JP2002047923A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７のＮＯ_Xトラップ
量及びＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）９のＰＭ
（パティキュレート）堆積量を効率的に低減する。 【解決手段】 内燃機関１の排気通路５に、流入する排
気中のＰＭを捕集するＤＰＦ９を配設する。このＤＰＦ
９の上流にＮＯ_X浄化触媒７を配設する。このＮＯ_X浄化
触媒７は、排気中のＮＯをＮＯ₂に酸化する酸化触媒と
しての機能と、流入する排気成分に応じて、排気中のＮ
Ｏ_Xをトラップするとともに、トラップしたＮＯ_Xを脱離
する上流側ＮＯ_Xトラップ触媒としての機能とを兼ね備
える。

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、内燃機関から排
出された排気を浄化するための排気浄化装置に関し、特
に、酸素を過剰に含むリーンバーン排気中の窒素酸化物
（ＮＯ_X）およびパティキュレート（排気微粒子，特に
煤；ＰＭ）を浄化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮着火を行うディーゼル内燃機関等で
は、ＣＯ₂の排出量が少ないという利点がある反面、Ｎ
Ｏ_X及びこのＮＯ_Xとトレードオフの関係にあるＰＭの低
減が大きな課題となっている。

【０００３】このような課題に対し、特開平９−５３４
４２号公報には、ＰＭを浄化するディーゼルパティキュ
レートフィルタ（以下、単にＤＰＦと呼ぶ）の上流に酸
化触媒、下流にＮＯ_X吸収触媒を配置し、上流の酸化触
媒で排気中のＮＯをＮＯ₂に酸化してＤＰＦに供給し、
このＮＯ₂を利用してＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼，除
去するとともに、ＤＰＦの下流へ排出されるＮＯ_XをＮ
Ｏ_X吸収触媒で吸収，浄化する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平９−５３４４２号公報のものでは、酸化触媒におけ
るＮＯ→ＮＯ₂の酸化が活発な温度領域ではＰＭが連続
的に燃焼，浄化されるものの、ＮＯ→ＮＯ₂反応が起こ
り難い状況、つまり酸化触媒が十分活性化していない温
度領域等では、ＤＰＦへのＮＯ₂流入量が少なくなり、
ＤＰＦにおけるＰＭの連続燃焼による自己再生が良好に
行われない。このために、ＤＰＦのＰＭ堆積量が過度に
増加し、ＰＭを良好に浄化できない、という事態が起こ
り得る。

【０００５】本発明の一つの目的は、ＮＯ_Xの浄化とＰ
Ｍの浄化とを高いレベルで両立し得る新規な内燃機関の
排気浄化装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に係る
発明は、内燃機関の排気通路に配設される排気浄化装置
であって、流入する排気中のパティキュレートを捕集す
るパティキュレートフィルタと、このパティキュレート
フィルタよりも上流側に配設され、排気中のＮＯをＮＯ
₂に酸化する機能を有する酸化触媒と、上記パティキュ
レートフィルタよりも上流側に配設され、流入する排気
成分に応じて、排気中のＮＯ_Xをトラップするととも
に、トラップしたＮＯ_Xを脱離する上流側ＮＯ_Xトラップ
（例えば上流側ＮＯ_Xトラップ触媒）と、を有すること
を特徴としている。

【０００７】このように、パティキュレートフィルタ
（ディーゼルパティキュレートフィルタ；ＤＰＦ）の上
流に、酸化触媒と上流側ＮＯ_Xトラップとを配置したた
め、上流側ＮＯ_Xトラップから脱離するＮＯ_Xの量を適宜
に調整することにより、上流側ＮＯ_Xトラップにトラッ
プされているＮＯ_Xトラップ量を所望の範囲に調整でき
ることに加え、ＤＰＦへ供給されるＮＯ₂の量を調整す
ることが可能である。このため、例えば酸化触媒が所定
の活性温度以下であり、この酸化触媒からのＮＯ₂の供
給量が十分でないような条件下においても、ＤＰＦへの
ＮＯ₂の供給量を十分に確保することができ、このよう
な高酸化力のあるＮＯ₂により、ＤＰＦに堆積するパテ
ィキュレート（ＰＭ）の燃焼反応を促進し、そのパティ
キュレート堆積量を効果的に低減することが可能であ
る。このようにして、ＮＯ_Xトラップ量やＰＭ堆積量を
所望の範囲に調整することにより、上流側ＮＯ_Xトラッ
プやＤＰＦを所望の性能が得られる状態に保持すること
ができ、結果として、ＰＭとＮＯ _Xとを高いレベルで安
定して浄化することが可能となる。

【０００８】特に、上述したような深層濾過方式のＤＰ
Ｆでは、ＰＭ堆積量によって、ＰＭ浄化性能が大きく変
化する。具体的には、ＰＭ堆積量が多すぎても少なすぎ
ても、ＤＰＦにおけるＰＭ浄化性能が低下してしまう。
従って、好ましくは請求項２に係る発明のように、上記
パティキュレートフィルタに堆積しているパティキュレ
ート推積量に基づいて、上記上流側ＮＯ_Xトラップから
のＮＯ_X脱離量を制御する。これにより、パティキュレ
ート堆積量を所望の範囲に正確に調整することが可能と
なる。

【０００９】より好ましくは請求項３に係る発明のよう
に、上記上流側ＮＯ_XトラップにトラップされているＮ
Ｏ_Xトラップ量と、上記パティキュレートフィルタに堆
積しているパティキュレート堆積量と、に基づいて、上
記上流側ＮＯ_XトラップからのＮＯ_X脱離量と、上記パテ
ィキュレートフィルタへ供給されるＮＯ₂供給量と、を
制御する。これにより、ＮＯ_Xトラップ量及びパティキ
ュレート堆積量を所望の範囲に正確に調整することがで
きる。

【００１０】このようにＮＯ_X脱離量やＮＯ₂供給量を制
御するために、例えば上流側ＮＯ_Xトラップへ流入する
排気の空燃比（空気過剰率）が調整され、あるいは排気
中の還元成分濃度が調整される。より具体的には、主燃
料の噴射後に副燃料が噴射制御され（ｐｏｓｔ噴射）、
ＥＧＲ率が調整され、上流側ＮＯ_Xトラップの上流側に
バーナが配置され、あるいはバーナの使用と共に追加燃
料が噴射制御される。

【００１１】上記のＰＭ堆積量を直接的に検出すること
は難しいので、好ましくは請求項４に係る発明のよう
に、上記パティキュレートフィルタの入口の排圧を検出
する排圧検出手段を有し、この排圧検出手段により検出
される排圧に基づいて、上記パティキュレート堆積量を
推定する。

【００１２】より具体的には請求項５に係る発明のよう
に、所定のＮＯ_X低減条件のときに、主として上記上流
側ＮＯ_XトラップにトラップされているＮＯ_Xトラップ量
を低減させるＮＯ_X低減運転を行うとともに、所定のパ
ティキュレート低減条件のときに、主としてパティキュ
レートフィルタに堆積しているパティキュレート堆積量
を低減させるパティキュレート低減運転を行う。

【００１３】上記のＮＯ_X低減運転を行う場合には、上
述した排気のリッチ化等により上流側ＮＯ_Xトラップか
らのＮＯ_X脱離量を増やせば良い。一方、ＰＭ低減運転
を行う場合、上流側ＮＯ_XトラップからのＮＯ_X脱離量を
単に増加させても、この脱離したＮＯ₂が高効率でＮ₂に
浄化されてしまうと、ＤＰＦへのＮＯ₂供給量をあまり
増加させることができない。

【００１４】そこで請求項６に係る発明では、上記ＮＯ
_X低減運転を行う場合、上記上流側ＮＯ_Xトラップへ流入
する排気の空気過剰率を１よりも小さくし、上記パティ
キュレート低減運転を行う場合、上記空気過剰率を略１
とする。

【００１５】これにより、空気過剰率λが１よりも十分
に小さい場合（λ＜＜１）、つまりスパイク深さが十分
に深い場合、還元雰囲気下にある上流側ＮＯ_Xトラップ
からのＮＯ_Xの脱離が十分に促進されるとともに、排気
中に含まれる還元成分（ＨＣ，ＣＯ）の量が多いため、
ＮＯ_Xの浄化が促進される。

【００１６】一方、上記空気過剰率が略１の場合（λ≒
１）、つまりスパイク深さが相対的に浅い場合、還元雰
囲気下にある上流側ＮＯ_XトラップからのＮＯ_Xの脱離が
促進される一方、排気中に含まれる還元成分の量が比較
的抑制される。従って、ＮＯ _XからＮ₂への浄化反応が抑
制され、その分、ＤＰＦへ供給されるＮＯ₂の量が増え
る。この結果、十分な量のＮＯ₂をＤＰＦへ供給するこ
とができ、ＰＭ堆積量を効果的に低減させることが可能
となる。

【００１７】あるいは請求項７に係る発明のように、上
記上流側ＮＯ_Xトラップは、流入する排気の還元成分濃
度が低いときにＮＯ_Xをトラップし、上記還元成分濃度
が高いときにＮＯ_Xを脱離する還元成分濃度変動型のＮ
Ｏ_Xトラップであり、上記ＮＯ _X低減運転を行う場合、上
記パティキュレート低減運転を行う場合に比して、上記
還元成分濃度を大きくする。

【００１８】この場合、還元成分としてのＨＣやＣＯ等
の濃度を変動させることにより、上流側ＮＯ_Xトラップ
からのＮＯ_X脱離量及びＤＰＦへのＮＯ₂供給量を調整す
ることができ、請求項６のように排気中の空気過剰率を
必ずしも変化させる必要がないことから、燃費悪化を抑
制することが可能となる。

【００１９】この還元成分濃度変動型の上流側ＮＯ_Xト
ラップは、好ましくは請求項８に係る発明のように、カ
リウム、ナトリウム、リチウム、セシウムからなるアル
カリ金属、バリウム、カルシウム、ストロンチウムから
なるアルカリ土類金属、ランタン、イットリウム、プラ
セオジウム、ネオジウム、サマリウムからなる希土類、
マンガン、鉄、ニッケル、コバルトから選ばれた少なく
とも一つと、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた
少なくとも一つとを含んでいる。

【００２０】好ましくは請求項９に係る発明のように、
上記ＮＯ_X低減条件が、上記ＮＯ_Xトラップ量が所定の飽
和量以上であることを含んでおり、上記パティキュレー
ト低減条件が、上記パティキュレート堆積量が所定の下
限値を越えていることを含んでいる。つまり、ＮＯ_Xト
ラップ量が飽和状態にあるときにＮＯ_X低減運転を実行
し、パティキュレート堆積量が少なすぎる場合にはＰＭ
低減運転を行わない。

【００２１】また請求項１０に係る発明では、上記パテ
ィキュレート低減条件が、上記酸化触媒へ流入する排気
温度が所定の活性温度以下であることを含んでいる。つ
まり、酸化触媒が所定の活性温度以下であり、この酸化
触媒でＮＯ→ＮＯ₂の反応が起き難いような運転状態の
場合にも、供給されるＮＯ₂を利用してＰＭ堆積量を低
減させるＰＭ低減運転を行うことができる。

【００２２】請求項１１に係る発明は、上記ＮＯ_X低減
運転を行う場合、その直前に、上記上流側ＮＯ_Xトラッ
プへ流入する排気の温度を所定の触媒活性温度以上に上
昇させることを特徴としている。

【００２３】この場合、ＮＯ_X低減運転を行う直前に排
気温度を上昇させて、上流側ＮＯ_Xトラップを活性温度
に上昇させることで、ＮＯ_X低減運転中のＮＯ_X浄化率の
向上を図ることができる。

【００２４】請求項１２に係る発明は、上記パティキュ
レートフィルタの下流側に配設され、流入する排気成分
に応じて、排気中のＮＯ_Xをトラップするとともに、ト
ラップされているＮＯ_Xを脱離する下流側ＮＯ_Xトラップ
（例えば下流側ＮＯ_Xトラップ触媒）を有することを特
徴としている。

【００２５】この場合、ＤＰＦの下流側に排出されるＮ
Ｏ_Xを下流側ＮＯ_Xトラップでトラップ，浄化することが
できるため、外部へ排出されるＮＯ_Xをより確実に低減
することができる。

【００２６】請求項１３に係る発明は、上記パティキュ
レートフィルタの芯部材上に、上記酸化触媒の成分と上
記上流側ＮＯ_Xトラップの成分とを含む触媒層が設けら
れていることを特徴としている。

【００２７】この場合、パティキュレートフィルタの筐
体内に酸化触媒と上流側ＮＯ_X触媒とが収容されること
となるため、装置の簡素化，小型化を図ることができ
る。また、パティキュレートフィルタを加熱することに
より酸化触媒と上流側ＮＯ_Xトラップも同時に加熱され
る形となるため、活性化に必要な熱容量の低減化を図る
こともできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パティキ
ュレートフィルタの上流に酸化触媒及び上流側ＮＯ_Xト
ラップを配置しているため、上流側ＮＯ_Xトラップから
のＮＯ_X脱離量を調整することにより、この上流側ＮＯ_X
トラップのＮＯ_Xトラップ量を調整できることに加え、
パティキュレートフィルタへ供給されるＮＯ₂の量を調
整することが可能で、このＮＯ₂を利用したパティキュ
レートフィルタの燃焼反応を促進することができる。こ
のため、上流側ＮＯ_XトラップのＮＯ_Xトラップ量やパテ
ィキュレートフィルタのパティキュレート堆積量を適正
な範囲に保持することが可能で、この結果、ＮＯ_Xの浄
化とパティキュレートの浄化とを高いレベルで両立する
ことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排気浄化装置
を、直列４気筒のディーゼル内燃機関の排気通路に適用
した実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００３０】図１は、本発明の第１実施例に係る排気浄
化装置を示す構成図である。この内燃機関（エンジン）
１は、いわゆるコモンレール型の燃料噴射装置２を備え
ており、一方の側面に、吸気マニホールド３と排気マニ
ホールド４とが上下に重ねて配置されている。排気マニ
ホールド４に連なる排気管（排気通路）５には、上流側
より順に、後述するＮＯ_X浄化触媒７とディーゼルパー
ティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）９とが配設されてい
る。ＮＯ_X浄化触媒７の入口には、流入する排気温度を
検出する排気温度センサ６が設けられ、ＤＰＦ９の入口
には、排圧（背圧）を検出する排圧センサ８が設けられ
ている。

【００３１】また、排気管５から吸気マニホールド３へ
排気の一部を還流させる排気還流通路１０が設けられて
おり、この排気還流通路１０に、排気還流率を調整する
例えば電子制御型の排気還流制御弁（ＥＧＲバルブ）１
１が介装されている。更に、排気を利用して吸気管１２
内の吸気を予圧する可変ノズル式のターボ過給機１３が
設けられている。このターボ過給機１３は、過給効率を
変化させて過給圧を調整可能であって、このターボ過給
機１３の下流側に、水冷式もしくは空冷式のインターク
ーラ１４が設けられている。

【００３２】制御ユニット（エンジンコントロールユニ
ット）１５は、各種演算処理を記憶，実行するメモリ，
ＣＰＵ等を備えた周知のコンピュータシステムであっ
て、上記のセンサ６，８の他、機関回転数Ｎｅを検出す
るエンジン回転数センサ１６や、アクセル開度Ｌを検出
するアクセル開度センサ１７等の機関運転状態を検出す
る各種センサが接続されており、これら各種センサから
の検出信号等に基づいて、様々なエンジン制御を行う。
つまり制御ユニット１５は、アクセル開度Ｌや機関回転
数Ｎｅ等に基づいて、燃料の噴射時期及び噴射量を演算
し、その演算結果に基づいて燃料噴射装置２を駆動制御
し、同様に、機関運転状態に応じて排気還流制御弁１１
やターボ過給機１３を駆動制御して、排気還流率（ＥＧ
Ｒ率）や過給圧を制御する。

【００３３】上記のＮＯ_X浄化触媒７は、機関排気中の
ＨＣ，ＣＯを高い効率で酸化して浄化するとともに、機
関排気中のＮＯを酸化してＮＯ₂を生成する酸化触媒と
しての機能と、流入する排気成分に応じて、排気中のＮ
Ｏ_Xをトラップするとともに、トラップしたＮＯ_Xを脱離
する上流側ＮＯ_Xトラップ触媒としての機能を併せ持っ
ている。つまり、ＮＯ_X浄化触媒７は、酸化触媒の機能
を有する上流側ＮＯ_Xトラップ触媒と言い換えることも
できる。

【００３４】このＮＯ_X浄化触媒７は、例えばコージェ
ライト製のモノリス担体上に、酸化触媒の成分とＮＯ_X
トラップ触媒の成分とを混ぜてコーティングさせたもの
である。なお、それぞれを層別にコーティングしてもよ
い。酸化触媒としては、例えばＰｔ、Ｐｄ等の貴金属成
分を担持した活性アルミナが用いられる。ＮＯ_Xトラッ
プ触媒としては、後述する第３実施例と同様の還元成分
濃度変動型のＮＯ_Xトラップ触媒を用いることもでき
る。

【００３５】ＤＰＦ９は、排気中のＰＭを捕集し、捕集
したＰＭを排気中のＮＯ₂と反応させるＰＭの捕集・処
理用のフィルタであり、一端が閉塞した中空円筒形状で
深層濾過方式のものが用いられている。具体的には、周
面部分に多数の孔を設けた有底円筒状をなす芯部材と、
この芯部材にセラミックファイバーを幾層にも巻き回し
て形成される外層部とで構成されており、底部として閉
塞されている端部が下流側となるように配置され、芯部
材の他方の開口端から排気が導入されるように取り付け
られている。従って、排気は内層部から外層部へと半径
方向外周側へ流れ、排気中のＰＭがセラミックファイバ
ーによって捕集される。なおＤＰＦ９としては、このタ
イプのものに限らず、従来より公知のニット状のファイ
バー、もしくはセラミックフォームタイプのもの、ある
いはこれらを組み合わせて用いてもよい。

【００３６】このＤＰＦ９に用いるセラミックファイバ
ーの性質について述べると、一般的にセラミックファイ
バーは、単位容積当りに用いる繊維表面積が非常に大き
い（約１００００ｃｍ²／ｃｃ）のが一つの特徴であ
る。これは、例えば一般的な触媒の担体に用いるコージ
ェライト製のモノリス担体の単位容積当りの表面積（約
２０〜３０ｃｍ²／ｃｃ）と比べて圧倒的に大きく、つ
まり、少ない容積で大きな表面積が得られるため、触媒
化には好適な材料である。

【００３７】図２は、この第１実施例に係る制御の流れ
を示すフローチャートで、このルーチンは、上記の制御
ユニット１５により所定時間毎に繰り返し実行される。

【００３８】Ｓ（ステップ）１では、エンジン運転状態
を読み込む。具体的には、エンジン回転数センサ１６か
ら機関回転数Ｎｅを、アクセル開度センサ１７からアク
セル開度Ｌを、排圧センサ８から排圧Ｐｆを読み込む。
Ｓ２では、機関回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ｌ等に基づ
いて、燃料噴射量Ｑを演算する。Ｓ３では、上流側ＮＯ
_Xトラップ触媒７にトラップされているＮＯ_Xトラップ量
を算出する。このＮＯ _Xトラップ量は、例えば特許公報
２６００４９２号公報の第６頁に記載されているよう
に、エンジン回転数Ｎｅの積算値から推測することがで
きる。

【００３９】Ｓ４では、ＤＰＦ９に堆積するＰＭ堆積量
を検知する。ＤＰＦ９のＰＭ堆積量を直接検知すること
は困難であるので、この実施例では、排圧センサ８によ
り検出されるＤＰＦ９の入口の排圧に基づいて、ＰＭ堆
積量を推定している。なお、吸入空気量に基づいて上記
の排圧を推定するようにしても良い。ＤＰＦ９の入口の
排圧は、ＰＭ堆積量以外の因子によっても変化し、例え
ば触媒７へ流入する排気量が増えれば排圧も上昇する。
このため、実際には、図３，４に示すようなＰＭ堆積量
推定用のマップを参照して、ＰＭ堆積量の上限値ＡＣＣ
２や下限値ＡＣＣ１に対応する排圧を、機関回転数Ｎｅ
及び燃料噴射量Ｑに基づいて推定する。

【００４０】Ｓ５ではＤＰＦ９の強制再生運転状態フラ
グｒｅｇ．が０であるかを判定する。このフラグｒｅ
ｇ．が１の場合はＳ２５へ進み、後述する強制再生運転
を続行する。Ｓ６では、ＤＰＦ９ヘのＰＭ堆積量が所定
の上限値ＡＣＣ２未満であるかを判定する。実際には、
現在の機関回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑに基づいて図３
のマップを参照することにより、ＰＭ堆積量の上限値Ａ
ＣＣ２に対応する排圧上限値を算出し、現在の排圧値Ｐ
ｆが排圧上限値未満であるかを判定する。

【００４１】Ｓ７では、主にＤＰＦ９に堆積しているＰ
Ｍ堆積量を低減するためのスライトリッチ運転（ＰＭ低
減運転）の状態フラグｒｉｃｈ１が０であるかを判定す
る。このフラグｒｉｃｈ１が１の場合はＳ１４へ進み、
スライトリッチ運転を続行する。Ｓ８では、上流側ＮＯ
_Xトラップ触媒７にトラップされているＮＯ_Xトラップ量
を低減するためのリッチ運転（ＮＯ_X低減運転）の状態
フラグｒｉｃｈ２が０であるかを判定する。このフラグ
ｒｉｃｈ２が１の場合にはＳ２０へ進み、リッチ運転を
続行する。Ｓ８ａでは、排気温度センサ６で検出される
排気温度Ｔが所定の活性温度Ｔｓ（図８）以下であるか
を判定する。なお、このＳ８ａは省略することも可能で
ある。

【００４２】Ｓ９では、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７に
流入する排気の空気過剰率λが１以下のリッチ運転状態
が可能であるかを判定する。ディーゼルエンジン等で
は、理論空燃比よりも希薄な空燃比で通常の運転が行わ
れているため、図５に示すように、アイドル等の低回転
低負荷条件のように燃焼が不安定となる運転領域で、リ
ッチ運転が成立しない場合がある。このため、Ｓ９にお
いてリッチ運転が可能でないと判定されれば、本ルーチ
ンを終了する。

【００４３】Ｓ１０では、ＤＰＦ９のＰＭ堆積量が所定
の下限値ＡＣＣ１より多いかを判定する。実際には、現
在の機関回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑに基づいて図４の
マップを参照することにより、下限値ＡＣＣ１に対応す
る排圧下限値を決定し、現在の排圧値Ｐｆが上記の排圧
下限値を越えているかを判定する。

【００４４】Ｓ１１では、Ｓ３で算出されるＮＯ_Xトラ
ップ量に基づいて、ＮＯ_X浄化触媒（上流側ＮＯ_Xトラッ
プ触媒）７に所定量Ｎ２’以上のＮＯ_Xがトラップされ
ているかを判定する。ＮＯ_Xトラップ量が所定量Ｎ２’
未満であれば、ＰＭ堆積量やＮＯ_Xトラップ量を低減す
る必要がないと判断して、本ルーチンを終了する。

【００４５】上記Ｓ５〜Ｓ１１の条件（ＰＭ低減条件）
を全て満たしていれば、Ｓ１２へ進み、主にＤＰＦ９に
堆積しているＰＭ堆積量を低減させるスライトリッチ運
転を開始する。より具体的には、浅いリッチスパイクを
入れることにより、空気過剰率が略１のスライトリッチ
運転を所定時間行い、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７から
ＮＯ₂の形で脱離するＮＯ₂をＤＰＦ９へ積極的に供給
し、この高酸化力のあるＮＯ₂を酸化剤として、ＤＰＦ
９に堆積しているＰＭの連続燃焼反応を促進し、ＰＭ堆
積量の低減化を図る。

【００４６】この点について、図６の特性図を参照して
詳述する。図６（ａ）は、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７
から脱離するＮＯ_X濃度を示し、図６（ｂ）は、上流側
ＮＯ_Xトラップ触媒７へ流入する排気の空気過剰率λを
示している。排気中の空気過剰率λ（空燃比，あるいは
リッチスパイクの深さ）の変化に応じて、上流側ＮＯ_X
トラップ触媒７から脱離するＮＯ_Xの量が変化するとと
もに、ＤＰＦ９へ供給されるＮＯ₂の供給量も大きく変
化する。図６（１）に示すように、空気過剰率λが１よ
りも十分に小さい（スパイク深さが深い）場合、還元雰
囲気下にある上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７からのＮＯ_Xの
脱離が促進されるとともに、排気中の空燃比が大きくリ
ッチ化し、還元剤（還元成分）として働くＣＯ，ＨＣの
排出量が多くなるため、この還元剤を用いて脱離したＮ
Ｏ_Xが高効率で浄化される。従って、最終的にＤＰＦ９
へ供給されるＮＯ₂の量は比較的少なくなる。

【００４７】一方、図６（２）に示すように、空気過剰
率λが略１の場合、つまりスパイク深さが浅い場合、還
元雰囲気下にある上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７からのＮ
Ｏ_Xの脱離が促進される一方で、排気の空燃比が略スト
イキとなり、還元剤の量が相対的に少なくなるために、
脱離したＮＯ_XがＮ₂に浄化される割合が少なくなり、言
い換えると、ＤＰＦ９へ供給されるＮＯ₂の量が相対的
に多くなる。このため、ＮＯ₂を利用したＤＰＦ９のＰ
Ｍ連続燃焼が促進され、ＰＭ堆積量が効率的に低減され
る。

【００４８】ここで、上記のＳ８ａ及び図７，８に示す
ように、酸化触媒に流入する排気温度Ｔが活性温度Ｔｓ
（例えば３００℃）を越えている場合、酸化触媒の作用
によりＰＭ連続燃焼（自己再生）に必要な量のＮＯ₂が
ＤＰＦへ供給される。しかしながら、活性温度Ｔｓ以下
の場合には、酸化触媒からＤＰＦへ十分な量のＮＯ₂が
供給されず、そのままではＰＭの連続燃焼反応が行われ
ない。そこで本実施例では、このようにＤＰＦへのＮＯ
₂の供給量が不足するような運転状態のときに、スライ
トリッチ運転を行う。これにより、このような状況にお
いても、ＤＰＦへ十分な量のＮＯ₂が供給され、ＰＭ堆
積量の低減化を図ることができる。

【００４９】これに対し、特開平９−５３４４２号公報
の装置のように、ＤＰＦの上流側にＮＯ_Xトラップ触媒
が設けられていない構成の場合、酸化触媒が活性化しな
いような状況下において、ＤＰＦのＰＭ堆積量を低減す
るためには、ｐｏｓｔ噴射等によって排気温度をＤＰＦ
の自己燃焼温度である６００℃程度まで上昇させる強制
再生を実施しなければならないので、燃費悪化等を招聘
してしまう。

【００５０】なお、上記のように排気の空燃比を一時的
にリッチ化する手法としては、例えば特開平９−５３４
４２号公報の第４頁に記載されているように、主燃料の
噴射後に副燃料を後噴射するｐｏｓｔ噴射を行うこと
や、吸気絞り弁やスロットルチャンバを利用して必要な
空気量だけをエンジンに送り込む制御を行うこと等が挙
げられる。

【００５１】続く、Ｓ１３では、スライトリッチ運転が
続行中であることを示すために、上記フラグｒｉｃｈ１
を１にする。このλ≒１のスライトリッチ運転が所定時
間ｔ１経過すると、Ｓ１４からＳ１５へ進み、スライト
リッチ運転を終了する。具体的には、排気の空燃比を通
常のリーン状態へ復帰させる。このスライトリッチ運転
時間ｔ１は、後述するリッチ運転時間ｔ２に比して長く
なる傾向にある。

【００５２】上記のＳ１０において、ＤＰＦ９のＰＭ堆
積量が所定の下限値ＡＣＣ１を越えていないと判定さ
れ、かつ、Ｓ１７において、Ｓ３で算出された上流側Ｎ
Ｏ_Xトラップ触媒７のＮＯ_Xトラップ量が所定の飽和量Ｎ
２に達していると判定された場合、つまりＮＯ_Xトラッ
プ量を低減すべき条件にある場合、主に上流側ＮＯ_Xト
ラップ触媒７にトラップされているＮＯ_Xを低減するた
めのリッチ運転を開始する。なお、Ｓ１７における飽和
量Ｎ２は、上述したＳ１１における所定量Ｎ２’と同じ
か、あるいは大きく設定されている。

【００５３】より具体的には、図６の（１）に示すよう
に、深いリッチスパイクを入れることにより、上流側Ｎ
Ｏ_Xトラップ触媒７へ流入する排気の空燃比を一時的に
リッチ側へ大きく変化させて（空気過剰率λ＜＜１）、
上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７にトラップされたＮＯ_Xを積
極的に脱離させる。

【００５４】このように排気の空燃比を一時的にリッチ
化する手法としては、上述したように、ｐｏｓｔ噴射を
行うことや、吸気絞り弁やスロットルチャンバを利用し
て必要な吸入空気量だけを機関に送り込む制御を行うこ
とや、燃料噴射量を一時的に増量制御すること等が挙げ
られる。

【００５５】続くＳ１９では、λ＜＜１のリッチ運転が
続行中であることを示すために、上記フラグｒｉｃｈ２
を１にする。このリッチ運転が所定時間ｔ２を経過する
と、Ｓ２０からＳ２１へ進み、リッチ運転を終了する。
つまり、排気の空燃比を通常のリーン状態へ復帰させ
る。そして、Ｓ２２において、上記のフラグｒｉｃｈ２
を０に戻し、本ルーチンを終了する。

【００５６】上記のＳ６において、ＤＰＦ９のＰＭ堆積
量が上限値ＡＣＣ２以上であり、ＮＯ₂を用いたＰＭ連
続燃焼だけでは排圧上昇を回避できず、ＰＭ堆積量をよ
り確実に減らす必要があると判定された場合には、Ｓ２
３へ進み、強制的にＤＰＦ９を再生する強制再生運転を
開始する。具体的には、吸入空気量やＥＧＲ率を制御し
たり、ｐｏｓｔ噴射を行う等によって、ＤＰＦ９へ流入
する排気温度をＰＭの自己燃焼温度である６００℃程度
まで上昇させる。

【００５７】続くＳ２４では、強制再生運転が続行中で
あることを示すために、上記フラグｒｅｇ．を１とす
る。この強制再生運転が所定時間ｔ３経過したと判定さ
れると、Ｓ２５からＳ２６へ進み、強制再生運転を終了
する。そして、Ｓ２７において、上記のフラグｒｅｇ．
を０に戻し、本ルーチンを終了する。

【００５８】このように本実施例では、ＰＭ堆積量が下
限値ＡＣＣ１から上限値ＡＣＣ２までのＰＭ連続燃焼可
能範囲内にあり、酸化触媒が活性化しておらず、かつ、
上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７にＮＯ_Xがある程度（Ｎ
２’）トラップされているような場合には、空気過剰率
λ≒１のスライトリッチ運転が所定時間ｔ１行われる。
これにより、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７からＮＯ_Xが脱
離してＮＯ_Xトラップ量が低減されるとともに、脱離し
たＮＯ_XがＮＯ₂の形で下流側のＤＰＦ９へ十分に供給さ
れ、この酸化力の強いＮＯ₂でＤＰＦ９に堆積している
ＰＭが効率よく燃焼され、ＰＭ堆積量を効果的に低減す
ることができる。

【００５９】また、ＰＭ堆積量が下限値ＡＣＣ１に達し
ておらず、かつ、ＮＯ_Xトラップ量が飽和量Ｎ２に達し
ているような場合には、空気過剰率＜＜１のリッチ運転
が所定時間ｔ２行われる。これにより、還元雰囲気内で
上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７から良好にＮＯ_Xが脱離し、
ＮＯ_Xトラップ量が低減されるとともに、この脱離した
ＮＯ_Xが還元剤を用いて高効率で浄化される。

【００６０】このようにリッチ運転を行う場合、脱離し
たＮＯ_Xが高効率で浄化されるため、上記のスライトリ
ッチ運転を行う場合に比して、下流側のＤＰＦ９へ供給
されるＮＯ₂の量は少なくなる。しかしながら、微粒子
を捕捉するＤＰＦが本実施例のように深層濾過方式の場
合、ＤＰＦ９のＰＭ堆積量が少なすぎる、つまり下限値
ＡＣＣ１以下であると、かえってＰＭ浄化率が低下して
しまうので、ＰＭ堆積量を増加させる必要があり、この
点からも、上記のようにＤＰＦ９へ供給されるＮＯ₂の
量が少なくなる方が良い。

【００６１】このように本実施例では、ＤＰＦ９のＰＭ
堆積量や上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７のＮＯ_Xトラップ量
に応じて、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７へ流入する排気
中の空気過剰率を制御することにより、必要に応じて上
流側ＮＯ_Xトラップ触媒７のＮＯ_Xトラップ量を有効に低
減できるとともに、ＤＰＦ９のＰＭ堆積量を適宜に調整
することができる。この結果、ＮＯ_X及びＰＭの双方を
高いレベルで浄化することができる。

【００６２】更に、ＰＭ堆積量が上限値ＡＣＣ２以上の
場合には、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７のＮＯ_Xトラップ
量にかかわらず、ＤＰＦ９へ流入する排気温度をＰＭ自
己燃焼温度（約６００℃）程度まで上昇させる等によ
り、ＤＰＦ９に堆積しているＰＭ堆積量を強制的に低減
させる強制再生運転が所定時間ｔ３行われるため、確実
にＰＭ堆積量を低減することができる。

【００６３】図９は本発明の第２実施例に係る制御の流
れを示すフローチャートの一部であり、図２に示すフロ
ーチャートに対し、Ｓ１７ａとＳ１７ｂとが追加されて
いる。つまり、Ｓ１８においてリッチ運転（ＮＯ_X低減
運転）を行う直前に、Ｓ１７ａにおいて、上流側ＮＯ_X
トラップ触媒７へ流入する排気温度Ｔが、このＮＯ_Xト
ラップ触媒が活性化する活性温度Ｔ１（≒Ｔｓ）を越え
ているかを判定する。越えていなければ、Ｓ１７ｂにお
いて、触媒昇温手段を作動させて、上流側ＮＯ_Xトラッ
プ触媒７の温度を活性温度Ｔ１を越えるまで上昇させ
る。これにより、リッチ運転を行う際のＮＯ_X浄化率が
更に向上する。この触媒昇温手段としては、吸気絞り弁
等により吸入空気量を制御することや、ｐｏｓｔ噴射を
行うこと等が挙げられる。

【００６４】図１０は、本発明の第３実施例に係る内燃
機関の排気浄化装置を示す概略構成図である。この第３
実施例では、排気通路５におけるＤＰＦ９の下流側に、
下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１が配設されている点で、
上記第１実施例と異なっている。つまり、ＤＰＦ９の上
流に上流側ＮＯ_Xトラップ触媒２０が配設されるととも
に、ＤＰＦ９の下流に下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１が
配置されている。

【００６５】下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１は、第１実
施例の上流側ＮＯ_Xトラップ触媒７と同様、流入する排
気成分に応じて、排気中のＮＯ_Xをトラップするととも
に、トラップしたＮＯ_Xを脱離するようになっている。

【００６６】また、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒２０は、
流入する排気ガスの還元成分濃度が低いときにＮＯ_Xを
トラップし、流入する排気ガスの還元成分濃度が高いと
きにＮＯ_Xを脱離，浄化する還元成分濃度変動型のＮＯ_X
トラップ触媒となっている。つまり、この上流側ＮＯ_X
トラップ触媒２０は、本出願人が先に出願した特願平１
０−３１９６８９号に記載されているものと同様、Ｌａ
等を主成分としており、ＨＣの濃度変動に応じてＮＯ_X
をトラップ又は脱離する特性を有している。より具体的
には、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒２０は、カリウム、ナ
トリウム、リチウム、セシウムからなるアルカリ金属、
バリウム、カルシウム、ストロンチウムからなるアルカ
リ土類金属、ランタン、イットリウム、プラセオジウ
ム、ネオジウム、サマリウムからなる希土類、マンガ
ン、鉄、ニッケル、コバルトから選ばれた少なくとも一
つと、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた少なく
とも一つとを含んでいる。

【００６７】このような還元成分濃度変動型の上流側Ｎ
Ｏ_Xトラップ触媒２０では、ＮＯ_X脱離時の還元成分濃度
（ＨＣ濃度）が高くなると、脱離したＮＯ_Xの浄化率が
高くなって、ＤＰＦへ供給されるＮＯ₂の量が相対的に
減少し、逆に還元成分濃度が低くなると、脱離したＮＯ
_Xの浄化率が低くなり、ＤＰＦへ供給されるＮＯ₂供給量
が相対的に増加する。このような特性を利用し、排気中
の還元成分濃度を調整することによって、第１実施例と
同様、ＮＯ_Xトラップ量及びＰＭ堆積量の双方を効果的
に調整することができる。

【００６８】また、ＤＰＦ９の下流に下流側ＮＯ_Xトラ
ップ触媒２１を配置することで、ＤＰＦ９の下流に排出
されるＮＯ_Xをトラップ・浄化することができるため、
ＮＯ_X浄化性能が一段と向上する。

【００６９】図１１は、この第３実施例の制御の流れを
示すフローチャートで、このルーチンは、制御ユニット
１５により所定時間毎に繰り返し実行される。なお、図
２の第１実施例と実質的に同じステップについては適宜
説明を省略する。

【００７０】Ｓ３１〜Ｓ３６は、図２のＳ１〜Ｓ６とほ
ぼ同様である。なお、Ｓ３３では、上流側ＮＯ_Xトラッ
プ触媒２０及び下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１の双方の
ＮＯ_Xトラップ量が算出される。また、Ｓ３６におい
て、ＰＭ堆積量が上限値ＡＣＣ２以上であると判定され
た場合には、Ｓ５３以降へ進み、ＰＭ堆積量を強制的に
低減する強制再生制御が行われる。このＳ５３〜５７
は、図２のＳ２３〜２７とほぼ同様である。

【００７１】Ｓ３７では、主にＤＰＦ９のＰＭ堆積量を
低減するためのＰＭ低減運転である還元成分濃度変動運
転（ＨＣ変動運転）の状態を表すフラグＨＣ１が０であ
るかを判定する。フラグＨＣ１が０でない（１である）
と判定された場合には、Ｓ４５へ進み、ＨＣ変動運転を
続行する。

【００７２】Ｓ３８，Ｓ３８ａ，Ｓ３９は、図２のＳ
８，Ｓ８ａ，Ｓ９とほぼ同様である。すなわち、ＰＭ堆
積量が上限値ＡＣＣ２未満であり、酸化触媒が活性温度
Ｔｓ以下にあり、強制再生制御，ＨＣ変動運転，又はリ
ッチ運転が続行中ではなく、かつ、空気過剰率が１以下
のリッチ運転が可能であると判定された場合には、Ｓ４
０へ進み、下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１のＮＯ_Xトラッ
プ量が所定の飽和量Ｎ１以下であるかを判定する。

【００７３】続くＳ４１において、ＤＰＦ９のＰＭ堆積
量が所定の下限値ＡＣＣ１を越えていると判定され、か
つ、Ｓ４２において、ＨＣ濃度変動型の上流側ＮＯ_Xト
ラップ触媒２０のＮＯ_Xトラップ量が所定量Ｎ２以上と
判定された場合、Ｓ４３へ進み、ＨＣ変動運転を開始す
る。それ以外の場合には、本ルーチンを終了する。

【００７４】ＨＣ濃度の変動は、ｐｏｓｔ噴射、早期ｐ
ｉｌｏｔ噴射、ＥＧＲ濃度の変動等により行うことがで
きる。一例として、ｐｏｓｔ噴射でＨＣ濃度を変動させ
る場合について説明すると、上死点から１００〜１８０
°後に筒内に１ｍｍ³／ｓｔｃｙｌ（１気筒１ストロー
ク）程度の燃料を噴射することで、排気中のＨＣ濃度は
数百ｐｐｍ増加する。このようにしてＨＣ濃度を適切に
増加させることにより、上流側ＮＯ_Xトラップ触媒２０
にトラップされているＮＯ_XがＮＯ₂となって触媒から脱
離し、ＤＰＦ９へ効率的に供給される。この高酸化力の
あるＮＯ₂でＤＰＦ９に堆積しているＰＭを効率よく燃
焼させて除去させることができる。

【００７５】続くＳ４４では、ＨＣ変動運転が続行中で
あることを示すために、上記のフラグＨＣ１を１とす
る。このＨＣ変動運転が所定時間ｔ１経過したと判定さ
れると、Ｓ４５からＳ４６へ進み、ＨＣ変動運転を終了
する。つまり、ＨＣ濃度を通常の制御状態に復帰させ
る。そして、Ｓ４７で上記のフラグＨＣ１を０に戻し、
本ルーチンを終了する。

【００７６】Ｓ４０において、下流側ＮＯ_Xトラップ触
媒２１のＮＯ_Xトラップ量が飽和量Ｎ１を越えていると
判定された場合には、Ｓ４８へ進み、主として下流側Ｎ
Ｏ_Xトラップ触媒２１にトラップされているＮＯ_Xトラッ
プ量を低減するためのリッチ運転（ＮＯ_X低減運転）を
開始する。つまり、空気過剰率λ＜＜１として、上述し
たＨＣ変動運転の場合よりも還元成分濃度を更に大きく
する。これにより、下流側ＮＯ_Xトラップ触媒２１にも
十分に還元剤（ＨＣ，ＣＯ）が供給され、この下流側Ｎ
Ｏ_Xトラップ触媒２１を高効率で浄化することができ
る。なお、Ｓ４８〜Ｓ５２は、図２のＳ１８〜Ｓ２２と
ほぼ同様である。

【００７７】図１２は、ＤＰＦの他の例を示している。
このＤＰＦ３０は、上記実施例のＤＰＦ９と同様、一端
が閉塞した中空円筒形状をなす深層濾過方式の構成とな
っており、有底円筒状をなす芯部材３１と、この芯部材
にセラミックファイバーを幾層にも巻き回して形成され
る外層部３２と、を有している。そして、ＤＰＦ３０の
芯部材３１の外周上に、ＮＯをＮＯ₂に酸化する機能を
有する酸化触媒の成分と、流入する排気成分に応じてＮ
Ｏ_Xをトラップ又は脱離する上流側ＮＯ_Xトラップ触媒の
成分と、が混入された触媒層３３が層状に配設されてい
る。つまり、ＤＰＦ３０の芯部材３１と外層部３２との
間に触媒層３３が介装されている。

【００７８】また、このＤＰＦ３０は、底部として閉塞
されている端部が下流側となるように配置され、芯部材
３１の他方の開口端から排気が導入されるように取り付
けられている。従って、排気は内側の触媒層３３から外
層部３２へと半径方向外周側へ流れ、触媒層３３によっ
て排気中のＮＯがＮＯ₂に酸化されるとともに、ＮＯ_Xが
適宜にトラップ又は脱離され、かつ、下流側の外層部
（セラミックファイバー）３２によって排気中のＰＭが
捕集される。

【００７９】この場合、ＤＰＦ３０の筐体内に酸化触媒
と上流側ＮＯ_X触媒とが収容されることとなるため、装
置の簡素化，小型化を図ることができる。また、ＤＰＦ
３０を加熱することにより酸化触媒と上流側ＮＯ_Xトラ
ップ触媒も加熱される形となり、活性化に必要な熱容量
の低減化を図ることもできる。

【００８０】以上のように本発明を具体的な実施例に基
づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定され
るものではなく、例えば排気温度を上昇させるために、
触媒の上流側にバーナを配置したり、このバーナの使用
と共に追加燃料を噴射しても良い。また、上流側ＮＯ_X
トラップ触媒と酸化触媒とを別々の筐体に配置しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置を示す概略構成図。

【図２】第１実施例の制御の流れを示すフローチャー
ト。

【図３】ＰＭ堆積量の上限値ＡＣＣ２に対応する排圧推
定用のマップ。

【図４】ＰＭ堆積量の下限値ＡＣＣ１に対応する排圧推
定用のマップ。

【図５】リッチ運転可能領域判定用のマップ。

【図６】上流側ＮＯ_Xトラップ触媒に流入する排気の空
気過剰率と、この排気中のＮＯ_X濃度との関係を示す説
明図。

【図７】機関回転数及び燃料噴射量に対するＤＰＦの自
己再生領域を示す特性図。

【図８】上流側ＮＯ_Xトラップ触媒へ流入する排気温度
と触媒から排出されるＮＯ₂濃度との関係を示す特性
図。

【図９】本発明の第２実施例に係る制御の流れを示すフ
ローチャート。

【図１０】本発明の第３実施例に係る内燃機関の排気浄
化装置を示す概略構成図。

【図１１】上記第３実施例の制御の流れを示すフローチ
ャート。

【図１２】ＤＰＦの他の例を示す斜視図。

【符号の説明】

５…排気管（排気通路） ６…排気温度センサ ７…ＮＯ_X浄化触媒（上流側ＮＯ_Xトラップ触媒） ８…排圧センサ（排圧検出手段） ９…ＤＰＦ（パティキュレートフィルタ） １５…制御ユニット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３８０Ｅ 41/04 ３５５ 41/04 ３５５ Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA03 BA01 CA01 CB00 DA03 DA12 DA18 DA20 EA02 EA05 EA06 3G091 AA10 AA11 AA18 AB13 BA13 BA14 CA26 CB02 CB03 DB10 EA01 EA07 EA17 EA32 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB17X HA15 HA16 HA37 3G301 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 JA24 JA25 MA01 MA11 MA18 MA19 NA06 NA08 NC01 NC04 ND02 NE12 NE13 NE14 NE15 NE23 PB03Z PB05Z PD11Z PD14Z PE01Z PF03Z PG00Z

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配設される排気浄
   化装置であって、 流入する排気中のパティキュレートを捕集するパティキ
   ュレートフィルタと、 このパティキュレートフィルタよりも上流側に配設さ
   れ、排気中のＮＯをＮＯ ₂に酸化する機能を有する酸化
   触媒と、 上記パティキュレートフィルタよりも上流側に配設さ
   れ、流入する排気成分に応じて、排気中のＮＯ_Xをトラ
   ップするとともに、トラップしたＮＯ_Xを脱離する上流
   側ＮＯ_Xトラップと、を有することを特徴とする内燃機
   関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 上記パティキュレートフィルタに堆積し
   ているパティキュレート推積量に基づいて、上記上流側
   ＮＯ_XトラップからのＮＯ_X脱離量を制御することを特徴
   とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】 上記上流側ＮＯ_Xトラップにトラップさ
   れているＮＯ_Xトラップ量と、上記パティキュレートフ
   ィルタに堆積しているパティキュレート堆積量と、に基
   づいて、上記上流側ＮＯ_XトラップからのＮＯ_X脱離量
   と、上記パティキュレートフィルタへ供給されるＮＯ₂
   供給量と、を制御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。
4. 【請求項４】 上記パティキュレートフィルタの入口の
   排圧を検出する排圧検出手段を有し、この排圧検出手段
   により検出される排圧に基づいて、上記パティキュレー
   ト堆積量を推定することを特徴とする請求項２又は３に
   記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 【請求項５】 所定のＮＯ_X低減条件のときに、主とし
   て上記上流側ＮＯ_XトラップにトラップされているＮＯ_X
   トラップ量を低減させるＮＯ_X低減運転を行うととも
   に、所定のパティキュレート低減条件のときに、主とし
   てパティキュレートフィルタに堆積しているパティキュ
   レート堆積量を低減させるパティキュレート低減運転を
   行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
   内燃機関の排気浄化装置。
6. 【請求項６】 上記ＮＯ_X低減運転を行う場合、上記上
   流側ＮＯ_Xトラップへ流入する排気の空気過剰率を１よ
   りも小さくし、上記パティキュレート低減運転を行う場
   合、上記空気過剰率を略１とすることを特徴とする請求
   項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. 【請求項７】 上記上流側ＮＯ_Xトラップは、流入する
   排気の還元成分濃度が低いときにＮＯ_Xをトラップし、
   上記還元成分濃度が高いときにＮＯ_Xを脱離する還元成
   分濃度変動型のＮＯ_Xトラップであり、 上記ＮＯ_X低減運転を行う場合、上記パティキュレート
   低減運転を行う場合に比して、上記還元成分濃度を大き
   くすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排
   気浄化装置。
8. 【請求項８】 上記上流側ＮＯ_Xトラップは、カリウ
   ム、ナトリウム、リチウム、セシウムからなるアルカリ
   金属、バリウム、カルシウム、ストロンチウムからなる
   アルカリ土類金属、ランタン、イットリウム、プラセオ
   ジウム、ネオジウム、サマリウムからなる希土類、マン
   ガン、鉄、ニッケル、コバルトから選ばれた少なくとも
   一つと、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた少な
   くとも一つとを含むことを特徴とする請求項７に記載の
   内燃機関の排気浄化装置。
9. 【請求項９】 上記ＮＯ_X低減条件が、上記ＮＯ_Xトラッ
   プ量が所定の飽和量以上であることを含んでおり、 上記パティキュレート低減条件が、上記パティキュレー
   ト堆積量が所定の下限値を越えていることを含んでいる
   ことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の内燃
   機関の排気浄化装置。
10. 【請求項１０】 上記パティキュレート低減条件が、上
    記酸化触媒へ流入する排気温度が所定の活性温度以下で
    あることを含んでいることを特徴とする請求項５〜９の
    いずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
11. 【請求項１１】 上記ＮＯ_X低減運転を行う場合、その
    直前に、上記上流側ＮＯ_Xトラップへ流入する排気の温
    度を所定の触媒活性温度以上に上昇させることを特徴と
    する請求項５〜１０のいずれかに記載の内燃機関の排気
    浄化装置。
12. 【請求項１２】 上記パティキュレートフィルタの下流
    側に配設され、流入する排気成分に応じて、排気中のＮ
    Ｏ_Xをトラップするとともに、トラップされているＮＯ_X
    を脱離する下流側ＮＯ_Xトラップを有することを特徴と
    する請求項１〜１１のいずれかに記載の内燃機関の排気
    浄化装置。
13. 【請求項１３】 上記パティキュレートフィルタの芯部
    材上に、上記酸化触媒の成分と上記上流側ＮＯ_Xトラッ
    プの成分とを含む触媒層が設けられていることを特徴と
    する請求項１〜１２のいずれかに記載の内燃機関の排気
    浄化装置。