(57)【要約】【課題】  シリンダ内壁面のエンジンオイルを希釈せず、必要十分な量のポスト噴射を行うことで、ＮＯｘを吸蔵したＮＯｘ吸蔵還元触媒を効率良く再生する。【解決手段】  エンジン１１の排気通路１４に設けられたＮＯｘ吸蔵還元触媒１６にＮＯｘ吸収剤及び活性金属が担持され、燃料添加手段１７が排気通路１４内の排ガスに燃料を添加することによりＮＯｘ吸蔵還元触媒１６に燃料を供給する。この燃料添加手段１７は、エンジン１１のシリンダ２２へのメイン噴射に続いてシリンダ２２内で燃料が着火しないタイミングでポスト噴射を行う蓄圧型燃料噴射装置である。また蓄圧型燃料噴射装置１７によるポスト噴射はエンジン１１の膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるように構成される。【選択図】  図１
2006104989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン(11)の排気通路(14)に設けられＮＯｘ吸収剤及び活性金属が担持されたＮＯｘ吸蔵還元触媒(16)と、前記排気通路(14)内の排ガスに燃料(15)を添加して前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒(16)に前記燃料(15)を供給する燃料添加手段(17)とを備えた排ガス浄化装置において、
前記燃料添加手段(17)が、前記エンジン(11)のシリンダ(22)へのメイン噴射に続いて前記シリンダ(22)内で前記燃料(15)が着火しないタイミングでポスト噴射を行う蓄圧型燃料噴射装置であり、
前記ポスト噴射が前記エンジン(11)の膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるように構成された排ガス浄化装置。
【請求項２】
エンジン(11)の膨張行程の開始時であるピストン(26)の上死点位置をクランク角度０度とするとき、前記膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるポスト噴射のうち最初のポスト噴射が前記クランク角度９０〜１２０度の範囲で開始される請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒(16)のＮＯｘ吸蔵量がエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づく予測マップから積算されるように構成された請求項１記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
３回〜２０回に分けて行われるポスト噴射の各回の噴射量が互いに同じか又は初回以降漸次減少する請求項１記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排ガス中に含まれるＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元触媒により吸蔵して排ガスを浄化するとともにこの触媒を再生する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気通路にパティキュレートを捕集するフィルタが設けられ、このフィルタの再生時期になるとフィルタの再生処理を行うエンジンの排気浄化装置（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。このエンジンの排気浄化装置では、フィルタの再生処理中に一定の目標再生速度が得られるようにエンジンの１サイクル当り２回のポスト噴射と排気の酸素濃度制御とを行う再生処理手段が設けられる。ポスト噴射はコモンレール式の燃料噴射装置により行われる。またフィルタの再生処理手段による再生処理期間が前期、中期及び後期から構成される。フィルタに酸化触媒が担持されている場合、前期は、触媒活性温度へと制御する昇温制御を行う前段と、フィルタのベッド温度をパティキュレートが自着火する温度である第１目標ベッド温度へと制御する昇温制御を行う後段とからなる。前期の前段では１サイクル当り排気温度上昇用の１回のポスト噴射が行われ、前期の後段では１サイクル当り排気温度上昇用とＨＣ供給用の２回のポスト噴射が行われる。更に中期では１サイクル当り排気温度上昇用の１回のポスト噴射が行われ、後期では１サイクル当り排気温度上昇用とＨＣ供給用の２回のポスト噴射が行われる。なお、２回のポスト噴射のうち１回目のポスト噴射時期はメイン噴射に近いピストンの上死点位置から上死点後６０度の範囲に設定され、このポスト噴射で噴射された燃料はシリンダ内で燃焼して直接的に排気温度を上昇させるように構成される。また２回のポスト噴射のうち２回目のポスト噴射時期はピストンの上死点後６０度以降に設定され、このポスト噴射で噴射された燃料はシリンダ内で殆ど燃焼せず、フィルタに担持された酸化触媒にＨＣとして供給されるように構成される。
【０００３】
このように構成されたエンジンの排気浄化装置では、先ずフィルタの再生処理期間の前期に、フィルタのベッド温度を第１目標ベッド温度まで急速に上昇させる。次にフィルタの再生処理期間の中期に、フィルタのベッド温度を第１目標ベッド温度に維持した状態で、フィルタのベッド温度が許容最高温度を上回らないように第１酸素濃度制御を行う。これによりフィルタの耐久性の低下を防止できる。更にフィルタの再生処理期間の後期に、フィルタのベッド温度を第１目標ベッド温度より高い第２目標ベッド温度に維持した状態で、目標酸素濃度を第１酸素濃度制御時より大きくして十分な酸素をフィルタに供給する。これにより再生処理の終了間近にフィルタに残存するパティキュレートを迅速かつ確実に燃え切らせることができる。この結果、フィルタの再生処理期間を短縮できるとともに、フィルタをほぼ完全に再生できるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１８３５２５号公報（請求項１〜７、段落［００１４］〜段落［００１９］、段落［００２３］、段落［００３２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の特許文献１に示されたエンジンの排気浄化装置では、２回目のポスト噴射により噴射された燃料が未燃のままフィルタに担持された酸化触媒に供給されるけれども、この未燃燃料を１サイクル当り１回のポスト噴射で噴射すると、一度に比較的多量の燃料を噴射する必要があるため、その噴射速度が速く、噴射燃料がシリンダ内壁面に達してしまう。このため、シリンダ内壁面に潤滑膜を形成するエンジンオイルが上記噴射燃料により希釈されるため、エンジンの潤滑が阻害され、十分な量の燃料をポスト噴射でフィルタに供給できない不具合があった。
本発明の目的は、シリンダ内壁面のエンジンオイルを希釈せず、必要十分な量のポスト噴射を行うことで、ＮＯｘを吸蔵したＮＯｘ吸蔵還元触媒を効率良く再生できる、排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、図１〜図３に示すように、エンジン１１の排気通路１４に設けられＮＯｘ吸収剤及び活性金属が担持されたＮＯｘ吸蔵還元触媒１６と、排気通路１４内の排ガスに燃料１５を添加してＮＯｘ吸蔵還元触媒１６に燃料１５を供給する燃料添加手段１７とを備えた排ガス浄化装置の改良である。
その特徴ある構成は、燃料添加手段１７が、エンジン１１のシリンダ２２へのメイン噴射に続いてシリンダ２２内で燃料１５が着火しないタイミングでポスト噴射を行う蓄圧型燃料噴射装置であり、ポスト噴射がエンジン１１の膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるように構成されたところにある。
この請求項１に記載された排ガス浄化装置では、排ガスがＮＯｘ吸蔵還元触媒１６を通過するときに、この触媒１６中のＮＯｘ吸収剤が排ガス中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵し、排ガス中の炭化水素を触媒１６に担持された活性金属の酸化作用により酸化する。触媒１６のＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に近付くと、蓄圧型燃料噴射装置１７がエンジン１１内で燃料１５の着火しないタイミングでポスト噴射を３回〜２０回に分けて行う。これによりシリンダ２２内壁面のエンジンオイルを燃料により希釈せず、触媒１６入口の排ガス中の炭化水素濃度が増加するので、触媒１６入口部で炭化水素と排ガス中の酸素とが反応して酸素を消費する。この結果、触媒１６入口より排ガス下流側の排ガスの空気過剰率が低下するとともに、ＨＣ，ＣＯ又はＨ2が還元剤として増加するので、触媒１６に吸蔵されたＮＯｘが上記ＨＣ等と反応しＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏとなって触媒１６から放出される。また排ガス中のＨＣが最適な濃度であるので、これらのＨＣの大部分を触媒１６で還元剤として機能させることができる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図２及び図３に示すように、エンジン１１の膨張行程の開始時であるピストン２６の上死点位置をクランク角度０度とするとき、膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるポスト噴射のうち最初のポスト噴射がクランク角度９０〜１２０度の範囲で開始されることを特徴とする。
この請求項２に記載された排ガス浄化装置では、ポスト噴射により噴射された燃料１５がエンジン１１内で着火せず、未燃燃料１５のまま確実に触媒に供給できる。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒１６のＮＯｘ吸蔵量がエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づく予測マップから積算されるように構成されたことを特徴とする。
この請求項３に記載された排ガス浄化装置では、ＮＯｘ濃度を検出するセンサを用いずに、触媒１６のＮＯｘ吸蔵量を比較的正確に予測できる。
また３回〜２０回に分けて行われるポスト噴射の各回の噴射量が互いに同じか又は初回以降漸次減少することが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
以上述べたように、本発明によれば、燃料添加手段がエンジンへのメイン噴射に続いてエンジン内で燃料の着火しないタイミングでポスト噴射を行う蓄圧型燃料噴射装置であり、このポスト噴射をエンジンの膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行うように構成したので、排ガス中のＮＯｘは硝酸塩としてＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵され、排ガス中の炭化水素は酸化される。また触媒のＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に近付くと、蓄圧型燃料噴射装置がエンジン内で燃料の着火しないタイミングでポスト噴射を３回〜２０回に分けて行うことにより、シリンダ内壁面のエンジンオイルを燃料により希釈せず、触媒入口の排ガス中のＨＣ濃度を増加させることができる。この結果、触媒入口部でＨＣと排ガス中の酸素とが反応して酸素が消費され、酸素が殆ど無い状態でＨＣ等が還元剤として増加するので、触媒に吸蔵されたＮＯｘが上記ＨＣ等と反応しＮ2等となって触媒から放出され、触媒を効率良く再生できる。また排ガス中のＨＣを最適な濃度にすることができるので、これらのＨＣの大部分をＮＯｘ吸蔵還元触媒で還元剤として機能させることができる。
またエンジンの膨張行程の後期に３回〜２０回に分けて行われるポスト噴射のうち最初のポスト噴射をクランク角度９０〜１２０度の範囲で開始すれば、ポスト噴射により噴射された燃料がエンジン内で着火せず、未燃燃料のまま確実に触媒に供給できる。
更にＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量をエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づく予測マップから積算すれば、ＮＯｘ濃度を検出するセンサを用いずに、触媒のＮＯｘ吸蔵量を比較的正確に予測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１及び図２に示すように、ディーゼルエンジン１１の吸気ポート１２ａには吸気マニホルド１３ａを通して吸気管１３ｂが連通接続され、排気ポート１２ｂには排気マニホルド１４ａを通して排気管１４ｂが連通接続される。上記排気管１４ｂの途中にはＮＯｘ吸蔵還元触媒１６が設けられる。ＮＯｘ吸蔵還元触媒１６は、排気管１４ｂに流入する排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、かつ排ガス中の炭化水素（ＨＣ）濃度が増加したときに上記吸蔵したＮＯｘを放出して再生処理される白金−バリウム−アルミナ触媒である。この触媒１６は、図示しないが排ガスの流れる方向に格子状又はハニカム状の通路が形成されたコージェライト製のモノリス担体と、このモノリス担体上に形成されかつＮＯｘ吸蔵剤及び貴金属（活性金属）が担持されたコート層とを有する。なお、活性金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などが挙げられる。またＮＯｘ吸蔵還元触媒１６より排ガス下流側の排気管１４ｂには、図示しないが酸化触媒付きパティキュレートフィルタ、即ち酸化触媒として機能する活性金属が担持されたパティキュレートフィルタが設けられる。この活性金属としては、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）などが挙げられる。
【０００９】
一方、エンジン１１には、排気管１４ｂ内の排ガスに燃料１５を添加して触媒１６に燃料１５を供給する燃料添加手段１９が設けられる（図１及び図２）。燃料添加手段１７は、エンジン１１に噴射される燃料１５の噴射時期及び噴射量を調整する蓄圧型燃料噴射装置である。この蓄圧型燃料噴射装置１７は、シリンダヘッド１２に装着された電子制御のインジェクタ１８と、これらのインジェクタ１８に燃料圧送管１９を介して接続されたコモンレール２０と、このコモンレール２０に燃料供給管２１を介して接続された燃料供給ポンプ（図示せず）とを有する（図１及び図２）。上記インジェクタ１８は、各シリンダ２２に臨むようにシリンダヘッド１２に挿入された噴射ノズル１８ａと、噴射ノズル１８ａの噴孔を開閉可能なニードル弁（図示せず）と、噴射ノズル１８ａの基端に設けられニードル弁を複合ピストン及び一方向オリフィス板を介して上下動させるインジェクタ用電磁弁１８ｂとからなる。このインジェクタ用電磁弁１８ｂがオフの状態では噴射ノズル１８ａの噴孔が閉止され、オンすると噴孔が開いて燃料１５がシリンダ２２に噴射されるように構成される。また吸気ポート１２ａ及び排気ポート１２ｂは、各シリンダ２２に臨むようにシリンダヘッド１２にそれぞれ形成され、各吸気ポート１２ａは吸気弁２３により開放可能に閉止され、各排気ポート１２ｂは排気弁２４により開放可能に閉止される（図２）。更に各シリンダ２２にはピストン２６が上下動可能に収容される。
【００１０】
エンジン１１の負荷は負荷センサ２７により検出され、エンジン１１の回転速度は回転センサ２８により検出される（図１）。また触媒１６より排ガス上流側の排気管１４ｂには、この排気管１４ｂ内を流通する排ガス温度を検出する温度センサ２９が設けられる。上記負荷センサ２７、回転センサ２８及び温度センサ２９の各検出出力はコントローラ３１の制御入力に接続され、コントローラ３１の制御出力は各インジェクタ用電磁弁１８ｂに接続される。またコントローラ３１にはメモリ３２が設けられる。このメモリ３２には、負荷センサ２７及び回転センサ２８の検出するエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づく触媒１６のＮＯｘ吸蔵量を予測するマップが記憶される。
【００１１】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。
エンジン１１を始動し、温度センサ２９が２２０℃未満の排ガス温度を検出し、コントローラ３１が、負荷センサ２７の検出するエンジン負荷と、回転センサ２８の検出するエンジン回転速度とに基づいて、メモリ３２に記憶されたＮＯｘ吸蔵量予測マップから触媒１６のＮＯｘ吸蔵量を積算し、この吸蔵量が所定量未満であると判断すると、コントローラ３１は燃料１５のポスト噴射を行わず、通常の運転状態となるように各インジェクタ用電磁弁１８ｂを制御する。これによりエンジン１１から排出された排ガスは排気管１４ｂを通って触媒１６を通過する。このとき排ガスに含まれるＮＯｘは上記触媒１６に吸蔵される。触媒１６のコート層に担持されるＮＯｘ吸収剤として例えばバリウム（Ｂａ）を用いれば、エンジン１１から排出されたＮＯｘは上記触媒１６において排ガス中のＯ2と反応してＮＯ2となり、更に触媒１６中のＢａＯ，ＢａＣＯ3と反応して［Ｂａ（ＮＯ3）2］が生成され、この状態で触媒１６に吸蔵される。また排ガスに含まれるＨＣは触媒１６のコート層に担持された貴金（活性金属）の酸化作用により酸化される。
【００１２】
温度センサ２９が２２０℃以上の排ガス温度を検出した状態で、触媒１６のＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に近付いたとコントローラ３１が判断すると、コントローラ３１は各インジェクタ用電磁弁１８ｂを制御して、エンジン１１に燃料１５をメイン噴射するとともに、このメイン噴射に続いてシリンダ２２内で燃料１５の着火しないタイミングでポスト噴射を３回〜２０回、好ましくは５回〜１０回に分けて行う。またエンジン１１の膨張行程の開始時であるピストン２６の上死点位置をクランク角度０度とするとき、膨張行程の後期に分けて行われるポスト噴射のうち最初のポスト噴射は、クランク角度９０〜１２０度、好ましくは１００〜１１０度の範囲で開始される。この実施の形態では、図２及び図３に示すように、上記ポスト噴射は３回に分けて行われ、最初のポスト噴射はクランク角度約９０度で行われる。また２回目及び３回目のポスト噴射は膨張行程内で等間隔に行われる、この実施の形態ではクランク角度約３０度毎に行われる。更に１回目から３回目の各回のポスト噴射の噴射量は互いに同じであり、１回目から３回目のポスト噴射の合計噴射量はメイン噴射の噴射量を１００％とするとき、２０〜１００％であることが好ましい。ここで、ポスト噴射を３回〜２０回に分けて行うのは、２回未満では噴射量が増大して燃料の噴射速度が速くなり、燃料がシリンダ内壁面に達して、シリンダ内壁面のエンジンオイルが燃料により希釈されるおそれがあり、２０回を越えるとインジェクタのニードル弁の応答性が低下するからである。また最初のポスト噴射をクランク角度９０〜１２０度の範囲で開始するのは、ポスト噴射された燃料がシリンダ内で着火しないようにするためである。更にメイン噴射の噴射量を１００％としたときのポスト噴射の合計噴射量を２０〜１００％の範囲に限定したのは、２０％未満では触媒１６が十分な還元雰囲気にならず、１００％を越えるとエンジンオイルが希釈されたり触媒１６の温度が上昇し過ぎるからである。
【００１３】
上記のようにシリンダ２２内で着火しないタイミングで燃料１５のポスト噴射を行うことにより、触媒１６上の酸素濃度が相対的に低下する、即ち触媒１６入口の排ガスの空気過剰率が低下するとともに、ＨＣ，ＣＯ又はＨ2が還元剤として増加するので、触媒１６に吸蔵されたＮＯｘが触媒１６から次のように放出される。先ず上記触媒１６に吸蔵された［Ｂａ（ＮＯ3）2］が排ガス中の上記還元剤と反応してＮＯ2或いはＮ2まで還元され、次に触媒１６が選択性の良い還元触媒として機能し、上記ＮＯ2が排ガス中のＣＯ，ＨＣと反応して無害なＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏが生成されて大気に排出される。この結果、触媒１６が再生されるので、再び触媒１６により排ガス中のＮＯｘを吸蔵でき、触媒１６出口の排ガス中に含まれるＮＯｘを低減できる。
【００１４】
なお、上記燃料１５のポスト噴射により生成されたＨＣは最適な濃度であるので、ＨＣの大部分は上述のように触媒１６で還元剤として機能するけれども、一部のＨＣは還元剤として機能せずに触媒１６をそのまま通過する。このため触媒１６出口のＨＣ濃度は増大するけれども、この未燃のＨＣは触媒付きのパティキュレートフィルタ（図示せず）により捕集される。このフィルタに捕集された未燃のＨＣは、未燃燃料を含まず空気過剰率の高いリーン状態の排ガスがフィルタに流入したときに、このフィルタに担持された貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の活性金属）の酸化作用により酸化・燃焼される。このため、フィルタ出口のＨＣ濃度は低く抑えられるので、大気中へのＨＣの排出を抑制できるとともに、フィルタ上に捕集された煤を含むパティキュレートを上記反応熱で燃焼処理できるので、大気中へのパティキュレートの排出を抑制できる。
また、この実施の形態では、エンジンとしてターボ過給機付ディーゼルエンジンを挙げたが、自然吸気型ディーゼルエンジンに本発明の排ガスを浄化する装置を用いてもよい。
【００１５】
＜第２の実施の形態＞
図４は本発明の第２の実施の形態を示す。
この実施の形態では、１回目から３回目の各回の噴射量が初回以降漸次減少するようにポスト噴射が行われる。換言すれば、３回のポスト噴射のうち最初のポスト噴射の噴射量を最も多くし、２回目のポスト噴射の噴射量を１回目より少なくし、３回目のポスト噴射の噴射量を更に少なくする。なお、ポスト噴射の合計噴射量は第１の実施の形態のポスト噴射の合計噴射量と同一である。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
このように構成された排ガス浄化装置では、１回目のポスト噴射量が多くてもシリンダ内の温度が極めて高いので、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達する前に蒸発し、シリンダ内の温度が低下するに従って、ポスト噴射量が減少する。この結果、ポスト噴射による燃料のシリンダ内壁面への付着を、第１の実施の形態より確実に防止できる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００１６】
＜第３の実施の形態＞
図５は本発明の第３の実施の形態を示す。
この実施の形態では、ポスト噴射が５回に分けて行われ、最初のポスト噴射がクランク角度約９０度で行われる。また２〜５回目のポスト噴射は膨張行程内で等間隔に行われる、この実施の形態ではクランク角度約１５度毎に行われる。更にポスト噴射の１回目から５回目の合計噴射量は第１の実施の形態のポスト噴射の１回目から３回目の合計噴射量と同一である。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
このように構成された排ガス浄化装置では、ポスト噴射の各回の噴射量が第１の実施の形態のポスト噴射の各回の噴射量より少なくなるので、ポスト噴射による燃料のシリンダ内壁面への付着を、第１の実施の形態より確実に防止できる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００１７】
＜第４の実施の形態＞
図６は本発明の第４の実施の形態を示す。
この実施の形態では、１回目から５回目の各回の噴射量が初回以降漸次減少するようにポスト噴射が行われる。換言すれば、５回のポスト噴射のうち最初のポスト噴射量を最も多くし、２回目以降のポスト噴射量を次第に少なくする。なお、ポスト噴射の合計噴射量は第３の実施の形態のポスト噴射の合計噴射量と同一である。上記以外は第３の実施の形態と同一に構成される。
このように構成された排ガス浄化装置では、１回目のポスト噴射量が多くてもシリンダ内の温度が極めて高いので、噴射燃料がシリンダ内壁面に到達する前に蒸発し、シリンダ内の温度が低下するに従って、ポスト噴射量が減少する。この結果、ポスト噴射による燃料のシリンダ内壁面への付着を、第３の実施の形態より確実に防止できる。上記以外の動作は第３の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明第１実施形態のエンジンを含む排ガス浄化装置を示す構成図である。
【図２】そのエンジンの膨張行程を示す要部断面図である。
【図３】主噴射とポスト噴射の時期及び量を示す図である。
【図４】本発明第２実施形態を示す図３に対応する断面図である。
【図５】本発明第３実施形態を示す図３に対応する断面図である。
【図６】本発明第４実施形態を示す図３に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１１  ディーゼルエンジン
１４  排気通路
１５  燃料
１６  ＮＯｘ吸蔵還元触媒
１７  蓄圧型燃料噴射装置（燃料添加手段）
２２  シリンダ
２６  ピストン
【図１】
2006104989.tif 000003
【図２】
2006104989.tif 000004
【図３】
2006104989.tif 000005
【図４】
2006104989.tif 000006
【図５】
2006104989.tif 000007
【図６】
2006104989.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月15日(2004.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
一方、エンジン１１には、排気管１４ｂ内の排ガスに燃料１５を添加して触媒１６に燃料１５を供給する燃料添加手段１７が設けられる（図１及び図２）。燃料添加手段１７は、エンジン１１に噴射される燃料１５の噴射時期及び噴射量を調整する蓄圧型燃料噴射装置である。この蓄圧型燃料噴射装置１７は、シリンダヘッド１２に装着された電子制御のインジェクタ１８と、これらのインジェクタ１８に燃料圧送管１９を介して接続されたコモンレール２０と、このコモンレール２０に燃料供給管２１を介して接続された燃料供給ポンプ（図示せず）とを有する（図１及び図２）。上記インジェクタ１８は、各シリンダ２２に臨むようにシリンダヘッド１２に挿入された噴射ノズル１８ａと、噴射ノズル１８ａの噴孔を開閉可能なニードル弁（図示せず）と、噴射ノズル１８ａの基端に設けられニードル弁を複合ピストン及び一方向オリフィス板を介して上下動させるインジェクタ用電磁弁１８ｂとからなる。このインジェクタ用電磁弁１８ｂがオフの状態では噴射ノズル１８ａの噴孔が閉止され、オンすると噴孔が開いて燃料１５がシリンダ２２に噴射されるように構成される。また吸気ポート１２ａ及び排気ポート１２ｂは、各シリンダ２２に臨むようにシリンダヘッド１２にそれぞれ形成され、各吸気ポート１２ａは吸気弁２３により開放可能に閉止され、各排気ポート１２ｂは排気弁２４により開放可能に閉止される（図２）。更に各シリンダ２２にはピストン２６が上下動可能に収容される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このように構成された排ガス浄化装置の動作を説明する。
エンジン１１を始動し、温度センサ２９が２２０℃未満の排ガス温度を検出し、コントローラ３１が、負荷センサ２７の検出するエンジン負荷と、回転センサ２８の検出するエンジン回転速度とに基づいて、メモリ３２に記憶されたＮＯｘ吸蔵量予測マップから触媒１６のＮＯｘ吸蔵量を積算し、この吸蔵量が所定量未満であると判断すると、コントローラ３１は燃料１５のポスト噴射を行わず、通常の運転状態となるように各インジェクタ用電磁弁１８ｂを制御する。これによりエンジン１１から排出された排ガスは排気管１４ｂを通って触媒１６を通過する。このとき排ガスに含まれるＮＯｘは上記触媒１６に吸蔵される。触媒１６のコート層に担持されるＮＯｘ吸収剤として例えばバリウム（Ｂａ）を用いれば、エンジン１１から排出されたＮＯｘは上記触媒１６において排ガス中のＯ2と反応してＮＯ2となり、更に触媒１６中のＢａＯ，ＢａＣＯ3と反応して［Ｂａ（ＮＯ3）2］が生成され、この状態で触媒１６に吸蔵される。また排ガスに含まれるＨＣは触媒１６のコート層に担持された貴金属（活性金属）の酸化作用により酸化される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
なお、上記燃料１５のポスト噴射により生成されたＨＣは最適な濃度であるので、ＨＣの大部分は上述のように触媒１６で還元剤として機能するけれども、一部のＨＣは還元剤として機能せずに触媒１６をそのまま通過する。このため触媒１６出口のＨＣ濃度は増大するけれども、この未燃のＨＣは触媒付きのパティキュレートフィルタ（図示せず）により捕集される。このフィルタに捕集された未燃のＨＣは、未燃燃料を含まず空気過剰率の高いリーン状態の排ガスがフィルタに流入したときに、このフィルタに担持された貴金属（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の活性金属）の酸化作用により酸化・燃焼される。このため、フィルタ出口のＨＣ濃度は低く抑えられるので、大気中へのＨＣの排出を抑制できるとともに、フィルタ上に捕集された煤を含むパティキュレートを上記反応熱で燃焼処理できるので、大気中へのパティキュレートの排出を抑制できる。
また、この実施の形態では、エンジンとして自然吸気型ディーゼルエンジンを挙げたが、ターボ過給機付ディーゼルエンジンに本発明の排ガスを浄化する装置を用いてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006104989.tif 000009
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006104989.tif 000010