JP2003129830A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】ＮＯx触媒２０と、ＮＯx触媒２０の昇温手
段２８と、内燃機関１の運転状態を検出する運転状態検
出手段３３、３６と、を備え、昇温手段２８は、運転状
態検出手段３３、３６で検出された内燃機関１の運転状
態に基づいた目標温度を定めてＮＯx触媒を昇温し、若
しくは、内燃機関１が高負荷状態であってＮＯx触媒２
０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２０の昇温を行わないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【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（Ｓ
Ｏx）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、ＮＯ
x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Ｎ
Ｏx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、前記運転状態検出手段で検出され
た内燃機関の運転状態に基づいた目標温度を定めて前記
ＮＯx触媒を昇温し、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、前記昇温手段は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ＮＯ
x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ＮＯ
x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、Ｎ
Ｏx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Ｎ
Ｏx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、前記運転状態検出手
段で検出された内燃機関の運転状態に基づいた目標温度
を定めて前記ＮＯx触媒を昇温し、若しくは、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、前
記昇温手段はＮＯx触媒の昇温を行わないようにするこ
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２
４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Ｎ
Ｏx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１
９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２
１には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁２
１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、ＥＧ
Ｒ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５
０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（Ｎ
ａ）、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Ｎ
Ｏx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Ｎ
Ｏx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、ＥＣＵ３
５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４
ａ、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ＥＣＵ
３５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、Ｃ
ＰＵ３５１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Ｃ
ＰＵ３５１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２
４、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３
１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２
２、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、Ｅ
ＧＲ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、ＣＰＵ３５
１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、ＲＡＭ３５
３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３
６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（Ｓ
Ｏx）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（ＢａＳ
Ｏ4）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（ＢａＳ
Ｏ4）の量が増加すると、それに応じて窒素酸化物（Ｎ
Ｏx）の吸蔵に関与することができる酸化バリウム（Ｂ
ａＯ）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（ＢａＳＯ
4）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Ｓ
Ｏ4 -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２
０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Ｓ
Ｏx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Ｓ
Ｏx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
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 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ １０１Ｂ (72)発明者 杉山 辰優 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大坪 康彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 青山 太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 丈和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB06 AB09 AB13 BA00 BA11 BA14 CA18 DC03 EA00 EA01 EA02 EA05 EA07 EA17 EA34 4D048 AA06 AB02 AB07 AC02 BA02Y BA03X BA10X BA14Y BA15X BA18Y BA19X BA30X BA41X BB02 BB14 BC01 DA01 DA02 DA03 DA10 DA13 DA20 EA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】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、前記運転状態検出手段で検出された内
    燃機関の運転状態に基づいた目標温度を定めて前記ＮＯ
    x触媒を昇温し、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、前記昇温手段は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。
  2. 【請求項２】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。
  3. 【請求項３】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、前記運転状態検出手段で検出された内燃
    機関の運転状態に基づいた目標温度を定めて前記ＮＯx
    触媒を昇温し、若しくは、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、前記昇温手段はＮＯ
    x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。
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