JP2007177663A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、より確実にまたはより効率良く、排気浄化装置の浄化能力を再生することができる技術を提供する。
【解決手段】排気浄化装置のＮＯx還元処理を行う際には（Ｓ１０１）、複数の分岐通路
のうち、ＮＯx還元処理を行うべき排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量
を、減少させたうえで還元剤添加手段から還元剤を添加する排気浄化システムであって、還元剤添加手段から添加される燃料の性状や気化の度合いと関連の強い第１ＥＨＣ（ヒータ付き触媒）の温度（Ｓ１０３）に応じて、還元剤添加のタイミングや量を変更し（Ｓ１０４）、還元剤添加手段から添加された還元剤が効率よく前記排気浄化装置に供給されるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関の排気にはＮＯxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の排出を
低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を設けることが知られている。この技術において例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を設けた場合には、吸蔵
されたＮＯxの量が増加すると浄化能力が低下するため、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯxを還元放出することが行われる（以下、「ＮＯx還元処理」という。）。さらに、ＮＯx触媒に排気中のＳＯxが吸蔵され、浄化能力が低下するＳＯx被毒を解消するために、ＮＯx触媒の床温を上昇させるとともに還元剤を供給する場合もある（以下、「ＳＯx再生処理」という。）。

そして、上記したＮＯx触媒などの排気浄化装置に還元剤を供給して、浄化能力を再生
する際には、供給された還元剤が排気浄化装置の内部に充分に拡散および反応できる時間を確保するため、また、還元剤が過剰に多くの排気と接触して酸化され、浄化能力の再生に用いられなくなることを抑制するため、排気浄化装置に導入される排気の流量を抑える方が望ましいことが知られている。

これに対し、排気浄化システム（以下、排気浄化装置及び、その制御系を含め、「排気浄化システム」という。）において複数の分岐通路及び各分岐通路に配置された排気浄化装置を備えるようにし、それらの排気浄化装置のうちの一つに導入される排気の流量を、流路断面積を変更可能な弁によって所定量まで抑えた上で、導入する排気の流量が抑えられた排気浄化装置に還元剤としての燃料を供給する技術が提案されている(例えば、特許
文献１または特許文献２参照。)。このことにより、供給された燃料が効率よく排気浄化
装置の浄化能力の再生に用いられるとともに、内燃機関の運転性能に及ぼす影響が抑制される。

しかし、上記技術においても、供給される還元剤の性状や気化の度合いによっては、該還元剤を排気浄化装置に供給する際に必要な排気の流量が異なり、上記技術において供給された燃料が最も効率よく排気浄化装置の浄化能力の再生に用いられるとは限らなかった。その結果、効率良く浄化能力の再生を行うことが困難になる場合があった。
特開２００３−１０６１４２号公報 特開２００３−７４３２８号公報 特開２００４−５２６０３号公報

本発明の目的とするところは、排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、より確実にまたはより効率良く、排気浄化装置の浄化能力を再生することができる技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、排気通路が複数の分岐通路に分岐するとともに、各分岐通路の排気の流量を制御する排気流量制御弁と、各分岐通路に備えられた排気浄化装置及び還元剤添加手段と、を備え、
前記排気浄化装置の浄化能力の再生処理を行う際には、前記複数の分岐通路のうち、浄化能力を再生すべき排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量を、前記再生処理を行う前より減少させたうえで前記還元剤添加手段から還元剤を添加する排気浄化システムであって、
前記還元剤添加手段から添加される燃料の性状や気化の度合いと関連する物理量に応じて、還元剤添加のタイミングや量を変更し、前記還元剤添加手段から添加された還元剤が最も効率よく前記排気浄化装置に供給されるようにすることを最大の特徴とする。

より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過するとともに、途中で複数の分岐通路に分岐する排気通路と、
前記複数の分岐通路の各々に設けられ、各分岐通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記複数の分岐通路の各々または前記排気通路における前記複数の分岐通路への分岐部に設けられ、各分岐通路を通過する排気の流量を制御する排気流量制御弁と、
前記複数の分岐通路の各々における前記排気浄化装置の上流に設けられるとともに各分岐通路を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記複数の分岐通路のうちの一部の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置に還元剤を供給して該排気浄化装置の浄化能力の再生処理を行う際に、前記排気流量制御弁によって、前記複数の分岐通路のうち、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を前記再生処理を行う前より減少させ、該排気の流量が減少している期間中に前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における前記還元剤添加手段から還元剤を添加する浄化能力再生制御を行う浄化能力再生制御手段と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記浄化能力再生制御において、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する還元剤量を調節する還元剤添加条件調節手段と、
前記還元剤添加手段から添加された還元剤が前記排気浄化装置に流入する際の、該還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量を検出する性状関連量検出手段と、
を更に備え、
前記性状関連量検出手段が検出した前記還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量の値に応じて、前記還元剤添加条件調節手段が、前記浄化能力再生制御において、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する還元剤量を調節することを特徴とする。

すなわち、上述のように、還元剤添加手段から添加され、下流側の排気浄化装置に供給される還元剤については、その性状や気化の度合いによって、前記還元剤添加手段から還元剤を添加する最適なタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する最適な還元剤量が異なる。例えば、還元剤が軽質すなわち比較的低分子量の成分からなり、あるいは気化の度合いが高い状態においては、還元剤は少量の排気により充分に下流側の排気浄化装置に供給されることができる。逆に還元剤が重質すなわち、比較的分子量の大きい成分からなり、あるいは完全に液状で気化されづらい状態においては、該還元剤は比較的多量の排気によらないと、充分に下流側の排気浄化装置に供給されることが困難となる。

そうすると、前記還元剤の性状や気化の度合いに対して、前記浄化能力再生制御において、前記還元剤添加手段から還元剤が添加されるタイミングあるいは、前記還元剤添加手段から添加される還元剤量が最適化されていない場合には、還元剤添加手段から添加された還元剤が効率よく浄化能力の再生に用いられないおそれがあった。

そこで、本発明においては、前記性状関連量検出手段によって、前記還元剤添加手段か
ら添加された還元剤が前記排気浄化装置に流入する際の、該還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量を検出し、検出された物理量の値に応じて、前記還元剤添加条件調節手段が、前記浄化能力再生制御において前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する還元剤量を調節することとした。

これにより、排気浄化装置の浄化能力の再生処理をより確実に完了させ、また、排気浄化装置の浄化能力の再生処理における燃費を向上させることができる。

また、本発明においては、前記排気浄化装置に流入する還元剤を加熱によって軽質化および／または気化する還元剤改質手段を更に備え、
前記性状関連量検出手段は、前記物理量として前記還元剤改質手段の温度を検出し、
前記還元剤添加条件調節手段は、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングを遅くするようにしてもよい。

ここで還元剤改質手段は、前記還元剤添加手段から添加された還元剤を加熱し、より分子量の低い成分からなるように軽質化し、あるいは気化の度合いを高める。そして、その加熱時の前記還元剤改質手段の温度が高いほど、還元剤の軽質化および気化の度合いは高くなることが分かっている。さらに、還元剤の軽質化および気化の度合いが高い場合には、より少ない流量の排気によって還元剤を下流側の排気浄化装置まで輸送可能である。これに対して、本発明においては、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングを遅くした。

ここで、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングとは、具体的には前記浄化能力再生制御において、前記排気流量制御弁によって、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を減少させ始めてから、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するまでの期間を意味する。この場合、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングを遅くすることにより、還元剤添加時における排気の流量を減少させることができる。

そうすれば、前記排気浄化装置に流入する還元剤の軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが高いほど、前記排気浄化装置が配置された分岐通路を通過する排気の流量が少ない状態で、前記還元剤を添加することができる。すなわち、軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが低い状態においては還元剤を輸送する排気の流量を多くすることができ、軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが高い状態においては還元剤を輸送する排気の流量を少なくすることができる。

その結果、還元剤添加手段から添加された還元剤が排気浄化装置に到達しないことや、還元剤添加手段から添加された還元剤が過剰に多くの排気と接することにより酸化してしまうことを抑制でき、還元剤添加手段から添加された還元剤をより効率よく排気浄化装置の浄化性能の再生処理に用いることができる。

また、本発明においては、前記排気浄化装置に流入する還元剤を加熱によって軽質化および／または気化する還元剤改質手段を更に備え、
前記性状関連量検出手段は、前記物理量として前記還元剤改質手段の温度を検出し、
前記還元剤添加条件調節手段は、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から添加する還元剤の量を少なくするようにしてもよい。

ここで、前記排気浄化装置に流入する還元剤の軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが高いほど、還元剤が排気によって輸送され易くなる。すなわち、還元剤添加手段か
ら添加された還元剤はより効率よく前記排気浄化装置まで輸送され得る。従って、還元剤添加手段から添加する還元剤の量を少なくしても、前記排気浄化装置の浄化能力の再生処理に充分な量の還元剤を前記排気浄化装置に到達させることができる。その結果、排気浄化装置の浄化能力の再生処理における燃費を向上させることができる。

また、本発明においては、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記浄化能力再生制御において、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を、前記排気流量制御弁によって少なくするようにしてもよい。

ここで、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングを遅くすることにより、還元剤添加時における排気の流量を減少させる制御については上述した。これに対し、還元剤を添加するタイミングは不動とし、その代わりに前記排気流量制御弁によって、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量をより少ない流量まで減少させるようにしてもよい。

この方法によっても、還元剤の軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが低い状態においては還元剤を輸送する排気の流量を多くすることができ、軽質化の度合いおよび／または気化の度合いが高い状態においては還元剤を輸送する排気の流量を少なくすることができる。よって、燃料の性状または気化の度合いに拘らず、還元剤を効率よく排気浄化装置に到達させることができる。

また、本発明においては、前記還元剤改質手段の温度を、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量が、該分岐通路における前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量となるべく制御するようにしてもよい。

すなわち、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記浄化能力再生制御において、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を、前記排気流量制御弁によって少なくする制御において、前記還元剤改質手段の温度を適宜制御することにより、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を、前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量とする。

そうすれば、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量が、前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量である状態で、前記還元剤添加手段から還元剤を添加することができる。その結果、還元剤添加タイミングや還元剤添加量の制御の精度が相対的に向上し、より確実に、前記還元剤添加手段から添加された還元剤が効率よく排気浄化装置の浄化能力の再生処理に用いられる状態にすることができる。

また、この場合、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量を、該分岐通路における前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量に所定期間維持した後、さらに減少させるようにしてもよい。

ここで所定期間とは、前記還元剤添加手段から添加された還元剤が前記排気浄化装置の全体に拡散するまでに必要な時間である。そうすれば、前記還元剤添加手段から添加された還元剤が前記排気浄化装置に到達し、全体に拡散するまでは、排気流量を前記還元剤を輸送可能な最低な流量に維持し、還元剤が前記排気浄化装置に到達し、全体に拡散した時点で、さらに流量を減少させ、その状態を維持したまま排気浄化装置全体における還元剤
によるＮＯx還元放出反応を完了させることができる。

従って、前記還元剤添加手段から添加された還元剤をより効率よく前記排気浄化装置の浄化能力の再生処理に用いることができる。

また、本発明においては、前記還元剤改質手段は、前記排気浄化装置の上流側に配置され電熱式ヒータを備えるとともに酸化能を有するヒータ付き触媒、前記排気浄化装置の上流側に配置され酸化能を有する酸化触媒、前記還元剤添加手段に設けられ前記還元剤添加手段から添加される還元剤を加熱するヒータ、の少なくとも一であるようにしてもよい。

前記還元剤改質手段を上記のヒータ付き触媒とすれば、電熱式ヒータへの通電を制御することにより、容易に還元剤改質手段の温度を制御することができ、還元剤添加手段から添加された燃料がヒータ付き触媒によって加熱されることにより、排気浄化装置に流入される直前の還元剤の性状や気化の度合いを制御することができる。

また、前記還元剤改質手段を上記の酸化触媒とすれば、排気温度を変更し、または、内燃機関における副噴射により、または、還元剤添加手段から予め還元剤を酸化触媒に供給することにより、前記還元剤改質手段の温度を制御することができ、前記還元剤添加手段から添加された燃料が該酸化触媒によって加熱されることにより、排気浄化装置に流入される直前の還元剤の性状や気化の度合いを制御することができる。

また、前記還元剤改質手段を、還元剤添加手段に設けられ還元剤添加手段から添加される還元剤を加熱するヒータとすれば、還元剤添加手段から添加された時点における還元剤の温度を容易に制御することができ、還元剤添加手段から添加された時点における還元剤の性状や気化の度合いを制御することができる。

また、本発明においては、前記還元剤改質手段は、前記排気浄化装置の上流側に配置され電熱式ヒータを備えるとともに酸化能を有するヒータ付き触媒であり、前記浄化能力再生制御の際に該ヒータ付き触媒に通電することにより前記還元剤を改質した場合における前記ヒータ付き触媒への通電に係る消費電力及び前記還元剤添加手段から添加すべき還元剤量と、前記浄化能力再生制御の際に前記ヒータ付き触媒に通電しない場合における前記還元剤添加手段から添加すべき還元剤量と、に基いて、前記ヒータ付き触媒に通電して前記還元剤を改質した方が、前記浄化能力再生制御における合計の消費エネルギが少ないと判断された場合に、前記浄化能力再生制御の際に前記ヒータ付き触媒に通電して前記排気浄化装置に流入する還元剤を軽質化および／または気化するようにしてもよい。

ここで、還元剤改質手段がヒータ付き触媒であり、前記浄化能力再生制御の際に該ヒータ付き触媒に通電することにより還元剤の性状または気化の度合いを変更する場合には、ヒータ通電に係る電力が消費される一方、還元剤添加手段から添加すべき還元剤の量は減少する。それに対し、ヒータ付き触媒に通電しない場合には、電力消費がない代わりに、還元剤添加手段から添加すべき還元剤の量は、ヒータ通電する場合より多い筈である。

従って、前記浄化能力再生制御の際に前記還元剤を改質した場合における、ヒータ付き触媒の加熱に係る消費電力及び前記還元剤添加手段から添加される還元剤量と、前記浄化能力再生制御の際に該ヒータ付き触媒に通電しない場合における前記還元剤添加手段から添加される還元剤量と、を比較衡量し、前記浄化能力再生制御における合計の消費エネルギが少ない方を選択するようにした。

具体的には、ヒータ付き触媒に通電する場合における、ヒータ付き触媒の加熱に係る消費電力に予め実験的に求めた係数を乗じて還元剤量に変換し、この還元剤量と前記還元剤
添加手段から添加される還元剤量とを加算した値と、ヒータ付き触媒に通電しない場合に前記還元剤添加手段から添加される還元剤量とを比較して、合計の還元剤量が少ない方を選択するようにしてもよい。

そうすれば、より確実に、排気浄化装置の浄化能力の再生処理に係る燃費を向上させることができる。

また、本発明においては、前記排気通路は、途中で２つの分岐通路に分岐するデュアル排気通路構成であり、
前記還元剤改質手段は、前記２つの分岐通路のうちの少なくとも一方に設けられているようにしてもよい。

そうすれば、デュアル排気通路構成の排気浄化システムにおいて、少なくとも一方の分岐通路に係る排気浄化装置の浄化能力の再生処理における燃費を、より確実に向上させることができる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

本発明にあっては、排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、より確実にまたはより効率良く、排気浄化装置の浄化能力を再生することができる。

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例示的に詳しく説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図１においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。

図１において、内燃機関１には、内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続され、この排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５の途中には、排気中の微粒子物質（例えば、煤）やＮＯxを浄化する排気浄化部１０が配置され
ている。以下、排気管５において、排気浄化部１０の上流を第１排気管５ａ、下流を第２排気管５ｂという。また、排気浄化部１０内では、第１排気管５ａは、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂに分岐されており、この第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂは下流において合流し、第２排気管５ｂを形成している。そして、第１分岐通路１０ａには、排気中のＮＯxを浄化し、さらに排気中の微粒子物質（例えば、煤）を捕集する
第１排気浄化コンバータ１１ａが設けられており、第２分岐通路１０ｂには、同じく第２排気浄化コンバータ１１ｂが設けられている。ここで、第１排気管５ａ及び、第２排気管５ｂは、本実施例における排気通路を構成する。第１分岐通路１０ａ及び、第２分岐通路１０ｂは本実施例における分岐通路を構成する。

本実施例における第１排気浄化コンバータ１１ａの内部にはそれぞれ、上流側から、通電によって発熱する電気式ヒータが設けられるとともに酸化能を有する第１ＥＨＣ１１０ａ、吸蔵還元型ＮＯx触媒が担持された第１ＮＳＲ１１１ａ、排気中の微粒子物質を捕集
するフィルタに吸蔵還元型ＮＯx触媒が担持された第１ＤＰＮＲ１１２ａが直列に配置さ
れている。また、第２排気浄化コンバータ１１ｂには同じく上流側から、第２ＥＨＣ１１
０ｂ、第２ＮＳＲ１１１ｂ、第２ＤＰＮＲ１１２ｂが直列に配置されている。なお、第１ＥＨＣ１１０ａ及び第２ＥＨＣ１１０ｂは、本実施例におけるヒータ付き触媒（還元剤改質手段）に相当する。また、第１ＮＳＲ１１１ａ、第２ＮＳＲ１１１ｂ、第１ＤＰＮＲ１１２ａ、第２ＤＰＮＲ１１２ｂは、本実施例における排気浄化装置に相当する。

また、第１分岐通路１０ａにおける、第１排気浄化コンバータ１１ａの下流部分には、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量を制御する第１弁１２ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｂにおける、第２排気浄化コンバータ１１ｂの下流部分には、第２弁１２ｂが備えられている。なお、上記の第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂは、本実施例における排気流量制御弁である。

また、図１中、第１分岐通路１０ａにおける第１排気浄化コンバータ１１ａの上流側には、第１排気浄化コンバータ１１ａにおける第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処理などの際に、還元剤としての燃料を排気に添加する第１燃料添加弁１
４ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｂにおける第２排気浄化コンバータ１１ｂの上流側には、第２燃料添加弁１４ｂが備えられている。なお、上記の第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂは、本実施例における還元剤添加手段を構成する。

以上述べたように構成された内燃機関１及びその排気系には、該内燃機関１及び排気系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、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御する他、内燃機関１の排気浄化部１０に係る制御を行うユニットである。

ＥＣＵ３５には、図示しないクランクポジションセンサや、アクセルポジションセンサなどの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３５には、内燃機関１内の図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続される他、本実施例における第１弁１２ａ、第２弁１２ｂ及び、第１燃料添加弁１４ａ、第２燃料添加弁１４ｂが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３５によって制御されるようになっている。

また、ＥＣＵ３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。第１ＮＳＲ１１１ａ、第１ＤＰＮＲ１１２ａ、第２ＮＳＲ１１１ｂ、第２ＤＰＮＲ１１２ｂに吸蔵されたＮＯxをより効率よく還元放出させるための、後述する最適化ＮＯx還元処理ルーチンも、ＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。

次に、本実施例における第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処
理に係る制御について説明する。図２は、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処理における第１弁１２ａ及び第１燃料添加弁１４ａの制御及び、第１分岐
通路１０ａを通過する排気の流量の変化を示すタイムチャートである。

図２に示すように、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処理に
おいては、まず時点ｔ１において第１弁１２ａに全閉指令が出される。そうすると、第１弁１２ａが閉弁を開始する。それにより分岐通路１０ａを通過する排気の流量は減少を開始する。そして時点ｔ２において第１弁１２ａが全閉状態となり、分岐通路１０ａを通過する排気の流量は略零となる。ここで、分岐通路１０ａを通過する排気が減少を開始してから所定のディレイタイムが経過した後に、第１燃料添加弁１４ａから還元剤としての燃料が添加される。このディレイタイムは、時点ｔ２において分岐通路１０ａを通過する排気の流量が略零になった際に、添加された燃料が第１排気浄化コンバータ１１ａの第１Ｅ
ＨＣ１１０ａ、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの全体に拡散するような時間に設定されている。このディレイタイムは予め実験的に求められる。

ここで、第１ＥＨＣ１１０ａは、予めヒータに通電されており、時点ｔ１において既に活性化している。そうすると、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料は、まず第１ＥＨＣ１１０ａを通過して加熱される、そして、より分子量の低い成分に分解されて軽質化される。また、気化されることによって、より輸送され易い状態とされる。

そして、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料の軽質化及び気化の度合いは、第１ＥＨＣ１１０ａの温度によって異なる。そうすると、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの全体に拡散するための最適なディレイタイムや最適な燃料添加量は、第１ＥＨＣ１１０ａの温度によって異なる。

そこで、本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度を、第１ＥＨＣ１１０ａの直下流に設けられた図示しない温度センサにより検出し、該温度によって、第１燃料添加弁１４ａから添加される燃料の量及び、ディレイタイムを最適化することとしている。

具体的には図２に示すとおり、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が低い場合にはディレイタイムは短く且つ第１燃料添加弁１４ａからの添加燃料量は多く設定し、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が高くなるにつれてディレイタイムを長く且つ第１燃料添加弁１４ａからの添加燃料量は少なくなるようにする。

そうすれば、第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて最適なディレイタイム及び燃料添加量を選択することができ、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量が略零となった時点で、還元剤としての燃料が第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの全体に拡散しなかったり、添加される燃料が過剰に多くの排気と接触して第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの浄化能力の再生に用いられなかったりすることを抑制できる。

図３には、本実施例における最適化ＮＯx還元処理ルーチンのフローチャートを示す。
本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関の稼動中所定期間毎に実行される。

本ルーチンが実行されるとまずＳ１０１において、ＮＯx還元要求が出されているかど
うかが判定される。これは、前回のＮＯx還元処理の終了後の吸入空気量の積算値が閾値
以上かどうかにより判定してもよいし、第１排気浄化コンバータ１１ａの下流側に図示しないＮＯxセンサを設け、該ＮＯxセンサの出力に基づいて判定してもよい。

ここでＮＯx還元要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを終
了する。一方、ＮＯx還元要求が出されていると判定された場合には、Ｓ１０２に進む。

Ｓ１０２においては、内燃機関１の運転状態、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの温度から、これらのＮＯx還元処理における最
適なディレイタイム、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量が導出される。ここで、内燃機関１の運転状態は図示しないクランクポジションセンサ及びアクセルポジションセンサの出力から取得し、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの温度は、それらの下流側に設けた温度センサの出力から取得してもよい。

そして、内燃機関１の運転状態と、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの温度と、これらのＮＯx還元処理におけるディレイタイム
、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量との関係を格納したマップから、ディレイタイ
ム及び燃料添加量の値を読み出すことにより導出してもよい。Ｓ１０２の処理が終了するとＳ１０３に進む。

Ｓ１０３においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が取得される。ここでは、第１ＥＨＣ１１０ａと第１ＮＳＲ１１１ａとの間に図示しない温度センサを設け、その出力から第１ＥＨＣ１１０ａの温度を取得してもよいし、過去の運転状態の履歴及び第１ＥＨＣ１１０ａへの通電量の履歴より推定してもよい。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。

Ｓ１０４においては、Ｓ１０３で取得された第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて、Ｓ１０２において導出されたディレイタイム及び、燃料添加量が修正される。具体的には、ＥＨＣの温度と、ディレイタイム及び燃料添加量の最適な補正値との関係を格納したマップを予め実験的に作成しておき、該マップからＳ１０３で取得された第１ＥＨＣ１１０ａの温度に対応する補正値を読み出し、Ｓ１０２において導出されたディレイタイム及び、燃料添加量に加算することによって修正してもよい。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。

Ｓ１０５においては、Ｓ１０４で修正されたディレイタイム及び燃料添加量の値に基づいてＮＯx還元処理が実行される。具体的な処理の内容は、図２に示した制御に沿うもの
である。

以上、本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度を取得し、実質上その温度によって第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａに流入する燃料の性状及び気化度合いを推定して、その性状及び気化の度合いに応じてディレイタイム及び燃料添加量を調節している。その結果、より効率よくまたはより確実にＮＯx還元処理を完了させることがで
きる。

なお、上記の制御においてＳ１０５の処理を実行するＥＣＵ３５は、本実施例において浄化能力再生制御手段に相当する。また、Ｓ１０２及びＳ１０４の処理においてディレイタイム及び燃料添加量の値を導出するＥＣＵ３５は、本実施例における還元剤添加条件調節手段に相当する。

また、Ｓ１０３において取得された第１ＥＨＣ１１０ａの温度は、本実施例において還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量に相当する。そして、Ｓ１０３において第１ＥＨＣ１１０ａの温度を取得するＥＣＵ３５は、本実施例における性状関連量推定手段に相当する。

さらに、本実施例においては、上記のように還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量として第１ＥＨＣ１１０ａの温度を用いたが、例えば、第１ＥＨＣ１１０ａの内部における圧力を前記物理量として利用してもよい。すなわち、第１ＥＨＣ１１０ａの内部における圧力を低下させることで、第１ＥＨＣ１１０ａを通過した際に還元剤の気化度合いを高めることができるからである。この場合、第１ＥＨＣ１１０ａの内部における圧力を調整する手段を別途備えるようにしてもよい。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例においては、第１燃料添加弁１４ａから燃料が添加された際の、分岐通路１０ｂの排気流量を、ディレイタイムではなく、第１弁１２ａの開度によって決定する制御について説明する。

図４には、本実施例におけるＮＯx還元処理フラグのＯＮ−ＯＦＦ、第１弁１２ａの開
度の変化、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量の変化を表すタイムチャートを示す。

図４に示すように、本実施例においては時点ｔ３においてＮＯx還元処理フラグがＯＮ
となった場合に、第１弁１２ａが閉弁を開始し、時点ｔ４以降は全開状態と全閉状態の間の中間開度に維持される。この中間開度は、第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて定められ、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が高いほどより閉弁側に設定される。これは、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が高いほど、これを通過した後の、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料の軽質化及び気化の度合いが高くなるので、この燃料をより少ない流量の排気で第１ＮＳＲ１１１ａ、第１ＤＰＮＲ１１２ａまで輸送可能となるからである。

また、第１燃料添加弁１４ａから添加される燃料の量は図３で説明したのと同様、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が高いほど少なく設定される。

これによれば、第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて最適な排気流量及び燃料添加量を選択することができる。そうすると、ＮＯx還元処理において第１分岐通路１０ａを通過す
る排気の流量が略零となった時点で、還元剤としての燃料が第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの全体に拡散しないことや、燃料が過剰に多くの排気と接触して酸化され、ＮＯx還元処理に用いられないことを抑制できる。

図５には、本実施例における最適化ＮＯx還元ルーチン２を示す。本ルーチンと図３で
示した最適化ＮＯx還元ルーチンとの相違点は、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理の代わりにＳ
２０１、Ｓ２０２の処理が設けられている点であるので、相違点についてのみ説明する。Ｓ２０１の処理においては、Ｓ１０２のようにディレイタイムの値が導出されるのではない。内燃機関１の運転状態、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａの温度から、これらのＮＯx還元処理における第１弁１２ａの開度、
第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量が導出される。

そして、Ｓ２０２の処理においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて、第１弁１２ａの開度及び、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量を修正する。具体的には、ＥＨＣの温度と、第１弁開度及び燃料添加量の補正値との関係を格納したマップを予め実験的に作成しておき、該マップからＳ１０３で取得された第１ＥＨＣ１１０ａの温度に対応する補正値を読み出し、Ｓ２０１において導出された第１弁開度及び、燃料添加量に加算することによって修正してもよい。

次に、上記の実施例２の別の態様について説明する。本態様においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度に応じて、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量を調節する制御であって、第１ＥＨＣ１１０ａの温度を、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量が、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料を輸送可能な最低流量となるような温度とする態様について説明する。

すなわち第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処理においては、
可及的に少ない流量の排気によって還元剤としての燃料を輸送し、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａに到達させてＮＯxを還元放出させることが望ましい。それは、
少ない流量の排気によって燃料を輸送することにより、燃料が多量の排気と接触することで酸化されることを抑制できるとともに、燃料添加タイミングの制御の精度を相対的に向上させることができるからである。

ここで、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が輸送可能な排気の最低流量は、第１ＥＨＣ１１０ａの温度で決定される燃料の軽質化の度合いまたは気化の度合いによって変化する。すなわち第１ＥＨＣ１１０ａの温度が高く、第１ＥＨＣ１１０ａを通過した燃料の軽質化の度合いまたは気化の度合いが高い場合には、該燃料は輸送し易いため、該燃
料を輸送可能な排気の最低流量はより少なくなる。

そこで、本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度を積極的に、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量が、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料を輸送可能な最低流量となるような温度とすることとした。

図６には、本態様における第１ＥＨＣ１１０ａの通電のＯＮ−ＯＦＦ、第１弁１２ａの開度の変化及び、第１ＥＨＣ１１０ａの温度変化についてのタイムチャートを示す。

図６では、時点ｔ５においてＮＯx還元要求フラグがＯＮされたとすると、同時に、第
１ＥＨＣ通電フラグがＯＮされ第１ＥＨＣ１１０ａへ通電が開始される。また、第１弁１２ａが全閉状態とされる。そうすると、第１ＥＨＣ１１０ａからの排気により持ち去られる熱量が減少し、第１ＥＨＣ１１０ａを効率よく昇温させることができる。そして、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に達した時点ｔ６において、第１ＥＨＣ１１０ａへの通電を一旦ＯＦＦする。その後、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に維持されるように第１ＥＨＣ１１０ａへの通電をＯＮ／ＯＦＦさせる。また、時点ｔ６において、第１弁１２ａの全閉状態を解除し、第２中間開度まで開弁する。

ここで目標温度とは、図５のＳ２０１〜Ｓ２０２の処理を実行して得られる第１弁１２ａの開度が、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料を輸送可能な最小の開度となるＥＨＣの温度であり、内燃機関１の運転状態及び第１ＮＳＲ１１１ａ、第１ＤＰＮＲ１１２ａの温度の値に応じて定められる。また、第２中間開度は、上述した、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料を輸送可能な最小の開度そのものである。

時点ｔ６の後、第１弁１２ａは、前記第２中間開度を第２所定時間維持した後、全閉状態とされる。ここで、第２所定時間は、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａに到達し、全体に拡散するまでに必要な時間である。

そして、第１弁１２ａの全閉状態が維持され、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａにおけるＮＯx還元放出反応が完了した後、第１弁１２ａは全開とされる。

図７には本態様における最適化ＮＯx還元処理ルーチン３のフローチャートを示す。
本ルーチンが実行されるとＳ１０１の処理が実行される。この処理の内容は図３において説明済みなので説明は省略する。Ｓ１０１の処理が実行するとＳ３０１に進む。

Ｓ３０１においては、第１ＥＨＣ１１０ａに通電可能な状態かどうかが判定される。ここで通電可能な状態かどうかは、例えばバッテリの残量が閾値以上であるかどうかによって判定してもよい。ここで、通電可能な状態でないと判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。通電可能な状態であると判定された場合にはＳ３０２に進む。

Ｓ３０２においては、第１弁１２ａが全閉され、第１ＥＨＣ１１０ａへの通電が開始される。これにより、第１ＥＨＣ１１０ａの温度上昇が開始される。Ｓ３０２の処理が終了するとＳ１０２において第１ＥＨＣ１１０ａの温度が取得された後、Ｓ３０３に進む。

Ｓ３０３においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に達したかどうかが判定される。ここで第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に達していないと判定された場合には、Ｓ１０２の処理の前に戻り、Ｓ３０３において第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に達したと判定されるまで、Ｓ１０２及びＳ３０３の処理が繰り返し実行される。Ｓ３０３において第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に達したと判定された場合にはＳ３０４に
進む。

Ｓ３０４においては、第１ＥＨＣ１１０ａへの通電がＯＦＦされ、第１弁１２ａが第２中間開度まで開弁される。さらに第１燃料添加弁１４ａから燃料が添加される。なお、その後は、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が目標温度に維持されるべく、第１ＥＨＣ１１０ａへの通電のＯＮ／ＯＦＦは制御される。

Ｓ３０５においては、第１弁１２ａが第２中間開度となっている状態で第２所定時間経過するのを待ち、その後第１弁１２ａを全閉する。

Ｓ３０６においては、第１弁１２ａが全閉の状態が維持され、第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａにおけるＮＯx還元放出反応が終了したと判定された後に、第１弁
１２ａを全開とする。

次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａに通電して昇温し、そのことによって第１燃料添加弁１４ａから添加する燃料量を低減した場合と、第１ＥＨＣ１１０ａを昇温せずに、そのまま第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加した場合とにおける消費エネルギを比較し、合計の消費エネルギが少ない方を実行する例について説明する。

ここで、第１ＥＨＣ１１０ａに通電することにより昇温した場合は、前述したように、燃料の軽質化及び気化の度合いが高くなるため、第１分岐通路１０ａの排気流量及び第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加量を少なくすることが可能となり、ＮＯx還元処理に係
る燃費を向上させることができる（例えば図２においても、第１ＥＨＣの温度が高い場合の方が燃料添加量が少ない。）。また、第１ＥＨＣ１１０ａに通電して昇温することにより、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料を輸送可能な最低流量とすることもできる。

これに対し、本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａに通電することによる電力消費と、ＮＯx還元処理に係る燃費向上とを比較衡量し、合計としての消費エネルギによって
、第１ＥＨＣ１１０ａの通電を実行するかどうかを判断する。

図８には、本実施例における最適化ＮＯx還元処理ルーチン４を示す。本ルーチンが実
行されるとＳ１０１及びＳ１０３の処理が実行される。これらの処理については図３において説明したので、説明は省略する。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ４０１に進む。

Ｓ４０１においては、Ｓ１０２において取得した現在の第１ＥＨＣ１１０ａの温度と、第２目標温度との差から、第１ＥＨＣ１１０ａを第２目標温度まで昇温するのに必要な電力Ｗが導出される。これは、現在の温度と第２目標温度の温度差と、Ｗとの関係を予め実験的に求めることにより作成したマップから、Ｗの値を読み出すことによって取得してもよい。なお、ここで第２目標温度とは本制御において第１燃料添加弁１４ａから添加すべき燃料量を減少させるために設定された温度であり、実施例３における目標温度と同じ温度でもよい。

Ｓ４０２においては、第１ＥＨＣ１１０ａが現在の温度である場合に第１燃料添加弁１４ａから添加されるべき燃料添加量と、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が第２目標温度である場合に添加されるべき燃料添加量との差分ΔＦが導出される。具体的には、第１ＥＨＣ１１０ａの温度と、燃料添加量との関係が格納されたマップから双方の場合における燃料添加量のデータを読み出し、差し引きすることによって導出される。

Ｓ４０３においては、Ｗに係数Ｋを乗じた値がΔＦ以上であるかどうかが判定される。ここで係数Ｋは、第１ＥＨＣ１１０ａを単位温度上昇させる際に必要な電力を燃料量に換算するための係数であり、予め実験的、理論的に求められた値である。ここで、肯定判定された場合にはＳ４０４へ、否定判定された場合にはＳ４０５に進む。

Ｓ４０４においては、現在の第１ＥＨＣ１１０ａの温度に対して、ＮＯx還元処理時に
おけるディレイタイム、燃料添加量を導出する。

Ｓ４０５においては、第１ＥＨＣ１１０ａに通電して第２目標温度まで昇温させる。Ｓ４０６においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度が第２目標温度である場合におけるディレイタイム、燃料添加量を導出する。

Ｓ４０７においては、Ｓ４０４またはＳ４０６において求められたデータに基いてＮＯx還元処理が実行される。Ｓ４０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施例においては、第１ＥＨＣ１１０ａに通電して昇温し、そのことによって第１燃料添加弁１４ａから添加する燃料の必要量を低減した場合と、第１ＥＨＣ１１０ａを昇温せずに、そのまま第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加した場合とで、合計の消費エネルギ（上記の実施例においては、燃料消費量）の少ない方を実行するので、より確実に、ＮＯx還元処理における合計の消費エネルギを少なくすることがで
きる。

なお、上記の実施例３においては、Ｓ１０３〜Ｓ４０３の処理においては、第１ＥＨＣ１１０ａの温度と、第２目標温度とから実際にＷとΔＦを導出して実際に比較するフローとしたが、現在温度及び第２目標温度の値と、比較結果、比較結果に応じたディレイタイム、比較結果に応じた燃料添加量との関係を格納したマップを予め作成しておき、比較結果まで含めて当該マップから読み出すようにしてもよい。

なお、上記の実施例においては、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａのＮＯx還元処理を行う場合について説明したが、第２排気浄
化コンバータ１１ｂの第２ＮＳＲ１１１ｂ及び第２ＤＰＮＲ１１２ｂのＮＯx還元処理を
行う場合については、第１分岐通路１０ａと第２分岐通路１０ｂ、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＥＨＣ１１０ａ及び第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａと第２排気浄化コンバータ１１ｂの第２ＥＨＣ１１０ｂ及び第２ＮＳＲ１１１ｂ及び第２ＤＰＮＲ１１２ｂ、第１弁１２ａと第２弁１２ｂ、第１燃料添加弁１４ａと第２燃料添加弁１４ｂとを入れ替えた制御を行えばよい。

また、上記実施例においては、本発明を第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａにおけるＮＯx還元処理に適用した例について説明した
が、第１排気浄化コンバータ１１ａの第１ＮＳＲ１１１ａ及び第１ＤＰＮＲ１１２ａに還元剤を添加することにより実現される他の浄化能力再生処理について適用してもよい。他の浄化能力再生処理の例としては、ＳＯx再生処理やＰＭ再生処理を挙げることができる
。

さらに、上記実施例においては、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤としての燃料を添加す
ることによりＮＯx還元処理などを実施する場合について説明したが、尿素水を還元剤と
して排気通路内に供給し、排気ガス中のＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒システムにも適用が可能である。

また、上記実施例においては、排気通路を２つの分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、１方の分岐通路に備えられた排気浄化コンバータに対してＮＯx還元処理を行
う場合の制御について説明したが、３つ以上の分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、その一部の分岐通路の排気浄化コンバータに対してＮＯx還元処理を行う場合に本
発明を適用してもよい。

さらに、上記の実施例においては、排気流量制御弁としての第１弁１２ａ、第２弁１２ｂが、それぞれ第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂに設けられた例について説明したが、この構成の代りに、第１排気管５ａが第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂに分岐する分岐部に、第１排気管５ａを通過する排気の、第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂへの流入割合を変化させ、または第１排気管５ａを通過する排気が、第１分岐通路１０ａへ流入するか第２分岐通路１０ｂへ流入するかを切り換える３方弁を設けるようにしてもよい。また、この３方弁は、第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂが合流して第２排気管５ｂとなる合流部に設けられるようにしてもよい。

本発明の実施例における内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るＮＯx還元処理における、第１弁全閉フラグのＯＮ−ＯＦＦ、第１弁の開度及び、第１分岐通路における排気流量の変化を示すタイムチャートである。 本発明の実施例１における最適化ＮＯx還元処理ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係るＮＯx還元処理における、ＮＯx還元処理フラグのＯＮ−ＯＦＦ、第１弁の開度及び、第１燃料添加弁からの燃料添加量の変化を示すタイムチャートである。 本発明の実施例２における最適化ＮＯx還元処理ルーチン２を示すフローチャートである。 本発明の実施例２の他の態様に係るＮＯx還元処理における、第１ＥＨＣ通電フラグのＯＮ−ＯＦＦ、第１弁の開度及び、第１ＥＨＣの温度の変化を示すタイムチャートである。 本発明の実施例２の他の態様における最適化ＮＯx還元処理ルーチン３を示すフローチャートである。 本発明の実施例３における最適化ＮＯx還元処理ルーチン４を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・内燃機関
５・・・排気管
５ａ・・・第１排気管
５ｂ・・・第２排気管
１０・・・排気浄化部
１０ａ・・・第１分岐通路
１０ｂ・・・第２分岐通路
１１ａ・・・第１排気浄化コンバータ
１１ｂ・・・第２排気浄化コンバータ
１２ａ・・・第１弁
１２ｂ・・・第２弁
１４ａ・・・第１燃料添加弁
１４ｂ・・・第２燃料添加弁
３５・・・ＥＣＵ
１１０ａ・・・第１ＥＨＣ
１１０ｂ・・・第２ＥＨＣ
１１１ａ・・・第１ＮＳＲ
１１１ｂ・・・第２ＮＳＲ
１１２ａ・・・第１ＤＰＮＲ
１１２ｂ・・・第２ＤＰＮＲ

Claims (10)

1. 一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過するとともに、途中で複数の分岐通路に分岐する排気通路と、
   前記複数の分岐通路の各々に設けられ、各分岐通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化装置と、
   前記複数の分岐通路の各々または前記排気通路における前記複数の分岐通路への分岐部に設けられ、各分岐通路を通過する排気の流量を制御する排気流量制御弁と、
   前記複数の分岐通路の各々における前記排気浄化装置の上流に設けられるとともに各分岐通路を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
   前記複数の分岐通路のうちの一部の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置に還元剤を供給して該排気浄化装置の浄化能力の再生処理を行う際に、前記排気流量制御弁によって、前記複数の分岐通路のうち、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を前記再生処理を行う前より減少させ、該排気の流量が減少している期間中に前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における前記還元剤添加手段から還元剤を添加する浄化能力再生制御を行う浄化能力再生制御手段と、
   を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
   前記浄化能力再生制御において、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する還元剤量を調節する還元剤添加条件調節手段と、
   前記還元剤添加手段から添加された還元剤が前記排気浄化装置に流入する際の、該還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量を検出する性状関連量検出手段と、
   を更に備え、
   前記性状関連量検出手段が検出した前記還元剤の性状および／または気化度合いと関連する物理量の値に応じて、前記還元剤添加条件調節手段が、前記浄化能力再生制御において、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングおよび／または前記還元剤添加手段から添加する還元剤量を調節することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記排気浄化装置に流入する還元剤を加熱によって軽質化および／または気化する還元剤改質手段を更に備え、
   前記性状関連量検出手段は、前記物理量として前記還元剤改質手段の温度を検出し、
   前記還元剤添加条件調節手段は、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から還元剤を添加するタイミングを遅く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システム。
3. 前記排気浄化装置に流入する還元剤を加熱によって軽質化および／または気化する還元剤改質手段を更に備え、
   前記性状関連量検出手段は、前記物理量として前記還元剤改質手段の温度を検出し、
   前記還元剤添加条件調節手段は、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から添加する還元剤の量を少なく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システム。
4. 前記還元剤添加条件調節手段は、前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記還元剤添加手段から添加する還元剤の量を少なく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システム。
5. 前記還元剤改質手段の温度が高いほど、前記浄化能力再生制御において、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気の流量を、前記排気流量制御弁によって少なくすることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の内燃機関
   の排気浄化システム。
6. 前記還元剤改質手段の温度を、前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量が、該分岐通路における前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量となるべく制御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システム。
7. 前記再生処理を行うべき前記排気浄化装置が設けられた分岐通路における排気流量を、該分岐通路における前記還元剤添加手段から添加された還元剤を輸送可能な最低の排気流量に所定期間維持した後、さらに減少させ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システム。
8. 前記還元剤改質手段は、前記排気浄化装置の上流側に配置され電熱式ヒータを備えるとともに酸化能を有するヒータ付き触媒、前記排気浄化装置の上流側に配置され酸化能を有する酸化触媒、前記還元剤添加手段に設けられ前記還元剤添加手段から添加される還元剤を加熱するヒータ、の少なくとも一であることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
9. 前記還元剤改質手段は、前記排気浄化装置の上流側に配置され電熱式ヒータを備えるとともに酸化能を有するヒータ付き触媒であり、前記浄化能力再生制御の際に該ヒータ付き触媒に通電することにより前記還元剤を改質した場合における前記ヒータ付き触媒への通電に係る消費電力及び前記還元剤添加手段から添加すべき還元剤量と、前記浄化能力再生制御の際に前記ヒータ付き触媒に通電しない場合における前記還元剤添加手段から添加すべき還元剤量と、に基づいて、前記ヒータ付き触媒に通電して前記還元剤を改質した方が、前記浄化能力再生制御における合計の消費エネルギが少ないと判断された場合に、前記ヒータ付き触媒に通電して前記排気浄化装置に流入する還元剤を軽質化および／または気化することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気浄化システム。
10. 前記排気通路は、途中で２つの分岐通路に分岐するデュアル排気通路構成であり、
    前記還元剤改質手段は、前記２つの分岐通路のうちの少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。

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