JP2000356127A - 排ガス浄化装置 - Google Patents

排ガス浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】排気系の構造を複雑にせず、排ガス中のＮＯｘ
を効率良く触媒に吸蔵し、触媒に吸蔵されたＮＯｘを無
害のＮ2や水等に変換して触媒を再生する。 【解決手段】ディーゼルエンジン１１の排気通路１２に
設けられた触媒１３は排気通路に流入する排ガス中のＮ
Ｏｘを吸蔵し、かつ排ガス中の酸素濃度が低下したとき
に上記吸蔵したＮＯｘを放出することにより再生され
る。ディーゼルエンジンをバイパスして排気通路及び吸
気通路１８を接続するＥＧＲパイプ１４にはＥＧＲバル
ブ１６が設けられる。ＥＧＲパイプの接続部より排気下
流側の排気通路には排気絞り弁１７が設けられ、ＥＧＲ
パイプの接続部より吸気上流側の吸気通路には吸気絞り
弁１９が設けられる。コントローラ２２は触媒の再生開
始時期を検出する再生開始検出センサ２１の検出出力に
基づいてＥＧＲバルブ，排気絞り弁及び吸気絞り弁を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンから排出される排ガスを浄化する装置に関する。更に
詳しくは排ガス中のＮＯｘの大気への排出を低減する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の排ガス浄化装置として、
ディーゼルエンジンの排気管に触媒コンバータに収容さ
れたＮＯｘ還元触媒が設けられ、このＮＯｘ還元触媒の
排気上流側に還元剤を供給する還元剤供給手段が設けら
れ、更にエンジンの運転状況に応じてコントローラが上
記還元剤供給手段を制御するように構成されたディーゼ
ル機関の排ガス浄化装置が開示されている（特開平５−
３０２５０９号）。この装置では、還元剤供給手段が排
気管又は触媒コンバータに還元剤フィードノズル，還元
剤フィードパイプ及び還元剤フィードポンプを介して接
続された還元剤タンクと、還元剤フィードパイプに設け
られ還元剤の還元剤フィードノズルへの供給量を調整可
能な還元剤流量調整弁と、還元剤フィードノズルにエア
フィードパイプを介して接続されたエアタンクと、エア
フィードパイプに設けられ圧縮エアの還元剤フィードノ
ズルへの供給量を調整可能な空気流量調整弁とを有す
る。還元剤としては軽油やエンジンオイル等が挙げられ
る。またコントローラは具体的にはエンジン回転速度，
エンジン負荷，触媒入口側排ガス温度及び排ガス中の酸
素濃度に応じて還元剤フィードポンプ，還元剤流量調整
弁及び空気流量調整弁を制御するように構成される。
【０００３】このように構成されたディーゼル機関の排
ガス浄化装置では、エンジンの運転状況に応じた最適量
の還元剤が圧縮エアにより微細に霧化されて排ガスに供
給される。この結果、還元剤の利用率を向上でき、排ガ
ス中に含まれるＮＯｘを効率的に低減処理できるので、
還元剤の消費を低減することができる。また排ガスの温
度低下が抑制されてＮＯｘ還元触媒の反応が十分に保た
れるので、ＮＯｘ浄化率を向上できるとともに、排ガス
中に多量の酸素が含まれていてもＮＯｘを触媒で処理で
きるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特
開平５−３０２５０９号公報に示されたディーゼル機関
の排ガス浄化装置では、エンジンの排ガス中に多量の酸
素が存在するため、還元剤として軽油を供給した場合、
軽油がＮＯｘとではなく排ガス中の酸素と反応してしま
う。このためＮＯｘ還元触媒に比較的多くの還元剤を供
給しても、触媒でのＮＯｘの還元効率、即ちＮＯｘ低減
率が未だ低い問題点があった。
【０００５】本発明の第１の目的は、ＮＯｘ還元触媒で
消費する還元剤量を低減できるとともに、高効率にＮＯ
ｘを低減することができる排ガス浄化装置を提供するこ
とにある。本発明の第２の目的は、触媒の再生時にシリ
ンダ内に噴射される軽油を十分に霧化することにより、
シリンダ内でＮＯｘ還元触媒に最適な還元剤を生成し、
かつこの還元剤をＮＯｘ還元触媒に供給することができ
る排ガス浄化装置を提供することにある。本発明の第３
の目的は、触媒の再生時に排気通路に噴射される軽油を
十分に霧化することにより、排気通路内の排ガスの空燃
比を確実に還元剤リッチの状態にすることができる排ガ
ス浄化装置を提供することにある。本発明の第４の目的
は、触媒の再生開始時期及び再生完了時期を確実に検出
することができる排ガス浄化装置を提供することにあ
る。本発明の第５の目的は、触媒の再生開始時期に達し
た後、触媒の再生禁止状態が所定時間以上継続しても、
排ガス中のＮＯｘを低減することができる排ガス浄化装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、ディーゼルエンジン１１の排気通路
１２に設けられ排気通路１２に流入する排ガス中のＮＯ
ｘを吸蔵しかつ排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2が
増加したときに再生処理される触媒１３と、ディーゼル
エンジン１１をバイパスして排気通路１２及び吸気通路
１８を接続するＥＧＲパイプ１４に設けられこのＥＧＲ
パイプ１４を通過する排ガスの流量を調整するＥＧＲバ
ルブ１６と、触媒１３の再生開始時期を検出する再生開
始検出センサ２１と、再生開始検出センサ２１の検出出
力に基づいてＥＧＲバルブ１６を制御するコントローラ
２２とを備えた排ガス浄化装置である。この請求項１に
記載された排ガス浄化装置では、エンジン１１の通常の
運転時、即ちエンジン１１内の混合気の空燃比がリーン
状態のときには、触媒１３が排ガス中のＮＯをＮＯ2に
酸化しＮＯｘとして効率良く吸蔵し、触媒１３によるＮ
Ｏｘ吸蔵量が所定値に達したことを再生開始検出センサ
２１が検出すると、コントローラ２２がこのセンサ２１
の検出出力に基づいてＥＧＲバルブ１６を所定の開度で
開き、排ガス中のＯ2濃度を低下させるとともに排ガス
中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を増加させる。こ
の結果、触媒１３での還元反応が促進され、触媒１３に
吸蔵されたＮＯｘを無害のＮ2や水等に変換して大気に
排出し、触媒１３が再生される。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、更に図１に示すように、ＥＧＲパイプ１４
の接続部より排気下流側の排気通路１２に設けられこの
排気通路１２を流れる排ガスの流量を調整可能な排気絞
り弁１７と、ＥＧＲパイプ１４の接続部より吸気上流側
の吸気通路１８に設けられこの吸気通路１８を流れる吸
気の流量を調整可能な吸気絞り弁１９とのいずれか一方
又は双方を更に備え、コントローラ２２が再生開始検出
センサ２１の検出出力に基づいてＥＧＲバルブ１６と排
気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９のいずれか一方又は双
方とを制御するように構成されたことを特徴とする。こ
の請求項２に記載された排ガス浄化装置では、触媒１３
の再生時にコントローラ２２がＥＧＲバルブ１６を所定
の開度で開き、かつ排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９
のいずれか一方又は双方を絞るので、上記請求項１より
多量の排ガスがエンジン１１に還流される。このため請
求項１より排ガス中のＯ2濃度を低下させることがで
き、かつＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を増加させる
ことができる。
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、図６に示すように、触媒１３より排
気上流側の排気通路１２に接続され触媒１３に向って軽
油４２を噴射可能な軽油添加手段４１を更に備え、コン
トローラ２２が再生開始検出センサ２１の検出出力に基
づいてＥＧＲバルブ１６及び軽油添加手段４１を制御
し、或いはＥＧＲバルブ１６及び軽油添加手段４１と排
気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９のいずれか一方又は双
方とを制御するように構成されたことを特徴とする。こ
の請求項３に記載された排ガス浄化装置では、触媒１３
の再生時にコントローラ２２がＥＧＲバルブ１６を所定
の開度で開き、かつ軽油添加手段４１から軽油４２を噴
射させるか、或いはこれらに加えて排気絞り弁１７及び
吸気絞り弁１９のいずれか一方又は双方を絞るので、請
求項１又は２より更に排ガス中のＯ2濃度を低下させる
とともに排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を
増加させることができる。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１又は２に
係る発明であって、図９に示すように、ディーゼルエン
ジン１１のシリンダ１１ａに噴射される軽油４２の噴射
時期及び噴射量のいずれか一方又は双方を変更可能な筒
内燃料噴射装置５１を更に備え、コントローラ２２が再
生開始検出センサ２１の検出出力に基づいてＥＧＲバル
ブ１６及び筒内燃料噴射装置５１を制御し、或いはＥＧ
Ｒバルブ１６及び筒内燃量噴射装置５１と排気絞り弁１
７及び吸気絞り弁１９のいずれか一方又は双方とを制御
するように構成されたことを特徴とする。この請求項４
に記載された排ガス浄化装置では、触媒１３の再生時に
コントローラ２２がＥＧＲバルブ１６を所定の開度で開
き、かつ軽油４２のシリンダ１１ａへの噴射時期及び噴
射量のいずれか一方又は双方を変更するように筒内燃料
噴射装置５１を制御するか、或いはこれらに加えて排気
絞り弁１７及び吸気絞り弁１９のいずれか一方又は双方
を絞るので、上記請求項１又は２より更に排ガス中のＯ
2濃度を低下させるとともに排ガス中のＨＣ，ＣＯ，Ｃ
Ｏ2又はＨ2の濃度を増加させることができる。
【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、図１２に示すように、請求項３記載の軽油
添加手段４１と請求項４記載の筒内燃料噴射装置５１と
を更に備え、コントローラ２２が再生開始検出センサ２
１の検出出力に基づいてＥＧＲバルブ１６，軽油添加手
段４１及び筒内燃料噴射装置５１を制御し、或いはＥＧ
Ｒバルブ１６，軽油添加手段４１及び筒内燃料噴射装置
５１と排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９のいずれか一
方又は双方とを制御するように構成されたことを特徴と
する。この請求項５に記載された排ガス浄化装置では、
触媒１３の再生時にコントローラ２２がＥＧＲバルブ１
６を所定の開度で開き、軽油添加手段４１から軽油４２
を噴射させ、かつ軽油４２のシリンダ１１ａへの噴射時
期及び噴射量のいずれか一方又は双方を変更するように
筒内燃料噴射装置５１を制御するか、或いはこれらに加
えて排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９のいずれか一方
又は双方を絞るので、排ガス中のＯ2濃度を低下させる
とともに排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を
増加させることができる。
【００１１】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
いずれかに係る発明であって、更に図１に示すように、
再生開始検出センサ２１がアクセルペダルの踏込み量を
検出するアクセルセンサ２１ａと、ディーゼルエンジン
１１の回転速度を検出する回転センサ２１ｂとにより構
成され、コントローラ２２がアクセルセンサ２１ａ及び
回転センサ２１ｂの各検出出力に基づいてエンジン１１
からのＮＯｘの排出量を積算し、触媒１３のＮＯｘ吸蔵
量が所定量に達したと判断したときに触媒１３の再生を
開始するように構成されたことを特徴とする。請求項７
に係る発明は、請求項い１ないし５いずれかに係る発明
であって、更に図１５に示すように、再生開始検出セン
サ６１が少なくとも触媒１３を通過した排ガス中に含ま
れるＮＯｘ濃度を検出する出口側ＮＯｘセンサ６１ｂを
有し、この出口側ＮＯｘセンサ６１ｂが所定値以上のＮ
Ｏｘ濃度を検出したときにコントローラ２２が触媒１３
のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達したと判断して触媒１３の
再生を開始するように構成されたことを特徴とする。こ
れら請求項６又は７に記載された排ガス浄化装置では、
触媒１３の再生開始時期を再生開始検出センサ２１又は
６１により確実に検出することができるので、ＮＯｘが
触媒１３で吸蔵しきれずに大気に排出されることを防止
することができる。
【００１２】請求項８に係る発明は、請求項３，５，６
又は７いずれかに係る発明であって、更に図６に示すよ
うに、軽油添加手段４１が排気通路１２に挿入され触媒
１３に向って軽油４２を噴射可能な添加用噴射ノズル４
１ａと、添加用噴射ノズル４１ａに軽油４２を圧送する
添加用噴射ポンプ４１ｂとを有し、コントローラ２２が
添加用噴射ポンプ４１ｂを制御することにより添加用噴
射ノズル４１ａから軽油４２が噴射されるように構成さ
れたことを特徴とする。請求項９に係る発明は、請求項
３，５，６又は７いずれかに係る発明であって、更に図
１７に示すように、軽油添加手段７１が排気通路１２に
挿入され触媒１３に向って軽油４２を噴射可能な添加用
インジェクタ７１ａを有し、添加用インジェクタ７１ａ
が筒内燃料噴射装置５１のコモンレール５１ｂ又はフィ
ードポンプ５１ｃに接続され、コントローラ２２が添加
用インジェクタ７１ａを制御することにより添加用イン
ジェクタ７１ａから軽油４２が噴射されるように構成さ
れたことを特徴とする。これら請求項８又は９に記載さ
れた排ガス浄化装置では、触媒１３の再生時に排気通路
１２に噴射される軽油４２を十分に霧化することができ
るので、排気通路１２内の排ガス中のＨＣの濃度を高め
た状態にすることができる。
【００１３】請求項１０に係る発明は、請求項１ないし
９いずれかに係る発明であって、更に図１に示すよう
に、触媒１３の再生が完了したことを検出する再生完了
検出センサ３１が少なくとも触媒１３より排気下流側の
排気通路１２に設けられかつ触媒１３を通過した排ガス
中に含まれる酸素濃度を検出する出口側Ｏ2センサ３１
ｂを有し、この出口側Ｏ2センサ３１ｂが所定値以下の
酸素濃度を検出したときにコントローラ２２は触媒１３
の再生処理が完了したと判断し触媒１３の再生を終了す
るように構成されたことを特徴とする。請求項１１に係
る発明は、請求項１ないし９いずれかに係る発明であっ
て、更に触媒の再生時間が０．１〜１８０秒であること
を特徴とする。これら請求項１０又は１１に記載された
排ガス浄化装置では、触媒１３の再生完了時期を出口側
Ｏ2センサ３１ｂにて検出することにより、或いは予め
定められた時間経過後とすることにより、確実に検出す
ることができるので、再び触媒１３により排ガス中のＮ
Ｏｘを効率良く吸蔵することができる。
【００１４】請求項１２に係る発明は、請求項４ないし
１１いずれかに係る発明であって、更に図９に示すよう
に、触媒１３の再生時における筒内燃料噴射装置５１に
よる軽油４２の噴射時期及び噴射量のいずれか一方又は
双方の変更がメイン噴射の時期の進角化であることを特
徴とする。請求項１３に係る発明は、請求項４ないし１
１いずれかに係る発明であって、更に図９に示すよう
に、触媒１３の再生時における筒内燃料噴射装置５１に
よる軽油４２の噴射時期及び噴射量のいずれか一方又は
双方の変更がメイン噴射後に行われるポスト噴射である
ことを特徴とする。これら請求項１２又は１３に記載さ
れた排ガス浄化装置では、触媒１３の再生時にシリンダ
１１ａ内に噴射される軽油４２の一部をＨＣ，ＣＯ，Ｃ
Ｏ2，Ｈ2の状態で未燃焼ガスとして排ガス中に含んだ状
態で、ＮＯｘ触媒に供給することができる。
【００１５】請求項１４に係る発明は、請求項１ないし
１３いずれかに係る発明であって、更に図１に示すよう
に、ディーゼルエンジン１１が車両に搭載され、車両の
走行状態を走行状態検出センサ３３により検出され、コ
ントローラ２２が走行状態検出センサ３３の検出出力に
基づいて車両が加速状態であると判断したときに、触媒
１３が再生時であるか否かに拘らず、コントローラ２２
が触媒１３を再生するように構成されたことを特徴とす
る。この請求項１４に記載された排ガス浄化装置では、
車両の加速時にはエンジン１１内に多くの軽油を噴射す
るため、排ガス中のＯ2濃度が低下するとともに、Ｈ
Ｃ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度が増加する。このため車
両の加速時には触媒１３の再生時でなくても優先して触
媒１３を再生する。
【００１６】請求項１５に係る発明は、請求項１ないし
１４いずれかに係る発明であって、更に図１に示すよう
に、触媒温度を検出する触媒温度センサ３２が設けら
れ、触媒温度センサ３２が所定値未満の触媒温度を検出
したときに、触媒１３が再生時であるか否かに拘らず、
コントローラ２２が触媒１３の再生を禁止するように構
成されたことを特徴とする。この請求項１５に記載され
た排ガス浄化装置では、触媒温度が触媒再生可能温度に
達していないときには、触媒再生時期に達していても、
コントローラ２２は触媒１３を再生しない。即ち、触媒
１３を再生できないにも拘らず、エンジン１１での軽油
１８の燃焼を悪化させることを防止でき、黒煙の排出を
抑制することができる。
【００１７】請求項１６に係る発明は、請求項１５に係
る発明であって、更に図１又は図９に示すように、触媒
１３の再生禁止の状態が所定時間以上継続したときに、
コントローラ２２が触媒１３の再生禁止を強制的に解除
し、ＥＧＲバルブ１６の開放及び筒内燃料噴射装置５１
によるメイン噴射の時期の変更のいずれか一方又は双方
を行うように構成されたことを特徴とする。この請求項
１６に記載された排ガス浄化装置では、触媒１３の再生
開始時期に達して触媒１３の再生禁止状態が所定時間以
上継続しても、コントローラ２２が触媒１３の再生禁止
を強制的に解除して、ＥＧＲバルブ１６の開放及び筒内
燃料噴射装置５１によるメイン噴射の時期の進角化のい
ずれか一方又は双方を行うので、触媒１３を再生するこ
とができる。
【００１８】請求項１７に係る発明は、請求項１ないし
１６に係る発明であって、更に図２０に示すように、デ
ィーゼルエンジン１１の排気通路１２及び吸気通路１８
にターボ過給機８１が設けられたことを特徴とする。こ
の請求項１７に記載された排ガス浄化装置では、ターボ
過給機を有しないエンジン［ＮＡ（ナチュラル）エンジ
ン］のみならず、ターボ過給機８１を有するエンジン１
１［ＴＩ（ターボ・インタクーラ）エンジン］にも適用
することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施の形態を
図面に基づいて説明する。この実施の形態は請求項１，
２，６，１０及び１４〜１６に対応する。図１に示すよ
うに、トラックのディーゼルエンジン１１から排出され
た排ガスを浄化する排ガス浄化装置は排気管１２に設け
られた触媒１３と、ＥＧＲパイプ１４に設けられたＥＧ
Ｒバルブ１６と、排気管１２に設けられた排気絞り弁１
７と、吸気管１８に設けられた吸気絞り弁１９と、触媒
１３の再生開始時期を検出する再生開始検出センサ２１
と、再生開始検出センサ２１の検出出力に基づいてＥＧ
Ｒバルブ１６，排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９を制
御するコントローラ２２とを備える。上記触媒１３は排
気管１２に流入する排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、かつ排
ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2を増加させたときに
上記吸蔵したＮＯｘを再生処理する、いわゆるＮＯｘ吸
蔵還元型の触媒である。この触媒１３は排気管１２の途
中に設けられたケース２３に収容される。
【００２０】また触媒１３は図示しないが排ガスの流れ
る方向に格子状（ハニカム状）の通路が形成されたモノ
リス担体（材質：コージェライト）と、このモノリス担
体上に形成されかつ貴金属及びＮＯｘ吸蔵剤が担持され
たコート層とを有する。貴金属としてはＰｔが挙げら
れ、ＮＯｘ吸蔵剤としてはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ等のア
ルカリ金属や、Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ等のアルカリ土類金属
や、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ
（Ｙ以外はランタノイド系金属）等の希土類金属が挙げ
られる。上記ＮＯｘ吸蔵剤は触媒の総重量に対して２〜
２０重量％、好ましくは５〜１０重量％担持される。ま
たコート層としてはアルミナが挙げられる。
【００２１】ＥＧＲパイプ１４はエンジン１１をバイパ
スして排気管１２及び吸気管１８を接続し、ＥＧＲバル
ブ１６はＥＧＲパイプ１４を通過して排気管１２から吸
気管１８に還流される排ガスの流量を調整するように構
成される。ＥＧＲバルブ１６は図示しないがモータによ
り弁体を駆動してＥＧＲバルブ１６の開度を調節する電
動弁が用いられるが、エア駆動型弁等を用いてもよい。
図１の符号２６は吸気管１８に還流される排ガス（ＥＧ
Ｒガス）を冷却するＥＧＲクーラである。
【００２２】排気絞り弁１７はＥＧＲパイプ１４の排気
管１２への接続部より排気下流側であって触媒１３より
排気上流側の排気管１２に設けられ、排気管１２を流れ
る排ガスの流量を調整可能に構成される。また吸気絞り
弁１９はＥＧＲパイプ１４の吸気管１８への接続部より
吸気上流側の吸気管１８に設けられ、吸気管１８を流れ
る吸気の流量を調整可能に構成される。排気絞り弁１７
は触媒１３の再生時に排気管１２を絞ることにより、Ｅ
ＧＲパイプ１４を通って吸気管１８に還流される排ガス
を増量するように構成される。また吸気絞り弁１９は触
媒１３の再生時に吸気管１８を絞ることにより、シリン
ダ１１ａに供給される混合気の酸素量又は酸素濃度を低
減するように構成される。
【００２３】再生開始検出センサ２１はこの実施の形態
では、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルセ
ンサ２１ａと、エンジン１１の回転速度を検出する回転
センサ２１ｂとからなる。また触媒１３より排気下流側
の排気管１２には触媒１３を通過した排ガス中に含まれ
る酸素濃度を検出する出口側Ｏ2センサ３１ｂが設けら
れ、触媒１３より排気上流側の排気管１２には触媒１３
を通過する前の排ガス中に含まれる酸素濃度を検出する
入口側Ｏ2センサ３１ａが設けられる。入口側Ｏ2センサ
及び出口側Ｏ2センサにより再生完了検出センサ３１が
構成される。触媒１３は再生されるに従って触媒１３上
の酸素が使われるため、触媒１３を通過した排ガス中の
酸素濃度が次第に低下し、この酸素濃度が１％程度にな
ると触媒１３の再生がほぼ完了したと推定することがで
きる。
【００２４】ケース２３には触媒１３の温度を検出する
触媒温度センサ３２が挿入される。この触媒温度センサ
３２は触媒１３より排気上流側のケース２３に挿入され
た入口側温度センサ３２ａと、触媒１３より排気下流側
のケース２３に挿入された出口側温度センサ３２ｂとか
らなり、両センサ３２ａ，３２ｂの各検出出力の平均値
から触媒温度が推定されるように構成される。なお、触
媒温度を推定するのは触媒１３を効率良く再生できる温
度範囲（２００〜４５０℃）、即ち触媒再生可能温度で
触媒１３を再生するためである。またトラックの走行状
態を検出する走行状態検出センサ３３はこの実施の形態
では上記アクセルセンサ２１ａであり、このアクセルセ
ンサ２１ａの時間に対する変化率により、トラックが加
速状態か或いは定常走行若しくは減速状態かが検出され
る。更に図１の符号３４はエンジン１１から排出された
直後の排ガスの温度を検出する排ガス温度センサであ
る。
【００２５】図２に示すように、上記アクセルセンサ２
１ａ，回転センサ２１ｂ，入口側Ｏ2センサ３１ａ，出
口側Ｏ2センサ３１ｂ，入口側温度センサ３２ａ，出口
側温度センサ３２ｂ，走行状態検出センサ３３及び排ガ
ス温度センサ３４の各検出出力はＩ／Ｏポート２２ｂを
介してコントローラ２２のＣＰＵ２２ａの制御入力に接
続され、ＣＰＵ２２ａの制御出力はＩ／Ｏポート２２ｃ
を介してＥＧＲバルブ１６，排気絞り弁１７及び吸気絞
り弁１９にそれぞれ接続される。またＣＰＵ２２ａには
メモリ３７が接続され、このメモリ３７には図４に示す
ように、触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒再生時及び触媒
再生禁止解除時の、ＥＧＲバルブ１６の開度，排気絞り
弁１７の閉度及び吸気絞り弁１９の閉度の制御マップ
Ａ，Ｂ及びＣ（エンジン回転速度及びエンジン負荷が変
化した場合の最適なＥＧＲバルブ１６の開度等を示すマ
ップ）が記憶される。また上記メモリ３７には図３に示
すように、エンジン回転速度及びアクセルペダルの踏込
み量（アクセル開度）の変化に伴って変化するエンジン
１１からのＮＯｘ排出量を示すＮＯｘ排出量マップが記
憶される。なお、図１の符号３８はマフラである。
【００２６】このように構成された排ガス浄化装置の動
作を図５のフローチャートに沿って説明する。先ずコン
トローラ２２は回転センサ２１ｂ及びアクセルセンサ２
１ａの各検出出力に基づいてエンジン１１の回転速度及
びアクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を取込
む。次いでコントローラ２２は上記エンジン回転速度及
びアクセル開度をＮＯｘ排出量マップ（図３）に当ては
めてエンジン１１のＮＯｘ排出量を算出し、これにより
触媒１３に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を積算する。次にコ
ントローラ２２はアクセル開度の変化率Ｙ（単位時間当
たりのアクセル開度の変化量）を算出し、例えばアクセ
ル開度が所定値（例えば７０％以上）を越え、その変化
率Ｙが所定の変化率Ｙ0を越えているとき（例えば、１
秒間に５％以上アクセル開度が大きくなる方向に変化し
ているとき）には、トラックが加速状態であると判断
し、アクセル開度及びその変化率Ｙが上記範囲外のとき
にはトラックが定常走行又は減速状態であると判断す
る。
【００２７】トラックが定常走行又は減速状態であり、
触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0（例えば７０
％）以下である場合には、コントローラ２２は図４の触
媒によるＮＯｘ吸蔵時の制御マップＡを取込み、この制
御マップＡに従ってＥＧＲバルブ１６等を制御する。即
ち、コントローラ２２はＥＧＲバルブ１６を全閉にし、
排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９を全開にする。この
結果、通常運転時の制御が行われ、ＮＯｘ吸蔵量の積算
が続行される。この通常運転時（ＮＯｘの吸蔵時）には
シリンダ１１ａ内の混合気の空燃比は高くリーン状態で
ある、即ち空気過剰率（実際の供給空気量／軽油の燃焼
に必要な理論的空気量）が２以上である。触媒１３のコ
ート層に担持されるＮＯｘ吸蔵剤として例えばＢａを用
いれば、エンジン１１から排出されたＮＯｘは触媒１３
において排ガス中のＯ2と反応し、更に触媒１３中のＢ
ａＯ，ＢａＣＯ3と反応して［Ｂａ（ＮＯ3）2］が生成
され、この状態で触媒１３に吸蔵される。このためＮＯ
ｘ濃度の高い触媒入口側の排ガスは触媒を通過した後、
ＮＯｘ濃度が極めて低くなって触媒出口側に排出され、
ＮＯｘの大気中への排出を低減することができる。
【００２８】一方、触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量
Ｘ0（例えば７０％）を越えると、コントローラ２２は
触媒１３が再生時期に達したと判断し、触媒温度センサ
３２の入口側温度センサ３２ａ及び出口側温度センサ３
２ｂの各検出出力Ｔ1，Ｔ2を取込んで、これらの温度セ
ンサ３２ａ，３２ｂの各検出出力の平均値（（Ｔ1＋
Ｔ2）／２）を触媒温度Ｔｃと推定する。この触媒温度
Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0（例えば２００℃）を越え
ていると、コントローラ２２は図４の触媒再生時の制御
マップＢを取込み、この制御マップＢに基づいてＥＧＲ
バルブ１６等を制御する。即ち、コントローラ２２はＥ
ＧＲバルブ１６を所定の開度で開き、排気絞り弁１７及
び吸気絞り弁１９を所定の閉度で閉じる。これにより排
ガス中の酸素濃度が低下するとともにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ
2又はＨ2が還元剤として増加するので、先ず上記触媒１
３に吸蔵された［Ｂａ（ＮＯ3）2］が排ガス中の上記還
元剤と反応してＮ2まで還元され、次に触媒１３が選択
性の良い還元触媒として機能し、上記ＮＯ2が排ガス中
のＣＯ，ＨＣと反応して無害なＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏが生
成されて大気に排出される。この結果、排ガス中の酸素
の影響を受けずに殆ど全てのＣＯ，ＨＣを触媒再生に有
効に活用できるので、触媒１３を効率良く再生すること
ができる。
【００２９】コントローラ２２は上記触媒１３の再生中
に入口側Ｏ2センサ３１ａ及び出口側Ｏ2センサ３１ｂの
各検出出力に基づいて触媒１３を通過する前及び触媒１
３を通過した後の排ガス中の酸素濃度をＳ1，Ｓ2それぞ
れ取込み、酸素濃度Ｓ1，Ｓ2の差が所定値以上であり、
かつ酸素濃度Ｓ2が所定濃度Ｓ0（例えば１％）未満にな
ったときに触媒１３の再生が完了したと判断する。コン
トローラ２２は触媒再生完了後、ＮＯｘ吸蔵量の積算値
を初期化した後に、図４の触媒によるＮＯｘ吸蔵時の制
御マップＡを取込み、この制御マップＡに基づいてＥＧ
Ｒバルブ１６の開度等を制御する。
【００３０】なお、トラックが加速状態である、即ちア
クセル開度が所定値以上で、その変化率Ｙが所定の変化
率Ｙ0を越えているとコントローラ２２が判断し、かつ
触媒温度Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0より高い場合に
は、コントローラ２２は図４の触媒再生時の制御マップ
Ｂを取込み、この制御マップＢに基づいてＥＧＲバルブ
１６等を制御する。トラックの加速時には多量の軽油が
シリンダ１１ａ内に噴射されるため、排ガス中の酸素濃
度が低下するとともにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2，Ｈ2の濃度が
増加し、触媒１３を効率良く再生することができる。コ
ントローラ２２は触媒１３の再生中にアクセル開度及び
その変化率Ｙを算出し、アクセル開度の変化率Ｙが所定
の変化率Ｙ0以下になったときに触媒１３の再生を停止
した後、図４の触媒によるＮＯｘ吸蔵時の制御マップＡ
を取込み、この制御マップＡに基づいてＥＧＲバルブ１
６の開度等を制御する。
【００３１】また、触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量
Ｘ0（例えば７０％）を越え、コントローラ２２が触媒
の再生時期に達したと判断しても、触媒温度Ｔｃが触媒
再生下限温度Ｔ0（例えば２００℃）以下である場合に
は、コントローラ２２は触媒１３の再生を禁止し、この
再生禁止時間Ｈ0を積算する。再生禁止時間が例えば５
分間以下の場合には触媒温度Ｔｃの推定を繰返し、５分
間を越えると、触媒１３が排ガス中のＮＯｘを有効に吸
蔵できないと判断し、図４の触媒再生禁止解除時の制御
マップＣを取込み、この制御マップＣに従ってＥＧＲバ
ルブ１６を制御する。即ち、コントローラ２２はＥＧＲ
バルブ１６を所定の開度で開くので、触媒１３を再生す
ることができる。この触媒１３の再生完了は上記と同様
に入口側Ｏ2センサ３１ａ及び出口側Ｏ2センサ３１ｂの
各検出出力に基づいて判断する、即ち触媒１３前後の酸
素濃度Ｓ1，Ｓ2の差が所定値以上であり、かつ酸素濃度
Ｓ2が所定濃度Ｓ0（例えば１％）未満になったときに触
媒１３の再生が完了したと判断する。コントローラ２２
は触媒再生完了後、ＮＯｘ吸蔵量の積算値を初期化した
後に、図４の触媒によるＮＯｘ吸蔵時の制御マップＡを
取込み、この制御マップＡに基づいてＥＧＲバルブ１６
の開度等を制御する。
【００３２】更に、触媒１３の再生時にはエンジン１１
内での軽油の燃焼が不活発になるため、触媒入口側のＮ
Ｏｘ濃度は低下し、また触媒１３が還元触媒として機能
するので、触媒出口側のＮＯｘ濃度は急激に減少する。
このように排ガス中のＮＯｘを効率良く触媒１３に吸蔵
でき、かつ触媒１３に吸蔵されたＮＯｘを無害のＮ2や
水等に変換して触媒１３を短時間で効率良く再生するこ
とができる。
【００３３】図６〜図８は本発明の第２の実施の形態を
示す。図６において図１と同一符号は同一部品を示す。
なお、この実施の形態は請求項３，６，８，１０及び１
４〜１６に対応する。この実施の形態では、触媒１３よ
り排気上流側の排気管１２に軽油添加手段４１が接続さ
れ、コントローラ２２が再生開始検出センサ２１の検出
出力に基づいてＥＧＲバルブ１６，排気絞り弁１７，吸
気絞り弁１９及び軽油添加手段４１を制御するように構
成される。軽油添加手段４１は排気管１２に挿入され触
媒１３に向って軽油４２を噴射可能な添加用噴射ノズル
４１ａと、添加用噴射ノズル４１ａに軽油４２を圧送す
る添加用噴射ポンプ４１ｂとを有する。添加用噴射ノズ
ル４１ａは添加用吐出管４１ｃを介して添加用噴射ポン
プ４１ｂの吐出口に連通接続され、添加用噴射ポンプ４
１ｂの吸入口は添加用吸入管４１ｄを介して燃料タンク
４３に連通接続される。燃料タンク４３には軽油４２が
貯留される。
【００３４】コントローラ２２の制御入力にはアクセル
センサ２１ａ，回転センサ２１ｂ，入口側Ｏ2センサ３
１ａ，出口側Ｏ2センサ３１ｂ，入口側温度センサ３２
ａ，出口側温度センサ３２ｂ，走行状態検出センサ３３
及び排ガス温度センサ３４の各検出出力がそれぞれ接続
され、コントローラ２２の制御出力はＥＧＲバルブ１
６，排気絞り弁１７，吸気絞り弁１９及び添加用噴射ポ
ンプ４１ｂにそれぞれ接続される。またメモリ３７には
図７に示すように、触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒の再
生時及び触媒再生禁止解除時の、ＥＧＲバルブ１６の開
度，排気絞り弁１７の閉度，吸気絞り弁１９の閉度及び
排気管１２への軽油添加量の制御マップＡ，Ｂ，Ｃ（エ
ンジン回転速度及びエンジン負荷が変化した場合の最適
なＥＧＲバルブ１６の開度等を示すマップ）が記憶され
る。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００３５】このように構成された排ガス浄化装置の動
作を図８のフローチャートに沿って説明する。触媒１３
によるＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0を越えてコントロー
ラ２２が触媒１３の再生時に達したと判断し、触媒温度
Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0を越えて触媒再生可能にな
ると、コントローラ２２は図７の触媒の再生時の制御マ
ップＢを取込み、この制御マップＢに基づいてＥＧＲバ
ルブ１６等を制御する。即ち、コントローラ２２はＥＧ
Ｒバルブ１６を所定の開度で開き、排気絞り弁１７及び
吸気絞り弁１９を所定の閉度それぞれ閉じ、更に軽油添
加手段４１の添加用噴射ポンプ４１ｂを作動して排気管
１２に軽油４２を添加する。これにより排ガス中の酸素
濃度が低下するとともに、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ
2又はＨ2が第１の実施の形態より還元剤として更に増加
する。この結果、先ず上記触媒１３に吸蔵された［Ｂａ
（ＮＯ3）2］が排ガス中の上記還元剤と反応してＮ2ま
で還元され、次に触媒１３が選択性の良い還元触媒とし
て機能し、上記ＮＯ2が排ガス中のＣＯ，ＨＣと反応し
て無害なＮ2，ＣＯ2，Ｈ2Ｏが生成されて大気に排出さ
れるので、排ガス中の酸素の影響を受けずに殆ど全ての
ＣＯ，ＨＣを触媒再生に有効に活用することができる。
上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるの
で、繰返しの説明を省略する。
【００３６】図９〜図１１は本発明の第３の実施の形態
を示す。図９において図１と同一符号は同一部品を示
す。なお、この実施の形態は請求項４，６，１０及び１
２〜１６に対応する。この実施の形態では、シリンダ１
１ａに噴射される軽油４２の噴射時期及び噴射量のいず
れか一方又は双方を変更可能な筒内燃料噴射装置５１が
用いられる。筒内燃料噴射装置５１は先端部がシリンダ
１１ａに臨みシリンダ１１ａに軽油４２を噴射可能な筒
内インジェクタ５１ａと、内部に軽油４２を蓄圧し上記
インジェクタ５１ａに軽油を圧送するコモンレール５１
ｂと、このコモンレール５１ｂに軽油４２を供給するフ
ィードポンプ５１ｃとを有する。
【００３７】筒内インジェクタ５１ａはこのインジェク
タ５１ａに内蔵された電磁弁（図示せず）により軽油４
２の噴射量及び噴射時期が調整可能に構成される。また
筒内インジェクタ５１ａは圧送管５１ｄを介してコモン
レール５１ｂに連通接続され、コモンレール５１ｂは筒
内吐出管５１ｅを介してフィードポンプ５１ｃの吐出口
に連通接続され、フィードポンプ５１ｃの吸入口は筒内
吸入管５１ｆを介して燃料タンク４３に連通接続され
る。触媒１３の再生時には上記筒内燃料噴射装置５１に
てメイン噴射の時期を進角させ、かつメイン噴射後にポ
スト噴射を行うことにより、シリンダ１１ａ内への軽油
４２の噴射時期及び噴射量の双方が変更されるように構
成される。図９の符号５２はコモンレール５１ｂ内の軽
油４２の圧力（燃料圧）を検出する圧力センサである。
【００３８】コントローラ２２の制御入力にはアクセル
センサ２１ａ，回転センサ２１ｂ，入口側Ｏ2センサ３
１ａ，出口側Ｏ2センサ３１ｂ，入口側温度センサ３２
ａ，出口側温度センサ３２ｂ，走行状態検出センサ３
３，排ガス温度センサ３４及び圧力センサ５２の各検出
出力が接続され、コントローラ２２の制御出力はＥＧＲ
バルブ１６，排気絞り弁１７，吸気絞り弁１９，筒内イ
ンジェクタ５１ａ及びフィードポンプ５１ｃにそれぞれ
接続される。またメモリ３７には図１０に示すように、
触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒再生時及び触媒再生禁止
解除時の、ＥＧＲバルブ１６の開度，排気絞り弁の閉
度，吸気絞り弁の閉度，メイン噴射の時期，パイロット
噴射の有無・時期及びポスト噴射の有無・時期の制御マ
ップＡ，Ｂ，Ｃ（エンジン回転速度及びエンジン負荷が
変化した場合の最適なＥＧＲバルブ１６の開度等を示す
マップ）が記憶される。上記以外は第１の実施の形態と
同一に構成される。
【００３９】このように構成された排ガス浄化装置の動
作を図１１のフローチャートに基づいて説明する。トラ
ックが定常走行又は減速状態であり、触媒１３のＮＯｘ
吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0（例えば７０％）以下である場合
には、コントローラ２２は図１０の触媒によるＮＯｘ吸
蔵時の制御マップＡを取込み、この制御マップＡに従っ
てＥＧＲバルブ１６等を制御する。即ち、コントローラ
２２はＥＧＲバルブ１６を全閉にし、排気絞り弁１７及
び吸気絞り弁１９を全開にし、メイン噴射を最も燃焼効
率の高い時期に行い、更にパイロット噴射を行う。この
ときポスト噴射は行わない。この結果、通常運転時の制
御が行われ、排ガス中のＮＯｘは触媒１３により吸蔵さ
れるので、ＮＯｘの大気中への排出を低減することがで
きる。
【００４０】トラックが定常走行又は減速状態であり、
触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0（例えば７０
％）を越え、更に触媒温度Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0
（例えば２００℃）を越えている場合には、図１０の触
媒によるＮＯｘ吸蔵時の制御マップＢを取込み、この制
御マップＢに従ってＥＧＲバルブ１６等を制御する。即
ち、コントローラ２２はＥＧＲバルブ１６を所定の開度
で開き、排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９を所定の閉
度で閉じ、メイン噴射を通常走行時より所定の角度だけ
進角させる。またパイロット噴射を行わず、ピストン１
１ｂの上死点の後にポスト噴射を複数回に分けて行う。
これにより排ガス中の酸素濃度が低下するとともに、排
ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2が第１の実施の形態
より還元剤として更に増加する。この結果、排ガス中の
酸素の影響を受けずに殆ど全てのＣＯ，ＨＣを触媒再生
に有効に活用することができる。
【００４１】なお、トラックが加速状態であり、触媒温
度Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0より高い場合には、コン
トローラ２２は図１０の触媒再生時の制御マップＢを取
込み、この制御マップＢに基づいてＥＧＲバルブ１６等
を制御する。トラックの加速時には多量の軽油４２がシ
リンダ１１ａ内に噴射されるため、排ガス中の酸素濃度
が低下するとともにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2，Ｈ2の濃度が増
加し、触媒１３を効率良く再生することができる。
【００４２】また、触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量
Ｘ0（例えば７０％）を越え、コントローラ２２が触媒
１３の再生時期に達したと判断しても、触媒温度Ｔｃが
触媒再生下限温度Ｔ0（例えば２００℃）以下である場
合には、コントローラ２２は触媒１３の再生を禁止し、
この再生禁止時間Ｈ0を積算する。再生禁止時間が例え
ば５分間以下の場合には触媒温度Ｔｃの推定を繰返し、
５分間を越えると、触媒１３が排ガス中のＮＯｘを有効
に吸蔵できないと判断し、図１０の触媒再生禁止解除時
の制御マップＣを取込み、この制御マップＣに従ってＥ
ＧＲバルブ１６を制御する。即ち、コントローラ２２は
ＥＧＲバルブ１６を所定の開度で開き、メイン噴射を通
常走行時より所定の角度だけ進角させる。このときパイ
ロット噴射及びポスト噴射は行わない。この結果、触媒
１３を再生することができる。上記以外の動作は第１の
実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略す
る。
【００４３】図１２〜図１４は本発明の第４の実施の形
態を示す。図１２において図６及び図９と同一符号は同
一部品を示す。なお、この実施の形態は請求項５，６，
８，１０及び１２〜１６に対応する。この実施の形態の
排ガス浄化装置は、第２の実施の形態の排ガス浄化装置
に第３の実施の形態の筒内燃料噴射装置１９を組込んだ
装置である。即ち、この実施の形態の排ガス浄化装置は
触媒１３と、ＥＧＲバルブ１６と、排気絞り弁１７と、
吸気絞り弁１９と、軽油添加手段４１と、筒内燃料噴射
装置５１とを備え、コントローラ２２は再生開始検出セ
ンサ２１の検出出力に基づいてＥＧＲバルブ１６，排気
絞り弁１７，吸気絞り弁１９，軽油添加手段４１及び筒
内燃料噴射装置５１を制御するように構成される。
【００４４】アクセルセンサ２１ａ，回転センサ２１
ｂ，入口側Ｏ2センサ３１ａ，出口側Ｏ2センサ３１ｂ，
入口側温度センサ３２ａ，出口側温度センサ３２ｂ，走
行状態検出センサ３３，排ガス温度センサ３４及び圧力
センサ３６の各検出出力はコントローラ２２の制御入力
に接続され、コントローラ２２の制御出力はＥＧＲバル
ブ１６，排気絞り弁１７，吸気絞り弁１９，添加用噴射
ポンプ４１ｂ，筒内インジェクタ５１ａ及びフィードポ
ンプ５１ｃにそれぞれ接続される。またメモリ３７には
図１３に示すように、触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒再
生時及び触媒再生禁止解除時の、ＥＧＲバルブ１６の開
度，排気絞り弁１７の閉度，吸気絞り弁１９の閉度，メ
イン噴射の時期，パイロット噴射の有無・時期，ポスト
噴射の有無・時期及び排気管１２への軽油添加量の制御
マップＡ，Ｂ，Ｃ（エンジン回転速度及びエンジン負荷
が変化した場合の最適なＥＧＲバルブ１６の開度等を示
すマップ）が記憶される。上記以外は第２及び第３の実
施の形態と同一に構成される。
【００４５】このように構成された排ガス浄化装置の動
作を図１４のフローチャートに基づいて説明する。トラ
ックが定常走行又は減速状態であり、触媒１３のＮＯｘ
吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0（例えば７０％）以下である場合
には、コントローラ２２は図１３の触媒によるＮＯｘ吸
蔵時の制御マップＡを取込み、この制御マップＡに従っ
てＥＧＲバルブ１６等を制御する。即ち、コントローラ
２２はＥＧＲバルブ１６を全閉にし、排気絞り弁１７及
び吸気絞り弁１８を全開にし、メイン噴射を最も燃焼効
率の高い時期に行い、更にパイロット噴射を行う。この
ときポスト噴射及び排気管１２への軽油添加は行わな
い。この結果、通常運転時の制御が行われ、排ガス中の
ＮＯｘは触媒１３により吸蔵されるので、ＮＯｘの大気
中への排出を低減することができる。
【００４６】トラックが定常走行又は減速状態であり、
触媒１３のＮＯｘ吸蔵量Ｘが所定量Ｘ0（例えば７０
％）を越え、更に触媒温度Ｔｃが触媒再生下限温度Ｔ0
（例えば２００℃）を越えている場合には、図１３の触
媒によるＮＯｘ吸蔵時の制御マップＢを取込み、この制
御マップＢに従ってＥＧＲバルブ１６等を制御する。即
ち、コントローラ２２はＥＧＲバルブ１６を所定の開度
で開き、排気絞り弁１７及び吸気絞り弁１９を所定の閉
度で閉じ、メイン噴射を通常走行時より所定の角度だけ
進角させ、更に添加用噴射ポンプ４１ｂを作動して排気
管１２に軽油４２を添加する。またパイロット噴射を行
わず、ピストン１１ｂの上死点の後にポスト噴射を複数
回に分けて行う。これにより排ガス中の酸素濃度が低下
するとともに、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2が
第１の実施の形態より還元剤として更に増加する。この
結果、排ガス中の酸素の影響を受けずに殆ど全てのＣ
Ｏ，ＨＣを触媒再生に有効に活用することができる。上
記以外の動作は第２及び第３の実施の形態と略同様であ
るので、繰返しの説明を省略する。
【００４７】図１５及び図１６は本発明の第５の実施の
形態を示す。図１５において図１２と同一符号は同一部
品を示す。なお、この実施の形態は請求項５，７，８，
１０及び１２〜１６に対応する。この実施の形態では、
再生開始検出センサ６１が触媒１３より排気上流側の排
気管１２に設けられた入口側ＮＯｘセンサ６１ａと、触
媒１３より排気下流側の排気管１２に設けられた出口側
ＮＯｘセンサ６１ｂとを有し、これらのＮＯｘセンサ６
１ａ，６１ｂの各検出出力はコントローラ２２の制御入
力に接続される。入口側ＮＯｘセンサ６１ａは触媒１３
を通過する前の排ガス中のＮＯｘ濃度を検出し、出口側
ＮＯｘセンサ６１ｂは触媒１３を通過した排ガス中のＮ
Ｏｘ濃度を検出するように構成される。なお、第１〜４
の実施の形態において再生開始検出センサとして用いら
れたアクセルセンサ２１ａ及び回転センサ２１ｂの各検
出出力は、この実施の形態ではコントローラ２２が制御
マップに基づいてＥＧＲバルブ１６の開度等を決定する
ために取込まれる。上記以外は第４の実施の形態と同一
に構成される。
【００４８】このように構成された排ガス浄化装置で
は、第４の実施の形態のようにアクセルセンサ及び回転
センサの各検出出力に基づいて触媒によるＮＯｘ吸蔵量
を積算せずに、入口側ＮＯｘセンサ６１ａ及び出口側Ｎ
Ｏｘセンサ６１ｂの検出するＮＯｘ濃度に所定量以上の
濃度差があり、かつ出口側ＮＯｘセンサ６１ａが所定量
以上、例えば図１６に示すように５０ｐｐｍ以上のＮＯ
ｘ濃度を検出したときに、コントローラ２２が触媒１３
のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達したと判断し、触媒１３の
再生を開始する。なお、このとき触媒温度が触媒再生可
能温度に達していることを条件とする。上記以外の動作
は第４の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明
を省略する。
【００４９】図１７〜図１８は本発明の第６の実施の形
態を示す。図１７において図１２と同一符号は同一部品
を示す。なお、この実施の形態は請求項５，６，９及び
１１〜１６に対応する。この実施の形態では、軽油添加
手段７１が触媒１３に向って軽油４２を噴射可能な添加
用インジェクタ７１ａを有し、この添加用インジェクタ
７１ａが連通管７１ｂを介して筒内燃料噴射装置５１の
コモンレール５１ｂに接続され、コントローラ２２が添
加用インジェクタ７１ａを制御することにより添加用イ
ンジェクタ７１ａから軽油４２が噴射されるように構成
される（図１７）。添加用インジェクタ７１ａはこのイ
ンジェクタ７１ａに内蔵された電磁弁（図示せず）によ
り軽油４２の噴射量及び噴射時期が調整可能に構成され
る。また添加用インジェクタ７１ａはスロットル形のノ
ズル部７１ｃを有し、このノズル部７１ｃは触媒１３よ
り排気上流側の排気管１２に挿入される（図１８）。ノ
ズル部７１ｃの噴孔７１ｄにはピン７１ｅが遊挿され、
噴孔７１ｄの内周面には複数の螺旋溝７１ｆが形成され
る（図１８及び図１９）。また添加用インジェクタ７１
ａは上述のようにコモンレール５１ｂに接続されるた
め、第１の実施の形態の添加用噴射ポンプは不要にな
る。更に触媒再生は触媒再生開始から予め設定された時
間だけ行われる。このため入口側Ｏ2センサ及び出口側
Ｏ2センサは不要となる。また上記触媒再生時間はでき
るだけ短い方が良いが、０．１〜１８０秒、好ましくは
０．１〜３０、更に好ましくは０．１〜２秒に設定され
る。触媒再生時間を０．１〜１８０秒に限定したのは、
０．１秒未満では触媒の再生が完了せず、１８０秒を越
えると黒煙の排出量が多くなるためである。上記以外は
第４の実施の形態と同一に構成される。
【００５０】このように構成された排ガス浄化装置で
は、触媒１３の再生時に添加用インジェクタ７１ａから
噴射された軽油４２は排気管１２の内面に沿って螺旋状
に進むので、瞬時に霧化されて排ガスの空燃比を速やか
にリッチ状態にすることができるとともに、ＨＣ，Ｃ
Ｏ，Ｈ2の増量を図ることができる。この結果、触媒１
３が還元触媒として機能し、触媒１３を効率良く再生す
ることができる。またコントローラ２２は触媒１３の再
生開始と同時に触媒再生時間を計測し、所定時間経過後
（例えば２秒）に触媒再生が完了したと判断するので、
所定時間経過後、ＮＯｘ吸蔵量の積算値を初期化し、触
媒によるＮＯｘ吸蔵時のマップを取込み、このマップに
基づいてＥＧＲバルブ１６の開度等を制御する。上記以
外の動作は第４の実施の形態と略同様であるので、繰返
しの説明を省略する。
【００５１】図２０は本発明の第７の実施の形態を示
す。図２０において図９と同一符号は同一部品を示す。
なお、この実施の形態は請求項４，７，１０及び１２〜
１７に対応する。この実施の形態では、ディーゼルエン
ジン１１の排気管１２及び吸気管１８にターボ過給機８
１が設けられる、即ちエンジン１１としてターボ過給機
８１を有するディーゼルエンジンが用いられる。ターボ
過給機８１はＥＧＲパイプ１４の接続部と触媒１３との
間の排気管１２と、ＥＧＲパイプ１４の接続部より吸気
上流側の吸気管１８との間に設けられ、ＥＧＲパイプ１
４の接続部とターボ過給機８１との間の吸気管１８には
インタクーラ８２が設けられる。また排気絞り弁１７は
ターボ過給機８１と触媒１３との間の排気管１２に設け
られ、吸気絞り弁１９はターボ過給機８１より吸気上流
側の吸気管１８に設けられる。上記以外は第３の実施の
形態と同一に構成される。なお、この実施の形態のター
ボ過給機を第１，第２及び第４〜第６の実施の形態のデ
ィーゼルエンジンに設けてもよい。このように構成され
た排ガス浄化装置では、第３の実施の形態と同様に、排
ガス中のＮＯｘを触媒１３により効率良く吸蔵できると
ともに、触媒１３を効率良く再生することができる。上
記以外の動作は第３の実施の形態と略同様であるので、
繰返しの説明を省略する。
【００５２】なお、上記第３〜第７の実施の形態では、
触媒の再生時に筒内燃料噴射装置にてメイン噴射の時期
を進角させ、かつメイン噴射後にポスト噴射を行うこと
により、シリンダ内への軽油の噴射時期及び噴射量の双
方を変更したが、メイン噴射の時期の進角化又はポスト
噴射のいずれか一方を行うことにより、シリンダ内への
軽油の噴射時期及び噴射量のいずれか一方又は双方を変
更してもよい。また、上記第１〜第７の実施の形態で
は、本発明のディーゼルエンジンをトラックに搭載した
が、バス，乗用車又はその他の車両、或いは船，建設機
械等に搭載してもよい。また、上記第３〜第７の実施の
形態では、触媒の再生禁止の状態が所定時間以上継続し
たときに、コントローラが触媒の再生禁止を解除し、Ｅ
ＧＲバルブの開放及び筒内燃料噴射装置によるメイン噴
射の時期の進角化の双方を行うように構成したが、ＥＧ
Ｒバルブの開放及び筒内燃料噴射装置によるメイン噴射
の時期の進角化のいずれか一方を行うように構成しても
よい。
【００５３】また、上記第１〜第７の実施の形態では、
トラックの走行状態を検出する走行状態検出センサとし
てアクセルセンサを挙げたが、アクセルセンサに加えて
トラックの車速を検出する車速センサを用いてもよい。
また、上記第６の実施の形態では、添加用インジェクタ
を筒内燃料噴射装置のコモンレールに接続したが、筒内
燃料噴射装置のフィードポンプの吐出口に接続してもよ
い。更に、上記第１〜第７の実施の形態では、触媒温度
を入口側温度センサ及び出口側温度センサの各検出出力
（触媒入口温度及び触媒出口温度）に基づいて推定した
が、触媒温度を入口側温度センサ又は出口側温度センサ
のいずれか一方の検出出力（触媒入口温度又は触媒出口
温度のいずれか一方）に基づいて推定してもよい。
【００５４】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。 ＜実施例１＞エンジンとしてターボ過給機及びインタク
ーラを有する直噴式６気筒ディーゼルエンジン（排気量
８リットル）を用いた。このエンジンの回転速度を一定
（１６２０ｒｐｍ）に保ち，エンジンに全負荷時の５／
８の負荷をかけた。このときの触媒入口温度は３００℃
であった。また図１に示すように、排気管１２と吸気管
１８とを接続するＥＧＲパイプ１４にＥＧＲバルブ１６
を設け，排気管１２及び吸気管１８に排気絞り弁１７及
び吸気絞り弁１９をそれぞれ設けた。ＥＧＲバルブ，排
気絞り弁及び吸気絞り弁の制御は図２１（ａ），図２１
（ｂ）の実線及び図２１（ｃ）の実線に示すように行っ
た。
【００５５】＜実施例２＞実施例１と同一のターボ過給
機及びインタクーラ付エンジンを用いた。また図６に示
すように、実施例１のＥＧＲバルブ１６，排気絞り弁１
７及び吸気絞り弁１９に加えて排気管１２に軽油添加手
段４１を接続した。ＥＧＲバルブ，排気絞り弁，吸気絞
り弁及び軽油添加手段の制御は図２１（ａ），図２１
（ｂ）の一点鎖線，図２１（ｃ）の一点鎖線及び図２１
（ｄ）に示すように行った。上記以外は実施例１と同様
に構成した。なお、図２１（ｄ）において軽油添加率と
は全負荷時の軽油添加量を１００％としたときの軽油添
加量を百分率で表したものである。
【００５６】＜実施例３＞実施例１と同一のターボ過給
機及びインタクーラ付エンジンを用いた。また図９に示
すように、実施例１のＥＧＲバルブ１６，排気絞り弁１
７及び吸気絞り弁１９に加えて、シリンダ１１ａに噴射
される軽油４２の噴射時期及び噴射量の双方を変更可能
な筒内燃料噴射装置５１を用いた。ＥＧＲバルブ，排気
絞り弁，吸気絞り弁及び筒内燃料噴射装置の制御は図２
１（ａ），図２１（ｂ）の一点鎖線，図２１（ｃ）の一
点鎖線及び図２１（ｅ）〜（ｇ）に示すように行った。
上記以外は実施例１と同様に構成した。なお、図２１
（ｅ）においてメイン噴射率とは全負荷時のメイン噴射
量を１００％としたときのメイン噴射量を百分率で表し
たものであり、図２１（ｆ）においてパイロット噴射率
とは全負荷時のパイロット噴射量を１００％としたとき
のパイロット噴射量を百分率で表したものであり、図２
１（ｇ）におけるポスト噴射率とは全負荷時のポスト噴
射量を１００％としたときのポスト噴射量を百分率で表
したものである。
【００５７】＜実施例４＞実施例１と同一のターボ過給
機及びインタクーラ付エンジンを用いた。また図１２に
示すように、実施例１のＥＧＲバルブ１６，排気絞り弁
１７及び吸気絞り弁１９に加えて、軽油添加手段４１
と、シリンダ１１ａに噴射される軽油４２の噴射時期及
び噴射量の双方を変更可能な筒内燃料噴射装置５１とを
用いた。ＥＧＲバルブ，排気絞り弁，吸気絞り弁，軽油
添加手段及び筒内燃料噴射装置の制御は図２１（ａ），
図２１（ｂ）の一点鎖線，図２１（ｃ）の一点鎖線及び
図２１（ｄ）〜（ｇ）に示すように行った。上記以外は
実施例１と同様に構成した。
【００５８】＜比較例１＞実施例１と同一のターボ過給
機及びインタクーラ付エンジンを用いた。しかし、ＥＧ
Ｒバルブ，排気絞り弁，吸気絞り弁及び軽油添加手段は
用いなかった。また筒内燃量噴射装置は従来通りの制御
を行った。上記以外は実施例１と同様に構成した。
【００５９】＜比較試験及び評価＞実施例１〜４及び比
較例１のディーゼルエンジンを１時間運転して、排気管
より排出されるＮＯｘの量を測定した。その結果を図２
２に示す。図２２から明らかなように、比較例１ではＮ
Ｏｘ排出量が４５０ｇ／時であったのに対し、実施例１
〜４ではＮＯｘ排出量が５５〜７５ｇ／時に低減した。
また実施例１の触媒の前後における排ガス中のＮＯｘ濃
度の変化を測定した。この変化を図２３に示す。図２３
から明らかなように、触媒の再生時であるか否かに拘ら
ず、触媒を通過した排ガス中に含まれるＮＯｘは極めて
少ないことが分かった。更に実施例１〜４の触媒直前に
おけるＨＣ濃度，ＣＯ濃度，ＣＯ2濃度及びＨ2濃度を測
定した。その結果を図２４に示す。図２４から明らかな
ように、触媒再生時にはＨＣ濃度，ＣＯ濃度，ＣＯ2濃
度及びＨ2濃度がそれぞれ上昇しており、これらのＨ
Ｃ，ＣＯ，ＣＯ2及びＨ2が還元剤として作用するため、
触媒を効率良く再生できることが分かった。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、排
気通路に設けられた触媒が排ガス中のＮＯｘを吸蔵しか
つ排ガス中の酸素濃度が低下したときに上記吸蔵したＮ
Ｏｘを放出し、ディーゼルエンジンをバイパスするＥＧ
ＲパイプにＥＧＲバルブを設け、更にコントローラが触
媒の再生開始時期を検出する再生開始検出センサの検出
出力に基づいてＥＧＲバルブを制御するように構成した
ので、エンジンの通常の運転時、即ちエンジン内の混合
気の空燃比がリーン状態のときには、触媒が排ガス中の
ＮＯをＮＯ2に酸化しＮＯｘとして効率良く吸蔵し、触
媒によるＮＯｘ吸蔵量が所定値に達したときには、コン
トローラがＥＧＲバルブを開くので、排ガス中のＯ2濃
度を低下させるとともに排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2
又はＨ2の濃度を増加させることができる。この結果、
触媒での還元反応が促進され、触媒に吸蔵されたＮＯｘ
を無害のＮ2や水等に変換して大気に排出し、触媒を再
生することができる。触媒の再生時にコントローラがＥ
ＧＲバルブを開くことに加えて、排気絞り弁及び吸気絞
り弁のいずれか一方又は双方を絞るように構成すれば、
上記より更に多くの排ガスをＥＧＲガスとしてエンジン
の吸気に戻すことができるので、上記より更に効率良く
触媒を再生することができる。
【００６１】また触媒より排気上流側の排気通路に、触
媒に向って軽油を噴射可能な軽油添加手段を接続し、コ
ントローラが再生開始検出センサの検出出力に基づいて
ＥＧＲバルブ及び軽油添加手段を制御するか、或いはＥ
ＧＲバルブ及び軽油添加手段と排気絞り弁及び吸気絞り
弁のいずれか一方又は双方を制御するように構成すれ
ば、触媒の再生時に上記ＥＧＲバルブのみを制御する場
合或いはＥＧＲバルブと排気絞り弁又は吸気絞り弁とを
制御する場合より更に排ガス中のＯ2濃度を低下させる
とともにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を増加させる
ことができる。この結果、更に効率良く触媒を再生する
ことができる。また筒内燃料噴射装置がシリンダに噴射
される軽油の噴射時期及び噴射量を変更し、コントロー
ラが再生開始検出センサの検出出力に基づいてＥＧＲバ
ルブ及び筒内燃料噴射装置を制御し、或いはＥＧＲバル
ブ及び筒内燃量噴射装置と排気絞り弁及び吸気絞り弁の
いずれか一方又は双方とを制御するように構成すれば、
触媒の再生時に上記ＥＧＲバルブのみを制御する場合或
いはＥＧＲバルブと排気絞り弁又は吸気絞り弁とを制御
する場合より更に排ガス中のＯ2濃度を低下させるとと
もにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度を増加させること
ができる。この結果、上記より更に効率良く触媒を再生
することができる。
【００６２】またコントローラが再生開始検出センサの
検出出力に基づいてＥＧＲバルブ，，軽油添加手段及び
筒内燃料噴射装置を制御し、或いはＥＧＲバルブ，軽油
添加手段及び筒内燃料噴射装置と排気絞り弁及び吸気絞
り弁のいずれか一方又は双方とを制御するように構成す
れば、触媒の再生時に上記より更に排ガス中のＯ2濃度
を低下させるとともにＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度
を増加させることができる。この結果、上記より更に効
率良く触媒を再生することができる。またコントローラ
が再生開始検出センサであるアクセルセンサ及び回転セ
ンサの各検出出力に基づいてエンジンからのＮＯｘの排
出量を積算し、触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達したと
判断したときに触媒の再生を開始するように構成した
り、或いは再生開始検出センサである出口側ＮＯｘセン
サが所定値以上のＮＯｘ濃度を検出したときにコントロ
ーラが触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達したと判断して
触媒の再生を開始するように構成すれば、触媒の再生開
始時期を確実に検出することができるので、ＮＯｘが触
媒で吸蔵しきれずに大気に排出されることを防止するこ
とができる。
【００６３】またコントローラが軽油添加手段の添加用
噴射ポンプを制御することにより添加用噴射ノズルから
軽油を噴射するように構成したり、或いは軽油添加手段
の添加用インジェクタが筒内燃料噴射装置のコモンレー
ル又はフィードポンプに接続し、コントローラが添加用
インジェクタを制御することにより添加用インジェクタ
から軽油を噴射するように構成すれば、触媒の再生時に
排気通路に噴射される軽油を十分に霧化することができ
るので、排気通路内の排ガス中のＨＣの濃度を高めた状
態にすることができる。また再生完了検出センサである
Ｏ2センサが触媒を通過した排ガス中に含まれる酸素濃
度を検出し、この出口側Ｏ2センサが所定値以下の酸素
濃度を検出したときにコントローラが触媒の再生処理が
完了したと判断し触媒の再生を終了するように構成した
り、或いは触媒の再生時間を０．１〜１８０秒とすれ
ば、触媒の再生完了時期を確実に検出することができる
ので、再び触媒により排ガス中のＮＯｘを効率良く吸蔵
することができる。
【００６４】また触媒の再生時における筒内燃料噴射装
置による軽油の噴射時期及び噴射量のいずれか一方又は
双方の変更を、メイン噴射の時期の進角化或いはメイン
噴射後に行われるポスト噴射により行えば、触媒の再生
時にシリンダ内に噴射される軽油の一部を未燃焼ガスと
して排ガス中に含んだ状態で、ＮＯｘ触媒に供給するこ
とができる。またディーゼルエンジンを車両に搭載し、
コントローラが走行状態検出センサの検出出力に基づい
て車両が加速状態であると判断したときに、触媒が再生
時であるか否かに拘らず、コントローラが触媒を再生す
るように構成すれば、車両の加速時にはエンジン内の多
くの軽油を噴射するため、排ガス中のＯ2濃度が低下す
るとともに、ＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又はＨ2の濃度が増加す
る。この結果、車両の加速時には触媒の再生時期でなく
ても優先して触媒を再生するので、触媒を効率良く再生
することができる。
【００６５】また触媒が再生時期に達しても、触媒温度
が触媒再生可能温度に達しないときには、コントローラ
が触媒の再生を禁止する、即ちＥＧＲバルブ等を触媒再
生時のマップに基づくのではなく、ＮＯｘ吸蔵時のマッ
プに基づいて制御するので、触媒を再生できないにも拘
らずエンジン内での軽油の燃焼を悪化させずに済み、黒
煙の排出を抑制することができる。また触媒の再生時期
に達しても、触媒の再生禁止の状態が所定時間以上継続
したときには、コントローラが触媒の再生禁止を強制的
に解除し、ＥＧＲバルブの開放及び筒内燃料噴射装置に
よるメイン噴射の時期の進角化のいずれか一方又は双方
を行うので、ＮＯｘ触媒を再生することができる。更に
本発明の排ガス浄化装置はターボ過給機を有しないＮＡ
エンジンのみならず、ターボ過給機を有するＴＩエンジ
ンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の排ガス浄化装置を示す構
成図。
【図２】その排ガス浄化装置の制御を示すブロック線
図。
【図３】エンジン回転速度及びアクセル開度の変化に伴
って変化するエンジンからのＮＯｘ排出量を示すＮＯｘ
排出量マップ。
【図４】触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒の再生時及び触
媒再生禁止解除時のＥＧＲバルブの開度等を示す制御マ
ップ。
【図５】その排ガス浄化装置の動作を示すフローチャー
ト。
【図６】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する構
成図。
【図７】触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒の再生時及び触
媒再生禁止解除時のＥＧＲバルブの開度等を示す制御マ
ップ。
【図８】その排ガス浄化装置の動作を示すフローチャー
ト。
【図９】本発明の第３実施形態を示す図１に対応する構
成図。
【図１０】触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒の再生時及び
触媒再生禁止解除時のＥＧＲバルブの開度等を示す制御
マップ。
【図１１】その排ガス浄化装置の動作を示すフローチャ
ート。
【図１２】本発明の第４実施形態を示す図１に対応する
構成図。
【図１３】触媒によるＮＯｘ吸蔵時，触媒の再生時及び
触媒再生禁止解除時のＥＧＲバルブの開度等を示す制御
マップ。
【図１４】その排ガス浄化装置の動作を示すフローチャ
ート。
【図１５】本発明の第５実施形態を示す図１に対応する
構成図。
【図１６】ＮＯｘセンサの検出する排ガス中のＮＯｘ濃
度が時間の経過とともに変化する状態を示す図。
【図１７】本発明の第６実施形態を示す図１に対応する
構成図。
【図１８】図１７のＤ部拡大断面図。
【図１９】その軽油添加手段の添加用インジェクタの噴
孔を含む要部拡大斜視図。
【図２０】本発明の第７実施形態を示す図１に対応する
構成図。
【図２１】実施例１〜４のＥＧＲバルブ開度等の制御方
法を示す図。
【図２２】実施例１〜４及び比較例１の大気中に排出さ
れたＮＯｘの量を示す図。
【図２３】実施例１の触媒前後の排ガス中のＮＯｘ濃度
の変化を示す図。
【図２４】実施例１〜４の触媒直前の排ガス中に含まれ
るＨＣ等の濃度の変化を示す図。
【符号の説明】
１１ ディーゼルエンジン １１ａ シリンダ １２ 排気管（排気通路） １３ 触媒 １４ ＥＧＲパイプ １６ ＥＧＲバルブ １７ 排気絞り弁 １８ 吸気管（吸気通路） １９ 吸気絞り弁 ２１，６１ 再生開始検出センサ ２１ａ アクセルセンサ ２１ｂ 回転センサ ２２ コントローラ ３１ 再生完了検出センサ ３１ｂ 出口側Ｏ2センサ ３２ 触媒温度センサ ３３ 走行状態検出センサ ４１，７１ 軽油添加手段 ４１ａ 添加用噴射ノズル ４１ｂ 添加用噴射ポンプ ４２ 軽油 ５１ 筒内燃料噴射装置 ５１ａ 筒内インジェクタ ５１ｂ コモンレール ５１ｃ フィードポンプ ６１ｂ 出口側ＮＯｘセンサ ７１ａ 添加用インジェクタ ８１ ターボ過給機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｓ 9/04 9/04 Ｄ Ｃ 41/02 ３８０ 41/02 ３８０Ｅ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｎ ３０１Ｈ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｊ (72)発明者 下川 清広 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 下田 正敏 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 引野 清治 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 BA00 BA04 BA05 BA06 CA04 CA05 DA01 DA02 EA11 ED08 ED15 GA04 GA06 GA09 GA17 3G065 AA01 AA09 CA00 DA04 EA04 EA05 GA08 GA10 GA46 KA33 3G084 AA01 BA05 BA13 BA15 BA19 BA20 BA24 CA04 CA06 DA10 EB12 FA10 FA27 FA28 FA30 FA33 3G091 AA10 AA11 AA18 AB06 BA14 CA18 CA27 CB02 CB03 DB10 DC01 EA01 EA07 EA17 EA18 EA30 EA33 EA35 FA17 FA18 FA19 GA06 GB02Y GB03Y GB04Y GB06W GB17X HA36 HA37 HA38 HA42 HB01 HB05 HB06 3G301 HA02 HA04 HA13 JA25 KA12 KA16 LA03 LB11 MA11 MA18 ND01 NE13 PD01Z PD02Z PD09Z PD11Z PD12Z PE01Z PF03Z

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディーゼルエンジン(11)の排気通路(12)
    に設けられ前記排気通路(12)に流入する排ガス中のＮＯ
    ｘを吸蔵しかつ前記排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＣＯ2又は
    Ｈ2が増加したときに再生処理される触媒(13)と、 前記ディーゼルエンジン(11)をバイパスして前記排気通
    路(12)及び吸気通路(18)を接続するＥＧＲパイプ(14)に
    設けられ前記ＥＧＲパイプ(14)を通過する排ガスの流量
    を調整するＥＧＲバルブ(16)と、 前記触媒(13)の再生開始時期を検出する再生開始検出セ
    ンサ(21,61)と、 前記再生開始検出センサ(21,61)の検出出力に基づいて
    前記ＥＧＲバルブ(16)を制御するコントローラ(22)とを
    備えた排ガス浄化装置。
  2. 【請求項２】 ＥＧＲパイプ(14)の接続部より排気下流
    側の排気通路(12)に設けられ前記排気通路(12)を流れる
    排ガスの流量を調整可能な排気絞り弁(17)と、前記ＥＧ
    Ｒパイプ(14)の接続部より吸気上流側の吸気通路(18)に
    設けられ前記吸気通路(18)を流れる吸気の流量を調整可
    能な吸気絞り弁(19)とのいずれか一方又は双方を更に備
    え、コントローラ(22)が再生開始検出センサ(21,61)の
    検出出力に基づいてＥＧＲバルブ(16)と前記排気絞りバ
    ルブ(17)及び前記吸気絞りバルブ(19)のいずれか一方又
    は双方とを制御するように構成された請求項１記載の排
    ガス浄化装置。
  3. 【請求項３】 触媒(13)より排気上流側の排気通路(12)
    に接続され前記触媒(13)に向って軽油(42)を噴射可能な
    軽油添加手段(41,71)を更に備え、 コントローラ(22)が再生開始検出センサ(21,61)の検出
    出力に基づいてＥＧＲバルブ(16)及び前記軽油添加手段
    (41,71)を制御し、或いは前記ＥＧＲバルブ(16)及び前
    記軽油添加手段(41,71)と排気絞り弁(17)及び吸気絞り
    弁(19)のいずれか一方又は双方とを制御するように構成
    された請求項１又は２記載の排ガス浄化装置。
  4. 【請求項４】 ディーゼルエンジン(11)のシリンダ(11
    a)に噴射される軽油(42)の噴射時期及び噴射量のいずれ
    か一方又は双方を変更可能な筒内燃料噴射装置(51)を更
    に備え、 コントローラ(22)が再生開始検出センサ(21,61)の検出
    出力に基づいてＥＧＲバルブ(16)及び前記筒内燃料噴射
    装置(51)を制御し、或いは前記ＥＧＲバルブ(16)及び前
    記筒内燃料噴射装置(51)と排気絞り弁(17)及び吸気絞り
    弁(19)のいずれか一方又は双方とを制御するように構成
    された請求項１記載の排ガス浄化装置。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の軽油添加手段(41,71)と
    請求項４記載の筒内燃料噴射装置(51)とを更に備え、 コントローラ(22)が再生開始検出センサ(21,61)の検出
    出力に基づいてＥＧＲバルブ(16)，前記軽油添加手段(4
    1,71)及び前記筒内燃料噴射装置(51)を制御し、或いは
    前記ＥＧＲバルブ(16)，前記軽油添加手段(41,71)及び
    前記筒内燃料噴射装置(51)と排気絞り弁(17)及び吸気絞
    り弁(19)のいずれか一方又は双方とを制御するように構
    成された請求項１記載の排ガス浄化装置。
  6. 【請求項６】 再生開始検出センサ(21)がアクセルペダ
    ルの踏込み量を検出するアクセルセンサ(21a)と、ディ
    ーゼルエンジン(11)の回転速度を検出する回転センサ(2
    1b)とにより構成され、 コントローラ(22)が前記アクセルセンサ(21a)及び回転
    センサ(21b)の各検出出力に基づいて前記エンジン(11)
    からのＮＯｘの排出量を積算し、前記触媒(13)のＮＯｘ
    吸蔵量が所定量に達したと判断したときに前記触媒(13)
    の再生を開始するように構成された請求項１ないし５い
    ずれか記載の排ガス浄化装置。
  7. 【請求項７】 再生開始検出センサ(61)が少なくとも触
    媒(13)を通過した排ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を検出
    する出口側ＮＯｘセンサ(61b)を有し、 前記出口側ＮＯｘセンサ(61b)が所定値以上のＮＯｘ濃
    度を検出したときにコントローラ(22)が前記触媒(13)の
    ＮＯｘ吸蔵量が所定量に達したと判断して前記触媒(13)
    の再生を開始するように構成された請求項１ないし５い
    ずれか記載の排ガス浄化装置。
  8. 【請求項８】 軽油添加手段(41)が排気通路(12)に挿入
    され触媒(13)に向って軽油(42)を噴射可能な添加用噴射
    ノズル(41a)と、前記添加用噴射ノズル(41a)に軽油(42)
    を圧送する添加用噴射ポンプ(41b)とを有し、 コントローラ(22)が前記添加用噴射ポンプ(41b)を制御
    することにより前記添加用噴射ノズル(41a)から軽油(4
    2)が噴射されるように構成された請求項３，５，６又は
    ７いずれか記載の排ガス浄化装置。
  9. 【請求項９】 軽油添加手段(71)が排気通路(12)に挿入
    され触媒(13)に向って軽油(42)を噴射可能な添加用イン
    ジェクタ(71a)を有し、 前記添加用インジェクタ(71a)が筒内燃料噴射装置(51)
    のコモンレール(51b)又はフィードポンプ(51c)に接続さ
    れ、 コントローラ(22)が前記添加用インジェクタ(71a)を制
    御することにより前記添加用インジェクタ(71a)から軽
    油(42)が噴射されるように構成された請求項３，５，６
    又は７いずれか記載の排ガス浄化装置。
  10. 【請求項１０】 触媒(13)の再生が完了したことを検出
    する再生完了検出センサ(31)が少なくとも前記触媒(13)
    より排気下流側の排気通路(12)に設けられかつ前記触媒
    (13)を通過した排ガス中に含まれる酸素濃度を検出する
    出口側Ｏ2センサ(31b)を有し、 前記出口側Ｏ2センサ(31b)が所定値以下の酸素濃度を検
    出したときにコントローラ(22)は前記触媒(13)の再生処
    理が完了したと判断し前記触媒(13)の再生を終了するよ
    うに構成された請求項１ないし９いずれか記載の排ガス
    浄化装置。
  11. 【請求項１１】 触媒の再生時間が０．１〜１８０秒で
    ある請求項１ないし９いずれか記載の排ガス浄化装置。
  12. 【請求項１２】 触媒(13)の再生時における筒内燃料噴
    射装置(51)による軽油(42)の噴射時期及び噴射量のいず
    れか一方又は双方の変更がメイン噴射の時期の進角化で
    ある請求項４ないし１１いずれか記載の排ガス浄化装
    置。
  13. 【請求項１３】 触媒(13)の再生時における筒内燃料噴
    射装置(51)による軽油(42)の噴射時期及び噴射量のいず
    れか一方又は双方の変更がメイン噴射後に行われるポス
    ト噴射である請求項４ないし１１いずれか記載の排ガス
    浄化装置。
  14. 【請求項１４】 ディーゼルエンジン(11)が車両に搭載
    され、 前記車両の走行状態が走行状態検出センサ(33)により検
    出され、 コントローラ(22)が前記走行状態検出センサ(33)の検出
    出力に基づいて前記車両が加速状態であると判断したと
    きに、触媒(13)が再生時であるか否かに拘らず、前記コ
    ントローラ(22)が前記触媒(13)を再生するように構成さ
    れた請求項１ないし１３いずれか記載の排ガス浄化装
    置。
  15. 【請求項１５】 触媒温度を検出する触媒温度センサ(3
    2)が設けられ、 前記触媒温度センサ(32)が所定値未満の触媒温度を検出
    したときに、触媒(13)が再生時であるか否かに拘らず、
    コントローラ(22)が前記触媒(13)の再生を禁止するよう
    に構成された請求項１ないし１４いずれか記載の排ガス
    浄化装置。
  16. 【請求項１６】 触媒(13)の再生禁止の状態が所定時間
    以上継続したときに、コントローラ(22)が触媒(13)の再
    生禁止を強制的に解除し、ＥＧＲバルブ(16)の開放及び
    筒内燃料噴射装置(51)によるメイン噴射の時期の変更の
    いずれか一方又は双方を行うように構成された請求項１
    ５記載の排ガス浄化装置。
  17. 【請求項１７】 ディーゼルエンジン(11)の排気通路(1
    2)及び吸気通路(18)にターボ過給機(81)が設けられた請
    求項１ないし１６いずれか記載の排ガス浄化装置。
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