WO2009004935A1

WO2009004935A1 - 内燃機関の排気浄化システム

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Publication number: WO2009004935A1
Application number: PCT/JP2008/061292
Authority: WO
Inventors: Kenichi Tsujimoto; Mikio Inoue
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-01-08
Also published as: KR20100036352A; JP4935904B2; ATE530744T1; US20100192550A1; CN101688458A; EP2172628A1; KR101168621B1; JPWO2009004935A1; US8371111B2; EP2172628A4; CN101688458B; EP2172628B1

Abstract

本発明は、排気浄化装置よりも上流側の排気通路に排気浄化装置よりも熱容量の小さい前段触媒が設けられており、還元剤添加弁から前段触媒の上流側端面に向けて還元剤が添加される場合においても、前段触媒の過昇温を抑制することを課題とする。本発明では、添加された還元剤が液体の状態で前段触媒に到達する位置に還元剤添加弁が設置されている。そして、前段触媒および排気浄化装置に還元剤を供給すべく還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加する。

Description

明細書内燃機関の排気浄化システム技術分野

本発明は、内燃機関の排気通路における排気浄化装置よリも上流側に設けられておリ排気浄化装置よりも熱容量の小さい前段触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。背景技術

内燃機関の排気浄化システムにおいては、吸蔵還元型 N O X触媒（以下、 N O x触媒と称する）、触媒を担持したパティキュレー卜フィルタ（以下、フィルタと称する）、および、これらを組み合わせたもの等のような排気浄化装置を内燃機関の排気通路に設ける場合がある。また、排気浄化装置よりも上流側の排気通路に酸化機能を有する前段触媒を設けると共に、該前段触媒の直上流の排気通路に還元剤添加弁を設ける場合がある。

この場合、排気浄化装置の機能を回復させるベく該排気浄化装置を昇温させたリ該排気浄化装置の周囲雰囲気の空燃比を低下させたりするときに、還元剤添加弁から還元剤を添加することで前段触媒および排気浄化装置に還元剤が供給される。

ここで、排気浄化装置よりも熱容量が小さい触媒を前段触媒として用いた場合、内燃機関の冷間始動時等において、前段触媒に向けて還元剤を添加することで該前段触媒をより早期に昇温させることが出来る。その結果、排気浄化装置をより早期に昇温させることが可能となる。

特開 2 0 0 7— 0 3 2 3 9 8号公報には、排気浄化装置よリも上流側で排気通路から分岐して排気浄化装置に通じる分岐通路に燃料添加弁および燃焼用触媒を設ける技術が記載されている。この特開 2007 - 032398号公報においては、分岐通路にさらにエアポンプと点火プラグが設けられている。

また、特開 2005— 1 27257号公報には、排気通路における N 0 x触媒よりも上流側に、供給される燃料を改質する改質触媒を設ける技術が記載されている。そして、この特開 2005— 1 2725 7号公報には、改質触媒を排気通路の中央部に配置し、該改質触媒の外周に排気が流れる迂回路を形成させる技術が開示されている。

また、特開 2006— 708 1 8号公報には、排気通路に燃料噴射器を設け、排気の温度が基準温度以上であり且つ内燃機関の運転状態が加速状態であるときに燃料噴射器から燃料を噴射することで排気の温度を制御する技術が記載されている。

また、特開 2006— 275020号公報には、排気浄化触媒の過昇温を抑制するために、該排気浄化触媒よリ上流側の排気通路に窒素富化空気を供給する技術が記載されている。

また、特開平 8— 1 58928号公報には、凝縮水の気化熱を考慮した排気温度の演算方法に関する技術が記載されている。特開 2005— 1 63586号公報には、 H C吸着) ¾媒を利用した N 0 X触媒の昇温方法に関する技術が記載されている。発明の開示

排気浄化装置よりも上流側の排気通路に前段触媒が設けられており、該前段触媒の直上流の排気通路に還元剤添加弁が設けられている場合、還元剤添加弁からは前段触媒の上流側端面に向けて還元剤が添加される。このような場合においても、排気浄化装置の機能を回復させるときには、排気浄化装置に対して必要とされる量の還元剤が還元剤添加弁から添加される。このとき、前段触媒の熱容量が排気浄化装置の熱容量よりも小さく、且つ、前段触媒の活性度合いが非常に高い状態にあると、前段触媒において多量の還元剤の酸化が急激に促進されることで前段触媒が過昇温する虞がある。本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、排気浄化装置よりも上流側の排気通路に排気浄化装置よりも熱容量の小さい前段触媒が設けられておリ、還元剤添加弁から前段触媒の上流側端面に向けて還元剤が添加される場合においても、前段触媒の過昇温を抑制することが出来る技術を提供することを目的とする。

本発明では、添加された還元剤が液体の状態で前段触媒に到達する位置に還元剤添加弁が設置されている。そして、前段触媒および排気浄化装置に還元剤を供給すべく還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前段触媒の活性度合いが所定レベルよリも高い場合は、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加する。

より詳しくは、第一の発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、

内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よリも上流側の排気通路に設けられておリ前記排気浄化装置よりも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

該前段触媒の直上流の排気通路に設けられており前記前段触媒および前記排気浄化装置に還元剤を供給するときに液体の状態の還元剤を前記前段触媒の上流側端面に向けて添加する還元剤添加弁と、を備え、

前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加することを特徴とする。

ここで、所定レベルとは、前段触媒の活性度合いが該所定レベルよりも高いと、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下のときと同様に前段触媒に還元剤が供給された場合、前段触媒における還元剤の酸化が急激に促進されることで前段触媒が過昇温する虞があると判断出来る閾値以下の値である。このような所定レベルは実験等によつて予め定められている。所定レベルを、内燃機関の運転状態に応じて変更してもよい。

還元剤が液体の状態で前段触媒に供給されると、還元剤の温度が前段触媒よりも低いために還元剤によって前段触媒が冷却される。そして、前段触媒に還元剤が集中的に供給されるほど、還元剤による前段触媒の冷却が促進される。

また、液体の状態で前段触媒に供給された還元剤は前段触媒において気化する。そして、気化した還元剤の一部が前段触媒において酸化される。このとき、還元剤が気化することで生じる気化熱によって前段触媒が冷却されると共に、気化した還元剤が酸化することで生じる酸化熱によって前段触媒が加熱される。この場合、前段触媒に還元剤が集中的に供給されるほど、還元剤の気化によって単位時間当たりに生じる気化熱は増加する。一方、前段触媒に還元剤が集中的に供給されるほど、前段触媒に供給される酸素の量が減少し、その結果、還元剤の酸化が促進され難くなる。

つまり、前段触媒に還元剤が集中的に供給されるほど、還元剤の酸化によって生じる酸化熱による前段触媒の加熱量は小さくなリ、液体の還元剤による前段触媒の冷却量および還元剤の気化によって生じる気化熱による前段触媒の冷却量が大きくなる。従って、本発明によれば、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い状態で還元剤添加弁による還元剤の添加が実行される場合であっても、前段触媒の過温を抑制することが出来る。

第二の発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、

内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よりも上流側の排気通路に設けられており前記排気浄化装置よリも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合に比べて同量の還元剤がより短期間で添加されるように前記還元剤添加弁を制御することを特徴とする。

ここで、所定レベルは第一の発明に係る所定レベルと同様の値である。

本発明によれば、還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加することが出来る。従って、前段触媒の過昇温を抑制することが出来る。

第三の発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、

内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よリも上流側の排気通路に設けられておリ前記排気浄化装置よリも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

該前段触媒の直上流の排気通路に設けられており前記前段触媒および前記排気浄化装置に還元剤を供給するときに液体の状態の還元剤を前記前段触媒の上流側端面に向けて間欠的に添加する還元剤添加弁と、を備え、

前記還元剤添加弁による還元剤の間欠的な添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよリも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合における一回の還元剤添加期間とその後の一回の還元剤添加休止期間との和に相当する期間中に前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合における還元剤添加期間一回分の還元剤添加量よリも多くの還元剤が添加されるように前記還元剤添加弁を制御することを特徴とする。

ここで、所定レベルは第一の発明に係る所定レベルと同様の値である。本発明においては、還元剤添加弁による還元剤の添加は間欠的に行われる。つまリ、前段触媒および排気浄化装置に還元剤を供給する場合、還元剤の添加が行われる還元剤添加期間と還元剤の添加が休止される還元剤添加休止期間とが交互に繰り返されるように還元剤添加弁が制御される。ここで、一回の還元剤添加期間とその後の一回の還元剤添加休止期間との和を単位期間と称する。また、還元剤添加期間一回分の還元剤添加量を単位添加量と称する。

本発明においては、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合における単位期間に相当する期間中に前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合における単位添加量よりも多くの還元剤が添加される。これにより、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合よりも同一の期間中に添加される還元剤の量が多くなる。

つまり、本発明によれば、還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加することが出来る。従って、前段触媒の過昇温を抑制することが出来る。

本発明においては、還元剤添加弁による還元剤の間欠的な添加が実行されるときに前段触媒の活性度合いが所定レベルよリも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、（ 1 ) 前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合よリも還元剤添加休止期間を短くする制御、（ 2 ) 前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合よりも還元剤添加期間を長くする制御、および、 ( 3 ) 前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合よりも還元剤添加期間中における単位時間当たりの還元剤の添加量を増加させる制御のうち少なくともいずれかの制御を実行してもよい。

上記（1 ) から（3 ) の制御のうち少なくともいずれかを実行することで、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合における単位期間に相当する期間中に前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合における単位添加量よりも多くの還元剤を還元剤添加弁から添加することが出来る。

第一から第三の発明においては、前段触媒が、排気浄化装置に流入する排気の全てではなくその一部が該前段触媒を通過するように設置されていてもよい。

前段触媒に流入する排気の流量が少ないと、前段触媒に流入する排気の流量が多 t、場合に比べて還元剤が酸化することによつて生じる酸化熱による前段触媒の加熱が促進され易い。そのため、上記構成の場合、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合に前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合と同様に還元剤が添加されると、前段触媒が過昇温し易い。

一方、上記構成の場合、前段触媒の上流側端面に向けて還元剤が添加されたときに前段触媒における単位面積当たりに供給される還元剤の量が、排気浄化装置に流入する排気の全てが前段触媒を通過するような構成の場合に比べて多くなる。そのため、還元剤添加弁から還元剤がより集中的に添加された場合、前段触媒がより冷却され易くなる。従って、第一から第三の発明による前段触媒の過昇温抑制の効果がより大きくなる。

第一から第三の発明においては、還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、前段触媒に流入する排気の流量を増加させてもよい。

前段触媒に流入する排気の流量が増加された場合、該排気による持ち去リ熱量が増加する。従って、上記によれば、前段触媒の過昇温をさらに抑制することが出来る。また、第一から第三の発明において、内燃機関の吸気系に排気の一部を E G Rガスとして導入する E G R装置をさらに備えてもよい。また、この場合、還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合、 E G Rガスを前段触媒に導入する E G Rガス導入手段をさらに備えてもよい。前段触媒に E G Rガスが導入された場合、排気の流量が増加された場合と同様、前段触媒を通過するガス（排気 + E G Rガス）の流量が増加する。そのため、該ガスによる持ち去り熱量が増加する。従って、上記によれば、前段触媒の過昇温をさらに抑制することが出来る。

また、第一から第三の発明においては、還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときにおいて前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合に内燃機関の吸気または外気を前段触媒に導入する新気導入手段をさらに備えてもよい。

前段触媒に内燃機関の吸気または外気が導入された場合、排気の流量が増加された場合と同様、前段触媒を通過するガス（排気 +吸気または外気）の流量が増加する。そのため、該ガスによる持ち去り熱量が増加する。従って、上記によれば、前段触媒の過昇温をさらに抑制することが出来る。また、内燃機関の吸気および外気は排気よリも温度が低い。そのため、上記によれば、前段触媒の過昇温抑制の効果がより大きい。

また、第一から第三の発明において、還元剤添加弁は、前段触媒の上流側端面に対して斜めに還元剤を添加してもよい。

この場合、前段触媒の隔壁における一方の面には還元剤が衝突し易くなリ、前段触媒の隔壁における他方の面には還元剤が衝突し難くなる。そして、前段触媒の隔壁における還元剤が衝突し易い側の面は還元剤が供給されたときに冷却され易くなる。 - 方、前段触媒の隔壁における還元剤が衝突し難い側の面では還元剤の酸化が促進され易くなる。

そのため、上記によれば、前段触媒の活性度合いが所定レベル以下の場合は、還元剤添加弁による還元剤の添加が実行されたときに、前段触媒における還元剤の酸化をより促進させることが出来る。また、前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、前段触媒の冷却をより促進させることが出来、以つて前段触媒の過昇温をよリ抑制することが出来る。図面の簡単な説明

図 1は、実施例 1に係る内燃機関の吸排 m系の概略構成を示す図である。

図 2は、実施例 1に係る、酸化触媒の温度と酸化触媒の活性度合いとの関係を示す図である。

図 3は、実施例 1に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを示す図である。図 3の（a ) は、酸化触媒の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 3の ( b ) は、酸化触媒の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 3の（c ) は、酸化触媒の活性度合いが低活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

図 4は、実施例 1に係る、燃料添加弁による燃料の添加が実行されたときの酸化触媒の冷却量と加熱量とを示す図である。図 4の（A ) は、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加を実行した場合を示しており、図 4の（B ) は、図 3の ( b ) に示す燃料添加バタ，ンによつて燃料添加を実行した場合を示している。図 5は、実施例 1に係るフィルタ再生制御のルーチンを示すフローチャートである。

図 6は、実施例 1に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンの第一の変形例を示す図である。図 6の（a ) は、酸化触媒の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 6の（b ) は、酸化触媒の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加バターンを示している。

図 7は、実施例 1に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンの第二の変形例を示す図である。図 7の（a ) は、酸化触媒の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 7の（b ) は、酸化触媒の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

図 8は、実施例 1に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンの第三の変形例を示す図である。図 8の（a ) は、酸化触媒の活性度合 ( が最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 8の（b ) は、酸化触媒の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

図 9は、実施例 2に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。

図 1 0は、実施例 2の変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。

図 1 1は、実施例 3に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。

図 1 2は、実施例 4に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。

図 1 3は、実施例 5に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。

図 1 4は、実施例 6に係る擊化触媒と燃料添加弁との配置を示す図である。

図 1 5は、実施例 6に係る、酸化触媒の隔壁と燃料添加弁からの燃料添加方向を示す図である。

図 1 6は、実施例 7に係る、フィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御のル —チンを示す第一のフローチヤ一卜である。

1 7は、実施例 7に係る、フィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御のル —チンを示す第二のフローチヤ一卜である。，

図 1 8は、実施例 8に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを示す図である。図 1 8の（a ) は、酸化触媒の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 1 8 の（b ) は、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関の運転状態が機関負荷が所定負荷以下であり機関回転数が所定回転数以上の領域に移行した場合の燃料添加パターンを示している。

図 1 9は、実施例 8に係る、フィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御のル —チンを示すフローチヤ一卜である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

<実施例 1 >

<内燃機関の吸排気系の概略構成 >

ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図 1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関 1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関 1には、吸気通路 3および排気通路 2が接続されている。吸気通路 3にはスロッ卜ル弁 7およびエアフローメータ 8が設けられている。

排気通路 2には、排気中の粒子状物質（Par t i cu l ate Mat ter：以下、 P Mと称する）を捕集するフィルタ 5が設けられている。該フィルタ 5には N O X触媒 9が担持されている。本実施例においては、このフィルタ 5および N O X触媒 9が本発明に係る排気浄化装置に相当する。

排気通路 2におけるフィルタ 5より上流側には酸化触媒 4が設けられている。酸化触媒 4の熱容量はフィルタ 5の熱容量よりも小さい。本実施例においては、この酸化触媒 4が本発明に係る前段触媒に相当する。酸化触媒 4は酸化機能を有する触媒であればよく、例えば、酸化触媒 4の代わりに三元触媒や N O X触媒を設けてもよい。酸化触媒 4の直上流の排気通路 2には還元剤として燃料を添加する燃料添加弁 6が設けられている。該燃料添加弁 6には、酸化触媒 4の上流側端面と対向するように燃料噴射孔が形成されており、該燃料噴射孔から酸化触媒 4の上流側端面に向けて液体の燃料が噴射される。燃料添加弁 6の燃料噴射孔からは燃料が円錐状に噴射される (図 1においては、斜線部が燃料の噴霧を表している）。ここで、「酸化触媒 4の直上流』とは、燃料添加弁 6の燃料噴射孔から噴射された燃料の少なくとも一部が液体の状態で酸化触媒 4に到達する範囲内の位置である。本実施例においては、燃料添加弁 6 が本発明に係る還元剤添加弁に相当する。

本実施例においては、排気の一部を E G Rガスとして内燃機関 1に導入するために £ 0 (¾通路1 5が設けられている。巳0 (¾通路1 5は、一端が燃料添加弁 6よりも上流側の排気通路 2に接続されておリ他端がス口ッ卜ル弁 7よリも下流側の吸気通路 3 に接続されている。 E G R通路 1 5には、 E G Rガスの流量を制御するための E G R 弁 1 6が設けられている。

排気通路 2における酸化触媒 4とフィルタ 5との間には排気の空燃比を検出する空燃比センサ 1 3が設けられている。また、排気通路 2におけるフィルタ 5より下流側には排気の温度を検出する温度センサ 1 4が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関 1 には、この内燃機関 1を制御するための電子制御ユニット（E C U ) 1 0が併設されている。 E C U 1 0には、エアフローメ一タ 8、空燃比センサ 1 3、温度センサ 1 4、クランクポジションセンサ 1 1およびァグセル開度センサ 1 2が電気的に接続されている。これらの出力信号が E C U 1 0に入力される。

クランクポジションセンサ 1 1は、内燃機関 1のクランク角を検出するセンサである。アクセル開度センサ 1 2は、内燃機関 1を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。 E C U 1 0は、クランクポジションセンサ 1 1の出力値に基づいて内燃機関 1の機関回転数を算出し、アクセル開度センサ 1 2の出力値に基づいて内燃機関 1の機関負荷を算出する。また、 E C U 1 0は、空燃比センサ 1 3の出力値に基づいてフィルタ 5の周囲雰囲気（N O X触媒 9の周囲雰囲気）の空燃比を推定し、温度センサ 1 4の出力値に基づいてフィルタ 5の温度（N O x触媒 9の温度）を推定する。

また、 E C LM 0には、スロットル弁 7、燃料添加弁 6、 E G R弁 1 6および内燃機関 1の燃料噴射弁が電気的に接続されている。 E C U 1 0によってこれらが制御される。

<フィルタ再生制御 >

本実施例では、フィルタ 5に捕集された P Mを除去すべくフィルタ再生制御が行われる。本実施例に係るフィルタ再生制御は、燃料添加弁 6から燃料を添加し、それによつて酸化触媒 4およびフィルタ 5に燃料を供給することで実現される。酸化触媒 4 に供給された燃料が該酸化触媒 4において酸化されるとその酸化熱によってフィルタ 5に流入する排気が昇温される。その結果、フィルタ 5が昇温される。また、酸化触媒 4において酸化されず該酸化触媒 4を通過した燃料がフィルタ 5に供給される。フィルタ 5に供給された燃料が N 0 X触媒 9において酸化されるとその酸化熱によってフィルタ 5がさらに昇温される。燃料添加弁 6から添加する燃料の量を制御することでフィルタ 5の温度を P Mの酸化が可能な目標温度まで昇温させることが出来、それによってフィルタ 5に捕集された P Mを酸化させ除去することが出来る。

本実施例に係るフィルタ再生制御においては、フィルタ再生制御に必要な燃料添加量（以下、要求添加量と称する）を、フィルタ再生制御の実行時のフィルタ 5の温度と目標温度との差および内燃機関 1の運転状態等に基づいて決定する。そして、フィルタ再生制御の実行時においては要求添加量の燃料を複数回に分割して間欠的に燃料添加弁 6から添加する。

く燃料添加パターン〉

本実施例においては、燃料添加弁 6から酸化触媒 4の上流側端面に向けて燃料が添加される。つまり、燃料添加弁 6から添加された燃料は排気中に広く拡散することなく酸化触媒 4に供給される。

ここで、酸化触媒 4の温度は排気の温度変化に応じて変化し、酸化触媒 4の温度が高くなるほど該酸化触媒 4の活性度合いが高くなる。また、上述したように、本実施例に係る酸化触媒 4の熱容量はフィルタ 5よりも小さい。そのため、フィルタ再生制御の実行時において酸化触媒 4の活性度合いが過剰に高い場合、燃料添加弁 6から要求添加量の燃料が添加されると、酸化触媒 4において多量の燃料の酸化が急激に促進されることで該酸化触媒 4が過昇温する虞がある。

そこで、本実施例に係るフィルタ再生制御においては、酸化触媒 4の過昇温を抑制するために、フィルタ再生制御の実行時における酸化触媒 4の活性度合いに応じて燃料添加弁 6から燃料を添加するときの燃料添加パターンを変更する。以下、本実施例に係る、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンについて図 2および 3 に基づいて説明する。

図 2は、酸化触媒 4の温度 T cと酸化触媒 4の活性度合いとの関係を示す図である。図 2において、横軸は酸化触媒 4の温度 T cを表しており、縦軸は酸化触媒 4の活性度合いを表している。

上述したように、酸化触媒 4の温度 T cが高いほど酸化触媒 4の活性度合 t、は高くなる。そして、本実施例に係る酸化触媒 4は、温度 T cが T c 1以上且つ T c 2以下の範囲内にあるときにその活性度合いが最適な状態となる。ここで、酸化触媒 4の温度 T cが T c 1のときの酸化触媒 4の活性度合いのレベルを L 1とし、酸化触媒 4の温度 T cが T c 2のときの酸化触媒 4の活性度合いのレベルを L 2とする。

酸化触媒 4の活性度合いのレベル L 1は、フィルタ再生制御の実行時において、酸化触媒 4の活性度合いが該レベルし 1以上のときと同様に燃料添加弁 6から燃料が添加された場合、酸化触媒 4において燃料の酸化が十分に促進されないために酸化触媒 4が十分に昇温することが困難となる虞があると判断出来る閾値である。また、酸化触媒 4の活性度合いのレベル L 2は、フィルタ再生制御の実行時において、酸化触媒 4の活性度合いが該レベル L 2以下のときと同様に燃料添加弁 6から燃料が添加された場合、酸化触媒 4における燃料の酸化が急激に促進されることで酸化触媒 4が過昇温する虞があると判断出来る閾値である。尚、本実施例においては、酸化触媒 4の活性度合いのレベル L 2が本発明に係る所定レベルに相当する。

以下、酸化触媒 4の活性度合いのレベルが L 1以上且つ L 2以下の領域を最適活性領域と称する。また、酸化触媒 4の活性度合いのレベルが L 1より低い領域を低活性領域と称し、酸化触媒 4の活性度合いのレベルが L 2より高い領域を過活性領域と称する。酸化触媒 4の最適活性領域は、実験等に基づいて予め定めることが出来る。尚、上記のように設定される酸化触媒 4の活性度合いのレベル L 1および L 2は内燃機関 1の運転状態に応じて変化する。つまり、高負荷運転時は、低負荷運転時に比べて、酸化触媒 4の活性度合いのレベル L 1および L 2は低くなる。そのため、最適活性領域、低活性領域および過活性領域も内燃機関 1の運転状態に応じて変化する。図 3は、フィルタ再生制御の実行時における酸化触媒 4の活性度合いに応じた燃料添加パターンを示す図である。図 3の（a ) 、（b ) 、（c ) は、フィルタ再生制御の実行時に E C U 1 0から燃料添加弁 6に出される指令信号を表している。指令信号が O Nのときに燃料添加弁 6から燃料が添加され、指令信号が 0 F Fのときに燃料添加弁 6からの燃料添加が休止される。図 3の（a ) は、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 3の（b ) は、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 3の（c ) は、酸化触媒 4の活性度合いが低活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

上述したように、本実施例に係るフィルタ再生制御においては、要求添加量の燃料が複数回に分割されて間欠的に燃料添加弁 6から添加される。ここでは、要求添加量の燃料が四回に分割されて添加される場合を例に挙げて説明する。図 3においては、 Δ t aが燃料の添加が実行される燃料添加期間を表してぉリ、 Δ t sが燃料の添加が休止される燃料添加休止期間を表している。図 3に示すように、フィルタ再生制御の実行時においては、燃料添加期間 A t aと燃料添加休止期間 A t sとが交互に繰り返される。

また、図 3において、 △ t uがー回の燃料添加期間厶 t aとその後の一回の燃料添加休止期間 A t sとの和である単位期間を表しており、 A t fが間欠的な燃料添加が実行される期間である総添加期間を表している。また、燃料添加期間 Δ t a—回分の燃料添加量を単位添加量と称する。また、最初の燃料添加期間△ t aが開始された時点から最後の燃料添加期間△ t aが終了された時点までの期間 Δ t f を総添加期間と称する。尚、本実施例においては、総添加期間 A t f が、本発明に係る「還元剤の添加が実行される期間」または「還元剤の間欠的な添加が実行される期間 jに相当する。ここで、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときの燃料添加パターン (図 3の（a ) ) における、燃料添加期間 Δ t aを基準添加期間と称し、燃料添加休止期間 Δ t sを基準添加休止期間と称し、単位期間△ t uを基準単位期間と称する。また、基準添加期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量を基準単位添加量と称する。

本実施例においては、酸化触媒 4の活性度合いが過活性頷域内にあるときにフィル夕再生制御を実行する場合、図 3の（b ) に示すように、燃料添加休止期間 A t sを基準添加休止期間よりも短くして燃料添加弁 6による間欠的な燃料の添加を実行する。

これによれば、基準単位期間（図 3の（a ) における単位期間 Δ t u ) に相当する期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量が基準単位添加量よリも多くなる。その結果、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて同量の燃料がよリ短期間で燃料添加弁 6から添加されることになる。つまり、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて燃料がより集中的に添加される。

このように燃料添加弁 6から燃料がより集中的に添加された場合の効果について図 4に基づいて説明する。本実施例においては、燃料添加弁 6から液体の燃料が添加される。そして、液体の状態で酸化触媒 4に供給された燃料は酸化触媒 4において気化する。この気化した燃料の一部が酸化触媒 4において酸化され、そのときに生じる酸化熱によつて酸化触媒 4が加熱される。

一方、液体の状態の燃料の温度は酸化触媒 4の温度よりも低い。そのため、燃料が液体の状態で酸化触媒 4に到達すると、該燃料によって酸化触媒 4が冷却される。また、酸化触媒 4において燃料が気化するときに生じる気化熱によっても酸化触媒 4が冷却される。

つまり、燃料添加弁 6による燃料の添加が実行されると、燃料が酸化することで生じる酸化熱によつて酸化触媒 4が加熱される一方、液体の燃料および該燃料が気化することで生じる気化熱によって酸化触媒 4が冷却される。図 4は、このときの加熱量 Q h e a tと冷却量 Q c o o lとを示す図である。図 4の（A ) は、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加を実行した場合を示しており、図 4の（B ) は、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加を実行した場合を示している。

図 3の（a ) に示す燃料添加パターンにおいては、酸化触媒 4において燃料添加期間△ t a中に添加された燃料の酸化を促進させるベく燃料添加休止期間△ t sが基準休止期間に設定されている。つまリ、燃料添加休止期間 A t s中に酸化触媒 4に酸素が十分供給されるため、酸化触媒 4における燃料の酸化が促進される。そのため、図 4の（A ) に示すように、加熱量 Q h e a tが冷却量 Q c o o lよりも大きくなリ、加熱量 Q h e a tと冷却量 Q c o o l との差分が酸化触媒 4の温度上昇量 Δ T u pとなる。この場合でも、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にある場合は、酸化触媒 4は過昇温し難い。

一方、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンにより、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンに比べてより集中的に酸化触媒 4に燃料が供給されると、燃料によって酸化触媒 4が冷却され易くなる。また、酸化触媒 4への酸素の供給量が減少することで燃料の酸化が促進され難くなると共に燃料の気化によって単位時間当たりに生じる気化熱が増加する。そのため、図 4の（B ) に示すように、冷却量 Q c o o Iが加熱量 Q h e a tよりも大きくなリ、冷却量 Q c o o Iと加熱量 Q h e a tとの差分が酸化触媒 4の温度低下量 A T d o w nとなる。

従って、フィルタ再生制御の実行時において酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合であっても、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加弁 6 からの燃料添加を実行することにより集中的に酸化触媒 4に燃料を供給することで、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

尚、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加を実行することによリ酸化触媒 4の温度が低下すると、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内から最適活性領域内に移行する。酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内となった場合は、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを図 3の（a ) に示す燃料添加パターンに変更する。

本実施例においては、酸化触媒 4の活性度合いが低活性領域にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合、図 3の（c ) に示すように、燃料添加休止期間 A t sを基準添加休止期間よりも長くして燃料添加弁 6による間欠的な燃料の添加を実行する。これによれば、燃料添加休止期間 Δ t s中に酸化触媒 4に供給される酸素が、図 3 の（a ) に示す燃料添加パターンよって燃料添加を実行した場合よりも多くなる。従つて、酸化触媒 4における燃料の酸化がより促進され易くなる。その結果、酸化触媒 4の昇温を促進させることが出来る。

尚、図 3の（c ) に示す燃料添加パターンによって燃料添加を実行することにより酸化触媒 4の温度が上昇すると、酸化触媒 4の活性度合いが低活性領域内から最適活性領域内に移行する。酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内となった場合は、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを図 3の（a) に示す燃料添加パターンに変更する。

本実施例に係るフィルタ再生制御の実行時においては、図 3の（a) 、（b) 、

(c) のうちいずれの燃料添加パターンによつて燃料添加弁 6からの燃料添加を実行しても、総添加期間 A t f 中における総燃料添加量は要求燃料添加量である。そのため、いずれの燃料添加バタ一ンであつても酸化触媒 4の活性度合いに応じた燃料添加パターンを選択することでフィルタ 5の温度を目標温度に制御することが出来る。

ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御のルーチンについて図 5に示すフローチヤー卜に基づいて説明する。本ルーチンは、 ECU 1 0に予め記憶されており、内燃機関 1の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、 ECU 1 0は、先ず S 1 0 1において、フィルタ再生制御の実行条件が成立したか否かを判別する。ここでは、フィルタ 5における P Mの捕集量が所定捕集量以上となったときにフィルタ再生制御の実行条件が成立したと判定してもよい。フィルタ 5における PMの捕集量は、内燃機関 1の運転状態の履歴等から推定することが出来る。 S 1 0 1において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 1 02に進み、否定判定された場合、 ECU 1 0は本ルーチンの実行を一旦終了する。

S 1 02において、 ECU 1 0は、内燃機関 1の運転状態および現時点のフィルタ 5の温度等に基づいて要求燃料添加量 Q f r eを算出する。

次に、 E C LM 0は、 S 1 03に進み、内燃機関 1の運転状態等に基づいて酸化触媒 4の温度 T cを推定する。尚、排気通路 2における酸化触媒 4の直下流に温度センサを設け、該温度センサの検出値に基づいて酸化触媒 4の温度 T cを推定してもよい。

次に、 ECU 1 0は、 S 1 04に進み、酸化触媒 4の温度 T cに基づいて酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるか否かを判別する。 S 1 04において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 1 05に進み、否定判定された場合、 E C U 1 0は S 1 07に進む。

S 1 05に進んだ ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンとして図 3 の（a) に示す添加パターンを選択する。

次に、 ECU 1 0は、 S 1 06に進み、燃料添加弁 6による燃料添加を実行する。その後、 ECU 1 0は本ルーチンの実行を一旦終了する。

—方、 S 1 07に進んだ ECU 1 0は、酸化触媒 4の温度 T cに基づいて酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるか否かを判別する。 S 1 07において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 1 08に進む。また、 S 1 07において、否定判定された場合、 ECU 1 0は、酸化触媒 4の活性度合いが低活性領域内にあると判断し、 S 1 09に進む。

S 1 08において、 ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンとして図

3の（b) に示す添加パターンを選択する。その後、 ECU 1 0は S 1 06に進む。

S 1 09において、 ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンとして図

3の（c) に示す添加パターンを選択する。その後、 ECU 1 0は S 1 06に進む。以上説明したルーチンによれば、フィルタ再生制御の実行時において、酸化触媒 4 の活性度合 L、に応じて選択された燃料添加パターンによつて燃料添加弁 6からの燃料添加を実行することが出来る。

尚、上記においては、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加の分割回数を四回とした場合を例に挙げて説明したが、燃料添加の分割回数は四回に限られるものではない。

また、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを図 3の（b) に示すパターンとする酸化触媒 4の活性度合いの閾値（下限値）を、レベル 1より高く且つレベル 2以下の値に設定してもよい。つまり、フィルタ再生制御の実行時において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときに、燃料添加パターンを図 3の（b ) に示すパターンとして燃料添加弁 6からの燃料添加を実行してもよい。

例えば、燃料添加パターンを図 3の（b ) に示すパターンとする酸化触媒 4の活性度合いの閾値を最適活性領域内における比較的低いレベルに設定した場合、フィルタ再生制御の実行時において、酸化触媒 4における燃料の酸化を促進させつつ該酸化触媒 4の温度を比較的低い温度に抑えることが出来る。そのため、内燃機関 1の機関負荷が急に上昇した場合であっても、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。また、燃料添加パターンを図 3の（b ) に示すパターンとする酸化触媒 4の活性度合いの閾値を最適活性領域内における比較的高いレベルに設定した場合、該閾値をレベル 2に設定した場合に比べて酸化触媒 4の過昇温をよリ高い確率で抑制することが出来、尚且つ、フィルタ再生制御の実行時における酸化触媒 4の温度を比較的高い温度に維持することが出来る。そのため、燃料添加パターンを図 3の（b ) に示すバターンとする酸化触媒 4の活性度合いの閾値を最適活性領域内における比較的低いレべルに設定した場合に比べて酸化触媒 4における燃料の酸化をより促進させることが出来る。

<燃料添加パターンの変形例 >

以下、フィルタ再生制御の実行時において酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合の燃料添加パターンの変形例について図 6から 8に基づいて説明する。図 6は、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンの第一の変形例を示す図である。図 6の（a ) は、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加バタ一ンを示している。この図 6の ( a ) に示す燃料添加パターンは、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンと同一である。囿 6の（b ) は、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。図 3の（b ) に示す燃料添加パターンでは、総添加期間 A t f 中における全ての燃料添加休止期間 Δ t sを基準添加休止期間よりも短くした。しかしながら、本変形例に係る、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンでは、図 6の（b ) に示すように、総添加期間 A t f 中の一部の期間においてのみ、燃料添加休止期間厶 t sを基準添加休止期間よリも短くする。

このような場合でも、燃料添加休止期間 A t sが基準添加休止期間よりも短くされている期間においては、基準単位期間に相当する期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量が基準単位添加量よリも多くなる。つまリ、燃料添加弁 6による間欠的な燃料添加が実行されている期間中の一部の期間において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて燃料がよリ集中的に添加される。

その結果、燃料添加弁 6による間欠的な燃料添加が実行されている期間中の一部の期間においては酸化触媒 4の冷却が促進される。従って、図 6の（b ) に示すような燃料添加パターンで燃料添加を実行することによつても、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

図 7は、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンの第二の変形例を示す図である。図 7の（a ) は、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。この図 7の ( a ) に示す燃料添加パターンは、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンと同一である。図 7の（b ) は、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

本変形例に係る、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンでは、図 7の（b ) に示すように、燃料添加休止期間 Δ t sを基準添加休止期間よりも短くする。さらに、燃料添加の分割回数を三回に減らすと共に一部の燃料添加期間△ t aを基準添加期間よりも長くする。これによれば、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンによって間欠的な燃料添加を実行した場合よりも、基準単位期間に相当する期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量がさらに多くなる。つまり、燃料がより集中的に添加される。その結果、酸化触媒 4の冷却をより促進することが出来る。従って、酸化触媒 4の過昇温をより抑制することが出来る。

尚、本変形例に係る酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンにおいては、燃料添加の分割回数を二回に減らしてもよい。この場合、各燃料添加期間△ t aをさらに長くする。

また、図 7の（b ) に示す燃料添加パターンにおいては、燃料添加休止期間 A t s を基準添加休止期間よりも短くした。しかしながら、燃料添加休止期間 Δ t sを基準添加休止期間としてままで、燃料添加の分割回数を減らすと共に燃料添加期間△ t a を基準添加期間よりも長くしてもよい。

この場合でも、基準単位期間に相当する期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量は、図 7の（a ) に示す燃料添加パターンの場合の単位添加量よりも多くなる。つまり、燃料添加弁 6による間欠的な燃料添加が実行されている期間中の一部の期間において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて燃料がより集中的に添加される。従って、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

図 8は、フィルタ再生制御の実行時における酸化触媒 4の活性度合いに応じた燃料添加パターンの第三の変形例を示す図である。図 8の（a ) は、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。この図 8の（a ) に示す燃料添加パターンは、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンと同一である。図 8の（b ) は、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。

本変形例に係る、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンでは、図 8の（b ) に示すように、燃料添加期間 Δ t aおよび燃料添加休止期間 Δ t sをそれぞれ基準添加期間および基準添加休止期間としつつ燃料添加の分割回数を二回に減らす。そして、各燃料添加期間 Δ t a中における単位時間あたりの燃料添加量を増加させる（図 8においては、指令信号が O Nとなっているときの高さが単位時間あたリの燃料添加量を表している）。このような場合でも、基準単位期間に相当する期間中に燃料添加弁 6から添加される燃料の量が基準単位添加量よリも多くなる。つまり、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて燃料がより集中的に添加される。そのため、酸化触媒 4の冷却を促進することが出来る。従って、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

尚、本変形例では、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンにおいて、燃料添加を分割せずに一回で行ってもよい。この場合、燃料添加の分割回数を二回とする場合よりも燃料添加期間 A t aを長くする、およびまたは、燃料添加の分割回数を二回とする場合よりも単位時間当たりの燃料添加量をさらに多くする。これによれば、燃料をより集中的に添加することが出来る。

本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に要求添加量の燃料を複数回に分割して間欠的に燃料添加弁 6から添加した。しかしながら、燃料添加を分割せずに要求燃料添加量の燃料を連続的に一回の燃料添加で添加してもよい。この場合において、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合は、燃料添加が実行されている期間中の少なくとも一部の期間において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合よりも単位時間当たりの燃料添加量を多くする。これにより、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合は、燃料添加が実行されている期間中の少なくとも一部の期間において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合に比べてより集中的に燃料が添加される。従って、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

<実施例 2 >

図 9は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、酸化触媒 4の外径が排気通路 2の内径よりも小さい。つまり、酸化触媒 4の排気を流れる方向と垂直方向の断面積が、排気通路 2の排気を流れる方向と垂直方向の断面積よりも小さい。この構成により、酸化触媒 4の外周面と排気通路 2の内周面との間を排気が流れる。

本実施例においても、燃料添加弁 6が酸化触媒 4の直上流の排気通路 2に設けられている。つまり、燃料添加弁 6の燃料噴射孔から噴射された燃料の少なくとも一部は液体の状態で酸化触媒 4に到達する。また、燃料添加弁 6の燃料噴射孔からは酸化触媒 4の上流側端面に向けて燃料が噴射され、噴射された燃料の略全てが酸化触媒 4に流入する（図 9において、斜線部は燃料の噴霧を表す。）。

上記以外の構成は、実施例 1と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付してその説明を省略する。

本実施例においても、実施例 1と同様のフィルタ再生制御が実行される。本実施例のような構成の場合、酸化触媒 4に流入する排気の流量が実施例 1の構成の場合に比ベて少ない。そのため、燃料が酸化することによって生じる酸化熱による酸化触媒 4 の加熱が促進され易い。従って、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域にある場合と同様の燃料添加バターンによつて燃料添加が行われると、酸化触媒 4が過昇温し易い。そこで、本実施例においても、実施例 1と同様、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加弁 6からの燃料添加パターンを酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更する。これにより、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合は、燃料添加が実行されている期間中（総添加期間 A t f 中）の少なくとも一部の期間において、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御を実行する場合に比べて燃料をより集中的に添加する。

本実施例のような構成の場合、酸化触媒 4の上流側端面に向けて燃料が添加されたときに酸化触媒 4における単位面積当たりに供給される燃料の量が、実施例 1のようにフィルタ 5に流入する排気の全てが酸化触媒 4を通過するような構成の場合に比べて多くなる。そのため、燃料添加弁 6から燃料がより集中的に添加された場合、酸化触媒 4がより冷却され易くなる。従って、酸化触媒 4の過昇温抑制の効果がより大きくなる。

く変形例〉

次に、本実施例の変形例について説明する。図 1 0は本変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。図 1 0において、矢印は排気の流れる方向を表しており、図 9に示す構成の場合と同様、排気通路 2の上流側端部は内燃機関 1に接続されている。

本実施例における排気通路 2は、途中で第一分岐通路 2 aと第二分岐通路 2 bとに分岐しており、さらに第一分岐通路 2 aと第二分岐通路 2 bとが下流側で集合している。酸化触媒 4は第一分岐通路 2 aに設けられており、第二分岐通路 2 bに触媒は設けられていない。

酸化触媒 4の外径は第一分岐通路 2 aにおける該酸化触媒が設けられていない部分の内径よりも大きくなつている。また、第一分岐通路 2 aにおける酸化触媒 4の直上流に燃料添加弁 6が設けられておリ、実施例 1と同様、酸化触媒 4の燃料噴射孔から酸化触媒 4の上流側端面に向けて液体の燃料が噴射される。つまり、燃料添加弁 6の燃料噴射孔から噴射された燃料の少なくとも一部は液体の状態で酸化触媒 4に到達する（図 1 0において、斜線部は燃料の噴霧を表す。）。

第一分岐通路 2 aと第二分岐通路 2 bとの下流側集合部よりも下流側の排気通路 2 に、空燃比センサ 1 3、フィルタ 5、および、温度センサ 1 4が設けられている。上記以外の構成は、図 1に示す構成と同様であるため、それらの図示および説明を省略する。

本変形例のような構成の場合、排気通路 2を流れる排気が第一分岐通路 2 aと第二分岐通路 2 bとに分かれて流れる。そのため、図 9に示す構成の場合と同様、フィルタ 5に流入する排気の全量ではなくその一部が酸化触媒 4を通過する。一方、燃料添加弁 6から添加される燃料の全量が酸化触媒 4に供給される。

従って、本変形例においても、上記と同様、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域にある場合と同様の燃料添加パターンによつて燃料添加が行われると、酸化触媒 4が過昇温し易い。

そこで、本変形例においても、上記と同様、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加弁 6からの燃料添加パターンを酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更する。これによリ、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

<実施例 3 >

図 1 1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、排気通路 2におけるフィルタ 5より下流側に一端が接続され排気通路 2における燃料添加弁 6の直上流に他端が接続された排気逆流通路 1 7が設けられている。排気逆流通路 1 7には排気を一端側から他端側へ圧送するポンプ 1 8が設けられている。ポンプ 1 8が作動すると、フィルタ 5より下流側の排気通路 2を流れる排気の一部が排気逆流通路 1 7を介して燃料添加弁 6の直上流に戻される。ポンプ 1 8 は、 E C LM 0と電気的に接続されておリ、 E C U 1 0によって制御される。これら以外の構成は、実施例 1と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付してその説明を省略する。

本実施例においても、実施例 1と同様のフィルタ再生制御が実行される。つまり、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加弁 6からの燃料添加パターンを酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更する。そして、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、ポンプ 1 8を作動させる。

ポンプ 1 8が作動し、フィルタ 5より下流側の排気通路 2を流れる排気が燃料添加弁 6の直上流に戻されると、酸化触媒 4を通過する排気の流量が増加する。そのため、排気による持ち去り熱量が増加する。従って、本実施例によれば、酸化触媒 4の過昇温をさらに抑制することが出来る。

尚、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、 0 [¾弁1 6を閉弁方向に制御することによって E G R通路 1 5を流れる E G Rガスの流量を減少させてもよい。

E G Rガスの流量を減少させると、その分酸化触媒 4に流入する排気の流量が増加する。つまり、これによつても酸化触媒 4を通過する排気の流量を増加させることが出来、以つて排気による持ち去り熱量を増加させることが出来る。

<実施例 4 >

図 1 2は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、 E G R通路 1 5に一端が接続され排気通路 2における燃料添加弁 6の直上流に他端が接続された E G Rガス導入通路 1 9が設けられている。 E G Rガス導入通路 1 9には、該 E G Rガス導入通路 1 9を遮断または開通させる導入制御弁 2 0 が設けられている。該導入制御弁 2 0は、 E C U 1 0と電気的に接続されており、 E C U 1 0によって制御される。これら以外の構成は、実施例 1と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付してその説明を省略する。尚、本実施例においては、 E G Rガス導入通路 1 9および導入制御弁 2 0が本発明に係る E G Rガス導入手段に相当する。

本実施例においても、実施例 1と同様のフィルタ再生制御が実行される。つまり、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加弁 6からの燃料添加パターンを酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更する。そして、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、導入制御弁 2 0を開弁して E G Rガス導入通路 1 9を開通させる。

E G Rガス導入通路 1 9が開通されると、燃料添加弁 6の直上流の排気通路 2に E G Rガスが導入される。そして、該 E G Rガスが排気と共に酸化触媒 4に流入する。これにより、排気の流量が増加された場合と同様、酸化触媒 4を通過するガス（排気 + E G Rガス）の流量が増加する。そのため、該ガスによる持ち去り熱量が増加する。従って、本実施例によっても、実施例 3と同様、酸化触媒 4の過昇温をさらに抑制することが出来る。

<実施例 5 >

図 1 3は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、スロットル弁 7より下流側の吸気通路 3に一端が接続され排気通路 2 における燃料添加弁 6の直上流に他端が接続された吸気導入通路 2 1が設けられている。吸気導入通路 2 1には、一端側から他端側に吸気を圧送するポンプ 2 2が設けられている。つまり。ポンプ 2 2が作動すると、吸気通路 3を流れる吸気の一部が吸気導入通路 2 1を介して燃料添加弁 6の直上流に導入される。ポンプ 2 2は、 E C U 1 0と電気的に接続されており、 E C U 1 0によって制御される。これら以外の構成は、実施例 1と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付してその説明を省略する。尚、本実施例においては、吸気導入通路 2 1およびポンプ 2 2が本発明に係る新気導入手段に相当する。

本実施例においても、実施例 1と同様のフィルタ再生制御が実行される。つまり、フィルタ再生制御の実行時における燃料添加弁 6からの燃料添加パターンを酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更する。そして、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、ポンプ 2 2を作動させる。

ポンプ 2 2が作動し、吸気通路 3を流れる吸気が燃料添加弁 6の直上流に導入されると、排気の流量が増加された場合と同様、酸化触媒 4を通過するガス（排気 +吸気）の流量が増加する。そのため、該ガスによる持ち去り熱量が増加する。従って、本実施例によっても、実施例 3と同様、酸化触媒 4の過昇温をさらに抑制することが出来る。また、内燃機関の吸気は排気よりも温度が低い。そのため、本実施例によれば、酸化触媒 4の過昇溫抑制の効果がより大きい。

尚、本実施例においては、フィルタ再生制御の実行時に酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合、内燃機関 1の吸気の代わりに外気を酸化触媒 4に導入してもよい。これによつても、酸化触媒 4を通過するガス（排気 +外気）の流量を増加させることが出来る。従って、酸化触媒 4の過昇温をさらに抑制することが出来る。また、外気は、内燃機関の吸気と同様、排気よりも温度が低い。そのため、外気を酸化触媒 4に導入した場合、酸化触媒 4の過昇温抑制の効果がより大きい。

<実施例 6 >

図 1 4は、本実施例に係る酸化触媒 4と燃料添加弁 6との配置を示す図である。図 1 4に示すように、本実施例においては、酸化触媒 4の上流側端面に対して酸化触媒 4の下方から斜めに燃料が添加されるように燃料添加弁 6が配置されている。これ以外の構成は実施例 1と同様であるためその説明を省略する。

本実施例においても、実施例 1と同様のフィルタ再生制御が実行される。つまり、フィルタ再生制御の実行時においては、燃料添加弁 6から酸化触媒 4の上流側端面に向けて燃料が添加される。また、そのときの燃料添加パターンは、酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更される。

図 1 5は、本実施例に係る、酸化触媒 4の隔壁 4 aと燃料添加弁 6からの燃料添加方向を示す図である。図 1 5において、矢印が燃料添加弁 6からの燃料添加方向を表しておリ、斜線部が隔壁における燃料添加弁 6から添加された燃料が衝突する部分を表している。

上述したように、本実施例においては、酸化触媒 4の上流側端面に対して酸化触媒 4の下方から斜めに燃料が添加される。この場合、酸化触媒 4の上流側端面の正面から燃料が添加される場合に比べて、酸化触媒 4の隔壁 4 aの下方側の面に燃料が衝突し易くなる。また、酸化触媒 4の隔壁 4 aに衝突せずに酸化触媒 4をすリ抜ける燃料が減少する。

これにより、燃料添加弁 6から燃料が添加されたときに、燃料が衝突し易くなつた部分においては該燃料による冷却がより促進される。つまり、酸化触媒 4の隔壁 4 a の下方側の面が燃料によって冷却され易くなる。

従って、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときのフィルタ再生制御の実行のように、燃料添加弁 6からより集中的に燃料が添加された場合、酸化触媒 4の隔壁 4 aの下方側の面の冷却が急速に進む。そして、その冷却量が大きいために、熱伝導によって酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面の温度も低下する。そのため、本実施伊 jによれば、酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域内にあるときのフィルタ再生制御が実行された場合における酸化触媒 4の過昇温をより抑制することが可能となる。一方、本実施例の場合、酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面には酸化触媒 4の上流側端面の正面から燃料が添加される場合に比べて燃料が衝突し難くなる。また、燃料添加弁 6から添加された燃料が酸化触媒 4の隔壁 4 aの下方側の面に衝突すると該燃料が拡散し、拡散した燃料が酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面において酸化される。そのため、酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面においては燃料の酸化が促進され易くなる。

従って、酸化触媒 4の活性度合いが最適性領域内にあるときのフィルタ再生制御の実行のように、酸化触媒 4における燃料の酸化が促進し易いように燃料添加弁 6から燃料が添加された場合、酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面での燃料の酸化がより促進される。その結果、酸化触媒 4の隔壁 4 aの上方側の面の加熱が急速に進む。そして、その加熱量が大きいために、熱伝導によって酸化触媒 4の隔壁 4 aの下方側の面の温度も上昇する。そのため、本実施例によれば、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときのフィルタ再生制御が実行された場合において、酸化触媒 4をよリ速やかに昇温させることが出来る。

尚、上記実施例 1から 6においては、フィルタ 5に担持されている N O X触媒 9に吸蔵された N O Xを放出させ還元する N O X還元制御、および、フィルタ 5に担持された N 0 X触媒 9に吸蔵された S 0 Xを放出させ還元する S 0 X被毒回復制御の実行時においても、燃料添加弁 6からの間欠的な燃料添加を実行する。

そこで、 N 0 X還元制御および S 0 X被毒回復制御の実行時における燃料添加弁 6 からの燃料添加パターンを、フィルタ再生制御の実行時と同様、酸化触媒 4の活性度合いに応じて変更してもよい。これによれば、 N O X還元制御または S 0 X被毒回復制御の実行時にお t、て酸化触媒 4の活性度合いが過活性領域にある場合であっても酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

<実施例 7 >

本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例 1と同様である。また、本実施例においても、実施例 1 と同様、燃料添加弁 6から燃料を添加することによってフィルタ再生制御が行われる。また、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行時においても、要求添加量の燃料が複数回に分割されて間欠的に燃料添加弁 6から添加される。

ぐフィルタ再生制御実行中における運転状態の変化 >

フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が変化する場合がある。ここで、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が機関負荷が上昇する過渡運転（即ち、加速運転）となると、酸化触媒 4に流入する排気の温度が上昇する。そのため、酸化触媒 4の活性度合いが上昇し、酸化触媒 4における燃料の酸化が急激に促進される場合がある。

一方、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が機関負荷が低下する過渡運転（即ち、減速運転）となると、酸化触媒 4に流入する排気の流量が減少する。そのため、燃料が酸化触媒 4を通過するのにかかる時間が長くなリ、酸化触媒 4における燃料の酸化が急激に促進される場合がある。

従って、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が上記のように変化したときに該運転状態の変化前と同一の燃料添加バタ一ンで燃料添加弁 6からの燃料添加を実行すると酸化触媒 4が過昇温する虞がある。

そこで、本実施例に係るフィルタ再生制御においては、その実行中に内燃機関 1の運転状態が上記のように変化した場合、酸化触媒 4の過昇温を抑制すべく、燃料添加弁 6から燃料を添加するときの燃料添加パターンを変更する。

<燃料添加パターン制御 >

以下、本実施例に係るフィルタ再生制御実行中の燃料添加バタ一ン制御について、図 1 6及び図 1 7に示すフローチャートに基づいて説明する。図 1 6及び図 1 7は、本実施例に係るフィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御のルーチンを示すフローチャー卜である。これらのルーチンは、 E C U 1 0に予め記憶されており、内燃機関 1の運転中、所定の間隔で実行される。

図 1 6は、フィルタ再生制御実行中に内燃機関 1の運転状態が加速運転となった場合の燃料添加パターン制御のルーチンを示すフローチャートである。

本ルーチンでは、 E C U 1 0は、先ず S 2 0 1において、フィルタ再生制御が実行されている最中であるか否かを判別する。尚、ここでは、フィルタ再生制御の実行中である場合、燃料添加弁 6による燃料添加パターンは図 3の（a ) に示す燃料添加パターンであることを前提とする。 S 2 0 1において、肯定判定された場合、 E C LM 0は S 2 0 2に進み、否定判定された場合、 E C U 1 0は本ルーチンの実行を一旦終了する。

S 202において、 ECU 1 0は、内燃機関 1の運耘状態が加速運転となったか否かを判別する。 S 202において、肯定判定された場合、 £(：111 0は5203に進み、否定判定された場合、 S 205に進む。

S 203において、 E C LM 0は、酸化触媒 4が過昇温する可能性があるか否かを判別する。ここでは、内燃機関 1の機関負荷の上昇量等に基づいて酸化触媒 4が過昇温する可能性があるか否かを判別することが出来る。 S 203において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 204に進み、否定判定された場合、 ECU 1 0は S 20 5に進む。

S 204に進んだ E CU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 3の

(b) に示す燃料添加パターンに変更する。その後、 ECU 1 0は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

S 205に進んだ ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 3の (a) に示す燃料添加パターンに維持する。その後、 ECU 1 0は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明したルーチンによれば、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 3の (a) に示す燃料添加パターンとしてフィルタ再生制御を実行している最中に、内燃機関 1の運転状態が加速運転となリ、酸化触媒 4が過昇温する可能性が生じた場合、燃料添加弁 6による燃料添加パターンが図 3の（b) に示す燃料添加パターンに変更される。これにより、酸化触媒 4により集中的に燃料が供給されるため、酸化触媒 4 の過昇温を抑制することが出来る。

尚、加速運転時は、上述したように、酸化触媒 4に流入する排気の温度が大幅に上昇することにより酸化触媒 4における燃料の酸化が急激に促進される。そのため、図 8の（b) に示す燃料添加パターンのように各燃料添加期間厶 t a中における単位時間あたりの燃料添加量を増加させるよりも、図 3の（b) に示す燃料添加パターンのように燃料添加休止期間 Δ t sを短くすることで酸化触媒 4の周囲雰囲気の酸素濃度を低下させた方が酸化触媒 4の過昇温抑制効果が大きい。

図 1 7は、フィルタ再生制御実行中に内燃機関 1の運転状態が減速運転となった場合の燃料添加パターン制御のルーチンを示すフローチヤ一卜である。本ルーチンは、図 1 6に示すルーチンの S 202~S 204を S 302~S 304に置き換えたものである。そのため、これらのステップについてのみ説明し、 S 20 1及び S 205についての説明は省略する。

本ルーチンでは、 S 20 1において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 302 に進む。 S 302において、 E C LM 0は、内燃機関 1の運転状態が減速運転となつたか否かを判別する。 S 302において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 30 3に進み、否定判定された場合、 S 205に進む。

S 303において、 E C U 1 0は、酸化触媒 4が過昇温する可能性があるか否かを判別する。ここでは、内燃機関 1の機関負荷の低下量等に基づいて酸化触媒 4が過昇温する可能性があるか否かを判別することが出来る。 S 303において、肯定判定された場合、 E C U 1 0は S 304に進み、否定判定された場合、 ECU 1 0は S 20 5に進む。

S 304に進んだ E CU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 8の (b) に示す燃料添加パターンに変更する。その後、 ECLM 0は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明したルーチンによれば、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 3の (a) に示す燃料添加パターンとしてフィルタ再生制御を実行している最中に、内燃機関 1の運転状態が減速運となリ、酸化触媒 4が過昇温する可能性が生じた場合、燃料添加弁 6による燃料添加パターンが図 8の（b) に示す燃料添加パターンに変更される。これにより、酸化触媒 4により集中的に燃料が供給されるため、酸化触媒 4 の過昇温を抑制することが出来る。尚、減速運転時は、上述したように、酸化触媒 4に流入する排気の流量が大幅に減少することにより酸化触媒 4における燃料の酸化が急激に促進される。そのため、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンのように燃料添加休止期間△ t sを短くするよりも、図 8の（b ) に示す燃料添加パターンのように各燃料添加期間△ t a中における単位時間あたりの燃料添加量を増加させた方が、酸化触媒 4の過昇温抑制効果が大きい。

本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例 1と同様のものに限られない。実施例 2〜 6に係る構成においても本実施例に係るフィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御を適用することが出来る。

<実施例 8 >

本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例 1と同様である。また、本実施例においても、実施例 1と同様、燃料添加弁 6から燃料を添加することによってフィルタ再生制御が行われる。また、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行時においても、要求添加量の燃料が複数回に分割されて間欠的に燃料添加弁 6から添加される。

<フィルタ再生制御実行中における運転状態の変化 >

フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が低負荷高回転領域に移行すると、排気の温度が低下すると共に排気の流量が増加するため、燃料の要求添加量が大幅に増加する。この場合、該運転状態の変化前の燃料添加パターンと同一の燃料添加期間、燃料添加休止期間としたままで要求添加量分の燃料を燃料添加弁 6から添加すると酸化触媒 4が過昇温する虞がある。

そこで、本実施例に係るフィルタ再生制御においては、その実行中に内燃機関 1の運転状態が上記のように変化した場合、酸化触媒 4の過昇溫を抑制すべく、燃料添加弁 6から燃料を添加するときの燃料添加パターンを変更する。

<燃料添加パターン制御 > 図 1 8は、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行時における燃料添加パターンを示す図である。図 1 8の（a ) は、酸化触媒 4の活性度合いが最適活性領域内にあるときにフィルタ再生制御が実行される場合の燃料添加パターンを示している。この図 1 8の（a ) に示す燃料添加パターンは、図 3の（a ) に示す燃料添加パターンと同一である。

図 1 8の（b ) は、フィルタ再生制御の実行中に内燃機関 1の運転状態が機関負荷 Q eが所定負荷 Q e 0以下であり機関回転数 N eが所定回転数 N e 0以上の領域に移行した場合の燃料添加パターンを示している。ここで、所定負荷 Q e 0及び所定回転数 N e Oは、図 1 8の（a ) に示す燃料添加パターンと同一の燃料添加期間、燃料添加休止期間としたままで要求添加量分の燃料を燃料添加弁 6から添加すると酸化触媒 4が過昇温すると判断出来る閾値として設定されている。このような所定負荷 Q e 0 及び所定回転数 N e 0は実験等に基づいて予め定めることが出来る。

図 1 8の（b ) に示す燃料添加パターンでは、図 3の（b ) に示す燃料添加パターンと同様、燃料添加休止期間 A t sを基準添加休止期間よりも短くする。その上で、各燃料添加期間 Δ t a中における単位時間あたりの燃料添加量を増加させ（図 1 8においては、指令信号が O Nとなっているときの高さが単位時間あたリの燃料添加量を表している）、それによつて、総添加期間 A t f 中に燃料添加弁 6から添加される総燃料添加量を要求添加量に制御する。

このような燃料添加パターンによれば、図 1 8の（a ) に示す燃料添加パターンと同一の燃料添加期間、燃料添加休止期間としたまま燃料添加を実行した場合に比べて燃料をより集中的に添加することが出来る。そのため、酸化触媒 4の冷却を促進しつつ要求燃料添加分の燃料を添加することが出来る。従って、酸化触媒 4の過昇温を抑制することが出来る。

ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御について、図 1 9に示すフローチヤ一卜に基づいて説明する。図 1 9は、フィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御のルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、 ECU 1 0に予め記憶されており、内燃機関 1の運転中、所定の間隔で実行される。

本ルーチンでは、 ECU 1 0は、先ず S 40 1において、フィルタ再生制御実行されている最中であるか否かを判別する。尚、ここでは、フィルタ再生制御の実行中である場合、燃料添加弁 6による燃料添加パターンは図 1 8の（a) に示す添加パターンであることを前提とする。 S 40 1において、肯定判定された場合、 ECU 1 0は S 402に進み、否定判定された場合、 E C U 1 0は本ルーチンの実行を一旦終了する。

S 402において、 ECLM 0は、機関負荷 Qeが所定負荷 Q e 0以下でぁリ機関回転数 N eが所定回転数 N e 0以上の領域に内燃機関 1の運転状態が移行したか否かを判別する。 S 402において、肯定判定された場合、（：リ 1 0は5403に進み、否定判定された場合、 ECU 1 0は S 404に進む。

S 404に進んだ ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 1 9の (b) に示す燃料添加パターンに変更する。その後、 ECU 1 0は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

S 405に進んだ ECU 1 0は、燃料添加弁 6による燃料添加パターンを図 1 9の (a) に示す燃料添加パターンに変更する。その後、 ECU 1 0は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例 1と同様のものに限られない。実施例 2~ 6に係る構成においても本実施例に係るフィルタ再生制御実行中の燃料添加パターン制御を適用することが出来る。

以上説明した各実施例は可能な限リ組み合わせることが出来る。産業上の利用可能性本発明によれば、排気浄化装置よリも熱容量の小さい前段触媒の上流側端面に向けて還元剤が添加される場合であつても前段触媒の過昇温を抑制することが出来る。

Claims

請求の範囲 1 . 内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よリも上流側の排気通路に設けられておリ前記排気浄化装置よリも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合に比べて還元剤をより集中的に添加することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。

2 . 内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よリも上流側の排気通路に設けられておリ前記排気浄化装置よリも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合に比べて同量の還元剤がより短期間で添加されるように前記還元剤添加弁を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。

3 . 内燃機関の排気通路に設けられ触媒を含んで構成される排気浄化装置と、該排気浄化装置よリも上流側の排気通路に設けられておリ前記排気浄化装置よリも熱容量が小さく且つ酸化機能を有する前段触媒と、

前記還元剤添加弁による還元剤の間欠的な添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが所定レベルよりも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合における一回の還元剤添加期間とその後の一回の還元剤添加休止期間との和に相当する期間中に前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合における還元剤添加期間一回分の還元剤添加量よリも多くの還元剤が添加されるように前記還元剤添加弁を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。

4 . 前記還元剤添加弁による還元剤の間欠的な添加が実行されるときに、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベルよりも高い場合は、還元剤の間欠的な添加が実行される期間中の少なくとも一部の期間において、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合よりも還元剤添加休止期間を短くする制御、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合よりも還元剤添加期間を長くする制御、および、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベル以下の場合よりも還元剤添加期間中における単位時間当たリの還元剤の添加量を増加させる制御のうち少なくともいずれかの制御を実行することを特徴とする請求項 3記載の内燃機関の排気浄化システム。

5 . 前記前段触媒が、前記排気浄化装置に流入する排気の全てではなくその一部が前記前段触媒を通過するように設置されていることを特徴とする請求項 1から 4のいずれか iに記載の内燃機関の排気浄化システム

6 . 前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときに、前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベルよりも高い場合は、前記前段触媒に流入する排気の流量を増加させることを特徴とする請求項 1から 5のいずれか 1に記載の内燃機関の排気浄化システム。

7 . 前記内燃機関の吸気系に排気の一部を E G Rガスとして導入する E G R装置と、

前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときにおいて前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベルよリも高い場合に E G Rガスを前記前段触媒に導入する E G Rガス導入手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項 1から 5のいずれか 1に記載の内燃機関の排気浄化システム。

8 . 前記還元剤添加弁による還元剤の添加を実行するときにおいて前記前段触媒の活性度合いが前記所定レベルよりも高い場合に前記内燃機関の吸気または外気を前記前段触媒に導入する新気導入手段をさらに備えたことを特徴とする請求項 1から 5 のいずれか 1に記載の内燃機関の排気浄化システム。

9 . 前記還元剤添加弁が、前記前段触媒の上流側端面に対して斜めに還元剤を添加することを特徴とする請求項 1から 8のいずれか 1に記載の内燃機関の排気浄化システム。

1 0 . 前記前段触媒の劣化度合いのレベルを前記前段触媒の温度に基づいて判断することを特徴とする請求項 1から 9のいずれか 1に記載の内燃機関の排気浄化シス

⁰マ

2

Z6ZT90/800Zdf/X3d SC61700/600Z OAV