JP2003106142A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関運転状態に関わらず添加物質をＮＯＸ吸
収剤全体に速やかに拡散させる。 【解決手段】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内にＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２と、各ＮＯ Ｘ吸収
剤内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御
弁ＶＬ１，ＶＬ２と、各ＮＯＸ吸収剤に二次燃料を供給
するための二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２とをそれ
ぞれ配置する。ＮＯＸ吸収剤に二次燃料を供給するとき
には対応する排気制御弁を閉弁する。ＮＯＸ吸収剤に添
加物質を供給すべきときに吸入空気量が下限量よりも多
いときには対応する排気制御弁の開度を最小開度に保持
し、吸入空気量が下限量よりも少ないときには吸入空気
量が少なくなるにつれて対応する排気制御弁の開度を大
きくする。
収剤全体に速やかに拡散させる。 【解決手段】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内にＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２と、各ＮＯ Ｘ吸収
剤内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御
弁ＶＬ１，ＶＬ２と、各ＮＯＸ吸収剤に二次燃料を供給
するための二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２とをそれ
ぞれ配置する。ＮＯＸ吸収剤に二次燃料を供給するとき
には対応する排気制御弁を閉弁する。ＮＯＸ吸収剤に添
加物質を供給すべきときに吸入空気量が下限量よりも多
いときには対応する排気制御弁の開度を最小開度に保持
し、吸入空気量が下限量よりも少ないときには吸入空気
量が少なくなるにつれて対応する排気制御弁の開度を大
きくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気ガス浄化装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に還元剤を供給するための還元剤供給
装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤から吸収されているＮＯ
Ｘを放出させ還元するために排気制御弁を閉弁しながら
ＮＯＸ吸収剤に還元剤を供給するようにした排気ガス浄
化装置が公知である（特開平１０−３０６７１７号公報
参照）。排気制御弁を閉弁するとＮＯＸ吸収剤に流入す
る排気ガスの量が低減され、従ってこの排気ガス浄化装
置ではＮＯ Ｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリー
ンからリッチに切り換えるのに必要な還元剤の量を低減
することができる。
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に還元剤を供給するための還元剤供給
装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤から吸収されているＮＯ
Ｘを放出させ還元するために排気制御弁を閉弁しながら
ＮＯＸ吸収剤に還元剤を供給するようにした排気ガス浄
化装置が公知である（特開平１０−３０６７１７号公報
参照）。排気制御弁を閉弁するとＮＯＸ吸収剤に流入す
る排気ガスの量が低減され、従ってこの排気ガス浄化装
置ではＮＯ Ｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリー
ンからリッチに切り換えるのに必要な還元剤の量を低減
することができる。
【０００３】一方、この排気ガス浄化装置では排気制御
弁の閉弁時にわずかな量の排気ガスが排気制御弁から漏
れてＮＯＸ吸収剤内を流通している。このような排気ガ
ス流れがあると還元剤をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡
散させることができる。
弁の閉弁時にわずかな量の排気ガスが排気制御弁から漏
れてＮＯＸ吸収剤内を流通している。このような排気ガ
ス流れがあると還元剤をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡
散させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気制
御弁の開度を或る開度に固定した場合には排気制御弁か
ら漏れる排気ガスの量は機関運転状態に依存し、即ち吸
入空気量が少なくなるとＮＯＸ吸収剤内を流通する排気
ガスの量が少なくなる。従って、吸入空気量が少ないと
きには還元剤をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散させる
のが困難になるという問題点がある。
御弁の開度を或る開度に固定した場合には排気制御弁か
ら漏れる排気ガスの量は機関運転状態に依存し、即ち吸
入空気量が少なくなるとＮＯＸ吸収剤内を流通する排気
ガスの量が少なくなる。従って、吸入空気量が少ないと
きには還元剤をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散させる
のが困難になるという問題点がある。
【０００５】そこで本発明の目的は、機関運転状態に関
わらず添加物質をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散させ
ることができる排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。
わらず添加物質をＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散させ
ることができる排気ガス浄化装置を提供することにあ
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１番目の発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が
行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを
吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸
収しているＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、Ｎ
ＯＸ吸収剤内を流通する排気ガスの量を制御するための
排気制御弁と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するため
の添加物質供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物
質を供給するときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化
装置において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきと
きに吸入空気量が少ないときには多いときに比べて、排
気制御弁の開度を大きくしている。即ち１番目の発明で
は、吸入空気量が少なくなってもＮＯＸ吸収剤内を流通
する排気ガスの量が低減するのが阻止され、従って添加
物質がＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散される。
に１番目の発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が
行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを
吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸
収しているＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、Ｎ
ＯＸ吸収剤内を流通する排気ガスの量を制御するための
排気制御弁と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するため
の添加物質供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物
質を供給するときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化
装置において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきと
きに吸入空気量が少ないときには多いときに比べて、排
気制御弁の開度を大きくしている。即ち１番目の発明で
は、吸入空気量が少なくなってもＮＯＸ吸収剤内を流通
する排気ガスの量が低減するのが阻止され、従って添加
物質がＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散される。
【０００７】また、上記課題を解決するために２番目の
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきとき
に吸入空気量が少ないときには多いときに比べて、対応
する排気制御弁の開度を大きくしている。即ち２番目の
発明でも、吸入空気量が少なくなってもＮＯＸ吸収剤内
を流通する排気ガスの量が低減するのが阻止され、従っ
て添加物質がＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散される。
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきとき
に吸入空気量が少ないときには多いときに比べて、対応
する排気制御弁の開度を大きくしている。即ち２番目の
発明でも、吸入空気量が少なくなってもＮＯＸ吸収剤内
を流通する排気ガスの量が低減するのが阻止され、従っ
て添加物質がＮＯＸ吸収剤全体に速やかに拡散される。
【０００８】また、３番目の発明によれば２番目の発明
において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきときに
吸入空気量が予め定められた設定量よりも多いときには
対応する排気制御弁の開度を、該ＮＯＸ吸収剤内をわず
かな量の排気ガスが流通するように予め定められた一定
の設定開度に保持するようにしている。
において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきときに
吸入空気量が予め定められた設定量よりも多いときには
対応する排気制御弁の開度を、該ＮＯＸ吸収剤内をわず
かな量の排気ガスが流通するように予め定められた一定
の設定開度に保持するようにしている。
【０００９】また、４番目の発明によれば２番目又は３
番目の発明において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
べきときに吸入空気量が予め定められた設定量よりも少
ないときには対応する排気制御弁の開度を吸入空気量が
少なくなるにつれて大きくしている。
番目の発明において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
べきときに吸入空気量が予め定められた設定量よりも少
ないときには対応する排気制御弁の開度を吸入空気量が
少なくなるにつれて大きくしている。
【００１０】また、５番目の発明によれば４番目の発明
において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきときに
吸入空気量が前記設定量よりも少ないときには対応する
排気制御弁の開度を、吸入空気量が少なくなるにつれて
大きくなるように機関運転状態に応じて予め定められた
開度に一致させている。
において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきときに
吸入空気量が前記設定量よりも少ないときには対応する
排気制御弁の開度を、吸入空気量が少なくなるにつれて
大きくなるように機関運転状態に応じて予め定められた
開度に一致させている。
【００１１】また、６番目の発明によれば３番目の発明
において、一対の分岐排気通路内に追加の排気制御弁を
それぞれ配置し、前記排気制御弁の開度が前記設定開度
に保持されているときには対応する追加の排気制御弁の
開度を吸入空気量が多くなるにつれて小さくしている。
において、一対の分岐排気通路内に追加の排気制御弁を
それぞれ配置し、前記排気制御弁の開度が前記設定開度
に保持されているときには対応する追加の排気制御弁の
開度を吸入空気量が多くなるにつれて小さくしている。
【００１２】また、上記課題を解決するために７番目の
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質
供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ吸収剤に
添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装置におい
て、排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ吸収剤に添加物質
を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤内を流通する排気
ガスの量を検出する手段を具備し、該検出された排気ガ
スの量に基づいて排気制御弁の開度を制御するようにし
ている。即ち７番目の発明では、ＮＯＸ吸収剤内を流通
する排気ガスの量を正確に制御することが可能になる。
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質
供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ吸収剤に
添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装置におい
て、排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ吸収剤に添加物質
を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤内を流通する排気
ガスの量を検出する手段を具備し、該検出された排気ガ
スの量に基づいて排気制御弁の開度を制御するようにし
ている。即ち７番目の発明では、ＮＯＸ吸収剤内を流通
する排気ガスの量を正確に制御することが可能になる。
【００１３】また、上記課題を解決するために８番目の
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、対応する排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を検出する手段を具備し、該
検出された排気ガスの量に基づいて対応する排気制御弁
の開度を制御するようにしている。即ち８番目の発明で
も、ＮＯＸ吸収剤内を流通する排気ガスの量を正確に制
御することが可能になる。
発明によれば、リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、対応する排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を検出する手段を具備し、該
検出された排気ガスの量に基づいて対応する排気制御弁
の開度を制御するようにしている。即ち８番目の発明で
も、ＮＯＸ吸収剤内を流通する排気ガスの量を正確に制
御することが可能になる。
【００１４】また、９番目の発明によれば８番目の発明
において、検出された排気ガスの量が予め定められた目
標量に一致するように対応する排気制御弁の開度を制御
している。
において、検出された排気ガスの量が予め定められた目
標量に一致するように対応する排気制御弁の開度を制御
している。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明を圧縮着火式内燃機
関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点
火式内燃機関にも適用することもできる。
関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点
火式内燃機関にも適用することもできる。
【００１６】図１を参照すると、１は機関本体、２はシ
リンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、
５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、
８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサ
ージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダ
クト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレ
ッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップ
モータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置さ
れ、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８が配置され
る。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１
８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却され
る。
リンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、
５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、
８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサ
ージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダ
クト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレ
ッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップ
モータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置さ
れ、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８が配置され
る。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１
８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却され
る。
【００１７】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
は分岐管２２を介して第１及び第２の上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２に接続される。これら上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２は第１及び第２のケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２にそれぞれ接続され、これらケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２は第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２
に接続され、これら下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２は
共通の排気管２３に接続される。
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
は分岐管２２を介して第１及び第２の上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２に接続される。これら上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２は第１及び第２のケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２にそれぞれ接続され、これらケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２は第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２
に接続され、これら下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２は
共通の排気管２３に接続される。
【００１８】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関冷
却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴
射弁６は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆ
るコモンレール２７に連結される。このコモンレール２
７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から
燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃料
は各燃料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給され
る。コモンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧
を検出するための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料
圧センサ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内
の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐
出量が制御される。
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関冷
却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴
射弁６は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆ
るコモンレール２７に連結される。このコモンレール２
７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から
燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃料
は各燃料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給され
る。コモンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧
を検出するための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料
圧センサ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内
の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐
出量が制御される。
【００１９】第１及び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，
ＤＵ２内には第１及び第２の電気制御式二次燃料供給ノ
ズルＮＦ１，ＮＦ２が配置される。これら二次燃料供給
ノズルＮＦ１，ＮＦ２へは電気制御式の吐出量可変な二
次燃料ポンプ３０から燃料が供給される。一方、第１及
び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には第１及
び第２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２がそれぞれ配
置される。これら排気制御弁はそれぞれ対応するアクチ
ュエータによりそれぞれ駆動される。また、第１及び第
２のケーシングＣＡ１，ＣＡ２内には第１及び第２のＮ
ＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２がそれぞれ収容されている。
ＤＵ２内には第１及び第２の電気制御式二次燃料供給ノ
ズルＮＦ１，ＮＦ２が配置される。これら二次燃料供給
ノズルＮＦ１，ＮＦ２へは電気制御式の吐出量可変な二
次燃料ポンプ３０から燃料が供給される。一方、第１及
び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には第１及
び第２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２がそれぞれ配
置される。これら排気制御弁はそれぞれ対応するアクチ
ュエータによりそれぞれ駆動される。また、第１及び第
２のケーシングＣＡ１，ＣＡ２内には第１及び第２のＮ
ＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２がそれぞれ収容されている。
【００２０】ここで、第１の上流側排気ダクトＤＵ１及
び第１の下流側排気ダクトＤＬ１を第１の排気ダクトと
称し、第１の下流側排気制御弁ＶＬ１を第１の排気制御
弁と称し、第１の二次燃料供給ノズルＮＦ１を第１の添
加物質供給装置と称すると、第１の排気ダクト内に第１
のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１と第１の排気制御弁と第１の添加
物質供給装置とが配置されているということになる。同
様に、第２の上流側排気ダクトＤＵ２及び第２の下流側
排気ダクトＤＬ２を第２の排気ダクトと称し、第２の下
流側排気制御弁ＶＬ２を第２の排気制御弁と称し、第２
の二次燃料供給ノズルＮＦ２を第２の添加物質供給装置
と称すると、第２の排気ダクト内に第２のＮＯＸ吸収剤
ＮＡ２と第２の排気制御弁と第２の添加物質供給装置と
が配置されているということになる。
び第１の下流側排気ダクトＤＬ１を第１の排気ダクトと
称し、第１の下流側排気制御弁ＶＬ１を第１の排気制御
弁と称し、第１の二次燃料供給ノズルＮＦ１を第１の添
加物質供給装置と称すると、第１の排気ダクト内に第１
のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１と第１の排気制御弁と第１の添加
物質供給装置とが配置されているということになる。同
様に、第２の上流側排気ダクトＤＵ２及び第２の下流側
排気ダクトＤＬ２を第２の排気ダクトと称し、第２の下
流側排気制御弁ＶＬ２を第２の排気制御弁と称し、第２
の二次燃料供給ノズルＮＦ２を第２の添加物質供給装置
と称すると、第２の排気ダクト内に第２のＮＯＸ吸収剤
ＮＡ２と第２の排気制御弁と第２の添加物質供給装置と
が配置されているということになる。
【００２１】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
４７を介して入力ポート４５に入力される。また、スロ
ットル弁１７下流の吸気ダクト１３内には吸入空気量を
検出するためのエアフローメータ４９が取付けられ、こ
のエアフローメータ４９の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力される。第１及び
第２の二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２下流の第１及
び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内には第１及
び第２のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内に流入する排気
ガスの空燃比を検出するための空燃比センサＳ１，Ｓ２
がそれぞれ取付けられ、これら空燃比センサＳ１，Ｓ２
の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポー
ト４５に入力される。
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
４７を介して入力ポート４５に入力される。また、スロ
ットル弁１７下流の吸気ダクト１３内には吸入空気量を
検出するためのエアフローメータ４９が取付けられ、こ
のエアフローメータ４９の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力される。第１及び
第２の二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２下流の第１及
び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内には第１及
び第２のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内に流入する排気
ガスの空燃比を検出するための空燃比センサＳ１，Ｓ２
がそれぞれ取付けられ、これら空燃比センサＳ１，Ｓ２
の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポー
ト４５に入力される。
【００２２】一方、アクセルペダル５０にはアクセルペ
ダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負
荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力
される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例
えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク
角センサ５２が接続される。一方、出力ポート４６は対
応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル
弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料
ポンプ２８、二次燃料ポンプ３０、排気制御弁ＶＬ１，
ＶＬ２の各アクチュエータ、及び二次燃料供給ノズルＮ
Ｆ１，ＮＦ２にそれぞれ接続される。
ダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負
荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力
される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例
えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク
角センサ５２が接続される。一方、出力ポート４６は対
応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル
弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料
ポンプ２８、二次燃料ポンプ３０、排気制御弁ＶＬ１，
ＶＬ２の各アクチュエータ、及び二次燃料供給ノズルＮ
Ｆ１，ＮＦ２にそれぞれ接続される。
【００２３】各ＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２は例えばア
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなア
ルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジ
ウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金
属とが担持されている。なお、排気ガス中に含まれる固
体炭素からなる微粒子を捕集するためのパティキュレー
トフィルタにＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を担持させる
こともできる。
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなア
ルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジ
ウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金
属とが担持されている。なお、排気ガス中に含まれる固
体炭素からなる微粒子を捕集するためのパティキュレー
トフィルタにＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を担持させる
こともできる。
【００２４】このＮＯＸ吸収剤は流入する排気ガスの平
均空燃比がリーンのときには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の吸放出作用を行う。なお、本明細書では
排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室５、
及び吸気通路内に供給された空気と燃料との比をその位
置における排気ガスの空燃比と称している。
均空燃比がリーンのときには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の吸放出作用を行う。なお、本明細書では
排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室５、
及び吸気通路内に供給された空気と燃料との比をその位
置における排気ガスの空燃比と称している。
【００２５】ＮＯＸ吸収剤の詳細な吸放出メカニズムに
ついては完全には明らかにされていない。しかしなが
ら、現在考えられている吸放出メカニズムを、担体上に
白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとっ
て簡単に説明すると次のようになる。
ついては完全には明らかにされていない。しかしなが
ら、現在考えられている吸放出メカニズムを、担体上に
白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとっ
て簡単に説明すると次のようになる。
【００２６】即ち、ＮＯＸ吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入す
る排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ２がＯ
２ −又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一
方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ
２ −又はＯ２−と反応し、ＮＯ２となる（２ＮＯ＋Ｏ２
→２ＮＯ２）。次いで生成されたＮＯ２の一部は白金Ｐ
ｔ上でさらに酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ３ −の形
で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯＸがＮＯＸ
吸収剤内に吸収される。
空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入す
る排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ２がＯ
２ −又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一
方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ
２ −又はＯ２−と反応し、ＮＯ２となる（２ＮＯ＋Ｏ２
→２ＮＯ２）。次いで生成されたＮＯ２の一部は白金Ｐ
ｔ上でさらに酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ３ −の形
で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯＸがＮＯＸ
吸収剤内に吸収される。
【００２７】これに対し、ＮＯＸ吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ２の生成量が低下し、反
応が逆方向（ＮＯ３ −→ＮＯ２）に進み、斯くして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ３ −がＮＯ２の形で吸収剤から放
出される。この放出されたＮＯＸは排気ガス中のＨＣ，
ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金
Ｐｔの表面上にＮＯ２が存在しなくなると吸収剤から次
から次へとＮＯ２が放出され、還元される。
ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ２の生成量が低下し、反
応が逆方向（ＮＯ３ −→ＮＯ２）に進み、斯くして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ３ −がＮＯ２の形で吸収剤から放
出される。この放出されたＮＯＸは排気ガス中のＨＣ，
ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金
Ｐｔの表面上にＮＯ２が存在しなくなると吸収剤から次
から次へとＮＯ２が放出され、還元される。
【００２８】図１に示される内燃機関では、第１及び第
２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２のうちいずれか一
方が全開にされ、他方が閉弁される。従って、或る時点
で全開にされている方の下流側排気制御弁をＶＬｉ、下
流側排気制御弁ＶＬｉに対応するＮＯＸ吸収剤をＮＡｉ
（ｉ＝１，２）、閉弁されている方の下流側制御弁をＶ
Ｌｊ、下流側排気制御弁ＶＬｊに対応するＮＯＸ吸収剤
をＮＡｊで表すとすると（ｊ＝１，２）、ＮＯＸ吸収剤
ＮＡｉに排気ガスの大部分が導かれ、ＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｊには排気ガスがほとんど導かれないということにな
る。或いは、概略的に言うと、下流側排気制御弁ＶＬ
１，ＶＬ２が排気ガスをいずれか一方のＮＯ Ｘ吸収剤Ｎ
Ａ１，ＮＡ２に選択的に導いているという見方もでき
る。
２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２のうちいずれか一
方が全開にされ、他方が閉弁される。従って、或る時点
で全開にされている方の下流側排気制御弁をＶＬｉ、下
流側排気制御弁ＶＬｉに対応するＮＯＸ吸収剤をＮＡｉ
（ｉ＝１，２）、閉弁されている方の下流側制御弁をＶ
Ｌｊ、下流側排気制御弁ＶＬｊに対応するＮＯＸ吸収剤
をＮＡｊで表すとすると（ｊ＝１，２）、ＮＯＸ吸収剤
ＮＡｉに排気ガスの大部分が導かれ、ＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｊには排気ガスがほとんど導かれないということにな
る。或いは、概略的に言うと、下流側排気制御弁ＶＬ
１，ＶＬ２が排気ガスをいずれか一方のＮＯ Ｘ吸収剤Ｎ
Ａ１，ＮＡ２に選択的に導いているという見方もでき
る。
【００２９】一方、図１に示される内燃機関ではリーン
空燃比のもとで燃焼が継続して行われる。従って、ＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに吸収されているＮＯＸの量、即ちＮＯ
Ｘ吸収量が次第に増大する。次いで、ＮＯＸ吸収量が予
め定められた上限量よりも多くなると下流側排気制御弁
ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬｊが全開にさ
れる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内に吸収されて
いるＮＯＸを放出させ還元するためにＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｉに対応する二次燃料供給ノズルＮＦｉから二次燃料又
は還元剤が一時的に供給される。
空燃比のもとで燃焼が継続して行われる。従って、ＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに吸収されているＮＯＸの量、即ちＮＯ
Ｘ吸収量が次第に増大する。次いで、ＮＯＸ吸収量が予
め定められた上限量よりも多くなると下流側排気制御弁
ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬｊが全開にさ
れる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内に吸収されて
いるＮＯＸを放出させ還元するためにＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｉに対応する二次燃料供給ノズルＮＦｉから二次燃料又
は還元剤が一時的に供給される。
【００３０】また、内燃機関から排出される排気ガス中
にはイオウ分例えばＳＯＸも含まれており、ＮＯＸ吸収
剤ＮＡｉにはＮＯＸだけでなくＳＯＸも吸収される。従
って、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに吸収されているＳＯＸの
量、即ちＳＯＸ吸収量が次第に増大する。次いで、ＳＯ
Ｘ吸収量が予め定められた上限量よりも多くなると下流
側排気制御弁ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬ
ｊが全開にされる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内
に吸収されているＳＯＸを放出させ還元するためにＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに対応する二次燃料供給ノズルＮＦｉか
ら二次燃料又は還元剤が一時的に供給される。
にはイオウ分例えばＳＯＸも含まれており、ＮＯＸ吸収
剤ＮＡｉにはＮＯＸだけでなくＳＯＸも吸収される。従
って、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに吸収されているＳＯＸの
量、即ちＳＯＸ吸収量が次第に増大する。次いで、ＳＯ
Ｘ吸収量が予め定められた上限量よりも多くなると下流
側排気制御弁ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬ
ｊが全開にされる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内
に吸収されているＳＯＸを放出させ還元するためにＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに対応する二次燃料供給ノズルＮＦｉか
ら二次燃料又は還元剤が一時的に供給される。
【００３１】更に、図１に示される内燃機関では、ＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉの温度を上昇させるべきときには下流側
排気制御弁ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬｊ
が全開にされる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温
度を上昇させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに対応する二
次燃料供給ノズルＮＦｉから二次燃料が一時的に供給さ
れる。二次燃料供給ノズルＮＦｉから供給された二次燃
料はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉにおいて、流入する排気ガス中
の酸素と発熱反応し、斯くしてＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温
度が上昇せしめられる。
Ｘ吸収剤ＮＡｉの温度を上昇させるべきときには下流側
排気制御弁ＶＬｉが閉弁され、下流側排気制御弁ＶＬｊ
が全開にされる。この状態で、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温
度を上昇させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに対応する二
次燃料供給ノズルＮＦｉから二次燃料が一時的に供給さ
れる。二次燃料供給ノズルＮＦｉから供給された二次燃
料はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉにおいて、流入する排気ガス中
の酸素と発熱反応し、斯くしてＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温
度が上昇せしめられる。
【００３２】ここで、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温度を例え
ば活性温度以上に上昇させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ
の温度を上昇させることもできるし、ＮＯＸ吸収剤ＮＡ
１，ＮＡ２がパティキュレートフィルタ上に担持されて
いる場合にはパティキュレートフィルタ上に堆積してい
る微粒子を酸化除去させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの
温度即ちパティキュレートフィルタの温度を上昇させる
こともできる。
ば活性温度以上に上昇させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ
の温度を上昇させることもできるし、ＮＯＸ吸収剤ＮＡ
１，ＮＡ２がパティキュレートフィルタ上に担持されて
いる場合にはパティキュレートフィルタ上に堆積してい
る微粒子を酸化除去させるためにＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの
温度即ちパティキュレートフィルタの温度を上昇させる
こともできる。
【００３３】なお、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉからＮＯＸもし
くはＳＯＸを放出させ還元し、又はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ
の温度を上昇させるために、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに水素
Ｈ２、一酸化炭素ＣＯ、アンモニアもしくは尿素水溶
液、又は燃料以外の炭化水素ＨＣを供給することもでき
る。
くはＳＯＸを放出させ還元し、又はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ
の温度を上昇させるために、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに水素
Ｈ２、一酸化炭素ＣＯ、アンモニアもしくは尿素水溶
液、又は燃料以外の炭化水素ＨＣを供給することもでき
る。
【００３４】いずれの場合でも、図１に示される内燃機
関では、対応する下流側排気制御弁ＶＬｉを閉弁し、そ
れによりＮＯＸ吸収剤ＮＡｉにおける排気ガスの空間速
度を低下させながらＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供
給しているということになる。このようにすると、ＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに流入する排気ガスの空燃比をリーンか
らリッチに切り替え又はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温度を上
昇させるのに必要な二次燃料の量を低減することができ
る。
関では、対応する下流側排気制御弁ＶＬｉを閉弁し、そ
れによりＮＯＸ吸収剤ＮＡｉにおける排気ガスの空間速
度を低下させながらＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供
給しているということになる。このようにすると、ＮＯ
Ｘ吸収剤ＮＡｉに流入する排気ガスの空燃比をリーンか
らリッチに切り替え又はＮＯＸ吸収剤ＮＡｉの温度を上
昇させるのに必要な二次燃料の量を低減することができ
る。
【００３５】また、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供
給するときに、下流側排気制御弁ＶＬｉは完全に閉弁さ
れておらず、若干開弁されている。その結果、ＮＯＸ吸
収剤ＮＡｉ内を少量の排気ガスが流通し、この排気ガス
によって二次燃料がＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ全体に速やかに
拡散される。
給するときに、下流側排気制御弁ＶＬｉは完全に閉弁さ
れておらず、若干開弁されている。その結果、ＮＯＸ吸
収剤ＮＡｉ内を少量の排気ガスが流通し、この排気ガス
によって二次燃料がＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ全体に速やかに
拡散される。
【００３６】この場合、下流側排気制御弁ＶＬｉの開度
ＯＰＬｉを最小開度ＭＩＮに固定すれば、ＮＯＸ吸収剤
ＮＡｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉを少なくでき、
従って二次燃料量を低減することができる。
ＯＰＬｉを最小開度ＭＩＮに固定すれば、ＮＯＸ吸収剤
ＮＡｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉを少なくでき、
従って二次燃料量を低減することができる。
【００３７】ところが、図２の破線で示されるように、
吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれてＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが少なくなり、吸入
空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少なくなると二次燃料量
を少なく維持しながら二次燃料を良好に拡散させるため
に必要な排気ガスの量、即ち必要排気ガス量ＧｅＲより
も少なくなってしまう。二次燃料は液体の形でＮＯＸ吸
収剤ＮＡｉに供給されるので、排気ガス量Ｇｅｉが少な
くなると二次燃料の拡散が極めて困難になる。
吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれてＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが少なくなり、吸入
空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少なくなると二次燃料量
を少なく維持しながら二次燃料を良好に拡散させるため
に必要な排気ガスの量、即ち必要排気ガス量ＧｅＲより
も少なくなってしまう。二次燃料は液体の形でＮＯＸ吸
収剤ＮＡｉに供給されるので、排気ガス量Ｇｅｉが少な
くなると二次燃料の拡散が極めて困難になる。
【００３８】そこで本発明による第１実施例では、図２
の実線で示されるように、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧ
よりも多いときには下流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰ
Ｌｉを最小開度ＭＩＮに保持し、吸入空気量Ｇａが下限
量ＧＧよりも少ないときには排気ガス量Ｇｅｉが必要排
気ガス量ＧｅＲに維持されるように下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの開度ＯＰＬｉを吸入空気量Ｇａが少なくなるにつ
れて大きくしている。その結果、吸入空気量Ｇａが少な
いときにも二次燃料をＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ全体に速やか
に拡散させることができる。
の実線で示されるように、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧ
よりも多いときには下流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰ
Ｌｉを最小開度ＭＩＮに保持し、吸入空気量Ｇａが下限
量ＧＧよりも少ないときには排気ガス量Ｇｅｉが必要排
気ガス量ＧｅＲに維持されるように下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの開度ＯＰＬｉを吸入空気量Ｇａが少なくなるにつ
れて大きくしている。その結果、吸入空気量Ｇａが少な
いときにも二次燃料をＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ全体に速やか
に拡散させることができる。
【００３９】排気ガス量Ｇｅｉを必要排気ガス量ＧｅＲ
に維持するのに必要な下流側排気制御弁ＶＬｉの開度即
ち必要開度ＯＰＬＲは機関運転状態、例えば機関回転数
Ｎ及び吸入空気量Ｇａに応じて変動しうる。そこで本発
明による第１実施例では、必要開度ＯＰＬＲを機関回転
数Ｎ及び吸入空気量Ｇａの関数として予め実験により求
めておき、図３に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に
記憶している。
に維持するのに必要な下流側排気制御弁ＶＬｉの開度即
ち必要開度ＯＰＬＲは機関運転状態、例えば機関回転数
Ｎ及び吸入空気量Ｇａに応じて変動しうる。そこで本発
明による第１実施例では、必要開度ＯＰＬＲを機関回転
数Ｎ及び吸入空気量Ｇａの関数として予め実験により求
めておき、図３に示すマップの形で予めＲＯＭ４２内に
記憶している。
【００４０】ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きときには図３のマップから必要開度ＯＰＬＲが算出さ
れ、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度ＯＰＬｉＴがこ
の必要開度ＯＰＬＲとされる。下流側排気制御弁ＶＬｉ
はその開度が目標開度ＯＰＬｉＴに一致するように制御
される。
きときには図３のマップから必要開度ＯＰＬＲが算出さ
れ、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度ＯＰＬｉＴがこ
の必要開度ＯＰＬＲとされる。下流側排気制御弁ＶＬｉ
はその開度が目標開度ＯＰＬｉＴに一致するように制御
される。
【００４１】図４は上述した本発明による第１実施例を
実行するためのルーチンである。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
実行するためのルーチンである。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００４２】図４を参照すると、まずステップ１００で
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ１０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ１０２に進み、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも
少ないか否かが判別される。Ｇａ≧ＧＧのときにはステ
ップ１０３に進み、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度
ＯＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、下流側排気制御弁
ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最大開度ＦＬとされる。
次いでステップ１０５に進む。これに対し、Ｇａ＜ＧＧ
のときにはステップ１０４に進み、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの目標開度ＯＰＬｉＴが図３のマップを用いて算出
され、下流側排気制御弁ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが
最大開度ＦＬとされる。次いでステップ１０５に進む。
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ１０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ１０２に進み、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも
少ないか否かが判別される。Ｇａ≧ＧＧのときにはステ
ップ１０３に進み、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度
ＯＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、下流側排気制御弁
ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最大開度ＦＬとされる。
次いでステップ１０５に進む。これに対し、Ｇａ＜ＧＧ
のときにはステップ１０４に進み、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの目標開度ＯＰＬｉＴが図３のマップを用いて算出
され、下流側排気制御弁ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが
最大開度ＦＬとされる。次いでステップ１０５に進む。
【００４３】ステップ１０５では下流側排気制御弁ＶＬ
ｉ，ＶＬｊの開度がそれぞれの目標開度ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ１０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ１０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ１０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ１０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
ｉ，ＶＬｊの開度がそれぞれの目標開度ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ１０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ１０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ１０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ１０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
【００４４】次に、図５及び図６を参照して本発明によ
る第２実施例を説明する。
る第２実施例を説明する。
【００４５】図５を参照すると、本発明による第２実施
例では二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２とＮＯＸ吸収
剤ＮＡ１，ＮＡ２間の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２
内に、それぞれ対応するＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内
を流通する排気ガスの量Ｇｅ１，Ｇｅ２を検出するため
の排気ガス量メータＭ１，Ｍ２がそれぞれ配置される。
これら排気ガス量メータＭ１，Ｍ２の出力信号は対応す
るＡＤ変換器を介して電子制御ユニットの入力ポートに
入力される。
例では二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２とＮＯＸ吸収
剤ＮＡ１，ＮＡ２間の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２
内に、それぞれ対応するＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内
を流通する排気ガスの量Ｇｅ１，Ｇｅ２を検出するため
の排気ガス量メータＭ１，Ｍ２がそれぞれ配置される。
これら排気ガス量メータＭ１，Ｍ２の出力信号は対応す
るＡＤ変換器を介して電子制御ユニットの入力ポートに
入力される。
【００４６】本発明による第２実施例では、二次燃料を
供給すべきＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内に流入する排気ガスの
量Ｇｅｉを検出し、この排気ガス量Ｇｅｉに基づいて下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度を制御するようにしてい
る。
供給すべきＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内に流入する排気ガスの
量Ｇｅｉを検出し、この排気ガス量Ｇｅｉに基づいて下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度を制御するようにしてい
る。
【００４７】具体的には、検出された排気ガス量Ｇｅｉ
が上述した必要排気ガス量ＧｅＲよりも多いときには下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉを最小開度ＭＩＮ
に保持し、検出された排気ガス量Ｇｅｉが必要排気ガス
量ＧｅＲよりも少ないときには下流側排気制御弁ＶＬｉ
の開度ＯＰＬｉを、排気ガス量Ｇｅｉを必要排気ガス量
ＧｅＲに維持するのに必要な開度、即ち必要開度ＯＰＬ
Ｒに一致させている。
が上述した必要排気ガス量ＧｅＲよりも多いときには下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉを最小開度ＭＩＮ
に保持し、検出された排気ガス量Ｇｅｉが必要排気ガス
量ＧｅＲよりも少ないときには下流側排気制御弁ＶＬｉ
の開度ＯＰＬｉを、排気ガス量Ｇｅｉを必要排気ガス量
ＧｅＲに維持するのに必要な開度、即ち必要開度ＯＰＬ
Ｒに一致させている。
【００４８】図６は上述した本発明による第２実施例を
実行するためのルーチンである。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
実行するためのルーチンである。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００４９】図６を参照すると、まずステップ２００で
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ２０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ２０２に進み、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内を流通する排
気ガスの量Ｇｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲよりも少ない
か否かが判別される。Ｇｅｉ≧ＧｅＲのときにはステッ
プ２０３に進み、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度Ｏ
ＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最大開度ＦＬとされる。次
いでステップ２０５に進む。これに対し、Ｇｅｉ＜Ｇｅ
Ｒのときにはステップ２０４に進み、下流側排気制御弁
ＶＬｉの目標開度ＯＰＬｉＴが図３のマップから算出さ
れ、下流側排気制御弁ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最
大開度ＦＬとされる。次いでステップ２０５に進む。
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ２０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ２０２に進み、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内を流通する排
気ガスの量Ｇｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲよりも少ない
か否かが判別される。Ｇｅｉ≧ＧｅＲのときにはステッ
プ２０３に進み、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度Ｏ
ＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最大開度ＦＬとされる。次
いでステップ２０５に進む。これに対し、Ｇｅｉ＜Ｇｅ
Ｒのときにはステップ２０４に進み、下流側排気制御弁
ＶＬｉの目標開度ＯＰＬｉＴが図３のマップから算出さ
れ、下流側排気制御弁ＶＬｊの目標開度ＯＰＬｊＴが最
大開度ＦＬとされる。次いでステップ２０５に進む。
【００５０】ステップ２０５では下流側排気制御弁ＶＬ
ｉ，ＶＬｊの開度がそれぞれの目標開度ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ２０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ２０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ２０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ２０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
ｉ，ＶＬｊの開度がそれぞれの目標開度ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ２０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ２０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ２０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ２０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
【００５１】次に、図７に示すルーチンを参照しながら
本発明による第３実施例を説明する。このルーチンは予
め定められた設定時間毎の割り込みによって実行され
る。
本発明による第３実施例を説明する。このルーチンは予
め定められた設定時間毎の割り込みによって実行され
る。
【００５２】図７を参照すると、まずステップ３００で
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ３０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ３０２に進み、下流側排気制御弁ＶＬｊの開度が最
大開度ＦＬに維持されると共に、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内
を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲ
に一致するように下流側排気制御弁ＶＬｉの開度がフィ
ードバック制御される。従って、排気ガス量Ｇｅｉを確
実に必要排気ガス量ＧｅＲに一致させることができる。
はパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で下
流側排気制御弁ＶＬ１が全開にされているときにはｉ＝
１，ｊ＝２とされ、下流側排気制御弁ＶＬ２が全開にさ
れているときにはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステッ
プ３０１ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きか否かが判別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料
を供給すべきでないときには処理サイクルを終了し、Ｎ
ＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきときにはステ
ップ３０２に進み、下流側排気制御弁ＶＬｊの開度が最
大開度ＦＬに維持されると共に、ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉ内
を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲ
に一致するように下流側排気制御弁ＶＬｉの開度がフィ
ードバック制御される。従って、排気ガス量Ｇｅｉを確
実に必要排気ガス量ＧｅＲに一致させることができる。
【００５３】続くステップ３０３ではＮＯＸ吸収剤ＮＡ
ｉに二次燃料が供給される。即ち、二次燃料ポンプ３０
が作動され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが開弁される。
続くステップ３０４では二次燃料の供給を停止すべきか
否かが判別される。二次燃料の供給を停止すべきでない
ときにはステップ３０２に戻り、二次燃料の供給を停止
すべきときにはステップ３０５に進み、二次燃料の供給
が停止される。即ち、二次燃料ポンプ３０が停止され、
二次燃料供給ノズルＮＦｉが閉弁される。
ｉに二次燃料が供給される。即ち、二次燃料ポンプ３０
が作動され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが開弁される。
続くステップ３０４では二次燃料の供給を停止すべきか
否かが判別される。二次燃料の供給を停止すべきでない
ときにはステップ３０２に戻り、二次燃料の供給を停止
すべきときにはステップ３０５に進み、二次燃料の供給
が停止される。即ち、二次燃料ポンプ３０が停止され、
二次燃料供給ノズルＮＦｉが閉弁される。
【００５４】次に、図８から図１１を参照して本発明に
よる第４実施例を説明する。
よる第４実施例を説明する。
【００５５】本発明による第４実施例は図８に示される
ように、二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２よりも上流
の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内に第１及び第２の
上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２がそれぞれ追加されて
いる点で、上述した本発明による第１実施例と構成を異
にしている。これら上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２は
それぞれ対応するアクチュエータによってそれぞれ駆動
される。
ように、二次燃料供給ノズルＮＦ１，ＮＦ２よりも上流
の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内に第１及び第２の
上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２がそれぞれ追加されて
いる点で、上述した本発明による第１実施例と構成を異
にしている。これら上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２は
それぞれ対応するアクチュエータによってそれぞれ駆動
される。
【００５６】本発明による第４実施例では、第１の上流
側及び下流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＬ１と第２の上流側
及び下流側排気制御弁ＶＵ２，ＶＬ２とのうちいずれか
一方が全開にされ、他方が閉弁される。或る時点で全開
にされている上流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬ
ｉに対応するＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きときには、上流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬ
ｉが閉弁され、他方の上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ
ｊ，ＶＬｊが全開にされる（ｉ＝１，２、ｊ＝１，
２）。
側及び下流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＬ１と第２の上流側
及び下流側排気制御弁ＶＵ２，ＶＬ２とのうちいずれか
一方が全開にされ、他方が閉弁される。或る時点で全開
にされている上流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬ
ｉに対応するＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きときには、上流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬ
ｉが閉弁され、他方の上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ
ｊ，ＶＬｊが全開にされる（ｉ＝１，２、ｊ＝１，
２）。
【００５７】この場合、図９に示されるように、ＮＯＸ
吸収剤ＮＡｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが上述し
た必要排気ガス量ＧｅＲに維持されるように上流側排気
制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉ及び下流側排気制御弁ＶＬ
ｉの開度ＯＰＬｉは吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれ
て大きくされる。
吸収剤ＮＡｉ内を流通する排気ガスの量Ｇｅｉが上述し
た必要排気ガス量ＧｅＲに維持されるように上流側排気
制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉ及び下流側排気制御弁ＶＬ
ｉの開度ＯＰＬｉは吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれ
て大きくされる。
【００５８】もう少し詳しく説明すると、例えば下流側
排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉは吸入空気量Ｇａが下
限量ＧＧよりも多いときには最小開度ＭＩＮに保持さ
れ、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少ないときには
吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれて大きくされる。こ
れに対し、上流側排気制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉは下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉよりも大きく維持
されながら、吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれて大き
くされる。このようにすると、下流側排気制御弁ＶＬｉ
が最小開度ＭＩＮに保持されているときに排気ガス量Ｇ
ｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲを越えて増大するのを阻止
できる（図２参照）。
排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉは吸入空気量Ｇａが下
限量ＧＧよりも多いときには最小開度ＭＩＮに保持さ
れ、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少ないときには
吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれて大きくされる。こ
れに対し、上流側排気制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉは下
流側排気制御弁ＶＬｉの開度ＯＰＬｉよりも大きく維持
されながら、吸入空気量Ｇａが少なくなるにつれて大き
くされる。このようにすると、下流側排気制御弁ＶＬｉ
が最小開度ＭＩＮに保持されているときに排気ガス量Ｇ
ｅｉが必要排気ガス量ＧｅＲを越えて増大するのを阻止
できる（図２参照）。
【００５９】ここで、上流側排気制御弁ＶＵｉを追加の
排気制御弁と考えれば、下流側排気制御弁ＶＬｉが最小
開度ＭＩＮに保持されているときに追加の排気制御弁の
開度を吸入空気量Ｇａが大きくなるにつれて小さくして
いるという見方もできる。
排気制御弁と考えれば、下流側排気制御弁ＶＬｉが最小
開度ＭＩＮに保持されているときに追加の排気制御弁の
開度を吸入空気量Ｇａが大きくなるにつれて小さくして
いるという見方もできる。
【００６０】排気ガス量Ｇｅｉを必要排気ガス量ＧｅＲ
に維持するのに必要な上流側排気制御弁ＶＵｉの開度即
ち上流側必要開度ＯＰＵＲ、及び下流側排気制御弁ＶＬ
ｉの開度即ち下流側必要開度ＯＰＬＲは機関運転状態、
例えば機関回転数Ｎ及び吸入空気量Ｇａに応じて変動し
うる。そこで本発明による第４実施例では、上流側及び
下流側必要開度ＯＰＵＲ，ＯＰＬＲを機関回転数Ｎ及び
吸入空気量Ｇａの関数として予め実験によりそれぞれ求
めておき、図１０及び１１にそれぞれ示すマップの形で
予めＲＯＭ４２内に記憶している。
に維持するのに必要な上流側排気制御弁ＶＵｉの開度即
ち上流側必要開度ＯＰＵＲ、及び下流側排気制御弁ＶＬ
ｉの開度即ち下流側必要開度ＯＰＬＲは機関運転状態、
例えば機関回転数Ｎ及び吸入空気量Ｇａに応じて変動し
うる。そこで本発明による第４実施例では、上流側及び
下流側必要開度ＯＰＵＲ，ＯＰＬＲを機関回転数Ｎ及び
吸入空気量Ｇａの関数として予め実験によりそれぞれ求
めておき、図１０及び１１にそれぞれ示すマップの形で
予めＲＯＭ４２内に記憶している。
【００６１】ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべ
きときには図１０及び１１のマップから上流側及び下流
側必要開度ＯＰＵＲ，ＯＰＬＲが算出され、上流側及び
下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの目標開度ＯＰＵｉ
Ｔ，ＯＰＬｉＴがそれぞれ対応する必要開度ＯＰＵＲ，
ＯＰＬＲとされる。上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ
ｉ，ＶＬｉはそれぞれの開度が対応する目標開度ＯＰＵ
ｉＴ，ＯＰＬｉＴに一致するように制御される。
きときには図１０及び１１のマップから上流側及び下流
側必要開度ＯＰＵＲ，ＯＰＬＲが算出され、上流側及び
下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの目標開度ＯＰＵｉ
Ｔ，ＯＰＬｉＴがそれぞれ対応する必要開度ＯＰＵＲ，
ＯＰＬＲとされる。上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ
ｉ，ＶＬｉはそれぞれの開度が対応する目標開度ＯＰＵ
ｉＴ，ＯＰＬｉＴに一致するように制御される。
【００６２】なお、図１１に示される下流側必要開度Ｏ
ＰＵＲは上流側排気制御弁ＶＵｉの開度が上流側必要開
度ＯＰＵＲに維持されているときに排気ガス量Ｇｅｉを
必要排気ガス量ＧｅＲに維持するのに必要な開度であ
り、従って図３に示される必要開度ＯＰＬＲとは若干内
容が異なっている。また、下流側排気制御弁ＶＬｉの開
度ＯＰＬｉを上流側排気制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉよ
りも大きく維持するようにしてもよい。
ＰＵＲは上流側排気制御弁ＶＵｉの開度が上流側必要開
度ＯＰＵＲに維持されているときに排気ガス量Ｇｅｉを
必要排気ガス量ＧｅＲに維持するのに必要な開度であ
り、従って図３に示される必要開度ＯＰＬＲとは若干内
容が異なっている。また、下流側排気制御弁ＶＬｉの開
度ＯＰＬｉを上流側排気制御弁ＶＵｉの開度ＯＰＵｉよ
りも大きく維持するようにしてもよい。
【００６３】図１２は上述した本発明による第４実施例
を実行するためのルーチンである。このルーチンは予め
定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
を実行するためのルーチンである。このルーチンは予め
定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００６４】図１２を参照すると、まずステップ４００
ではパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で
上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＬ１が全開にさ
れているときにはｉ＝１，ｊ＝２とされ、上流側及び下
流側排気制御弁ＶＵ２，ＶＬ２が全開にされているとき
にはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステップ４０１では
ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきか否かが判
別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべき
でないときには処理サイクルを終了し、ＮＯＸ吸収剤Ｎ
Ａｉに二次燃料を供給すべきときにはステップ４０２に
進み、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少ないか否か
が判別される。Ｇａ≧ＧＧのときにはステップ４０３に
進み、上流側排気制御弁ＶＵｉの目標開度ＯＰＵｉＴが
図１０のマップを用いて算出され、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの目標開度ＯＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、上
流側及び下流側排気制御弁ＶＵｊ，ＶＬｊの目標開度Ｏ
ＰＵｊＴ，ＯＰＬｊＴがそれぞれ最大開度ＦＬとされ
る。次いでステップ４０５に進む。これに対し、Ｇａ＜
ＧＧのときにはステップ４０４に進み、上流側排気制御
弁ＶＵｉの目標開度ＯＰＵｉＴが図１０のマップを用い
て算出され、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度ＯＰＬ
ｉＴが図１１のマップを用いて算出され、上流側及び下
流側排気制御弁ＶＵｊ，ＶＬｊの目標開度ＯＰＵｊＴ，
ＯＰＬｊＴがそれぞれ最大開度ＦＬとされる。次いでス
テップ４０５に進む。
ではパラメータｉ，ｊが決定される。即ち、この時点で
上流側及び下流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＬ１が全開にさ
れているときにはｉ＝１，ｊ＝２とされ、上流側及び下
流側排気制御弁ＶＵ２，ＶＬ２が全開にされているとき
にはｉ＝２，ｊ＝１とされる。続くステップ４０１では
ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべきか否かが判
別される。ＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料を供給すべき
でないときには処理サイクルを終了し、ＮＯＸ吸収剤Ｎ
Ａｉに二次燃料を供給すべきときにはステップ４０２に
進み、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも少ないか否か
が判別される。Ｇａ≧ＧＧのときにはステップ４０３に
進み、上流側排気制御弁ＶＵｉの目標開度ＯＰＵｉＴが
図１０のマップを用いて算出され、下流側排気制御弁Ｖ
Ｌｉの目標開度ＯＰＬｉＴが最小開度ＭＩＮとされ、上
流側及び下流側排気制御弁ＶＵｊ，ＶＬｊの目標開度Ｏ
ＰＵｊＴ，ＯＰＬｊＴがそれぞれ最大開度ＦＬとされ
る。次いでステップ４０５に進む。これに対し、Ｇａ＜
ＧＧのときにはステップ４０４に進み、上流側排気制御
弁ＶＵｉの目標開度ＯＰＵｉＴが図１０のマップを用い
て算出され、下流側排気制御弁ＶＬｉの目標開度ＯＰＬ
ｉＴが図１１のマップを用いて算出され、上流側及び下
流側排気制御弁ＶＵｊ，ＶＬｊの目標開度ＯＰＵｊＴ，
ＯＰＬｊＴがそれぞれ最大開度ＦＬとされる。次いでス
テップ４０５に進む。
【００６５】ステップ４０５では上流側及び下流側排気
制御弁ＶＵｉ，ＶＵｊ，ＶＬｉ，ＶＬｊの開度がそれぞ
れの目標開度ＯＰＵｉＴ，ＯＰＵｊＴ，ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ４０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ４０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ４０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ４０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
制御弁ＶＵｉ，ＶＵｊ，ＶＬｉ，ＶＬｊの開度がそれぞ
れの目標開度ＯＰＵｉＴ，ＯＰＵｊＴ，ＯＰＬｉＴ，Ｏ
ＰＬｊＴになるように制御される。続くステップ４０６
ではＮＯＸ吸収剤ＮＡｉに二次燃料が供給される。即
ち、二次燃料ポンプ３０が作動され、二次燃料供給ノズ
ルＮＦｉが開弁される。続くステップ４０７では二次燃
料の供給を停止すべきか否かが判別される。二次燃料の
供給を停止すべきでないときにはステップ４０２に戻
り、二次燃料の供給を停止すべきときにはステップ４０
８に進み、二次燃料の供給が停止される。即ち、二次燃
料ポンプ３０が停止され、二次燃料供給ノズルＮＦｉが
閉弁される。
【００６６】これまで述べてきた本発明による第４実施
例では、吸入空気量Ｇａに基づいて上流側及び下流側排
気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの開度が制御される。しかしな
がら、排気ガス量Ｇｅｉを検出するための排気ガス量メ
ータを設け、検出された排気ガス量Ｇｅｉに基づいて上
流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの開度を制御
するようにしてもよい。
例では、吸入空気量Ｇａに基づいて上流側及び下流側排
気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの開度が制御される。しかしな
がら、排気ガス量Ｇｅｉを検出するための排気ガス量メ
ータを設け、検出された排気ガス量Ｇｅｉに基づいて上
流側及び下流側排気制御弁ＶＵｉ，ＶＬｉの開度を制御
するようにしてもよい。
【００６７】また、上述した本発明による各実施例で
は、第１及び第２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２又
は第１及び第２の上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２をそ
れぞれ別個の排気制御弁から形成している。しかしなが
ら、図１３に示されるように例えば第１及び第２の下流
側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２を排気管２３内に配置され
る単一の排気制御弁ＶＬから形成することもできる。こ
の場合、第１のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１内を流通する排気ガ
スの量Ｇｅ１と第２のＮＯＸ吸収剤ＮＡ２内を流通する
排気ガスの量Ｇｅ２とがほぼ等しくなっている中間位置
から例えば排気ガス量Ｇｅ１を減少させる方向に排気制
御弁ＶＬが変位されると、第１の下流側排気制御弁ＶＬ
１の開度が小さくされ、第１の下流側排気制御弁ＶＬ２
の開度が大きくされたのと同じことになる。
は、第１及び第２の下流側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２又
は第１及び第２の上流側排気制御弁ＶＵ１，ＶＵ２をそ
れぞれ別個の排気制御弁から形成している。しかしなが
ら、図１３に示されるように例えば第１及び第２の下流
側排気制御弁ＶＬ１，ＶＬ２を排気管２３内に配置され
る単一の排気制御弁ＶＬから形成することもできる。こ
の場合、第１のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１内を流通する排気ガ
スの量Ｇｅ１と第２のＮＯＸ吸収剤ＮＡ２内を流通する
排気ガスの量Ｇｅ２とがほぼ等しくなっている中間位置
から例えば排気ガス量Ｇｅ１を減少させる方向に排気制
御弁ＶＬが変位されると、第１の下流側排気制御弁ＶＬ
１の開度が小さくされ、第１の下流側排気制御弁ＶＬ２
の開度が大きくされたのと同じことになる。
【００６８】更に、本発明による第１から第３実施例に
おいて、下流側排気制御弁の代わりに上流側排気制御弁
のみを設けることもできる。
おいて、下流側排気制御弁の代わりに上流側排気制御弁
のみを設けることもできる。
【００６９】更に、上述した本発明による各実施例では
一対のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を備えている。しか
しながら、図１４に示されるように単一のＮＯＸ吸収剤
ＮＡを備えた内燃機関に本発明を適用することもでき
る。この場合、分岐管２２と排気管２３とはＮＯＸ吸収
剤ＮＡを迂回するバイパス管６０によって互いに接続さ
れ、排気管２３内に単一の排気制御弁ＶＬが配置され
る。この排気制御弁ＶＬが全開にされるとバイパス管６
０が遮断され、閉弁されるとＮＯＸ吸収剤ＮＡ内を流通
する排気ガスの量が低減される。
一対のＮＯＸ吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を備えている。しか
しながら、図１４に示されるように単一のＮＯＸ吸収剤
ＮＡを備えた内燃機関に本発明を適用することもでき
る。この場合、分岐管２２と排気管２３とはＮＯＸ吸収
剤ＮＡを迂回するバイパス管６０によって互いに接続さ
れ、排気管２３内に単一の排気制御弁ＶＬが配置され
る。この排気制御弁ＶＬが全開にされるとバイパス管６
０が遮断され、閉弁されるとＮＯＸ吸収剤ＮＡ内を流通
する排気ガスの量が低減される。
【００７０】排気制御弁ＶＬは通常全開に維持されてお
り、ＮＯＸ吸収剤ＮＡに二次燃料を供給すべきときに閉
弁される。この場合、排気制御弁ＶＬの開度は例えば吸
入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも多いときには最小開度
ＭＩＮに保持され、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも
少ないときには吸入空気量Ｇａ、又は排気ガス量メータ
Ｍにより検出された排気ガス量に基づいて制御される。
ＮＯＸ吸収剤ＮＡへの二次燃料の供給が完了すると排気
制御弁ＶＬが全開に戻される。
り、ＮＯＸ吸収剤ＮＡに二次燃料を供給すべきときに閉
弁される。この場合、排気制御弁ＶＬの開度は例えば吸
入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも多いときには最小開度
ＭＩＮに保持され、吸入空気量Ｇａが下限量ＧＧよりも
少ないときには吸入空気量Ｇａ、又は排気ガス量メータ
Ｍにより検出された排気ガス量に基づいて制御される。
ＮＯＸ吸収剤ＮＡへの二次燃料の供給が完了すると排気
制御弁ＶＬが全開に戻される。
【００７１】
【発明の効果】機関運転状態に関わらず添加物質をＮＯ
Ｘ吸収剤全体に速やかに拡散させることができる。
Ｘ吸収剤全体に速やかに拡散させることができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】本発明による第１実施例を説明するための線図
である。
である。
【図３】必要開度ＯＰＬＲを示す線図である。
【図４】本発明による第１実施例を実行するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図５】本発明による第２実施例を示す内燃機関の部分
図である。
図である。
【図６】本発明による第２実施例を実行するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図７】本発明による第３実施例を実行するためのフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図８】本発明による第４実施例を示す内燃機関の部分
図である。
図である。
【図９】本発明による第４実施例を説明するための線図
である。
である。
【図１０】上流側必要開度ＯＰＵＲを示す線図である。
【図１１】下流側必要開度ＯＰＬＲを示す線図である。
【図１２】本発明による第４実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１３】本発明による別の実施例を示す内燃機関の部
分図である。
分図である。
【図１４】本発明による更に別の実施例を示す内燃機関
の部分図である。
の部分図である。
１…機関本体
ＮＡ１，ＮＡ２…ＮＯＸ吸収剤
ＶＬ１，ＶＬ２…排気制御弁
ＮＦ１，ＮＦ２…二次燃料供給ノズル
─────────────────────────────────────────────────────
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 3/20 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｒ
3/28 ３０１ 3/28 ３０１Ｃ
Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｄ
Ｅ
(72)発明者 広田 信也
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 浅沼 孝充
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 木村 光壱
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 中谷 好一郎
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 見上 晃
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） 3G065 AA01 AA03 AA04 AA09 AA10
CA12 DA06 EA07 EA10 FA12
GA00 GA05 GA10 GA46 HA06
KA02
3G091 AA10 AA11 AA18 AB06 AB13
BA01 BA11 BA14 CA12 CA13
CA18 CA27 DA01 DA02 DA08
DB10 DC01 EA05 EA21 GB02Y
GB03Y GB04Y GB05W GB06W
GB07W GB17X HA11 HA15
Claims (9)
- 【請求項１】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質
供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ吸収剤に
添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装置におい
て、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきときに吸入空
気量が少ないときには多いときに比べて、排気制御弁の
開度を大きくする排気ガス浄化装置。 - 【請求項２】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきとき
に吸入空気量が少ないときには多いときに比べて、対応
する排気制御弁の開度を大きくする排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきと
きに吸入空気量が予め定められた設定量よりも多いとき
には対応する排気制御弁の開度を、該ＮＯＸ吸収剤内を
わずかな量の排気ガスが流通するように予め定められた
一定の設定開度に保持するようにした請求項２に記載の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきと
きに吸入空気量が予め定められた設定量よりも少ないと
きには対応する排気制御弁の開度を吸入空気量が少なく
なるにつれて大きくする請求項２又は３に記載の排気ガ
ス浄化装置。 - 【請求項５】 ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給すべきと
きに吸入空気量が前記設定量よりも少ないときには対応
する排気制御弁の開度を、吸入空気量が少なくなるにつ
れて大きくなるように機関運転状態に応じて予め定めら
れた開度に一致させる請求項４に記載の排気ガス浄化装
置。 - 【請求項６】 一対の分岐排気通路内に追加の排気制御
弁をそれぞれ配置し、前記排気制御弁の開度が前記設定
開度に保持されているときには対応する追加の排気制御
弁の開度を吸入空気量が多くなるにつれて小さくする請
求項３に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときに流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流
入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収している
ＮＯＸを放出し還元するＮＯＸ吸収剤と、ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を制御するための排気制御弁
と、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質
供給装置とを配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ吸収剤に
添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装置におい
て、排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ吸収剤に添加物質
を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤内を流通する排気
ガスの量を検出する手段を具備し、該検出された排気ガ
スの量に基づいて排気制御弁の開度を制御するようにし
た排気ガス浄化装置。 - 【請求項８】 リーン空燃比のもとで燃焼が行われる内
燃機関の排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気
通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
流入する排気ガス中のＮＯＸを吸収し、流入する排気ガ
スの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯＸを放出
し還元するＮＯＸ吸収剤と、各ＮＯＸ吸収剤内を流通す
る排気ガスの量を制御するための排気制御弁と、各ＮＯ
Ｘ吸収剤に添加物質を供給するための添加物質供給装置
とをそれぞれ配置し、ＮＯＸ吸収剤に添加物質を供給す
るときには対応する排気制御弁を閉弁しながら該ＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給するようにした排気ガス浄化装
置において、対応する排気制御弁を閉弁しながらＮＯＸ
吸収剤に添加物質を供給しているときに該ＮＯＸ吸収剤
内を流通する排気ガスの量を検出する手段を具備し、該
検出された排気ガスの量に基づいて対応する排気制御弁
の開度を制御するようにした排気ガス浄化装置。 - 【請求項９】 検出された排気ガスの量が予め定められ
た目標量に一致するように対応する排気制御弁の開度を
制御する請求項８に記載の排気ガス浄化装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001305565A JP3695378B2 (ja) | 2001-10-01 | 2001-10-01 | 排気ガス浄化装置 |
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- 2001-10-01 JP JP2001305565A patent/JP3695378B2/ja not_active Expired - Fee Related
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