエアフローメータ５の出力信号が入
力ポートを介してＥＣＵ９に入るとその出力信号に基づ
いてＣＰＵが吸入空気量Ｇａを演算する。

【００５１】また、エンジン１の各気筒の燃焼室にはそ
れぞれ燃料噴射弁であるインジェクタ１０から燃料（軽
油）が噴射される。この燃料は、図示しない燃料タンク
から燃料ポンプ１２によってポンプアップされコモンレ
ール１１を介してインジェクタ１０に供給される。イン
ジェクタ１０による燃料噴射量も内燃機関の運転状態に
基づいてＣＰＵが算出する。

【００５２】燃料ポンプ１２はエンジン１の図示しない
クランクシャフトによって駆動される。また各インジェ
クタ１０の開弁時期および開弁期間は、エンジン１の運
転状態に応じてＥＣＵ９によって制御される。

【００５３】また、エンジン１の各気筒の燃焼室で生じ
た排気ガスは、各気筒の排気ポート１３を結ぶ複数の枝
通路をまとめた形態の排気集合管であるエキゾーストマ
ニホルド１４に排出される。ここで、エンジン１の気筒
番号を、図１中右端に配置された気筒を１番気筒＃１と
して、左側へ順に、２番気筒＃２，３番気筒＃３とし、
図中左端に配置された気筒を４番気筒＃４とする。

【００５４】また、気筒＃１〜４の排気ポートに対応す
る前記枝通路をそれぞれ符合１４１から１４４を用いて
示す。

【００５５】エキゾーストマニホルド１４において４番
気筒＃４に対向する部位すなわちエキゾーストマニホル
ド１４の一端部分には、当該部分および排気管１６上に
設置した過給機であるターボチャージャ６を接続する接
続管１５を配管してある。接続管１５によって排気ガス
をターボチャージャ６のタービン６ｂに導く。タービン
６ｂは排気ガスによって回転しタービン６ｂと連結して
あるコンプレッサ６ａを作動して吸気を昇圧する。な
お、排気ポート１３から排気管１６の終端までを機関排
気通路ということにする。

【００５６】排気ガスはタービン６ｂを経由して排気管
１６におけるタービン６ｂの設置箇所よりも下流側に排
出された図示しないマフラーを経由して大気に排出され
る。排気管１６の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒（Ｎ
Ｏｘ吸収剤）１７を包蔵した触媒コンバータ１８を備え
ている。吸蔵還元型ＮＯx触媒１７については後で詳述
する。なお、吸蔵還元型ＮＯx触媒１７の代わりに選択
還元型ＮＯx触媒を用いてもよい。

【００５７】また、エンジン１のシリンダヘッド３０に
は、４番気筒＃４の排気ポート１３に臨ませて燃料添加
ノズル１９を取り付けてある。換言すれば、燃料添加ノ
ズル１９をエキゾーストマニホルド１４の一端部分に最
寄りの一気筒である４番気筒＃４の排気ポートに設置し
燃料添加ノズル１９には、燃料ポンプ１２でポンプアッ
プされた燃料が、燃料パイプ２０およびシリンダヘッド
３０に設けた燃料通路２１を介して供給可能になってお
り、燃料パイプ２０の途中に設けた制御弁２２により燃
料添加ノズル１９から吐出される燃料の量を制御する。
なお、制御弁２２はＥＣＵ９によりその開閉および開度
制御を行う。

【００５８】図２は図１のＩＩ−ＩＩ線縦断面であり、
図３は図１の要部拡大図であり、図３の×印で示す箇所
は燃料添加ノズル１９の吐出口の位置を意味する。図２
および図３からわかるように、燃料添加ノズル１９はそ
の吐出口から噴射する燃料が接続管１５に向かうように
取り付けてある。

【００５９】この実施の形態において、燃料ポンプ１
２，燃料パイプ２０，燃料添加ノズル１９から噴射され
る機関燃料量を制御する制御弁２２，燃料通路２１，燃
料添加ノズル１９および制御弁２２の作動制御延いては
燃料添加ノズル１９からの燃料噴射を実現する周知のア
プリケーションプログラムは、還元剤添加手段を構成す
る。なお、還元剤としては、一般に、機関燃料を使用す
る場合が多い。よって還元剤添加手段は燃料添加手段と
もいえこの明細書では以降還元剤添加手段を燃料添加手
段ということにする。またこの実施形態では内燃機関が
ディーゼルエンジンであるのでその燃料である例えば軽
油を還元剤として使用する。

【００６０】燃料添加ノズル１９から還元剤が吐出する
ので燃料添加ノズル１９を燃料添加手段の吐出口という
こともできる。燃料添加手段の吐出口である燃料添加ノ
ズル１９は、機関排気通路のうち吸蔵還元型ＮＯx触媒
１７の設置箇所よりも上流に設けられているので吸蔵還
元型ＮＯx触媒１７に燃料添加がなされるようになる。
また前記燃料添加手段による燃料添加の要否は次に述べ
る燃料添加判断手段によって判断する。

【００６１】燃料添加判断手段とは、機関運転状態の履
歴からＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯx量を推定し、そ
の推定ＮＯx量が予め設定した所定値に達したときに燃
料添加時期と判断するように設定された周知のアプリケ
ーションプログラムを挙げられる。このアプリケーショ
ンプログラムの実行はＣＰＵによってなされＣＰＵの属
性はＥＣＵ９にある。よって、ＥＣＵ９のことを燃料添
加判断手段ということもできる。

【００６２】その燃料の添加量をどれだけかにするかは
推定ＮＯx量によって異なり、その推定ＮＯｘ量に合わ
せて所定時間だけ燃料添加手段を作動して所定量の燃料
を排気ガス中に供給し、吸蔵還元型ＮＯx触媒１７に流
入する排気ガス中の酸素濃度を低下させ、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒１７に吸収されたＮＯxを放出させ、Ｎ₂に還元
する。

【００６３】また、エキゾーストマニホルド１４におい
て１番気筒＃１に対向する部位である他端部分には、排
気ガスの一部を吸気系に戻すための排気還流管（以下、
ＥＧＲ管と略す）２３の一端口である排気吸込口２３ａ
を接続してあり、ＥＧＲ管２３の他端は吸気系を構成す
るインテークマニホルド２に接続してある。この他端部
分に排気吸込口２３ａを接続することで当該部分に各気
筒から流入した排気ガスが集合する。

【００６４】またＥＧＲ管２３の途中にはＥＧＲクーラ
２４とＥＧＲバルブ２５を設けてある。

【００６５】ＥＧＲクーラ２４はＥＧＲガスと機関冷却
液との間で熱交換を行う熱交換器であり、その内部には
機関冷却液が通る図示しない機関冷却液管路とこの機関
冷却液管路にＥＧＲガスが直に接した状態でＥＧＲガス
を通す図示しないＥＧＲガス通路管を備えている。そし
て、機関冷却液が前記機関冷却液管路を流れている時に
ＥＧＲガスが機関冷却液管路に接することでＥＧＲガス
の温度を吸収しＥＧＲガスの温度を下げる。

【００６６】ＥＧＲバルブ２５は、エンジン１の運転状
態に応じてＥＣＵ９によって開度制御され、ＥＧＲ率を
制御する。ＥＧＲ管２３とＥＧＲクーラ２４とＥＧＲバ
ルブ２５は排気再循環装置（ＥＧＲ）１００を構成す
る。

【００６７】また、排気管１６において触媒コンバータ
１８の直ぐ下流には、触媒コンバータ１８から流出する
排気ガスの温度（以下「排気温度」という。）Ｔｅｘに
対応した出力信号を出力し、この出力信号を入力ポート
を介してＥＣＵ９に入れる排気温センサ１７ａを設けて
ある。排気温センサ１７ａにより触媒が有効に機能する
かどうかの判断の目安となる活性温度等、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒１７に関する温度を検出する。

【００６８】そして、ＣＰＵは、エンジン１の運転状態
（エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷Ｑｆｉｎ）に
基づいて要求される燃料添加ノズル１９からの噴射燃料
量（以下「要求添加燃料量」という。）Ｑｅｘｉｎｊや
排気温度Ｔｅｘを演算する。また排気温度Ｔｅｘと前記
吸入空気量Ｇａとからエキゾーストマニホルド１４の内
壁温度Ｔｅｘｍｗを演算する。内壁温度Ｔｅｘｍｗを求
めるには、温度センサ（図示せず）を用いてもよいが、
例えば前記読み出し専用メモリＲＯＭに記憶され、縦軸
に排気温度Ｔｅｘをとり横軸に吸入空気量Ｇａをとって
なる温度検出マップから推定する手法を挙げられる。こ
れら温度センサや温度検出マップを壁温検出手段と総称
できる。なお、温度検出マップを壁温検出手段として用
いる場合、温度検出マップは読み出し専用メモリＲＯＭ
に記憶され、読み出し専用メモリＲＯＭの属性はＥＣＵ
９にあるのでＥＣＵ９を壁温検出手段といってもよい。

【００６９】また、ＥＣＵ９の入力ポートには、アクセ
ル開度センサ２６からの入力信号と、クランク角センサ
２７からの入力信号が入る。アクセル開度センサ２６は
スロットルバルブ８の開度に比例した出力電圧をＥＣＵ
９に出力し、ＥＣＵ９はアクセル開度センサ２６の出力
信号に基づいてエンジン負荷Ｑｆｉｎを演算する。クラ
ンク角センサ２７はクランクシャフトが一定角度回転す
る毎に出力パルスをＥＣＵ９に出力し、ＥＣＵ９はこの
出力パルスに基づいてエンジン回転数Ｎｅを演算する。

【００７０】これらエンジン負荷Ｑｆｉｎとエンジン回
転数Ｎｅによってエンジン１の運転状態が判別され、Ｅ
ＣＵ９はその運転状態に応じてインジェクタ１０の開弁
時期、開弁期間を制御する。

【００７１】触媒コンバータ１８に収容された吸蔵還元
型ＮＯx触媒１７は、例えばアルミナＡｌ２Ｏ３を担体
とし、この担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウムＮ
ａ，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
が担持されてなる。

【００７２】このＮＯx触媒１７は、排気空燃比が理論
空燃比よりもリーンのときはＮＯxを吸収し、排気空燃
比が理論空燃比あるいはそれよりもリッチになって流入
排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxをＮ
Ｏ₂またはＮＯとして放出するＮＯxの吸放出作用を行
う。そして、ＮＯx触媒１７から放出されたＮＯx（ＮＯ
₂またはＮＯ）は直ちに排気ガス中の未燃ＨＣやＣＯと
反応してＮ₂に還元される。

【００７３】したがって、排気空燃比を適宜に制御すれ
ば排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯxを浄化できることに
なる。

【００７４】尚、ここでは排気空燃比は、排気管１６の
うちＮＯx触媒１７を含む触媒コンバータ１８の上流側
箇所やエンジン燃焼室，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）量の合計の比を意味
するものとする。したがって、触媒コンバータ１８より
も上流箇所の排気管１６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。

【００７５】ところで、ディーゼルエンジンの場合は、
ストイキ（理論空燃比：Ａ／Ｆ＝１４〜１５）よりもは
るかにリーン域で燃焼を行うので、通常の機関運転状態
ではＮＯx触媒１７に流入する排気ガスの空燃比は非常
にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒１７に
吸収され、ＮＯx触媒１７から放出されるＮＯx量は極め
て少なくなる。

【００７６】一方ガソリンエンジンの場合は、燃焼室に
供給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にするこ
とにより排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチ空
燃比にし、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、ＮＯx
触媒に吸収されているＮＯxを放出することができる。
しかし、ディーゼルエンジンにおいてはその燃焼室に供
給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にすると、
燃焼の際に煤が発生するなどの問題がありよってガソリ
ン車なみの空燃比での使用はできない。

【００７７】したがって、ディーゼルエンジンでは、Ｎ
Ｏx触媒１７のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイ
ミングで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の
酸素濃度を低下し、ＮＯx触媒１７が吸収していたＮＯx
を放出し還元する必要がある。

【００７８】そのため、この実施の形態では、ＥＣＵ９
によりエンジン１の運転状態の履歴からＮＯx触媒１７
が吸収していたＮＯx量を推定し、その推定ＮＯx量が予
め設定しておいた所定値に達したときに、所定時間だけ
制御弁２２を開弁して所定量の燃料を燃料添加ノズル１
９から排気ガス中に噴射し、ＮＯx触媒１７に流入する
排気ガス中の酸素濃度を低下させ、ＮＯx触媒に吸収さ
れていたＮＯxを放出し、Ｎ₂に還元する。すなわちエン
ジン１の作動状態に応じて前記燃料添加手段による燃料
添加実行の要否を判断する。

【００７９】この判断は、ＥＣＵのＲＯＭに記憶され、
燃料添加手段の作動制御を実現する図示しない周知のア
プリケーションプログラムの採用によって実現する。そ
してこのアプリケーションプログラムの実行にあたって
エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ｑｆｉｎの関数とし
て予めＲＯＭ内に記憶してあるエンジン回転数−負荷マ
ップを適用する。

【００８０】詳しくは、エンジン１の作動状態に基づい
てエンジン回転数−負荷マップからＥＧＲ管を介した再
循環ガスの循環割合であるＥＧＲ率を求め、この求めた
ＥＧＲ率がある所望の範囲にある場合はＣＰＵが燃料添
加実行時と判断して燃料添加ノズル１９から軽油等の還
元剤を排気ガス中に噴射し、当該所望の範囲にない時は
燃料添加非実行時と判断して燃料添加ノズル１９からの
還元剤の噴射を止める。このような燃料添加実行判断は
ＣＰＵやＲＯＭに属するアプリケーションプログラムや
前記マップに基づいてなされ、ＣＰＵやＲＯＭの属性は
ＥＣＵにあるので、ＥＣＵ９のことを燃料添加判断手段
ということにする。

【００８１】燃料添加判断手段であるＥＣＵ９により燃
料添加要の判断がされた場合には燃料添加ノズル１９が
放出する還元剤の吐出力を燃料ポンプのポンプ圧を高め
ることで増大するとともに燃料添加ノズル１９は燃料を
接続管１５に向かって噴射するようになっている。よっ
て、添加された燃料は接続管１５に向けて一気にかつス
ムーズに流出するようになる。前記燃料添加判断手段で
あるＥＣＵ９によって燃料添加の実行時と判断された時
に燃料添加ノズル１９の動力（吐出力）を高める装置と
して、前記燃料ポンプ１２およびこのポンプ１２の作動
制御を行うＥＣＵ９を還元剤吐出力増大手段ということ
にする。

【００８２】また、燃料添加判断手段であるＥＣＵ９に
より燃料添加実行の判断がされた場合には還元剤吐出力
増大手段である、ポンプ１２やその作動制御を行うＥＣ
Ｕ９が作動して前記燃料添加ノズル１９から接続管１５
に向けて放出される還元剤である軽油の吐出力を増大す
るので、軽油のＥＧＲ系への回り込みを一層効果的に防
止できる。

【００８３】このような利便を有する一方、排気管１６
のうち噴射燃料が直接当たる排気ポート１３やエキゾー
ストマニホルド１４では前記機関燃料が付着してしまい
（図２参照）、その結果、本来ＳＯｘ被毒回復用に吸蔵
還元型ＮＯx触媒に供給されるべき燃料量が不足してし
まうことが考えられる。

【００８４】また、前記ノズルは既述のごとく機関燃料
である還元剤の供給用ノズルとしても用いられる。よっ
て前記付着現象はＮＯx還元浄化の実行にあたってＮＯ
ｘ吸収剤に供給される還元剤の不足をも招来することに
なる。

【００８５】そこで、この第１実施形態では、次の手段
を講じることによってこれらの問題に対処している。

【００８６】すなわち、前記燃料添加判断手段により燃
料添加要の判断がなされたことによって前記燃料添加手
段を作動して前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加がされてい
る時に添加燃料の蒸発を促進する蒸発促進手段を燃料添
加手段の燃料添加ノズル１９から噴出した燃料が直接当
たる部分である排気ポート１３やエキゾーストマニホル
ド１４に備えるようにしてある。

【００８７】蒸発促進手段を設けることにより次の作用
効果を奏する。

【００８８】燃料添加判断手段であるＥＣＵ９により燃
料添加要の判断がなされたことによって燃料添加ノズル
１９を含む燃料添加手段が作動すると、排気管１６のう
ち噴射燃料が直接当たる排気ポート１３やエキゾースト
マニホルド１４では軽油等の機関燃料が付着するように
なるが、蒸発促進手段により添加燃料の蒸発が促進する
状態で燃料添加手段を作動するので、換言すれば前記蒸
発促進手段は前記燃料添加手段とともに機能するので、
排気ポート１３やエキゾーストマニホルド１４への噴射
燃料の付着を防止できる。この結果、ＮＯx還元浄化や
ＳＯｘ被毒回復処理に本来必要な前記燃料や還元剤が不
足することがないので、ＮＯx還元浄化やＳＯｘ被毒回
復処理を効果的に行える。

【００８９】また、蒸発促進手段の具体例としては次の
ようなものを列挙できる。

【００９０】１．接続管１５の内表面に熱伝導率の低い
物質（図示せず）を備える。熱伝導率は周知のごとく熱
の伝わり易さを表す物質定数であるから、熱伝導率が低
い物質を接続管１５の内表面に備えればそこに熱がこも
る。よって、接続管１５は機関排気通路内表面のうち前
記熱伝導率が低い物質を具備していない箇所よりも高温
になる。よって、接続管１５では燃料の蒸発が促進され
るためそこに燃料が付着することはない。

【００９１】２．機関排気通路内表面のうち燃料添加ノ
ズル１９から噴出した燃料が直接当たる部分である排気
ポート１３やエキゾーストマニホルド１４を熱抵抗体
（図示せず）で画成してもよい。機関排気通路内表面の
うち燃料が直接当たる部分を熱抵抗体で画成すれば、当
該画成された部分からの放熱が少なくなるので、当該画
成箇所は高温になり、燃料の蒸発が促進される。よって
当該部分に燃料が付着することはない。

【００９２】３．機関排気通路内表面のうち前記燃料添
加ノズル１９から噴出した燃料が直接当たる部分である
排気ポート１３やエキゾーストマニホルド１４を排気ガ
ス熱の対流による集熱箇所となるように排気ポート１３
やエキゾーストマニホルド１４を形成する。当該箇所は
集熱によって高温になるのでやはり燃料の付着を防止で
きる。

【００９３】４．図示しないヒータを前記蒸発促進手段
として適用するとともにこのヒータを前記ＮＯｘ吸収剤
への燃料添加の実行とともにまたは実行前から作動す
る。

【００９４】５．前記ヒータで機関排気通路のうち排気
集合管であるエキゾーストマニホルドまたは／および排
気ポートを暖める。このようにすることで機関排気通路
の広範囲に亘って燃料の付着を防止できる。

【００９５】６．前記燃料添加ノズル１９に前記添加燃
料噴霧用の空気を導入する空気導入通路を備えたいわゆ
るエアアシストを採用する。燃料が空気によって攪拌さ
れるようになり、燃料の微粒子化が促進されるので、そ
れだけ燃料が蒸発し易くなる。〔第２の実施の形態〕次に、第２実施形態における内燃
機関の排気浄化装置を説明する。

【００９６】この第２実施形態に係るエンジンが第１実
施形態に係るエンジン１と異なる点は、燃料添加判断手
段であるＥＣＵ９により燃料添加要の判断がなされよっ
て燃料添加ノズル１９を含む前記燃料添加手段により前
記吸蔵還元型ＮＯx触媒１７への燃料添加がされた場合
には前記エンジン１の停止を行うに際し事前にＥＧＲ１
００の作動を停止しかつスロットルバルブ８を全開する
点だけである。

【００９７】よって、他の構成については、第１実施形
態のものと同じであるので、当該同一部分には第１実施
形態を参照されたい。

【００９８】図４のフローチャートを用いて第２実施形
態に係るエンジン１の排気浄化装置の作動制御実行ルー
チンを実現するためのプログラムを説明する。

【００９９】このプログラムは、以下に述べるステップ
１０１〜ステップ１０５からなる。また、これらのステ
ップからなるプログラムは、ＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶
してあり必要に応じて呼び出される。前記各ステップに
おける処理は、すべてＥＣＵ９のＣＰＵによる。なお、
記号Ｓを用い、例えばステップ１０１であればＳ１０１
と省略して示す。

【０１００】まずＳ１０１で点火装置である図示しない
イグニッションがＯＦＦになったかどうかを判定し、肯
定判定すればＳ１０２に進み、否定判定すれば本制御を
終了する。

【０１０１】Ｓ１０２では、ＥＧＲ１００の作動を停止
するためにＥＧＲバルブ２５を閉じてＥＧＲ管２３にお
ける排気ガス流を停止する。

【０１０２】Ｓ１０３ではスロットルバルブ８を全開す
る。

【０１０３】Ｓ１０４に移行する前０．５ｓｅｃ程の短
時間経過後にエンジンを停止する。（変形例）なお、前記プログラムではＳ１０１にて点火
装置である図示しないイグニッションがＯＦＦになった
かどうかの判定を行う場合について述べたが、イグニッ
ションがＯＦＦになったかどうかの判定を行う代わりに
機関排気通路内表面のうち燃料添加ノズル１９から噴出
した燃料が直接当たる部分である排気ポート１３やエキ
ゾーストマニホルド１４への付着量をエンジン１の運転
状態の履歴から推定し、当該推定付着量が所定値である
付着量クライテリア以上になったかどうかを判定するス
テップＳ２０１に置き換えたものである（図５参照）。
他のステップは同じであるので、図５に同一のステップ
番号を付して説明を省略する。なお推定付着量は、例え
ば次のようにして求める。

【０１０４】当該付着量は、排気ポートなどの壁面温度
（機関冷却液の温度測定でも代用できる。），排気管圧
力およびエンジン回転数に応じて変化するので、これら
のパラメータと付着量との関係を予め実験的に求めてお
き、それらの関係をマップ化してＲＯＭに記憶させてお
き必要に応じてＣＰＵが呼び出すようにすることが考え
られる。

【０１０５】このような構成の本実施形態に係る内燃機
関の排気浄化装置では、燃料添加判断手段であるＥＣＵ
９により燃料添加要の判断がなされよって燃料添加ノズ
ル１９を含む前記燃料添加手段により吸蔵還元型ＮＯx
触媒１７への燃料添加がされた場合にはエンジン１の停
止を行うに際し事前にＥＧＲ１００の作動を停止する。
すなわちＥＧＲバルブ２５を閉じてＥＧＲ管２３におけ
る排気ガス流を停止しかつ前記スロットルバルブ８を全
開する。

【０１０６】したがって、ＥＧＲ１００を用いて排気再
循環を行っている場合に比して排気ガス量が増大するた
め、燃料が排気ガスによって攪拌されるようになり、燃
料の微粒子化が促進される。このためそれだけ燃料が蒸
発し易くなって燃料の付着を防止できる。この結果、Ｎ
Ｏx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処理に本来必要な量の前
記燃料や還元剤が不足することがないので、ＮＯx還元
浄化やＳＯｘ被毒回復処理を効果的に行える。〔第３の実施の形態〕次に、第３実施形態における内燃
機関の排気浄化装置を説明する。

【０１０７】この第３実施形態に係るエンジンが第１実
施形態に係るエンジン１と異なる点は、前記燃料添加判
断手段であるＥＣＵ９により燃料添加要の判断がなされ
よって前記燃料添加ノズル１９を含む燃料添加手段によ
り前記吸蔵還元型ＮＯx触媒１７への燃料添加の必要を
生じた場合であっても壁温検出手段による検出値が所定
値である閾値以上にならなければ前記燃料添加手段の作
動制御を行わない制御手段を備えた点だけである。

【０１０８】よって、他の構成については、第１実施形
態のものと同じであるので、当該同一部分には第１実施
形態を参照されたい。

【０１０９】図６のフローチャートを用いて第３実施形
態に係るエンジン１の排気浄化装置の作動制御実行ルー
チンを実現するためのプログラムを説明する。

【０１１０】このプログラムは、以下に述べるステップ
３０１〜３０４からなる。また、これらのステップから
なるプログラムもＥＣＵ１１のＲＯＭに記憶してあり必
要に応じて呼び出される。また前記各ステップにおける
処理は、すべてＥＣＵ９のＣＰＵによる。

【０１１１】まずＳ３０１でエンジン回転数Ｎｅとエン
ジン負荷Ｑｆｉｎとから要求添加燃料量Ｑｅｘｉｎｊと
排気温度Ｔｅｘを計算する。

【０１１２】Ｓ３０２では排気温度Ｔｅｘと前記吸入空
気量Ｇａとからエキゾーストマニホルド１４の内壁温度
Ｔｅｘｍｗを演算する。

【０１１３】Ｓ３０３では内壁温度Ｔｅｘｍｗが閾値Ｔ
ＥＸＭＷＣよりも高温かどうかを判定し、肯定判定すれ
ばＳ３０４に進み否定判定すればこのルーチンを終了す
る（ここで閾値とは、燃料添加ノズル１９によって、排
気管のうち噴射燃料が直接当たる排気ポート１３やエキ
ゾーストマニホルド１４の接続管１５に機関燃料が付着
すると即座に蒸発を促進するに十分な温度値を意味す
る。）。

【０１１４】Ｓ３０３は、前記燃料添加手段により吸蔵
還元型ＮＯx触媒１７への燃料添加の必要を生じた場合
であっても前記壁温検出手段による検出値が閾値以上に
ならなければ前記燃料添加手段の作動制御を行わないよ
うにするためのステップであり、このＳ３０３を含むア
プリケーションプログラムはＲＯＭに記憶され、ＲＯＭ
の属性はＥＣＵ９にあるので、ＥＣＵ９のことを壁温検
出手段による検出値が閾値以上にならなければ前記燃料
添加手段の作動制御を行わないようにするための制御手
段ということができる。

【０１１５】Ｓ３０４では燃料添加ノズル１９を含む燃
料添加手段により噴射燃料量が要求添加燃料量Ｑｅｘｉ
ｎｊになるようにする。

【０１１６】このような構成の本実施形態に係る内燃機
関の排気浄化装置では、前記燃料添加判断手段により燃
料添加要の判断がなされよって前記燃料添加手段により
前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加の必要を生じた場合であ
っても、前記壁温検出手段による検出値が閾値以上にな
らなければ前記燃料添加手段の作動制御が実行されず、
また実行された場合は壁温検出手段による検出値が閾値
以上であるから、排気ポート１３やエキゾーストマニホ
ルド１４の接続管１５への噴射燃料の付着を防止でき
る。この結果、ＮＯx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処理に
本来必要な量の前記燃料や還元剤が不足することがない
ので、ＮＯx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処理を効果的に
行える。

【０１１７】

【発明の効果】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置
によれば、例えばＮＯｘ吸収剤によるＮＯx還元浄化用
に用いられる還元剤およびＳＯｘ被毒回復処理用燃料
が、排気ポートに付着した場合にまたは付着防止用にそ
れら還元剤等の蒸発を促進する手段を用いることで、Ｓ
Ｏｘ被毒回復用またはＮＯx還元浄化用にＮＯｘ吸収剤
に供給される燃料や還元剤の壁面付着を防止できる。よ
ってＮＯx還元浄化やＳＯｘ被毒回復処理に本来必要な
前記燃料や還元剤が不足することがないので、ＮＯx還
元浄化やＳＯｘ被毒回復処理を効果的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第
１実施形態における概略構成を示す図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】第２実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置
の作動制御実行ルーチンを実現するためのプログラムを
説明するフローチャートである。

【図５】第２実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装
置の変形例に係る作動制御実行ルーチンを実現するため
のプログラムを説明するフローチャートである。

【図６】第３実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装
置の変形例に係る作動制御実行ルーチンを実現するため
のプログラムを説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２インテークマニホルド（吸気系）３吸気管４エアクリーナ５エアフローメータ６ターボチャージャ６ａコンプレッサ６ｂタービン７インタークーラ８スロットルバルブ（吸気絞り弁）９ＥＣＵ（燃料添加判断手段，壁温検
出手段，制御手段）１０インジェクタ１１コモンレール１２燃料ポンプ（燃料添加手段の構成部
材）１３排気ポート１４エキゾーストマニホルド１５接続管１６排気管（機関排気通路）１７吸蔵還元型ＮＯx触媒（ＮＯｘ吸収剤）１７ａ触媒温度センサ１８触媒コンバータ１９燃料添加ノズル（燃料添加手段の構成
部材）２０燃料パイプ（燃料添加手段の構成部
材）２１燃料通路（燃料添加手段の構成部材）２２制御弁（燃料添加手段の構成部材）２３ＥＧＲ管２３ａ排気吸込口２４ＥＧＲクーラ２５ＥＧＲバルブ２６アクセル開度センサ２７クランク角センサ３０シリンダヘッド１００ＥＧＲ（排気再循環装置）１４１枝通路１４２枝通路１４３枝通路１４４枝通路＃１１番気筒＃２２番気筒＃３３番気筒＃４４番気筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＬＳ 3/28 ３０１ 3/28 ３０１ＣＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ５５０Ｒ (72)発明者松下宗一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)発明者塚崎之弘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)発明者松岡広樹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)発明者林孝太郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者石山忍愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小林正明愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者柴田大介愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者根上秋彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小田富久愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者原田泰生愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者小野智幸愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA05 BA04 BA06 CA10 GA01 GA05 GA06 GA17 3G091 AA10 AA11 AA12 AA18 AB06 AB09 BA00 BA11 BA14 BA15 BA19 CA05 CA16 CA18 DB10 DC03 EA00 EA01 EA03 EA05 EA07 EA15 EA17 FA06 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB17X

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路に設けられこの機関排気通
路を流れる排気ガスのＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤
と、前記ＮＯｘ吸収剤へ燃料添加を行う燃料添加手段と、この燃料添加手段による燃料添加の要否を判断する燃料
添加判断手段と、添加燃料の蒸発を促進する蒸発促進手段とを備え、前記燃料添加判断手段により燃料添加要の判断がなされ
たことにより前記燃料添加手段を作動して前記ＮＯｘ吸
収剤への燃料添加を前記蒸発促進手段により前記添加燃
料の蒸発を促進させつつ行う内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記蒸発促進手段は前記燃料添加手段と
ともに機能することを特徴とする請求項１記載の内燃機
関の排気浄化装置。
【請求項３】前記蒸発促進手段は前記燃料添加手段の
使用前から機能することを特徴とする請求項１記載の内
燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】前記燃料添加手段から噴出した燃料が直
接当たる部分に前記蒸発促進手段を設けることを特徴と
する請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】前記蒸発促進手段は、前記機関排気通路
内表面に熱伝導率の低い物質を備えてなるものであるこ
とを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の内燃機関の
排気浄化装置。
【請求項６】前記蒸発促進手段は、前記機関排気通路
内表面のうち前記ノズルから噴出した燃料が直接当たる
部分を熱抵抗体で画成してなるものであることを特徴と
する請求項１〜４いずれか記載の内燃機関の排気浄化装
置。
【請求項７】前記蒸発促進手段は、前記機関排気通路
内表面のうち前記ノズルから噴出した燃料が直接当たる
部分を排気ガス熱の対流による集熱箇所となるように前
記燃料が直接当たる部分を形成することを特徴とする請
求項１〜４いずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】ヒータを前記蒸発促進手段として適用す
るとともに前記ＮＯｘ吸収剤への燃料添加実行前から前
記ヒータを作動することを特徴とする請求項１〜４いず
れか記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】前記ヒータは、機関排気通路のうち排気
集合管であるエキゾーストマニホルドまたは／および排
気ポートを暖めることを特徴とする請求項８記載の内燃
機関の排気浄化装置。
【請求項１０】前記蒸発促進手段は、前記ノズルに前
記添加燃料噴霧用の空気を導入する空気導入通路を備え
たものであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記
載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】機関排気通路に設けられこの機関排気
通路を流れる排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収
剤と、前記ＮＯｘ吸収剤へ燃料添加を行う燃料添加手段と、この燃料添加手段による燃料添加の要否を判断する燃料
添加判断手段と、エンジンの排気系から吸気系に排気ガスを再循環する排
気再循環装置と、機関吸気通路に取り付けられ吸入空気量を制御する吸気
絞り弁とを備え、前記燃料添加判断手段により燃料添加要の判断がなされ
たことにより前記燃料添加手段を作動して前記ＮＯｘ吸
収剤への燃料添加を行う場合には前記内燃機関の停止を
行うに際し事前に前記排気再循環装置の作動を停止しか
つ前記吸気絞り弁を全開する内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】機関排気通路に設けられこの機関排気
通路を流れる排気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収
剤と、前記ＮＯｘ吸収剤へ燃料添加を行う燃料添加手段と、この燃料添加手段による燃料添加の要否を判断する燃料
添加判断手段と、前記機関排気通路の内壁温度を検出する壁温検出手段
と、前記燃料添加判断手段により燃料添加要の判断がなされ
たことにより前記燃料添加手段を作動して前記ＮＯｘ吸
収剤への燃料添加の必要を生じた場合でも前記壁温検出
手段による検出値が所定値以上にならなければ前記燃料
添加手段の作動制御を行わない制御手段とを備える内燃
機関の排気浄化装置。