内燃機関の排気浄化装置
【課題】フィルタ再生動作に伴って排気系に残存する燃料を排除し、この残存燃料による悪影響を解消することができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】ポスト噴射及び排気絞り弁の絞り動作によってパティキュレートフィルタの再生動作を行うものに対し、その再生動作の終了後、ポスト噴射を停止すると共に排気絞り弁の絞り動作を継続する。これにより、排気系内、特に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構における駆動シャフト５５ｂとブッシュ５９との間に再生動作中に流れ込んだ残存燃料を、排気系内圧力を高めることで大気中に排出でき、可変ノズルベーン機構の作動を良好に確保できる。
【解決手段】ポスト噴射及び排気絞り弁の絞り動作によってパティキュレートフィルタの再生動作を行うものに対し、その再生動作の終了後、ポスト噴射を停止すると共に排気絞り弁の絞り動作を継続する。これにより、排気系内、特に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構における駆動シャフト５５ｂとブッシュ５９との間に再生動作中に流れ込んだ残存燃料を、排気系内圧力を高めることで大気中に排出でき、可変ノズルベーン機構の作動を良好に確保できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等に搭載される内燃機関（以下、エンジンという場合もある）に適用される排気浄化装置に係る。特に、本発明は、エンジンの排気系に備えられた排気絞り弁の制御の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載されるディーゼルエンジンを駆動した際に排出される排気ガス中には、カーボンを主成分とする粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：以下ＰＭという）が含まれており、これが大気汚染の原因になる。
【０００３】
上記ＰＭが大気中に排出されることを阻止する装置として、ディーゼルエンジンの排気通路に配設されるパティキュレートフィルタが知られている。つまり、排気通路を通過する排気ガス中に含まれるＰＭをこのパティキュレートフィルタによって捕集することで排気の浄化を図っている（例えば下記の特許文献１）。
【０００４】
このパティキュレートフィルタとしては、例えばＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）や、ＤＰＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）触媒が知られている。
【０００５】
ところで、この種のパティキュレートフィルタを用いてＰＭの捕集を行う場合、捕集したＰＭの堆積量が増大するとパティキュレートフィルタの詰まりが生じてしまう。このパティキュレートフィルタの詰まりが生じた状況では、パティキュレートフィルタを通過する排気の圧力損失が著しく増大し、それに伴うエンジンの排気背圧増大によってエンジン出力の低下や燃費の悪化を招いてしまうことになる。
【０００６】
このような課題を解消するため、従来より、パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭの捕集量（堆積量）がある程度の量に達した際にはフィルタ再生動作を行うようにしている。このフィルタ再生動作としては、排気温度を上昇させる等の手法によりフィルタ温度を高温化することで、上記堆積しているＰＭを酸化（燃焼）させて除去する。具体的には、下記の特許文献２にも開示されているように、エンジンの燃焼室に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射するポスト噴射と、エンジンの排気通路においてパティキュレートフィルタの下流に設けられた排気絞り弁の絞り動作とが組み合わされて実行されることが挙げられる。これにより、排気通路に未燃燃料を供給すると共に排気温度を上昇させ、パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭを燃焼除去し、パティキュレートフィルタを再生することができる。また、上記ポスト噴射に代えて、排気通路においてパティキュレートフィルタよりも上流側に燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から排気通路に燃料成分を供給させるものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８０１１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ターボチャージャを備えたエンジンにおいて、上述したようなポスト噴射（または燃料添加）と排気絞り弁の絞り動作とが組み合わされてフィルタ再生動作が行われる場合、以下に述べるような不具合を招く可能性があった。以下ではフィルタ再生動作における排気系への燃料噴射としてポスト噴射を代表して説明する。
【０００９】
上記ポスト噴射によって排気系に噴射された燃料は、ターボチャージャのタービンホイールの周囲を流れた後、パティキュレートフィルタに向けて流されることになるが、その一部はタービンホイールを収容しているタービンハウジングの内壁面やその周辺部に付着することになる。この場合、タービンハウジングの内壁面やその周辺部の大部分は、排気ガスからの熱を受けていることで比較的高温となっており、付着した燃料の殆どは蒸発または燃焼により除去され、パティキュレートフィルタに向けて流される。
【００１０】
ところが、局部的に液相燃料が残存する領域が存在していることを本願発明の発明者らは見出した。その一つとして、上記ターボチャージャが可変ノズル式（可変容量型とも呼ばれる）である場合、排気流路を可変とするための可変ノズルベーン機構（リンク機構）を構成する駆動シャフトと、この駆動シャフトを回動自在に支持しているブッシュとの間が挙げられる。特に、これら駆動シャフト及びブッシュは上記リンク機構を収容するリンク室と外部（大気側）とにそれぞれ臨んで配置されているため、比較的温度の低い領域となっている。また、上記排気絞り弁の絞り動作に伴ってリンク室内の圧力が上昇した場合には、リンク室内圧と大気圧との差圧が大きくなることに起因して、この駆動シャフトとブッシュとの間（駆動シャフトの外周面とブッシュの内周面との間）に液相燃料が流れ込み易い（上記差圧により駆動シャフトとブッシュとの間に向けてリンク室から液相燃料が流れ込み易い）状況を招いてしまう。
【００１１】
このように駆動シャフトとブッシュとの間に燃料が流れ込んだ状態でフィルタ再生動作が終了し、その後、エンジンが停止する等して残存燃料が冷却された場合には、この残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することになる。このような状況では、次回のエンジン駆動時に、駆動シャフトの回動動作が円滑に行えなくなり、可変ノズルベーン機構の作動に悪影響を与えてしまう可能性がある。
【００１２】
このような不具合を抑制するための手段として、上記駆動シャフトとブッシュとの摺接面積を小さくするように設計することが考えられる。ところが、互いに摺接するこれら部材の摩耗を考慮すると、この摺接面積を小さくには限界があるため、この手段は実用性に欠ける。
【００１３】
また、可変ノズル式ではないターボチャージャを備えたエンジンの場合には、このターボチャージャをバイパスするウエストゲート通路に備えられたウエストゲートバルブの駆動部分においても同様に、上記残存燃料による悪影響が懸念される状況になる。
【００１４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルタ再生動作に伴って排気系内で残存する燃料を排除し、この残存燃料による悪影響を回避することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、フィルタ再生動作に起因して排気系内で残存している燃料を、このフィルタ再生動作で使用している排気絞り弁の絞り動作によって生じる圧力を利用して排気系から排出（掃気）するようにしている。
【００１６】
−解決手段−
具体的に、本発明は、排気通路に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作の実行時に、排気系にフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段と、フィルタ下流側に備えられ上記フィルタ再生動作の実行中に排気絞り動作を行う排気絞り弁とを備えた内燃機関の排気浄化装置を前提とする。この内燃機関の排気浄化装置に対し、上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中に、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行う掃気動作を実行する掃気手段を備えさせている。
【００１７】
この特定事項により、燃料供給手段から排気系にフィルタ再生用燃料を供給する動作と排気絞り弁の排気絞り動作とによりフィルタ再生動作が行われることで、フィルタに捕集されている粒子状物質は燃焼除去される。ところが、この場合、燃料供給手段から供給されていたフィルタ再生用燃料が排気系内で残存することがある。特に、排気系内で比較的温度の低い領域で残存する可能性がある。この点に鑑み、上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中において、上記残存している燃料を排気系から除去するための掃気動作が実行される。この掃気動作は、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行うものである。これにより、排気系内に液相燃料が供給されていない状況下で、排気系内の圧力が高められ、この圧力によって、上記残存している燃料は排出（例えば大気中に排出）されることになる。このように、フィルタ再生動作に使用している手段（上記排気絞り弁）を有効に利用して、このフィルタ再生動作の実行に伴って生じる不具合（残存燃料の発生）を解消することができる。
【００１８】
上記掃気手段として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、掃気手段は、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようになっており、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全開状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了と同時に排気絞り弁の絞り動作を開始し、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全閉状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了後、継続して排気絞り弁の全閉状態を維持する構成としている。
【００１９】
本解決手段では、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようにしているため、排気系内で残存している燃料の粘度が比較的低い段階で掃気動作による除去が可能になる。つまり、この残存燃料が冷却されて樹脂化してしまった場合には、排気系内の圧力上昇だけで除去することが難しくなるので、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を実行することが有効である。
【００２０】
上記掃気手段による掃気動作としてより具体的には、フィルタ再生動作中において排気系内に残存している液相燃料の量に応じ、この液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定することが挙げられる。
【００２１】
つまり、排気系内に残存している液相燃料の量が多い場合には、その全てを排出するためには排気系内の圧力を大幅に高めることが必要になる。このため、液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定し、つまり、排気絞り弁の絞り動作を行う期間を長く設定し、排気系内の圧力を大幅に高めて残存燃料全ての排出を可能にする。
【００２２】
上記残存燃料の存在する領域、及び、その領域からの残存燃料を排出する動作として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、上記排気系に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構が備えられており、この可変ノズルベーン機構には、ブッシュに挿通されて回動自在とされた駆動シャフトが備えられており、このブッシュの内面と駆動シャフト外面との間には、一端が排気通路に、他端が大気にそれぞれ連通する隙間が形成されている。そして、上記掃気手段による掃気動作によって排気通路内圧が高められ、上記隙間に残存している液相燃料が大気中に排出される構成としている。
【００２３】
これにより、残存燃料の悪影響によって可変ノズルベーン機構の駆動シャフトの回動動作に支障を来すといったことなく、可変ノズル式ターボチャージャの作動の信頼性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、フィルタ再生動作に起因して排気系内で残存している燃料を、このフィルタ再生動作で使用している排気絞り弁の絞り動作によって生じる圧力を利用して排気系から排出（掃気）するようにしている。このため、残存燃料による悪影響を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】可変ノズルベーン機構をターボチャージャの外側から見た図である。
【図４】可変ノズルベーン機構をターボチャージャの内側から見た図である。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】従来の再生動作タイミングと、本発明の再生動作及び掃気動作のタイミングとを比較して示すタイミングチャート図である。
【図７】変形例１における再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。
【図８】変形例２における再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２７】
−エンジンの構成−
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１及びその吸排気系の概略構成図である。
【００２８】
この図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、基本的には、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合して成る混合気を燃焼室２で燃焼させた後、その排気ガスを、排気系を経て大気に放出するようになっている。
【００２９】
上記吸気系は、シリンダヘッドに形成された吸気ポート３に接続されるインテークマニホールド２１に吸気管２２を接続して形成される吸気通路を備え、この吸気通路に、その空気流通方向上流側から順にエアクリーナ２３、スロットルバルブ２４を配置した構成となっている。
【００３０】
上記燃料供給系は、燃料供給路３１に、その燃料供給方向上流側から順に燃料タンク３２、サプライポンプ３３、コモンレール３４、複数の燃料噴射弁（インジェクタ）３５，３５，…を配置した構成となっている。サプライポンプ３３は、エンジン１の図示しないクランクシャフトによって駆動されるもので、燃料タンク３２から燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を、燃料供給路３１を介してコモンレール３４に供給する。コモンレール３４は、サプライポンプ３３から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁３５，３５，…に分配する。燃料噴射弁３５は、所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室２内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。また、圧電素子（ピエゾ素子）を備えたピエゾ式の燃料噴射弁を適用することもできる。
【００３１】
上記排気系は、シリンダヘッドに形成された排気ポート４に接続されるエキゾーストマニホールド４１に排気管４２を接続して形成される排気通路を有している。
【００３２】
また、本実施形態におけるエンジン１には、ターボチャージャ（過給機）５、インタークーラ６、排気再循環装置としてのＥＧＲ装置７、触媒装置８、排気絞り弁９が装備されている。
【００３３】
ターボチャージャ５は、一般的に公知のように排気ガス圧力を利用して吸入空気を昇圧過給するものであり、主としてコンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサインペラ５ａと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイール５ｂとを備えている。コンプレッサインペラ５ａは、吸気管２２途中に配置されており、タービンホイール５ｂは、エキゾーストマニホールド４１の集合部と排気管４２との間に配置されている。また、本実施形態に係るエンジン１に搭載されているターボチャージャ５は、可変ノズル式（可変容量型）ターボチャージャであって、タービンホイール５ｂ側に可変ノズルベーン機構（図１では図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構に備えられたノズルベーンの開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができるようになっている。この可変ノズルベーン機構の具体構成については後述する。
【００３４】
インタークーラ６は、ターボチャージャ５で昇圧過給した吸入空気を強制的に冷却するものであり、ターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５ａとスロットルバルブ２４との間に配置されている。スロットルバルブ２４は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁であり、所定条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。
【００３５】
ＥＧＲ装置７は、排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気系に戻して燃焼室２へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものであり、ＥＧＲ通路７ａに、その上流からＥＧＲクーラ７ｂ、ＥＧＲバルブ７ｃを配置した構成である。
【００３６】
上記ＥＧＲクーラ７ｂは、例えばＥＧＲ通路７ａを通過する排気ガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換を行うことにより排気ガスの温度を下げる熱交換器からなる。ＥＧＲバルブ７ｃは、ＥＧＲ通路７ａ内を排気系側から吸気系側へ還流される排気ガスの還流量を制御するものである。
【００３７】
触媒装置８は、上記ターボチャージャ５より下流側の排気管４２に配設されており、酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとを備えた構成とされている。酸化触媒８ａは、排気通路において、パティキュレートフィルタ８ｂよりも上流側に設けられている。
【００３８】
パティキュレートフィルタ８ｂは、例えば一般的に公知のＤＰＦやＤＰＲと呼ばれるものが採用されている。
【００３９】
なお、ＤＰＦは、多孔質部材を設けた構成とされている。また、ＤＰＲは、例えば多孔質セラミックからなるハニカム構造体に酸化触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とするもの）を担持させた構成であり、原理的には、排気ガス中の有害物質を酸化触媒で酸化させ、二酸化炭素と水蒸気に変換し、さらにＰＭ（粒子状物質）をハニカム構造体の多孔質セラミック基材の微細孔に捕集する。
【００４０】
排気絞り弁９は、排気管４２における上記触媒装置８の下流側に設けられて、排気流量を調整するものである。この排気絞り弁９の開度は、エンジンＥＣＵ１０により制御される。つまり、この排気絞り弁９のアクチュエータ９３に対してエンジンＥＣＵ１０から駆動信号が送信され、その駆動信号に従って排気絞り弁９の開閉動作が行われるようになっている。
【００４１】
また、排気管４２には、上記排気絞り弁９を迂回して排気ガスを流すためのウエストゲート通路９１が設けられており、このウエストゲート通路９１には開閉自在なウエストゲートバルブ９２が備えられている。このウエストゲートバルブ９２は電磁駆動式の開閉弁またはウエストゲート通路９１の圧力変化に伴って開閉作動する弁で構成されている。例えば、後述するフィルタ再生動作において排気絞り弁９が全閉状態となった場合にウエストゲートバルブ９２が開放することで、上記ウエストゲート通路９１を経て排気ガスの排出が可能とされる。
【００４２】
以上の如く構成されたエンジン１の各種動作は、上記エンジンＥＣＵ１０により制御される。このエンジンＥＣＵ１０は、一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とされ、例えば図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４等から構成されている。
【００４３】
なお、ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４は、双方向性バス１０７によって相互に接続されるとともに、入力インターフェース１０５や出力インターフェース１０６と接続されている。
【００４４】
このエンジンＥＣＵ１０は、各種のセンサ類の信号（運転パラメータ：車両の走行状態、エンジン１の運転状態に応じた信号）に基づいて、エンジン１の各種運転を制御するのであるが、ここでは本発明の特徴に関係する制御（例えばパティキュレートフィルタ８ｂの再生制御等）についてのみ説明し、本発明の特徴に無関係の制御についての説明は割愛する。
【００４５】
入力インターフェース１０５には、図２に示すように、水温センサ７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、吸気圧センサ７４、Ａ／Ｆ（空燃比）センサ７５、Ｏ2（酸素）センサ７６、排気温度センサ７７、レール圧センサ７８、スロットル開度センサ７９、アクセル開度センサ８０、クランクポジションセンサ８１、排気圧力センサ８２等が接続されている。
【００４６】
水温センサ７１は、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する。エアフローメータ７２は、吸気系のスロットルバルブ２４よりも上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ７３は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ７４は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ７５は、排気系の触媒装置８の上流側において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。Ｏ2センサ７６は、排気系の触媒装置８の下流において排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する。
【００４７】
排気温度センサ７７は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、酸化触媒８ａの出口温度あるいはパティキュレートフィルタ８ｂの入口温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ７８は、コモンレール３４内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ７９は、スロットルバルブ２４の開度を検出する。アクセル開度センサ８０は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力する。クランクポジションセンサ８１は、エンジン１のクランクシャフト（図示省略）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス信号）を出力する。排気圧力センサ８２は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、パティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力に応じた検出信号を出力する。
【００４８】
一方、出力インターフェース１０６には、スロットルバルブ２４、燃料噴射弁３５、ＥＧＲバルブ７ｃ、排気絞り弁９等が接続され、エンジン１の運転状態等に応じてこれらバルブ及び弁が制御されるようになっている。
【００４９】
なお、本発明でいう排気浄化装置は、主として、触媒装置８、排気絞り弁９、エンジンＥＣＵ１０を含んだ構成とされる。
【００５０】
−ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構の構成−
次に、上記ターボチャージャ（可変容量型ターボチャージャ）５に備えられた可変ノズルベーン機構５１の構成について図３〜図５を用いて説明する。ターボチャージャ５全体の構成（例えばターボハウジングやタービンホイール５ｂやコンプレッサインペラ５ａの構成）については周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００５１】
図３は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の外側から見た正面図（可変ノズルベーン機構５１をコンプレッサ側から見た図）である。尚、この図３では、可変ノズルベーン機構５１の構成の理解を容易にするためにタービンハウジングを省略している。また、図４は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の内側（タービンホイール５ｂの収容空間（タービンハウジング内）側）から見た図である。また、図５は図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【００５２】
上記可変ノズルベーン機構５１は、タービンハウジング５０内に連通しているリンク室５８（図５を参照）に収納されたユニゾンリング５２（図３参照）と、このユニゾンリング５２の内周側に位置し、ユニゾンリング５２に一部が係合する複数のアーム５３，５３，…と、ユニゾンリング５２に対してターボチャージャ軸心方向で対向するように配設されたノズルプレート（ＮＶプレート）５４（図４参照）と、上記複数本のアーム５３，５３，…を駆動させるためのメインアーム５５と、上記アーム５３に接続されてノズルベーン５６を駆動するベーンシャフト５７とを備えている。このベーンシャフト５７は上記ノズルプレート５４に回転自在に支持されて、各アーム５３と各ノズルベーン５６とをそれぞれ回動一体に連結している。
【００５３】
また、図示しないハウジングプレートと上記ノズルプレート５４とが対向配置されて、この両者間で上記ノズルベーン５６の配設空間を形成している。つまり、これらノズルプレート５４とハウジングプレートとの間で排気ガスの流路が形成され、この流路内にノズルベーン５６が配設された構成となっている。
【００５４】
この可変ノズルベーン機構５１は、タービンホイール５ｂの外周側に等間隔に配設された上記複数（例えば１２枚）のノズルベーン５６，５６，…の回動角度（回動姿勢）を調整するための機構であり、上記メインアーム５５に接続されている駆動リンク５５ａを所定の角度だけ回動させることにより、その回動力が、後述する駆動シャフト５５ｂ、メインアーム５５、ユニゾンリング５２、アーム５３，５３，…、ベーンシャフト５７，５７，…を介してノズルベーン５６，５６，…に伝わり、各ノズルベーン５６，５６，…が連動して回動する構成とされている。
【００５５】
具体的には、上記駆動リンク５５ａは駆動シャフト５５ｂを中心に回動可能となっている。この駆動シャフト５５ｂは、駆動リンク５５ａおよびメインアーム５５と回動一体に連結されている。このため、駆動リンク５５ａの回動に伴って駆動シャフト５５ｂが回動すれば、この回動力がメインアーム５５に伝えられる。メインアーム５５の内周側端部は駆動シャフト５５ｂに固定され、外周側端部はユニゾンリング５２に係合している。このため、駆動シャフト５５ｂを中心としてメインアーム５５が回動すると、この回動力がユニゾンリング５２に伝えられる。ユニゾンリング５２の内周面には各アーム５３，５３，…の外周側端部が嵌まり合っており、ユニゾンリング５２が回動すると、この回動力はアーム５３，５３，…に伝えられる。具体的に、ユニゾンリング５２はノズルプレート５４に対して摺動可能に配設されており、その内周縁に設けられた複数の凹部５２ａ，５２ａ，…それぞれには、上記メインアーム５５およびアーム５３，５３，…の外周側端部が嵌め合わされている。各アーム５３，５３，…はベーンシャフト５７を中心として回動することが可能であり、アーム５３の回動はベーンシャフト５７に伝えられる。ベーンシャフト５７はノズルベーン５６と連結されているため、このノズルベーン５６はベーンシャフト５７およびアーム５３とともに回動することになる。
【００５６】
上記駆動シャフト５５ｂの支持構造としては、図５に示すように、タービンハウジング５０に形成されたブッシュ支持孔５０ａの内部に略円筒形状のブッシュ５９が嵌合固定されており、このブッシュ５９の内部空間に駆動シャフト５５ｂが挿通されている。これにより、駆動シャフト５５ｂは、その外周面が上記ブッシュ５９の内周面との間で摺動しながら回動可能となっており、この回動によって上記駆動リンク５５ａの回動力をメインアーム５５に伝えるようになっている。
【００５７】
また、この駆動シャフト５５ｂの回動を円滑に行うため、この駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間には僅かな隙間が設けられている。つまり、駆動シャフト５５ｂにおいてブッシュ５９に挿通される部分の外径寸法はブッシュ５９の内径寸法に対して所定寸法だけ小さく設定されており、これにより、駆動シャフト５５ｂの回動が円滑に行え、上述したノズルベーン５６の回動の円滑化が図られている。
【００５８】
上記タービンホイール５ｂを収容しているタービンハウジング５０には図示しないタービンハウジング渦室が設けられており、このタービンハウジング渦室に排気が供給されて、この排気の流れがタービンホイール５ｂを回転させる。この際、上述したように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置が調整されて、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室からタービンホイール５ｂへ向かう排気の流量および流速を調整することが可能となっている。これにより、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジン１の低回転時にノズルベーン５６，５６，…同士の間の流路面積（スロート面積）を減少させるように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、エンジン低速域から高い過給圧を得ることが可能になる。
【００５９】
また、上記可変ノズルベーン機構５１の駆動リンク５５ａはモータロッド５５ｃ（図３を参照）に接続されている。このモータロッド５５ｃは棒状部材であり、図示しない可変ノズルコントローラに接続されている。この可変ノズルコントローラはアクチュエータとしての直流モータ（ＤＣモータ）に接続されており、この直流モータが回転することで、その回転力が歯車機構およびウォーム機構等を介してモータロッド５５ｃに伝わり、このモータロッド５５ｃの移動に伴って駆動リンク５５ａが回動することにより、上述した如く各ノズルベーン５６，５６，…が回動する構成となっている。
【００６０】
図３に示すように、モータロッド５５ｃを図中矢印Ｘ方向に引くことで、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｘ１方向に回動し、図４に示すように、各ノズルベーン５６，５６，…が図中反時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が大きく設定される。
【００６１】
一方、モータロッド５５ｃを図３中の矢印Ｙ方向に押すことで、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｙ１方向に回動し、各ノズルベーン５６，５６，…が図４における図中時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が小さく設定される。
【００６２】
尚、上記ノズルプレート５４にはピン５４ａ（図３参照）が差し込まれ、このピン５４ａにはローラ５４ｂが嵌め合わされている。このローラ５４ｂはユニゾンリング５２の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング５２はローラ５４ｂに保持されて所定方向に回動することが可能となっている。
【００６３】
−フィルタ再生動作−
本実施形態では、触媒装置８のパティキュレートフィルタ８ｂのＰＭ捕集機能を回復させるためのフィルタ再生動作（フィルタクリーニング）が実行されるようになっている。
【００６４】
このフィルタ再生動作は、基本的に、パティキュレートフィルタ８ｂに向けて未燃燃料を供給すると共に、パティキュレートフィルタ８ｂの入口温度を昇温させることによって、パティキュレートフィルタ８ｂに捕集されたＰＭを燃焼除去するものである。具体的に本実施形態では、上記燃料噴射弁３５からのポスト噴射と上記排気絞り弁９の絞り動作とが組み合わされて実行される。
【００６５】
上記ポスト噴射は、エンジン１の燃焼室２に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射するものである。例えばピストンの圧縮上死点後のクランクシャフト回転角度（ＡＴＤＣ）で１２０°〜１５０°の範囲において少量の燃料噴射が行われる。これにより未燃燃料が排気系に供給されることになる。つまり、このポスト噴射を実行する上記燃料噴射弁３５が、本発明でいうフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段である。一方、上記排気絞り弁９の絞り動作は、この排気絞り弁９を必要に応じて全閉にすることで排気系の温度を高めるものである。これにより、上記ポスト噴射で噴射された燃料の排気系内での燃焼を促進させる。以下、このフィルタ再生動作の基本動作について説明する。
【００６６】
上記排気圧力センサ８２によって検出されているパティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力が所定圧力に達した場合、パティキュレートフィルタ８ｂに捕集したＰＭの堆積量が増大しており、パティキュレートフィルタ８ｂの詰まりが生じてしまう可能性があるとしてフィルタ再生動作を開始する。ここで、フィルタ再生動作を開始するための閾値となる上記パティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力は、実験またはシミュレーション等によって予め設定されている。
【００６７】
尚、前回のフィルタ再生動作の終了後、エンジン１の積算運転時間や車両の積算走行距離等が所定値に達した際にフィルタ再生動作を開始するようにしてもよい。更には、パティキュレートフィルタ８ｂの入口（上流側）圧力と出口（下流側）圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、この差圧センサによって検出される差圧が所定値に達した際にフィルタ再生動作を開始するようにしてもよい。
【００６８】
このフィルタ再生動作が開始されると、上述した如く、上記燃料噴射弁３５からのポスト噴射を開始すると共に、上記排気絞り弁９の絞り動作を開始する。この排気絞り弁９の絞り動作としては、上記エンジンＥＣＵ１０から送信される駆動信号に従ってアクチュエータ９３が駆動して排気絞り弁９の開閉動作が行われる。本実施形態では、排気絞り弁９の開閉動作としては全開状態と全閉状態とが切り換えられるものとしている。
【００６９】
また、このフィルタ再生動作中における排気絞り弁９の開閉動作は、エンジン負荷に応じて全開状態と全閉状態とが切り換えられる。具体的には、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態とする。それに伴ってウエストゲートバルブ９２が開放し、ウエストゲート通路９１を経て排気ガスが排出される。これは、エンジン負荷が比較的低い状況では排気量が少ないため、ウエストゲート通路９１のみを使用した排気を行いながら排気絞り弁９を全閉状態とすることによって排気系の温度を十分に高め、フィルタ再生動作を効率的に行うためである。
【００７０】
一方、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全開状態とする。これは、エンジン負荷が比較的高い状況では排気量も多いため、ウエストゲート通路９１の使用のみでは排気効率が低下してしまい、エンジン１の排気背圧増大によってエンジン出力の低下や燃費の悪化を招いてしまうことになるので、これを回避するためである。
【００７１】
尚、上記エンジン負荷は、上記アクセル開度センサ８０によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号に基づいて認識される。
【００７２】
このように、フィルタ再生動作中にあっては、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の全閉状態と全開状態とが適宜切り換えられながらパティキュレートフィルタ８ｂに堆積しているＰＭが除去されていく。
【００７３】
尚、排気絞り弁９の開度調整が可能な構成（例えばＤｕｔｙ制御によって排気絞り弁９の開度調整を可能とするもの）とされた場合には、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の開度が調整される。つまり、エンジン負荷が小さいほど排気絞り弁９の開度が小さく設定されることになる。
【００７４】
このフィルタ再生動作の終了タイミングとしては、上記エンジンＥＣＵ１０に予め備えられたタイマによりフィルタ再生動作時間を計測しておき、このフィルタ再生動作時間が所定時間（例えば２０分間）に達して上記タイマがタイムアップした時点でフィルタ再生動作を終了させる。
【００７５】
また、フィルタ再生動作の開始前において上記パティキュレートフィルタ８ｂに堆積しているＰＭの量を推定しておき、このＰＭの略全量がパティキュレートフィルタ８ｂから除去された時点でフィルタ再生動作を終了させるようにしてもよい。
【００７６】
具体的には、エンジン運転状態（例えば、排気温度、燃料噴射量、エンジン回転数等）に応じたＰＭ堆積量を予め実験等により調べてマップ化しておき、このマップを上記ＲＯＭ１０２に格納しておく。そして、前回のフィルタ再生動作の終了時点から今回のフィルタ再生動作の開始時点までのエンジン運転状態に基づき、上記マップからＰＭ堆積量（フィルタ再生動作の開始前におけるＰＭ堆積量）を推定する。
【００７７】
このようにしてフィルタ再生動作の開始時点におけるＰＭ堆積量を推定した後、今回のフィルタ再生動作中におけるエンジン負荷の変化に伴う上記排気絞り弁９の全閉状態期間と全開状態期間とによってＰＭ除去量を推定し、このＰＭ除去量を上記フィルタ再生動作の開始前におけるＰＭ堆積量から減算していって、このＰＭ堆積量が略「０」に達した時点でフィルタ再生動作を終了させるようにする。この場合にも、排気絞り弁９の全閉状態期間及び全開状態期間それぞれにおけるＰＭ除去量を予め実験等により調べてマップ化して上記ＲＯＭ１０２に格納しておく。
【００７８】
このようにしてフィルタ再生動作が終了すると、その終了時点から上記ポスト噴射も終了され、通常の燃料噴射制御に戻る。
【００７９】
また、上記フィルタ再生動作の終了タイミングとしては、上記排気圧力センサ８２によって検出されているパティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力が所定圧力まで低下した場合にフィルタ再生動作を終了させたり、パティキュレートフィルタ８ｂの上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が所定の再生終了圧力値にまで低下した時点でフィルタ再生動作を終了させるようにしてもよい。
【００８０】
図５に示す如く、駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間に形成されている僅かな隙間Ｓは、一端（駆動シャフト５５ｂの軸線に沿う方向の一端：図中の左端）がリンク室５８に連通し、他端（図中の右端）が大気に連通している。このため、上記フィルタ再生動作が行われている際には、上記排気絞り弁９の絞り動作に伴ってリンク室５８内の圧力が上昇し、リンク室５８の内圧と大気圧との差圧が大きくなる。このことに起因して、この駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓに液相燃料（ポスト噴射によって排気系に供給された燃料）が流れ込んでしまう（図５において破線で示す矢印Ａを参照）。
【００８１】
このような状態でフィルタ再生動作が終了し、その後、エンジン１が停止する等して上記残存燃料（駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓの残存燃料）が冷却された場合には、この残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することになって、次回のエンジン駆動時に、駆動シャフト５５ｂの回動動作が円滑に行えなくなる可能性がある。
【００８２】
本実施形態では、この点に鑑み、上記フィルタ再生動作の終了後には、以下に述べるような掃気動作を行うようになっている。以下、この掃気動作について具体的に説明する。
【００８３】
−掃気動作−
フィルタ再生動作が終了し、掃気動作が開始されると、上記エンジンＥＣＵ１０から送信される駆動信号に従ってアクチュエータ９３が駆動して排気絞り弁９が全閉状態とされる。つまり、上記フィルタ再生動作が排気絞り弁９の全閉状態で終了した場合には、この排気絞り弁９の全閉状態がフィルタ再生動作が終了しても継続されることになる。一方、上記フィルタ再生動作が排気絞り弁９の全開状態で終了した場合には、フィルタ再生動作が終了した後には排気絞り弁９が全閉状態に切り換えられることになる。このように、掃気動作は、ポスト噴射を停止した状態で排気絞り弁９が全閉状態となることにより行われる（掃気手段による掃気動作の実行）。尚、この場合、ウエストゲートバルブ９２が開放し、ウエストゲート通路９１を経て排気ガスが排出されることになる。
【００８４】
このような掃気動作が行われている期間中では、排気絞り弁９の絞り動作に伴ってリンク室５８内の圧力が上昇している。つまり、リンク室５８の内圧と大気圧との間に大きな差圧が生じている。このため、リンク室５８内の圧力が駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓに残留している液相燃料に作用し、この液相燃料は、この隙間Ｓから外部（大気中）へ排出されることになる（図５において実線で示す矢印Ｂを参照）。また、この掃気動作中にはポスト噴射は停止されているため、この隙間Ｓへの新たな液相燃料の流れ込みは生じない。
【００８５】
この掃気動作の継続時間としては、上記エンジンＥＣＵ１０に予め備えられたタイマにより掃気動作継続時間を計測しておき、この掃気動作継続時間が所定時間（例えば２分間）に達して上記タイマがタイムアップした時点で掃気動作を終了させる。
【００８６】
また、上記隙間Ｓに残留している液相燃料の量を推定しておき、この液相燃料の略全量が排出された時点で掃気動作を終了させるようにしてもよい。具体的には、直前に行われていたフィルタ再生動作において、排気絞り弁９が全閉状態とされていた時間の積算値が大きいほど、つまり、リンク室５８内の圧力が高い状態となっている期間が長いほど上記隙間Ｓに残留している液相燃料の量が多いと推定し、この場合には掃気動作の継続時間を長く設定するようにしている。具体的に、この掃気動作の継続時間は３０秒間〜２分間の間で調整される。これら値はこれに限定されるものではない。これにより、上記隙間Ｓに残存していた液相燃料の略全量が排出された時点で掃気動作を終了させることができ、隙間Ｓに液相燃料が残存した状態で掃気動作が終了してしまったり、必要以上に掃気動作が行われてしまうといったことを回避できる。
【００８７】
また、この掃気動作においても、上述したフィルタ再生動作の場合と同様に、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の全開状態と全閉状態とを切り換えるようにしてもよい。つまり、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態として上述した掃気動作を効果的に行い、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全開状態とし、エンジン出力の低下や燃費の悪化を抑制するようにしている。
【００８８】
また、排気絞り弁９の開度調整が可能な構成とされた場合には、掃気動作中におけるエンジン負荷に応じて排気絞り弁９の開度を可変とするようにしてもよい。例えば、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態とするのに対し、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９の態度を５０％程度に設定し、エンジン出力の低下や燃費の悪化を抑制しながらも、上記掃気動作を実現できるようにしている。
【００８９】
図６は、従来のフィルタ再生動作タイミングと、本実施形態のフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングとを比較して示すタイミングチャート図である。この図６に示すように、本実施形態では、フィルタ再生動作の終了の度に上記掃気動作を行うようにしている。このため、上記隙間Ｓに残存燃料が生じてしまうことがなく、残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することが原因で駆動シャフト５５ｂの回動動作が円滑に行えなくなり、可変ノズルベーン機構５１の作動に悪影響を与えてしまうといったことが回避される。
【００９０】
（変形例１）
次に、変形例１について説明する。本変形例は、フィルタ再生動作の終了タイミング及び掃気動作の実行タイミングが上記実施形態の場合と異なっている。その他、エンジン１の構成やフィルタ再生動作等については上記実施形態と同様であるため、ここではフィルタ再生動作の終了タイミング及び掃気動作の実行タイミングについてのみ説明する。
【００９１】
上記フィルタ再生動作の実行中に運転者によるイグニッションＯＦＦ操作が行われた場合には、上記隙間Ｓに残存燃料が生じたままエンジン１が停止されてしまう可能性がある。
【００９２】
本変形例１では、この点に鑑み、フィルタ再生動作の実行中にエンジン１が停止する可能性がある場合には、エンジン１の駆動中においてフィルタ再生動作を中断して、掃気動作を実行し（フィルタ再生動作の中断時に実行される掃気動作）、その後にエンジン１を停止するようにしている。
【００９３】
具体的には、図７（本変形例１におけるフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図）に示すように、フィルタ再生動作の実行中にエンジン１が停止される可能性があることを推測し、エンジン１が停止されると推測した場合には、直ちにフィルタ再生動作を中断し、掃気動作に移行することで、エンジン１の停止後には、上記隙間Ｓに残存燃料が生じないようにする。
【００９４】
エンジン１が停止されることの推測動作としては、例えば、車速が「０」であり、自動変速機用のレンジセレクトレバーのポジションが「パーキングレンジ」に操作された場合に、運転者のイグニッションＯＦＦ操作によってエンジン１が停止される可能性があると推測して、フィルタ再生動作を中断し、掃気動作を開始する。つまり、ポスト噴射を停止し且つ排気絞り弁９を全閉状態にする。これにより、エンジン１が停止される直前に掃気動作が行われることで、上記隙間Ｓの残存燃料が除去された状態でエンジン１が停止することになる。その結果、残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することが原因で可変ノズルベーン機構５１の作動に悪影響を与えてしまうといったことが回避される。
【００９５】
また、上記動作に代えて、フィルタ再生動作の実行中に運転者によるイグニッションＯＦＦ操作が行われた場合には、そのイグニッションＯＦＦ操作の直後にエンジン停止を行うことなく、所定期間だけ掃気動作を行った後にエンジン停止を行うようにしてもよい。
【００９６】
（変形例２）
次に、変形例２について説明する。本変形例は、掃気動作の実行タイミングが上記実施形態の場合と異なっている。その他、エンジン１の構成やフィルタ再生動作等については上記実施形態と同様であるため、ここでは掃気動作の実行タイミングについてのみ説明する。
【００９７】
図８は、本変形例２におけるフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。この図８に示すように、本変形例では、フィルタ再生動作の実行中（フィルタ再生動作の途中）においても掃気動作を実行するようにしている（フィルタ再生動作の実行中に行われる掃気動作）。つまり、ポスト噴射を実行し且つ排気絞り弁９を全閉状態にするフィルタ再生動作の実行中であって、未だフィルタ再生動作が完了していないタイミングで所定期間だけポスト噴射を停止することにより掃気動作を開始する。そして、この掃気動作を所定期間だけ実施した後、ポスト噴射を再開し、フィルタ再生動作を実行する。また、図８に示すものでは、フィルタ再生動作の完了後にもポスト噴射を停止して掃気動作を所定期間だけ実施するようにしている。
【００９８】
本変形例２によれば、フィルタ再生動作の実行中（未だフィルタ再生動作が完了していないタイミング）で掃気動作を実行するようにしているため、上記隙間Ｓに多量の液相燃料が流れ込む前に掃気動作によって液相燃料を除去することが可能になる。その結果、掃気動作１回当たりの継続時間の短縮化を図ることができると共に、各掃気動作の積算時間も短縮化することが可能になる。
【００９９】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態及び各変形例では、可変ノズル式のターボチャージャ５を備えたエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、可変ノズル式ではないターボチャージャを備えたエンジンに対しても適用可能である。この場合、ターボチャージャをバイパスするウエストゲート通路に備えられたウエストゲートバルブの駆動部分に残存燃料が生じる場合があり、本発明を適用することによってこの残存燃料を除去することができて、ウエストゲートバルブの作動の信頼性を向上できる。
【０１００】
また、上記実施形態及び各変形例では、燃料噴射弁３５からのポスト噴射によってフィルタ再生用の燃料を排気系に供給するものとしていた。本発明はこれに限らず、排気通路においてパティキュレートフィルタ８ｂよりも上流側に燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から排気通路に燃料成分を供給させるものに対しても適用可能である。
【０１０１】
また、上記実施形態及び各変形例では、触媒装置８のパティキュレートフィルタ８ｂをＤＰＦやＤＰＲとした例を挙げているが、このフィルタ８ｂは、ＤＰＮＲ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、排気絞り弁の絞り動作によりフィルタ再生動作を行う可変ノズル式ターボチャージャ付きエンジンに対し、フィルタ再生動作時に可変ノズルベーン機構に残存した燃料の除去が可能な排気浄化装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ エンジン
３５ 燃料噴射弁
４２ 排気管
５ ターボチャージャ
５１ 可変ノズルベーン機構
５５ｂ 駆動シャフト
５９ ブッシュ
８ｂ パティキュレートフィルタ
９ 排気絞り弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等に搭載される内燃機関（以下、エンジンという場合もある）に適用される排気浄化装置に係る。特に、本発明は、エンジンの排気系に備えられた排気絞り弁の制御の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載されるディーゼルエンジンを駆動した際に排出される排気ガス中には、カーボンを主成分とする粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：以下ＰＭという）が含まれており、これが大気汚染の原因になる。
【０００３】
上記ＰＭが大気中に排出されることを阻止する装置として、ディーゼルエンジンの排気通路に配設されるパティキュレートフィルタが知られている。つまり、排気通路を通過する排気ガス中に含まれるＰＭをこのパティキュレートフィルタによって捕集することで排気の浄化を図っている（例えば下記の特許文献１）。
【０００４】
このパティキュレートフィルタとしては、例えばＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）や、ＤＰＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）触媒が知られている。
【０００５】
ところで、この種のパティキュレートフィルタを用いてＰＭの捕集を行う場合、捕集したＰＭの堆積量が増大するとパティキュレートフィルタの詰まりが生じてしまう。このパティキュレートフィルタの詰まりが生じた状況では、パティキュレートフィルタを通過する排気の圧力損失が著しく増大し、それに伴うエンジンの排気背圧増大によってエンジン出力の低下や燃費の悪化を招いてしまうことになる。
【０００６】
このような課題を解消するため、従来より、パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭの捕集量（堆積量）がある程度の量に達した際にはフィルタ再生動作を行うようにしている。このフィルタ再生動作としては、排気温度を上昇させる等の手法によりフィルタ温度を高温化することで、上記堆積しているＰＭを酸化（燃焼）させて除去する。具体的には、下記の特許文献２にも開示されているように、エンジンの燃焼室に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射するポスト噴射と、エンジンの排気通路においてパティキュレートフィルタの下流に設けられた排気絞り弁の絞り動作とが組み合わされて実行されることが挙げられる。これにより、排気通路に未燃燃料を供給すると共に排気温度を上昇させ、パティキュレートフィルタに捕集されているＰＭを燃焼除去し、パティキュレートフィルタを再生することができる。また、上記ポスト噴射に代えて、排気通路においてパティキュレートフィルタよりも上流側に燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から排気通路に燃料成分を供給させるものも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２８０１１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ターボチャージャを備えたエンジンにおいて、上述したようなポスト噴射（または燃料添加）と排気絞り弁の絞り動作とが組み合わされてフィルタ再生動作が行われる場合、以下に述べるような不具合を招く可能性があった。以下ではフィルタ再生動作における排気系への燃料噴射としてポスト噴射を代表して説明する。
【０００９】
上記ポスト噴射によって排気系に噴射された燃料は、ターボチャージャのタービンホイールの周囲を流れた後、パティキュレートフィルタに向けて流されることになるが、その一部はタービンホイールを収容しているタービンハウジングの内壁面やその周辺部に付着することになる。この場合、タービンハウジングの内壁面やその周辺部の大部分は、排気ガスからの熱を受けていることで比較的高温となっており、付着した燃料の殆どは蒸発または燃焼により除去され、パティキュレートフィルタに向けて流される。
【００１０】
ところが、局部的に液相燃料が残存する領域が存在していることを本願発明の発明者らは見出した。その一つとして、上記ターボチャージャが可変ノズル式（可変容量型とも呼ばれる）である場合、排気流路を可変とするための可変ノズルベーン機構（リンク機構）を構成する駆動シャフトと、この駆動シャフトを回動自在に支持しているブッシュとの間が挙げられる。特に、これら駆動シャフト及びブッシュは上記リンク機構を収容するリンク室と外部（大気側）とにそれぞれ臨んで配置されているため、比較的温度の低い領域となっている。また、上記排気絞り弁の絞り動作に伴ってリンク室内の圧力が上昇した場合には、リンク室内圧と大気圧との差圧が大きくなることに起因して、この駆動シャフトとブッシュとの間（駆動シャフトの外周面とブッシュの内周面との間）に液相燃料が流れ込み易い（上記差圧により駆動シャフトとブッシュとの間に向けてリンク室から液相燃料が流れ込み易い）状況を招いてしまう。
【００１１】
このように駆動シャフトとブッシュとの間に燃料が流れ込んだ状態でフィルタ再生動作が終了し、その後、エンジンが停止する等して残存燃料が冷却された場合には、この残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することになる。このような状況では、次回のエンジン駆動時に、駆動シャフトの回動動作が円滑に行えなくなり、可変ノズルベーン機構の作動に悪影響を与えてしまう可能性がある。
【００１２】
このような不具合を抑制するための手段として、上記駆動シャフトとブッシュとの摺接面積を小さくするように設計することが考えられる。ところが、互いに摺接するこれら部材の摩耗を考慮すると、この摺接面積を小さくには限界があるため、この手段は実用性に欠ける。
【００１３】
また、可変ノズル式ではないターボチャージャを備えたエンジンの場合には、このターボチャージャをバイパスするウエストゲート通路に備えられたウエストゲートバルブの駆動部分においても同様に、上記残存燃料による悪影響が懸念される状況になる。
【００１４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フィルタ再生動作に伴って排気系内で残存する燃料を排除し、この残存燃料による悪影響を回避することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、フィルタ再生動作に起因して排気系内で残存している燃料を、このフィルタ再生動作で使用している排気絞り弁の絞り動作によって生じる圧力を利用して排気系から排出（掃気）するようにしている。
【００１６】
−解決手段−
具体的に、本発明は、排気通路に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作の実行時に、排気系にフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段と、フィルタ下流側に備えられ上記フィルタ再生動作の実行中に排気絞り動作を行う排気絞り弁とを備えた内燃機関の排気浄化装置を前提とする。この内燃機関の排気浄化装置に対し、上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中に、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行う掃気動作を実行する掃気手段を備えさせている。
【００１７】
この特定事項により、燃料供給手段から排気系にフィルタ再生用燃料を供給する動作と排気絞り弁の排気絞り動作とによりフィルタ再生動作が行われることで、フィルタに捕集されている粒子状物質は燃焼除去される。ところが、この場合、燃料供給手段から供給されていたフィルタ再生用燃料が排気系内で残存することがある。特に、排気系内で比較的温度の低い領域で残存する可能性がある。この点に鑑み、上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中において、上記残存している燃料を排気系から除去するための掃気動作が実行される。この掃気動作は、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行うものである。これにより、排気系内に液相燃料が供給されていない状況下で、排気系内の圧力が高められ、この圧力によって、上記残存している燃料は排出（例えば大気中に排出）されることになる。このように、フィルタ再生動作に使用している手段（上記排気絞り弁）を有効に利用して、このフィルタ再生動作の実行に伴って生じる不具合（残存燃料の発生）を解消することができる。
【００１８】
上記掃気手段として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、掃気手段は、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようになっており、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全開状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了と同時に排気絞り弁の絞り動作を開始し、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全閉状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了後、継続して排気絞り弁の全閉状態を維持する構成としている。
【００１９】
本解決手段では、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようにしているため、排気系内で残存している燃料の粘度が比較的低い段階で掃気動作による除去が可能になる。つまり、この残存燃料が冷却されて樹脂化してしまった場合には、排気系内の圧力上昇だけで除去することが難しくなるので、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を実行することが有効である。
【００２０】
上記掃気手段による掃気動作としてより具体的には、フィルタ再生動作中において排気系内に残存している液相燃料の量に応じ、この液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定することが挙げられる。
【００２１】
つまり、排気系内に残存している液相燃料の量が多い場合には、その全てを排出するためには排気系内の圧力を大幅に高めることが必要になる。このため、液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定し、つまり、排気絞り弁の絞り動作を行う期間を長く設定し、排気系内の圧力を大幅に高めて残存燃料全ての排出を可能にする。
【００２２】
上記残存燃料の存在する領域、及び、その領域からの残存燃料を排出する動作として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、上記排気系に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構が備えられており、この可変ノズルベーン機構には、ブッシュに挿通されて回動自在とされた駆動シャフトが備えられており、このブッシュの内面と駆動シャフト外面との間には、一端が排気通路に、他端が大気にそれぞれ連通する隙間が形成されている。そして、上記掃気手段による掃気動作によって排気通路内圧が高められ、上記隙間に残存している液相燃料が大気中に排出される構成としている。
【００２３】
これにより、残存燃料の悪影響によって可変ノズルベーン機構の駆動シャフトの回動動作に支障を来すといったことなく、可変ノズル式ターボチャージャの作動の信頼性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、フィルタ再生動作に起因して排気系内で残存している燃料を、このフィルタ再生動作で使用している排気絞り弁の絞り動作によって生じる圧力を利用して排気系から排出（掃気）するようにしている。このため、残存燃料による悪影響を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係るエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】可変ノズルベーン機構をターボチャージャの外側から見た図である。
【図４】可変ノズルベーン機構をターボチャージャの内側から見た図である。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】従来の再生動作タイミングと、本発明の再生動作及び掃気動作のタイミングとを比較して示すタイミングチャート図である。
【図７】変形例１における再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。
【図８】変形例２における再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２７】
−エンジンの構成−
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１及びその吸排気系の概略構成図である。
【００２８】
この図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、基本的には、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合して成る混合気を燃焼室２で燃焼させた後、その排気ガスを、排気系を経て大気に放出するようになっている。
【００２９】
上記吸気系は、シリンダヘッドに形成された吸気ポート３に接続されるインテークマニホールド２１に吸気管２２を接続して形成される吸気通路を備え、この吸気通路に、その空気流通方向上流側から順にエアクリーナ２３、スロットルバルブ２４を配置した構成となっている。
【００３０】
上記燃料供給系は、燃料供給路３１に、その燃料供給方向上流側から順に燃料タンク３２、サプライポンプ３３、コモンレール３４、複数の燃料噴射弁（インジェクタ）３５，３５，…を配置した構成となっている。サプライポンプ３３は、エンジン１の図示しないクランクシャフトによって駆動されるもので、燃料タンク３２から燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を、燃料供給路３１を介してコモンレール３４に供給する。コモンレール３４は、サプライポンプ３３から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁３５，３５，…に分配する。燃料噴射弁３５は、所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室２内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。また、圧電素子（ピエゾ素子）を備えたピエゾ式の燃料噴射弁を適用することもできる。
【００３１】
上記排気系は、シリンダヘッドに形成された排気ポート４に接続されるエキゾーストマニホールド４１に排気管４２を接続して形成される排気通路を有している。
【００３２】
また、本実施形態におけるエンジン１には、ターボチャージャ（過給機）５、インタークーラ６、排気再循環装置としてのＥＧＲ装置７、触媒装置８、排気絞り弁９が装備されている。
【００３３】
ターボチャージャ５は、一般的に公知のように排気ガス圧力を利用して吸入空気を昇圧過給するものであり、主としてコンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサインペラ５ａと、タービンハウジング内に収容されたタービンホイール５ｂとを備えている。コンプレッサインペラ５ａは、吸気管２２途中に配置されており、タービンホイール５ｂは、エキゾーストマニホールド４１の集合部と排気管４２との間に配置されている。また、本実施形態に係るエンジン１に搭載されているターボチャージャ５は、可変ノズル式（可変容量型）ターボチャージャであって、タービンホイール５ｂ側に可変ノズルベーン機構（図１では図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構に備えられたノズルベーンの開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができるようになっている。この可変ノズルベーン機構の具体構成については後述する。
【００３４】
インタークーラ６は、ターボチャージャ５で昇圧過給した吸入空気を強制的に冷却するものであり、ターボチャージャ５のコンプレッサインペラ５ａとスロットルバルブ２４との間に配置されている。スロットルバルブ２４は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁であり、所定条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。
【００３５】
ＥＧＲ装置７は、排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気系に戻して燃焼室２へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものであり、ＥＧＲ通路７ａに、その上流からＥＧＲクーラ７ｂ、ＥＧＲバルブ７ｃを配置した構成である。
【００３６】
上記ＥＧＲクーラ７ｂは、例えばＥＧＲ通路７ａを通過する排気ガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換を行うことにより排気ガスの温度を下げる熱交換器からなる。ＥＧＲバルブ７ｃは、ＥＧＲ通路７ａ内を排気系側から吸気系側へ還流される排気ガスの還流量を制御するものである。
【００３７】
触媒装置８は、上記ターボチャージャ５より下流側の排気管４２に配設されており、酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとを備えた構成とされている。酸化触媒８ａは、排気通路において、パティキュレートフィルタ８ｂよりも上流側に設けられている。
【００３８】
パティキュレートフィルタ８ｂは、例えば一般的に公知のＤＰＦやＤＰＲと呼ばれるものが採用されている。
【００３９】
なお、ＤＰＦは、多孔質部材を設けた構成とされている。また、ＤＰＲは、例えば多孔質セラミックからなるハニカム構造体に酸化触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とするもの）を担持させた構成であり、原理的には、排気ガス中の有害物質を酸化触媒で酸化させ、二酸化炭素と水蒸気に変換し、さらにＰＭ（粒子状物質）をハニカム構造体の多孔質セラミック基材の微細孔に捕集する。
【００４０】
排気絞り弁９は、排気管４２における上記触媒装置８の下流側に設けられて、排気流量を調整するものである。この排気絞り弁９の開度は、エンジンＥＣＵ１０により制御される。つまり、この排気絞り弁９のアクチュエータ９３に対してエンジンＥＣＵ１０から駆動信号が送信され、その駆動信号に従って排気絞り弁９の開閉動作が行われるようになっている。
【００４１】
また、排気管４２には、上記排気絞り弁９を迂回して排気ガスを流すためのウエストゲート通路９１が設けられており、このウエストゲート通路９１には開閉自在なウエストゲートバルブ９２が備えられている。このウエストゲートバルブ９２は電磁駆動式の開閉弁またはウエストゲート通路９１の圧力変化に伴って開閉作動する弁で構成されている。例えば、後述するフィルタ再生動作において排気絞り弁９が全閉状態となった場合にウエストゲートバルブ９２が開放することで、上記ウエストゲート通路９１を経て排気ガスの排出が可能とされる。
【００４２】
以上の如く構成されたエンジン１の各種動作は、上記エンジンＥＣＵ１０により制御される。このエンジンＥＣＵ１０は、一般的に公知のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とされ、例えば図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４等から構成されている。
【００４３】
なお、ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３ならびにバックアップＲＡＭ１０４は、双方向性バス１０７によって相互に接続されるとともに、入力インターフェース１０５や出力インターフェース１０６と接続されている。
【００４４】
このエンジンＥＣＵ１０は、各種のセンサ類の信号（運転パラメータ：車両の走行状態、エンジン１の運転状態に応じた信号）に基づいて、エンジン１の各種運転を制御するのであるが、ここでは本発明の特徴に関係する制御（例えばパティキュレートフィルタ８ｂの再生制御等）についてのみ説明し、本発明の特徴に無関係の制御についての説明は割愛する。
【００４５】
入力インターフェース１０５には、図２に示すように、水温センサ７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、吸気圧センサ７４、Ａ／Ｆ（空燃比）センサ７５、Ｏ2（酸素）センサ７６、排気温度センサ７７、レール圧センサ７８、スロットル開度センサ７９、アクセル開度センサ８０、クランクポジションセンサ８１、排気圧力センサ８２等が接続されている。
【００４６】
水温センサ７１は、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する。エアフローメータ７２は、吸気系のスロットルバルブ２４よりも上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ７３は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ７４は、インテークマニホールド２１に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ７５は、排気系の触媒装置８の上流側において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。Ｏ2センサ７６は、排気系の触媒装置８の下流において排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する。
【００４７】
排気温度センサ７７は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、酸化触媒８ａの出口温度あるいはパティキュレートフィルタ８ｂの入口温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ７８は、コモンレール３４内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ７９は、スロットルバルブ２４の開度を検出する。アクセル開度センサ８０は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力する。クランクポジションセンサ８１は、エンジン１のクランクシャフト（図示省略）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス信号）を出力する。排気圧力センサ８２は、触媒装置８において酸化触媒８ａとパティキュレートフィルタ８ｂとの間に設けられており、パティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力に応じた検出信号を出力する。
【００４８】
一方、出力インターフェース１０６には、スロットルバルブ２４、燃料噴射弁３５、ＥＧＲバルブ７ｃ、排気絞り弁９等が接続され、エンジン１の運転状態等に応じてこれらバルブ及び弁が制御されるようになっている。
【００４９】
なお、本発明でいう排気浄化装置は、主として、触媒装置８、排気絞り弁９、エンジンＥＣＵ１０を含んだ構成とされる。
【００５０】
−ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構の構成−
次に、上記ターボチャージャ（可変容量型ターボチャージャ）５に備えられた可変ノズルベーン機構５１の構成について図３〜図５を用いて説明する。ターボチャージャ５全体の構成（例えばターボハウジングやタービンホイール５ｂやコンプレッサインペラ５ａの構成）については周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００５１】
図３は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の外側から見た正面図（可変ノズルベーン機構５１をコンプレッサ側から見た図）である。尚、この図３では、可変ノズルベーン機構５１の構成の理解を容易にするためにタービンハウジングを省略している。また、図４は、可変ノズルベーン機構５１をターボチャージャ５の内側（タービンホイール５ｂの収容空間（タービンハウジング内）側）から見た図である。また、図５は図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【００５２】
上記可変ノズルベーン機構５１は、タービンハウジング５０内に連通しているリンク室５８（図５を参照）に収納されたユニゾンリング５２（図３参照）と、このユニゾンリング５２の内周側に位置し、ユニゾンリング５２に一部が係合する複数のアーム５３，５３，…と、ユニゾンリング５２に対してターボチャージャ軸心方向で対向するように配設されたノズルプレート（ＮＶプレート）５４（図４参照）と、上記複数本のアーム５３，５３，…を駆動させるためのメインアーム５５と、上記アーム５３に接続されてノズルベーン５６を駆動するベーンシャフト５７とを備えている。このベーンシャフト５７は上記ノズルプレート５４に回転自在に支持されて、各アーム５３と各ノズルベーン５６とをそれぞれ回動一体に連結している。
【００５３】
また、図示しないハウジングプレートと上記ノズルプレート５４とが対向配置されて、この両者間で上記ノズルベーン５６の配設空間を形成している。つまり、これらノズルプレート５４とハウジングプレートとの間で排気ガスの流路が形成され、この流路内にノズルベーン５６が配設された構成となっている。
【００５４】
この可変ノズルベーン機構５１は、タービンホイール５ｂの外周側に等間隔に配設された上記複数（例えば１２枚）のノズルベーン５６，５６，…の回動角度（回動姿勢）を調整するための機構であり、上記メインアーム５５に接続されている駆動リンク５５ａを所定の角度だけ回動させることにより、その回動力が、後述する駆動シャフト５５ｂ、メインアーム５５、ユニゾンリング５２、アーム５３，５３，…、ベーンシャフト５７，５７，…を介してノズルベーン５６，５６，…に伝わり、各ノズルベーン５６，５６，…が連動して回動する構成とされている。
【００５５】
具体的には、上記駆動リンク５５ａは駆動シャフト５５ｂを中心に回動可能となっている。この駆動シャフト５５ｂは、駆動リンク５５ａおよびメインアーム５５と回動一体に連結されている。このため、駆動リンク５５ａの回動に伴って駆動シャフト５５ｂが回動すれば、この回動力がメインアーム５５に伝えられる。メインアーム５５の内周側端部は駆動シャフト５５ｂに固定され、外周側端部はユニゾンリング５２に係合している。このため、駆動シャフト５５ｂを中心としてメインアーム５５が回動すると、この回動力がユニゾンリング５２に伝えられる。ユニゾンリング５２の内周面には各アーム５３，５３，…の外周側端部が嵌まり合っており、ユニゾンリング５２が回動すると、この回動力はアーム５３，５３，…に伝えられる。具体的に、ユニゾンリング５２はノズルプレート５４に対して摺動可能に配設されており、その内周縁に設けられた複数の凹部５２ａ，５２ａ，…それぞれには、上記メインアーム５５およびアーム５３，５３，…の外周側端部が嵌め合わされている。各アーム５３，５３，…はベーンシャフト５７を中心として回動することが可能であり、アーム５３の回動はベーンシャフト５７に伝えられる。ベーンシャフト５７はノズルベーン５６と連結されているため、このノズルベーン５６はベーンシャフト５７およびアーム５３とともに回動することになる。
【００５６】
上記駆動シャフト５５ｂの支持構造としては、図５に示すように、タービンハウジング５０に形成されたブッシュ支持孔５０ａの内部に略円筒形状のブッシュ５９が嵌合固定されており、このブッシュ５９の内部空間に駆動シャフト５５ｂが挿通されている。これにより、駆動シャフト５５ｂは、その外周面が上記ブッシュ５９の内周面との間で摺動しながら回動可能となっており、この回動によって上記駆動リンク５５ａの回動力をメインアーム５５に伝えるようになっている。
【００５７】
また、この駆動シャフト５５ｂの回動を円滑に行うため、この駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間には僅かな隙間が設けられている。つまり、駆動シャフト５５ｂにおいてブッシュ５９に挿通される部分の外径寸法はブッシュ５９の内径寸法に対して所定寸法だけ小さく設定されており、これにより、駆動シャフト５５ｂの回動が円滑に行え、上述したノズルベーン５６の回動の円滑化が図られている。
【００５８】
上記タービンホイール５ｂを収容しているタービンハウジング５０には図示しないタービンハウジング渦室が設けられており、このタービンハウジング渦室に排気が供給されて、この排気の流れがタービンホイール５ｂを回転させる。この際、上述したように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置が調整されて、その回動角度を設定することにより、タービンハウジング渦室からタービンホイール５ｂへ向かう排気の流量および流速を調整することが可能となっている。これにより、過給性能を調整することが可能になり、例えば、エンジン１の低回転時にノズルベーン５６，５６，…同士の間の流路面積（スロート面積）を減少させるように各ノズルベーン５６，５６，…の回動位置を調整すれば、排気ガスの流速が増加して、エンジン低速域から高い過給圧を得ることが可能になる。
【００５９】
また、上記可変ノズルベーン機構５１の駆動リンク５５ａはモータロッド５５ｃ（図３を参照）に接続されている。このモータロッド５５ｃは棒状部材であり、図示しない可変ノズルコントローラに接続されている。この可変ノズルコントローラはアクチュエータとしての直流モータ（ＤＣモータ）に接続されており、この直流モータが回転することで、その回転力が歯車機構およびウォーム機構等を介してモータロッド５５ｃに伝わり、このモータロッド５５ｃの移動に伴って駆動リンク５５ａが回動することにより、上述した如く各ノズルベーン５６，５６，…が回動する構成となっている。
【００６０】
図３に示すように、モータロッド５５ｃを図中矢印Ｘ方向に引くことで、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｘ１方向に回動し、図４に示すように、各ノズルベーン５６，５６，…が図中反時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が大きく設定される。
【００６１】
一方、モータロッド５５ｃを図３中の矢印Ｙ方向に押すことで、ユニゾンリング５２が図中矢印Ｙ１方向に回動し、各ノズルベーン５６，５６，…が図４における図中時計回り方向に回動することでノズルベーン開度が小さく設定される。
【００６２】
尚、上記ノズルプレート５４にはピン５４ａ（図３参照）が差し込まれ、このピン５４ａにはローラ５４ｂが嵌め合わされている。このローラ５４ｂはユニゾンリング５２の内周面をガイドする。これにより、ユニゾンリング５２はローラ５４ｂに保持されて所定方向に回動することが可能となっている。
【００６３】
−フィルタ再生動作−
本実施形態では、触媒装置８のパティキュレートフィルタ８ｂのＰＭ捕集機能を回復させるためのフィルタ再生動作（フィルタクリーニング）が実行されるようになっている。
【００６４】
このフィルタ再生動作は、基本的に、パティキュレートフィルタ８ｂに向けて未燃燃料を供給すると共に、パティキュレートフィルタ８ｂの入口温度を昇温させることによって、パティキュレートフィルタ８ｂに捕集されたＰＭを燃焼除去するものである。具体的に本実施形態では、上記燃料噴射弁３５からのポスト噴射と上記排気絞り弁９の絞り動作とが組み合わされて実行される。
【００６５】
上記ポスト噴射は、エンジン１の燃焼室２に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射するものである。例えばピストンの圧縮上死点後のクランクシャフト回転角度（ＡＴＤＣ）で１２０°〜１５０°の範囲において少量の燃料噴射が行われる。これにより未燃燃料が排気系に供給されることになる。つまり、このポスト噴射を実行する上記燃料噴射弁３５が、本発明でいうフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段である。一方、上記排気絞り弁９の絞り動作は、この排気絞り弁９を必要に応じて全閉にすることで排気系の温度を高めるものである。これにより、上記ポスト噴射で噴射された燃料の排気系内での燃焼を促進させる。以下、このフィルタ再生動作の基本動作について説明する。
【００６６】
上記排気圧力センサ８２によって検出されているパティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力が所定圧力に達した場合、パティキュレートフィルタ８ｂに捕集したＰＭの堆積量が増大しており、パティキュレートフィルタ８ｂの詰まりが生じてしまう可能性があるとしてフィルタ再生動作を開始する。ここで、フィルタ再生動作を開始するための閾値となる上記パティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力は、実験またはシミュレーション等によって予め設定されている。
【００６７】
尚、前回のフィルタ再生動作の終了後、エンジン１の積算運転時間や車両の積算走行距離等が所定値に達した際にフィルタ再生動作を開始するようにしてもよい。更には、パティキュレートフィルタ８ｂの入口（上流側）圧力と出口（下流側）圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、この差圧センサによって検出される差圧が所定値に達した際にフィルタ再生動作を開始するようにしてもよい。
【００６８】
このフィルタ再生動作が開始されると、上述した如く、上記燃料噴射弁３５からのポスト噴射を開始すると共に、上記排気絞り弁９の絞り動作を開始する。この排気絞り弁９の絞り動作としては、上記エンジンＥＣＵ１０から送信される駆動信号に従ってアクチュエータ９３が駆動して排気絞り弁９の開閉動作が行われる。本実施形態では、排気絞り弁９の開閉動作としては全開状態と全閉状態とが切り換えられるものとしている。
【００６９】
また、このフィルタ再生動作中における排気絞り弁９の開閉動作は、エンジン負荷に応じて全開状態と全閉状態とが切り換えられる。具体的には、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態とする。それに伴ってウエストゲートバルブ９２が開放し、ウエストゲート通路９１を経て排気ガスが排出される。これは、エンジン負荷が比較的低い状況では排気量が少ないため、ウエストゲート通路９１のみを使用した排気を行いながら排気絞り弁９を全閉状態とすることによって排気系の温度を十分に高め、フィルタ再生動作を効率的に行うためである。
【００７０】
一方、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全開状態とする。これは、エンジン負荷が比較的高い状況では排気量も多いため、ウエストゲート通路９１の使用のみでは排気効率が低下してしまい、エンジン１の排気背圧増大によってエンジン出力の低下や燃費の悪化を招いてしまうことになるので、これを回避するためである。
【００７１】
尚、上記エンジン負荷は、上記アクセル開度センサ８０によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号に基づいて認識される。
【００７２】
このように、フィルタ再生動作中にあっては、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の全閉状態と全開状態とが適宜切り換えられながらパティキュレートフィルタ８ｂに堆積しているＰＭが除去されていく。
【００７３】
尚、排気絞り弁９の開度調整が可能な構成（例えばＤｕｔｙ制御によって排気絞り弁９の開度調整を可能とするもの）とされた場合には、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の開度が調整される。つまり、エンジン負荷が小さいほど排気絞り弁９の開度が小さく設定されることになる。
【００７４】
このフィルタ再生動作の終了タイミングとしては、上記エンジンＥＣＵ１０に予め備えられたタイマによりフィルタ再生動作時間を計測しておき、このフィルタ再生動作時間が所定時間（例えば２０分間）に達して上記タイマがタイムアップした時点でフィルタ再生動作を終了させる。
【００７５】
また、フィルタ再生動作の開始前において上記パティキュレートフィルタ８ｂに堆積しているＰＭの量を推定しておき、このＰＭの略全量がパティキュレートフィルタ８ｂから除去された時点でフィルタ再生動作を終了させるようにしてもよい。
【００７６】
具体的には、エンジン運転状態（例えば、排気温度、燃料噴射量、エンジン回転数等）に応じたＰＭ堆積量を予め実験等により調べてマップ化しておき、このマップを上記ＲＯＭ１０２に格納しておく。そして、前回のフィルタ再生動作の終了時点から今回のフィルタ再生動作の開始時点までのエンジン運転状態に基づき、上記マップからＰＭ堆積量（フィルタ再生動作の開始前におけるＰＭ堆積量）を推定する。
【００７７】
このようにしてフィルタ再生動作の開始時点におけるＰＭ堆積量を推定した後、今回のフィルタ再生動作中におけるエンジン負荷の変化に伴う上記排気絞り弁９の全閉状態期間と全開状態期間とによってＰＭ除去量を推定し、このＰＭ除去量を上記フィルタ再生動作の開始前におけるＰＭ堆積量から減算していって、このＰＭ堆積量が略「０」に達した時点でフィルタ再生動作を終了させるようにする。この場合にも、排気絞り弁９の全閉状態期間及び全開状態期間それぞれにおけるＰＭ除去量を予め実験等により調べてマップ化して上記ＲＯＭ１０２に格納しておく。
【００７８】
このようにしてフィルタ再生動作が終了すると、その終了時点から上記ポスト噴射も終了され、通常の燃料噴射制御に戻る。
【００７９】
また、上記フィルタ再生動作の終了タイミングとしては、上記排気圧力センサ８２によって検出されているパティキュレートフィルタ８ｂの入口圧力が所定圧力まで低下した場合にフィルタ再生動作を終了させたり、パティキュレートフィルタ８ｂの上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が所定の再生終了圧力値にまで低下した時点でフィルタ再生動作を終了させるようにしてもよい。
【００８０】
図５に示す如く、駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間に形成されている僅かな隙間Ｓは、一端（駆動シャフト５５ｂの軸線に沿う方向の一端：図中の左端）がリンク室５８に連通し、他端（図中の右端）が大気に連通している。このため、上記フィルタ再生動作が行われている際には、上記排気絞り弁９の絞り動作に伴ってリンク室５８内の圧力が上昇し、リンク室５８の内圧と大気圧との差圧が大きくなる。このことに起因して、この駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓに液相燃料（ポスト噴射によって排気系に供給された燃料）が流れ込んでしまう（図５において破線で示す矢印Ａを参照）。
【００８１】
このような状態でフィルタ再生動作が終了し、その後、エンジン１が停止する等して上記残存燃料（駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓの残存燃料）が冷却された場合には、この残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することになって、次回のエンジン駆動時に、駆動シャフト５５ｂの回動動作が円滑に行えなくなる可能性がある。
【００８２】
本実施形態では、この点に鑑み、上記フィルタ再生動作の終了後には、以下に述べるような掃気動作を行うようになっている。以下、この掃気動作について具体的に説明する。
【００８３】
−掃気動作−
フィルタ再生動作が終了し、掃気動作が開始されると、上記エンジンＥＣＵ１０から送信される駆動信号に従ってアクチュエータ９３が駆動して排気絞り弁９が全閉状態とされる。つまり、上記フィルタ再生動作が排気絞り弁９の全閉状態で終了した場合には、この排気絞り弁９の全閉状態がフィルタ再生動作が終了しても継続されることになる。一方、上記フィルタ再生動作が排気絞り弁９の全開状態で終了した場合には、フィルタ再生動作が終了した後には排気絞り弁９が全閉状態に切り換えられることになる。このように、掃気動作は、ポスト噴射を停止した状態で排気絞り弁９が全閉状態となることにより行われる（掃気手段による掃気動作の実行）。尚、この場合、ウエストゲートバルブ９２が開放し、ウエストゲート通路９１を経て排気ガスが排出されることになる。
【００８４】
このような掃気動作が行われている期間中では、排気絞り弁９の絞り動作に伴ってリンク室５８内の圧力が上昇している。つまり、リンク室５８の内圧と大気圧との間に大きな差圧が生じている。このため、リンク室５８内の圧力が駆動シャフト５５ｂの外周面とブッシュ５９の内周面との間の隙間Ｓに残留している液相燃料に作用し、この液相燃料は、この隙間Ｓから外部（大気中）へ排出されることになる（図５において実線で示す矢印Ｂを参照）。また、この掃気動作中にはポスト噴射は停止されているため、この隙間Ｓへの新たな液相燃料の流れ込みは生じない。
【００８５】
この掃気動作の継続時間としては、上記エンジンＥＣＵ１０に予め備えられたタイマにより掃気動作継続時間を計測しておき、この掃気動作継続時間が所定時間（例えば２分間）に達して上記タイマがタイムアップした時点で掃気動作を終了させる。
【００８６】
また、上記隙間Ｓに残留している液相燃料の量を推定しておき、この液相燃料の略全量が排出された時点で掃気動作を終了させるようにしてもよい。具体的には、直前に行われていたフィルタ再生動作において、排気絞り弁９が全閉状態とされていた時間の積算値が大きいほど、つまり、リンク室５８内の圧力が高い状態となっている期間が長いほど上記隙間Ｓに残留している液相燃料の量が多いと推定し、この場合には掃気動作の継続時間を長く設定するようにしている。具体的に、この掃気動作の継続時間は３０秒間〜２分間の間で調整される。これら値はこれに限定されるものではない。これにより、上記隙間Ｓに残存していた液相燃料の略全量が排出された時点で掃気動作を終了させることができ、隙間Ｓに液相燃料が残存した状態で掃気動作が終了してしまったり、必要以上に掃気動作が行われてしまうといったことを回避できる。
【００８７】
また、この掃気動作においても、上述したフィルタ再生動作の場合と同様に、エンジン負荷に応じて排気絞り弁９の全開状態と全閉状態とを切り換えるようにしてもよい。つまり、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態として上述した掃気動作を効果的に行い、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全開状態とし、エンジン出力の低下や燃費の悪化を抑制するようにしている。
【００８８】
また、排気絞り弁９の開度調整が可能な構成とされた場合には、掃気動作中におけるエンジン負荷に応じて排気絞り弁９の開度を可変とするようにしてもよい。例えば、エンジン負荷が低負荷領域にある場合には、排気絞り弁９を全閉状態とするのに対し、エンジン負荷が高負荷領域または中負荷領域にある場合には、排気絞り弁９の態度を５０％程度に設定し、エンジン出力の低下や燃費の悪化を抑制しながらも、上記掃気動作を実現できるようにしている。
【００８９】
図６は、従来のフィルタ再生動作タイミングと、本実施形態のフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングとを比較して示すタイミングチャート図である。この図６に示すように、本実施形態では、フィルタ再生動作の終了の度に上記掃気動作を行うようにしている。このため、上記隙間Ｓに残存燃料が生じてしまうことがなく、残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することが原因で駆動シャフト５５ｂの回動動作が円滑に行えなくなり、可変ノズルベーン機構５１の作動に悪影響を与えてしまうといったことが回避される。
【００９０】
（変形例１）
次に、変形例１について説明する。本変形例は、フィルタ再生動作の終了タイミング及び掃気動作の実行タイミングが上記実施形態の場合と異なっている。その他、エンジン１の構成やフィルタ再生動作等については上記実施形態と同様であるため、ここではフィルタ再生動作の終了タイミング及び掃気動作の実行タイミングについてのみ説明する。
【００９１】
上記フィルタ再生動作の実行中に運転者によるイグニッションＯＦＦ操作が行われた場合には、上記隙間Ｓに残存燃料が生じたままエンジン１が停止されてしまう可能性がある。
【００９２】
本変形例１では、この点に鑑み、フィルタ再生動作の実行中にエンジン１が停止する可能性がある場合には、エンジン１の駆動中においてフィルタ再生動作を中断して、掃気動作を実行し（フィルタ再生動作の中断時に実行される掃気動作）、その後にエンジン１を停止するようにしている。
【００９３】
具体的には、図７（本変形例１におけるフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図）に示すように、フィルタ再生動作の実行中にエンジン１が停止される可能性があることを推測し、エンジン１が停止されると推測した場合には、直ちにフィルタ再生動作を中断し、掃気動作に移行することで、エンジン１の停止後には、上記隙間Ｓに残存燃料が生じないようにする。
【００９４】
エンジン１が停止されることの推測動作としては、例えば、車速が「０」であり、自動変速機用のレンジセレクトレバーのポジションが「パーキングレンジ」に操作された場合に、運転者のイグニッションＯＦＦ操作によってエンジン１が停止される可能性があると推測して、フィルタ再生動作を中断し、掃気動作を開始する。つまり、ポスト噴射を停止し且つ排気絞り弁９を全閉状態にする。これにより、エンジン１が停止される直前に掃気動作が行われることで、上記隙間Ｓの残存燃料が除去された状態でエンジン１が停止することになる。その結果、残存燃料が樹脂化する等してデポジットとして堆積することが原因で可変ノズルベーン機構５１の作動に悪影響を与えてしまうといったことが回避される。
【００９５】
また、上記動作に代えて、フィルタ再生動作の実行中に運転者によるイグニッションＯＦＦ操作が行われた場合には、そのイグニッションＯＦＦ操作の直後にエンジン停止を行うことなく、所定期間だけ掃気動作を行った後にエンジン停止を行うようにしてもよい。
【００９６】
（変形例２）
次に、変形例２について説明する。本変形例は、掃気動作の実行タイミングが上記実施形態の場合と異なっている。その他、エンジン１の構成やフィルタ再生動作等については上記実施形態と同様であるため、ここでは掃気動作の実行タイミングについてのみ説明する。
【００９７】
図８は、本変形例２におけるフィルタ再生動作及び掃気動作のタイミングを示すタイミングチャート図である。この図８に示すように、本変形例では、フィルタ再生動作の実行中（フィルタ再生動作の途中）においても掃気動作を実行するようにしている（フィルタ再生動作の実行中に行われる掃気動作）。つまり、ポスト噴射を実行し且つ排気絞り弁９を全閉状態にするフィルタ再生動作の実行中であって、未だフィルタ再生動作が完了していないタイミングで所定期間だけポスト噴射を停止することにより掃気動作を開始する。そして、この掃気動作を所定期間だけ実施した後、ポスト噴射を再開し、フィルタ再生動作を実行する。また、図８に示すものでは、フィルタ再生動作の完了後にもポスト噴射を停止して掃気動作を所定期間だけ実施するようにしている。
【００９８】
本変形例２によれば、フィルタ再生動作の実行中（未だフィルタ再生動作が完了していないタイミング）で掃気動作を実行するようにしているため、上記隙間Ｓに多量の液相燃料が流れ込む前に掃気動作によって液相燃料を除去することが可能になる。その結果、掃気動作１回当たりの継続時間の短縮化を図ることができると共に、各掃気動作の積算時間も短縮化することが可能になる。
【００９９】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態及び各変形例では、可変ノズル式のターボチャージャ５を備えたエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、可変ノズル式ではないターボチャージャを備えたエンジンに対しても適用可能である。この場合、ターボチャージャをバイパスするウエストゲート通路に備えられたウエストゲートバルブの駆動部分に残存燃料が生じる場合があり、本発明を適用することによってこの残存燃料を除去することができて、ウエストゲートバルブの作動の信頼性を向上できる。
【０１００】
また、上記実施形態及び各変形例では、燃料噴射弁３５からのポスト噴射によってフィルタ再生用の燃料を排気系に供給するものとしていた。本発明はこれに限らず、排気通路においてパティキュレートフィルタ８ｂよりも上流側に燃料添加弁を設け、この燃料添加弁から排気通路に燃料成分を供給させるものに対しても適用可能である。
【０１０１】
また、上記実施形態及び各変形例では、触媒装置８のパティキュレートフィルタ８ｂをＤＰＦやＤＰＲとした例を挙げているが、このフィルタ８ｂは、ＤＰＮＲ（ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、排気絞り弁の絞り動作によりフィルタ再生動作を行う可変ノズル式ターボチャージャ付きエンジンに対し、フィルタ再生動作時に可変ノズルベーン機構に残存した燃料の除去が可能な排気浄化装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１ エンジン
３５ 燃料噴射弁
４２ 排気管
５ ターボチャージャ
５１ 可変ノズルベーン機構
５５ｂ 駆動シャフト
５９ ブッシュ
８ｂ パティキュレートフィルタ
９ 排気絞り弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作の実行時に、排気系にフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段と、フィルタ下流側に備えられ上記フィルタ再生動作の実行中に排気絞り動作を行う排気絞り弁とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、
上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中に、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行う掃気動作を実行する掃気手段を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、
上記掃気手段は、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようになっており、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全開状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了と同時に排気絞り弁の絞り動作を開始し、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全閉状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了後、継続して排気絞り弁の全閉状態を維持するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置において、
上記掃気手段は、上記フィルタ再生動作中において排気系内に残存している液相燃料の量に応じ、この液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の排気浄化装置において、
上記排気系に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構が備えられており、この可変ノズルベーン機構には、ブッシュに挿通されて回動自在とされた駆動シャフトが備えられており、このブッシュの内面と駆動シャフト外面との間には、一端が排気通路に、他端が大気にそれぞれ連通する隙間が形成されていて、
上記掃気手段による掃気動作によって排気通路内圧が高められ、上記隙間に残存している液相燃料が大気中に排出される構成とされていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
排気通路に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作の実行時に、排気系にフィルタ再生用燃料を供給する燃料供給手段と、フィルタ下流側に備えられ上記フィルタ再生動作の実行中に排気絞り動作を行う排気絞り弁とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、
上記フィルタ再生動作の終了後、フィルタ再生動作の中断時、または、フィルタ再生動作の実行中に、上記燃料供給手段からのフィルタ再生用燃料の供給を停止した状態で排気絞り弁の絞り動作を行う掃気動作を実行する掃気手段を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、
上記掃気手段は、フィルタ再生動作の終了直後に掃気動作を開始するようになっており、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全開状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了と同時に排気絞り弁の絞り動作を開始し、フィルタ再生動作の終了時点で排気絞り弁が全閉状態であった場合にはフィルタ再生動作の終了後、継続して排気絞り弁の全閉状態を維持するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置において、
上記掃気手段は、上記フィルタ再生動作中において排気系内に残存している液相燃料の量に応じ、この液相燃料の量が多いほど掃気動作の実行期間を長く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の排気浄化装置において、
上記排気系に可変ノズル式ターボチャージャの可変ノズルベーン機構が備えられており、この可変ノズルベーン機構には、ブッシュに挿通されて回動自在とされた駆動シャフトが備えられており、このブッシュの内面と駆動シャフト外面との間には、一端が排気通路に、他端が大気にそれぞれ連通する隙間が形成されていて、
上記掃気手段による掃気動作によって排気通路内圧が高められ、上記隙間に残存している液相燃料が大気中に排出される構成とされていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１２７５６１（Ｐ２０１１−１２７５６１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８８９５（Ｐ２００９−２８８８９５）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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