JP2008291695A

JP2008291695A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2008291695A
Application number: JP2007136564A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashizume; 剛橋詰
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: JP4737143B2

Abstract

【課題】燃料又は還元剤を供給すべきでないときに燃料又は還元剤を供給することなく供給弁の目詰まりを防止する。
【解決手段】酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタ２４と、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒２５とを配置し、燃料又は還元剤を選択的に供給可能な単一の供給弁２７をパティキュレートフィルタ２４及び触媒２５上流の機関排気通路内に配置する。パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁２７から燃料を供給するようにし、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには供給弁２７から還元剤を供給する。
【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。

酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを配置すると共に、燃料を供給可能な燃料供給弁をパティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには燃料供給弁から燃料を供給するようにした内燃機関が従来から知られている。

ところが、燃料供給弁の噴孔に排気ガス中の粒子状物質が付着しこの粒子状物質が高温の排気ガスにより加熱されると、いわゆるデポジットが生成し、このデポジットによって燃料供給弁が目詰まりするおそれがある。そこで、粒子状物質の酸化除去作用を行うべきときでないときであっても、燃料供給弁から燃料を定期的に供給し、それによって燃料供給弁が目詰まりしないようにした内燃機関が公知である（特許文献１等参照）。

特開第２００７−７１１７５号公報

しかしながら、粒子状物質の酸化除去作用を行うべきでないにもかかわらず燃料を供給するのはエネルギ消費量の観点から好ましくない。この問題点は、尿素水溶液のような還元剤を供給するために排気通路内に配置された供給弁において目詰まり防止のために還元剤を供給する場合にも生じうる。

したがって、燃料又は還元剤を供給すべきでないときに燃料又は還元剤を供給することなく供給弁の目詰まりを防止することができる新たな排気浄化装置が必要となる。

本発明によれば、酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタと、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒とを配置し、燃料又は還元剤を選択的に供給可能な単一の供給弁を該パティキュレートフィルタ及び触媒上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁から燃料を供給するようにし、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには供給弁から還元剤を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置が提供される。

また、本発明によれば、酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタと、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒とを配置し、燃料又は燃料以外の物質を選択的に供給可能な燃料供給弁を該パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に配置すると共に、還元剤又は還元剤以外の物質を選択的に供給可能な還元剤供給弁を該触媒上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには燃料供給弁から燃料を供給すると共に還元剤供給弁から還元剤以外の物質を供給するようにし、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには燃料供給弁から燃料以外の物質を供給すると共に還元剤供給弁から還元剤を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置が提供される。

燃料又は還元剤を供給すべきでないときに燃料又は還元剤を供給することなく供給弁の目詰まりを防止することができる。

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、本発明はガソリン機関にも適用することができる。

図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ｃの出口に連結され、コンプレッサ７ｃの入口はエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には電気制御式スロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１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１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｔの入口に連結され、排気タービン７ｔの出口は排気後処理装置２０に連結される。

排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１３が配置される。また、ＥＧＲ通路１２周りにはＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１４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１４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３は燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結され、このコモンレール１６は電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７を介して燃料タンク１８に連結される。燃料タンク１８内の燃料は燃料ポンプ１７によってコモンレール１６内に供給され、コモンレール１６内に供給された燃料は各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。

排気後処理装置２０は排気管２１を介して排気タービン７ｔの出口に連結された触媒コンバータ２２を具備し、触媒コンバータ２２は排気管２３に連結される。触媒コンバータ２２内には、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタ２４と、酸素過剰のもとでアンモニアのような還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適したＮＯｘ選択還元触媒２５とが配置される。パティキュレートフィルタ２４には酸化機能を有する触媒が担持されている。また、触媒コンバータ２２にはパティキュレートフィルタ２４の前後差圧を検出するための差圧センサ２６が取り付けられる。

さらに、排気管２１には電磁制御式供給弁２７が取り付けられており、この供給弁２７には電気制御式三方弁２８が連結される。この三方弁２８は一方ではコモンレール１６に連結され、他方ではポンプ２９を介してアンモニアを発生するアンモニア発生化合物を含む液体が蓄えられているタンク３０に連結される。

供給弁２７は三方弁２８によってコモンレール１６及びタンク３０のうち一方に選択的に連結される。供給弁２７がコモンレール１６に連結されると供給弁２７から排気管２１内に燃料が供給され、供給弁２７がタンク３０に連結されると供給弁２７から排気管２１内にアンモニア発生化合物を含む液体が供給される。なお、本発明による実施例において燃料は軽油のような炭化水素からなる。

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。エアフローメータ８は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、こ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。また、差圧センサ２６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。アクセルペダル４９にはアクセルペダル４９の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ５０が接続され、負荷センサ５０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。さらに、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５１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３、スロットル弁１０駆動装置、ＥＧＲ制御弁１３、燃料ポンプ１７、供給弁２７、三方弁２８、及びポンプ２９に接続される。

さて、前述したようにＮＯｘ選択還元触媒２５上流の排気管２１内にはアンモニア発生化合物を含む液体が供給される。アンモニアを発生しうるアンモニア発生化合物については種々の化合物が存在し、したがってアンモニア発生化合物として種々の化合物を用いることができる。本発明による実施例ではアンモニア発生化合物として尿素を用いており、アンモニア発生化合物を含む液体として尿素水溶液を用いている。したがって以下、ＮＯｘ選択還元触媒２５上流の排気管２１内に尿素水溶液を供給する場合を例にとって本発明を説明する。

一方、前述したようにＮＯｘ選択還元触媒２５はＮＯｘ選択還元触媒からなり、図１に示す実施例ではこのＮＯｘ選択還元触媒としてチタニアを担体とし、この担体上に酸化バナジウムを担持した触媒Ｖ_２Ｏ_５／ＴｉＯ_２（以下、バナジウム・チタニア触媒という。）、又はゼオライトを担体とし、この担体上に銅を担持した触媒Ｃｕ／ＺＳＭ５（以下、銅ゼオライト触媒という。）が用いられている。

図１に示される内燃機関では酸素過剰のもとで燃焼が行われており、排気ガス中には過剰酸素が含まれている。過剰酸素を含んでいる排気ガス中に尿素水溶液を供給すると排気ガス中に含まれるＮＯはＮＯｘ選択還元触媒２５上において尿素ＣＯ（ＮＨ_２）_２から発生するアンモニアＮＨ_３により還元される（例えば２ＮＨ_３＋２ＮＯ＋１／２Ｏ_２→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ）。

すなわち、供給された尿素水溶液中の尿素はまずＮＯｘ選択還元触媒２５上に付着する。このときＮＯｘ選択還元触媒２５の温度が例えばほぼ３５０℃以上のように高ければ尿素が一気に熱分解してアンモニアが発生される。

一方、ＮＯｘ選択還元触媒２５の温度がほぼ１３２℃からほぼ３５０℃までのときには尿素がＮＯｘ選択還元触媒２５内にいったん貯蔵され、次いでＮＯｘ選択還元触媒２５内に貯蔵されている尿素からアンモニアが少しずつ発生され放出される。この場合のアンモニア発生はＮＯｘ選択還元触媒２５上において尿素が形態変化するためであると考えられている。すなわち、尿素はほぼ１３２℃においてビウレットに変化し、ビウレットはほぼ１９０℃においてシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はほぼ３６０℃においてシアン酸又はイソシアン酸に変化する。あるいは、ＮＯｘ選択還元触媒２５内に貯蔵されてからの経過時間が長くなるにつれて尿素はビウレットに変化し、ビウレットはシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はシアン酸又はイソシアン酸に変化する。このような形態変化の過程で少しずつアンモニアが発生するものと考えられている。

ＮＯｘ選択還元触媒２５の温度が尿素の熱分解温度であるほぼ１３２℃以下のときにＮＯｘ選択還元触媒２５に尿素水溶液を供給すると尿素水溶液中の尿素はＮＯｘ選択還元触媒２５内に貯蔵され、このとき貯蔵された尿素からはアンモニアはほとんど発生しない。しかしながら、その後に例えば機関加速運転が行われてＮＯｘ選択還元触媒２５の温度が高くなると、ＮＯｘ選択還元触媒２５内に貯蔵されている尿素からしたアンモニアが少しずつ発生され放出される。

すなわち、ＮＯｘ選択還元触媒２５では尿素が熱分解するか又はＮＯｘ選択還元触媒２５内にいったん貯蔵された後に形態変化することによってアンモニアが発生するものと考えられている。本発明による実施例では、このようにしてＮＯｘ選択還元触媒２５で発生されるアンモニアの量がＮＯｘ選択還元触媒２５内に流入するＮＯｘ量の全量を還元するのに必要な量にほぼ一致するように、供給弁２７から尿素水溶液が供給される。

一方、排気ガス中に含まれる粒子状物質はパティキュレートフィルタ２４上に捕集され、順次酸化される。しかしながら捕集される粒子状物質の量が酸化される粒子状物質の量よりも多くなると粒子状物質がパティキュレートフィルタ２４上に次第に堆積し、この場合粒子状物質の堆積量が増大すると機関出力の低下を招いてしまう。したがって粒子状物質の堆積量が増大したときには堆積した粒子状物質を除去しなければならない。この場合、酸素過剰のもとでパティキュレートフィルタ２４の温度を６００℃程度まで上昇させると堆積した粒子状物質は酸化され、除去される。

そこで本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたとき、すなわち差圧センサ２６により検出されたパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値を越えたときには、酸素過剰のもとで供給弁２７から燃料を供給してこの燃料の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ２４の温度を上昇させ、それによって堆積した粒子状物質を酸化除去するようにしている。

すなわち、本発明による実施例では、図２に示されるようにパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値ＭＡＸを越えるまでは、すなわちパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには、供給弁２７から尿素水溶液が連続パルスの形で供給され、このとき供給弁２７から燃料の供給は行われない。次いで図２にＸで示されるようにパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値ＭＡＸを越えると、すなわちパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁２７から燃料が連続パルスの形で供給され、このとき供給弁２７から尿素水溶液の供給は行われない。次いで、図２にＹで示されるようにパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰがあらかじめ定められた設定値ＭＩＮまで低下すると、供給弁２７から尿素水溶液が再び供給され、供給弁２７からの燃料の供給が再び停止される。

このようにすると、供給弁２７から燃料又は尿素水溶液が連続パルスの形で供給され続けるので、供給弁２７の目詰まりが防止される。また、パティキュレートフィルタ２４上の堆積粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁２７から燃料が供給されるので堆積粒子状物質の酸化除去が確実に行われ、堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないときには供給弁２７から燃料供給が行われないので燃料消費量が増大しない。

ところで、ＮＯｘ選択還元触媒２５の温度がかなり高くなるとＮＯｘ選択還元触媒２５のＮＯｘ浄化率は低くなる。パティキュレートフィルタ２４上の堆積粒子状物質が酸化除去されているときにはＮＯｘ選択還元触媒２５の温度もかなり高くなっており、このときＮＯｘ選択還元触媒２５のＮＯｘ浄化率は低くなっている。したがって、堆積粒子状物質が酸化除去されているときに尿素水溶液を供給しても尿素をＮＯｘ還元のために有効に利用することができない。本発明による実施例では、堆積粒子状物質が酸化除去されるときに尿素水溶液の供給が行われないようになっており、したがって尿素水溶液をＮＯｘ還元のために有効利用することができる。一方、堆積粒子状物質が酸化除去されていないときには供給弁２７から尿素水溶液が供給され、したがってＮＯｘ還元作用が確実に行われる。

したがって、一般化して言うと、本発明による実施例では、酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタ２４と、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒２５とを配置し、燃料又は還元剤を選択的に供給可能な単一の供給弁２７をパティキュレートフィルタ２４及び触媒２５上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁２７から燃料を供給するようにし、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには供給弁２７から還元剤を供給するようにしているということになる。

図３は本発明による実施例の供給制御を実行するためのルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。

図３を参照するとまず初めにステップ１００においてパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきか否かが判別される。本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値ＭＡＸを越えてから設定値ＭＩＮまで低下するまでにおいて堆積粒子状物質を酸化除去すべきと判断され、それ以外は堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないと判断される。堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないと判断されたときには次いでステップ１０１に進み、供給弁２７から尿素水溶液が供給される。これに対し、堆積粒子状物質を酸化除去すべきと判断されたときにはステップ１００からステップ１０２に進み、供給弁２７から燃料が供給される。

図４は本発明による別の実施例を示している。本発明による別の実施例では、排気管２１に電磁制御式の燃料供給弁６１が取り付けられており、この燃料供給弁６１には電気制御式三方弁６２が連結される。この三方弁６２は一方ではコモンレール１６に連結され、他方ではポンプ６３を介して燃料及び尿素水溶液以外の物質が蓄えられているタンク６４に連結される。排気管２１にはさらに電磁制御式の尿素供給弁６５が取り付けられており、この尿素供給弁６５には電気制御式三方弁６６が連結される。この三方弁６６は一方では尿素ポンプ６７を介して尿素水溶液が蓄えられている尿素タンク６８に連結され、他方ではポンプ６３を介してタンク６４に連結される。

燃料供給弁６１は三方弁６２によってコモンレール１６及びタンク６４のうち一方に選択的に連結される。燃料供給弁６１がコモンレール１６に連結されると燃料供給弁６１から排気管２１内に燃料が供給され、燃料供給弁６１がタンク６４に連結されると燃料供給弁６１から排気管２１内に燃料及び尿素水溶液以外の物質が供給される。一方、尿素供給弁６５は三方弁６６によって尿素タンク６８及びタンク６４のうち一方に選択的に連結される。尿素供給弁６５が尿素タンク６８に連結されると尿素供給弁６５から排気管２１内に尿素水溶液が供給され、尿素供給弁６５がタンク６４に連結されると尿素供給弁６５から排気管２１内に燃料及び尿素水溶液以外の物質が供給される。

燃料及び尿素水溶液以外の物質には種々の液体又は気体を用いることができる。本発明による別の実施例では、燃料及び尿素水溶液以外の物質として安価で取り扱いが簡単な水を用いている。

次に図５を参照しながら本発明による別の実施例を説明する。図５に示されるように、パティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値ＭＡＸを越えるまでは、すなわちパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには、燃料供給弁６１から水が連続パルスの形で供給され、このとき燃料供給弁６１から燃料の供給は行われない。また、尿素供給弁６５から尿素水溶液が連続パルスの形で供給され、このとき尿素供給弁６５から水の供給は行われない。次いで図５にＸで示されるようにパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰが許容値ＭＡＸを越えると、すなわちパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには燃料供給弁６１から燃料が連続パルスの形で供給され、このとき燃料供給弁６１から水の供給は行われない。また、尿素供給弁６５から水が連続パルスの形で供給され、このとき尿素供給弁６５から尿素水溶液の供給は行われない。次いで、図５にＹで示されるようにパティキュレートフィルタ２４の前後差圧ｄＰがあらかじめ定められた設定値ＭＩＮまで低下すると、燃料供給弁６１から水が再び供給され、尿素供給弁６５から尿素水溶液が再び供給される。

このようにすると、燃料供給弁６１から燃料又は水が連続パルスの形で供給され続け、尿素供給弁６５から尿素水溶液又は水が連続パルスの形で供給され続け、したがって燃料供給弁６１及び尿素供給弁６５の目詰まりを防止することができる。また、パティキュレートフィルタ２４上の堆積粒子状物質を酸化除去すべきときに燃料供給弁６１から燃料が供給されるので堆積粒子状物質の酸化除去が確実に行われ、堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないときには燃料供給弁６１から燃料供給が行われないので燃料消費量が増大しない。さらに、堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないときに尿素供給弁６５から尿素水溶液が供給されるのでＮＯｘ還元作用が確実に行われ、堆積粒子状物質を酸化除去すべきときに尿素供給弁６５から尿素水溶液が供給されないので尿素水溶液の消費量が増大しない。

燃料供給弁６１又は尿素供給弁６５から供給される水は燃料供給弁６１又は尿素供給弁６５の目詰まりを防止するためのものであり、少量で足りる。そこで図５に示される例では、燃料供給弁６１において水の供給パルスの時間間隔を燃料の供給パルスの時間間隔よりも長く設定し、尿素供給弁６５において水の供給パルスの時間間隔を尿素水溶液の供給パルスの時間間隔よりも長く設定している。

したがって、一般化して言うと、本発明による別の実施例では、酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタ２４と、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒２５とを配置し、燃料又は燃料以外の物質を選択的に供給可能な燃料供給弁６１をパティキュレートフィルタ２４上流の機関排気通路内に配置すると共に、還元剤又は還元剤以外の物質を選択的に供給可能な還元剤供給弁６５を触媒２５上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには燃料供給弁６１から燃料を供給すると共に還元剤供給弁６５から還元剤以外の物質を供給するようにし、パティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには燃料供給弁６１から燃料以外の物質を供給すると共に還元剤供給弁６５から還元剤を供給するようにしているということになる。

図６は本発明による別の実施例の供給制御を実行するためのルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。

図６を参照するとまず初めにステップ２００においてパティキュレートフィルタ２４上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきか否かが判別される。堆積粒子状物質を酸化除去すべきでないと判断されたときには次いでステップ２０１に進み、燃料供給弁６１から目詰まり防止のために水が供給され、尿素供給弁６５から尿素水溶液が供給される。これに対し、堆積粒子状物質を酸化除去すべきと判断されたときにはステップ２００からステップ２０２に進み、燃料供給弁６１から燃料が供給され、尿素供給弁６５から目詰まり防止のために水が供給される。

内燃機関の全体図である。本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。供給制御ルーチンを示すフローチャートである。本発明による別の実施例の内燃機関の全体図である。本発明による別の実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による別の実施例の供給制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１機関本体
２１排気管
２４パティキュレートフィルタ
２５ＮＯｘ選択還元触媒
２７供給弁
６１燃料供給弁
６５尿素供給弁

Claims

酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタと、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒とを配置し、燃料又は還元剤を選択的に供給可能な単一の供給弁を該パティキュレートフィルタ及び触媒上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには供給弁から燃料を供給するようにし、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには供給弁から還元剤を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置。
酸素過剰のもとで燃焼が行われる機関の排気通路内に、排気ガス中の粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタと、酸素過剰のもとで還元剤により排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒とを配置し、燃料又は燃料以外の物質を選択的に供給可能な燃料供給弁を該パティキュレートフィルタ上流の機関排気通路内に配置すると共に、還元剤又は還元剤以外の物質を選択的に供給可能な還元剤供給弁を該触媒上流の機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには燃料供給弁から燃料を供給すると共に還元剤供給弁から還元剤以外の物質を供給するようにし、パティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきでないときには燃料供給弁から燃料以外の物質を供給すると共に還元剤供給弁から還元剤を供給するようにした内燃機関の排気浄化装置。
前記燃料以外の物質及び前記還元剤以外の物質の一方又は両方が水である請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記還元剤をアンモニア発生化合物から構成し、前記触媒を、酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元するのに適した触媒であって該触媒に供給されたアンモニア発生化合物の少なくとも一部を該触媒内に貯蔵すると共に該触媒内に貯蔵されているアンモニア発生化合物からアンモニアを生成して該生成したアンモニアにより排気ガス中のＮＯｘを還元する機能を有する触媒から構成した請求項１から３までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。