JP2002327618A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Shinobu Ishiyama
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジメチルエーテルの添加に伴う不具合を解消
し、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率よく浄化し得
る内燃機関の排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 ディーゼル機関の排気通路１９に設けら
れた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２と、液化貯蔵されたジメ
チルエーテルを吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に添加する還元剤
添加弁６１と、還元剤添加弁６１から供給されたジメチ
ルエーテルを吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２上流の排気通路
に導く還元剤導入管６２と、を備え、還元剤導入管６２
には、ＥＧＲクーラ２８の熱が供給されている。また、
ジメチルエーテルの添加においては、吸蔵還元型ＮＯｘ
触媒５２を通過する排気の流速が低いと推定されるとき
をみはからって、ジメチルエーテルの供給を行うことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、より詳細には、排気中に還元剤たるジメ
チルエーテル（ＣＨ3ＯＣＨ3）を供給して、排気中の有
害成分を浄化せしめる排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両用ディーゼル機関等の代替燃
料としてジメチルエーテルが注目されている。このジメ
チルエーテル（ＣＨ3ＯＣＨ3）は、その成分中に酸素原
子（Ｏ）を含み、燃料として使用した場合には黒煙（Ｐ
Ｍ）を生成することなく機関運転が可能であるといった
利点がある。また、ジメチルエーテルは６気圧程度で液
化するため車両への搭載性も高く、さらに、その燃焼特
性が軽油と似ており、機関本体に大きな改良を加えるこ
となく燃料の変更を図れるといった利点もある。
【０００３】ところで、ジメチルエーテルを燃料とした
内燃機関は、黒煙（ＰＭ）の排出量が格段に少ないもの
の、その機関運転時には従来の内燃機関と同様に窒素酸
化物（ＮＯｘ）等を生成してしまう。従って、その排気
系には、軽油を燃料とした内燃機関と同様に、窒素酸化
物（ＮＯｘ）を浄化すべくＮＯｘ触媒を設ける必要があ
る。
【０００４】なお、この種のＮＯｘ触媒としては、流入
排気の空燃比が高いとき、その排気中の窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）を吸収し、流入排気の酸素濃度が低いとき、その
吸収していた窒素酸化物（ＮＯｘ）を放出して窒素（Ｎ
2）に還元・浄化する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、および酸
素過剰雰囲気下で且つ還元剤が存在するときに排気中の
窒素酸化物（ＮＯｘ）を分解・浄化する選択還元型ＮＯ
ｘ触媒などをその代表例として例示できる。そして、こ
れらＮＯｘ触媒を排気通路に配置した内燃機関では、そ
の排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が、このＮＯ
ｘ触媒に流入することで浄化される。
【０００５】ところが、これらＮＯｘ触媒が適用される
内燃機関は、通常、酸素過剰状態の混合気を燃焼させて
機関運転が行われる所謂希薄燃焼式の内燃機関である。
従って、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比（酸素濃
度）は自ずと高くなり、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化
作用を促すまでにその空燃比が低下する機会はほとんど
ない。
【０００６】なお、空燃比と酸素濃度の間には相関関係
があり、何れか一方が低下すると他方も低下するといっ
た関係にある。また、酸素濃度が高い状態では、通常、
還元剤として作用する未燃燃焼成分（ＨＣ）の絶対量も
少なく、選択還元型ＮＯｘ触媒を採用した場合において
も、その浄化作用は十分に期待できるものでなかった。
【０００７】そこで従来においては、特開平８−３８９
０６号公報に開示されるように、ＮＯｘ触媒に還元剤た
るジメチルエーテルを添加して、その排気中の窒素酸化
物（ＮＯｘ）を浄化せしめる方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の研究によればＮＯｘ触媒にジメチルエーテルを添
加するにあたって、幾つか解決すべき点が見いだされ
た。
【０００９】まず、ジメチルエーテルの添加頻度を増や
すに連れて、その添加量が徐々に少なくなる現象が見ら
れた。この原因としては、ジメチルエーテルの沸点が−
２４．８℃と相当に低くい点に起因するものであり、ジ
メチルエーテルの添加時においては、その気化熱によっ
て添加経路内が凍結し、詰まりを生じさせるためである
と考えられる。
【００１０】また、適切量のジメチルエーテルを添加し
たにもかかわらず、その添加量に見合った浄化作用が発
揮されなかった。この原因としては、添加されたジメチ
ルエーテルがガス状となってＮＯｘ触媒に流入するた
め、ＮＯｘ触媒との接触時間すなわち反応に要する時間
を十分に確保できないためであると考えられる。
【００１１】よって本発明は、ジメチルエーテルの添加
に伴う不具合を解消し、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）
を効率よく浄化し得る内燃機関の排気浄化装置を提供す
ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため、本発明では以下の手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒と液化貯蔵されたジ
メチルエーテルを前記ＮＯｘ触媒に供給する還元剤供給
手段と、前記還元剤供給手段から供給されたジメチルエ
ーテルを、前記ＮＯｘ触媒上流の排気通路に導き入れる
還元剤導入路と、前記還元剤導入路に熱を供給する熱供
給手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】このように構成された本発明の排気浄化装
置によれば、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）などを浄化
し得るＮＯｘ触媒が、内燃機関の排気通路に配置されて
いる。また、液化貯蔵されたジメチルエーテルをＮＯｘ
触媒に供給する還元剤供給手段を備えている。還元剤導
入路は、還元剤供給手段から供給されたジメチルエーテ
ルをＮＯｘ触媒上流の排気通路に導く通路を形成してい
る。熱供給手段は、還元剤導入路に熱を供給している。
【００１４】従って、還元剤として還元剤供給手段から
供給されたジメチルエーテルは、還元剤導入路を通じて
ＮＯｘ触媒上流の排気通路に流入する。ＮＯｘ触媒上流
の排気通路に流入したジメチルエーテルは、ＮＯｘ触媒
に流れ込む排気と共にＮＯｘ触媒内に流入し、ＮＯｘ触
媒における窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化作用を促す。
また、ジメチルエーテルの供給に伴う気化熱によって冷
却される還元剤導入路は、熱供給手段から供給される熱
によって温められる。その結果、ジメチルエーテルの添
加経路たる還元剤導入路の凍結が回避される。
【００１５】なお、本発明で内燃機関としては、例え
ば、ディーゼル機関や筒内直接噴射式のリーンバーンガ
ソリン機関など所謂希薄燃焼可能な内燃機関を好適な例
として例示できる。また、ＮＯｘ触媒としては、例え
ば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒や選択還元型ＮＯｘ触媒など
に代表される触媒を例示できる。
【００１６】なお、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、流入排気
の空燃比がリーンのとき、排気中の窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）を吸収し、流入排気の酸素濃度が低下したとき、そ
の吸収していた窒素酸化物（ＮＯｘ）を放出して窒素
（Ｎ2）に還元・浄化せしめる触媒である。一方、選択
還元型ＮＯｘ触媒は、酸素過剰雰囲気下で、且つ還元剤
が存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元
又は分解して浄化する触媒である。
【００１７】また、前記熱供給手段に関し、本発明の排
気浄化装置では、前記排気通路内を流れる排気の一部
を、機関本体を迂回して吸気系に流入させるＥＧＲ通路
と、前記ＥＧＲ通路内を流れる排気を機関冷却液によっ
て冷却するＥＧＲクーラと、を備え、前記熱供給手段
は、前記ＥＧＲクーラによって構成してもよい。
【００１８】この構成によれば、排気通路内を流れる排
気の一部がＥＧＲ通路を経由して吸気系に流入する。ま
た、ＥＧＲクーラは、機関冷却液を熱媒体として、ＥＧ
Ｒ通路内を流れる排気を冷却する。熱供給手段は、ＥＧ
Ｒクーラによって構成され、ＥＧＲクーラ内の熱、すな
わち機関冷却液が有する熱エネルギー、及び排気が有す
る熱エネルギーを熱源として、還元剤導入路に熱を供給
する。なお、機関冷却液としては、機関冷却水やエンジ
ンオイル等をその代表例として例示できる。
【００１９】また、本発明に係る還元剤導入路に関し、
前記還元剤導入路は、前記ＥＧＲクーラ内を通り前記Ｎ
Ｏｘ触媒上流の排気通路に接続するようにしてもよい。
【００２０】すなわち、この構成では、還元剤導入路が
前記ＥＧＲクーラ内を通りＮＯｘ触媒上流の排気通路に
接続される。このためＥＧＲクーラ内の熱が、還元剤導
入路に対して直に作用することとなり、以て、ＥＧＲク
ーラ内の熱が還元剤導入路に対して効率良く供給される
こととなる。
【００２１】また、本発明に係る排気浄化装置は、前記
ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速が、所定流速より低い
か否かを推定する通過速度推定手段と、前記ＮＯｘ触媒
を通過する排気の流速が、所定流速より低いと推定され
たときに前記ジメチルエーテルの供給を許可する還元剤
供給許可手段と、を、さらに備える構成としてもよい。
【００２２】すなわち、この構成によれば、ＮＯｘ触媒
を通過する排気の流速が、所定流速より低いか否かを通
過速度推定手段で推定する。また、還元剤供給許可手段
では、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速が、所定流速よ
り低いと推定されたときに前記還元剤供給手段によるジ
メチルエーテルの供給を許可する。
【００２３】なお、ここで所定流速とは、減圧気化した
ジメチルエーテルとＮＯｘ触媒との接触時間、すなわち
反応に要する時間を十分に確保できる流速である。ま
た、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速を推定する方法に
ついては特に問わないが、例えば、吸気量及び機関回転
数などをパラメータとして作成した流速算出マップに基
づく流速の推定方法、およびＮＯｘ触媒上流の排気通路
内圧力の変化に基づく流速の推定方法などをその代表的
な方法として例示できる。また、本発明で、供給の許可
とは、供給量を増やすといった概念をも含むものであ
る。
【００２４】また、本発明に係る排気浄化装置は、前記
ＮＯｘ触媒上流の排気通路内圧力を検出する圧力検出手
段を備え、前記通過速度推定手段は、前記排気通路内圧
力が、所定圧力より低くなったときを、前記ＮＯｘ触媒
を通過する排気の流速が所定流速より低くなったとみな
すようにしてもよい。
【００２５】すなわち、この構成によれば、圧力検出手
段によってＮＯｘ触媒上流の排気通路内圧力が検出され
る。また、通過速度推定手段では、排気管内圧力が所定
圧力より低くなったときを、前記ＮＯｘ触媒を通過する
排気の流速が所定流速より低くなったと見なしている。
即ち、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速は、ＮＯｘ触媒
上流の排気管内圧力に基づき推定されることとなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排気浄化装置
の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】なお、以下の説明では、ジメチルエーテル
を燃料として運転される車両用ディーゼル機関に本発明
を適用した例について説明する。なお、燃料の変更は、
先の従来技術に説明したように、既存のディーゼル機関
に大幅な改良を加えることなく対処できるものである。
【００２８】＜ディーゼル機関の概要＞図１に示すよう
に、本実施の形態に示すディーゼル機関（以下、内燃機
関１と称す）は、燃焼室を形成する４つの気筒２の他、
燃料供給系、吸気系、制御系、排気系、などをその主要
構成要素として備えている。
【００２９】燃料供給系は、燃料噴射弁３、蓄圧室（以
下、コモンレールと称す）４、サプライポンプ６、燃料
供給パイプ５、燃料タンク７などを備え、各気筒２に対
して燃料供給を行っている。
【００３０】燃料噴射弁３は、各気筒２に対して夫々設
けられる電気式の開閉弁であり、各燃料噴射弁３は、燃
料の分配管となるコモンレール４に接続されている。コ
モンレール４は、コモンレール４内の燃圧を検出するレ
ール圧センサ４ａなどを備え、サプライポンプ（高圧ポ
ンプ）６に接続されている。サプライポンプ６は、内燃
機関１の出力軸たるクランクシャフト１ａの回転を駆動
源として回転駆動され、後述の電子制御ユニット３０に
よってその吐出圧が調整可能な高圧ポンプである。燃料
供給パイプ５は、サプライポンプ６と燃料タンク７とを
接続する通路を形成している。燃料タンク７は、圧縮液
化されたジメチルエーテル（機関燃料）を充填する高圧
タンクであり、その内部にはジメチルエーテルを燃料供
給パイプ５に汲み上げる燃料ポンプ（低圧ポンプ）７ａ
を備えている。
【００３１】このように構成された燃料供給系では、ま
ず、燃料タンク７内の燃料（ジメチルエーテル）が、燃
料ポンプ７ａによって燃料供給パイプ５に汲み上げられ
る。燃料供給パイプ５汲み上げられた燃料は、サプライ
ポンプ６に流入し、サプライポンプ６内にて加圧された
のちコモンレール４内に圧送される。コモンレール４内
に供給された燃料は、コモンレール４内にて所定の燃圧
まで高められ各燃料噴射弁３に分配される。各燃料噴射
弁３に分配された燃料は、燃料噴射弁３の開弁に伴い同
燃料噴射弁３を通じて気筒２内に噴射される。尚、レー
ル圧センサ４ａの出力は、後述の電子制御ユニット３０
に入力されており、燃料噴射制御などにフィードバック
されている。
【００３２】一方、吸気系は、吸気管９、吸気絞り弁１
３、吸気枝管８、エアクリーナボックス１０、インター
クーラ１６などを備え、各気筒２に対して空気を供給す
る吸気通路を形成している。
【００３３】吸気管９は、エアクリーナボックス１０を
介して吸入される空気（以下、吸気と称することもあ
る）を吸気枝管８に導く通路を形成している。吸気枝管
８は、吸気管９を経て流入する吸気を各気筒２に分配す
る通路を形成している。なお、エアクリーナボックス１
０内には、エアフィルタ（図示略）が設けられている。
また、吸気管９とエアクリーナボックス１０との連結部
分近傍には、吸気管９に流入する吸気の流量を測定する
エアフロメータ１１、及びその吸気温度を測定する吸気
温センサ１２を備えている。
【００３４】また、吸気枝管８の直上流には、吸気枝管
８内に流れ込む空気の流量を調節せしめる吸気絞り弁１
３が設けられている。吸気絞り弁１３は、ステッパモー
タなどにて構成されたアクチュエータ１４によって開閉
される。また、吸気絞り弁１３の直下流には、吸気枝管
８内の温度を測定する温度センサ２４、及び吸気枝管８
内の圧力を測定する過給圧センサ２３が設けられてい
る。
【００３５】また、エアクリーナボックス１０から吸気
絞り弁１３に至る排気通路中には、吸気を圧縮するター
ボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１５ａ、及
びコンプレッサハウジング１５ａ内にて圧縮された吸気
を冷却するインタークーラ１６が設けられている。
【００３６】このように構成された吸気系では、まず、
機関運転に伴う負圧の発生により各気筒２に供給される
べく空気（吸気）がエアクリーナボックス１０内に流入
する。エアクリーナボックス１０内に流入した空気は、
エアフィルタにて塵や埃が取り除かれた後、吸気管９を
経てターボチャージャ１５のコンプレッサハウジング１
５ａに流入する。コンプレッサハウジング１５ａに流入
した空気は、コンプレッサハウジング１５ａ内のコンプ
レッサホイール（図示略）にて圧縮された後、インター
クーラ１６に流入してその圧縮に伴う熱が放熱される。
そして、必要に応じて吸気絞り弁１３での流量調節を受
けた後、吸気枝管８内に流入する。吸気枝管８内に流入
した空気は、各枝管を介して各気筒２に分配され前記燃
料噴射弁３から噴射された燃料と共に燃焼される。尚、
各種センサ１１，１２，２３，２４の出力値は、後述の
電子制御ユニット３０に入力されており、燃料噴射制御
などにフィードバックされている。
【００３７】制御系は、双方向性バス３１によって互い
に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（中央制御
装置）３４、入力ポート３５、出力ポート３６等を備え
た電子制御ユニット３０（ＥＣＵ）上の制御プログラム
である。
【００３８】電子制御ユニット３０の入力ポート３５に
は、上記した各種センサの出力信号の他、アクセルペダ
ル４０の踏込み量を検出する負荷センサ４１、クランク
シャフト１ａの回転数を検知するクランク角センサ４２
等が対応したＡ／Ｄ変換器３７を介して、又は直接入力
されている。一方、出力ポート３６には、対応する駆動
回路３８を介して燃料噴射弁３、吸気絞り弁駆動用のア
クチュエータ１４、サプライポンプ６などが接続されて
いる。
【００３９】また、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２
上には、各種予備実験に基づき作成された制御マップが
各装置に対応して夫々設けられている。ＣＰＵ３４は、
ＲＯＭ３２上に展開された制御マップと、入力ポート３
５に入力された各種センサの出力信号とを照らし合わ
せ、その制御マップにおいて算出された値に基づく各種
制御信号を出力ポート３６を介して各種装置に出力して
いる。ＲＡＭ３３は、入力ポート３５に入力される各種
センサの出力信号、及び出力ポート３６に出力された制
御信号などを内燃機関の運転履歴として記録する。そし
て、ＣＰＵ３４からの要求を受けて、そのＣＰＵ３４と
の間で各種信号の入出力を行う、すなわち、運転履歴の
入出力を行う。
【００４０】このように構成された制御系では、現在の
機関運転に要求される「目標要求トルク」をクランク角
センサ４２および負荷センサ４１の出力信号等に基づき
算出し、この目標要求トルクを得るべく燃料噴射弁３や
サプライポンプ６に出力される制御信号を適時更新して
燃料供給系における燃料供給量の補正を行う。即ち、燃
料噴射制御を実行する。
【００４１】排気系は、排気枝管１８、排気管１９、タ
ーボチャージャ１５、消音器（図示せず）などを備え、
機関燃焼に伴い各気筒２から排出される排気を機関外部
に排出させる排気通路を形成している。
【００４２】また、排気系には、ＥＧＲ装置２５、吸蔵
還元型ＮＯｘ触媒５２、及び酸化触媒５３等の排気浄化
装置が設けられ、排気中の有害物質を浄化せしめる機能
をも有する。なお、これら排気浄化装置に関する説明は
後に詳述する。
【００４３】排気枝管１８は、各気筒２毎に設けられた
排気ポート１８ａに接続すると共に各排気ポート１８ａ
から流出した排気を集合（合流）させてターボチャージ
ャ１５に導く通路を形成している。ターボチャージャ１
５は、タービンホイールを内蔵したタービンハウジング
１５ｂ、及びタービンホイールと一体に回転するコンプ
レッサホイールを内蔵したコンプレッサハウジング１５
ａを備え、排気枝管１８は、このタービンハウジング１
５ｂに接続されている。排気管１９は、タービンハウジ
ング１５ｂから図示しない消音器までの通路を形成して
おり、その通路中には、排気上流から吸蔵還元型ＮＯｘ
触媒５２、酸化触媒５３の順に排気浄化触媒が設けられ
ている。また、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２の排気下流に
は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２に流入した排気の温度を
検出する排気温度センサ５４が設けられている。
【００４４】このように構成された排気系では、各気筒
２から排出された排気が排気ポート１８ａを経て排気枝
管１８に流入する。排気枝管１８に流入した排気は、排
気枝管１８内にて集合した後、ターボチャージャ１５の
タービンハウジング１５ｂに流入する。タービンハウジ
ング１５ｂに流入した排気は、タービンハウジング１５
ｂ内に設けられたタービンホイール（図示略）を回転さ
せる。その際、タービンホイールの回転は、前記吸気通
路に配置されたコンプレッサハウジング１５ａのコンプ
レッサホイール（図示略）に伝達され、該コンプレッサ
ホイールを高速回転させる。その結果、各気筒２に供給
される吸気は、コンプレッサホイールにて圧縮され各気
筒２に加圧供給されることとなる。
【００４５】一方、タービンハウジング１５ｂを経て流
出した排気は、排気管１９を通じて吸蔵還元型ＮＯｘ触
媒５２、酸化触媒５３の順に流下する。そして、各触媒
５２，５３固有の排気浄化作用によって有害成分を浄化
されたのち、消音器を経て大気に放出される。なお、排
気温度センサ５４の出力は、電子制御ユニット３０に入
力され、後述の還元剤供給プログラムの処理などに利用
されている。また、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２、及び酸
化触媒５３の浄化作用については、後に詳述する。
【００４６】続いて、本実施の形態において排気浄化装
置の一つとされるＥＧＲ装置２５について説明する。Ｅ
ＧＲ装置２５は、ＥＧＲ通路２６、ＥＧＲ弁２７、ＥＧ
Ｒクーラ２８等を備え、機関燃焼に伴い生成される窒素
酸化物（ＮＯｘ）の生成量を減少させている。
【００４７】ＥＧＲ通路２６は、機関本体１を迂回して
排気枝管１８と吸気枝管８とを連通させる通路を形成し
ている。ＥＧＲ弁２７は、ＥＧＲ通路２６中に設けられ
た電気式の開閉弁であり、電子制御ユニット３０の管理
下においてそのＥＧＲ通路２６内を流れる排気の流量調
節を行っている。ＥＧＲクーラ２８は、図２に示される
ように機関冷却水で満たされた熱交換機２８ａと、熱交
換機２８ａの周囲にＥＧＲ通路２６の一部を形成するケ
ーシング２８ｂと、を備え、機関冷却水を熱媒体として
ＥＧＲ通路２６内を流れる排気の温度を低下させる。
【００４８】このように構成されたＥＧＲ装置２５によ
れば、排気枝管１８内を流れる排気の一部が、ＥＧＲ弁
２７の開弁量に即した流量でＥＧＲ通路２６内に流入す
る。ＥＧＲ通路２６内に流入した排気は、ＥＧＲ通路２
６の経路中に配置されたＥＧＲクーラ２８内に流入す
る。ＥＧＲクーラ２８内に流入した排気は、熱交換機２
８ａを通過する際、その熱交換機２８ａ内に満たされて
いた機関冷却水によって冷却される。なお、熱交換機２
８ａ内に満たされる機関冷却水は、機関本体１に設けら
れたウォータジャケットから供給されると共に、オイル
クーラを経由して図示しないラジーエータに導かれてい
る。即ち、熱交換機２８ａ内に満たされる機関冷却水の
温度は、排気の温度に比べて十分に低い温度に保たれて
いる。
【００４９】従って、吸気枝管８内には、ＥＧＲクーラ
２８によって冷却された排気が流れ込むこととなる。そ
して、吸気枝管８内へと流入した排気は、吸気枝管８上
流から流れ込む新気（吸気）と混ざり合いつつ各気筒２
に流入し、燃料噴射弁３から噴射された燃料と共に燃焼
されることとなる。
【００５０】尚、排気中には、水蒸気（Ｈ2Ｏ）や二酸
化炭素（ＣＯ2）などの不活性ガスが含まれている。こ
のため新気（吸気）と共にその不活性ガスを含む排気が
各気筒２内に流入すると、不活性ガスの混入に起因して
混合気の燃焼温度が低下する。その結果、窒素酸化物
（ＮＯｘ）の生成が抑制されることとなる。
【００５１】また、本実施の形態ではＥＧＲクーラ２８
を備えるため、高温の排気はＥＧＲクーラ２８を通過す
ることによってその体積及び温度が減少する。従って、
吸気枝管８内へと流れ込む吸気の流量を減らすことな
く、また、吸気の温度を必要以上に上昇させることな
く、不活性ガスとしての排気の供給をなし得る。その結
果、排気の流入に伴う機関出力の必要最小限に低下を抑
えることができる。
【００５２】続いて、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２等によ
って構成される排気浄化装置について説明する。なお、
以下の説明では、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２を単にＮＯ
ｘ触媒５２と称することもある。
【００５３】吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２は、例えばアル
ミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体として、この担体上にカリウム
（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシ
ウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、若しくはバリウム（Ｂ
ａ）、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類、又はラン
タン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）等の希土類から選ば
れた少なくとも一つと、白金（Ｐｔ）のような貴金属と
を担持させてなる触媒である。
【００５４】また、その特性は、ＮＯｘ触媒５２に流入
する排気の空燃比が高い時すなわち流入排気の空燃比が
リーンのとき、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収
し、流入排気の酸素濃度が低下したとき、その吸収して
いた窒素酸化物（ＮＯｘ）を放出して窒素（Ｎ2）に還
元・浄化せしめる所謂「ＮＯｘの吸放出作用」を備えて
いる。
【００５５】また、ＮＯｘ触媒５２は、排気中に含まれ
る硫黄酸化物（ＳＯｘ）をも略同様のメカニズムにて吸
収することが知られている。この硫黄酸化物（ＳＯｘ）
は、燃料中に含まれる硫黄成分の酸化（燃焼）によって
生成され、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２においては、窒素
酸化物（ＮＯｘ）を吸収し得る能力を低下させる所謂
「ＳＯｘ被毒」を引き起こす原因となる。
【００５６】なお、ＳＯｘ被毒を回避すべく硫黄酸化物
（ＳＯｘ）を放出させる方法としては、以下の方法が知
られている。まず、触媒温度を約５００℃〜７００℃程
度に昇温させた後、そのＮＯｘ触媒５２に流入する排気
の空燃比を大きく低下せしめると、その触媒５２中に吸
収されていた硫黄酸化物（ＳＯｘ）が熱分解して放出さ
れることとなる。
【００５７】すなわち、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５２にお
いては、流入排気の空燃比を低下させると、その触媒内
に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯｘ）及び硫黄酸化物
（ＳＯｘ）が放出されることとなる。
【００５８】しかしながら、本実施の形態に示すディー
ゼル機関などのように酸素過剰状態の混合気を燃焼させ
て運転される希薄燃焼式の内燃機関では、その排気中に
も多量の酸素が含まれることとなる。よって、ＮＯｘ触
媒５２に流入する排気の空燃比は、リーン（酸素過剰状
態）となり、ＮＯｘの放出作用、及びＳＯｘの放出作用
を促すまでにその空燃比が低下する機会はほとんどな
い。
【００５９】そこで本実施の形態に示す内燃機関では、
ＮＯｘ触媒５２に加えさらに還元剤供給装置６０を備え
ている。この還元剤供給装置６０は、還元剤添加弁６
１、還元剤導入管６２、還元剤分配管６３、などを備
え、電子制御ユニット３０に準備された還元剤供給プロ
グラムのもと、ＮＯｘ触媒５２に流入する排気の空燃比
が、所望の目標空燃比となるように還元剤たるジメチル
エーテルの供給を行っている。なお、ここで目標空燃比
とは、ＮＯｘの放出作用を促すべきときと、ＳＯｘの放
出作用を促すべきとで異なる値である。
【００６０】還元剤添加弁６１は、還元剤供給プログラ
ムのもと所定電圧が印加されたときに開弁する電気式の
開閉弁であり、排気管１９からの熱的の影響を避けるべ
く排気管１９から離れた位置に設けられている。より詳
しくは、ＮＯｘ触媒５２近傍に配置されたＥＧＲクーラ
２８を利用して支持され、その取付構造は、ＥＧＲクー
ラ２８のケーシング２８ｂに対して、還元剤添加弁６１
の噴孔がケーシング２８ｂ内方を向く状態で固定され
る。
【００６１】一方、還元剤導入管６２は、還元剤添加弁
６１とＮＯｘ触媒５２上流の排気管１９とを接続し、還
元剤添加弁６１から供給されたジメチルエーテルをＮＯ
ｘ触媒５２上流の排気通路に導き入れる通路を形成して
いる。また、その取り回し（配管）は、ＥＧＲクーラ２
８の内部を貫通して還元剤添加弁６１の噴孔に接続して
いる。
【００６２】還元剤分配管６３は、燃料タンク７に通じ
た燃料供給パイプ５と還元剤添加弁６１とを接続し、燃
料タンク７内に充填されていた高圧・液状のジメチルエ
ーテル（以下、液化ＤＭＥと称す）を還元剤添加弁６１
に分配する通路を形成している。
【００６３】このように構成された還元剤供給装置６０
では、まず、燃料供給パイプ５内を流れる燃料（液化Ｄ
ＭＥ）の一部が、還元剤分配管６３を通じて還元剤添加
弁６１に流入する。還元剤添加弁６１に流入した燃料
は、還元剤供給プログラムのもと、還元剤添加弁６１に
所定電圧が印加され該還元剤添加弁６１が開弁すると同
時に燃料自体の圧力によって還元剤導入管６２内に噴射
供給される。還元剤導入管６２内に噴射供給された液化
ＤＭＥは、還元剤導入管６２内にて減圧気化し還元剤導
入管６２を通じてＮＯｘ触媒５２上流の排気管１９（排
気通路）に流入する。即ち、還元剤供給装置６０におい
ては、燃料たる液化ＤＭＥがガス化されてＮＯｘ触媒５
２に供給されることとなる。なお、還元剤添加弁６１の
動作を管理する還元剤供給プログラムについては、後に
詳述する。
【００６４】このように本実施の形態に示す排気浄化装
置では、ＮＯｘ触媒５２に流入する排気中に還元剤とし
てジメチルエーテルを供給できる。このためジメチルエ
ーテルの供給に伴ってＮＯｘ触媒５２に流入する排気の
空燃比（酸素濃度）は低下することとなり、よってＮＯ
ｘの放出作用、及びＳＯｘの放出作用が促されることと
なる。
【００６５】また、本実施の形態では、還元剤導入管６
２が、ＥＧＲクーラ２８の内部を通り還元剤添加弁６１
に接続している。このように配管された還元剤導入管６
２によれば、還元剤導入管６２は、ＥＧＲクーラ２８内
の熱を吸収することとなる。即ち、機関冷却液の有する
熱エネルギー、及び排気の有する熱エネルギーが、還元
剤導入管６２へと供給され、還元剤導入管６２を温める
こととなる。その結果、ジメチルエーテルの気化に伴う
還元剤導入管６２の冷却が抑制され、還元剤添加時の不
具合となる添加経路の詰まりが回避される。
【００６６】なお、本実施の形態では、ＥＧＲクーラ２
８の内部を貫通させて還元剤導入管６２を設けている
が、例えば、ＥＧＲクーラ２８のケーシング２８ｂに添
わせて還元剤導入管６２を配管した場合においても、還
元剤導入管６２の冷却は抑制される。すなわち、ＥＧＲ
クーラ２８の熱が還元剤導入管６２に供給される取り廻
しであれば、その還元剤導入管６２の取り廻しについて
は特に問わない。
【００６７】また、本実施の形態では、ＥＧＲクーラ２
８の熱を利用して還元剤導入管６２を温めているが、還
元剤導入管６２を温めるにあたっては、例えば、還元剤
導入管６２にヒータ等を設けて還元剤導入管６２を温め
る、また、エンジンオイル、ミッションオイル、ＡＴフ
ルード、などを還元剤導入管６２の周囲に導き還元剤導
入管６２を温めるといった具合に、還元剤導入管６２を
温める熱の供給源は、ＥＧＲクーラ２８に限定されるこ
とはない。
【００６８】続いて、還元剤供給プログラムについて説
明する。還元剤の供給は、上記の如く電子制御ユニット
３０に準備された還元剤供給プログラムにおいて、その
各々に対応した還元剤の供給条件が成立したときに実施
されるものである。すなわち、窒素酸化物（ＮＯｘ）を
放出させる必要が生じたとき、及び、硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）を放出させる必要が生じたときに対応して、その各
々に対応した適切量の還元剤が還元剤供給プログラムの
もと適宜のタイミングでＮＯｘ触媒５２に供給されるこ
ととなる。
【００６９】なお、窒素酸化物（ＮＯｘ）を放出させる
べきときの条件としては、ＮＯｘ触媒５２に吸収された
窒素酸化物（ＮＯｘ）が所定量に達している。ＮＯｘ触
媒５２の温度が所定温度（活性化温度）に達している。
還元剤供給装置６０においてＳＯｘの放出作用を促す還
元剤の供給がなされていない、などの条件を例示でき
る。
【００７０】なお、本実施の形態では、ＮＯｘ触媒５２
に吸収された窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸収量を把握する
にあたって、電子制御ユニット３０に読み込まれる運転
履歴に基づきその吸収量を把握している。なお、運転履
歴とは、各種センサから出力される出力値を電子制御ユ
ニット３０内にて解析することにより把握されるもので
あり、各種センサの出力値は、機関運転の開始に伴い電
子制御ユニット３０のＲＡＭ３３上に順次記録される。
【００７１】そして、本実施の形態ではこの運転履歴の
うち、機関運転開始時からの走行距離数が予め設定した
走行距離数に達した、機関運転時間からの経過時間が予
め設定した所定時間に達した、などの条件が成立したと
きを、ＮＯｘの放出作用（還元浄化作用）を促すべきと
きと判断する。
【００７２】なお、窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸収量を把
握する方法としては、上記した例に限られることはな
く、例えば、吸気量と燃料消費量とをパラメータとして
作成されたＮＯｘ排出量算出マップに基づく吸収量の把
握や、ＮＯｘ触媒５２下流の空燃比が理論空燃比より高
い値に維持されている時間から窒素酸化物（ＮＯｘ）の
吸収量を把握するようにしてもよい。また、排気中のＮ
Ｏｘ濃度を測定し得るＮＯｘ触媒５２センサをＮＯｘ触
媒５２上流に配置して、窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸収量
を把握するなど、その方法は、所望に応じて任意に変更
可能である。
【００７３】一方、ＳＯｘの放出作用を促すべきときの
条件としては、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸収量が所定量
に達している。ＮＯｘ触媒５２の触媒温度が硫黄酸化物
（ＳＯｘ）を熱分解し得る高温域に達している。排気の
温度が所定の上限値以下である。ＮＯｘの放出作用を促
す還元剤の供給が否実行状態にある、などの各種条件を
例示できる。
【００７４】なお、本実施の形態では、ＮＯｘ触媒５２
に吸収された硫黄酸化物（ＳＯｘ）が所定量に達したか
否かを判定する際、上記した窒素酸化物（ＮＯｘ）の吸
収量を把握する方法と略同様にして、機関運転開始時か
らの走行距離数が予め設定した走行距離数に達した、ま
た、機関運転時間からの経過時間が予め設定した所定時
間に達した、などの各種条件が成立したときに、硫黄酸
化物（ＳＯｘ）の吸収量が所定量に達したと見なしてい
る。
【００７５】このように電子制御ユニット３０では、機
関運転時においてその各々に対応した還元剤の供給条件
が成立したときを、還元剤を添加すべきときと判断す
る。
【００７６】また、本実施形態に示す排気浄化装置で
は、還元剤供給プログラムにおいて、ＮＯｘ触媒５２を
通過する排気の流速を考慮した制御、すなわち、ＮＯｘ
触媒５２を通過する排気の流速が、所定流速より低くな
ると推定されたときに、還元剤の添加を許可する還元剤
添加許可制御を付加している。
【００７７】以下、図３を参照して還元剤添加許可制御
について説明する。なお、図３は、本制御を含む還元剤
供給プログラムの処理ルーチンを示すものである。ま
た、本処理ルーチンは、機関運転時において所定時間毎
に繰り返される処理ルーチンである。
【００７８】また、本実施形態では、ＮＯｘ触媒５２を
通過する排気の流速を推定するにあたって、ＮＯｘ触媒
５２上流の排気管１９に設けた圧力センサ６４の出力変
化に基づき、その流速（通過速度）を推定している。
【００７９】まず、電子制御ユニット３０では、機関運
転開始時からの運転履歴を収集すべく各種センサの出力
信号をＲＡＭ３３に記憶する（ステップ１０１）。ここ
で運転履歴としては、例えば、機関運転開始からの経過
時間、目標要求トルクを満たすべく各気筒２に供された
燃料の供給量、各気筒２に吸入された空気量、前回実施
した還元剤の供給時からの経過時間、車両走行距離数及
び車両走行時間の積算値、排気温度などを例示できる。
【００８０】続くステップ１０２では、前記ステップ１
０１にて収集された運転履歴をＣＰＵ３４に読み出し、
還元剤の供給条件が成立しているか否かをＣＰＵ３４に
て判定する。なお、還元剤の供給条件は、上記の如く窒
素酸化物（ＮＯｘ）を放出させるべきときと、硫黄酸化
物（ＳＯｘ）を放出させるべきとき、とで異なる条件で
ある。
【００８１】そして、ステップ１０２において、窒素酸
化物（ＮＯｘ）、若しくは硫黄酸化物（ＳＯｘ）の放出
に対応した還元剤供給条件の成立が肯定されたときに
は、還元剤を添加を開始すべくステップ１０３に移行す
る。また、ステップ１０２において、何れの供給条件も
成立していないと判定されたときには、本処理ルーチン
を一旦終了する。
【００８２】続いて、電子制御ユニット３０では、還元
剤の添加を開始するに先立ち、ＮＯｘ触媒５２を通過す
る排気の流速が、所定流速より低いか否かを圧力センサ
６４の出力変化に基づき推定する（ステップ１０３）。
なお、所定流速とは、ＮＯｘ触媒５２に流入するガス状
のジメチルエーテルとそのＮＯｘ触媒５２との接触時間
を十分に確保できる程度の流速であり、本実施形態で
は、各種予備実験によって得られ試験結果に基づき定め
られている。
【００８３】また、電子制御ユニット３０では、圧力セ
ンサ６４によって検出された排気管１９内の圧力が所定
圧力より低くなったときを、前記ＮＯｘ触媒５２を通過
する排気の流速が、所定流速より低くなったとみなして
いる。即ち、本ステップ１０３では、排気管１９内圧力
が所定圧力より低くなったか否かを圧力センサ６４の出
力変化に基づき判断し、その結果をもとに、前記ＮＯｘ
触媒５２を通過する排気の流速が所定流速より低くなっ
ているか否かを推定する。なお、ここで所定圧力とは、
上述した所定流速の設定によって導かれるものである。
【００８４】そして、電子制御ユニット３０では、圧力
センサ６４の出力が所定圧力より低くなったことを受
け、ＮＯｘ触媒５２を通過する排気の流速が所定流速よ
り低くなったとみなし、還元剤の添加を許可する（ステ
ップ１０４）。一方、ステップ１０３において、圧力セ
ンサ６４の出力が所定圧力より高いと判定されたときに
は、未だ所定流速より低くなっていないとみなし、還元
剤の添加を中止すべく本処理ルーチンを一旦終了する
（ステップ１０５）。
【００８５】即ち、本実施の形態に示す排気浄化装置で
は、通過速度推定手段及び還元剤添加許可手段が、上記
ステップ１０３及びステップ１０４の処理において達成
される。そして、ステップ１０４の終了後、電子制御ユ
ニット３０では、還元剤の添加を開始させるべく還元剤
添加弁６１に所定電圧を印加する（ステップ１０６）。
その結果、還元剤添加弁６１が開弁し、還元剤たるガス
状のジメチルエーテルがＮＯｘ触媒５２上流の排気通路
に供給されることとなる。
【００８６】すなわち、本実施の形態に示す還元剤供給
プログラムによれば、ＮＯｘ触媒５２を通過する排気の
流速が低いとき判断されたときに還元剤の供給がなされ
る。このため還元剤たるガス状のジメチルエーテルと、
ＮＯｘ触媒５２との接触時間が十分に確保され、以て、
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）及び硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）が効率良く浄化されることとなる。また、添加され
たジメチルエーテルが、ＮＯｘ触媒５２内にて効率良く
消費されるため、ＨＣエミッションの低減を図れるとい
ったうれしさもある。
【００８７】なお、上記した還元剤供給プログラムは、
あくまでも一実施形態であり、その詳細は任意に変更可
能である。例えば、上記した説明では、ＮＯｘ触媒５２
を通過する排気の流速を推定するに際して、排気管１９
に設けた圧力センサ６４の出力変化に基づき、その流速
の把握しているが、例えば、吸気量、機関回転数、排気
温度などをパラメータとして作成した流速算出マップに
基づき流速を推定する方法など、ＮＯｘ触媒５２を通過
する排気の流速を推定する方法は、特に上記した例に限
定されるものではない。
【００８８】なお、圧力センサ６４によって流速を推定
する場合の補足として、電子制御ユニット３０による流
速の推定精度は、その圧力センサ６４の取付位置が、Ｎ
Ｏｘ触媒５２に近づくほど高くなるが、本実施形態で
は、制御系の応答遅れなどを考慮してＮＯｘ触媒５２直
上流から、若干、排気上流側に移動した部位に圧力セン
サ６４を取り付けている。
【００８９】また、電子制御ユニット３０では、圧力セ
ンサ６４の出力変化が、その一回微分値の負のタイミン
グとなるときに同期させ，還元剤の添加を許可するよう
にしてもよい。なお、一回微分値の負のタイミングと
は、排気通路内にて生じる排気脈動の戻りに相当するタ
イミングであり、ＮＯｘ触媒５２に流入する排気の流速
は、所定流速より低い流速となる。よって、このタイミ
ングに同期させて還元剤を添加すると、ガス状のジメチ
ルエーテルとＮＯｘ触媒５２との接触時間が十分に確保
されることとなる。
【００９０】すなわち、本発明で所定圧力とは、必ずし
も固定値である必要もなく、上記した説明のように一回
微分値の変化に対応させて、時間の経過毎に順次更新で
きるものである。より詳しくは、第１の時間に検出され
た排気管１９内圧力を基準となるべく所定圧力に設定
し、この基準となるべき所定圧力の設定後、所定時間後
に検出した排気管１９内圧力が、その基準となるべく設
定された所定圧力に対して低くなったことを条件とし
て、電子制御ユニット３０では、流速が低くなったとみ
なしてもよい。
【００９１】また、上記した還元剤供給プログラムは、
ＮＯｘの放出作用及びＳＯｘの放出作用を促すべきとき
のプログラムであるが、例えば、ＮＯｘ触媒５２に還元
剤を供給してＮＯｘ触媒５２を昇温させる所謂周知の
「昇温制御」等においても、本発明は、勿論、適用可能
である。
【００９２】また、上記した還元剤供給プログラムは、
排気の流速が所定流速より低くなったときに還元剤の添
加を許可するが、排気の流速が所定流速より高くなった
ときに還元剤の添加を禁止するといった逆の基準から本
実施形態に示す還元剤プログラムを作成してもよい。ま
た、上記した還元剤供給プログラムは、本実施の形態に
示した構造の還元剤供給装置６０以外においても、勿
論、適用できるものである。
【００９３】またさらに、還元剤供給装置６０の構成、
ディーゼル機関等の構成も、あくまでも本発明の一実施
形態にすぎず、その詳細は所望に応じて変更しても構わ
ない。例えば、還元剤供給装置６０を燃料供給系から完
全に独立させて構成するなどの変更を行ってもよい。ま
た、ＮＯｘ触媒５２の組成は上記したものに限られるこ
とはなく、所望に応じて適宜変更可能である。また、本
実施形態に示す排気浄化装置では、ＮＯｘ触媒５２下流
に酸化触媒５３を設けているが、酸化触媒５３は必ずし
も必要とされるものではなく、酸化触媒５３の有無は任
意に選択可能である。
【００９４】なお、酸化触媒５３は、例えばアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）を担体として、この担体上にパラジウム
（Ｐｂ）、若しくはパラジウム（Ｐｂ）とロジウム（Ｒ
ｈ）のような貴金属とを担持させてなる触媒である。そ
して、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）及び炭化水素（Ｈ
Ｃ）等の未燃燃焼成分を、二酸化炭素（ＣＯ2）及び水
蒸気（Ｈ2Ｏ）に酸化して浄化する排気浄化作用を有す
る。
【００９５】また、上記した説明では吸蔵還元型ＮＯｘ
触媒５２を例に説明したが、勿論、選択還元型ＮＯｘ触
媒においても本発明は、有用である。
【００９６】なお、選択還元型ＮＯｘ触媒は、酸素過剰
雰囲気下で、且つ還元剤が存在するときに排気中の窒素
酸化物（ＮＯｘ）を還元又は分解して浄化する触媒であ
り、例えば、ゼオライトに銅（Ｃｕ）等の遷移金属をイ
オン交換して担持させた触媒、及びゼオライト又はアル
ミナに貴金属を担持した触媒等が、この選択還元型ＮＯ
ｘ触媒に含まれる。
【００９７】また、選択還元型ＮＯｘ触媒では、窒素酸
化物（ＮＯｘ）を浄化させるにあたり、上記の如く還元
剤が必要となるため、還元剤供給装置６０を介して適切
量の還元剤を継続的に供給する必要がある。本発明で
は、上記の如く還元剤導入管６２に熱を加える構造とな
っているため、この還元剤の連続供給に伴う還元剤導入
管６２内の凍結が防止される。よって、選択還元型ＮＯ
ｘ触媒を採用した場合においても、本発明の効果は十分
に発揮されるものである。また、その添加タイミング
は、上記したように排気脈動の戻りのタイミングに合せ
て添加を実施するとよい。
【００９８】また、本実施の形態では、本発明に係る排
気浄化装置をディーゼル機関に適用させた例について説
明しているが、勿論、希薄燃焼可能なリーンバーンガソ
リン機関など、排気中に窒素酸化物（ＮＯｘ）を生成す
る内燃機関全般に広く適用できるものである。
【００９９】また、さらに、本発明に示す排気浄化装置
は、還元剤としてジメチルエーテルを添加しているが、
勿論、添加し得る還元剤はジメチルエーテルに限られる
ことはない。例えば、エチルエーテルなど、比較的容易
に液化貯蔵でき、且つ排気通路への添加時においてガス
状となる還元剤全般に、本発明は、適用可能な技術であ
る。
【０１００】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ジメチ
ルエーテルの添加経路に熱が供給されるため、その添加
経路の凍結が防止される。よって、添加経路の詰まりが
回避され、適切量のジメチルエーテルを過不足なくＮＯ
ｘ触媒に供給できる。
【０１０１】また、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速が
低いときをみはからって、ジメチルエーテルの供給を許
可するため、添加されたジメチルエーテルと、ＮＯｘ触
媒と、の反応時間が十分に確保される。
【０１０２】よって、ジメチルエーテルの添加に伴う不
具合が解消され、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を効率
良く浄化し得る内燃機関の排気浄化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る内燃機関の概略構図。
【図２】 本実施の形態に係るＥＧＲクーラの概略構成
図。
【図３】 本実施の形態に係る還元剤供給プログラムを
説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関（機関本体） １ａ クランクシャフト ２ 気筒 ３ 燃料噴射弁 ４ コモンレール ４ａ レール圧センサ ５ 燃料供給パイプ ６ サプライポンプ ７ 燃料タンク ７ａ 燃料ポンプ ８ 吸気枝管 ９ 吸気管 １０ エアクリーナボックス １１ エアフロメータ １２ 吸気温センサ １３ 吸気絞り弁 １４ アクチュエータ １５ ターボチャージャ １５ａ コンプレッサハウジング １５ｂ タービンハウジング １６ インタークーラ １８ 排気枝管 １８ａ 排気ポート １９ 排気管（排気通路） ２３ 過給圧センサ ２４ 温度センサ ２５ ＥＧＲ装置 ２６ ＥＧＲ通路 ２７ ＥＧＲ弁 ２８ ＥＧＲクーラ ２８ａ 熱交換機 ２８ｂ ケーシング ３０ 電子制御ユニット ３１ 双方向性バス ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ ３４ ＣＰＵ ３５ 入力ポート ３６ 出力ポート ３７ Ａ／Ｄ変換器 ３８ 駆動回路 ４０ アクセルペダル ４１ 負荷センサ ４２ クランク角センサ ５２ 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒） ５３ 酸化触媒 ５４ 排気温度センサ ６０ 還元剤供給装置 ６１ 還元剤添加弁 ６２ 還元剤導入管 ６３ 還元剤分配管 ６４ 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０Ｅ Ｆターム(参考） 3G062 AA01 EA10 ED08 3G091 AA10 AA11 AA20 AB02 AB05 AB06 AB11 BA11 BA14 CA05 CA18 DC06 EA00 EA17 EA30 EA32 EA33 EA34 EA35 EA38 GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W GB09X GB10X GB17X HA09 HA36 HA37

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触
    媒と液化貯蔵されたジメチルエーテルを前記ＮＯｘ触媒
    に供給する還元剤供給手段と、 前記還元剤供給手段から供給されたジメチルエーテル
    を、前記ＮＯｘ触媒上流の排気通路に導き入れる還元剤
    導入路と前記還元剤導入管路に熱を供給する熱供給手段
    と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】前記排気通路内を流れる排気の一部を、機
    関本体を迂回して吸気系に流入させるＥＧＲ通路と、 前記ＥＧＲ通路内を流れる排気を機関冷却液によって冷
    却するＥＧＲクーラと、を備え、 前記熱供給手段は、前記ＥＧＲクーラであることを特徴
    とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】前記還元剤導入路は、前記ＥＧＲクーラ内
    を通り前記ＮＯｘ触媒上流の排気通路に接続しているこ
    とを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  4. 【請求項４】前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速が、
    所定流速より低いか否かを推定する通過速度推定手段
    と、 前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流速が、所定流速より
    低いと推定されたときに前記ジメチルエーテルの供給を
    許可する還元剤供給許可手段と、を備えることを特徴と
    する請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の排気浄
    化装置。
  5. 【請求項５】前記ＮＯｘ触媒上流の排気通路内圧力を検
    出する圧力検出手段を備え、 前記通過速度推定手段は、前記排気通路内圧力が所定圧
    力より低くなったときを、前記ＮＯｘ触媒を通過する排
    気の流速が所定流速より低くなったとみなすことを特徴
    とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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