JP3800065B2

JP3800065B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP3800065B2
Application number: JP2001329017A
Authority: JP
Inventors: 淳田原; 広樹松岡; 辰優杉山; 康彦大坪; 太郎青山; 丈和伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: DE10249880A1; FR2831603B1; JP2003129830A; FR2831603A1; DE10249880B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関、特に酸素過剰状態の混合気（所謂、リーン空燃比の混合気）を燃焼可能とするディーゼル機関やリーンバーン・ガソリン機関では、該内燃機関の排気系にＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。このＮＯx触媒の一つとして、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ窒素（Ｎ₂）に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒が知られている。
【０００３】
吸蔵還元型ＮＯx触媒が内燃機関の排気系に配置されると、内燃機関が希薄燃焼運転されて排気の空燃比が高くなるときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）が吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵され、吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比が低くなったときは吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）が放出されつつ窒素（Ｎ₂）に還元される。
【０００４】
ところで、吸蔵還元型ＮＯx触媒には燃料に含まれる硫黄分が燃焼して生成される硫黄酸化物（ＳＯx）もＮＯxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵されたＳＯxはＮＯxよりも放出されにくく、ＮＯx触媒内に蓄積される。これを硫黄被毒（ＳＯx被毒）といい、ＮＯx浄化率が低下するため、適宜の時期にＳＯx被毒から回復させる被毒回復処理を施す必要がある。この被毒回復処理は、ＮＯx触媒を高温（例えば６００乃至６５０℃程度）にしつつ酸素濃度を低下させた排気をＮＯx触媒に流通させることにより行われている。
【０００５】
ところが希薄燃焼運転時の排気の温度は低いため、ＳＯx被毒の回復に必要とされる温度まで触媒を昇温させることは困難である。このようなときに、排気中へ還元剤（燃料）の供給を行うことにより触媒の温度を上昇させつつ排気の酸素濃度を低下させることができる。
【０００６】
例えば、特開平１１−３４３８３６号公報に記載された内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒の被毒回復が必要となった場合には、該吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比近傍に維持しつつ、間欠的に空燃比を理論空燃比よりも小さくしている。これにより、被毒回復中の大部分の時間は理論空燃比近傍の空燃比に維持されるため、排気中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の発生を抑制することが可能となる。また、間欠的に空燃比を理論空燃比よりも小さくすることにより、被毒回復中の平均空燃比は理論空燃比よりもリッチ側になる。このため、比較的短時間で吸蔵還元型ＮＯx触媒の硫黄被毒を回復させることが可能となっている。尚、前記公報によれば、被毒回復制御は、吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が例えば３００℃以上であって、且つ、吸蔵された硫黄酸化物が所定量以上のときに実行される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように硫黄被毒回復は排気中の空燃比を低下させて行われるが、内燃機関が高負荷運転を行っているときに空燃比を低下させると、吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が過剰に上昇してしまい、該吸蔵還元型ＮＯx触媒の熱劣化を誘発する虞がある。
【０００８】
ここで、前記公報では、吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度及び硫黄酸化物の吸蔵量が被毒回復制御の開始条件を満たしていれば、吸蔵還元型ＮＯx触媒の昇温制御が行われていた。しかし、その後に軽負荷領域の運転がなされないと長期間触媒を高温状態に維持することになり、燃費の悪化を誘発することになる。
【０００９】
また、硫黄被毒回復は通常軽負荷領域で行われるが、軽負荷領域に移行してから昇温制御を開始したのでは、必要な温度まで吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させるのに時間がかかり、その間に内燃機関の運転状態が高負荷領域に移行してしまうと硫黄被毒回復の機会を失うことになる。
【００１０】
本発明は以上の問題を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の排気浄化装置において、燃費の悪化を抑制しつつ硫黄被毒回復に必要となる条件が成立したときに、早期にＮＯx触媒の温度を硫黄被毒回復可能な温度まで上昇させることができる技術を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、
流入する排気の空燃比がリーンのときには排気中のＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯxを還元するＮＯx触媒と、
前記ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄酸化物を除去する必要が生じたときに該ＮＯx触媒の昇温制御を行う昇温手段と、
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
を備え、
前記昇温手段は、内燃機関が低負荷状態のときにはＮＯ x 触媒の目標温度を硫黄酸化物の除去に必要となる温度とし、内燃機関が中負荷状態のときには低負荷に近づくほどＮＯ x 触媒の目標温度を高くし、若しくは、内燃機関が高負荷状態であってＮＯx触媒の昇温を行うのに適さない運転状態であるときにはＮＯx触媒の昇温を行わないことを特徴とする。
【００１２】
本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯx触媒から硫黄酸化物を除去する必要が生じたときに内燃機関の運転状態に応じたＮＯx触媒の目標温度を定めて該ＮＯx触媒の昇温を行い、一方、高負荷領域であって硫黄被毒回復を行うことができないときはＮＯx触媒の昇温を行わないようにして燃費の悪化を抑制しつつ硫黄被毒回復可能な運転状態となったときには早期に硫黄被毒の回復に必要となる温度までＮＯx触媒を昇温させることを可能とすることにある。
【００１３】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の運転状態が硫黄被毒の回復を行うことができない例えば高負荷運転領域にある場合には、ＮＯx触媒の昇温は行われない。高負荷運転状態では、硫黄被毒の回復を行うとＮＯx触媒の温度が過剰に上昇してしまい該ＮＯx触媒の熱劣化を誘発する虞がある。従って、高負荷領域においては、ＮＯx触媒の温度を上昇させてもその後硫黄被毒の回復を行うことができないことがある。また、高負荷領域では排気の熱によりＮＯx触媒の温度がある程度上昇するため、硫黄被毒回復に必要となる温度までＮＯx触媒を短期間で昇温させることが可能である。更に、高負荷領域が継続するのは、例えば高速道路上を走行している場合等であることが多く、このような場合に、ＮＯx触媒の昇温を行っても、硫黄被毒回復に必要となる運転状態に移行するまでにかなりの時間がかかることがある。このため、本発明においては、高負荷運転領域では、ＮＯx触媒の昇温を行わないこととした。これにより、燃料の消費が抑制され燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００１４】
一方、例えば中負荷領域では、硫黄被毒回復を行うことができる運転状態に移行する可能性が高くなる。また、このときの排気の温度では、ＮＯx触媒の昇温が十分になされないので、硫黄被毒回復時にはＮＯx触媒の昇温が必要となる。ここで、低負荷領域に近づくほど排気の温度によるＮＯx触媒の昇温が見込めず、また、低負荷領域に近づくほど硫黄被毒回復を行うことができる運転状態に移行する可能性が高くなるので、ＮＯx触媒を温度上昇させる必要が大きくなる。従って、中負荷領域では、低負荷領域に近づくほどＮＯx触媒が高温になるように該ＮＯx触媒の設定温度を定めておけば、硫黄被毒回復を行うことが可能な運転領域となったときに短期間でＮＯx触媒の温度を硫黄被毒回復に必要な温度まで上昇させることができ、且つ硫黄被毒回復が行われるまでの燃料の消費量を低減することが可能となる。
【００１５】
また、例えば低負荷領域では、ＮＯx触媒の温度が硫黄被毒回復に適した温度であれば直ちに硫黄被毒の回復を行うことができる。従って、ＮＯx触媒の温度を硫黄被毒の回復に必要とされる温度まで上昇させることにより、直ちに硫黄被毒の回復を行うことが可能となる。
【００１６】
このように、内燃機関の運転領域に基づいてＮＯx触媒の目標温度を変更することにより、燃費の悪化を抑制しつつ硫黄被毒回復可能な運転状態となったときには早期にＮＯx触媒を必要温度まで昇温させることが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記昇温手段が前記ＮＯx触媒の昇温を行っているときに、硫黄酸化物の除去を行うことができない運転状態が所定時間以上継続した場合には、前記昇温手段はＮＯx触媒の昇温を中止することができる。
【００１８】
このような運転状態が継続し、硫黄被毒回復が行われないと、ＮＯx触媒が高温状態のまま維持され続けるので燃費の悪化を誘発する。従って、このような運転状態では、ＮＯx触媒の昇温を中止すると燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記昇温手段は、前記ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄酸化物を除去する必要が生じたときに、硫黄被毒の回復に必要とされる温度まで一旦ＮＯx触媒の温度を上昇させ、その後所定期間硫黄被毒回復が行われなかった場合には、内燃機関が低負荷状態のときにはＮＯ x 触媒の目標温度を硫黄酸化物の除去に必要となる温度とし、内燃機関が中負荷状態のときには低負荷に近づくほどＮＯ x 触媒の目標温度を高くし、若しくは、内燃機関が高負荷状態であってＮＯx触媒の昇温を行うのに適さない運転状態であるときにはＮＯx触媒の昇温を行わないことができる。
【００２０】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、ＮＯx触媒の硫黄被毒を回復する必要が生じたときに、硫黄被毒回復に必要とされる温度までＮＯx触媒が昇温される。この後、内燃機関の運転状態が軽負荷領域に移行すると硫黄被毒の回復が行われるが、このような運転領域に移行しないまま運転が継続されると、ＮＯx触媒の温度を維持するために燃料が消費される。従って、所定期間硫黄被毒の回復が行われなかった場合には、運転領域に応じたＮＯx触媒の昇温制御を行うことで、燃費の悪化を抑制することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る排気浄化装置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２２】
図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００２３】
エンジン１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と接続されている。このコモンレール４には、該コモンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出力するコモンレール圧センサ４ａが取り付けられている。
【００２４】
前記コモンレール４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａがエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられたクランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されている。
【００２５】
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
【００２６】
前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
【００２７】
次に、エンジン１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。
【００２８】
前記吸気枝管８は、吸気管９に接続され、この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続されている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１１が取り付けられている。
【００２９】
前記吸気管９における吸気枝管８の直上流に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸気絞り弁１３には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１４が取り付けられている。
【００３０】
前記エアフローメータ１１と前記吸気絞り弁１３との間に位置する吸気管９には、排気の熱エネルギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９には、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６が設けられている。
【００３１】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナボックス１０内のエアクリーナ（図示省略）によって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプレッサハウジング１５ａに流入する。
【００３２】
コンプレッサハウジング１５ａに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【００３３】
一方、エンジン１には、排気枝管１８が接続され、排気枝管１８の各枝管が排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００３４】
前記排気枝管１８は、前記遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、この排気管１９は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。
【００３５】
前記排気管１９の途中には、ＮＯx触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）２０が設けられている。フィルタ２０より上流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ２４が取り付けられている。
【００３６】
尚、本実施の形態においては、排気の空燃比がリーンのときに流入する排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチになると吸蔵しているＮＯxを放出し還元する、所謂、吸蔵還元型ＮＯx触媒を担持したパティキュレートフィルタを例にとって説明する。
【００３７】
ここで、空燃比がリーンとは、通常運転時における排気の空燃比が、ディーゼル機関の場合には例えば２０乃至５０で、三元触媒ではＮＯxを還元できない領域を意味する。
【００３８】
前記したフィルタ２０より下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁２１が設けられている。この排気絞り弁２１には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁２１を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ２２が取り付けられている。
【００３９】
このように構成された排気系では、エンジン１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂへ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気は、該排気が持つ熱エネルギを利用してタービンハウジング１５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング１５ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００４０】
前記タービンハウジング１５ｂから排出された排気は、排気管１９を介してフィルタ２０へ流入し、排気微粒子（以下、ＰＭという。）が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。フィルタ２０にてＰＭを捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００４１】
また、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循環させる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）２５を介して連通されている。このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ通路２５内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧＲ弁とする。）２６が設けられている。
【００４２】
前記ＥＧＲ通路２５の途中でＥＧＲ弁２６より上流には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。前記ＥＧＲクーラ２７には、冷却水通路（図示省略）が設けられエンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環する。
【００４３】
このように構成された排気再循環機構では、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が前記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て吸気枝管８へ導かれる。
【００４４】
その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。
【００４５】
ＥＧＲ通路２５を介して排気枝管１８から吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００４６】
ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ₂Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ₂）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）の発生量が抑制される。
【００４７】
更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少することもない。
【００４８】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０について説明する。
【００４９】
図２は、フィルタ２０の断面図である。図２（Ａ）は、フィルタ２０の横方向断面を示す図である。図２（Ｂ）は、フィルタ２０の縦方向断面を示す図である。
【００５０】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにフィルタ２０は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞された排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞された排気流出通路５１とにより構成される。なお、図２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓５３を示している。従って、排気流入通路５０および排気流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換言すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各排気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包囲され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０によって包囲されるように配置される。
【００５１】
フィルタ２０は例えばコージェライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流出通路５１内に流出する。
【００５２】
本発明による実施例では各排気流入通路５０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に吸蔵還元型ＮＯx触媒が坦持されている。
【００５３】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０に担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒の働きについて説明する。
【００５４】
フィルタ２０は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もしくはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐｔ）とを担持し、更にＯ₂ストレージ能力のあるセリア（Ｃｅ₂Ｏ₃）を添加して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を採用した。
【００５５】
このように構成されたＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵する。
【００５６】
一方、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒から放出された窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ₂）に還元せしめることができる。
【００５７】
ところで、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、エンジン１から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒に吸蔵されることになるが、エンジン１の希薄燃焼運転が長期間継続されると、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。
【００５８】
特に、エンジン１のようなディーゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排気の空燃比がリーン空燃比となるため、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し易い。
【００５９】
従って、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高め、ＮＯx触媒に吸蔵された窒素酸化物（ＮＯx）を放出及び還元させる必要がある。
【００６０】
このように酸素濃度を低下させる方法としては、排気中の燃料添加や、前記した低温燃焼、気筒２内への膨張行程中の燃料噴射等の方法が考えられるが、本実施の形態では、フィルタ２０より上流の排気管１９を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【００６１】
還元剤供給機構は、図１に示されるように、その噴孔が排気枝管１８内に臨むように取り付けられ、ＥＣＵ３５からの信号により開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁２８と、前述した燃料ポンプ６から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、還元剤供給路２９に設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断する遮断弁３１と、を備えている。
【００６２】
このような還元剤供給機構では、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ印加される。そして、ＥＣＵ３５からの信号により該還元剤噴射弁２８が開弁して排気枝管１８内へ還元剤としての燃料が噴射される。
【００６３】
還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させる。
【００６４】
このようにして形成された酸素濃度の低い排気はフィルタ２０に流入し、フィルタ２０に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放出させつつ窒素（Ｎ₂）に還元することになる。
【００６５】
その後、ＥＣＵ３５からの信号により還元剤噴射弁２８が閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添加が停止されることになる。
【００６６】
尚、本実施の形態では、排気中に燃料を噴射して燃料添加を行っているが、これに代えて、再循環するＥＧＲガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にＥＧＲガス量を増大させる低温燃焼を行っても良く、また、エンジン１の膨張行程や排気行程等に燃料噴射弁３から燃料を噴射させても良い。
【００６７】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。このＥＣＵ３５は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００６８】
ＥＣＵ３５には、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、クランクポジションセンサ３３、アクセル開度センサ３６等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。
【００６９】
一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、還元剤噴射弁２８、ＥＧＲ弁２６、遮断弁３１等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ３５が制御することが可能になっている。
【００７０】
ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すように、双方向性バス３５０によって相互に接続された、ＣＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バックアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備えている。
【００７１】
前記入力ポート３５６は、クランクポジションセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７２】
前記入力ポート３５６は、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、アクセル開度センサ３６等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサのＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７３】
前記出力ポート３５７は、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、遮断弁３１等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、あるいは遮断弁３１へ送信する。
【００７４】
前記ＲＯＭ３５２は燃料噴射弁３を制御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、フィルタ２０に還元剤を添加して吸蔵されたＮＯxを放出させるＮＯx浄化制御ルーチン、フィルタ２０のＳＯx被毒を回復する被毒回復制御ルーチン、フィルタ２０に捕集されたＰＭを燃焼除去するためのＰＭ燃焼制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
【００７５】
前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示す燃料噴射量制御マップ、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、エンジン１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態とＥＧＲ弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と還元剤の目標添加量（若しくは排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量制御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁２８の開弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等である。
【００７６】
前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【００７７】
前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジン１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【００７８】
前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、ＥＧＲ制御、ＮＯx浄化制御、被毒回復制御、ＰＭ燃焼制御等を実行する。
【００７９】
例えば、ＮＯx浄化制御では、ＣＰＵ３５１は、フィルタ２０に流入する排気中の酸素濃度を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）に低くする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【００８０】
リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５１は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実行条件としては、例えば、フィルタ２０が活性状態にある、排気温度センサ２４の出力信号値（排気温度）が所定の上限値以下である、被毒回復制御が実行されていない、等の条件を例示することができる。
【００８１】
上記したようなリッチスパイク制御実行条件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料を噴射させるべく当該還元剤噴射弁２８を制御することにより、フィルタ２０に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【００８２】
具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１の出力信号値（吸入空気量）、空燃比センサの出力信号、燃料噴射量等を読み出す。
【００８３】
ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算出する。
【００８４】
続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量をパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤噴射弁制御マップへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁２８の開弁時間（目標開弁時間）を算出する。
【００８５】
還元剤噴射弁２８の目標開弁時間が算出されると、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させる。
【００８６】
ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤噴射弁２８を閉弁させる。
【００８７】
このように還元剤噴射弁２８が目標開弁時間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そして、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標空燃比の混合気を形成してフィルタ２０に流入する。
【００８８】
この結果、フィルタ２０に流入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化することになり、以て、フィルタ２０が窒素酸化物（ＮＯx）の吸蔵と放出・還元とを交互に短周期的に繰り返すことになる。
【００８９】
次に、被毒回復制御では、ＣＰＵ３５１は、フィルタ２０の酸化物による被毒を回復すべく被毒回復処理を行うことになる。
【００９０】
ここで、エンジン１の燃料には硫黄（Ｓ）が含まれている場合があり、そのような燃料がエンジン１で燃焼されると、二酸化硫黄（ＳＯ₂）や三酸化硫黄（ＳＯ₃）などの硫黄酸化物（ＳＯx）が生成される。
【００９１】
硫黄酸化物（ＳＯx）は、排気とともにフィルタ２０に流入し、窒素酸化物（ＮＯx）と同様のメカニズムによってフィルタ２０に吸蔵される。
【００９２】
具体的には、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度が高いときには、流入排気ガス中の二酸化硫黄（ＳＯ₂）や三酸化硫黄（ＳＯ₃）等の硫黄酸化物（ＳＯx）が白金（Ｐｔ）の表面上で酸化され、硫酸イオン（ＳＯ₄ ^2-）の形でフィルタ２０に吸蔵される。更に、フィルタ２０に吸蔵された硫酸イオン（ＳＯ₄ ^2-）は、酸化バリウム（ＢａＯ）と結合して硫酸塩（ＢａＳＯ₄）を形成する。
【００９３】
ところで、硫酸塩（ＢａＳＯ₄）は、硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ₃）₂）に比して安定していて分解し難く、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度が低くなっても分解されずにフィルタ２０内に残留してしまう。
【００９４】
フィルタ２０における硫酸塩（ＢａＳＯ₄）の量が増加すると、それに応じて窒素酸化物（ＮＯx）の吸蔵に関与することができる酸化バリウム（ＢａＯ）の量が減少するため、フィルタ２０のＮＯx吸蔵能力が低下する、いわゆるＳＯx被毒が発生する。
【００９５】
フィルタ２０のＳＯx被毒を回復する方法としては、フィルタ２０の雰囲気温度をおよそ６００乃至６５０℃の高温域まで昇温させるとともに、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低くすることにより、フィルタ２０に吸蔵されている硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）をＳＯ₃ ^-やＳＯ₄ ^-に熱分解し、次いでＳＯ₃ ^-やＳＯ₄ ^-を排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）と反応させて気体状のＳＯ₂ ^-に還元する方法を例示することができる。
【００９６】
そこで、本実施の形態に係る被毒回復処理では、ＣＰＵ３５１は、先ずフィルタ２０の床温を高める触媒昇温制御を実行した上で、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低くするようにした。
【００９７】
触媒昇温制御では、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８から燃料を噴射させることにより、フィルタ２０においてその燃料を酸化させ、その際に発生する熱によってフィルタ２０の昇温を高める。このときに還元剤噴射弁２８から噴射される燃料は、ＮＯxの放出・還元時に行われる燃料噴射よりも噴射間隔が短く、且つそのときの空燃比は高くなるように噴射量が設定される。
【００９８】
また、触媒昇温制御では、ＣＰＵ３５１は、例えば、各気筒２の膨張行程時に燃料噴射弁３から副次的に燃料を噴射させるとともに還元剤噴射弁２８から排気中へ燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分をフィルタ２０において酸化させ、酸化の際に発生する熱によってフィルタ２０の床温を高めるようにしてもよい。
【００９９】
但し、フィルタ２０が過剰に昇温すると、フィルタ２０の熱劣化が誘発される虞があるため、排気温度センサ２４の出力信号値に基づいて副次的な噴射燃料量及び添加燃料量がフィードバック制御されるようにすることが好ましい。
【０１００】
上記したような触媒昇温処理によりフィルタ２０の床温が例えば６３０℃の高温域まで上昇すると、ＣＰＵ３５１は、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低下させるべく還元剤噴射弁２８から燃料を噴射させる。
【０１０１】
尚、還元剤噴射弁２８から過剰な燃料が噴射されると、それらの燃料がフィルタ２０で急激に燃焼してフィルタ２０が過熱し、或いは還元剤噴射弁２８から噴射された過剰な燃料によってフィルタ２０が不要に冷却される虞があるため、ＣＰＵ３５１は、空燃比センサ（図示省略）の出力信号に基づいて還元剤噴射弁２８からの燃料噴射量をフィードバック制御するようにすることが好ましい。
【０１０２】
このように被毒回復処理が実行されると、フィルタ２０の床温が高い状況下で、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度が低くなるため、フィルタ２０に含まれている硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）がＳＯ₃ ^-やＳＯ₄ ^-に熱分解され、それらＳＯ₃ ^-やＳＯ₄ ^-が排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）と反応して還元され、以てフィルタ２０のＳＯx被毒が回復されることになる。
【０１０３】
ところで、中高負荷領域でＳＯx被毒の回復を行うために燃料の添加を行うと、フィルタ２０の温度が過度に上昇してしまい熱劣化を発生させる虞があるため、前記昇温制御を行ってもその後にエンジン１が軽負荷領域で運転されなければＳＯx被毒回復のための燃料添加が行われない。このような状態が継続すると、フィルタ２０の温度は低下してしまい、ＳＯx被毒回復を行うには再度の昇温制御が必要となるため、燃料を多量に消費し燃費が悪化する要因となる。
【０１０４】
しかし、燃費の悪化を抑制するためにフィルタ２０に燃料を添加しないようにすると、今度はフィルタ２０の温度が低下してしまい、軽負荷領域に移行したときに即座にＳＯx被毒回復を行うことができなくなり、ＳＯx被毒回復の機会を失う虞がある。
【０１０５】
そこで、本実施の形態では、運転状態に応じてフィルタ２０の温度を維持することにより、フィルタ２０の温度維持と燃費悪化の抑制とを両立させた。
【０１０６】
ここで、図４は、回転数と負荷とフィルタ２０の目標温度との関係を示した図である。このマップは、予めＲＯＭ３５２に記憶されている。図のハッチングを施した領域は、例えば６３０℃の領域で、この領域から、遠ざかるに従い目標温度は徐々に低下していく。図４では、目標温度が５００℃となる運転領域を代表的に示してある。
【０１０７】
高負荷領域では排気の温度が高く、排気の流量も多いため、燃料の添加を行わなくともフィルタ２０は例えば５５０℃の高温状態となる。このような状態から軽負荷領域に移行した場合には、ＳＯx被毒回復に必要となる例えば６３０℃まで短期間でフィルタ２０を温度上昇させることが可能であるため、他の運転領域に移行するまで燃料の添加を行わずに燃費の悪化を抑制する。
【０１０８】
一方、中乃至高負荷領域では、回転数及び負荷に応じて目標温度を定め、添加する燃料量をフィードバックして燃料添加を行う。
【０１０９】
ここで、ＣＰＵ３５１は、クランクポジションセンサ３３の出力信号（回転数）とアクセル開度センサ３６の出力信号（負荷）とを読み込み、図４のマップにこの値を代入してフィルタ２０の目標温度を算出する。次に、ＣＰＵ３５１は、排気温度センサ２４の出力信号を読み込み、フィルタ２０の温度を推定する。フィルタ２０の温度は、吸入空気量（エアフローメータ１１の出力信号）、回転数、負荷、燃料噴射量等から推定される。また、予め実験により求めた値をマップ化してフィルタ２０の温度を求めても良い。更に、フィルタ２０に温度センサを設けて直接該フィルタ２０の温度を測定するようにしても良い。このようにして、求められた実際の温度と目標温度とが比較される。そして、実際のフィルタ２０温度が目標温度よりも高い場合には、燃料の添加量が減少され、一方、実際のフィルタ２０温度が目標温度よりも低い場合には、燃料の添加量が増加される。燃料の増減の方法としては、燃料噴射間隔の調整、１回の燃料噴射時における還元剤噴射弁２８の開弁時間の調整等を挙げることができる。
【０１１０】
また、低負荷領域では、直ちにＳＯx被毒回復が開始できるようにフィルタ２０の温度はＳＯx被毒回復に必要となる例えば６３０℃に維持される。このような運転領域では、ＳＯx被毒回復の機会を逃さないようにＳＯx被毒回復が直ちに開始することが可能な温度に維持される。
【０１１１】
このようにして、高負荷領域では、燃料の添加量を減少させて燃費の悪化を抑制し、一方、低負荷領域では、フィルタ２０の温度を高温に維持してＳＯx被毒回復の機会を逃さないようにして排気エミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【０１１２】
尚、本実施の形態では、便宜上、低負荷領域、中負荷領域、高負荷領域なる言葉を用いて運転領域の説明を行ったが、実際には図４に示される回転数と負荷とに従って分類されている。
【０１１３】
一方、本実施の形態では、ＳＯx被毒回復を行うことができない運転領域が所定時間（例えば３分）継続した場合には、燃料の添加を中止する。
【０１１４】
前記したように、ＳＯx被毒回復制御は軽負荷時に行われる。従って、郊外や高速道路等の走行中には、ＳＯx被毒回復制御はほとんど行われることがない。このような運転状態のときに燃料の添加を行ってフィルタ２０の温度を高温に維持しても、ＳＯx被毒回復制御が行われるまでにかなりの時間がかかるため、燃料の消費量が多くなる。そこで、このような運転状態が所定時間（例えば３分）継続した場合には、燃料の添加を中止して、燃費の悪化を抑制する。尚、このときの運転状態により、燃料添加中止までの所定時間を定めるようにしても良い。
【０１１５】
ここで、従来の昇温制御は、所定量以上のＳＯxがＮＯx触媒に吸蔵されたときに実行されていた。しかし、その後に軽負荷運転がなされないとＳＯx被毒回復制御が行われず、再度の昇温が必要となり燃料の消費量が増大していた。
【０１１６】
その点、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置では、ＳＯx被毒回復が行われる可能性が高い運転領域であるほどフィルタ２０の目標温度を高温に設定することにより、燃料の消費量を減少させ、且つＳＯx被毒回復の機会を有効に活用することが可能となる。
【０１１７】
以上説明したように、本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置では、ＳＯx被毒回復が行われる可能性が高いほどフィルタ２０の温度を高温に維持してＳＯx被毒回復の機会を逃さないようにしつつ、ＳＯx被毒回復が行われる可能性が低いほどフィルタ２０の目標温度を低下させて燃費を向上させ、また、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＳＯx被毒による排気エミッション悪化を抑制することができる。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【０１１８】
即ち、第１の実施の形態では、ＳＯx被毒回復が必要となった直後からエンジン１の運転状態を考慮してフィルタ２０の温度設定を行うが、本実施の形態では、ＳＯx被毒回復が必要となった場合に、先ず、フィルタ２０をＳＯx被毒回復に必要とされる温度（例えば６３０℃）まで昇温し、その後所定時間（例えば３分）以上ＳＯx被毒回復が行われなかった場合に第１の実施の形態と同様にエンジン１の運転状態に応じたフィルタ２０の昇温制御を行う。
【０１１９】
尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、フィルタ２０を最初に所定の温度まで上昇させるという点で異なるものの、適用対象となるエンジン１やその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【０１２０】
ここで、一般にエンジン１の運転領域が何時軽負荷領域に移行するか予測することは困難であるため、第１の実施の形態による内燃機関の排気浄化装置では、軽負荷領域に移行した後に短期間でフィルタ２０の昇温が可能なようにエンジン１の運転領域に応じたフィルタ２０の目標温度を設定した。
【０１２１】
しかし、高負荷運転であっても、高速道路走行中等で高負荷運転がその後も継続してなされることもあれば、市街地走行中等で直ぐに低負荷運転に移行することもあり得る。
【０１２２】
そこで、本実施の形態では、ＳＯx被毒回復が必要となった場合には、先ず、フィルタ２０の温度をＳＯx被毒回復に必要となる温度（例えば６３０℃）まで上昇させることにした。その後、所定期間（例えば３分）ＳＯx被毒回復を行うことが可能な運転領域に移行しない場合には、燃費の悪化を抑制するために第１の実施の形態と同様に運転領域に応じてフィルタ２０の温度を制御する。
【０１２３】
このようにして、ＳＯx被毒回復が必要となった場合に、直ちにＳＯx被毒回復を行うことができるようにフィルタ２０の温度を上昇させて、ＳＯx被毒回復を行うことができる運転状態になったときに即座にＳＯx被毒の回復を行うことが可能となり、一方、ＳＯx被毒回復を行うことができない運転状態が継続したときには運転状態に応じたフィルタ２０の温度制御を行って、燃費の悪化を抑制しつつ、軽負荷領域に移行したときには早期にフィルタ２０を温度上昇させることが可能となる。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、運転状態に応じてＮＯx触媒の目標温度を設定することにより燃費の悪化を抑制しつつ硫黄被毒回復が可能な状態となったときに早期にＮＯx触媒を昇温させてＳＯx被毒回復の機会を多く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す概略構成図である。
【図２】（Ａ）は、パティキュレートフィルタの横方向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフィルタの縦方向断面を示す図である。
【図３】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態によるフィルタ設定温度を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・エンジン
１ａ・・・クランクプーリ
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・コモンレール
４ａ・・・コモンレール圧センサ
５・・・・燃料供給管
６・・・・燃料ポンプ
６ａ・・・ポンププーリ
８・・・・吸気枝管
９・・・・吸気管
１８・・・排気枝管
１９・・・排気管
２０・・・パティキュレートフィルタ
２１・・・排気絞り弁
２４・・・排気温度センサ
２５・・・ＥＧＲ通路
２６・・・ＥＧＲ弁
２７・・・ＥＧＲクーラ
２８・・・還元剤噴射弁
２９・・・還元剤供給路
３１・・・遮断弁
３３・・・クランクポジションセンサ
３５・・・ＥＣＵ
３６・・・アクセル開度センサ

Claims

流入する排気の空燃比がリーンのときには排気中のＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯxを還元するＮＯx触媒と、
前記ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄酸化物を除去する必要が生じたときに該ＮＯx触媒の昇温制御を行う昇温手段と、
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
を備え、
前記昇温手段は、内燃機関が低負荷状態のときにはＮＯ x 触媒の目標温度を硫黄酸化物の除去に必要となる温度とし、内燃機関が中負荷状態のときには低負荷に近づくほどＮＯ x 触媒の目標温度を高くし、若しくは、内燃機関が高負荷状態であってＮＯx触媒の昇温を行うのに適さない運転状態であるときにはＮＯx触媒の昇温を行わないことを特徴とする
内燃機関の排気浄化装置。
前記昇温手段が前記ＮＯx触媒の昇温を行っているときに、硫黄酸化物の除去を行うことができない運転状態が所定時間以上継続した場合には、前記昇温手段はＮＯx触媒の昇温を中止することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記昇温手段は、前記ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄酸化物を除去する必要が生じたときに、硫黄被毒の回復に必要とされる温度まで一旦ＮＯx触媒の温度を上昇させ、その後所定期間硫黄被毒回復が行われなかった場合には、内燃機関が低負荷状態のときにはＮＯ x 触媒の目標温度を硫黄酸化物の除去に必要となる温度とし、内燃機関が中負荷状態のときには低負荷に近づくほどＮＯ x 触媒の目標温度を高くし、若しくは、内燃機関が高負荷状態であってＮＯx触媒の昇温を行うのに適さない運転状態であるときにはＮＯx触媒の昇温を行わないことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。