本発明は、燃料を分離した軽質燃料及び重質燃料を用い、内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分の浄化性能を向上させる内燃機関の排気浄化装置に関する。
ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる窒素酸化物(NOX)は、近傍雰囲気がリーン空燃比の時にNOXを吸収し、理論空燃比又はリッチ空燃比の時にNOXを放出する窒素酸化物(NOX)浄化用触媒を担持した触媒装置を機関排気系に配置して、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるNOXを触媒装置のNOX浄化用触媒に吸収させ、大気放出を抑制するようにしている。また、この触媒装置に設けているNOXの吸収能力には制限があり、触媒装置のNOX浄化用触媒のNOX吸収能力が飽和する前に、近傍雰囲気をリッチ空燃比とし、吸収されたNOXを放出させると共に、リッチ空燃比とした際の還元物質によって放出させたNOXを還元浄化する再生処理を行っていた。
また、一般に、ディーゼルエンジンの燃料としては軽油が用いられ、軽油中に含まれる高沸点の炭化水素(HC)は、NOXを還元する選択性が低いため、NOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXを還元するための還元剤として用いると、更に過剰のHCが必要となり燃費の悪化を招いていた。
また、ディーゼルエンジンの排気ガスに高沸点のHCが含まれていると、炭素を主成分とする粒子状物質(以下、PM(Particulate Matter)という)の増加を招き、このようなPMは大気汚染の原因となることから排気ガス中のPMを捕捉・除去する必要がある。
そのため、従来、低沸点のHCと高沸点のHCとに分離し、低沸点のHCを用いてNOX浄化性能の向上を図る内燃機関の排気浄化装置として、例えば図10に示すような内燃機関の排気浄化装置が提案されている。図10は、従来の内燃機関の排気浄化装置の構成の一例を示す図である。図10に示すように、従来の内燃機関の排気浄化装置は、近傍雰囲気がリーン空燃比の時にNOXを吸収し、理論空燃比(ストイキ)又はリッチ空燃比の時にNOXを放出するNOX浄化用触媒を担持した触媒装置101と、燃料タンク102内の燃料を炭素数の少ない低炭素成分燃料103と、炭素数の多い高炭素成分を主体とする高炭素成分燃料104とに分離する燃料分離装置105とを具備している。燃料分離装置105で燃料タンク102内の燃料から低炭素成分燃料103を分離して供給管106を介して低炭素成分燃料103を触媒装置101に供給し、触媒装置101内のNOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXを還元し、NOX浄化用触媒の再生処理を行っている。また、高炭素成分燃料104は燃料タンク102に再度回収するようにしている(特許文献1〜特許文献3)。
このように、従来の内燃機関の排気浄化装置では、燃料分離装置105により燃料に含まれるHCを分解し、低炭素成分燃料103を還元剤として触媒装置101の上流側に添加することで、触媒装置101内のNOX浄化用触媒の再生処理を行ない、排気ガス中のNOXの浄化性能を向上させていた。
特開2006−170186号公報
特開2006−291847号公報
特開2006−132496号公報
しかしながら、従来の内燃機関の排気浄化装置では、低炭素成分燃料103を還元剤として用い、NOX浄化用触媒の再生を図ることだけを目的とし、高炭素成分燃料104を燃料タンク102に送給し、循環させているのみであり、処分先が充分に考慮されていないため、燃料タンク102中に高炭素成分燃料104が高濃度に蓄積される、という問題がある。
また、高炭素成分燃料104を例えば内燃機関の燃焼用の燃料として用いる場合には、高炭素成分燃料104が燃料タンク102内に高濃度に蓄積されるため、この高濃度に蓄積された高炭素成分燃料104を燃焼用の燃料である例えば軽油に常時同じ割合で混入し、内燃機関に送給することができない、という問題がある。
また、この濃縮された高炭素成分燃料104が内燃機関の燃焼用として供給されることで、内燃機関の許可可能な適正な割合の高炭素成分燃料104を内燃機関へ送給できないため、内燃機関の燃焼効率・排ガス組成が悪化する、という問題がある。
また、この濃縮された高炭素成分燃料104を軽油と混入して内燃機関への供給を継続して行なうと、内燃機関の許可可能な範囲以上の高炭素成分燃料104となり、その結果増大した高炭素成分燃料104に起因して発生する煤の量が増大する、という問題がある。
また、排気ガス中のPMは、PMフィルタ等により捕集され、この捕集されたPMは定期的に強制酸化してPM捕集機能を再生(以下、「PM再生」という)しているが、高炭素成分燃料104が主要因となって発生する煤に起因するPMは、高炭素成分燃料104が増大すると、この増大する高炭素成分燃料104に起因するPMの発生量が更に増大し、PM再生頻度が増える、という問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、燃料を軽質燃料及び重質燃料に分離し、排気添加弁から排気系内、エンジン筒内へ添加することで、排気ガスの浄化性能を向上させる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、排気通路内の排気ガス中の窒素酸化物を浄化する窒素酸化物浄化用触媒が収容されている窒素酸化物浄化装置と、該窒素酸化物浄化装置の下流側に設けられ、前記排気通路内の前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ機能を備えた粒子状物質捕集装置とを有する内燃機関の排気浄化装置であって、燃料を軽質成分の多い軽質燃料と、重質成分の多い重質燃料とに分離する燃料分離装置とを有し、前記軽質燃料をエンジン燃焼用の燃料として用いると共に、前記窒素酸化物浄化用触媒に吸蔵された窒素酸化物の還元時に前記軽質燃料を用い、且つ、前記粒子状物質捕集装置に捕集されたPMを焼失してPM捕集機能を再生するPM再生時に分離した前記重質燃料を用いることを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記燃料分離装置において分離された前記軽質燃料を前記窒素酸化物浄化装置の上流側に供給する第一の排気添加弁と、前記燃料分離装置において分離された前記重質燃料を前記窒素酸化物浄化装置と前記粒子状物質捕集装置との間に供給する第二の排気添加弁とを有することを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記窒素酸化物浄化装置と前記粒子状物質捕集装置との間隔が、温度伝達が起こり難い所定間隔を有することを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記燃料分離装置で分離された前記重質燃料を貯蔵する重質燃料貯蔵タンクを有することを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記粒子状物質捕集装置においてPM再生を行なう際に、前記第一の排気添加弁より前記軽質燃料を添加する添加量と、前記排気ガスの空気量とに基づき、前記第二の排気添加弁より前記重質燃料を添加する添加量を調整することを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記粒子状物質捕集装置内の床温に応じ、前記第二の排気添加弁より前記重質燃料を添加する添加回数を調整することを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、前記第一の排気添加弁より前記軽質燃料の添加を開始する添加開始時期と、前記軽質燃料を再度添加する添加間隔と、排気ガスの空気量とに基づき、前記第二の排気添加弁より前記重質燃料の添加を開始する添加開始時期と、前記重質燃料を再度添加する添加間隔とを調整することを特徴とする。
本発明によれば、燃料を軽質成分の多い軽質燃料と、重質成分の多い重質燃料とに分離する燃料分離装置を備え、軽質燃料をエンジン筒内燃焼用の燃料として常時用いることができ、軽質燃料はエンジン筒内燃焼により微粒化され、ガス化が促進される。よって、エンジン筒内には軽質燃料のように微粒化され、気化特性が高い燃料を供給することができるため、エンジン筒内燃焼により発生する燃料中の成分に由来するPMの生成を抑制することができる。
また、PM生成を抑制し、粒子状物質捕集装置内に捕集されるPMの量を低減することで、PM再生を行なう周期をエンジン筒内燃焼用の燃料として軽質燃料を用いない通常の燃料を用いる場合よりも長くすることができる。よって、粒子状物質捕集装置内に捕集されるPM量を抑制し、PM再生を行なう周期を長くすることで、燃費の悪化を抑制することができる。
また、軽質燃料を窒素酸化物浄化装置の上流側に供給する第一の排気添加弁を備えているため、軽質燃料を窒素酸化物浄化装置の上流側に常時噴射することで、排気ガス温度が低い場合でも軽質燃料のほとんどを微粒化・気化し、NOXの還元反応での還元剤としてHC成分を効率的に利用することができる。これにより、NOXの還元反応を効率よく行ない、NOX還元効率を高めることができる。この結果、NOX浄化用触媒のNOX浄化性能を向上させることができる。
また、重質燃料を窒素酸化物浄化装置と粒子状物質捕集装置との間に供給する第二の排気添加弁とを備えているため、重質燃料を粒子状物質捕集装置の上流側に常時噴射することできるため、粒子状物質捕集装置内の床温を上昇させることができる。
また、窒素酸化物浄化装置と粒子状物質捕集装置とを温度伝達が起こり難い所定の間隔を確保することで、粒子状物質捕集装置のPM再生時においても、窒素酸化物浄化装置内のNOX浄化用触媒の熱劣化を防止しつつ、粒子状物質捕集装置においてPM再生を行なうことができる。
また、燃料分離装置で分離された重質燃料を貯蔵する重質燃料貯蔵タンクを有しているため、必要な場合にのみ粒子状物質捕集装置を供給することができる。
また、粒子状物質捕集装置にてPM再生を行なう際に、第一の排気添加弁により供給される軽質燃料の添加量、添加回数、添加間隔、排気ガスの空気量の値に基づいて、第二の排気添加弁から噴出する重質燃料の添加量、添加回数、添加開始時期及び添加間隔を調整することができる。このため、粒子状物質捕集装置においてPM再生を行う際には、第二の排気添加弁より粒子状物質捕集装置に供給する重質燃料の添加割合を制御することができ、粒子状物質捕集装置内のフィルタ機能の劣化を防止し、燃費の悪化を防止しつつ、床温をPM再生に必要な温度に安定して行なうことができる。また、粒子状物質捕集装置内のフィルタ機能の劣化を防止しつつ、床温の安定化を図ることで、排出ガス中のHC等の排出を防止することができる。
従って、燃料を分離した軽質燃料及び重質燃料を効率よく有効に処理して、燃焼効率・排ガス組成の悪化を防止し、重質燃料に起因して発生する煤の発生量を軽減することができると共に、NOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元効率、粒子状物質捕集装置においてPM再生効率の向上を図ることができる。
以下に、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。図2は、図1に示すエンジンシステムの構成を簡略に示す概略図である。
図1に示すように、内燃機関(以下、エンジンと記す。)11は、燃料供給系12、燃焼室13、吸気系14および排気系15等を主要部として構成される直列4気筒のディーゼルエンジンシステムである。
燃料供給系12は、燃料タンク16、メイン燃料通路L1、燃料分離装置17、軽質燃料送給通路L2、燃料ポンプ18、機関燃料通路L3、コモンレール19、燃料噴射弁21、軽質燃料添加通路L4、第一の排気添加弁22−1、重質燃料添加通路L5及び第二の排気添加弁22−2を備えて構成されている。
燃料タンク16からメイン燃料通路L1を介して汲み上げた燃料は、燃料分離装置17に供給される。燃料分離装置17は、燃料タンク16から供給される燃料を軽質成分の多い軽質燃料23と、重質成分の多い重質燃料24とに分離する。
ここで、本発明において、軽質燃料とは、低沸点成分が多く含有され蒸発し易い軽質な燃料であり、蒸留温度が低い成分を多く含有する燃料である。また、重質燃料とは、高沸点成分が多く含有され蒸発し難い重質な燃料であり、蒸留温度が高い成分を多く含有する燃料である。
また、本実施例では、燃料分離装置17としては、燃料を軽質燃料23と重質燃料24とに選択的に分離可能なシステムであればよく、例えば加熱温度を制御して軽質燃料23と重質燃料24とを分留して取出す方法、分離膜を用いる方法等があるが、特にこれらに限定されるものではない。
燃料ポンプ18は、燃料分離装置17から軽質燃料送給通路L2を介して汲み上げた軽質燃料23を高圧にし、機関燃料通路L3を経てコモンレール19に供給する。コモンレール19は、燃料ポンプ18から供給された高圧の軽質燃料23を所定圧力に蓄圧し、各燃料噴射弁21に分配する。電磁弁である燃料噴射弁21は、燃焼室13内に燃料を噴射供給する。
これにより、軽質燃料23を各燃料噴射弁21より燃焼室13内に噴射供給することができるため、軽質燃料23をエンジン筒内燃焼用の燃料として常時用いることができる。そして、軽質燃料23はエンジン筒内燃焼により微粒化され、ガス化が促進される。よって、エンジン筒内には軽質燃料23のように微粒化され、気化特性が高い燃料を供給することができるため、エンジン筒内燃焼により発生する燃料中の成分に由来するPMの生成を抑制することができる。また、PM生成を抑制し、粒子状物質捕集装置43内に捕集されるPMの量を低減することで、PMを強制酸化しPM捕集機能を再生するPM再生を行なう周期をエンジン筒内燃焼用の燃料として軽質燃料23を用いない通常の燃料を用いる場合よりも長くすることができる。
よって、粒子状物質捕集装置43内に捕集されるPM量を抑制し、PM再生を行なう周期を長くすることで、燃費の悪化を抑制することができる。
また、吸気系14は、各燃焼室13内に供給される吸入空気の通路(吸気通路)を形成するものである。排気系15は、各燃焼室13から排出される排気ガスの通路(排気通路)を形成するものである。
また、エンジン11には、その排気により吸気31を過給するターボチャージャ32を備えている。ターボチャージャ32に設けられたインタークーラ33は、過給によって昇温した吸入空気を強制冷却する。このインタークーラ33よりも下流に設けられたスロットル弁34は、いわゆる電子スロットルであり、吸入空気の供給量を調整する。
また、エンジン11には、吸気系14と排気系15をバイパスし、排気の一部を吸気系14に戻すEGR通路35が設けられている。EGR通路35には、排気流量を調整するEGR弁36と、排気を冷却するためのEGRクーラ37が設けられている。
また、排気系15は、排気主通路41上に排気ガス中の窒素酸化物(NOX)を浄化する窒素酸化物(NOX)浄化用触媒が収容されている窒素酸化物浄化装置42と、その下流側に排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集するPMフィルタを備えた粒子状物質捕集装置43とを配設している。
窒素酸化物浄化装置42に収容されているNOX浄化用触媒は、排気空燃比がリーンのときに排気ガス中のNOXを吸蔵し、排気ガス中の排気空燃比がリッチのときに添加されるHC、CO等により吸蔵されたNOXを還元・放出するものである。
NOX浄化用触媒として、具体的には、NSR(NOX Storage Reduction)やDPNR(Diesel Particulate−NOX Reduction System)が知られている。NSRとは、リーン運転モードでの運転中にNOXを硝酸塩の形で触媒中に吸蔵し、その硝酸塩を酸素濃度の低下した還元雰囲気でN2に還元するNOX吸蔵還元型触媒のことである。また、DPNRとは、粒子状物質(PM)とNOXを同時に連続して浄化させることが可能なシステムのことであり、例えば、PM捕集装置であるDPF(Diesel Particulate Filter)にNOX吸蔵還元型触媒を担持させたものである。本実施例においては、NOX浄化用触媒として、NOX吸蔵還元型触媒(NSR)を適用する。
また、粒子状物質捕集装置43は、排気ガス中のPMを捕集するPMフィルタを備えたものである。粒子状物質捕集装置43として、例えばDPF(Diesel Particulate Filter)がある。
ここでは、その粒子状物質捕集装置43を窒素酸化物浄化装置42よりも排気ガス流動方向下流に配置して、その窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒においてNOXを吸蔵し、排気ガス中のPM等を粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタで捕集し、排気している。
また、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒や粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタが活性状態にあるか否かについては、その夫々の触媒床温、フィルタ床温を検出することで判断してもよい。
また、軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42の上流側に供給する第一の排気添加弁22−1を有している。燃料分離装置17は、軽質燃料23の一部を軽質燃料添加通路L4を介して第一の排気添加弁22−1に供給する。この供給の際には、第一の排気添加弁22−1を開放し、軽質燃料23の噴射を行なう。また、必要でない時には閉鎖し、軽質燃料23の供給を停止するようにする。
第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42の上流側に常時噴射することで、排気ガス温度が低い場合でも軽質燃料23のほとんどを微粒化・気化し、NOXの還元反応での還元剤としてHC成分を効率的に利用することができる。これにより、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元反応を効率よく行なうことができ、NOXの還元効率を高めることができる。この結果、NOX浄化用触媒のNOX浄化性能を向上させることができる。
また、第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42に供給し、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒の熱劣化が起こらない温度(例えば400℃)程度にまで加温することで、NOX浄化用触媒の熱劣化を抑制しつつ、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇させることができる。
また、窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43との間に重質燃料24を供給する第二の排気添加弁22−2を有している。燃料分離装置17は、重質燃料24を重質燃料添加通路L5を介して第二の排気添加弁22−2に供給し、重質燃料24を粒子状物質捕集装置43に供給する。
この結果、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43との間に常時噴射することができるため、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇させることができる。
また、軽質燃料23を供給してフィルタ床温が上昇した粒子状物質捕集装置43にこの重質燃料24を供給することで、粒子状物質捕集装置43内のフィルタ床温を更に上昇させることができる。
よって、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生に必要なフィルタ床温(例えば550℃)にまで効率良く上昇させ、粒子状物質捕集装置43内のPMを強制酸化してPM再生を行なうことができる。
また、粒子状物質捕集装置43内は高温となるため、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒に熱が伝わり、熱劣化する虞がある。このため、窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43との間隔は、窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43とが温度伝達が起こり難い所定の間隔を確保する。
この結果、所定の間隔を確保することで、粒子状物質捕集装置43のPM再生時においても、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒の熱劣化を防止しつつ、粒子状物質捕集装置43のPMフィルタのPM再生効率を高めることができる。
なお、軽質燃料添加通路L4、重質燃料添加通路L5には調量弁(図示せず)も設けられている。この調量弁は、第一の排気添加弁22−1、第二の排気添加弁22−2に供給する燃料の圧力(燃圧)を制御する。電磁弁である第一の排気添加弁22−1、第二の排気添加弁22−2は、軽質燃料23、重質燃料24を、適宜量、適宜タイミングで排気系15の窒素酸化物浄化装置42の上流側、粒子状物質捕集装置43の上流側に各々添加供給する。
また、エンジン11の各部位には、吸気量を検出するエアフロメータ44と、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を検出する温度センサ45とが設けられている。また、窒素酸化物浄化装置42の下流側と粒子状物質捕集装置43の下流側には、排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサ46−1,46−2と、粒子状物質捕集装置43の下流側の窒素濃度を検出するNOXセンサ47とが設けられている。また、窒素酸化物浄化装置42の下流側と粒子状物質捕集装置43の下流側には、排気ガスのガス温度を測定する排気温度センサ48−1,48−2が設けられている。
また、本実施例では、第一の排気添加弁22−1、第二の排気添加弁22−2は軽質燃料23又は重質燃料24を微粉化し噴出することが可能なものであれば、特にこれに限定されるものではない。
また、図示を省略するが、エンジン11の各部位には、吸気量を検出するエアフロメータ44、コモンレール19内の燃料の温度と圧力を検出する温度センサおよび圧力センサ、エンジン11のクランク軸回転を検出するクランクポジションセンサ、吸気温度を検出する吸気温センサ、吸気圧力を検出する吸気圧センサ、アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ、スロットル弁34の開度を検出するスロットルポジションセンサ、エンジン11の冷却水温を検出する水温センサ等が設けられている。
図示しない電子制御装置(ECU)は、空燃比センサ46−1,46−2、排気温度センサ48−1,48−2等の上記各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これらの信号に基づいて燃料噴射弁21、第一の排気添加弁22−1、第二の排気添加弁22−2の開閉制御し、第一の排気添加弁22−1から噴出する軽質燃料23の添加量、第二の排気添加弁22−2から噴出する重質燃料24の添加量の調整等、エンジン11の運転状態に関する各種制御を実施する。
このように、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムによれば、燃料を軽質燃料23と、重質燃料24とに分離する燃料分離装置17を備え、軽質燃料23を燃焼室13内に噴射供給することができるため、軽質燃料23をエンジン筒内燃焼用の燃料として常時用いることができ、軽質燃料23はエンジン筒内燃焼により微粒化され、ガス化が促進される。よって、エンジン筒内には軽質燃料23のように微粒化され、気化特性が高い燃料を供給することができるため、エンジン筒内燃焼により発生する燃料中の成分に由来するPMの生成を抑制することができる。また、PM生成を抑制し、粒子状物質捕集装置43内に捕集されるPMの量を低減することで、PM再生を行なう周期をエンジン筒内燃焼用の燃料として軽質燃料23を用いない通常の燃料を用いる場合よりも長くすることができる。よって、粒子状物質捕集装置43内に捕集されるPM量を抑制し、PM再生を行なう周期を長くすることで、燃費の悪化を抑制することができる。
また、軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42の上流側に供給する第一の排気添加弁22−1を備えているため、第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42に常時供給することができる。このため、排気ガス温度が低い場合でも軽質燃料23のほとんどが微粒化・気化し、NOXの還元反応での還元剤としてHC成分を効率的に利用することができる。これにより、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元反応を効率よく行なうことができ、NOXの還元効率を高めることができる。この結果、NOX浄化用触媒のNOX浄化性能を向上させることができる。
また、第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23を窒素酸化物浄化装置42に、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒の熱劣化が起こらない温度(例えば400℃)程度にまで加温することで、NOX浄化用触媒の熱劣化を抑制しつつ、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇させることができる。
また、重質燃料24を窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43との間に供給する第二の排気添加弁22−2を備えているため、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43との間に常時噴射することができ、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇させることができる。よって、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生に必要なフィルタ床温(例えば550℃)にまで効率良く上昇させ、粒子状物質捕集装置43内のPMを強制酸化してPM再生を行なうことができる。
また、窒素酸化物浄化装置42と粒子状物質捕集装置43とを温度伝達が起こり難い所定の間隔を確保することで、粒子状物質捕集装置43のPM再生時においても、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒の熱劣化を防止しつつ、粒子状物質捕集装置43のPMフィルタのPM再生を行なうことができる。
従って、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、燃料を分離した軽質燃料23及び重質燃料24を効率よく有効に処理して、燃焼効率・排ガス組成の悪化を防止し、重質燃料24に起因して発生する煤の発生量を軽減することができると共に、NOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元効率、粒子状物質捕集装置43においてPM再生効率の向上を図ることができる。
本発明による実施例2に係る内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した例について、図3を参照して説明する。
図3は、本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムの構成を簡略に示す概略図である。
本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置は、実施例1に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成と同様であるため、図1に示す実施例1の内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成を示す図は省略し、ディーゼルエンジンシステムの構成を簡略に示す概略図を用いて説明する。また、実施例1と共通の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図3に示すように、本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムは、図1及び図2に示す重質燃料添加通路L5に重質燃料24を貯蔵する重質燃料貯蔵タンク51を備えている。
燃料分離装置17より重質燃料添加通路L5−1を介して重質燃料貯蔵タンク51に供給された重質燃料24を貯蔵する。貯蔵された重質燃料24は重質燃料添加通路L5−2を介して第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を必要な場合にのみ粒子状物質捕集装置43に供給することができる。
このため、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温に応じて重質燃料24を粒子状物質捕集装置43に供給することで、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生に必要な温度(例えば550℃)にまで上昇させることができる。
このように、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、燃料を分離した軽質燃料23及び重質燃料24を効率よく有効に処理して、燃焼効率・排ガス組成の悪化を防止し、重質燃料24に起因して発生する煤の発生量を軽減し、NOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元効率の向上を図ることができると共に、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温に応じ、重質燃料24を適時PM再生用に用い、粒子状物質捕集装置43においてPM再生効率の向上を図ることができる。
本発明による実施例3に係る内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムに適用した例について、図面を参照して説明する。
本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムは、実施例1及び実施例2に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成と同様であり、第二の排気添加弁の添加制御を行うようにしたものである。よって、図1及び図2に示すような実施例1の内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムの構成を示す図は省略し、本実施例の内燃機関の排気浄化装置を適用したエンジンシステムにおいて粒子状物質捕集装置においてPM再生を行なう際の運転制御方法について図4のフローチャートに基づいて具体的に説明する。
[第一のPM再生制御]
図4は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したエンジンシステムにおいて粒子状物質捕集装置においてPM再生を行なう際の第一のPM再生制御を表すフローチャートである。
図4に示すように、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したエンジンシステムにおいて、第一のPM再生制御は、粒子状物質捕集装置43においてPM再生を行うため、PM再生許可制御を実施する工程(ステップS11)と、PM再生制御がONか否かを判定する工程(ステップS12)と、窒素酸化物浄化装置42のNOX浄化用触媒のNOX還元を実施しているか否かを判定する工程(ステップS13)と、NOX還元時に軽質燃料23を噴出する第一の排気添加弁22−1(図1に示す窒素酸化物浄化装置42上流側に軽質燃料23を噴出する弁)の添加制御値を取得し、PM再生時に重質燃料24を噴出する第二の排気添加弁22−2(図1に示す粒子状物質捕集装置43上流側に重質燃料24を噴出する弁)の添加制御値を算出する第二のPM再生制御を算出する第二のPM再生制御を実施する工程(ステップS14)とからなる。
また、ステップS11のPM再生許可制御の具体的な工程は、後述する図5のフローチャートに基づいて行なわれる。また、ステップS14の第二のPM再生制御の具体的な工程は、後述する図6のフローチャートに基づいて行なわれる。
まず、図4において、ステップS11では、粒子状物質捕集装置43においてPM再生を行うため、PM再生許可制御を実施する。このステップS11でのPM再生許可制御の具体的な工程を図5に示す。
[PM再生許可制御]
図5は、PM再生許可制御を具体的に表すフローチャートである。
図5に示すように、PM再生許可制御は、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生制御をOFFとする工程(ステップS21)と、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM体積量が基準値以上か否かを判定する工程(ステップS22)と、PM再生を許可する所定の条件を満たしているか否かを判定する工程(ステップS23)と、PM再生制御をONとする工程(ステップS24)とからなる。
まず、図5において、ステップS21では、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生制御をOFFとしている。具体的には、第二の排気添加弁22−2を閉鎖し、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に噴出して粒子状物質捕集装置43に供給するのを停止する。そして、PM再生制御をOFFとした後、ステップS22に移行する。
そして、ステップS22では、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM体積量が基準値以上か否かを判定する。PMフィルタは、吸着可能なPM量に限界があるため、PMフィルタがPMを吸着できなくなる前にPM体積量が基準値以上となったらPM再生を行なうようにする。ステップS22の判定の結果、PMフィルタのPM体積量が基準値以上と判定された(ステップS22肯定)場合には、ステップS23へ移行する。
<PM再生許可条件>
ステップS23では、PM再生を許可する所定の条件を満たしているか否かを判定する。PM再生を許可する所定の条件として、具体的には、(a)排気温度が一定値以上か否か、(b)PMフィルタのフィルタ床温が基準値未満か否か、(c)排気温度センサ48−2で検出される排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か否か、(d)排気温度センサ48−1で検出される排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か否か、(e)水温が一定以上か否か、(f)空燃比(A/F)が動作中か否かをそれぞれ判定する。
ここで、ステップS23の排気温度が一定値以上か否か(a)は、エンジン11から排出される排気ガスのガス温度から求める。また、ステップS23のPMフィルタのフィルタ床温が基準値未満か否か(b)は、粒子状物質捕集装置43内に設けられている温度センサ45によりPMフィルタのフィルタ床温を検出し、フィルタ床温が基準値未満か求める。
また、ステップS23の排気温度センサ48−2で検出される排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か否か(c)は、排気温度センサ48−2により計測される排気ガスの排気ガス温度を検出し、粒子状物質捕集装置43後流の排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か求める。
また、ステップS23の排気温度センサ48−1で検出される排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か否か(d)は、排気温度センサ48−1により計測される排気ガスの排気ガス温度を検出し、窒素酸化物浄化装置42の後流の排気ガスの排気ガス温度が所定値未満か求める。
また、ステップS23の水温が一定以上か否か(e)は、触媒の暖気を見て、水温が一定以上か否か判断する。また、ステップS23の空燃比(A/F)が動作中か否か(f)は、空燃比センサが動作中か否かを確認する。
そして、ステップS23にて、PM再生を許可する所定の条件を全て満たしているものと判定されたら(ステップS23全て肯定)、ステップS24に移行する。
ステップS24にて、PM再生制御をONとする。具体的には、第二の排気添加弁22−2を開放し、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に噴出して粒子状物質捕集装置43に供給する。そして、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を重質燃料24により上昇させ、PM再生を行なうことができる。
そして、図4に示すステップS12へ移行し、PM再生制御がONか否かを判定する。図5に示すステップS24にて、PM再生制御をONとしているため、図4に示すステップS12では、PM再生制御をONと判定され(ステップS12肯定)、ステップS13に移行する。
また、ステップS13では、窒素酸化物浄化装置42のNOX浄化用触媒のNOX還元を実施しているか否かを判定する。ステップS13の判定の結果、NOX浄化用触媒のNOX還元を実施していると判定された(ステップS13肯定)場合には、ステップS14へ移行する。
ステップS14では、NOX還元時に軽質燃料23を噴出する第一の排気添加弁22−1の添加制御値を取得し、PM再生時に重質燃料24を噴出する第二の排気添加弁22−2の添加制御値を算出する第二のPM再生制御を実施する。このステップS14での第二のPM再生制御の具体的な工程を図6に示す。
[第二のPM再生制御]
図6は、第二のPM再生制御を具体的に表すフローチャートである。
図6に示すように、第二のPM再生制御は、第一の排気添加弁22−1の添加制御値を取得する工程(ステップS31)と、現在のエンジン運転状況を取得する工程(ステップS32)と、第二の排気添加弁22−2の添加制御値を算出する工程(ステップS33)と、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に添加する工程(ステップS34)と、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒のNOX還元制御を行なっている否かを判定する工程(ステップS35)と、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM体積量が基準値以下か否かを判定する工程(ステップS36)とからなる。
<第一の排気添加弁の添加制御値取得>
図6において、まず、ステップS31では、第一の排気添加弁22−1の添加制御値を取得する。具体的には、(I)第一の排気添加弁22−1により軽質燃料23を噴出し、添加する添加量、(II)第一の排気添加弁22−1により軽質燃料23を噴出する添加回数、(III)図示しないECUのより第一の排気添加弁22−1から軽質燃料23を次に噴出するまでの添加間隔を求める。そして、ステップS31において、上記の第一の排気添加弁22−1の添加制御値を取得し、ECUの指示値を取得後、ステップ32に移行する。
そして、ステップS32では、現在のエンジン運転状況を取得する。具体的には、図示しない排気量を検出するエアフロメータで排気ガスの空気量(流速)を求める。排気ガスの流速が早いと吸着するPM量も多くなるため、排気ガスの空気量(流速)を考慮してPM再生制御を行なうようにするためである。そして、ステップS32において、排気ガスの空気量(流速)を求めた後、ステップ33に移行する。
<第二の排気添加弁の添加制御値算出>
そして、ステップS33では、第二の排気添加弁22−2の添加制御値を算出する。添加制御値としては、具体的には、(i)第二の排気添加弁22−2により重質燃料24を噴出し、添加する添加量、(ii)第二の排気添加弁22−2により重質燃料24を噴出する添加回数、(iii)第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を次に噴出するまでの添加間隔、(iv)第二の排気添加弁22−2により重質燃料24の噴出を開始する添加開始時期を求める。
ここで、ステップS33の第二の排気添加弁22−2により重質燃料24を噴出し、添加する添加量(i)は、第一の排気添加弁22−1により軽質燃料23を噴出し、添加する添加量と、図示しない排気量を検出するエアフロメータより検出される排気ガスの空気量(流速)とに基づいて求める。これにより、第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を適正な量で粒子状物質捕集装置43に添加することができる。
また、ステップS33の第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加回数(ii)は、粒子状物質捕集装置43のPMフィルタのフィルタ床温に応じて求める。これにより、第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を添加する添加回数を調整することができる。
また、ステップS33の第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加間隔(iii)は、第一の排気添加弁22−1による軽質燃料23の添加間隔と比較して求める。これは、重質燃料24の噴出時期と軽質燃料23の噴出時期とが重なり、供給時期が同時期となることで、軽質燃料23の供給された排気ガスのリッチ雰囲気と重質燃料24の供給された排気ガスのリッチ雰囲気とが重なり、リッチ側に大きくなるためである。
そのため、例えば、図7に示すように、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加間隔は、第一の排気添加弁22−1による軽質燃料23の添加間隔と比較して、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の噴出時期と第一の排気添加弁22−1による軽質燃料23の噴出時期とが重ならないように調整する。このとき、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加間隔は、第二の排気添加弁22−2により重質燃料24を最初に添加を開始した時から次に重質燃料24を最初に添加を開始するまでの期間である。また、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加間隔は、第一の排気添加弁22−1により軽質燃料23を最初に添加を開始した時から次に軽質燃料23を最初に添加を開始するまでの期間である。
ここで、例えば、図8に示すように、第一の排気添加弁22−1から軽質燃料23を噴出して空燃比センサ46−1で検出される空燃比(A/F)の値がストイキの状態であり(図中、細線)、第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を噴出して空燃比センサ46−2で検出される空燃比(A/F)の値がストイキより低くなるとする(図中、太線)。このとき、仮に第一の排気添加弁22−1から噴出される軽質燃料23を考慮せず第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を噴出し、空燃比センサ46−2で検出される空燃比(A/F)の値は、空燃比センサ46−1で検出される空燃比(A/F)の値よりリッチ側に高くなる傾向になる(図中、破線)。
この結果、第一の排気添加弁22−1から噴出される軽質燃料23を考慮せず第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を噴出すると、排気ガス中の燃料が多くなるため、フィルタが例えば煤等で詰まっているような場合には、粒子状物質捕集装置43のPMフィルタのフィルタ床温が急激に上昇し、フィルタが破損してしまう虞がある。また、粒子状物質捕集装置43の後流側に例えば酸化触媒を設け、排気ガスを浄化するようにしても、酸化触媒では、十分に排気ガスを浄化することができないものとなる。
これに対し、前述したように、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の添加間隔は、第一の排気添加弁22−1による軽質燃料23の添加間隔と比較して、第二の排気添加弁22−2による重質燃料24の噴出時期と第一の排気添加弁22−1による軽質燃料23の噴出時期とが重ならないように調整することで、排気ガス中の燃料が多くならないようにすることができる。
また、ステップS33の第二の排気添加弁22−2により重質燃料24の噴出を開始する添加開始時期(iv)は、第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23の添加を開始する添加開始時期と、第一の排気添加弁22−1により軽質燃料23を再度添加する添加間隔と、排気ガスの空気量とに基づいて求める。
更に、ステップS33では、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報がないか、或いは第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得から一定時間以上経過している場合には、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得を行なうようにする。このステップS33での第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得のための具体的な工程を図9に示す。
[第二の排気添加弁の開度調整の情報の取得]
図9は、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得を具体的に表すフローチャートである。
図9に示すように、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得は、重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報がないか、又は前回の重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得から一定時間以上か否かを判定する工程(ステップS41)と、第一の排気添加弁22−1から軽質燃料23の添加を停止する工程(ステップS42)と、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得を開始する工程(ステップS43)と、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得が完了したか否かについて判定する工程(ステップS44)と、第一の排気添加弁22−1の添加の停止を解除する工程(ステップS45)とからなる。
図9において、まず、ステップS41では、重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報がないか、又は前回の重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得から一定時間以上か否かを判定する。ステップS41の判定の結果、重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報がないか、又は前回の重質燃料24を添加するための第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得から一定時間以上経過していると判定された(ステップS41肯定)場合には、ステップS42へ移行する。
そして、ステップS42では、第一の排気添加弁22−1から軽質燃料23の添加を停止し、ステップS43に移行する。
そして、ステップS43では、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得を開始する。具体的には、図示しないECUにより第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に適切に噴出し、所定の空燃比(A/F)になっているか確認する。
空燃比(A/F)をストイキとする際に、重質燃料24の添加量を制御して空燃比(A/F)を調整いるが、第二の排気添加弁22−2が例えば煤等で劣化していると、取得している情報に基づいて第二の排気添加弁22−2から重質燃料24を添加し制御しても所定の空燃比(A/F)とならない。このため、空燃比(A/F)を確認して第二の排気添加弁22−2からの重質燃料24の添加量を増加し、所定の空燃比(A/F)とする必要がある。このように、適正なPM再生を行なうため、空燃比センサ46−2で空燃比(A/F)を確認し、第二の排気添加弁22−2からの重質燃料24の添加量を制御する。
例えば、空燃比(A/F)を例えば14.0程度に調整しようとする場合に、前回取得した第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報に基づいて第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を噴出して検出される空燃比(A/F)の値が例えば15.0程度又は16.0程度であった時には、第二の排気添加弁22−2の開度を調整し、空燃比(A/F)を例えば14.0程度とする第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報を取得する。この結果、第二の排気添加弁22−2の開度を調整し空燃比(A/F)を例えば14.0程度に調整することができる。
そして、ステップS44では、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得が完了したか否かについて判定する。ステップS44の判定の結果、第二の排気添加弁22−2の開度調整の情報の取得が完了していると判定された(ステップS44肯定)場合には、ステップS45へ移行する。
ステップS45では、第一の排気添加弁22−1の添加の停止を解除し、第一の排気添加弁22−1より軽質燃料23を噴出する。
そして、図6に示すステップS33において、第二の排気添加弁22−2の添加制御値の算出が終了したら、ステップS34に移行する。
ステップS34では、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に添加する。具体的には第二の排気添加弁22−2の開度を調整し、重質燃料24を排気主通路41に噴出して粒子状物質捕集装置43に供給し、ステップS35へ移行する。
そして、ステップS35では、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒のNOX還元制御を行なっている否かを判定する。ステップS35の判定の結果、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒のNOX還元制御を行なっていると判定された(ステップS35肯定)場合には、ステップS36へ移行する。
そして、ステップS36では、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM体積量が基準値以下か否かを判定する。ステップS36の判定の結果、PMフィルタのPM体積量が基準値以下と判定された(ステップS36肯定)場合には、PM再生制御を終了する。
一方、図4に示すステップS12の判定の結果、PM再生制御がOFFと判定された(ステップS12否定)場合には、PM再生制御を終了する。
また、ステップS13の判定の結果、NOX浄化用触媒のNOX還元を実施していないと判定された(ステップS13否定)場合には、ステップS15に移行する。
そして、ステップS15では、PM再生制御を行なう。具体的には、第二の排気添加弁22−2を開放し、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を排気主通路41に噴出して粒子状物質捕集装置43に供給する。そして、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇し、PMフィルタに捕集されたPMを強制酸化してPM再生する。
そして、ステップS15でPM再生を行なった後、PM再生制御を終了する。
また、図5に示すステップS22では、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM体積量が基準値以上か否かが判定された結果、PM体積量が基準値以上でないと判定された(ステップS22否定)場合には、PM再生制御を終了する。
また、ステップS23の判定の結果、ステップS23にて、PM再生を許可するのに上記所定の条件を満たしていないと判定された(ステップS23否定)場合には、PM再生制御を終了する。
また、図6に示すステップS35において、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒のNOX還元制御を行なっている否かが判定された結果、窒素酸化物浄化装置42内のNOX浄化用触媒のNOX還元制御を行なっていないと判定された(ステップS35否定)場合には、ステップS37へ移行する。
そして、ステップS37では、図4に示すステップ15のPM再生制御と同様に、PM再生制御を行なう。具体的には、図4に示すステップ15での説明と同様、第二の排気添加弁22−2より重質燃料24を粒子状物質捕集装置43に供給し、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのフィルタ床温を上昇し、PM再生を行なうようにする。そして、ステップS37でPM再生を行なった後、PM再生制御を終了する。
よって、本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したエンジンシステムによれば、粒子状物質捕集装置43にてPM再生を行なう際に、第一の排気添加弁22−1により供給される軽質燃料23の添加量、添加回数、添加間隔、排気ガスの空気量の値に基づいて、第二の排気添加弁22−2から噴出する重質燃料24の添加量、添加回数、添加開始時期及び添加間隔を調整することができる。
このため、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタのPM再生時には、第二の排気添加弁22−2より粒子状物質捕集装置43に供給する重質燃料24の添加割合を制御することができ、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタの劣化を防止し、燃費の悪化を防止しつつ、PMフィルタのフィルタ床温をPM再生に必要な温度に安定して行なうことができる。また、粒子状物質捕集装置43内のPMフィルタの劣化を防止しつつ、床温の安定化を図ることで、排出ガス中の炭化水素等の排出を防止することができる。
また、本実施例では、図1及び図2に示すような実施例1の内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図3に示すような実施例2に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムに適用してもよい。
このように、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、第二の排気添加弁22−2から噴出する重質燃料24の添加量、添加回数、添加開始時期及び添加間隔を調整することで、燃料を分離した軽質燃料23及び重質燃料24を効率よく有効に処理しつつ、燃焼効率・排ガス組成の悪化を防止することができると共に、粒子状物質捕集装置43のPM再生効率の向上を図ることができる。
以上のように、この発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、軽質燃料をエンジン筒内燃焼用の燃料として用いると共に、窒素酸化物浄化装置に軽質燃料を供給し、粒子状物質捕集装置に重質燃料を供給することで、燃料中の軽質燃料及び重質燃料を効率よく有効に処理して、NOXの放出、PM再生を行なうのに有用であり、重質燃料に起因する煤の発生量を軽減しつつ、NOX浄化用触媒に吸蔵されたNOXの還元効率、粒子状物質捕集装置のPM再生効率の向上を図ることが可能な内燃機関に適している。
本発明の実施例1に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図である。
図1に示すエンジンシステムの構成を簡略に示す概略図である。
本発明の実施例2に係る内燃機関の排気浄化装置をディーゼルエンジンシステムの構成を簡略に示す概略図である。
本発明の実施例3に係る内燃機関の排気浄化装置を適用したエンジンシステムにおいて粒子状物質捕集装置においてPM再生を行なう際の第一のPM再生制御を表すフローチャートである。
PM再生許可制御を具体的に表すフローチャートである。
第二のPM再生制御を具体的に表すフローチャートである。
軽質燃料及び重質燃料の添加間隔を簡略に示す説明図である。
空燃比センサで検出される空燃比を表す説明図である。
第二の排気添加弁の開度調整の情報の取得を具体的に表すフローチャートである。
従来の内燃機関の排気浄化装置の構成の一例を示す図である。
符号の説明
11 エンジン
12 燃料供給系
13 燃焼室
14 吸気系
15 排気系
16 燃料タンク
17 燃料分離装置
18 燃料ポンプ
19 コモンレール
21 燃料噴射弁
22−1 第一の排気添加弁
22−2 第二の排気添加弁
23 軽質燃料
24 重質燃料
31 吸気
32 ターボチャージャ
33 インタークーラ
34 スロットル弁
35 EGR通路
36 EGR弁
37 EGRクーラ
41 排気主通路
42 窒素酸化物浄化装置
43 粒子状物質捕集装置
44 エアフロメータ
45 温度センサ
46−1,46−2 空燃比センサ
47 NOXセンサ
48−1,48−2 排気温度センサ
51 重質燃料貯蔵タンク
L1 メイン燃料通路
L2 軽質燃料送給通路
L3 機関燃料通路
L4 軽質燃料添加通路
L5、L5−1、L5−2 重質燃料添加通路