JP4577249B2

JP4577249B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP4577249B2
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Inventors: 伸治鴨下
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Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2010-11-10
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Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。

共通の排気通路から分岐された第１の排気通路と第２の排気通路を具備し、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸蔵しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸蔵剤を第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置した内燃機関が公知である。この内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに発生するＮＯｘがＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される。一方、ＮＯｘ吸蔵剤のＮＯｘ吸蔵能力が飽和に近づくと排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされ、それによってＮＯｘ吸蔵剤からＮＯｘが放出され還元される。

ところで燃料及び潤滑油内にはイオウが含まれており、したがって排気ガス中にはＳＯｘが含まれている。このＳＯｘはＮＯｘと共にＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵される。ところがこのＳＯｘは排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけではＮＯｘ吸蔵剤から放出されず、したがってＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されているＳＯｘの量が次第に増大していく。その結果吸蔵しうるＮＯｘ量が次第に減少してしまう。しかしながらこのＳＯｘはＮＯｘ吸蔵剤の温度を約６００℃以上に保持した状態で排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘ吸蔵剤から放出される。この場合、ＮＯｘ吸蔵剤上流の機関排気通路内に燃料を添加するとＮＯｘ吸蔵剤の温度を約６００℃以上に保持しかつ排気ガスの空燃比をリッチに維持することができる。

そこで第１の排気通路内及び第２の排気通路内に燃料添加弁をそれぞれ配置し、第１の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを放出すべきときには第１の排気通路を閉鎖すると共に、その後第１の排気通路内を流通する排気ガス量が目標値まで低下したときに第１の排気通路内に配置された燃料添加弁から燃料を添加し、第２の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを放出すべきときには第２の排気通路を閉鎖すると共に、その後第２の排気通路内を流通する排気ガス量が目標値まで低下したときに第２の排気通路内に配置された燃料添加弁から燃料を添加するようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。このようにするとＮＯｘ吸蔵剤の温度を約６００℃以上に保持しかつ排気ガスの空燃比をリッチに維持するために多量の燃料を必要とせず、燃料添加弁から添加された燃料をＮＯｘ吸蔵剤に保持することができ、したがって燃料添加弁から添加された燃料をＳＯｘ放出のために有効に利用できる。

特開２００３−７４３２８号公報

ところで、機関負荷又はその変化率が大きくなったときに第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されていると、機関背圧が高くなり、好ましくない。この問題点は、機関負荷又はその変化率が大きくなったときに、このとき閉鎖されている第１の排気通路又は第２の排気通路を直ちに開通させれば、解決できる。しかしながら、ＮＯｘ吸蔵剤からＳＯｘを放出すべく第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されている場合には、ＮＯｘ吸蔵剤上に多量の燃料が付着しているので、このとき第１の排気通路又は第２の排気通路が開通されて多量の酸素が第１の排気通路又は第２の排気通路内に流入すると、多量の燃料がＮＯｘ吸蔵剤で一気に酸化されてＮＯｘ吸蔵剤の温度が大幅に上昇し、斯くしてＮＯｘ吸蔵剤が熱劣化するおそれがあるという問題点がある。

排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置し、第１の排気通路内又は第２の排気通路内配置されたパティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときに第１の排気通路又は第２の排気通路を閉鎖するようにした場合にも同様な問題が生じうる。

上記問題点を解決するために本発明の一観点によれば、共通の排気通路から分岐された第１の排気通路と第２の排気通路を具備し、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置した内燃機関において、共通の排気通路内又は第１の排気通路及び第２の排気通路内に燃料添加弁を配置し、第１の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸収剤からＳＯｘを放出すべきときには、第１の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第１の排気通路内に導き次いで添加燃料を第１の排気通路内に保持するために第１の排気通路を閉鎖し、第２の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸収剤からＳＯｘを放出すべきときには、第２の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第２の排気通路内に導き次いで添加燃料を第２の排気通路内に保持するために第２の排気通路を閉鎖し、添加燃料を第１の排気通路内又は第２の排気通路内に保持するために第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されているときに機関負荷又はその変化率が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、該閉鎖されている第１の排気通路又は第２の排気通路を遅延させつつ開通させるようにしている。

上記問題点を解決するために本発明の別観点によれば、共通の排気通路から分岐された第１の排気通路と第２の排気通路を具備し、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置した内燃機関において、共通の排気通路内又は第１の排気通路及び第２の排気通路内に燃料添加弁を配置し、第１の排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第１の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第１の排気通路内に導き次いで添加燃料を第１の排気通路内に保持するために第１の排気通路を閉鎖し、第２の排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第２の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第２の排気通路内に導き次いで添加燃料を第２の排気通路内に保持するために第２の排気通路を閉鎖し、添加燃料を第１の排気通路内又は第２の排気通路内に保持するために第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されているときに機関負荷又はその変化率が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、該閉鎖されている第１の排気通路又は第２の排気通路を遅延させつつ開通させるようにしている。

ＳＯｘ放出又は粒子状物質の酸化除去のために燃料を有効に利用しつつ、ＮＯｘ吸収剤又はパティキュレートフィルタの耐久性を高めることができる。

図１に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。

図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口はエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には電気制御式スロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排気後処理装置２０に連結される。

排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１３が配置される。また、ＥＧＲ通路１２周りにはＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１４が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１４内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。このコモンレール１６内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７から燃料が供給され、コモンレール１６内に供給された燃料は各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。

排気後処理装置２０は排気タービン７ｂの出口に連結された共通の排気通路２１と、この共通の排気通路２１から分岐された第１の排気通路２２ａと第２の排気通路２２ｂとを具備する。第１の排気通路２２ａ内には上流側から順に第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ、第１のパティキュレートフィルタ２４ａ、第１の酸化触媒２５ａ、及びアクチュエータ２７ａにより駆動される第１の排気制御弁２６ａが配置され、第２の排気通路２２ｂ内には上流側から順に第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂ、第２のパティキュレートフィルタ２４ｂ、第２の酸化触媒２５ｂ、及びアクチュエータ２７ｂにより駆動される第２の排気制御弁２６ｂが配置される。これら第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂは第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂの下流において共通の排気管２７に合流せしめられる。

また、第１の排気通路２２ａには第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａの温度を検出するための温度センサ２８ａと、第１のパティキュレートフィルタ２４ａの前後差圧を検出するための第１の差圧センサ２９ａと、第１の酸化触媒２５ａから排出された排気ガスの温度及び空燃比をそれぞれ検出するための温度センサ３０ａ及び空燃比センサ３１ａが配置され、第２の排気通路２２ｂには第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂの温度を検出するための温度センサ２８ｂと、第２のパティキュレートフィルタ２４ｂの前後差圧を検出するための第２の差圧センサ２９ｂと、第２の酸化触媒２５ｂから排出された排気ガスの温度及び空燃比をそれぞれ検出するための温度センサ３０ｂ及び空燃比センサ３１ｂが配置される。

一方、図１に示されるように第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂ上流の共通の排気通路２１内には第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂに対して共通の燃料添加弁３２が配置されている。この燃料添加弁３２からは図１においてＦで示されるように燃料が添加される。本発明による実施例ではこの燃料は軽油からなる。

電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備する。エアフローメータ８、各温度センサ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ、各差圧センサ２９ａ，２９ｂ、及び各空燃比センサ３１ａ，３１ｂの出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、アクセルペダル４９にはアクセルペダル４９の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５０が接続され、負荷センサ５０の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５１が接続される。一方、出力ポート４６は対応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０駆動装置、ＥＧＲ制御弁１３、燃料ポンプ１７、アクチュエータ２７ａ，２７ｂ及び燃料添加弁３２に接続される。

図２に圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す。この実施例では排気マニホルド５に燃料添加弁３２が取付けられ、この燃料添加弁３２から排気マニホルド５内に燃料、すなわち軽油が添加される。

図３はＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂの構造を示している。図３に示される実施例ではＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂはハニカム構造をなしており、薄肉の隔壁６０により互いに分離された複数個の排気ガス流通路６１を具備する。各隔壁６０の両側表面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図４（Ａ）及び（Ｂ）はこの触媒担体６５の表面部分の断面を図解的に示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように触媒担体６５の表面上には貴金属触媒６６が分散して担持されており、更に触媒担体６５の表面上にはＮＯｘ吸収剤６７の層が形成されている。

本発明による実施例では貴金属触媒６６として白金Ｐｔが用いられており、ＮＯｘ吸収剤６７を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。

機関吸気通路、燃焼室２及びＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ上流の排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯｘ吸収剤６７は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行う。

すなわち、ＮＯｘ吸収剤６７を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、すなわち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるＮＯは図４（Ａ）に示されるように白金Ｐｔ６６上において酸化されてＮＯ_２となり、次いでＮＯｘ吸収剤６７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形でＮＯｘ吸収剤６７内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮＯｘ吸収剤６７内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ６６の表面でＮＯ_２が生成され、ＮＯｘ吸収剤６７のＮＯｘ吸収能力が飽和しない限りＮＯ_２がＮＯｘ吸収剤６７内に吸収されて硝酸イオンＮＯ_３ ⁻が生成される。

これに対し、排気ガスの空燃比がリッチ或いは理論空燃比にされると排気ガス中の酸化濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ_２）に進み、斯くして図４（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤６７内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯ_２の形でＮＯｘ吸収剤６７から放出される。次いで放出されたＮＯｘは排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。

このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、すなわちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ吸収剤６７内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にＮＯｘ吸収剤６７のＮＯｘ吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯｘ吸収剤６７によりＮＯｘを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤６７の吸収能力が飽和する前に燃料添加弁３２から燃料を添加することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出させるようにしている。

一方、図５（Ａ）及び（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの構造を示している。なお、図５（Ａ）はパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの正面図を示しており、図５（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの側面断面図を示している。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂはハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路７０，７１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓７２により閉塞された排気ガス流入通路７０と、上流端が栓７３により閉塞された排気ガス流出通路７１とにより構成される。なお、図５（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓７３を示している。したがって排気ガス流入通路７０及び排気ガス流出通路７１は薄肉の隔壁７４を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路７０及び排気ガス流出通路７１は各排気ガス流入通路７０が４つの排気ガス流出通路７１によって包囲され、各排気ガス流出通路７１が４つの排気ガス流入通路７０によって包囲されるように配置される。

パティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂは例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、したがって排気ガス流入通路７０内に流入した排気ガスは図５（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁７４内を通って隣接する排気ガス流出通路７１内に流出する。

本発明による実施例では各排気ガス流入通路７０及び各排気ガス流出通路７１の周壁面、すなわち各隔壁７４の両側表面上及び隔壁７４内の細孔内壁面上にも例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、この触媒担体６５の表面上には図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように白金Ｐｔからなる貴金属触媒６６が分散して担持されており、ＮＯｘ吸収剤６７の層が形成されている。

したがってリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のＮＯｘがパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上のＮＯｘ吸収剤６７内にも吸収される。このＮＯｘ吸収剤６７に吸収されたＮＯｘも燃料添加弁３２から燃料を添加することによって放出される。

一方、排気ガス中に含まれる粒子状物質はパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に捕集され、順次酸化される。しかしながら捕集される粒子状物質の量が酸化される粒子状物質の量よりも多くなると粒子状物質がパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に次第に堆積し、この場合粒子状物質の堆積量が増大すると機関出力の低下を招いてしまう。したがって粒子状物質の堆積量が増大したときには堆積した粒子状物質を除去しなければならない。この場合、空気過剰のもとでパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度を６００℃程度まで上昇させると堆積した粒子状物質が酸化され、除去される。

そこで本発明による実施例ではパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたとき、すなわち差圧センサ２９ａ，２９ｂにより検出されたパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの前後差圧ΔＰが許容値を越えたときにはパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂに流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ燃料添加弁３２から燃料を添加してこの添加された燃料の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度を上昇させ、それによって堆積した粒子状物質を酸化除去するようにしている。

なお、図１においてＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂを省くこともできる。また、図１においてパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂとして、ＮＯｘ吸収剤６７を担持していないパティキュレートフィルタを用いることもできる。ただし、第１の排気通路２２ａ内及び第２の排気通路２２ｂ内のいずれにもＮＯｘ吸収剤６７が配置されていることがＮＯｘ浄化のために必要である。

さて、排気ガス中にはＮＯｘばかりでなくＳＯ_２も含まれており、このＳＯ_２は図４（Ａ），（Ｂ）に示される白金Ｐｔ６６において酸化されてＳＯ_３となる。次いでこのＳＯ_３はＮＯｘ吸収剤６７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ_４ ^２−の形でＮＯｘ吸収剤６７内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ_４を生成する。しかしながらＮＯｘ吸収剤６７が強い塩基性を有するためにこの硫酸塩ＢａＳＯ_４は安定していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは硫酸塩ＢａＳＯ_４は分解されずにそのまま残る。したがってＮＯｘ吸収剤６７内には時間が経過するにつれて硫酸塩ＢａＳＯ_４が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれてＮＯｘ吸収剤６７が吸収しうるＮＯｘ量が低下することになる。

ところが、ＮＯｘ吸収剤６７の温度を約６００℃以上のＳＯｘ放出温度まで上昇させた状態で排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘが放出される。したがって本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＳＯｘ量が増大したときにはＮＯｘ吸収剤６７の温度をＳＯｘ放出温度まで上昇させて排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。

図６はＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ上のＮＯｘ吸収剤６７、及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上のＮＯｘ吸収剤６７からのＮＯｘ及びＳＯｘの放出制御のタイムチャートを示している。図６においてＸで示されるようにＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＮＯｘ吸収量が許容値を越える毎にＮＯｘ吸収剤６７に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがリーンからリッチに一時的に切換えられる。このときＮＯｘがＮＯｘ吸収剤６７から放出され、還元される。

一方、ＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＳＯｘ量が許容値を越えるとＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘ放出作用が行われる。この場合、本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤６７に単位時間当り吸収されるＳＯｘ量ＳＯＸＺが要求トルクＴＱ及び機関回転数Ｎの関数として図７に示されるようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されており、このＳＯｘ量ＳＯＸＺを積算することによってＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＳＯｘ量の積算値ΣＳＯＸが算出される。本発明による実施例では図６に示されるようにこのＳＯｘ量の積算値ΣＳＯＸが許容値ＭＡＸを越えるとＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘ放出作用が行われる。すなわち、まず初めにＮＯｘ吸収剤６７の温度ＴがＳＯｘ放出温度ＴＸに達するまで、例えば燃料噴射弁３からの燃料噴射時期を圧縮上死点まで遅角させることによりリーン空燃比のもとでＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔを上昇させる昇温制御が行われる。

次いで、ＮＯｘ吸収剤６７の温度ＴがＳＯｘ放出温度ＴＸに達するとＮＯｘ吸収剤６７に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えられ、ＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘを放出させるためのＳＯｘ放出制御が行われる。このＳＯｘ放出制御が行われている間、ＮＯｘ吸収剤６７の温度ＴはＳＯｘ放出温度ＴＸに保持され、排気ガスの空燃比は交互にリーンとリッチにされる。次いでＳＯｘ放出作用が完了すると排気ガスの空燃比がリーンに戻される。

図８は図６に示されるＳＯｘ放出制御時における燃料添加弁３２からの燃料添加作用と、各排気制御弁２６ａ，２６ｂの開閉動作を示している。なお、図８においてＩは第１の排気通路２２ａを示しており、ＩＩは第２の排気通路２２ｂを示している。

図８を参照すると、ＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘを放出すべきときには連続パルス状の燃料噴射が行われる燃料添加期間Ｆと、燃料噴射が休止される燃料添加休止期間Ｒとが交互に繰り返されながら燃料添加弁３２からの燃料添加作用が行われる。極く概略的に言うと、燃料添加期間Ｆ中は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度、すなわちＮＯｘ吸収剤６７の温度が上昇し、燃料添加休止期間Ｒ中は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度、すなわちＮＯｘ吸収剤６７の温度が低下する。

一方、ＳＯｘ放出時にはＮＯｘ吸収剤６７の温度をほぼ６００℃程度のＳＯｘ放出温度ＴＸ以上に保持しておく必要があり、更にＮＯｘ吸収剤６７の温度をＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの熱劣化をひき起こす上限温度、例えば７５０℃以下に保持しておく必要がある。すなわち、ＳＯｘ放出時にはＳＯｘ吸収剤６７の温度をＳＯｘ放出温度ＴＸである下限温度と上限温度との間のＳＯｘ放出目標温度範囲内に維持しておく必要がある。したがってこの実施例では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度、すなわちＮＯｘ吸収剤６７の温度がこのＳＯｘ放出目標温度範囲内に維持されるように燃料添加期間Ｆと燃料添加休止期間Ｒとの割合が定められている。

さて、本発明による実施例では図８に示されるように第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂは開弁と閉弁とが繰り返され、この場合第１の排気制御弁２６ａが開弁したときには第２の排気制御弁２６ｂが閉弁せしめられ、第１の排気制御弁２６ａが閉弁したときには第２の排気制御弁２６ｂが開弁せしめられる。すなわち、第１の排気通路２２ａが開通し第２の排気通路２２ｂが閉鎖される状態と、第１の排気通路２２ａが閉鎖され第２の排気通路２２ｂが開通する状態とが交互に繰り返される。

更に、このとき第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂはそれぞれ燃料添加期間Ｆ中に閉弁せしめられると共に燃料添加休止期間Ｒ中閉弁され続ける。すなわち、第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂはそれぞれ燃料添加期間Ｆ中に閉鎖されると共に燃料添加休止期間Ｒ中閉鎖され続ける。また、図８からわかるように第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂは燃料添加期間Ｆとなる毎に交互に閉弁せしめられる。

このように第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂが燃料添加期間Ｆ中に閉鎖され、燃料添加休止期間Ｒ中閉鎖され続けると燃料添加作用の行われる期間を短かくすることができる。すなわち、図８における最初の燃料添加期間Ｆに注目すると、燃料添加が開始されたときは第１の排気制御弁２６ａは開弁しており、第２の排気制御弁２６ｂは閉弁しているので排気ガスは第１の排気通路２２ａ内にのみ流入しており、したがって燃料添加弁３２から添加された燃料、すなわち軽油は第１の排気通路２２ａ内にのみ流入する。

第１の排気通路２２ａ内に流入した燃料は第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａに一旦付着し、次いで蒸発する。したがって図８のＩに示されるように第１の排気通路２２ａ内における排気ガスの空燃比はリッチとなり、ＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘの放出作用が行われる。

次いで燃料添加期間Ｆの末期になると第１の排気制御弁２６ａは閉弁され、第２の排気制御弁２６ｂが開弁される。したがって排気ガスは今度は第２の排気通路２２ｂに流入することになる。第２の排気制御弁２６ｂが開弁するとすぐに燃料添加期間Ｆが終了し、燃料添加休止期間Ｒとなる。したがって第２の排気通路２２ｂ内における排気ガスの空燃比は燃料添加休止期間Ｒ中、リーンとなり、この間ＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘ放出作用は停止される。

一方、前述したように図８における最初の燃料添加期間Ｆにおいて第１の排気制御弁２２ａが開弁しているときには燃料添加弁３２から添加された燃料は一旦第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａ上に付着する。したがって第１の排気制御弁２６ａが閉弁したときにも第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａ上には燃料が付着しており、この付着燃料は第１の排気制御弁２６ａが閉弁した後に蒸発する。このとき第１の排気通路２２ａ内は排気ガスが流れておらず、第１の排気通路２２ａ内の限られた容積内の排気ガス中に付着燃料が蒸発するので図８に示されるように第１の排気制御弁２６ａが閉弁され続けている間、たとえ燃料添加休止期間Ｒが存在していたとしても第１の排気通路２２ａ内における排気ガスの空燃比はリッチに維持される。その結果、第１の排気制御弁２６ａが閉弁されている間、ＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘ放出作用が行われる。

同じことが第２の排気制御弁２６ｂの閉弁時についても言える。すなわち、図８に示されるように第２の排気制御弁２６ｂが閉弁している間、第２の排気通路２２ｂ内における排気ガスの空燃比はリッチに維持され、したがってこの間、ＮＯｘ吸収剤６７からのＳＯｘ放出作用が行われる。このように本発明ではＳＯｘの放出作用が行われない期間が極めて短かく、したがってＳＯｘ放出のために燃料添加作用を行う期間を短かくすることができるのでＳＯｘ放出のための燃料消費量を低減することができる。

なお、例えば第１の排気制御弁２６ａが閉弁しているときに第１の排気通路２２ａ内における排気ガスの空燃比を確実にリッチにするには第１の排気制御弁２６ａが閉弁したときに第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａにできる限り多くの燃料を付着させればよく、そのためには第１の排気制御弁２６ａが閉弁する前にできる限り多くの添加燃料を第１の排気通路２２ａ内に導く必要がある。そのために本発明による実施例では図８に示されるように第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂ内に配置されたＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘを放出すべきときには第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂが燃料添加期間Ｆの末期に閉弁せしめられる。すなわち、第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂが燃料添加期間Ｆの末期に閉鎖される。したがって図８に示される実施例では、第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂは燃料添加期間Ｆの末期に閉鎖された後、次の燃料添加期間Ｆの末期まで閉鎖され続けることになる。

したがって、一般化して言うと、第１の排気通路２２ａ内に配置されたＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘを放出すべきときには、第１の排気通路２２ａを開通させた状態で燃料添加弁３２から燃料を添加して添加燃料を第１の排気通路２２ａ内に導き次いで添加燃料を第１の排気通路２２ａ内に保持するために第１の排気通路２２ａを閉鎖し、第２の排気通路２２ｂ内に配置されたＮＯｘ吸収剤６７からＳＯｘを放出すべきときには、第２の排気通路２２ｂを開通させた状態で燃料添加弁３２から燃料を添加して添加燃料を第２の排気通路２２ｂ内に導き次いで添加燃料を第２の排気通路２２ｂ内に保持するために第２の排気通路２２ｂを閉鎖しているということになる。

図９にＮＯｘ放出制御ルーチンを示す。

図９を参照するとまず初めにステップ１００において図７に示すマップから単位時間当り吸収されるＳＯｘ量ＳＯＸＺが算出される。次いでステップ１０１ではこのＳＯＸＺがＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＳＯｘ量ΣＳＯＸに加算される。次いでステップ１０２では吸収ＳＯｘ量ΣＳＯＸが許容値ＭＡＸを越えたか否かが判別され、ΣＳＯＸ＞ＭＡＸとなったときにはステップ１０３に進んでＮＯｘ吸収剤６７に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつＮＯｘ吸収剤６７の温度ＴをＳＯｘ放出温度ＴＸまで上昇させる昇温制御が行われる。次いでステップ１０４では昇温制御が完了したか否かが判別され、昇温制御が完了したときにはステップ１０５に進んで図８に示されるＳＯｘ放出処理が行われる。次いでステップ１０６ではＳＯｘ放出が完了したか否かが判別され、ＳＯｘ放出が完了したときにはステップ１０７に進んでΣＳＯＸがクリアされる。

さて、このようにＳＯｘ放出処理が行われると第１の排気通路２２ａ及び第２の排気通路２２ｂのうちいずれか一方が閉鎖される。このため、ＳＯｘ放出処理中に機関負荷が高くなると、機関背圧が高くなってしまう。ところが、この問題点を解決するために、機関負荷又はその変化率が大きくなったときにこのとき閉鎖されている第１の排気通路２２ａ又は第２の排気通路２２ｂを直ちに開通させると、第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａ、又は第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂ及び第２のパティキュレートフィルタ２４ｂが熱劣化又は溶損するおそれがある。

ＳＯｘ放出処理中に第１の排気通路２２ａが閉鎖されている場合すなわち第１の排気制御弁２６ａが閉弁されている場合を例にとって詳しく説明すると、図８を参照して説明したように、第１の排気制御弁２６ａが開弁されつつ燃料添加弁３２から燃料が添加され、この燃料は第１の排気通路２２ａ内に導かれる。次いで、第１の排気制御弁２６ａが閉弁される。このとき第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａには多量の添加燃料が付着している。このような状況下で第１の排気制御弁２６ａが開弁されると、第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ内及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａ内に多量の酸素が流入して多量の付着燃料が一気に酸化される。また、第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ上流の第１の排気通路２２ａの内壁面上に付着している添加燃料が第１の排気通路２２ａ内を流通する排気ガスによってこの内壁面から離脱され、第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ又は第１のパティキュレートフィルタ２４ａにおいて酸化される。その結果、第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａすなわちＮＯｘ吸収剤６７の温度が大幅に上昇するおそれがある。第２の排気制御弁２６ｂが閉弁されているときも同様である。

そこで本発明による実施例では、ＳＯｘ放出処理中に機関負荷が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、このとき閉弁されている第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂを遅延させつつ開弁させる開弁遅延処理を行うようにしている。

すなわち、図１０に矢印Ｙで示されるように、ＳＯｘ放出処理中に例えばアクセルペダル４９の踏み込み量により表される機関負荷Ｌが設定値ＬＹよりも大きくなったときには、遅延時間ｔｄだけ経過した後に第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが開弁される。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ上及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に付着した燃料は時間の経過と共に蒸発しＳＯｘ放出のために消費される。したがって、遅延時間ｔｄ経過後にはＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ上及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に付着している燃料量は少なくなっており、このとき第１の排気通路２２ａ又は第２の排気通路２２ｂを開通させてもＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度が大幅に上昇しない。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂすなわちＮＯｘ吸収剤６７の耐久性を高めることができる。なお、図１０において破線は、機関負荷Ｌが設定値ＬＹよりも大きくなったときに直ちに第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂを開弁した場合を示している。

ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂが熱劣化又は溶損を生じない限り遅延時間ｔｄはどのように定めてもよいが、機関背圧ないし機関出力のことを考えると遅延時間ｔｄはできるだけ短いほうが好ましい。この点、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが閉弁されてからの経過時間が長くなるにつれて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ上及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に付着している燃料量が減少し、したがって第１の排気制御弁２２ａ又は第２の排気制御弁２６ｂを開弁したときに生ずる温度上昇が小さくなる。そこで、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが閉弁されてから機関負荷Ｌが設定値ＬＹよりも高くなるまでの経過時間ｔｃが長いときには短いときに比べて、遅延時間ｔｄを短く設定することができる。

図１１は開弁遅延処理の別の実施例を示している。この実施例では、機関負荷Ｌが設定値ＬＹよりも大きくなると、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂがゆっくりと開弁される。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ内及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ内に流入する酸素の量が少しずつ増大され、したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ，２３ｂ及びパティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂの温度が大幅に上昇するのが阻止される。

更に本発明による実施例では、ＳＯｘ放出処理中に機関負荷Ｌの変化率Ｌ’すなわち加速度が設定値ＬＹ’よりも大きくなったときにも、このとき閉弁されている第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂの開弁遅延処理が行われる。

図１２に排気制御弁の開弁制御ルーチンを示す。

図１２を参照するとまず初めにステップ２００において機関負荷Ｌが設定値ＬＹよりも大きいか否か又は機関負荷変化率Ｌ’が設定値ＬＹ’よりも大きいか否かが判別される。Ｌ≦ＬＹ又はＬ’≦ＬＹ’のときには処理サイクルを終了し、Ｌ＞ＬＹ又はＬ’＞ＬＹ’のときには次いでステップ２０１に進み、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが閉弁されているか否かが判別される。第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂが共に開弁されているときには処理サイクルを終了し、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが閉弁されているときには次いでステップ２０２に進み、図９のステップ１０５で実行されるＳＯｘ放出処理が行われているか否かが判別される。ＳＯｘ放出処理中のときには次いでステップ２０３に進み、図１０又は図１１を参照して説明した開弁遅延処理が行われる。これに対しＳＯｘ放出処理中でないときには次いでステップ２０４に進み、第１の排気制御弁２６ａ又は第２の排気制御弁２６ｂが直ちに開弁される。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）に変形例を示す。

図１３（Ａ）に示す例では第１の排気通路２２ａの下流端と第２の排気通路２２ｂの下流端の排気通路２７への合流部に一個の排気制御弁２６が配置され、この一個の排気制御弁２６によって実線で示されるように第１の排気通路２２ａと第２の排気通路２２ｂが共に開通している状態と、破線ａで示されるように第１の排気通路２２ａのみが閉鎖されている状態と、破線ｂで示されるように第２の排気通路２２ｂのみが閉鎖されている状態との３つの状態に切換えられる。

図１３（Ｂ）に示す例では第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ上流の第１の排気通路２２ａに第１の排気制御弁２６ａが配置され、第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂ上流の第２の排気通路２２ｂに第２の排気制御弁２６ｂが配置される。この場合でも添加した燃料が第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ及び第１のパティキュレートフィルタ２４ａに付着したときに第１の排気制御弁２６ａを閉弁すれば第１の排気通路２２ａ内の排気ガスはリッチに保持され、添加した燃料が第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂ及び第２のパティキュレートフィルタ２４ｂに付着したときに第２の排気制御弁２６ｂを閉弁すれば第２の排気通路２２ｂ内の排気ガスはリッチに保持される。

図１４に別の実施例を示す。図１４に示されるようにこの実施例では第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ａ上流の第１の排気通路２２ａに第１の燃料添加弁３２ａが配置され、第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３ｂ上流の第２の排気通路２２ｂに第２の燃料添加弁３２ｂが配置される。この実施例では図１５に示されるように第１の燃料添加弁３２ａによる燃料添加期間Ｆと燃料添加休止期間Ｒはそれぞれ第２の燃料添加弁３２ｂによる燃料添加期間Ｆと燃料添加休止期間Ｒに完全に同期しており、燃料添加期間Ｆに対する各排気制御弁２６ａ，２６ｂの開弁時期及び閉弁時期は図８に示される場合と全く同様に設定されている。

図１５からわかるようにこの実施例でも第１の排気制御弁２６ａ及び第２の排気制御弁２６ｂが閉弁しているときでもそれぞれ第１の排気通路２２ａ内及び第２の排気通路２２ｂ内における排気ガスの空燃比はリッチに維持されるので図８に示される場合と同様にＳＯｘ放出のために燃料添加が行われる期間が短かくでき、斯くしてＳＯｘ放出のための燃料消費量を低減することができる。なお、この実施例では例えば第１の排気制御弁２６ａが閉弁しているときに第１の燃料添加弁３２ａから添加された燃料は全て第１の排気通路２２ａ内に保持されるので第１の排気制御弁３２ａが閉弁せしめられている間、第１の排気通路２２ａ内の排気ガスの空燃比を確実にリッチに維持することができる。

パティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ上に堆積した粒子状物質の酸化除去処理をＳＯｘ放出処理と同様に行うことができる。すなわち、第１の排気通路２２ａ内に配置されたパティキュレートフィルタ２４ａ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第１の排気通路２２ａを開通させた状態で燃料添加弁３２から燃料が添加されて添加燃料が第１の排気通路２２ａ内に導かれ次いで添加燃料を第１の排気通路２２ａ内に保持するために第１の排気通路２２ａが閉鎖され、第２の排気通路２２ｂ内に配置されたパティキュレートフィルタ２４ｂ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第２の排気通路２２ｂを開通させた状態で燃料添加弁３２から燃料が添加されて添加燃料が第２の排気通路２２ｂ内に導かれ次いで添加燃料を第２の排気通路２２ｂ内に保持するために第２の排気通路２２ｂが閉鎖される。ただし、パティキュレートフィルタ２４ａ，２４ｂ内に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持する必要がある。

その上で、粒子状物質の酸化除去処理中に機関負荷Ｌ又はその変化率が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、閉鎖されている第１の排気通路２２ａ又は第２の排気通路２２ｂが遅延されつつ開通される。

圧縮着火式内燃機関の全体図である。圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す全体図である。ＮＯｘ吸蔵還元触媒の側面断面図である。触媒担体の表面部分の断面図である。パティキュレートフィルタの構造を示す図である。ＳＯｘ放出制御を説明するためのタイムチャートである。単位時間当りのＳＯｘ吸収量ＳＯＸＺのマップを示す図である。燃料添加のタイミングと排気制御弁の開閉弁時期の関係を示すタイムチャートである。ＳＯｘ放出制御を行うためのフローチャートである。開弁遅延処理を説明するためのタイムチャートである。開弁遅延処理の別の実施例を説明するためのタイムチャートである。排気制御弁開弁制御を実行するためのフローチャートである。圧縮着火式内燃機関の変形例を示す図である。圧縮着火式内燃機関の別の実施例を示す図である。燃料添加のタイミングと排気制御弁の開閉弁時期の関係を示すタイムチャートである。

符号の説明

５排気マニホルド
２０排気後処理装置
２１，２７共通の排気通路
２２ａ第１の排気通路
２２ｂ第２の排気通路
２３ａ第１のＮＯｘ吸蔵還元触媒
２３ｂ第２のＮＯｘ吸蔵還元触媒
２４ａ第１のパティキュレートフィルタ
２４ｂ第２のパティキュレートフィルタ
２５ａ第１の酸化触媒
２５ｂ第２の酸化触媒
２６ａ第１の排気制御弁
２６ｂ第２の排気制御弁
３２燃料添加弁

Claims

共通の排気通路から分岐された第１の排気通路と第２の排気通路を具備し、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置した内燃機関において、共通の排気通路内又は第１の排気通路及び第２の排気通路内に燃料添加弁を配置し、第１の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸収剤からＳＯｘを放出すべきときには、第１の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第１の排気通路内に導き次いで添加燃料を第１の排気通路内に保持するために第１の排気通路を閉鎖し、第２の排気通路内に配置されたＮＯｘ吸収剤からＳＯｘを放出すべきときには、第２の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第２の排気通路内に導き次いで添加燃料を第２の排気通路内に保持するために第２の排気通路を閉鎖し、添加燃料を第１の排気通路内又は第２の排気通路内に保持するために第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されているときに機関負荷又はその変化率が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、該閉鎖されている第１の排気通路又は第２の排気通路を遅延させつつ開通させるようにした排気浄化装置。
共通の排気通路から分岐された第１の排気通路と第２の排気通路を具備し、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを第１の排気通路内及び第２の排気通路内にそれぞれ配置した内燃機関において、共通の排気通路内又は第１の排気通路及び第２の排気通路内に燃料添加弁を配置し、第１の排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第１の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第１の排気通路内に導き次いで添加燃料を第１の排気通路内に保持するために第１の排気通路を閉鎖し、第２の排気通路内に配置されたパティキュレートフィルタ上に堆積した粒子状物質を酸化除去すべきときには、第２の排気通路を開通させた状態で燃料添加弁から燃料を添加して添加燃料を第２の排気通路内に導き次いで添加燃料を第２の排気通路内に保持するために第２の排気通路を閉鎖し、添加燃料を第１の排気通路内又は第２の排気通路内に保持するために第１の排気通路又は第２の排気通路が閉鎖されているときに機関負荷又はその変化率が予め定められた設定値よりも大きくなったときには、該閉鎖されている第１の排気通路又は第２の排気通路を遅延させつつ開通させるようにした排気浄化装置。