JP6569710B2

JP6569710B2 - エンジンの排気浄化装置

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Publication number: JP6569710B2
Application number: JP2017182187A
Authority: JP
Inventors: 真斗勝田; 康範上杉; 洋皆本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: JP2019056345A; DE102018006318B4; US20190093529A1; US10662842B2; DE102018006318A1

Description

本発明は、排気ガス中のＨＣおよびＣＯを浄化する酸化触媒と、ＮＯｘを浄化するＮＯｘ選択還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）とを備えたエンジンの排気浄化装置に関する。

上記のような排気浄化装置の一例として、下記特許文献１のものが知られている。具体的に、この特許文献１の排気浄化装置は、排気通路の上流側から順に、排気ガス中のＨＣ等を浄化する酸化触媒と、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、排気通路内に尿素水を噴射する尿素水供給弁と、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒とを備えている。

特開２００９−１９７７２８号公報

ここで、上記のような排気浄化装置を含むエンジンにおいて、減速時に燃料供給を停止する減速燃料カットが行われた場合には、既燃ガスを伴わない比較的低温の空気が吸気通路から排気通路へと流れる結果、酸化触媒やＳＣＲ触媒の温度が徐々に低下していく。しかしながら、エンジンの始動から間もない未暖機時のように、酸化触媒やＳＣＲ触媒の温度が比較的低い条件下において上記のような減速燃料カットが行われる（それによって多量の空気が酸化触媒やＳＣＲ触媒を通過する）と、酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度がさらに低下し、各触媒による浄化性能が低下するという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、減速燃料カット時に酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度が低下するのを抑制し得るエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するためのものとして、本発明のエンジンの排気浄化装置は、エンジン本体から排出される排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられ、排気ガスに含まれるＨＣおよびＣＯを浄化する酸化触媒と、前記酸化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に尿素を供給する尿素供給装置と、前記尿素供給装置よりも下流側の排気通路に設けられ、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、減速に伴い前記エンジン本体への燃料の供給を停止する減速燃料カットの実行時に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態に基づいて前記排気通路内の排気ガスの流量を制御する排気流量制御部とを備え、前記排気流量制御部は、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒が低温状態にあるという第１の温度条件が成立した場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御を実行し、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒が前記低温状態よりも高い温度状態にありかつ前記ＳＣＲ触媒が低温状態にあるという第２の温度条件が成立した場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を前記第１の流調制御のときよりも増大させる第２の流調制御を実行し、前記エンジンは、前記エンジン本体に導入される空気が流通する吸気通路と、吸気通路と前記排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、ＥＧＲ通路に開閉可能に設けられたＥＧＲ弁とを備え、前記排気流量制御部は、前記第１の流調制御の実行時に、前記ＥＧＲ弁を前記減速燃料カットの開始直前と同一開度の開弁状態に維持しつつ、前記スロットル弁の開度を前記減速燃料カットの開始直前の開度よりも低減させ、前記第２の流調制御の実行時に、前記スロットル弁を前記減速燃料カットの開始直前と同一開度の開弁状態に維持しつつ、前記ＥＧＲ弁の開度を前記減速燃料カットの開始直前の開度よりも低減させる、ことを特徴とすることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、減速燃料カットの実行時に第１の温度条件が成立し、酸化触媒が低温状態にあることが確認された場合に、第１の流調制御によって排気ガスの流量が減らされるので、低温の排気ガスが多量に酸化触媒に流入するのを回避でき、当該排気ガスによる酸化触媒の温度低下を抑制することができる。具体的に、減速燃料カットの実行時は、排気ガスに高温の既燃ガスが含まれないため、排気ガスの温度はおのずと低くなる。特に、酸化触媒が低温状態にある第１の温度条件では、排気通路の壁面温度も当然に低いので、仮に排気ガスの流量を減少させなかった場合には、低温かつ多量の排気ガスが酸化触媒を通過することとなり、当該排気ガスによって酸化触媒の温度が大きく低下するおそれがある。これに対し、前記のように第１の流調制御によって酸化触媒を通過する低温の排気ガスの流量を減少させるようにした場合には、当該低温の排気ガスにより酸化触媒が冷却されるのを抑制することができ、当該酸化触媒の保温を図ることができる。

一方、減速燃料カットの実行時に第２の温度条件が成立し、酸化触媒がある程度暖められたことが確認された場合には、第２の流調制御によって、第１の流調制御のときよりも排気ガスの流量が増やされるので、酸化触媒を通過した後の比較的暖かい排気ガスを下流側のＳＣＲ触媒に導入することができ、これによってＳＣＲ触媒の保温を図ることができる。例えば、第２の温度条件下において、仮に第１の温度条件のときと同一の制御（つまり第１の流調制御）を継続的に行った場合には、酸化触媒の保温は図れるものの、酸化触媒よりも下流側にあるために走行風等の影響でより冷却され易いＳＣＲ触媒の保温を図ることができない。これに対し、前記のように第２の流調制御によって酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を増大させるようにした場合には、酸化触媒に蓄積された熱を排気ガスを介してＳＣＲ触媒に移動させることにより、酸化触媒とＳＣＲ触媒との温度差を縮小させて、ＳＣＲ触媒の温度低下を抑制することができる。
また、本発明では、第１の流調制御の実行時にスロットル弁の開度が低減させるので、吸気通路から排気通路へと導出される排気ガス（空気）の流量を減少させることにより、酸化触媒を通過する排気ガスの流量を減少させることができ、それによって酸化触媒の保温を図ることができる。
さらに、第１の流調制御の実行時にＥＧＲ弁が開弁状態とされるので、排気通路に排出された排気ガスの一部がＥＧＲ通路を通じて吸気通路に還流される結果、酸化触媒を通過する排気ガスの流量をより効果的に減少させることができる。

好ましくは、前記排気流量制御部は、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の双方が前記低温状態よりも高い温度状態にあるという第３の温度条件が成立した場合に、前記各触媒の温度状態に応じた排気ガスの流量調整を伴わない通常制御を実行する（請求項２）。

この構成によれば、酸化触媒およびＳＣＲ触媒による排気ガスの浄化性能を保証しつつ、スロットル弁等の流量調整手段の開度を通常制御によって減速燃料カット時の本来の開度に戻すことができる。

前記構成において、より好ましくは、前記排気浄化装置は、前記酸化触媒の上流側を流れる排気ガスの温度を検出する第１排気温センサと、前記酸化触媒と前記ＳＣＲ触媒との間を流れる排気ガスの温度を検出する第２排気温センサとをさらに備え、前記排気流量制御部は、前記第１・第２排気温センサの各検出温度に基づいて前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態を判定する（請求項３）。

この構成によれば、酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度を直接検出しない比較的簡単な方法で、各触媒の温度状態を適正に判定することができる。

前記構成において、より好ましくは、前記排気流量制御部は、前記第１排気温センサの検出温度が予め定められた第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が予め定められた第２閾値未満である場合に、前記第１の温度条件が成立したと判定し、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が前記第２閾値以上である場合に、前記第２の温度条件が成立したと判定し、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値以上である場合に、前記第３の温度条件が成立したと判定する（請求項４）。

この構成によれば、第１・第２排気温センサの検出温度に対しそれぞれ１つずつ用意された閾値（第１・第２閾値）を用いて酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態（第１〜第３温度条件の成否）を簡単かつ適正に判定することができる。

また、本発明は、エンジン本体から排出される排気ガスが流通する排気通路と、前記排気通路に設けられ、排気ガスに含まれるＨＣおよびＣＯを浄化する酸化触媒と、前記酸化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に尿素を供給する尿素供給装置と、前記尿素供給装置よりも下流側の排気通路に設けられ、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、前記酸化触媒の上流側を流れる排気ガスの温度を検出する第１排気温センサと、前記酸化触媒と前記ＳＣＲ触媒との間を流れる排気ガスの温度を検出する第２排気温センサと、減速に伴い前記エンジン本体への燃料の供給を停止する減速燃料カットの実行時に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態に基づいて前記排気通路内の排気ガスの流量を制御する排気流量制御部とを備え、前記排気流量制御部は、前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が予め定められた第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が予め定められた第２閾値未満であるという第１の温度条件が成立し、前記酸化触媒が低温状態にあることが確認された場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御を実行し、前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が前記第２閾値以上であるという第２の温度条件が成立し、前記酸化触媒が前記低温状態よりも高い温度状態にありかつ前記ＳＣＲ触媒が低温状態にあることが確認された場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を前記第１の流調制御のときよりも増大させる第２の流調制御を実行し、前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値以上であるという第３の温度条件が成立し、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の双方が前記低温状態よりも高い温度状態にあることが確認された場合に、前記各触媒の温度状態に応じた排気ガスの流量調整を伴わない通常制御を実行する、ことを特徴とするものである（請求項５）。

以上説明したように、本発明のエンジンの排気浄化装置によれば、減速燃料カット時に酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度が低下するのを効果的に抑制することができる。

本発明の排気浄化装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示すシステム図である。エンジンの制御系統を示すブロック図である。ＳＣＲ触媒に尿素を供給するドージング制御の具体的手順を示すフローチャートである。ＳＣＲ触媒の温度とアンモニアの上限吸着量および目標吸着量との関係を示すグラフである。ＳＣＲ触媒の温度とアンモニア変換率との関係を示すグラフである。エンジンの減速燃料カット時に行われる制御の具体的手順を示すフローチャートである。図６のステップ１６で行われる第１の流調制御の具体的内容を説明するためのタイムチャートである。図６のステップ１７で行われる第２の流調制御の具体的内容を説明するためのタイムチャートである。図６のステップ１８で行われる通常制御の具体的内容を説明するためのタイムチャートである。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の排気浄化装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示すシステム図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載された４サイクルのディーゼルエンジンであり、エンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出された排気ガスが流通する排気通路４０と、吸気通路３０を流通する吸気を圧縮しつつエンジン本体１に送り出す過給装置５０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部を吸気通路３０に還流するＥＧＲ装置７０とを備えている。

エンジン本体１は、列状に並ぶ複数の気筒２（図１には１つの気筒のみが示される）を有する直列多気筒型のものであり、当該複数の気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、各気筒２を上から閉塞するようにシリンダブロック３の上面に取り付けられたシリンダヘッド４と、各気筒２にそれぞれ往復動可能に挿入された複数のピストン５とを有している。なお、各気筒２の構造は同一であるため、以下では基本的に１つの気筒２のみに注目して説明を進める。

ピストン５の上方には燃焼室６が画成されている。この燃焼室６には、後述する燃料噴射弁１５からの噴射により、軽油を主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が圧縮着火により燃焼（拡散燃焼）し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。

ピストン５の下方には、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸７が設けられている。クランク軸７は、ピストン５とコネクティングロッド８を介して連結され、ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて中心軸回りに回転駆動される。

シリンダブロック３には、クランク軸７の角度（クランク角）およびクランク軸７の回転速度（エンジン回転速度）を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。また、シリンダヘッド４には、エンジン本体１（シリンダブロック３およびシリンダヘッド４）の内部を流通する冷却水の温度を検出する水温センサＳＮ２が設けられている。

シリンダヘッド４には、燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、吸気ポート９を開閉する吸気弁１１と、排気ポート１０を開閉する排気弁１２と、吸気弁１１および排気弁１２をクランク軸７の回転に連動して開閉駆動する動弁機構１３，１４とが設けられている。

シリンダヘッド４には、さらに、燃焼室６に燃料（軽油）を噴射する燃料噴射弁１５が設けられている。燃料噴射弁１５は、例えば、燃焼室６の天井面の中央部から放射状に燃料を噴射する多噴孔型の噴射弁である。なお、図示を省略するが、ピストン５の冠面には、燃料噴射弁１５から噴射された燃料を受け入れるための凹部（キャビティ）が形成されている。

吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。この吸気通路３０には、吸気中の異物を除去するエアクリーナ３１と、過給装置５０により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ３２と、吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁３３と、サージタンク３４とが、吸気通路３０の上流側（エンジン本体１から遠い側）からこの順に設けられている。

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１よりも下流側の部分には、吸気通路３０を通じてエンジン本体１に導入される空気（新気）の流量を検出するエアフローセンサＳＮ３が設けられている。また、サージタンク３４には、その内部の吸気の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ４が設けられている。

排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。この排気通路４０には、排気ガスに含まれる各種の有害成分を浄化するための複数の触媒４１〜４４が設けられている。具体的に、当実施形態では、酸化触媒４１と、ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）４２と、ＳＣＲ触媒４３と、スリップ触媒４４とが、排気通路４０の上流側（エンジン本体１に近い側）からこの順に設けられている。また、排気通路４０におけるＤＰＦ４２とＳＣＲ触媒４３との間の部分には、尿素インジェクタ４５とミキシングプレート４７とが設けられている。

酸化触媒４１は、排気ガス中のＣＯおよびＨＣを酸化して無害化する（ＣＯ_２およびＨ_２Ｏに変換する）ための触媒であり、例えば、多孔質性の担体と、当該担体に担持された白金やパラジウム等の触媒物質とを有している。

ＤＰＦ４２は、排気ガス中のスート（煤）を捕集するためのフィルタである。このＤＰＦ４２には、フィルタ再生時の高温条件下でスートを燃焼させるための白金等の触媒物質が含まれている。

尿素インジェクタ４５は、高純度の尿素を溶解した尿素水を排気通路４０の内部に噴射する噴射弁である。尿素インジェクタ４５には、尿素水を貯留するタンク４６から供給管４６ａを通じて尿素水が供給される。尿素インジェクタ４５から排気通路４０内に尿素水が噴射されると、この尿素水に含まれる尿素は、高温下での加水分解によりアンモニア（ＮＨ_３）に変換されて、下流側のＳＣＲ触媒４３に吸着される。なお、尿素インジェクタ４５は、請求項にいう「尿素供給装置」に相当する。

ミキシングプレート４７は、排気通路４０を前後に仕切る板状の部材であり、排気通路４０における尿素インジェクタ４５とＳＣＲ触媒４３との間の部分に設けられている。ミキシングプレート４７には、排気ガスの流れを撹拌するための複数の開口が形成されている。このようなミキシングプレート４７は、尿素インジェクタ４５から噴射された尿素水に含まれる尿素を均一に分散させつつ下流側（ＳＣＲ触媒４３）に送出する役割を果たす。

ＳＣＲ触媒４３は、排気ガス中のＮＯｘを還元して無害化する（Ｎ_２やＨ_２Ｏに変換する）ための触媒であり、例えば、多孔質性の担体と、当該担体に担持されたバナジウム、タングステン、またはゼオライト等の触媒物質とを有している。上述したとおり、ＳＣＲ触媒４３には、尿素インジェクタ４５が噴射した尿素水から生成されるアンモニアが吸着される。ＳＣＲ触媒４３は、このアンモニアを還元剤として用いた化学反応により、排気ガス中のＮＯｘをＮ_２やＨ_２Ｏに変換させる。

スリップ触媒４４は、ＳＣＲ触媒４３からスリップした（つまりＮＯｘの還元に使われないまま下流側に流出した）アンモニアを酸化するための酸化触媒である。このスリップ触媒４４としては、例えば酸化触媒４１と同様の構造のものを用いることができる。

排気通路４０には、その内部を流通する排気ガスの温度を検出する複数の排気温センサＳＮ５〜ＳＮ７が設けられている。具体的には、酸化触媒４１の直上流を流れる排気ガスの温度を検出する第１排気温センサＳＮ５と、ＤＰＦ４２と尿素インジェクタ４５との間を流れる排気ガスの温度を検出する第２排気温センサＳＮ６と、尿素インジェクタ４５とＳＣＲ触媒４３との間（ＳＣＲ触媒４３の直上流）を流れる排気ガスの温度を検出する第３排気温センサＳＮ７とが、上流側からこの順に設けられている。

また、排気通路４０におけるＤＰＦ４２と尿素インジェクタ４５との間の部分には、排気ガスに含まれるＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度センサＳＮ８が設けられている。

過給装置５０は、いわゆる２ステージ型の過給装置であり、直列に配置された第１過給機５１および第２過給機５２を有している。

第１過給機５１は、いわゆるターボ過給機であり、排気通路４０を流通する排気ガスにより回転駆動されるタービン６１と、タービン６１と連動して回転可能に設けられ、吸気通路３０を流通する吸気を圧縮する第１コンプレッサ６２とを有している。第１コンプレッサ６２は、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とインタークーラ３２との間の部分に配置され、タービン６１は、排気通路４０における酸化触媒４１よりも上流側の部分に配置されている。排気通路４０には、タービン６１をバイパスするためのバイパス通路６３が設けられており、このバイパス通路６３には開閉可能なウェストゲート弁６４が設けられている。

第２過給機５２は、いわゆる電動過給機であり、電気式の駆動モータ６６と、駆動モータ６６により回転駆動されることで吸気を圧縮する第２コンプレッサ６７とを有している。第２コンプレッサ６７は、吸気通路３０における第１コンプレッサ６２よりも下流側（第１コンプレッサ６２とインタークーラ３２との間）の部分に配置されている。吸気通路３０には、第２コンプレッサ６７をバイパスするためのバイパス通路６８が設けられており、このバイパス通路６８には開閉可能なバイパス弁６９が設けられている。

ＥＧＲ装置７０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路７１と、ＥＧＲ通路７１に設けられたＥＧＲクーラ７２およびＥＧＲ弁７３とを有している。ＥＧＲ通路７１は、排気通路４０におけるタービン６１よりも上流側の部分と、吸気通路３０におけるスロットル弁３３とサージタンク３４との間の部分とを互いに接続している。ＥＧＲクーラ７２は、例えばエンジンの冷却水を利用した熱交換器であり、ＥＧＲ通路７１を通じて排気通路４０から吸気通路３０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却する。ＥＧＲ弁７３は、ＥＧＲ通路７１におけるＥＧＲクーラ７２よりも下流側（吸気通路３０に近い側）の部分に設けられ、ＥＧＲ通路７１を流通する排気ガスの流量を調整する。

（２）制御系統
図２は、当実施形態のエンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるコントローラ１００は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。なお、コントローラ１００は、単一のプロセッサである必要はなく、電気的に接続された（相互に連携可能な）複数のプロセッサを含んでいてもよい。例えば、コントローラ１００は、主にエンジン本体１を制御するための第１のプロセッサと、尿素インジェクタ４５等を制御するための第２のプロセッサとを含んでいてもよい。

コントローラ１００には各種センサによる検出情報が入力される。具体的に、コントローラ１００は、上述したクランク角センサＳＮ１、水温センサＳＮ２、エアフローセンサＳＮ３、吸気圧センサＳＮ４、第１〜第３排気温センサＳＮ５〜ＳＮ７、およびＮＯｘ濃度センサＳＮ８と電気的に接続されており、これらのセンサによって検出された各種情報、例えばクランク角、エンジン回転速度、エンジン水温、吸気流量、吸気圧（過給圧）、排気ガスの温度、および排気ガス中のＮＯｘ濃度等の情報が、それぞれコントローラ１００に入力される。

また、車両には、当該車両の走行速度（以下、車速という）を検出する車速センサＳＮ９と、車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度（以下、アクセル開度という）を検出するアクセルセンサＳＮ１０と、外気温を検出する外気温センサＳＮ１１とが設けられており、これら車速センサＳＮ９、アクセルセンサＳＮ１０、および外気温センサＳＮ１１による検出情報もコントローラ１００に入力される。

コントローラ１００は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ１１からの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、コントローラ１００は、燃料噴射弁１５、スロットル弁３３、尿素インジェクタ４５、ウェストゲート弁６４、駆動モータ６６、バイパス弁６９、およびＥＧＲ弁７３等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。

上記制御に関する機能的要素として、コントローラ１００は、主制御部１０１とドージング制御部１０２とを有している。

主制御部１０１は、主にエンジン本体１での燃焼制御を司る制御モジュールである。例えば、主制御部１０１は、クランク角センサＳＮ１により検出されるエンジン回転速度と、アクセルセンサＳＮ１０の検出値（アクセル開度）から特定されるエンジン負荷（要求トルク）と、エアフローセンサＳＮ３により検出される吸気流量とに基づいて、燃料噴射弁１５からの燃料の噴射量および噴射タイミングを決定し、その決定に従って燃料噴射弁１５を制御する。また、主制御部１０１は、上記エンジン回転速度／負荷等に基づいて目標過給圧を設定するとともに、吸気圧センサＳＮ４により検出される吸気圧（過給圧）がこの目標過給圧に一致するように、ウェストゲート弁６４およびバイパス弁６９の各開度や駆動モータ６６の回転を制御する。さらに、主制御部１０１は、ＥＧＲ率（気筒２に導入される全ガスに対するＥＧＲガスの割合）の目標値である目標ＥＧＲ率を上記エンジン回転速度／負荷等に基づいて設定し、この目標ＥＧＲ率が実現されるようにスロットル弁３３およびＥＧＲ弁７３の各開度を制御する。なお、主制御部１０１は、後述する減速燃料カット（図６）の際には、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度状態に応じて排気ガスの流量を調整する制御を実行する。このような主制御部１０１は、請求項にいう「排気流量制御部」に相当する。

ドージング制御部１０２は、尿素インジェクタ４５による尿素水の噴射制御を司る制御モジュールである。例えば、ドージング制御部１０２は、第３排気温センサＳＮ７により検出される排気ガスの温度（ＳＣＲ触媒４３の直前の排気ガス温度）等に基づいて尿素水の噴射量を決定し、その決定に従って尿素インジェクタ４５を制御する。

（３）ドージング制御
次に、ＳＣＲ触媒４３にアンモニアを吸着させるドージング制御について説明する。このドージング制御では、ＳＣＲ触媒４３の温度に応じてアンモニアの目標吸着量（図４のＱａ）を設定し、この目標吸着量に応じた量の尿素水を尿素インジェクタ４５から噴射するといった制御が実行される。以下、詳しく説明する。

図３は、通常運転時のドージング制御の具体的手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御がスタートすると、コントローラ１００は、ステップＳ１において、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓを推定する。なお、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓは、典型的には、ＳＣＲ触媒４３の担体の温度、つまり床温のことである。

具体的に、上記ステップＳ１では、ＳＣＲ触媒４３に対する各時点での入熱量および放熱量と、予め記憶されているＳＣＲ触媒４３の熱容量とに基づいて、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓが算出（推定）される。なお、ＳＣＲ触媒４３への入熱量は、第３排気温センサＳＮ７により検出されるＳＣＲ触媒４３の直前の排気ガスの温度と、エアフローセンサＳＮ３の検出値（吸入空気量）やＥＧＲ弁７３の開度等から推定される排気ガスの流量とに基づいて算出することができる。また、ＳＣＲ触媒４３からの放熱量は、車速センサＳＮ９により検出される車速と、外気温センサＳＮ１１により検出される外気温とに基づいて算出することができる。ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓは、入熱量が大きいかまたは放熱量が小さいほど高い値に算出され、入熱量が小さいかまたは放熱量が大きいほど低い値に算出される。

次いで、コントローラ１００は、ステップＳ２に移行して、ＳＣＲ触媒４３に吸着させるべきアンモニアの目標吸着量Ｑａを決定する。目標吸着量Ｑａは、図４のグラフに示すように、ＳＣＲ触媒４３の温度（ＳＣＲ温度）Ｔｓに応じて可変的に設定される。コントローラ１００は、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓと目標吸着量Ｑａとの関係を定めたマップを予め記憶しており、上記ステップＳ１で推定されたＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓをこのマップに照合することにより、目標吸着量Ｑａを決定する。

アンモニアの目標吸着量Ｑａは、同じく図４に示すアンモニアの上限吸着量Ｑｘよりも小さい値に設定される。上限吸着量Ｑｘとは、ＳＣＲ触媒４３に吸着させることが可能な上限のアンモニア吸着量であり、飽和吸着量とも呼ばれるものである。ＳＣＲ触媒４３は、その温度が高くなるほどアンモニアを吸着し難くなるという性質がある。このため、図４の上限吸着量Ｑｘのラインは、全体として、高温側（右側）ほど吸着量が少なくなる（右下がりの）傾向を有している。

上記のような上限吸着量Ｑｘの傾向に合わせて、アンモニアの目標吸着量Ｑａも、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓが高いほど低くなる（逆に温度Ｔｓが低いほど高くなる）ように設定される。ただし、このように温度に依存して目標吸着量Ｑａが変化するのは第１所定温度Ａ１から第２所定温度Ａ２までの範囲だけであり、第１所定温度Ａ１以下となる低温側の範囲では目標吸着量Ｑａが一律にＱ１に設定され、第２所定温度Ａ２以上となる高温側の範囲では目標吸着量Ｑａが一律にゼロに設定される。なお、前者のように低温側（Ｔｓ≦Ａ１）で目標吸着量Ｑａが一定値Ｑ１とされるのは、Ｑ１程度のアンモニアが吸着されていればＮＯｘの浄化性能が十分に良好になるので、Ｑ１よりもさらに吸着量を増やす意味がないからである。

次いで、コントローラ１００は、ステップＳ３に移行して、上記ステップＳ１で推定されたＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓが予め定められた噴射許可温度Ｗ以上であるか否かを判定する。噴射許可温度Ｗは、尿素インジェクタ４５からの尿素水の噴射の可否を決定するための閾値であり、尿素水に含まれる尿素がアンモニアに変換される割合を考慮して予め定められている。なお、噴射許可温度Ｗは、図４のマップに示した第１所定温度Ａ１（アンモニアの目標吸着量Ｑａが最大値をとる温度）よりも低い値に設定されている。

図５は、ＳＣＲ触媒４３の温度（ＳＣＲ温度）Ｔｓと、尿素からアンモニアに変換される割合（アンモニア変換率）との関係を示すグラフである。この図５のグラフに示すように、アンモニア変換率は、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓが高いほど高くなり、逆に温度Ｔｓが低いほど低くなる。このことは、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓがかなり低い状態で尿素水を噴射しても、尿素の多くがアンモニアとしてＳＣＲ触媒４３に吸着されない（つまり噴射した尿素水の多くが無駄になる）ことを意味する。そこで、当実施形態では、ＳＣＲ触媒４３の温度Ｔｓについて噴射許可温度Ｗを設定し、この噴射許可温度Ｗ未満では尿素水の噴射を禁止するようにしている。

次いで、コントローラ１００は、ステップＳ４，Ｓ５に移行して、尿素インジェクタ４５から噴射すべき尿素水の噴射量を決定し、この決定した噴射量に相当する尿素を尿素インジェクタ４５から噴射させる。

具体的に、上記ステップＳ４では、上記ステップＳ２で決定されたアンモニアの目標吸着量Ｑａと、ＳＣＲ触媒４３でＮＯｘ浄化のために消費される各時点でのアンモニア消費量とに基づいて、ＳＣＲ触媒４３に吸着されているアンモニアの量を目標吸着量Ｑａ付近に維持するのに必要なアンモニアの供給量（所要アンモニア供給量）が求められ、この所要アンモニア供給量に基づいて尿素水の噴射量が決定される。なお、アンモニア消費量は、ＮＯｘ濃度センサＳＮ８により検出される排気ガス中のＮＯｘ濃度と、排気ガスの流量とに基づいて算出（推定）することができる。

（４）減速燃料カット時の制御
次に、エンジンの減速燃料カット時の制御について図６のフローチャートを用いて説明する。この図６のフローチャートに示す制御がスタートすると、コントローラ１００は、ステップＳ１１において、予め定められた減速燃料カット条件が成立したか否かを判定する。例えば、コントローラ１００は、（ｉ）アクセル開度がゼロであること、（ii）車速が所定値以上であること、（iii）エンジン回転速度が所定値以上であること、などの複数の要件の成否をアクセルセンサＳＮ１０、車速センサＳＮ９、およびクランク角センサＳＮ１等の各検出値に基づき判定し、上記複数の要件が全て成立した場合に減速燃料カット条件が成立したと判定する。

上記ステップＳ１１でＮＯと判定されて減速燃料カット条件が成立していないことが確認された場合、コントローラ１００は、ステップＳ１９に移行して、エンジンの運転条件等に基づき定められる所要量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射させる制御を実行する。

一方、上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて減速燃料カット条件が成立したことが確認された場合、コントローラ１００は、ステップＳ１２に移行して、燃料噴射弁１５からの燃料噴射を停止する（燃料噴射量をゼロにする）燃料カットを実行する。

次いで、コントローラ１００は、ステップＳ１３に移行して、第１排気温センサＳＮ５により検出される排気ガスの温度、つまり酸化触媒４１の直上流を流れる排気ガスの温度Ｔ１が、予め定められた第１閾値Ｘ未満であるか否かを判定する。図６のフローチャートにおける「ＤＯＣ」とは酸化触媒４１のことであり、以下では、第１排気温センサＳＮ５により検出される酸化触媒４１の直前の排気ガス温度Ｔ１のことを「ＤＯＣ前ガス温度」ということがある。ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１は、請求項にいう「酸化触媒の上流側を流れる排気ガスの温度」に相当する。なお、減速燃料カットの実行中は基本的に既燃ガスを含まない排気ガス（つまり空気）が排気通路４０を流通することになるが、本明細書では、排気通路４０を流通するガスのことを総称して排気ガスと称し、排気ガスに既燃ガスが含まれているかどうかは問わないものとする。

上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定されてＤＯＣ前ガス温度Ｔ１（酸化触媒４１の直前の排気ガス温度）が第１閾値Ｘ未満であることが確認された場合、コントローラ１００は、ステップＳ１４に移行して、第２排気温センサＳＮ６により検出される排気ガスの温度、つまりＤＰＦ４２とＳＣＲ触媒４３との間を流れる排気ガスの温度Ｔ２（以下、これをＤＰＦ後ガス温度ともいう）が、予め定められた第２閾値Ｙ未満であるか否かを判定する。なお、当実施形態では、上流側から酸化触媒４１、ＤＰＦ４２、ＳＣＲ触媒４３の順に並んでいるので、第２排気温センサＳＮ６により検出される排気ガスの温度（ＤＰＦ後ガス温度）Ｔ２は、酸化触媒４１よりも下流側を流れる排気ガスの温度、もしくは酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との間を流れる排気ガスの温度ということもできる。つまり、ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２は、請求項にいう「酸化触媒とＳＣＲ触媒との間を流れる排気ガスの温度」に相当する。

上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されてＤＰＦ後ガス温度Ｔ２（酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との間の排気ガス温度）が第２閾値Ｙ未満であることが確認された場合、コントローラ１００は、ステップＳ１６に移行して、排気通路４０を流通する排気ガスの流量を後述する通常制御（Ｓ１８）のときよりも減少させる第１の流調制御を実行する。

ここで、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されたということは、（ｉ）ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ未満であること、（ii）ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が第２閾値Ｙ未満であること、の２つの要件がともに成立したことを意味する。以下では、このような温度条件のことを第１の温度条件と称する。この第１の温度条件が成立したということは、酸化触媒４１の温度がかなり低いこと（酸化触媒４１が低温状態にあること）を表している。すなわち、酸化触媒４１の上流側を流れる排気ガスの温度であるＤＯＣ前ガス温度Ｔ１と、酸化触媒４１の下流側（酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との間）を流れる排気ガスの温度であるＤＰＦ後ガス温度Ｔ２とがいずれも閾値よりも低いことから、酸化触媒４１の温度は必然的にかなり低いレベルにあることになる。このような酸化触媒４１の低温状態（言い換えると酸化触媒４１が十分に活性化していない状態）が続くと、例えばエンジンの冷間時に排出量が多くなり易いＨＣを酸化触媒４１により十分に浄化できない状態が続くことになり、好ましくない。そこで、上記ステップＳ１６では、酸化触媒４１の温度がさらに低下するのを抑制するべく、排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御が実行される。

図７は、上記ステップＳ１６で実行される第１の流調制御の内容を説明するためのタイムチャートである。この図７のタイムチャートにおける（ａ）〜（ｈ）の各グラフは、この順に、車速、アクセル開度、スロットル弁３３の開度（スロットル開度）、ＥＧＲ弁７３の開度、排気ガスの流量（排気流量）、第１排気温センサＳＮ５により検出されるＤＯＣ前ガス温度Ｔ１、第２排気温センサＳＮ６により検出されるＤＰＦ後ガス温度Ｔ２、第３排気温センサＳＮ７により検出されるＳＣＲ触媒４３の直前の排気ガス温度（ＳＣＲ前ガス温度）Ｔ３、の各時間変化を示している。また、時点ｔ１は、減速燃料カットが開始された時点を表しており、時点ｔ２は、減速燃料カットが終了された（燃料供給が復帰された）時点を表している。

図７に示すように、第１の流調制御では、減速燃料カットの実行期間である時点ｔ１からｔ２までの間、スロットル弁３３の開度（グラフ（ｃ））が燃料カットの開始直前の開度よりも低減される。一方、ＥＧＲ弁７３の開度は、時点ｔ１からｔ２までの間、燃料カットの開始直前と同一の開度に維持される。これにより、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量は、燃料カットの開始直前の流量よりも減少することになる（グラフ（ｅ））。詳細は後述するが、このような排気ガスの流量低下は、酸化触媒４１を保温する効果をもたらす。

次に、上記ステップＳ１４でＮＯと判定された場合、つまりＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が第２閾値Ｙ未満であることが確認された場合の制御について説明する。この場合、コントローラ１００は、ステップＳ１７に移行して、排気通路４０を流通する排気ガスの流量を上述した第１の流調制御（Ｓ１６）のときよりも増大させる第２の流調制御を実行する。

ここで、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されたということは、（ｉ）ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１は依然として第１閾値Ｘ未満であるが、（ii）ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２は第２閾値Ｙ以上まで上昇した、ということを意味する。以下では、このような温度条件のことを第２の温度条件と称する。この第２の温度条件が成立したということは、酸化触媒４１はある程度暖められた（中温状態に移行した）ものの、ＳＣＲ触媒４３は依然として低温状態にあることを意味する。すなわち、酸化触媒４１の上流側を流れる排気ガスの温度であるＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が依然として閾値より低いにもかかわらず、酸化触媒４１の下流側を流れる排気ガスの温度であるＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が閾値よりも高くなったということは、酸化触媒４１を通過する過程で生じる排気ガスの温度低下幅が縮小したということであり、これは、酸化触媒４１の温度が比較的高くなったこと、つまり酸化触媒４１が中温状態に移行したことを意味する。一方で、ＳＣＲ触媒４３が酸化触媒４１よりも下流側に位置する関係上、ＳＣＲ触媒４３は未だ低温状態にあると考えられる。ＳＣＲ触媒４３がこのまま低温状態であり続けると、例えば図５に示した噴射許可温度ＷよりもＳＣＲ触媒４３の温度が低い状態（つまり尿素水の供給ができない状態）が続くことになり、好ましくない。そこで、上記ステップＳ１７では、ＳＣＲ触媒４３の保温を優先するべく、排気ガスの流量を増大させる第２の流調制御が実行される。

図８は、上記ステップＳ１７で実行される第２の流調制御の内容を説明するためのタイムチャートである。この図８に示すように、第２の流調制御では、減速燃料カットの実行期間である時点ｔ１からｔ２までの間、スロットル弁３３の開度（グラフ（ｃ））が燃料カットの開始直前と同一の開度に維持される。つまり、上述した第１の流調制御（図７）のときと異なり、スロットル弁３３の絞り制御は行われない。一方、ＥＧＲ弁７３の開度は、時点ｔ１からｔ２までの間、燃料カットの開始直前の開度よりも低減される（つまり排気通路４０から吸気通路３０への排気ガスの還流量が減らされる）。これにより、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量は、燃料カットの開始直前の流量よりも増大し、また、上述した第１の流調制御時に比べても増大することになる（グラフ（ｅ））。詳細は後述するが、このような排気ガスの流量増大は、ＳＣＲ触媒４３を保温する効果をもたらす。

次に、上記ステップＳ１３でＮＯと判定された場合、つまりＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ以上であることが確認された場合の制御について説明する。この場合、コントローラ１００は、ステップＳ１８に移行して、排気通路４０を流通する排気ガスの流量を特に操作しない（触媒保温のために流量を増減させることをしない）通常制御を実行する。

すなわち、減速燃料カット時においてＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ以上になったということは、排気通路４０の壁面温度が十分に高くなっており、酸化触媒４１もＳＣＲ触媒４３もそれぞれ十分に暖められた（高温状態に移行した）ことを意味する。以下では、このような温度条件のことを第３の温度条件と称する。この第３の温度条件が成立した場合、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の浄化性能は十分に確保されていると考えられ、その保温を図る要求は特に存在しない。そこで、上記ステップＳ１８では、減速燃料カット時に行うべき通常の制御が実行され、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の保温のために排気ガスの流量を増減させるようなことは特に行われない。具体的に、コントローラ１００は、図９のタイムチャートに示すように、減速燃料カットの実行期間である時点ｔ１からｔ２までの間、スロットル弁３３の開度およびＥＧＲ弁７３の開度を増大も減少もさせず、燃料カットの開始時とほぼ同一の開度に維持する。これにより、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量は、第１の流調制御のときよりも増大し、かつ第２の流調制御のときよりも減少することになる。

（５）作用効果
以上説明したように、当実施形態では、減速燃料カットの実行時に、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１（酸化触媒４１の直前の排気ガス温度）が第１閾値Ｘ未満でありかつＤＰＦ後ガス温度Ｔ２（酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との間の排気ガス温度）が第２閾値Ｙ未満であるという第１の温度条件が成立し、酸化触媒４１が低温状態にあることが確認された場合に、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御（Ｓ１６）が実行される。一方、同じく減速燃料カットの実行時に、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ未満でかつＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が第２閾値Ｙ以上であるという第２の温度条件が成立し、酸化触媒４１は中温状態にあるもののＳＣＲ触媒４３は依然として低温状態にあることが確認された場合に、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量を第１の流調制御のときよりも増大させる第２の流調制御（Ｓ１７）が実行される。このような構成によれば、減速燃料カット時に酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度が低下するのを効果的に抑制できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、減速燃料カットの実行時に第１の温度条件が成立し、酸化触媒４１が低温状態にあることが確認された場合に、第１の流調制御によって排気ガスの流量が減らされるので、低温の排気ガスが多量に酸化触媒４１に流入するのを回避でき、当該排気ガスによる酸化触媒４１の温度低下を抑制することができる。具体的に、減速燃料カットの実行時は、排気ガスに高温の既燃ガスが含まれないため、排気ガスの温度はおのずと低くなる。特に、酸化触媒４１が低温状態にある第１の温度条件では、排気通路４０の壁面温度も当然に低いので、仮に排気ガスの流量を減少させなかった場合には、低温かつ多量の排気ガスが酸化触媒４１を通過することとなり、当該排気ガスによって酸化触媒４１の温度が大きく低下するおそれがある。これに対し、上記のように第１の流調制御によって酸化触媒４１を通過する低温の排気ガスの流量を減少させるようにした場合には、当該低温の排気ガスにより酸化触媒４１が冷却されるのを抑制することができ、当該酸化触媒４１の保温を図ることができる。なお、このような酸化触媒４１の保温効果は、例えば、第１の流調制御時のタイムチャート（図７）におけるグラフ（ｆ）（ｇ）の挙動と、第２の流調制御時のタイムチャート（図８）におけるグラフ（ｆ）（ｇ）の挙動との相違として表れている。すなわち、図８のタイムチャート（第２の流調制御の場合）では、減速燃料カットが実行される時点ｔ１〜ｔ２の間、グラフ（ｆ）（ｇ）に示される酸化触媒４１の前後のガス温度（つまりＤＯＣ前ガス温度およびＤＰＦ後ガス温度）Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ大きく低下している。これに対し、図７のタイムチャート（第１の流調制御の場合）では、減速燃料カットが実行される時点ｔ１〜ｔ２の間、グラフ（ｆ）（ｇ）に示される酸化触媒４１の前後のガス温度Ｔ１，Ｔ２はそれほど低下していない。このことは、酸化触媒４１の温度低下が十分に抑制されたことを示している。

一方、減速燃料カットの実行時に第２の温度条件が成立し、酸化触媒４１がある程度暖められた（中温状態に移行した）ことが確認された場合には、第２の流調制御によって、第１の流調制御のときよりも排気ガスの流量が増やされるので、酸化触媒４１を通過した後の比較的暖かい排気ガスを下流側のＳＣＲ触媒４３に導入することができ、これによってＳＣＲ触媒４３の保温を図ることができる。例えば、第２の温度条件下において、仮に第１の温度条件のときと同一の制御（つまり第１の流調制御）を継続的に行った場合には、酸化触媒４１の保温は図れるものの、酸化触媒４１よりも下流側にあるために走行風等の影響でより冷却され易いＳＣＲ触媒４３の保温を図ることができない。これに対し、上記のように第２の流調制御によって酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量を増大させるようにした場合には、酸化触媒４１に蓄積された熱を排気ガスを介してＳＣＲ触媒４３に移動させることにより、酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との温度差を縮小させて、ＳＣＲ触媒４３の温度低下を抑制することができる。なお、このようなＳＣＲ触媒４３の保温効果は、例えば、第２の流調制御時のタイムチャート（図８）におけるグラフ（ｈ）の挙動と、第１の流調制御時のタイムチャート（図７）おけるグラフ（ｈ）の挙動との相違として表れている。すなわち、図７のタイムチャート（第１の流調制御の場合）では、減速燃料カットが実行される時点ｔ１〜ｔ２の間、グラフ（ｈ）に示されるＳＣＲ触媒４３の直前の排気ガス温度（ＳＣＲ前ガス温度）Ｔ３が大きく低下している。これに対し、図８のタイムチャート（第２の流調制御の場合）では、減速燃料カットが実行される時点ｔ１〜ｔ２の間、グラフ（ｈ）に示されるＳＣＲ前ガス温度Ｔ３はほとんど低下していない。このことは、ＳＣＲ触媒４３の温度低下が十分に抑制されたことを示している。

また、上記実施形態では、減速燃料カットの実行時に、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ以上であるという第３の温度条件が成立し、酸化触媒４１もＳＣＲ触媒４３も高温状態に移行したことが確認された場合に、各触媒４１，４３の温度状態に応じた排気ガスの流量調整を伴わない通常制御（Ｓ１８）が実行されるので、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３による排気ガスの浄化性能を保証しつつ、スロットル弁３３等の流量調整手段の開度を通常制御によって減速燃料カット時の本来の開度に戻すことができる。

また、上記実施形態では、第１排気温センサＳＮ５により検出されるＤＯＣ前ガス温度Ｔ１と第２排気温センサＳＮ６により検出されるＤＰＦ後ガス温度Ｔ２とに基づいて上記第１、第２、第３の温度条件の成否が判定されるので、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度を直接検出しない比較的簡単な方法で、各触媒４１，４３の温度状態を適正に判定することができる。

具体的に、上記実施形態では、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ未満でかつＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が第２閾値Ｙ未満である場合に第１の温度条件が成立したと判定され、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ未満でかつＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が第２閾値Ｙ以上である場合に第２の温度条件が成立したと判定され、ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が第１閾値Ｘ以上である場合に第３の温度条件が成立したと判定される。このような構成によれば、各ガス温度Ｔ１，Ｔ２に対しそれぞれ１つずつ用意された閾値Ｘ，Ｙを用いて酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度状態（第１〜第３温度条件の成否）を簡単かつ適正に判定することができる。

また、上記実施形態では、減速燃料カットの実行時に酸化触媒４１が低温状態にある（第１の温度条件が成立した）ことが確認された場合に、上記第１の流調制御として、ＥＧＲ弁７３を所定の開弁状態に維持しつつスロットル弁３３の開度を低減させる制御が実行されるので、吸気通路３０から排気通路４０へと導出される排気ガス（空気）の流量を減少させつつその一部を吸気通路３０に還流することにより、酸化触媒４１を通過する排気ガスの流量を効果的に減少させることができ、それによって酸化触媒４１の保温を図ることができる。

一方で、酸化触媒４１がある程度暖められた（第２の温度条件が成立した）場合に実行される第２の流調制御では、第１の流調制御時と比べて、スロットル弁３３の開度が増大されかつＥＧＲ弁７３の開度が低減されるので、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３を通過する排気ガスの流量を十分に増大させることができ、それによってＳＣＲ触媒４３の保温を図ることができる。

（６）変形例
上記実施形態では、第２の流調制御（Ｓ１７）の実行時に、スロットル弁３３の開度を第１の流調制御時（Ｓ１６）に比べて増大させるとともに、ＥＧＲ弁７３の開度を第１の流調制御時に比べて低減させるようにしたが、このうちの一方の開度制御は省略してもよい。すなわち、第２の流調制御では、ＥＧＲ弁７３の開度を同一に維持しながらスロットル弁３３の開度を増大させてもよいし、スロットル弁３３の開度を同一に維持しながらＥＧＲ弁７３の開度を低減させてもよい。なお、前者の場合、第２の流調制御の内容は通常制御（Ｓ１８）のものと基本的に変わらないことになる。言い換えると、本発明において、第２の流調制御および通常制御は、第１の流調制御のときよりも排気ガスの流量を増大させ得る制御であればよく、両者は同一であっても異なっていてもよい。

逆に、第１の流調制御は、第２の流調制御および通常制御のときよりも排気ガスの流量を減少させ得る制御であればよく、これを実現する具体的な方法は上記実施形態による方法に限られない。例えば、排気通路４０に開閉可能な排気シャッタ弁が設けられているエンジンでは、この排気シャッタ弁の開度を低減する操作を第１の流調制御として行ってもよい。

また、上記実施形態では、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度状態を表す第１、第２、第３の温度条件の成否を、酸化触媒４１の直前の排気ガス温度を検出する第１排気温センサＳＮ５の検出値（ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１）と、酸化触媒４１とＳＣＲ触媒４３との間の排気ガス温度を検出する第２排気温センサＳＮ６の検出値（ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２）とに基づいて判定したが、各温度条件の成否を判定する具体的な方法はこれに限られない。例えば、第１・第２排気温センサＳＮ５，ＳＮ６の各検出値（ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１およびＤＰＦ後ガス温度Ｔ２）に加えて、ＳＣＲ触媒４３の直前の排気ガス温度を検出する第３排気温センサＳＮ７の検出値（ＳＣＲ前ガス温度Ｔ３）を考慮し、これら３つの検出温度Ｔ１〜Ｔ３に基づいて各温度条件の成否を判定してもよい。例えば、（ｉ）ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が閾値（実施形態でいう第１閾値Ｘ）未満であること、（ii）ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が閾値（実施形態でいう第２閾値Ｙ）以上であること、（iii）ＳＣＲ前ガス温度Ｔ３が閾値未満であること、の３つ要件が成立した場合に、第２の温度条件が成立した（つまり酸化触媒４１が中温状態にありかつＳＣＲ触媒４３が低温状態にある）と判定し、（ｉ）が成立して（ii）（iii）のいずれかが成立しなかった場合に、第１の温度条件が成立した（つまり酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３がいずれも低温状態にある）と判定することが考えられる。

さらに、酸化触媒４１とＤＰＦ４２との間を流れる排気ガスの温度（以下、ＤＯＣ後ガス温度という）を検出する追加の排気温センサを設け、この追加の排気温センサの検出値を用いて上記各温度条件の成否を判定してもよい。例えば、（ｉ）ＤＯＣ前ガス温度Ｔ１が閾値未満であること、（ii）ＤＯＣ後ガス温度が閾値以上であること、（iii）ＤＰＦ後ガス温度Ｔ２が閾値以上であること、の３つ要件が成立した場合に第２の温度条件が成立したと判定し、（ｉ）が成立して（ii）（iii）のいずれかが成立しなかった場合に第１の温度条件が成立したと判定することが考えられる。

またさらに、酸化触媒４１およびＳＣＲ触媒４３の温度を直接検出するセンサを設け、これら各センサの検出値に基づいて上記各温度条件の成否を判定するようにしてもよい。

上記実施形態では、軽油を主成分とする燃料を圧着着火させるディーゼルエンジンに本発明の排気浄化装置を適用した例について説明したが、本発明を適用可能なエンジンは、ＮＯｘを浄化するためにＳＣＲ触媒を設ける必要のあるエンジンであればよく、例えばガソリンを主成分とする燃料をリーンな空燃比下で燃焼させるリーンバーンガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。

１エンジン本体
３０吸気通路
３３スロットル弁
４０排気通路
４１酸化触媒
４３ＳＣＲ触媒
４５尿素インジェクタ（尿素供給装置）
７１ＥＧＲ通路
７３ＥＧＲ弁
１０１主制御部（排気流量制御部）
ＳＮ５第１排気温センサ
ＳＮ６第２排気温センサ
Ｘ第１閾値
Ｙ第２閾値

Claims

エンジン本体から排出される排気ガスが流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、排気ガスに含まれるＨＣおよびＣＯを浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に尿素を供給する尿素供給装置と、
前記尿素供給装置よりも下流側の排気通路に設けられ、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、
減速に伴い前記エンジン本体への燃料の供給を停止する減速燃料カットの実行時に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態に基づいて前記排気通路内の排気ガスの流量を制御する排気流量制御部とを備え、
前記排気流量制御部は、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒が低温状態にあるという第１の温度条件が成立した場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御を実行し、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒が前記低温状態よりも高い温度状態にありかつ前記ＳＣＲ触媒が低温状態にあるという第２の温度条件が成立した場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を前記第１の流調制御のときよりも増大させる第２の流調制御を実行し、
前記エンジンは、前記エンジン本体に導入される空気が流通する吸気通路と、吸気通路と前記排気通路とを連通するＥＧＲ通路と、吸気通路に開閉可能に設けられたスロットル弁と、ＥＧＲ通路に開閉可能に設けられたＥＧＲ弁とを備え、
前記排気流量制御部は、
前記第１の流調制御の実行時に、前記ＥＧＲ弁を前記減速燃料カットの開始直前と同一開度の開弁状態に維持しつつ、前記スロットル弁の開度を前記減速燃料カットの開始直前の開度よりも低減させ、
前記第２の流調制御の実行時に、前記スロットル弁を前記減速燃料カットの開始直前と同一開度の開弁状態に維持しつつ、前記ＥＧＲ弁の開度を前記減速燃料カットの開始直前の開度よりも低減させる、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記排気流量制御部は、前記減速燃料カットの実行時に前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の双方が前記低温状態よりも高い温度状態にあるという第３の温度条件が成立した場合に、前記各触媒の温度状態に応じた排気ガスの流量調整を伴わない通常制御を実行する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記酸化触媒の上流側を流れる排気ガスの温度を検出する第１排気温センサと、
前記酸化触媒と前記ＳＣＲ触媒との間を流れる排気ガスの温度を検出する第２排気温センサとをさらに備え、
前記排気流量制御部は、前記第１・第２排気温センサの各検出温度に基づいて前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態を判定する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置において、
前記排気流量制御部は、
前記第１排気温センサの検出温度が予め定められた第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が予め定められた第２閾値未満である場合に、前記第１の温度条件が成立したと判定し、
前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が前記第２閾値以上である場合に、前記第２の温度条件が成立したと判定し、
前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値以上である場合に、前記第３の温度条件が成立したと判定する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
エンジン本体から排出される排気ガスが流通する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、排気ガスに含まれるＨＣおよびＣＯを浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも下流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に尿素を供給する尿素供給装置と、
前記尿素供給装置よりも下流側の排気通路に設けられ、尿素から生成されるアンモニアの還元作用により排気ガス中のＮＯｘを浄化するＳＣＲ触媒と、
前記酸化触媒の上流側を流れる排気ガスの温度を検出する第１排気温センサと、
前記酸化触媒と前記ＳＣＲ触媒との間を流れる排気ガスの温度を検出する第２排気温センサと、
減速に伴い前記エンジン本体への燃料の供給を停止する減速燃料カットの実行時に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の温度状態に基づいて前記排気通路内の排気ガスの流量を制御する排気流量制御部とを備え、
前記排気流量制御部は、
前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が予め定められた第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が予め定められた第２閾値未満であるという第１の温度条件が成立し、前記酸化触媒が低温状態にあることが確認された場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を減少させる第１の流調制御を実行し、
前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値未満でありかつ前記第２排気温センサの検出温度が前記第２閾値以上であるという第２の温度条件が成立し、前記酸化触媒が前記低温状態よりも高い温度状態にありかつ前記ＳＣＲ触媒が低温状態にあることが確認された場合に、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒を通過する排気ガスの流量を前記第１の流調制御のときよりも増大させる第２の流調制御を実行し、
前記減速燃料カットの実行時に、前記第１排気温センサの検出温度が前記第１閾値以上であるという第３の温度条件が成立し、前記酸化触媒およびＳＣＲ触媒の双方が前記低温状態よりも高い温度状態にあることが確認された場合に、前記各触媒の温度状態に応じた排気ガスの流量調整を伴わない通常制御を実行する、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。