JP2007162522A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｓ再生のために燃料を添加した際において、ベンゼンの発生を適切に抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の排気浄化装置は、排気系における空燃比をリッチにするために、排気系に燃料を添加することによって内燃機関から排出される排気ガスを浄化する。燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際に、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を排気系に添加する制御を行う。これにより、触媒に対して供給される高沸点アロマ成分が減少するため、触媒におけるベンゼンの生成反応を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来から、硫黄成分（ＳＯｘなど）による触媒の硫黄被毒を回復（以下、「Ｓ再生」とも呼ぶ。）するために、排気ガス中に還元剤を添加する制御が行われている。例えば、特許文献１には、燃料に含まれる硫黄成分の濃度よりも低濃度の硫黄成分を有する還元剤を添加する技術が記載されている。また、特許文献２には、冷却装置を介することによって高硫黄成分の芳香族を分離した燃料を添加する技術が記載されている。その他にも、特許文献３に、排気通路中に還元剤を添加する技術が記載されている。

特開２００４−６０５９６号公報 特開２００４−９２４３０号公報 特開平９−３８４６７号公報

ところで、本発明の発明者らは、Ｓ再生のために還元剤（燃料）を添加した際に、ベンゼンの排出量が通常時に比較して増加することを発見した。こうなるのは、燃料中の高沸点のアロマ成分（アルキルベンゼンなど）が触媒で分解されてベンゼンを生成するためと考えられる。ベンゼンは、大気環境濃度が設定されている物質であり、車両からの排出を抑制することが好ましい。

しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、ベンゼンを考慮した制御を行ってはいない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、Ｓ再生のために燃料を添加した際において、ベンゼンの発生を適切に抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、排気系における空燃比をリッチにする際に、前記排気系に燃料を添加する燃料添加手段と、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合に、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に添加するように、前記燃料添加手段を制御する燃料添加制御手段と、を備えていることを特徴とする。

上記の内燃機関の排気浄化装置は、燃料添加手段と燃料添加制御手段とを備えている。燃料添加手段は、排気系における空燃比をリッチにするために、排気系に燃料を添加する。燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際に、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を排気系に添加するように燃料添加手段を制御する。このように燃料を添加する理由は、以下の通りである。触媒は、供給される高沸点アロマ成分を分解してベンゼンを生成する。また、触媒の硫黄被毒に対する再生を実行している際には、触媒がリッチ雰囲気であるためベンゼンが発生しやすい。したがって、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際に、燃料添加制御手段が、通常の燃料より含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加させる制御を行うことによって、触媒に対して供給される高沸点アロマ成分が減少するため、触媒におけるベンゼンの生成反応が抑制される。したがって、触媒からのベンゼンの排出を抑制することができる。また、上記の内燃機関の排気浄化装置によれば、車両からのナノ粒子の排出も抑制することもできる。更に、触媒へのＨＣ被毒も軽減することができるため、触媒を触媒活性が高い状態に維持することができるので、触媒の硫黄被毒に対する再生性能を向上させることが可能となる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の一態様では、前記燃料添加制御手段は、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行わない場合には、前記通常の燃料を前記排気系に添加し、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合には、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に添加するように前記燃料添加手段を制御する。

この態様では、燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行わない場合には、ベンゼンがほとんど生成されないため、高沸点アロマ成分が少ない燃料の代わりに、通常の燃料を排気系に添加する。したがって、ベンゼンが生成されやすい状況においてのみ（即ち触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合）、高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加すればよい。そのため、高沸点アロマ成分が少ない燃料を必要最低限の量だけ添加すれば足りるので、高沸点アロマ成分が少ない燃料の無駄な消費を抑制することが可能となる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記燃料添加制御手段は、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合において、前記排気系における空燃比がリッチであるときにのみ、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加するように前記燃料添加手段を制御する。

この態様では、燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行っている際において、空燃比がリッチであるときにのみ、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加させる制御を行う。言い換えると、燃料添加制御手段は、空燃比がリーンであるときには、通常の燃料を添加させる制御を行う。これにより、高沸点アロマ成分が除去された燃料を使用する量を効果的に削減することができる。

上記の内燃機関の排気浄化装置の好適な例では、前記燃料添加手段は、前記通常の燃料が供給され、当該通常の燃料を前記排気系に対して添加する第１燃料添加弁と、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料が供給され、当該高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に対して添加する第２燃料添加弁と、を備えている。この場合、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際、或いは触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際において排気系がリッチにあるときに、第２燃料添加弁から高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加する。

他の好適な例では、前記燃料添加手段は、前記通常の燃料から高沸点アロマ成分を除去し、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を生成する除去手段を備えている。この場合、燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際、或いは触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際において排気系がリッチにあるときに、除去手段によって生成された燃料を添加する。

更に、他の好適な例では、前記燃料添加手段は、前記通常の燃料が貯蔵された第１燃料タンクと、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料が貯蔵された第２燃料タンクと、を備えている。この場合、燃料添加制御手段は、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際、或いは触媒の硫黄被毒に対する再生を行う際において排気系がリッチにあるときに、第２燃料タンクに貯蔵された燃料を添加する。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本明細書では、「通常の燃料」とは、高沸点アロマ成分を除去するための処理がなされていない、気筒内での燃焼に用いられる一般的な燃料を意味する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用した内燃機関１の概略構成を示している。図１中において、実線矢印がガスの流れの一例を示し、破線矢印が信号の入出力を示している。

内燃機関１は、４つの気筒２が一列に並べられた直列４気筒型のディーゼルエンジンで、主に、吸気通路３、排気通路４、ターボ過給機５、ＥＣＵ（Engine Control Unit）２４を備えている。

吸気通路３には、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａと、コンプレッサ５ａにて圧縮された吸気を冷却するインタークーラ７と、吸気通路３を流通する吸気の量を調節するスロットルバルブ１３と、が設けられている。排気通路４には、ターボ過給機５のタービン５ｂと、触媒３０と、Ａ／Ｆセンサ３２とが設けられている。触媒３０としては、例えばＮＯｘ吸蔵還元型触媒、又はＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx active Reduction system）が用いられる。Ａ／Ｆセンサ３２は、触媒３０下流における排気ガスのＡ／Ｆ（空燃比）を検出し、検出したＡ／Ｆに対応する検出信号Ｓ３２をＥＣＵ２４に供給する。更に、吸気通路３と排気通路４とはＥＧＲ通路６によって接続され、排気通路４内の一部の排気ガスが吸気通路３へ還流される。また、ＥＧＲ通路６には、排気ガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ８が設けられている。

内燃機関１には、各気筒２に対応させて４つのインジェクタ９が設けられている。４つのインジェクタ９は、コモンレール１０に接続される。コモンレール１０は、燃料タンク１５から燃料（軽油）を汲み上げてコモンレール１０に圧送するサプライポンプ１１に接続される。４つのインジェクタ９は夫々、コモンレール１０に圧送された燃料を４つの気筒２内に噴射する。

また、内燃機関１は、還元剤（燃料）を排気通路４に対して添加する２つの燃料添加インジェクタ２８、２９を備えている。燃料添加インジェクタ２８はサプライポンプ１１に接続され、サプライポンプ１１は燃料タンク１５に接続されている。一方、燃料添加インジェクタ２９はサプライポンプ１２に接続され、サプライポンプ１２は高沸点アロマ除去装置２５を介して燃料タンク１５に接続されている。高沸点アロマ除去装置２５は、燃料タンク１５から供給される燃料（通常の燃料）中の高沸点アロマ成分（アルキルベンゼンなど）を除去する装置である。具体的には、高沸点アロマ除去装置２５は、冷却して分離する方法、分離膜を用いる方法、及び吸着材を利用する方法、のうちのいずれかの方法を用いて、燃料中の高沸点アロマ成分を除去した燃料を生成する。高沸点アロマ除去装置２５は、本発明に係る除去手段として動作する。

燃料添加インジェクタ２８は、燃料タンク１５から直接供給される通常の燃料を排気通路４に対して供給する。一方、燃料添加インジェクタ２９は、高沸点アロマ除去装置２５によって高沸点アロマ成分が除去された燃料を、排気通路４に対して供給する。これらの燃料添加インジェクタ２８、２９から供給される燃料は、主に、触媒３０に対する再生処理を行うための還元剤として用いられる。なお、燃料添加インジェクタ２８は本発明に係る第１燃料添加弁として動作し、燃料添加インジェクタ２９は本発明に係る第２燃料添加弁として動作する。また、燃料添加インジェクタ２８、２９、サプライポンプ１１、１２、及び高沸点アロマ除去装置２５は、本発明に係る燃料添加手段として機能する。

ＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ２４は、内燃機関１における運転状態などに応じて、前述したサプライポンプ１１、１２に対して制御信号Ｓ１１、Ｓ１２を供給することによって、サプライポンプ１１、１２による燃料の圧送を制御する。具体的には、ＥＣＵ２４は、燃料添加インジェクタ２８又は燃料添加インジェクタ２９のいずれかから、燃料が添加されるように制御を行う。より詳しくは、第１実施形態においては、ＥＣＵ２４は、通常時（Ｓ再生を行っていないとき）には燃料添加インジェクタ２８から通常の燃料が添加されるように制御を行う。一方、ＥＣＵ２４は、硫黄被毒した触媒３０に対してＳ再生させるための制御（以下、「Ｓ再生制御」とも呼ぶ。）の実行中には、燃料添加インジェクタ２８から高沸点アロマ成分が除去された燃料の添加を行う。

このように、ＥＣＵ２４は、本発明に係る燃料添加制御手段として機能する。また、ＥＣＵ２４、燃料添加インジェクタ２８、２９、サプライポンプ１１、１２、及び高沸点アロマ除去装置２５は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置として機能する。

上記したように、Ｓ再生時に高沸点アロマ成分を除去した燃料の添加を行う理由を、図２及び図３を用いて説明する。

図２は、高沸点アロマ成分を除去していない燃料（通常の燃料）を添加したときの、排気ガス中の炭化水素に占めるベンゼンの量及び高沸点アロマ成分の量を示すグラフである。図２（ａ）は、触媒３０の上流側におけるベンゼン及び高沸点アロマ成分の量を示し、図２（ｂ）は、触媒３０の下流側におけるベンゼン及び高沸点アロマ成分の量を示している。

図２（ａ）より、触媒３０の上流側ではベンゼンの量が少なく、高沸点アロマ成分の量が多いことがわかり、図２（ｂ）より、触媒３０の下流側ではベンゼンの量が多く、高沸点アロマ成分の量が少ないことがわかる。触媒３０の上流側における高沸点アロマ成分は、主に、燃料中の成分に対応し、触媒３０の下流側のベンゼンは、主に、高沸点アロマ成分が触媒３０で分解されて生成されたものに対応する。したがって、触媒３０の下流で高沸点アロマ成分の量が減少した理由は、触媒３０で分解されたからであり、触媒３０の下流でベンゼンの量が増加した理由は、触媒３０における高沸点アロマ成分の分解によってベンゼンが生成されたからである。なお、ベンゼンはＣ６のアロマ成分に対応し、高沸点アロマ成分はＣ１０などのアロマ成分に対応する。

つまり、図３の化学式に示すように、燃料中の高沸点アロマ成分（アルキルベンゼン）が触媒３０によって分解されることによって、触媒３０の下流側でベンゼンが生成される。このようなベンゼンの生成は、触媒３０において酸化反応（燃焼）が進まない場合などに発生する。例えば、Ｓ再生を実行している場合には排気系がリッチにされるため、特にベンゼンが発生しやすい。ベンゼンは浄化すべき物質の１つであるため、排出を抑制することが好ましい。

以上より、本発明の第１実施形態では、ベンゼンが発生しやすいＳ再生時には、適切なＳ再生の実行を行いつつ、触媒３０からのベンゼンの排出が抑制されるように、ベンゼンの発生の原因となる高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加する。具体的には、ＥＣＵ２４は、Ｓ再生時に、燃料を添加するインジェクタを燃料添加インジェクタ２８から燃料添加インジェクタ２９へと切り替える。これにより、触媒３０に供給された燃料が還元剤として機能することによって適切なＳ再生を実行することができると共に、ベンゼンの発生の原因となる高沸点アロマ成分が減少された燃料を触媒３０に供給するため、触媒３０におけるベンゼンの生成反応が抑制されるので、触媒３０からのベンゼンの排出を抑制することができる。

（Ｓ再生時制御）
次に、第１実施形態において、Ｓ再生時に行われる制御（以下、「Ｓ再生時制御」と呼ぶ。）について具体的に説明する。

図４は、第１実施形態に係るＳ再生時制御を示すフローチャートである。この制御は、ＥＣＵ２４によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２４は、現在の触媒制御モードに対する判定を行う。ここでは、ＥＣＵ２４は、まず、燃料使用量、触媒温度、Ａ／Ｆなどに基づいて、ＰＭ（Particulate Matter）堆積量及びＳ堆積量を計算する。そして、ＥＣＵ２４は、この計算結果に基づいて、現在の触媒制御モードが、通常制御モード、ＰＭ再生制御モード、Ｓ再生制御モードのいずれに設定されているかを判定する。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２４は、Ｓ再生制御の実行を示すＳ再生制御モードがオンとなっているか否かを判定する。Ｓ再生制御モードがオンである場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。一方、Ｓ再生制御モードがオフである場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、Ｓ再生時ではないため、ＥＣＵ２４は、燃料添加インジェクタを切り替えずに、燃料添加インジェクタ２８による燃料噴射が行われるようにする。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２４は、Ｓ再生時であるため、燃料添加インジェクタを切り替える。具体的には、ＥＣＵ２４は、サプライポンプ１１の作動を停止して燃料添加インジェクタ２８による燃料噴射を停止するとともに、サプライポンプ１２の作動を開始して燃料添加インジェクタ２９による燃料噴射を実行する。つまり、通常の燃料の噴射を停止し、代わりに高沸点アロマ成分が除去された燃料の添加を実行する。これにより、触媒３０に対して供給される高沸点アロマ成分が減少されることによって、触媒３０におけるベンゼンの生成反応が抑制されるので、触媒３０からのベンゼンの排出が抑制される。以上の処理を終了すると、処理は当該フローを抜ける。

図５は、第１実施形態に係るＳ再生時制御を行ったときの効果を説明するための図である。

図５（ａ）は、触媒３０の下流の排気ガスにおけるベンゼンの濃度を示している。具体的には、左に通常の燃料を添加した場合におけるベンゼンの濃度を示し、右に第１実施形態に係る高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加した場合におけるベンゼンの濃度を示している。図５（ａ）より、通常の燃料を添加した場合よりも、高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加した場合のほうが、発生するベンゼンの濃度が小さいことがわかる。したがって、第１実施形態に係るＳ再生時制御を行うことにより、触媒３０におけるベンゼンの生成が抑制されることがわかる。

図５（ｂ）は、車両から排出されるナノ粒子の粒子数（ナノ粒子数）を相対値によって示した図である。具体的には、左に通常の燃料を添加した場合におけるナノ粒子数を示し、右に第１実施形態に係る高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加した場合におけるナノ粒子数を示している。この場合、通常の燃料を添加した場合におけるナノ粒子数を「１」として、高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加した場合におけるナノ粒子数の相対値を示している。図５（ｂ）より、通常の燃料を添加した場合よりも、高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加した場合のほうが、発生するナノ粒子数が少ないことがわかる。したがって、第１実施形態に係るＳ再生時制御を行うことにより、ナノ粒子の生成が抑制されることがわかる。

以上のように、第１実施形態では、Ｓ再生時に、ベンゼンの発生の原因となる高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加する。これにより、触媒３０に対して供給される高沸点アロマ成分が減少されることによって、触媒３０におけるベンゼンの生成反応が抑制される。したがって、第１実施形態によれば、適切にＳ再生を行いつつ、触媒３０からのベンゼンの排出を抑制することができる。また、車両からのナノ粒子の排出も抑制することもできる。更に、触媒３０へのＨＣ被毒も軽減することができるため、触媒３０を触媒活性が高い状態に維持することができるので、触媒３０のＳ再生性能を向上させることが可能となる。

加えて、第１実施形態では、通常の燃料を添加する燃料添加インジェクタ２８とは別に、高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加する燃料添加インジェクタ２９を設けているので、要求があるとき（即ち、Ｓ再生時）にのみ高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加し、要求がないときには通常の燃料を添加することができる。そのため、高沸点アロマ成分が除去された燃料を必要最低限の量だけ添加すれば足りるので、高沸点アロマ成分が除去された燃料の無駄な消費を抑制することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。前述した第１実施形態では、Ｓ再生時に常に高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加したが、第２実施形態では、Ｓ再生時において触媒３０下流の排気ガスのＡ／Ｆがリッチにあるときにのみ、高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加する。言い換えると、第２実施形態では、Ｓ再生時であっても触媒３０下流の排気ガスのＡ／Ｆがリーンにあるときには、高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加せずに、通常の燃料を添加する。こうするのは、Ａ／Ｆがリーンであるときには酸素が多量に存在するため、添加する燃料中に高沸点アロマ成分が存在しても高沸点アロマ成分が酸化（燃焼）するので、触媒３０においてベンゼンが生成されにくいからである。即ち、第２実施形態では、高沸点アロマ成分が除去された燃料の消費を効果的に削減しつつ、触媒３０からのベンゼンの排出を適切に抑制する。

図６は、第２実施形態に係るＳ再生時制御を示すフローチャートである。この制御は、ＥＣＵ２４によって所定の周期で繰り返し実行される。なお、第２実施形態における内燃機関１の構成は、前述した第１実施形態に係る内燃機関１の構成と同様である。

まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ２４は、現在の触媒制御モードに対する判定を行う。ここでは、ＥＣＵ２４は、燃料使用量、触媒温度、Ａ／Ｆなどに基づいて、ＰＭ（Particulate Matter）堆積量及びＳ堆積量を計算し、この計算結果に基づいて、現在の触媒制御モードが、通常制御モード、ＰＭ再生制御モード、Ｓ再生制御モードのいずれに設定されているかを判定する。そして、処理はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ２４は、Ｓ再生制御の実行を示すＳ再生制御モードがオンとなっているか否かを判定する。Ｓ再生制御モードがオンである場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進む。一方、Ｓ再生制御モードがオフである場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、Ｓ再生時ではないため、ＥＣＵ２４は、燃料添加インジェクタを切り替えずに、燃料添加インジェクタ２８による燃料噴射が行われるようにする。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ２４は、Ａ／Ｆセンサ３２から供給される検出信号Ｓ３２に基づいて、現在のＡ／Ｆがリッチであるか否か（Ａ／Ｆがストイキ（理論空燃比）よりも小さいか否か）を判定する。第２実施形態では、触媒３０下流の排気ガスのＡ／Ｆがリッチにあるときにのみ高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加するため、ステップＳ２０３では、高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加すべき状況か否かを判定する。

Ａ／Ｆがリッチである場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０４に進む。例えば、排気ガスをリッチにするための要求に応じて通常の燃料の添加をある程度行った後に、Ａ／Ｆがリーンからリッチに変化する。一方、Ａ／Ｆがリッチでない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、即ちＡ／Ｆがリーンである場合、処理は当該フローを抜ける。この場合には、ＥＣＵ２４は、燃料添加インジェクタを切り替えずに、燃料添加インジェクタ２８による通常の燃料の添加が行われるようにする。

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ２４は、Ｓ再生時であり、且つＡ／Ｆがリッチであるため、燃料添加インジェクタを切り替える。具体的には、ＥＣＵ２４は、サプライポンプ１１の作動を停止して燃料添加インジェクタ２８による燃料噴射を停止するとともに、サプライポンプ１２の作動を開始して燃料添加インジェクタ２９による燃料噴射を実行する。つまり、通常の燃料の添加を停止し、高沸点アロマ成分が除去された燃料の添加を実行する。これにより、触媒３０に対して供給される高沸点アロマ成分が減少されることによって、触媒３０におけるベンゼンの生成反応が抑制されるので、触媒３０からのベンゼンの排出が抑制される。以上の処理を終了すると、処理は当該フローを抜ける。

以上のように、第２実施形態では、Ｓ再生時において触媒３０下流の排気ガスのＡ／Ｆがリッチであるときにのみ、高沸点アロマ成分が除去された燃料を添加する。これにより、高沸点アロマ成分が除去された燃料を使用する量を効果的に削減することができる。そのため、高沸点アロマ成分が除去された燃料を多量に生成する必要がないので、高沸点アロマ除去装置２５を簡便に構成することが可能となる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。前述した第１実施形態では、燃料タンク１５内に貯蔵された通常の燃料から高沸点アロマ除去装置２５によって高沸点アロマ成分を除去し、除去後の燃料を添加したが、第３実施形態では、高沸点アロマ成分を除去することなく、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料が貯蔵された燃料タンク内の燃料を添加する。具体的には、第１実施形態では、通常の燃料が貯蔵された１つの燃料タンク１５のみを用いて燃料の添加を実行したが、第３実施形態では、通常の燃料が貯蔵された燃料タンク１５と、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料が貯蔵された燃料タンクの２つのタンクを用いて、燃料の添加を実行する。

図７は、第３実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用した内燃機関１の概略構成を示している。第３実施形態に係る内燃機関１は、高沸点アロマ除去装置２５を有しないで、燃料タンク１６を有する点で、第１実施形態に係る内燃機関１とは構成が異なる。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

燃料タンク１６には、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料が貯蔵されている。燃料タンク１６には、例えば、高沸点アロマ成分が予め除去された燃料が貯蔵されている。燃料タンク１６に貯蔵された燃料はサプライポンプ１２によって圧送されて、燃料添加インジェクタ２９から排気通路４に供給される。一方、燃料タンク１５には、第１実施形態と同様に通常の燃料が貯蔵されており、燃料タンク１５に貯蔵された燃料はサプライポンプ１１によって圧送されて、燃料添加インジェクタ２８から排気通路４に供給される。上記の場合、燃料タンク１５は本発明に係る第１燃料タンクとして機能し、燃料タンク１６は本発明に係る第２燃料タンクとして機能する。

第３実施形態によれば、高沸点アロマ成分を除去する処理を行う高沸点アロマ除去装置２５を別途設ける必要がないため、装置の構成を簡便にすることが可能となる。

なお、第３実施形態においては、第１実施形態又は第２実施形態のいずれかと同様の制御を行うことができる。即ち、第１実施形態と同様にＳ再生時に燃料タンク１６に貯蔵された燃料を燃料添加インジェクタ２９によって添加させる制御を行うか、或いは、第２実施形態と同様に、Ｓ再生時においてＡ／Ｆがリッチであるときにのみ、燃料タンク１６に貯蔵された燃料を燃料添加インジェクタ２９によって添加させる制御を行う。

［変形例］
本発明は、上記した実施形態で示したように２つの燃料添加インジェクタ２８、２９を用いて燃料を添加することに限定はされない。他の例では、１つの燃料添加インジェクタを用いて燃料を添加することができる。この場合、通常の燃料、及び高沸点アロマ成分がより少ない燃料のうちのいずれかが燃料添加インジェクタに対して供給されるように、内燃機関の排気浄化装置が構成される。例えば、燃料タンク１５から直接燃料が供給される経路と、燃料タンク１５から高沸点アロマ除去装置２５を介して燃料が供給される経路のいずれかの経路が、弁などを制御することによって選択的に１つの燃料添加インジェクタに接続されるように内燃機関の排気浄化装置を構成することができる。また、その代わりに、燃料タンク１５から燃料が供給される経路と、燃料タンク１６から燃料が供給される経路のいずれかの経路が、弁などを制御することによって選択的に１つの燃料添加インジェクタに接続されるように内燃機関の排気浄化装置を構成してもよい。

また、本発明は、Ｓ再生をする場合にのみ、高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加することに限定はされない。少なくともＳ再生をする場合に高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加し、Ｓ再生をする場合以外の燃料を添加すべき状況（排気系をリッチにすべき状況）においても、高沸点アロマ成分を除去した燃料を添加してもよい。

本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略構成図である。 高沸点アロマ成分を除去していない燃料を添加したときの、ベンゼン及び高沸点アロマ成分の量を示すグラフである。 高沸点アロマ成分が触媒で分解されてベンゼンが生成される様子を示す化学式である。 第１実施形態に係るＳ再生時制御を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るＳ再生時制御による効果を説明するための図である。 第２実施形態に係るＳ再生時制御を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略構成図である。

符号の説明

１ 内燃機関
３ 吸気通路
４ 排気通路
１０ コモンレール
１１、１２ サプライポンプ
１５、１６ 燃料タンク
２４ ＥＣＵ
２５ 高沸点アロマ除去装置
２８、２９ 燃料添加インジェクタ
３０ 触媒

Claims (6)

1. 排気系における空燃比をリッチにする際に、前記排気系に燃料を添加する燃料添加手段と、
   触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合に、通常の燃料よりも含まれる高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に添加するように、前記燃料添加手段を制御する燃料添加制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記燃料添加制御手段は、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行わない場合には、前記通常の燃料を前記排気系に添加し、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合には、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に添加するように前記燃料添加手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記燃料添加制御手段は、前記触媒の硫黄被毒に対する再生を行う場合において、前記排気系における空燃比がリッチであるときにのみ、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を添加するように前記燃料添加手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記燃料添加手段は、前記通常の燃料が供給され、当該通常の燃料を前記排気系に対して添加する第１燃料添加弁と、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料が供給され、当該高沸点アロマ成分が少ない燃料を前記排気系に対して添加する第２燃料添加弁と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記燃料添加手段は、前記通常の燃料から高沸点アロマ成分を除去し、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料を生成する除去手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記燃料添加手段は、前記通常の燃料が貯蔵された第１燃料タンクと、前記高沸点アロマ成分が少ない燃料が貯蔵された第２燃料タンクと、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
   

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