【手続補正書】
【提出日】平成20年2月22日(2008.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として排気系において燃料添加位置よりも下流での排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段とを有する未燃燃料濃度物理量検出手段と、
前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記空燃比検出手段にて検出された空燃比が燃料の高濃度状態を判断するための基準空燃比よりも小さく、かつ前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項２】
排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として、内燃機関にて燃焼される燃料量、排気系において添加される燃料量、及び内燃機関の吸入空気量に基づく空燃比計算により排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段とを有する未燃燃料濃度物理量検出手段と、
前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記空燃比検出手段にて検出された空燃比が燃料の高濃度状態を判断するための基準空燃比よりも小さく、かつ前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項３】
排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段である未燃燃料濃度物理量検出手段と、
前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記粒子状物質浄化用昇温処理における燃料添加は複数回の添加に分けて周期的に行われると共に、前記添加燃料濃度低減手段は各回の燃料添加量を減少させることにより前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させることを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記添加燃料濃度低減手段は、未燃燃料濃度が白煙を排出しない範囲から逸脱する場合を、前記物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合としていることを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、排気系内において燃料を添加する位置よりも下流に排気タービンを配置したターボチャージャーを備えた内燃機関に適用されていることを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【手続補正２】
【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】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関排気浄化装置は、排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として排気系において燃料添加位置よりも下流での排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段とを有する未燃燃料濃度物理量検出手段と、前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記空燃比検出手段にて検出された空燃比が燃料の高濃度状態を判断するための基準空燃比よりも小さく、かつ前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【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】
またこのように前記物理量は燃料添加位置よりも下流での排気の空燃比を用いる。したがってこの空燃比が基準空燃比よりも小さい場合には高濃度の未燃燃料の排出を示すと考えられることから、添加による燃料濃度を低下させることにより、高濃度ＨＣの外部への排出を防止することができる。
また空燃比に加えて、更に触媒床温を判断対象に含める。触媒床温が低い場合には、酸化触媒反応自体が低下して、排気浄化用フィルタ内において燃料の酸化による消化が困難となる。したがって空燃比が基準空燃比よりも小さく、かつ触媒床温が基準温度よりも低い場合に、高濃度の未燃燃料の排出を示す状態であるとして粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させることで、高濃度ＨＣの外部への排出を防止することができる。この結果、より白煙発生の確実性の高い領域に限って燃料添加量を減少できるので、粒子状物質浄化用昇温処理を効率的に早期に処理できる。そのため、白煙等の発生も未然に防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項２に記載の内燃機関排気浄化装置では、排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として、内燃機関にて燃焼される燃料量、排気系において添加される燃料量、及び内燃機関の吸入空気量に基づく空燃比計算により排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段とを有する未燃燃料濃度物理量検出手段と、前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記空燃比検出手段にて検出された空燃比が燃料の高濃度状態を判断するための基準空燃比よりも小さく、かつ前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このように添加燃料濃度低減手段は前記物理量に基づいて高濃度の未燃燃料の排出を示すか否かを判定して、高濃度未燃燃料が排出されると判断した場合には、粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させている。したがって粒子状物質浄化用昇温処理中に急激に燃料噴射量が増加するなどにより、排気浄化用フィルタ内で十分に添加燃料を燃焼することができずに高濃度のＨＣが排気浄化用フィルタの下流に排出される状態になったとしても、直ちに添加による燃料濃度を低下できるので高濃度ＨＣの排出を抑制できる。
またこのように前記物理量は、内燃機関にて燃焼される燃料量、排気系において添加される燃料量、及び内燃機関の吸入空気量に基づいて算出した排気の空燃比を用いる。このことによっても高濃度の未燃燃料の排出を判定でき、添加による燃料濃度を低下させることにより、高濃度ＨＣの外部への排出を防止することができる。この結果、白煙等の発生も未然に防止することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また空燃比に加えて、更に触媒床温を判断対象に含める。触媒床温が低い場合には、酸化触媒反応自体が低下して、排気浄化用フィルタ内において燃料の酸化による消化が困難となる。したがって空燃比が基準空燃比よりも小さく、かつ触媒床温が基準温度よりも低い場合に、高濃度の未燃燃料の排出を示す状態であるとして粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させることで、高濃度ＨＣの外部への排出を防止することができる。この結果、より白煙発生の確実性の高い領域に限って燃料添加量を減少できるので、粒子状物質浄化用昇温処理を効率的に早期に処理できる。そのため、白煙等の発生も未然に防止することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項３に記載の内燃機関排気浄化装置では、排気濾過により排気中の粒子状物質を捕集すると共に堆積した粒子状物質を触媒機能により酸化することで再生可能な排気浄化用フィルタを備え、粒子状物質を酸化する際に、前記排気浄化用フィルタの上流から排気系内に燃料を添加することで前記排気浄化用フィルタに対して粒子状物質浄化用昇温処理を実行する内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化用フィルタの下流の排気中に存在する未燃燃料の濃度を反映する物理量又は前記未燃燃料の濃度に影響する物理量として前記排気浄化用フィルタの触媒床温を検出する触媒床温検出手段である未燃燃料濃度物理量検出手段と、前記粒子状物質浄化用昇温処理時に、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温が酸化触媒反応低下を判断するための基準温度よりも低い場合には、前記未燃燃料濃度物理量検出手段にて検出された物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合であるとして、前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させる添加燃料濃度低減手段とを備えたことを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
このように添加燃料濃度低減手段は前記物理量に基づいて高濃度の未燃燃料の排出を示すか否かを判定して、高濃度未燃燃料が排出されると判断した場合には、粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させている。したがって粒子状物質浄化用昇温処理中に急激に燃料噴射量が増加するなどにより、排気浄化用フィルタ内で十分に添加燃料を燃焼することができずに高濃度のＨＣが排気浄化用フィルタの下流に排出される状態になったとしても、直ちに添加による燃料濃度を低下できるので高濃度ＨＣの排出を抑制できる。
また前記物理量としては、排気浄化用フィルタの触媒床温を用いる。前述したごとく触媒床温が低い場合には、酸化触媒反応自体が低下して排気浄化用フィルタ内において燃料の酸化による消化が困難となる。したがって触媒床温が基準温度よりも低い場合に、高濃度の未燃燃料の排出を示す状態であるとして粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させることで、高濃度ＨＣの外部への排出を防止することができる。この結果、白煙等の発生も未然に防止することができる。
請求項４に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記粒子状物質浄化用昇温処理における燃料添加は複数回の添加に分けて周期的に行われると共に、前記添加燃料濃度低減手段は各回の燃料添加量を減少させることにより前記粒子状物質浄化用昇温処理における添加による燃料濃度を低下させることを特徴とする。
このように周期的に添加される場合には、各回の燃料添加量を減少させることにより添加による燃料濃度を効果的に低下させることができる。こうして高濃度ＨＣの外部への排出を防止でき、白煙等の発生も未然に防止することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項５に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記添加燃料濃度低減手段は、未燃燃料濃度が白煙を排出しない範囲から逸脱する場合を、前記物理量の値が高濃度の未燃燃料の排出を示す場合としていることを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このように設定することにより、添加による燃料濃度を低下する処理にて確実に白煙を防止することが可能となる。
請求項６に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、排気系内において燃料を添加する位置よりも下流に排気タービンを配置したターボチャージャーを備えた内燃機関に適用されていることを特徴とする。