JPH11336530A - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排気浄化装置

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JPH11336530A
JPH11336530A JP10139911A JP13991198A JPH11336530A JP H11336530 A JPH11336530 A JP H11336530A JP 10139911 A JP10139911 A JP 10139911A JP 13991198 A JP13991198 A JP 13991198A JP H11336530 A JPH11336530 A JP H11336530A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 渋滞運転が継続された場合にも、ＮＯｘを浄
化しながら、背圧上昇によるエンジン動力性能の悪化や
DPFの焼損を防止する。 【解決手段】 燃料の主噴射後の膨張行程または排気行
程で燃料供給装置５１により後噴射を行い、この後噴射
による未燃ＨＣを、排気通路５２に設けたＮＯｘ触媒５
３への還元剤として供給する。この場合に、触媒５３に
ＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性能を持た
せ、この触媒５３の下流にDPF５５を配置する。触媒５
３の温度に対する少なくとも２つの活性段階を設定手段
５６が予め設定し、これら複数の活性段階のうちどの活
性段階に現在の活性段階が該当するのかを判定手段５７
が判定し、この判定される現活性段階で触媒浄化効率が
最大となるように設定手段５８が後噴射の量とタイミン
グを設定する。一方、DPF５５の再生条件になったとき
は、昇温手段６０が触媒５３およびDPF５５の温度を上
昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はディーゼルエンジ
ンの排気浄化装置、特に排気中に含まれるＮＯｘと粒子
状物質（以下ＰＭという）の両方を除去するようにした
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＯｘを還元する触媒は、ＮＯｘの還元
効率を高めるため還元剤としてのＨＣを必要とする。し
かしながら、一般的にディーゼルエンジンでは、ＮＯｘ
の排出量に対してＨＣの排出量が比較的少ないため（Ｈ
Ｃ／ＮＯｘ比は１以下のレベル）、コモンレール式の燃
料噴射装置を用いて、主噴射とは別に各気筒の膨張行程
もしくは排気行程で小量の燃料を後噴射し、この小量の
燃料を未燃ＨＣとしてＮＯｘ触媒に導くようにしたもの
が各種提案されている（特開平６−１１７２２５号公報
参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、後噴射する
タイミングが燃料の主噴射のタイミングや主噴射された
燃料の終了するタイミングに近すぎたり、またはある程
度間隔をとっていても主噴射量が増加するなど、後噴射
するときの気筒内温度が高いと、後噴射された燃料がほ
とんど燃焼してしまい、温度は上昇してもＨＣ／ＮＯｘ
比を増加させることができない。つまり、触媒のＮＯｘ
還元性能は温度に対して突起的な特性（ＮＯｘ還元効率
がある狭い温度範囲でのみ最大値を示し、それ以下の温
度でもそれ以上の温度でもＮＯｘ還元効率が低下する特
性）を持つので、触媒のＮＯｘ還元性能が最大になる温
度条件（ＮＯｘ還元性能の最大活性段階）や、ＮＯｘ還
元性能が最大に達して下降する温度条件（ＮＯｘ還元性
能の下降段階）で、このような後噴射を実行したので
は、却ってＮＯｘの還元効率が低下してしまう。
【０００４】また、ＮＯｘ還元性能がまだ最大に達して
おらず、温度上昇に伴いＮＯｘ還元性能が高くなってい
る温度条件（ＮＯｘ還元性能の上昇段階）では、ＨＣ／
ＮＯｘ比だけを増加させるようなタイミングで後噴射を
実行してもＮＯｘの還元効率の増加は少ない。
【０００５】そこで、触媒の温度に対する少なくとも２
つの活性段階（たとえばＮＯｘ還元性能の上昇段階と最
大活性段階）を予め設定しておき、これら複数の活性段
階のうちどの段階に現在の活性段階が該当するのかを判
定し、この判定される現活性段階で触媒の浄化効率が最
大となるように後噴射の量とタイミングを制御すること
により、触媒の浄化性能を最大限に発揮させるようにし
たものを先に提案した（特願平１０−８４３００号参
照）。このものを以下、先願装置という。
【０００６】一方、触媒ではＮＯｘは除去できても、Ｐ
Ｍ（特にカーボンが主成分のドライスート）は除去でき
ないので、排気中のＰＭを捕集する、いわゆるディーゼ
ルパーティキュレートフィルタ（以下DPFという）を設
け、さらにこのDPFの上流に酸化触媒を配置し、この酸
化触媒で排気中のＮＯを酸化させてＮＯ2を生成させ
（ＮＯｘ中のＮＯ2の比率が増加）、DPFに捕集されてい
るＰＭをこの生成させた高酸化力のあるＮＯ2によって
燃焼させて除去することにより、DPFを再生するように
したものがある（特開平１−３１８７１５号公報参
照）。
【０００７】ところで、従来装置のＰＭ除去の反応原理
は、「ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯおよび２ＮＯ2＋２Ｃ→Ｎ2＋２
ＣＯ2」であり、エンジンからのＰＭ発生量に見合った
ＮＯ2が存在すれば、酸化触媒が比較的低温であってもD
PFに捕集されたＰＭが連続的に除去されDPFにＰＭが堆
積しないため、DPFを再生させるための特別な加熱装置
等を設ける必要がない。この点は、本出願人の研究にお
いて確認している。
【０００８】しかしながら、酸化触媒によるＮＯからＮ
Ｏ2への変換は触媒温度に依存しており、ＮＯからＮＯ2
への変換は触媒入口の排気温度で約150℃当たりから始
まる。また、上記の「ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯおよび２ＮＯ2＋
２Ｃ→Ｎ2＋２ＣＯ2」の反応もやはり触媒温度に依存し
ているため、実用上は約250℃〜約300℃以上の触媒温度
でないとDPFに捕集されたＰＭが連続的に除去される状
況にならないことが上記の研究において判明した。これ
より、アイドリング運転の比率が高くなる渋滞運転時な
ど触媒入口における排気低温時には徐々にDPFにＰＭが
堆積していくため、渋滞運転が継続されたのでは、背圧
上昇によってエンジンの動力性能が悪くなり、またＰＭ
の燃焼条件に合致したときにＰＭの堆積量が多いと、Ｐ
Ｍ燃焼による発熱が過大となってDPFが焼損する可能性
がある。
【０００９】そこで本発明は、ＮＯからＮＯ2への変換
を可能にする酸化性能を併せ持たせたＮＯｘ触媒の下流
にDPFを配置しておき、DPFの再生条件にない場合は、触
媒浄化性能を、上記の先願装置と同様に最大限に発揮さ
せ、DPFの再生条件になったときも、触媒浄化性能を、
上記の先願装置と同様に最大限にあるいはできるだけ発
揮させつつ、前記ＮＯｘ触媒とDPFに流入する排気の各
温度を上昇させることにより、渋滞運転が継続された場
合にも、ＮＯｘを浄化しながら、背圧上昇によるエンジ
ン動力性能の悪化やDPFの焼損を防止することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、図２０に
示すように、各気筒に燃料を噴射供給する装置５１を備
え、燃料の主噴射後の膨張行程または排気行程で前記燃
料供給装置５１により後噴射を行い、この後噴射による
未燃ＨＣを、排気通路５２に設けたＮＯｘ触媒５３への
還元剤として供給するようにしたディーゼルエンジンの
排気浄化装置において、前記触媒５３にＮＯからＮＯ2
への変換を可能にする酸化性能を持たせるとともに、こ
の酸化性能を有する触媒５３の下流にDPF５５を配置す
る一方で、前記触媒５３の温度に対する少なくとも２つ
の活性段階を予め設定する手段５６と、これら複数の活
性段階のうちどの活性段階に現在の活性段階が該当する
のかを判定する手段５７と、この判定される現活性段階
で触媒浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタ
イミングを設定する手段５８と、前記DPF５５の再生条
件になったかどうかを判定する手段５９と、この判定結
果よりDPF５５の再生条件になった場合に、前記触媒５
３および前記DPF５５の温度を上昇させる手段６０とを
設けた。
【００１１】第２の発明では、第１の発明において前記
昇温手段６０が後噴射を行う手段であり、DPF再生条件
になった場合の後噴射のタイミングを主噴射からの遅角
間隔を小さくする側に設定するとともに、DPF再生条件
になった場合の後噴射の量をDPF再生条件でない場合よ
り所定値大きくするかまたはDPF再生条件になった場合
の後噴射を行う領域をDPF再生条件でない場合より拡大
する。
【００１２】第３の発明では、第１の発明において前記
昇温手段６０が後噴射を行う手段であり、DPF再生条件
になった場合の後噴射のタイミングを主噴射からの遅角
間隔を大きくする側に設定するとともに、DPF再生条件
になった場合の後噴射の量をDPF再生条件でない場合よ
り所定値大きくするかまたはDPF再生条件になった場合
の後噴射を行う領域をDPF再生条件でない場合より拡大
する。
【００１３】第４の発明では、第２または第３の発明に
おいて前記後噴射の量を所定値大きくした場合に、この
大きくした分に対応して、前記DPF再生条件になった場
合の後噴射のタイミングを、主噴射からの遅角間隔が小
さくなる側に変更する。
【００１４】第５の発明では、第２から第４までのいず
れか一つの発明においてDPFの再生中に、DPFの温度（た
とえば入口温度）が、DPFに捕集されたＰＭが自着火し
て燃焼するのに十分な温度（たとえば約600℃を超える
温度域）になったとき、後噴射を停止する。
【００１５】第６の発明では、第１から第５までのいず
れか一つの発明において前記ＮＯｘ触媒が、貴金属をイ
オン交換したゼオライト、貴金属担持の活性アルミナま
たはこれら両材料を組み合わせたものである。
【００１６】第７の発明は、図２１に示すように、各気
筒に燃料を噴射供給する装置５１を備え、燃料の主噴射
後の膨張行程または排気行程で前記燃料供給装置５１に
より後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣを、排気
通路５２に設けたＮＯｘ触媒５３への還元剤として供給
するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
いて、前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性
温度範囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した
複合触媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活
性型触媒５３ｂにＮＯからＮＯ2への変換を可能にする
酸化性能を持たせるとともに、この酸化性能を有する低
温活性型触媒５３ｂの下流にDPF５５を配置する一方
で、触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記
複数の各触媒毎に予め設定する手段６１と、これら複数
の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性段階が該当
するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手段６２と、
前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
グを設定する手段６３と、前記DPF５５の再生条件にな
ったかどうかを判定する手段５９と、この判定結果より
DPF５５の再生条件になった場合に、この場合（DPF再生
条件になった場合）の後噴射の量をDPF再生条件でない
場合より所定値大きくするかまたはDPF再生条件になっ
た場合の後噴射を行う領域をDPF再生条件でない場合よ
り拡大する手段６４とを設けた。
【００１７】第８の発明は、図２２に示すように、各気
筒に燃料を噴射供給する装置５１を備え、燃料の主噴射
後の膨張行程または排気行程で前記燃料供給装置５１に
より後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣを、排気
通路５２に設けたＮＯｘ触媒５３への還元剤として供給
するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
いて、前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性
温度範囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した
複合触媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活
性型触媒５３ｂにＮＯからＮＯ2への変換を可能にする
酸化性能を持たせるとともに、この酸化性能を有する低
温活性型触媒５３ｂの下流にDPF５５を配置する一方
で、触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記
複数の各触媒毎に予め設定する手段６１と、これら複数
の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性段階が該当
するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手段６２と、
前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
グを設定する手段６３と、触媒温度が所定値（たとえば
基準温度ａ）以上の領域で主噴射からの遅角間隔を小さ
くする側に前記後噴射のタイミングを設定し、かつ前記
後噴射の量を大きく設定する第２の手段７１と、前記DP
F５５の再生条件になったかどうかを判定する手段５９
と、この判定結果よりDPF５５の再生条件になった場合
に、前記第２設定手段７１による後噴射の量とタイミン
グに切換える手段７２とを設けた。
【００１８】第９の発明は、図２３に示すように、各気
筒に燃料を噴射供給する装置５１を備え、燃料の主噴射
後の膨張行程または排気行程で前記燃料供給装置５１に
より後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣを、排気
通路５２に設けたＮＯｘ触媒５３への還元剤として供給
するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
いて、前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性
温度範囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した
複合触媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活
性型触媒５３ｂにＮＯからＮＯ2への変換を可能にする
酸化性能を持たせるとともに、この酸化性能を有する低
温活性型触媒５３ｂの下流にDPF５５を配置する一方
で、触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記
複数の各触媒毎に予め設定する手段６１と、これら複数
の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性段階が該当
するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手段６２と、
前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
グを設定する手段６３と、触媒温度が所定値（たとえば
基準温度ｂ）以上の領域で主噴射からの遅角間隔を大き
くする側に前記後噴射のタイミングを設定し、かつ前記
後噴射の量を小さく設定する第２の手段８１と、前記DP
F５５の再生条件になったかどうかを判定する手段５９
と、この判定結果よりDPF５５の再生条件になった場合
に、前記第２設定手段８１による後噴射の量とタイミン
グに切換える手段７２とを設けた。
【００１９】第１０の発明では、第７から第９までのい
ずれか一つの発明においてDPFの再生中に、DPFの温度
（たとえば入口温度）が、DPFに捕集されたＰＭが自着
火して燃焼するのに十分な温度（たとえば約600℃を超
える温度域）になったとき、後噴射を停止する。
【００２０】第１１の発明では、第７から第１０までの
いずれか一つの発明において前記低温活性型触媒が、貴
金属をイオン交換したゼオライト、貴金属担持の活性ア
ルミナまたはこれら両材料を組み合わせたものである。
【００２１】第１２の発明では、第１から第１１までの
いずれか一つの発明において前記燃料供給装置がコモン
レール式燃料噴射装置である。
【００２２】
【発明の効果】第１、第４、第１２の各発明では、DPF
の再生条件になった場合に、触媒の特性の異なる活性段
階を判定しながら、各活性段階で触媒浄化効率が最大と
なるように、後噴射の量とタイミングを制御することか
ら、ＮＯｘ還元性能が温度に対して突起的な特性を有す
る触媒における浄化性能を最大限に発揮させることがで
きる。これに加えてさらに、触媒およびその下流のDPF
の温度を上昇させることで、触媒の有する酸化性能によ
るＮＯからＮＯ2への変換が盛んになり、この高酸化力
のあるＮＯ2を用いてDPFにおけるＰＭの燃焼が促進さ
れ、DPFが再生される。
【００２３】このようにして、第１、第４、第９の各発
明によれば、渋滞運転が継続された場合にも、触媒浄化
性能を先願装置と同様に最大限に発揮させつつ、DPFの
再生を行うことができ、これによってＮＯｘを浄化しな
がら、背圧上昇によるエンジン動力性能の悪化やDPFの
焼損を防止することができる。
【００２４】第２の発明によれば、DPF再生条件になっ
た場合に、後噴射の増量分だけ、ＨＣ／ＮＯｘ比を増加
させつつ後噴射燃料の気筒内での燃焼量割合が増加して
エンジンアウトでの排気温度が上昇し、その分だけ酸化
性能を有するＮＯｘ触媒およびDPFに流入する排気の各
温度が高くなり、ＮＯｘ触媒の有する酸化性能によるＮ
ＯからＮＯ2への変換とDPFにおけるＰＭの燃焼を促進す
ることができる。
【００２５】第３の発明によれば、DPF再生条件になっ
た場合に、後噴射の増量分だけ、ＮＯｘ触媒に流入する
未燃ＨＣの量が増加し、この未燃ＨＣがＮＯｘ触媒の有
する酸化性能によりで燃焼してＮＯｘ触媒の温度が上昇
し、DPFに流入する排気の温度も高まる。これによっ
て、ＮＯｘ触媒の有する酸化性能によるＮＯからＮＯ2
への変換とDPFにおけるＰＭの燃焼を促進することがで
きるほか、エンジンアウトからDPFまでの排気管からの
放熱による温度低下分に相当する燃料を節約できる。
【００２６】一方、DPF再生条件になった場合に拡大さ
れる後噴射領域では燃焼室内の温度が高いため、ほとん
どの燃料が燃焼し、これによってＨＣ／ＮＯｘ比が増加
することがなく、エンジンアウトでの排気の温度のみが
上昇することになる。しかながら、DPFの再生のために
はエンジンアウトでの排気の温度を高めるほうが望まし
く、したがって第２、第３の各発明において、DPF再生
条件になった場合に後噴射を行う領域を拡大すること
で、ＮＯｘ触媒の有する酸化性能によるＮＯからＮＯ2
への変換とDPFにおけるＰＭの燃焼、除去を促進でき
る。
【００２７】第５、第１０の各発明によれば、無駄な燃
料消費を抑制できる。
【００２８】第６、１１の各発明によれば、ＮＯｘ触媒
が、貴金属をイオン交換したゼオライト、貴金属担持の
活性アルミナまたはこれら両材料を組み合わせたもので
あり、これらの場合にだけ、還元性能に併せて酸化性能
を有させることができる。
【００２９】ＮＯｘ還元性能が温度に対して突起的な特
性を有する触媒を複数配置した複合触媒の場合にも、複
数の各触媒の浄化性能を、第７の発明では最大限に引き
出しつつ、また第８、第９の各発明では第７の発明より
若干落ちる程度に引き出しつつDPFの再生を行わせるこ
とができ、これによって第７、第８、第９の各発明によ
れば、渋滞運転が継続された場合にも、ＮＯｘを浄化し
ながら、背圧上昇によるエンジン動力性能の悪化やDPF
の焼損を防止できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１において、１はディーゼルエ
ンジンの本体で、排気通路２にＮＯｘ触媒３を備える。
ＮＯｘ触媒３のケーシング内には、上流側より高温活性
型触媒３ａと低温活性型触媒３ｂとがこの順に直列配置
されている。
【００３１】ここで、高温活性型触媒３ａはＣｕ−ゼオ
ライト系触媒（またはＰｄ−ゼオライト系触媒）から、
低温活性型触媒３ｂはＰｔ−ゼオライト系触媒から構成
される。このような金属−ゼオライト系触媒は、イオン
交換に用いる金属によってＮＯｘの還元性能温度範囲が
異なることから、高温活性型であるＣｕ−ゼオライト系
触媒（または中高温活性型であるＰｄ−ゼオライト系）
と低温活性型であるＰｔ−ゼオライト系とを、ＮＯｘ還
元性能温度範囲を広げるため組み合わせたもの（複合触
媒）である。各触媒３ａ、３ｂのＮＯｘ還元性能が温度
に対して突起的な特性を持つため、複合触媒のＮＯｘ還
元性能も、図３右側に示したようにやはり２つの突起を
持った特性になる。なお、ゼオライトとしてはＺＳＭ−
５、β、ＵＳＹ、モルデナイト型が知られており、これ
らを用いることが望ましい。金属−ゼオライト系触媒に
限らず、金属（Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ等）を担持した活性ア
ルミナも利用でき、たとえば高温活性型触媒にはＰｄま
たはＡｇを担持した活性アルミナを、低温活性型触媒に
はＰｔを担持した活性アルミナを利用してもよい。
【００３２】さて、ＮＯｘ触媒３はＮＯｘの還元効率を
高めるため還元剤としてのＨＣを必要とするが（ＨＣ／
ＮＯｘ比を最低でも２以上とする必要がある）、一般的
にディーゼルエンジンはＮＯｘの排出量に対してＨＣの
排出量が比較的少ないので、コモンレール式の燃料噴射
装置を用いて、各気筒の膨張行程もしくは排気行程で小
量の燃料を後噴射し、この小量の燃料を未燃ＨＣとして
ＮＯｘ触媒３に導くようにすることが有効である。
【００３３】しかしながら、後噴射のタイミングが燃料
の主噴射のタイミングや主噴射された燃料の終了するタ
イミングに近すぎたり、またはある程度間隔をとってい
ても主噴射量が増加するなど、後噴射するときの気筒内
温度が高いと、後噴射された燃料がほとんど燃焼してし
まい、排気温度（触媒温度）は上昇してもＨＣ／ＮＯｘ
比を増加させることができない。つまり、各触媒３ａ，
３ｂの最大活性段階や高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元
性能の下降段階でこのような後噴射を実行したのでは、
却ってＮＯｘの還元効率が低下してしまう。
【００３４】また、各触媒３ａ，３ｂのＮＯｘ還元性能
の上昇段階では、ＨＣ／ＮＯｘ比だけを増加させるよう
なタイミングで後噴射を実行してもＮＯｘの還元効率の
増加は少ない。
【００３５】この場合、各触媒３ａ，３ｂ毎にＮＯｘ還
元性能の上昇段階、最大活性段階、ＮＯｘ還元性能の下
降段階といった３つの活性段階があり、複合触媒はこれ
らの組み合わせであることから、先願装置では、合計で
６つの活性段階を予め設定しておき、現活性段階がこれ
らのうちいずれの活性段階にあるのかを判定し、複合触
媒が所定の活性温度以下になる活性段階または所定の活
性温度以上になる活性段階を判定したときは後噴射を停
止するとともに、それ以外の活性段階であることを判定
したとき、その判定された各活性段階毎に触媒のＮＯｘ
浄化効率が最大となるように後噴射の量とタイミングを
制御する。
【００３６】この先願装置を以下に説明する。
【００３７】図３右側に示した複合触媒のＮＯｘ還元性
能に対して、５つの基準温度ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ（ただ
しａ＜ｂ＜ｃ＜ｄ＜ｅ）を定め、次の６つの基準領域I
〜VIに区分けする（図３左側参照）。なお、図３右側で
は触媒３ａを触媒Ａで、触媒３ｂを触媒Ｂで略記してい
る。
【００３８】領域I：低温活性型触媒３ｂのＮＯｘ還元
性能が発現する温度範囲（ＮＯｘ還元性能の上昇段階の
前段階）（約200℃まで）。
【００３９】領域II：低温活性型触媒３ｂのＮＯｘ還元
性能が上昇する温度範囲（ＮＯｘ還元性能の上昇段階）
（約200〜230℃まで） 領域III:低温活性型触媒３ｂのＮＯｘ還元性能のピーク
温度範囲（最大活性段階）（約230〜280℃） 領域IV：低温活性型触媒３ｂのＮＯｘ還元性能が下降
し、代わって高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性能が上
昇する温度範囲（ＮＯｘ還元性能の上昇段階）（約280
〜370℃まで） 領域V： 高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性能のピーク
温度範囲（最大活性段階）（約370〜450℃） 領域VI：高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性能が下降す
る温度範囲（ＮＯｘ還元性能の下降段階）（約450℃以
上） そして、上記の各領域に対し次のように後噴射を停止し
たり実行したりする。
【００４０】（１）領域Iに対して後噴射を停止する。
これは次の理由からである。領域IではもともとＨＣ／
ＮＯｘ比が高く、後噴射しなくてもＮＯｘ還元性能が発
現する。また、領域Iのようにエンジンの負荷、回転数
が低い場合に後噴射を行っても、主噴射量に対する後噴
射量の比率を大きくしなければ温度上昇効果が少ない。
そこで、領域Iでは燃費を最小限に抑えてＮＯｘ還元性
能を効率よく発現させるという観点から後噴射を停止す
る。
【００４１】（２）領域II〜Vに対しては次の通り後噴
射を行う。領域IIでは低温活性型触媒３ｂの温度上昇と
ＨＣ／ＮＯｘ比の増加の両方を狙って、また領域IVでは
高温活性型触媒３ａの温度上昇とＨＣ／ＮＯｘの増加の
両方を狙って後噴射の開始時期を主噴射に近づけるとと
もに後噴射量を大きくする。これに対して、領域IIIとV
ではＨＣ／ＮＯｘ比の増加だけを主に狙って、後噴射の
開始時期を主噴射から離すとともに後噴射量を小さくす
る。
【００４２】ここで、領域II、IVと領域III、Vとで後噴
射時期の設定を変えた理由を説明する。後噴射するタイ
ミングは圧縮上死点からのクランク角度間隔が大きいほ
ど主噴射された燃料の燃焼の影響を受けにくく、したが
って後噴射された燃料が未燃ＨＣとなって排出される割
合が多くなる。この逆に、後噴射するタイミングが圧縮
上死点からのクランク角度間隔が小さくなるほど主噴射
された燃料の燃焼の影響を受けやすく、したがって後噴
射された燃料のうち燃焼する割合が多くなるため、排気
温度は上昇するが未燃ＨＣとなって排出される割合が少
なくなる（ＨＣ／ＮＯｘ比の増加が少ない）。
【００４３】そこで、低温活性型触媒３ｂのＮＯｘ還元
性能が上昇する活性段階である領域IIでは低温活性型触
媒３ｂの温度上昇とＨＣ／ＮＯｘの増加の両方を狙っ
て、また高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性能が上昇す
る活性段階である領域IVについても高温活性型触媒３ａ
の温度上昇とＨＣ／ＮＯｘの増加の両方を狙って主噴射
からの遅角間隔を小さく設定し、これに対して低温活性
型触媒３ｂのＮＯｘ還元性能のピークがくる活性段階で
ある領域IIIと高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性能の
ピークがくる活性段階である領域VではＨＣ／ＮＯｘ比
の増加だけを主に狙って主噴射からの遅角間隔を大きく
設定するのである。このため実施形態では主噴射からの
遅角間隔を大きくしたマップと小さくしたマップの２つ
を用意している。
【００４４】また、後噴射時期を定めるこれら２つのマ
ップでは、エンジンの負荷、回転数が増大するほど、主
噴射からの遅角間隔を増大するように設定している（図
５、図６参照）。これは、負荷や回転数が高くなると燃
焼室内の温度が相対的に増加するため、後噴射のタイミ
ングを遅らせる必要があるからである。
【００４５】この結果、後噴射の開始時期は、図５、図
６において矢印で示したように、領域毎に大きく切換わ
り、同じ領域内では負荷Ｌoadや回転数が増大するほど
遅角していくことになる。なお、図５は図４においてＸ
軸に沿う特性、図６は図４においてＹ軸に沿う特性であ
る。
【００４６】なお、図５、図６には、本発明の第１実施
形態の場合を重ねて示しており、本発明部分は後述す
る。
【００４７】次に、領域II、IVと領域III、Vとで後噴射
量の設定を変えた理由を説明する。上述したように主噴
射からの遅角間隔が大きいと、後噴射された燃料が未燃
ＨＣとなって排出される割合が多くなるので、このとき
には後噴射量が少なくてもＨＣ／ＮＯｘ比の増加効果が
高い。これに対して主噴射からの遅角間隔が小さいとき
には、後噴射された燃料の燃焼する割合が多くなるた
め、温度は上昇するが未燃ＨＣとなって排出される割合
が少なくなる（ＨＣ／ＮＯｘ比の増加が少ない）。
【００４８】そこで、主噴射からの遅角間隔を小さくし
て温度上昇とＨＣ／ＮＯｘ比の増加の両方を狙うときに
は、後噴射量を大きく設定し、これに対して主噴射から
の遅角間隔を大きくしてＨＣ／ＮＯｘ比の増加だけを主
に狙うときには、後噴射量を小さく設定するのである。
このため先願装置では、図７に示したように、後噴射量
比率K aftを領域毎に切換えるテーブルを用意してい
る。なお、主噴射量Q mainにこの後噴射量比率K aftを
乗じることで、後噴射量Q aftを求めることができる。
【００４９】なお、図７にも本発明の第１実施形態の場
合を重ねて示しており、本発明部分は後述する。
【００５０】（３）領域VIに対しては後噴射を停止す
る。これは次の理由からである。領域VIでの負荷と回転
数では燃焼室内の温度が高く、後噴射時期を遅角して排
気行程の最後の方で後噴射を実行してもほとんどの燃料
が燃焼し、これによって温度が上昇するだけでＨＣ／Ｎ
Ｏｘ比が増加することがない。つまり、この温度上昇に
よりＮＯｘ還元性能が却って下降することになるので、
燃費悪化を防止するためにも後噴射を停止するのであ
る。
【００５１】さて、排気温度（触媒温度）はエンジンの
状態（負荷、回転数）から定まるので、上記の領域判定
には、エンジントルクと回転数をパラメータとする図４
に示したマップを用いることができる。つまり、領域を
区分けする境界値を、エンジンの暖機後の定常条件でマ
ッチングしておけばよいわけである。
【００５２】しかしながら、触媒の実際の活性段階は、
過渡運転状態になると、定常状態と異なり刻々と変化す
るので、エンジンの負荷と回転数だけで領域判定を行っ
たのでは、領域判定を誤り、ＮＯｘの浄化効率が向上し
ないばかりか却って悪化する事態が生じることがある。
このときには無駄な後噴射を行うことになり、燃費ばか
りが悪化する。
【００５３】そこで、触媒の温度を検出するセンサを設
けておき、エンジンの負荷と回転数だけでなく、触媒温
度に基づいても領域判定を行う。
【００５４】これで先願装置における後噴射の制御につ
いての概説を終了する。
【００５５】次に、後噴射に用いるコモンレール式の燃
料噴射装置を図２により概説すると（詳細は特開昭９−
１１２２５１号公報参照）、この燃料噴射装置１０は、
主に燃料タンク１１、燃料供給通路１２、サプライポン
プ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けら
れる燃料噴射弁１７からなり、サプライポンプ１４によ
り加圧された燃料は燃料供給通路１５を介してコモンレ
ール１６にいったん蓄えられたあと、コモンレール１６
の高圧燃料が気筒数分の燃料噴射弁１７に分配される。
【００５６】燃料噴射弁１７は、針弁１８、ノズル室１
９、ノズル室１９への燃料供給通路２０、リテーナ２
１、油圧ピストン２２、針弁１８を閉弁方向（図で下
方）に付勢するリターンスプリング２３、油圧ピストン
２２への燃料供給通路２４、この通路２４に介装される
三方弁（電磁弁）２５などからなり、バルブボディ内の
通路２０と２４が連通して油圧ピストン２２上部とノズ
ル室１９にともに高圧燃料が導かれる三方弁２５のＯＦ
Ｆ時（ポートＡとＢが連通、ポートＢとＣが遮断）に
は、油圧ピストン２２の受圧面積が針弁１８の受圧面積
より大きいことから、針弁１８が着座状態にあるが、三
方弁２５がＯＮ状態（ポートＡとＢが遮断、ポートＢと
Ｃが連通）になると、油圧ピストン２２上部の燃料が戻
し通路２８を介して燃料タンク１１に戻され、油圧ピス
トン２２に作用する燃料圧力が低下する。これによって
針弁１８が上昇して噴射弁先端の噴孔より燃料が噴射さ
れる。三方弁２５をふたたびＯＦＦ状態に戻せば、油圧
ピストン２２に蓄圧室１６の高圧燃料が導びかれて燃料
噴射が終了する。つまり、三方弁２５のＯＮ時間により
燃料噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれ
ば、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。２
６は逆止弁、２７はオリフィスである。
【００５７】この燃料噴射装置１０にはさらに、コモン
レール圧力を制御するため、サプライポンプ１４から吐
出された燃料を戻す通路１３に圧力制御弁３１を備え
る。この圧力制御弁３１はコントロールユニット４１か
らのデューティ信号に応じて通路１３の流路面積を変え
るためのもので、コモンレール１６への燃料吐出量を調
整することによりコモンレール圧力を制御する。コモン
レール１６の燃料圧力によっても燃料噴射量は変化し、
三方弁２５のＯＮ時間が同じであれば、コモンレール１
６の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００５８】コモンレール圧力ＰＣＲ１を検出するセン
サ３２、ＮＯｘ触媒３の温度Ｔ１を検出するセンサ３７
からの信号が、アクセル開度センサ３３（アクセルペダ
ルの踏み込み量に比例した出力Ｌを発生）３３、クラン
ク角センサ３４（エンジン回転数とクランク角度を検
出）、クランク角センサ３５（気筒判別を行う）、水温
センサ３６とともに入力される電子制御ユニット４１で
は、エンジン回転数とアクセル開度に応じて主噴射の目
標燃料噴射量とコモンレール１６の目標圧力を演算し、
圧力センサ３２により検出されるコモンレール圧力がこ
の目標圧力と一致するように圧力制御弁３１を介してコ
モンレール１６の燃料圧力をフィードバック制御する。
また、演算した主噴射の目標燃料噴射量に対応して三方
弁２５のＯＮ時間を制御するほか、主噴射とは別に各気
筒の膨張行程もしくは排気行程で前述した後噴射を行っ
て未燃ＨＣをＮＯｘ触媒３に供給する。
【００５９】電子制御ユニット４１で行われる先願装置
におけるこの制御を図８〜図１０、図１２のフローチャ
ートに基づいて説明すると、図８は燃料噴射制御のメイ
ンルーチン、図９、図１０、図１２はメインルーチンの
一部の詳細を示すサブルーチンである。
【００６０】まずメインルーチンを示す図８において、
ステップ100ではコモンレール圧力PCR1、エンジン回転
数Ｎｅ、気筒判別信号Cyl、エンジン負荷ＬおよびＮＯ
ｘ触媒３の温度Ｔ１を読み込み、ステップ200、300、40
0においてコモンレール圧力制御、エンジンの出力制御
のための主噴射制御、ＮＯｘ触媒３に対して還元剤とし
てのＨＣを供給するための後噴射制御をそれぞれ実行す
る。
【００６１】なお、ステップ100において説明しなかっ
たDPF入口温度Ｔ２の読み込み部分、ステップ500、60
0、700、800、900は本発明部分であり、後述する。
【００６２】図９のサブルーチンはコモンレール圧力制
御を行うためのものである。
【００６３】ステップ201、202では、エンジン回転数Ｎ
ｅとエンジン負荷Ｌから所定のマップを検索してコモン
レール１６の目標基準圧力PCR0とこのコモンレール基準
圧力PCR0を得るための圧力制御弁３１用基準デューティ
比Duty0とを求める。これらのマップはエンジン回転数
Ｎｅとエンジン負荷Ｌをパラメータとして電子制御ユニ
ット４１のＲＯＭに予め記憶しているものである。後述
するマップやテーブルについてもすべて電子制御ユニッ
ト４１のＲＯＭに予め記憶しているものであり、この点
についての説明は省略する。
【００６４】ステップ203では、目標基準圧力PCR0と実
際のコモンレール圧力PCR1との差の絶対値を求め、これ
を目標基準圧力PCR0に対して予め設定された許容圧力差
ΔPCR0と比較する。｜PCR0−PCR1｜が許容範囲内であれ
ばステップ206に進んで基準デューティ比Duty0を開弁デ
ューティ比Dutyとすることによって同じデューティ比を
維持し、ステップ207においてこのデューティ比Dutyか
らデューティ信号を作って圧力制御弁３１を駆動する。
【００６５】一方、｜PCR0−PCR1｜が許容範囲内にない
場合は、ステップ203よりステップ204に進み、PCR0−PC
R1（＝ΔＰ）に対応して予め設定されているＲＯＭのテ
ーブルを検索してデューティ比の補正係数K Dutyを求め
る。たとえば、ΔＰがマイナス（PCR0よりもPCR1が大き
い）の場合はK Dutyが１よりも小さい値に、この逆にΔ
Ｐがプラスの（PCR0よりもPCR1が小さい）場合はK Duty
が１よりも大きい値になる。具体的には圧力制御弁３１
の特性に合わせてデューティ比補正係数K Dutyのテーブ
ルデータを設定する。
【００６６】ステップ205では基準デューティ比Duty0を
この補正係数K Dutyにより補正した値を開弁デューティ
比Dutyとした後、ステップ207の操作を実行する。
【００６７】図１０のサブルーチンは主噴射制御を行う
ためのものである。
【００６８】ステップ301ではエンジン回転数Ｎｅとエ
ンジン負荷Ｌから所定のマップを検索して主噴射量Q ma
inを求め、この主噴射量Q mainとコモンレール圧力PCR1
とからステップ302において所定のマップを検索して主
噴射期間M periodを求める。
【００６９】ここで、主噴射期間M periodはmsecの単位
で設定され、図１１に示したように主噴射量Q mainが同
じならコモンレール圧力PCR1が高いほど主噴射期間M pe
riodが短くなり、コモンレール圧力PCR1が同じなら主噴
射量Q mainが多いほど主噴射期間M periodが長くなる。
【００７０】ステップ303ではエンジン回転数Ｎｅとエ
ンジン負荷Ｌから所定のマップを検索して主噴射開始時
期M startを求める。ステップ304では主噴射量Q mainが
供給されるように噴射開始時期M startよりM periodの
期間、主噴射すべき気筒の燃料噴射弁１７を、２つのク
ランク角センサ３４、３５の信号に基づいて開弁駆動す
る。
【００７１】図１２のサブルーチンは後噴射制御を実行
するためのものである。
【００７２】まずステップ401では、そのときのエンジ
ントルク（あるいはエンジン負荷Ｌ）とエンジン回転数
から定まる運転点が図４に示したいずれの基準領域I〜V
Iにあるかを判定する。この判定の結果、領域を表すI〜
VIのローマ数字がＲＡＭに記憶される。この領域判定結
果により定まる領域を基準領域とする。なお、図４にお
いて領域の境界を定める値は、エンジンの暖機完了後に
定常状態でエンジンを安定して運転させたときにマッチ
ングにより求めたものである。
【００７３】ステップ402では、ＲＡＭに記憶されてい
る基準領域（を示すローマ数字）とIを比較する。基準
領域がIであるときは、ステップ418進み、後噴射を停止
する。この後噴射の停止によって、領域Iでは燃費を最
小限に抑えてＮＯｘ還元性能を効率よく発現させること
ができる。
【００７４】基準領域がIでないときはステップ403に進
み、触媒温度Ｔ１と図３に示した基準温度ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅとの比較からいずれの領域I〜VIにあるかを判定
する。この判定結果、領域を表すI〜VIのローマ数字が
ＲＡＭに記憶される。この領域判定結果により定まる領
域を、上記の基準領域と区別するため実領域とする。
【００７５】ステップ404〜411、419は図４に示したII
からVIまでの各領域を判定する部分で、次のように判定
して、ステップ412以降、ステップ414以降、ステップ41
8のいずれかに進む。つまり、 〈１〉基準領域＝IIかつ実領域≦IIのときはステップ40
4,405よりステップ414以降に進む。
【００７６】〈２〉基準領域＝IIかつ実領域＞IIのとき
はステップ404,405よりステップ412以降に進む。
【００７７】〈３〉基準領域＝IIIかつ実領域＝IIIのと
きはステップ406,407よりステップ412以降に進む。
【００７８】〈４〉基準領域＝IIIかつ実領域≠IIIのと
きはステップ406,407よりステップ414以降に進む。
【００７９】〈５〉基準領域＝IVかつ実領域＝IVのとき
はステップ408,409よりステップ414以降に進む。
【００８０】〈６〉基準領域＝IVかつ実領域≠IVのとき
はステップ408,409よりステップ412以降に進む。
【００８１】〈７〉基準領域＝Vかつ実領域≧Vかつ実領
域≠VIのときはステップ410,411,419よりステップ412以
降に進む。
【００８２】〈８〉基準領域＝Vかつ実領域＜Vのときは
ステップ410,411よりステップ414以降に進む。
【００８３】〈９〉基準領域≠Vのときはステップ410よ
りステップ418に進む。
【００８４】〈10〉基準領域＝Vかつ実領域≧Vかつ実領
域＝VIのときはステップ410,411,419よりステップ418に
進む。
【００８５】ここで、上記の〈１〉、〈３〉、〈５〉、
〈７〉は基準領域と実領域が一致する場合（定常時）で
あり、〈１〉、〈５〉の場合は、ステップ414に進み、
負荷と回転数から、主噴射からの遅角間隔を小さくした
後噴射開始時期マップ（図示しない）を検索して後噴射
開始時期A startを求める。この後噴射開始時期A start
は、図５、図６において領域II、IVに示したように、膨
張行程に位置している。
【００８６】ステップ415では、負荷から後噴射量比率
テーブルを検索して後噴射量比率K aftを求め、これを
図１０で求めた主噴射量Q mainに乗じることで後噴射量
Q aft（＝K aft×Q main）を算出する。後噴射量比率テ
ーブルでは、図７において領域II、IVに示したように、
領域III、Vの場合よりK aftの値が大きくなっている。
【００８７】同様にして、〈３〉、〈７〉の場合は、ス
テップ412に進み、負荷と回転数から、主噴射からの遅
角間隔を大きくした後噴射開始時期マップ（図示しな
い）を検索して後噴射開始時期A startを求める。この
後噴射開始時期A startは、図５、図６において領域II
I、Vに示すように今度は排気行程に位置している。
【００８８】ステップ413では、負荷から図７に示す後
噴射量比率をテーブルを検索して後噴射量比率K aftを
小さな値で求め（図７において領域III、V参照）、これ
を図１０で求めた主噴射量Q mainに乗じて後噴射量Q af
tを算出する。
【００８９】このようにして算出した後噴射量Q aftと
コモンレール圧力PCR1からステップ416で所定のマップ
（図１１参照）を検索して後噴射期間A periodを求め、
ステップ417では図１０のステップ303,304と同様にして
後噴射を実行する（後噴射量Qaftが供給されるように、
後噴射開始時期A startより後噴射期間A periodのあい
だ、後噴射すべき気筒の燃料噴射弁を、２つのクランク
角センサ３４、３５の信号に基づいて開弁駆動する）。
【００９０】これに対して上記の〈２〉、〈４〉、
〈６〉、〈８〉は基準領域と実領域が一致しない場合
（過渡時）で、このときは基準領域の隣の領域に対する
後噴射の制御を行う。つまり、〈１〉、〈２〉のときは
領域IIの隣の領域であるIIIの領域と、〈１〉、〈４〉
のときは領域IIIの隣の領域であるIIまたはIVの領域
と、〈６〉のときは領域IVの隣の領域であるIIIまたはV
の領域と、〈８〉のときは領域Vの隣の領域であるIVの
領域と同じ後噴射の制御とするわけである。
【００９１】さらに述べると、たとえばアクセルペダル
を急激に踏み込んだとき、エンジントルクと回転数は応
答良く上昇するのに対して、触媒温度Ｔ１のほうは遅れ
て立ち上がるため、エンジントルクと回転数から判定し
た基準領域はVであるのに、実領域は隣の領域IVにある
ことがある。この場合には、マップから判定される基準
領域に対する後噴射の制御を選択するのではなく、触媒
温度から推定される実領域に対する後噴射の制御を選択
させることで、過渡運転状態においても領域判定を誤ら
ないようにして、ＮＯｘの浄化効率の低下と無駄な後噴
射とを回避することができる。
【００９２】上記の〈１〉、〈９〉、〈10〉の場合に
は、無駄な後噴射を行わないので、ＮＯｘの浄化性能の
悪化と燃費悪化を防止できる。
【００９３】このように、先願装置では、複合触媒を構
成する低温活性と高温活性の各触媒について活性段階が
ＮＯｘ還元性能の上昇段階、最大活性段階、ＮＯｘ還元
性能の下降段階の３つあることから、複合触媒として
は、 低温活性触媒のＮＯｘ還元性能の上昇段階の前段階、 低温活性触媒のＮＯｘ還元性能の上昇段階、 低温活性触媒の最大活性段階、 高温活性触媒のＮＯｘ還元性能の上昇段階（低温活性
触媒のＮＯｘ還元性能の下降段階でもある）、 高温活性触媒の最大活性段階、 高温活性触媒のＮＯｘ還元性能の下降段階 の６つに区分けしておき、現在の活性段階がこのうちの
いずれの活性段階にあるのかを判定し、上記〜まで
の各活性段階では触媒浄化効率が最大となるように後噴
射の量とタイミングを制御し、また上記との各活性
段階（複合触媒が所定の活性温度以下になる活性段階と
所定の活性温度以上になる活性段階）では後噴射を停止
するようにしたので、燃費の悪化を最小にしつつＮＯｘ
触媒の浄化性能を最大限に発揮させることができる。
【００９４】また、上記６つの活性段階に対応してエン
ジンの負荷と回転数により定まる基準領域I〜VIを設定
し、現在のエンジンの負荷と回転数からどの基準領域に
あるのかをみて現活性段階を判定するほか、上記６つの
活性段階を複合触媒の温度により定まる実領域でも設定
し、複合触媒の現在の温度からどの実領域にあるかのを
みて現活性段階を判定し、この判定結果と基準領域に基
づく判定結果が異なるときは、基準領域に基づく判定結
果の隣の活性段階にあると判定するようにしたので、新
たなセンサを設けることなく、上記６つの活性段階のう
ちどの活性段階に現在の活性段階が該当するのかを精度
良く判定できるとともに、過渡運転状態においても活性
段階の判定を誤らないようにして、ＮＯｘの浄化効率の
低下と無駄な後噴射とを回避できる。
【００９５】図３左側に示したように、先願装置によれ
ばII〜Vの各領域で破線で示したようにＨＣ／ＮＯｘ比
を一定に保ちつつ前述した後噴射の量とタイミングの制
御を行うことで、後噴射を実行しない場合と比べてＮＯ
ｘ転換率であるηＮＯｘ（％）が大きく向上することに
なっている（一点鎖線参照）。なお、図３左側におい
て、後噴射（アフターインジェクション）付きをw/A.I
で、後噴射なしをw/oA.Iで略記している。
【００９６】これで先願装置の説明を終える。
【００９７】一方、触媒ではＮＯｘは除去できても、Ｐ
Ｍ（特にドライスート）は除去できないので、図１に示
したように、低温活性型触媒３ｂの下流にDPF４を備え
る。これは筒の部分に多数の孔を設けた有底円筒状の芯
部材４ａにセラミックファイバー４ｂを幾層にも巻き回
したもので、底のあるほうを下流側にして取り付けてい
る。このとき、排気は図示の矢印のように流れ、排気中
のＰＭがセラミックファイバー４ｂに捕集される。DPF
はこのタイプのものに限らず、従来より公知のウォール
フローハニカムタイプのものであってもよい。
【００９８】さて、こうしたDPF４の上流側に酸化触媒
を設け、この酸化触媒で排気中のＮＯを酸化させてＮＯ
2を生成させ（ＮＯｘ中のＮＯ2の比率が増加）、DPFに
捕集されているＰＭをこの生成させた高酸化力のあるＮ
Ｏ2によって燃焼させて除去することにより、DPFを再生
するようにしたものが公知である。
【００９９】この従来装置でのＰＭ除去の反応原理は、
「ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯおよび２ＮＯ2＋２Ｃ→Ｎ2＋２Ｃ
Ｏ2」であり、エンジンからのＰＭ発生量に見合ったＮ
Ｏ2が存在すれば、比較的低温であってもDPFに捕集され
たＰＭが連続的に除去されてDPFにＰＭが堆積しないた
め、DPFを再生させるための特別な加熱装置等を設ける
必要がない。この点は、本出願人の研究において確認し
ている。
【０１００】そこで、低温活性型触媒３ｂに酸化性能を
も併せ持たせ、従来装置と同じにこの酸化性能により排
気中のＮＯをＮＯ2に変換させることが考えられる。な
お、酸化性能を低温活性型触媒３ｂに持たせるには、低
温活性型触媒３ｂが、貴金属（特に白金）をイオン交換
したゼオライト、貴金属担持の活性アルミナまたはこれ
ら両材料を組み合わせたものである必要がある。
【０１０１】しかしながら、酸化性能によるＮＯからＮ
Ｏ2への変換は触媒３ｂの温度に依存しており、ＮＯか
らＮＯ2への変換は触媒３ｂの入口排気温度で約150℃当
たりから始まる。また、上記の「ＮＯ2＋Ｃ→ＮＯおよ
び２ＮＯ2＋２Ｃ→Ｎ2＋２ＣＯ2」の反応もやはり触媒
３ｂの触媒温度に依存しているため、実用上は約250℃
〜約300℃以上の触媒温度でないとDPF４に捕集されたＰ
Ｍが連続的に除去される状況にならないことが上記の研
究において判明した。これより、アイドリング運転の比
率が高くなる渋滞運転時など触媒３ｂ入口における排気
低温時には徐々にDPF４にＰＭが堆積していくため、渋
滞運転が継続されたのでは、背圧上昇によってエンジン
の動力性能が悪くなり、また、ＰＭの燃焼条件に合致し
たときにＰＭの堆積量が多いと、ＰＭ燃焼による発熱が
過大となってDPF４が焼損する可能性がある。
【０１０２】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、DPF４の再生条件になったかどうかを判定し、DPF
４の再生条件でない場合には先願装置の後噴射量制御
（つまり排気浄化主体の後噴射量制御）を行い、DPF４
の再生条件になると、DPF再生主体の後噴射制御に切換
え、このDPF再生主体の後噴射制御により触媒３ｂおよ
びDPF４に流入する排気の各温度を上昇させる。
【０１０３】ここで、DPF再生主体の後噴射制御をさら
に説明する。
【０１０４】DPF再生主体の後噴射の開始時期を図５、
図６に重ねて示す。なお、実線で示す先願装置に対し
て、一点鎖線で示す本発明の第１実施形態を重ならせる
と、重なった部分が見にくくなるので、実際には省略し
ているが、実線で示した矢印の位置に、一点鎖線で示す
矢印があることになる。
【０１０５】さて、領域II〜Vでは排気浄化主体の後噴
射の開始時期と同じである。これは、DPF４の再生中に
おいても、複合触媒の浄化性能を最大限に発揮させるた
めである。
【０１０６】DPF再生主体の場合は、後噴射を行う領域
をさらにVIの領域まで拡大する。これは次の理由によ
る。排気浄化主体の場合は、領域VIにおいて後噴射を停
止することにより、高温活性型触媒３ａのＮＯｘ還元性
能の下降を防止している。しかしながら、DPF再生主体
の場合は、後噴射を行って酸化性能を有する触媒３ｂの
温度を上昇させたほうが触媒３ｂの酸化性能によるＮＯ
からＮＯ2への変換が活発化するので、DPF再生主体の場
合は、VIの領域においても後噴射を行わせるのである。
【０１０７】ただし、領域VIでは、領域Vと同じに主噴
射からの遅角間隔を大きく設定している。
【０１０８】一方、DPF再生主体の後噴射量は、排気浄
化主体よりも所定値だけ大きく設定する。このためDPF
再生主体の後噴射量比率K aftを、図７に重ねて示す
と、DPF再生主体のほうが排気浄化主体よりも後噴射量
比率K aftが所定値だけ大きくなる（一点鎖線の矢印参
照）。実際には、DPF再生主体の後噴射制御用にも、後
噴射量比率K aftを領域毎に切換えるテーブルを用意し
ている。
【０１０９】このように、領域IIとIVにおいて、排気浄
化主体の場合と同じに複合触媒３の温度上昇とＨＣ／Ｎ
Ｏｘ比の増加の両方を狙って、DPF再生主体の後噴射の
開始時期を主噴射に近づけるとともに、排気浄化主体の
場合よりもDPF再生主体の後噴射量を大きくすると、そ
の後噴射量の増量分だけ排気浄化主体の場合より後噴射
した燃料の気筒内での燃焼量割合と燃焼量が増加してエ
ンジンアウトでの排気の温度が上昇し、その分だけ酸化
性能を有する触媒３ｂおよびDPF４に流入する排気の各
温度が上昇する。これによって、触媒３ｂの有する酸化
性能によるＮＯからＮＯ2への変換率が高まり、DPF４に
おけるＰＭの燃焼、除去が促進される。
【０１１０】一方、領域IIIとVにおいて、排気浄化主体
の場合と同じにＨＣ／ＮＯｘ比の増加だけを主に狙っ
て、DPF再生主体の後噴射の開始時期を主噴射から離す
とともに、排気浄化主体の場合よりもDPF再生主体の後
噴射量を大きくすると、排気浄化主体の場合に比べて、
後噴射した燃料の気筒内での燃焼量割合は平均すると小
さいが、燃焼量がほぼ同等になるため、酸化性能を有す
る触媒３ｂまで運ばれる未燃ＨＣ量が増加し、触媒３ｂ
ではこの増加した未燃ＨＣを酸化（燃焼）させることで
触媒３ｂとこの触媒３ｂを通過する排気の各温度が上昇
する。つまり、排気浄化主体の場合よりも多い未燃ＨＣ
の酸化による発熱で、触媒３ｂとDPF４に流入する排気
の各温度が上昇するわけである。したがって、この触媒
３ｂとDPF４に流入する排気の各温度の上昇によって触
媒３ｂの有する酸化性能によるＮＯからＮＯ2への変換
率が上昇し（図１４の破線参照）、DPF４におけるＰＭ
の燃焼、除去が促進される。
【０１１１】なお、図１４においても、図３左側と同様
に、後噴射（アフターインジェクション）付きをw/A.I
で、後噴射なしをw/oA.Iで略記している。
【０１１２】また、領域VIでは燃焼室内の温度が高いた
め、主噴射から大きく遅角して排気行程の最後のほうで
後噴射を実行しても、ほとんどの燃料が燃焼し、これに
よってＨＣ／ＮＯｘ比が増加することがなく、エンジン
アウトでの排気の温度のみが上昇することになる。しか
ながら、DPF４の再生のためにはエンジンアウトでの排
気の温度を高めるほうが望ましく、したがって領域VIに
まで後噴射を行う領域を拡大することで、触媒３ｂの有
する酸化性能によるＮＯからＮＯ2への変換とDPF４にお
けるＰＭの燃焼、除去がさらに促進される。
【０１１３】電子制御ユニット４１で行われる本発明の
第１実施形態によるこの制御をフローチャートを参照し
てさらに説明すると、先願装置に対して、図８のステッ
プ500、600、700、800、900と図１３（図８のステップ7
00のサブルーチン）とを新たに追加している。
【０１１４】図８から説明すると、ステップ500では再
生中フラグからDPF４の再生中であるかどうかを判定す
る。ここで、再生中フラグ＝１はDPF４の再生中である
ことを、また再生中フラグ＝０はDPFの再生中でないこ
とを表す。初回は再生中フラグ＝０であるため、ステッ
プ600に進み、DPF４の再生が必要かどうかを判定する。
【０１１５】再生が必要な条件とは、DPF４に所定量の
ＰＭが捕集された状態となった場合である。たとえば触
媒３ｂの入口温度Ｔ１が約150℃以下の低温状態が所定
時間（例えば約1時間）連続すると、DPF４に所定量のＰ
Ｍが捕集された状態となる。したがって、触媒３ｂの入
口温度Ｔ１が約150℃以下の低温状態が約1時間連続して
いなければ（DPF４の再生が必要でない）、ステップ400
に進み、排気浄化主体の後噴射制御（前述した先願装置
の後噴射制御）を実行する。
【０１１６】これに対して、触媒３ｂの入口温度Ｔ１が
約150℃以下の低温状態が所定時間連続したとき（DPF４
の再生が必要である）、ステップ700でDPF再生主体の後
噴射制御（詳細は図１３により後述する）を実行する。
なお、このとき、再生中フラグが“１”となる。
【０１１７】ステップ800ではDPF４の再生が終了したか
どうかを判定する。ここで、再生を開始して所定時間
（たとえば約１０分）が経過すれば、再生が終了する。
したがって、再生の開始から所定時間が経過していない
とき（再生が終了していない）、そのまま今回の処理を
終了する。
【０１１８】上記の再生中フラグの“１”への設定によ
り、次回からステップ500よりステップ700に進むことに
なり、DPF再生主体の後噴射制御を継続し、再生の開始
から約１０分が経過するまでそのまま終了する。
【０１１９】やがて、再生の開始から約１０分が経過し
たとき（再生を終了）、ステップ800からステップ900に
進み、再生中フラグ＝０とする。この再生中フラグの
“０”へのリセットにより、次回からはステップ500よ
りステップ600に進むことになる。
【０１２０】図１３のサブルーチンは、DPF再生主体の
後噴射制御を実行するためのものである。
【０１２１】ここで、DPF再生主体の後噴射制御は、図
１２に示した排気浄化主体の後噴射制御と基本的に同様
なので、図１２と同一部分には同一のステップ番号を付
けている。図１３を図１２と比べてみると、次の３点だ
けが図１２と異なる。
【０１２２】〔１〕図１２のステップ419に対応する部
分が図１３にない。
【０１２３】〔２〕図１２のステップ413、415と図１３
のステップ701、702とで内容が少し異なる。
【０１２４】〔３〕図１２にはないステップ703が図１
３にある。
【０１２５】まず、〔１〕の違いより、DPF再生主体の
後噴射制御では、上記の〈９〉,〈10〉の場合も原則と
してステップ412以降に進む。
【０１２６】ここで、〈９〉,〈10〉を改めてまとめて
みると、〈９〉基準領域＝VIのとき、〈10〉基準領域＝
Vかつ実領域＝VIのときである。つまり、領域VIの場合
(〈９〉と〈10〉の場合)）にもステップ412に進むこと
になり、主噴射からの遅角間隔を大きくした後噴射開始
時期マップを検索して後噴射開始時期A startを求め
る。この結果、図５、図６に示したように、DPF再生主
体の場合は、領域VIまで後噴射の領域が拡大される（一
点鎖線の矢印参照）。
【０１２７】〔２〕の違いより、排気浄化主体の場合の
後噴射量を「基準後噴射量」とすれば（図１２のステッ
プ413、415参照）、DPF再生主体の場合は、この基準後
噴射量よりも所定量大きい後噴射量（DPF再生後噴射
量）を算出する（図１３のステップ701、702）。つま
り、負荷Loadから図７に示す後噴射量比率テーブルのう
ちDPF再生主体の場合のテーブル（つまり一点鎖線の矢
印で示した特性のテーブル）を検索して後噴射量比率K
aftを求め、これを図１０で求めた主噴射量Q mainに乗
じてDPF再生後噴射量Q aftを求める。
【０１２８】〔３〕の違いより、後噴射期間A periodを
求めたあとステップ703でDPF４の入口温度Ｔ２と所定温
度（たとえば約600℃）を比較する。なお、DPF４の入口
温度Ｔ２は図８のステップ100において温度センサ３８
（図１参照）から読み込んでいる。
【０１２９】ここで、所定温度の約600℃は、DPF再生主
体の後噴射を実行して酸化性能を有する触媒３ｂとDPF
４に流入する排気の各温度を上昇させるまでもなく、DP
F４に捕集されたＰＭ（特にドライスート）が十分に燃
焼する温度（の下限値）である。したがって、DPF４の
入口温度Ｔ２が約600℃を超えるときは、DPF４に捕集さ
れたＰＭが自着火して十分に燃焼するので、ステップ41
8に進んでDPF再生主体の後噴射を停止する。これによっ
て、無駄な燃料消費が抑えられる。
【０１３０】このように本発明の第１実施形態では、Ｎ
Ｏｘ触媒が、ＮＯｘ還元性能が温度に対して突起的な特
性を有する２つの触媒３ａ、３ｂを直列配置した複合触
媒３である場合に、下流側に位置する低温活性型触媒３
ｂにＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性能を併
せ持たせるとともに、その低温活性型触媒３ｂのすぐ下
流にDPF４を配置しておき、DPF４の再生条件になったか
どうかを判定し、DPF４の再生条件でない場合は、先願
装置と同様に排気浄化主体の後噴射量制御を行い、DPF
４の再生条件になると、DPF再生主体の後噴射制御に切
換え、このDPF再生主体の後噴射制御において排気浄化
主体の後噴射制御の場合よりも後噴射量（後噴射量比
率）を所定値大きくし、かつ後噴射を行う領域を領域VI
まで拡大したので、ＮＯｘ還元性能が温度に対して突起
的な特性を有する触媒を複数配置した複合触媒である場
合にも、複数の各触媒のＮＯｘ浄化性能を最大限に引き
出しつつDPFの再生を行わせることができ、これによっ
て渋滞運転が継続された場合にも、ＮＯｘを浄化しなが
ら、背圧上昇によるエンジン動力性能の悪化やDPFの焼
損を防止できる。
【０１３１】また、DPF４の再生中に、DPF４の入口温度
Ｔ２が、DPF４に捕集されたＰＭが自着火して燃焼する
のに十分な温度になったときは、後噴射を停止するの
で、無駄な燃料消費を抑制できる。
【０１３２】図１５は第２、第３の２つの実施形態のDP
F再生主体の後噴射の開始時期を、排気浄化主体の後噴
射の開始時期に重ねて示したものである（一点鎖線、二
点鎖線の矢印参照）。なお、第２、第３の各実施形態を
重ねるといっても、見ずらくなるので、一点鎖線、二点
鎖線の矢印を少しずらした位置で示している。
【０１３３】図１５の一点鎖線の矢印で示したように、
第２実施形態は、II、IVの領域だけでなく、III、VI、V
Iの領域においても、II、IVの領域と同じに、ＨＣ／Ｎ
Ｏｘ比の増加と排気温度の上昇の両方を狙って、DPF再
生主体の後噴射の開始時期を主噴射に近づけるようにし
たもの、これに対して第３実施形態は、図１５の二点鎖
線の矢印で示したように、III、Vの領域だけでなく、I
V、VIの領域においても、III、Vの領域と同じに、ＨＣ
／ＮＯｘ比の増加だけを主に狙って、DPF再生主体の後
噴射の開始時期を主噴射から離すようにしたものであ
る。
【０１３４】図１６は第２、第３の２つの実施形態のDP
F再生主体の後噴射量を、排気浄化主体の噴射量に重ね
て示し（一点鎖線、二点鎖線の矢印参照）、第２、第３
の２つの実施形態とも、DPF再生主体の後噴射量を、排
気浄化主体の場合よりも所定値大きく設定する（DPF再
生主体の場合のほうが排気浄化主体の場合よりも後噴射
量比率K aftが所定値大きくなる）点は第１実施形態と
同じである。
【０１３５】こうした２つの実施形態のDPF再生主体の
後噴射制御の内容を具体的に示すのが、図１７、図１８
（図１３と同一部分には同一のステップ番号を付けてい
る）で、これらのサブルーチンは、第１実施形態の図１
３に置き換わるものである。
【０１３６】第２実施形態を示す図１７、第３実施形態
を示す図１８において触媒温度Ｔ１と比較するための値
（図１７ステップ７１１のａと図１８ステップ７２１の
ｂ）は、図３に示した各基準温度である。
【０１３７】このように構成すると、第２実施形態では
領域II、IVにおいて、また第３実施例では領域III、Vに
おいて第１実施形態と同様に、DPF４の再生中も複合触
媒３のＮＯｘ浄化性能を最大限に引き出しつつDPF４の
再生が行われる。
【０１３８】一方、第２実施形態では、DPF４の再生
中、領域III、V、VIになると、複合触媒３のＮＯｘ浄化
性能を最大限に引き出すことまでは考えず、DPF４の再
生のため、後噴射した燃料の気筒内での燃焼量割合と燃
焼量の増加に伴うエンジンアウトでの排気の温度が上昇
させられる。第３実施形態においても、DPF４の再生
中、領域IV、VIになると、複合触媒３のＮＯｘ浄化性能
を最大限に引き出すことまでは考えず、DPF４の再生の
ため、酸化性能を有する触媒３ｂに運ばれる未燃ＨＣ量
を増加させ、この増加した未燃ＨＣを触媒３ｂの有する
酸化性能により燃焼させることに伴う触媒３ｂの温度上
昇とDPFに流入する排気温度の上昇が図られる。
【０１３９】つまり、DPF４の再生中もIIからVまでの各
領域で複合触媒のＮＯｘ浄化性能を最大限に引き出すよ
うにした第１実施形態に対して、第２、第３実施形態で
は、複合触媒のＮＯｘ浄化性能を最大限に引き出すこと
まで考えない一部の領域があるぶんだけ、第１実施形態
より複合触媒のＮＯｘ浄化性能が若干低下するものの、
その反面、DPF４の再生処理が第１実施形態の場合より
も簡単であり、第１実施形態と同様に、DPFの再生中
も、ＮＯｘを浄化しながら、DPF４の再生が行われる。
【０１４０】なお、第２実施形態と第３実施形態の違い
は、第２実施形態がエンジンアウトでの排気の温度を上
昇させ、その高温の排気を、酸化性能を有する触媒３ｂ
とDPF４に導くようにするのに対して、第３実施形態で
は、主に後噴射された燃料を未燃のまま触媒３ｂにまで
運び、この未燃ＨＣを触媒３ｂの有する酸化性能により
燃焼させることによって触媒３ｂとDPFに流入する排気
の各温度の上昇させる点にある。通常、エンジンより出
た排気が、触媒３ｂに達するまでに相当な量の熱が排気
管外部に放出されてしまうことを考えると、第３実施形
態では、エンジンアウトから触媒３ｂまでの放熱量を減
らすことができることから、特にエンジンアウトから触
媒３ｂまでの管路の距離が長い場合には第３実施形態の
ほうが有利である。
【０１４１】図１９は第４、第５実施形態で、第２、第
３実施形態の図１５に置き換わるものである。なお、第
４、第５実施形態の後噴射量比率K aftの設定は、第
２、第３実施形態の図１６と変わりない（つまり、第４
実施形態の後噴射量比率K aftの設定は第２実施形態
と、第５実施形態の後噴射量比率K aftの設定は第３実
施形態と同じ）。
【０１４２】図１９に示したように、DPF再生主体の後
噴射の開始時期A startを、第４実施形態では第２実施
形態の場合より、また第５実施形態では第３実施形態の
場合より一様にやや主噴射に近づけて（主噴射からの遅
角間隔を一様にやや小さく）設定している。これは、DP
F再生主体の後噴射量を排気浄化主体の場合より大きく
した分だけＨＣ量が増加するので（図１６参照）、この
ＨＣ量の増加分をエンジンアウトでの温度上昇分に振り
向けるため、主噴射からの遅角間隔をやや小さくしたも
ので、これによって、第４、第５の各実施形態でも、第
２、第３の各実施形態と同様の作用、効果が生じる。
【０１４３】実施形態では、リーン雰囲気でのＮＯｘ活
性温度範囲が異なる２つの触媒を直列配置した複合触媒
３のうち、低温活性型触媒３ｂにだけに酸化性能を併せ
持たせた場合で説明したが、高温活性型触媒３ａに酸化
性能を併せ持たせてもかまわない。また、複合触媒でな
く、１つだけのＮＯｘ触媒であっても、本発明を適用す
ることができることはいうまでもない。
【０１４４】実施形態では、コモンレール式の燃料噴射
装置を用いて後噴射を実行し、酸化性能を有するＮＯｘ
触媒とDPFに流入する排気の各温度を上昇させることに
よって、ＮＯｘを浄化しながらDPFを再生させるもので
説明したが、これに限られるものでない。後噴射に代わ
る他の装置、たとえばヒータ等を用いて酸化性能を有す
るＮＯｘ触媒とDPFに流入する排気の各温度を上昇させ
るようにすることでも、ほぼ同様の効果が得られる。
【０１４５】DPFの再生が必要な条件になったかどうか
の判定は実施形態のものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の制御システム図。
【図２】コモンレール式燃料噴射装置のシステム図。
【図３】複合触媒のＮＯｘ還元性能および先願装置、本
発明の第１実施形態の各効果を示す特性図。
【図４】エンジントルクと回転数に対する領域図。
【図５】図４のＸ軸に沿った後噴射時期の特性図。
【図６】図４のＹ軸に沿った後噴射時期の特性図。
【図７】図４のＸ軸に沿った後噴射量比率K aftのテー
ブル特性図。
【図８】燃料噴射のメインルーチンを説明するためのフ
ローチャート。
【図９】コモンレール圧力の制御ルーチンを説明するた
めのフローチャート。
【図１０】主噴射制御ルーチンを説明するためのフロー
チャート。
【図１１】主噴射と後噴射の燃料噴射期間の特性図。
【図１２】排気浄化主体の後噴射制御ルーチンを説明す
るためのフローチャート。
【図１３】DPF再生主体の後噴射制御ルーチンを説明す
るためのフローチャート。
【図１４】低温活性型触媒３ｂのＮＯからＮＯ2への変
換率の特性図。
【図１５】第２、第３の各実施形態の図４のＸ軸に沿っ
た後噴射時期の特性図。
【図１６】第２、第３、第４、第５の各実施形態の図４
のＸ軸に沿った後噴射量比率K aftのテーブル特性図。
【図１７】第２実施形態のDPF再生主体後噴射制御ルー
チンを説明するためのフローチャート。
【図１８】第３実施形態のDPF再生主体後噴射制御ルー
チンを説明するためのフローチャート。
【図１９】第４、第５の各実施形態の図４のＸ軸に沿っ
た後噴射時期の特性図。
【図２０】第１の発明のクレーム対応図。
【図２１】第７の発明のクレーム対応図。
【図２２】第８の発明のクレーム対応図。
【図２３】第９の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
１ エンジン本体 ３ ＮＯｘ触媒 ３ａ 高温活性型触媒 ３ｂ 低温活性型触媒 ４ DPF １０ コモンレール式燃料噴射装置 １７ 燃料噴射弁 ３７ 温度センサ ３８ 温度センサ ４１ 電子制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢＥ 3/24 3/24 Ｒ ＺＡＢ ＺＡＢＣ 3/28 ＺＡＢ 3/28 ＺＡＢ ３０１ ３０１Ｄ Ｆ０２Ｄ 41/38 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/38 ＺＡＢＢ 41/40 ＺＡＢ 41/40 ＺＡＢＣ 45/00 ＺＡＢ 45/00 ＺＡＢ ３１２ ３１２Ｒ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各気筒に燃料を噴射供給する装置を備え、
    燃料の主噴射後の膨張行程または排気行程で前記燃料供
    給装置により後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣ
    を、排気通路に設けたＮＯｘ触媒への還元剤として供給
    するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
    いて、 前記触媒にＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性
    能を持たせるとともに、この酸化性能を有する触媒の下
    流にDPFを配置する一方で、 前記触媒の温度に対する少なくとも２つの活性段階を予
    め設定する手段と、 これら複数の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性
    段階が該当するのかを判定する手段と、 この判定される現活性段階で触媒浄化効率が最大となる
    ように前記後噴射の量とタイミングを設定する手段と、 前記DPFの再生条件になったかどうかを判定する手段
    と、 この判定結果よりDPFの再生条件になった場合に、前記
    触媒および前記DPFの温度を上昇させる手段とをを設け
    たことを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】前記昇温手段は後噴射を行う手段であり、
    DPF再生条件になった場合の後噴射のタイミングを主噴
    射からの遅角間隔を小さくする側に設定するとともに、
    DPF再生条件になった場合の後噴射の量をDPF再生条件で
    ない場合より所定値大きくするかまたはDPF再生条件に
    なった場合の後噴射を行う領域をDPF再生条件でない場
    合より拡大することを特徴とする請求項１に記載のディ
    ーゼルエンジンの排気浄化装置。
  3. 【請求項３】前記昇温手段は後噴射を行う手段であり、
    DPF再生条件になった場合の後噴射のタイミングを主噴
    射からの遅角間隔を大きくする側に設定するとともに、
    ＤＰＦ再生条件になった場合の後噴射の量をＤＰＦ再生
    条件でない場合より所定値大きくするかまたはDPF再生
    条件になった場合の後噴射を行う領域をDPF再生条件で
    ない場合より拡大することを特徴とする請求項１に記載
    のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
  4. 【請求項４】前記後噴射の量を所定値大きくした場合
    に、この大きくした分に対応して、前記DPF再生条件に
    なった場合の後噴射のタイミングを、主噴射からの遅角
    間隔が小さくなる側に変更することを特徴とする請求項
    ２または３に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装
    置。
  5. 【請求項５】DPFの再生中に、DPFの温度が、DPFに捕集
    されたＰＭが自着火して燃焼するのに十分な温度になっ
    たとき、後噴射を停止することを特徴とする請求項２か
    ら４までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの
    排気浄化装置。
  6. 【請求項６】前記ＮＯｘ触媒は、貴金属をイオン交換し
    たゼオライト、貴金属担持の活性アルミナまたはこれら
    両材料を組み合わせたものであることを特徴とする請求
    項１から５までのいずれか一つに記載のディーゼルエン
    ジンの排気浄化装置。
  7. 【請求項７】各気筒に燃料を噴射供給する装置を備え、
    燃料の主噴射後の膨張行程または排気行程で前記燃料供
    給装置により後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣ
    を、排気通路に設けたＮＯｘ触媒への還元剤として供給
    するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
    いて、 前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性温度範
    囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した複合触
    媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活性型触
    媒にＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性能を持
    たせるとともに、この酸化性能を有する低温活性型触媒
    の下流にDPFを配置する一方で、 触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記複数
    の各触媒毎に予め設定する手段と、 これら複数の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性
    段階が該当するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手
    段と、 前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
    浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
    グを設定する手段と、 前記DPFの再生条件になったかどうかを判定する手段
    と、 この判定結果よりDPFの再生条件になった場合に、この
    場合の後噴射の量をDPF再生条件でない場合より所定値
    大きくするかまたはDPF再生条件になった場合の後噴射
    を行う領域をDPF再生条件でない場合より拡大する手段
    とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気
    浄化装置。
  8. 【請求項８】各気筒に燃料を噴射供給する装置を備え、
    燃料の主噴射後の膨張行程または排気行程で前記燃料供
    給装置により後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣ
    を、排気通路に設けたＮＯｘ触媒への還元剤として供給
    するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
    いて、 前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性温度範
    囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した複合触
    媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活性型触
    媒にＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性能を持
    たせるとともに、この酸化性能を有する低温活性型触媒
    の下流にDPFを配置する一方で、 触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記複数
    の各触媒毎に予め設定する手段と、 これら複数の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性
    段階が該当するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手
    段と、 前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
    浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
    グを設定する手段と、 触媒温度が所定値以上の領域で主噴射からの遅角間隔を
    小さくする側に前記後噴射のタイミングを設定し、かつ
    前記後噴射の量を大きく設定する第２の手段と、 前記DPFの再生条件になったかどうかを判定する手段
    と、 この判定結果よりDPFの再生条件になった場合に、前記
    第２設定手段による後噴射の量とタイミングに切換える
    手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
    排気浄化装置。
  9. 【請求項９】各気筒に燃料を噴射供給する装置を備え、
    燃料の主噴射後の膨張行程または排気行程で前記燃料供
    給装置により後噴射を行い、この後噴射による未燃ＨＣ
    を、排気通路に設けたＮＯｘ触媒への還元剤として供給
    するようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置にお
    いて、 前記ＮＯｘ触媒を、リーン雰囲気でのＮＯｘ活性温度範
    囲が異なる複数の触媒を上流側より直列配置した複合触
    媒で構成し、このうち下流側に配置される低温活性型触
    媒にＮＯからＮＯ2への変換を可能にする酸化性能を持
    たせるとともに、この酸化性能を有する低温活性型触媒
    の下流にDPFを配置する一方で、 触媒温度に対する少なくとも２つの活性段階を前記複数
    の各触媒毎に予め設定する手段と、 これら複数の活性段階のうちどの活性段階に現在の活性
    段階が該当するのかを前記複数の各触媒毎に判定する手
    段と、 前記複数の各触媒毎にこの判定される現活性段階で触媒
    浄化効率が最大となるように前記後噴射の量とタイミン
    グを設定する手段と、 触媒温度が所定値以上の領域で主噴射からの遅角間隔を
    大きくする側に前記後噴射のタイミングを設定し、かつ
    前記後噴射の量を小さく設定する第２の手段と、 前記DPFの再生条件になったかどうかを判定する手段
    と、 この判定結果よりDPFの再生条件になった場合に、前記
    第２設定手段による後噴射の量とタイミングに切換える
    手段とを設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの
    排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】DPFの再生中に、DPFの温度が、DPFに捕
    集されたＰＭが自着火して燃焼するのに十分な温度にな
    ったとき、後噴射を停止することを特徴とする請求項７
    から９までのいずれか一つに記載のディーゼルエンジン
    の排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】前記低温活性型触媒が、貴金属をイオン
    交換したゼオライト、貴金属担持の活性アルミナまたは
    これら両材料を組み合わせたものであることを特徴とす
    る請求項７から１０までのいずれか一つに記載のディー
    ゼルエンジンの排気浄化装置。
  12. 【請求項１２】前記燃料供給装置はコモンレール式燃料
    噴射装置であることを特徴とする請求項１から１１まで
    のいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの排気浄化
    装置。
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