JP2002339730A

JP2002339730A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2002339730A
Application number: JP2001148193A
Authority: JP
Inventors: Taro Yokoi; 太郎横井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: JP3864723B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関（ディーゼルエンジン）の粒子捕集手
段とＮＯｘトラップ触媒の再生を、良好な排気浄化性能
を維持しつつ実施する。【解決手段】ディーゼルパティキュレートフィルタ（Ｄ
ＰＦ）の再生時期と判断されたときに、該ＤＰＦ再生時
に行われる燃料を膨張行程から排気行程にかけて噴射す
るポスト燃料の噴射量を算出し、該ＤＰＦを再生した場
合にＮＯｘトラップ触媒がＮＯｘ吸収能力を超えるかを
判断し、超える場合はポスト噴射によるＮＯｘトラップ
触媒の再生を行ってからＤＰＦの再生を行うようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、内燃機関、特にディーゼル機関における排気
浄化技術、詳しくは、ＮＯｘと粒子を浄化処理する技術
に関する。

【０００１】

【従来の技術】従来の内燃機関の排気浄化装置として
は、例えば特開平９−５３４４２号に開示されるものが
ある。これはディーゼル機関の排気系に一酸化窒素（Ｎ
Ｏ）を二酸化窒素（ＮＯ₂）に酸化する手段、例えば酸
化触媒と、排気微粒子を捕集する手段、例えばディーゼ
ル・パーティキュレート・フィルタ（以下ＤＰＦとい
う）と、ＮＯ除去手段、例えば排気空燃比がリーンのと
きに排気中のＮＯｘを吸収し、排気の酸素濃度が低下す
ると吸収していたＮＯｘを放出，還元処理するＮＯｘト
ラップ触媒を備える。そして、ＤＰＦに排圧が上昇しす
ぎてしまうために除去が必要なほど粒子が堆積した場合
は、粒子を酸化処理するために吸気絞りにより排気温度
を上昇させ、また、ＮＯｘトラップ触媒が能力の限界レ
ベルにＮＯｘを吸収し、このまま処理しないと流入した
ＮＯｘをそのまま下流へ放出し、大気を汚染する可能性
がある場合に、ＮＯｘトラップ触媒に流入する排気の空
燃比を一時的に過濃としてＮＯｘトラップ触媒に吸収さ
れていたＮＯｘを放出，還元処理するものである。これ
により、ディーゼル機関から排出されるＮＯｘと微粒子
を効果的に除去することを狙っている。

【０００２】他の従来例としては、例えば特開平１０−
１７６５２２号に開示されるものがある。これは、前記
ＮＯｘトラップ触媒は、流入する排気の空燃比によりＮ
Ｏｘ吸収能力が変化するという問題点を解決するもので
ある。具体的には前記ＮＯｘトラップ触媒を排気系に備
えた希薄燃焼可能な内燃機関の排気浄化方法において、
ＮＯｘトラップ触媒に吸収されたＮＯｘ量を推定し、そ
の推定値が閾値を越えた場合に排気中の酸素濃度を低下
させてＮＯｘトラップ触媒を再生させると共に放出した
ＮＯｘを還元するＮＯｘトラップ触媒再生手法を有し、
前記閾値をＮＯｘトラップ触媒に流入する排気空燃比を
計測する空燃比センサの出力値により排気空燃比が薄い
ほど前記閾値を大きく設定している。これにより、空燃
比に関わらず最適にＮＯｘトラップ触媒の再生が実施さ
れることを狙っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来例に
おいては以下のような問題点がある。例えば特開平９−
５３４４２号においては、ＤＰＦに粒子が多く堆積した
場合に、吸気絞りを行って排気温度を上昇させることに
より、堆積した粒子を排気中の酸素や二酸化窒素を酸化
剤として酸化処理するＤＰＦ再生制御を行なっている。

【０００４】ところが、吸気量を絞ると燃焼に関わる酸
素が少なくなる結果、ＮＯｘトラップ触媒へ流入する排
気の空燃比が濃くなる。さらに、吸気量を減量しても同
一トルクを得るためには、燃料量は同等以上に噴射する
必要があるため、燃焼空燃比はＤＰＦ再生制御を実行す
るとさらに濃くなり、その結果ＮＯｘトラップ触媒へ流
入する排気の空燃比も同時にさらに濃くなると予想され
る。これは、排気温度上昇のために膨張行程後期から排
気行程にかけて燃料を噴射して触媒に流入する排気中に
燃料を供給し、その燃料と排気中の酸素とを触媒上で反
応させて排気温度を上昇させる方式や、過給機付内燃機
関で過給を停止する方式などでも同様に排気の空燃比は
濃くなると考えられる。

【０００５】ＮＯｘトラップ触媒へ流入する排気の空燃
比が濃くなると、特開平１０−１７６５２２号で問題点
として指摘されている通り、空燃比が薄かったために多
くのＮＯｘを吸収したＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収
能力が一気に低下するため、空燃比が濃くなってからの
ＮＯｘ吸収能力を越えて吸収していたＮＯｘは放出さ
れ、放出されたＮＯｘが還元されるほどには空燃比が濃
くない（ＤＰＦ再生のために酸素が必要なので、リッチ
にはしないためＨＣ等の還元剤がほとんどない）ので、
そのままＮＯｘが大気中に流出する場合がある。

【０００６】また、特開平１０−１７６５２２で実施例
として開示されている手法は、排気系に配置された酸素
濃度センサおよび温度センサでの計測値に応じて設定さ
れる所定値をＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収量が越え
ていればＮＯｘトラップ触媒の再生処理を実行するもの
であるが、センサの計測値をフィードバックして判断し
ていては、ＤＰＦの再生処理を一気に開始した場合など
急激な空燃比変化に対しては応答が遅く、結果として図
１１に示す様にスパイク的なＮＯｘの放出が発生するこ
ととなる。この瞬間ＮＯｘトラップ触媒は流入してくる
ＮＯｘをほとんど吸収できない状態であり、かつ、ＮＯ
ｘトラップ触媒は吸収していたＮＯｘを放出するので、
前記スパイクのピーク濃度は触媒の付いていない状態の
ＮＯｘ排出量を大きく超える可能性があり、他の条件で
はＮＯｘ排出量を極低レベルにしている最近の希薄燃焼
機関においては前記スパイク的なＮＯｘの排出は全体の
ＮＯｘ排出性能に対して非常に大きく寄与する。また、
ＮＯｘトラップ触媒に流入する空燃比をエンジンの運転
条件（例えば燃料噴射量や吸入空気量）により算出した
としてもＮＯｘトラップ触媒の再生処理を実施する前に
ＤＰＦの再生処理が開始されてしまっては前記スパイク
的なＮＯｘの発生は回避できない。それを避けるために
演算頻度を高めればある程度の効果は見込めるが、ＮＯ
ｘトラップ触媒の再生処理を実施する前にＤＰＦの再生
処理が開始されてしまう可能性は排除できない。また、
ＣＰＵの処理能力にも限界があるため他の演算が犠牲と
なるか、もしくは演算速度の速いＣＰＵが必要となりコ
ストの増大につながる。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたもので、ＤＰＦ及びＮＯｘトラップ触媒の再
生を、排気浄化性能の悪化を抑制しつつ良好に行えるよ
うにした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、希薄燃焼可能な機関に、排気空燃比が希薄で
ある場合にＮＯｘを吸収し、排気空燃比が濃化すると吸
収していたＮＯｘを放出，還元するＮＯｘトラップ触媒
と、排気中の粒子を捕集する粒子捕集手段と、を備えた
内燃機関の排気浄化装置において、前記ＮＯｘトラップ
触媒に吸収されたＮＯｘを放出，還元処理するＮＯｘト
ラップ触媒の再生を、前記粒子捕集手段に捕集された粒
子を酸化処理する粒子捕集手段の再生より優先して実施
することを特徴とする。

【０００９】請求項1に係る発明によると、粒子捕集手
段の再生よりＮＯｘトラップ触媒の再生を優先して実施
する構成としたため、粒子捕集手段の再生を実施すると
きには、ＮＯｘトラップ触媒の再生が優先して実施され
る。ここで、優先して実施とは後述する各請求項に示す
ように、ＮＯｘトラップ触媒の再生を必ず先に実施する
ものの他、粒子捕集手段の再生を先に行うとＮＯｘが放
出される悪影響がでる場合に限って、先にＮＯｘトラッ
プ触媒の再生を実施するものを含む。

【００１０】したがって、粒子捕集手段の再生を実施す
るときには、ＮＯｘトラップ触媒に吸収されているＮＯ
ｘ量が十分少量であることが確保されているので、粒子
捕集手段の再生を実施することにより、ＮＯｘトラップ
触媒のＮＯｘ吸収能力が低下してもＮＯｘトラップ触媒
からＮＯｘが放出されることを防止でき、かつ、粒子捕
集手段の再生実行直後から速やかにＮＯｘトラップ触媒
のＮＯｘ吸収能力が十分に確保されるため、排気浄化性
能が向上する。

【００１１】また、請求項２に係る発明は、粒子捕集手
段の再生時期と判断されたときには、ＮＯｘトラップ触
媒の再生時期と判断されていないときでも、該粒子捕集
手段を再生する前にＮＯｘトラップ触媒を再生すること
を特徴とする。請求項2に係る発明によると、ＮＯｘト
ラップ触媒がまだ再生時期とは判断されていない場合で
も、粒子捕集手段が再生時期と判断されて再生を行う場
合には、その直前に強制的にＮＯｘトラップ触媒の再生
を実施する構成としたため、粒子捕集手段の再生を実施
する段階では常時ＮＯｘトラップ触媒にはほとんどＮＯ
ｘは吸収されていない状態となっているので、前述した
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能力低下に伴うＮＯｘ
の放出をより確実に抑制することができ、さらに、粒子
捕集手段の再生中もＮＯｘトラップ触媒は良好にＮＯｘ
を吸収できる状態となっており、排気浄化性能が向上す
る。

【００１２】また、請求項３に係る発明は、ＮＯｘトラ
ップ触媒の再生時期と判断されて該ＮＯｘトラップ触媒
が再生されるまでは、粒子捕集手段の再生を禁止するこ
とを特徴とする。請求項3に係る発明によると、粒子捕
集手段が再生時期と判断されても、ＮＯｘトラップ触媒
が再生時期と判断されて再生される（再生終了する）ま
では、粒子捕集手段の再生が禁止される構成としたた
め、前述したＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能力低下
に伴うＮＯｘの放出を抑制することができ、さらに、粒
子捕集手段の再生中もＮＯｘトラップ触媒は良好にＮＯ
ｘを吸収できる状態となっており、排気浄化性能が向上
する。

【００１３】また、ＮＯｘトラップ触媒の再生後ほとん
どＮＯｘの発生しない運転条件たとえばアイドリング条
件などでしか運転されていない場合、ＮＯｘトラップ触
媒のＮＯｘ吸収能力は十分にある状態と考えられるが、
その状態で粒子捕集手段の再生が許可された場合は請求
項２の発明であればＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能
力は十分であるにもかかわらずＮＯｘトラップ触媒の再
生が強制的に実施されることになる。請求項３の発明で
は、そのような場合は粒子捕集手段の再生を禁止してい
るため、後述する燃料のポスト噴射等による不要なＮＯ
ｘトラップ触媒の再生が行われないので、燃費の悪化を
回避できる。

【００１４】また、請求項４に係る発明は、粒子捕集手
段の再生時期と判断されたときに、該粒子捕集手段の再
生によってＮＯｘトラップ触媒の再生時期となることが
予測されるときは、粒子捕集手段を再生する前にＮＯｘ
トラップ触媒を再生することを特徴とする。請求項4に
係る発明によると、粒子捕集手段の再生時期と判断され
たときに、粒子捕集手段の再生を行った場合の運転条件
でＮＯｘトラップ触媒の再生時期判定を行うと、ＮＯｘ
トラップ触媒が再生時期と判断されることが予測される
場合、つまり、粒子捕集手段の再生により前述したＮＯ
ｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能力低下に伴ってＮＯｘが
放出される可能性が高くなるため、ＮＯｘトラップ触媒
が再生時期と判断されるような場合は、粒子捕集手段を
再生する前にＮＯｘトラップ触媒を再生する。

【００１５】このようにすれば、ＮＯｘトラップ触媒か
らＮＯｘが放出されてしまう状態にあると判断された場
合にのみＮＯｘトラップ触媒の再生を行うことができる
ので、ＮＯｘトラップ触媒の再生を最少限とすることが
でき燃費の悪化をより確実に抑えることができると共
に、粒子捕集手段の再生も可能な限り要求時期に実施す
ることができ粒子捕集手段に粒子が堆積しすぎることも
回避できる。

【００１６】また、請求項５に係る発明は、ＮＯｘトラ
ップ触媒に吸収されたＮＯｘ量を予測し、予測されたＮ
Ｏｘ吸収量が運転条件により設定された所定値を越えた
ときを、ＮＯｘトラップ触媒の再生時期と判断すること
を特徴とする。請求項５に係る発明によると、ＮＯｘト
ラップ触媒に吸収されたＮＯｘ量を予測しつつＮＯｘ吸
収量の予測値が運転条件により与えられる所定値を越え
た場合に、ＮＯｘトラップ触媒の再生時期と判断するこ
とで、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能力限界近くま
でＮＯｘを吸収しながら、限界を超えることなく再生を
実施させることにより、燃費の悪化を抑制しつつＮＯｘ
浄化性能を確保できる。

【００１７】また、請求項６に係る発明は、アクセル開
度，機関回転速度，ＮＯｘトラップ触媒の温度のうち少
なくとも１つを使用して予測されるＮＯｘトラップ触媒
の単位時間あたりＮＯｘ吸収量と、機関運転時間とから
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収量を予測することを特
徴とする。

【００１８】請求項６に係る発明によると、アクセル開
度、機関回転速度によって逐次の燃焼室から排出される
ＮＯｘ量を予測でき、ＮＯｘトラップ触媒の温度によっ
てＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収能力を予測できるの
で、これらパラメータのうち少なくとも１つを使用すれ
ば（好ましくは全てを用いることで高精度に）、ＮＯｘ
トラップ触媒の単位時間あたりＮＯｘ吸収量を予測でき
るので、該単位時間あたりＮＯｘ吸収量を機関運転時間
分積算することにより、ＮＯｘトラップ触媒へのトータ
ルのＮＯｘ吸収量を精度良く予測することができる。

【００１９】また、請求項７に係る発明は、前記所定値
は、ＮＯｘトラップ触媒の温度とＮＯｘトラップ触媒に
流入する排気の空燃比との少なくとも一方によって算出
することを特徴とする。請求項７に係る発明によると、
ＮＯｘトラップ触媒の温度とＮＯｘトラップ触媒に流入
する排気の空燃比は、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸収
能力を予測できるパラメータであるので、これらパラメ
ータのうち少なくとも１つを使用すれば（好ましくは全
てを用いることで）、前記ＮＯｘの放出を回避するため
の所定値を適切な値に算出することができる。

【００２０】また、請求項８に係る発明は、前記ＮＯｘ
トラップ触媒の温度は、ＮＯｘトラップ触媒に取り付け
られた温度センサにより検知し、もしくはアクセル開度
と機関回転速度により予測することを特徴とする。請求
項８に係る発明によると、ＮＯｘトラップ触媒の温度
を、ＮＯｘトラップ触媒に取り付けられた温度センサに
より高精度に検知することができ、もしくはアクセル開
度とエンジン回転数を用いてコストアップを生じること
なく予測することができる。

【００２１】また、請求項９に係る発明は、前記ＮＯｘ
トラップ触媒に流入する排気の空燃比は、燃料噴射量、
吸入空気量、アクセル開度、機関回転速度のうち少なく
とも１つにより予測することを特徴とする。請求項９に
係る発明によると、ＮＯｘトラップ触媒に流入する排気
の空燃比を、燃料噴射量，吸入空気量，アクセル開度，
エンジン回転数のうち少なくとも１つより予測する構成
としたため良好な予測が可能となり、請求項５のＮＯｘ
吸収能力を的確に予測でき、排気性能が向上する。

【００２２】また、請求項１０に係る発明は、粒子捕集
手段への粒子流入量の予測値と時間とから演算した積算
粒子堆積量が所定値を越えた場合または／および粒子捕
集手段の前後差圧を計測し、計測された前後差圧が所定
値を越えた場合を粒子捕集手段の再生時期と判断するこ
とを特徴とする。

【００２３】請求項１０に係る発明によると、逐次の粒
子流入量予測値を積算して得られた積算粒子堆積量若し
くは、該積算粒子堆積量を粒子捕集手段の前後差圧で推
定しつつ所定値を超えたときを粒子捕集手段の再生時期
と判断することにより、該再生時期を良好なタイミング
で判定することができる。

【００２４】また、請求項１１に係る発明は、前記粒子
捕集手段への粒子流入量は、前記アクセル開度，機関回
転速度，粒子捕集手段の温度のうち少なくとも１つを使
用して予測されることを特徴とする。請求項１に係る発
明によると、前記粒子捕集手段への粒子流入量を、アク
セル開度，機関回転速度，粒子捕集手段温度のうち少な
くとも１つを使用することにより、高精度に予測するこ
とができる。

【００２５】また、請求項１２に係る発明は、前記粒子
捕集手段の再生は、粒子捕集手段の直上流に酸化触媒を
設け、または／および粒子捕集手段に酸化触媒を担持す
ると共に膨張行程後期から排気行程にかけて燃料を噴射
し、または／および吸気絞り弁で吸気を絞り、または／
および過給機の効率を低下させて実施することを特徴と
する。

【００２６】請求項１２に係る発明によると、前記各位
置に配設された酸化触媒は酸化反応での発熱により、吸
気絞り弁で吸気を絞った場合は低温な新気量の減少と空
燃比のリッチ化により、過給機の効率を低下させる場合
は低温な新気量の減少により、それぞれ排気温度を上昇
させて粒子捕集手段の再生を低コストで実現できる。

【００２７】また、請求項１３に係る発明は、前記ＮＯ
ｘトラップ触媒の再生は、膨張行程後期から排気行程に
かけて燃料を噴射することで、ＮＯｘトラップ触媒に流
入する排気を一時的にリッチとして実施することを特徴
とする。請求項１３に係る発明によると、膨張行程後期
から排気行程にかけて燃料を噴射することで、ＮＯｘト
ラップ触媒に流入する排気を一時的にリッチとすること
により、ＮＯｘトラップ触媒に吸収されたＮＯｘを放出
させつつ、未燃ＨＣを還元剤として還元浄化して再生す
ることができ、このために特殊な装置を設ける必要が無
く低コストでＮＯｘトラップ触媒の再生を実施できる。

【００２８】また、請求項１４に係る発明は、排気の一
部を吸気に還流する量を調整するＥＧＲ弁を備える内燃
機関の排気浄化装置において、前記膨張行程後期から排
気行程にかけて燃料を噴射するときに、前記ＥＧＲ弁を
閉方向に制御することを特徴とする。請求項１４に係る
発明によると、前記粒子捕集手段やＮＯｘトラップ触媒
の再生のため、膨張行程後期から排気行程にかけて燃料
を噴射する場合は、ＥＧＲ弁が開かれていると前記タイ
ミングで噴射された燃料の一部がＥＧＲ弁を介して吸気
側へ流入し、燃焼室内に入り込んだ燃料が圧縮行程中に
燃焼し燃費，運転性が悪化する問題を生じるが、本発明
では前記膨張行程後期から排気行程にかけて燃料を噴射
するときに、ＥＧＲ弁を閉じるようにしたため、該問題
を解消することができる。

【００２９】また、請求項１５に係る発明は、前記膨張
行程後期から排気行程にかけての燃料噴射を行う場合に
は、排気通路に設けられる触媒装置の下流に排気の一部
を吸気に還流するための排気取り出し口を設けることを
特徴とする。請求項１５に係る発明によると、膨張行程
後期から排気行程にかけて噴射された燃料は、触媒装置
で酸化されてから吸気に還流されるため燃料がそのまま
吸気側へ流入することが無く、前記燃費，運転性の悪化
を回避することができる。ここで、触媒装置とは、いわ
ゆる三元触媒の他、ＮＯｘトラップ触媒を含む。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を詳細
に説明する。本発明の第１実施形態のシステム構成を図
１に示す。エンジン本体１において、ピストン２が燃焼
による仕事をコネクティングロッド３を介してクランク
シャフト４に伝える。

【００３１】吸入空気は、吸気通路３１の最上流部に配
設されたエアクリーナ５で粒子状物質などのエンジンに
有害な物質が除去された後、エアフロメータ６へ流入し
て吸入空気流量が計測される。計測結果はＥＣＵ（エン
ジンコントロールユニット）７へ送られる。その後、吸
入空気はサージタンク８へ導かれ、吸気バルブ９を介し
て燃焼室１０へ流入する。

【００３２】燃料は、燃料噴射弁１１より所定量が所定
のタイミングで燃焼室１０に噴射される。燃料量，噴射
タイミングはアクセルセンサ１２，回転センサ１３など
の信号を基にＥＣＵ７で演算される。排気は、排気バル
ブ１４を介して排気通路３２に流出し、該排気通路３２
に配設された排気中の未燃ＨＣ（炭化水素）やＣＯなど
を酸化する酸化触媒１５、排気中の粒子を捕集するＤＰ
Ｆ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）１６、排気
空燃比が希薄の場合は排気中のＮＯｘを吸収し排気空燃
比がリッチの場合に吸収したＮＯｘを放出・還元処理す
るＮＯｘトラップ触媒１７を順次介して大気に排出され
る。また、ＤＰＦ１６とＮＯｘトラップ触媒１７には温
度センサ１８，１９が設けられており、その出力はＥＣ
Ｕ７へ送られて後述する制御に使用される。

【００３３】また、前記排気通路３２と吸気通路３１と
を接続するＥＧＲ通路２０が配設され、該ＥＧＲ通路２
０に介装されたＥＧＲ弁２１で最適量に流量を調整され
た排気が吸気側へ導入され、エンジンで生成されるＮＯ
ｘの量を低減している。以下に、ＥＣＵ７で演算される
制御について説明する。請求項４に係る発明を具体化し
た第１実施形態の概要を、図２のブロック図に従って説
明する。ＤＰＦの再生が必要な状況（再生時期）である
か否かを判定すると共に、ＤＰＦ再生用のポスト噴射量
（膨張行程後期から排気行程にかけて追加的に噴射され
る燃料の噴射量）を算出し、該算出結果を加味してＮＯ
ｘトラップ触媒の再生が必要な状況（再生時期）である
か否かを判定する。そして、これら判定結果に基づい
て、ＤＰＦとＮＯｘトラップ触媒の少なくとも一方を再
生するときには、ＮＯｘトラップ触媒の再生の方を優先
させつつポスト噴射する燃料量を演算して燃料噴射弁１
１を駆動することにより、必要量のポスト噴射を行って
再生を実施する。具体的には、ＮＯｘトラップ触媒が再
生時期と判定されたときは、そのまま再生を実施する
が、ＤＰＦの再生時期と判定されたときは、ＤＰＦの再
生（ポスト噴射）を行った結果、ＮＯｘトラップ触媒が
再生時期に達したと判定されると予測される場合は、Ｎ
Ｏｘトラップ触媒を再生した後、ＤＰＦを再生する。な
お、ＤＰＦ再生用のポスト噴射量は、ＤＰＦに捕集され
た粒子の酸化処理に必要なだけ排気温度を上昇させれば
足りるのに対し、ＮＯｘトラップ触媒再生用のポスト噴
射量は、ＮＯｘトラップ触媒に吸収されたＮＯｘを放出
させると共に未燃ＨＣで還元させるのに必要な噴射量を
要し、ＤＰＦ再生用のポスト噴射量より十分大きな値に
設定される。

【００３４】次に、各処理の詳細な制御フローについて
説明する。図４は、ＤＰＦ再生用ポスト噴射量算出処理
を示すフローチャートである。ステップ１では、エアフ
ロメータ６の出力値から吸入空気量Ｑａ、温度センサ１
８の出力値からＤＰＦの温度ＴＤＰＦを読み込む。ステ
ップ２では、前記ＱａとＴＤＰＦからＤＰＦ再生のため
に必要なポスト噴射量Ｑｄｐｆを読み込む。ＤＰＦの温
度が低ければ必要な燃料量は多くなるし、吸入空気量が
多ければその空気も昇温しなければならないのでＱｄｐ
ｆは多くなる。

【００３５】図５は、ＤＰＦ再生時期判定処理を示すフ
ローチャートである。ステップ１１では、ＤＰＦ１６の
再生が既に許可されているか否かを判定し、許可済であ
れば本フローを実施する必要が無いのですぐに終了す
る。未許可の場合はステップ１２でアクセルセンサ１２
の出力値からアクセル開度ＡＶＯと回転センサ１３の出
力値を基に演算して得られた機関回転速度Ｎｅを読み込
む。

【００３６】ステップ１３では、アクセル開度ＡＶＯと
機関回転速度ＮｅからＤＰＦ１６へ流入している粒子の
量に比例した値ＰＭをマップから検索する。ステップ１
４では、前記ＰＭを積算する。ステップ１４のように単
純に積算することを考慮すると本フローは一定周期、例
えば１秒毎で繰り返されることが必要である。

【００３７】次にステップ１５では、ＰＭの積算値ΣＰ
Ｍが所定値ＳＬＰＭを越えているかを判定する。そし
て、前記所定値ＳＬＰＭを越えていればステップ１６で
ＤＰＦ１６の再生時期と判断し、再生許可フラグＦＰＭ
を１として再生を許可し、ＰＭの積算値をゼロにリセッ
トして本フローを終了し、越えていなければそのまま終
了する。

【００３８】本フローはエンジンの運転状態によりＤＰ
Ｆに堆積する粒子の量を予測してＤＰＦの再生許可を出
すものであるが、ＤＰＦの前後差圧とその時の排気流量
より判断する方法もある。すなわち粒子の堆積量はＤＰ
Ｆの圧力損失で表されるため、圧力損失すなわちＤＰＦ
の前後差圧が運転条件によって定まる所定値よりも大き
い場合は再生を許可するロジックなど、どのような再生
運転許可ロジックを採用したとしても本発明の効果は同
様に得られる。

【００３９】図６はＮＯｘトラップ触媒再生許可手段を
表すフローチャートである。ステップ２１では、ＮＯｘ
トラップ触媒再生が許可されているか（ＮＯｘ再生許可
フラグＦＮＯ＝１）否か（ＦＮＯ＝０）を判定し、既に
許可されている場合は本フローを終了し、未許可の場合
はステップ２２へ進む。ステップ２３では、アクセル開
度ＡＶＯとエンジン回転数Ｎｅを読み込み、Ｓ２３でそ
れらを用いて単位時間当たりのＮＯｘトラップ触媒への
ＮＯｘ吸収量ＮＯをルックアップする。

【００４０】ステップ２４では、ＮＯを積算する。この
ように単純に積算する場合は、ＤＰＦ再生時期判定のフ
ローで説明したのと同様の理由で、本フローの実施タイ
ミングも一定周期たとえば１秒毎に実施する必要があ
る。ステップ２５では、エアフロメータ６の出力値から
検出された吸入空気量Ｑａ、別途算出された燃料噴射量
Ｑｆ、温度センサ１９の出力値から検出されたＮＯｘト
ラップ触媒１７の温度ＴＣＡＴ、別途算出されたＤＰＦ
再生用ポスト噴射量Ｑｄｐｆを読み込む。

【００４１】ステップ２６では、ＤＰＦ１６の再生が許
可されているか（ＤＰＦ再生許可フラグＦＰＭ＝１）、
否か（ＦＰＭ＝０）を判定する。そして、ＤＰＦ１６の
再生が不許可であれば、ステップ２７で前記燃料噴射量
Ｑｆを最終的な燃料噴射量Ｑとして設定する（Ｑ＝Ｑ
ｆ）。また、ＤＰＦ１６の再生が許可されていれば、ス
テップ２８で前記燃料噴射量ＱｆにＤＰＦ再生用ポスト
噴射量Ｑｄｐｆを加えた燃料噴射量を最終的な燃料噴射
量Ｑとして設定する（Ｑ＝Ｑｆ＋Ｑｄｐｆ）。

【００４２】ステップ２９では、排気空燃比ＡＦＲを以
下の式によって算出する。ＡＦＲ＝Ｑａ×Ｃ／Ｑ（Ｃは定数）（１）ステップ３０では、前記式（１）によって算出されたＡ
ＦＲと、ステップ２５で読み込んだＴＣＡＴとを用い
て、図示のような特性マップからＮＯｘトラップ触媒１
７の再生時期判定用の閾値ＳＬＮＯを検索する。

【００４３】ステップ３１では、上記検索した閾値ＳＬ
ＮＯと、ステップ２４で算出した積算ＮＯｘ吸収量ΣＮ
Ｏとを比較する。そして、ΣＮＯがＳＬＮＯ以下であれ
ば本フローを終了し、ΣＮＯがＳＬＮＯ以上であればス
テップ３２でＮＯｘトラップ触媒１７の再生許可フラグ
ＦＮＯを１にセットしてＮＯｘトラップ触媒１７の再生
を許可すると共に、ΣＮＯを０にリセットして本フロー
を終了する。

【００４４】図７は、ポスト噴射実行制御のフローチャ
ートである。まずステップ４１で前記図５に示したＤＰ
Ｆ再生時期判定を実行し、その後ステップ４２で前記図
６に示したＮＯｘトラップ触媒再生時期判定を実行す
る。このステップ４１，Ｓ４２の順番が本発明の特徴の
一つであり、ステップ４１でＤＰＦの再生が許可された
としても、ステップ４２でＮＯｘ吸収触媒１７の再生を
するか否かを判断してからポスト噴射を開始する構成と
なっている。すなわち、図６のステップ２６の判定が、
その直前に図５で実行されたＤＰＦ再生時期判定の判定
結果に従って行われる。しかも、ステップ４１におい
て、ＤＰＦの再生が許可されている場合は、ステップ４
２ではＤＰＦ１６の再生を実行した場合の排気空燃比を
予測し（図６のステップ２８→Ｓ２９）、その予測結果
を反映してＮＯｘトラップ触媒１７の再生を行うか否か
を判定する構成となっているため、的確なＮＯｘトラッ
プ触媒１７の再生が実施され、従来のようにＮＯｘトラ
ップ触媒１７の再生指示の遅れによるＮＯｘのスパイク
的な放出を低減することが可能となっているのである。

【００４５】その後、ステップ４３では、ＮＯｘトラッ
プ触媒１７、ＤＰＦ１６の再生許可が出ているかを判断
し、どちらの再生許可も出ていなければ（ＦＰＭ＝ＦＮ
Ｏ＝０）、ステップ５８でポスト噴射量Ｑｐをゼロすな
わちポスト噴射しないとして本フローを終了する。ステ
ップ４３でＮＯｘトラップ触媒１７、ＤＰＦ１６の少な
くとも一方の再生許可が出ていれば、ステップ４４でそ
の再生許可がＮＯｘトラップ触媒１７に対してであるか
を判定する。

【００４６】そして、ＮＯｘトラップ触媒１７の再生許
可が出ていればＤＰＦ１６の再生許可の有無に関係な
く、ステップ４５で吸入空気量とトルクを得るために供
給されている燃料噴射量Ｑｆを読み込んだ後、ステップ
４６で次式によりポスト噴射量Ｑｐを算出する。Ｑｐ＝Ｑａ×Ｃ／ＲＳＡＦＲ−Ｑｆ（Ｃは定数）（２）ここでＲＳＡＦＲはＮＯｘトラップ触媒再生のために必
要な排気空燃比であり、通常理論空燃比よりもリッチ
（Ａ／Ｆ＝１２〜１３程度）に設定される。この演算よ
り得られたＱｐをポスト噴射することでＮＯｘトラップ
触媒に流入する空燃比を設定空燃比ＲＳＡＦＲとするこ
とができる。

【００４７】ステップ４７では、どれだけの時間ＮＯｘ
トラップ触媒の再生を続けたかを算出するためＮＯＴＭ
Ｒを一定値分（ＳＴＥＰ）積算する。ＳＴＥＰを一定値
とするならば本フローの実行を一定周期とする必要があ
り、不均一周期に実行したい場合はＳＴＥＰを前回本フ
ローのＳ４７を実行してから現在までにどれだけの時間
が経過したかをタイマーなどによってカウントしてＳＴ
ＥＰに反映させる必要がある。

【００４８】ステップ４８では、前記ＮＯＴＭＲが所定
値ＳＬＮＯＴＭＲを越えたか判定し、越えていればＮＯ
ｘトラップ触媒の再生は終了したとして、ステップ４９
でＦＮＯ＝０とすると共にＮＯＴＭＲ＝０として積算時
間をリセットする。その後、ステップ５０でポスト噴射
するか（Ｑｐ＞０）しないか（Ｑｐ＝０）判定する。

【００４９】そして、ポスト噴射を実施する場合には、
ステップ５１で燃料成分が未燃のまま吸気系へＥＧＲ配
管２０を介して供給されるのを防止するため、ＥＧＲ弁
２１の開度（ＥＧＲＶ）をゼロとし、ポスト噴射しない
場合には、ステップ５２で要求ＥＧＲ量が得られるよう
に公知の方法で算出されたＥＧＲ弁２１の開度（ＥＧ
Ｒ）を制御開度として設定し、ＥＧＲ弁２１へ出力す
る。ただし、ＥＧＲ配管２０の排気入口をＮＯｘトラッ
プ触媒１７もしくはその下流側に三元触媒を設けた場合
は該触媒の下流側に接続すれば、ポスト噴射された燃料
は酸化されてからＥＧＲ配管２０に至るので、未燃燃料
がＥＧＲ配管２０に流入するのを防止できる。したがっ
て、この場合は、ＥＧＲ弁２１を閉じる必要はない。

【００５０】ステップ５３では、最後に演算された最終
的な燃料噴射量Ｑｐを、燃料噴射弁２１へ出力する。ま
た、ステップ４４でＮＯｘトラップ触媒の再生が不許可
である場合はＤＰＦ再生のみが許可されている状態であ
るので、ステップ５４でＱｄｐｆを読み込んでポスト燃
料噴射量Ｑｐに代入する。

【００５１】そして、ステップ５５でステップ４７同様
時間を積算し、ステップ５６でその積算時間ＰＭＴＭＲ
と所定値ＳＬＰＭＴＭＲを比較してＰＭＴＭＲがＳＬＰ
ＭＴＭＲ以下であればまだＤＰＦの再生は完了していな
いとしてＤＰＦ再生を継続する。また、ＰＭＴＭＲがＳ
ＬＰＭＴＭＲを越えていればＤＰＦは再生したと判断し
てステップ５７でＦＰＭ＝０，ＰＭＴＭＲ＝０としてＤ
ＰＦ再生制御を終了する。

【００５２】以上のフローを実行することでＮＯｘトラ
ップ触媒１７とＤＰＦ１６が設けられた排気系を最適に
制御することが可能となり、従来では悪化する場合のあ
ったＮＯｘ性能を良好に保つことができる。また、ＤＰ
Ｆの再生は本実施形態ではポスト噴射による昇温として
いるが、本発明の効果はこれに限定されるものではな
く、昇温が吸気絞りによるものであろうと過給圧の低下
によるものであろうと良い。ＤＰＦ再生時期判定を行っ
て、ＤＰＦ再生の許可がでたとしてもＤＰＦ再生を実行
する前に必ずＮＯｘトラップ触媒１７の再生時期判定を
行い、ＤＰＦ１６の再生を実行した際の排気空燃比を予
測してＮＯｘトラップ触媒の再生の必要性を判断し、必
要であればＤＰＦ１６の再生の許可不許可にかかわらず
ＮＯｘトラップ触媒１７の再生を優先することにより、
本発明の効果が得られる。

【００５３】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。本実施形態は本発明の請求項２に対応する。第１
実施形態との相違は、ＤＰＦ１６の再生時期判定を行っ
て再生が許可されたときに、ＮＯｘトラップ触媒１７の
再生時期（再生許否）判定を行うことなく無条件でＮＯ
ｘトラップ触媒１７の再生を行ってから、ＤＰＦ１６の
再生を行うようにしたことである。該第2実施形態の制
御概要を示す図３のブロック図において、図２に示した
第1実施形態との違いは、ＮＯｘトラップ触媒１７の再
生時期判定に、ＤＰＦ再生用ポスト噴射量の算出結果を
考慮していないことのみである。

【００５４】図８は、ＮＯｘトラップ触媒再生時期判定
の詳細な制御フローである。ステップ６１〜ステップ６
４とステップ６６〜ステップ６９は、前記第１実施形態
のＮＯｘトラップ触媒再生許可手段のステップ２１〜ス
テップ２４とステップ２９〜ステップ３２に対応してお
り、説明を省略する。ステップ６５は、第１実施形態の
ステップ２５に対応するが、異なる点は、ＤＰＦ再生用
燃料流量Ｑｄｐｆは本フローでは使用しないため読み込
まないことのみである。すなわち、第１実施形態との差
異は、排気空燃比を算出する際にＤＰＦ再生用のポスト
噴射燃料量を加味しないで算出し、ＮＯｘトラップ触媒
１７の再生時期判定にＤＰＦ再生用のポスト噴射による
排気空燃比の変化を考慮していないことである。これ
は、上述したようにＤＰＦ再生実行前に必ずＮＯｘ再生
を実行するため、ＤＰＦ再生用ポスト噴射による排気空
燃比の変化を考慮する必要が無いためである。

【００５５】図９は、本実施形態のポスト噴射実行制御
を示すフローチャートである。ステップ７１〜ステップ
７９およびステップ８２〜ステップ８５は、第１実施形
態のポスト噴射実行制御のステップ４１〜Ｓ４９および
ステップ５０〜ステップ５３と同一であるため説明を省
略する。ステップ７８でＮＯｘトラップ触媒１７の再生
が所定時間以上実行されたと判断された場合は、ステッ
プ７９でＦＮＯ＝０，ＮＯＴＭＲ＝０とした後、ステッ
プ８０でＤＰＦ１６の再生が許可されているかをフラグ
ＦＰＭの値によって判定し、許可されていればフラグＦ
ＰＭ１を１とする。

【００５６】ステップ７４でＮＯｘトラップ触媒１７の
再生が不許可であると判定された場合は、同時にＤＰＦ
１６の再生が許可されている場合であり、ＤＰＦ１６を
再生する前にＮＯｘトラップ触媒１７の再生が終了して
いるかを見るために、ステップ８６でフラグＦＰＭ１の
状態を判定する。フラグＦＰＭ１は、ＤＰＦ１６の再生
の許可が出ていてもＮＯｘトラップ触媒１７の再生が完
了していない場合はＦＰＭ１＝０となり、ＤＰＦ１６の
再生許可が出てからステップ７５〜ステップ７９でまず
ＮＯｘトラップ触媒１７の再生を行って再生が完了して
いる場合のみ、ステップ８０〜ステップ８１のロジック
によりＦＰＭ１＝１となる。

【００５７】そして、ステップ８６でＦＰＭ１＝０と判
定された場合は、ＤＰＦ１６の再生前に強制的にＮＯｘ
トラップ触媒１７の再生を行わせるように、ステップ９
３でＦＮＯ＝１すなわちＮＯｘトラップ触媒１７の再生
を許可してステップ９４でポスト噴射を禁止する。この
ステップ７８〜ステップ８１およびステップ８６、ステ
ップ９３が本実施形態の特徴となる。すなわち、ＤＰＦ
１６の再生が許可された場合、該ＤＰＦ１６の再生を行
う前にＮＯｘトラップ触媒１７のＮＯｘ吸収能力にかか
わらず先ずＮＯｘトラップ触媒１７の再生を行うことが
できる。これによりＮＯｘトラップ触媒１７の能力とＤ
ＰＦ１６の再生による空燃比の変化などを考慮しなくて
もＮＯｘの悪化を防止でき、単純な制御でＮＯｘ低減性
能の向上が図れる。

【００５８】また、ステップ８６でＦＰＭ１＝１と判定
された場合、つまりＮＯｘトラップ触媒１７の再生が終
了すると、ステップ８７で吸入空気量Ｑａ，ＤＰＦ１６
の温度ＴＤＰＦを読み込み、ステップ８８でＤＰＦ１６
再生のために必要なポスト噴射量Ｑｄｐｆを前記Ｑａ，
ＴＤＰＦに基づいて検索し、ステップ８９で前記Ｑｄｐ
ｆをポスト噴射量Ｑｐとしてセットする。

【００５９】ステップ９０でＤＰＦ１６再生の実行継続
時間ＰＭＴＭＲをカウントし、所定時間（ＳＬＰＭＴＮ
Ｒ）以上に継続したかをステップ９１で判定し、所定時
間に達していない場合はこのままＤＰＦ１６の再生を継
続するが、所定時間を超えて継続していればＤＰＦ１６
の再生が完了したと判断して、ステップ９２でＦＰＭ＝
０，ＰＭＴＭＲ＝０にリセットし、さらに、ステップ８
１で１とされたＦＰＭ１を０にリセットしてＤＰＦ１６
の再生を終了する。

【００６０】前述したとおり、本実施形態によるとＤＰ
Ｆ１６の再生前に必ずＮＯｘトラップ触媒１７を再生す
るので、簡単な制御でＮＯｘの排出量を低減できる。次
に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施
形態は本発明の請求項３に対応する。本実施形態の制御
ブロック図は第２実施形態と同一になるため説明は割愛
する。図１０に本実施形態のポスト噴射実行制御のフロ
ーチャートを示す。

【００６１】フロー上では、本第３実施形態は、前記第
２実施形態とは図９におけるステップ９３が無くなるこ
とのみが相違し、ステップ１１６でＦＰＭ１＝０と判断
された場合すなわちＤＰＦ１６の再生の許可が出てから
ＮＯｘトラップ触媒１７の再生を行っていない場合はＤ
ＰＦ再生用のポスト噴射をステップ１２３で禁止する。
すなわち、第２実施形態では、ＤＰＦ再生が許可された
ときにＮＯｘトラップ触媒１７の再生時期判定を行うこ
となく、強制的にＮＯｘトラップ触媒１７を再生し、該
再生終了後直ちにＤＰＦ１６の再生に移行するのに対
し、第３実施形態ではＤＰＦ再生が許可されても、ＮＯ
ｘトラップ触媒１７の再生時期判定によりＮＯｘトラッ
プ触媒１７の再生が許可されて、該再生が終了するまで
はＤＰＦ１６の再生を禁止する。

【００６２】第３実施形態によれば、ＤＰＦ１６再生の
ための排気温度上昇に伴う排気空燃比の変化のためのＮ
Ｏｘ悪化を効果的に抑制できるとともに、複雑な制御を
不要としながら前述した通りに不要なＮＯｘトラップ触
媒１７の再生が実施されることなく、燃費を良好に保こ
とができる。ただし、ＮＯｘトラップ触媒１７の再生時
期判定による再生を待ってからＤＰＦ１６が再生される
ため、ＤＰＦ１６の再生が遅れることになるので、機関
の燃焼特性（粒子とＮＯｘの排出量特性）等を考慮して
第２実施形態と適切な方を選択すればよい。

【００６３】あるいは、第３実施形態において、ＤＰＦ
再生時期判定用の閾値（ＰＭ積算値）を第１、第２実施
形態より小さめに設定して、ＤＰＦの再生頻度を確保す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】各実施形態共通のシステム構成図。

【図２】第１実施形態の制御ブロック図。

【図３】第２，第３実施形態に共通の制御ブロック図。

【図４】第１実施形態におけるＤＰＦ再生用ポスト噴射
量算出制御を示すフローチャート。

【図５】各実施形態共通のＤＰＦ再生時期判定制御を示
すフローチャート。

【図６】第１実施形態のＮＯｘトラップ触媒再生時期判
定制御を示すフローチャート。

【図７】第１実施形態のポスト噴射実行制御を示すフロ
ーチャート。

【図８】第２，３実施形態のＮＯｘトラップ触媒再生時
期判定制御を示すフローチャート。

【図９】第２実施形態のポスト噴射実行制御を示すフロ
ーチャート。

【図１０】第３実施形態ポスト噴射実行制御を示すフロ
ーチャート。

【図１１】本発明の効果を説明する図。

【符号の説明】

１エンジン本体７ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１０燃焼室１１燃料噴射弁１２アクセルセンサ１３回転センサ１５酸化触媒１６ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィル
タ）１７ＮＯｘトラップ触媒１８，１９温度センサ２１ＥＧＲ弁２１

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/02 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３３１Ｑ３Ｇ３０１３３１Ｒ３３１Ｖ 3/08 3/08 ＡＢ 3/20 3/20 Ｂ 3/24 3/24 ＣＥＦ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｄ 23/02 23/02 Ｈ 41/04 ３６０ 41/04 ３６０Ａ３８５３８５Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ３０１Ｎ３０１ＲＦ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５７０Ｄ５７０ＪＦターム(参考） 3G062 AA01 BA02 CA06 DA02 ED12 GA06 GA15 GA21 3G084 AA01 BA05 BA07 BA15 BA24 DA10 FA10 FA12 FA17 FA28 FA33 3G090 AA01 AA06 BA01 CA01 CB02 CB07 DA04 DA13 DA18 EA02 EA05 EA06 EA07 3G091 AA10 AA11 AA18 AB02 AB09 AB13 BA01 BA14 CA18 CA26 CB03 CB07 EA01 EA07 EA18 EA30 EA32 EA34 FB09 FB14 HA08 HA15 HA16 HA19 HA23 HB05 HB06 3G092 AA02 AA17 AA18 AB03 BA02 BB06 DB03 DC03 DC09 DC15 EA04 EA17 EC03 FA17 FA18 HA06X HA16X HB02X HD02Z HD07X HE01Z 3G301 HA02 HA11 HA13 JA24 JA25 KA11 LA03 LB11 MA01 MA19 NE06 NE12 NE23 PD14Z PE01Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希薄燃焼可能な機関に、排気空燃比が希薄
である場合にＮＯｘを吸収し、排気空燃比が濃化すると
吸収していたＮＯｘを放出，還元するＮＯｘトラップ触
媒と、排気中の粒子を捕集する粒子捕集手段と、を備え
た内燃機関の排気浄化装置において、前記ＮＯｘトラップ触媒に吸収されたＮＯｘを放出，還
元処理するＮＯｘトラップ触媒の再生を、前記粒子捕集
手段に捕集された粒子を酸化処理する粒子捕集手段の再
生より優先して実施することを特徴とする内燃機関の排
気浄化装置。
【請求項２】粒子捕集手段の再生時期と判断されたとき
には、ＮＯｘトラップ触媒の再生時期と判断されていな
いときでも、該粒子捕集手段を再生する前にＮＯｘトラ
ップ触媒を再生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。
【請求項３】ＮＯｘトラップ触媒の再生時期と判断され
て該ＮＯｘトラップ触媒が再生されるまでは、粒子捕集
手段の再生を禁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。
【請求項４】粒子捕集手段の再生時期と判断されたとき
に、該粒子捕集手段の再生によってＮＯｘトラップ触媒
の再生時期となることが予測されるときは、粒子捕集手
段を再生する前にＮＯｘトラップ触媒を再生することを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】ＮＯｘトラップ触媒に吸収されたＮＯｘ量
を予測し、予測されたＮＯｘ吸収量が運転条件により設
定された所定値を越えたときを、ＮＯｘトラップ触媒の
再生時期と判断することを特徴とする請求項２〜請求項
４のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】アクセル開度，機関回転速度，ＮＯｘトラ
ップ触媒の温度のうち少なくとも１つを使用して予測さ
れるＮＯｘトラップ触媒の単位時間あたりＮＯｘ吸収量
と、機関運転時間とからＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸
収量を予測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。
【請求項７】前記所定値は、ＮＯｘトラップ触媒の温度
とＮＯｘトラップ触媒に流入する排気の空燃比との少な
くとも一方によって算出することを特徴とする請求項５
または請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】前記ＮＯｘトラップ触媒の温度は、ＮＯｘ
トラップ触媒に取り付けられた温度センサにより検知
し、もしくはアクセル開度と機関回転速度により予測す
る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。
【請求項９】前記ＮＯｘトラップ触媒に流入する排気の
空燃比は、燃料噴射量、吸入空気量、アクセル開度、機
関回転速度のうち少なくとも１つにより予測することを
特徴とする請求項６または請求項７に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
【請求項１０】粒子捕集手段への粒子流入量の予測値と
時間とから演算した積算粒子堆積量が所定値を越えた場
合または／および粒子捕集手段の前後差圧を計測し、計
測された前後差圧が所定値を越えた場合を粒子捕集手段
の再生時期と判断することを特徴とする請求項２〜請求
項９のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】前記粒子捕集手段への粒子流入量は、前
記アクセル開度，機関回転速度，粒子捕集手段の温度の
うち少なくとも１つを使用して予測されることを特徴と
する請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】前記粒子捕集手段の再生は、粒子捕集手
段の直上流に酸化触媒を設け、または／および粒子捕集
手段に酸化触媒を担持すると共に膨張行程後期から排気
行程にかけて燃料を噴射し、または／および吸気絞り弁
で吸気を絞り、または／および過給機の効率を低下させ
て実施することを特徴とする請求項１〜請求項１１のい
ずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】前記ＮＯｘトラップ触媒の再生は、膨張
行程後期から排気行程にかけて燃料を噴射することで、
ＮＯｘトラップ触媒に流入する排気を一時的にリッチと
して実施することを特徴とする請求項１〜請求項１２の
いずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】排気の一部を吸気に還流する量を調整す
るＥＧＲ弁を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記膨張行程後期から排気行程にかけて燃料を噴射する
ときに、前記ＥＧＲ弁を閉方向に制御することを特徴と
する請求項１２または請求項１３に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
【請求項１５】前記膨張行程後期から排気行程にかけて
の燃料噴射を行う場合には、排気通路に設けられる触媒
装置の下流に排気の一部を吸気に還流するための排気取
り出し口を設けることを特徴とする請求項１２〜請求項
１４のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。