(57)【要約】【課題】排気循環触媒の温度に関わらず、フィルタの再生処理中に排気循環を継続し、内燃機関の排気浄化性能の低下を防止できる排気浄化システムを提供する。【解決手段】排気浄化システム４は、フィルタ６と、排気循環通路８と、排気循環触媒１０と、制御部１２と、を備える。フィルタ６は、内燃機関２の排気通路２３４に配置され、排気中の物質を集塵する。排気循環通路８は、排気通路２３４と内燃機関２の吸気通路２３０とを接続して、内燃機関２の排気を内燃機関２の吸気に循環する排気循環を行う。排気循環触媒１０は、排気循環通路８に配置され、排気を浄化する。制御部１２は、排気循環を行いながらフィルタに集塵した物質を除去する再生制御を実行する際に排気循環触媒１０が活性化する所定の温度未満の場合は、再生制御に優先して、排気循環触媒１０の温度を上昇させる昇温制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気を浄化する排気浄化システムであって、
前記内燃機関の排気通路に配置され、前記排気中の物質を集塵するフィルタと、
前記排気通路と前記内燃機関の吸気通路とを接続して、前記内燃機関の排気を前記内燃機関の吸気に循環する排気循環を行う排気循環通路と、
前記排気循環通路に配置され、前記排気循環通路に流れる前記排気を浄化する排気循環触媒と、
前記排気循環を行いながら前記フィルタに集塵した物質を除去する再生制御を実行する際に前記排気循環触媒が活性化する所定の温度未満の場合は、前記再生制御に優先して、前記排気循環触媒の温度を上昇させる昇温制御を行う制御部と、
を備える排気浄化システム。
【請求項２】
前記排気通路に配置されるタービンと、
前記タービンを流れる前記排気の量を調整する流量調整部と、
を有する過給機と、をさらに備え、
前記排気循環通路の入口は、前記排気通路の前記過給機よりも上流に接続され、
前記制御部は、前記調整部によって前記タービンに流れる排気の量を増加させて前記昇温制御を行う、
請求項１に記載の排気浄化システム。
【請求項３】
前記内燃機関の吸気通路に配置され、前記内燃機関の燃焼室に流入する吸気の量を調整するスロットルバルブをさらに備え、
前記排気循環通路の出口は、前記吸気通路の前記スロットルバルブよりも下流に接続され、
前記制御部は、前記スロットバルブを閉方向に制御することで前記昇温制御を行う、
請求項１または２に記載に排気浄化システム。
【請求項４】
前記内燃機関は、
排気弁と、
前記排気弁の閉じる時期を可変する可変装置と、
を有し、
前記制御部は、可変装置によって前記排気弁の閉じる時期を遅角させることで前記昇温制御を行う、
請求項１から３のいずれか１項に記載の排気浄化システム。
【請求項５】
前記内燃機関は、
燃料を噴射する燃料噴射装置と、
を有し、
前記制御部は、前記燃料噴射装置によって、前記内燃機関の燃焼に寄与する時期に燃料噴射を行う第１噴射と、前記第１噴射より遅い時期の前記排気の温度上昇に寄与する時期に前記燃料噴射を行う第２噴射と、を行い、前記昇温制御を行う際は、前記第１噴射と前記第２噴射との間の時期に前記燃料噴射を行う第３噴射を追加する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記フィルタに供給する酸素を吸蔵する酸素吸蔵部と、
前記酸素吸蔵部に酸素を供給する酸素供給部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記昇温制御を行う際に、前記酸素供給部から前記酸素吸蔵部へ酸素を供給する酸素吸蔵制御を行う、
請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システム、特に内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気を浄化するために、排気中の粒子状物質を集塵するフィルタを用いた排気浄化システムが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１の排気浄化システムは、フィルタと、フィルタの上流の排気通路から吸気通路へ排気を循環する排気循環通路と、排気循環通路上に配置された排気循環触媒と、制御部と、を備える。制御部は、フィルタの再生処理を行う際に、排気循環触媒の温度に応じて、排気循環を行うか否かを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許５４７８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の排気浄化システムでは、フィルタの再生処理を行う際に、排気循環触媒が排気循環触媒の活性温度である所定の温度以下である場合に、排気循環通路を閉塞して排気の再循環を中止する。このため、排気循環触媒が所定の温度以下でフィルタの再生を行う場合、フィルタの再生処理中は排気の再循環が中止される。排気の再循環が中止されると、内燃機関の排気中に含まれる窒素酸化物が増加する。このため、排気循環触媒の温度が所定の温度以下であると、内燃機関の排気浄化性能が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、排気循環触媒の温度に関わらず、フィルタの再生処理中に排気循環を継続し、内燃機関の排気浄化性能の低下を防止する内燃機関の排気浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る排気浄化システムは、内燃機関の排気を浄化するシステムである。排気浄化システムは、フィルタと、排気循環通路と、排気循環触媒と、制御部と、を備える。フィルタは、内燃機関の排気通路に配置され、排気中の物質を集塵する。排気循環通路は、排気通路と内燃機関の吸気通路とを接続して、内燃機関の排気を内燃機関の吸気に循環する排気循環を行う。排気循環触媒は、排気循環通路に配置され、排気を浄化する。制御部は、排気循環を行いながらフィルタに集塵した物質を除去する再生制御を実行する際に排気循環触媒が活性化する所定の温度未満の場合は、再生制御に優先して、排気循環触媒の温度を上昇させる昇温制御を行う。
【０００７】
この排気浄化システムでは、制御部は、排気循環触媒が活性化する所定の温度未満の場合は、フィルタの再生制御に優先して排気循環触媒の昇温制御を行う。これにより、排気循環触媒を活性化した状態で、フィルタの再生制御を開始することができる。このため、フィルタの再生制御中に、排気循環通路を介して排気を吸気通路に循環することができる。この結果、排気循環触媒の温度に関わらず、フィルタの再生処理中に排気循環を継続し、内燃機関の排気浄化性能の低下を防止することができる。
【０００８】
排気浄化システムは、過給機と、をさらに備えてもよい。過給機は、タービンと、流量調整部と、を有してもよい。タービンは、排気通路に配置される。流量調整部は、タービンを流れる排気の量を調整する。排気循環通路は、排気通路の過給機よりも上流と、吸気通路とを接続してもよい。制御部は、流量調整部によってタービンに流れる排気の量を増加させて昇温制御を行ってもよい。
【０００９】
この構成によれば、制御部は、流量調整部によってタービンに流れる排気の量を増加させる。タービンに流れる排気の量が増加すると、タービンが排気抵抗となり、排気通路の過給機よりも上流の排気圧力が高くなる。これにより、過給機よりも上流に接続された排気循環通路に、排気が流れやすくなる。この結果、排気循環通路を流れる排気の量が増加する。このため、排気循環触媒をより早期に昇温することができる。
【００１０】
排気浄化システムは、スロットルバルブをさらに備えてもよい。スロットルバルブは、内燃機関の燃焼室に流入する吸気量を調整する。排気循環通路は、吸気通路のスロットルバルブよりも下流と、排気通路と、を接続してもよい。制御部は、スロットバルブを閉方向に制御することで昇温制御を行ってもよい。
【００１１】
この構成によれば、制御部は、スロットルバルブを閉方向に制御することで昇温制御を行う。これにより、排気循環通路から吸気通路に循環する排気に対し、新しい空気（吸気）が混入する量を調整することができる。この結果、循環する排気の温度よりも低い温度の新しい空気が、排気循環通路から吸気通路に流入した排気に混入し温度をさげることを抑制できる。このため、循環する排気の温度がさらに上昇し、排気循環触媒の昇温が早期に行える。
【００１２】
内燃機関は、排気弁と、可変装置と、を有してもよい。可変装置は、排気弁の閉じる時期を調整する。制御部は、可変装置によって排気弁の閉じる時期を遅角させることで昇温制御を行ってもよい。
【００１３】
この構成によれば、制御部は排気バルブの閉じる時期を遅角させることで昇温制御を行う。このため、燃焼室内に残留する排気の量が増加し、燃焼温度が上昇する。これにより、排気循環通路に流れる排気温度も昇温する。この結果、排気循環触媒を早期に昇温することができる。
【００１４】
内燃機関は、燃料を噴射する燃料噴射装置と、を有してもよい。制御部は、内燃機関の燃焼に寄与する時期に燃料噴射装置によって燃料噴射を行う第１噴射と、第１噴射より遅く排気の温度上昇に寄与する時期に燃料噴射を行う第２噴射と、を行ってもよい。制御部は、昇温制御を行う際は、第１噴射と第２噴射との間の時期に燃料噴射を行う第３噴射を追加してもよい。
【００１５】
燃焼に寄与する時期に燃料噴射を行う第１噴射は、燃料が燃焼し内燃機関の出力に寄与する。このため、排気温度は上昇しないが、未燃燃料も増加しない。一方、第１噴射の噴射時期よりも遅くなると、燃焼への寄与がなくなる一方、排気温度は上昇する。排気の温度上昇に寄与する時期に燃料噴射行う第２噴射では、排気温度は上昇するが、未燃燃料も増加する。この構成によれば、制御部は、第１噴射と、第２噴射の間の時期に第３噴射を追加して燃料を噴射する。これにより、内燃機関の出力に対する影響を抑えつつ、未燃燃料の増加を抑え、排気温度を上昇させることができる。この結果、排気循環通路に流入する排気温度も上昇させることができる。また、第３噴射を行うことで、未燃燃料が排気循環通路に流入することを抑制することもできる。すなわち、未燃燃料が排気循環通路へ流入することを抑制しつつ、早期に排気循環触媒を昇温することができる。
【００１６】
排気浄化システムは、酸素吸蔵部と、酸素供給部と、をさらに備えてもよい。酸素吸蔵部は、フィルタに供給する酸素を吸蔵する。酸素供給部は、酸素吸蔵部に酸素を供給する。制御部は、昇温制御を行う際に、酸素供給部から酸素吸蔵部へ酸素を供給する酸素吸蔵制御を行ってもよい。
【００１７】
排気循環を行いながら、フィルタの再生を行うと、内燃機関で排気が再燃焼するため、排気に含まれる酸素が減少する。このため、フィルタで集塵した粒子状物質がフィルタ内で酸化するために必要な酸素量が不足する。酸素量が不足すると、集塵した粒子状物質が十分に酸化されず、一酸化炭素が排出される。一酸化炭素が排出されると、排気浄化性能が低下するという問題がある。この構成によれば、制御部は、昇温制御を行う際に、酸素供給部から酸素吸蔵部へ酸素を供給する。これにより、フィルタ内で不足する酸素を予め酸素吸蔵部に吸蔵させることができる。この結果、排気循環を行いながらフィルタの再生処理を行っても、排気浄化性能の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る排気浄化システムは、排気循環触媒の温度に関わらず、フィルタの再生処理中に排気循環を継続し、内燃機関の排気浄化性能の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の排気浄化システムのシステム図。
【図２】本発明の制御部のフィルタ再生制御におけるフローチャート。
【図３】本発明の燃料噴射装置による噴射時期を示すための図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、内燃機関２の排気浄化システム４は、フィルタ６と、排気循環通路８と、排気循環触媒１０と、制御部１２と、過給機１４と、スロットルバルブ１６と、酸素吸蔵部１８と、酸素供給部２０と、を備える。内燃機関２は、シリンダヘッド２０２と、シリンダブロック２０４に配置される気筒Ｎと、気筒Ｎ内を摺動するピストン２０６と、燃料噴射装置２０８と、排気弁２２２と、排気可変バルブタイミング装置（可変装置）２２６と、を有する。内燃機関２は、ピストン２０６とシリンダヘッド２０２および気筒Ｎとで、燃焼室２１０を形成する。また、燃料噴射装置２０８は、燃焼室２１０内に燃料を噴射する。燃料噴射装置２０８は、制御部１２と電気的に接続される。本実施形態では、内燃機関２は、ディーゼルエンジンを用いて説明するが、これに限定されるものではなく、直噴型のガソリンエンジンでもよい。
【００２２】
排気弁２２２と、排気可変バルブタイミング装置（可変装置）２２６は、シリンダヘッド２０２に配置される。シリンダヘッド２０２には、その他、吸気ポート２１２と、吸気弁２１４と、吸気カムシャフト２１６と、吸気可変バルブタイミング装置２１８と、排気ポート２２０と、排気カムシャフト２２４と、が配置される。吸気ポート２１２は、エアクリーナ２２７、吸気マニホールド２２８、およびインタークーラ２２９を含む吸気通路２３０に接続される。また、排気ポート２２０は、排気マニホールド２３２を含む排気通路２３４が接続される。なお、本実施形態では、吸気通路２３０の内燃機関２側を吸気通路２３０下流と称し、反対側を吸気通路２３０上流と称する。また、排気通路２３４の、内燃機関２側を排気通路２３４上流と称し、反対側を排気通路２３４下流と称する。
【００２３】
吸気ポート２１２は、燃焼室２１０と連通し、燃焼室２１０に吸気を供給するために設けられる。吸気弁２１４は、吸気ポート２１２に配置され、燃焼室２１０と吸気ポート２１２との通路を開閉する。吸気弁２１４は、吸気カムシャフト２１６によって駆動される。吸気弁２１４は、吸気可変バルブタイミング装置２１８によって吸気カムシャフト２１６の位相が制御されることで、ピストン２０６の上死点に対する開閉時期が制御される。
【００２４】
排気ポート２２０は、燃焼室２１０と連通し、燃焼室２１０から排気を排出するために設けられる。排気弁２２２は、排気ポート２２０に配置され、燃焼室２１０と排気ポート２２０との通路を開閉する。排気弁２２２は、排気カムシャフト２２４によって駆動される。排気弁２２２は、排気可変バルブタイミング装置２２６によって排気カムシャフト２２４の位相が制御されることで、ピストン２０６の上死点に対する開閉時期が制御される。吸気可変バルブタイミング装置２１８および排気可変バルブタイミング装置２２６は、それぞれ後述する制御部１２と電気的に接続される。
【００２５】
フィルタ６は、内燃機関２の排気通路２３４に配置される。フィルタ６は、内燃機関２の排気中の微粒子状物質を集塵するフィルタである。フィルタ６は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造である。本実施形態では、フィルタ６は、ディーゼルエンジンの排気中の粒子状物質を集塵するディーゼルパーティテキュレートフィルタである。フィルタ６に集塵された粒子状物質は、排気中の二酸化窒素（ＮＯ２）によって酸化（燃焼）されて二酸化炭素（ＣＯ２）として排出され、フィルタ６内に残存する二酸化窒素（ＮＯ２）は窒素（Ｎ２）に分解されて排出される。
【００２６】
フィルタ６の排気通路２３４上流には、酸化触媒部２６が配置される。酸化触媒部２６は、セラミックス材料で形成されたハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）等の貴金属で構成されるディーゼル酸化触媒が塗布される。酸化触媒部２６は、排気中に含まれる燃料成分の一種である炭化水素を酸化（燃焼）し、排気温度を上昇させる。また、酸化触媒部２６およびフィルタ６の前後には、検知部７が配置され、酸化触媒部２６およびフィルタ６中に含まれる酸素濃度を検出する。本実施形態では、検知部７は、酸化触媒部２６の排気通路２３４上流に配置される第１リニア空燃比センサ（第１検知部）３０と、フィルタ６の排気通路２３４下流に配置される第２リニア空燃比センサ（第２検知部）３２と、を有する。第１リニア空燃比センサ３０および第２リニア空燃比センサ３２は、制御部１２と電気的に接続される。検知部７は、第１リニア空燃比センサ３０と、第２リニア空燃比センサ３２で検出した空燃比の差によって、酸化触媒部２６およびフィルタ６中に含まれる酸素濃度を検出する。しかし、酸素濃度の検出方法はこれに限定されるものではなく、例えば、２つの酸素センサ（Ｏ２センサ）を用いて検出してもよい。また、フィルタ６の下流にのみにリニア空燃比センサもしくは酸素センサを配置して、制御部１２で検出した空燃比と吸気量などを比較することで、酸化触媒部２６およびフィルタ６中に含まれる、酸素濃度を推定してもよい。フィルタ６の排気通路２３４下流には、図示しないＮＯｘ吸蔵触媒や、尿素選択型還元触媒が配置され、粒子状物質以外の排気中の物質を浄化する。
【００２７】
フィルタ６は、内部に集塵した粒子状物質を除去するために、後述する制御部１２によって所定のタイミングで再生処理（再生制御）が実行される。この再生処理では、制御部１２は、膨張行程の後半に、燃料噴射装置２０８から燃料を噴射（以下ポスト噴射と記す）するよう制御し、排気の後燃えおよび酸化触媒部２６による燃焼を利用し、排気温度を上昇させる。制御部１２は、排気温度を上昇させることで、フィルタ６を所定の温度（例えば、６００℃）以上に昇温させて、フィルタ６に堆積している粒子状物質を酸化（燃焼）させて除去する。
【００２８】
排気循環通路８は、排気通路２３４と内燃機関２の吸気通路２３０とを接続して、内燃機関２の排気を内燃機関２の吸気に循環する排気循環を行う通路である。また、排気循環通路８の入口は、排気通路２３４の後述するタービン１４４よりも上流に接続される。排気循環通路８の出口は、吸気通路２３０の後述するスロットルバルブ１６よりも下流に接続される。排気循環弁９は、排気循環通路８の出口を開閉することで、排気循環通路８から吸気通路２３０に供給する排気の量を調整する。排気循環弁９は、例えば、ステッパ式モータにバルブを組み合わせて構成され、制御部１２と電気的に接続される。
【００２９】
排気循環触媒１０は、排気循環通路８に配置され、排気循環通路８に流れる排気を浄化する。排気循環触媒１０は、セラミックス材料で形成されたハニカム構造の担体に、白金（Ｐｔ）等の貴金属で構成される酸化触媒が塗布される。排気循環触媒１０は、排気循環通路８を流れる排気中の炭化水素を酸化（燃焼）させて浄化する。ところで、再生処理中に排気循環を行うと、ポスト噴射によって排気通路２３４に供給された未燃成分に含まれる炭化水素によって、排気循環通路８が著しく汚染される。排気循環触媒１０は、これを防止するために設けられたものである。しかし、排気循環触媒１０は、触媒の温度が所定の温度（例えば２００度）未満では活性化されておらず、炭化水素を浄化できない。これを防止するために、後述する通り、排気循環触媒１０の昇温制御が必要となる。
【００３０】
温度検知部１１は、排気循環触媒１０の温度を検知する、もしくは、推定するために設けられる。本実施形態では、温度検知部１１は、排気循環通路８の、排気循環触媒１０直前に設けられる。温度検知部１１は、制御部１２と電気的に接続され、検知した温度を制御部１２に送信する。制御部１２は、検知した温度を排気循環触媒１０の温度として使用する。温度検知部１１は、排気マニホールド２３２に設けてもよい。この場合は、制御部１２は、内燃機関２の運転状況から排気循環触媒１０の温度を推定する。
【００３１】
制御部１２は、再生制御部１２２と、酸素吸蔵制御部１２４と、昇温制御部１２６と、有する。再生制御部１２２は、排気循環を行いながらフィルタ６に集塵した物質を除去する再生制御を行う。昇温制御部１２６は、排気循環触媒１０を昇温する昇温制御を行う。酸素吸蔵制御部１２４は、酸素供給部２０から酸素吸蔵部１８に酸素を供給し、酸素吸蔵部１８に酸素を吸蔵する酸素吸蔵制御を行う。制御部１２は、内燃機関２および排気浄化システム４の各種センサや、各種装置と電気的に接続される。また、制御部１２は、アクセルポジションセンサ１２８で検知した、アクセル開度によって内燃機関２が出力すべき値である要求出力（トルク）を算出し、要求出力に応じた運転状態となるように各種装置を制御する。制御部１２は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成される。制御部１２は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関２および排気浄化システム４が、所望の運転状態となるように各種装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。
【００３２】
また、制御部１２は、燃料噴射装置２０８が燃料を噴射する時期を制御する。図３（ａ）は、内燃機関２の燃焼時における気筒Ｎの燃焼室２１０の圧力の変化を示した図である。また、図３（ｂ）は、燃焼室２１０に燃料を噴射する時期を示した図である。図３に示すように、制御部１２は、内燃機関２の圧縮行程から膨張行程前半にかけて、燃料噴射装置２０８によって、主噴射ＩＮＪ１（第１噴射）を行う。主噴射は、内燃機関２の燃焼に寄与する時期に行われる燃料噴射である。図３（ａ）に示すように、主噴射が噴射されると、燃焼室２１０の圧力が変化する。すなわち、主噴射は、内燃機関２の出力に影響を与える。
【００３３】
制御部１２は、主噴射ＩＮＪ１より遅い時期の膨張行程後半に、燃料噴射装置２０８によって、ポスト噴射ＩＮＪ２（第２噴射）を行う。ポスト噴射ＩＮＪ２（第２噴射）は、排気の温度上昇に寄与する時期に行う燃料噴射である。図３（ａ）に示すように、ポスト噴射ＩＮＪ２では、燃焼室２１０の圧力は変化しない。しかし、ポスト噴射ＩＮＪ２は、燃焼に寄与しないため未燃成分は増加する。主噴射ＩＮＪ１は、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射などで構成してもよい。また、制御部１２は、排気循環触媒１０の昇温制御を行う際は、主噴射ＩＮＪ１とポスト噴射ＩＮＪ２の間の時期に燃料噴射を行う追加噴射ＩＮＪ３（第３噴射）を追加する。追加噴射ＩＮＪ３は、主噴射ＩＮＪ１とポスト噴射ＩＮＪ２の間の時期に噴射を行われることで、未燃成分の発生を抑制しながら、排気を昇温することができる。
【００３４】
過給機１４は、コンプレッサ１４２と、タービン１４４と、流量調整部１４６と、を有する。コンプレッサ１４２は、吸気通路２３０に配置される。タービン１４４は、排気通路２３４に配置される。また、タービン１４４は、排気通路２３４の酸化触媒部２６より上流に配置される。コンプレッサ１４２とタービン１４４とは、タービン軸によって連結されている。流量調整部１４６は、タービン１４４を流れる排気の量を調整する。本実施形態では、流量調整部１４６は、ウェストゲートバルブであり、タービン１４４をバイパスするバイパス通路１４８を開閉する。流量調整部１４６が閉方向に制御されると、排気の流れによってタービン１４４が回転し、同軸上のコンプレッサ１４２が回転する。コンプレッサ１４２が回転すると、コンプレッサ１４２の回転によって加圧された空気（吸気）が、吸気通路２３０に送り出される。また、流量調整部１４６が閉方向に制御されることで、タービン１４４に流れる排気の量が増加する。これにより、タービン１４４は、排気抵抗となるため排気通路２３４のタービン１４４より上流の排気圧力も上昇する。
【００３５】
スロットルバルブ１６は、内燃機関２の吸気通路２３０に配置され、内燃機関２の燃焼室２１０に流入する吸気の量を調整する。スロットルバルブ１６は、制御部１２と電気的に接続される。
【００３６】
酸素吸蔵部１８は、フィルタ６に供給する酸素を吸蔵する。酸素吸蔵部１８は、フィルタ６もしくは、酸化触媒部２６に配置される。酸素吸蔵部１８は、セリア系材料が、フィルタ６もしくは、酸化触媒部２６の担体に塗布されることで形成される。酸素吸蔵材はリーン雰囲気下で酸素を吸蔵し、リッチ雰囲気下で吸蔵した酸素を脱離させる特性を持つ。このため、ポスト噴射によって、酸化触媒部２６、または、フィルタ６がリッチ雰囲気下になると、吸蔵した酸素を離脱させる。
【００３７】
酸素供給部２０は、酸素吸蔵部１８に酸素を供給する。酸素供給部２０は、フィルタ６または酸化触媒部２６の排気通路２３４上流に配置され、酸素吸蔵部１８に空気中に含まれる酸素を供給する。酸素吸蔵部１８は、酸素供給部２０から供給される空気によってリーン雰囲気となり、空気中の酸素を吸蔵する。酸素供給部２０は、電動ポンプ（図示せず）などに接続され、空気が酸素供給部２０に供給される。
【００３８】
次に、図２のフローチャートを用いて本発明の制御部１２の制御フローについて説明する。
【００３９】
制御部１２は、フィルタの再生処理要求を受け取ると（Ｓ１）、排気循環弁９が開状態か否か判定する。制御部１２は、排気循環弁９が開状態ではない場合は（Ｓ２  ＮＯ）、開状態にする（Ｓ３）し、Ｓ４へ処理を進める。制御部１２は、排気循環触媒１０の昇温制御が完了しているか否か判定する（Ｓ４）。より具体的には、制御部１２は、昇温制御が完了し昇温制御完了のフラグが記録されているか否かを判定する。制御部１２は、昇温制御が完了している場合は（Ｓ４  ＹＥＳ）、再生制御部１２２によって排気循環を行いながらフィルタ６に集塵した物質を除去する再生制御を実施する。一方、制御部１２は、昇温制御が完了してない場合は（Ｓ４  ＮＯ）、再生制御に優先して昇温制御を行う。制御部１２は、温度検知部１１から排気循環触媒１０の温度Ｔを取得し、排気循環触媒１０の温度Ｔが、排気循環触媒１０が活性化する所定の温度Ｔ１未満か否かを判定する（Ｓ５）。制御部１２は、排気循環触媒１０の温度が所定の温度Ｔ１以上の場合は（Ｓ５  ＹＥＳ）、昇温制御完了のフラグを記録し、再生制御を行う。一方、制御部１２は、排気循環触媒１０の温度が所定の温度Ｔ１未満の場合は、再生制御に優先して昇温制御を行うために、Ｓ６へ処理を進める。
【００４０】
制御部１２は、要求出力Ｒｔが第１所定出力Ｒ１より大きいか否か判定する（Ｓ６）。第１所定出力Ｒ１は、過給機１４によって過給される過給領域と、非過給領域との境界となる値である。制御部１２は、要求出力Ｒｔが第１所定出力Ｒ１より小さい場合は（Ｓ６  ＮＯ）、スロットルバルブを閉方向に制御することで昇温制御を行う（Ｓ７）。これにより、排気循環通路８から吸気通路２３０に循環する排気に対し、新しい空気（吸気）が混入する量を調整することができる。また、制御部１２は、排気可変バルブタイミング装置（可変装置）２２６によって、排気弁２２２の閉じる時期を遅角することで昇温制御を行う。これにより、燃焼室２１０内に残留する排気の量が増加し、燃焼温度が上昇する。また、制御部１２は、追加噴射ＩＮＪ３を行う。これにより、排気温度が上昇する。制御部１２は、第１所定出力Ｒ１の非過給領域では、これら制御によって非過給領域であっても、排気循環通路８に流れる排気を昇温することができる。
【００４１】
一方、制御部１２は、要求出力Ｒｔが第１所定出力Ｒ１以上の場合、すなわち過給領域の場合は（Ｓ６  ＹＥＳ）、要求出力が第２所定出力Ｒ２より大きいか否か判定するする（Ｓ１０）。ここで、第２所定出力Ｒ２は、内燃機関２の回転数が過給領域のうち低回転から中回転とるなる領域（中負荷領域）を示す値である。制御部１２は、要求出力ＲｔがＲ１以上かつＲ２より小さい場合は（Ｓ１０  ＹＥＳ）、流量調整部１４６であるウェストゲートバルブを閉じる（Ｓ１１）。これにより、タービン１４４に流れる排気の量を増加し、タービン１４４が回転して過給圧も上昇する。これと同時に、タービン１４４が排気抵抗となり、タービン１４４の排気通路２３４上流の排気圧力が高くなる。これにより、過給機１４のタービン１４４よりも上流に接続された排気循環通路８に、排気が流れやすくなる。この結果、排気循環通路８を流れる排気の量が増加する。また、制御部１２は、スロットルバルブ閉方向に制御し（Ｓ１２）、排気弁２２２の閉じる時期を遅角し（Ｓ１３）、追加噴射ＩＮＪ３を行う（Ｓ１４）ことで昇温制御を行う。これにより、Ｓ７からＳ９と同様に、排気循環通路８に流れる排気を昇温できる。また、制御部１２は、排気循環通路８に流れる排気の量が増加した状態で排気を排気循環触媒１０の昇温制御できる。この結果、排気循環触媒１０の昇温制御を、早期に完了させることができる。
【００４２】
また、制御部１２は、要求出力Ｒｔが第２所定出力Ｒ２以上となる場合は（Ｓ１０  ＮＯ）、流量調整部１４６であるウェストゲートバルブを閉じ（Ｓ１５）、追加噴射ＩＮＪ３を実施する（Ｓ１６）。この領域では、内燃機関２は高回転（高負荷）で運転される。この領域では、燃焼室２１０に送る空気の抵抗や、燃焼室２１０の残留ガスによって、内燃機関２への出力性能に影響がでる。そこで、制御部１２は、内燃機関２への出力性能への影響がでないように、排気弁２２２の遅角による内部排気循環の増大（残留ガス増大）と、スロットルバルブ閉による吸気通路２３０の抵抗増大を避ける。一方、過給度合に応じて流量調整部１４６であるウェストゲートバルブを閉じ（Ｓ１５）、追加噴射ＩＮＪ３を行い（Ｓ１６）、排気循環触媒１０の昇温制御を行う。
【００４３】
制御部１２は、上記の制御を行ったのち、温度検知部１１から再度排気循環触媒１０の温度Ｔを取得し、排気循環触媒１０の温度Ｔが所定の温度Ｔ１未満か否かを判定する（Ｓ１７）。制御部１２は、排気循環触媒１０の温度が所定の温度Ｔ１以上の場合は（Ｓ１７  ＹＥＳ）、昇温制御完了のフラグを記録し、再生制御を開始する。一方、排気循環触媒１０の温度Ｔが所定の温度Ｔ１未満の場合は、再びＳ５の前に処理を戻して、昇温制御を続ける。なお、制御部１２は、これらの昇温制御を行う際に、酸素供給部２０から酸素吸蔵部１８へ酸素を供給する吸蔵制御を行ってもよい。これにより、排気循環を行いながら再生処理をする際に、フィルタ６で不足する酸素を予め吸蔵させておくことができる。
【００４４】
以上説明した通り、排気循環触媒１０の温度に関わらず、フィルタ６の再生処理中に排気循環を継続し、内燃機関２の排気浄化性能の低下を防止できる。
【００４５】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【００４６】
（ａ）本実施形態では、フィルタ６は、ディーゼルパーティキュレートフィルタを用いて説明したが、直噴型ガソリンエンジンの場合は、ガソリンパーティキュレートフィルタであってもよい。この場合、フィルタ６は、担体に活性貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）等からなる三元触媒を塗布してもよいし、フィルタ６の排気通路２３４の上流または下流に三元触媒を配置してもよい。
【００４７】
（ｂ）本実施形態では、流量調整部１４６は、バイパス通路１４８を開閉するウェストゲートバルブを用いて説明したが、これに限定されるものではない。過給機１４は、タービン側に装置された可変ノズルベーンの開閉度合を変化させる、可変ノズル式の過給機であってもよい。この場合、可変ノズルベーンを調整して、ノズル開口を小さくすることで、タービンの排気通路上流の排気抵抗が大きくなる。いずれにせよ、過給機１４は、タービンに流入する排気の量を調整する流量調整部１４６を有していればよい。
【符号の説明】
【００４８】
２：内燃機関，４：排気浄化システム，６：フィルタ，８：排気循環通路
１０：排気循環触媒，１２：制御部，１４：過給機，１６：スロットルバルブ
１８：酸素吸蔵部，２０：酸素供給部
１４４：タービン，１４６：流量調整部，２０８：燃料噴射装置
２１０：燃焼室，２２２：排気弁，
２２６：排気可変バルブタイミング装置（可変装置）
２３０：吸気通路，２３４：排気通路
ＩＮＪ１：主噴射（第１噴射），ＩＮＪ２  ：ポスト噴射（第２噴射），ＩＮＪ３：追加噴射（第３噴射）
Ｔ：排気循環触媒の温度，Ｔ１：所定の温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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