JP2004176632A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持するＳＯｘ保持材を備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止しつつＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去可能な技術を提供する。
【解決手段】排気通路に設けられたＳＯｘ保持材と、空燃比センサと、ＳＯｘ保持材に還元剤を供給する還元剤供給手段と、空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材に流入する排気が所望の空燃比となるよう還元剤供給手段を制御する制御手段と、ＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去すべく制御手段が還元剤供給手段の制御を開始する前に、空燃比学習値を初期値にリセットする学習値リセット手段と、を備える。これにより、誤って学習された空燃比学習値に基づいてＳＯｘ保持材に還元剤が添加されることがないので、ＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止することができる。
【選択図】 図３
【解決手段】排気通路に設けられたＳＯｘ保持材と、空燃比センサと、ＳＯｘ保持材に還元剤を供給する還元剤供給手段と、空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材に流入する排気が所望の空燃比となるよう還元剤供給手段を制御する制御手段と、ＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去すべく制御手段が還元剤供給手段の制御を開始する前に、空燃比学習値を初期値にリセットする学習値リセット手段と、を備える。これにより、誤って学習された空燃比学習値に基づいてＳＯｘ保持材に還元剤が添加されることがないので、ＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止することができる。
【選択図】 図３
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技術に関し、特に、内燃機関の排気系に設けられたＳＯｘ保持材を再生させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関の排気浄化技術として、内燃機関の排気系にＮＯｘ吸収材を配置して、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する技術が知られている。
【０００３】
このようなＮＯｘ吸収材は、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）とともに硫黄酸化物（ＳＯｘ）も吸収してしまうため、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸収量が増加した場合には排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収しきれなくなる、所謂ＳＯｘ被毒を生じる。
【０００４】
これに対して、内燃機関の排気あるいはＮＯｘ吸収材が高温である時に、ＮＯｘ吸収材へ還元剤を供給してＮＯｘ吸収材を高温且つリッチな雰囲気とすることによりＮＯｘ吸収材から硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去し、以ってＮＯｘ吸収材のＳＯｘ被毒を解消させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許２６０５５８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車などに搭載される内燃機関では、排気系に設けられた酸素濃度センサや空燃比センサの出力信号と目標空燃比との誤差に基づいて内燃機関の空燃比を補正するとともに、その際の補正量を学習する制御が行われている。
【０００７】
しかしながら、圧縮着火式内燃機関（ディーゼル機関）や希薄燃焼可能な火花点火式内燃機関（リーン・バーン・ガソリン機関）のように排気温度や排気系部品の温度が低くなり易い内燃機関では、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸素濃度センサや空燃比センサに付着してしまい、それらセンサの出力信号値が実際の酸素濃度や空燃比より低い値を示す場合がある。
【０００８】
このような場合に、酸素濃度センサや空燃比センサの出力信号値に基づいて学習制御が行われると、その学習制御により得られた補正量（学習値）が内燃機関の空燃比に反映された時に、内燃機関の実際の空燃比が目標空燃比よりも高くなることが想定される。
【０００９】
内燃機関の空燃比が目標空燃比より高くなった状態で、前述したようなＳＯｘ被毒解消処理がなされると、ＮＯｘ吸収材に流入する排気の空燃比を所望のリッチ空燃比とすべく、還元剤の供給量が過剰に増加される虞がある。
【００１０】
ＮＯｘ吸収材へ供給される還元剤の量が過剰に多くなると、ＮＯｘ吸収材において還元剤が酸化される際に発生する熱量が多くなることからＮＯｘ吸収材の温度が過剰に上昇してしまい、その結果、ＮＯｘ吸収材が劣化し易くなる。
【００１１】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＯｘ吸収材等のように排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持するＳＯｘ保持材を備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止しつつＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去可能な技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比学習値を初期値にリセットする学習値リセット手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を供給する還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯｘ保持剤から硫黄酸化物を除去すべく還元剤添加手段が作動を開始する前に、空燃比学習値をリセットすることを最大の特徴としている。
【００１４】
空燃比制御手段は、内燃機関の空燃比が所望の機関空燃比（以下、「目標機関空燃比」と称する。）と一致するように内燃機関の空燃比を制御する。
【００１５】
例えば、空燃比制御手段は、先ず、目標機関空燃比に従って内燃機関の目標燃料噴射量を決定する。続いて、空燃比制御手段は、空燃比検出手段の検出値を読み込み、その検出値と目標空燃比との偏差に基づいて目標燃料噴射量を補正するとともに、その際の補正量を空燃比学習値として記憶する。そして、空燃比制御手段は、次回の目標燃料噴射量を決定する際に、前記した空燃比学習値を考慮して目標燃料噴射量を決定する。
【００１６】
このように内燃機関の空燃比が制御されているときに、空燃比検出手段が未燃燃料成分によって被毒していると、空燃比検出手段の検出値が実際の空燃比より低い値（リッチな値）を示すため、内燃機関の空燃比がリーン側へ補正されるとともに、空燃比学習値が内燃機関の空燃比をリーン側へ補正する値となる。
【００１７】
また、ＳＯｘ保持材に保持された硫黄酸化物を除去する場合には、ＳＯｘ保持材に流入する排気の温度を高めた上でＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比を理論空燃比以下にする再生処理を行う必要がある。
【００１８】
空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が行われた場合には、空燃比検出手段に付着していた未燃燃料成分が高温の排気に曝されて燃焼するため、空燃比検出手段の被毒が解消されることになる。
【００１９】
この場合、空燃比検出手段の検出値が実際の空燃比に対応した値を示すようになるが、前記した空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比が制御されるため、内燃機関から排出される排気の空燃比（以下、「実機関空燃比」と称する。）が目標機関空燃比よりリーンな空燃比になる。
【００２０】
ところで、ＳＯｘ保持材の再生処理では、空燃比検出手段の検出値が理論空燃比以下の目標リッチ空燃比と一致するように還元剤の供給量が決定されるため、上記したように空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比よりリーンな空燃比を示している場合には、還元剤の供給量が過剰に多くなることが想定される。
【００２１】
排気中の還元剤はＳＯｘ保持材に保持されている硫黄酸化物と反応して酸化するため、排気中に多量の還元剤が存在する場合にはＳＯｘ保持材において多量の還元剤が酸化することとなり、その際に発生する反応熱によってＳＯｘ保持材が過剰に昇温し、ＳＯｘ保持材の熱劣化を誘発することが想定される。
【００２２】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置では、ＳＯｘ保持材の再生処理において還元剤添加手段が作動する前に、学習値リセット手段が空燃比学習値を初期値にリセットする。
【００２３】
この場合、空燃比制御手段が内燃機関の空燃比をリーン側へ補正しなくなるため、実機関空燃比が目標機関空燃比に比して過剰にリーンとなることがなくなる。
【００２４】
この結果、還元剤添加手段が作動を開始した時点で空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比に比して過剰にリーンな値を示すことがなくなり、以て還元剤の供給量を過剰に多くする必要もなくなる。
【００２５】
尚、本発明における空燃比検出手段としては、ＳＯｘ保持材より上流の排気通路およびまたはＳＯｘ保持材より下流の排気通路に配置される空燃比センサや酸素濃度センサを例示することができる。
【００２６】
また、排気中の未燃燃料成分は、空燃比検出手段又は排気の温度が低いときに空燃比検出手段に付着し易いため、学習値リセット手段は、空燃比検出手段の温度又は排気温度が所定温度未満であるときに学習された空燃比学習値のみを初期値にリセットするようにしてもよい。
【００２７】
この場合、空燃比検出手段が未燃燃料成分によって被毒されていないときに学習された空燃比学習値を活かしつつ内燃機関の空燃比を制御することが可能となるため、空燃比検出手段の被毒が解消された時点、言い換えれば、還元剤添加手段が作動を開始するときの実機関空燃比を目標機関空燃比に近似させ易くなる。
【００２８】
また、本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用してもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第１の還元剤添加手段と、
前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記空燃比検出手段の被毒解消後であって前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、内燃機関の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００２９】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を添加する第１の還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、第１の還元剤添加手段が作動する前に、空燃比検出手段の被毒を解消させるとともに、被毒解消後の内燃機関の空燃比が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正することを最大の特徴としている。
【００３０】
前述したように、空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が開始されると、空燃比検出手段の被毒が解消されるものの、空燃比検出手段の被毒時に学習された空燃比学習値に基づいて内燃機関の空燃比が制御されるため、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンとなった状態でＳＯｘ保持材の再生処理が行われることになり、還元剤の供給量が過剰に多くなることが想定される。
【００３１】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる前に空燃比検出手段の被毒を解消させるとともに、被毒解消後の内燃機関の空燃比が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正する。
【００３２】
この場合、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる際の実機関空燃比が目標機関空燃比と一致するようになるため、還元剤の添加量が過剰に多くなることがない。
【００３３】
そして、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる際の実機関空燃比を目標機関空燃比と一致させる手法として以下の２つを例示することができる。
【００３４】
（１）排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記空燃比検出手段の検出値と前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加量とに基づいて前記内燃機関の実際の空燃比を演算し、その空燃比が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御する。
【００３５】
（２）排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加終了後の前記空燃比検出手段の検出値が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御する。
【００３６】
尚、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気の一部を該内燃機関に再循環させるＥＧＲ機構を更に備え、空燃比補正手段は、前記ＥＧＲ機構により再循環される排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する。）の量を調節することにより前記内燃機関の空燃比を補正するようにしてもよい。
【００３７】
例えば、空燃比補正手段は、内燃機関の空燃比を低くする場合にはＥＧＲガス量を増加させ、内燃機関の空燃比を高くする場合にはＥＧＲガス量を減少させるようにすればよい。
【００３８】
かかる構成とすることにより、空燃比補正手段は、内燃機関の燃料噴射量を変更することなく、内燃機関の空燃比を補正することが可能となる。特に、内燃機関の空燃比を低下させる場合には、空燃比補正手段は、内燃機関の燃料噴射量を増加させる代わりに、ＥＧＲガス量を増加させることにより内燃機関の空燃比を低下させることが可能となるため、燃料噴射量の低減、内燃機関から排出される未燃燃料成分の減少、及び内燃機関から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の減少等を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用してもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記還元剤添加手段の作動開始後に、前記内燃機関の実際の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、を備えるようにしてもよい。
【００４０】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、還元剤添加手段の作動開始後に、実機関空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正することを最大の特徴としている。
【００４１】
前述したように、空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が開始されると、空燃比検出手段の被毒が解消されるものの、空燃比検出手段の被毒時に学習された空燃比学習値に基づいて内燃機関の空燃比が制御されるため、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンな状態となってしまう。
【００４２】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、ＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比を目標機関空燃比に一致させるべく内燃機関の空燃比を補正する。
【００４３】
このようにＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比が目標機関空燃比と一致するようになると、それ以降の再生処理において還元剤添加手段から排気中へ添加される還元剤の量が減少するため、ＳＯｘ保持材において過剰な量の還元剤が酸化するようなことがなくなる。
【００４４】
ＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比を目標機関空燃比と一致させる方法としては、（１）空燃比検出手段の検出値と還元剤添加手段の還元剤添加量とに基づいて実機関空燃比を演算し、その実機関空燃比と目標機関空燃比との偏差に従って内燃機関の空燃比を補正する方法、（２）還元剤添加手段の作動を一時的に停止させ、その際の空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正する方法などを例示することができる。
【００４５】
尚、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気の一部を該内燃機関に再循環させるＥＧＲ機構を更に備え、空燃比補正手段は、ＥＧＲガスの量を調節することにより前記内燃機関の空燃比を補正するようにしてもよいのは上述と同様である。
【００４６】
また、本発明において、ＳＯｘ保持剤としては、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のように酸化能を有するＮＯｘ吸収剤を例示することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４８】
また、ここでは、本発明に係る排気浄化装置を車輌駆動用の圧縮着火式内燃機関（ディーゼル機関）に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００４９】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示したのが図１である。
【００５０】
図１に示す内燃機関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。
【００５１】
内燃機関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、蓄圧室（コモンレール）４と接続され、このコモンレール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。
【００５２】
内燃機関１には吸気通路７が接続されており、この吸気通路７はエアクリーナボックス８に接続されている。そして、このエアクリーナボックス８より下流の吸気通路７には、該吸気通路７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９が取り付けられている。
【００５３】
また、吸気通路７の途中には、遠心過給器（ターボチャージャー）１０のコンプレッサハウジング１０ａが設けられている。コンプレッサハウジング１０ａより下流の吸気通路７にはインタークーラ１１が取り付けられている。更にインタークーラ１１より下流の吸気通路７には、該吸気通路７内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１２が設けられている。この吸気絞り弁１２には吸気絞り用アクチュエータ１３が取り付けられている。
【００５４】
また、内燃機関１には排気通路１４が接続され、この排気通路１４は、下流にてマフラーと接続されている。そして、排気通路１４の途中には、前記遠心過給機１０のタービンハウジング１０ｂが配置されている。
【００５５】
排気通路１４におけるタービンハウジング１０ｂより下流の部位には、排気中の有害ガス成分を浄化するための排気浄化触媒１５が配置されている。この排気浄化触媒１５は、該排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比がリーン空燃比（理論空燃比以上）であるときには、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、該排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比（理論空燃比以下）となったときには、吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である。
【００５６】
排気浄化触媒２０より下流の排気通路１４には、該排気通路１４内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比検出手段である空燃比センサ１６と、該排気通路１４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１７とが取り付けられている。なお、本実施の形態では、排気浄化触媒２０より下流の排気通路１４に空燃比センサ１６を設けて排気浄化触媒２０から流出する排気の空燃比を検出しているが、排気浄化触媒２０より上流の排気通路１４に更に空燃比センサを設けて排気浄化触媒２０に流入する排気の空燃比を検出して、排気通路１４内を流通する排気の空燃比を検出してもよいし、排気浄化触媒２０より上流の排気通路１４のみに空燃比センサを設けて、排気通路１４内を流通する排気の空燃比を検出してもよい。
【００５７】
前記吸気通路７における吸気絞り弁１２より下流の部位と、前記排気通路１４におけるタービンハウジング１０ｂより上流の部位とは、排気再循環通路（以下「ＥＧＲ通路」と称する。）１８を介して連通されている。このＥＧＲ通路１８の途中には、流量調整弁（ＥＧＲ弁）１９が設けられている。
【００５８】
また、内燃機関１の１番気筒２の排気ポート２０には、該排気ポート２０内を流通する排気中に還元剤たる燃料を添加する還元剤添加弁２１が取り付けられ、この還元剤添加弁２１は燃料通路２２を介して前記燃料ポンプ６と接続されている。
【００５９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２５が併設されている。このＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００６０】
ＥＣＵ２５には、前述したエアフローメータ９、空燃比センサ１６、排気温度センサ１７に加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２３及び水温センサ２４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ＥＣＵ２５に入力されるようになっている。
【００６１】
一方、ＥＣＵ２５には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、ＥＧＲ弁１９、還元剤添加弁２１等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２５が燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、ＥＧＲ弁１９、及び還元剤添加弁２１を制御することが可能になっている。
【００６２】
例えば、ＥＣＵ２５は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算等を実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２５が入力した各種信号やＥＣＵ２５が演算して得られた各種制御値は、該ＥＣＵ２５のＲＡＭに一時的に記憶される。
【００６３】
燃料噴射量を演算する場合には、ＥＣＵ２５は、下記の式（１）に基づき最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを算出する。
【００６４】
Ｑｆｉｎ＝Ｑｂｓｅ＊ＦＡＦ＊ＫＧ（ｉ）＊Ａ……（１）
Ｑｂｓｅ：基本燃料噴射量
ＦＡＦ：フィードバック補正係数
ＫＧ（ｉ）：空燃比学習値
Ａ：増量係数
【００６５】
更に、ＥＣＵ２５は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ２３からのパルス信号の入力などをトリガーとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁３を制御する。
【００６６】
また、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３に基づく割り込み処理、或は一定時間毎の割り込み処理として、以下に述べるような排気浄化制御を実行する。
【００６７】
排気浄化制御では、ＥＣＵ２５は、内燃機関１が一定時間以上連続してリーン空燃比で運転されているか否かを判別する。内燃機関１が一定時間以上連続してリーン空燃比で運転されている場合には、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５のＮＯｘ吸蔵能力を再生させるべく還元剤添加弁２１を開弁させる。
【００６８】
還元剤添加弁２１が開弁させられると、燃料ポンプ６から吐出された燃料が燃料通路７及び還元剤添加弁２１を介して１番気筒２の排気ポートへ噴射され、次いで排気ポートから排気通路１４へ導かれることになる。排気通路１４へ導かれた燃料は、該排気通路１４の上流から流れてきた排気ととともにタービンハウジング１０ｂへ流入する。タービンハウジング１０ｂ内に流入した排気と還元剤とは、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
【００６９】
このようにして形成されたリッチ空燃比の排気は、タービンハウジング１０ｂから排気通路１４を介して排気浄化触媒１５に流入し、排気浄化触媒１５に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することになる。この結果、排気浄化触媒１５に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯｘ）が該排気浄化触媒１５から除去されることとなり、排気浄化触媒１５のＮＯｘ吸蔵能力が再生される。
【００７０】
ところで、排気浄化触媒１５は、窒素酸化物（ＮＯｘ）と同様のメカニズムによって排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸蔵するため、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸蔵量が増加すると、それに応じて吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低減する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。
【００７１】
これに対し、ＥＣＵ２５は、以下に示すような方法に従って排気浄化触媒１５のＳＯｘ被毒解消処理を実行する。
【００７２】
排気浄化触媒１５のＳＯｘ被毒を解消する方法としては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域まで昇温させるとともに、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とすることにより、排気浄化触媒１５から硫黄酸化物（ＳＯｘ）を放出させつつ気体状のＳＯ２ −に還元する方法を例示することができる。
【００７３】
そこで、ＥＣＵ２５は、先ず排気浄化触媒１５の雰囲気温度を高めるべく触媒昇温処理を実行する。
【００７４】
排気浄化触媒１５の雰囲気温度を高める方法としては、（１）排気温度を上昇させて排気の熱を排気浄化触媒１５へ伝達させる方法と、（２）排気浄化触媒１５において未燃燃料を酸化させることによりその際に発生する反応熱により排気浄化触媒１５自体を昇温させる方法とを例示することができる。
【００７５】
上記した（１）の具体的な方法としては、内燃機関１における混合気の燃焼時期を遅角させる方法、内燃機関１において膨張行程時の気筒２の燃料噴射弁３から副次的に燃料を噴射させる方法、図示しない排気絞り弁の開度を小さくすることにより内燃機関１の負荷を高める方法、ＥＧＲガスの量を増加させることにより内燃機関１において低温燃焼を行わせる方法などを例示することができる。
【００７６】
上記した（２）の具体的な方法としては、還元剤添加弁２１から排気中へ燃料を添加させる方法、内燃機関１において排気行程時の気筒２の燃料噴射弁３から副次的に燃料を噴射させる方法などを例示することができる。
【００７７】
上記したような触媒昇温処理により排気浄化触媒１５の床温が５００℃〜７００℃程度の高温域まで上昇すると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から排気中へ還元剤たる燃料を添加させる。
【００７８】
その際、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５へ流入する排気の空燃比が所望の目標リッチ空燃比となるように還元剤添加量をフィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号値が前記目標リッチ空燃比と一致するように還元剤添加弁２１の開度をフィードバック制御する。
【００７９】
これは、排気中に添加された還元剤は排気浄化触媒１５において酸化することになるため、過剰に多量の還元剤が排気中に添加されると、排気浄化触媒１５において多量の還元剤が酸化されることとなり、還元剤が酸化する際に発生する熱量によって排気浄化触媒１５が過熱してしまう虞があるからである。
【００８０】
一方、内燃機関１のような圧縮着火式内燃機関では、排気温度が低くなり易いため、排気中に含まれる未燃燃料成分であるＨＣが空燃比センサ１６に付着し、空燃比センサ１６の出力値が実際の空燃比よりリッチ側にずれてしまう、いわゆるセンサ被毒が発生する。
【００８１】
このように空燃比センサ１６が被毒している状況下で、空燃比センサの出力値に基づいて前述した空燃比学習係数：ＫＧ（ｉ）が学習され、その空燃比学習値：ＫＧ（ｉ）に従って内燃機関の空燃比が制御されると、内燃機関１の実際の空燃比（実機関空燃比）が目標機関空燃比よりも高くなる、すなわち、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンになる（高くなる）ことが想定される。
【００８２】
そして、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【００８３】
そこで、本実施の形態では、ＥＣＵ２５は、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、センサ被毒解消制御を実行するとともに空燃比学習値を初期値にリセットするようにする。
【００８４】
具体的に図５のフローチャートを用いて本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理について説明する。
【００８５】
先ず、ステップ１００にてセンサ被毒解消制御を実行する。このセンサ被毒解消制御としては、ＥＣＵ２５は、例えば、内燃機関１の空燃比を高くして排気の酸素濃度を高くした状態で、還元剤添加弁２１から排気中へ還元剤たる燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分を排気浄化触媒１５において酸化させ、酸化の際に発生する熱によって、空燃比センサ１６近傍の排気温を高温（３００〜５００℃、好ましくは５００℃以上）にするものである。
【００８６】
そして、空燃比センサ１６に付着した未燃燃料成分である炭化水素（ＨＣ）は、３００℃〜５００℃の高温になると酸素濃度が高いために十分に酸化され、空燃比センサ１６の被毒が解消されることになる。
【００８７】
次にステップ１０１にて、空燃比学習値を初期値にリセットする。なお、空燃比学習値をリセットするにあたっては、空燃比センサの温度を検出する温度検出手段である空燃比センサ温度センサを設け、該空燃比センサ温度センサにより検出された温度が、センサ被毒を生じたまま空燃比を検出してしまう温度である、例えば４００℃未満である時に学習された空燃比学習値を初期値にリセットするようにしてもよい。かかる場合、空燃比センサが被毒していない状態で学習された学習値は有効に活かすことができる。
【００８８】
次にステップ１０２にて、排気温度が所定温度Ｔ以上であるか否かが判定される。上述したように、ＳＯｘ被毒を解消するにあたっては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域にすることから、本ステップにて排気温度センサ１７で検出した排気温度が所定温度の例えば５００℃以上であるか否かを判定する。なお、該所定温度は、排気浄化用触媒１５の種類等に応じて決定されるものである。
【００８９】
そして、排気温度が所定温度Ｔ以上である場合は、ステップ１０３へ進み、Ｔ未満である場合は、ステップ１０４にて、上述の触媒昇温処理を実行した上で、ステップ１０３へ進む。
【００９０】
ステップ１０３においては、排気の空燃比がＳＯｘ被毒を解消するための目標空燃比であるリッチ空燃比であるか否かが判定される。そして排気の空燃比が目標のリッチ空燃比でない場合は、ステップ１０５にて目標のリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する。
【００９１】
このようにして、内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合にも、センサが被毒したまま学習された空燃比学習値に従って燃料噴射量が決定されることがないので、ＳＯｘ被毒解消処理の際に適正な量の還元剤が添加されることとなり（図３参照）、排気浄化触媒１５に過剰な還元剤が添加されて過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防止することができる。
【００９２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に対して、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際の排気浄化触媒１５の過昇温に起因する熱劣化の促進を防止する手段のみを変更したものであり、その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９３】
ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、還元剤添加弁２１から過剰な還元剤が添加されると、それらの還元剤が排気浄化触媒１５で急激に燃焼して排気浄化触媒１５が過熱するおそれがあるため、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するようにする。
【００９４】
しかし、第１の実施の形態で述べたように内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合には、空燃比センサ１６がセンサ被毒を生じているおそれがあることから、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するには、まずは空燃比センサ１６のセンサ被毒を解消しておく必要がある。そこで、まずは空燃比センサ被毒を解消すべく、上述のセンサ被毒解消制御を実施する。
【００９５】
また、空燃比センサ被毒が解消されたとしても、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【００９６】
そこで、空燃比センサ被毒を解消させた後、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行し、内燃機関１の空燃比を目標空燃比とした上で、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の量を決定するようにする（図４参照）。
【００９７】
センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行する手法としては以下の２つを例示することができる。
【００９８】
（１）センサ被毒解消制御を実行するにあたっては、排気の空燃比を高く（リーンに）した状態で温度を３００℃〜５００℃にすべく還元剤が添加され、ＳＯｘ被毒解消処理は温度を５００℃〜７００℃にするとともに空燃比をリッチにすべく還元剤を添加することから、センサ被毒解消制御中に添加していた還元剤をＳＯｘ被毒解消処理の際にもそのまま添加し続けて、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分から添加した還元剤の分を差し引いてフィードバック制御するようにする。
【００９９】
（２）上述のようにセンサ被毒解消制御は還元剤たる燃料を添加して行なうことから、センサ被毒が解消したら、還元剤の添加を中止し、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいてフィードバック制御するようにする。
【０１００】
なお、具体的に本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理をフローチャート図で示したものが図６であるが、第１の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャートと比較すると、図５のステップ１０１で空燃比学習値をリセットする代わりに、図６ではステップ２０１として上述した機関空燃比制御を実行する点のみ異なる。その他については図５と同一なので、その説明は省略する。
【０１０１】
このようにして、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、まず、センサ被毒解消制御を実行した後、目標空燃比と空燃比センサ１６の検出値のずれをフィードバックし、内燃機関１の空燃比を制御することにより、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標のリッチな空燃比とする際、リーンずれした内燃機関の空燃比を基に還元剤が添加されることがないので、還元剤が過剰に添加されて排気浄化触媒１５が過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防ぐことができる。
【０１０２】
また、上述のように排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を、センサ被毒解消制御実行中のリーンからリッチにしてＳＯｘ被毒解消処理を実行するが、排気の空燃比をリーンからリッチにするのに内燃機関１の空燃比をある程度リッチにする際、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を増加してリッチにするのではなく、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加してリッチにするようにしてもよい。
【０１０３】
これは、燃料噴射弁３から燃料噴射量を増加して空燃比をリッチとする方法だと、未燃の燃料は触媒の発熱に寄与する分が多いため触媒が過熱されてしまうおそれがある。それに対してＥＧＲ機構により内燃機関内に再循環される排気量を増加する方法では、ＥＧＲガスは燃焼済みの排気であるため触媒の発熱に寄与することが少なく、触媒の過熱が抑制されるためである。
【０１０４】
また、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、吸熱性を有する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からである。
【０１０５】
なお、センサ被毒解消制御を実行する際に還元剤を添加する場合、センサ被毒解消用に還元剤を添加する還元剤添加手段と、ＳＯｘ被毒解消処理用に還元剤を添加する還元剤添加手段とは、上述の実施の形態では同一のものである還元剤添加弁２１を使用しているが、特にスペース等に制限がない限り異なる物を使用してもよい。
【０１０６】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に対して、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際の排気浄化触媒１５の過昇温に起因する熱劣化の促進を防止する手段のみを変更したものであり、その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０７】
ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、還元剤添加弁２１から過剰な還元剤が添加されると、それらの還元剤が排気浄化触媒１５で急激に燃焼して排気浄化触媒１５が過熱するおそれがあるため、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するようにする。
【０１０８】
しかし、第１の実施の形態で述べたように内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合には、空燃比センサ１６がセンサ被毒を生じているおそれがあることから、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するには、まずは空燃比センサ１６のセンサ被毒を解消しておく必要がある。そこで、まずは空燃比センサ被毒を解消すべく、上述のセンサ被毒解消制御を実行する。
【０１０９】
また、空燃比センサ被毒が解消されたとしても、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【０１１０】
そこで、空燃比センサ被毒を解消させた後、還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する際に、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行する。なお、第２の実施の形態においては、機関空燃比制御を実行し、内燃機関１の空燃比を目標空燃比と一致させた後、還元剤添加制御を実行するが、本実施の形態においては、還元剤添加制御を実行しつつ機関空燃比制御を実行するものである。
【０１１１】
そして、還元剤添加制御を実行しつつ機関空燃比制御を実行する手法としては、（１）センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と還元剤添加弁２１の還元剤添加量とに基づいて内燃機関１の空燃比を演算し、その内燃機関１の空燃比と目標機関空燃比との偏差に従って内燃機関１の空燃比を補正する手法、（２）還元剤添加弁２１の還元剤添加を一時的に停止させ、その際の空燃比センサ１６の検出値が目標機関空燃比と一致するように内燃機関１の空燃比を補正し、その後再度還元剤添加を開始する手法などを例示することができる。
【０１１２】
具体的に図７のフローチャートを用いて本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理について説明する。
【０１１３】
先ず、ステップ３００にて上述したセンサ被毒解消制御を実行する。
【０１１４】
次にステップ３０１にて、排気温度が所定温度Ｔ以上であるか否かが判定される。上述したように、ＳＯｘ被毒を解消するにあたっては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域にすることから、本ステップにて排気温度センサ１７で検出した排気温度が所定温度の例えば５００℃以上であるか否かを判定する。なお、該所定温度は、排気浄化用触媒１５の種類等に応じて決定されるものである。
【０１１５】
そして、排気温度が所定温度Ｔ以上である場合は、ステップ３０２へ進み、Ｔ未満である場合は、ステップ３０３にて、上述の触媒昇温処理を実行した上で、ステップ３０２へ進む。
【０１１６】
ステップ３０２においては、排気の空燃比がＳＯｘ被毒を解消するための目標空燃比であるリッチ空燃比であるか否かが判定される。そして排気の空燃比が目標のリッチ空燃比でない場合は、ステップ３０４にて目標のリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する。そしてこの際に上述の機関空燃比制御を実行する。
【０１１７】
このようにして、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、まず、センサ被毒解消制御を実行した後、還元剤を添加して空燃比センサ１６の検出値を目標のリッチ空燃比とする際、内燃機関１の空燃比が目標機関空燃比と一致するようになると、それ以降の還元剤添加量が適正な量となるので、排気浄化触媒１５において過剰な量の還元剤が酸化するようなことがなくなる。そして、還元剤が過剰に添加されて排気浄化触媒１５が過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防ぐことができる。
【０１１８】
また、上述のように排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を、センサ被毒解消制御実行中のリーンからリッチにしてＳＯｘ被毒解消処理を実行するが、排気の空燃比をリーンからリッチにするのに内燃機関１の空燃比をある程度リッチにする際、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を増加してリッチにするのではなく、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加してリッチにするようにしてもよい。
【０１１９】
これは、燃料噴射弁３から燃料噴射量を増加して空燃比をリッチとする方法だと、未燃の燃料は触媒の発熱に寄与する分が多いため触媒が過熱されてしまうおそれがある。それに対してＥＧＲ機構により内燃機関内に再循環される排気量を増加する方法では、ＥＧＲガスは燃焼済みの排気であるため触媒の発熱に寄与することが少なく、触媒の過熱が抑制されるためである。
【０１２０】
また、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、吸熱性を有する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からである。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸収材等のように排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持するＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止しつつＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去することができる。
【０１２２】
また、ＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比を低くしてＳＯｘを除去する際、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加して機関内の空燃比を低くすることにより、混合気の燃焼温度が低められ窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量を抑制することができる。
【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内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明を適用しない場合の内燃機関の空燃比と吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度の変化を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化装置を用いた場合の内燃機関の空燃比と吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度の変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る排気浄化装置を用いた場合の内燃機関の空燃比の変化を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ コモンレール
５ 燃料供給管
６ 燃料ポンプ
７ 吸気通路
８ エアクリーナボックス
９ エアフローメータ
１０ 遠心過給器
１１ インタークーラ
１２ 吸気絞り弁
１３ 吸気絞り用アクチュエータ
１４ 排気通路
１５ 排気浄化触媒
１６ 空燃比センサ
１７ 排気温度センサ
１８ ＥＧＲ通路
１９ ＥＧＲ弁
２０ 排気ポート
２１ 還元剤添加弁
２２ 還元剤供給路
２３ クランクポジションセンサ
２４ 水温センサ
２５ ＥＣＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化技術に関し、特に、内燃機関の排気系に設けられたＳＯｘ保持材を再生させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に搭載される内燃機関の排気浄化技術として、内燃機関の排気系にＮＯｘ吸収材を配置して、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する技術が知られている。
【０００３】
このようなＮＯｘ吸収材は、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）とともに硫黄酸化物（ＳＯｘ）も吸収してしまうため、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸収量が増加した場合には排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸収しきれなくなる、所謂ＳＯｘ被毒を生じる。
【０００４】
これに対して、内燃機関の排気あるいはＮＯｘ吸収材が高温である時に、ＮＯｘ吸収材へ還元剤を供給してＮＯｘ吸収材を高温且つリッチな雰囲気とすることによりＮＯｘ吸収材から硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去し、以ってＮＯｘ吸収材のＳＯｘ被毒を解消させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許２６０５５８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車などに搭載される内燃機関では、排気系に設けられた酸素濃度センサや空燃比センサの出力信号と目標空燃比との誤差に基づいて内燃機関の空燃比を補正するとともに、その際の補正量を学習する制御が行われている。
【０００７】
しかしながら、圧縮着火式内燃機関（ディーゼル機関）や希薄燃焼可能な火花点火式内燃機関（リーン・バーン・ガソリン機関）のように排気温度や排気系部品の温度が低くなり易い内燃機関では、排気中の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）が酸素濃度センサや空燃比センサに付着してしまい、それらセンサの出力信号値が実際の酸素濃度や空燃比より低い値を示す場合がある。
【０００８】
このような場合に、酸素濃度センサや空燃比センサの出力信号値に基づいて学習制御が行われると、その学習制御により得られた補正量（学習値）が内燃機関の空燃比に反映された時に、内燃機関の実際の空燃比が目標空燃比よりも高くなることが想定される。
【０００９】
内燃機関の空燃比が目標空燃比より高くなった状態で、前述したようなＳＯｘ被毒解消処理がなされると、ＮＯｘ吸収材に流入する排気の空燃比を所望のリッチ空燃比とすべく、還元剤の供給量が過剰に増加される虞がある。
【００１０】
ＮＯｘ吸収材へ供給される還元剤の量が過剰に多くなると、ＮＯｘ吸収材において還元剤が酸化される際に発生する熱量が多くなることからＮＯｘ吸収材の温度が過剰に上昇してしまい、その結果、ＮＯｘ吸収材が劣化し易くなる。
【００１１】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＯｘ吸収材等のように排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持するＳＯｘ保持材を備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止しつつＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去可能な技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比学習値を初期値にリセットする学習値リセット手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を供給する還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯｘ保持剤から硫黄酸化物を除去すべく還元剤添加手段が作動を開始する前に、空燃比学習値をリセットすることを最大の特徴としている。
【００１４】
空燃比制御手段は、内燃機関の空燃比が所望の機関空燃比（以下、「目標機関空燃比」と称する。）と一致するように内燃機関の空燃比を制御する。
【００１５】
例えば、空燃比制御手段は、先ず、目標機関空燃比に従って内燃機関の目標燃料噴射量を決定する。続いて、空燃比制御手段は、空燃比検出手段の検出値を読み込み、その検出値と目標空燃比との偏差に基づいて目標燃料噴射量を補正するとともに、その際の補正量を空燃比学習値として記憶する。そして、空燃比制御手段は、次回の目標燃料噴射量を決定する際に、前記した空燃比学習値を考慮して目標燃料噴射量を決定する。
【００１６】
このように内燃機関の空燃比が制御されているときに、空燃比検出手段が未燃燃料成分によって被毒していると、空燃比検出手段の検出値が実際の空燃比より低い値（リッチな値）を示すため、内燃機関の空燃比がリーン側へ補正されるとともに、空燃比学習値が内燃機関の空燃比をリーン側へ補正する値となる。
【００１７】
また、ＳＯｘ保持材に保持された硫黄酸化物を除去する場合には、ＳＯｘ保持材に流入する排気の温度を高めた上でＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比を理論空燃比以下にする再生処理を行う必要がある。
【００１８】
空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が行われた場合には、空燃比検出手段に付着していた未燃燃料成分が高温の排気に曝されて燃焼するため、空燃比検出手段の被毒が解消されることになる。
【００１９】
この場合、空燃比検出手段の検出値が実際の空燃比に対応した値を示すようになるが、前記した空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比が制御されるため、内燃機関から排出される排気の空燃比（以下、「実機関空燃比」と称する。）が目標機関空燃比よりリーンな空燃比になる。
【００２０】
ところで、ＳＯｘ保持材の再生処理では、空燃比検出手段の検出値が理論空燃比以下の目標リッチ空燃比と一致するように還元剤の供給量が決定されるため、上記したように空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比よりリーンな空燃比を示している場合には、還元剤の供給量が過剰に多くなることが想定される。
【００２１】
排気中の還元剤はＳＯｘ保持材に保持されている硫黄酸化物と反応して酸化するため、排気中に多量の還元剤が存在する場合にはＳＯｘ保持材において多量の還元剤が酸化することとなり、その際に発生する反応熱によってＳＯｘ保持材が過剰に昇温し、ＳＯｘ保持材の熱劣化を誘発することが想定される。
【００２２】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置では、ＳＯｘ保持材の再生処理において還元剤添加手段が作動する前に、学習値リセット手段が空燃比学習値を初期値にリセットする。
【００２３】
この場合、空燃比制御手段が内燃機関の空燃比をリーン側へ補正しなくなるため、実機関空燃比が目標機関空燃比に比して過剰にリーンとなることがなくなる。
【００２４】
この結果、還元剤添加手段が作動を開始した時点で空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比に比して過剰にリーンな値を示すことがなくなり、以て還元剤の供給量を過剰に多くする必要もなくなる。
【００２５】
尚、本発明における空燃比検出手段としては、ＳＯｘ保持材より上流の排気通路およびまたはＳＯｘ保持材より下流の排気通路に配置される空燃比センサや酸素濃度センサを例示することができる。
【００２６】
また、排気中の未燃燃料成分は、空燃比検出手段又は排気の温度が低いときに空燃比検出手段に付着し易いため、学習値リセット手段は、空燃比検出手段の温度又は排気温度が所定温度未満であるときに学習された空燃比学習値のみを初期値にリセットするようにしてもよい。
【００２７】
この場合、空燃比検出手段が未燃燃料成分によって被毒されていないときに学習された空燃比学習値を活かしつつ内燃機関の空燃比を制御することが可能となるため、空燃比検出手段の被毒が解消された時点、言い換えれば、還元剤添加手段が作動を開始するときの実機関空燃比を目標機関空燃比に近似させ易くなる。
【００２８】
また、本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用してもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第１の還元剤添加手段と、
前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記空燃比検出手段の被毒解消後であって前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、内燃機関の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を備えるようにしてもよい。
【００２９】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を添加する第１の還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、第１の還元剤添加手段が作動する前に、空燃比検出手段の被毒を解消させるとともに、被毒解消後の内燃機関の空燃比が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正することを最大の特徴としている。
【００３０】
前述したように、空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が開始されると、空燃比検出手段の被毒が解消されるものの、空燃比検出手段の被毒時に学習された空燃比学習値に基づいて内燃機関の空燃比が制御されるため、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンとなった状態でＳＯｘ保持材の再生処理が行われることになり、還元剤の供給量が過剰に多くなることが想定される。
【００３１】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる前に空燃比検出手段の被毒を解消させるとともに、被毒解消後の内燃機関の空燃比が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正する。
【００３２】
この場合、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる際の実機関空燃比が目標機関空燃比と一致するようになるため、還元剤の添加量が過剰に多くなることがない。
【００３３】
そして、ＳＯｘ保持材の再生処理が行われる際の実機関空燃比を目標機関空燃比と一致させる手法として以下の２つを例示することができる。
【００３４】
（１）排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記空燃比検出手段の検出値と前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加量とに基づいて前記内燃機関の実際の空燃比を演算し、その空燃比が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御する。
【００３５】
（２）排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加終了後の前記空燃比検出手段の検出値が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御する。
【００３６】
尚、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気の一部を該内燃機関に再循環させるＥＧＲ機構を更に備え、空燃比補正手段は、前記ＥＧＲ機構により再循環される排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する。）の量を調節することにより前記内燃機関の空燃比を補正するようにしてもよい。
【００３７】
例えば、空燃比補正手段は、内燃機関の空燃比を低くする場合にはＥＧＲガス量を増加させ、内燃機関の空燃比を高くする場合にはＥＧＲガス量を減少させるようにすればよい。
【００３８】
かかる構成とすることにより、空燃比補正手段は、内燃機関の燃料噴射量を変更することなく、内燃機関の空燃比を補正することが可能となる。特に、内燃機関の空燃比を低下させる場合には、空燃比補正手段は、内燃機関の燃料噴射量を増加させる代わりに、ＥＧＲガス量を増加させることにより内燃機関の空燃比を低下させることが可能となるため、燃料噴射量の低減、内燃機関から排出される未燃燃料成分の減少、及び内燃機関から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の減少等を図ることができる。
【００３９】
次に、本発明は、前述した課題を解決するために以下のような手段を採用してもよい。すなわち、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記還元剤添加手段の作動開始後に、前記内燃機関の実際の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、を備えるようにしてもよい。
【００４０】
この発明は、空燃比検出手段の検出値に基づいて学習された空燃比学習値に従って内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去するときにＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比が理論空燃比以下となるように排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、還元剤添加手段の作動開始後に、実機関空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正することを最大の特徴としている。
【００４１】
前述したように、空燃比検出手段が被毒した状態でＳＯｘ保持材の再生処理が開始されると、空燃比検出手段の被毒が解消されるものの、空燃比検出手段の被毒時に学習された空燃比学習値に基づいて内燃機関の空燃比が制御されるため、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンな状態となってしまう。
【００４２】
これに対し、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、ＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比を目標機関空燃比に一致させるべく内燃機関の空燃比を補正する。
【００４３】
このようにＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比が目標機関空燃比と一致するようになると、それ以降の再生処理において還元剤添加手段から排気中へ添加される還元剤の量が減少するため、ＳＯｘ保持材において過剰な量の還元剤が酸化するようなことがなくなる。
【００４４】
ＳＯｘ保持材の再生処理中に実機関空燃比を目標機関空燃比と一致させる方法としては、（１）空燃比検出手段の検出値と還元剤添加手段の還元剤添加量とに基づいて実機関空燃比を演算し、その実機関空燃比と目標機関空燃比との偏差に従って内燃機関の空燃比を補正する方法、（２）還元剤添加手段の作動を一時的に停止させ、その際の空燃比検出手段の検出値が目標機関空燃比と一致するように内燃機関の空燃比を補正する方法などを例示することができる。
【００４５】
尚、本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気の一部を該内燃機関に再循環させるＥＧＲ機構を更に備え、空燃比補正手段は、ＥＧＲガスの量を調節することにより前記内燃機関の空燃比を補正するようにしてもよいのは上述と同様である。
【００４６】
また、本発明において、ＳＯｘ保持剤としては、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のように酸化能を有するＮＯｘ吸収剤を例示することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４８】
また、ここでは、本発明に係る排気浄化装置を車輌駆動用の圧縮着火式内燃機関（ディーゼル機関）に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００４９】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示したのが図１である。
【００５０】
図１に示す内燃機関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。
【００５１】
内燃機関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、蓄圧室（コモンレール）４と接続され、このコモンレール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。
【００５２】
内燃機関１には吸気通路７が接続されており、この吸気通路７はエアクリーナボックス８に接続されている。そして、このエアクリーナボックス８より下流の吸気通路７には、該吸気通路７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９が取り付けられている。
【００５３】
また、吸気通路７の途中には、遠心過給器（ターボチャージャー）１０のコンプレッサハウジング１０ａが設けられている。コンプレッサハウジング１０ａより下流の吸気通路７にはインタークーラ１１が取り付けられている。更にインタークーラ１１より下流の吸気通路７には、該吸気通路７内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１２が設けられている。この吸気絞り弁１２には吸気絞り用アクチュエータ１３が取り付けられている。
【００５４】
また、内燃機関１には排気通路１４が接続され、この排気通路１４は、下流にてマフラーと接続されている。そして、排気通路１４の途中には、前記遠心過給機１０のタービンハウジング１０ｂが配置されている。
【００５５】
排気通路１４におけるタービンハウジング１０ｂより下流の部位には、排気中の有害ガス成分を浄化するための排気浄化触媒１５が配置されている。この排気浄化触媒１５は、該排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比がリーン空燃比（理論空燃比以上）であるときには、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、該排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比（理論空燃比以下）となったときには、吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である。
【００５６】
排気浄化触媒２０より下流の排気通路１４には、該排気通路１４内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比検出手段である空燃比センサ１６と、該排気通路１４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１７とが取り付けられている。なお、本実施の形態では、排気浄化触媒２０より下流の排気通路１４に空燃比センサ１６を設けて排気浄化触媒２０から流出する排気の空燃比を検出しているが、排気浄化触媒２０より上流の排気通路１４に更に空燃比センサを設けて排気浄化触媒２０に流入する排気の空燃比を検出して、排気通路１４内を流通する排気の空燃比を検出してもよいし、排気浄化触媒２０より上流の排気通路１４のみに空燃比センサを設けて、排気通路１４内を流通する排気の空燃比を検出してもよい。
【００５７】
前記吸気通路７における吸気絞り弁１２より下流の部位と、前記排気通路１４におけるタービンハウジング１０ｂより上流の部位とは、排気再循環通路（以下「ＥＧＲ通路」と称する。）１８を介して連通されている。このＥＧＲ通路１８の途中には、流量調整弁（ＥＧＲ弁）１９が設けられている。
【００５８】
また、内燃機関１の１番気筒２の排気ポート２０には、該排気ポート２０内を流通する排気中に還元剤たる燃料を添加する還元剤添加弁２１が取り付けられ、この還元剤添加弁２１は燃料通路２２を介して前記燃料ポンプ６と接続されている。
【００５９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２５が併設されている。このＥＣＵ２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００６０】
ＥＣＵ２５には、前述したエアフローメータ９、空燃比センサ１６、排気温度センサ１７に加え、内燃機関１に取り付けられたクランクポジションセンサ２３及び水温センサ２４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ＥＣＵ２５に入力されるようになっている。
【００６１】
一方、ＥＣＵ２５には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、ＥＧＲ弁１９、還元剤添加弁２１等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２５が燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、ＥＧＲ弁１９、及び還元剤添加弁２１を制御することが可能になっている。
【００６２】
例えば、ＥＣＵ２５は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算等を実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２５が入力した各種信号やＥＣＵ２５が演算して得られた各種制御値は、該ＥＣＵ２５のＲＡＭに一時的に記憶される。
【００６３】
燃料噴射量を演算する場合には、ＥＣＵ２５は、下記の式（１）に基づき最終燃料噴射量Ｑｆｉｎを算出する。
【００６４】
Ｑｆｉｎ＝Ｑｂｓｅ＊ＦＡＦ＊ＫＧ（ｉ）＊Ａ……（１）
Ｑｂｓｅ：基本燃料噴射量
ＦＡＦ：フィードバック補正係数
ＫＧ（ｉ）：空燃比学習値
Ａ：増量係数
【００６５】
更に、ＥＣＵ２５は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ２３からのパルス信号の入力などをトリガーとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁３を制御する。
【００６６】
また、ＥＣＵ２５は、クランクポジションセンサ２３に基づく割り込み処理、或は一定時間毎の割り込み処理として、以下に述べるような排気浄化制御を実行する。
【００６７】
排気浄化制御では、ＥＣＵ２５は、内燃機関１が一定時間以上連続してリーン空燃比で運転されているか否かを判別する。内燃機関１が一定時間以上連続してリーン空燃比で運転されている場合には、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５のＮＯｘ吸蔵能力を再生させるべく還元剤添加弁２１を開弁させる。
【００６８】
還元剤添加弁２１が開弁させられると、燃料ポンプ６から吐出された燃料が燃料通路７及び還元剤添加弁２１を介して１番気筒２の排気ポートへ噴射され、次いで排気ポートから排気通路１４へ導かれることになる。排気通路１４へ導かれた燃料は、該排気通路１４の上流から流れてきた排気ととともにタービンハウジング１０ｂへ流入する。タービンハウジング１０ｂ内に流入した排気と還元剤とは、タービンホイールの回転によって撹拌されて均質に混合され、リッチ空燃比の排気を形成する。
【００６９】
このようにして形成されたリッチ空燃比の排気は、タービンハウジング１０ｂから排気通路１４を介して排気浄化触媒１５に流入し、排気浄化触媒１５に吸収されていた窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元することになる。この結果、排気浄化触媒１５に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯｘ）が該排気浄化触媒１５から除去されることとなり、排気浄化触媒１５のＮＯｘ吸蔵能力が再生される。
【００７０】
ところで、排気浄化触媒１５は、窒素酸化物（ＮＯｘ）と同様のメカニズムによって排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸蔵するため、硫黄酸化物（ＳＯｘ）の吸蔵量が増加すると、それに応じて吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低減する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。
【００７１】
これに対し、ＥＣＵ２５は、以下に示すような方法に従って排気浄化触媒１５のＳＯｘ被毒解消処理を実行する。
【００７２】
排気浄化触媒１５のＳＯｘ被毒を解消する方法としては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域まで昇温させるとともに、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とすることにより、排気浄化触媒１５から硫黄酸化物（ＳＯｘ）を放出させつつ気体状のＳＯ２ −に還元する方法を例示することができる。
【００７３】
そこで、ＥＣＵ２５は、先ず排気浄化触媒１５の雰囲気温度を高めるべく触媒昇温処理を実行する。
【００７４】
排気浄化触媒１５の雰囲気温度を高める方法としては、（１）排気温度を上昇させて排気の熱を排気浄化触媒１５へ伝達させる方法と、（２）排気浄化触媒１５において未燃燃料を酸化させることによりその際に発生する反応熱により排気浄化触媒１５自体を昇温させる方法とを例示することができる。
【００７５】
上記した（１）の具体的な方法としては、内燃機関１における混合気の燃焼時期を遅角させる方法、内燃機関１において膨張行程時の気筒２の燃料噴射弁３から副次的に燃料を噴射させる方法、図示しない排気絞り弁の開度を小さくすることにより内燃機関１の負荷を高める方法、ＥＧＲガスの量を増加させることにより内燃機関１において低温燃焼を行わせる方法などを例示することができる。
【００７６】
上記した（２）の具体的な方法としては、還元剤添加弁２１から排気中へ燃料を添加させる方法、内燃機関１において排気行程時の気筒２の燃料噴射弁３から副次的に燃料を噴射させる方法などを例示することができる。
【００７７】
上記したような触媒昇温処理により排気浄化触媒１５の床温が５００℃〜７００℃程度の高温域まで上昇すると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から排気中へ還元剤たる燃料を添加させる。
【００７８】
その際、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５へ流入する排気の空燃比が所望の目標リッチ空燃比となるように還元剤添加量をフィードバック制御する。具体的には、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号値が前記目標リッチ空燃比と一致するように還元剤添加弁２１の開度をフィードバック制御する。
【００７９】
これは、排気中に添加された還元剤は排気浄化触媒１５において酸化することになるため、過剰に多量の還元剤が排気中に添加されると、排気浄化触媒１５において多量の還元剤が酸化されることとなり、還元剤が酸化する際に発生する熱量によって排気浄化触媒１５が過熱してしまう虞があるからである。
【００８０】
一方、内燃機関１のような圧縮着火式内燃機関では、排気温度が低くなり易いため、排気中に含まれる未燃燃料成分であるＨＣが空燃比センサ１６に付着し、空燃比センサ１６の出力値が実際の空燃比よりリッチ側にずれてしまう、いわゆるセンサ被毒が発生する。
【００８１】
このように空燃比センサ１６が被毒している状況下で、空燃比センサの出力値に基づいて前述した空燃比学習係数：ＫＧ（ｉ）が学習され、その空燃比学習値：ＫＧ（ｉ）に従って内燃機関の空燃比が制御されると、内燃機関１の実際の空燃比（実機関空燃比）が目標機関空燃比よりも高くなる、すなわち、実機関空燃比が目標機関空燃比よりリーンになる（高くなる）ことが想定される。
【００８２】
そして、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【００８３】
そこで、本実施の形態では、ＥＣＵ２５は、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、センサ被毒解消制御を実行するとともに空燃比学習値を初期値にリセットするようにする。
【００８４】
具体的に図５のフローチャートを用いて本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理について説明する。
【００８５】
先ず、ステップ１００にてセンサ被毒解消制御を実行する。このセンサ被毒解消制御としては、ＥＣＵ２５は、例えば、内燃機関１の空燃比を高くして排気の酸素濃度を高くした状態で、還元剤添加弁２１から排気中へ還元剤たる燃料を添加させることにより、それらの未燃燃料成分を排気浄化触媒１５において酸化させ、酸化の際に発生する熱によって、空燃比センサ１６近傍の排気温を高温（３００〜５００℃、好ましくは５００℃以上）にするものである。
【００８６】
そして、空燃比センサ１６に付着した未燃燃料成分である炭化水素（ＨＣ）は、３００℃〜５００℃の高温になると酸素濃度が高いために十分に酸化され、空燃比センサ１６の被毒が解消されることになる。
【００８７】
次にステップ１０１にて、空燃比学習値を初期値にリセットする。なお、空燃比学習値をリセットするにあたっては、空燃比センサの温度を検出する温度検出手段である空燃比センサ温度センサを設け、該空燃比センサ温度センサにより検出された温度が、センサ被毒を生じたまま空燃比を検出してしまう温度である、例えば４００℃未満である時に学習された空燃比学習値を初期値にリセットするようにしてもよい。かかる場合、空燃比センサが被毒していない状態で学習された学習値は有効に活かすことができる。
【００８８】
次にステップ１０２にて、排気温度が所定温度Ｔ以上であるか否かが判定される。上述したように、ＳＯｘ被毒を解消するにあたっては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域にすることから、本ステップにて排気温度センサ１７で検出した排気温度が所定温度の例えば５００℃以上であるか否かを判定する。なお、該所定温度は、排気浄化用触媒１５の種類等に応じて決定されるものである。
【００８９】
そして、排気温度が所定温度Ｔ以上である場合は、ステップ１０３へ進み、Ｔ未満である場合は、ステップ１０４にて、上述の触媒昇温処理を実行した上で、ステップ１０３へ進む。
【００９０】
ステップ１０３においては、排気の空燃比がＳＯｘ被毒を解消するための目標空燃比であるリッチ空燃比であるか否かが判定される。そして排気の空燃比が目標のリッチ空燃比でない場合は、ステップ１０５にて目標のリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する。
【００９１】
このようにして、内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合にも、センサが被毒したまま学習された空燃比学習値に従って燃料噴射量が決定されることがないので、ＳＯｘ被毒解消処理の際に適正な量の還元剤が添加されることとなり（図３参照）、排気浄化触媒１５に過剰な還元剤が添加されて過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防止することができる。
【００９２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に対して、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際の排気浄化触媒１５の過昇温に起因する熱劣化の促進を防止する手段のみを変更したものであり、その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９３】
ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、還元剤添加弁２１から過剰な還元剤が添加されると、それらの還元剤が排気浄化触媒１５で急激に燃焼して排気浄化触媒１５が過熱するおそれがあるため、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するようにする。
【００９４】
しかし、第１の実施の形態で述べたように内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合には、空燃比センサ１６がセンサ被毒を生じているおそれがあることから、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するには、まずは空燃比センサ１６のセンサ被毒を解消しておく必要がある。そこで、まずは空燃比センサ被毒を解消すべく、上述のセンサ被毒解消制御を実施する。
【００９５】
また、空燃比センサ被毒が解消されたとしても、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【００９６】
そこで、空燃比センサ被毒を解消させた後、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行し、内燃機関１の空燃比を目標空燃比とした上で、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の量を決定するようにする（図４参照）。
【００９７】
センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行する手法としては以下の２つを例示することができる。
【００９８】
（１）センサ被毒解消制御を実行するにあたっては、排気の空燃比を高く（リーンに）した状態で温度を３００℃〜５００℃にすべく還元剤が添加され、ＳＯｘ被毒解消処理は温度を５００℃〜７００℃にするとともに空燃比をリッチにすべく還元剤を添加することから、センサ被毒解消制御中に添加していた還元剤をＳＯｘ被毒解消処理の際にもそのまま添加し続けて、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分から添加した還元剤の分を差し引いてフィードバック制御するようにする。
【００９９】
（２）上述のようにセンサ被毒解消制御は還元剤たる燃料を添加して行なうことから、センサ被毒が解消したら、還元剤の添加を中止し、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいてフィードバック制御するようにする。
【０１００】
なお、具体的に本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理をフローチャート図で示したものが図６であるが、第１の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャートと比較すると、図５のステップ１０１で空燃比学習値をリセットする代わりに、図６ではステップ２０１として上述した機関空燃比制御を実行する点のみ異なる。その他については図５と同一なので、その説明は省略する。
【０１０１】
このようにして、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、まず、センサ被毒解消制御を実行した後、目標空燃比と空燃比センサ１６の検出値のずれをフィードバックし、内燃機関１の空燃比を制御することにより、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標のリッチな空燃比とする際、リーンずれした内燃機関の空燃比を基に還元剤が添加されることがないので、還元剤が過剰に添加されて排気浄化触媒１５が過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防ぐことができる。
【０１０２】
また、上述のように排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を、センサ被毒解消制御実行中のリーンからリッチにしてＳＯｘ被毒解消処理を実行するが、排気の空燃比をリーンからリッチにするのに内燃機関１の空燃比をある程度リッチにする際、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を増加してリッチにするのではなく、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加してリッチにするようにしてもよい。
【０１０３】
これは、燃料噴射弁３から燃料噴射量を増加して空燃比をリッチとする方法だと、未燃の燃料は触媒の発熱に寄与する分が多いため触媒が過熱されてしまうおそれがある。それに対してＥＧＲ機構により内燃機関内に再循環される排気量を増加する方法では、ＥＧＲガスは燃焼済みの排気であるため触媒の発熱に寄与することが少なく、触媒の過熱が抑制されるためである。
【０１０４】
また、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、吸熱性を有する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からである。
【０１０５】
なお、センサ被毒解消制御を実行する際に還元剤を添加する場合、センサ被毒解消用に還元剤を添加する還元剤添加手段と、ＳＯｘ被毒解消処理用に還元剤を添加する還元剤添加手段とは、上述の実施の形態では同一のものである還元剤添加弁２１を使用しているが、特にスペース等に制限がない限り異なる物を使用してもよい。
【０１０６】
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に対して、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際の排気浄化触媒１５の過昇温に起因する熱劣化の促進を防止する手段のみを変更したものであり、その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０７】
ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、還元剤添加弁２１から過剰な還元剤が添加されると、それらの還元剤が排気浄化触媒１５で急激に燃焼して排気浄化触媒１５が過熱するおそれがあるため、ＥＣＵ２５は、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するようにする。
【０１０８】
しかし、第１の実施の形態で述べたように内燃機関１の始動直後のように排気温度が低い状態からＳＯｘ被毒解消処理へと移行する場合には、空燃比センサ１６がセンサ被毒を生じているおそれがあることから、空燃比センサ１６の出力信号に基づいて還元剤添加弁２１からの還元剤添加量を制御するには、まずは空燃比センサ１６のセンサ被毒を解消しておく必要がある。そこで、まずは空燃比センサ被毒を解消すべく、上述のセンサ被毒解消制御を実行する。
【０１０９】
また、空燃比センサ被毒が解消されたとしても、実機関空燃比が目標機関空燃比より高くなった状態で、前述したＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＥＣＵ２５は、排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を目標リッチ空燃比とすべく、還元剤添加弁２１から添加される還元剤の添加量を過剰に増加させる虞がある（図２参照）。
【０１１０】
そこで、空燃比センサ被毒を解消させた後、還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する際に、センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と目標空燃比との差分に基づいて内燃機関１の空燃比をフィードバック制御する、機関空燃比制御を実行する。なお、第２の実施の形態においては、機関空燃比制御を実行し、内燃機関１の空燃比を目標空燃比と一致させた後、還元剤添加制御を実行するが、本実施の形態においては、還元剤添加制御を実行しつつ機関空燃比制御を実行するものである。
【０１１１】
そして、還元剤添加制御を実行しつつ機関空燃比制御を実行する手法としては、（１）センサ被毒が解消した空燃比センサ１６の検出値と還元剤添加弁２１の還元剤添加量とに基づいて内燃機関１の空燃比を演算し、その内燃機関１の空燃比と目標機関空燃比との偏差に従って内燃機関１の空燃比を補正する手法、（２）還元剤添加弁２１の還元剤添加を一時的に停止させ、その際の空燃比センサ１６の検出値が目標機関空燃比と一致するように内燃機関１の空燃比を補正し、その後再度還元剤添加を開始する手法などを例示することができる。
【０１１２】
具体的に図７のフローチャートを用いて本実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理について説明する。
【０１１３】
先ず、ステップ３００にて上述したセンサ被毒解消制御を実行する。
【０１１４】
次にステップ３０１にて、排気温度が所定温度Ｔ以上であるか否かが判定される。上述したように、ＳＯｘ被毒を解消するにあたっては、排気浄化触媒１５の雰囲気温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域にすることから、本ステップにて排気温度センサ１７で検出した排気温度が所定温度の例えば５００℃以上であるか否かを判定する。なお、該所定温度は、排気浄化用触媒１５の種類等に応じて決定されるものである。
【０１１５】
そして、排気温度が所定温度Ｔ以上である場合は、ステップ３０２へ進み、Ｔ未満である場合は、ステップ３０３にて、上述の触媒昇温処理を実行した上で、ステップ３０２へ進む。
【０１１６】
ステップ３０２においては、排気の空燃比がＳＯｘ被毒を解消するための目標空燃比であるリッチ空燃比であるか否かが判定される。そして排気の空燃比が目標のリッチ空燃比でない場合は、ステップ３０４にて目標のリッチ空燃比とすべく還元剤添加弁２１から還元剤を添加して行なう還元剤添加制御を実行する。そしてこの際に上述の機関空燃比制御を実行する。
【０１１７】
このようにして、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際に、まず、センサ被毒解消制御を実行した後、還元剤を添加して空燃比センサ１６の検出値を目標のリッチ空燃比とする際、内燃機関１の空燃比が目標機関空燃比と一致するようになると、それ以降の還元剤添加量が適正な量となるので、排気浄化触媒１５において過剰な量の還元剤が酸化するようなことがなくなる。そして、還元剤が過剰に添加されて排気浄化触媒１５が過昇温となることに起因する排気浄化触媒１５の熱劣化の促進を防ぐことができる。
【０１１８】
また、上述のように排気浄化触媒１５に流入する排気の空燃比を、センサ被毒解消制御実行中のリーンからリッチにしてＳＯｘ被毒解消処理を実行するが、排気の空燃比をリーンからリッチにするのに内燃機関１の空燃比をある程度リッチにする際、燃料噴射弁３からの燃料噴射量を増加してリッチにするのではなく、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加してリッチにするようにしてもよい。
【０１１９】
これは、燃料噴射弁３から燃料噴射量を増加して空燃比をリッチとする方法だと、未燃の燃料は触媒の発熱に寄与する分が多いため触媒が過熱されてしまうおそれがある。それに対してＥＧＲ機構により内燃機関内に再循環される排気量を増加する方法では、ＥＧＲガスは燃焼済みの排気であるため触媒の発熱に寄与することが少なく、触媒の過熱が抑制されるためである。
【０１２０】
また、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、吸熱性を有する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からである。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸収材等のように排気中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を保持するＳＯｘ保持材の劣化の促進を防止しつつＳＯｘ保持材からＳＯｘを除去することができる。
【０１２２】
また、ＳＯｘ保持材に流入する排気の空燃比を低くしてＳＯｘを除去する際、ＥＧＲ機構により機関内に再循環させる排気量を増加して機関内の空燃比を低くすることにより、混合気の燃焼温度が低められ窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量を抑制することができる。
【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内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明を適用しない場合の内燃機関の空燃比と吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度の変化を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る排気浄化装置を用いた場合の内燃機関の空燃比と吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度の変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る排気浄化装置を用いた場合の内燃機関の空燃比の変化を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るＳＯｘ被毒解消処理のフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
２ 気筒
３ 燃料噴射弁
４ コモンレール
５ 燃料供給管
６ 燃料ポンプ
７ 吸気通路
８ エアクリーナボックス
９ エアフローメータ
１０ 遠心過給器
１１ インタークーラ
１２ 吸気絞り弁
１３ 吸気絞り用アクチュエータ
１４ 排気通路
１５ 排気浄化触媒
１６ 空燃比センサ
１７ 排気温度センサ
１８ ＥＧＲ通路
１９ ＥＧＲ弁
２０ 排気ポート
２１ 還元剤添加弁
２２ 還元剤供給路
２３ クランクポジションセンサ
２４ 水温センサ
２５ ＥＣＵ
Claims (9)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比学習値を初期値にリセットする学習値リセット手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記空燃比検出手段の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記温度検出手段により検出された温度が所定温度未満であるときに学習された空燃比学習値を初期値にリセット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。 - 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第１の還元剤添加手段と、
前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記空燃比検出手段の被毒解消後であって前記第１の還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、内燃機関の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記空燃比検出手段の検出値と前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加量とに基づいて前記内燃機関の実際の空燃比を演算し、その空燃比が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 排気温度を上昇させるべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する第２の還元剤添加手段を更に備え、
前記被毒解消手段は、前記第２の還元剤添加手段を作動させることにより前記空燃比検出手段の被毒を解消させ、
前記空燃比補正手段は、前記第２の還元剤添加手段による還元剤添加終了後の前記空燃比検出手段の検出値が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の硫黄酸化物を保持するＳＯｘ保持材と、
前記ＳＯｘ保持材へ流入する排気または前記ＳＯｘ保持材から流出する排気の少なくとも一方の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出値に基づいて学習される空燃比学習値に従って、内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記ＳＯｘ保持材から硫黄酸化物を除去する際に、前記空燃比検出手段の検出値を理論空燃比以下とすべく前記ＳＯｘ保持材の上流の排気中へ還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記還元剤添加手段が還元剤の添加を開始する前に、前記空燃比検出手段の未燃燃料成分による被毒を解消させる被毒解消手段と、
前記還元剤添加手段の作動開始後に、前記内燃機関の実際の空燃比が所望の目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を補正する空燃比補正手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記空燃比補正手段は、前記空燃比検出手段の検出値と前記還元剤添加手段による還元剤添加量とに基づいて前記内燃機関の実際の空燃比を演算し、その空燃比が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記空燃比補正手段は、前記還元剤添加手段の作動を一時的に停止させ、その際の空燃比検出手段の検出値が前記目標機関空燃比となるように前記内燃機関の空燃比を制御することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 内燃機関の排気の一部を該内燃機関に再循環させるＥＧＲ機構を更に備え、
前記空燃比制御手段は、前記ＥＧＲ機構により再循環される排気量を調節することにより前記内燃機関の空燃比を制御することを特徴とする請求項３〜８の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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