(57)【要約】【課題】詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と添加燃料噴射量の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気浄化ユニット４４と、その再生燃料の添加弁６１と、添加燃料を排気管４２内に導入する導入通路６２ａと、添加燃料噴射量を制御するＥＣＵ１００とを備える装置であって、空気を取り込んで圧縮し導入通路６２ａ内に吐出する圧縮機構７０と、その空気の量を調整する空気量制御ユニット７５とが設けられており、そのユニット７５は、導入通路６２ａが排気浄化ユニット４４の再生処理中に所定高温度に達しているか否かと再生可能温度になっているか否かとを判定して、所定高温度に達していると、圧縮空気を導入通路６２ａ内に供給し、所定高温度かつ再生可能温度となっていると、空気の供給期間に略同期しかつそれより短い所定の噴射期間中に、ＥＣＵ１００は、添加弁６１を開弁させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管に装着され該排気管内を通る排気ガスを浄化する排気浄化ユニットと、
前記排気浄化ユニットを再生する燃料を噴射して前記排気ガス中に添加する添加弁と、
前記添加弁からの燃料を前記排気管内に導入する導入通路を形成する導入通路形成部材と、
前記内燃機関の運転条件に応じて前記添加弁からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットと
を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記排気管の外部から空気を取り込んで圧縮し、前記導入通路内に供給する圧縮機構と、
前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の量を前記内燃機関の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニットと、
が設けられ、
前記空気量制御ユニットは、前記導入通路が所定高温度に達しているか否かと前記排気浄化ユニットの再生可能温度になっているか否かとを判定して、該所定高温度に達しているときに、前記圧縮機構により加圧された空気を前記排気管内への連通路である前記導入通路内に供給し、
前記添加制御ユニットは、該所定高温度に達しかつ前記再生可能温度となっている状態下の前記空気の供給期間に略同期しかつ該期間より短い所定の噴射期間中に、前記添加弁を開弁させることで前記導入通路内から前記排気ガス中に燃料を噴射させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記内燃機関が、排気エネルギを利用して前記内燃機関の吸入空気を圧縮し前記内燃機関に空気を過給するターボ過給機と、前記内燃機関の吸入管内の空気の圧力を検出する吸気圧センサとを有しており、
前記空気量制御ユニットは、前記吸気圧センサの検出値を用いて前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の圧力を制御す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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気浄化ユニットの再生のために排気管内に添加燃料を噴射する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関の排気浄化装置においては、排気ガス中への燃料の添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化用の触媒の再生処理を実行したり、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦという）の再生処理を実行したりしているものが多い。
【０００３】
このような内燃機関の排気浄化装置では、排気ガス中に燃料を添加する添加弁や、添加燃料の排気管内への導入通路（噴射孔）を形成する高温壁面等に燃料が付着してデポジットが堆積すると、添加燃料の噴射量変化により噴霧特性が経時変化してしまう。
【０００４】
そこで、そのような添加燃料の噴射量および噴霧特性の経時変化を抑えるべく、所定の時間間隔で添加燃料を噴射して添加弁や導入通路の壁面を冷却する詰まり防止添加を実行するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０６０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、詰まり防止のための添加燃料噴射を実行する必要から燃費が低下するため、燃費改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる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】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、上記目的達成のため、内燃機関の排気管に装着され該排気管内を通る排気ガスを浄化する排気浄化ユニットと、前記排気浄化ユニットを再生する燃料を噴射して前記排気ガス中に添加する添加弁と、前記添加弁からの燃料を前記排気管内に導入する導入通路を形成する導入通路形成部材と、前記内燃機関の運転条件に応じて前記添加弁からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットとを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気管の外部から空気を取り込んで圧縮し、前記導入通路内に供給する圧縮機構と、前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の量を前記内燃機関の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニットと、が設けられ、前記空気量制御ユニットは、前記導入通路が所定高温度に達しているか否かと前記排気浄化ユニットの再生可能温度になっているか否かとを判定して、該所定高温度に達しているときに、前記圧縮機構により加圧された空気を前記排気管内への連通路である前記導入通路内に供給し、前記添加制御ユニットは、該所定高温度に達しかつ前記再生可能温度となっている状態下の前記空気の供給期間に略同期しかつ該期間より短い所定の噴射期間中に、前記添加弁を開弁させることで前記導入通路内から前記排気ガス中に燃料を噴射させることを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、外部から取り込んだ空気が導入通路内に吐出され、導入通路形成部材や添加弁が冷却されるとともに付着燃料が排除され、さらに、導入通路の排気管内への開口側にデポジットとして堆積し易い付着物を排気管内に吹き飛ばすことが可能になる。しかも、圧縮機構から導入通路内に供給される空気の量が内燃機関の運転条件に応じて調整されることで、デポジットを堆積させ易い付着燃料が効果的に排除され、導入通路の排気管内への開口部分等におけるデポジットの堆積が有効に抑制される。その結果、添加燃料噴射量の経時変化を有効に抑制して排気浄化装置の信頼性を向上させながらも、詰まり防止のための添加燃料噴射の頻度を十分に抑えたり不要にしたりでき、燃費を改善させることができる。
【００１０】
なお、本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、外部から取り込んだ空気を導入通路内に吐出して添加弁および導入通路を冷却することに加えて、添加弁および導入通路をエンジン冷却水により冷却するようにしてもよい。また、圧縮機構から導入通路内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングは、添加弁による燃料の噴射タイミングに同期しているとよい。そのようにすると、導入通路内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により効果的に吹き飛ばすことができる。
【００１１】
本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、さらに、前記内燃機関が、排気エネルギを利用して前記内燃機関の吸入空気を圧縮し前記内燃機関に空気を過給するターボ過給機と、前記内燃機関の吸入管内の空気の圧力を検出する吸気圧センサとを有しており、前記空気量制御ユニットは、前記吸気圧センサの検出値を用いて前記圧縮機構から前記導入通路内に供給される空気の圧力を制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における添加弁および導入通路の部分拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における導入通路への空気供給ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置における添加燃料噴射タイミングと空気供給電磁弁の開弁のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【００１６】
まず、構成について説明する。
【００１７】
図１ないし図３は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第１の実施の形態を示しており、この実施の形態は、本発明を多気筒内燃機関である直列４気筒のディーゼルエンジン１０（以下、単にエンジン１０という）に適用したものである。
【００１８】
図１に示すように、エンジン１０は、複数の気筒１１（図１中に１つのみ図示する）を有しており、各気筒１１内にピストン１２が収納されるとともに燃焼室１３が形成されている。また、ピストン１２は、コネクティングロッド１４を介してクランク軸１５に連結されており、各燃焼室１３には、吸気弁１６および排気弁１７が設けられている。さらに、エンジン１０には、燃焼室１３内に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置２０と、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置３０と、燃焼室１３からの排気ガスを排気させる排気装置４０とが装備されている。
【００１９】
また、エンジン１０には、排気装置４０内の排気エネルギを利用して吸気装置３０内で吸入空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ過給機５０と、排気ガスの一部を吸気側に還流させ再循環させる図示しないＥＧＲ装置とが装備されている。
【００２０】
燃料噴射装置２０は、燃料を加圧して供給する図示しないサプライポンプ２１と、そのサプライポンプ２１からの燃料を導入し蓄圧するコモンレール２２と、そのコモンレール２２を通して供給される燃料を対応する気筒１１内に噴射する複数の燃料噴射弁２３とを含んで構成されている。
【００２１】
サプライポンプ２１は、例えばエンジン１０の回転動力を利用して駆動され、コモンレール２２は、サプライポンプ２１から供給される高圧燃料を蓄圧・貯留しつつ複数の燃料噴射弁２３に分配・供給するようになっている。各燃料噴射弁２３は、公知の電磁駆動式のニードル弁で構成され、後述する電子制御ユニット１００（制御装置；以下、ＥＣＵ１００という）からの噴射指令信号により開弁駆動されるようになっている。
【００２２】
吸気装置３０には、下流側にサージタンク３１および図示しない吸気マニホールドを有する吸気管３２と、サージタンク３１の上流端部の近傍でエンジン１０内への吸気量を調整するスロットル弁３３と、吸気管３２の上流部でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ３４と、吸気管３２内の空気の圧力を検出する吸気圧センサ３５とが、それぞれ装着されている。なお、吸気装置３０には、さらに、ターボ過給機５０により過給されつつ昇温した空気を吸気圧センサ３５より上流側で冷却する図示しないインタークーラが設けられている。
【００２３】
排気装置４０は、上流側に図示しない排気マニホールドを有する排気管４２と、ターボ過給機５０より下流側で排気管４２に装着された公知の排気浄化ユニット４４と、排気浄化ユニット４４の温度を検出する触媒温度センサ４６とを含んで構成されている。
【００２４】
排気浄化ユニット４４は、燃焼室１３から排出されて排気管４２内を通る排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や微粒子（パティキュレート）に関する排気浄化を行う公知のものである。
【００２５】
排気浄化ユニット４４は、例えばＤＰＦの多孔質セラミック基材に貴金属触媒とＮＯｘ吸蔵材とを含むＮＯｘ吸蔵・還元型の触媒を担持させて、内部に導入される排気ガスの空燃比がリーン（酸化雰囲気）となる通常運転時にはＮＯｘ（ＮＯ２やＮＯ）を吸蔵させる一方、内部に導入される排気ガスの空燃比が理論空燃比かそれ以上にリッチ（還元雰囲気）となるときには、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵していたＮＯｘを排気ガス中のＨＣやＣＯによりＮ２、ＣＯ２およびＨ２Ｏに還元させるようになっている。この場合、ＰＭは、雰囲気中の活性酸素と気相中の酸素により連続的に酸化され得る。なお、排気浄化ユニット４４の排気浄化方式がここで例示する方式に限定されないことはいうまでもない。
【００２６】
ターボ過給機５０は、互いに回転方向一体に結合されたコンプレッサホイール５１および排気タービン５２を有しており、エンジン１０の排気エネルギにより排気タービン５２を回転させてコンプレッサホイール５１を回転させ、吸入空気を圧縮してエンジン１０内に正圧の空気を過給することができるようになっている。
【００２７】
排気装置４０には、ターボ過給機５０より下流側であって排気浄化ユニット４４よりの上流側の排気ガス中に燃料を添加・供給する添加弁６１が設けられるとともに、添加弁６１からの燃料を排気管４２内に導入する導入通路６２ａを形成する管状の導入通路形成部材６２が装着されている。
【００２８】
添加弁６１は、排気ガス中への燃料添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化ユニット４４における触媒の再生処理、例えば前述のＮＯｘ吸蔵・還元型の触媒の還元処理を実行したりＤＰＦの再生処理を実行したりするようになっている。
【００２９】
導入通路形成部材６２により形成される添加燃料導入用の導入通路６２ａは、図２に示すように、ターボ過給機５０より下流側であって排気浄化ユニット４４よりの上流側の排気管４２の内壁面４２ｂ上に開口しており、排気管４２内の排気通路４２ａに連通している。
【００３０】
また、添加弁６１は、噴射孔６１ａを有する先端側のノズル部６１ｂが導入通路６２ａ内に露出するように、導入通路形成部材６２に締結支持されている。
【００３１】
この添加弁６１は、後端側の電磁式のアクチュエータ６１ｔをＥＣＵ１００からの燃料添加指令信号に応じて作動させ、弁体６１ｖを燃料添加指令信号に応じたタイミングおよび開度（デューティー比）で開弁駆動することにより弁座６１ｓに対して軸方向変位させるようになっている。
【００３２】
そして、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の運転条件に応じて添加弁６１からの燃料の噴射量を制御する添加制御ユニットとして機能するようになっている。
【００３３】
一方、ターボ過給機５０のコンプレッサホイール５１より上流側の吸気管３２とターボ過給機５０の排気タービン５２より下流側の排気管４２との間には、排気管４２の外部から空気を取り込んで圧縮し、圧縮空気として導入通路６２ａ内に吐出する圧縮機構７０が介装されている。
【００３４】
この圧縮機構７０は、空気導入管７１、空気圧縮ポンプ７２、流量調整弁７３および導入通路温度センサ７４を含んで構成されており、空気導入管７１は、コンプレッサホイール５１より上流側の吸気管３２と導入通路形成部材６２の間に介在して、吸気管３２の吸気通路３２ａから導入通路６２ａに空気を供給可能にしている。
【００３５】
空気圧縮ポンプ７２は、空気導入管７１の途中に装着された電動式または機械式のポンプであり、吸気通路３２ａ内の空気を取り込んで圧縮し、圧縮空気として導入通路６２ａ内に吐出することができるようになっている。
【００３６】
流量調整弁７３は、ＥＣＵ１００により開度制御されるようになっており、ＥＣＵ１００とともに、圧縮機構７０から導入通路６２ａ内に供給される空気の量を少なくともエンジン１０の運転条件に応じて調整する空気量制御ユニット７５を構成している。
【００３７】
導入通路温度センサ７４は、添加弁６１からの排気管４２内への添加燃料の導入通路６２ａの温度、特に内壁面４２ｂ上の開口付近内における壁面近傍の温度を検出する。この導入通路温度センサ７４の検出温度は、ＥＣＵ１００に取り込まれるようになっている。
【００３８】
空気量制御ユニット７５としてのＥＣＵ１００は、導入通路温度センサ７４の検出温度に応じて、さらに、排気浄化ユニット４４の温度やエンジン１０の吸気量、冷却水温、燃料噴射量その他の運転条件のいずれかに応じて、流量調整弁７３の開度を可変制御するようになっている。
【００３９】
具体的には、ＥＣＵ１００は、導入通路温度センサ７４で検出された導入通路６２ａの温度が付着燃料その他の付着物Ｆｓの酸化によるガム化を進行させてデポジットを堆積させ易くなる温度、例えば摂氏１６０度以上に達しているか否かを判定する。そして、その判定の結果が摂氏１６０度以上であることを肯定する結果になると、流量調整弁７３を開弁させて、導入通路６２ａ内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により排気管４２内に吹き飛ばすようになっている。ここで、圧縮機構７０から添加燃料の導入通路６２ａ内に供給する空気量は、導入通路６２ａの温度が高いほど増加させる。
【００４０】
さらに、ＥＣＵ１００は、圧縮機構７０から添加燃料の導入通路６２ａ内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングを、添加弁６１から導入通路６２ａを通して排気管４２内に燃料が噴射されるタイミングに略同期させることで、導入通路６２ａ内に付着した燃料を迅速にかつ効果的に吹き飛ばすようになっている。
【００４１】
このＥＣＵ１００については、具体的なハードウェア構成を図示しないが、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップメモリを含み、さらに、Ａ／Ｄ変換器やバッファ等を含む
入力インターフェース回路と、アクチュエータ類の駆動回路等を有する出力インターフェース回路とを含んで構成されている。
【００４２】
ＥＣＵ１００の入力インターフェース回路には、前述の吸気圧センサ３５、触媒温度センサ４６および導入通路温度センサ７４が接続される他、公知のエンジン回転数センサ８１や水温センサ８３が接続され、さらに、図示しないアクセル開度センサ、エアフローメータ、排気空燃比センサおよび燃料圧力センサ等が接続されている。
【００４３】
ＥＣＵ１００の出力インターフェース回路には、燃料噴射弁２３、スロットル弁３３を作動させるスロットルモータ３３ａ、添加弁６１、空気圧縮ポンプ７２および流量調整弁７３、ＥＧＲ弁等のアクチュエータ類が接続されている。
【００４４】
また、ＥＣＵ１００のＲＯＭやバックアップメモリには、燃料噴射弁２３や添加弁６１による燃料噴射を制御する燃料噴射制御や、排気浄化ユニット４４の再生制御、圧縮機構７０による添加弁６１および添加燃料の導入通路６２ａの冷却制御等を実行するための各種制御プログラムが格納されるとともに、それらの制御に必要な設定値や判定条件等が記憶されている。
【００４５】
そして、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭ内に予め格納されたそれら制御プログラムを実行することにより、各種センサ情報やバックアップメモリに記憶された設定情報等に基づいて、排気浄化ユニット４４の再生処理に関連する次のような複数の機能を発揮するようになっている。
【００４６】
すなわち、ＥＣＵ１００は、例えば再生処理の要求時期に達するか否かを所定時間毎に判定する機能や、再生処理が要求されるときに添加弁６１による燃料添加の実行時期および噴射量を算出し、その算出結果に対応する燃料添加指令信号を添加弁６１に出力して再生処理を実行させる機能を発揮するようになっている。
【００４７】
なお、本実施例では、排気管４２の外部から取り込んだ空気を添加燃料の導入通路６２ａ内に吐出して添加弁６１および導入通路６２ａの壁面部を冷却することに加えて、添加弁６１および導入通路６２ａの壁面をエンジン冷却水により冷却するようにしてもよい。すなわち、添加弁６１および導入通路６２ａの壁面を冷却するための冷却水通路や配管を併設してもよい。また、導入通路６２ａの温度は、導入通路温度センサ７４で検出される値に限定されるものではなく、エンジン回転数センサ８１により検出されたエンジン回転数、ＥＣＵ１００により算出される燃料噴射量、水温センサ８３により検出された冷却水温度等に基づいて推定算出してもよい。
【００４８】
次に、ＥＣＵ１００が実行する再生処理に関連する制御プログラムについて説明する。
【００４９】
図３は、エンジン１０の暖機終了後の運転中に所定時間毎に実行される空気供給ルーチンの流れを示している。
【００５０】
図３に示すように、この空気供給ルーチンが開始されると、まず、導入通路温度センサ７４により検出される導入通路６２ａの温度が取り込まれる（ステップ３０１）。
【００５１】
次いで、導入通路温度センサ７４により検出された導入通路６２ａの温度が摂氏１６０度（所定高温度）以上であるか否かが判定される（ステップ３０２）。
【００５２】
このとき、導入通路６２ａの温度が摂氏１６０度未満であれば（ステップ３０２でＮＯ）、ステップ３０１に戻って、導入通路６２ａの温度が再度取り込まれる。
【００５３】
一方、導入通路６２ａの温度が摂氏１６０度以上であれば（ステップ３０２でＹＥＳ）、次いで、排気浄化ユニット４４の再生のための添加燃料噴射中であるか否かが判定される（ステップ３０３）。
【００５４】
このとき、排気浄化ユニット４４の再生のための添加燃料噴射中であれば（ステップ３０３でＹＥＳ）、次いで、排気浄化ユニット４４が再生可能温度以上であるか否かが判定され（ステップ３０４）、排気浄化ユニット４４が再生可能温度以上であれば（ステップ３０４でＹＥＳ）、圧縮機構７０の流量調整弁７３が開弁側に制御され、添加燃料の導入通路６２ａ内に圧縮空気が供給される（ステップ３０５）。
【００５５】
一方、排気浄化ユニット４４の再生のための添加燃料噴射中でない場合（ステップ３０３でＮＯ）、排気浄化ユニット４４が再生可能温度以上であるか否かを判定することなく、圧縮機構７０の流量調整弁７３が開弁側に制御され、添加燃料の導入通路６２ａ内に圧縮空気が供給される（ステップ３０５）。
【００５６】
次に、作用について説明する。
【００５７】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の排気浄化装置においては、排気通路４２ａの外部から取り込んだ新気の空気が圧縮された状態で、排気通路４２ａ内への添加燃料の導入通路６２ａの内方に吐出・供給され、導入通路形成部材６２や添加弁６１が冷却されるとともに、添加弁６１や導入通路６２ａの内壁面に付着した燃料が排気通路４２ａ側に排除される。
【００５８】
また、特に、導入通路６２ａの排気管４２内への開口側にデポジットとして堆積し易い付着燃料等の付着物Ｆｓを排気管４２内に吹き飛ばすことができる。
【００５９】
その結果、添加弁６１から排気管４２内への添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化を有効に抑制して、排気浄化装置の信頼性を向上させることができ、しかも、添加弁６１の詰まり防止のための添加燃料噴射の頻度を十分に抑えたり不要にしたりすることができるので、エンジン１０の燃費を改善させることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、排気浄化ユニット４４の再生処理時に、圧縮機構７０から導入通路６２ａ内への圧縮空気の吐出・供給のタイミングが、添加弁６１による導入通路６２ａ内への添加燃料の噴射タイミングに略同期するので、導入通路６２ａ内に付着した燃料をガム化したりデポジット化したりする前に圧縮空気により効果的に吹き飛ばすことができる。
【００６１】
その結果、詰まり防止のための添加燃料噴射を実行しなくても、デポジットの堆積による添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化が有効に抑制され、エンジン１０の燃費および信頼性を向上させることができる。
【００６２】
このように、本実施形態の内燃機関の排気浄化装置によれば、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。
【００６３】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示している。なお、以下に説明する各実施の形態は、前述の第１の実施の形態と類似する構成を有するので、第１の実施の形態と同一または類似の構成要素については、図４中に図１ないし図３中の対応する構成要素と同一の符号で示し、以下、第１の実施の形態との相違点について説明する。
【００６４】
本実施形態では、燃料供給量の多い条件、すなわち、導入通路６２ａの温度が高い条件と、ターボ過給機５０の過給領域の多くのエンジン運転領域とが一致するため、ターボ過給機５０のコンプレッサホイール５１より下流側の加圧された空気を連通管７６を通して導入通路６２ａ内に導入することで、圧縮機構７０において、第１の実施の形態で設けられていた空気圧縮ポンプ７２を省略したものである。
【００６５】
この場合、ターボ過給機５０のコンプレッサホイール５１より下流側の空気圧力は、エンジン１０の運転領域により変化するため、吸気圧センサ３５の検出値を用いてＥＣＵ１００により流量調整弁７３の開度を算出し、制御する。
【００６６】
本実施形態においても、排気通路４２ａの外部から取り込んだ新気の空気がターボ過給機５０のコンプレッサホイール５１により圧縮された状態で、排気通路４２ａ内への添加燃料の導入通路６２ａの内方に供給されるので、第１の実施の形態と同様に、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。
【００６７】
しかも、本実施形態では、第１の実施の形態における専用の空気供給用の空気圧縮ポンプ７２を省略することができ、コスト低減とさらなる低燃費を図ることができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図５および図６は、本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示している。
【００６９】
本実施形態では、図５に示すように、第１の実施の形態における圧縮機構７０の流量調整弁７３を高応答の電磁弁７７に置き換えることにより、図６に示すように、空気の供給タイミング（同図中の空気供給期間Ｔｂの中心）を添加弁６１からの添加燃料の噴射タイミング（同図中の添加燃料噴射期間Ｔａの中心）と精度良く同期させるようにしている。また、圧縮機構７０による空気供給期間Ｔｂは、添加弁６１による添加燃料噴射期間Ｔａより長くなっている。
【００７０】
この場合、導入通路６２ａ内への外部空気の供給タイミングおよび供給期間Ｔｂは、クランク角センサ８５の検出信号に基づいて、ＥＣＵ１００で算出する。
【００７１】
本実施形態においても、排気通路４２ａの外部から取り込んだ新気の空気がターボ過給機５０のコンプレッサホイール５１により圧縮された上で、排気通路４２ａ内への添加燃料の導入通路６２ａの内方に供給されるので、第１の実施の形態と同様に、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができる。
【００７２】
しかも、本実施形態では、導入通路６２ａ内への外部空気の供給量を最小限に抑えることができる。
【００７３】
なお、上述の各実施形態においては、圧縮機構７０が、吸気通路３２ａから取り込んだ空気を導入通路６２ａ内に吐出して添加弁６１および導入通路形成部材６２を冷却する構成となっていたが、添加弁６１および導入通路６２ａの壁面部をエンジン冷却水により冷却できる冷却部としてのウォータジャケットを併有していてもよい。
【００７４】
また、本発明は、排気ガス中への燃料の添加とそれによる排気温度上昇を利用して、排気浄化用の触媒やＤＰＦの再生処理、あるいは硫黄被毒回復処理その他の再生処理を実行したりする排気浄化装置であればよく、内燃機関がディーゼルエンジンでなく、他の燃料を用いる内燃機関であってもよいことはいうまでもない。
【００７５】
以上説明したように、本発明は、詰まり防止噴射による燃費悪化の低減と、添加燃料噴射量および噴霧特性の経時変化の抑制による信頼性向上とを両立させることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することができるものである。かかる本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気浄化ユニットの再生のために排気管内に添加燃料を噴射する内燃機関の排気浄化装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…エンジン（多気筒内燃機関）、１１…気筒、１２…ピストン、１３…燃焼室、１５…クランク軸、１６…吸気弁、１７…排気弁、２０…燃料噴射装置、２１…サプライポンプ、２２…コモンレール、２３…燃料噴射弁、３０…吸気装置、３２…吸気管、３２ａ…吸気通路、３５…吸気圧センサ、４０…排気装置、４２…排気管、４２ａ…排気通路、４２ｂ…内壁面、４４…排気浄化ユニット、４６…触媒温度センサ、５０…ターボ過給機、５１…コンプレッサホイール、５２…排気タービン、６１…添加弁、６１ａ…噴射孔、６１ｂ…ノズル部、６２…導入通路形成部材、６２ａ…導入通路、７０…圧縮機構、７１…空気導入管、７２…空気圧縮ポンプ、７３…流量調整弁、７４…導入通路温度センサ、７５…空気量制御ユニット、７６…連通管、７７…電磁弁、８１…エンジン回転数センサ、８３…水温センサ、８５…クランク角センサ、１００…ＥＣＵ（電子制御ユニット、空気量制御ユニット、添加制御ユニット）、Ｔａ…添加燃料噴射期間（所定の噴射期間）、Ｔｂ…空気供給期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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