JP5464281B1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）へのＰＭ堆積量が増加していく過程（ＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達するまで）において、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量して排気ガス中のＮＯｘ量を多くするＥＧＲ減量制御、及び、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御のいずれか一方もしくは両方の制御を行って、パティキュレートフィルタへのＮＯ₂の量を増やすことにより、パティキュレートフィルタのＰＭ堆積速度を抑制してＤＰＦ再生インターバルを延長する。

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

車両等に搭載されるディーゼルエンジンを駆動した際に排出される排気ガス中には、カーボンを主成分とする粒子状物質（以下、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）という場合もある）が含まれており、これが大気汚染の原因になる。

排気ガス中に含まれるＰＭを浄化する装置としては、パティキュレートフィルタをディーゼルエンジンの排気通路に設け、排気通路を通過する排気ガス中に含まれるＰＭを捕集することにより、大気中に放出されるエミッションの量を低減する排気浄化装置が知られている。パティキュレートフィルタとしては、例えば、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）が用いられている。

パティキュレートフィルタを用いてＰＭの捕集を行う場合、捕集したＰＭの堆積量が多くなってパティキュレートフィルタの詰りが生じると、パティキュレートフィルタを通過する排気ガスの圧力損失が増大し、これに伴うエンジンの排気背圧増大によってエンジン出力低下や燃費の低下が発生する。

このような点を解消するため、従来、パティキュレートフィルタに捕集されたＰＭの捕集量（堆積量）が所定量（フィルタ再生開始判定値）に到達したときに、触媒床温を高温化することによってフィルタ上のＰＭを酸化（燃焼）して除去している。具体的には、例えば、主燃料噴射（メイン噴射）後に少量の燃料を副次的に噴射（ポスト噴射）することで、パティキュレートフィルタの上流側（排気ガス流れの上流側）の酸化触媒（ＣＣＯ：Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）の温度（排気温度）を上昇させることによってパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを酸化（燃焼）・除去している（例えば、特許文献１参照）。このようにしてパティキュレートフィルタに堆積したＰＭを除去することをフィルタ再生という。

また、このようにパティキュレートフィルタの上流側に酸化触媒を設けた排気浄化装置では、酸化触媒にて排気ガス中のＮＯがＮＯ₂に酸化され、そのＮＯ₂によってＰＭの燃焼（フィルタ再生）が促進される。

特開２０１１−１２７５６１号公報 特開２００９−１４４５７８号公報 特開２００６−１８３５６３号公報

ところで、近年、強化されつつある排気規制に対応するために、パティキュレートフィルタの上流（排気ガス流れの上流）にＮＳＲ（ＮＯｘ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒などのＮＯｘ吸蔵触媒が配置されている。

こうした排気浄化装置にあっては、燃焼室から排出された排気ガスに含まれるＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒によって浄化されるため、パティキュレートフィルタの上流に酸化触媒（ＣＣＯ）が配置されている場合と比較して、パティキュレートフィルタの入口でのＮＯ₂濃度が低下する。ＮＯ₂濃度が低下すると、ＮＯ₂によるＰＭ除去効果が抑制されるため、ＰＭ堆積速度が増加してフィルタ再生のインターバルが短くなってしまう。つまり、フィルタ再生の頻度が多くなってしまい、燃費（燃料消費率）が悪化する。また、オイル希釈が促進される場合がある。

なお、オイル希釈は、上記ポスト噴射された燃料の一部がピストンからオイルパンに流れ、その燃料がエンジンオイルに混入することによって生じるので、フィルタ再生用のポスト噴射の頻度が多くなるほどオイル希釈が進行しやすくなる。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、そのパティキュレートフィルタの上流側の排気通路に設けられたＮＳＲ触媒等のＮＯｘ吸蔵触媒とを備えた排気浄化装置において、パティキュレートフィルタの再生インターバルを延長することを目的とする。

本発明は、排気系に排出された排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置を有する内燃機関に適用される排気浄化装置であって、前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気ガス流れの上流側の排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵触媒（ＮＳＲ触媒等）とを備えた排気浄化装置を前提としている。そして、このような排気浄化装置において、前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量がフィルタ再生開始判定値よりも小さい第１判定閾値を超えたときに、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量して排気ガス中のＮＯｘ量を多くするＥＧＲ減量制御を実行し、前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第１判定閾値よりも大きい第２判定閾値を超えたときに、前記ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御を実行することを技術的特徴としている。

本発明によれば、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）への粒子状物質の堆積量（ＰＭ堆積量）が、フィルタ再生開始判定値よりも小さい第１判定閾値を超えたときに、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量するＥＧＲ減量制御を実行するので、ＰＭ堆積速度を遅くすることができる。すなわち、ＥＧＲ減量制御を行うと、燃焼温度が上昇して排気ガス中のＮＯｘ量が増大するので、パティキュレートフィルタに流入するＮＯ₂の量を多くすることができる。パティキュレートフィルタへのＮＯ₂量が多くなると、そのＮＯ₂によるＰＭ除去効果によりＰＭ堆積速度が遅くなるので、フィルタ再生インターバルを延長することができる。

なお、ＥＧＲ減量制御とは、ＥＧＲ装置のＥＧＲバルブを通常制御時よりも閉じ側に設定してＥＧＲ量を減量する制御のことである。

この構成によれば、パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量がフィルタ再生開始判定値よりも小さい第１判定閾値よりも大きい第２判定閾値を超えたときに、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるので、このＮＯｘの放出によりパティキュレートフィルタに流入するＮＯ₂の量が多くなる。したがって、この構成においても、ＰＭ堆積速度を遅くすることができ、フィルタ再生インターバルを延長することができる。

なお、ＮＯｘ放出制御とは、この種の排気浄化装置において一般に行われている硫黄被毒回復制御と同等な制御であって、ポスト噴射により排気ガスへの燃料の添加を継続的に繰り返すことによって、触媒床温を高温化（例えば、６００〜７００℃）するとともに、排気ガスにＨＣが多量に含まれるリッチ状態にする制御のことである。

本発明において、パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量が増加していく過程（フィルタ再生開始判定値に到達するまで）においてＥＧＲ減量制御とＮＯｘ放出制御とを実行するようにしてもよい。このようにＥＧＲ減量制御とＮＯｘ放出制御とを組み合わせて実行することにより、ＰＭ堆積速度をより効果的に抑制することができ、フィルタ再生インターバルを更に延長することができる。

また、ＥＧＲ減量制御とＮＯｘ放出制御とを組み合わせて実行する場合、パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量が増加していく過程において、先にＥＧＲ減量制御を実行し、次いでＮＯｘ放出制御を実行することが好ましい。その理由は、ＥＧＲ減量制御によるＮＯｘの増加量はあまり多くないので、パティキュレートフィルタのＰＭ堆積量が比較的少ないときに実行することが好ましい。一方、ＮＯｘ放出制御は、上記したように、触媒床温を高温化するとともに排気ガスをリッチ状態にする制御であって、１度（短時間）に大量のＮＯｘを放出することができるので、パティキュレートフィルタのＰＭ堆積量が多いときに実行した方が、ＰＭ堆積速度を抑制するうえで効果的であることによる。

より具体的には、パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第１判定閾値を超えたときにＥＧＲ減量制御を実行し、パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第２判定閾値を超えたときに、吸気系へのＥＧＲ還流を中断してＮＯｘ放出制御を実行し、そのＮＯｘ放出制御が終了した後に、ＥＧＲ減量制御を再度実行するという構成を挙げることができる。このような構成を採用すれば、ＰＭ堆積速度をより効果的に抑制することができ、フィルタ再生インターバルを更に延長することができる。なお、ＮＯｘ放出制御時にＥＧＲ制御を中断することにより、燃料添加（ポスト噴射等）によるＨＣがＥＧＲ装置のＥＧＲバルブなどに付着することを防止することができる。

ここで、ＮＯｘ放出制御については、ＮＳＲ触媒等のＮＯｘ吸蔵触媒へのＮＯｘ吸蔵量が少ない状況ときに実施しても、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘの放出量が少なくて（もしくは、ＮＯｘを放出できなくて）、上記したＮＯ₂の増量効果を得ることができない場合がある。このような点を考慮して、パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量が前記第２判定閾値を超えたときに、ＮＯｘ放出制御の実行条件（例えば、ＰＭ堆積量を減少できるＮＯｘ吸蔵量有）が成立している場合（ＮＯｘの放出が可能な状況である場合）に、ＮＯｘ放出制御を実行するように構成してもよい。このような構成を採用すれば、ＮＯｘ放出制御（ポスト噴射等）が無駄に行われることを防止することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。

なお、本発明において、パティキュレートフィルタへのＰＭ堆積量が増加していく過程（フィルタ再生開始判定値に到達するまで）において、先にＮＯｘ放出制御を実行し、次いで、ＥＧＲ減量制御を実行するようにしてもよい。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、そのパティキュレートフィルタの上流側の排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵触媒とを備えた排気浄化装置において、パティキュレートフィルタの再生インターバルを延長することができるので、燃費を改善することができる。

本発明の排気浄化装置を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 ＰＭ堆積速度抑制制御の一例を示すフローチャートである。 ＰＭ堆積速度抑制制御の動作を示すイメージ図である。 ＣＣＯ及びＤＰＦを備えた排気浄化装置と、ＮＳＲ触媒及びＤＰＦを備えた排気浄化装置とにおけるＰＭ堆積速度を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本発明の排気浄化装置を適用するエンジン（内燃機関）の一例について図１を参照して説明する。

−エンジン−
この例のエンジン１は、例えばコモンレール式筒内直噴４気ディーゼルエンジンであって、図１に示すように、エンジン１の各気筒には、燃焼室１ａ内での燃焼に供される燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２がそれぞれ配置されている。各気筒のインジェクタ２はコモンレール１１に接続されている。コモンレール１１にはサプライポンプ１０が接続されている。

サプライポンプ１０は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後に燃料通路１０ａを介してコモンレール１１に供給する。コモンレール１１は、サプライポンプ１０から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２に分配する。インジェクタ２は所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室１ａ内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。インジェクタ２の開閉（燃料噴射量・噴射時期）はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によってデューティ制御される。

エンジン１には吸気通路３及び排気通路４が接続されている。吸気通路３には、上流部（吸入空気流れの上流部）から下流側に向けて順に、エアクリーナ９、エアフローメータ３３、後述するターボチャージャ６のコンプレッサインペラ６３、インタークーラ８、及び、スロットルバルブ（吸気絞り弁）５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ５１によってスロットル開度が調整される。スロットルバルブ５のスロットル開度はスロットル開度センサ４１によって検出される。なお、吸気通路３は、スロットルバルブ５の下流側に配置の吸気マニホールド３ａにて各気筒に対応して分岐している。

排気通路４は、エンジン１の各気筒の燃焼室１ａと繋がる排気マニホールド４ａによって各気筒毎に分岐した状態から１つに集合するように構成されている。

排気通路４には、排気ガス中のＮＯｘを還元除去するＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒）２１と、排気ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦ２２とが直列に設けられている。つまり、ＤＰＦ２２の排気ガス流れの上流側の排気通路４にＮＳＲ触媒２１が配置されている。

ＮＳＲ触媒２１は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の基材表面に白金（Ｐｔ）等の貴金属とカリウム（Ｋ）等のＮＯｘ吸蔵成分とを担持させて構成されている。ＮＳＲ触媒２１にストイキよりリーンの排気ガスが供給されると、ＮＳＲ触媒２１は排気ガス中のＮＯｘを硝酸塩の形で吸蔵する。また、ＮＳＲ触媒２１にストイキよりリッチの排気ガスが供給されると、ＮＳＲ触媒２１は吸蔵したＮＯｘを放出し、雰囲気ガスと反応させて還元する。

ここで、本実施形態のようなディーゼルエンジンの場合、通常運転時における筒内ガスの空燃比はストイキ（例えばＡ／Ｆ＝１４．６）よりも著しくリーンである。したがって、ＮＳＲ触媒２１にはストイキよりリーンの排気ガスが供給され、ＮＳＲ触媒２１は排気中のＮＯｘを吸蔵する。一方、ＮＳＲ触媒２１から吸蔵ＮＯｘを放出させてＮＳＲ触媒２１を再生する必要がある。このため、筒内ガスの空燃比がストイキよりリッチな値（例えばＡ／Ｆ＝１４．０）に制御され、ＮＳＲ触媒２１にリッチな排気ガスが供給される（ＮＯｘ還元制御）。

また、ＮＳＲ触媒２１は、ＮＯｘのほか、燃料中の硫黄成分に起因した硫黄をも吸着する性質がある。この硫黄吸着が生じるとＮＯｘ吸蔵能が阻害されるため、吸着硫黄を脱離させてＮＳＲ触媒２１を再生すべく、空燃比のリッチ化が行われる。この硫黄再生（硫黄被毒回復制御）はＮＯｘ再生制御よりも高温条件で実行される。なお、ＮＯｘ還元制御及び硫黄被毒回復制御の詳細については後述する。

そして、これらＮＳＲ触媒２１、ＤＰＦ２２、及び、ＥＣＵ１００等の制御系などによって、本発明の排気浄化装置が実現される。

上記ＮＳＲ触媒２１の上流側（排気ガス流れの上流側）の排気通路４にＡ／Ｆセンサ３６及び第１排気温センサ３７が配置されており、この第１排気温センサ３７の出力信号からＮＳＲ触媒２１に入る排気ガスの温度を検出することができる。また、ＮＳＲ触媒２１とＤＰＦ２２との間の排気通路４に第２排気温センサ３８が配置されており、この第２排気温センサ３８の出力信号からＤＰＦ２２に入る排気ガスの温度を検出することができる。さらに、ＤＰＦ２２の上流側圧力と下流側圧力との差圧を検出する差圧センサ３９が設けられている。

これらＡ／Ｆセンサ３６、第１排気温センサ３７、第２排気温センサ３８、及び、差圧センサ３９の各出力信号はＥＣＵ１００に入力される。

−ターボチャージャ−
この例のエンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）６が装備されている。ターボチャージャ６は、ロータシャフト６１を介して連結されたタービンホイール６２とコンプレッサインペラ６３とを備えている。

コンプレッサインペラ６３は吸気通路３内部に臨んで配置され、タービンホイール６２は排気通路４内部に臨んで配置されている。このようなターボチャージャ６は、タービンホイール６２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサインペラ６３を回転させることにより吸入空気を過給する。この例のターボチャージャ６は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール６２側に可変ノズルベーン機構６４が設けられており、この可変ノズルベーン機構６４の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。なお、ターボチャージャ６での過給によって昇温した吸入空気は、吸気通路３に配置したインタークーラ８によって強制冷却される。

−ＥＧＲ装置−
また、エンジン１にはＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ装置）装置７が装備されている。ＥＧＲ装置７は、排気通路４を流れる排気ガスの一部を吸気通路３に還流させて、各気筒の燃焼室１ａへ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させる装置である。

ＥＧＲ装置７は、吸気通路３（吸気マニホールド３ａ）と排気通路４（排気マニホールド４ａ）とを接続するＥＧＲ通路７１を備えている。このＥＧＲ通路７１には、ＥＧＲガス流れの上流側から順に、ＥＧＲ通路７１を通過（還流）するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ７３、及び、ＥＧＲバルブ７２が設けられており、このＥＧＲバルブ７２の開度を調整することによって、排気通路４（排気マニホールド４ａ）から吸気通路３（吸気マニホールド３ａ）に導入されるＥＧＲガス量（排気還流量）を調整することができる。このＥＧＲバルブ７２の開度制御（ＥＧＲ制御）は、ＥＣＵ１００によって実行される。

なお、ＥＧＲ装置７には、ＥＧＲクーラ７３をバイパスするＥＧＲバイパス通路及びＥＧＲバイパス切替バルブを設けておいてもよい。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３、及び、バックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

これらＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、及び、バックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、エンジン１の出力軸であるクランクシャフトの回転数を検出するエンジン回転数センサ３１、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ３２、エアフローメータ３３、吸気マニホールド３ａに配置され、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３４、吸気マニホールド３ａに配置され、吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ３５、Ａ／Ｆセンサ３６、第１排気温センサ３７、第２排気温センサ３８、差圧センサ３９、コモンレール１１内の高圧燃料の圧力を検出するレール圧センサ４０、スロットル開度センサ４１、アクセル開度センサ４２、及び、車速センサ４３などが接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ１００に入力される。また、入力インターフェース１０５には、イグニッションスイッチ４４が接続されており、このイグニッションスイッチ４４がオン操作（ＩＧ−ＯＮ）されると、スタータモータ（図示せず）によるエンジン１のクランキングが開始される。

出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、サプライポンプ１０、スロットルバルブ５のスロットルモータ５１、ターボチャージャ６の可変ノズルベーン機構６４、及び、ＥＧＲバルブ７２などが接続されている。

ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１のスロットルバルブ５の開度制御、燃料噴射量・噴射時期制御（インジェクタ２の開閉制御）、ＥＧＲ制御（ＥＧＲバルブ７２の開度制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

さらに、ＥＣＵ１００は、下記の［硫黄被毒回復制御］、［ＮＯｘ還元制御］、［ＰＭ堆積量推定］、［ＤＰＦ再生制御］、及び、［ＰＭ堆積速度抑制制御］を実行する。

［硫黄被毒回復制御］
ＥＣＵ１００が実行する硫黄被毒回復制御とは、ＮＳＲ触媒２１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒が硫黄被毒してＮＯｘの吸蔵能力が低下した場合に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から硫黄を放出させる制御である。この硫黄被毒回復制御にあっては、ポスト噴射（主燃料噴射（メイン噴射）を行った後の副噴射）により排気ガスへの燃料の添加を継続的に繰り返すことによって、触媒床温を高温化（例えば、６００〜７００℃）するとともに、排気ガスにＨＣが多量に含まれるリッチ状態にする。この硫黄被毒回復制御は、ＮＳＲ触媒２１への硫黄堆積量をエンジン運転状態（例えば、エンジン回転数、負荷率等）に基づいて推定し、その推定硫黄堆積量が所定値（許容値に相当）を超えたときに実行される。また、硫黄被毒回復制御は、走行距離またはエンジン運転時間に基づいて定期的に実行される場合もある。

［ＮＯｘ還元制御］
ＥＣＵ１００が実行するＮＯｘ還元制御とは、ＮＳＲ触媒２１におけるＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘをＮ₂に還元する制御である。このＮＯｘ還元制御にあっては、比較的時間をおいて間欠的にポスト噴射を実行することにより触媒床温を比較的低温（例えば、２５０〜５００℃）に保持するとともに、排気ガスをリッチ状態にする。このＮＯｘ還元制御は、ＮＳＲ触媒２１へのＮＯｘ吸蔵量をエンジン運転状態（例えば、エンジン回転数、負荷率等）に基づいて推定し、その推定ＮＯｘ吸蔵量が所定値（許容値に相当）を超えたときに実行される。また、ＮＯｘ還元制御は、走行距離またはエンジン運転時間に基づいて定期的に実行される場合もある。

なお、このＮＯｘ還元制御、上記硫黄被毒回復制御、及び、後述するＤＰＦ再生制御は、それぞれの実行要求があったときに行われるが、各制御の実行が重なったときには、例えば、ＰＭ再生制御→Ｓ被毒回復制御→ＮＯｘ還元制御の順で優先して行われる。

［ＰＭ堆積量推定］
ＥＣＵ１００は、下記の２通りの処理（１）及び（２）でＰＭ堆積量を推定する。

（１）差圧に基づくＰＭ量推定処理
まず、図１に示すエンジン１にあっては、ＤＰＦ２２へのＰＭの堆積が進行するにしたがって、その堆積ＰＭが排気ガスの流れの妨げとなり、排気ガスの流動抵抗が増加する。これに伴って排気通路４に配置のＤＰＦ２２の上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧ΔＰが大きくなる。このＤＰＦ２２前後の差圧ΔＰは、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭの燃焼除去が進行して、ＤＰＦ２２に堆積しているＰＭ堆積量が減少するにしたがって小さくなる。このようにＤＰＦ２２前後の差圧ΔＰとＤＰＦ２２に堆積しているＰＭ堆積量との間に相関関係があるので、差圧ΔＰからＤＰＦ２２のＰＭ堆積量ＰＭａを推定することができる。

このような点を利用し、本実施形態では、排気通路４（ＤＰＦ２２）に設けた差圧センサ３９の出力信号から得られる差圧ΔＰに基づいてマップを参照して、ＤＰＦ２２に捕集されたＰＭの堆積量を推定する。なお、ＰＭ堆積量ＰＭａの算出に用いるマップは、上記したＤＰＦ２２前後の差圧ΔＰとＰＭ堆積量との相関関係を考慮して、実験・シミュレーションなどによって適合した値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

（２）エンジン運転状態に基づくＰＭ量推定処理
エンジン１の運転時（ＤＰＦ再生制御を実行していないとき）において、エンジン回転数ＮＥ（エンジン回転数センサ３１の出力信号から認識）及び燃料噴射量Ｑｖ（指令値）に基づいてマップを参照してＰＭ発生量ｐｍｂを求め、このＰＭ発生量ｐｍｂを積算することによりＰＭ堆積量ＰＭｂを推定する。なお、ＰＭ発生量の算出に用いるマップは、エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量Ｑｖをパラメータとし、ＰＭ発生量［ｇ／ｓ］を実験・シミュレーション等によって求めた値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

また、ＤＰＦ再生制御の実行中におけるＰＭ排出量は、エンジン回転数センサ３１の出力信号から得られるエンジン回転数ＮＥ、及び、第２排気温センサ３８の出力信号から得られる排気温度（ＤＰＦ２２に入る排気ガスの温度）などに基づいてマップ等を参照して求めることができる。このＰＭ排出量をＰＭ堆積量（ＤＰＦ再生制御開始時の値）から減算していくことによりＤＰＦ再生制御の実行中のＰＭ堆積量を推定する。なお、ＰＭ排出量の算出に用いるマップについても、エンジン回転数ＮＥ及び排気温度をパラメータとし、ＰＭ排出量［ｇ／ｓ］を実験・シミュレーション等によって求めた値をマップ化したものであって、ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶されている。

ここで、上記（２）の処理による推定ＰＭ堆積量ＰＭｂについては、イグニッションオフ時にＥＣＵ１００内に保存しておき、イグニッションオン時に、その保存されている値（ＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂ）から再度更新（積算）を開始するようになっている。

［ＤＰＦ再生制御］
次に、ＥＣＵ１００が実行するＤＰＦ再生制御について説明する。

まず、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転時に、上記した（１）及び（２）の各処理によってＰＭ堆積量ＰＭａ及びＰＭ堆積量ＰＭｂを推定している。これら推定ＰＭ堆積量ＰＭａ及び推定ＰＭ堆積量ＰＭｂは時間の経過とともに上昇していく。ＥＣＵ１００は、その上昇する推定ＰＭ堆積量ＰＭａまたは推定ＰＭ堆積量ＰＭｂがＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達したか否かを判定する。なお、ＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓは、ＤＰＦ２２へのＰＭ堆積量の限界に相当する値であって、実験・シミュレーション等によって適合した値を設定する。

そして、上記ＰＭ堆積量ＰＭａまたはＰＭ堆積量ＰＭｂのうちのいずれか一方がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達した時点で、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを燃焼・除去してＤＰＦ２２を再生する。具体的には、エンジン運転のための燃料噴射（インジェクタ２から燃焼室１ａへの燃料噴射）である主燃料噴射（メイン噴射）を行った後にポスト噴射を実行する。このポスト噴射した燃料はＮＳＲ触媒２１で酸化反応する。ＤＰＦ２２は、そのときの酸化熱、および、ＤＰＦ２２に担持されている酸化触媒での酸化反応によって昇温され（例えば６５０℃程度に昇温され）、ＤＰＦ２２に捕集されたＰＭが燃焼されて除去される。

より詳細には、インジェクタ２のメイン噴射の実行後に近接ポスト噴射を実行する。この近接ポスト噴射によって排気ガスの温度が上昇する。また、この近接ポスト噴射よりも遅角側のポスト噴射であるレイトポスト噴射を実行する。これにより、更に排気ガスの温度が上昇して、ＤＰＦ２２に堆積しているＰＭを酸化（燃焼）させて除去できる。なお、上記近接ポスト噴射は、例えばピストンの圧縮上死点後３０°で開始される。また、上記レイトポスト噴射は、例えばピストンの圧縮上死点後１００°で開始される。これら近接ポスト噴射およびレイトポスト噴射の噴射タイミングは上述したものには限定されず適宜設定される。

そして、以上のようなＤＰＦ再生制御の実行中において、ＥＣＵ１００は、上記したＤＰＦ２２前後の差圧ΔＰ（または上記したＰＭ排出量）に基づいて再生時のＰＭ堆積量を逐次推定しており、この推定ＰＭ堆積量が再生完了判定値Ｔｈｐｍｅにまで低下した時点で、ＤＰＦ２２の再生が完全に完了（フィルタ完全再生完了）したと判断してフィルタ再生制御を終了する。つまり、上記ＤＰＦ再生用のポスト噴射を終了し、通常の燃料噴射制御に復帰させる。

［ＰＭ堆積速度抑制制御］
本実施形態の排気浄化装置にあっては、近年、強化されつつある排気規制に対応するために、ＤＰＦ２２の上流側（排気ガス流れの上流側）の排気通路４にＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵触媒）２１を配置している。このため、ＤＰＦ２２の再生インターバルが短くなってしまい、燃費・オイル希釈が悪化する傾向となる。この点について説明する。

まず、従来の排気浄化装置（以下、従来装置ともいう）では、上述したように、ＤＰＦの上流側の排気通路に酸化触媒（ＣＣＯ）を配置しているので、その酸化触媒にて排気ガス中のＮＯがＮＯ₂に酸化され、そのＮＯ₂によってＰＭの燃焼（フィルタ再生）が促進される。

これに対し、ＤＰＦ２２の上流側の排気通路４にＮＳＲ触媒２１が配置された排気浄化装置にあっては、燃焼室１ａから排出された排気ガスに含まれるＮＯｘがＮＳＲ触媒２１によって浄化されるため、上記した従来装置（ＣＣＯ＋ＤＰＦ）と比較して、ＤＰＦ２２の入口でのＮＯ₂濃度が低下する。ＮＯ₂濃度が低下すると、ＮＯ₂によるＰＭ除去効果が抑制されてＰＭ堆積速度が増加するため、図５に示すように、推定ＰＭ堆積量（以下、単に「ＰＭ堆積量」ともいう）がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達する期間（走行距離）が短くなる。つまり、ＤＰＦの再生インターバルが短くなってしまうので、フィルタ再生の頻度が多くなってしまい、燃費及びオイル希釈が悪化する。

そこで、本実施形態では、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量が増加していく過程（推定ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達するまで）において、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量して排気ガス中のＮＯｘ量を多くするＥＧＲ減量制御と、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御とを実行し（ＮＯｘ放出制御については実行しない場合もある）、ＤＰＦ２２の入口へのＮＯ₂の量を増やすことで、ＰＭ堆積速度を低下させることを技術的特徴としている。

その具体的な制御（ＰＭ堆積速度抑制制御）の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンは、ＥＣＵ１００において実行される。

図３の制御ルーチンは、上記したＤＰＦ再生処理が終了した時点（ＤＰＦ再生時の推定ＰＭ堆積量が再生完了判定値Ｔｈｐｍｅにまで低下した時点）で開始される。この図３の制御ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ１０１において、上記（１）及び（２）の各処理によって推定するＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂのうちのいずれか一方が第１判定閾値Ｔｈｐｍ１（図４参照）を超えているか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［ＰＭ堆積量≦Ｔｈｐｍ１］である場合）は、このステップＳＴ１０１の判定処理を繰り返して実行する。そして、ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（ＰＭ堆積量が第１判定閾値Ｔｈｐｍ１を超えた時点）でステップＳＴ１０２に進む。このステップＳＴ１０１の判定処理に用いる第１判定閾値Ｔｈｐｍ１については後述する。

ステップＳＴ１０２では、ＥＧＲ装置７のＥＧＲバルブ７２を通常制御時よりも閉じ側に設定してＥＧＲ量を減量するＥＧＲ減量制御を実行する。このＥＧＲ減量制御により、燃焼温度が上昇してＮＯｘ発生量が増大するので、ＤＰＦ２２に流入するＮＯ₂の量が多くなる。このＮＯ₂の増量によりＤＰＦ２２上のＰＭの一部が除去されるので、ＤＰＦ２２へのＰＭ堆積速度が減少する。これにより、例えば、図４に示すように、ＥＧＲ減量制御を行わない場合（破線（抑制制御無）の場合）と比較して、ＰＭ堆積速度（傾き）が小さくなる。

ここで、上記ＥＧＲ減量制御時におけるＥＧＲバルブ７２の開度（通常制御時よりも閉じ側に設定する開度）については、例えば、ＤＰＦ２２の下流側へのＮＯｘの排出量の許容範囲内で、ＤＰＦ２２へのＮＯｘ量をできるだけ増加できる量（通常制御時に対するＥＧＲ量の減量量）を、予め実験・シミュレーション等によって求めておき、その結果を基に適合した開度とする（ＥＣＵ１００のＲＯＭ１０２内に記憶）。このＥＧＲ減量制御時におけるＥＧＲ量の減量量は、一定の値であってもよいし、エンジン１の運転状態（例えば、エンジン回転数、負荷率等）に応じて可変に設定するようにしてもよい。

なお、上記ＥＧＲ装置７の通常制御とは、現在のエンジン運転状態（例えば、エンジン回転数、負荷率等）に基づいて、予め設定された通常制御マップを参照して目標ＥＧＲ量を求め、その目標ＥＧＲ量となるようにＥＧＲバルブ７２の開度を調整（開度＝０（閉鎖）の場合も含む）する制御のことである。

次に、ステップＳＴ１０３において、現在のＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂのうちのいずれか一方が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２（Ｔｈｐｍ２＞Ｔｈｐｍ１：図４参照）を超えているか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［ＰＭ堆積量≦Ｔｈｐｍ２］である場合）はステップＳＴ１０２のＥＧＲ減量制御を継続する。そして、ステップＳＴ１０３の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（ＰＭ堆積量が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を超えた時点）でステップＳＴ１０４に進む。このステップＳＴ１０３の判定処理に用いる第２判定閾値Ｔｈｐｍ２については後述する。ここで、本実施形態では、ＰＭ堆積量（ＰＭａ，ＰＭｂ）が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を一度超えると、その後においては、第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を用いた判定処理は行わないようにしている。その理由は、後述するＮＯｘ放出制御のハンチングを回避するためである。

ステップＳＴ１０４ではＮＯｘ放出制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、例えば、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を超えた時点（ステップＳＴ１０３が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点）で、ＮＳＲ触媒２１に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量（推定ＮＯｘ吸蔵量）が、その吸蔵分のＮＯｘの放出により、ＤＰＦ２２に堆積のＰＭ堆積量を減少できる量である、という条件が成立しているか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０５に進む。ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ＮＳＲ触媒２１へのＮＯｘの吸蔵量が少なくてＮＯ₂によるＰＭ除去効果が得られない場合）はステップＳＴ１０７に進む。このステップＳＴ１０４の判定処理に用いるＮＯｘ放出制御の実行条件（ＰＭ堆積量を減少できるＮＯｘ吸蔵量）については、実験・シミュレーション等によって決定する。

なお、ＮＯｘ放出制御の実行条件の成立／不成立については、走行距離に基づいて判定するようにしてもよい。例えば、前回のＳ被毒回復制御、前回のＮＯｘ還元制御、前回のＮＯｘ放出制御（制御内容については後述する）のうち、直近に実施された制御（前回制御）が終了した時点からの走行距離が所定値（上記ＰＭ堆積量の減少を得ることが可能な量のＮＯｘがＮＳＲ触媒２１に吸蔵（蓄積）される走行距離）よりも大きい場合に、ＮＯｘ放出制御の実行が可能であると判定するようにしてもよい。また、同様に、エンジン１の運転時間に基づいてＮＯｘ放出制御の成立／不成立を判定するようにしてもよい。

ステップＳＴ１０５では、ＥＧＲバルブ７２を閉鎖（開度＝０）してＥＧＲ制御を中断するとともに、ＮＯｘ放出制御を実行する。ＮＯｘ放出制御とは、上記した硫黄被毒回復制御と同等な制御であって、ポスト噴射により排気ガスへの燃料の添加を継続的に繰り返すことによって、触媒床温を高温化（例えば、６００〜７００℃）するとともに、排気ガスにＨＣが多量に含まれるリッチ状態にする制御である。このようにして触媒床温を高温化するとともに、排気ガスをリッチ化することにより、ＮＳＲ触媒２１に吸蔵されているＮＯｘが放出され、ＤＰＦ２２に流入するＮＯ₂の量が増量される。このＮＯ₂の増量によりＤＰＦ２２に堆積のＰＭの一部が除去されるので、ＰＭ堆積量が減少してＰＭ堆積速度が遅くなる。例えば、図４のＳ部に示すようにＰＭ堆積量が低下する状況となる。また、このようなＮＯｘ放出制御を実行することにより、硫黄被毒回復も同時に行うことができる。

なお、ＮＯｘ放出制御時にＥＧＲ制御を中断（ＥＧＲバルブ７２を閉鎖）する理由は、ポスト噴射によるＨＣがＥＧＲ装置７のＥＧＲバルブ７２などに付着することを防止するためである。

ここで、上記ＮＯｘ放出制御を実行すると、図４のＳ部に示すように、ＰＭ堆積量（ＰＭａ，ＰＭｂ）が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２以下に低下する場合があるが、上述したようにＰＭ堆積量が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を一度超えると、その後においては、第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を用いた判定処理は行わないので、ＰＭ堆積量が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２以下に低下してもＮＯｘ放出制御は継続される。これにより、ＮＯｘ放出制御のＯＮ／ＯＦＦのハンチングを回避することができる。

次に、ステップＳＴ１０６において、上記ＮＯｘ放出制御が終了したか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はＮＯｘ放出制御を継続する。ＮＯｘ放出制御終了の判定については、例えば、ＮＳＲ触媒２１へのＮＯｘ吸蔵量（推定ＮＯｘ吸蔵量）がほぼ０に近づいたときに「ＮＯｘ放出制御終了」と判定するようにする。また、ＮＯｘ放出制御を開始した時点からの経過時間が所定値（ＮＳＲ触媒２１に吸蔵のＮＯｘを放出するのに要する時間であって、実験・シミュレーション等によって適合した値）に達したときに「ＮＯｘ放出制御終了」と判定するようにしてもよい。

そして、ステップＳＴ１０６の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（ＮＯｘ放出制御が終了した時点）で、ＥＧＲ制御を再開して、上記したＥＧＲ減量制御を再度実行する（ステップＳＴ１０７）。このようにして、ＥＧＲ減量制御を再度実行することにより、図４に示すように、ＮＯｘ放出制御の終了後にあっても、ＤＰＦ２２へのＰＭ堆積速度（傾き）を小さくした状態（図４の破線（抑制制御無）の場合よりも小さくした状態）を継続することができる。この後、ステップＳＴ１０８において、現在のＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂのうちのいずれか一方がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに達したか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［ＰＭ堆積量＜Ｔｈｐｍｓ］である）はＥＧＲ減量制御を継続する。ステップＳＴ１０８の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに達した時点）で、この制御ルーチンを終了し、ＥＧＲ制御を通常制御に戻す。

一方、上記ステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合、つまり、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量が第２判定閾値Ｔｈｐｍ２を超えたときにＮＯｘ放出制御の実行条件が不成立である場合は、ＮＯｘ放出制御を実行せずに、ＥＧＲ減量制御を継続する（ステップＳＴ１０７）。この後、ステップＳＴ１０８において、現在のＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂのうちのいずれか一方がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに達したか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（［ＰＭ堆積量＜Ｔｈｐｍｓ］である）はＥＧＲ減量制御を継続する。ステップＳＴ１０８の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点（ＰＭ堆積量がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに達した時点）で、この制御ルーチンを終了し、ＥＧＲ制御を通常制御に戻す。

なお、ＰＭ堆積量ＰＭａ，ＰＭｂのうちのいずれか一方がＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに達した時点（ステップＳＴ１０８の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点）で、上記したＤＰＦ再生制御が開始され、そのＤＰＦ再生制御が終了した時点で、図３の制御ルーチンが再度開始される。

＜第１判定閾値Ｔｈｐｍ１，第２判定閾値Ｔｈｐｍ２＞
次に、上記ＰＭ堆積速度抑制制御に用いる第１判定閾値Ｔｈｐｍ１及び第２判定閾値Ｔｈｐｍ２について説明する。

（第１判定閾値Ｔｈｐｍ１）
上記図３のステップＳＴ１０１の判定処理に用いる第１判定閾値Ｔｈｐｍ１は、上記したＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓよりも小さな値である。第１判定閾値Ｔｈｐｍ１については、ＤＰＦ２２へのＰＭ堆積量が少量である状況のときに、上記ＥＧＲ減量制御にてＮＯｘを増加させても、ＰＭ堆積速度の抑制効果が期待できず、また、ＤＰＦ２２を通過するＮＯｘの量が多くなってしまうという点を考慮して、実験・シミュレーション等によって適合した値（例えば、ＰＭ堆積量の限界に相当する値（Ｔｈｐｍｓ）の１／２程度の値）とする。

（第２判定閾値Ｔｈｐｍ２）
上記図３のステップＳＴ１０３の判定処理に用いる第２判定閾値Ｔｈｐｍ２は、上記したＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓよりも小さな値であって、上記第１判定閾値Ｔｈｐｍ１よりも大きな値である。第２判定閾値Ｔｈｐｍ２については、上記第１判定閾値Ｔｈｐｍ１に近い値であると、上記ＥＧＲ減量制御によるＰＭ堆積速度の抑制効果が得られなくなるため、第１判定閾値Ｔｈｐｍ１に対してＰＭ堆積量がある程度進行した状態の値が好ましい。このような点を考慮し、さらに、上記ＮＯｘ放出制御及びこのＮＯｘ放出制御後のＥＧＲ減量制御によってＰＭ堆積速度をできるだけ抑制できるような値（Ｔｈｐｍ２）を実験・シミュレーション等によって適合する。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ＤＰＦ２２へのＰＭ堆積量が増加していく過程（ＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達するまで）において、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量して排気ガス中のＮＯｘ量を多くするＥＧＲ減量制御と、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御とを実行し、さらに、そのＮＯｘ放出制御の後にＥＧＲ減量制御を再度実行しているので、ＰＭ堆積速度を遅くすることができる。これによって、ＤＰＦ２２の再生インターバルを延長することができ、燃費及びオイル希釈を改善することができる。しかも、本実施形態では、ＮＯｘ放出制御を実行することにより、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量を一度減少させているので（図４のＳ部）、ＤＰＦ２２の再生インターバルをより効果的に延長することができる。

なお、本実施形態において、ＮＯｘ放出制御を実行できない状況の場合（図３のステップＳＴ１０４の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合）、つまり、ＤＰＦ２２のＰＭ堆積量が第１判定閾値Ｔｈｐｍ１を超えた時点からＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達するまでの間においてＥＧＲ減量制御のみを継続して実行する場合であっても、ＰＭ堆積速度を減少させることが可能であり、ＤＰＦ２２の再生インターバルを延長することができる（図４の２点鎖線参照）。

−他の実施形態−
以上の例では、ＤＰＦへのＰＭ堆積量が増加していく過程（ＤＰＦ再生開始判定値Ｔｈｐｍｓに到達するまで）において、ＥＧＲ減量制御とＮＯｘ放出制御とを実行しているが、本発明はこれに限られることなく、ＤＰＦへのＰＭ堆積量が増加していく過程においてＥＧＲ減量制御のみを実行するようにしてもよい。また、ＤＰＦへのＰＭ堆積量が増加していく過程においてＮＯｘ放出制御のみを実行するようにしてもよい。また、ＤＰＦへのＰＭ堆積量が増加していく過程において、先にＮＯｘ放出制御を実行し、次いでＥＧＲ減量制御を実行するようにしてもよい。

以上の例では、パティキュレートフィルタの上流側にＮＳＲ触媒を配置した排気浄化装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、ＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）触媒がパティキュレートフィルタの上流に配置された排気浄化装置にも適用することができる。また、パティキュレートフィルタとしてＤＰＮＲ触媒を備え、そのＤＰＮＲ触媒の上流にＮＳＲ触媒が配置された排気浄化装置にも本発明を適用することができる。

以上の例では、通常燃焼時のＰＭ堆積量の推定方法として、差圧センサ３９の出力信号からＰＭ堆積量を推定する方法と、エンジン１の運転状態（エンジン回転数ＮＥ及び燃料噴射量）に基づいてＰＭ発生量をマップから算出し、そのＰＭ発生量を積算してＰＭ堆積量を推定する方法とを採用しているが、本発明はこれに限られることなく、それら２つの推定方法のいずれか一方を採用してもよい。

また、通常燃焼時のＰＭ堆積量の推定方法としては、車両走行距離もしくは走行時間に基づいてＰＭの堆積量を推定する方法などの他の方法を採用してもよい。さらに、このような他の推定方法と、上記した２つの推定方法のうちの少なくとも１つの推定方法とを採用し、それら複数の推定方法のうち、いずれか１つのＰＭ堆積量が再生開始判定値に達した時点でＤＰＦ再生制御を実行するようにしてもよい。

以上の例では、主燃料噴射後のポスト噴射によってフィルタ再生（ＤＰＦ再生）を行う排気浄化装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限られることなく、パティキュレートフィルタの上流側の排気通路（例えば、排気マニホールド４ａ）に燃料添加弁から燃料を添加することによってフィルタ再生を行う排気浄化装置、あるいは、これらポスト噴射と燃料添加とを組み合わせてフィルタ再生を行う排気浄化装置にも適用可能である。

以上の例では、本発明の排気浄化装置を筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用できる。

さらに、本発明の排気浄化装置は、高い空燃比（リーン雰囲気）の混合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転領域の大部分を占める希薄燃焼式ガソリンエンジンにも適用可能である。また、車両用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。

本発明は、内燃機関（エンジン）の排気ガスを浄化する装置に利用可能であり、さらに詳しくは、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）と、このパティキュレートフィルタの上流に配置されたＮＳＲ触媒等のＮＯｘ吸蔵触媒とを備えた排気浄化装置に利用することができる。

１ エンジン
２ インジェクタ
３ 吸気通路
４ 排気通路
７ ＥＧＲ装置
７２ ＥＧＲバルブ
２１ ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵触媒）
２２ ＤＰＦ
３９ 差圧センサ
１００ ＥＣＵ

Claims (3)

1. 排気系に排出された排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置を有する内燃機関に適用される排気浄化装置であって、前記内燃機関の排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、前記パティキュレートフィルタの排気ガス流れの上流側の排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵触媒とを備えた排気浄化装置において、
   前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量がフィルタ再生開始判定値よりも小さい第１判定閾値を超えたときに、吸気系に還流させるＥＧＲ量を減量して排気ガス中のＮＯｘ量を多くするＥＧＲ減量制御を実行し、
   前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第１判定閾値よりも大きい第２判定閾値を超えたときに、前記ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御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. 請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第１判定閾値を超えたときに前記ＥＧＲ減量制御を実行し、前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第２判定閾値を超えたときに、前記吸気系へのＥＧＲ還流を中断して前記ＮＯｘ放出制御を実行し、前記ＮＯｘ放出制御が終了した後に、前記ＥＧＲ減量制御を再度実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
3. 請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記パティキュレートフィルタへの粒子状物質の堆積量が前記第２判定閾値を超えたときに、前記ＮＯｘ放出制御の実行条件が成立している場合に、前記ＮＯｘ放出制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。

Images