(57)【要約】【課題】還元剤を効率よく排気ガスに混合、分散させて、ＮＯXを効率的に還元することができる還元剤供給制御装置及び内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気通路内に配置されたＮＯX触媒の上流側に還元剤を供給するための還元剤供給制御装置であって、内燃機関から排気ガスが排出される排気タイミングから、排気ガスの排出によって生じる圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間に応じて、還元剤を排気タイミングから遅れて供給することにより、圧力波のピークに対応させて還元剤を供給することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に配置されたＮＯX触媒の上流側に還元剤を供給するための還元剤供給制御装置において、
前記内燃機関から排気ガスが排出される排気タイミングから、前記排気ガスの排出によって生じる圧力波のピークが前記還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間に応じて、前記還元剤を前記排気タイミングから遅れて供給することにより、前記圧力波のピークに対応させて前記還元剤を供給することを特徴とする還元剤供給制御装置。
【請求項２】
前記排気タイミングを検出する排気タイミング検出部と、
前記排気タイミングから、前記圧力波のピークが前記還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間を推定する圧力波遅れ時間演算部と、
前記供給位置に到達する前記圧力波のピークに対応させて前記還元剤を供給させる還元剤供給指示部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の還元剤供給制御装置。
【請求項３】
少なくとも前記内燃機関の回転数と、前記内燃機関のトルク又は排気流量とに基づいて、前記遅れ時間を推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の還元剤供給制御装置。
【請求項４】
少なくとも前記内燃機関の回転数に基づいて求められる前記圧力波の周波数に対応して設定された供給頻度で前記還元剤を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の還元剤供給制御装置。
【請求項５】
前記還元剤の供給周期が所定値以下となるように前記圧力波の周波数に対応して供給頻度を設定することを特徴とする請求項４に記載の還元剤供給制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の還元剤供給制御装置と、内燃機関の排気通路内に配置され、排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するためのＮＯX触媒と、前記ＮＯX触媒の上流側で前記排気通路内に還元剤を供給可能な還元剤供給手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、還元剤供給制御装置及び内燃機関の排気浄化装置に関する。特に、排気ガス中に還元剤を供給し、排気ガス中に含まれるＮＯXを浄化する排気浄化装置に備えられる還元剤供給制御装置及びそのような還元剤供給制御装置を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを浄化するために、排気通路中に触媒が配置され、触媒の上流側で排気ガス中に還元剤を供給することにより、触媒においてＮＯXが還元される排気浄化装置が使用されている。
【０００３】
従来、このような排気浄化装置では、還元剤として未燃燃料や尿素水溶液が用いられている。還元剤として未燃燃料が用いられる場合、排気ガス中の未燃燃料がリーンの状態でＮＯXを吸蔵する一方、排気ガス中の未燃燃料がリッチの状態でＮＯXを放出し、未燃燃料とＮＯXとを還元反応させるＮＯX吸蔵触媒が用いられる。また、還元剤として尿素水溶液が用いられる場合には、尿素水溶液から生成されたアンモニアを吸着し、流入する排気ガス中のＮＯXと選択的に還元反応させる選択還元触媒が用いられる。
【０００４】
このような還元剤を用いた排気浄化装置では、触媒での効率的なＮＯXの還元反応を達成するために、触媒の前面の全体に対して還元剤を均一に分散させて流入させることが必要とされる。そのため、供給される還元剤を効率的に微粒化させて、排気ガスとの混合性を高めることが検討されている。
【０００５】
例えば、還元剤供給手段からの還元剤の供給タイミングを、内燃機関の各気筒の排気工程で排出される排気ガスが還元剤の供給位置に到達するまでのタイミングに合わせるとともに、還元剤の供給量を、各気筒から還元剤の供給位置まで到達する排気ガスの状態に応じて変化させる内燃機関の排気浄化システムが提案されている。より具体的には、還元剤の供給タイミングについて、排気通路を流れる排気ガスの密度に着目して、排気ガスの密度が最も高い部分に還元剤が曝されるタイミングで還元剤が供給されることが開示されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７１１４２号公報  （段落［００２８］〜［００３６］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載の内燃機関の排気浄化システムでは、内燃機関から排出される排気ガスが還元剤の供給位置に到達するタイミング、すなわち、排気ガスの密度が最も高く、なるべく多くの還元剤を供給可能なタイミングが、還元剤の供給タイミングとして決定されるものである。また、この特許文献１に記載の内燃機関の排気浄化システムでは、供給される還元剤の微粒化（気化あるいは霧化）の効率が、還元剤の供給位置に到達する燃焼排気の状態、すなわち、排気ガスの温度の観点から推定され、還元剤の供給量が決定されるようにもなっている。
【０００８】
しかしながら、供給される還元剤の微粒化効率を考えると、還元剤の供給位置における排気ガスの流速が比較的速いタイミングで還元剤を供給することが望ましい。すなわち、流速が速く運動エネルギーの大きな排気ガスの流れに対して還元剤が供給されることによって、還元剤と排気ガスとの衝突エネルギーが大きくなり、還元剤の微粒化が促進されやすくなる。特許文献１の内燃機関の排気浄化システムでは、この点に関しては考慮されていない。
【０００９】
そこで、本発明の発明者は鋭意努力し、還元剤の供給位置における排気ガスの流速が速くなるタイミング、すなわち、排気ガスの圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するタイミングに合わせて還元剤を供給することによりこのような問題を解決できることを見出し、本発明を完成させたものである。すなわち、本発明は、還元剤を効率よく排気ガスに混合、分散させて、ＮＯXを効率的に還元することができる還元剤供給制御装置及び内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の還元剤供給制御装置によれば、内燃機関の排気通路内に配置されたＮＯX触媒の上流側に還元剤を供給するための還元剤供給制御装置であって、内燃機関から排気ガスが排出される排気タイミングから、排気ガスの排出によって生じる圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間に応じて、還元剤を排気タイミングから遅れて供給することにより、圧力波のピークに対応させて還元剤を供給することを特徴とする還元剤供給制御装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
【００１１】
また、本発明の還元剤供給制御装置を構成するにあたり、排気タイミングを検出する排気タイミング検出部と、排気タイミングから、圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間を推定する圧力波遅れ時間演算部と、供給位置に到達する圧力波のピークに対応させて還元剤を供給する還元剤供給指示部と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の還元剤供給制御装置を構成するにあたり、少なくとも内燃機関の回転数と、内燃機関のトルク又は排気流量とに基づいて、遅れ時間を推定することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の還元剤供給制御装置を構成するにあたり、少なくとも内燃機関の回転数に基づいて求められる圧力波の周波数に対応して設定された供給頻度で還元剤を供給することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の還元剤供給制御装置を構成するにあたり、還元剤の供給周期が所定値以下となるように圧力波の周波数に対応して供給頻度を設定することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの還元剤供給制御装置と、内燃機関の排気通路内に配置され、排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するためのＮＯX触媒と、ＮＯX触媒の上流側で排気通路内に還元剤を供給可能な還元剤供給手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の還元剤供給制御装置及び内燃機関の排気浄化装置によれば、還元剤の供給位置における排気ガスの圧力波のピークに対応させて還元剤が供給されるため、流速が速く、脈動する排気ガスの運動エネルギーが最も高い部分に還元剤が供給される。したがって、排気ガスの運動エネルギーを利用して供給された還元剤が効率的に微粒化される。そのため、還元剤が排気ガス中に均一に混合、分散され、触媒においてＮＯXが効率的に還元させられる。
【００１７】
また、本発明の還元剤供給制御装置が、所定の排気タイミング検出部、圧力波遅れ時間演算部、及び還元剤供給指示部を備えることにより、排気ガスの排出によって排気通路に生じる圧力波のピークに対応する供給頻度で、容易に還元剤が供給される。
【００１８】
また、本発明の還元剤供給制御装置が、少なくとも内燃機関の回転数と、内燃機関のトルク又は排気流量とに基づいて遅れ時間を推定することにより、内燃機関からの排気ガスの排出による圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するタイミングが精度良く推定される。
【００１９】
また、本発明の還元剤供給制御装置が、内燃機関の回転数、すなわち、圧力波の周波数に対応して設定された供給頻度で還元剤を供給することにより、排気ガスの排出頻度にかかわらず、還元剤噴射弁等の還元剤供給手段の噴射能力や還元剤供給制御装置の処理能力に応じて、適切な頻度で還元剤の供給が行われる。
【００２０】
また、本発明の還元剤供給制御装置が、還元剤の供給周期が所定値以下となるように供給頻度を設定することにより、還元剤噴射弁等の還元剤供給手段や還元剤供給制御装置の負荷が軽減される。また、還元剤の供給頻度が過度に高くなることが避けられれば、還元剤供給手段を構成する機器の過熱が防止され、還元剤が安定して供給されるとともに、供給量のばらつきが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の還元剤供給制御装置及び内燃機関の排気浄化装置に関する実施形態について説明する。ただし、この実施形態は本発明の一態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。なお、それぞれの図中、同じ符号を付してあるものについては同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００２２】
１．内燃機関の排気浄化装置
図１は、本実施形態の排気浄化装置２０の構成例を示している。この排気浄化装置２０は、ディーゼルエンジン等の内燃機関１０の排気通路１１に設けられており、排気ガス中に含まれるＮＯXを選択的に還元するためのＮＯX触媒２１と、ＮＯX触媒２１の上流側に還元剤を供給可能な還元剤供給手段２５とを少なくとも備えている。ＮＯX触媒２１の上流側や下流側に、それぞれ上流側酸化触媒２３ａ及び下流側酸化触媒２３ｂなどが適宜設けられていてもよい。
【００２３】
排気浄化装置２０で使用される液体の還元剤としては、尿素水溶液や未燃燃料等があげられる。このうち、尿素水溶液は、排気ガス中に供給されることで、排気ガスの熱により分解されアンモニアが生成され、このアンモニアがＮＯXの還元反応に用いられる。また、未燃燃料は、含まれる炭化水素（ＨＣ）がＮＯXの還元反応に用いられる。
【００２４】
ＮＯX触媒２１は、排気ガス中に含まれるＮＯXを還元剤供給手段２５から供給される尿素水溶液等の還元剤を用いて選択的に還元し、窒素や水、二酸化炭素などに分解できるものであれば特に制限されるものではない。使用可能なＮＯX触媒としては、例えば、多孔質担体上に、活性成分としてのストロンチウム又はバリウム、及びマグネシウム等のアルカリ土類金属や、セリウムとランタン等の希土類金属、白金とロジウム等の貴金属等を含むものが挙げられる。
【００２５】
還元剤供給手段２５は、上流側酸化触媒２３ａとＮＯX触媒２１との間に噴射口を臨ませて装着された還元剤噴射弁２７と、貯蔵タンク（図示せず。）内の還元剤を還元剤噴射弁２７に供給する還元剤供給部２９と、還元剤噴射弁２７及び還元剤供給部２９を制御する還元剤供給制御装置（ＤＣＵ）３１とを備えている。
【００２６】
還元剤供給部２９は、詳細な図示は省略されているが、例えば、タンク内の還元剤をポンプ等によって汲み上げるとともに供給経路２９ａを介して還元剤噴射弁２７に供給可能に構成されている。また、還元剤噴射弁２７は、例えば電磁制御弁等からなり、還元剤を間欠的に供給できるように構成されている。ポンプや還元剤噴射弁２７等の各機器はＤＣＵ３１からの信号に基づき駆動される。
【００２７】
このような還元剤供給手段２５は、供給時に還元剤の供給位置２５ａを流動している排気ガスに対して、還元剤を出来るだけ分散させた状態で混合させることができるように供給可能であることが望ましい。還元剤の分散状態が不十分であると、排気ガスに対する還元剤の存在割合が局部的に過剰あるいは不足しやすくなり、還元剤の利用効率やＮＯXの浄化効率が低下するおそれがあるからである。特に、還元剤が、供給後に分散して気化させられることなく、液状のまま存在した場合には、液滴等の状態で還元剤の供給位置２５ａ付近の排気通路１１の内壁面に付着して結晶化してしまい、還元剤がＮＯX触媒２１まで到達できずに、還元剤の利用効率が低下するおそれがある。
【００２８】
そのため、排気浄化装置２０のＤＣＵ３１は、還元剤の供給位置２５ａを流動している排気ガスに対して適切な量の還元剤が、間欠的に、より排気ガス中に分散されやすく供給されるように、還元剤供給手段２５及び還元剤供給部２９を制御可能に構成されている。
具体的には、このＤＣＵ３１では排気通路１１中の排気ガスの圧力波のピークに対応させて、還元剤噴射弁２７から還元剤を供給させるように制御可能となっている。
【００２９】
２．還元剤供給制御装置（ＤＣＵ）
図２は、本実施形態の排気浄化装置に備えられたＤＣＵ３１の構成の一例を説明するための図であって、還元剤供給制御に関する部分について、機能的なブロックで表された構成例が示されている。
このＤＣＵ３１は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、内燃機関から排気通路に向けて排気ガスが排出される排気タイミングを検出する排気タイミング検出部（図２では「排気タイミング検出」と表記。）と、圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの時間を算出する遅れ時間演算部（図２では「遅れ時間演算」と表記。）と、還元剤噴射弁による還元剤の供給頻度を決定する供給頻度決定部（図２では「供給頻度決定」と表記。）と、還元剤噴射弁による還元剤の供給タイミングを決定する供給タイミング決定部（図２では「供給タイミング決定」と表記。）と、還元剤の供給量を演算する還元剤供給量演算部（図２では「供給量演算」と表記。）と、還元剤噴射弁に対して還元剤の供給指示を行う還元剤供給指示部（図２では「供給指示」と表記。）等を主要な要素として備えている。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータ（図示せず）によるプログラムの実行によって実現されるものである。
【００３０】
このうち、排気タイミング検出部では、内燃機関の回転数Neや、内燃機関での燃料噴射タイミングQt等の情報に基づいて、内燃機関から排気ガスが排出される排気タイミングTgが検出され、供給タイミング決定部に対して排気タイミングTgの信号が送られる。また、遅れ時間決定部では、少なくとも内燃機関の回転数Neと、内燃機関のトルクTr又は排気流量Fg等の情報に基づいて、排気ガスの排出によって生じる圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの時間Tdelayが演算され、供給タイミング決定部に対して遅れ時間Tdelayの信号が送られる。また、供給頻度決定部では、少なくとも内燃機関の回転数Neに基づいて、還元剤噴射弁による還元剤の供給頻度Ndosが決定され、供給タイミング決定部に対して供給頻度Ndosの信号が送られる。
【００３１】
また、供給タイミング決定部では、受信される排気タイミングTgと遅れ時間Tdelayと供給頻度Ndosとに基づいて、還元剤噴射弁による還元剤の供給タイミングTdosが決定され、還元剤供給指示部に対して供給タイミングTdosの信号が送られる。
さらに、還元剤供給量演算部では、ＮＯX触媒におけるアンモニアの吸着量や、排気ガス中のＮＯX流量、排気ガス温度等の情報を基にして、排気通路に供給する還元剤の供給量が算出され、還元剤供給指示部に対して還元剤供給量Qdosの信号が送られる。
【００３２】
そして、還元剤供給指示部では、受信される供給タイミングTdos及び還元剤供給量Qdosに基づき、還元剤噴射弁の駆動部分に対して供給指示信号が出力される。
【００３３】
本実施形態の排気浄化装置２０では、このように構成されたＤＣＵ３１によって、以下のように還元剤供給制御が行われる。
まず、排気通路中では排気ガスが押出し流れで流動しており、排気通路中の還元剤の供給位置では、内燃機関からの排気ガスの排出に応じた圧力変動が、図３に示すような圧力波として伝達されている。この圧力の変動パターンは、還元剤の供給位置での排気ガスの流速の変動パターンに一致する。この排気ガスの圧力波の周期は、内燃機関の気筒数、回転数等により変動するものである。
【００３４】
そのため、このＤＣＵ３１では、圧力波のピークに対応する期間ｔａ毎に還元剤噴射弁から還元剤を間欠的に供給させる制御が行われる。これにより、排気通路内で脈動する排気ガスの運動エネルギーが最も高い部分に還元剤が供給され、供給された還元剤は排気ガスの運動エネルギーを利用して微粒子化される。これは、例えば、液滴の境界面に働く慣性力と表面張力の比を示すウェーバー数が高い状態が実現された状態であり、液体の表面破断がより促進される状態が達成されやすくなる。したがって、還元剤は、排気ガス中に効率的に分散させられて混合されやすくなる。
【００３５】
また、このＤＣＵ３１は、圧力波のピークに対応する期間ｔａ毎に還元剤を間欠的に供給させるために、内燃機関の運転制御を行うための制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３３からの信号に基づいて、還元剤噴射弁を制御可能になっている。一般的に、ＥＣＵ３３では、回転数Ne、トルクTr、排気流量Fg等の各種の状態値が常時検出されて入力されている。そのため、このＥＣＵ３３により検出されている状態値を利用することで、ＤＣＵ３１では供給タイミングTdosが容易に設定される。
【００３６】
排気通路中の還元剤の供給位置に到達する圧力波のピークは、内燃機関の排気タイミングTgに対して遅れを生じている。この遅れは、図４に示すように、内燃機関の回転数Neと、内燃機関のトルクTr又は排気流量Fgとに相関を持っている。図４中の各曲線Ａ〜Ｃは、それぞれ内燃機関のトルクTr又は排気流量Fgを一定にしたときの内燃機関の回転数Neに対する遅れ時間Tdelayの変化を示しており、各曲線Ａ〜Ｃそれぞれの内燃機関のトルクTr又は排気流量FgはＡ＜Ｂ＜Ｃとなっている。すなわち、内燃機関のトルクTr又は排気流量Fgが一定であれば、内燃機関の回転数Neが高い程、排気タイミングTgに対する圧力波のピーク遅れが小さくなる。また、内燃機関の回転数が同じであれば、内燃機関のトルクTrが大きい程又は排気流量Fgが多い程、排気タイミングTgに対する圧力波のピークの遅れ時間が小さくなる。
【００３７】
そのため、本実施形態のＤＣＵ３１の遅れ時間演算部では、還元剤の供給を制御する際、ＥＣＵ３３から、回転数Neと、トルクTr又は排気流量Fgの少なくとも一方とを取得し、これらの値に基づいて、図４に示すような予め記憶されているマップを参照して、遅れ時間Tdelayが求められるようになっている。したがって、排気タイミング検出部によって検出される排気タイミングTgに対応させて、適切なタイミングで還元剤を供給させる制御が可能となっている。
【００３８】
また、圧力波のピークの間隔（周期）は、内燃機関の回転数が高い程、短くなる。そのため、還元剤噴射弁から還元剤を供給する供給タイミングTdosは、内燃機関の回転数が高い程、短い間隔となる。この場合、還元剤噴射弁がより短時間に開閉されることに加え、還元剤供給部の供給経路の還元剤の流動状態も激しく脈動することになる。そして、還元剤供給部において還元剤の脈動が過剰に激しくなると、還元剤噴射弁からの各供給時の還元剤の供給量が不安定になりやすく、還元剤噴射弁の噴射能力によっては還元剤の供給タイミングを圧力波のピークに合わせづらくなる。さらに、還元剤噴射弁や還元剤供給部をより短時間で繰り返し動作させることで、還元剤噴射弁や還元剤供給部が過熱されやすくなる。また、還元剤噴射弁から供給周期が短くなればなるほど、還元剤噴射弁の性能やＤＣＵの処理能力が追いつかなくなって、噴射制御が困難になるおそれがある。
【００３９】
そのため、本実施形態のＤＣＵ３１の供給頻度決定部は、図５に示すように、還元剤の供給周期に閾値ｆ１を設定しておき、内燃機関の回転数に対する還元剤の供給頻度Ndosが少なくなるように構成されている。ここでは、閾値ｆ１以上となる場合には、還元剤の供給周期が所定値以下となるように、圧力波の周波数に対する供給頻度Ndosを設定する制御が可能になっている。これにより、ＤＣＵ３１や還元剤噴射弁の性能に応じて適切な頻度で還元剤の噴射が行われ、還元剤供給手段を構成する機器の過熱が防止されるとともに、還元剤の供給経路内での還元剤の脈動周期が過剰に短くなることが防止され、還元剤が安定して供給されやすくなり、還元剤の供給量のばらつきが防止される。
【００４０】
３．還元剤供給制御方法のフロー
以上のような排気浄化装置のＤＣＵによる制御の流れを、図６を用いて説明する。
【００４１】
まず、還元剤を供給するか否かが判定される（Ｓ１０１）。この判定は、例えば、前回の供給時からの経過時間や、内燃機関からのＮＯX排出量、ＮＯX触媒でのアンモニアの吸着量等に基づいて行われる。また、常時、還元剤を供給する場合にはこの工程を省略することができる。
【００４２】
還元剤の供給を行うと判定された場合、ＥＣＵ３３から内燃機関の回転数Ne、回転トルクTr又は排気流量Fg、内燃機関の燃料噴射タイミングQtが取得される（Ｓ１０２）。この実施の形態では、回転数Ne、回転トルクTr及び燃料噴射タイミングQtが取得されている。回転数Neは内燃機関の出力軸等から検出された値であり、回転トルクTrは、この回転数Neと内燃機関の燃料噴射量Qとから算出され、燃料噴射タイミングQtはＥＣＵ３３の噴射指示信号から検出される。
【００４３】
次いで、取得された回転数Ne及び燃料噴射タイミングQtに基づき、内燃機関の排気タイミングTgが検出される（Ｓ１０３）。また、取得された回転数Ne及び回転トルクTrに基づき、内燃機関の排気タイミングTgから、排気ガスの排出によって生じる圧力波のピークが還元剤の供給位置に到達するまでの遅れ時間Tdelayが算出される（Ｓ１０４）。この遅れ時間Tdelayは、予め設定されている図４のような相関を示すマップを利用して算出することができる。例えば、回転数Neが高い程、また、回転トルクTrが大きい程、遅れ時間Tdelayが短くなるように設定される。
【００４４】
また、取得された回転数Neに基づき、圧力波の周波数に対する供給頻度Ndosが設定される（Ｓ１０５）。この供給頻度Ndosは、予め設定されている図５のような相関を示すマップを利用して設定される。ここでは、還元剤の供給周期が閾値ｆ１以下となるように供給頻度Ndosが設定される。例えば、内燃機関の回転数Neがｒ１以下であれば、内燃機関の１回転周期ごとに還元剤を１回供給し、内燃機関の回転数がｒ１以上ｒ２以下であれば、内燃機関の２回転周期ごとに還元剤を１回供給し、内燃機関の回転数がｒ２以上であれば、内燃機関の４回転周期ごとに還元剤を１回供給するように設定される。
【００４５】
この供給頻度Ndosの設定（Ｓ１０５）と遅れ時間Tdelayの設定（Ｓ１０４）とは順序が逆であってもよい。
【００４６】
次いで、これらの排気タイミングTgと供給頻度Ndosと遅れ時間Tdelayとに基づいて、還元剤の供給タイミングTdosが決定される（Ｓ１０６）。このように設定された供給タイミングTdosは、排気通路の還元剤の供給位置に、排気ガスの圧力波のピークが到達するタイミングとなる。
【００４７】
その後、決定された供給タイミングTdosが、前回の還元剤の供給タイミングTdos’と相違するか否かが判定され（Ｓ１０７）、相違する場合には新たな供給タイミングTdosに変更され（Ｓ１０８）、その後、還元剤の間欠供給が実行され（Ｓ１０９）、還元剤の供給が完了する。
【００４８】
以上のような本実施形態の排気浄化装置によれば、排気ガスの圧力波のピークに対応させて、還元剤供給手段から還元剤が間欠的に供給されるので、排気通路の形状や距離等に拘わらず、最適なタイミングで安定して還元剤が供給される。さらに、排気通路内で脈動する排気ガスの運動エネルギーが最も高い部分に還元剤が供給されるため、その運動エネルギーを利用して、供給された還元剤が効率的に微粒子化される。これは、例えば、液滴の境界面に働く慣性力と表面張力の比を示すウェーバー数が高い状態が実現された状態であり、液体の表面破断がより促進される状態が達成されやすくなる。そのため、還元剤が排気ガスに均一に分散させられてＮＯXが効率的に還元される。
しかも、還元剤が微粒子化されて排気ガスに分散させられるため、供給された還元剤が液状のまま還元剤の供給位置近傍の排気通路の内壁面に付着するようなことが低減され、ＮＯXの還元効率を容易に向上させることができる。
【００４９】
また、この排気浄化装置では、内燃機関の回転数と、内燃機関のトルク又は排気流量とに基づいて求められる、排気タイミングに対する圧力波のピークの遅れに対応させて還元剤が供給されるので、還元剤の適切な供給タイミングが容易に設定される。
【００５０】
さらに、内燃機関の回転数に基づいて求められる、圧力波の周波数に対する供給頻度に対応させて還元剤が供給されるので、供給頻度が過度に高くなることが避けられ、還元剤供給手段の供給能力に応じた適切な供給タイミングで還元剤を供給することが可能である。また、還元剤の供給頻度が過度に高くなることが避けられれば、還元剤供給手段を構成する機器の過熱による故障が防止され、還元剤が安定して供給されるとともに、供給量のばらつきが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる排気浄化装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる還元剤供給制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】還元剤の供給位置での排気ガスの圧力変動を示すグラフである。
【図４】内燃機関のトルク又は排気流量をパラメータとして、予め設定された内燃機関の回転数と圧力波のピークの遅れ時間との相関を示すグラフである。
【図５】予め設定された内燃機関の回転数と還元剤の供給周波数との相関を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態にかかる還元剤供給制御方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０：内燃機関、１１：排気通路、２０：排気浄化装置、２１：ＮＯX触媒、２５：還元剤供給手段、２５ａ：供給位置、２７：還元剤噴射弁、２９：還元剤供給部、３１：ＤＣＵ、３３：ＥＣＵ
【図１】
2010053807.tif 000003
【図２】
2010053807.tif 000004
【図３】
2010053807.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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