(57)【要約】【課題】排気通路に並列で複数のＮＯｘ触媒を備える内燃機関において、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの吸蔵、還元時に排気通路の背圧の上昇を可及的に抑制するとともに、車輌への搭載性を向上する。【解決手段】  排気を共通する二つの気筒群２Ｌ、２Ｒに分けられ、各気筒群と繋がる二つの排気通路３Ｌ、３Ｒを有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒は三個、排気通路に並列に設けられ、且つ排気が分かれて流入可能となるべく二つの排気通路のそれぞれが分岐して該三個のＮＯｘ触媒１４、１５、１６に繋がれ、一のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量以下であるときは、二つの排気通路から三個の吸蔵還元型ＮＯｘに排気が流入され、該一のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が該所定吸蔵量を超えるときは、該一のＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減した状態で燃料を供給する。【選択図】  図１
2006077710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の有する気筒が排気を共通する二つの気筒群に分けられ、各気筒群と繋がる二つの排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は三個、前記排気通路に並列に設けられ、且つ前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に排気が分かれて流入可能となるべく前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して該三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に繋がれ、
前記二つの排気通路のそれぞれに設けられ、且つ一の排気通路が繋がれる前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれに流れ込む排気流量を調整する排気流量調整手段と、
前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられ、且つそれぞれの該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において、一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量以下であるときは、前記二つの排気通路から前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘに排気が流入され、該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が該所定吸蔵量を超えるときは、前記排気流量調整手段によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減し、前記燃料供給手段によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給するＮＯｘ浄化手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記排気流量調整手段は、前記二つの排気通路のそれぞれの分岐点に設けられた二個の上流側流路調整弁、もしくは、前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して繋がれた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が、それぞれ排気の流出口側で再び一の排気通路に結合される場合は、それぞれの結合部に設けられた二個の下流側流路調整弁の少なくともいずれかであって、
前記燃料供給手段は、前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれの上流側の排気通路に位置する三個の燃料添加弁であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記排気流量調整手段は、前記二つの排気通路のそれぞれの分岐点に設けられた二個の上流側流路調整弁であって、
前記燃料供給手段は、前記二個の上流側流路調整弁のそれぞれの上流側の排気通路に位置する二個の燃料添加弁であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記ＮＯｘ浄化手段は、前記一の排気通路が繋がれる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のうち一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料供給をするとき、該一の排気通路に設けられた前記上流側流路調整弁によって残りの吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気の流れを遮断した状態で該一の排気通路に設けられた前記燃料添加弁によって排気中に燃料を添加し、その所定時間経過後該上流側流路調整弁によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気の流れを遮断することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記内燃機関は、二つのバンクを備えたＶ型エンジンもしくは水平対向エンジンであって、該二つのバンクのそれぞれにおける気筒群が前記二つの排気通路のそれぞれに繋がれることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記内燃機関は直列多気筒エンジンであって、該直列多気筒エンジンを構成する複数の気筒は排気干渉を生じない二つの気筒群に分けられ、該二つの気筒群のそれぞれが前記二つの排気通路のそれぞれに繋がれることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記ＮＯｘ浄化手段によって前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が供給されるときに、他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＮＯｘ吸蔵量を推定する浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段と、
前記浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段によって推定されるＮＯｘ吸蔵量に基づいて、前記ＮＯｘ浄化手段によって前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が供給されるときに、前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記所定吸蔵量を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記所定吸蔵量を超えると判定されるとき、前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のための前記所定吸蔵量の値を当初の値から所定補正量以上の値を減じた値に補正し、または該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を当初の量に該所定補正量以上の量を加えたＮＯｘ吸蔵量に補正する補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項８】
前記所定補正量は、前記浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段によって推定されるＮＯｘ吸蔵量から、前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量と前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量との差分を差し引いた量であることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項９】
内燃機関の有する気筒が排気を共通する二つの気筒群に分けられ、各気筒群と繋がる二つの排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は三個、前記排気通路に並列に設けられ、且つ前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に排気が分かれて流入可能となるべく前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して該三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に繋がれ、
前記二つの排気通路のそれぞれに設けられ、且つ一の排気通路が繋がれる前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれに流れ込む排気流量を調整する排気流量調整手段と、
前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられ、且つそれぞれの該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記排気流量調整手段による前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気流量の低減と前記燃料供給手段による該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への燃料供給とを、順次、一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において実行し、且つ残りの二個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に前記二つの排気通路からの排気を流入するＮＯｘ浄化手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気に含まれるＮＯｘを浄化する排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における燃料の燃焼によって生成されるＮＯｘを浄化するために、いわゆるＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という。）が用いられる。ＮＯｘ触媒は、排気の空燃比がリーン状態であるときは排気中のＮＯｘを触媒内へ吸蔵し、排気の空燃比がストイキ又はリッチ状態となると吸蔵されていたＮＯｘを放出する性質を有している。そこで、排気の酸素濃度がリーン状態のときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、その後排気中に、還元剤である燃料を供給し排気中の酸素濃度を低下させて吸蔵されていたＮＯｘを放出させて、且つ該燃料によってＮＯｘを還元、浄化する。
【０００３】
ここで、内燃機関の排気通路にＮＯｘ触媒を並列に設けて、一方ずつＮＯｘ触媒に流入する排気を遮断した状態で、該ＮＯｘ触媒に還元剤を供給してＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの還元、浄化を行う技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術によると、一方のＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの還元、浄化時には、他方のＮＯｘ触媒に排気を導くことで、内燃機関の運転条件にかかわらず任意の時期にＮＯｘの還元、浄化が可能となる。
【特許文献１】特許第２７２７９０６号公報
【特許文献２】米国特許第５９５６９４９号明細書
【特許文献３】特開平８−１２１１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気通路に並列に二個のＮＯｘ触媒を設けた内燃機関においては、一方のＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減させて還元剤を供給することで吸蔵されたＮＯｘの還元、浄化を行いながら、他方のＮＯｘ触媒に排気を導くことで排気中のＮＯｘを吸蔵することが可能である。この結果、内燃機関の運転条件にかかわらず任意の時期にＮＯｘの還元、浄化が可能となる。
【０００５】
しかし、一方のＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの還元、浄化を行うために、該ＮＯｘ触媒に流れ込む排気流量を絞ると、他方に流れ込む排気流量が増加し、排気通路における背圧が上昇し内燃機関の負荷が上昇する虞がある。また、内燃機関の気筒の配置の都合等で排気通路が二つある場合、各排気通路にＮＯｘ触媒を二つ設けると、車輌への搭載性が悪化する虞がある。
【０００６】
本発明では、上記した問題に鑑み、排気通路に並列で複数のＮＯｘ触媒を備える内燃機関において、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの吸蔵、還元時に排気通路の背圧の上昇を可及的に抑制するとともに、車輌への搭載性が向上される排気浄化システム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】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の有する気筒が排気を共通する二つの気筒群に分けられる場合、排気通路に設けられるＮＯｘ触媒の数を三個とするとともに、該三個のＮＯｘ触媒と二つの気筒群との排気通路による繋ぎ方に着目した。これにより、二つの気筒群に繋げられる排気通路に各二個のＮＯｘ触媒を設ける場合よりＮＯｘ触媒の総数を減ずることが可能となると共に、一のＮＯｘ触媒において吸蔵ＮＯｘの還元、
浄化を行う際の排気通路における背圧の変動を可及的に抑制することが可能となるからである。
【０００８】
そこで、第一に、本発明は、内燃機関の有する気筒が排気を共通する二つの気筒群に分けられ、各気筒群と繋がる二つの排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は三個、前記排気通路に並列に設けられ、且つ前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に排気が分かれて流入可能となるべく前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して該三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に繋がれ、前記二つの排気通路のそれぞれに設けられ、且つ一の排気通路が繋がれる前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれに流れ込む排気流量を調整する排気流量調整手段と、前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられ、且つそれぞれの該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において、一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量以下であるときは、前記二つの排気通路から前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘに排気が流入され、該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が該所定吸蔵量を超えるときは、前記排気流量調整手段によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減し、前記燃料供給手段によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給するＮＯｘ浄化手段と、を備える。
【０００９】
上記の内燃機関の排気浄化システムにおいては、主に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒）によって、排気に含まれるＮＯｘが浄化される。ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの浄化は、排気の空燃比がリーン状態であるときは排気中のＮＯｘを触媒内へ吸蔵し、排気の空燃比がストイキ又はリッチ状態となると吸蔵されていたＮＯｘを放出させて排気中の還元剤（燃料成分）によってＮＯｘを還元することで行われる。
【００１０】
ここで、上記の内燃機関の有する気筒は、排気を共通とする二つの気筒群に分けられる。これは、内燃機関の構造等の理由で、全ての気筒からの排気を一つの排気通路に集約するのではなく、二つの排気通路に分けることで、配管スペースの確保や排気干渉の回避等を達成できる。その一例として、前記内燃機関は、二つのバンクを備えたＶ型エンジンもしくは水平対向エンジンであって、該二つのバンクのそれぞれにおける気筒群が前記二つの排気通路のそれぞれに繋がれるようにしてもよい。また、前記内燃機関は直列多気筒エンジンであって、該直列多気筒エンジンを構成する複数の気筒は排気干渉を生じない二つの気筒群に分けられ、該二つの気筒群のそれぞれが前記二つの排気通路のそれぞれに繋がれるようにしてもよい。
【００１１】
そして、二つの排気通路が分岐して三個のＮＯｘ触媒に繋がれることで、内燃機関からの排気は、この三個のＮＯｘ触媒によって浄化される。しかし、それぞれのＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が増加すると、ＮＯｘ吸蔵能力が低下するため、吸蔵されたＮＯｘを還元、浄化する必要がある。このＮＯｘの還元、浄化は、ＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減させて、いわゆる低ＳＶ状態として、ＮＯｘ触媒に還元剤としての燃料を供給することで、少ない燃料でより効率的な吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が可能となる。
【００１２】
より具体的には、ＮＯｘ浄化手段によって、排気中のＮＯｘの浄化が行われる。先ず、三個のＮＯｘ触媒のいずれも吸蔵ＮＯｘを還元、浄化する必要がない場合は、二つの排気通路からの排気を三個のＮＯｘ触媒に流し込むことで、排気の浄化を行う。好ましくは、排気流量調整手段によって三個のＮＯｘ触媒に流れ込む排気流量を均等にして、ＮＯｘ触媒における吸蔵ＮＯｘ量の増加に偏りがないようにする。
【００１３】
尚、この吸蔵ＮＯｘの還元、浄化の必要性の判定は、それぞれのＮＯｘ吸蔵量が、基準値である所定吸蔵量を超えるか否かで判定される。所定吸蔵量は、実験等で測定されるＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵効率の推移等から決定すればよい。また、ＮＯｘ触媒にお
けるＮＯｘ吸蔵量は、内燃機関の運転状態等の排気中のＮＯｘ量に関連するパラメータや、各ＮＯｘ触媒への排気流量等に基づいて推定すればよい。
【００１４】
次に、一のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量を超えるときは、排気流量調整手段によって該一のＮＯｘ触媒に流入する排気流量を低減させて、低ＳＶ状態とする。そして、その状態のもと、ＮＯｘ触媒に燃料を供給して吸蔵ＮＯｘの還元、浄化を行う。このとき、内燃機関からの排気は、二つの排気通路を経て、前記一のＮＯｘ触媒を除く残り二つのＮＯｘ触媒に主に流れ込む。
【００１５】
ここで、従来の排気浄化システムでは、内燃機関の排気通路が二つある場合は、それぞれの排気通路に二つのＮＯｘ触媒を並列に設けることで、内燃機関の運転状態にかかわらず吸蔵ＮＯｘを還元、浄化するのに好適な低ＳＶ状態を作り出す。そのため、全体では四つのＮＯｘ触媒が必要となり、車輌への搭載性が悪化する。しかし、本発明に係る排気浄化システムにおいては、ＮＯｘ触媒の数は三個であり、且つＮＯｘ浄化手段によって、内燃機関の運転状態にかかわらず、吸蔵ＮＯｘを還元、浄化するのに好適な低ＳＶ状態を作り出すことが可能である。従って、本発明に係る排気浄化システムの方が、車輌への搭載性が優れている。
【００１６】
また、本発明に係る排気浄化システムにおいては、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化時には、排気通路全体において排気が流れる触媒の数が三個から二個へと変動する。一方で、上記の従来の排気浄化システムでは排気通路それぞれが二個のＮＯｘ触媒を備えているため、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化時には、排気が流れる触媒の数が二個から一個へと変動する。この結果、本発明に係る排気浄化システムは、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化時において、排気通路の背圧の上昇を可及的に抑制することが可能となる。
【００１７】
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記排気流量調整手段は、前記二つの排気通路のそれぞれの分岐点に設けられた二個の上流側流路調整弁、もしくは、前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して繋がれた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が、それぞれ排気の流出口側で再び一の排気通路に結合される場合は、それぞれの結合部に設けられた二個の下流側流路調整弁の少なくともいずれかであって、前記燃料供給手段は、前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれの上流側の排気通路に位置する三個の燃料添加弁であってもよい。
【００１８】
即ち、二個の上流側流路調整弁によって分岐した排気通路のそれぞれが繋がれるＮＯｘ触媒への排気の流入を制御する。また、二個の下流側流路調整弁によっても、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流れを制御することが可能となるので、以てＮＯｘ触媒に流れ込む排気流量の制御が可能となる。好ましくは、これら上流側流路調整弁と下流側流路調整弁を、一の排気通路にそれぞれ設ける。また、燃料添加弁については、三個のＮＯｘ触媒に対応して、それぞれのＮＯｘ触媒に燃料を供給するのが可能な位置に設けられる。
【００１９】
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記排気流量調整手段は、前記二つの排気通路のそれぞれの分岐点に設けられた二個の上流側流路調整弁であって、前記燃料供給手段は、前記二個の上流側流路調整弁のそれぞれの上流側の排気通路に位置する二個の燃料添加弁であってもよい。
【００２０】
即ち、二個の上流側流路調整弁によって分岐した排気通路のそれぞれが繋がれるＮＯｘ触媒への排気の流入を制御する。また、燃料添加弁については、上流側流路調整弁の開閉動作を伴って三個のＮＯｘ触媒への燃料供給を可能とする。
【００２１】
ここで、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化時の前記燃料添加弁によるＮＯｘ触媒への燃料供給に
ついては、前記ＮＯｘ浄化手段は、前記一の排気通路が繋がれる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のうち一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料供給をするとき、該一の排気通路に設けられた前記上流側流路調整弁によって残りの吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気の流れを遮断した状態で該一の排気通路に設けられた前記燃料添加弁によって排気中に燃料を添加し、その所定時間経過後該上流側流路調整弁によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気の流れを遮断するようにしてもよい。
【００２２】
前記所定時間とは、添加された燃料が、排気に添加されてから吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われるＮＯｘ触媒に到達するのに要する時間であり、例えば、燃料添加弁によって排気中に添加された燃料が、添加されてから流路調整弁が設けられた地点を経過するまでに要する時間である。そこで、所定時間が経過した後は、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われるＮＯｘ触媒を低ＳＶ状態とすべく、上流側流路調整弁によって該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気の流れが遮断される。
【００２３】
ここで、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＮＯｘ浄化手段によって前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が供給されるときに、他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されるＮＯｘ吸蔵量を推定する浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段と、前記浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段によって推定されるＮＯｘ吸蔵量に基づいて、前記ＮＯｘ浄化手段によって前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が供給されるときに、前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記所定吸蔵量を超えるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が前記所定吸蔵量を超えると判定されるとき、前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のための前記所定吸蔵量の値を当初の値から所定補正量以上の値を減じた値に補正し、または該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量を当初の量に該所定補正量以上の量を加えたＮＯｘ吸蔵量に補正する補正手段と、を更に備えるようにしてもよい。
【００２４】
上記の内燃機関の排気浄化システムにおいては、一のＮＯｘ触媒においてＮＯｘ浄化手段によって吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われるとき、残りの二個のＮＯｘ触媒に内燃機関からの排気が流れ込む。しかし、この間に更に二個のＮＯｘ触媒のうち一個のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量を超えると、二個のＮＯｘ触媒が同時に還元、浄化のための低ＳＶ状態となるため、内燃機関からの排気が一個のＮＯｘ触媒に集中し、排気通路の背圧が上昇し好ましくない。
【００２５】
そこで、浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段による推定値に基づいて判定手段が、前記他のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量を超えると判定するとき、即ち、二個のＮＯｘ触媒が同時に低ＳＶ状態となると予想されるときは、補正手段によって、前記一のＮＯｘ触媒のための所定吸蔵量の補正、もしくは該一のＮＯｘ触媒について把握されているそのＮＯｘ吸蔵量の補正が行われる。
【００２６】
補正手段によって所定吸蔵量が上記のように補正されることで、もしくは、補正手段によって該一のＮＯｘ触媒について把握されているそのＮＯｘ吸蔵量が上記のように補正されることで、該一のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量と所定吸蔵量との相対関係が補正されて、該一のＮＯｘ触媒における吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が本来のタイミングより早いタイミングで行われる。
【００２７】
その結果、該一のＮＯｘ触媒が低ＳＶ状態に置かれている間は、前記他のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量は補正前の当初の所定吸蔵量を超えることはない。そして、該他のＮＯｘ触媒においては、該一のＮＯｘ触媒における還元、浄化が終了次第、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化を開始すればよい。このようにすることで、三個のＮＯｘ触媒の少なくとも二個が同時に吸蔵ＮＯｘの還元、浄化のために低ＳＶ状態に置かれるのを回避することが可能となる
。
【００２８】
ここで、前記所定補正量は、前記浄化時ＮＯｘ吸蔵量推定手段によって推定されるＮＯｘ吸蔵量から、前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量と前記他の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量との差分を差し引いた量であってもよい。所定ＮＯｘ吸蔵量もしくは一のＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量の補正量をこのように設定することで、三個のＮＯｘ触媒の少なくとも二個が同時に吸蔵ＮＯｘの還元、浄化のために低ＳＶ状態に置かれるのをより確実に回避することが可能となる。
【００２９】
第二に、上記した課題を解決するために、本発明は、内燃機関の有する気筒が排気を共通する二つの気筒群に分けられ、各気筒群と繋がる二つの排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、  前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は三個、前記排気通路に並列に設けられ、且つ前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に排気が分かれて流入可能となるべく前記二つの排気通路のそれぞれが分岐して該三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に繋がれ、前記二つの排気通路のそれぞれに設けられ、且つ一の排気通路が繋がれる前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のそれぞれに流れ込む排気流量を調整する排気流量調整手段と、前記三個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられ、且つそれぞれの該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料を供給する燃料供給手段と、前記排気流量調整手段による前記一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への排気流量の低減と前記燃料供給手段による該一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への燃料供給とを、順次、一の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒において実行し、且つ残りの二個の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に前記二つの排気通路からの排気を流入するＮＯｘ浄化手段と、を備える。
【００３０】
上記の排気浄化システムにおけるＮＯｘ触媒と二つの排気通路との関係は、先に述べたとおりである。上記の排気浄化システムの特徴点の一つは、ＮＯｘ浄化手段によって、三個のＮＯｘ触媒のうち常に一個は低ＳＶ状態に置かれ残りの二個のＮＯｘ触媒に内燃機関からの排気が流れ込み、低ＳＶ状態に置かれるＮＯｘ触媒は順次変更される。この結果、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘが還元、浄化されるにかかわらず、内燃機関からの排気は常に二個のＮＯｘ触媒に流れ込むため、排気通路における背圧は恒常的に安定する。また、ＮＯｘ触媒の数を三個とすることで、従来の排気浄化システムに比べて車輌への搭載性も向上する。
【発明の効果】
【００３１】
排気通路に並列で複数のＮＯｘ触媒を備える内燃機関において、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの吸蔵、還元時に排気通路の背圧の上昇を可及的に抑制するとともに、排気浄化システムの車輌への搭載性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明が適用される内燃機関１の排気浄化システムの概略構成を表す図である。内燃機関１は、Ｖ型エンジンであり、排気を共通する二つの気筒群２Ｌ、２Ｒを有している。そして、二つの気筒群２Ｌ、２Ｒはそれぞれ、第一排気通路３Ｌと第二排気通路３Ｒのそれぞれに繋がれている。
【００３４】
第一排気通路３Ｌは途中で分岐して第一上流側通路４Ｌと第二上流側通路５Ｌを形成する。また、第二排気通路３Ｒは途中で分岐して第三上流側通路４Ｒと第四上流側通路５Ｒを形成する。更に、第一上流側通路４Ｌは第一ＮＯｘ触媒１６と繋がれ、第二上流側通路
５Ｌと第四上流側通路５Ｒとは結合して第二ＮＯｘ触媒１５と繋がれ、第三上流側通路４Ｒは第三ＮＯｘ触媒１４と繋がれている。尚、第一ＮＯｘ触媒１６、第二ＮＯｘ触媒１５、第三ＮＯｘ触媒１４は、いわゆる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である。
【００３５】
次に、各ＮＯｘ触媒の下流側における排気通路の配管について説明する。第一ＮＯｘ触媒１６からは第一下流側通路６Ｌが延出し、第二ＮＯｘ触媒１５からは第二下流側通路７Ｌおよび第四下流側通路７Ｒが二股に延出し、第三ＮＯｘ触媒１４からは第三下流側通路６Ｒが延出している。そして、第一下流側通路６Ｌと第二下流側通路７Ｌは結合して第三排気通路８Ｌを形成し、第三下流側通路６Ｒと第四下流側通路７Ｒは結合して第四排気通路８Ｒを形成する。
【００３６】
ここで、第一排気通路３Ｌの分岐点には、第一排気通路３Ｌを流れる排気において、第一上流側通路４Ｌと第二上流側通路５Ｌとに流れる排気量の比率を調整する上流側流路調整弁９Ｌが設けられ、第二排気通路３Ｒの分岐点には、第二排気通路３Ｒを流れる排気において、第三上流側通路４Ｒと第四上流側通路５Ｒとに流れる排気量の比率を調整する上流側流路調整弁９Ｒが設けられている。更に、第一下流側通路６Ｌと第二下流側通路７Ｌとの結合部には、各通路を流れ第三排気通路８Ｌに合流する排気量の比率を調整する下流側流路調整弁１７Ｌが設けられ、第三下流側通路６Ｒと第四下流側通路７Ｒとの結合部には、各通路を流れ第四排気通路８Ｒに合流する排気量の比率を調整する下流側流路調整弁１７Ｒが設けられている。
【００３７】
また、第一上流側通路４Ｌの途中に通路を流れる排気に燃料を添加する第一燃料添加弁１３が設けられ、第二上流側通路５Ｌと第四上流側通路との結合部近傍に通路を流れる排気に燃料を添加する第二燃料添加弁１２が設けられ、第三上流側通路４Ｒの途中に通路を流れる排気に燃料を添加する第三燃料添加弁１１が設けられている。
【００３８】
また、内燃機関１には、該内燃機関１やその排気浄化システムを制御するための電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転状態や排気浄化システム等を制御するユニットである。
【００３９】
ここで、上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒおよび下流側流路調整弁１７Ｌ、１７ＲはＥＣＵ２０と電気的に接続されており、これらの流路調整弁は、ＥＣＵ２０からの制御信号によってその開度が調整される。その結果、内燃機関１の排気浄化システムにおける排気の流れが制御される。また、第一燃料添加弁１３、第二燃料添加弁１２および第三燃料添加弁１１はＥＣＵ２０と電気的に接続されており、これらの燃料添加弁は、ＥＣＵ２０からの制御信号によって制御され、通路を流れる排気への燃料添加が行われる。
【００４０】
図１のように構成される内燃機関１の排気浄化システムにおいて、第一ＮＯｘ触媒１６、第二ＮＯｘ触媒１５および第三ＮＯｘ触媒１４に流入する排気の空燃比がリーン状態であるときは、各ＮＯｘ触媒によって排気中のＮＯｘが触媒内へ吸蔵される。また、排気の空燃比がストイキ又はリッチ状態となると各ＮＯｘ触媒に吸蔵されていたＮＯｘが放出され、排気中の燃料が還元剤として作用し、ＮＯｘが還元、浄化される。
【００４１】
ここで、該排気浄化システムにおいては、各ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が比較的少ない場合、即ち各ＮＯｘ触媒に排気中のＮＯｘを十分に吸蔵する能力が残されている場合には、二つの気筒群２Ｌ、２Ｒから排出される排気が各ＮＯｘ触媒に均等に流れ込むように、ＥＣＵ２０からの指令によって、上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒおよび下流側流路調整弁１７Ｌ、１７Ｒの開度が調整される。これにより各ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の増加程度が概ね一定となる。
【００４２】
しかし、各ＮＯｘ触媒において、ＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｄ０を超えると、排気中のＮＯｘを十分に吸蔵することが困難となり、多くのＮＯｘが大気中へ放出され得る。そこで、そのような場合には、各ＮＯｘ触媒の吸蔵ＮＯｘを還元、浄化する必要がある。本実施例に係る内燃機関１の排気浄化システムでは、還元、浄化の対象となるＮＯｘ触媒に流れ込む排気流量を低減させて低ＳＶ状態とした上で、還元剤である燃料が該ＮＯｘ触媒に供給される。
【００４３】
具体的には、吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵量Ｄ０を超えるＮＯｘ触媒が第一ＮＯｘ触媒１６である場合には、上流側流路調整弁９Ｌによって第一排気通路３Ｌからの排気が第一上流側通路４Ｌに流れ込まないようにした状態で、第一燃料添加弁１３から排気中に燃料を添加する。また、吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵量Ｄ０を超えるＮＯｘ触媒が第二ＮＯｘ触媒１５である場合には、上流側流路調整弁９Ｌによって第一排気通路３Ｌからの排気が第二上流側通路５Ｌに流れ込まないように、且つ上流側流路調整弁９Ｒによって第二排気通路３Ｒからの排気が第四上流側通路５Ｒに流れ込まないようにした状態で、第二燃料添加弁１２から排気中に燃料を添加する。また、吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵量Ｄ０を超えるＮＯｘ触媒が第三ＮＯｘ触媒１４である場合には、上流側流路調整弁９Ｒによって第二排気通路３Ｒからの排気が第三上流側通路４Ｒに流れ込まないようにした状態で、第三燃料添加弁１１から排気中に燃料を添加する。
【００４４】
このように構成される内燃機関１の排気浄化システムは、二つの気筒群２Ｌ、２Ｒから排出される排気を合計三個のＮＯｘ触媒で浄化することが可能となる。従って、従来のケースのように各気筒群からの排気をそれぞれ二個のＮＯｘ触媒によって浄化する場合と比べて、ＮＯｘ触媒の数を減らすことができるため、内燃機関１の車輌への搭載性が向上する。
【００４５】
また、このように低ＳＶ状態に置かれたＮＯｘ触媒に対して吸蔵ＮＯｘの還元、浄化を行うことで、より少ない燃料で効率的な還元、浄化が可能となる。更に、ＮＯｘ触媒を低ＳＶ状態に置くことで生じる第一排気通路３Ｌおよび第二排気通路３Ｒの背圧の上昇に関しても、本実施例では排気が流れ込むＮＯｘ触媒の数の変動幅が三個から二個となり、一方で上記の従来のケースでは変動幅は二個から一個となるため、本実施例にかかる排気浄化システムの方が従来と比べて排気通路における背圧の上昇を抑制することが可能となる。
【００４６】
ここで、各ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が近接する場合、二個のＮＯｘ触媒において、同時に吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われ、低ＳＶ状態に置かれる可能性がある。そのような場合、内燃機関１からの排気が一個のＮＯｘ触媒に集まるため、排気通路における背圧が大きく上昇する虞がある。そこで、二個のＮＯｘ触媒が同時に低ＳＶ状態に置かれるのを回避することを可能とするＮＯｘ浄化制御について、図２に基づいて説明する。本実施例におけるＮＯｘ浄化制御は、ＥＣＵ２０によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。尚、該ＮＯｘ浄化制御は、いずれのＮＯｘ触媒も低ＳＶ状態に置かれていないときに開始される。
【００４７】
Ｓ１０１では、第一ＮＯｘ触媒１６、第二ＮＯｘ触媒１５、第三ＮＯｘ触媒１４のそれぞれのＮＯｘ吸蔵量を推定する。具体的には、例えば、ＮＯｘ触媒１４のＮＯｘ吸蔵量は、内燃機関１の機関負荷や機関回転速度等の運転履歴、上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒの開度等によって決定される各ＮＯｘ触媒への排気流量に基づいて推定される。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００４８】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１の処理結果に基づいて、ＮＯｘ吸蔵量が最大のＮＯｘ触媒であ
る吸蔵量最多触媒と、その次にＮＯｘ吸蔵量が多いＮＯｘ触媒である吸蔵量二位触媒との間におけるＮＯｘ吸蔵量の差分であるＮＯｘ吸蔵量差ΔＤを算出する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４９】
三個のＮＯｘ触媒のうち、吸蔵量最多触媒が最も早くそのＮＯｘ吸蔵量が上記の所定吸蔵量Ｄ０に到達し、その次にＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量に到達するのは吸蔵量二位触媒である。そこで、Ｓ１０３では、吸蔵量最多触媒においてその吸蔵ＮＯｘが還元、浄化されるとき、吸蔵量二位触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰを推定する。該推定に際しては、吸蔵量最多触媒が低ＳＶ状態に置かれることで、吸蔵量二位触媒に流入する排気流量が増加することを考慮する。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００５０】
Ｓ１０４では、Ｓ１０２で算出されたＮＯｘ吸蔵量差ΔＤが、Ｓ１０３で推定されたＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰ以下であるか否かが判定される。ＮＯｘ吸蔵量差ΔＤがＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰを超える場合、吸蔵量最多触媒において吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われている最中に、吸蔵量二位触媒においてもＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｄ０を超えて吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われる。その結果、二個のＮＯｘ触媒が同時に低ＳＶ状態となり、排気通路における背圧が上昇する虞がある。即ち、Ｓ１０４の処理は、ＮＯｘ吸蔵量差ΔＤとＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰとの関係から、二個のＮＯｘ触媒が同時に低ＳＶ状態となるのを予測するものである。Ｓ１０４では、Ｓ１０２で算出されたＮＯｘ吸蔵量差ΔＤが、Ｓ１０３で推定されたＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰ以下である場合は、Ｓ１０５へ進む。一方で、Ｓ１０４では、Ｓ１０２で算出されたＮＯｘ吸蔵量差ΔＤが、Ｓ１０３で推定されたＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰ以下でない場合は、Ｓ１０６へ進む。
【００５１】
Ｓ１０５では、吸蔵量最多触媒において、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化を行うか否かの基準となる上記の所定吸蔵量Ｄ０の値を補正する。本実施例においては、吸蔵量最多触媒の当初の所定吸蔵量Ｄ０から、Ｓ１０３で推定された吸蔵量二位触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰを差し引いた値とする。これにより、吸蔵量最多触媒において、そのＮＯｘ吸蔵量と所定吸蔵量Ｄ０との相対関係が変化し、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が当初の時期より早期に実行されることになる。Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進む。
【００５２】
Ｓ１０６では、吸蔵量最多触媒において、所定吸蔵量Ｄ０の値を当初の値に設定する。従って、この場合、吸蔵量最多触媒において、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化の時期は当初の時期である。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進む。
【００５３】
Ｓ１０７では、吸蔵量最多触媒において、ＮＯｘ吸蔵量がＳ１０５で補正された所定吸蔵量Ｄ０もしくはＳ１０６で設定された当初の所定吸蔵量Ｄ０を超えているか否かが判定される。ＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｄ０を超えているときはＳ１０８へ進み、ＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｄ０を超えていないときはＳ１０７の処理が再び行われる。
【００５４】
Ｓ１０８では、吸蔵量最多触媒における吸蔵ＮＯｘの還元、浄化を行うべく、流路調整弁の開度の制御、燃料添加弁からの排気燃料添加が行われる。流路調整弁および燃料添加弁の具体的な制御については、上述の通りである。Ｓ１０８の処理後、本ＮＯｘ浄化制御を終了する。
【００５５】
ここで、図３に、図２に示すＮＯｘ浄化制御が行われるときの吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒のＮＯｘ吸蔵量の様子が示されている。図３（ａ）は、図２に示すＳ１０３の処理が行われた段階での、吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の様子を示す。図中のパーセンテージは、ＮＯｘ吸蔵量が所定吸蔵量Ｄ０であるときを１００％としたときのＮＯｘ吸蔵量を表している。
【００５６】
そこで、図３（ａ）においては、吸蔵量最多触媒のＮＯｘ吸蔵量Ｄ１は８５％であり、吸蔵量二位触媒のＮＯｘ吸蔵量Ｄ２は８０％である。従って、図２に示すＮＯｘ浄化制御でのＮＯｘ吸蔵量差ΔＤは５％となる。また、本実施例においては、Ｓ１０３で推定される吸蔵量二位触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰは１０％である。
【００５７】
ここで、吸蔵量最多触媒のＮＯｘ吸蔵量が１００％となったとき、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が行われるが、その開始時点で吸蔵量二位触媒のＮＯｘ吸蔵量は９５％に達している。従って、吸蔵量最多触媒における還元、浄化が行われている間に、吸蔵量二位触媒における還元、浄化が行われることになる可能性がある。そこで、図３（ａ）に表す状態である吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒とにおいては、Ｓ１０４での判定に従うとＳ１０５の処理が行われる。
【００５８】
次に、図３（ｂ）には、ＮＯｘ浄化制御におけるＳ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８の処理が行われるときの吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒のＮＯｘ吸蔵量の様子が示される。Ｓ１０５の処理によって、吸蔵量最多触媒においては、所定吸蔵量Ｄ０の値が当初の１００％から９０％に補正されている。そして、吸蔵量最多触媒のＮＯｘ吸蔵量Ｄ１が９０％になると、Ｓ１０７の判断を経て、Ｓ１０８の処理が実行される。このとき、吸蔵量二位触媒のＮＯｘ吸蔵量Ｄ２は８５％であり、吸蔵量最多触媒での還元、浄化が終了した段階でもＮＯｘ吸蔵量Ｄ２は９５％までしか到達しない。従って、吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒とで、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が同時に実行されることは回避される。
【００５９】
また、図３（ｃ）に示すように、吸蔵量最多触媒と吸蔵量二位触媒とにおいて、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が同時に実行されるのを回避するために、所定吸蔵量Ｄ０を補正せずに、吸蔵量最多触媒のＮＯｘ吸蔵量を、ＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰに相当する分だけかさ上げしてもよい。このようにすることでも、吸蔵量最多触媒においては、吸蔵ＮＯｘの還元、浄化が当初の開始時期より早い段階で行われ、以て吸蔵ＮＯｘの還元、浄化の同時実行が回避され得る。
【００６０】
尚、上述の実施例においては、所定吸蔵量の補正量もしくは吸蔵量最多触媒のＮＯｘ吸蔵量の補正量は、ＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰであるが、この補正量は、該ＮＯｘ吸蔵量の増加量ＤＰからＮＯｘ吸蔵量差ΔＤを減じた量以上であれば、吸蔵量最多触媒における吸蔵ＮＯｘの還元、浄化の開始時期を当初の開始時期より早くし、二個のＮＯｘ触媒における吸蔵ＮＯｘの還元、浄化の同時実行を回避することが可能となる。
【００６１】
また、図１に示す内燃機関１の排気浄化システムを車輌に搭載するに際して、搭載スペースが限られている場合は、図４に示すように排気浄化システムを縦一列に構成してもよい。図４は、内燃機関１の排気浄化システムを概略的に示した図であり、図１に示す排気浄化システムの構成要素と同一のものについては同じ番号を付する。
【００６２】
図４に示す内燃機関１の排気浄化システムにおいては、内燃機関から排出された排気が、上流側排気通路２４を経て、順次第一ＮＯｘ触媒１６、第二ＮＯｘ触媒１５、第三ＮＯｘ触媒１４に分配される。そして、排気の分配は、各ＮＯｘ触媒の上流側に設けられた第一排気流量調整弁２１、第二排気流量調整弁２２、第三排気流量調整弁２３によって行われる。尚、燃料添加弁については図４において図示省略されているが、各ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられている。また、各ＮＯｘ触媒からの排気は、下流側排気通路２５に集められる。
【００６３】
尚、図４に示す内燃機関１の排気浄化システムでは、下流側のＮＯｘ触媒になるほど上流側排気通路２４における背圧が低下していく。従って、各ＮＯｘ触媒に流入する排気の入りやすさが異なるため、第一排気流量調整弁２１、第二排気流量調整弁２２、第三排気
流量調整弁２３の開度の調整は、上流側排気通路２４における背圧を考慮するのが好ましい。
【実施例２】
【００６４】
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの第二の実施例について、図５に基づいて説明する。図５は本発明に係る内燃機関１の排気浄化システムを概略的に示した図であり、図１に示す排気浄化システムの構成要素と同一のものについては同じ番号を付する。
【００６５】
図５に示す排気浄化システムが図１に示す排気浄化システムと異なる点は、下流側流路調整弁１７Ｌ、１７Ｒが無い点と、燃料添加弁が第一燃料添加弁１３と第三燃料添加弁１１の二つであって、それぞれが上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒの上流側の排気通路に設けられている点である。
【００６６】
このように構成される排気浄化システムにおいては、各ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が比較的少ない場合には、二つの気筒群２Ｌ、２Ｒから排出される排気が各ＮＯｘ触媒に均等に流れ込むように、ＥＣＵ２０からの指令によって、上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒおよび下流側流路調整弁１７Ｌ、１７Ｒの開度が調整される。これにより各ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の増加程度が概ね一定となる。
【００６７】
一方で、各ＮＯｘ触媒の吸蔵ＮＯｘを還元、浄化する場合には、各ＮＯｘ触媒を低ＳＶ状態とした上で、還元剤である燃料が該ＮＯｘ触媒に供給される。具体的には、吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵量Ｄ０を超えるＮＯｘ触媒が第一ＮＯｘ触媒１６である場合には、先ず上流側流路調整弁９Ｌによって第一排気通路３Ｌからの排気を第一上流側通路４Ｌに導入し、その状態で第一燃料添加弁１３から排気に燃料を添加する。その後、燃料添加から一定時間経過後に、即ち、添加燃料が第一上流側通路４Ｌに流れ込んだと推定されるときに、上流側流路調整弁９Ｌによって、第一排気通路３Ｌからの排気を第二上流側通路５Ｌに導入し、第一ＮＯｘ触媒１６を低ＳＶ状態に置く。他のＮＯｘ触媒において、その吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵量Ｄ０を超えるときも同様に、上流側流路調整弁９Ｌ、９Ｒの開度を制御するとともに各燃料添加弁から排気への燃料添加を行う。
【００６８】
このように構成される内燃機関１の排気浄化システムでは、図１に示す内燃機関の排気浄化システムに比べて、更に燃料添加弁の数を減らすことが可能となり、排気浄化システムの構成に要するコストを低減することが可能である。
【実施例３】
【００６９】
上述までの内燃機関の排気浄化システムが適用される内燃機関として、図１または図５ではＶ型エンジンが挙げられているが、図６に示すように直列多気筒エンジンにも本発明に係る排気浄化システムの適用は可能である。図６に示す内燃機関は、４つの気筒３０を有する直列エンジンである。尚、図中の＃１、＃２、＃３、＃４は気筒３０の番号を示す。該直列エンジンでの気筒の着火順番は、＃１→＃３→＃４→＃２である。
【００７０】
該直列エンジンの排気浄化システムは、各気筒３０と三個のＮＯｘ触媒３１、３２、３３とを繋ぐ上流側排気通路３４と各ＮＯｘ触媒から流出する排気が流れる下流側排気通路３５とから主に構成される。該直列エンジンにおいては、二番気筒３０＃２と三番気筒３０＃３を一つの気筒群とし、一番気筒３０＃１と四番気筒３０＃４とを一つの気筒群とする。これは、該直列エンジンでの気筒の着火順番を考慮して、各気筒からの排気が干渉しないように四つの気筒を二つの気筒群に分けたものである。
【００７１】
そして、上流側排気通路３４は、二番気筒３０＃２と三番気筒３０＃３をＮＯｘ触媒３１に繋ぎ、一番気筒３０＃１と四番気筒３０＃４をＮＯｘ触媒３３に繋ぐ。更に、三番気
筒３０＃３とＮＯｘ触媒３１との間の排気通路を分岐させてＮＯｘ触媒３２に繋ぐとともに、一番気筒３０＃１とＮＯｘ触媒３３との間の排気通路を分岐させてＮＯｘ触媒３２に繋ぐ。尚、図６においては、図示省略されているが、各気筒と各ＮＯｘ触媒をつなぐ排気通路には排気流量を調整する排気流量調整弁や、排気に燃料を添加する燃料添加弁が設けられている。
【００７２】
このように直列エンジンの排気浄化システムを構成することで、排気通路における背圧上昇の抑制、排気浄化システムの車輌への搭載性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第一の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムの概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘを還元、浄化するＮＯｘ浄化制御に関するフローチャートである。
【図３】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の様子を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムの車輌への搭載例を示した図である。
【図５】本発明の第二の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムの概略構成を表す図である。
【図６】本発明の第三の実施例に係る内燃機関の排気浄化システムの概略構成を表す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・・内燃機関
２Ｌ、２Ｒ・・・・気筒群
３Ｌ・・・・第一排気通路
３Ｒ・・・・第二排気通路
４Ｌ・・・・第一上流側通路
４Ｒ・・・・第三上流側通路
５Ｌ・・・・第二上流側通路
５Ｒ・・・・第四上流側通路
９Ｌ・・・・上流側流路調整弁
９Ｒ・・・・下流側流路調整弁
１１・・・・第三燃料添加弁
１２・・・・第二燃料添加弁
１３・・・・第一燃料添加弁
１４・・・・第三ＮＯｘ触媒
１５・・・・第二ＮＯｘ触媒
１６・・・・第一ＮＯｘ触媒
２０・・・・ＥＣＵ
【図１】
2006077710.tif 000003
【図２】
2006077710.tif 000004
【図３】
2006077710.tif 000005
【図４】
2006077710.tif 000006
【図５】
2006077710.tif 000007
【図６】
2006077710.tif 000008