WO2013132603A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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入澤　泰之
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust purification device for an internal combustion engine.
  • a filter may be provided to collect particulate matter (hereinafter also referred to as PM) in the exhaust.
  • PM collected by the filter can be removed by increasing the temperature of the filter and increasing the oxygen concentration in the exhaust gas. This removal of PM from the filter is called filter regeneration.
  • filter regeneration the technique which raises the efficiency at the time of raising the temperature of a filter by prohibiting regeneration of a filter when outside temperature is below a predetermined value is known (for example, refer to patent documents 1).
  • NOx is supplied to the filter from an adsorbent of NOx provided upstream of the filter when the filter is regenerated (see, for example, Patent Document 2).
  • oxidation of PM is promoted by NOx.
  • a necessary amount of NOx is adsorbed in advance on the NOx adsorbent.
  • an occlusion reduction type NOx catalyst (hereinafter also referred to as NSR catalyst) and a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter also referred to as SCR catalyst) are provided downstream of the filter for collecting PM in the exhaust gas.
  • NSR catalyst stores NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces the stored NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases and a reducing agent is present.
  • the SCR catalyst selectively reduces NOx with a reducing agent.
  • the filter when the filter is regenerated, it is necessary to increase the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the filter. It is also necessary to increase the temperature of the filter. In such a state, it becomes difficult for the NSR catalyst to store NOx. It also becomes difficult to supply the reducing agent to the SCR catalyst. Therefore, when the filter is regenerated, the NOx purification rate may decrease.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress a decrease in the NOx purification rate during filter regeneration.
  • an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine comprises: A selective reduction type NOx catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for reducing NOx using NH 3 as a reducing agent; A filter that is provided in an exhaust passage upstream of the selective reduction NOx catalyst and collects particulate matter in the exhaust; An NH 3 generation catalyst that is provided in an exhaust passage upstream of the selective reduction type NOx catalyst and generates NH 3 when the air fuel ratio of the exhaust gas is equal to or lower than the stoichiometric air fuel ratio; A regeneration unit for regenerating the filter by increasing the temperature of the filter and supplying oxygen to the filter; A generating unit that generates NH 3 with the NH 3 generating catalyst by setting the air-fuel ratio of the exhaust to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio; With The regeneration unit prohibits regeneration of the filter until the generation of the NH 3 by the generation unit is completed.
  • the NH 3 generation catalyst is, for example, a catalyst that generates NH 3 by reacting H 2 or HC with NO. Either the filter or the NH 3 production catalyst may be provided on the upstream side. Selective reduction type NOx catalyst adsorbs NH 3, and reduce NOx by the NH 3.
  • the regeneration unit raises the temperature of the filter to a temperature at which PM trapped in the filter is oxidized, and raises the oxygen concentration in the exhaust gas by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the filter as a lean air-fuel ratio. Thereby, PM is oxidized.
  • the generation unit generates NH 3 before the regeneration of the filter is performed. That is, before the regeneration of the filter is performed, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NH 3 generation catalyst is set to the stoichiometric air-fuel ratio or less. Note that the regeneration unit may start the regeneration of the filter after the generation of the NH 3 by the generation unit is completed.
  • NH 3 is hydrolyzed at a high temperature. For this reason, it becomes difficult to generate NH 3 during the regeneration of the filter. That is, conditions suitable for filter regeneration are different from conditions suitable for NH 3 generation, so when one is being performed, it is difficult to perform the other. Then, when the filter is regenerated, NH 3 may be insufficient and it may be difficult to purify NOx.
  • the generation unit generates NH 3 before the filter is regenerated. That is, before the filter regeneration is performed is the generation of NH 3 becomes difficult, be adsorbed by the selective reduction NOx catalyst to generate NH 3. Then, even if NH 3 is not generated at the time of regeneration of the filter, NO x can be reduced by NH 3 previously adsorbed on the selective reduction type NO x catalyst. Thereby, both regeneration of the filter and purification of NOx can be achieved.
  • the selective reduction type NOx catalyst generates an amount of NH 3 necessary for purifying NOx exhausted from the internal combustion engine when the regeneration of the filter is being performed. NH 3 can be produced until adsorption.
  • the generation unit generates NH 3 in advance before regenerating the filter so that NH 3 is not insufficient when the filter is regenerated.
  • a sufficient amount of NH 3 is adsorbed to the selective reduction type NOx catalyst, it is possible to suppress the shortage of NH 3 during the regeneration of the filter. That is, if the amount of NH 3 that is consumed by the amount of NH 3 consumed before the regeneration of the filter is completed is adsorbed to the selective reduction type NOx catalyst in advance, it is possible to suppress the shortage of NH 3 during the regeneration of the filter. .
  • the amount of NH 3 consumed until the regeneration of the filter is completed can be calculated based on the amount of NOx discharged from the internal combustion engine until the regeneration of the filter is completed.
  • the amount of NOx discharged from the internal combustion engine can be estimated, for example, by assuming that the current operating state of the internal combustion engine continues. Further, since the time required for the regeneration of the filter becomes longer according to the amount of PM collected in the filter, the amount of NOx discharged also increases. Therefore, the NOx emission amount until the regeneration of the filter is completed may be estimated according to the amount of PM collected by the filter.
  • the regeneration unit when the regeneration unit performs regeneration of the filter, if the amount of NH 3 adsorbed on the selective reduction NOx catalyst becomes a predetermined value or less, the regeneration unit Playback can be interrupted.
  • NH 3 adsorbed on the selective reduction type NOx catalyst is used to purify NOx, so that NH 3 gradually decreases.
  • NH 3 that has been adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst may be used up. Even if a sufficient amount of NH 3 is adsorbed to the selective reduction type NOx catalyst before the regeneration of the filter, if the operating region of the internal combustion engine changes during the regeneration of the filter, the NOx emission amount changes. 3 may be insufficient. When NH 3 is insufficient in this way, purification of NOx becomes difficult.
  • the selective reduction type NOx catalyst has an upper limit of the temperature at which NH 3 can be adsorbed (hereinafter also referred to as an upper limit temperature), and when the upper limit temperature is exceeded, the adsorbed NH 3 is released into the exhaust gas. The Therefore, if the temperature of the selective reduction type NOx catalyst exceeds the upper limit temperature during regeneration of the filter 4, it becomes difficult to purify NOx.
  • the regeneration unit interrupts regeneration of the filter when the NH 3 amount becomes equal to or less than a predetermined value.
  • the predetermined value here is an upper limit value of the adsorption amount at which NOx cannot be reduced during regeneration of the filter.
  • the predetermined value may be 0. That is, the regeneration of the filter may be interrupted when there is no more NH 3 adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst. Further, the regeneration of the filter may be interrupted when it can be predicted that NH 3 adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst will disappear. Further, the regeneration of the filter may be interrupted when the temperature of the selective reduction type NOx catalyst becomes higher than the temperature at which NH 3 can be adsorbed.
  • the generating unit can generate NH 3 with the air-fuel ratio of the exhaust gas being equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio when the regenerating unit interrupts regeneration of the filter.
  • the selective reduction type NOx catalyst can adsorb NH 3 again. Then, NOx can be purified when the regeneration of the filter is resumed.
  • the generation of NH 3 may be terminated and the regeneration of the filter may be restarted.
  • the generation unit is configured such that the amount of NH 3 adsorbed on the selective reduction type NOx catalyst during regeneration of the filter is equal to or less than the predetermined value.
  • NH 3 is generated until the selective reduction type NOx catalyst adsorbs only NH 3 that does not become, Even if the regeneration of the filter is resumed, the regeneration unit removes NH 3 that does not cause the amount of NH 3 adsorbed on the selective reduction NOx catalyst to be less than or equal to the predetermined value when performing regeneration of the filter.
  • the regeneration of the filter can be resumed after the selective reduction type NOx catalyst is adsorbed.
  • the generation unit generates NH 3 so that it is not necessary to interrupt the regeneration of the filter after resuming the regeneration of the filter.
  • a sufficient amount of NH 3 is adsorbed on the selective reduction type NOx catalyst, it is not necessary to interrupt the regeneration of the filter.
  • the reproducing unit is When the amount of particulate matter trapped in the filter is equal to or greater than a threshold, regeneration of the filter is started,
  • the threshold value is set so that NOx discharged from the internal combustion engine can be purified by the amount of NH 3 adsorbed by the selective reduction NOx catalyst during a period from the start of regeneration of the filter to the completion thereof. can do.
  • the time for regenerating the filter becomes longer as the amount of particulate matter collected in the filter is larger. Therefore, the larger the amount of particulate matter collected by the filter, the more NH 3 needs to be adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst.
  • the amount of NH 3 that can be adsorbed on the selective reduction type NOx catalyst is limited. Further, depending on the operation state of the internal combustion engine, a sufficient amount of NH 3 may not be adsorbed on the selective reduction type NOx catalyst.
  • the time for regenerating the filter is determined in accordance with the amount of NH 3 adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst, it is possible to suppress the shortage of NH 3 during the regeneration of the filter.
  • a threshold can be set. For example, the threshold may be increased as the amount of NH 3 adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst increases. In this way, it is possible to suppress the shortage of NH 3 during the regeneration of the filter.
  • the threshold value may be set so that the amount of NOx discharged during regeneration of the filter is equal to or less than the amount of NOx that can be purified by the amount of NH 3 that can be adsorbed by the selective reduction type NOx catalyst. Further, since the amount of NH 3 that can be adsorbed decreases as the degree of deterioration of the selective reduction NOx catalyst increases, the threshold value may be reduced.
  • the regeneration unit can shorten the interval at which the regeneration of the filter is performed as the degree of deterioration of the selective reduction NOx catalyst increases.
  • the generating unit adjusts the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NH 3 generation catalyst so that the air-fuel ratio is within a predetermined range including the air-fuel ratio at which the amount of NH 3 generated is the largest. can do.
  • NH 3 is generated in the NH 3 generation catalyst by setting the air-fuel ratio of the exhaust to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the amount of NH 3 produced varies depending on the air-fuel ratio.
  • NH 3 is generated by reacting H 2 or HC with NO in exhaust gas, if the air-fuel ratio is too low, NO is reduced by another catalyst. For this reason, NO is insufficient, and it becomes difficult to generate NH 3 .
  • the air-fuel ratio in the predetermined range may be an air-fuel ratio range in which the amount of NH 3 generated is within an allowable range.
  • the generation unit may adjust the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NH 3 generation catalyst so that the air-fuel ratio at which the amount of NH 3 generated is the largest.
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NH 3 production catalyst may be adjusted so that the air-fuel ratio that produces the largest amount of H 2 necessary for producing NH 3 is obtained.
  • a sufficient amount of NH 3 can be adsorbed to the selective reduction type NOx catalyst by continuing the time for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas for a predetermined time.
  • the predetermined time may be a time until an amount of NH 3 required for regeneration of the filter is adsorbed by the selective reduction NOx catalyst.
  • the generating unit can generate NH 3 by setting the air-fuel ratio of the exhaust to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio when the regenerating unit interrupts regeneration of the filter.
  • the regeneration unit interrupts the regeneration of the filter when the temperature of the selective reduction type NOx catalyst becomes higher than the temperature at which NH 3 can be adsorbed.
  • the regeneration of the filter is interrupted, if the NH 3 is generated by the generator, the selective reduction type NOx catalyst can adsorb NH 3 again. Then, NOx can be purified when the regeneration of the filter is resumed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of NOx purification control at the time of regeneration of the filter according to Embodiment 1. It is the figure which showed transition of the air fuel ratio when making the air fuel ratio of exhaust gas below the stoichiometric air fuel ratio.
  • 6 is a flowchart showing a flow of NOx purification control at the time of regeneration of a filter according to Embodiment 2.
  • 12 is a flowchart showing a flow of NOx purification control at the time of regeneration of a filter according to Embodiment 3.
  • 10 is a flowchart showing a flow of NOx purification control at the time of regeneration of a filter according to Embodiment 4.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to the present embodiment and its intake system and exhaust system.
  • the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a gasoline engine, but may be a diesel engine.
  • the internal combustion engine 1 is mounted on a vehicle, for example.
  • the exhaust passage 2 is connected to the internal combustion engine 1.
  • the three-way catalyst 3 the filter 4, the NOx storage reduction catalyst 5 (hereinafter referred to as the NSR catalyst 5), the selective reduction catalyst NOx 6 (hereinafter referred to as the SCR catalyst 6) in order from the upstream side. Is provided). Note that the order of the filter 4 and the NSR catalyst 5 may be reversed.
  • the three-way catalyst 3 purifies NOx, HC and CO with maximum efficiency when the catalyst atmosphere is at the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the three-way catalyst 3 has an oxygen storage capability. That is, by storing excess oxygen when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is a lean air-fuel ratio, and releasing the insufficient oxygen when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is rich, the exhaust gas is reduced. Purify.
  • the filter 4 collects particulate matter (PM) in the exhaust.
  • the filter 4 may carry a catalyst. As PM is collected by the filter 4, PM gradually accumulates on the filter 4. Then, by performing a so-called regeneration process of the filter 4 that forcibly increases the temperature of the filter 4, the PM deposited on the filter 4 can be oxidized and removed.
  • the temperature of the filter 4 can be raised by supplying HC to the three-way catalyst 3.
  • the temperature of the filter 4 may be raised by discharging hot gas from the internal combustion engine 1.
  • the NSR catalyst 5 stores NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces the stored NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases and a reducing agent is present. It has a function.
  • HC or CO that is unburned fuel discharged from the internal combustion engine 1 can be used.
  • the three-way catalyst 3 or the NSR catalyst 5 corresponds to the NH 3 production catalyst in the present invention.
  • the NH 3 production catalyst any one of the three-way catalyst 3 and the NSR catalyst 5 may be provided.
  • the three-way catalyst 3 or the NSR catalyst 5 is used as the NH 3 production catalyst, but instead of this, another catalyst capable of producing NH 3 may be used.
  • the SCR catalyst 6 has a function of adsorbing a reducing agent and selectively reducing NOx by the adsorbing reducing agent when NOx passes.
  • a reducing agent supplied to the SCR catalyst 6 NH 3 produced by the three-way catalyst 3 or the NSR catalyst 5 can be used.
  • a first temperature sensor 11 that detects the temperature of exhaust gas and an air-fuel ratio sensor 12 that detects the air-fuel ratio of exhaust gas are provided. It is attached.
  • the first temperature sensor 11 can detect the temperature of the three-way catalyst 3 or the temperature of the filter 4.
  • the air-fuel ratio sensor 12 can detect the air-fuel ratio of the exhaust from the internal combustion engine 1 or the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the filter 4.
  • a second temperature sensor 13 for detecting the temperature of the exhaust and a NOx sensor 14 for detecting the NOx concentration in the exhaust are provided in the exhaust passage 2 downstream of the NSR catalyst 5 and upstream of the SCR catalyst 6, a second temperature sensor 13 for detecting the temperature of the exhaust and a NOx sensor 14 for detecting the NOx concentration in the exhaust are provided. It is attached.
  • the temperature of the NSR catalyst 5 or the temperature of the SCR catalyst 6 can be detected by the second temperature sensor 13.
  • the NOx sensor 14 can detect the NOx concentration, or NH 3 concentration in exhaust gas flowing into the SCR catalyst 6. Further, the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 can also be calculated based on the NH 3 concentration detected by the NOx sensor 14.
  • a differential pressure sensor 15 that detects a difference between a pressure upstream of the filter 4 and a pressure downstream of the filter 4 is attached to the exhaust passage 2. This differential pressure sensor 15 can detect the amount of PM collected by the filter 4.
  • an injection valve 7 for supplying fuel to the internal combustion engine 1 is attached to the internal combustion engine 1.
  • an intake passage 8 is connected to the internal combustion engine 1.
  • a throttle 9 for adjusting the intake air amount of the internal combustion engine 1 is provided in the middle of the intake passage 8.
  • An air flow meter 16 that detects the intake air amount of the internal combustion engine 1 is attached to the intake passage 8 upstream of the throttle 9.
  • the internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1.
  • the ECU 10 controls the internal combustion engine 1 in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine 1 and the driver's request.
  • the ECU 10 outputs an electric signal corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 17 by the driver to detect an engine load, and an accelerator position sensor 18 that detects the engine speed. 19 are connected via electric wiring, and output signals of these various sensors are input to the ECU 10.
  • the injection valve 7 and the throttle 9 are connected to the ECU 10 via electric wiring, and the opening and closing timing of the injection valve 7 and the opening degree of the throttle 9 are controlled by the ECU 10.
  • the ECU 10 determines the required intake air amount from the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 18 and the engine speed detected by the crank position sensor 19. Then, the opening of the throttle 9 is controlled according to the required intake air amount.
  • the injection valve 7 is controlled so as to supply a fuel injection amount corresponding to the intake air amount that changes at this time.
  • the air-fuel ratio set at this time is hereinafter referred to as a normal air-fuel ratio.
  • the term “normal” refers to a time when a rich spike described later, regeneration of the filter 4, and generation of NH 3 are not performed.
  • This normal air-fuel ratio is an air-fuel ratio set according to the operating state of the internal combustion engine 1. In the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, since the lean burn operation is performed, the normal air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio (for example, 18).
  • the ECU 10 performs a reduction process of NOx stored in the NSR catalyst 5.
  • the amount of fuel injected from the injection valve 7 or the opening of the throttle 9 is adjusted so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NSR catalyst 5 is reduced to a predetermined rich air-fuel ratio.
  • a so-called rich spike is performed to lower it to a minimum.
  • the intake air amount or the fuel injection amount is adjusted so that the air-fuel ratio of the exhaust gas is approximately 12.5, for example.
  • This rich spike is carried out when the amount of NOx stored in the NSR catalyst 5 reaches a predetermined amount.
  • the amount of NOx stored in the NSR catalyst 5 is calculated, for example, by integrating the difference between the amount of NOx flowing into the NSR catalyst 5 and the amount of NOx flowing out of the NSR catalyst 5.
  • the amount of NOx flowing into the NSR catalyst 5 and the amount of NOx flowing out of the NSR catalyst 5 can be detected by attaching a sensor, for example. Further, the rich spike may be performed every predetermined time or every predetermined traveling distance.
  • the ECU 10 regenerates the filter 4 that removes the PM collected by the filter 4.
  • the temperature of the filter 4 is raised to a temperature at which PM is oxidized, and then the exhaust air-fuel ratio is set to a predetermined lean air-fuel ratio.
  • the ECU 10 that regenerates the filter 4 corresponds to a regeneration unit in the present invention.
  • Regeneration of the filter 4 is performed when the amount of PM collected by the filter 4 becomes equal to or greater than a threshold value.
  • the amount of PM collected by the filter 4 can be detected by the differential pressure sensor 15. Further, since the PM amount flowing into the filter 4 is correlated with the engine speed and the engine load, the PM amount calculated from the engine speed and the engine load is integrated, and the integrated value reaches a predetermined amount. In this case, the filter 4 may be regenerated. Further, the filter 4 may be regenerated every time the vehicle travels a predetermined distance.
  • the filter 4 when the filter 4 is regenerated, the temperature of the exhaust gas flowing through the filter 4 is increased from 500 ° C. to 600 ° C., for example. Further, when the filter 4 is regenerated, the oxygen concentration in the exhaust gas is increased by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to a predetermined lean air-fuel ratio. In such a situation, the NOx purification rate in the three-way catalyst 3 decreases. Also in the NSR catalyst 5, the NOx occlusion ability is lowered. On the other hand, the SCR catalyst 6 is provided away from the filter 4.
  • NH 3 is adsorbed on the SCR catalyst 6 before regeneration of the filter 4 so that NOx is mainly purified by the SCR catalyst 6 when the filter 4 is regenerated. That is, the ECU 10 prohibits the regeneration of the filter 4 until the generation of NH 3 is completed.
  • the air-fuel ratio of the exhaust is set to be equal to or lower than the theoretical air-fuel ratio.
  • the air / fuel ratio may be slightly richer than the stoichiometric air / fuel ratio.
  • the air-fuel ratio set at this time is, for example, 13.5 to 14.5, and is an air-fuel ratio suitable for the generation of NH 3 .
  • This air-fuel ratio is an air-fuel ratio higher than an air-fuel ratio suitable for NOx reduction (for example, 12.5).
  • an air-fuel ratio suitable for NOx reduction for example, 12.5.
  • CO in the exhaust gas changes to H 2 due to a water gas shift reaction or a steam reforming reaction
  • the H 2 can react with NO to generate NH 3 .
  • the air-fuel ratio of the exhaust gas may be adjusted to an air-fuel ratio within a predetermined range including the air-fuel ratio where NH 3 is most generated. This predetermined range can be obtained in advance through experiments or the like as an air-fuel ratio range in which a large amount of NH 3 is produced.
  • the NH 3 thus generated is adsorbed on the SCR catalyst 6. Thereby, NOx discharged from the internal combustion engine 1 when the filter 4 is regenerated can be purified by the SCR catalyst 6.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a flow of NOx purification control during regeneration of the filter 4 according to the present embodiment. This routine is executed by the ECU 10 every predetermined time.
  • step S101 the engine speed and the intake air amount are acquired.
  • a value necessary for calculating the operation region of the internal combustion engine 1 is acquired.
  • the engine speed is obtained by the crank position sensor 19.
  • the intake air amount is obtained by the air flow meter 16.
  • another physical amount correlated with the load of the internal combustion engine 1 may be detected.
  • step S102 the amount of PM collected by the filter 4 is detected. This PM amount can be obtained by the differential pressure sensor 15.
  • step S103 it is determined whether there is a request to regenerate the filter 4.
  • the regeneration of the filter 4 is performed when the amount of PM collected by the filter 4 is equal to or greater than a threshold value. This threshold value is obtained in advance by experiments or the like as a value that requires regeneration of the filter 4. It may be further determined whether or not the operating region of the internal combustion engine 1 is an operating region suitable for the regeneration of the filter 4.
  • step S103 If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104. On the other hand, if a negative determination is made, the routine is terminated without regenerating the filter 4.
  • step S104 NH 3 generation control that is control for generating NH 3 is performed.
  • the NH 3 generation control is performed by setting the air-fuel ratio of the exhaust to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, an air-fuel ratio between 13.5 and 14.5).
  • the stoichiometric air-fuel ratio for example, an air-fuel ratio between 13.5 and 14.5.
  • NH 3 as a reducing agent is adsorbed on the SCR catalyst 6.
  • the ECU 10 that processes step S104 corresponds to the generation unit in the present invention. Then, when the generation of NH 3 is completed, the process proceeds to step S105.
  • step S105 the filter 4 is regenerated.
  • the regeneration of the filter 4 is performed by making the air-fuel ratio of the exhaust gas lean after raising the temperature of the filter 4. During this time, NOx discharged from the internal combustion engine 1 is purified by the SCR catalyst 6.
  • the ECU 10 that processes step S105 corresponds to the regenerating unit in the present invention.
  • the time for performing NH 3 generation control may be a specified time, but may be determined as follows.
  • the NH 3 generation control may be performed until the SCR catalyst 6 adsorbs an amount of NH 3 required for purifying NOx discharged from the internal combustion engine 1 when the filter 4 is being regenerated. .
  • an amount of NH 3 necessary for regeneration of the filter 4 is generated in advance so that NH 3 is not insufficient when the filter 4 is regenerated. It can be said that NH 3 in an amount equal to or larger than the amount of NH 3 consumed until the regeneration of the filter 4 is completed is adsorbed to the SCR catalyst 6 in advance.
  • the amount of NOx discharged from the internal combustion engine 1 can be estimated, for example, by assuming that the current operating state of the internal combustion engine 1 continues. That is, since there is a correlation between the operation state of the internal combustion engine 1 and the NOx emission amount per unit time, the NOx amount discharged from the internal combustion engine 1 per unit time based on the operation state of the internal combustion engine 1 Can be estimated. Further, the amount of NOx discharged from the internal combustion engine 1 per unit time may be obtained by experiments or the like. In this case, a value in an operating state where the amount of NOx discharged from the internal combustion engine 1 is the largest may be used.
  • the time for regenerating the filter 4 varies depending on the amount of PM collected by the filter 4. Therefore, the regeneration time of the filter 4 can be calculated based on the amount of PM collected by the filter 4. Then, the total amount of NOx discharged from the internal combustion engine 1 during regeneration of the filter 4 can be calculated by multiplying the regeneration time of the filter 4 by the amount of NOx discharged per unit time.
  • the amount of NH 3 required is also determined according to the total amount of NOx discharged from the internal combustion engine 1.
  • the amount of NH 3 adsorbed on the SCR catalyst 6 may be considered to be equal to the amount of NH 3 produced. Further, even while NH 3 is being adsorbed, since NH 3 is consumed by NOx, this consumed NH 3 may be taken into consideration. Further, since the adsorption amount of NH 3 changes depending on the purification performance of the SCR catalyst 6, this purification performance may be taken into consideration.
  • the NH 3 generation control may be performed only for a time during which the maximum amount of NH 3 that can be adsorbed to the SCR catalyst 6 is generated.
  • FIG. 3 is a diagram showing the transition of the air-fuel ratio when the air-fuel ratio of the exhaust is made lower than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the solid line is a first example when NH 3 generation control according to this embodiment is performed, and the alternate long and short dash line is a second example when NH 3 generation control according to this embodiment is performed.
  • the two-dot chain line is a case where a rich spike for general NOx reduction is performed, and the broken line is a case where NH 3 is supplied to the SCR catalyst 6 when the filter 4 is not regenerated. Show.
  • an air-fuel ratio suitable for NOx reduction For example, it is set to 12.5).
  • the air-fuel ratio (for example, 12.5) suitable for NOx reduction is set and NOx reduction is performed.
  • the air / fuel ratio is set to be suitable for NH 3 production (for example, 13.5).
  • the duration of the air-fuel ratio to be set for the NH 3 produced in the NSR catalyst 5 e.g. 13.5) is relatively short. That is, if NH 3 is insufficient, NH 3 can be generated immediately, so the duration time of the air-fuel ratio (for example, 13.5) set for generating NH 3 is short.
  • the air-fuel ratio (for example, 12.5) suitable for NOx reduction is set.
  • the air-fuel ratio (for example, 13.5) suitable for NH 3 production is set.
  • the amount of NH 3 produced is increased by relatively increasing the duration of the air-fuel ratio (for example, 13.5) set for NH 3 production in the NSR catalyst 5.
  • the duration of the air-fuel ratio (for example, 13.5) set for NH 3 generation may be a time until the amount of NH 3 required for regeneration of the filter 4 is adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the air-fuel ratio (for example, 13.5) suitable for NH 3 generation should be set without setting the air-fuel ratio (for example, 12.5) suitable for NOx reduction. You can also. That is, NH 3 may be generated without performing a rich spike for NOx reduction.
  • the air-fuel ratio suitable for NH 3 generation (for example, 13.5) may be a time until an amount of NH 3 required for regeneration of the filter 4 is adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the time for regeneration of the filter 4 becomes longer as the amount of PM collected by the filter 4 increases. For example, even if the regeneration of the filter 4 is performed when the amount of PM collected by the filter 4 is equal to or greater than the threshold, until the operation region of the internal combustion engine 1 becomes an operation region suitable for regeneration of the filter 4, The reproduction of the filter 4 cannot be started. Then, if it takes time until the operation region of the internal combustion engine 1 becomes an operation region suitable for the regeneration of the filter 4, a large amount of PM is collected before the regeneration of the filter 4 is started.
  • the amount of NH 3 that can be adsorbed to the SCR catalyst 6 is limited, and it is difficult to generate NH 3 when the filter 4 is regenerated. For this reason, it is conceivable that NH 3 adsorbed on the SCR catalyst 6 is used up during regeneration of the filter 4. If it does so, purification
  • the regeneration of the filter 4 is interrupted when the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 becomes a predetermined value or less.
  • the predetermined value here is an upper limit value of the adsorption amount at which NOx cannot be reduced during regeneration of the filter 4.
  • the predetermined value may be 0. That is, the regeneration of the filter 4 may be interrupted when there is no more NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. For example, if a sensor for detecting NOx is provided downstream of the SCR catalyst 6 and NOx is detected during regeneration of the filter 4, it is determined that NH 3 is not adsorbed on the SCR catalyst 6, and the filter 4 May be interrupted. Further, even if the regeneration of the filter 4 is interrupted when the total amount of NOx estimated to be discharged during the regeneration of the filter 4 is larger than the NOx amount that can be purified by NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. Good.
  • the regeneration of the filter 4 may be interrupted.
  • the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 can be calculated based on the amount of NOx flowing into the SCR catalyst 6.
  • the amount of NOx flowing into the SCR catalyst 6 may be a value estimated from the operating state of the internal combustion engine 1 or a value detected by the NOx sensor 14.
  • the SCR catalyst 6 can adsorb NH 3 again. Then, NOx can be purified when the regeneration of the filter 4 is resumed.
  • the time for performing NH 3 generation control when the regeneration of the filter 4 is interrupted may be a specified time.
  • the present invention may also be time to NH 3 amount of purifying amounts of NOx which is estimated to be discharged from the internal combustion engine 1 until the regeneration of the filter 4 is completed is adsorbed on the SCR catalyst 6.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a flow of NOx purification control at the time of regeneration of the filter 4 according to the present embodiment. This routine is executed by the ECU 10 every predetermined time. In addition, about the step where the same process as the said flowchart is made, the same code
  • step S201 it is determined whether the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 (NH 3 adsorption amount) is equal to or less than a predetermined value.
  • This predetermined value is the upper limit value of the amount of adsorption of NH 3 at which NOx cannot be purified.
  • the predetermined value may be 0.
  • step S201 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202, and the regeneration of the filter 4 is interrupted. Thereafter, the process returns to step S104, and NH 3 is generated. On the other hand, if a negative determination is made in step S201, the process proceeds to step S203.
  • step S203 it is determined whether the temperature of the SCR catalyst 6 is higher than a threshold value.
  • This threshold value is the upper limit value of the temperature at which NH 3 can be adsorbed on the SCR catalyst 6.
  • the temperature of the SCR catalyst 6 may become higher than necessary. For this reason, the temperature of the SCR catalyst 6 becomes higher than the threshold value, and the adsorbed NH 3 may be released. Therefore, in this step, it is determined whether or not the temperature of the SCR catalyst 6 exceeds the temperature at which NH 3 can be adsorbed.
  • step S203 If an affirmative determination is made in step S203, the process proceeds to step S202, and the regeneration of the filter 4 is interrupted. On the other hand, if a negative determination is made in step S203, the process proceeds to step S204.
  • step S204 it is determined whether or not the regeneration of the filter 4 has been completed. For example, it is determined that the regeneration of the filter 4 has been completed when the PM amount detected by the differential pressure sensor 15 is less than the threshold value. Alternatively, it may be determined that the regeneration of the filter 4 has been completed when a predetermined period has elapsed since the regeneration of the filter 4 was started.
  • step S204 If an affirmative determination is made in step S204, this routine is terminated. On the other hand, if a negative determination is made in step S204, the process returns to step S201.
  • the filter 4 since the filter 4 is regenerated only when NH 3 is adsorbed on the SCR catalyst 6, NOx is prevented from passing through the SCR catalyst 6 during the regeneration of the filter 4. it can.
  • the amount of PM deposited as a reference for regenerating the filter 4 is changed according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. That is, the threshold value in step S103 is changed according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. Further, the threshold value in step S103 may be changed according to the amount of NH 3 that can be adsorbed to the maximum by the SCR catalyst 6. Since other devices are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the amount of NOx that can be purified during the regeneration of the filter 4 changes according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the time during which NOx can be purified during the regeneration of the filter 4 changes.
  • the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 decreases, the time during which NOx can be purified during regeneration of the filter 4 becomes shorter. Therefore, by regenerating the filter 4 within a range where NOx can be purified, it is possible to suppress NOx from passing through the SCR catalyst 6 during regeneration of the filter 4. Further, the regeneration of the filter 4 can be performed as long as NOx can be purified.
  • the regeneration time of the filter 4 is limited according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. That is, the time during which the filter 4 can be regenerated is changed according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. The time during which the filter 4 can be regenerated can be determined by the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the time for regenerating the filter 4 and the amount of PM collected by the filter 4 have a correlation, they are removed during regeneration of the filter 4 according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • This removable PM amount is set as the threshold value in step S103. That is, the threshold value in step S103 is changed according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the threshold value in step S103 may be a value corresponding to the amount of NH 3 that can be adsorbed to the SCR catalyst 6 to the maximum.
  • the amount of NH 3 that can be adsorbed to the SCR catalyst 6 to the maximum decreases as the SCR catalyst 6 deteriorates.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a flow of NOx purification control during regeneration of the filter 4 according to the present embodiment. This routine is executed by the ECU 10 every predetermined time. In addition, about the step where the same process as the said flowchart is made, the same code
  • step S301 is processed before step S103.
  • step S301 the amount of collected PM that is the regeneration threshold of the filter 4 in step S103 is calculated.
  • the amount of collected PM is calculated based on the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6.
  • the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 is calculated.
  • the amount of NH 3 as the value at which the SCR catalyst 6 is adsorbed the most NH 3, may have been obtained in advance by experiment or the like. That is, the maximum NH 3 amount that can be adsorbed by the SCR catalyst 6 may be used. It should be noted that a reducing agent may be supplied to the SCR catalyst 6 so that NH 3 is always adsorbed to the maximum extent except when the filter 4 is being regenerated.
  • the amount of NH 3 that can be adsorbed to the maximum by the SCR catalyst 6 decreases as the SCR catalyst 6 deteriorates. Therefore, the amount of NH 3 that can be adsorbed to the maximum by the SCR catalyst 6 may be reduced based on the degree of deterioration of the SCR catalyst 6. In this case, the greater the degree of deterioration of the SCR catalyst 6, the smaller the threshold value in step S103, and the shorter the interval at which the filter 4 is regenerated. When the SCR catalyst 6 is deteriorated, the threshold value may be made smaller than when the SCR catalyst 6 is not deteriorated.
  • the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 can be determined based on, for example, the adsorption performance of NH 3 in the SCR catalyst 6. For example, a sensor for detecting the NH 3 concentration in the exhaust gas downstream of the SCR catalyst 6, based on the amount of NH 3 to NH 3 is detected by the sensor when to produce a NH 3 determination can do. The amount of the NH 3 is, SCR catalyst 6 becomes maximum adsorbable amount of NH 3. The degree of deterioration of the SCR catalyst 6 can also be determined according to the temperature history of the SCR catalyst 6.
  • the NOx concentration at the upstream side and the downstream side of the SCR catalyst 6 is detected using a sensor, and the NOx purification rate is calculated from the NOx concentration reduction rate when the exhaust passes through the SCR catalyst 6.
  • the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 may be determined. Further, the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 may be determined by a known technique.
  • the trapped amount of PM that serves as a regeneration threshold of the filter 4 may be calculated based on the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. There is a correlation between the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 and the amount of PM trapped as the regeneration threshold of the filter 4. If this relationship is obtained in advance through experiments or the like, it is possible to calculate the amount of collected PM that serves as the regeneration threshold of the filter 4 based on the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. Based on this threshold value, it is determined whether or not there is a request to regenerate the filter 4 in step S103.
  • the regeneration amount of the filter 4 is set in order to set the amount of collected PM as a threshold value for regenerating the filter 4 according to the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6. It is possible to suppress the shortage of NH 3 inside.
  • NH 3 generation control and regeneration of the filter 4 are performed even if the amount of PM collected in the filter 4 is less than the threshold value. . That is, when the SCR catalyst 6 is deteriorated, the interval at which the filter 4 is regenerated is shortened. Since other devices are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 exceeds the allowable range, it may be determined that the SCR catalyst 6 is deteriorated. For example, when the amount of NH 3 that can be adsorbed to the maximum by the SCR catalyst 6 is equal to or less than the threshold value, it can be determined that the SCR catalyst 6 has degraded. Further, for example, the NOx purification rate in the SCR catalyst 6 may be calculated, and it may be determined that the SCR catalyst 6 has deteriorated when the NOx purification rate is equal to or less than a threshold value.
  • the regeneration of the filter 4 is performed when the amount of PM collected by the filter 4 becomes equal to or greater than a threshold value.
  • the filter 4 is regenerated even if the amount of PM collected by the filter 4 is less than the threshold value.
  • the regeneration time of the filter 4 is made shorter than when the SCR catalyst 6 is not deteriorated. That is, when the SCR catalyst 6 is deteriorated, the amount of NH 3 adsorbed by the SCR catalyst 6 decreases, and the amount of NOx that can be purified decreases. In accordance with this, the reproduction time of the filter 4 is shortened. Further, when the SCR catalyst 6 is deteriorated, the regeneration of the filter 4 is performed in a state where the amount of PM trapped in the filter 4 is small, so that the regeneration time of the filter 4 is shortened. Note that the greater the degree of deterioration of the SCR catalyst 6, the shorter the regeneration interval of the filter 4, and the shorter the regeneration time of the filter 4.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a flow of NOx purification control during regeneration of the filter 4 according to the present embodiment. This routine is executed by the ECU 10 every predetermined time. In addition, about the step where the same process as the said flowchart is made, the same code
  • step S401 a time for performing NH 3 generation control is set. At this time, since the amount of PM collected by the filter 4 is large, it is necessary to generate a large amount of NH 3 . In addition, since it is considered that the SCR catalyst 6 has not been deteriorated in the previous routine, the SCR catalyst 6 can adsorb much NH 3 . As described above, in this step, the time for performing NH 3 generation control is set to a relatively long time. This time may be a specified value stored in the ECU 10 in advance. Then, the process proceeds to step S104, the time set in step S401, NH 3 generation control is performed.
  • step S402 it is determined whether the SCR catalyst 6 has deteriorated. Although it may be determined whether the SCR catalyst 6 has deteriorated as described above, it is simply determined that the SCR catalyst 6 has deteriorated when the operation time of the internal combustion engine 1 is equal to or longer than a predetermined time. May be. Further, the longer the operating time of the internal combustion engine 1, the greater the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 may be. Alternatively, it may be determined that the SCR catalyst 6 has deteriorated when the travel distance of the vehicle is equal to or greater than a predetermined distance.
  • the longer the vehicle travels the greater the degree of deterioration of the SCR catalyst 6 may be. Further, it may be determined that the SCR catalyst 6 has deteriorated when the integrated value of the exhaust gas temperature is equal to or greater than a predetermined value. The degree of deterioration of the SCR catalyst 6 may be greater as the integrated value of the exhaust gas temperature is larger.
  • step S403 a time for performing NH 3 generation control is set. At this time, since the amount of PM collected by the filter 4 is small, the amount of NH 3 to be generated may be small. Further, since the SCR catalyst 6 is deteriorated, the amount of NH 3 that can be adsorbed is small. As described above, in this step, the time for performing NH 3 generation control is set to a relatively short time. This time is shorter than the time set in step S401. This time may be a specified value stored in the ECU 10 in advance. Further, the time for performing NH 3 generation control may be shortened according to the degree of deterioration of the SCR catalyst 6. Then, the process proceeds to step S104, the time set in step S403, NH 3 generation control is performed.
  • step S402 If a negative determination is made in step S402, it is not necessary to regenerate the filter 4, so this routine is terminated.
  • the interval at which the filter 4 is regenerated is shorter than when the filter 4 is not deteriorated, and the filter 4 is regenerated. Time to be shortened. That is, even if the filter 4 is deteriorated and the adsorbable amount of NH 3 is reduced, the regeneration interval of the filter 4 and the regeneration time of the filter 4 are adjusted accordingly, so that NH 3 is insufficient in the SCR catalyst 6. Can be suppressed. Thereby, it can suppress that a NOx purification rate falls.

Abstract

　フィルタ再生時のＮＯx浄化率の低下を抑制する。このため、選択還元型ＮＯx触媒と、選択還元型ＮＯx触媒よりも上流に設けられるフィルタと、選択還元型ＮＯx触媒よりも上流に設けられて排気の空燃比が理論空燃比以下のときにＮＨ３を生成するＮＨ３生成触媒と、フィルタの再生を行う再生部と、排気の空燃比を理論空燃比以下にしてＮＨ３生成触媒にてＮＨ３を生成させる生成部と、を備え、再生部は、生成部によるＮＨ３の生成が完了するまでフィルタの再生を禁止する。

Description

内燃機関の排気浄化装置
　本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
　排気中の粒子状物質（以下、ＰＭともいう。）を捕集するフィルタを備えることがある。このフィルタに捕集されたＰＭは、フィルタの温度を高くすると共に排気中の酸素濃度を高くすることで除去することができる。このようにフィルタからＰＭを除去することを、フィルタの再生という。そして、外気温度が所定値以下のときにフィルタの再生を禁止することで、フィルタの温度を上昇させるときの効率を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　また、フィルタの再生時に、該フィルタよりも上流側に備えられたＮＯxの吸着体から該フィルタへＮＯxを供給する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。この技術では、ＮＯxによりＰＭの酸化を促進させている。また、フィルタの再生前に、ＮＯxの吸着体へ予め必要な量のＮＯxを吸着させている。
　また、フィルタよりも下流側に三元触媒を備え、三元触媒にてＮＯxが浄化可能な理論空燃比近傍とした後に、フィルタを再生可能なリーン空燃比とする技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
　ところで、排気中のＰＭを捕集するフィルタよりも下流側に、吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、ＮＳＲ触媒ともいう。）及び選択還元型ＮＯx触媒（以下、ＳＣＲ触媒ともいう。）を設けることがある。このＮＳＲ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する。また、ＳＣＲ触媒は、還元剤によりＮＯxを選択還元する。
　ここで、フィルタの再生時には、該フィルタに流入する排気中の酸素濃度を高くする必要がある。また、フィルタの温度を高くする必要もある。このような状態では、ＮＳＲ触媒がＮＯxを吸蔵することが困難となる。また、ＳＣＲ触媒に還元剤を供給することも困難となる。したがって、フィルタの再生時には、ＮＯxの浄化率が低下する虞がある。
特開２００７－２５５２８９号公報 特開２００４－０５２６８０号公報 特開２００９－１２７５５９号公報
　本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタ再生時のＮＯx浄化率の低下を抑制することにある。
　上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
　内燃機関の排気通路に設けられてＮＨ３を還元剤としてＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒と、
　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられて排気の空燃比が理論空燃比以下のときにＮＨ３を生成するＮＨ３生成触媒と、
　前記フィルタの温度を上昇させると共に該フィルタに酸素を供給することでフィルタの再生を行う再生部と、
　排気の空燃比を理論空燃比以下にして前記ＮＨ３生成触媒にてＮＨ３を生成させる生成部と、
　を備え、
　前記再生部は、前記生成部によるＮＨ３の生成が完了するまで前記フィルタの再生を禁止する。
　ＮＨ３生成触媒は、例えば、Ｈ２やＨＣとＮＯとを反応させてＮＨ３を生成する触媒である。フィルタとＮＨ３生成触媒とでは、どちらが上流側に備わっていてもよい。選択還元型ＮＯx触媒は、ＮＨ３を吸着し、該ＮＨ３によりＮＯxを還元する。
　再生部は、フィルタに捕集されているＰＭが酸化する温度までフィルタの温度を上昇させると共に、フィルタに流入する排気の空燃比をリーン空燃比として排気中の酸素濃度を高める。これにより、ＰＭを酸化させる。
　生成部は、フィルタの再生が行われる前に、ＮＨ３を生成させる。すなわち、フィルタの再生が行われる前に、ＮＨ３生成触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比以下とする。なお、生成部によるＮＨ３の生成が完了してから、再生部がフィルタの再生を開始してもよい。
　ここで、ＮＨ３は高温になると加水分解されてしまう。このため、フィルタの再生中には、ＮＨ３を生成することが困難になる。すなわち、フィルタの再生に適した条件と、ＮＨ３の生成に適した条件と、が異なるため、一方を行っているときには、他方を行うことは困難になる。そうすると、フィルタの再生時に、ＮＨ３が不足して、ＮＯxの浄化が困難となる虞がある。これに対して生成部は、フィルタの再生が行われる前に、ＮＨ３を生成する。すなわち、フィルタの再生が行われてＮＨ３の生成が困難となる前に、ＮＨ３を生成して選択還元型ＮＯx触媒に吸着させておく。そうすると、フィルタの再生時にＮＨ３を生成しなくても、選択還元型ＮＯx触媒に予め吸着させておいたＮＨ３によりＮＯxを還元させることができる。これにより、フィルタの再生と、ＮＯxの浄化と、を両立させることができる。
　また、本発明においては、前記生成部は、前記フィルタの再生を行っているときに前記内燃機関から排出されるＮＯxを浄化するのに必要となる量のＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着するまでＮＨ３を生成することができる。
　ここで、フィルタの再生前に選択還元型ＮＯx触媒にＮＨ３を吸着させたとしても、その量が少ない場合には、フィルタの再生中にＮＨ３が不足する虞がある。これにより、フィルタの再生の途中でＮＯxを浄化することが困難となる虞がある。
　そこで、生成部は、フィルタの再生を行っているときにＮＨ３が不足しないように、フィルタの再生を行う前にＮＨ３を予め生成しておく。ここで、選択還元型ＮＯx触媒に十分な量のＮＨ３を吸着させておけば、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足することを抑制できる。すなわち、フィルタの再生が完了するまでに消費されるＮＨ３量以上のＮＨ３量を予め選択還元型ＮＯx触媒に吸着させておけば、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足することを抑制できる。
　フィルタの再生が完了するまでに消費されるＮＨ３量は、フィルタの再生が完了するまでに内燃機関から排出されるＮＯx量に基づいて算出することができる。内燃機関から排出されるＮＯx量は、例えば、現時点での内燃機関の運転状態が継続すると仮定することで推定することができる。また、フィルタに捕集されているＰＭ量に応じて、フィルタの再生に要する時間が長くなるため、ＮＯxの排出量も多くなる。したがって、フィルタに捕集されているＰＭ量に応じて、フィルタの再生が完了するまでのＮＯxの排出量を推定してもよい。
　また、本発明においては、前記再生部は、前記フィルタの再生を行っているときに、前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が所定値以下となった場合に、前記フィルタの再生を中断することができる。
　ここで、フィルタの再生を行っているときには、ＮＯxを浄化するために選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３が用いられるため、該ＮＨ３が徐々に減少する。そして、フィルタの再生を行う時間が長くなると、選択還元型ＮＯx触媒が吸着していたＮＨ３を使い切ってしまうことがある。なお、フィルタの再生前に十分な量のＮＨ３を選択還元型ＮＯx触媒に吸着させたとしても、フィルタの再生中に内燃機関の運転領域が変化すると、ＮＯxの排出量が変化するため、ＮＨ３が不足することもある。このようにＮＨ３が不足すると、ＮＯxの浄化が困難となる。
　また、選択還元型ＮＯx触媒には、ＮＨ３を吸着可能な温度の上限（以下、上限温度ともいう。）があり、この上限温度を超えると、吸着していたＮＨ３が排気中に放出される。したがって、フィルタ４の再生中に選択還元型ＮＯx触媒の温度が上限温度を超えると、ＮＯxの浄化が困難となる。
　そこで再生部は、ＮＨ３量が所定値以下となった場合にフィルタの再生を中断する。ここでいう所定値は、フィルタの再生時にＮＯxを還元することのできなくなる吸着量の上限値である。なお、所定値は、０としてもよい。すなわち、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３がなくなったときに、フィルタの再生を中断してもよい。また、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３がなくなると予測できる場合に、フィルタの再生を中断してもよい。また、選択還元型ＮＯx触媒の温度が、ＮＨ３を吸着可能な温度よりも高くなった場合に、フィルタの再生を中断してもよい。このようにフィルタの再生を中断することで、還元剤の不足によりＮＯxの浄化ができなくなることを抑制できる。
　また、本発明においては、前記生成部は、前記再生部が前記フィルタの再生を中断しているときに、排気の空燃比を理論空燃比以下にしてＮＨ３を生成させることができる。
　フィルタの再生を中断しているときに、生成部によりＮＨ３を生成させれば、選択還元型ＮＯx触媒がＮＨ３を再度吸着することができる。そうすると、フィルタの再生を再開したときにＮＯxを浄化することが可能となる。なお、選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が十分に多くなったときに、ＮＨ３の生成を終了し、且つ、フィルタの再生を再開させてもよい。
　また、本発明においては、前記生成部は、前記フィルタの再生を再開したとしても前記フィルタの再生を行っているときに前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が前記所定値以下とならないだけのＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着するまでＮＨ３を生成し、
　前記再生部は、前記フィルタの再生を再開したとしても前記フィルタの再生を行っているときに前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が前記所定値以下とならないだけのＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着した後に前記フィルタの再生を再開することができる。
　ここで、フィルタの再生を中断しているときに選択還元型ＮＯx触媒にＮＨ３を吸着させたとしても、その量が少ない場合には、フィルタの再生を再開した後に、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量が所定値以下となってしまう。そうすると、フィルタの再生を再度中断する必要がある。このため、フィルタの温度を何度も上昇させる必要が生じるので、燃費が悪化する虞がある。また、フィルタの再生が完了するまでに時間がかかってしまう。
　そこで、生成部は、フィルタの再生を再開させた後に、フィルタの再生を中断する必要がないように、ＮＨ３を生成しておく。ここで、選択還元型ＮＯx触媒に十分な量のＮＨ３を吸着させておけば、フィルタの再生を中断する必要はない。そして、フィルタの再生が完了するまでに消費されるＮＨ３量以上のＮＨ３量を予め選択還元型ＮＯx触媒に吸着させた後に、再生部がフィルタの再生を再開すれば、フィルタの再生を中断する必要がなくなる。
　また、本発明においては、前記再生部は、
　前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が閾値以上となると、前記フィルタの再生を開始し、
　前記フィルタの再生が開始されてから完了するまでの期間において前記内燃機関より排出されるＮＯxを前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量で浄化可能となるように、前記閾値を設定することができる。
　すなわち、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量に応じて、フィルタの再生を開始する時期、またはフィルタの再生を開始してから完了するまでの時間を設定することができる。ここで、フィルタの再生を行う時間は、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多いほど、長くなる。したがって、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多いほど、選択還元型ＮＯx触媒により多くのＮＨ３を吸着させておく必要がある。しかし、選択還元型ＮＯx触媒に吸着可能なＮＨ３量には限りがある。また、内燃機関の運転状態によっては、十分な量のＮＨ３を選択還元型ＮＯx触媒に吸着させることができない場合もある。これに対して、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量に合わせて、フィルタの再生を行う時間を決定すれば、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足することを抑制できる。
　そして、フィルタの再生を行う時間と、フィルタに捕集されている粒子状物質の量と、には相関関係があるため、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量に応じて、前記閾値を設定することができる。例えば、選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量が多いほど、閾値を大きくしてもよい。このようにして、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足することを抑制できる。なお、前記フィルタの再生中に排出されるＮＯx量が、前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着可能なＮＨ３量で浄化可能なＮＯx量以下となるように、前記閾値を設定してもよい。また、選択還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きくなるほど、吸着可能なＮＨ３量が少なくなるため、前記閾値を小さくしてもよい。
　また、本発明においては、前記再生部は、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きいほど、前記フィルタの再生を行う間隔を短くすることができる。
　ここで、選択還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きいほど、吸着可能なＮＨ３量が少なくなる。このため、選択還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きい場合には、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足する虞がある。これに対して、フィルタの再生を行う間隔を短くすれば、フィルタに捕集されている粒子状物質の量がより少ない状態でフィルタの再生が行われる。これにより、フィルタの再生に要する時間を短くすることができるため、フィルタの再生の途中でＮＨ３が不足することを抑制できる。
　また、本発明においては、前記生成部は、ＮＨ３の生成量が最も多くなる空燃比を含む所定の範囲の空燃比となるように、前記ＮＨ３生成触媒に流入する排気の空燃比を調整することができる。
　ここで、排気の空燃比を理論空燃比以下とすることにより、ＮＨ３生成触媒においてＮＨ３が生成される。しかし、空燃比によってＮＨ３の生成量に差が生じる。また、排気中のＨ２やＨＣとＮＯとを反応させてＮＨ３を生成する場合、空燃比が低すぎると、ＮＯが他の触媒で還元されてしまう。このため、ＮＯが不足して、ＮＨ３の生成が困難となる。
　これに対し、ＮＨ３の生成に適した空燃比とすることで、選択還元型ＮＯx触媒にＮＨ３を速やかに吸着させることができる。なお、所定の範囲の空燃比は、ＮＨ３の生成量が許容範囲となる空燃比の範囲としてもよい。また、生成部は、ＮＨ３の生成量が最も多くなる空燃比となるように、ＮＨ３生成触媒に流入する排気の空燃比を調整してもよい。また、ＮＨ３を生成するために必要となるＨ２の生成量が最も多くなる空燃比となるように、ＮＨ３生成触媒に流入する排気の空燃比を調整してもよい。そして、この排気の空燃比とする時間を所定時間継続することにより、選択還元型ＮＯx触媒に十分な量のＮＨ３を吸着させることができる。所定時間は、フィルタの再生時に必要となる量のＮＨ３が選択還元型ＮＯx触媒に吸着されるまでの時間としてもよい。
　また、本発明においては、前記再生部は、前記フィルタの再生を行っているときに、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度がＮＨ３を吸着可能な温度よりも高くなった場合に、前記フィルタの再生を中断し、
　前記生成部は、前記再生部が前記フィルタの再生を中断しているときに、排気の空燃比を理論空燃比以下にしてＮＨ３を生成させることができる。
　ここで、選択還元型ＮＯx触媒の温度が、ＮＨ３を吸着可能な上限温度を超えると、吸着していたＮＨ３が排気中に放出される。したがって、フィルタ４の再生中に選択還元型ＮＯx触媒の温度が前記上限温度を超えると、ＮＯxの浄化が困難となる。そこで再生部は、選択還元型ＮＯx触媒の温度がＮＨ３を吸着可能な温度よりも高くなった場合に、フィルタの再生を中断する。そして、フィルタの再生を中断しているときに、生成部によりＮＨ３を生成させれば、選択還元型ＮＯx触媒がＮＨ３を再度吸着することができる。そうすると、フィルタの再生を再開したときにＮＯxを浄化することが可能となる。
　本発明によれば、フィルタ再生時のＮＯx浄化率の低下を抑制することができる。
実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。 実施例１に係るフィルタの再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。 排気の空燃比を理論空燃比以下とするときの空燃比の推移を示した図である。 実施例２に係るフィルタの再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。 実施例３に係るフィルタの再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。 実施例４に係るフィルタの再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。
　以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
　図１は、本実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ガソリン機関であるが、ディーゼル機関であってもよい。内燃機関１は、たとえば車両に搭載される。
　内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、上流側から順に、三元触媒３、フィルタ４、吸蔵還元型ＮＯx触媒５（以下、ＮＳＲ触媒５という。）、選択還元型ＮＯx触媒６（以下、ＳＣＲ触媒６という。）が備えられている。なお、フィルタ４と、ＮＳＲ触媒５と、の順番は逆であってもよい。
　三元触媒３は、触媒雰囲気が理論空燃比のときにＮＯx，ＨＣおよびＣＯを最大効率で浄化する。また、三元触媒３は、酸素ストレージ能を有している。すなわち、流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときに過剰分の酸素を吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチ空燃比であるときに不足分の酸素を放出することにより、排気を浄化する。
　また、フィルタ４は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する。なお、フィルタ４には、触媒が担持されていてもよい。フィルタ４によってＰＭが捕集されることで、該フィルタ４にＰＭが徐々に堆積する。そして、フィルタ４の温度を強制的に上昇させる、所謂フィルタ４の再生処理を実行することで、該フィルタ４に堆積したＰＭを酸化させて除去することができる。たとえば、三元触媒３にＨＣを供給することでフィルタ４の温度を上昇させることができる。また、三元触媒３を備えずに、フィルタ４の温度を上昇させる他の装置を備えていてもよい。さらに、内燃機関１から高温のガスを排出させることでフィルタ４の温度を上昇させてもよい。
　また、ＮＳＲ触媒５は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機能を有する。ＮＳＲ触媒５に供給する還元剤には、内燃機関１から排出される未燃燃料であるＨＣまたはＣＯを利用することができる。
　なお、三元触媒３またはＮＳＲ触媒５を排気が通過するときに、排気中のＮＯxがＨＣまたはＨ２と反応してアンモニア（ＮＨ３）が生成されることがある。そして、本実施例においては三元触媒３またはＮＳＲ触媒５が、本発明におけるＮＨ３生成触媒に相当する。ＮＨ３生成触媒としては、三元触媒３またはＮＳＲ触媒５の何れか一方を備えていればよい。なお、本実施例においては、ＮＨ３生成触媒として三元触媒３またはＮＳＲ触媒５を使用しているが、これに代えて、ＮＨ３を生成可能な他の触媒を使用してもよい。
　ＳＣＲ触媒６は、還元剤を吸着しておき、ＮＯxが通過するときに、吸着していた還元剤によりＮＯxを選択還元する機能を有する。ＳＣＲ触媒６へ供給する還元剤には、三元触媒３またはＮＳＲ触媒５にて生成されるＮＨ３を利用することができる。
　また、三元触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気通路２には、排気の温度を検出する第一温度センサ１１と、排気の空燃比を検出する空燃比センサ１２と、が取り付けられている。なお、第一温度センサ１１により三元触媒３の温度、または、フィルタ４の温度を検出することができる。また、空燃比センサ１２により、内燃機関１からの排気の空燃比、または、フィルタ４に流入する排気の空燃比を検出することができる。
　また、ＮＳＲ触媒５よりも下流で且つＳＣＲ触媒６よりも上流の排気通路２には、排気の温度を検出する第二温度センサ１３と、排気中のＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ１４と、が取り付けられている。なお、第二温度センサ１３によりＮＳＲ触媒５の温度、または、ＳＣＲ触媒６の温度を検出することができる。また、ＮＯxセンサ１４により、ＳＣＲ触媒６に流入する排気中のＮＯx濃度またはＮＨ３濃度を検出することができる。また、ＮＯxセンサ１４により検出されるＮＨ３濃度に基づいて、ＳＣＲ触媒６が吸着するＮＨ３量を算出することもできる。
　なお、上記センサは、全て取り付ける必要はなく、適宜選択して取り付けてもよい。
　また、排気通路２には、フィルタ４よりも上流の圧力と、フィルタ４よりも下流の圧力と、の差を検出する差圧センサ１５が取り付けられている。この差圧センサ１５により、フィルタ４に捕集されているＰＭの量を検出することができる。
　また、内燃機関１には、内燃機関１へ燃料を供給する噴射弁７が取り付けられている。
　一方、内燃機関１には、吸気通路８が接続されている。吸気通路８の途中には、内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットル９が設けられている。また、スロットル９よりも上流の吸気通路８には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１６が取り付けられている。
　以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
　また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１７を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１８、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１９が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
　一方、ＥＣＵ１０には、噴射弁７及びスロットル９が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により噴射弁７の開閉時期及びスロットル９の開度が制御される。
　例えばＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１８により検出されるアクセル開度とクランクポジションセンサ１９により検出される機関回転数とから要求吸入空気量を決定する。そして、要求吸入空気量に応じて、スロットル９の開度が制御される。このときに変化する吸入空気量に応じた燃料噴射量を供給するように噴射弁７を制御する。このときに設定される空燃比を以下、通常の空燃比と称する。通常とは、後述するリッチスパイク、フィルタ４の再生、及びＮＨ３の生成が行われていないときとすることができる。この通常の空燃比は、内燃機関１の運転状態に応じて設定される空燃比である。そして、本実施例に係る内燃機関１では、リーンバーン運転がなされているため、通常の空燃比はリーン空燃比（例えば１８）である。
　また、ＥＣＵ１０は、ＮＳＲ触媒５に吸蔵されているＮＯxの還元処理を実施する。ＮＳＲ触媒５に吸蔵されているＮＯxの還元時には、噴射弁７から噴射する燃料の量またはスロットル９の開度を調整することにより、ＮＳＲ触媒５に流入する排気の空燃比を所定のリッチ空燃比まで低下させる所謂リッチスパイクを実施する。このときには、排気の空燃比が例えば１２．５付近となるように、吸入空気量または燃料噴射量が調整される。
　このリッチスパイクは、ＮＳＲ触媒５に吸蔵されているＮＯx量が所定量となった場合に実施される。ＮＳＲ触媒５に吸蔵されているＮＯx量は、たとえば、ＮＳＲ触媒５に流入するＮＯx量と、ＮＳＲ触媒５から流出するＮＯx量と、の差を積算することにより算出される。ＮＳＲ触媒５に流入するＮＯx量、及び、ＮＳＲ触媒５から流出するＮＯx量は、例えばセンサを取り付けることにより検出できる。また、所定の時間または所定の走行距離ごとにリッチスパイクを実施してもよい。
　また、ＥＣＵ１０は、フィルタ４に捕集されたＰＭを除去するフィルタ４の再生を行う。このフィルタ４の再生では、フィルタ４の温度を、ＰＭが酸化される温度まで上昇させた後に、排気の空燃比を所定のリーン空燃比としている。なお、本実施例においてはフィルタ４の再生を行うＥＣＵ１０が、本発明における再生部に相当する。
　フィルタ４の再生は、該フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値以上となったときに行われる。フィルタ４に捕集されているＰＭ量は、差圧センサ１５により検出することができる。また、フィルタ４に流入するＰＭ量と機関回転数及び機関負荷とは相関関係にあるため、機関回転数及び機関負荷から算出されるＰＭ量を積算しておき、該積算値が所定量に達したときにフィルタ４の再生を行ってもよい。さらに、所定の距離を走行する毎にフィルタ４の再生を行ってもよい。
　ところで、フィルタ４の再生時には、フィルタ４を流通する排気の温度を例えば５００℃から６００℃まで上昇させている。また、フィルタ４の再生時には、排気の空燃比を所定のリーン空燃比として排気中の酸素濃度を高くしている。このような状況では、三元触媒３におけるＮＯxの浄化率が低下する。また、ＮＳＲ触媒５においても、ＮＯxの吸蔵能力が低下する。一方、ＳＣＲ触媒６は、フィルタ４から離れて設けられている。このため、フィルタ４の再生時であっても、ＳＣＲ触媒６へ流入する排気の温度は比較的低いので、該ＳＣＲ触媒６においては、ＮＯxの浄化能力が高いまま維持される。しかし、フィルタ４の再生時にＮＨ３を生成することは困難である。
　そこで本実施例では、フィルタ４の再生時において、主にＳＣＲ触媒６にてＮＯxを浄化するように、フィルタ４の再生前にＳＣＲ触媒６にＮＨ３を吸着させておく。すなわち、ＥＣＵ１０は、ＮＨ３の生成が完了するまでフィルタ４の再生を禁止する。ＳＣＲ触媒６にＮＨ３を吸着させるために、排気の空燃比を理論空燃比以下とする。たとえば、理論空燃比よりもややリッチの空燃比としてもよい。このときに設定される空燃比は、例えば１３．５から１４．５であり、ＮＨ３の生成に適した空燃比である。この空燃比は、ＮＯx還元に適した空燃比（例えば１２．５）よりも高い空燃比である。例えば、水性ガスシフト反応または水蒸気改質反応により排気中のＣＯがＨ２に変化すれば、該Ｈ２がＮＯと反応してＮＨ３を生成することができる。そして、排気の空燃比を、ＮＨ３が最も多く生成される空燃比を含んだ所定の範囲の空燃比に調整してもよい。この所定の範囲は、ＮＨ３が多く生成される空燃比の範囲として予め実験等により求めることができる。
　このようにして生成されたＮＨ３を、ＳＣＲ触媒６に吸着させておく。これにより、フィルタ４の再生時に内燃機関１から排出されるＮＯxを、ＳＣＲ触媒６にて浄化することができる。
　図２は、本実施例に係るフィルタ４の再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に、ＥＣＵ１０により実行される。
　ステップＳ１０１では、機関回転数及び吸入空気量が取得される。本ステップでは、内燃機関１の運転領域を算出するために必要となる値が取得される。機関回転数は、クランクポジションセンサ１９により得る。また、吸入空気量は、エアフローメータ１６により得る。なお、吸入空気量に代えて、内燃機関１の負荷と相関関係にある他の物理量を検出してもよい。
　ステップＳ１０２では、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が検出される。このＰＭ量は、差圧センサ１５により得ることができる。
　ステップＳ１０３では、フィルタ４の再生を行う要求があるか否か判定される。本ステップでは、フィルタ４の再生を行うか否か判定してもよい。フィルタ４の再生は、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値以上のときに行われる。この閾値は、フィルタ４の再生が必要となる値として予め実験等により求めておく。なお、内燃機関１の運転領域がフィルタ４の再生に適した運転領域であるか否かをさらに判定してもよい。
　ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはフィルタ４の再生を行わずに本ルーチンを終了させる。
　ステップＳ１０４では、ＮＨ３を生成するための制御であるＮＨ３生成制御が行われる。ＮＨ３生成制御は、排気の空燃比を理論空燃比以下（例えば１３．５から１４．５の間の空燃比）とすることにより行われる。これにより、ＳＣＲ触媒６に還元剤としてのＮＨ３が吸着される。なお、本実施例においてはステップＳ１０４を処理するＥＣＵ１０が、本発明における生成部に相当する。そして、ＮＨ３の生成が完了したらステップＳ１０５へ進む。
　ステップＳ１０５では、フィルタ４の再生が行われる。フィルタ４の再生は、フィルタ４の温度を高温にした後に、排気の空燃比をリーンとすることにより行われる。この間に内燃機関１から排出されるＮＯxは、ＳＣＲ触媒６により浄化される。なお、本実施例においてはステップＳ１０５を処理するＥＣＵ１０が、本発明における再生部に相当する。
　このようにして、フィルタ４の再生を行う前に、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３を吸着させておくことができる。このため、フィルタ４の再生時であっても、ＮＯxを浄化することができる。
　なお、ＮＨ３生成制御を行う時間は、規定の時間としてもよいが、以下のようにして決定してもよい。
　例えば、ＮＨ３生成制御は、フィルタ４の再生を行っているときに内燃機関１から排出されるＮＯxを浄化するのに必要となる量のＮＨ３をＳＣＲ触媒６が吸着するまで行ってもよい。
　すなわち、フィルタ４の再生を行っているときにＮＨ３が不足しないように、フィルタ４の再生時に必要となる量のＮＨ３を予め生成しておく。これは、フィルタ４の再生が完了するまでに消費されるＮＨ３量以上の量のＮＨ３を予めＳＣＲ触媒６に吸着させておくともいえる。
　内燃機関１から排出されるＮＯx量は、例えば、現時点での内燃機関１の運転状態が継続すると仮定することで推定することができる。すなわち、内燃機関１の運転状態と単位時間当たりのＮＯxの排出量とには相関関係があるため、該内燃機関１の運転状態に基づいて、内燃機関１から単位時間当たりに排出されるＮＯx量を推定することができる。また、内燃機関１から単位時間当たりに排出されるＮＯx量を実験等により求めておいてもよい。この場合、内燃機関１から排出されるＮＯx量が最も多い運転状態のときの値を用いてもよい。
　また、フィルタ４の再生を行う時間は、フィルタ４に捕集されているＰＭ量に応じて変わる。したがって、フィルタ４に捕集されているＰＭ量に基づいて、フィルタ４の再生時間を算出することができる。そして、このフィルタ４の再生時間に、単位時間当たりに排出されるＮＯx量を乗算することで、フィルタ４の再生中に内燃機関１から排出されるＮＯxの総量を算出することができる。そして、内燃機関１から排出されるＮＯxの総量に応じて、必要となるＮＨ３量も決まる。
　なお、ＳＣＲ触媒６に吸着しているＮＨ３量は、生成されるＮＨ３量と等しいものと考えてもよい。また、ＮＨ３を吸着させている最中であっても、ＮＯxによりＮＨ３が消費されるため、この消費されるＮＨ３を考慮してもよい。さらに、ＳＣＲ触媒６の浄化性能によってもＮＨ３の吸着量が変化するため、この浄化性能を考慮してもよい。
　また、ＮＨ３生成制御は、ＳＣＲ触媒６に最大限吸着可能な量のＮＨ３が生成される時間だけ行ってもよい。
　ここで、図３は、排気の空燃比を理論空燃比以下とするときの空燃比の推移を示した図である。実線は、本実施例に係るＮＨ３生成制御を行っている場合の第一の例であり、一点鎖線は、本実施例に係るＮＨ３生成制御を行っている場合の第二の例であり、二点鎖線は、一般的なＮＯx還元のためのリッチスパイクを実施している場合であり、破線は、フィルタ４の再生を行わないときにおいてＳＣＲ触媒６にＮＨ３を供給するときの場合を示している。
　図３の二点鎖線で示されるように、一般的なＮＯx還元のためのリッチスパイクを実施している場合には、ＮＨ３を生成する必要がないため、ＮＯxの還元に適した空燃比（例えば１２．５）に設定される。また、図３の破線で示されるように、本実施例に係るＮＨ３生成制御を行っていない場合には、ＮＯxの還元に適した空燃比（例えば１２．５）に設定されＮＯxの還元が完了した後に、ＮＨ３生成に適した空燃比（例えば１３．５）に設定される。そして、ＮＳＲ触媒５でのＮＨ３生成のために設定される空燃比（例えば１３．５）の継続時間は比較的短い。すなわち、ＮＨ３が不足すれば、ＮＨ３をすぐに生成することができるため、ＮＨ３の生成のために設定される空燃比（例えば１３．５）の継続時間が短い。
　一方、図３の実線で示されるように、本実施例に係るＮＨ３生成制御を行っている場合の第一の例では、ＮＯxの還元に適した空燃比（例えば１２．５）に設定されＮＯxの還元が完了した後に、ＮＨ３生成に適した空燃比（例えば１３．５）に設定される。そして、ＮＳＲ触媒５でのＮＨ３生成のために設定される空燃比（例えば１３．５）の継続時間を比較的長くすることにより、ＮＨ３の生成量を増加させている。このＮＨ３生成のために設定される空燃比（例えば１３．５）の継続時間は、フィルタ４の再生時に必要となる量のＮＨ３がＳＣＲ触媒６に吸着されるまでの時間としてもよい。
　また、図３の一点鎖線で示されるように、ＮＯxの還元に適した空燃比（例えば１２．５）に設定しないで、ＮＨ３生成に適した空燃比（例えば１３．５）に設定することもできる。すなわち、ＮＯx還元のためのリッチスパイクを行わずに、ＮＨ３を生成してもよい。ＮＨ３生成に適した空燃比（例えば１３．５）としている時間は、フィルタ４の再生時に必要となる量のＮＨ３がＳＣＲ触媒６に吸着されるまでの時間としてもよい。
　本実施例では、フィルタ４の再生を行っている最中に、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量が不足する場合には、フィルタ４の再生を中断する。そして、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３を吸着させた後に、フィルタ４の再生を再開する。その他の装置などは実施例１と同じため、説明を省略する。
　フィルタ４の再生前にＮＨ３生成制御を行った場合、または、フィルタ４の再生前にすでにＳＣＲ触媒６にＮＨ３がある程度吸着していた場合であっても、フィルタ４の再生を行う時間が長くなると、ＳＣＲ触媒６においてＮＨ３が不足する虞がある。ここで、フィルタ４の再生に必要な時間は、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が多くなるほど長くなる。例えば、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値以上となったときにフィルタ４の再生を行うとしても、内燃機関１の運転領域がフィルタ４の再生に適した運転領域となるまでは、フィルタ４の再生を開始することができない。そして、内燃機関１の運転領域が、フィルタ４の再生に適した運転領域となるまでに時間がかかると、フィルタ４の再生を開始するまでに多くのＰＭが捕集される。
　また、ＳＣＲ触媒６に吸着可能なＮＨ３量には限りがあり、しかも、フィルタ４の再生時にＮＨ３を生成することは困難である。このようなことから、ＳＣＲ触媒６に吸着していたＮＨ３をフィルタ４の再生中に使い切ってしまうことも考えられる。そうすると、その後はＮＯxの浄化が困難となる。
　これに対し本実施例では、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量が所定値以下となった場合にフィルタ４の再生を中断する。ここでいう所定値は、フィルタ４の再生時にＮＯxを還元することのできなくなる吸着量の上限値である。なお、所定値は、０としてもよい。すなわち、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３がなくなったときに、フィルタ４の再生を中断してもよい。例えば、ＳＣＲ触媒６よりも下流にＮＯxを検出するセンサを設け、フィルタ４の再生中にＮＯxが検出された場合には、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３が吸着されていないと判断して、フィルタ４の再生を中断してもよい。また、フィルタ４の再生時に排出されると推定されるＮＯxの総量が、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３により浄化可能なＮＯx量よりも多い場合に、フィルタ４の再生を中断してもよい。
　また、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３がなくなると予測できる場合に、フィルタ４の再生を中断してもよい。ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量は、該ＳＣＲ触媒６に流入したＮＯx量に基づいて算出することができる。この場合、ＳＣＲ触媒６に流入したＮＯx量は、内燃機関１の運転状態から推定した値であってもよく、ＮＯxセンサ１４により検出した値であってもよい。
　そして、フィルタ４の再生を中断しているときに、ＮＨ３を生成させれば、ＳＣＲ触媒６がＮＨ３を再度吸着することができる。そうすると、フィルタ４の再生を再開したときにＮＯxを浄化することが可能となる。
　フィルタ４の再生を中断しているときにＮＨ３生成制御を行う時間は、規定の時間としてもよい。また、フィルタ４の再生が完了するまでに内燃機関１から排出されると推定されるＮＯxの総量を浄化可能な量のＮＨ３がＳＣＲ触媒６に吸着されるまでの時間としてもよい。
　図４は、本実施例に係るフィルタ４の再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に、ＥＣＵ１０により実行される。なお、前記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ２０１では、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量（ＮＨ３吸着量）が、所定値以下であるか否か判定される。この所定値は、ＮＯxを浄化できなくなるＮＨ３の吸着量の上限値である。なお、所定値は、０としてもよい。本ステップでは、ＳＣＲ触媒６が吸着していたＮＨ３を使い切ったか否か判定してもよい。本ルーチンでは、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３が残っている限りは、フィルタ４の再生を行い、フィルタ４の再生中にＮＨ３の残量が所定値以下となると、フィルタ４の再生を中断している。
　ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０２へ進んで、フィルタ４の再生が中断される。その後、ステップＳ１０４へ戻り、ＮＨ３が生成される。一方、ステップＳ２０１で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２０３へ進む。
　ステップＳ２０３では、ＳＣＲ触媒６の温度が閾値よりも高いか否か判定される。この閾値は、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３が吸着可能な温度の上限値である。ここで、フィルタ４の再生を行っている時間が長くなると、ＳＣＲ触媒６の温度が必要以上に高くなることがある。このため、ＳＣＲ触媒６の温度が閾値よりも高くなり、吸着していたＮＨ３が放出される虞がある。そこで、本ステップでは、ＳＣＲ触媒６の温度が、ＮＨ３を吸着可能な温度を超えたか否か判定している。
　ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０２へ進んで、フィルタ４の再生が中断される。一方、ステップＳ２０３で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２０４へ進む。
　ステップＳ２０４では、フィルタ４の再生が完了したか否か判定される。例えば、差圧センサ１５により検出されるＰＭ量が閾値未満となったときにフィルタ４の再生が完了したと判定される。また、フィルタ４の再生を開始してから所定の期間が経過したときに、フィルタ４の再生が完了したと判定してもよい。
　ステップＳ２０４で肯定判定がなされた場合には、本ルーチンを終了させる。一方、ステップＳ２０４で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２０１へ戻る。
　以上説明したように、本実施例によれば、ＳＣＲ触媒６にＮＨ３が吸着されている場合に限りフィルタ４の再生を行うため、フィルタ４の再生時にＮＯxがＳＣＲ触媒６を通り抜けることを抑制できる。
　本実施例では、フィルタ４の再生を行う基準となるＰＭの堆積量を、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて変化させる。すなわち、前記ステップＳ１０３における閾値を、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて変化させる。また、前記ステップＳ１０３における閾値を、ＳＣＲ触媒６が最大限吸着可能なＮＨ３量に応じて変化させてもよい。その他の装置などは実施例１と同じため、説明を省略する。
　ここで、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて、フィルタ４の再生時に浄化可能なＮＯx量が変化する。このため、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて、フィルタ４の再生時にＮＯxを浄化可能な時間が変化する。例えば、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量が少なくなるほど、フィルタ４の再生時にＮＯxを浄化可能な時間が短くなる。したがって、ＮＯxを浄化可能な範囲でフィルタ４の再生を行うことにより、フィルタ４の再生中にＮＯxがＳＣＲ触媒６を通り抜けることを抑制できる。また、ＮＯxの浄化が可能な限り、フィルタ４の再生を行うことができる。この場合、フィルタ４の再生時間は、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて制限される。すなわち、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて、フィルタ４の再生を行うことができる時間を変化させる。そして、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量によって、フィルタ４の再生を行うことができる時間を決めることができる。
　フィルタ４の再生を行う時間と、フィルタ４に捕集されているＰＭ量と、には相関関係があるため、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて、フィルタ４の再生時に除去可能なＰＭ量が定まる。この除去可能なＰＭ量を、前記ステップＳ１０３における閾値として設定する。すなわち、ステップＳ１０３における閾値を、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じて変化させる。
　また、例えば、ステップＳ１０３における閾値を、ＳＣＲ触媒６に最大限吸着可能なＮＨ３量に対応する値としてもよい。このＳＣＲ触媒６に最大限吸着可能なＮＨ３量は、ＳＣＲ触媒６の劣化と共に少なくなる。
　図５は、本実施例に係るフィルタ４の再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に、ＥＣＵ１０により実行される。なお、前記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
　本ルーチンでは、ステップＳ１０３の前に、ステップＳ３０１が処理される。ステップＳ３０１では、ステップＳ１０３においてフィルタ４の再生の閾値となるＰＭの捕集量が算出される。このＰＭの捕集量は、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に基づいて算出される。
　本ステップでは、まず、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量が算出される。このＮＨ３量は、ＳＣＲ触媒６が最も多くのＮＨ３を吸着したときの値として、予め実験等により求めておいてもよい。すなわち、ＳＣＲ触媒６が吸着し得るＮＨ３量の最大値としてもよい。なお、フィルタ４の再生中以外には、ＳＣＲ触媒６に、常にＮＨ３が最大限吸着しているように還元剤を供給しておいてもよい。
　ところで、ＳＣＲ触媒６が最大限吸着可能なＮＨ３量は、該ＳＣＲ触媒６の劣化とともに減少する。したがって、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いに基づいて、ＳＣＲ触媒６が最大限吸着可能なＮＨ３量を減少させてもよい。この場合、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが大きくなるほど、ステップＳ１０３における閾値が小さくなり、フィルタ４の再生を行う間隔が短くなる。なお、ＳＣＲ触媒６が劣化している場合には、劣化していない場合よりも、閾値を小さくするとしてもよい。
　そして、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いは、例えば、ＳＣＲ触媒６におけるＮＨ３の吸着性能に基づいて判断することができる。例えば、ＳＣＲ触媒６よりも下流に排気中のＮＨ３濃度を検出するセンサを設け、ＮＨ３を生成させたときに該センサによりＮＨ３が検出されるまでのＮＨ３の生成量に基づいて判断することができる。このＮＨ３の生成量は、ＳＣＲ触媒６が最大限吸着可能なＮＨ３量となる。また、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いをＳＣＲ触媒６の温度の履歴に応じて判断することもできる。また、例えばＳＣＲ触媒６よりも上流側と下流側とのＮＯx濃度をセンサを用いて検出し、排気がＳＣＲ触媒６を通過するときのＮＯx濃度の低減率からＮＯxの浄化率を算出することで、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いを判断してもよい。また、周知技術によりＳＣＲ触媒６の劣化の度合いを判断してもよい。
　また、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に基づいて、フィルタ４の再生の閾値となるＰＭの捕集量を算出してもよい。ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量と、フィルタ４の再生の閾値となるＰＭの捕集量と、には相関関係がある。この関係を予め実験等により求めておけば、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に基づいて、フィルタ４の再生の閾値となるＰＭの捕集量を算出することができる。そして、この閾値に基づいて、ステップＳ１０３でフィルタ４の再生を行う要求があるか否か判定される。
　以上説明したように、本実施例によれば、ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量に応じてフィルタ４の再生を行う閾値となるＰＭの捕集量を設定するため、フィルタ４の再生中にＮＨ３が不足することを抑制できる。
　本実施例では、ＳＣＲ触媒６が劣化していると判定された場合には、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値未満であっても、ＮＨ３生成制御及びフィルタ４の再生を行う。すなわち、ＳＣＲ触媒６が劣化した場合には、フィルタ４の再生を行う間隔を短くする。その他の装置などは実施例１と同じため、説明を省略する。
　ここで、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが許容範囲を超えたときに、ＳＣＲ触媒６が劣化していると判定してもよい。例えば、ＳＣＲ触媒６が最大限吸着可能なＮＨ３量が閾値以下となったときに、ＳＣＲ触媒６が劣化したと判定できる。また、例えば、ＳＣＲ触媒６におけるＮＯxの浄化率を算出し、このＮＯxの浄化率が閾値以下となったときに、ＳＣＲ触媒６が劣化したと判定してもよい。
　ＳＣＲ触媒６が劣化していない場合には、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値以上となったときに、フィルタ４の再生が行われる。一方、ＳＣＲ触媒６が劣化している場合には、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が閾値未満であっても、フィルタ４の再生が行われる。
　なお、ＳＣＲ触媒６が劣化している場合には、劣化していない場合よりも、フィルタ４の再生時間を短くする。すなわち、ＳＣＲ触媒６が劣化している場合には、該ＳＣＲ触媒６が吸着しているＮＨ３量が少なくなるため、浄化可能なＮＯx量が少なくなる。これに合わせて、フィルタ４の再生時間を短くする。また、ＳＣＲ触媒６が劣化している場合には、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が少ない状態でフィルタ４の再生が行われるため、フィルタ４の再生時間が短くなる。なお、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが大きいほど、フィルタ４の再生を行う間隔を短くし、且つフィルタ４の再生時間を短くしてもよい。
　図６は、本実施例に係るフィルタ４の再生時のＮＯx浄化制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に、ＥＣＵ１０により実行される。なお、前記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
　ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ４０１へ進む。ステップＳ４０１では、ＮＨ３生成制御を行う時間が設定される。このときには、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が多いために、多くのＮＨ３を生成する必要がある。また、前回ルーチンにおいてＳＣＲ触媒６は劣化していないと判定されていると考えられるため、ＳＣＲ触媒６は、多くのＮＨ３を吸着することができる。以上より、本ステップでは、ＮＨ３生成制御を行う時間が比較的長い時間に設定される。この時間は、予めＥＣＵ１０に記憶しておいた規定値としてもよい。そして、ステップＳ１０４へ進み、ステップＳ４０１で設定された時間だけ、ＮＨ３生成制御が行われる。
　一方、ステップＳ１０３で否定判定がなされた場合には、ステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２では、ＳＣＲ触媒６が劣化しているか否か判定される。前記したようにしてＳＣＲ触媒６が劣化しているか否か判定してもよいが、簡易的に、内燃機関１の運転時間が所定時間以上のときに、ＳＣＲ触媒６が劣化していると判定してもよい。また、内燃機関１の運転時間が長いほど、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが大きいとしてもよい。また、車両の走行距離が所定距離以上のときに、ＳＣＲ触媒６が劣化していると判定してもよい。また、車両の走行距離が長いほど、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが大きいとしてもよい。さらには、排気の温度の積算値が所定値以上のときに、ＳＣＲ触媒６が劣化していると判定してもよい。また、排気の温度の積算値が大きいほど、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いが大きいとしてもよい。
　ステップＳ４０２で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ４０３へ進む。ステップＳ４０３では、ＮＨ３生成制御を行う時間が設定される。このときには、フィルタ４に捕集されているＰＭ量は少ないため、生成するＮＨ３は少なくてよい。また、ＳＣＲ触媒６は劣化しているため、吸着可能なＮＨ３量は少ない。以上より、本ステップでは、ＮＨ３生成制御を行う時間が比較的短い時間に設定される。この時間は、ステップＳ４０１で設定される時間よりも短い。この時間は、予めＥＣＵ１０に記憶しておいた規定値としてもよい。また、ＳＣＲ触媒６の劣化の度合いに応じて、ＮＨ３生成制御を行う時間を短くしてもよい。そして、ステップＳ１０４へ進み、ステップＳ４０３で設定された時間だけ、ＮＨ３生成制御が行われる。
　また、ステップＳ４０２で否定判定がなされた場合には、フィルタ４の再生を行う必要がないため、本ルーチンを終了させる。
　以上説明したように、本実施例によれば、フィルタ４が劣化しているときには、劣化していないときよりも、フィルタ４の再生が行われる間隔が短くなり、且つ、フィルタ４の再生が行われる時間が短くなる。すなわち、フィルタ４が劣化してＮＨ３の吸着可能量が低下しても、それに合わせてフィルタ４の再生間隔及びフィルタ４の再生時間を調整するため、ＳＣＲ触媒６においてＮＨ３が不足することを抑制できる。これにより、ＮＯx浄化率が低下することを抑制できる。
１     内燃機関
２     排気通路
３     三元触媒
４     フィルタ
５     吸蔵還元型ＮＯx触媒（ＮＳＲ触媒）
６     選択還元型ＮＯx触媒（ＳＣＲ触媒）
７     噴射弁
８     吸気通路
９     スロットル
１０   ＥＣＵ
１１   第一温度センサ
１２   空燃比センサ
１３   第二温度センサ
１４   ＮＯxセンサ
１５   差圧センサ
１６   エアフローメータ
１７   アクセルペダル
１８   アクセル開度センサ
１９   クランクポジションセンサ

Claims (9)

  1. 　内燃機関の排気通路に設けられてＮＨ３を還元剤としてＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒と、
    　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
    　前記選択還元型ＮＯx触媒よりも上流の排気通路に設けられて排気の空燃比が理論空燃比以下のときにＮＨ３を生成するＮＨ３生成触媒と、
    　前記フィルタの温度を上昇させると共に該フィルタに酸素を供給することでフィルタの再生を行う再生部と、
    　排気の空燃比を理論空燃比以下にして前記ＮＨ３生成触媒にてＮＨ３を生成させる生成部と、
    　を備え、
    　前記再生部は、前記生成部によるＮＨ３の生成が完了するまで前記フィルタの再生を禁止する内燃機関の排気浄化装置。
  2. 　前記生成部は、前記フィルタの再生を行っているときに前記内燃機関から排出されるＮＯxを浄化するのに必要となる量のＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着するまでＮＨ３を生成する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 　前記再生部は、前記フィルタの再生を行っているときに、前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が所定値以下となった場合に、前記フィルタの再生を中断する請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 　前記生成部は、前記再生部が前記フィルタの再生を中断しているときに、排気の空燃比を理論空燃比以下にしてＮＨ３を生成させる請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 　前記生成部は、前記フィルタの再生を再開したとしても前記フィルタの再生を行っているときに前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が前記所定値以下とならないだけのＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着するまでＮＨ３を生成し、
    　前記再生部は、前記フィルタの再生を再開したとしても前記フィルタの再生を行っているときに前記選択還元型ＮＯx触媒に吸着しているＮＨ３量が前記所定値以下とならないだけのＮＨ３を前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着した後に前記フィルタの再生を再開する請求項３または４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 　前記再生部は、
    　前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が閾値以上となると、前記フィルタの再生を開始し、
    　前記フィルタの再生が開始されてから完了するまでの期間において前記内燃機関より排出されるＮＯxを前記選択還元型ＮＯx触媒が吸着しているＮＨ３量で浄化可能となるように、前記閾値を設定する請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  7. 　前記再生部は、前記選択還元型ＮＯx触媒の劣化の度合いが大きいほど、前記フィルタの再生を行う間隔を短くする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  8. 　前記生成部は、ＮＨ３の生成量が最も多くなる空燃比を含む所定の範囲の空燃比となるように、前記ＮＨ３生成触媒に流入する排気の空燃比を調整する請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  9. 　前記再生部は、前記フィルタの再生を行っているときに、前記選択還元型ＮＯx触媒の温度がＮＨ３を吸着可能な温度よりも高くなった場合に、前記フィルタの再生を中断し、
    　前記生成部は、前記再生部が前記フィルタの再生を中断しているときに、排気の空燃比を理論空燃比以下にしてＮＨ３を生成させる請求項１から８の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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