JP2005299389A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＯｘ被毒解消処理の際にＮＯｘ触媒の床温をＳＯｘ被毒解消可能な温度領域に維持することができる技術を提供する。
【解決手段】吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消させるＳＯｘ被毒解消処理を実行する被毒解消処理手段が、ＳＯｘ被毒解消処理を実行している際にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合には、ＳＯｘ被毒解消処理を実行停止し（Ｓ１１９）、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともにＮＯｘ触媒の床温を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域に維持する排気温・床温維持処理を実行し（Ｓ１２０）、排気温・床温維持処理の実行によりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度より高い第２の所定温度以上に上昇した場合には、排気温・床温維持処理を実行停止し（Ｓ１２２）再度ＳＯｘ被毒解消処理を実行する（Ｓ１１４）。
【選択図】図３（ｂ）

Description

本発明は、内燃機関の排気を浄化する技術に関し、特に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を有する排気浄化装置に関する。

一般に、自動車等に搭載される内燃機関、特にディーゼル機関では、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）に加えて煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を浄化することが要求されており、このような要求に対し、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という場合もある。）が担持されたパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という場合もある。）を内燃機関の排気通路に配置する方法が提案されている。

ＮＯｘ触媒は、流入排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたＮＯｘを放出するものである。フィルタは、複数の細孔を有する多孔質の基材で構成され、排気が細孔を流通する際に排気中のＰＭを捕集するものである。このようにＮＯｘ触媒が担持されたフィルタを内燃機関の排気通路に配置することにより、排気中に含まれるＮＯｘ及びＰＭを除去することが可能となる。

ところで、フィルタにＰＭが堆積していくと、フィルタ内の排気流路が狭くなり、排気抵抗が増加する。そして、フィルタにＰＭが過度に堆積すると、排圧が上昇し、内燃機関の出力低下を生じさせてしまう。そのため、適宜のタイミングでフィルタに堆積したＰＭを酸化・除去する処理を実行することが必要である。

フィルタに堆積したＰＭを酸化除去する方法としては、フィルタの温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域まで昇温させるとともに、フィルタに流入する排気の空燃比をリーン空燃比とすることにより、ＰＭを酸化除去させる処理を行うことが知られている。そして、この処理は、内燃機関に併設される電子制御ユニット（ＥＣＵ）により、適宜のタイミングで自動的に実行開始される。

しかし、ＰＭ酸化除去処理が自動的に開始されたとしても、内燃機関の運転状態によっては、堆積したＰＭが適切に酸化除去されない場合がある。ゆえに、自動でＰＭ酸化除去処理を実行しても適切にＰＭが酸化除去されない場合には、内燃機関を搭載した車両の運転者に内燃機関の運転状態をアイドリングにさせ、運転者によるスイッチ操作に応じてＰＭ酸化除去処理を行わせる技術が知られている。

一方、内燃機関の燃料には硫黄（Ｓ）成分が含まれている場合があり、そのような燃料が内燃機関で燃焼されると、燃料中の硫黄（Ｓ）成分が酸化して硫黄酸化物（ＳＯｘ）が形成されるため、内燃機関から排出される排気にはＳＯｘが含まれることになる。そして、ＳＯｘを含有した排気がＮＯｘ触媒に流入すると、ＳＯｘがＮＯｘと同様のメカニズムによりＮＯｘ触媒に吸蔵される。但し、ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＳＯｘは、時間の経過とともに安定な硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）を形成するため、単にＮＯｘ触媒に流入する排気の酸素濃度を低下させるだけでは分解及び放出され難く、ＮＯｘ触媒に蓄積される傾向にある。

ＮＯｘ触媒のＳＯｘ吸蔵量が増大すると、当該ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が低下し、排気中のＮＯｘを浄化する能力が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。このため、内燃機関の排気通路にＮＯｘ触媒が配置された場合は、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵能力が過剰に低下する前に、ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を解消する必要がある。

ＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を解消する方法としては、ＮＯｘ触媒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、ＮＯｘ触媒の上流側の排気に還元剤たる燃料を添加しＮＯｘ触媒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、ＳＯｘを放出・還元する方法が知られている。

従って、ＮＯｘ触媒が担持されたフィルタが内燃機関の排気通路に配置された場合は、フィルタへのＰＭ堆積及びＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を適宜解消する必要がある。ただし、上述したように、フィルタへのＰＭ堆積及びＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒を解消する際には、フィルタを５００℃以上の高温域まで昇温させる必要があるため、加熱に要するエネルギのための燃費増大の問題が生じる。

これに対して、ＰＭ酸化除去処理を行った後にＳＯｘ被毒解消処理を実行することにより、ＰＭ酸化除去処理時にフィルタに堆積したＰＭが酸化除去される際に発生する熱をＮＯｘ触媒のＳＯｘ被毒解消処理に利用し、燃費向上を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−２７２５４１号公報 特開２００２−１５５７２４号公報 特開２００３−１６６４１５号公報 特開平１０−７７８２６号公報

しかしながら、上述したようにＰＭ酸化除去処理を行った後にＳＯｘ被毒解消処理を実行する場合においても、ＳＯｘ被毒解消処理中に、内燃機関がアイドリングのような定常且つ排気流量が少ない運転状態にあるときには、ＮＯｘ触媒内部においてはＳＯｘの還元反応が行われＳＯｘ被毒解消処理に必要な温度がそのまま維持されるものの、排気の流入口であるＮＯｘ触媒の前端部分においては、排気により冷やされその床温がＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域から外れてしまうおそれがある。

また、ＳＯｘ被毒解消処理中にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低下すると、排気に添加した燃料が気化しきれずに排気通路に付着したり、白煙が発生したりするおそれもある。

特に、上述したように内燃機関を搭載した車両の運転者が、内燃機関の運転状態をアイドリングにし、スイッチ操作に応じてＰＭ酸化除去処理を行わせた後に、連続的にＳＯｘ被毒解消処理が実行される場合には、内燃機関がアイドリングのままＳＯｘ被毒解消処理が行われるため、このような不具合が生じるおそれがある。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＳＯｘ被毒解消処理の際にＮＯｘ触媒の床温をＳＯｘ被毒解消可能な温度領域に維持することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

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た吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、当該ＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消させるＳＯｘ被毒解消処理を実行する被毒解消処理手段と、を有する内燃機関の排気浄化装置において、前記被毒解消処理手段は、前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行している際に前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合には、当該ＳＯｘ被毒解消処理を実行停止し、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させる
とともにＮＯｘ触媒の床温を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域に維持する排気温・床温維持処理を実行し、当該排気温・床温維持処理の実行によりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が前記第１の所定温度より高い第２の所定温度以上に上昇した場合には、当該排気温・床温維持処理を実行停止し再度ＳＯｘ被毒解消処理を実行することを特徴とする。

ＳＯｘ被毒解消処理は、ＮＯｘ触媒の雰囲気温度を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域であるおよそ５００℃〜７００℃の高温まで昇温させるとともに、ＮＯｘ触媒の上流側の排気に還元剤たる燃料を添加しＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とし、ＳＯｘを放出・還元する処理である。

内燃機関の運転状態が、例えばアイドリングである場合に、このＳＯｘ被毒解消処理を実行すると、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低いことから、ＮＯｘ触媒の排気の流れ方向の上流側の部分である前端部分の温度が、上述した硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域から外れることがある。そのため、当該ＮＯｘ触媒の前端部分においては、ＳＯｘ被毒解消処理中にもかかわらずＳＯｘ被毒が解消されない場合がある。また、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低いと、排気に添加した燃料が気化しきれずに排気通路に付着したり白煙が発生したりするおそれがある。

これに対して、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にあっては、被毒解消処理手段が、ＳＯｘ被毒解消処理を実行している際にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合には、ＳＯｘ被毒解消処理を停止して排気温・床温維持処理を実行するので、ＳＯｘ被毒解消処理の際に、ＮＯｘ触媒の前端部分の床温が、硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域から外れることを防止することができる。また、添加した燃料が排気通路に付着したり白煙が発生したりすることを防止することができる。

なお、排気温・床温維持処理は、内燃機関の主噴射時期を遅角させることあるいは主噴射後に燃料を噴射するアフター噴射を行うことによりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともに、ポスト噴射あるいは排気に燃料を添加することにより未燃燃料成分をＮＯｘ触媒に流入させて酸化反応させることによりＮＯｘ触媒の床温を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域に維持する処理である。

ただし、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともにその排気の空燃比をリッチ空燃比にすると、排気温が上昇した上に、硫黄酸化物が大量に放出・還元されてＮＯｘ触媒の床温が過剰に上昇するおそれがある。ゆえに、排気温・床温維持処理の際のＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比はリーン空燃比にすることが好適である。また、前記第１の所定温度は、ＮＯｘ触媒に流入する排気が、ＳＯｘ被毒解消処理中のＮＯｘ触媒の前端部分の温度を、硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域から外れさせる限界最低温度よりもやや高めに設定される温度である。

そして、前記被毒解消処理手段は、前記排気温・床温維持処理の実行によりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度より高い第２の所定温度以上に上昇した場合には、当該排気温・床温維持処理を実行停止し再度ＳＯｘ被毒解消処理を実行する。ここで、第２の所定温度は、排気温・床温維持処理を実行しても、ＮＯｘ触媒の床温が当該ＮＯｘ触媒に熱劣化を生じさせる温度を超えないように設定される温度である。ただし、第２の所定温度は第１の所定温度と同一であってもよい。

被毒解消処理手段は、ＳＯｘ被毒解消処理を実行している際にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合にはＳＯｘ被毒解消処理を実行停止して排気温・床温維持処理を実行することから、ＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消し終
える前にＳＯｘ被毒解消処理が実行停止されることとなる。それゆえ、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第２の所定温度以上に上昇した場合には、再度ＳＯｘ被毒解消処理を実行することで、燃費よくＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消することができる。

ただし、再度実行開始されたＳＯｘ被毒解消処理によりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合には再度ＳＯｘ被毒解消処理を停止して排気温・床温維持処理を実行することが好適である。このようにして、ＳＯｘ被毒解消処理及び排気温・床温維持処理を繰り返して実行することで、硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域から外れることを防止することができるとともに、燃費よくＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を全て解消することができる。

また、前記ＮＯｘ触媒はパティキュレートフィルタに担持されたものであり、前記被毒解消処理手段は、当該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去させるＰＭ酸化除去処理を実行した後連続的に前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始することが好適である。

このＰＭ酸化除去処理は、フィルタの温度をおよそ５００℃〜７００℃の高温域まで昇温させるとともに、フィルタに流入する排気の空燃比をリーン空燃比とし、フィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去する処理である。ゆえに、ＰＭ酸化除去処理を実行した後、連続的にＳＯｘ被毒解消処理を実行することで、ＰＭ酸化除去処理の際に生じたエネルギをＳＯｘ被毒解消処理において使用することができるので、燃費よくＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消することができる。

また、前記排気温・床温維持処理は、ＮＯｘ触媒の床温を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度に維持することから、当該ＮＯｘ触媒を担持したフィルタの温度も、堆積した粒子状物質を酸化除去可能な温度に維持され、また、ＮＯｘ触媒、つまりフィルタに流入する排気の空燃比はリーン空燃比であることから、フィルタに粒子状物質が堆積している場合には、当該排気温・床温維持処理中に当該粒子状物質が酸化除去される。それゆえ、フィルタに大量の粒子状物質が堆積している状態で、ＳＯｘ被毒解消処理、排気温・床温維持処理を実行すると、粒子状物質の酸化反応によりフィルタ及びフィルタに担持されたＮＯｘ触媒の温度が過剰に上昇してしまうおそれがある。ゆえに、ＰＭ酸化除去処理を実行した後、つまりフィルタに粒子状物質が大量に堆積していない状態で、連続的にＳＯｘ被毒解消処理を実行することでフィルタ及びフィルタに担持されたＮＯｘ触媒の温度が過剰に上昇することを防止することができる。

また、前記ＰＭ酸化除去処理を要求するＰＭ酸化除去処理要求手段を更に備え、前記被毒解消処理手段は、前記内燃機関がアイドリングである時の前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて前記ＰＭ酸化除去処理を実行開始することが好適である。ここで、ＰＭ酸化除去処理要求手段としては、内燃機関が搭載された車両の運転者が操作するスイッチであることを例示することができる。そして、被毒解消処理手段は、運転者のスイッチ操作によりＰＭ酸化除去処理が要求された場合にはＰＭ酸化除去処理を実行開始することが好適である。これにより、運転者が、ＰＭ酸化除去処理を実行することが必要と感じた場合に、当該運転者の意図でＰＭ酸化除去処理を実行することができる。

また、前記ＰＭ酸化除去処理を要求するＰＭ酸化除去処理要求手段を更に備え、前記被毒解消処理手段は、前記フィルタに堆積した粒子状物質が第１の所定量以上である場合に前記ＰＭ酸化除去処理を自動的に実行開始し、実行開始から所定期間内にフィルタに堆積した粒子状物質が前記第１の所定量より少ない第２の所定量以下とならない場合にはＰＭ酸化除去処理を実行停止し、その後、前記内燃機関がアイドリングである時の前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて当該ＰＭ酸化除去処理を再度実行開始することが好適である。

ここで、前記第１の所定量とは、フィルタに目詰まりが生じて背圧が上昇することにより内燃機関の出力低下を生じさせてしまう限界堆積量よりもやや少なめに設定される量である。前記第２の所定量は、第１の所定量より少ない量であり、零であることが好ましいが、零よりもやや多めに設定してもよい。ただし、内燃機関の出力低下を生じさせない量とする。

被毒解消処理手段が、ＰＭ酸化除去処理を自動的に実行開始しても、内燃機関の運転状態によっては、実行開始から所定期間内にフィルタに堆積した粒子状物質が第２の所定量以下とならない場合等、適切にＰＭ酸化除去処理が実行されていない場合がある。かかる場合には、フィルタに堆積した粒子状物質の量が前記限界堆積量を超えてしまい、内燃機関の出力低下を生じさせてしまうおそれがある。

これに対して本発明に係る内燃機関の排気浄化装置においては、被毒解消処理手段が、自動的に実行開始した後所定期間内にフィルタに堆積した粒子状物質が前記第１の所定量より少ない第２の所定量以下とならない場合にはＰＭ酸化除去処理を実行停止するので、無駄にＰＭ酸化除去処理が行われることによる燃費悪化を抑制することができる。また、その後、内燃機関がアイドリングである時の前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じてＰＭ酸化除去処理を再度実行開始するので、確実にフィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去することができ、フィルタの目詰まりによる内燃機関の出力低下を防止することができる。

また、前記被毒解消処理手段は、前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて前記ＰＭ酸化除去処理を実行開始した後は、フィルタに堆積した粒子状物質が前記第２の所定量より多い第３の所定量以下となった時点で当該ＰＭ酸化除去処理を実行終了し、前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始することが好適である。

上述したように、フィルタに堆積した粒子状物質が大量である状態でＳＯｘ被毒解消処理、排気温・床温維持処理を実行するとフィルタ及びフィルタに担持されたＮＯｘ触媒の温度が過剰に上昇するおそれがあるが、少量である場合にはそのおそれは小さい。また、内燃機関がアイドリングである場合には排気の温度の変動も少ない。それゆえ、内燃機関がアイドリングである場合にＳＯｘ被毒解消処理、排気温・床温維持処理を実行しても、フィルタあるいはＮＯｘ触媒の温度を、フィルタの溶損あるいはＮＯｘ触媒の熱劣化を生じさせてしまうほどに上昇させない堆積粒子状物質量を予め求めておきこれを第３の所定量とする。

そして、被毒解消処理手段が、前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて前記ＰＭ酸化除去処理を実行開始した後フィルタに堆積した粒子状物質が第３の所定量以下となった時点で当該ＰＭ酸化除去処理を実行終了し、ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始することで、ＰＭ酸化除去処理を短期間で終了することができるとともに堆積した粒子状物質をその後に行われる排気温・床温維持処理で酸化除去することができるので、ＰＭ酸化除去処理及びＳＯｘ被毒解消処理に伴う燃費悪化を抑制することができる。

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によれば、ＳＯｘ被毒解消処理の際には、ＮＯｘ触媒の床温が、ＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域に維持されるので、確実にＮＯｘ触媒の被毒を解消することができる。

また、ＳＯｘ被毒解消処理の際にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低下することに起因して生じる排気に添加した燃料の排気通路への付着、白煙の発生を抑制することができ
る。さらに、ＰＭ酸化除去処理及びＳＯｘ被毒解消処理を実行することに起因して燃費が悪化することを抑制することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例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。

図１は、本発明の実施例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す図である。

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り、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。

また、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。前記エアクリーナボックス８より下流の吸気通路７には、当該吸気通路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。

吸気通路７における前記エアフローメータ９より下流の部位には、過給器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、当該吸気通路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、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。

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、下流にて図示しないマフラーと接続されている。また、排気通路１４の途中には、過給器１０のタービンハウジング１０ｂが配置されており、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、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という。）が担持されたパティキュレートフィルタ１５が備えられている。そして、フィルタ１５の上流の排気通路１４には、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センサ１６と、当該排気通路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。さらに、フィルタ１５の上流側と下流側の排気通路内の圧力の差に対応した電気信号を出力する差圧センサ１８が取り付けられている。

また、内燃機関１の１番気筒（＃１）の排気ポートには、当該排気ポート内を流通する排気ガス中に還元剤たる燃料を添加する燃料添加弁１９が取り付けられ、この燃料添加弁１９は燃料通路２０を介して前記燃料ポンプ６と接続されている。

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：Electronic Control Unit）２１が併設されている。このＥＣＵ２１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。

ＥＣＵ２１には、上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、差圧センサ１８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２２及び水温センサ２３や、内燃機関１を搭載した車両の室内に取り付けられたアクセルポジションセンサ（図示省略）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ＥＣＵ２１に入力されるようになっている。また、ＥＣＵ２１には、内燃機関１を搭載した車両の運転席付近に設けられた、後述する手動ＰＭ酸化除去処理開始用のスイッチ２４が電気配線を介して接続されている。このスイッチ２４としては、機械的なＯＮ／ＯＦＦ式のスイッチや、ナビゲーションシステムを搭載した車両においては運転席付近に設けられたモニターに表示されるスイッチを例示することができる。そして、運転者が当該スイッチを操作した信号がＥＣＵ２１に入力されるようになっている。

一方、ＥＣＵ２１には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３、燃料添加弁１９等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２１が燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１３及び燃料添加弁１９を制御することが可能になっている。

例えば、ＥＣＵ２１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などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ２１が入力した各種信号やＥＣＵ２１が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ２１のＲＡＭに一時的に記憶される。

更に、ＥＣＵ２１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、あるいはクランクポジションセンサ２２からのパルス信号の入力などをトリガ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等を制御する。

［ＰＭ酸化除去処理］
フィルタ１５に、ＰＭが堆積していくと、フィルタ内の排気流路が狭くなり、排気抵抗が増加してしまう。そして、フィルタ１５にＰＭが過度に堆積すると、排圧が上昇し、内燃機関の出力低下を生じさせてしまう。そのため、適宜のタイミングでフィルタに堆積したＰＭを酸化・除去するフィルタの再生処理を実行することが必要である。そのため、ＥＣＵ２１は、以下に述べるようなＰＭ酸化除去処理を実行する。

ＥＣＵ２１は、フィルタ１５のＰＭ酸化除去処理開始条件が成立したときに、フィルタに堆積したＰＭを酸化・除去すべく、ＰＭ酸化除去処理を実行開始する。

ＰＭ酸化除去処理開始条件としては、フィルタに堆積したＰＭ量が、第１の所定量以上であるという条件を例示することができる。当該第１の所定量は、ＰＭがフィルタに堆積することによりフィルタの目詰まりを起こし、この目詰まりが排気抵抗の増加を生じさせ、内燃機関の出力低下を生じさせてしまう限界ＰＭ堆積量よりもやや少なめに設定される量である。

また、フィルタに堆積したＰＭ量が第１の所定量以上であるか否かを判定する方法としては、差圧センサ１８の検出値に基づいて算出されたフィルタ１５の上流側と下流側の排気通路の圧力（排気圧力）の差が所定圧以上であるときにフィルタに堆積したＰＭ量が第１の所定量以上であると判定する方法、あるいは、前回のＰＭ酸化除去処理終了時からの燃料噴射量の積算値が所定量以上であるときにフィルタに堆積したＰＭ量が第１の所定量以上であると判定する方法等を例示することができる。

そして、上記したような方法によりＰＭ酸化除去処理開始条件が成立としていると判定された場合には、ＥＣＵ２１は、フィルタの温度を５００℃〜７００℃程度の高温域まで
昇温させるためのフィルタ昇温処理を実行するとともに、フィルタ１５へ流入する排気ガスを酸素過剰な雰囲気とするためのリーン空燃比処理を行う。

フィルタ昇温処理の実行方法としては、主燃料噴射時期を遅角あるいは主燃料噴射後に噴射するアフター噴射することにより内燃機関１から排出される排気の温度を上昇させること、および／またはポスト噴射又はビゴム噴射等の副噴射を行うことを例示することができる。また、上述の副噴射の代わりにあるいは副噴射とともに、燃料添加弁１９から排気ガス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ＮＯｘ触媒において酸化させ、酸化の際に発生する熱によってフィルタの温度を高めるようにしてもよい。

リーン空燃比処理は、空燃比センサ１７の出力信号値がリーン空燃比に相当する値となるように、燃料噴射弁３から噴射される燃料量又は燃料添加弁１９から排気中へ添加される燃料量を調整する制御である。

そして、このようにＰＭ酸化除去処理が実行されると、フィルタに堆積したＰＭが酸化され、フィルタからＰＭが除去されることになる。そして、ＰＭ堆積量が第２の所定量α以下となった場合にＰＭ酸化除去処理の実行を終了する。なお、ＰＭ堆積量が第２の所定量α以下となったかどうかを判定する方法としては、差圧センサ１８の検出値に基づいて算出されたフィルタ１５の上流側と下流側の排気通路の圧力（排気圧力）の差が所定圧以下となったか否かで判定することを例示することができる。

［ＳＯｘ被毒解消処理］
一方、フィルタ１５に担持されたＮＯｘ触媒は、該触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときには、排気中のＮＯｘを保持して大気中に放出しないようにし、該触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比あるいはリッチ空燃比となったときには、保持していたＮＯｘを放出及び還元して除去するものである。

また、燃料中あるいはオイル中には硫黄（Ｓ）成分が含まれており、このＳ成分は酸素と反応してＳＯｘとなる。そして、ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘと同様のメカニズムによって排気中のＳＯｘを保持するため、保持されたＳＯｘ量が増加すると、それに応じてＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化能力が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が発生する。

そして、このようにＮＯｘ触媒にＳＯｘ被毒が生じると、ＮＯｘ浄化能力が低下し、排気中のＮＯｘがＮＯｘ触媒１５にて浄化されずに大気中へ排出されてしまうおそれがある。したがって、本実施例においては、ＮＯｘ触媒に保持されたＳＯｘを放出及び還元して除去させる、ＳＯｘ被毒解消処理を実行する。

このＳＯｘ被毒解消処理は、ＥＣＵ２１が、ＮＯｘ触媒の床温を５００〜７００℃に高める触媒昇温処理を行うとともにＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比をリッチ空燃比とするリッチ空燃比処理を行うものである。

触媒昇温処理は、上述したフィルタ昇温処理と同一であるので、その詳細な説明は省略する。リッチ空燃比処理は、空燃比センサ１７の出力信号値がリッチ空燃比に相当する値となるように、燃料噴射弁３から噴射される燃料量又は燃料添加弁１９から排気中へ添加される燃料量を調整する制御である。

ただし、長期間リッチ空燃比処理を継続するとＳＯｘの還元反応が継続することから、その反応熱によりＮＯｘ触媒の床温が急激に上昇し、当該触媒が熱劣化するおそれがある。そのため、このＳＯｘ被毒解消処理期間中には、間欠的にＮＯｘ触媒に流入する排気の
空燃比をリーン空燃比とする処理を行うものとする。

そして、このようにしてＳＯｘ被毒解消処理が実行されると、ＮＯｘ触媒に保持されたＳＯｘが還元され、ＮＯｘ触媒からＳＯｘが除去されることになる。そして、ＳＯｘ被毒量が閾値以下となった場合にＳＯｘ被毒解消処理の実行を終了する。なお、ＳＯｘ被毒量が閾値以下であるか否かを判定する手法としては、ＳＯｘ被毒解消処理の処理時間が所定時間以上であるか否かを判定することを例示することができる。

［被毒解消処理制御］
本実施例におけるフィルタ１５はＮＯｘ触媒を担持したものであり、上述したように、ＰＭ酸化除去処理及びＳＯｘ被毒解消処理を行うには共にＮＯｘ触媒あるいはフィルタの温度を５００〜７００℃の高温にする必要がある。それゆえ、これらの処理を連続して行うと、一方の処理の際に生じたエネルギを他方の処理において使用することができるので、これらの処理に伴う燃費の悪化を抑制することができる。

また、上述したようにＳＯｘ被毒解消処理のリッチ空燃比処理期間中には、間欠的にリーン空燃比とする処理を行なうことから、この時にフィルタにＰＭが過剰に残存していると、ＰＭの酸化反応によりフィルタあるいはＮＯｘ触媒の床温が過剰に昇温してしまうおそれがある。

そこで、本実施例においては、先ずＰＭ酸化除去処理を実行し、その後、連続的にＳＯｘ被毒解消処理を行うようにする。このようにすることで、ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始する際には、ＮＯｘ触媒の床温がすでにＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域であることから上述した触媒昇温処理が不要となる。

また、ＰＭ酸化除去処理開始条件が成立して、ＰＭ酸化除去処理が自動的に開始されたとしても、内燃機関の運転状態によっては、フィルタ１５の温度が上昇しないあるいは排気の空燃比がリーンとならず、堆積したＰＭが酸化除去されない場合がある。そして、かかる場合においては、ＰＭ酸化除去処理中であるにもかかわらず、さらにＰＭが堆積してしまい前記限界ＰＭ堆積量を超えてしまうおそれがある。また、ＰＭ酸化除去処理に要する燃料が無駄に消費されてしまうこととなる。

そこで、本実施例においては、自動的にＰＭ酸化除去処理が開始されても適切にＰＭが酸化除去されない場合には、このＰＭ酸化除去処理を停止する。そして、警告ランプを点灯する等して内燃機関１を搭載した車両の運転者に注意を喚起し、運転者に内燃機関の運転状態をアイドリングにさせた上でスイッチ２４をＯＮにさせるようにする。そして、運転者がスイッチをＯＮにした信号が入力されたときにＰＭ酸化除去処理を再度実行するようにする。なお、このようにして実行されるＰＭ酸化除去処理のことを「手動ＰＭ酸化除去処理」という。また、運転者がスイッチ２４を操作しても、内燃機関がアイドリングでなければＯＮにならないようにすることが好適である。

そして、手動ＰＭ酸化除去処理が終了した後に自動的にＳＯｘ被毒解消処理を実行開始するようにする。つまり、内燃機関の使用者に内燃機関の運転状態をアイドリングにさせたままＳＯｘ被毒解消処理を実行する。なお、このようにして実行されるＳＯｘ被毒解消処理のことを「手動ＳＯｘ被毒解消処理」という。

ただし、この手動ＳＯｘ被毒解消処理においては、内燃機関の運転状態をアイドリングにして行うことから以下のような不具合が生じるおそれがある。すなわち、アイドリング運転では内燃機関から排出される排気の温度が低温であることから、ＮＯｘ触媒内部においてはＳＯｘの還元反応が行われＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域がそのまま維持される
ものの、排気の流入口であるＮＯｘ触媒の前端部分においては、排気により冷やされＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域から外れてしまう。そうすると、ＳＯｘ被毒解消処理を実行しているにもかかわらず、ＮＯｘ触媒の前端部分においてＳＯｘ被毒が解消されなくなる。また、ＳＯｘ被毒解消処理中にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低下すると、排気に添加した燃料が気化しきれずに排気通路に付着したり、白煙が発生したりするおそれもある。

そこで、本実施例における手動ＳＯｘ被毒解消処理を実行する際には、定期的にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度Ｔ１以下となったか否かを判定し、排気の温度が所定温度以下である場合には、排気温・床温維持処理を実行するようにする。なお、第１の所定温度Ｔ１は、ＮＯｘ触媒に流入する排気が、ＳＯｘ被毒解消処理中のＮＯｘ触媒の前端部分の温度を、ＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域から外れさせる限界最低温度よりもやや高めに設定される温度、例えば１５０℃である。

この排気温・床温維持処理は、主燃料噴射時期を遅角するあるいは主燃料噴射後に燃料を噴射するアフター噴射することにより内燃機関１から排出されてＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともにポスト噴射又はビゴム噴射等の副噴射を行いＮＯｘ触媒の床温を、ＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域である５００℃〜７００℃に維持するものである。また、上述の副噴射の代わりにあるいは副噴射とともに、燃料添加弁１９から排気中へ還元剤たる燃料を添加するようにしてもよい。

なお、本実施例に係る被毒解消処理制御における排気温・床温維持処理は、第２の所定温度Ｔ２まで排気温度を上昇させるようにする。なお、第２の所定温度は、前記第１の所定温度Ｔ１より高い温度であり、排気温・床温維持処理を行っても、ＮＯｘ触媒の床温が当該ＮＯｘ触媒に熱劣化を生じさせる温度を超えないように設定される温度、例えば２５０℃である。ただし、第２の所定温度は第１の所定温度と同一であってもよい。

ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともにその排気の空燃比をリッチ空燃比にすると、排気温が上昇した上に、ＳＯｘが大量に放出・還元されてＮＯｘ触媒の床温が過剰に上昇するおそれがある。ゆえに、排気温・床温維持処理の際のＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比はリーン空燃比とする。

また、このように手動ＳＯｘ被毒解消処理と排気温・床温維持処理とを交互に実行すること、および排気温・床温維持処理中にはＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比はリーン空燃比とすることから、フィルタ１５にＰＭが残存している場合には、ＰＭが酸化される。それゆえ、手動ＰＭ酸化除去処理と手動ＳＯｘ被毒解消処理を連続して実行する場合には、ＳＯｘ被毒解消処理、排気温・床温維持処理中にＰＭが酸化されることをも考慮して、手動ＰＭ酸化除去処理を、ＰＭ堆積量が、前記第２の所定量αよりも多い第３の所定量β以下となった時点で終了させることが好適である。これにより、ＰＭ酸化除去処理を短期間で終了させることができるので、ＰＭ酸化除去処理に伴う燃費悪化を抑制することができる。

なお、第３の所定量βは、排気温・床温維持処理中にＰＭが酸化してもその反応熱でＮＯｘ触媒あるいはフィルタの温度が急激に上昇せず、ＮＯｘ触媒の熱劣化あるいはフィルタの溶損を生じさせない量とする。本実施例では、内燃機関がアイドリングのときに手動ＰＭ酸化除去処理、手動ＳＯｘ被毒解消処理及び排気温・床温維持処理が実行されることから、手動ＰＭ酸化除去処理後に堆積したままとなっているＰＭが、その後に酸化反応してフィルタあるいはＮＯｘ触媒の温度をどれ程上昇させるかを精度よく予測することができるので、第３の所定量βの最適値を予め精度よく定めることができる。

なお、本実施例に係る被毒解消処理実行中の、ＳＯｘ被毒量、ＰＭ堆積量、ＮＯｘ触媒床温及びフィルタ１５に流入する排気の温度の変化の様子を時系列に示したのが図２である。

以下、具体的に、図３に示すフローチャートを用いて本実施例に係る被毒解消処理制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ２２からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理として被毒解消処理手段としても機能するＥＣＵ２１が実行するルーチンである。

本ルーチンでは、ＥＣＵ２１は、先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」という。）１０１において、ＰＭ酸化除去処理開始条件が成立しているか否かを判定する。これは、フィルタ１５の前後差圧とＰＭ堆積量の相関関係を予め求めマップとしてＲＯＭに記憶しておき、本ステップでは、当該マップと差圧センサ１８の検出値に基づいて算出されたフィルタ１５の前後差圧に基づいてＰＭ堆積量を算出し、当該算出したＰＭ堆積量が前記第１の所定量以上であるか否かを判定するものである。そして、肯定判定された場合はＳ１０２へ進み、自動的にＰＭ酸化除去処理（以下、上述した「手動ＰＭ酸化除去処理」と区別するためにこの処理を「自動ＰＭ酸化除去処理」という。）を実行する。一方、否定判定された場合には本ルーチンの実行を終了する。

その後Ｓ１０３へ進み、ＰＭ堆積量が第２の所定量α以下であるか否かを判定する。これは、上述したフィルタ１５の前後差圧とＰＭ堆積量の相関関係示すマップと、差圧センサ１８の検出値に基づいて算出されたフィルタ１５の前後差圧に基づいてＰＭ堆積量を算出し、当該算出したＰＭ堆積量が前記第２の所定量α以下であるか否かを判定するものである。そして、肯定判定された場合はＳ１０４へ進み、ＰＭ酸化除去処理を終了する。その後Ｓ１０５へ進み、ＳＯｘ被毒解消処理（以下、上述した「手動ＳＯｘ被毒解消処理」と区別するためにこの処理を「自動ＳＯｘ被毒解消処理」という。）を実行する。

その後Ｓ１０６へ進み、ＳＯｘ被毒量が閾値以下であるか否かを判定する。ＳＯｘ被毒解消処理開始からの経過時間が所定時間経過した時にＳＯｘ被毒量が閾値以下となったと推定するものであり、本ステップにおいては、自動ＳＯｘ被毒解消処理開始からの経過時間が所定時間以上であるか否かを判定するのと同じである。そして、肯定判定された場合はＳ１０７へ進み、自動ＳＯｘ被毒解消処理を終了する。一方、否定判定された場合は、Ｓ１０５以降の処理を再度実行し、Ｓ１０６で肯定判定されるまで自動ＳＯｘ被毒解消処理を継続させる。

一方、Ｓ１０３において否定判定された場合には、Ｓ１０８へ進み自動ＰＭ酸化除去処理開始後所定期間が経過したか否かを判定する。そして、否定判定された場合には、Ｓ１０２以降の処理を再度実行する。つまり、ＰＭ堆積量が第１の所定量α以下となるまで自動ＰＭ酸化除去処理を継続させるか、あるいは所定期間経過するまで自動ＰＭ酸化除去処理を継続させる。

一方、Ｓ１０８にて肯定判定された場合、つまり、ＰＭ酸化除去処理開始後ＰＭ堆積量が第１の所定量α以下となる前に所定期間経過した場合には、自動ＰＭ酸化除去処理が適切に実行されていないものと判断し、Ｓ１０９へ進み、自動ＰＭ酸化除去処理を停止する。

その後、Ｓ１１０へ進み、上述したように警告ランプを点灯させる。そして、内燃機関を搭載した車両の運転者が内燃機関をアイドリングとしてスイッチ２４を操作することによりスイッチＯＮの信号が入力されたらＳ１１１へ進み、手動ＰＭ酸化除去処理を実行す
る。つまり、スイッチ２４がＰＭ酸化除去処理を要求するＰＭ酸化除去処理要求手段として機能し、被毒解消処理手段として機能するＥＣＵ２１は、スイッチ２４からＯＮ信号が入力されたら（ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求があったら）それに応じて手動ＰＭ酸化除去処理を実行する。

その後Ｓ１１２へ進み、ＰＭ堆積量が第３の所定量β以下であるか否かを判定する。これは、上述したフィルタ１５の前後差圧とＰＭ堆積量の相関関係示すマップと、差圧センサ１８の検出値に基づいて算出されたフィルタ１５の前後差圧に基づいてＰＭ堆積量を算出し、当該算出したＰＭ堆積量が前記第３の所定量β以下であるか否かを判定するものである。そして、否定判定された場合は、Ｓ１１１以降の処理を再度実行する。つまり、Ｓ１１２で肯定判定されるまで手動ＰＭ酸化除去処理を継続させる。一方、肯定判定された場合はＳ１１３へ進み、手動ＰＭ酸化除去処理を終了する。

その後Ｓ１１４へ進み、手動ＳＯｘ被毒解消処理を実行する。その後Ｓ１１５へ進み、ＳＯｘ被毒量が閾値以下であるか否かを判定する。これは、Ｓ１０６と同じ処理であるので詳細な説明は省略する。そして、肯定判定された場合はＳ１１６へ進み、手動ＳＯｘ被毒解消処理を終了する。その後、Ｓ１１７へ進み、警告ランプを消灯させ本ルーチンの実行を終了する。

一方、Ｓ１１５にて否定判定された場合は、Ｓ１１８へ進み、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度Ｔ１以下であるか否かを判定する。これは、排気温度センサ１７の検出値に基づいて算出した排気温が第１の所定温度Ｔ１以下であるか否かを判定するものである。あるいは、手動ＳＯｘ被毒解消処理実行開始からの経過時間が所定時間以上である場合に排気温が第１の所定温度Ｔ１以下であると判定してもよい。そして、肯定判定された場合、つまり排気温が第１の所定温度Ｔ１以下であると判定された場合はＳ１１９へ進み、手動ＳＯｘ被毒解消処理を実行停止する。その後、Ｓ１２０へ進み、上述した排気温・床温維持処理を実行する。一方、Ｓ１１８にて否定判定された場合は、Ｓ１１４以降の処理を再度実行する。

Ｓ１２０にて排気温・床温維持処理を実行開始した後はＳ１２１へ進み、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第２の所定温度Ｔ２以上であるか否かを判定する。これは、排気温度センサ１７の検出値に基づいて算出された排気温が第２の所定温度Ｔ２以上であるか否かを判定するものである。あるいは、排気温・床温維持処理開始からの経過時間が所定時間以上である場合に排気温が第２の所定温度Ｔ２以上であると判定してもよい。そして、肯定判定された場合、つまり排気温が第２の所定温度Ｔ２以上であると判定された場合はＳ１２２へ進み、排気温・床温維持処理を実行停止する。そして、その後Ｓ１１４以降の処理を再度実行する。一方、否定判定された場合は、Ｓ１２０以降の処理を再度実行する。つまり、排気温が第２の所定温度Ｔ２以上となるまで排気温・床温維持処理を実行する。

この被毒解消処理制御を実行すると、ＳＯｘ被毒解消処理の際には、ＮＯｘ触媒の前端部分の温度もＳＯｘ被毒を解消可能な温度領域に維持されるので、ＮＯｘ触媒全体に渡ってＳＯｘ被毒を解消することができる。また、ＳＯｘ被毒解消処理の際にＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が極端に低下しないので、排気に添加された燃料が気化しきれずに排気通路に付着したり白煙が生じたりすることを抑制することができる。

なお、本実施例に係る被毒解消処理制御においては、自動ＰＭ酸化除去処理を停止した後、手動ＰＭ酸化除去処理と手動ＳＯｘ被毒解消処理を連続的に実行する場合の手動ＳＯｘ被毒解消処理の際のＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下となった場合に排気温・床温維持処理を実行することについて述べたが、自動ＳＯｘ被毒解消処理を
実行する際にもＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下となった場合には排気温・床温維持処理を実行してもよい。

つまり、図３に示したフローチャートにおいて、Ｓ１０６にて否定判定されたらＳ１１８と同じように、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度Ｔ１以下であるか否かを判定する。そして、肯定判定された場合、つまり排気温が第１の所定温度Ｔ１以下であると判定された場合は自動ＳＯｘ被毒解消処理を実行停止し、上述した排気温・床温維持処理を実行する。一方、否定判定された場合は、Ｓ１０５以降の処理を再度実行する。また、排気温・床温維持処理を実行開始した後はＳ１２１と同じように、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第２の所定温度Ｔ２以上であるか否かを判定する。そして、肯定判定された場合、つまり排気温が第２の所定温度Ｔ２以上であると判定された場合は排気温・床温維持処理を実行停止してＳ１０５以降の処理を再度実行する。一方、否定判定された場合は、排気温が第２の所定温度Ｔ２以上となるまで排気温・床温維持処理を実行する。

これは、自動ＳＯｘ被毒解消処理中にも内燃機関の運転状態が変更されて例えばアイドリング等ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低くなる運転状態に変更される可能性があるので、かかる場合にもＮＯｘ触媒全体に渡ってＳＯｘ被毒を解消することができるようにするとともに、排気に添加された燃料が気化しきれずに排気通路に付着したり白煙が生じたりすることを抑制するためである。

また、ＰＭ酸化除去処理とＳＯｘ被毒解消処理が連続して実行される場合のＳＯｘ被毒解消処理の際に限らず、ＳＯｘ被毒解消処理を単独で実行する際にもＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下となった場合には排気温・床温維持処理を実行してもよい。かかる場合も同様に、ＳＯｘ被毒解消処理中に内燃機関の運転状態がＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が低くなる運転状態に変更される可能性があるからである。

実施例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。 実施例に係る被毒解消処理制御中の、ＳＯｘ被毒量、ＰＭ堆積量、ＮＯｘ触媒床温及びフィルタに流入する排気の温度の変化の様子を時系列に示した図である。 実施例に係る被毒解消処理制御のフローチャート図の前段部である。 実施例に係る被毒解消処理制御のフローチャート図の後段部である。

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 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 排気浄化装置
１６ 空燃比センサ
１７ 排気温度センサ
１８ 差圧センサ
１９ 燃料添加弁
２０ 燃料通路
２１ ＥＣＵ
２２ クランクポジションセンサ
２３ 水温センサ
２４ スイッチ

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
   当該ＮＯｘ触媒の硫黄酸化物による被毒を解消させるＳＯｘ被毒解消処理を実行する被毒解消処理手段と、
   を有する内燃機関の排気浄化装置において、
   前記被毒解消処理手段は、前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行している際に前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が第１の所定温度以下に低下した場合には、当該ＳＯｘ被毒解消処理を実行停止し、ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を上昇させるとともにＮＯｘ触媒の床温を硫黄酸化物による被毒を解消可能な温度領域に維持する排気温・床温維持処理を実行し、当該排気温・床温維持処理の実行によりＮＯｘ触媒に流入する排気の温度が前記第１の所定温度より高い第２の所定温度以上に上昇した場合には、当該排気温・床温維持処理を実行停止し再度ＳＯｘ被毒解消処理を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記ＮＯｘ触媒はパティキュレートフィルタに担持されたものであり、
   前記被毒解消処理手段は、当該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化除去させるＰＭ酸化除去処理を実行した後連続的に前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始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. 前記ＰＭ酸化除去処理を要求するＰＭ酸化除去処理要求手段を更に備え、
   前記被毒解消処理手段は、前記内燃機関がアイドリングである時の前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて前記ＰＭ酸化除去処理を実行開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記ＰＭ酸化除去処理を要求するＰＭ酸化除去処理要求手段を更に備え、
   前記被毒解消処理手段は、前記フィルタに堆積した粒子状物質が第１の所定量以上である場合に前記ＰＭ酸化除去処理を自動的に実行開始し、実行開始から所定期間内にフィルタに堆積した粒子状物質が前記第１の所定量より少ない第２の所定量以下とならない場合にはＰＭ酸化除去処理を実行停止し、その後、前記内燃機関がアイドリングである時の前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて当該ＰＭ酸化除去処理を再度実行開始することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記被毒解消処理手段は、前記ＰＭ酸化除去処理要求手段からの要求に応じて前記ＰＭ酸化除去処理を実行開始した後は、フィルタに堆積した粒子状物質が前記第２の所定量より多い第３の所定量以下となった時点で当該ＰＭ酸化除去処理を実行終了し、前記ＳＯｘ被毒解消処理を実行開始することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。

Images