(57)【要約】【課題】複数の排気通路、排気浄化装置及び排気再循環装置を備える内燃機関の排気システムにおいて、排気再循環装置による排気再循環と、排気浄化装置の浄化能力の再生処理とを、より好適に実行可能とする技術を提供する。【解決手段】左右バンク１、５１に対して、これらのバンクから排出される排気が通過する左右排気管１２、６２を独立に備える。左右排気管１２、６２には、左右ＤＰＮＲ２０、７０、左右低圧ＥＧＲ通路２８、７８の排気の取り込み口、左右排気絞り弁３１、８１が上流側からこの順番で設けられる。左右排気管１２、６２は連通管１５で連通され、連通管１５を通過する排気の量は連通管弁１６で制御される。【選択図】図１
2008106657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路にタービンが配置されるとともに、前記内燃機関の吸気通路にコンプレッサが配置された過給機と、
前記過給機のタービンから排出された排気が通過する複数の下流側排気通路と、
前記複数の下流側排気通路を連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、該連通路における排気の流量を変更可能な連通路流量制御弁と、
前記下流側排気通路の各々に設けられ、該下流側排気通路を通過する排気を浄化するとともに、還元剤が供給されることにより浄化能力が再生される排気浄化装置と、
前記排気通路または前記下流側排気通路における前記排気浄化装置の上流側に配置され、前記排気浄化装置の浄化能力を再生する際には、排気に還元剤を添加することにより前記排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤添加手段と、
前記下流側排気通路における前記排気浄化装置の下流側に設けられ、該下流側排気通路における排気の流量を制御する排気絞り弁と、
前記複数の下流側排気通路と同数だけ、該下流側排気通路の各々に対応して設けられ、一端が前記下流側排気通路に接続され他端が前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続された低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられ、該低圧ＥＧＲ通路を通過する排気の量を制御する低圧ＥＧＲ弁と、を備え、
前記低圧ＥＧＲ通路の一端は、前記下流側排気通路における排気浄化装置と前記排気絞り弁との間の部分に接続されたことを特徴とする内燃機関の排気システム。
【請求項２】
前記内燃機関は複数の気筒を有し、該気筒が集合して２またはそれ以上の気筒群が形成され、
前記排気通路、前記過給機及び前記下流側排気通路は前記気筒群と同数だけ、前記気筒群の各々に対応して設けられ、
前記各々の気筒群からの排気は、該気筒群に対応する前記排気通路を通過して、対応する前記過給機のタービンを回転させた後、対応する前記下流側排気通路を通過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システム。
【請求項３】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに前記連通路流量制御弁と該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流
側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に
接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気システム。
【請求項４】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を閉じ側
にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象でない排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気システム。
【請求項５】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに、
前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷・低回転数領域に属する場合には、前記連通路流量制御弁と該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁とを閉じ
側にし、該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通
路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させ、
前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷・高回転数領域に属する場合には、該ＮＯx還
元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を閉じ側にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象でない排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気システム。
【請求項６】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を実行中に、
要求されるＥＧＲガスの量が急減する所定の要求ＥＧＲ量急減状態となった場合には、前記ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を所定速度以上で開弁し、該
ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路より再循環する排
気の流量を急減させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気システム。
【請求項７】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＰＭ再生処理を行う場合には、
該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加するとともに前記連通路流量制御弁と該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるとともに該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の排気システム。
【請求項８】
前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＳＯx被毒回復処理を行う場合には、
該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を
添加するとともに前記連通路流量制御弁と該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装
置の下流側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装
置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させると
ともに該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧Ｅ
ＧＲ通路を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の内燃機関の排気システム。
【請求項９】
前記複数の下流側排気通路の各々に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理を行う場合には、
該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞
り弁を閉じ側にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の
流量を減少させるとともに該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象でない排気浄
化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路を介して排気を再循環させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の排気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気システムであって、特に複数の排気通路及び、排気浄化装置、排気再循環装置を備えた内燃機関の排気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」ともいう。）の量を低減する技術として、排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環（以下、「ＥＧＲ」ともいう。）装置が知られている。一方、内燃機関の排気中のＮＯxや微粒子物質を浄化するため
に、内燃機関の排気系に、吸蔵還元型ＮＯx触媒やパティキュレートフィルタ（以下、「
フィルタ」という。）などの排気浄化装置を設ける技術が知られている。そして、ＮＯx
の量を低減する排気再循環装置と、排気中のＮＯxや微粒子物質を浄化する排気浄化装置
とを組み合わせて使用することが行われている。
【０００３】
これに対し、複数の排気通路を備え、各排気通路に排気浄化装置と排気再循環装置を備えるようにし、各排気通路に備えられた排気浄化装置または、排気再循環装置を通過する排気の量を制御して、ＮＯxの発生量を効率的に抑えたり、排気浄化装置における浄化効
率を向上したりすることが行われる。
【０００４】
これに関連する技術としては、複数の排気通路及び排気浄化装置を備えた内燃機関に関して、複数の排気通路の各々に対して、ターボチャージャのタービン上流の排気をコンプレッサ下流の吸気通路に再循環させる高圧ＥＧＲ通路が設けられ、ＥＧＲオン領域と、高負荷高回転数領域且つＥＧＲオフの運転状態においては、高圧ＥＧＲ通路同士を連通させ、ＥＧＲオンの領域においては、さらにＥＧＲバルブを開弁し、低中速回転で且つＥＧＲがオフの領域においては、高圧ＥＧＲ通路同士の連通が遮断される技術が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
ところで、より広い運転領域でＥＧＲを実施可能にするために、ターボチャージャのタービン下流の排気をコンプレッサ上流の吸気通路に再循環させる低圧ＥＧＲ通路を設け、内燃機関の高負荷の運転状態においては低圧ＥＧＲ通路を用いて排気の再循環を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。このような低圧ＥＧＲの技術を、複数の排気通路及び排気浄化装置を備えた排気系に適用し、より効率的にＮＯxの発生を抑制す
るとともに排気を浄化できる技術の開発が要求されている。
【特許文献１】特開２００６−２２８０８号公報
【特許文献２】特開２００５−７６４５６号公報
【特許文献３】特開２００５−１６３７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の排気通路、排気浄化装置及び排気再循環装置を備える内燃機関の排気システムにおいて、排気再循環装置による排気再循環と、排気浄化装置の浄化能力の再生処理とを、より好適に実行可能とする技術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】
上記目的を達成するための本発明は、排気が通過する複数の通路と、該複数の通路の各々に設けられた排気浄化装置を備えており、排気浄化装置の下流側には低圧ＥＧＲ通路のＥＧＲガス取り込み口を備え、さらにその下流側に排気絞り弁を備えることとし、該排気
絞り弁を制御することで、低圧ＥＧＲ通路により再循環されるＥＧＲガス量と排気浄化装置を通過する排気流量とをともに最適化することを最大の特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、内燃機関の気筒からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路にタービンが配置されるとともに、前記内燃機関の吸気通路にコンプレッサが配置された過給機と、
前記過給機のタービンから排出された排気が通過する複数の下流側排気通路と、
前記複数の下流側排気通路を連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、該連通路における排気の流量を変更可能な連通路流量制御弁と、
前記下流側排気通路の各々に設けられ、該下流側排気通路を通過する排気を浄化するとともに、還元剤が供給されることにより浄化能力が再生される排気浄化装置と、
前記排気通路または前記下流側排気通路における前記排気浄化装置の上流側に配置され、前記排気浄化装置の浄化能力を再生する際には、排気に還元剤を添加することにより前記排気浄化装置に還元剤を供給する還元剤添加手段と、
前記下流側排気通路における前記排気浄化装置の下流側に設けられ、該下流側排気通路における排気の流量を制御する排気絞り弁と、
前記複数の下流側排気通路と同数だけ、該下流側排気通路の各々に対応して設けられ、一端が前記下流側排気通路に接続され他端が前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続された低圧ＥＧＲ通路と、
前記低圧ＥＧＲ通路に設けられ、該低圧ＥＧＲ通路を通過する排気の量を制御する低圧ＥＧＲ弁と、を備え、
前記低圧ＥＧＲ通路の一端は、前記下流側排気通路における排気浄化装置と前記排気絞り弁との間の部分に接続されたことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明においては、複数の下流側排気通路を備え、また、前記複数の下流側排気通路は連通路によって互いに連通されている。さらに連通路流量制御弁によって各下流側排気通路間で交換され、または各下流排気通路に分配される排気の量を変更することが可能になっている。加えて、各々の下流排気通路には排気浄化装置と、低圧ＥＧＲ通路の排気取り入れ口と、排気絞り弁が上流側からこの順番で備えられている。
【００１０】
本発明の構成によれば、排気絞り弁、低圧ＥＧＲ弁、連通路流量制御弁の開度を適宜変更することにより、各下流側排気通路に備えられた排気浄化装置、低圧ＥＧＲ通路を通過する排気の量を任意に制御することができる。すなわち、排気絞り弁の開度を調整することで、排気浄化装置に流入する排気の量と、低圧ＥＧＲ通路に流入する排気の量とを制御可能である。また、低圧ＥＧＲ弁の開度を調整することで、低圧ＥＧＲ弁を通過する排気の量を制御可能である。また、連通路流量制御弁の開度を調整することで、下流側排気通路を通過する排気を他の下流側排気通路に流すことにより、該下流側排気通路を通過する排気の量を制御可能である。
【００１１】
なお、排気絞り弁、低圧ＥＧＲ弁、連通路流量制御弁における各々の弁の開度を変更することによる、下流側排気通路及び低圧ＥＧＲ通路を通過する排気の量の変化は、相互に関連しており、他の弁の開度との関係において定められる。
【００１２】
これによれば、排気浄化装置に対するＮＯx還元処理、ＳＯx被毒回復処理、ＰＭ再生処理などの効率と、低圧ＥＧＲ通路によって再循環される排気量との両方を、好適に維持することができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記内燃機関は複数の気筒を有し、該気筒が集合して２またはそれ以上の気筒群が形成され、
前記排気通路、前記過給機及び前記下流側排気通路は前記気筒群と同数だけ、前記気筒群の各々に対応して設けられ、
前記各々の気筒群からの排気は、該気筒群に対応する前記排気通路を通過して、対応する前記過給機のタービンを回転させた後、対応する前記下流側排気通路を通過するようにしてもよい。
【００１４】
すなわち、内燃機関の気筒を複数の気筒群に分けて制御する場合に、排気通路、過給機、下流側排気通路及び、下流側排気通路に付属する排気浄化装置、低圧ＥＧＲ通路、低圧ＥＧＲ弁、排気絞り弁を各気筒群に対して備えることとする。そうすれば、例えばＶ型多気筒内燃機関の各バンクからの排気に対して、排気浄化効率や排気再循環量を独立に制御することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに前記連通路流量制御弁と該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流
側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に
接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００１６】
そうすれば、ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置について、還元剤添加手段から
添加された燃料がすり抜けてしまうことを抑制し排気浄化装置内で充分な酸化還元反応を完了させることができる。また、この排気浄化装置の下流の背圧を上昇させ低圧ＥＧＲ通路を通過して再循環される排気の量（以下、「低圧ＥＧＲガス量」ともいう）を増加させることができる。従って、排気浄化装置のＮＯx還元効率を上昇させる制御と、低圧ＥＧ
Ｒガス量を増加させる制御とを同時に効率的に行うことができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を閉じ側
にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象でない排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００１８】
ここで、いずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合に、該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加するとともに該ＮＯx還
元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を絞ることによって、排気浄化装置のＮＯx還元効率を上昇させる制御を実施する点は、上述の制御と同等である。
【００１９】
この制御においては、上述の制御と異なり連通路における連通路流量制御弁を開き側にする。すなわち、内燃機関の運転状態によっては、ＮＯx還元処理の対象となっている排
気浄化装置の下流の排気絞り弁を絞って、該下流側排気通路を通過する排気の流量を排気浄化装置のＮＯx還元処理に最適な値とした場合に、低圧ＥＧＲ通路を通過して再循環さ
れる低圧ＥＧＲガス量を、要求される量に制御することが困難となる場合がある。
【００２０】
本発明においては、そのような場合に、連通路流量制御弁を開き側にすることで、他の
下流側排気通路との間で排気をやり取りし、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化
装置が設けられた下流側排気通路についてはＮＯx還元処理の効率を優先し、ＮＯx還元処理の対象となっていない排気浄化装置が設けられた下流側排気通路における低圧ＥＧＲ通路を介して排気再循環をすることとした。
【００２１】
その際の低圧ＥＧＲガス量は、ＮＯx還元処理の対象となっていない排気浄化装置が設
けられた下流側排気通路における排気絞り弁、低圧ＥＧＲ弁を適宜制御することで充足させる。これにより、低圧ＥＧＲガス量の制御の自由度を確保することができ、より精度良く、排気浄化装置のＮＯx還元効率を上昇させる制御と、低圧ＥＧＲ通路を介して排気を
再循環させる制御とを両立させることができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う場合には、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加
するとともに、
前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷・低回転数領域に属する場合には、前記連通路流量制御弁と該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁とを閉じ
側にし、該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通
路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させ、
前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷・高回転数領域に属する場合には、該ＮＯx還
元処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を閉じ側にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＮＯx還元処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるととも
に該ＮＯx還元処理の対象でない排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路
を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００２３】
すなわち、内燃機関の運転状態が高負荷高回転数である場合には、ＮＯx還元処理の対
象となっている排気浄化装置が備えられた下流側排気通路における排気の流量が増加する。そうすると、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化装置を通過する排気の量が最
適となるように排気絞り弁を制御すると、その下流側排気通路における低圧ＥＧＲ通路を通過して再循環される低圧ＥＧＲガス量が多くなり過ぎることが多い。
【００２４】
従って、この場合には、連通路流量制御弁を開き側にして、ＮＯx還元処理の対象とな
っている排気浄化装置が備えられた下流側排気通路を通過する排気の一部を連通路を介してＮＯx還元処理の対象となっていない排気浄化装置が備えられた下流側排気通路に流入
させる。これにより、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化装置が備えられた下流
側排気通路における低圧ＥＧＲ通路を介して再循環される低圧ＥＧＲガス量を減少させることができる。
【００２５】
一方、内燃機関の運転状態が低負荷低回転数である場合には、連通路流量制御弁を開き側にせずとも、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化装置が備えられた下流側排気
通路における低圧ＥＧＲ通路から適量の低圧ＥＧＲガスを確保することができるので、この場合には、連通路流量制御弁は閉じ側にする。
【００２６】
このように、本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて、低圧ＥＧＲガスを再循環させる低圧ＥＧＲ通路を、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化装置に係る低圧Ｅ
ＧＲ通路と、ＮＯx還元処理の対象となっていない排気浄化装置に係る低圧ＥＧＲ通路と
の間で適宜変更する。これにより、内燃機関の運転状態に拘らず、ＮＯx還元処理の対象
となっている排気浄化装置に流入する排気の量と、低圧ＥＧＲガス量とを適正に維持することができる。
【００２７】
ここで、所定の低負荷・低回転数領域とは、内燃機関の運転状態がこの領域に属する場合には、連通路流量制御弁を開き側にせずとも、ＮＯx還元処理の対象となっている排気
浄化装置を通過する排気の量が最適となるように排気絞り弁を制御した場合に、その下流側排気通路における低圧ＥＧＲ通路を通過して再循環される低圧ＥＧＲガス量を要求量に調整し得る内燃機関の運転状態の範囲であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。
【００２８】
また、所定の高負荷・高回転数領域とは、内燃機関の運転状態がこの領域に属する場合には、連通路流量制御弁を閉じ側にすると、ＮＯx還元処理の対象となっている排気浄化
装置を通過する排気の量が最適となるように排気絞り弁を制御した場合に、その下流側排気通路における低圧ＥＧＲ通路を通過して再循環される低圧ＥＧＲガス量が要求量に対して多くなり過ぎる内燃機関の運転状態の範囲であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。
【００２９】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＮＯx還元処理を実行中に、
要求されるＥＧＲガスの量が急減する所定の要求ＥＧＲ量急減状態となった場合には、前記ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を所定速度以上で開弁し、該
ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路より再循環する排
気の流量を急減させるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、ＮＯx還元処理の実行中に内燃機関の運転状態が急変して内燃機関に対して要
求されるＥＧＲガスの量が急減した場合について考える。このような場合に実際の低圧ＥＧＲガス量の減少の応答性が悪いと、ＥＧＲガスの量が一時的に多くなり過ぎ、ＰＭの量が増加してしまう場合があった。
【００３１】
そこで、本発明においては、ＮＯx還元処理中に急加速した場合などのように、要求さ
れるＥＧＲガスの量が急減した場合には、ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側の排
気絞り弁を高速で開弁し、ＮＯx還元処理中の排気浄化装置の下流側における低圧ＥＧＲ
通路から再循環される低圧ＥＧＲガス量を急減させることとした。
【００３２】
そうすれば、ＥＧＲガスの要求量が急減した場合に対する低圧ＥＧＲガス量の応答性を高めることができ、ＥＧＲガス量の過多による排気中のＰＭ増加などの不都合を抑制することができる。
【００３３】
なお、ここで所定の要求ＥＧＲ量急減状態とは、予め実験的に定められた内燃機関の加速度の範囲であり、排気絞り弁における所定速度以上の開弁速度とは、内燃機関の加速度が要求ＥＧＲ量急減状態に属する場合に、ＥＧＲガス量の要求量を充足させるために必要な排気絞り弁の開弁速度であり、内燃機関の加速度に応じて予め実験的に求められてもよい。
【００３４】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＰＭ再生処理を行う場合には、
該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加するとともに前記連通路流量制御弁と該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させるとともに該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００３５】
すなわち、下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のＰＭ再生処理を行う場合には、該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加するが、還元剤添加手段から添加された還元剤の一部は排気浄化装置をすり抜けてしまい、すり抜けた還元剤が大気に放散されてしまうおそれがあった。
【００３６】
そこで、本発明においては、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＰＭ再生処理を行う場合には、該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を添加するとともに、該ＰＭ再生処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞り弁を絞ることとした。
【００３７】
そうすれば、排気に添加された還元剤はそのまま大気に放散されずに、低圧ＥＧＲ通路を介して再循環させ、内燃機関において再燃焼させることができる。これにより、ＰＭ再生中のエミッションを向上させることができる。
【００３８】
また、本発明においては、同様に、前記複数の下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＳＯx被毒回復処理を行う場合には、
該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の上流の還元剤添加手段から還元剤を
添加するとともに前記連通路流量制御弁と該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装
置の下流側の排気絞り弁とを閉じ側にし、該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装
置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路における低圧ＥＧＲ弁を開き側にすることによって、
該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の流量を減少させると
ともに該ＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の下流側に接続された前記低圧Ｅ
ＧＲ通路を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００３９】
そうすれば、ＳＯx被毒回復処理時において排気に添加された還元剤はそのまま大気に
放散されずに、低圧ＥＧＲ通路を介して再循環させ、内燃機関において再燃焼させることができる。これにより、ＳＯx被毒回復処理中のエミッションを向上させることができる
。
【００４０】
また、本発明においては、前記複数の下流側排気通路の各々に設けられた排気浄化装置のうちいずれかの排気浄化装置のＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理を行う場合には
、
該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の下流側の排気絞
り弁を閉じ側にし、前記連通路流量制御弁を開き側にすることによって、
該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置を通過する排気の
流量を減少させるとともに該ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象でない排気浄
化装置の下流側に接続された前記低圧ＥＧＲ通路を介して排気を再循環させるようにしてもよい。
【００４１】
ここで、下流側排気通路に設けられた排気浄化装置のＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回
復処理を行う場合には、排気浄化装置から排出される排気の温度が上昇することが多い。そして、その排気の温度が過剰に上昇すると、ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の
対象である排気浄化装置の下流側における低圧ＥＧＲ通路を介して再循環される低圧ＥＧＲガスの温度が過剰に上昇してしまうおそれがあった。
【００４２】
そうすると、内燃機関における燃焼温度が上昇してＮＯxの発生量が増加するといった
不具合が生じるおそれがあった。
【００４３】
そこで、本発明においては、排気浄化装置のＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理を
行う場合には、ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置の下流
側の排気絞り弁を閉じ側にし、連通路流量制御弁を開き側にして、ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象でない排気浄化装置の下流側に接続された低圧ＥＧＲ通路を介し
て排気を再循環させるようにした。
【００４４】
そうすれば、ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理の対象である排気浄化装置に流入
する排気の量を効率の点で最適に制御しつつ、低圧ＥＧＲガスの温度が過剰に上昇することを抑制できる。その結果、低圧ＥＧＲガスの温度が高温であることに起因するＮＯx発
生量の増加などの不都合を抑制することができる。
【００４５】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明にあっては、複数の排気通路、排気浄化装置及び排気再循環装置を備える内燃機関の排気システムにおいて、排気再循環装置による排気再循環と、排気浄化装置の浄化能力の再生処理とを、より好適に実行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００４８】
図１は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関は、右バンク１及び左バンク５１を有し、各バンク１、５１に４つの気筒２、５２を有するＶ型内燃機関である。ここで、各バンク１、５１に形成された４つの気筒２、５２は本実施例における気筒群に相当する。
【００４９】
内燃機関の左右バンク１、５１には、共通の吸気マニホールド３が接続されており、吸気マニホールド３の各枝管は吸気ポートを介して左右バンク１、５１の各気筒２、５２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド３は上流において共通吸気管５に接続されている。共通吸気管５にはサージタンク６が設けられている。共通吸気管５のさらに上流側には、共通吸気管５に流入する前の吸気を冷却するインタークーラ７が設けられている。
【００５０】
インタークーラ７の上流において共通吸気管５は右吸気管８と左吸気管５８とに分岐している。右吸気管８には、排気のエネルギを駆動源として作動する右過給機１０のコンプレッサ１０ａが設けられている。コンプレッサ１０ａのさらに上流側の右吸気管８には図示しないエアフローメータ、エアクリーナが設けられている。
【００５１】
一方、左吸気管５８には、排気のエネルギを駆動源として作動する左過給機６０のコンプレッサ６０ａが設けられている。コンプレッサ６０ａのさらに上流側の左吸気管５８には図示しないエアフローメータ、エアクリーナが設けられている。
【００５２】
次に内燃機関の排気系について説明する。内燃機関の右バンク１には、右排気マニホールド４が接続されており、右排気マニホールド４の各枝管は排気ポートを介して右バンク１の各気筒２の燃焼室と連通されている。右排気マニホールド４の集合部には右過給機１
０のタービン１０ｂが接続されている。タービン１０ｂの排気が流出する開口部には右排気管１２が接続されている。
【００５３】
内燃機関の左バンク５１には、左排気マニホールド５４が接続されており、左排気マニホールド５４の各枝管は排気ポートを介して左バンク５１の各気筒２の燃焼室と連通されている。左排気マニホールド５４の集合部には左過給機６０のタービン６０ｂが接続されている。タービン６０ｂの排気が流出する開口部には左排気管６２が接続されている。なお、本実施例において右排気マニホールド４及び左排気マニホールド５４は排気通路に相当する。また、右排気管１２及び左排気管６２は下流側排気管に相当する。
【００５４】
右排気管１２と左排気管６２の下流には、通過する排気のＮＯx及び微粒子物質を浄化
する右ＤＰＮＲ２０及び左ＤＰＮＲ７０がそれぞれ設けられている。右ＤＰＮＲ２０の下流側の右排気管１２及び左ＤＰＮＲ７０の下流側の左排気管６２には、右排気管１２及び左排気管６２を通過する排気の流量を制御する右排気絞り弁３１及び左排気絞り弁８１がそれぞれ設けられている。右排気絞り弁３１及び左排気絞り弁８１の下流側において右排気管１２と左排気管６２は大気に開放されている。
【００５５】
ここで、右排気マニホールド４と右吸気管８とは右高圧ＥＧＲ通路２２で連通されている。また、左排気マニホールド５４と左吸気管５８とは左高圧ＥＧＲ通路７２で連通されている。そして、右高圧ＥＧＲ通路２２及び左高圧ＥＧＲ通路７２には、各々の高圧ＥＧＲ通路を通過する排気の流量を制御する右高圧ＥＧＲ弁２３及び左高圧ＥＧＲ弁７３が備えられている。右高圧ＥＧＲ弁２３及び左高圧ＥＧＲ弁７３は電気配線を介して後述するＥＣＵ３５に接続されており、ＥＣＵ３５からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、右高圧ＥＧＲ通路２２及び左高圧ＥＧＲ通路７２を流れる排気の量を調節する事ができる。右高圧ＥＧＲ通路２２及び右高圧ＥＧＲ弁２３によって右高圧ＥＧＲ装置３０が構成される。同様に、左高圧ＥＧＲ通路７２及び左高圧ＥＧＲ弁７３によって左高圧ＥＧＲ装置８０が構成される（以下、右高圧ＥＧＲ通路２２または左高圧ＥＧＲ通路７２を流れる排気を「高圧ＥＧＲガス」といい、その量を「高圧ＥＧＲガス量」という。）。
【００５６】
一方、右排気管１２における右ＤＰＮＲ２０と右排気絞り弁３１の間の部分と、右吸気管８におけるコンプレッサ１０ａの上流側の部分とは右低圧ＥＧＲ通路２８で連通されている。同様に、左排気管６２における左ＤＰＮＲ７０と左排気絞り弁８１の間の部分と、左吸気管５８におけるコンプレッサ６０ａの上流側の部分とは左低圧ＥＧＲ通路７８で連通されている。
【００５７】
右低圧ＥＧＲ通路２８及び左低圧ＥＧＲ通路７８にはそれぞれの低圧ＥＧＲ通路を通過する排気の流量を制御する右低圧ＥＧＲ弁２９及び左低圧ＥＧＲ弁７９が備えられている。右低圧ＥＧＲ弁２９及び左低圧ＥＧＲ弁７９も電気配線を介してＥＣＵ３５に接続されており、ＥＣＵ３５からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、右低圧ＥＧＲ通路２８及び左低圧ＥＧＲ通路７８を流れる排気の量を調節する事ができる。右低圧ＥＧＲ通路２８及び右低圧ＥＧＲ弁２９によって右低圧ＥＧＲ装置４０が構成される。左低圧ＥＧＲ通路７８及び左低圧ＥＧＲ弁７９によって左低圧ＥＧＲ装置９０が構成される。（以下、右低圧ＥＧＲ通路２８または左低圧ＥＧＲ通路７８を流れる排気を「低圧ＥＧＲガス」といい、その量を「低圧ＥＧＲガス量」という。）。
【００５８】
また、右排気管１２の右ＤＰＮＲ２０の上流側と左排気管６２の左ＤＰＮＲ７０の上流側とは、連通管１５によって連通されており、連通管１５には連通管１５を通過する排気の流量を変更する連通管弁１６が設けられている。この連通管１５と連通管弁１６は本実施例においてそれぞれ連通路と連通路流量制御弁とに相当する。
【００５９】
また、右排気マニホールド４には、右ＤＰＮＲ２０の浄化能力の再生時に還元剤を排気に添加する右ターボ前燃料添加弁２５が備えられている。一方、右排気管１２における右ＤＰＮＲ２０の上流側にも、右ＤＰＮＲ２０の浄化能力の再生時に還元剤を排気に添加する右ターボ後燃料添加弁２６が備えられている。同様に、左排気マニホールド５４には、左ＤＰＮＲ７０の浄化能力の再生時に還元剤を排気に添加する左ターボ前燃料添加弁７５が備えられている。一方、左排気管６２における左ＤＰＮＲ７０の上流側にも、左ＤＰＮＲ７０の浄化能力の再生時に還元剤を排気に添加する左ターボ後燃料添加弁７６が備えられている。ここで、右ターボ前燃料添加弁２５、右ターボ後燃料添加弁２６、左ターボ前燃料添加弁７５及び左ターボ後燃料添加弁７６は、本実施例において還元剤添加手段に相当する。
【００６０】
また、上記の内燃機関には、電子制御コンピュータであるＥＣＵ３５が併設されている。ＥＣＵ３５は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、前記各種センサによって検出される内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて、燃料噴射等の既知の制御を行うとともに、左右高圧ＥＧＲ弁２３、７３、左右低圧ＥＧＲ弁２９、７９、連通管弁１６に対して開度指令信号を出力する。また、左右ターボ前燃料添加弁２５、７５及び左右ターボ後燃料添加弁２６、７６に対して燃料添加指令信号を出力する。
【００６１】
上記の構成において、右吸気管８、左吸気管５８に導入された空気は、右過給機１０のコンプレッサ１０ａ、左過給機６０のコンプレッサ６０ａによって過給されるとともに、インタークーラ７、サージタンク６及び吸気マニホールド３を経由して内燃機関の右バンク１、左バンク５１の各気筒２、５２に導入される。
【００６２】
各気筒２、５２から排出された排気は右排気マニホールド４、左排気マニホールド５４を経由し、右過給機１０のタービン１０ｂ、左過給機６０のタービン６０ｂに流入して各タービンを駆動する。その後右排気管１２、左排気管６２を通過し、右ＤＰＮＲ２０、左ＤＰＮＲ７０において排気中の微粒子物質やＮＯxが捕集され、最終的に大気中に排出さ
れる。
【００６３】
ここで、右高圧ＥＧＲ弁２３が開弁されると、右高圧ＥＧＲ通路２２が導通状態となり、右排気マニホールド４を流れる排気の一部が右高圧ＥＧＲ通路２２を経由して右吸気管８に流入し、インタークーラ７、サージタンク６、吸気マニホールド３を経由して、内燃機関の各バンク１，５１の気筒２、５２に再循環する。左高圧ＥＧＲ弁７３が開弁されると、左高圧ＥＧＲ通路７２が導通状態となり、左排気マニホールド５４を流れる排気の一部が左高圧ＥＧＲ通路７２を経由して左吸気管５８に流入し、インタークーラ７、サージタンク６、吸気マニホールド３を経由して、内燃機関の各バンク１，５１の気筒２、５２に再循環する。
【００６４】
また、右低圧ＥＧＲ弁２９が開弁されると、右低圧ＥＧＲ通路２８が導通状態となり、右排気管１２を通過する排気の一部が右低圧ＥＧＲ通路２８を経由して右吸気管８におけるコンプレッサ１０ａの上流側に流入する。右吸気管８に流入した低圧ＥＧＲガスはコンプレッサ１０ａによって過給され、インタークーラ７、サージタンク６、吸気マニホールド３を経由して内燃機関の各バンク１、５１の気筒２、５２に導入される。
【００６５】
また、左低圧ＥＧＲ弁７９が開弁されると、左低圧ＥＧＲ通路７８が導通状態となり、左排気管６２を通過する排気の一部が左低圧ＥＧＲ通路７８を経由して左吸気管５８におけるコンプレッサ６０ａの上流側に流入する。左吸気管５８に流入した低圧ＥＧＲガスは左コンプレッサ６０ａによって過給され、インタークーラ７、サージタンク６、吸気マニ
ホールド３を経由して内燃機関の各バンク１、５１の気筒２、５２に導入される。
【００６６】
左右高圧ＥＧＲ通路２２、７２および／または左右低圧ＥＧＲ通路２８，７８によって排気の一部を内燃機関の気筒２、５２に再循環させることによって、燃焼室内における燃焼温度が低下し、燃焼過程で発生するＮＯｘの量を低下させることができる。また、連通管弁１６を開弁することで、右排気管１２と左排気管６２との間の排気の流通が可能となる。
【００６７】
このように、本実施例においては、内燃機関の左右バンク１、５１から排出された排気の一部が、運転状態によって左右高圧ＥＧＲ装置３０、８０によって再循環され、あるいは、左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０によって再循環されるようになっており、より広い運転領域によって内燃機関におけるＮＯxの発生が抑制されるようになっている。
【００６８】
具体的には、高負荷の運転状態においては左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０を用いて排気の再循環を行うこととし、中負荷の運転状態においては左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０と左右高圧ＥＧＲ装置３０、８０とを併用するようにしてもよい。低負荷の運転状態においては左右高圧ＥＧＲ装置３０、８０を用いて排気の再循環を行うこととしてもよい。
【００６９】
また、前述のように、本実施例においては、左右排気管１２、６２の２つの排気管に対し、それぞれ左右ＤＰＮＲ２０、７０、左右低圧ＥＧＲ通路２８、７８の排気取り込み口、左右排気絞り弁３１、８１がこの順番で設けられているために、連通管弁１６、左右低圧ＥＧＲ弁２９、７９、左右排気絞り弁３１、８１を適宜制御することにより、左右ＤＰＮＲ２０，７０及び左右低圧ＥＧＲ通路２８、７８を通過する排気の量を任意に制御することができる。
【００７０】
<ＮＯx還元処理>
次に、本実施例におけるＮＯx還元処理時の例として、例えば右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理を実施する際の制御について説明する。特に、左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０が用いられる中負荷の運転状態において右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理が実施される場合に
ついて考える。この場合は、前述のように左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０と左右高圧ＥＧＲ装置３０、８０とが併用されて排気の再循環が行われる。
【００７１】
上記の運転状態において、右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理を実行する際には、右ター
ボ前燃料噴射弁２５から還元剤としての燃料が添加される。そして、連通管弁１６は閉弁され、右排気絞り弁３１は絞られる。そして、右低圧ＥＧＲ弁２９は全開状態とされる。
【００７２】
そうすると、右排気マニホールド４を通過する排気に右ターボ前燃料添加弁２５から燃料が添加される。そして、燃料が添加された状態の排気は、右過給機１０のタービン１０ｂで攪拌された後、右排気管１２を通過して右ＤＰＮＲ２０に導入される。
【００７３】
この際、右排気絞り弁３１が絞られているので、右ＤＰＮＲ２０に導入される排気の流量は減少しており、導入された燃料によって右ＤＰＮＲ２０内でより確実にＮＯxの還元
反応を完了させることができる。また、右排気絞り弁３１が絞られているので、右ＤＰＮＲ２０の下流側の背圧が上昇しており、且つ右低圧ＥＧＲ弁２９が全開されているので、充分に多くの低圧ＥＧＲガスが右低圧ＥＧＲ通路２８を通過して右吸気管８に再循環される。
【００７４】
次に、ＮＯx還元処理を行う際の内燃機関の運転状態が高負荷・高回転数である場合に
ついて説明する。この運転状態においては、左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０のみによってＥＧＲが行われ、左右高圧ＥＧＲ装置３０、８０は用いられない。そして、この場合には
右バンク１からの排気の流量が多いので、右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理において、右
ＤＰＮＲ２０内で充分な還元反応を完了させるためには、右排気絞り弁３１を全閉に近い状態とする。
【００７５】
そうすると、右ＤＰＮＲ２０の下流側における背圧は非常に高くなるので右低圧ＥＧＲ通路２８を通過して再循環されるＥＧＲガスの量が要求量に対して多くなり過ぎる場合がある。このような場合には、本実施例においては連通管弁１６を開弁して右排気管１２を通過する排気の一部に左排気管６２に流入させる。左排気管６２に備えられた左ＤＰＮＲ７０に関してはＮＯx還元処理を行っていないので、左排気絞り弁８１は全開の状態とな
っている。従って、連通管１５を通過した排気は左ＤＰＮＲ７０で浄化された後、一部は車外に排出され、一部は左低圧ＥＧＲ通路７８を通過して左吸気管５８に再循環される。
【００７６】
このように本実施例では、内燃機関の運転状態が高負荷・高回転数である場合には連通管弁１６が開弁されて、ＮＯx還元処理が行われている方の右低圧ＥＧＲ装置４０により
再循環される低圧ＥＧＲガス量が減少する。そして、ＮＯx還元処理が行われていない方
の左低圧ＥＧＲ装置９０を用いて少量の低圧ＥＧＲガスが再循環される。従って、全体としての低圧ＥＧＲガス量を押さえることができ、低圧ＥＧＲガス量が要求量に対して多すぎてＰＭの発生量が増加するなどの不都合を抑制することができる。
【００７７】
次に、右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理中における運転状態が急加速状態となり、要求
されるＥＧＲガス量が急減した場合について考える。このような場合にも、右低圧ＥＧＲ通路２８を通過して右吸気管８に再循環されるＥＧＲガスの量の応答性が低いために、要求量に対してＥＧＲガス量が多過ぎた場合には、内燃機関において発生するＰＭが増加するなどの不都合が生じることがあった。
【００７８】
これに対し本実施例においては、右ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理中における運転状態
が急加速状態となり、要求されるＥＧＲガスの量が急減した場合には、右排気絞り弁３１を急速に開弁し、右低圧ＥＧＲ通路２８を通過して右吸気管８に再循環される低圧ＥＧＲガス量を急減させることとした。
【００７９】
そうすれば、要求されるＥＧＲガス量の減少に応じて右低圧ＥＧＲ通路２８を通過して右吸気管８に再循環される低圧ＥＧＲガス量を充分早急に減少させることができ、内燃機関から排出される排気中のＰＭが増加するなどの不都合を抑制することができる。
【００８０】
<ＰＭ再生処理>
次に、右ＤＰＮＲ２０に対するＰＭ再生処理を行う場合の制御について説明する。ここで、ＰＭ再生処理を行う場合には、右ターボ前燃料添加弁２５または右ターボ後燃料添加弁２６から排気に燃料を添加することによって右ＤＰＮＲ２０の温度を上昇させる。この場合には、連通管弁１６は全閉し、右排気絞り弁３１を絞り、右低圧ＥＧＲ弁２９を開弁し、積極的に右低圧ＥＧＲ装置４０による低圧ＥＧＲガス量を増加させる。
【００８１】
そのことにより、右ＤＰＮＲ２０をすり抜けた燃料を内燃機関の右バンク１において再燃焼させることができ、右ＤＰＮＲ２０をすり抜けた燃料がそのまま車外に放散されエミッションが悪化することを抑制できる。
【００８２】
また、右ＤＰＮＲ２０のＰＭ再生中に、右ＤＰＮＲ２０からの排気の温度が上昇し過ぎた場合には、右排気絞り弁３１をより大きな開度まで開弁し、連通管弁１６を開弁する制御を行ってもよい。そうすれば、右低圧ＥＧＲ装置４０によって再循環する低圧ＥＧＲガス量は減少し、左低圧ＥＧＲ装置９０によって再循環する低圧ＥＧＲガス量が相対的に増加する。
【００８３】
そのことにより、ＰＭ再生処理中の右ＤＰＮＲ２０を通過した後に再循環される排気の量を相対的に減少させることができ、内燃機関に再循環される低圧ＥＧＲガス全体としての温度を低下させることができる。その結果、低圧ＥＧＲガスの温度が高温であることに起因するＮＯx発生量の増加などの不都合を抑制することができる。
【００８４】
<ＳＯx被毒回復処理>
次に、右ＤＰＮＲ２０に対するＳＯx被毒回復処理を行う場合の制御について説明する
。ここで、ＳＯx被毒回復処理を行う場合にもＰＭ再生処理を行う場合と同様、右ターボ
前燃料添加弁２５または右ターボ後燃料添加弁２６から排気に燃料を添加することによって右ＤＰＮＲ２０の温度を上昇させる。この場合には、連通管弁１６は全閉し、右排気絞り弁３１を絞り、右低圧ＥＧＲ弁２９を開弁し、積極的に右低圧ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲガス量を増加させる。
【００８５】
そのことにより、右ＤＰＮＲ２０に対するＳＯx被毒回復処理を行う場合にも、右ＤＰ
ＮＲ２０をすり抜けた燃料を内燃機関の右バンク１において再燃焼させることができ、右ＤＰＮＲ２０をすり抜けた燃料がそのまま車外に放散されエミッションが悪化することを抑制できる。
【００８６】
また、特に右ＤＰＮＲ２０のＳＯx被毒回復処理において、右ターボ前燃料添加弁２５
または右ターボ後燃料添加弁２６から排気に燃料を添加する際には、リッチスパイク処理が行われることが多いが、この際、リッチ期間中には連通管弁１６は全閉し、右排気絞り弁３１を絞り、右低圧ＥＧＲ弁２９を開弁し、積極的に右低圧ＥＧＲ装置４０によるＥＧＲガス量を増加させるようにし、リーン期間中には、連通管弁１６は全開にし、右排気絞り弁３１をより大きな開度まで開弁し、右低圧ＥＧＲ装置４０により再循環されるＥＧＲガス量よりも左低圧ＥＧＲ装置４０により再循環されるＥＧＲガス量を増加させるようにしてもよい。
【００８７】
そうすれば、より確実に、右ＤＰＮＲ２０をすり抜けた燃料が車外に放散されエミッションが悪化することを抑制できるとともに、左低圧ＥＧＲ装置９０によって比較的低温のＥＧＲガスをも再循環させることができ、全体としての低圧ＥＧＲガスの温度を低下させることができる。
【００８８】
また、右ＤＰＮＲ２０のＳＯx被毒回復処理中に、右ＤＰＮＲ２０からの排気の温度が
上昇し過ぎた場合には、右排気絞り弁３１を開弁し、連通管弁１６を開弁する制御を行ってもよい。そうすれば、右低圧ＥＧＲ装置４０によって再循環する低圧ＥＧＲガス量は減少し、左低圧ＥＧＲ装置９０によって再循環する低圧ＥＧＲガス量が相対的に増加する。
【００８９】
そのことにより、内燃機関に再循環される低圧ＥＧＲガス全体としての温度を低下させることができ、低圧ＥＧＲガスの温度が高温であることに起因するＮＯx発生量の増加な
どの不都合を抑制することができる。
【００９０】
なお、上記の実施例１においては、内燃機関はＶ型内燃機関であり、各バンク１、５１に設けられた４つの気筒２、５２がそれぞれ気筒群に相当したが、本発明が適用されるのはＶ型内燃機関に限定されない。例えば、直列６気筒型の内燃機関の気筒を３個ずつ２つの気筒群に分割し、各々の気筒群に対して上記と同様、左右過給機１０、６０、左右排気管１２、６２、左右ＤＰＮＲ２０、７０、左右低圧ＥＧＲ装置４０、９０などの構成要素を割り当ててもよい。
【００９１】
また、上記の実施例においては、ＤＰＮＲ２０のＮＯx還元処理における燃料添加制御
について説明したが、同様の思想をＤＰＮＲ２０のＳＯx被毒回復処理やＰＭ再生処理に
適用してもよいことはもちろんである。
【００９２】
また、実施例１においては、、右ＤＰＮＲ２０に対するのＮＯx還元処理、ＰＭ再生処
理、ＳＯx被毒回復処理を行う場合について説明したが、左ＤＰＮＲ７０のＮＯx還元処理、ＰＭ再生処理、ＳＯx被毒回復処理を行う場合については、制御に関わる構成要素の左
右を入れ替えた制御を行えばよい。
【実施例２】
【００９３】
次に、本発明における実施例２について説明する。実施例１においてはＶ型内燃機関であって８つの気筒を備えた例について説明したが、本実施例においては、直列４気筒の内燃機関に対して本発明を適用した例について説明する。
【００９４】
図２は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。図２に示す内燃機関は、バンク１１を有し、バンク１１に４つの気筒４２を有する直列４気筒内燃機関である。
【００９５】
内燃機関のバンク１１には、吸気マニホールド１３が接続されており、吸気マニホールド１３の各枝管は吸気ポートを介してバンク１１の各気筒４２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド１３は吸気管１８に接続されている。吸気管１８にはインタークーラ２７が設けられており、インタークーラ２７のさらに上流側には、過給機５０のコンプレッサ５０ａが設けられている。コンプレッサ５０ａのさらに上流側の吸気管１８には図示しないエアフローメータ、エアクリーナが設けられている。
【００９６】
次に内燃機関の排気系について説明する。内燃機関のバンク１１には、排気マニホールド１４が接続されており、排気マニホールド１４の各枝管は排気ポートを介してバンク１１の各気筒４２の燃焼室と連通されている。排気マニホールド１４の集合部には過給機５０のタービン５０ｂが接続されている。タービン５０ｂの排気が流出する開口部には排気管１９が接続されている。
【００９７】
排気管１９は連通管１５の略中央部に接続されており、連通管１５は実施例１で説明したと同様、両端において右排気管１２と左排気管６２に接続されている。連通管１５と排気管１９との接続部には、排気管１９を通過する排気の、連通管１５における右排気管１２側と左排気管６２側への流入量を決定する三方弁１７が備えられている。なお、右排気管１２と左排気管６２とに配置されている構成要素については、実施例１で説明した内容と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【００９８】
ただし、本実施例における右低圧ＥＧＲ通路３８、左低圧ＥＧＲ通路８８はともに吸気管１８におけるコンプレッサ５０ａの上流側に接続されている点が実施例１とは異なる。ここで、右低圧ＥＧＲ通路３８及び右低圧ＥＧＲ弁２９によって右低圧ＥＧＲ装置１１０が構成される。同様に、左低圧ＥＧＲ通路８８及び左低圧ＥＧＲ弁７９によって左低圧ＥＧＲ装置１２０が構成される。
【００９９】
また、排気マニホールド１４と吸気管１８とは高圧ＥＧＲ通路３２で連通されている。そして、高圧ＥＧＲ通路３２には、高圧ＥＧＲ通路３２を通過する排気の流量を制御する高圧ＥＧＲ弁３３が備えられている。高圧ＥＧＲ通路３２及び高圧ＥＧＲ弁３３によって高圧ＥＧＲ装置１００が構成される。
【０１００】
以上のような構成においても、内燃機関のバンク１１から排出された排気の一部が、運転状態によって高圧ＥＧＲ装置１００よって再循環され、あるいは、左右低圧ＥＧＲ装置
１１０、１２０によって再循環されるようになっており、より広い運転領域によって内燃機関におけるＮＯxの発生が抑制されるようになっている。
【０１０１】
また、前述のように、本実施例においては、左右排気管１２、６２の２つの排気管に対し、それぞれ左右ＤＰＮＲ２０、７０、左右低圧ＥＧＲ通路３８、８８の排気の取り込み口、左右排気絞り弁３１、８１がこの順番で設けられているために、三方弁１７、左右低圧ＥＧＲ弁２９、７９、左右排気絞り弁３１、８１を適宜制御することにより、左右ＤＰＮＲ２０，７０及び左右低圧ＥＧＲ通路３８、８８を通過する排気の量を任意に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施例１における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例２における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・右バンク
２・・・気筒
３・・・吸気マニホールド
４・・・右排気マニホールド
８・・・右吸気管
１０・・・右過給機
１１・・・バンク
１２・・・右排気管
１５・・・連通管
１６・・・連通管弁
１７・・・三方弁
１８・・・吸気管
１９・・・排気管
２０・・・右ＤＰＮＲ
２２・・・右高圧ＥＧＲ通路
２３・・・右高圧ＥＧＲ弁
２８、３８・・・右低圧ＥＧＲ通路
２９・・・右低圧ＥＧＲ弁
３１・・・右排気絞り弁
３２・・・高圧ＥＧＲ通路
３３・・・高圧ＥＧＲ弁
３５・・・ＥＣＵ
５０・・・過給機
５１・・・左バンク
５２・・・気筒
５８・・・左吸気管
６０・・・左過給機
６２・・・左排気管
７０・・・左ＤＰＮＲ
７２・・・左高圧ＥＧＲ通路
７３・・・左高圧ＥＧＲ弁
７８、８８・・・左低圧ＥＧＲ通路
７９・・・左低圧ＥＧＲ弁
【図１】
2008106657.tif 000003
【図２】
2008106657.tif 000004