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公開番号2025127032
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023501
出願日2024-02-20
発明の名称内燃機関の排気浄化装置
出願人愛三工業株式会社
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類F01N 3/20 20060101AFI20250825BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】エミッションの悪化を抑制しつつ触媒部の過熱を抑制する。
【解決手段】排気浄化装置42は、エンジン10の燃焼室16に燃料を直接噴射するインジェクタ27と、エンジン10の排気通路40に設けられた触媒コンバータ41と、インジェクタ27を制御するECU60と、を備える。ECU60は、触媒コンバータ41の過熱を抑制するために、エンジン10の空燃比が理論空燃比となるようにインジェクタ27から燃料を噴射しかつ排気行程において触媒コンバータ41に流入する触媒流入空燃比がリッチとなるようにインジェクタ27から燃料を噴射する過熱抑制制御を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射部と、
前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒部と、
前記燃料噴射部を制御する制御部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御部は、前記触媒部の過熱を抑制するために、前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記燃料噴射部から燃料を噴射しかつ排気行程において前記触媒部に流入する触媒流入空燃比がリッチとなるように前記燃料噴射部から燃料を噴射する過熱抑制制御を行う、内燃機関の排気浄化装置。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置であって、
前記触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を備えており、
前記制御部は、前記触媒温度検出部により検出される温度が所定温度以上の場合に前記過熱抑制制御を行う、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御部は、前記過熱抑制制御において、前記内燃機関の１サイクル中の吸気行程および排気行程の少なくとも２回に分けて前記燃料噴射部から燃料を噴射する、内燃機関の排気浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は内燃機関の排気浄化装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１によると、高車速、登坂等の高負荷運転による触媒等の排気系部品の過熱を抑制するために、筒内（燃焼室）から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比となるように燃料噴射量を増量する燃料増量制御を行っている。そのため、ポートインジェクタエンジンの場合は、吸気バルブが開く前に吸気ポート内に燃料を噴射し、また、直噴インジェクタエンジンの場合は吸気工程中に筒内に燃料を噴射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１８０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例によると、燃料増量制御（排気系部品の過熱抑制制御）中は、燃焼のために噴射するのと同じタイミングで噴射燃料を増量するため、その燃料が燃焼行程中に筒内にあることにより、リッチ燃焼となる。そのため、排気ガス中のＰＭ（粒子状物質、Particulate Matter）排出量が増加し、エミッションが悪化する。また、燃焼による発熱をストイキよりも濃い分の燃料が吸収するため、エンジン（内燃機関）の熱効率や触媒等の冷却効率の低下も懸念される。
【０００５】
本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、エミッションの悪化を抑制しつつ触媒部の過熱を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。
【０００７】
第１の手段は、内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射部と、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒部と、前記燃料噴射部を制御する制御部と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、前記制御部は、前記触媒部の過熱を抑制するために、前記内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように前記燃料噴射部から燃料を噴射しかつ排気行程において前記触媒部に流入する触媒流入空燃比がリッチとなるように前記燃料噴射部から燃料を噴射する過熱抑制制御を行う、内燃機関の排気浄化装置である。
【０００８】
第１の手段によると、過熱抑制制御中は、内燃機関の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射部から燃料を噴射することで、ストイキ燃焼を実施する。これにより、ＰＭ排出量を低減し、エミッションの悪化を抑制することができる。また、排気行程において触媒部に流入する触媒流入空燃比がリッチとなるように燃料噴射部から燃料を噴射することで、噴射された燃料によって触媒部を冷却し、触媒部の過熱を抑制することができる。よって、エミッションの悪化を抑制しつつ触媒部の過熱を抑制することができる。また、従来例と異なり、排気行程において燃料を噴射することにより、その燃料を燃焼室から排気させることで、内燃機関の熱効率や触媒部の冷却効率の低下も抑制することができる。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段の内燃機関の排気浄化装置であって、前記触媒部の温度を検出する触媒温度検出部を備えており、前記制御部は、前記触媒温度検出部により検出される温度が所定温度以上の場合に前記過熱抑制制御を行う、内燃機関の排気浄化装置である。
【００１０】
第２の手段によると、触媒温度検出部により検出される温度が所定温度以上の場合、すなわち、触媒部に冷却を要するときに過熱抑制制御を行うことで、燃料の浪費を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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