JP2003090210A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＤＰＦ９を効率良く再生する。
【解決手段】ＤＰＦ９の上流側の排気通路に、ＨＣ吸着
材に触媒金属を担持させてなるＨＣ吸着触媒８を設け、
ＤＰＦ９の再生が必要になったときに、触媒金属が不活
性状態ないしは低活性状態にあること、並びにＨＣ吸着
材のＨＣ量が所定値以上であると判定されていることを
条件として、上記触媒金属の活性が高くなるように上記
ＨＣ吸着触媒８の温度を上昇させ、ＨＣ吸着材に吸着さ
れているＨＣの酸化反応熱を利用してＤＰＦ９を加熱す
る。
材に触媒金属を担持させてなるＨＣ吸着触媒８を設け、
ＤＰＦ９の再生が必要になったときに、触媒金属が不活
性状態ないしは低活性状態にあること、並びにＨＣ吸着
材のＨＣ量が所定値以上であると判定されていることを
条件として、上記触媒金属の活性が高くなるように上記
ＨＣ吸着触媒８の温度を上昇させ、ＨＣ吸着材に吸着さ
れているＨＣの酸化反応熱を利用してＤＰＦ９を加熱す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化装置に関する。
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、その排気
通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するＤＰＦ
（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設けること
は知られている。また、このＤＰＦの再生のために、Ｄ
ＰＦよりも上流側の排気通路に酸化触媒を設け、この酸
化触媒によって排気ガス中のＮＯを酸化させて排気ガス
中のＮＯ2 量を増やし、ＤＰＦに捕集されているパティ
キュレートをＮＯ2 によって燃焼させるという提案もあ
る。
通路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するＤＰＦ
（ディーゼルパティキュレートフィルタ）を設けること
は知られている。また、このＤＰＦの再生のために、Ｄ
ＰＦよりも上流側の排気通路に酸化触媒を設け、この酸
化触媒によって排気ガス中のＮＯを酸化させて排気ガス
中のＮＯ2 量を増やし、ＤＰＦに捕集されているパティ
キュレートをＮＯ2 によって燃焼させるという提案もあ
る。
【０００３】また、特開平１１−３３６５３０号公報に
は、酸化触媒によるＮＯ→ＮＯ2 の酸化は１５０℃付近
から始まること、パティキュレートとＮＯ2 との反応は
２５０℃から３００℃以上の温度にならないと連続的に
進まないこと、そこで、圧縮行程上死点付近で燃料を噴
射する主噴射後に燃料を噴射する後噴射によって排気ガ
ス温度を高め、それによってＤＰＦの温度を上昇させる
こと、ＤＰＦの温度が６００℃以上になると、その後噴
射を停止すること、上記酸化触媒として、ゼオライトに
ＣｕやＰｔを担持させたＮＯｘ触媒を用いることが記載
されている。
は、酸化触媒によるＮＯ→ＮＯ2 の酸化は１５０℃付近
から始まること、パティキュレートとＮＯ2 との反応は
２５０℃から３００℃以上の温度にならないと連続的に
進まないこと、そこで、圧縮行程上死点付近で燃料を噴
射する主噴射後に燃料を噴射する後噴射によって排気ガ
ス温度を高め、それによってＤＰＦの温度を上昇させる
こと、ＤＰＦの温度が６００℃以上になると、その後噴
射を停止すること、上記酸化触媒として、ゼオライトに
ＣｕやＰｔを担持させたＮＯｘ触媒を用いることが記載
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如くＮＯ2 でパ
ティキュレートを燃焼除去するのであれば、ＤＰＦ温度
を２５０℃から３００℃程度まで上昇させればよいが、
パティキュレートを着火燃焼させるにはＤＰＦを５００
℃以上に昇温させる必要がある。しかし、自動車のディ
ーゼルエンジンの場合、４０ｋｍ／ｈ前後の市街地走行
では排気ガス温度が低いので、パティキュレートを着火
燃焼させるには別に電気ヒータ等の加熱手段を設ける必
要があり、多量のエネルギーが必要になる。また、上述
の後噴射によって排気ガス温度を５００℃程度まで上昇
させることは難しく、また、後噴射量を多くする必要が
あって燃費の面で不利になる。
ティキュレートを燃焼除去するのであれば、ＤＰＦ温度
を２５０℃から３００℃程度まで上昇させればよいが、
パティキュレートを着火燃焼させるにはＤＰＦを５００
℃以上に昇温させる必要がある。しかし、自動車のディ
ーゼルエンジンの場合、４０ｋｍ／ｈ前後の市街地走行
では排気ガス温度が低いので、パティキュレートを着火
燃焼させるには別に電気ヒータ等の加熱手段を設ける必
要があり、多量のエネルギーが必要になる。また、上述
の後噴射によって排気ガス温度を５００℃程度まで上昇
させることは難しく、また、後噴射量を多くする必要が
あって燃費の面で不利になる。
【０００５】一方、温度を一時的に高めて再生を図ると
いう要求は、上記ＤＰＦに限らず、ガソリンエンジンや
ディーゼルエンジンに採用されているＮＯｘ吸収触媒に
もある。すなわち、ＮＯｘ吸収触媒は、排気ガスの酸素
濃度が高いときに排気ガスのＮＯｘをＢａ等のＮＯｘ吸
収材に吸収させ、当該酸素濃度が低下したときに放出さ
れるＮＯｘをＰｔ等の貴金属で還元浄化するが、ＮＯｘ
吸収材が排気ガス中のＳ（硫黄）で被毒する、という問
題がある。このＮＯｘ吸収材に吸着したＳは加熱によっ
て脱離するが、それにはＮＯｘ吸収触媒を５００℃以上
に、さらには６００℃以上に加熱する必要があり、多大
な熱エネルギーが必要になる。
いう要求は、上記ＤＰＦに限らず、ガソリンエンジンや
ディーゼルエンジンに採用されているＮＯｘ吸収触媒に
もある。すなわち、ＮＯｘ吸収触媒は、排気ガスの酸素
濃度が高いときに排気ガスのＮＯｘをＢａ等のＮＯｘ吸
収材に吸収させ、当該酸素濃度が低下したときに放出さ
れるＮＯｘをＰｔ等の貴金属で還元浄化するが、ＮＯｘ
吸収材が排気ガス中のＳ（硫黄）で被毒する、という問
題がある。このＮＯｘ吸収材に吸着したＳは加熱によっ
て脱離するが、それにはＮＯｘ吸収触媒を５００℃以上
に、さらには６００℃以上に加熱する必要があり、多大
な熱エネルギーが必要になる。
【０００６】そこで、本発明は、上述の如きＤＰＦやＮ
Ｏｘ吸収触媒のような排気ガス浄化手段の再生を効率良
く行なうことができるようにすることを課題とする。
Ｏｘ吸収触媒のような排気ガス浄化手段の再生を効率良
く行なうことができるようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決のために、上記加熱再生を必要とする排気ガス浄化手
段よりも上流側の排気通路にＨＣ（炭化水素）を吸着す
るＨＣ吸着材を配置し、このＨＣ吸着材にＨＣを蓄積
し、これを一気に放出させて触媒金属で酸化浄化し、そ
の際の反応熱を利用して上記排気ガス浄化手段の再生を
図るようにした。
決のために、上記加熱再生を必要とする排気ガス浄化手
段よりも上流側の排気通路にＨＣ（炭化水素）を吸着す
るＨＣ吸着材を配置し、このＨＣ吸着材にＨＣを蓄積
し、これを一気に放出させて触媒金属で酸化浄化し、そ
の際の反応熱を利用して上記排気ガス浄化手段の再生を
図るようにした。
【０００８】すなわち、請求項１に係る発明は、エンジ
ンの排気通路に設けられ、第１温度以上になると再生す
る排気ガス浄化手段と、上記排気ガス浄化手段よりも上
流側の上記排気通路に設けられ、上記第１温度よりも低
い第２温度以下の温度で排気ガス中のＨＣを吸着し第２
温度を越えると吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着材と、
このＨＣ吸着材から放出されるＨＣを酸化浄化するため
の触媒金属とを備えたＨＣ吸着触媒と、上記ＨＣ吸着材
に吸着されたＨＣ量が所定値以上か否かを判定するＨＣ
量判定手段と、上記触媒金属が不活性状態にあること、
又は活性の度合が低い所定の低活性状態にあること、並
びに上記ＨＣ量判定手段によってＨＣ量が所定値以上で
あると判定されていることを必要条件として、上記触媒
金属の活性が高くなるように上記ＨＣ吸着触媒の温度を
上昇させる昇温手段とを備えていることを特徴とするエ
ンジンの排気浄化装置である。
ンの排気通路に設けられ、第１温度以上になると再生す
る排気ガス浄化手段と、上記排気ガス浄化手段よりも上
流側の上記排気通路に設けられ、上記第１温度よりも低
い第２温度以下の温度で排気ガス中のＨＣを吸着し第２
温度を越えると吸着したＨＣを放出するＨＣ吸着材と、
このＨＣ吸着材から放出されるＨＣを酸化浄化するため
の触媒金属とを備えたＨＣ吸着触媒と、上記ＨＣ吸着材
に吸着されたＨＣ量が所定値以上か否かを判定するＨＣ
量判定手段と、上記触媒金属が不活性状態にあること、
又は活性の度合が低い所定の低活性状態にあること、並
びに上記ＨＣ量判定手段によってＨＣ量が所定値以上で
あると判定されていることを必要条件として、上記触媒
金属の活性が高くなるように上記ＨＣ吸着触媒の温度を
上昇させる昇温手段とを備えていることを特徴とするエ
ンジンの排気浄化装置である。
【０００９】この発明の場合、排気ガス温度が低いとき
にＨＣ吸着材によって排気ガス中のＨＣが吸着されてい
く。触媒金属が不活性状態ないしは低活性状態にあり且
つＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上であると
いう２つの条件が揃うと、昇温手段の作動が可能にな
る。この昇温手段が働くと、ＨＣ吸着触媒の温度が上昇
して触媒金属の活性が高くなり、ＨＣ吸着材から多量の
ＨＣが放出されて酸化浄化されるため、そのときの反応
熱で排気ガス温度が高くなる。よって、ＨＣ吸着触媒の
下流側に存する排気ガス浄化手段の温度が高まり、その
再生を図ることができる。
にＨＣ吸着材によって排気ガス中のＨＣが吸着されてい
く。触媒金属が不活性状態ないしは低活性状態にあり且
つＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上であると
いう２つの条件が揃うと、昇温手段の作動が可能にな
る。この昇温手段が働くと、ＨＣ吸着触媒の温度が上昇
して触媒金属の活性が高くなり、ＨＣ吸着材から多量の
ＨＣが放出されて酸化浄化されるため、そのときの反応
熱で排気ガス温度が高くなる。よって、ＨＣ吸着触媒の
下流側に存する排気ガス浄化手段の温度が高まり、その
再生を図ることができる。
【００１０】上記昇温手段は、上記２つの条件が揃った
ことを契機として働かせてもよいが、排気ガス浄化手段
の再生の要否を判定する手段を設け、再生要が判定され
るという条件も揃ったときに昇温手段を働かせるように
してもよい。
ことを契機として働かせてもよいが、排気ガス浄化手段
の再生の要否を判定する手段を設け、再生要が判定され
るという条件も揃ったときに昇温手段を働かせるように
してもよい。
【００１１】再生の要否を問わずに上記２つの条件のみ
で昇温手段を働かせるようにした場合は、排気ガス浄化
手段の再生頻度が多くなるため、その浄化性能を比較的
高い状態に維持する上で有利になる。一方、この２つの
条件に上記再生要の判定を加えた場合は、昇温手段が働
く回数を少なくすることができるから、エネルギー効率
の面で有利になるとともに、排気ガス浄化手段の加熱回
数が少なくなり、その熱劣化防止に有利になる。
で昇温手段を働かせるようにした場合は、排気ガス浄化
手段の再生頻度が多くなるため、その浄化性能を比較的
高い状態に維持する上で有利になる。一方、この２つの
条件に上記再生要の判定を加えた場合は、昇温手段が働
く回数を少なくすることができるから、エネルギー効率
の面で有利になるとともに、排気ガス浄化手段の加熱回
数が少なくなり、その熱劣化防止に有利になる。
【００１２】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
エンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材とし
てβ型ゼオライトを含むことを特徴とする。
エンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材とし
てβ型ゼオライトを含むことを特徴とする。
【００１３】β型ゼオライトは、他のゼオライト、例え
ばＭＦＩに比べて細孔径が大きい。従って、排気ガス中
のＨＣの吸着性能に優れ、ＨＣの酸化浄化時の反応熱で
排気ガス浄化手段を再生する上で有利になる。ディーゼ
ルエンジンの排気ガスは大型のＨＣが多く含まれること
から、特にディーゼルエンジンの排気ガス浄化手段の再
生に有利になる。
ばＭＦＩに比べて細孔径が大きい。従って、排気ガス中
のＨＣの吸着性能に優れ、ＨＣの酸化浄化時の反応熱で
排気ガス浄化手段を再生する上で有利になる。ディーゼ
ルエンジンの排気ガスは大型のＨＣが多く含まれること
から、特にディーゼルエンジンの排気ガス浄化手段の再
生に有利になる。
【００１４】請求項３に係る発明、請求項１又は請求項
２に記載のエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ
量判定手段は、上記ＨＣ吸着材下流側の排気通路に配設
され排気ガスのＨＣ濃度関連値を測定するセンサを備
え、このセンサの出力に基づいて上記ＨＣ吸着材に吸着
されたＨＣ量が所定値以上になったか否かを判定するこ
とを特徴とする。
２に記載のエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ
量判定手段は、上記ＨＣ吸着材下流側の排気通路に配設
され排気ガスのＨＣ濃度関連値を測定するセンサを備
え、このセンサの出力に基づいて上記ＨＣ吸着材に吸着
されたＨＣ量が所定値以上になったか否かを判定するこ
とを特徴とする。
【００１５】すなわち、ＨＣ吸着材のＨＣ量が多くなる
と、それだけこのＨＣ吸着材の吸着能が低くなってくる
ため、該ＨＣ吸着材下流側の排気通路を流れる排気ガス
のＨＣ濃度が高くなってくる。そこで、本発明は、この
ＨＣ濃度関連値（ＨＣ濃度、又はＨＣ濃度を知ることが
できる排気ガス中の他の成分濃度）を測定し、それに基
づいてＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上になったか否か
を判定するようにしたものである。そうして、このＨＣ
量関連値はＨＣ吸着材のＨＣ量を直接反映したものであ
るから、判定の信頼性が高いものになる。
と、それだけこのＨＣ吸着材の吸着能が低くなってくる
ため、該ＨＣ吸着材下流側の排気通路を流れる排気ガス
のＨＣ濃度が高くなってくる。そこで、本発明は、この
ＨＣ濃度関連値（ＨＣ濃度、又はＨＣ濃度を知ることが
できる排気ガス中の他の成分濃度）を測定し、それに基
づいてＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上になったか否か
を判定するようにしたものである。そうして、このＨＣ
量関連値はＨＣ吸着材のＨＣ量を直接反映したものであ
るから、判定の信頼性が高いものになる。
【００１６】また、ＨＣ吸着材におけるＨＣの吸着が飽
和した状態になると、このＨＣ吸着材では排気ガス中の
ＨＣが殆ど吸着されないから、該ＨＣ吸着材下流側のＨ
Ｃ濃度はそのときのエンジンから排出される排気ガスの
ＨＣ濃度に略等しくなる。従って、上記「ＨＣ量が所定
値以上になった」状態を「ＨＣの吸着が飽和した」状態
とするときは、ＨＣ吸着材下流側の排気ガスのＨＣ濃度
がそのときのエンジン運転状態から推測される排気ガス
のＨＣ濃度になったときに、「ＨＣ量が所定値以上にな
った」と判定することができる。
和した状態になると、このＨＣ吸着材では排気ガス中の
ＨＣが殆ど吸着されないから、該ＨＣ吸着材下流側のＨ
Ｃ濃度はそのときのエンジンから排出される排気ガスの
ＨＣ濃度に略等しくなる。従って、上記「ＨＣ量が所定
値以上になった」状態を「ＨＣの吸着が飽和した」状態
とするときは、ＨＣ吸着材下流側の排気ガスのＨＣ濃度
がそのときのエンジン運転状態から推測される排気ガス
のＨＣ濃度になったときに、「ＨＣ量が所定値以上にな
った」と判定することができる。
【００１７】請求項４に係る発明は、請求項１又は請求
項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、上記Ｈ
Ｃ量判定手段は、エンジンの運転状態の推移に基づいて
上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上になっ
たか否かを判定することを特徴とする。
項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、上記Ｈ
Ｃ量判定手段は、エンジンの運転状態の推移に基づいて
上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上になっ
たか否かを判定することを特徴とする。
【００１８】すなわち、排気ガスのＨＣ濃度はエンジン
の運転状態から推測することができ、また、ＨＣ吸着材
がＨＣを吸着している状態か、ＨＣを放出している状態
か、現時点までにどの程度の期間ＨＣを吸着し続けてい
るかはエンジン運転状態の推移によってわかる。そこ
で、本発明は、エンジンの運転状態の推移に基づいて上
記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上になった
か否かを判定するようにしたものである。従って、ＨＣ
濃度関連値を測定するセンサ類は不要になる。
の運転状態から推測することができ、また、ＨＣ吸着材
がＨＣを吸着している状態か、ＨＣを放出している状態
か、現時点までにどの程度の期間ＨＣを吸着し続けてい
るかはエンジン運転状態の推移によってわかる。そこ
で、本発明は、エンジンの運転状態の推移に基づいて上
記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上になった
か否かを判定するようにしたものである。従って、ＨＣ
濃度関連値を測定するセンサ類は不要になる。
【００１９】請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、燃料をエンジンの気筒内に直接噴射する燃料噴射
弁と、エンジンの運転状態に応じて圧縮行程上死点付近
で燃料を噴射するように上記燃料噴射弁の作動を制御す
る噴射制御手段とを備え、上記昇温手段は、上記圧縮行
程上死点付近での燃料噴射時期をリタードさせることに
よって排気ガス温度を高め、それによって上記ＨＣ吸着
触媒の温度を上昇させることを特徴とする。
項４のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、燃料をエンジンの気筒内に直接噴射する燃料噴射
弁と、エンジンの運転状態に応じて圧縮行程上死点付近
で燃料を噴射するように上記燃料噴射弁の作動を制御す
る噴射制御手段とを備え、上記昇温手段は、上記圧縮行
程上死点付近での燃料噴射時期をリタードさせることに
よって排気ガス温度を高め、それによって上記ＨＣ吸着
触媒の温度を上昇させることを特徴とする。
【００２０】すなわち、圧縮行程上死点付近での燃料噴
射時期をリタードさせると、それだけ燃料の燃焼によっ
てエンジンに供給される熱量のうち仕事に使用される熱
量の割合が少なくなって放出熱量が多くなり、排気ガス
の温度が上昇してＨＣ吸着触媒の温度を上昇させること
ができる。
射時期をリタードさせると、それだけ燃料の燃焼によっ
てエンジンに供給される熱量のうち仕事に使用される熱
量の割合が少なくなって放出熱量が多くなり、排気ガス
の温度が上昇してＨＣ吸着触媒の温度を上昇させること
ができる。
【００２１】請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、上記排気ガス浄化手段は、ディーゼルエンジンの
排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ（以
下、ＤＰＦという。）であることを特徴とする。
項５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、上記排気ガス浄化手段は、ディーゼルエンジンの
排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ（以
下、ＤＰＦという。）であることを特徴とする。
【００２２】すなわち、ＤＰＦのパティキュレート捕集
量が多くなると、それだけエンジンの背圧が高まり、エ
ンジンの動力性能が低下する。従って、ＤＰＦにパティ
キュレートがある程度溜まったら、ＤＰＦの温度を高め
てパティキュレートを燃焼除去し、当該ＤＰＦの再生を
図る必要がある。
量が多くなると、それだけエンジンの背圧が高まり、エ
ンジンの動力性能が低下する。従って、ＤＰＦにパティ
キュレートがある程度溜まったら、ＤＰＦの温度を高め
てパティキュレートを燃焼除去し、当該ＤＰＦの再生を
図る必要がある。
【００２３】これに対して、上述の如く、ＨＣ吸着材の
ＨＣ量が所定値以上になったときに昇温手段を働かせて
触媒金属の活性を高めるとともに、ＨＣ吸着材からのＨ
Ｃの放出を促すと、放出された多量のＨＣが酸化される
ことによって、その反応熱で排気ガス温度が上昇し、そ
れに伴ってＤＰＦの温度が高まり、該ＤＰＦを再生する
ことができる。この場合、ＤＰＦの再生温度が第１温度
になる。
ＨＣ量が所定値以上になったときに昇温手段を働かせて
触媒金属の活性を高めるとともに、ＨＣ吸着材からのＨ
Ｃの放出を促すと、放出された多量のＨＣが酸化される
ことによって、その反応熱で排気ガス温度が上昇し、そ
れに伴ってＤＰＦの温度が高まり、該ＤＰＦを再生する
ことができる。この場合、ＤＰＦの再生温度が第１温度
になる。
【００２４】請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求
項６のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、上記触媒金属が不活性状態にあること又は活性の
度合が低い所定の低活性状態にあること、並びに上記Ｈ
Ｃ吸着材に吸着されているＨＣ量が上記所定値未満であ
ることを必要条件として、上記ＨＣ吸着材にＨＣを供給
するＨＣ供給手段を備えていることを特徴とする。
項６のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、上記触媒金属が不活性状態にあること又は活性の
度合が低い所定の低活性状態にあること、並びに上記Ｈ
Ｃ吸着材に吸着されているＨＣ量が上記所定値未満であ
ることを必要条件として、上記ＨＣ吸着材にＨＣを供給
するＨＣ供給手段を備えていることを特徴とする。
【００２５】従って、ＨＣ供給手段により、ＨＣ吸着材
のＨＣ量を必要なときに所定値以上にまで高めて、多量
のＨＣを放出させて排気ガス浄化手段の確実な再生を図
る上で有利になる。
のＨＣ量を必要なときに所定値以上にまで高めて、多量
のＨＣを放出させて排気ガス浄化手段の確実な再生を図
る上で有利になる。
【００２６】なお、ＨＣ供給手段は、排気ガス浄化手段
の再生を図る直前に働かせることもできるが、その再生
に備えて予めＨＣ供給手段を働かせるようにしてもよ
い。
の再生を図る直前に働かせることもできるが、その再生
に備えて予めＨＣ供給手段を働かせるようにしてもよ
い。
【００２７】請求項８に係る発明は、請求項７に記載の
エンジンの排気浄化装置において、燃料をエンジンの気
筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、エンジンの運転状態
に応じて圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するように上
記燃料噴射弁の作動を制御する噴射制御手段とを備え、
上記ＨＣ供給手段は、上記噴射制御手段に、上記圧縮行
程上死点付近での燃料噴射後、膨張行程又は排気行程に
おいてさらに燃料を噴射するように上記燃料噴射弁の作
動を制御させることにより、上記ＨＣ吸着材に未燃燃料
を供給するものであることを特徴とする。
エンジンの排気浄化装置において、燃料をエンジンの気
筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、エンジンの運転状態
に応じて圧縮行程上死点付近で燃料を噴射するように上
記燃料噴射弁の作動を制御する噴射制御手段とを備え、
上記ＨＣ供給手段は、上記噴射制御手段に、上記圧縮行
程上死点付近での燃料噴射後、膨張行程又は排気行程に
おいてさらに燃料を噴射するように上記燃料噴射弁の作
動を制御させることにより、上記ＨＣ吸着材に未燃燃料
を供給するものであることを特徴とする。
【００２８】このように、膨張行程又は排気行程におい
て気筒内に燃料を噴射すると、その一部は燃焼すること
なくエンジンから排出され、排気ガスのＨＣ濃度が高ま
ってＨＣ吸着材に多量のＨＣを供給することができる。
て気筒内に燃料を噴射すると、その一部は燃焼すること
なくエンジンから排出され、排気ガスのＨＣ濃度が高ま
ってＨＣ吸着材に多量のＨＣを供給することができる。
【００２９】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、排気ガス
浄化手段よりも上流側の排気通路に、ＨＣ吸着材と触媒
金属とを備えたＨＣ吸着触媒を配置し、触媒金属が不活
性状態ないしは低活性状態にあること、並びに上記ＨＣ
吸着材のＨＣ量が所定値以上であることを必要条件とし
て、昇温手段を作動させて上記ＨＣ吸着触媒の温度を上
昇させるようにしたから、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ
を排気ガス浄化手段の再生に有効に利用することができ
る。
浄化手段よりも上流側の排気通路に、ＨＣ吸着材と触媒
金属とを備えたＨＣ吸着触媒を配置し、触媒金属が不活
性状態ないしは低活性状態にあること、並びに上記ＨＣ
吸着材のＨＣ量が所定値以上であることを必要条件とし
て、昇温手段を作動させて上記ＨＣ吸着触媒の温度を上
昇させるようにしたから、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ
を排気ガス浄化手段の再生に有効に利用することができ
る。
【００３０】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
記載のエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着
材としてβ型ゼオライトを含むから、排気ガス中のＨＣ
を効率良く吸着することができ、多量のＨＣを一気に酸
化させて排気ガス浄化手段の再生を図る上で有利にな
り、特にディーゼルエンジンの排気ガス浄化手段の再生
に有利になる。
記載のエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着
材としてβ型ゼオライトを含むから、排気ガス中のＨＣ
を効率良く吸着することができ、多量のＨＣを一気に酸
化させて排気ガス浄化手段の再生を図る上で有利にな
り、特にディーゼルエンジンの排気ガス浄化手段の再生
に有利になる。
【００３１】請求項３に係る発明によれば、請求項１又
は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、
上記ＨＣ吸着材下流側の排気通路に排気ガスのＨＣ濃度
関連値を測定するセンサを配設し、このセンサの出力に
基づいて上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以
上になったか否かを判定するようにしたから、判定の信
頼性が高いものになり、排気ガス浄化手段の再生に有利
になる。
は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、
上記ＨＣ吸着材下流側の排気通路に排気ガスのＨＣ濃度
関連値を測定するセンサを配設し、このセンサの出力に
基づいて上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以
上になったか否かを判定するようにしたから、判定の信
頼性が高いものになり、排気ガス浄化手段の再生に有利
になる。
【００３２】請求項４に係る発明によれば、請求項１又
は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、
エンジンの運転状態の推移に基づいて上記ＨＣ吸着材に
吸着されたＨＣ量が所定値以上になったか否かを判定す
るようにしたから、センサを用いることなく当該判定を
行なうことができ、コスト低減に有利になる。
は請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、
エンジンの運転状態の推移に基づいて上記ＨＣ吸着材に
吸着されたＨＣ量が所定値以上になったか否かを判定す
るようにしたから、センサを用いることなく当該判定を
行なうことができ、コスト低減に有利になる。
【００３３】請求項５に係る発明によれば、請求項１乃
至請求項４のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、圧縮行程上死点付近での燃料噴射時期をリ
タードさせることによって排気ガス温度を高め、それに
よって上記ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させるようにした
から、ＨＣ吸着触媒の昇温が容易に且つ迅速になるとと
もに、電気ヒータ等の加熱手段を補助的に利用する場合
でも、その小型化、作動時間の短縮が図れ、効率的にな
る。
至請求項４のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、圧縮行程上死点付近での燃料噴射時期をリ
タードさせることによって排気ガス温度を高め、それに
よって上記ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させるようにした
から、ＨＣ吸着触媒の昇温が容易に且つ迅速になるとと
もに、電気ヒータ等の加熱手段を補助的に利用する場合
でも、その小型化、作動時間の短縮が図れ、効率的にな
る。
【００３４】請求項６に係る発明によれば、請求項１乃
至請求項５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、上記排気ガス浄化手段としてＤＰＦを採用
したから、エンジンの背圧の上昇及びそれに伴うエンジ
ン動力性能の低下を防止することができる。
至請求項５のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、上記排気ガス浄化手段としてＤＰＦを採用
したから、エンジンの背圧の上昇及びそれに伴うエンジ
ン動力性能の低下を防止することができる。
【００３５】請求項７に係る発明によれば、請求項１乃
至請求項６のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、上記触媒金属が不活性状態ないしは低活性
状態にあること、並びに上記ＨＣ吸着材に吸着されてい
るＨＣ量が上記所定値未満であることを必要条件とし
て、上記ＨＣ吸着材にＨＣを供給するＨＣ供給手段を備
えているから、ＨＣ吸着材のＨＣ量を必要なときに所定
値以上にまで高めて、多量のＨＣを放出させて排気ガス
浄化手段の迅速確実な再生を図る上で有利になる。
至請求項６のいずれか一に記載のエンジンの排気浄化装
置において、上記触媒金属が不活性状態ないしは低活性
状態にあること、並びに上記ＨＣ吸着材に吸着されてい
るＨＣ量が上記所定値未満であることを必要条件とし
て、上記ＨＣ吸着材にＨＣを供給するＨＣ供給手段を備
えているから、ＨＣ吸着材のＨＣ量を必要なときに所定
値以上にまで高めて、多量のＨＣを放出させて排気ガス
浄化手段の迅速確実な再生を図る上で有利になる。
【００３６】請求項８に係る発明によれば、請求項７に
記載のエンジンの排気浄化装置において、圧縮行程上死
点付近での燃料噴射後の膨張行程又は排気行程において
燃料を噴射することにより、ＨＣの供給を行なうように
したから、ＨＣ供給量及び供給時間の制御が容易であ
り、必要量だけＨＣを供給する上で有利になる。
記載のエンジンの排気浄化装置において、圧縮行程上死
点付近での燃料噴射後の膨張行程又は排気行程において
燃料を噴射することにより、ＨＣの供給を行なうように
したから、ＨＣ供給量及び供給時間の制御が容易であ
り、必要量だけＨＣを供給する上で有利になる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００３７】図１に記載されている多気筒ディーゼルエ
ンジンの排気浄化装置において、１はエンジン本体、２
は気筒、３はピストン、４は燃焼室、５は気筒内の燃焼
室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁、６は吸気通路、７
は排気通路である。排気通路７にはＨＣ吸着触媒８と排
気ガス浄化手段としてのＤＰＦ９とが前者を上流側に後
者を下流側にして直列的に配置されている。
ンジンの排気浄化装置において、１はエンジン本体、２
は気筒、３はピストン、４は燃焼室、５は気筒内の燃焼
室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁、６は吸気通路、７
は排気通路である。排気通路７にはＨＣ吸着触媒８と排
気ガス浄化手段としてのＤＰＦ９とが前者を上流側に後
者を下流側にして直列的に配置されている。
【００３８】ＨＣ吸着触媒８は、ＨＣ吸着材としてのβ
型ゼオライトにＨＣ酸化浄化用の触媒金属としてＰｔを
担持させてなる触媒粉を多孔質コージェライト製ハニカ
ム担体にバインダによって担持させたものである。ＤＰ
Ｆ９は、ハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目
封じしたウォールフロー型の多孔質コージェライト製フ
ィルタである。もちろん、モノリスハニカム型ＳｉＣフ
ィルタなど他のフィルタを用いることもできる。ＤＰＦ
９にはパティキュレートが自然着火温度（５８０℃程
度）よりも低い温度（例えば４００〜５００℃）で着火
するように触媒を担持させることが好ましい。
型ゼオライトにＨＣ酸化浄化用の触媒金属としてＰｔを
担持させてなる触媒粉を多孔質コージェライト製ハニカ
ム担体にバインダによって担持させたものである。ＤＰ
Ｆ９は、ハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目
封じしたウォールフロー型の多孔質コージェライト製フ
ィルタである。もちろん、モノリスハニカム型ＳｉＣフ
ィルタなど他のフィルタを用いることもできる。ＤＰＦ
９にはパティキュレートが自然着火温度（５８０℃程
度）よりも低い温度（例えば４００〜５００℃）で着火
するように触媒を担持させることが好ましい。
【００３９】上記ＨＣ吸着材は、ＤＰＦ９のパティキュ
レートの着火温度（再生開始温度である第１温度）より
も低い第２温度（本実施形態の場合は約２００℃）より
も低い温度では排気ガス中のＨＣを吸着し、この第２温
度を越えると、ＨＣの放出が盛んになってＨＣ吸着速度
よりもＨＣ放出速度の方が大きくなるものである。ま
た、触媒金属（Ｐｔ）は、その温度を上昇させていった
ときに、その触媒の最高ＨＣ浄化率の半分程度の浄化率
を示すようになる温度（以下、これを活性温度という）
が上記第２温度よりも少し低いものである。
レートの着火温度（再生開始温度である第１温度）より
も低い第２温度（本実施形態の場合は約２００℃）より
も低い温度では排気ガス中のＨＣを吸着し、この第２温
度を越えると、ＨＣの放出が盛んになってＨＣ吸着速度
よりもＨＣ放出速度の方が大きくなるものである。ま
た、触媒金属（Ｐｔ）は、その温度を上昇させていった
ときに、その触媒の最高ＨＣ浄化率の半分程度の浄化率
を示すようになる温度（以下、これを活性温度という）
が上記第２温度よりも少し低いものである。
【００４０】本発明の特徴とするところは、ＨＣ吸着材
にＨＣを吸着して蓄積し、このＨＣを酸化浄化するとき
の反応熱を利用してＤＰＦ９のような排気ガス浄化手段
の加熱再生を行なうようにした点にある。そうして、こ
の実施形態では、ＨＣ吸着材にＨＣを積極的に蓄積して
いくためのＨＣ供給手段１１と、ＨＣ吸着材に吸着され
たＨＣの放出と触媒金属の活性を高めるための昇温手段
１２とが設けられている。
にＨＣを吸着して蓄積し、このＨＣを酸化浄化するとき
の反応熱を利用してＤＰＦ９のような排気ガス浄化手段
の加熱再生を行なうようにした点にある。そうして、こ
の実施形態では、ＨＣ吸着材にＨＣを積極的に蓄積して
いくためのＨＣ供給手段１１と、ＨＣ吸着材に吸着され
たＨＣの放出と触媒金属の活性を高めるための昇温手段
１２とが設けられている。
【００４１】また、ＨＣ供給手段１１及び昇温手段１２
の作動のために、ＤＰＦ９の目詰まり状態を判定する手
段１３、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量を判定する手段
１４、触媒金属の活性を判定する手段１５、並びにＤＰ
Ｆ９の温度上昇率を算出するＤＰＦ昇温率算出手段１６
が設けられている。さらに、ＨＣ吸着触媒８とＤＰＦ９
との間の排気通路７には、排気ガスの温度を検出する排
気ガス温度センサ１７と、排気ガスのＨＣ濃度を検出す
るＨＣ濃度センサ１８とが設けられ、ＤＰＦ９の下流側
の排気通路７には排気圧力を検出する排圧センサ１９が
設けられ、ＤＰＦ９にはその温度を検出する温度センサ
２０が設けられている。
の作動のために、ＤＰＦ９の目詰まり状態を判定する手
段１３、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量を判定する手段
１４、触媒金属の活性を判定する手段１５、並びにＤＰ
Ｆ９の温度上昇率を算出するＤＰＦ昇温率算出手段１６
が設けられている。さらに、ＨＣ吸着触媒８とＤＰＦ９
との間の排気通路７には、排気ガスの温度を検出する排
気ガス温度センサ１７と、排気ガスのＨＣ濃度を検出す
るＨＣ濃度センサ１８とが設けられ、ＤＰＦ９の下流側
の排気通路７には排気圧力を検出する排圧センサ１９が
設けられ、ＤＰＦ９にはその温度を検出する温度センサ
２０が設けられている。
【００４２】ＨＣ供給手段１１は、上記燃料噴射弁５に
よる主噴射（圧縮行程上死点付近で行なう要求出力確保
のための主たる燃料噴射）後に燃料を噴射する後噴射に
よりＨＣ吸着材にＨＣを供給するものである。そのため
に、ＨＣ供給手段１１は、燃料噴射弁５の作動を制御す
る噴射制御手段２１の後噴射量を補正するようになって
いる。昇温手段１２は、上記主噴射の時期をリタードさ
せることによって排気ガス温度を高めてＨＣ吸着触媒８
の温度を上昇させるものであり、噴射制御手段２１の主
噴射時期を補正するようになっている。
よる主噴射（圧縮行程上死点付近で行なう要求出力確保
のための主たる燃料噴射）後に燃料を噴射する後噴射に
よりＨＣ吸着材にＨＣを供給するものである。そのため
に、ＨＣ供給手段１１は、燃料噴射弁５の作動を制御す
る噴射制御手段２１の後噴射量を補正するようになって
いる。昇温手段１２は、上記主噴射の時期をリタードさ
せることによって排気ガス温度を高めてＨＣ吸着触媒８
の温度を上昇させるものであり、噴射制御手段２１の主
噴射時期を補正するようになっている。
【００４３】噴射制御手段２１は、エンジン運転状態に
応じて、すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷（ア
クセル開度）とエンジンの吸入空気量とに基づいて、主
噴射量、主噴射時期、後噴射量及び後噴射時期を設定
し、燃料噴射弁５を作動させて主噴射を実行し、必要に
応じて後噴射を実行する。
応じて、すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷（ア
クセル開度）とエンジンの吸入空気量とに基づいて、主
噴射量、主噴射時期、後噴射量及び後噴射時期を設定
し、燃料噴射弁５を作動させて主噴射を実行し、必要に
応じて後噴射を実行する。
【００４４】目詰まり状態判定手段１３は、温度センサ
１７で検出される排気ガス温度、排圧センサ１９で検出
される排気圧力、エンジン回転数、並びにエンジン負荷
に基づき、ＤＰＦ９が所定程度以上に目詰まりを生じて
いる（第１の程度のパティキュレート堆積量になってい
る）か否か、並びにＤＰＦ９の目詰まりが解消されてい
る（パティキュレート堆積量が上記第１の程度よりも低
い第２の程度よりも少なくなっている）か否かを判定す
る。
１７で検出される排気ガス温度、排圧センサ１９で検出
される排気圧力、エンジン回転数、並びにエンジン負荷
に基づき、ＤＰＦ９が所定程度以上に目詰まりを生じて
いる（第１の程度のパティキュレート堆積量になってい
る）か否か、並びにＤＰＦ９の目詰まりが解消されてい
る（パティキュレート堆積量が上記第１の程度よりも低
い第２の程度よりも少なくなっている）か否かを判定す
る。
【００４５】なお、本実施形態では排圧センサ１９をＤ
ＰＦ９の下流側のみに設けているが、上流側と下流側の
双方に設け、その差圧に基づいて上記判定を行なうよう
にしてもよい。
ＰＦ９の下流側のみに設けているが、上流側と下流側の
双方に設け、その差圧に基づいて上記判定を行なうよう
にしてもよい。
【００４６】また、ＤＰＦ９が加熱再生されることなく
エンジンが運転された時間が所定時間に達したか否かで
パティキュレート堆積量が第１の程度以上になったか否
か、つまりは排気ガス浄化手段（ＤＰＦ）の再生が必要
か否かの判定を行なうようにしてもよい。
エンジンが運転された時間が所定時間に達したか否かで
パティキュレート堆積量が第１の程度以上になったか否
か、つまりは排気ガス浄化手段（ＤＰＦ）の再生が必要
か否かの判定を行なうようにしてもよい。
【００４７】ＨＣ量判定手段１４は、ＨＣ濃度センサ１
８の出力に基づいて、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が
所定値以上か否か、すなわち、本実施形態の場合はＨＣ
吸着材におけるＨＣの吸着が飽和したか否かを判定す
る。この場合、ＨＣ濃度センサ１８によって検出される
ＨＣ吸着触媒下流側の排気ガスのＨＣ濃度がエンジン運
転状態から推定される排気ガスのＨＣ濃度に略等しくな
ったとき、ＨＣの吸着が飽和したと判定することができ
る。
８の出力に基づいて、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が
所定値以上か否か、すなわち、本実施形態の場合はＨＣ
吸着材におけるＨＣの吸着が飽和したか否かを判定す
る。この場合、ＨＣ濃度センサ１８によって検出される
ＨＣ吸着触媒下流側の排気ガスのＨＣ濃度がエンジン運
転状態から推定される排気ガスのＨＣ濃度に略等しくな
ったとき、ＨＣの吸着が飽和したと判定することができ
る。
【００４８】ＨＣ量判定手段１４としては、エンジンの
運転状態の推移に基づいてＨＣ量を判定するものであっ
てもよい。すなわち、エンジンの回転数と負荷とを監視
し、ＨＣ吸着材に吸着されるＨＣ量を積算して推定する
ものである。この場合、ＨＣの放出が行なわれた場合
は、その放出後に吸着されるＨＣ量を積算していくこと
になる。これにより、ＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上
になったか否かを判定することができる。また、ＨＣ量
が所定値に達する途中のＨＣ量を推定することができ
る。
運転状態の推移に基づいてＨＣ量を判定するものであっ
てもよい。すなわち、エンジンの回転数と負荷とを監視
し、ＨＣ吸着材に吸着されるＨＣ量を積算して推定する
ものである。この場合、ＨＣの放出が行なわれた場合
は、その放出後に吸着されるＨＣ量を積算していくこと
になる。これにより、ＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上
になったか否かを判定することができる。また、ＨＣ量
が所定値に達する途中のＨＣ量を推定することができ
る。
【００４９】触媒活性判定手段１５は、排気ガス温度セ
ンサ１７の出力に基づき、ＨＣ吸着触媒下流側の排気ガ
スの温度がＨＣ吸着触媒８の活性温度に達したときに触
媒は活性状態にあると判定する。ＤＰＦ昇温率算出手段
２０は、ＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づいて、ＤＰ
Ｆ９の昇温率（単位時間当たりの温度上昇量）を算出す
る。
ンサ１７の出力に基づき、ＨＣ吸着触媒下流側の排気ガ
スの温度がＨＣ吸着触媒８の活性温度に達したときに触
媒は活性状態にあると判定する。ＤＰＦ昇温率算出手段
２０は、ＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づいて、ＤＰ
Ｆ９の昇温率（単位時間当たりの温度上昇量）を算出す
る。
【００５０】ＨＣ供給手段１１は、目詰まり状態判定手
段１３によって第１の程度の目詰まりが判定されている
こと、ＤＰＦ温度センサ２０によって検出されるＤＰＦ
９の温度が着火温度Ａになっていないこと、触媒活性判
定手段１５によってＨＣ吸着触媒８が不活性ないしは低
活性状態（上記活性温度に達していない）にあると判定
されていること、ＨＣ量判定手段１４によってＨＣ吸着
材のＨＣ量が所定値以下であると判定されていることを
条件として、ＨＣの供給を実行する。
段１３によって第１の程度の目詰まりが判定されている
こと、ＤＰＦ温度センサ２０によって検出されるＤＰＦ
９の温度が着火温度Ａになっていないこと、触媒活性判
定手段１５によってＨＣ吸着触媒８が不活性ないしは低
活性状態（上記活性温度に達していない）にあると判定
されていること、ＨＣ量判定手段１４によってＨＣ吸着
材のＨＣ量が所定値以下であると判定されていることを
条件として、ＨＣの供給を実行する。
【００５１】具体的には、ＨＣ供給手段１１は、噴射制
御手段２１の後噴射量を所定量だけ増量補正する、若し
くはエンジン運転状態に対応する後噴射量が零のときは
噴射制御手段２１に所定量の後噴射を実行させることに
よって、ＨＣをＨＣ吸着材に供給する。上述の如くエン
ジン運転状態の推移に基づいてＨＣ量を推定するように
した場合は、現時点のＨＣ量に基づいて上記所定値に達
するに不足するＨＣ量を求め、その不足分を補うことが
できるように後噴射の補正量を設定する方式を採用して
もよい。
御手段２１の後噴射量を所定量だけ増量補正する、若し
くはエンジン運転状態に対応する後噴射量が零のときは
噴射制御手段２１に所定量の後噴射を実行させることに
よって、ＨＣをＨＣ吸着材に供給する。上述の如くエン
ジン運転状態の推移に基づいてＨＣ量を推定するように
した場合は、現時点のＨＣ量に基づいて上記所定値に達
するに不足するＨＣ量を求め、その不足分を補うことが
できるように後噴射の補正量を設定する方式を採用して
もよい。
【００５２】昇温手段１２は、目詰まり状態判定手段１
３によって第１の程度の目詰まりが判定されているこ
と、ＤＰＦ温度センサ２０によって検出されるＤＰＦ９
の温度が着火温度Ａになっていないこと、触媒活性判定
手段１５によってＨＣ吸着触媒８が不活性ないしは低活
性状態（上記活性温度に達していない）にあると判定さ
れていること、ＨＣ量判定手段１４によってＨＣ吸着材
のＨＣ量が所定値に達したことが判定されたことを条件
として、噴射制御手段２１の主噴射時期のリタード補正
を開始する。
３によって第１の程度の目詰まりが判定されているこ
と、ＤＰＦ温度センサ２０によって検出されるＤＰＦ９
の温度が着火温度Ａになっていないこと、触媒活性判定
手段１５によってＨＣ吸着触媒８が不活性ないしは低活
性状態（上記活性温度に達していない）にあると判定さ
れていること、ＨＣ量判定手段１４によってＨＣ吸着材
のＨＣ量が所定値に達したことが判定されたことを条件
として、噴射制御手段２１の主噴射時期のリタード補正
を開始する。
【００５３】但し、ＨＣ吸着触媒８が活性状態になった
場合でも、また、ＤＰＦ９の温度が着火温度に達した場
合でも、目詰まり状態判定手段１３によって第２の程度
の目詰まりが生じている判定されるときは、昇温手段１
２は上記リタード補正を継続する。リタード量は一定で
もよいが、リタード補正の開始時は予め設定したリター
ド量とし、その後は排気ガス温度センサ１７によって検
出される排気ガス温度に基づいて触媒金属を活性状態に
するに必要な昇温量を求め、該昇温量に応じてリタード
量を決定するようにしてもよい。また、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて触媒金属が活性状態に昇温
するまでの時間を求め、リタード量を補正するようにし
てもよい。
場合でも、また、ＤＰＦ９の温度が着火温度に達した場
合でも、目詰まり状態判定手段１３によって第２の程度
の目詰まりが生じている判定されるときは、昇温手段１
２は上記リタード補正を継続する。リタード量は一定で
もよいが、リタード補正の開始時は予め設定したリター
ド量とし、その後は排気ガス温度センサ１７によって検
出される排気ガス温度に基づいて触媒金属を活性状態に
するに必要な昇温量を求め、該昇温量に応じてリタード
量を決定するようにしてもよい。また、エンジン回転数
及びエンジン負荷に基づいて触媒金属が活性状態に昇温
するまでの時間を求め、リタード量を補正するようにし
てもよい。
【００５４】主噴射時期をリタードするときは、該リタ
ードによるエンジン出力トルクの落ち込みを避けるため
に、主噴射量の増量補正を行なう。
ードによるエンジン出力トルクの落ち込みを避けるため
に、主噴射量の増量補正を行なう。
【００５５】また、昇温手段１２は、目詰まり状態判定
手段１３によってパティキュレート堆積量が第２の程度
よりも少なくなったことが判定されたときにリタード補
正を終了し、また、ＤＰＦ昇温率算出手段２０によって
ＤＰＦ９の昇温率が所定値以下であることが判定された
ときにもリタード補正を終了する。
手段１３によってパティキュレート堆積量が第２の程度
よりも少なくなったことが判定されたときにリタード補
正を終了し、また、ＤＰＦ昇温率算出手段２０によって
ＤＰＦ９の昇温率が所定値以下であることが判定された
ときにもリタード補正を終了する。
【００５６】以上において、上記目詰まり状態判定手段
１３は、排気ガス浄化手段（ＤＰＦ９）の再生が必要か
否かを判定する第１の判定手段を構成し、触媒金属が不
活性状態ないしは低活性状態にあるときに当該再生が可
能になるから、上記触媒活性判定手段１５は、排気ガス
浄化手段の再生が可能か否かを判定する第２の判定手段
を構成し、上記ＨＣ供給手段１１は、第１の判定手段で
再生が必要と判定され且つ第２の判定手段で再生可能と
判定されたときに、ＨＣ吸着材にＨＣを供給するもので
ある、ということができる。
１３は、排気ガス浄化手段（ＤＰＦ９）の再生が必要か
否かを判定する第１の判定手段を構成し、触媒金属が不
活性状態ないしは低活性状態にあるときに当該再生が可
能になるから、上記触媒活性判定手段１５は、排気ガス
浄化手段の再生が可能か否かを判定する第２の判定手段
を構成し、上記ＨＣ供給手段１１は、第１の判定手段で
再生が必要と判定され且つ第２の判定手段で再生可能と
判定されたときに、ＨＣ吸着材にＨＣを供給するもので
ある、ということができる。
【００５７】以上の各手段１１〜１６，２１はマイクロ
コンピュータを利用して構成されている。
コンピュータを利用して構成されている。
【００５８】次に以上のような排気浄化装置によるＤＰ
Ｆ９の再生制御について図２に示すフローに従って説明
する。
Ｆ９の再生制御について図２に示すフローに従って説明
する。
【００５９】スタート後のステップＳ１では、クランク
角信号、吸入空気量、エンジン回転数、エンジン負荷、
排気ガス温度など制御に必要なデータを入力する。続く
ステップＳ２及びＳ３では、噴射制御手段２１により、
エンジン運転状態に応じて主噴射量、主噴射時期、後噴
射量及び後噴射時期を設定する。
角信号、吸入空気量、エンジン回転数、エンジン負荷、
排気ガス温度など制御に必要なデータを入力する。続く
ステップＳ２及びＳ３では、噴射制御手段２１により、
エンジン運転状態に応じて主噴射量、主噴射時期、後噴
射量及び後噴射時期を設定する。
【００６０】すなわち、アクセル負荷とエンジン回転数
とに基づいて予め作成したマップにより目標トルクを設
定する。アクセル開度が大きくなるほど、また、エンジ
ン回転数が高くなるほど目標トルクが高くなるように設
定する。この目標トルクとエンジン回転数と吸入空気量
とに基づいて、予め作成したマップにより主噴射量を設
定する。主噴射時期は、予め作成したマップによりエン
ジン運転状態に応じて設定する。例えば、エンジン水温
やエンジン回転数が異なれば燃料噴霧の着火遅れ時間が
異なるので、そのことを考慮して主噴射時期を設定す
る。また、燃焼室で生成した煤の低減等を目的として必
要に応じて後噴射量及び後噴射時期を設定する。
とに基づいて予め作成したマップにより目標トルクを設
定する。アクセル開度が大きくなるほど、また、エンジ
ン回転数が高くなるほど目標トルクが高くなるように設
定する。この目標トルクとエンジン回転数と吸入空気量
とに基づいて、予め作成したマップにより主噴射量を設
定する。主噴射時期は、予め作成したマップによりエン
ジン運転状態に応じて設定する。例えば、エンジン水温
やエンジン回転数が異なれば燃料噴霧の着火遅れ時間が
異なるので、そのことを考慮して主噴射時期を設定す
る。また、燃焼室で生成した煤の低減等を目的として必
要に応じて後噴射量及び後噴射時期を設定する。
【００６１】続くステップＳ４では、排圧センサ１９等
の出力に基づいてＤＰＦ９に目詰まりを生じているか
（パティキュレート堆積量が第１の程度以上で再生が必
要か）否かを判定する。目詰まりを生じているときはス
テップＳ５に進み、ＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づ
いてＤＰＦ９の温度がパティキュレートの着火温度以下
であるか否かを判定する。着火温度以下であるときはス
テップＳ６に進み、排気ガス温度センサ１７の出力に基
づいてＨＣ吸着触媒８の触媒金属が活性状態になってい
るか否かを判定する。
の出力に基づいてＤＰＦ９に目詰まりを生じているか
（パティキュレート堆積量が第１の程度以上で再生が必
要か）否かを判定する。目詰まりを生じているときはス
テップＳ５に進み、ＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づ
いてＤＰＦ９の温度がパティキュレートの着火温度以下
であるか否かを判定する。着火温度以下であるときはス
テップＳ６に進み、排気ガス温度センサ１７の出力に基
づいてＨＣ吸着触媒８の触媒金属が活性状態になってい
るか否かを判定する。
【００６２】上記触媒金属が不活性状態であるときはス
テップＳ７に進み、ＨＣ吸着材に吸着されているＨＣ量
を推定し、続くステップＳ８においてＨＣ濃度センサ１
８等の出力に基づいて当該ＨＣ量が所定値Ｂ未満である
か否かを判定する。ＨＣ量が所定値Ｂ未満であるときは
ステップＳ９に進んで後噴射量の増量補正を行ない、続
くステップＳ１０において、先に設定された主噴射量及
び主噴射時期、並びに補正された後噴射量及び後噴射時
期での燃料噴射を実行する。
テップＳ７に進み、ＨＣ吸着材に吸着されているＨＣ量
を推定し、続くステップＳ８においてＨＣ濃度センサ１
８等の出力に基づいて当該ＨＣ量が所定値Ｂ未満である
か否かを判定する。ＨＣ量が所定値Ｂ未満であるときは
ステップＳ９に進んで後噴射量の増量補正を行ない、続
くステップＳ１０において、先に設定された主噴射量及
び主噴射時期、並びに補正された後噴射量及び後噴射時
期での燃料噴射を実行する。
【００６３】これにより、排気ガス中のＨＣ量が多くな
り、ＨＣ吸着材へのＨＣ量の蓄積が促進される。その結
果、上記ステップＳ９においてＨＣ量が所定値Ｂ以上に
なったことが判定されると、後噴射量の増量補正はされ
ずにステップＳ１１に進み、主噴射時期のリタード及び
主噴射量の増量補正が行なわれてステップＳ１０の燃料
噴射が実行される。このリタードにより、排気ガスの温
度が高くなり、ＨＣ吸着触媒８の温度上昇が促進され、
触媒金属が活性状態になるとともに、ＨＣ吸着材からの
ＨＣ放出量が多くなり、この放出ＨＣの酸化浄化が始ま
る。そうして、このＨＣの酸化浄化の際の反応熱によっ
てＨＣ吸着触媒８の下流側の排気ガス温度が上昇し、Ｄ
ＰＦ９の温度が上昇していく。
り、ＨＣ吸着材へのＨＣ量の蓄積が促進される。その結
果、上記ステップＳ９においてＨＣ量が所定値Ｂ以上に
なったことが判定されると、後噴射量の増量補正はされ
ずにステップＳ１１に進み、主噴射時期のリタード及び
主噴射量の増量補正が行なわれてステップＳ１０の燃料
噴射が実行される。このリタードにより、排気ガスの温
度が高くなり、ＨＣ吸着触媒８の温度上昇が促進され、
触媒金属が活性状態になるとともに、ＨＣ吸着材からの
ＨＣ放出量が多くなり、この放出ＨＣの酸化浄化が始ま
る。そうして、このＨＣの酸化浄化の際の反応熱によっ
てＨＣ吸着触媒８の下流側の排気ガス温度が上昇し、Ｄ
ＰＦ９の温度が上昇していく。
【００６４】ステップＳ６において触媒金属が活性状態
になったことが判定されたときは、ステップＳ１２に進
んでＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づいてＤＰＦ９の
温度上昇率を算出する。そうして、続くステップＳ１３
においてその昇温率が所定値Ｃ以上であるか否かを判定
する。この所定値Ｃは、ＤＰＦ９がパティキュレートの
着火温度に達するまで温度上昇するような昇温率であ
る。この昇温率が所定値Ｃ未満であれば、主噴射時期の
リタードはされずにステップＳ１０に進み、ステップＳ
２及びＳ３で設定された噴射量及び噴射時期での燃料噴
射が実行される（通常の燃料噴射制御）。
になったことが判定されたときは、ステップＳ１２に進
んでＤＰＦ温度センサ２０の出力に基づいてＤＰＦ９の
温度上昇率を算出する。そうして、続くステップＳ１３
においてその昇温率が所定値Ｃ以上であるか否かを判定
する。この所定値Ｃは、ＤＰＦ９がパティキュレートの
着火温度に達するまで温度上昇するような昇温率であ
る。この昇温率が所定値Ｃ未満であれば、主噴射時期の
リタードはされずにステップＳ１０に進み、ステップＳ
２及びＳ３で設定された噴射量及び噴射時期での燃料噴
射が実行される（通常の燃料噴射制御）。
【００６５】すなわち、ＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値Ｂ
に達しないときでも、エンジンの一時的な加速運転が行
なわれて排気ガス温度が上昇し、触媒金属が活性状態に
なることがある。その場合は、ＨＣ量が少ないから、Ｄ
ＰＦ９は着火温度Ａになるまで上昇しないことが多い
が、着火温度にまで昇温しないことが予測されるときは
主噴射時期の無駄なリタードを避けるものである。従っ
て、リタードによるエンジン出力トルクの落ち込みや、
該落ち込み防止のための主噴射量の増量補正による燃費
の悪化が避けられる。
に達しないときでも、エンジンの一時的な加速運転が行
なわれて排気ガス温度が上昇し、触媒金属が活性状態に
なることがある。その場合は、ＨＣ量が少ないから、Ｄ
ＰＦ９は着火温度Ａになるまで上昇しないことが多い
が、着火温度にまで昇温しないことが予測されるときは
主噴射時期の無駄なリタードを避けるものである。従っ
て、リタードによるエンジン出力トルクの落ち込みや、
該落ち込み防止のための主噴射量の増量補正による燃費
の悪化が避けられる。
【００６６】ステップＳ１３においてＤＰＦ９の昇温率
が所定値Ｃ以上であると判定されたとき（ＤＰＦ９の温
度が着火温度Ａまで上昇すると予測されたとき）はステ
ップＳ１４に進み、排圧センサ１９の出力に基づいて排
圧が低下したか、つまり、ＤＰＦ９のパティキュレート
堆積量が第２の程度よりも少なくなって再生が終了した
か否かを判定する。再生が終了していないときはステッ
プＳ１１に進んで主噴射時期のリタード及び主噴射量の
増量補正を行なう。再生が終了しているときは、主噴射
時期のリタードはされずにステップＳ１０に進み、ステ
ップＳ２及びＳ３で設定された噴射量及び噴射時期での
燃料噴射が実行される（通常の燃料噴射制御）。
が所定値Ｃ以上であると判定されたとき（ＤＰＦ９の温
度が着火温度Ａまで上昇すると予測されたとき）はステ
ップＳ１４に進み、排圧センサ１９の出力に基づいて排
圧が低下したか、つまり、ＤＰＦ９のパティキュレート
堆積量が第２の程度よりも少なくなって再生が終了した
か否かを判定する。再生が終了していないときはステッ
プＳ１１に進んで主噴射時期のリタード及び主噴射量の
増量補正を行なう。再生が終了しているときは、主噴射
時期のリタードはされずにステップＳ１０に進み、ステ
ップＳ２及びＳ３で設定された噴射量及び噴射時期での
燃料噴射が実行される（通常の燃料噴射制御）。
【００６７】また、ステップＳ４においてＤＰＦ９が目
詰まり状態でない（パティキュレート堆積量が第１の程
度よりも少ない）と判定されたときは、ステップＳ１５
に進んでＤＰＦ９の温度が着火温度Ａよりも高くなって
いるか否かを判定する。その温度が着火温度Ａ以下であ
るときは、ＤＰＦ９の再生中でないため、ステップＳ１
０に進む（通常の燃料噴射制御）。ステップＳ５又はス
テップＳ１５においてＤＰＦ９の温度が着火温度Ａより
も高いと判定されたときはＤＰＦ９の再生中であり、そ
のときはステップＳ１４に進み、排圧が低下していな
い、つまり再生が終了していなければ、ステップＳ１１
に進んで主噴射時期のリタード及び主噴射両の増量補正
を続行する。
詰まり状態でない（パティキュレート堆積量が第１の程
度よりも少ない）と判定されたときは、ステップＳ１５
に進んでＤＰＦ９の温度が着火温度Ａよりも高くなって
いるか否かを判定する。その温度が着火温度Ａ以下であ
るときは、ＤＰＦ９の再生中でないため、ステップＳ１
０に進む（通常の燃料噴射制御）。ステップＳ５又はス
テップＳ１５においてＤＰＦ９の温度が着火温度Ａより
も高いと判定されたときはＤＰＦ９の再生中であり、そ
のときはステップＳ１４に進み、排圧が低下していな
い、つまり再生が終了していなければ、ステップＳ１１
に進んで主噴射時期のリタード及び主噴射両の増量補正
を続行する。
【００６８】図３はＨＣ吸着材としてβ型ゼオライトを
用い、図４はＨＣ吸着材としてＭＦＩを用い、それぞれ
エンジンを同じテストモードで運転したときのＤＰＦ９
の入口及び出口の排気ガス温度の経時変化を調べた結果
である。
用い、図４はＨＣ吸着材としてＭＦＩを用い、それぞれ
エンジンを同じテストモードで運転したときのＤＰＦ９
の入口及び出口の排気ガス温度の経時変化を調べた結果
である。
【００６９】触媒金属としてはいずれもＰｔを用いた。
テストモードはヨーロッパにおいて自動車のエミッショ
ン検査に用いられている「ＥＣＥ１５＋ＥＵＤＣ」を採
用した。ＥＣＥ１５は、２００秒の間に車速を段階的に
高めて間欠的に３回走行する低速モードであり、最高速
度は５０ｋｍ／ｈである。ＥＵＤＣは４００秒の間に車
速を１２０ｋｍ／ｈまで高める高速モードである。低速
モードを４回繰り返した後、高速モード（１回）に移行
した。
テストモードはヨーロッパにおいて自動車のエミッショ
ン検査に用いられている「ＥＣＥ１５＋ＥＵＤＣ」を採
用した。ＥＣＥ１５は、２００秒の間に車速を段階的に
高めて間欠的に３回走行する低速モードであり、最高速
度は５０ｋｍ／ｈである。ＥＵＤＣは４００秒の間に車
速を１２０ｋｍ／ｈまで高める高速モードである。低速
モードを４回繰り返した後、高速モード（１回）に移行
した。
【００７０】図３及び図４によれば、ＨＣ吸着材として
β型ゼオライトを用いた場合及びＭＦＩを用いた場合の
いずれも、低速モードの間はＤＰＦ９の入口温度は、テ
スト開始直後を除いて大体２００℃以下、従って、ＨＣ
吸着触媒８の温度も２００℃以下であり、この間にＨＣ
吸着材にＨＣが吸着されていることがわかる。
β型ゼオライトを用いた場合及びＭＦＩを用いた場合の
いずれも、低速モードの間はＤＰＦ９の入口温度は、テ
スト開始直後を除いて大体２００℃以下、従って、ＨＣ
吸着触媒８の温度も２００℃以下であり、この間にＨＣ
吸着材にＨＣが吸着されていることがわかる。
【００７１】高速モードに移行すると、β型ゼオライト
の場合は、ＤＰＦ９の入口温度が４５０℃を越える温度
まで上昇している。これは、高速走行への移行に伴い排
気ガス温度が上昇して触媒金属が活性状態になるととも
に、β型ゼオライトからＨＣが大量に放出され、この放
出されたＨＣが酸化するときに大量の反応熱が発生した
ためである。
の場合は、ＤＰＦ９の入口温度が４５０℃を越える温度
まで上昇している。これは、高速走行への移行に伴い排
気ガス温度が上昇して触媒金属が活性状態になるととも
に、β型ゼオライトからＨＣが大量に放出され、この放
出されたＨＣが酸化するときに大量の反応熱が発生した
ためである。
【００７２】従って、上述の再生制御のように、ＨＣ吸
着材にＨＣを蓄積し、昇温手段１２によってＨＣ吸着触
媒８の温度を高めて当該ＨＣを放出させ、これを酸化さ
せるようにすれば、この再生制御単独でも、ＤＰＦ９の
温度を着火温度Ａまで上昇させて該ＤＰＦ９を再生でき
るようになることがわかる。
着材にＨＣを蓄積し、昇温手段１２によってＨＣ吸着触
媒８の温度を高めて当該ＨＣを放出させ、これを酸化さ
せるようにすれば、この再生制御単独でも、ＤＰＦ９の
温度を着火温度Ａまで上昇させて該ＤＰＦ９を再生でき
るようになることがわかる。
【００７３】また、本発明は、当該再生制御と、電気ヒ
ータ、その他の加熱手段による加熱とを併用して再生す
ることを排除するものではないが、そのような併用を行
なう場合の加熱手段の小型化、作動時間の短縮が図れ、
エネルギー及びコストの面で有利になる。
ータ、その他の加熱手段による加熱とを併用して再生す
ることを排除するものではないが、そのような併用を行
なう場合の加熱手段の小型化、作動時間の短縮が図れ、
エネルギー及びコストの面で有利になる。
【００７４】一方、ＭＦＩの場合も、β型ゼオライトほ
どではないが、高速モードに移行したときにＤＰＦ９の
入口温度が３５０℃近くまで上昇している。従って、Ｈ
Ｃ吸着材としてＭＦＩを用いた場合、上記再生制御単独
でのＤＰＦ９の再生は難しいが、上記併用を行なえばよ
く、その場合、少ないエネルギーでＤＰＦ９の再生が図
れることがわかる。もちろん、ＨＣ吸着材としては、β
型ゼオライトやＭＦＩ以外のＨＣ吸着材、例えばＹ型ゼ
オライトなどを採用することもできる。また、触媒金属
としても、Ｐｔ以外に、Ｐｄ等の酸化触媒として有効な
貴金属ないしは遷移金属を採用することができる。
どではないが、高速モードに移行したときにＤＰＦ９の
入口温度が３５０℃近くまで上昇している。従って、Ｈ
Ｃ吸着材としてＭＦＩを用いた場合、上記再生制御単独
でのＤＰＦ９の再生は難しいが、上記併用を行なえばよ
く、その場合、少ないエネルギーでＤＰＦ９の再生が図
れることがわかる。もちろん、ＨＣ吸着材としては、β
型ゼオライトやＭＦＩ以外のＨＣ吸着材、例えばＹ型ゼ
オライトなどを採用することもできる。また、触媒金属
としても、Ｐｔ以外に、Ｐｄ等の酸化触媒として有効な
貴金属ないしは遷移金属を採用することができる。
【００７５】また、上記再生制御は、ＤＰＦ９の目詰ま
りを判定して該ＤＰＦ９の加熱再生を行なうものである
から、ＤＰＦ９が頻繁に加熱されることがなく、つま
り、ＤＰＦ９の加熱回数が必要最小限に抑えられ、該Ｄ
ＰＦ９の熱損傷防止、燃費の上昇防止に有利になる。
りを判定して該ＤＰＦ９の加熱再生を行なうものである
から、ＤＰＦ９が頻繁に加熱されることがなく、つま
り、ＤＰＦ９の加熱回数が必要最小限に抑えられ、該Ｄ
ＰＦ９の熱損傷防止、燃費の上昇防止に有利になる。
【００７６】但し、ＤＰＦ９の目詰まりを判定すること
なく、触媒金属が不活性状態ないしは低活性状態である
こと、ＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上であることを条
件として、ＤＰＦ９の加熱再生を行なうようにしてもよ
い。
なく、触媒金属が不活性状態ないしは低活性状態である
こと、ＨＣ吸着材のＨＣ量が所定値以上であることを条
件として、ＤＰＦ９の加熱再生を行なうようにしてもよ
い。
【００７７】また、上記制御フローにおいては、主噴射
時期のリタードによるＤＰＦ９の加熱再生が開始された
後、ＤＰＦ９の目詰まりが解消される（パティキュレー
ト堆積量が第２の程度以下になる）までは、主噴射時期
のリタードを続行することによってＤＰＦ９の加熱を促
進するようにしたが（ステップＳ１４→Ｓ１５）、後噴
射量の増量補正によってＤＰＦ９の加熱を促進するよう
にしてもよい。すなわち、後噴射によって触媒金属にＨ
Ｃが供給されるため、ＤＰＦ９の加熱が維持されること
になり、また、後噴射時期を膨張行程の比較的早い時期
に設定することによって後噴射燃料の一部を筒内で燃焼
させて排気ガス温度を高めることができ、ＤＰＦ９の加
熱に有利になる。
時期のリタードによるＤＰＦ９の加熱再生が開始された
後、ＤＰＦ９の目詰まりが解消される（パティキュレー
ト堆積量が第２の程度以下になる）までは、主噴射時期
のリタードを続行することによってＤＰＦ９の加熱を促
進するようにしたが（ステップＳ１４→Ｓ１５）、後噴
射量の増量補正によってＤＰＦ９の加熱を促進するよう
にしてもよい。すなわち、後噴射によって触媒金属にＨ
Ｃが供給されるため、ＤＰＦ９の加熱が維持されること
になり、また、後噴射時期を膨張行程の比較的早い時期
に設定することによって後噴射燃料の一部を筒内で燃焼
させて排気ガス温度を高めることができ、ＤＰＦ９の加
熱に有利になる。
【００７８】また、ＨＣ量判定手段としては、エンジン
が触媒金属不活性の状態で運転された時間に基づいて、
該時間が所定時間以上になったときにＨＣ量が所定値以
上になったと判定するものであってもよい。
が触媒金属不活性の状態で運転された時間に基づいて、
該時間が所定時間以上になったときにＨＣ量が所定値以
上になったと判定するものであってもよい。
【００７９】また、エンジン排気通路の最上流位置に
（例えば排気マニホールドの集合部に直結して）ＮＯｘ
還元機能を有する触媒を配置し、その下流側に（例えば
アンダーフロア位置に）上記ＨＣ吸着触媒８を配置する
ようにしてもよい。その場合、上流側触媒としては、β
型ゼオライト、ＭＦＩ、Ｙ型ゼオライト等のゼオライト
をサポート材として、これにＰｔ等の貴金属を担持させ
たものを採用すればよい。
（例えば排気マニホールドの集合部に直結して）ＮＯｘ
還元機能を有する触媒を配置し、その下流側に（例えば
アンダーフロア位置に）上記ＨＣ吸着触媒８を配置する
ようにしてもよい。その場合、上流側触媒としては、β
型ゼオライト、ＭＦＩ、Ｙ型ゼオライト等のゼオライト
をサポート材として、これにＰｔ等の貴金属を担持させ
たものを採用すればよい。
【００８０】上流側触媒のサポート材としてＭＦＩを採
用し、上記ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着材としてβ型ゼオラ
イトを採用すると、上流側触媒のＭＦＩもＨＣ吸着材と
して働くが、β型ゼオライトよりも細孔径が小さいか
ら、上流側触媒のＭＦＩでは低分子量のＨＣが吸着さ
れ、ＨＣ吸着触媒８のβ型ゼオライトでは上流側触媒で
吸着できなかった主として高分子量のＨＣが吸着される
ことになる。そうして、上流側触媒ではＭＦＩに吸着さ
れたＨＣをＰｔ等の貴金属が酸化する際に同時に排気ガ
ス中のＮＯｘを還元する酸化還元反応を生ずることにな
る。
用し、上記ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着材としてβ型ゼオラ
イトを採用すると、上流側触媒のＭＦＩもＨＣ吸着材と
して働くが、β型ゼオライトよりも細孔径が小さいか
ら、上流側触媒のＭＦＩでは低分子量のＨＣが吸着さ
れ、ＨＣ吸着触媒８のβ型ゼオライトでは上流側触媒で
吸着できなかった主として高分子量のＨＣが吸着される
ことになる。そうして、上流側触媒ではＭＦＩに吸着さ
れたＨＣをＰｔ等の貴金属が酸化する際に同時に排気ガ
ス中のＮＯｘを還元する酸化還元反応を生ずることにな
る。
【００８１】もちろん、下流側のＨＣ吸着触媒８でもそ
のβ型ゼオライトが吸着するＨＣを還元剤とする酸化還
元反応により、ＮＯｘが還元浄化される。
のβ型ゼオライトが吸着するＨＣを還元剤とする酸化還
元反応により、ＮＯｘが還元浄化される。
【００８２】ＤＰＦ９の再生は、上述の実施形態と同様
に下流側のＨＣ吸着触媒８の活性状態及び吸着ＨＣ量に
基づいて行なうことができる。
に下流側のＨＣ吸着触媒８の活性状態及び吸着ＨＣ量に
基づいて行なうことができる。
【００８３】なお、上流側触媒をＨＣ吸着触媒８と温度
条件が略同等の位置に配置し、この上流側触媒及びＨＣ
吸着触媒８のいずれか一方若しくは両方の活性状態及び
吸着ＨＣ量に基づいて昇温手段を働かせるようにすれ
ば、この両触媒での反応熱を利用して排気ガス温度を高
め、ＤＰＦの再生をより効率的に行なうことも可能にな
る。
条件が略同等の位置に配置し、この上流側触媒及びＨＣ
吸着触媒８のいずれか一方若しくは両方の活性状態及び
吸着ＨＣ量に基づいて昇温手段を働かせるようにすれ
ば、この両触媒での反応熱を利用して排気ガス温度を高
め、ＤＰＦの再生をより効率的に行なうことも可能にな
る。
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化装
置の構成を示す図。
置の構成を示す図。
【図２】同排気浄化装置のＤＰＦ再生制御のフロー図。
【図３】ＨＣ吸着材としてβ型ゼオライトを用いて低速
モードから高速モードに移行するテストモードで自動車
を走行させた時のＤＰＦの入口温度と出口温度の経時変
化を示すグラフ図。
モードから高速モードに移行するテストモードで自動車
を走行させた時のＤＰＦの入口温度と出口温度の経時変
化を示すグラフ図。
【図４】ＨＣ吸着材としてＭＦＩを用いて低速モードか
ら高速モードに移行するテストモードで自動車を走行さ
せた時のＤＰＦの入口温度と出口温度の経時変化を示す
グラフ図。
ら高速モードに移行するテストモードで自動車を走行さ
せた時のＤＰＦの入口温度と出口温度の経時変化を示す
グラフ図。
１ エンジン
２ 気筒
３ ピストン
４ 燃焼室
５ 燃料噴射弁
６ 吸気通路
７ 排気通路
８ ＨＣ吸着触媒
９ ＤＰＦ（排気ガス浄化手段）
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ ４Ｄ０５８
3/24 Ｒ
Ｆ０２Ｄ 41/38 Ｂ
Ｆ０２Ｄ 41/38 41/40 Ｄ
41/40 45/00 ３１４Ｚ
45/00 ３１４ ３６８Ｇ
３６８ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ
// Ｂ０１Ｄ 46/42 53/36 １０３Ｚ
(72)発明者 對尾 良則
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ
株式会社内
(72)発明者 原田 浩一郎
広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ
株式会社内
Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA13 BA24 DA00 DA02
DA10 DA27 EB08 FA00 FA05
FA07 FA10 FA27 FA28 FA33
FA38
3G090 AA02 BA01 CA01 CB00 DA00
DA02 DA09 DA10 DA12 DA13
DA16 DA18 DA19 DA20 EA04
3G091 AA02 AA18 AB02 AB06 AB10
AB13 BA00 BA01 BA15 CA18
CB02 CB03 DB10 EA00 EA01
EA05 EA07 EA08 EA09 EA17
EA32 EA33 EA39
3G301 HA02 JA00 JA02 JA24 JA26
LB11 MA11 MA18 MA23 MA27
NA08 NC02 PA01Z PA11Z
PB03A PB03Z PB05A PB05Z
PD01Z PD11Z PD14Z PE01Z
PE03Z PF01Z PF03Z
4D048 AA14 AA18 AB01 AC02 BA11X
BA30X BB02 CC43 CD01
CD05 EA04
4D058 JA32 MA44 MA52 MA54 SA08
TA02 TA06
Claims (8)
- 【請求項１】 エンジンの排気通路に設けられ、第１温
度以上になると再生する排気ガス浄化手段と、 上記排気ガス浄化手段よりも上流側の上記排気通路に設
けられ、上記第１温度よりも低い第２温度以下の温度で
排気ガス中のＨＣを吸着し第２温度を越えると吸着した
ＨＣを放出するＨＣ吸着材と、このＨＣ吸着材から放出
されるＨＣを酸化浄化するための触媒金属とを備えたＨ
Ｃ吸着触媒と、 上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上か否か
を判定するＨＣ量判定手段と、 上記触媒金属が不活性状態にあること、又は活性の度合
が低い所定の低活性状態にあること、並びに上記ＨＣ量
判定手段によってＨＣ量が所定値以上であると判定され
ていることを必要条件として、上記触媒金属の活性が高
くなるように上記ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる昇温
手段とを備えていることを特徴とするエンジンの排気浄
化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のエンジンの排気浄化装
置において、 上記ＨＣ吸着材としてβ型ゼオライトを含むことを特徴
とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のエンジン
の排気浄化装置において、 上記ＨＣ量判定手段は、上記ＨＣ吸着材下流側の排気通
路に配設され排気ガスのＨＣ濃度関連値を測定するセン
サを備え、このセンサの出力に基づいて上記ＨＣ吸着材
に吸着されたＨＣ量が所定値以上になったか否かを判定
することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載のエンジン
の排気浄化装置において、 上記ＨＣ量判定手段は、エンジンの運転状態の推移に基
づいて上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量が所定値以上
になったか否かを判定することを特徴とするエンジンの
排気浄化装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一に記
載のエンジンの排気浄化装置において、 燃料をエンジンの気筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、
エンジンの運転状態に応じて圧縮行程上死点付近で燃料
を噴射するように上記燃料噴射弁の作動を制御する噴射
制御手段とを備え、 上記昇温手段は、上記圧縮行程上死点付近での燃料噴射
時期をリタードさせることによって排気ガス温度を高
め、それによって上記ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか一に記
載のエンジンの排気浄化装置において、 上記排気ガス浄化手段は、ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中のパティキュレートを捕集するフィルタであること
を特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか一に記
載のエンジンの排気浄化装置において、 上記触媒金属が不活性状態にあること又は活性の度合が
低い所定の低活性状態にあること、並びに上記ＨＣ吸着
材に吸着されているＨＣ量が上記所定値未満であること
を必要条件として、上記ＨＣ吸着材にＨＣを供給するＨ
Ｃ供給手段を備えていることを特徴とするエンジンの排
気浄化装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載のエンジンの排気浄化装
置において、 燃料をエンジンの気筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、
エンジンの運転状態に応じて圧縮行程上死点付近で燃料
を噴射するように上記燃料噴射弁の作動を制御する噴射
制御手段とを備え、 上記ＨＣ供給手段は、上記噴射制御手段に、上記圧縮行
程上死点付近での燃料噴射後、膨張行程又は排気行程に
おいてさらに燃料を噴射するように上記燃料噴射弁の作
動を制御させることにより、上記ＨＣ吸着材に未燃燃料
を供給するものであることを特徴とするエンジンの排気
浄化装置。
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| JP2001282488A JP4045764B2 (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | エンジンの排気浄化装置 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN101892891A (zh) * | 2009-05-18 | 2010-11-24 | 三菱自动车工业株式会社 | 尾气排放控制装置 |
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-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001282488A patent/JP4045764B2/ja not_active Expired - Fee Related
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