JPH06200739A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディーゼルエンジンの排気通路に配置したＮ
Ｏ_X 吸収剤の再生時に、減速ショックを伴うことなく還
元剤の消費量を低減する。 【構成】 ディーゼルエンジン１の排気管３にＮＯ_X 吸
収剤１５を配置し、還元剤供給装置１１から還元剤を供
給してＮＯ_X 吸収剤１５の再生を行う。ディーゼルエン
ジンの吸気管２にインテークシャッターバルブ６を設
け、ＮＯ_X 吸収剤再生操作時に吸入空気量を絞ってＮＯ
_X 吸収剤に流入する排気流量を減らして還元剤消費量を
低減する。インテークシャッターバルブ６はブレーキ操
作が行われている場合には、ブレーキ操作が行われてい
ない場合より絞り量が大きくなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細には、ディーゼルエンジンの排気中のＮ
Ｏ_X を効果的に除去可能な排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関排気通路に、排気空燃比がリーンの
時にＮＯ_X を吸収し、排気中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤を配置し、排気空
燃比がリーン状態で排気中のＮＯ_X をＮＯ_X 吸収剤に吸
収させるとともに、一定期間経過毎に排気空燃比をリッ
チまたは理論空燃比にして吸収したＮＯ_X をＮＯ_X 吸収
剤から放出させ、浄化する排気浄化装置が本願出願人よ
り既に提案されている。（特願平3-281907号参照）。

【０００３】この排気浄化装置においては、機関の運転
空燃比（燃焼室内における燃焼の空燃比）をリーンとリ
ッチ（又は理論空燃比）とに切り換えることにより、Ｎ
Ｏ_X吸収剤の上述のＮＯ_X 吸収、放出作用の制御を行っ
ている。一方、ディーゼルエンジン等のように、常にリ
ーン空燃比で運転され、機関の運転空燃比を自由にリー
ンとリッチとに切り換えることができない機関に上記の
ＮＯ_X 吸収剤を使用する場合には、機関運転空燃比をリ
ッチに切り換える代わりに、運転中にＮＯ_X 吸収剤に還
元剤を導入し、排気中の酸素を消費してＮＯ_X 吸収剤の
雰囲気酸素濃度を下げるとともに、ＮＯ_X 吸収剤から放
出されたＮＯ_X を還元する必要がある。また、ＮＯ_X 吸
収剤に排気を流したまま上述のＮＯ_X の放出、還元浄化
操作（以下「再生」という。）を行う際には排気中の酸
素を消費するための還元剤の量が非常に大きくなるた
め、これらの場合には、例えばエンジン吸気通路や排気
通路にインテークシャッターバルブやエキゾーストシャ
ッターバルブを設け、エンジンブレーキ等の際に上記シ
ャッターバルブを閉じる等の手段により、ＮＯ_X 吸収剤
に流入する排気の流量を減らしてＮＯ_X 吸収剤の再生時
の還元剤消費量を低減するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＮＯ_X
吸収剤に排気を流したままで還元剤を導入して再生を行
う場合には、再生操作時にＮＯ_X 吸収剤に流入する排気
の量を少なくする程、排気中の酸素を消費するために必
要な還元剤の量を低減することができる。従って、還元
剤消費量低減のためにはＮＯ_X 吸収剤の再生操作時に前
述のシャッターバルブの閉じ量（絞り量）をできるだけ
大きくすることが望ましい。しかし、エンジンブレーキ
の際にインテークシャッターバルブやエキゾーストシャ
ッターバルブの絞り量を大きくとり過ぎると、エンジン
ブレーキの際に運転者の予期した以上の減速トルクが発
生し、減速ショックが大きくなって運転感覚が悪化する
問題を生じる。また、インテークシャッターバルブを用
いて排気流量を減少させる場合には、インテークシャッ
ターバルブの絞り量が大きいとインテークマニホルドの
負圧が増大し、これにより、吸入行程のシリンダ負圧が
大きくなり、シリンダ負圧によりピストンリングとシリ
ンダ壁との間から潤滑油が燃焼室内に入り込み潤滑油消
費量が増大する問題が生じる。

【０００５】本発明は、上記問題に鑑み、ＮＯ_X 吸収剤
再生時の運転感覚の悪化や、潤滑油消費量の増大を伴う
ことなく、シャッターバルブを用いて還元剤の消費量を
低減可能な内燃機関の排気浄化装置に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、車両用
ディーゼルエンジンの排気通路に、流入排気の空燃比が
リーンのときにＮＯ_X を吸収し、流入排気の酸素濃度が
低下したときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤
を配置し、該ＮＯ_X 吸収剤に排気中のＮＯ_X を吸収さ
せ、所定の運転条件下で該ＮＯ_X 吸収剤に還元剤を導入
して排気の酸素濃度を低下させＮＯ_X 吸収剤から吸収し
たＮＯ_X を放出させると共に放出されたＮＯ_X を還元浄
化する内燃機関の排気浄化装置において、前記還元剤導
入時に所定開度まで閉弁して前記ＮＯ_X 吸収剤に流入す
る排気流量を低減させる絞り弁手段と、前記還元剤導入
時に車両運転者のブレーキ操作の有無を検出する手段
と、前記ブレーキ操作が検出されている場合に前記ブレ
ーキ操作が検出されない場合に較べて前記絞り弁手段の
開度を小さくする制御手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の排気浄化装置が提供される。

【０００７】

【作用】ＮＯ_X 吸収剤の再生操作時には、運転者がブレ
ーキ操作をしていない場合には、絞り弁手段は所定開度
まで閉じられ、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気流量を低減
する。運転者がブレーキ操作をしている場合には、絞り
弁手段はブレーキ操作が行われていない場合より、大き
く絞られ、排気の流量を更に低減する。ブレーキ操作が
行われていない時にはＮＯ_X 吸収剤再生時でも絞り弁の
絞りが比較的小さく、大きな減速トルクショックや潤滑
油消費量の増大は生じない。運転者がブレーキ操作をし
ている場合には絞り弁手段は通常の再生操作時より大き
く絞られ、排気流量は更に減少するので還元剤の消費量
が低減される。また、運転者がブレーキ操作をしている
場合は、運転者が大きな減速トルクを必要としている場
合であるので絞り弁の絞り量増大による減速ショックは
ある程度予期されており、運転感覚の悪化を生じない。

【０００８】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図１は本発明の内燃機関の排気浄化装
置の一実施例の構成を示す図である。図１において、１
はディーゼルエンジン、２はエンジンの吸気管、３はエ
ンジンの排気管を示す。排気管３にはＮＯ_X 吸収剤１５
を収容したケーシングが接続されており、ＮＯ_X 吸収剤
１５の上流側の排気管３には、後述の還元剤供給装置が
設けられている。また、本実施例では、再生操作時にＮ
Ｏ_X 吸収剤１５に流入する排気の流量を低減するため、
エンジンの吸気管２にはシャッターバルブ６が設けられ
ている。シャッターバルブ６は、後述するようにエンジ
ンの通常運転時には全開に維持され吸気抵抗を生じない
が、ＮＯ_X 吸収剤１５の再生時には所定開度まで閉弁さ
れ、吸気管２を絞ってエンジンの吸入空気量、すなわち
ＮＯ_X 吸収剤１５に流入する排気流量を低減するように
なっている。

【０００９】還元剤供給装置１１は、ＮＯ_X 吸収剤１５
の上流側の排気管３に還元剤を噴射する噴射弁１１ａを
備え、後述するエンジンの制御ユニット（ＥＣＵ）１０
からの入力信号に応じて所定の流量の還元剤を排気管３
内に注入する。還元剤としては、排気中で炭化水素や一
酸化炭素等の還元成分を発生するものであれば良く、一
酸化炭素、水素等の還元性気体、プロパン、プロピレ
ン、ブタン等の液体又は気体の炭化水素、ガソリン、軽
油、灯油等の液体燃料等が使用できる。

【００１０】図に１０で示すのはエンジン１の電子制御
ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ１０はＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ及び入力ポート、出力ポートを相互に双方向
バスで接続した構成のディジタルコンピュータからな
り、エンジンの燃料噴射量制御等の基本制御を行うほ
か、本実施例では還元剤噴射弁１１ａの噴射制御、イン
テークシャッターバルブ６の開閉制御を行っている。こ
れらの制御のためＥＣＵ１０の入力ポートには、運転者
のブレーキペダル操作を検出するブレーキスイッチ１２
からの信号が入力されている他、エンジン回転数、アク
セル開度、排気温度等の信号がそれぞれ図示しないセン
サから入力されている。

【００１１】ＮＯ_X 吸収剤１５は例えばアルミナを担体
とし、この担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウムＮa
，リチウムＬi ，セシウムＣs のようなアルカリ金
属、バリウムＢa , カルシウムＣa のようなアルカリ土
類、ランタンＬa ，イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のような貴金属と
が担持されている。このＮＯ_X 吸収剤１５は流入する排
気の空燃比がリーンの場合にはＮＯ_X を吸収し、酸素濃
度が低下するとＮＯ_X を放出するＮＯ_X の吸放出作用を
行う。

【００１２】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
Ｏ_X 吸収剤１５の上流側の排気通路やエンジン燃焼室、
吸気通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の
合計の比を意味するものとする。従って、ＮＯ_X 吸収剤
１５の上流側排気通路に燃料や還元剤または空気が供給
されない場合には排気空燃比はエンジンの運転空燃比
（エンジン燃焼室内の燃焼における空燃比）と等しくな
る。

【００１３】本実施例では、ディーゼルエンジンが使用
されているため、通常運転時の排気空燃比はリーンであ
り、ＮＯ_X 吸収剤１５は排気中のＮＯ_X の吸収を行う。
また、後述の操作により排気中に還元剤が導入されて酸
素濃度が低下すると、ＮＯ_X吸収剤１５は吸収した還元
剤の放出を行う。この吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかし、この吸放出
作用は図２に示すようなメカニズムで行われているもの
と考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白
金Ｐt およびバリウムＢa を担持させた場合を例にとっ
て説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土
類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００１４】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図２(A) に示
されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- またはＯ^2-の形で
白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ₂ ^- またはＯ^2-と反応し、Ｎ
Ｏ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ) 。次いで生成さ
れたＮＯ₂ の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内
に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら図２
(A) に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X 吸収剤１
５内に吸収される。

【００１５】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Ｐt の表面でＮＯ₂ が生成され、吸収剤のＮＯ_X 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排
気中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が減少すると
反応が逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に進み、こうして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^- がＮＯ₂ の形で吸収剤から
放出される。即ち、流入排気中の酸素濃度が低下すると
ＮＯ_X 吸収剤１５からＮＯ_X が放出されることになる。

【００１６】一方、流入排気中にＨＣ，ＣＯ等の還元成
分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の酸素Ｏ₂
^- またはＯ^2-と反応して酸化され、排気中の酸素を消費
して排気中の酸素濃度を低下させる。また、排気中の酸
素濃度低下によりＮＯ_X 吸収剤１５から放出されたＮＯ
₂ は図２(B) に示すようにＨＣ，ＣＯと反応して還元さ
れる。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ₂ が存在
しなくなると吸収剤から次から次へとＮＯ₂ が放出され
る。従って流入排気中のＨＣ，ＣＯ成分が存在すると短
時間のうちにＮＯ_X 吸収剤１５からＮＯ_X が放出され、
還元されることになる。

【００１７】即ち、流入排気中のＨＣ，ＣＯは、まず白
金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-とただちに反応して酸化さ
れ、次いで白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-が消費されて
もまだＨＣ，ＣＯが残っていればこのＨＣ，ＣＯによっ
て吸収剤から放出されたＮＯ_X および機関から排出され
たＮＯ_X が還元される。従って、エンジン運転中にＮＯ
_X の放出、還元（再生）を行うためにＮＯ_X 吸収剤に供
給すべき還元剤の量は、白金Ｐt 上での酸化による酸素
消費により排気中の酸素濃度を充分に低下させるのに必
要な量とＮＯ_X 吸収剤１５から放出される全ＮＯ_X を還
元するのに必要な量との合計となる。しかし、ディーゼ
ルエンジンでは排気の空燃比は常にリーンであるため、
ＮＯ_X 吸収剤１５に排気を流しながらＮＯ_X の放出、還
元を行おうとすると、排気中の酸素を消費するための還
元剤の量が非常に大きくなる。このため、本実施例では
ＮＯ_X 吸収剤１５の再生時に吸気管２に設けたインテー
クシャッターバルブ６を閉弁してＮＯ_X 吸収剤１５に流
入する排気の流量を減らし、排気中の酸素消費に使用さ
れる還元剤の量を低減しているのである。

【００１８】図３に本実施例で使用するインテークシャ
ッターバルブ６の構成を示す。本実施例のインテークシ
ャッターバルブ６は、メインバルブ６１とサブバルブ６
２とから構成される。すなわち、本実施例では、エンジ
ン１の吸気管２は主吸気通路２１と副吸気通路２２とに
分割されており、主吸気通路２１にはメインバルブ６１
が、副吸気通路２２にはサブバルブ６２がそれぞれ配置
されている。

【００１９】メインバルブ６１はアクセルペダルに連動
して作動し、運転者がアクセルペダルを操作していない
（踏んでいない）時に全閉して主吸気通路２１を閉塞す
るようになっている。また、サブバルブ６２には負圧ア
クチュエータ６３が設けられている。負圧アクチュエー
タ６３はリンク６４ｃを介してサブバルブ６２に連結さ
れた２つのダイヤフラム６３ａ、６３ｂとその片側に形
成された作動室６４ａ、６４ｂとを備えており、作動室
６４ａ、６４ｂには２つの負圧切替え弁（ＶＳＶ１、Ｖ
ＳＶ２）を介して図示しないバキュームポンプ等の負圧
源からの負圧と、大気圧とを選択的に供給できるように
なっている。ＶＳＶ１、ＶＳＶ２は例えばソレノイド作
動式三方弁からなり、前述のＥＣＵ１０からの信号によ
りそれぞれ作動室６４ａ、６４ｂへの負圧と大気圧の供
給の切替えを行う。

【００２０】ＶＳＶ１、ＶＳＶ２は通常時（ソレノイド
除電時）にはアクチュエータ６３の作動室６４ａ、６４
ｂをそれぞれ大気に連通させ、ダイヤフラム６３ａ、６
４ｂはスプリング６４ｄに押圧されて図３（Ａ）に示す
位置をとるため、サブバルブ６２は全開保持される。ま
た、ＥＣＵ１０の信号によりＶＳＶ１のソレノイドが通
電されると、アクチュエータ６３の作動室６４ａのみに
負圧が供給され、ダイヤフラム６３ａ、６３ｂは右方に
移動して図３（Ｂ）に示す位置をとるため、サブバルブ
６２は半開に保持される。更に、ＥＣＵ１０の信号によ
りＶＳＶ２のソレノイドが通電されると作動室６４ｂに
も負圧が供給されるため、ダイヤフラム６３ａ、６３ｂ
は更に右方に移動して図３（Ｃ）に示す位置をとり、サ
ブバルブ６２は全閉に保持される。

【００２１】本実施例では、前述のように、インテーク
シャッターバルブ６のメインバルブ６１は運転者がアク
セル操作をしていないとき、すなわちエンジンブレーキ
時には常に全閉して主吸気通路を閉塞し、吸気抵抗を増
大してエンジンブレーキの効きを高めるようになってい
る。これに対して、サブバルブ６２はエンジンブレーキ
のみでは作動せず、ＮＯ_X 吸収剤１５の再生条件が成立
した場合にのみ閉弁する。また、作動時においてサブバ
ルブ６２の開度は運転者のブレーキペダル操作の有無に
より、２段階に制御される。

【００２２】図４はＮＯ_X 吸収剤１５の再生操作を示す
フローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ１０により
一定時間毎に実行される。図４においてルーチンがスタ
ートするとステップ４０１ではＮＯ_X 吸収剤の再生実行
条件が成立しているか否かが判断される。ここで、ＮＯ
_X 吸収剤の再生実行条件は、（１）運転者がアクセル操
作をしておらず、かつエンジン回転数が所定値以上であ
ること（すなわち、エンジンブレーキの状態であるこ
と）、（２）エンジン排気温度が所定値以上であるこ
と、（３）ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量が所定値以上に
なっていること、であり上記の条件が全て成立している
場合にのみステップ４０３から４１３の再生操作が行わ
れる。ＮＯ_X 吸収剤の再生をエンジン減速時にのみ行う
のは（上記条件（１））、再生時には後述のように吸気
シャッターバルブを閉じて吸入空気量を低減する必要が
あるため、通常運転中に再生を行うとトルクショックを
生じ運転性が悪化するためである。また、排気温度が所
定値以上（上記条件（２））とするのは、ＮＯ_X 吸収剤
がＮＯ_X 放出、還元作用の活性化する活性化温度に達し
ていることが必要だからである。また、ＮＯ_X 吸収剤の
ＮＯ_X 吸収量が所定値以上になっていること（上記条件
（３））を再生実行条件としているのは頻繁な再生操作
を避けて真に再生が必要な場合にのみ再生操作を行うよ
うにするためである。

【００２３】なお、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量は、別
途ＥＣＵ１０により実行されるルーチンにより、例えば
単位時間当たりのエンジンからのＮＯ_X の排出量を予め
エンジン負荷（アクセル開度）とエンジン回転数等の関
数としてＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶しておき、一定時間
毎にアクセル開度と回転数とから上記関数によりＮＯ_X
排出量を求め、これに一定の係数を乗じたものを上記一
定時間内のＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量として積算する
ことにより求められる。

【００２４】ステップ４０１でＮＯ_X 吸収剤再生実行条
件が成立していない場合にはステップ４１７から４２０
が実行され、カウンタＣのリセットが行われ（ステップ
４１７）、ＶＳＶ１、ＶＳＶ２はともに大気に連通され
てサブバルブ６２は全開に保持される（図３（Ａ））
（ステップ４１９）とともに、還元剤供給装置１１の噴
射弁１１ａは閉弁されて還元剤の供給が停止される（ス
テップ４２０）。

【００２５】ステップ４０１でＮＯ_X 吸収剤再生実行条
件が成立している場合にはステップ４０３に進み、カウ
ンタＣがプラス１カウントアップされる。カウンタＣは
再生操作が継続して実行された時間を示すカウンタであ
る。次いでステップ４０５では運転者がブレーキ操作を
行っているか否かがブレーキスイッチ１２からの信号に
より判断され、ブレーキ操作が行われていない場合には
ステップ４０７が実行され負圧切替え弁ＶＳＶ１のみが
通電される。これにより、サブバルブ６２は図３（Ｂ）
の半開の状態まで閉弁する。このため、吸入空気量は通
常のエンジンブレーキの状態より絞られるが、絞り量が
少ないので減速ショックを生じたり、吸気マニホルドの
負圧上昇により潤滑油消費量が増大する事はない。ま
た、ステップ４０９ではサブバルブ６２の半開状態に応
じた量の還元剤が噴射弁１１ａからＮＯ_X 吸収剤１５に
供給され、ＮＯ_X 吸収剤の再生が行われる。

【００２６】ステップ４０５で運転者がブレーキ操作を
行っていると判断された場合には、ステップ４０５から
ステップ４１１に進み、負圧切替え弁ＶＳＶ１、ＶＳＶ
２の両方が通電される。これにより、サブバルブ６２は
図３（Ｃ）に示すように全閉となり、吸入空気量は更に
減少する。また、ステップ４１３では還元剤供給装置１
１の噴射弁１１ａからの還元剤供給量がサブバルブ６２
の全閉状態に対応して低減される。

【００２７】ステップ４１５は再生操作の終了時期の判
定を示す。再生操作は開始時から所定時間経過後に終了
する。ステップ４１５では再生開始時（ステップ４０
１）から所定時間経過したか否かをカウンタＣの値から
判断し、Ｃが所定値Ｃ₀ 以上の場合には再生操作が完了
したと判断してステップ４１７から４２０を実行してル
ーチンを終了する。

【００２８】図５は、上記ルーチンによるサブバルブ６
２の開度変化を示すタイミング図であり、図５（Ａ）は
車速の変化を、図５（Ｂ）はブレーキスイッチ１２の信
号出力を、図５（Ｃ）、（Ｄ）はメインバルブ６１、サ
ブバルブ６２の開度変化をそれぞれ時間（横軸）に対し
て示している。図５において、区間Ｉは通常のエンジン
ブレーキ操作を示す。この区間ではＮＯ_X 吸収剤の再生
実行条件（図４、ステップ４０１）が成立しておらず、
メインバルブ６１は全閉となるが（図５（Ｃ））、サブ
バルブ６２は全開のまま保持される（図５（Ｄ））。区
間IIはエンジンブレーキ時にＮＯ_X 吸収剤の再生実行条
件が成立した場合を示す。この区間ではブレーキ操作が
行われていないので（図５（Ｂ））、サブバルブ６２は
エンジンブレーキ開始と同時に半開状態（図３（Ｂ））
まで閉弁される。前述のように、この状態では吸入空気
量の減少はそれほど大きくないので、運転感覚を悪化さ
せるような減速ショックや潤滑油消費量を増大させるよ
うな吸気マニホルドの負圧増大は生じない。

【００２９】ついで、区間III は区間IIの状態で運転者
がブレーキ操作をした場合を示す。この場合には、サブ
バルブ６２は全閉されるため吸入空気量は大幅に減少
し、減速ショックが生じるが、運転者はブレーキ操作を
しており減速を十分に予期しているため、この減速ショ
ックにより運転感覚が悪化することはない。また、サブ
バルブ６２が全閉になる前にサブバルブが半開の状態が
ある程度持続した場合にはサブバルブ全閉時の吸気マニ
ホルド負圧の上昇は緩和されるので潤滑油の消費量が大
幅に増大することが防止される。

【００３０】図６は上記区間IIとIII における吸気マニ
ホルド負圧の変化を示す。図６実線はサブバルブ６２が
半開状態に保持されたあと（区間II) 全閉にされた場合
( 区間III)を示し、図６点線はサブバルブ６２が半開状
態に保持されることなく直ちに全閉された場合を示して
いる。図６から判るようにサブバルブを或る時間半開に
維持したあと全閉した場合（実線）には吸気マニホルド
の負圧上昇の最大値は最初からサブバルブを全閉した場
合に較べて小さくなり、潤滑油の消費量が大幅に増大す
るレベルには至らない。なお、運転条件によっては、Ｎ
Ｏ_X 吸収剤再生時に急な減速が行われてエンジンブレー
キ開始と同時に運転者がブレーキ操作をする場合もあり
得るが、この場合には運転者が急減速を要求しているの
であるから、潤滑油消費量より運転の安全性を優先させ
るためブレーキ操作と同時にサブバルブが全閉となって
も問題は生じない。

【００３１】また、図５区間IVは区間III の状態でブレ
ーキ操作が解除された場合を示す。この場合にはサブバ
ルブ６２は半開の状態に戻されるので、エンジンブレー
キ解除後にサブバルブが全開になったばあいにエンジン
トルクが急増して運転感覚が悪化する問題が防止され
る。なお、ブレーキ操作中にＮＯ_X 吸収剤の再生が完了
した場合にはサブバルブ６２は全閉状態から全開状態に
移行することになり、トルクショックを生じる恐れがあ
るが、ブレーキ操作の期間はＮＯ_X 吸収剤の再生時間に
較べて短いためブレーキ操作中にＮＯ_X 吸収剤の再生操
作が完了する確率は比較的小さく、実用上問題となるこ
とはない。

【００３２】上述のように、本実施例によれば、インテ
ークシャッターバルブ６を閉じてエンジンの吸入空気量
を絞ることによりＮＯ_X 吸収剤に流入する排気流量を減
少させる場合に運転者のブレーキ操作の有無によりシャ
ッターバルブ６の開度を変更することにより、減速ショ
ックによる運転感覚の悪化と潤滑油消費量の増大を防止
しながら還元剤消費量を低減することができる。

【００３３】なお、上記実施例では、負圧切替え弁ＶＳ
Ｖ１とＶＳＶ２の口径は十分に大きく設定されているた
め、ＶＳＶ１、ＶＳＶ２の切替え動作と略同時にサブバ
ルブ６２が半開又は全閉位置に移動するが、ＶＳＶ１、
ＶＳＶ２の口径を適度に絞ることにより作動室６４ａ、
６４ｂ内の圧力の減少速度を変えてサブバルブ６２の閉
弁速度を変えるようにすることもできる。

【００３４】図７はサブバルブ６２の閉弁速度を変える
ようにした場合を示す図５（Ｄ）と同様な図である。図
７区間ａはＶＳＶ１のみが通電された状態を示してお
り、この場合はアクチュエータ６３の作動室６４ａのみ
の圧力がＶＳＶ１を通じて徐々に低下していくため、サ
ブバルブ６２は比較的緩やかな速度で閉弁する。また、
図７区間ｂはこの状態から更にＶＳＶ２も通電された場
合を示す。この状態では作動室６４ａに加え、作動室６
４ｂの圧力も低下するため、ダイヤフラム６３ａ、６３
ｂに作用する力が増大し、サブバルブ６２の閉弁速度が
増加する。なお、図７区間ｂに点線で示すのはＶＳＶ１
のみが通電された状態が継続した場合を示しており、サ
ブバルブ６２は比較的緩やかな速度のまま半開状態に移
行する。このようにサブバルブ６２の閉弁速度を調節す
ることにより、サブバルブ６２が全閉する際の減速ショ
ックやインテークマニホルドの急激な負圧上昇を緩和す
ることができる。

【００３５】また、上述の実施例では、ＮＯ_X 吸収剤１
５の再生操作時に吸収剤に流入する排気流量を絞る手段
としてエンジン１の吸気管２にインテークシャッターバ
ルブ６を設けた場合について説明したが、排気流量を低
減する手段としてインテークシャッターバルブを設ける
代わりに、図８に示すようにＮＯ_X 吸収剤１５と還元剤
供給装置１１の噴射弁１１ａの上流側の排気管３にエキ
ゾーストシャッターバルブ７を設けてもよい。この場合
も、エキゾーストシャッターバルブ７をインテークシャ
ッターバルブ６のサブバルブ６２と同様にＮＯ_X 吸収剤
の再生実行条件と運転者のブレーキ操作に応じて半開又
は全閉に保持することにより、上述の実施例と同様な効
果を得ることができる。また、エキゾーストシャッター
バルブ７を用いる場合には急減速の場合にもインテーク
シャッターバルブの場合のような吸気マニホルド負圧上
昇による潤滑油消費量増加の問題は生じない。

【００３６】

【発明の効果】本発明の排気浄化装置は、上述のように
構成したことにより、ＮＯ_X 吸収剤の再生操作時の減速
ショックによる運転感覚の悪化や潤滑油消費量の増大を
伴うことなく再生操作時の還元剤消費量を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する図である。

【図２】ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸放出作用を説明する図
である。

【図３】図１の実施例のインテークシャッターバルブの
構成を示す図である。

【図４】ＮＯ_X 吸収剤の再生操作を示すフローチャート
である。

【図５】図４のフローチャートを説明するタイミング図
である。

【図６】吸気マニホルド負圧変化を説明する図である。

【図７】シャッターバルブの閉弁速度を変化させた場合
の図５（Ｄ）と同様な図である。

【図８】本発明の別の実施例を説明する図である。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン ２…エンジン吸気管 ３…エンジン排気管 ６…インテークシャッターバルブ ７…エキゾーストシャッターバルブ １０…電子制御ユニット １１…還元剤供給装置 １１ａ…還元剤噴射弁 １２…ブレーキスイッチ １５…ＮＯ_X 吸収剤 ６１…メインバルブ ６２…サブバルブ ６３…負圧アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両用ディーゼルエンジンの排気通路
   に、流入排気の空燃比がリーンのときにＮＯ_X を吸収
   し、流入排気の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯ
   _X を放出するＮＯ_X 吸収剤を配置し、該ＮＯ_X 吸収剤に
   排気中のＮＯ_X を吸収させ、所定の運転条件下で該ＮＯ
   _X 吸収剤に還元剤を導入して排気の酸素濃度を低下させ
   ＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ_X を放出させると共に放
   出されたＮＯ_X を還元浄化する内燃機関の排気浄化装置
   において、前記還元剤導入時に所定開度まで閉弁して前
   記ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気流量を低減させる絞り弁
   手段と、前記還元剤導入時に車両運転者のブレーキ操作
   の有無を検出する手段と、前記ブレーキ操作が検出され
   ている場合に前記ブレーキ操作が検出されない場合に較
   べて前記絞り弁手段の開度を小さくする制御手段とを備
   えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。