(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路中へ燃料を添加する燃料添加手段と、
吸蔵していたＮＯｘが前記燃料添加手段により添加される燃料により還元される吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記燃料添加手段により添加された燃料が前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に到達するまでの時間に基づいて、前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御する燃料付着量可変制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記燃料付着量可変制御手段は、排気通路の壁面に付着する燃料量、この付着した燃料の蒸発量、および排気の流量に基づいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が到達するまでの時間が一番短くなるように、燃料を主に排気通路に付着させるか、または主に排気の流れに乗せるかを決定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。
【請求項３】
前記燃料添加手段は複数の噴射口を備え、この噴射口は夫々異なる方向に開口し、前記燃料付着量可変制御手段は、何れかの噴射口から燃料を噴射させることにより前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御す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浄化装置。
【請求項４】
前記燃料添加手段は複数の燃料添加弁からなり、この燃料添加弁は夫々異なる方向に燃料が噴射され、前記燃料付着量可変制御手段は、何れかの燃料添加弁から燃料を噴射させることにより前記排気通路の壁面に付着する燃料量を可変制御す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浄化装置。
【請求項５】
前記燃料添加手段は燃料噴射圧を調整可能な燃料添加弁を備え、前記燃料付着量可変制御手段は、燃料添加弁の燃料噴射圧を変更することにより前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御す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に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯx触媒とする。）に吸蔵されているＮＯｘを還
元するときには、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比を比較的短い周期でスパイク的（短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御が実行される。このリッチスパイク制御は、たとえば排気通路に燃料添加弁を取り付けて、該燃料添加弁より燃料を噴射させて行われる。ところで、燃料添加弁により噴射された燃料は、排気通路の壁面に付着した後に蒸発してＮＯｘ触媒に到達する場合や、排気通路の壁面に付着しないまま排気の流れに乗ってＮＯｘ触媒に到達する場合がある。これらの燃料がＮＯｘ触媒に到達するまでの時間は、排気の流量や排気通路の壁面温度等により変わる。燃料がＮＯｘ触媒に到達するまでの時間が長くなると、燃料が排気中を拡散して排気の空燃比が大きくなってしまう。そのため、ＮＯｘ触媒における排気の空燃比も排気の流量や排気通路の壁面温度等によって変わってしまう。そして、ＮＯｘ触媒における排気の空燃比が高くなると、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの還元が困難となる。
【０００３】
これに対し、排気の温度、排気通路の壁面温度、および排気の流量に応じて燃料蒸発量を推定しつつ燃料供給量を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３８９３９号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２０１９号公報
【特許文献３】特開２００４−２７８４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、排気の空燃比が高くなった場合に、燃料添加量を増量補正すると燃費が悪化する。また、燃料添加する位置によっては、添加された燃料がＮＯｘ触媒に到達するまでに時間がかかり、空燃比の制御が困難となるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への燃料の到達時間をより短くすることにより、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒における空燃比の制御性を向上させることができ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】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
排気通路中へ燃料を添加する燃料添加手段と、
吸蔵していたＮＯｘが前記燃料添加手段により添加される燃料により還元される吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記燃料添加手段により添加された燃料が前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に到達するまでの時間に基づいて、前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御する燃料付着量可変制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
内燃機関の排気通路へ燃料を添加した場合、燃料が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ到達するまでには、一旦排気通路の壁面に付着した後に蒸発して排気と共に流れる場合と、排気通路
の壁面には付着せずにそのまま排気と共に流れる場合とがある。排気通路の壁面に付着した燃料は、排気通路の壁面温度が高いほど早く蒸発して、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒までの到達時間が短くなる。また、排気の流速が速いほど燃料が排気の流れに乗りやすく、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒までの到達時間が短くなる。そして、添加された燃料が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に到達するまでの時間が短いほど該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒における空燃比の制御がしやすい。
【０００８】
ここで、たとえば排気の流量が少なく、且つ排気通路の壁面温度が高い場合には、燃料を排気通路の壁面に付着するように添加して気化を促進させたほうが、排気通路の壁面に付着させずに液体のまま排気の流れに乗せるよりも、燃料が早く吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に到達する。そして、燃料付着量可変制御手段は、このような条件から燃料が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に到達するまでの時間がたとえば一番短くなるように排気通路の壁面に付着させる燃料量を決定する。
【０００９】
すなわち、本発明においては、前記燃料付着量可変制御手段は、排気通路の壁面に付着する燃料量、この付着した燃料の蒸発量、および排気の流量に基づいて、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に燃料が到達するまでの時間が一番短くなるように、燃料を主に排気通路に付着させるか、または主に排気の流れに乗せるかを決定することができる。
【００１０】
燃料が吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ到達するまでの時間が一番短くなるように、燃料を噴射させることにより、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒における空燃比制御を容易に行うことができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記燃料添加手段は複数の噴射口を備え、この噴射口は夫々異なる方向に開口し、前記燃料付着量可変制御手段は、何れかの噴射口から燃料を噴射させることにより前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御することができる。
【００１２】
たとえば排気通路の壁面に向かって燃料を噴射する噴射口と、排気通路を流れる排気の流通方向に向かって燃料を噴射する噴射口と、を備えている燃料添加手段によれば、何れかの噴射口を選択して燃料を噴射することにより、壁面に付着する燃料量を可変とすることができる。
【００１３】
本発明においては、前記燃料添加手段は複数の燃料添加弁からなり、この燃料添加弁は夫々異なる方向に燃料が噴射され、前記燃料付着量可変制御手段は、何れかの燃料添加弁から燃料を噴射させることにより前記排気通路の壁面に付着する燃料量を可変制御することができる。
【００１４】
たとえば排気通路の壁面に向かって燃料を噴射する燃料添加弁と、排気通路を流れる排気の流通方向に向かって燃料を噴射する燃料添加弁と、を備えている燃料添加手段によれば、何れかの燃料添加弁を選択して燃料を噴射することにより、壁面に付着する燃料量を可変とすることができる。
【００１５】
本発明においては、前記燃料添加手段は燃料噴射圧を調整可能な燃料添加弁を備え、前記燃料付着量可変制御手段は、燃料添加弁の燃料噴射圧を変更することにより前記排気通路の壁面に付着させる燃料量を可変制御することができる。
【００１６】
たとえば燃料噴射圧を大きくすることにより燃料が排気通路の壁面に到達し、燃料噴射圧を小さくすることにより燃料が排気通路を流れる排気の流れに乗るように、燃料の噴射方向を設定しておくことで、燃料の噴射圧を変更することにより、壁面に付着する燃料量を可変とすることができる。
【００１７】
なお、本発明における「排気通路」には、排気ポート、排気マニホールド、排気管、およびターボチャージャを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への燃料の到達時間をより短くすることにより、該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒における空燃比の制御性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関１とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００２１】
内燃機関１には、燃焼室へ通じる吸気通路２が接続されている。この吸気通路２の途中には、内燃機関１の吸入空気量を測定するエアフローメータ３が取り付けられている
【００２２】
また、内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路４が接続されている。この排気通路４の途中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒５（以下、ＮＯｘ触媒５という。）が設けられている。ＮＯｘ触媒５は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低く且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する機能を有する。
【００２３】
ＮＯｘ触媒５よりも上流の排気通路４には、該排気通路４を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する燃料添加装置６を備えている。燃料添加装置は、排気通路４の壁面に向かって燃料を噴射する第１燃料添加弁６１および排気の流れの下流方向に向かって燃料を噴射する第２燃料添加弁６２を備えて構成されている。第１燃料添加弁６１および第２燃料添加弁６２は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して燃料を噴射する。第１燃料添加弁６１から排気通路４内へ噴射された燃料は、主に排気通路４の壁面に付着する。その後蒸発して排気の流れに乗る。また、第２燃料添加弁６２から排気通路４内へ噴射された燃料は、主に排気の流れに乗って下流へと流れる。第１燃料添加弁６１または第２燃料添加弁６２から噴射された燃料は、排気通路４の上流から流れてきた排気の空燃比をリッチにする。そして、ＮＯｘ還元時には、ＮＯｘ触媒５に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。なお、本実施例においては、燃料添加装置６が、本発明における燃料添加手段に相当する。
【００２４】
また、第１燃料添加弁６１から噴射された燃料が付着する付近の排気通路４の壁面には、該排気通路４の壁面温度に応じた信号を出力する壁面温度センサ９１が取り付けられている。なお、排気通路４の壁面温度は、内燃機関１の運転状態と排気通路４の熱容量とに基づいて算出してもよい。また、ＮＯx触媒５よりも上流の排気通路４には、排気の温度
に応じた信号を出力する排気温度センサ９２が取り付けられている。この排気温度センサ９２により排気の温度を検出することができる。なお、排気の温度は、内燃機関の運転状態から推定してもよい。
【００２５】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御
ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ３および壁面温度センサ９１のほか、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し車両の負荷状態を検出可能なアクセル開度センサ９３、内燃機関１の回転数を検出するクランクポジションセンサ９４が電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１０には、第１燃料添加弁６１および第２燃料添加弁６２が電気配線を介して接続され、これら第１燃料添加弁６１および第２燃料添加弁６２はＥＣＵ１０により制御される。
【００２６】
ところで、第１燃料添加弁６１または第２燃料添加弁６２から添加された燃料は、直ちに蒸発もしくは微粒化して排気と共にＮＯｘ触媒５へ到達するものもあれば、排気通路４に液体のまま付着しＮＯｘ触媒５へ到達するものもある。それゆえ、ＮＯｘ触媒５に到達する燃料量を適切な量にして当該触媒に流入する排気の空燃比を適切な値に制御するためには、添加された燃料の排気通路への付着、蒸発を考慮することが必要となる。
【００２７】
そこで、本実施例においては、簡易的に、第１燃料添加弁６１または第２燃料添加弁６２から添加された燃料が、排気通路４にのみ付着するものとして以下のようなモデルを考える。
【００２８】
図２に示すように、今回の燃料添加時から次回の燃料添加時までにＮＯｘ触媒５に至る燃料量（到達燃料量）Ｑとしては、今回の燃料添加により添加された燃料の内、排気通路４に付着せずに通過してＮＯｘ触媒５に至る分と、今回の燃料添加時より前に排気通路４に付着して堆積していた燃料が蒸発してこの期間内にＮＯｘ触媒５に至る分を加算した量であるとする。
【００２９】
より具体的には、今回の燃料添加により、添加される燃料量をＭ、排気通路４に付着する量（排気通路付着量）をＭｅｘとする。また、今回の燃料添加時から次回の燃料添加時までに、排気通路４から蒸発する量（排気通路蒸発量）をＯｅｘとし、この間に蒸発した燃料は全てＮＯｘ触媒５に到達すると仮定する。
【００３０】
かかる場合、今回の燃料添加により添加される燃料の内、排気通路４に付着せずにこれらを通過してＮＯｘ触媒５に到達する量（直達量）をＮとすると、Ｎ＝Ｍ−Ｍｅｘであり、到達燃料量Ｑは、Ｑ＝Ｎ＋Ｏｅｘとなる。
【００３１】
排気通路付着量Ｍｅｘは、排気通路４に到達した燃料のうち排気通路４に付着する割合を示す値である排気通路付着率をＸｅｘとすると、このモデルでは今回添加された燃料全てが排気通路４に到達するので、Ｍｅｘ＝Ｘｅｘ×Ｍとなる。
【００３２】
排気通路蒸発量Ｏｅｘは、今回の燃料添加時に排気通路４に堆積している燃料量Ｐｅｘの内この期間内に蒸発する割合を示す値である排気通路蒸発率をＹｅｘとすると、Ｏｅｘ＝Ｙｅｘ×Ｐｅｘとなる。なお、Ｐｅｘは、前回の燃料添加時に排気通路に堆積していた燃料量Ｐ´ｅｘに、前回の燃料添加により排気通路に付着した量Ｍ´ｅｘを加算し、前回の燃料添加時から今回の燃料添加時までに排気通路４から蒸発した量Ｏ´ｅｘを減算した値、つまり、Ｐｅｘ＝Ｐ´ｅｘ＋Ｍ´ｅｘ−Ｏ´ｅｘとなる。
【００３３】
燃料添加を長時間実施すると、排気通路４の付着量と蒸発量が釣り合い、定常状態となる。このときの、排気通路４の蒸発量から排気通路４の付着量を求めることができ、マッチングなどで付着率を求めることができる。
【００３４】
また、付着率および蒸発率に及ぼす因子の影響を多変量解析により調査した。試験、解
析の結果により、排気通路付着率Ｘｅｘ、排気温度および排気流量との間には図３に示すような相関関係があることを導き出すことができた。これにより、ある時点における排気温度および排気流量からその時点の排気通路付着率Ｘｅｘを推定することができる。
【００３５】
また、排気通路蒸発率Ｙｅｘ、排気通路壁面温度および排気流量との間には図４に示すような相関関係があることを導き出すことができたので、ある時点における排気通路壁面温度および排気流量からその時点の排気通路蒸発率Ｙｅｘを推定することができる。
【００３６】
以下、具体的に燃料添加量を算出する制御ルーチンについて図５に示すフローチャートに沿って説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ１０に記憶されているルーチンである。
【００３７】
本制御ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ず、ステップＳ１０１において添加燃料量である燃料添加量Ｍを算出する。この燃料添加量Ｍは、ＥＣＵ１０により決定されるＮＯｘ触媒５に到達させる燃料量の目標値（目標到達燃料量）であり、以下のようにして決定する。つまり、ＥＣＵ１０は、先ず、記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ９３の出力信号（アクセル開度）、吸入空気量、燃焼室内への燃料噴射量等を読み出す。その後、ＥＣＵ１０は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとして燃料添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標のリッチ空燃比あるいは理論空燃比とする上で必要となる燃料量を算出する。そして、算出した燃料量を、燃料添加量Ｍとする。
【００３８】
その後Ｓ１０２へ進み、Ｓ１０１にて決定した燃料添加量Ｍの燃料を添加した場合に、排気通路に付着する燃料の量である排気通路付着量Ｍｅｘを推定する。これは、まず、その時点の排気温度、排気流量および図３に示したマップに基づいて排気通路付着率Ｘｅｘを推定する。なお、本実施例では、排気流量はエアフローメータ３の検出値に基づいて演算される吸入空気量と同じであるとする。
【００３９】
その後、上述したように、式「Ｍｅｘ＝Ｘｅｘ×Ｍ」に、燃料添加量Ｍと排気通路付着率Ｘｅｘを代入することにより排気通路付着量Ｍｅｘを算出するものである。
【００４０】
その後Ｓ１０３へ進み、排気通路蒸発量Ｏｅｘを推定する。これは、まず、その時点の排気通路壁面温度、排気流量および図４に示したマップに基づいて排気通路蒸発率Ｙｅｘを推定する。その後、上述したように、式「Ｐｅｘ＝Ｐ´ｅｘ＋Ｍ´ｅｘ−Ｏ´ｅｘ」に基づいて、今回の燃料添加時に排気通路に堆積している燃料量Ｐｅｘを算出する。Ｐ´ｅｘ，Ｍ´ｅｘ，Ｏ´ｅｘの値は、それぞれ、前回のルーチンで、前回の燃料添加量を決定するにあたって算出していた値を用いるものである。そして、式「Ｏｅｘ＝Ｙｅｘ×Ｐｅｘ」に、ＹｅｘとＰｅｘを代入することにより排気通路蒸発量Ｏｅｘを算出するものである。
【００４１】
その後Ｓ１０６へ進み、燃料添加量Ｍの内、排気通路４に付着せずに通過し、ＮＯｘ触媒５に到達する量である直達量Ｎを推定する。この直達量Ｎは、ＮＯx触媒５に到達する
燃料量（Ｍ−Ｍｅｘ）として求めることができる。ゆえに、式「Ｎ＝Ｍ−Ｍｅｘ」に、Ｓ１０２で推定したＭｅｘを代入することにより推定する。
【００４２】
その後Ｓ１０７へ進み、到達燃料量Ｑを、式「Ｑ＝Ｎ＋Ｏｅｘ」に、Ｓ１０３およびＳ１０６で推定した排気通路蒸発量Ｏｅｘおよび直達量Ｎを代入することにより推定する。つまり、本ステップでは、Ｓ１０６にて推定されたＮＯx触媒５へ到達する燃料量（直達
量Ｎ）に、Ｓ１０３にて推定された排気通路４から蒸発する燃料量を加算することにより到達燃料量Ｑを算出するものである。
【００４３】
このようにして、ＮＯx触媒５へ到達する燃料量を第１燃料添加弁６１および第２燃料
添加弁６２の夫々について求めることができる。かかる場合には、予め、排気温度、排気流量などの、排気通路４の付着率および蒸発率に及ぼす因子の影響を解析し、図３および図４に示すような相関関係を第１燃料添加弁６１および第２燃料添加弁６２の夫々について導き出しておく。
【００４４】
そして、本実施例においては、ＮＯｘ触媒５に対して燃料を添加する場合には、燃料添加装置６から添加される燃料がＮＯｘ触媒５へ到達するまでの時間をより短くするように、第１燃料添加弁６１または第２燃料添加弁６２の何れか一方を選択して燃料を添加させる。なお、第１燃料添加弁６１または第２燃料添加弁６２から夫々単独で燃料を添加した場合に、単位時間当たりの到達燃料量Ｑが多いほうがＮＯx触媒５へ到達するまでの時間
がより短いとしている。
【００４５】
次に図６は、本実施例における燃料添加弁を選択するためのフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ＮＯｘ触媒５への燃料添加時において所定時間ごとに繰り返し実行される。
【００４６】
ステップＳ２０１では、吸入空気量、排気通路４の壁面温度、および燃料添加量等が読み込まれる。
【００４７】
ステップＳ２０２では、第１燃料添加弁６１から燃料を添加する場合において単位時間当たりにＮＯｘ触媒５に流入する燃料量が算出される。ここでは、第１燃料添加弁６１から燃料を添加した場合の単位時間当たりの前記到達燃料量Ｑが単位時間当たりにＮＯｘ触媒５に流入する燃料量とされる。
【００４８】
ステップＳ２０３では、第２燃料添加弁６２から燃料を添加する場合において単位時間当たりにＮＯｘ触媒５に流入する燃料量が算出される。ここでは、第２燃料添加弁６２から燃料を添加した場合の単位時間当たりの前記到達燃料量Ｑが単位時間当たりにＮＯｘ触媒５に流入する燃料量とされる。
【００４９】
ステップＳ２０４では、単位時間当たりにＮＯｘ触媒５に流入する燃料量が、第１燃料添加弁６１から燃料を噴射させるほうが第２燃料添加弁６２から燃料を噴射させるよりも多いか否か判定される。なお、本実施例におけるステップＳ２０４を実行するＥＣＵ１０は、本発明における燃料付着量可変制御手段に相当する。そして、ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０５へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００５０】
ステップＳ２０５では、第１燃料添加弁６１により燃料添加が行われる。
【００５１】
ステップＳ２０６では、第２燃料添加弁６２により燃料添加が行われる。
【００５２】
このようにして、添加された燃料がより早くＮＯｘ触媒５に到達するほうの燃料添加弁が選択されて燃料添加が行われるので、燃料添加時の空燃比の制御性が向上する。そのため、ＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【実施例２】
【００５３】
図７は、本実施例による噴射口を複数有する燃料添加弁１１の概略構成図である。燃料添加弁１１は、第１ニードル１２、第２ニードル１３、およびノズルホルダ１４を備えて構成されている。第１ニードル１２は、円柱形状で且つ先端が円錐形状に尖っておりノズ
ルホルダ１４の中心軸上に備わる。第１ニードル１２の先端の円錐面はノズルホルダ１４の内壁に接している。第２ニードル１３は、円筒形状で第１ニードル１２よりも大きく、内部に第１ニードル１２を摺動可能に格納している。第２ニードル１３も先端は円錐形状となっているが中心軸周りに第１ニードル１２を収める穴が開けられている。第２ニードル１３の先端の円錐面は、ノズルホルダ１４の内壁に接している。そして、第１ニードル１２と第２ニードル１３とは別々に作動可能である。また、第１ニードル１２と第２ニードル１３との間、および第２ニードル１３とノズルホルダ１４との間には、加圧された燃料が供給されている。
【００５４】
さらに、ノズルホルダ１４の第１ニードル１２の円錐面が接する部分には、第１噴射口１５が複数設けられている。同様に第２ニードル１３の円錐面が接する部分には第２噴射口１６が複数設けられている。第１噴射口１５と第２噴射口１６とはノズルホルダ１４の中心軸に対する開口角度が異なり、第１噴射口１５はノズルホルダ１４の中心軸に対する角度が第２噴射口１６よりも小さい。
【００５５】
このように構成された燃料添加弁１１では、第１ニードル１２を作動させることにより、ノズルホルダ１４の中心軸に対して角度の小さな向きに燃料を噴射させることができる。また、第２ニードル１３を作動させることにより、ノズルホルダ１４の中心軸に対して角度の大きな向きに燃料を噴射させることができる。そして、燃料添加弁１１を排気通路４へ取り付けるときに、例えば第１噴射口１５が該排気通路４の壁面に向くように且つ第２噴射口１６が排気の流れの下流方向に向くようにする。これにより、第１噴射口１５が前記第１燃料添加弁６１の役割を果たし、第２噴射口１６が前記第２燃料添加弁６２の役割を果たすことになる。すなわち、本実施例においては、燃料添加弁１１が、本発明における燃料添加手段に相当する。
【００５６】
そして、第１噴射口１５および第２噴射口１６の夫々について前記到達燃料量Ｑを算出し、比較することにより、ＮＯx触媒５へ燃料がより早く到達する噴射口を選択すること
ができる。
【実施例３】
【００５７】
図８は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関１とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１とは燃料添加装置１７が異なる。
【００５８】
本実施例に係る燃料添加装置１７は、燃料添加弁１８、燃料供給管１９、レギュレータ２０、および燃料ポンプ２１を備えて構成されている。燃料添加弁１８とレギュレータ２０とは、燃料供給管１９により接続されている。また、レギュレータ２０と燃料ポンプ２１とは、燃料供給管１９により接続されている。燃料ポンプ２１は一定の圧力で燃料を吐出する。燃料ポンプ２１から吐出された燃料は、燃料供給管１９を流れてレギュレータ２０に流入する。レギュレータ２０は、ＥＣＵ１０と電気的に接続されており、該ＥＣＵ１０からの信号により燃料の圧力を調整する。圧力を調整された後の燃料は、燃料供給管１９を流れて燃料添加弁１８に到達する。ＥＣＵ１０が燃料添加弁を開弁すると、レギュレータ２０にて設定された圧力で排気通路４内へ燃料が噴射される。
【００５９】
そして、圧力の高い燃料が噴射された場合には、排気通路４の壁面により多くの燃料が到達する。一方、圧力の低い燃料が噴射された場合には、排気通路４の壁面に到達する前に排気の流れに乗って下流へと流される燃料がより多くなる。これにより、レギュレータ２０が燃料の圧力を高くしたときには前記第１燃料添加弁６１の役割を果たし、燃料の圧力を低くしたときには前記第２燃料添加弁６２の役割を果たすことになる。すなわち、本実施例においては、燃料添加装置１７が、本発明における燃料添加手段に相当する。
【００６０】
そして、燃料の圧力を高くしたときおよび低くしたときの夫々について前記到達燃料量Ｑを算出し、比較することにより、ＮＯx触媒５へ燃料がより早く到達する燃料圧力を選
択することができる。なお、燃料圧力を複数設定できるようにして、その中で燃料がより早くＮＯx触媒５へ到達するものを選択するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】燃料添加からＮＯx触媒に燃料が到達するまでのモデルを簡易的に表したものである。
【図３】排気流量、排気温度および排気通路付着率の関係を示す図である。
【図４】排気流量、排気通路壁面温度および排気通路蒸発率の関係を示す図である。
【図５】燃料添加量を算出する制御ルーチンのフローチャートである。
【図６】実施例２における燃料添加弁を選択するためのフローを示したフローチャートである。
【図７】実施例２に係る燃料添加弁の概略構成を示す図である。
【図８】実施例３に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１     内燃機関
２     吸気通路
３     エアフローメータ
４     排気通路
５     吸蔵還元型ＮＯx触媒
６     燃料添加装置
１０   ＥＣＵ
１１   燃料添加弁
１２   第１ニードル
１３   第２ニードル
１４   ノズルホルダ
１５   第１噴射口
１６   第２噴射口
１７   燃料添加装置
１８   燃料添加弁
１９   燃料供給管
２０   レギュレータ
２１   燃料ポンプ
６１   第１燃料添加弁
６２   第２燃料添加弁
９１   壁面温度センサ
９２   排気温度センサ
９３   アクセル開度センサ
９４   クランクポジションセンサ
【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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【図７】
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【図８】
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