JP2722985B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には、内燃機関の排気中のＮＯ_X を効果
的に除去可能な排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の排気浄化装置の例としては、例
えば特開昭６２−１０６８２６号公報に開示されたもの
がある。同公報の装置は、ディーゼル機関の排気通路に
酸素の存在下でＮＯ_X を吸収する吸収剤（触媒）を収容
した容器を接続し、このＮＯ_X 吸収剤に排気中のＮＯ_X
を吸収させ、該吸収剤のＮＯ_X 吸収効率が低下した時に
容器への排気の流入を遮断するとともに容器内に気体状
の還元剤を供給することにより還元雰囲気を生成して吸
収剤からＮＯ_X を放出させ、放出されたＮＯ_X を還元浄
化するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６２−１０
６８２６号公報の装置は、ＮＯ_X 吸収剤を収容する容器
上流側に設けた遮断弁を用いて容器への排気の流入を遮
断して、排気中に含まれる酸素が流入することを防止し
てから容器内に還元剤を供給することにより、容器内を
還元雰囲気にしてＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 放出、還元浄化
（以下、「再生」という）を行っている。このため、上
記公報の装置ではエンジン運転中にＮＯ_X吸収剤の再生
操作を行う場合、排気を上記ＮＯ_X 吸収剤容器をバイパ
スして流す必要が生じ、排気中のＮＯ_X が浄化されずに
大気に放出される問題が生じる。

【０００４】従って、上記特開昭６２−１０６８２６号
公報の装置を用いて実際にエンジンの排気浄化を行うた
めには、ＮＯ_X 吸収剤を収容した容器をエンジン排気通
路に２つ並列に接続し、遮断弁や切換え弁を用いて排気
の流れを切換えることにより、片方ずつＮＯ_X 吸収剤を
通る排気を遮断して交互に再生を行い、一方のＮＯ_X吸
収剤の再生操作実行中には他方のＮＯ_X 吸収剤を通して
排気を浄化するようにする必要がある。

【０００５】しかし、上記のように、複数のＮＯ_X 吸収
剤を設け、遮断弁や切換え弁の操作により交互に切換え
て再生操作を行うようにした場合には装置の構造や再生
操作時の遮断弁等の切換え制御が複雑化する問題が生じ
る。また、上記切換え操作時の排気流の流路変更に伴い
一時的にエンジンの排気抵抗が変化するため切換え操作
時にエンジン出力が変動する等の問題が生じる。

【０００６】更に、ＮＯ_X 吸収剤の容器への排気流入を
止める前記遮断弁や切換え弁はエンジン排気中で比較的
作動間隔の長い間欠的な作動を行うことになるため、排
気中の微粒子や油分等により可動部分がスティックを生
じやすくなる問題がある。このため、排気中に微粒子を
多く含むディーゼルエンジンに使用する場合などには、
特に遮断弁や切換え弁のスティックによる装置の作動不
良が生じやすくなる問題が生じる。

【０００７】本発明は上記問題に鑑み、ＮＯ_X 吸収剤の
再生操作時の排気流路変更によるエンジン出力の変動
や、遮断弁等排気中で作動する可動部材のスティックに
よる作動不良が生じることのない簡易な構成の内燃機関
の排気浄化装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、リーン
空燃比の燃焼を行う内燃機関の排気通路に配置された、
流入排気の空燃比がリーンのときにＮＯ_X を吸収し流入
排気の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯ_X を放出
するＮＯ_X 吸収剤と、前記ＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給
しＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ_X を放出させるととも
に放出されたＮＯ_X を還元浄化する還元剤導入手段とを
備えた内燃機関の排気浄化装置において、前記ＮＯ_X 吸
収剤は前記内燃機関の各気筒排気ポートに続く排気マニ
ホルド分岐管のそれぞれに配置され、前記還元剤導入手
段は、前記各気筒の排気弁閉弁中に当該気筒に続く前記
分岐管のＮＯ_X 吸収剤に還元剤を供給することを特徴と
する内燃機関の排気浄化装置が提供される。

【０００９】

【作用】ＮＯ_X 吸収剤は排気マニホルドの各気筒の排気
ポートに続く分岐管のそれぞれに設けられているため、
各気筒の排気弁が閉弁するとＮＯ_X 吸収剤への排気の流
入が遮断される。還元剤供給手段は排気弁閉弁時の上記
ＮＯ_X 吸収剤への排気流入が遮断された状態でＮＯ_X 吸
収剤に還元剤を供給する。還元剤供給時にはＮＯ _X 吸収
剤に排気が流入しないため、ＮＯ_X 吸収剤は供給された
還元剤によりリッチ空燃比雰囲気になり再生が行われ
る。また、次に各気筒の排気弁が開弁するとエンジンの
リーンな排気がＮＯ_X 吸収剤に流入し、ＮＯ_X 吸収剤は
リーン空燃比雰囲気になり、ＮＯ_X 吸収剤に排気中のＮ
Ｏ_X が吸収される。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を用いて本発明の実施例につ
いて説明する。図１に本発明の排気浄化装置の第一の実
施例を示す。図１において、１はディーゼルエンジン、
３はエンジン１の排気管、４はエンジン１と排気管３を
接続する排気マニホルドを示す。本実施例は４気筒エン
ジンの場合を示し、排気マニホルド４は各気筒の排気ポ
ートに接続される分岐管４ａ〜４ｄを備えている。

【００１１】また、排気マニホルド４の各気筒の分岐管
４ａ〜４ｄには後述するＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄがそれ
ぞれ配置され、各気筒から分岐管４ａ〜４ｄに排出され
る排気中のＮＯ_X 成分を浄化するようになっている。図
に１１で示すのはそれぞれのＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄに
還元剤を供給する還元剤供給装置である。還元剤供給装
置１１は加圧容器、供給ポンプ等の還元剤供給源１２
と、還元剤噴射弁１３ａ〜１３ｄとを備えている。後述
のように、還元剤としては排気中で水素や炭化水素、一
酸化炭素等の還元成分を発生するものであれば良く、水
素、一酸化炭素等の気体、プロパン、プロピレン、ブタ
ン等の液体又は気体の炭化水素、ガソリン、軽油、灯油
等の液体燃料等が使用できる。本実施例では気体または
液体の還元剤は加圧容器、ポンプ等により供給源１２か
ら噴射弁１３ａ〜１３ｄに圧力供給される。

【００１２】還元剤噴射弁１３ａ〜１３ｄはそれぞれ排
気マニホルド４の分岐管４ａ〜４ｄのＮＯ_X 吸収剤５ａ
〜５ｄ上流側に配置され、還元剤供給源１２から供給さ
れた還元剤を分岐管４ａ〜４ｄ内に噴射する。本実施例
では噴射弁１３ａ〜１３ｄは電磁的に高速開閉作動して
還元剤を噴射する、燃料噴射弁と同様な適宜な形式の噴
射弁とされ後述するＥＣＵ２０からの制御信号により個
別に制御されて還元剤噴射を行うことができる。

【００１３】また、図に２０で示すのはエンジンの制御
回路（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ２０はＣＰＵ、ＲＡＭ、
ＲＯＭ、及び入力ポート、出力ポートを相互に双方向バ
スで接続した構成の公知のディジタルコンピュータから
なり、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制御を行うほ
か、本実施例では噴射弁１３ａ〜１３ｄの開弁時期、開
弁時間等のＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄの再生操作の制御を
行っている。これらの制御のため、ＥＣＵ２０にはクラ
ンク軸回転角、エンジン回転数、アクセル開度、エンジ
ン排気温度等の信号がそれぞれ図示しないセンサから入
力されている。

【００１４】次に、本発明に使用するＮＯ_X 吸収剤のＮ
Ｏ_X 吸放出作用について説明する。ＮＯ_X 吸収剤は例え
ばアルミナ等の担体を使用し、この担体に例えばカリウ
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
のような貴金属とが担持されている。このＮＯ_X 吸収剤
は流入する排気の空燃比がリーンの場合にはＮＯ_X を吸
収し、酸素濃度が低下するとＮＯ_X を放出するＮＯ_X の
吸放出作用を行う。

【００１５】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
Ｏ_X 吸収剤の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、吸気
通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合計
の比を意味するものとする。従って、ＮＯ_X 吸収剤の上
流側排気通路に燃料、還元剤または空気が供給されない
場合には排気空燃比はエンジンの運転空燃比（エンジン
燃焼室内の燃焼における空燃比）と等しくなる。

【００１６】本実施例ではディーゼルエンジンが使用さ
れているため、ＮＯ_X 吸収剤を通過する排気の空燃比は
リーンであり、ＮＯ_X 吸収剤は排気中のＮＯ_X を吸収す
る。また、後述のようにＮＯ_X 吸収剤への排気の流入が
遮断され、還元剤が導入されてＮＯ_X 吸収剤の雰囲気空
燃比がリッチになるとＮＯ_X 吸収剤は吸収したＮＯ_Xを
放出する。

【００１７】上記吸放出作用の詳細なメカニズムについ
ては明らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用
は図５に示すようなメカニズムで行われているものと考
えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白金Ｐ
t およびバリウムＢa を担持させた場合を例にとって説
明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希
土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００１８】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大幅に増大し、図５(A) に示
されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- またはＯ^2-の形で
白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ₂ ^- またはＯ^2-と反応し、Ｎ
Ｏ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ) 。次いで生成さ
れたＮＯ₂ の一部は白金Ｐｔ上で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、図５
(A) に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X 吸収剤内
に吸収される。

【００１９】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Ｐt の表面でＮＯ₂ が生成され、吸収剤のＮＯ_X 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が減少すると
反応が逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に進み、こうして吸
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。すなわち、流入排気中の酸素濃度が低下す
るとＮＯ_X 吸収剤からＮＯ_X が放出されることになる。

【００２０】一方、流入排気中にＨＣ、ＣＯ等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の酸素Ｏ₂
^- またはＯ^2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ₂ は
図５(B) に示すようにＨＣ，ＣＯと反応して還元され
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
る。

【００２１】すなわち、流入排気中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-が消費さ
れてもまだＨＣ，ＣＯが残っていればこのＨＣ，ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯ_X が還元される。な
お、上述のＮＯ_X 吸収剤からのＮＯ_X 放出は、ＮＯ_X 吸
収剤に吸収されているＮＯ_X の量が少ないほど短時間で
完了し、完全な再生に要する時間が短くなる。また、Ｎ
Ｏ_X 吸収剤からのＮＯ_X 放出速度はＮＯ_X 吸収剤の温度
や雰囲気空燃比にも大きく影響をうけ、温度が高いほ
ど、また空燃比が低く（すなわちリッチに）なるほどＮ
Ｏ_X の放出速度は大きくなり、温度が低く、また空燃比
が高く（すなわちリーンに）なるほどＮＯ_X の放出速度
は小さくなる。

【００２２】次に本実施例のＮＯ_X 吸収剤の再生操作に
ついて説明する。本実施例ではエンジンの行程１サイク
ル毎に各ＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄの再生とＮＯ_X の吸収
が行われるが、以下にこれを１つの気筒を例にとって説
明する。まず、気筒の排気行程が開始され排気弁が開弁
すると排気ポートから排気ガスが排出され、排気マニホ
ルドの分岐管を通ってＮＯ_X 吸収剤に流入する。本実施
例ではエンジンの排気はかなりリーンであり、ＮＯ_X 吸
収剤は前述のメカニズムにより排気中のＮＯ_X を吸収す
る。

【００２３】次いで、排気行程が終了して排気弁が閉弁
すると、ＮＯ_X 吸収剤の上流側に設けられた還元剤噴射
弁からは後述する所定量の還元剤が分岐管内に噴射され
る。還元剤噴射時には排気弁が閉弁されておりリーン空
燃比の新たな排気が流入しないため、分岐通路内に噴射
された還元剤は流入する排気に希釈されずに分岐通路内
に濃い還元剤の混合気相を生成する。この混合気相は、
排気弁の閉弁中に一部がＮＯ_X 吸収剤内に流入するた
め、ＮＯ_X 吸収剤は上流側から雰囲気空燃比が大幅にリ
ッチな状態になり、前述のメカニズムによりＮＯ_X 吸収
剤からのＮＯ_X の放出と放出されたＮＯ_X の還元がおこ
なわれる。

【００２４】次に排気弁が開弁すると、再びＮＯ_X 吸収
剤の上流側の分岐管には排気ガスが流入する。これによ
り、排気弁閉弁中に形成された還元剤の濃い混合気相は
排気流に押されてＮＯ_X 吸収剤の中を運ばれる。このた
め、排気弁の開弁とともに大幅にリッチな空燃比の混合
気層がＮＯ_X 吸収剤内を通過して行くことになり、排気
弁の閉弁中に再生が完了していなかったＮＯ_X 吸収剤下
流側部分は、このリッチな混合気層の通過に伴って上流
側からＮＯ_X の放出と還元が行われ、ＮＯ_X 吸収剤全体
の再生が完了する。

【００２５】また、上記リッチ混合気層が通過した後に
は続いてリーン空燃比の排気がＮＯ _X 吸収剤内を通過し
て行くため、ＮＯ_X 吸収剤は再生が完了した部分から再
度排気中のＮＯ_X の吸収を行う。なお、ＥＣＵ２０は入
力したクランク角度信号に基づいて、各気筒の排気弁閉
弁時期に同期させてそれぞれ対応する還元剤噴射弁を開
弁し、それぞれの排気分岐管４ａ〜４ｄに還元剤を供給
する。また、ＥＣＵ２０はエンジン１回転当たりのＮＯ
_X 排出量をエンジン負荷（アクセル開度）とエンジン回
転数の関数として予めＲＯＭに記憶しており、入力した
アクセル開度信号とエンジン回転数信号とに基づいてエ
ンジン１回転当たりのＮＯ_X 排出量を計算するととも
に、このＮＯ _X 排出量に基づいて還元剤噴射弁からの還
元剤噴射量を決定する。すなわち、行程１サイクル中に
各ＮＯ_X 吸収剤が吸収しているＮＯ_X 量は上記ＮＯ_X 排
出量に比例するため、ＥＣＵ２０は上記ＮＯ_X 排出量に
予め定めた一定の定数を乗じた量を還元剤噴射量として
設定し、設定された噴射量を得るように各還元剤噴射弁
の噴射時間を制御する。

【００２６】なお、前述のようにＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X
放出作用は温度が低いと低下するため、本実施例ではＥ
ＣＵ２０は排気温度が所定値（例えば１５０度Ｃ）以下
になった場合には噴射弁１３ａ〜１３ｄからの還元剤供
給を停止してＮＯ_X 吸収剤の再生操作を停止する。上述
のように、本実施例では排気流の切換え等により通常の
エンジンの排気の流れを阻害することなくＮＯ_X 吸収剤
の再生が行われる。このため、ＮＯ_X 吸収剤の再生操作
時に排気抵抗の変化によるエンジン出力の変動等が生じ
ることがない。また、遮断弁、切換え弁等のように排気
流の中で長い間隔の間欠作動を行う可動部材が存在しな
いため、排気中の微粒子などによる部材のスティックが
発生せず、装置の作動不良が生じない。

【００２７】更に本実施例では、上述のように各ＮＯ_X
吸収剤はエンジンの行程１サイクル毎にＮＯ_X の吸収と
放出を完了し、短い周期でＮＯ_X 吸収剤の再生が実施さ
れるのでＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量が少ない状態で再
生を行うことができる。これにより、短時間でＮＯ_X 吸
収剤の再生を完全に行うことができるため、再生後のＮ
Ｏ_X 吸収剤は高い吸収能力を発揮できる。

【００２８】更に上記以外にも、短い周期でＮＯ_X 吸収
剤の再生を行うことはＮＯ_X 吸収剤の硫黄被毒の防止の
上で大きな効果がある。比較的硫黄成分の含有量が多い
軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンでは排気
中に硫黄酸化物が多く含まれるが、この硫黄酸化物は、
前述のＮＯ_X の場合と全く同じメカニズムでＮＯ_X 吸収
剤に吸収されてＢａＯと結合しＢａＳＯ₄ を生成する。
このＢａＳＯ₄ は比較的安定した化合物であるため一旦
生成されると分解されにくく、ＮＯ_X 吸収剤中のＢａＳ
Ｏ₄ の増大によりＮＯ_X の吸収能力が低下してしまう、
いわゆる硫黄被毒の問題が生じる。この硫黄被毒の発生
を防止するためには、ＮＯ_X 吸収剤に吸収された硫酸イ
オンがＢａＯと結合して安定なＢａＳＯ₄ を生成する前
にＮＯ_X吸収剤の再生操作を行い、前述のＮＯ_X の場合
と同様なメカニズムで硫黄酸化物をＮＯ_X 吸収剤から放
出させる必要がある。本実施例では上述のように短い周
期でＮＯ_X 吸収剤の再生を行うことができるため、早期
にＮＯ_X 吸収剤から硫黄酸化物を除去することが可能と
なり、ＮＯ_X 吸収剤の硫黄被毒の発生を有効に防止する
ことができる。

【００２９】次に、図２に本発明の別の実施例を示す。
図１の実施例では、分岐管４ａ〜４ｄに還元剤を噴射す
る噴射弁１３ａ〜１３ｄとしてＥＣＵ２０により電磁的
に開閉作動される形式の噴射弁が使用されていたが、本
実施例の噴射弁２３ａ〜２３ｄは分岐管４ａ〜４ｄ内の
排気圧力の脈動により自動的に開閉するリード弁の形式
とされている点が図１の実施例と相違している。

【００３０】エンジン１の各気筒の排気ポート圧力は排
気弁の開閉に伴って脈動を繰り返しており、排気弁閉弁
後圧力が低下する期間が生じている。本実施例では図３
に示すようなリード弁２３ａ〜２３ｄを使用し、排気弁
閉弁後の排気圧力低下時に分岐管４ａ〜４ｄ内の圧力と
還元剤供給圧力との差圧によりリード弁２３ａ〜２３ｄ
の弁体２４ａ〜２４ｄが開くことを利用して分岐管４ａ
〜４ｄ内に還元剤を供給している。

【００３１】また、図１の実施例では還元剤噴射弁１３
ａ〜１３ｄの開弁（噴射）時間を変えることにより各分
岐通路４ａ〜４ｄに供給される還元剤の量を制御してい
たが、本実施例では、各リード弁２３ａ〜２３ｄに還元
剤を供給するパイプ２５と還元剤供源１２との間には流
量制御弁２６が設けられており、ＥＣＵ２０はこの流量
制御弁１２の開度を調整することにより各リード弁２３
ａ〜２３ｄから分岐管４ａ〜４ｄに供給される還元剤の
量を制御している点が前述の実施例と相違している。

【００３２】本実施例では、各分岐管には圧力差に応じ
て開閉する簡易かつ低価格のリード弁を配置したことに
より、装置コストが低減できるとともに制御が大幅に簡
素化できる利点がある。次に図４を用いて本発明の第三
の実施例を説明する。前述のように、ＮＯ_X 吸収剤のＮ
Ｏ_X 放出作用は温度が低いと低下してしまい、排気温度
が或る温度以下（例えば１５０度Ｃ以下）になるとＮＯ
_X 吸収剤の再生が実施できなくなる問題がある。このた
め上述の実施例では、排気温度が一定の温度以下ではＮ
Ｏ_X 吸収剤への還元剤の供給を停止して消費されない還
元剤が大気に放出されることを防止している。

【００３３】ところが、上述の実施例では、エンジンが
排気温度が低い運転状態で長時間運転された場合には、
ＮＯ_X 吸収剤の再生が行われないため、ＮＯ_X 吸収剤の
ＮＯ _X 吸収量が増大してしまい、吸収量増大によるＮＯ
_X 吸収剤の吸収能力低下が生じ排気中のＮＯ_X を充分に
浄化できなくなる場合がある。また、この状態からＮＯ
_X 吸収剤の通常の再生操作を開始して、前述のように排
気弁の閉弁時にのみ還元剤を供給したのではＮＯ_X 吸収
剤の再生を完全に行うことができず、充分にＮＯ_X 吸収
剤の吸収能力を回復させることができなくなる恐れがあ
る。本実施例は以下に示す構成によりこの問題を解決し
ている。

【００３４】図４において、図１と同じ参照符号は図１
の実施例と同様な部材を示すので、、ここでは図１と相
違する点のみについて説明する。図４において、エンジ
ン１の吸気マニホルド４１の各吸気分岐管４１ａ〜４１
ｄにはそれぞれ吸気シャッターバルブ４２ａ〜４２ｄが
設けられており、ＥＣＵ２０からの制御信号により作動
する負圧アクチュエータ、ソレノイド等の適宜な形式の
アクチュエータ４４ａ〜４４ｄに駆動され、各気筒の吸
気分岐管４１ａ〜４１ｄを個別に絞るようになってい
る。また、排気分岐管４ａ〜４ｄに設けられたそれぞれ
のＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄの上流側端部には電気ヒータ
４５ａ〜４５ｄがそれぞれ配置され、ＥＣＵ２０からの
制御信号によりＮＯ_X 吸収剤５ａ〜５ｄを個別に加熱す
るようにされている。

【００３５】本実施例では、エンジン１が排気温度が低
い運転状態（例えば１５０度Ｃ以下）での運転が所定時
間（例えば１０分程度）以上継続した場合ＥＣＵ２０は
一気筒ずつ順に所定時間下記の操作を行い、ＮＯ_X 吸収
剤の吸収能力を回復する操作を行う。すなわち、ＥＣＵ
２０は排気温度が低くＮＯ_X 吸収剤の再生操作を行わな
い状態が１０分以上継続した場合には、まず１つの気筒
の吸気シャッターバルブを所定開度まで閉弁してこの気
筒の吸入空気量（すなわち排気流量）を低減するととも
に、当該気筒のＮＯ_X 吸収剤に設置した電気ヒータに通
電してＮＯ_X 吸収剤の温度を上昇させる。このとき、当
該気筒の吸気絞りによるエンジンの出力低下をを補うた
め全部の気筒の燃料噴射量は一定の割合で増量される。
このため、吸気絞りを実施した気筒の排気空燃比は大幅
にリッチとなり、排気中の未燃ＨＣやＣＯ等の還元成分
が増加する。

【００３６】また、ＥＣＵ２０は上記の吸気絞りと同時
に、当該気筒の還元剤噴射弁から排気弁閉弁時の通常の
還元剤噴射を開始する。上述のように当該気筒のＮＯ_X
吸収剤は電気ヒータにより加熱され温度が上昇するた
め、これによりリッチ空燃比雰囲気下でＮＯ_X の放出が
行われるようになり、ＮＯ_X 吸収剤の再生が行われる
が、この場合、ＮＯ_X 吸収剤の再生は排気弁閉弁時に還
元剤噴射弁から供給される還元剤のみならず、排気弁開
弁時にＮＯ_X 吸収剤に流入するリッチ空燃比の排気によ
っても行われることになる。このため、ＮＯ_X 吸収剤の
再生操作が停止されていた期間にＮＯ_X 吸収剤に吸収さ
れたＮＯ_X の全量が短期間で放出、浄化される。従っ
て、上記操作によりＮＯ_X 吸収剤の吸収能力が回復し、
再生完了後は排気中のＮＯ_X を充分に浄化することが可
能となる。

【００３７】ＥＣＵ２０は１つの気筒について上記操作
を所定時間実行後、当該気筒の吸気シャッターバルブの
開弁と電気ヒータの通電停止とを行い順次別の気筒につ
いて同様の操作を行い、全部の気筒のＮＯ_X 吸収剤の完
全な再生を完了する。上記のように、本実施例によれ
ば、排気ガス温度が低い運転状態が継続した場合のＮＯ
_X 吸収剤の吸収能力の低下を防止し、常に良好な排気浄
化性能を得ることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の排気浄化装置によれば、上記に
説明したようにＮＯ_X 吸収剤を各気筒毎に排気マニホル
ドに配置し、還元剤供給装置から排気弁閉弁時にＮＯ_X
吸収剤に還元剤を供給してＮＯ_X 吸収剤の再生を行うよ
うにしたことにより、簡易な構成でエンジンの排気の流
れの切換えに伴うエンジン出力の変動を防止するととも
に、排気流中の可動部材のスティック等による装置の作
動不良を防止することが可能となる。また、本発明の排
気浄化装置によれば、非常に短い周期でＮＯ_X 吸収剤の
再生操作を実行することができるため、ＮＯ_X 吸収剤の
吸収能力を常に高く維持することができるとともに硫黄
被毒の発生を有効に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の別の実施例を示す図である。

【図３】図２の実施例のリードバルブの構造の一例を示
す図である。

【図４】本発明の更に別の実施例を示す図である。

【図５】本発明のＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸放出作用を説
明する図である。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン ３…排気管 ４…排気マニホルド ４ａ〜４ｄ…分岐管 ５ａ〜５ｄ…ＮＯ_X 吸収剤 １１…還元剤供給装置 １２…還元剤供給源 １３ａ〜１３ｄ…還元剤噴射弁 ２０…ＥＣＵ ２３ａ〜２３ｄ…リードバルブ ２４ａ〜２４ｄ…弁体 ２５…パイプ ２６…流量制御弁 ４１…吸気マニホルド ４１ａ〜４１ｄ…吸気分岐管 ４２ａ〜４２ｄ…吸気シャッターバルブ ４４ａ〜４４ｄ…アクチュエータ ４５ａ〜４５ｄ…電気ヒータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リーン空燃比の燃焼を行う内燃機関の排
   気通路に配置された、流入排気の空燃比がリーンのとき
   にＮＯ_X を吸収し流入排気の酸素濃度が低下したときに
   吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤と、前記ＮＯ_X
   吸収剤に還元剤を供給しＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ
   _X を放出させるとともに放出されたＮＯ_X を還元浄化す
   る還元剤導入手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置に
   おいて、前記ＮＯ_X 吸収剤は前記内燃機関の各気筒排気
   ポートに続く排気マニホルド分岐管のそれぞれに配置さ
   れ、前記還元剤導入手段は、前記各気筒の排気弁閉弁中
   に当該気筒に続く前記分岐管のＮＯ_X 吸収剤に還元剤を
   供給することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。