(57)【要約】【課題】吸蔵還元型のＮＯｘ触媒によるＮＯｘ浄化率を高める技術を提供する。【解決手段】ＮＯｘ触媒にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりも酸化還元反応の反応性が高い還元成分をＮＯｘ触媒に供給する還元成分供給手段と、ＨＣ供給手段及び／又は還元成分供給手段によってＮＯｘ触媒にＨＣ及び／又は還元成分を供給することによってＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元処理を実行するＮＯｘ還元手段と、を備え、ＮＯｘ還元手段は、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる所定の条件が成立している場合、及び／又は、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることが検知された場合、そうでない場合と比較して、ＮＯｘ触媒に供給するＨＣ及び還元成分の総量に対する還元成分の比率を高くする、又は、ＮＯｘ触媒に供給する還元成分の量を多くすることを特徴とする。【選択図】図２
2010019171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型のＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、
前記ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりもＮＯｘ触媒における酸化還元反応の反応性が高い還元成分を前記ＮＯｘ触媒に供給する還元成分供給手段と、
前記ＨＣ供給手段及び／又は前記還元成分供給手段によって前記ＮＯｘ触媒にＨＣ及び／又は前記還元成分を供給することによって前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元処理を実行するＮＯｘ還元手段と、
を備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ還元処理の実行時に、
前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる所定の条件の成立している場合、及び／又は
前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることが検知された場合、
そのいずれでもない場合と比較して、
前記ＮＯｘ触媒に供給するＨＣ及び前記還元成分の総量に対する前記還元成分の比率を高くする、又は、
前記ＮＯｘ触媒に供給する前記還元成分の量を多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＮＯｘ還元手段は、
前記所定の条件の成立に起因する前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいほど、
前記還元成分の比率をより高くする、又は
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記ＮＯｘ還元手段は、
前記検知された前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいほど、
前記還元成分の比率をより高くする、又は
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記ＮＯｘ触媒の温度を取得する触媒温度取得手段を更に備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、
前記触媒温度取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の基準温度より低い場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件が成立していると判断することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記触媒温度取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒の温度が低いほど、
前記還元成分の比率をより高くする、又は
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を取得する触媒通過ガス量取得手段を更に備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記触媒通過ガス量取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が所定の基準流量より多い場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件が成立していると判断することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記吸入空気量取得手段によって取得される吸入空気量がより多いほど、
前記前記還元成分の比率をより高くする、又は、
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
前記ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘの量を取得するＮＯｘ量取得手段を更に備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ量取得手段によって取得されるＮＯｘ量が所定の基準量を超えた場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることを検知することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ量取得手段によって取得されるＮＯｘ量がより多いほど、
前記還元成分の比率をより高くする、又は、
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記ＮＯｘ触媒から流出する排気の空燃比を測定する空燃比センサを更に備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記空燃比センサによって測定される排気の空燃比が所定の基準値よりリーン側の値である場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることを検知することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記空燃比センサによって取得される空燃比がよりリーンであるほど、
前記還元成分の比率をより高くする、又は
前記還元成分の量をより多くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、
前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を取得する排気温度取得手段を更に備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記排気温度取得手段によって取得される排気の温度が所定の基準排気温度より高い場合、前記ＨＣ供給手段によるＨＣの供給及び前記還元成分供給手段による前記還元成分の供給を行わないことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯｘ触媒の触媒温度が低い場合には排気中のＣＯ量を増加させ、ＮＯｘ触媒の触媒温度が高い場合には排気中のＨＣ量を増加させることによって、広い温度範囲で高いＮＯｘ浄化率を得ることを図った技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−１６４９２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０３６９号公報
【特許文献３】特開２００７−４０２４１号公報
【特許文献４】特開２００４−３４６８７７号公報
【特許文献５】特開２００３−１７２１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、ＮＯｘ触媒の触媒温度のみに応じて排気中のＣＯ量及びＨＣ量を調節しており、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率に影響を与え得るその他の要因について考慮していないので、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化性能を十分に発揮できない場合があった。
【０００４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率をより高めることを可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の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た吸蔵還元型のＮＯｘ触媒と、
前記ＮＯｘ触媒にＨＣを供給するＨＣ供給手段と、
前記ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりもＮＯｘ触媒における酸化還元反応の反応性が高い還元成分を前記ＮＯｘ触媒に供給する還元成分供給手段と、
前記ＨＣ供給手段及び／又は前記還元成分供給手段によって前記ＮＯｘ触媒にＨＣ及び／又は前記還元成分を供給することによって前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元処理を実行するＮＯｘ還元手段と、
を備え、
前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ還元処理の実行時に、
前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる所定の条件が成立している場合、及び／又は、
前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることが検知された場合、
そのいずれでもない場合と比較して、
前記ＮＯｘ触媒に供給するＨＣ及び前記還元成分の総量に対する前記還元成分の比率を高くする、又は、
前記ＮＯｘ触媒に供給する前記還元成分の量を多くする
ことを特徴とする。
【０００６】
吸蔵還元型のＮＯｘ触媒は、流入する排気の空燃比がリーンの時に排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の空燃比がストイキ又はリッチになると吸蔵していたＮＯｘを放出するとともに、還元剤存在下で当該放出したＮＯｘを還元してＮ２に無害化する機能を有する触媒である。従って、ＮＯｘ触媒によってＮＯｘを還元浄化するためには、ＮＯｘ触媒
をストイキ又はリッチ雰囲気とするとともにＮＯｘをＮ２に還元するために十分な量の還元剤をＮＯｘ触媒に供給する必要がある。
【０００７】
本発明においては、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する手段として、ＨＣ供給手段と還元成分供給手段とを有している。ＨＣ供給手段としては、ＮＯｘ触媒より上流側の排気通路に未燃燃料を添加することや、膨張行程後期に副噴射（ポスト噴射）を行うこと等を例示できる。還元成分供給手段としては、高ＥＧＲ率で燃焼させることや、リッチ空燃比で燃焼させることや、低温燃焼を行うことや、吸入空気量を絞ることや、排気行程後期から吸気行程初期に副噴射（ビゴム噴射）を行うことや、膨張行程初期に副噴射（アフター噴射）を行うこと等を例示できる。
【０００８】
ＨＣ供給手段によれば、燃費の悪化を抑制しつつ比較的多い量の還元剤をＮＯｘ触媒に供給することができる。しかしながら、ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣは比較的重質であり、ＮＯｘ触媒における酸化還元反応の速度が遅く、反応性が低い。一方、還元成分供給手段によって供給される還元成分はＣＯやＨ２や軽質なＨＣ等であり、これらはＮＯｘ触媒において酸化還元反応の速度が速く、反応性が高い。しかしながら、還元成分供給手段によって還元成分を供給する場合、燃費やドライバビリティへの影響を抑制しつつ大量の還元剤を供給することが難しい。
【０００９】
ここで、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性に影響する条件としては、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応環境に係る条件と、ＮＯｘ触媒自身の状態に係る条件とが考えられる。前者のＨＣの反応環境に係る条件としては、ＮＯｘ触媒の温度や、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量等を挙げることができる。例えば、ＮＯｘ触媒の温度が低い場合、ＨＣの反応性は低下する。また、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が多い場合、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応時間が短くなるので、反応性の低いＨＣではＮＯｘ触媒において十分に反応できなくなる。本発明においては、このようなＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応環境に係る条件に基づいて、「ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件」が成立しているか否かを判断する。
【００１０】
更に、後者のＮＯｘ触媒自身の状態に係る条件としては、ＮＯｘ触媒の経時的な性能劣化等を挙げることができる。例えば、ＮＯｘ触媒の劣化によりＮＯｘ触媒の酸化能が低下している場合、ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘ量や未反応ＨＣ量が想定よりも多くなる。また、ＮＯｘ触媒の劣化に起因してＮＯｘ触媒に供給したＨＣが十分に反応していない場合、ＮＯｘ触媒下流に空燃比センサを配置して排気の空燃比を測定すると、想定よりもリーン側の値が測定されることが判っている。本発明においては、このようなＮＯｘ触媒の自身の状態を反映する現象に基づいて、「ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していること」を検知する。
【００１１】
本発明においては、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件が成立していると判断された場合、及び／又は、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることを検知した場合、このようなＨＣの反応性が低くなる諸条件が成立していないと判断される通常時と比較して、ＮＯｘ還元処理において、ＮＯｘ触媒に供給するＨＣ及び還元成分の総量に対する還元成分の比率を高くする、又は、ＮＯｘ触媒に供給する還元成分の量を多くする。ここで、ＨＣの反応性が低くなる条件下でのＮＯｘ還元処理においてＨＣ供給手段によって供給されるＨＣの量は、通常時と比較して少なくしても良いし、変化させなくても良い。還元成分の量の増加分に応じてＨＣの量を減少させることによって、ＮＯｘ還元処理においてＮＯｘ触媒に供給される全還元剤量が変化しないようにしても良い。この場合、全還元剤量に対する還元成分の比率が通常時より高くされることを意味する。また、通常時のＮＯｘ還元処理においては全還元剤量をＨＣによって供給しても良いし、通常時においてもＨＣ供給手段及び還元成分供給手段の両方によって還元剤を供給し、ＨＣの
反応性が低い条件下では還元成分の量又は比率を増やすようにしても良い。
【００１２】
これにより、ＨＣの反応性が低い条件下においても、高い反応性によって好適に酸化還元反応可能なＣＯやＨ２や軽質なＨＣ等の還元成分を主体とする還元剤をＮＯｘ触媒に供給することによって、好適にＮＯｘ還元処理を実行することができ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を高めることが可能となる。また、ＨＣの反応性が十分高い条件下では、ＨＣを主体とする還元剤をＮＯｘ触媒に供給することによって、燃費への影響を抑えつつＮＯｘ還元処理を実行することもできる。
【００１３】
本発明において、ＮＯｘ還元手段は、前記所定の条件の成立に起因する前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいほど、前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。或いは、ＮＯｘ還元手段は、前記検知された前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいほど、前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。
【００１４】
ここで、「前記所定の条件の成立に起因するＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きい」とは、上述したＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応環境に係る条件が、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性をより低下させるような条件として成立していることを意味する。例えば、ＮＯｘ触媒の温度が低いほど、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性はより低下する。また、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が多いほど、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応時間はより短くなり、ＮＯｘ触媒においてＨＣはより反応しにくくなる。従って、これらの例では、ＮＯｘ触媒の温度がより低いほど、又は、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量がより多いほど、還元成分の比率又は量をより一層増加させる。
【００１５】
また、「前記検知された前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きい」とは、上述したＮＯｘ触媒自身の状態に係る条件が、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性をより低下させるような条件として成立していることを意味する。上記のように、ＮＯｘ触媒が劣化によってその酸化還元能力が低下するほど、ＨＣの反応性はより低下する。上記のように、ＮＯｘ触媒の劣化はＮＯｘ触媒出ガス中のＮＯｘ量や未反応ＨＣ量に基づいて検知することができる。従って、この例では、ＮＯｘ触媒出ガス中のＮＯｘ量や未反応ＨＣ量が想定よりもより多いほど、還元成分の比率又は量をより一層増加させる。
【００１６】
これにより、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性がより低い条件下においても、ＮＯｘ還元処理を好適に実行することができ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を高めることが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記ＮＯｘ触媒の温度を取得する触媒温度取得手段を更に備え、前記ＮＯｘ還元手段は、前記触媒温度取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の基準温度より低い場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件が成立していると判断することができる。
【００１８】
上述のように、ＮＯｘ触媒の温度はＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性に影響を与え、ＮＯｘ触媒の温度が低いほどＨＣの反応性が低下する傾向がある。上記構成によれば、ＮＯｘ触媒の温度が所定の基準温度より低い場合に、還元成分供給手段によって供給される還元成分の量又は比率が増加する。還元成分供給手段によって供給される還元成分は、気体又はＨＣ供給手段によって供給されるＨＣより軽質のＨＣであり、触媒温度が低い条件下でも高い反応性で酸化還元反応可能である。従って、触媒温度が低い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能になる。
【００１９】
ここで、基準温度とは、ＮＯｘ還元処理の実行時に、還元成分供給手段による還元成分の量又は比率を、通常時の量又は比率に設定して、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給し、所定の目標ＮＯｘ浄化率を達成することができるようなＮＯｘ触媒の温度の、下限値に基づいて定められる。
【００２０】
上記構成において、最も簡単には、ＮＯｘ還元処理における還元剤の供給に際して、ＮＯｘ触媒の温度が基準温度より低いか否かによって、還元成分の量又は比率が異なる２通りの供給パターンを切り替えることができる。
【００２１】
また、上記構成において、前記ＮＯｘ還元手段は、前記触媒温度取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒の温度が低いほど、前記所定の条件の成立に起因する前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいと判断して、前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。
【００２２】
この場合、ＮＯｘ触媒の温度に対して還元成分の量又は比率を連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。これにより、ＮＯｘ触媒の温度とＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性との関係をより精密に反映させた還元剤の供給を行うことができ、ＨＣの反応性が低い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００２３】
本発明においては、前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量を取得する触媒通過ガス量取得手段を更に備え、前記ＮＯｘ還元手段は、前記触媒通過ガス量取得手段によって取得される前記ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が所定の基準流量より多い場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性を低下させる条件が成立していると判断することができる。
【００２４】
上述のように、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量はＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性に影響を与え、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が多いほどＨＣの反応性が低下する傾向がある。上記構成によれば、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が所定の基準流量より多い場合に、還元成分供給手段によって供給される還元成分の量又は比率が増加する。還元成分供給手段によって供給される還元成分は、気体又はＨＣ供給手段によって供給されるＨＣより軽質のＨＣであり、ＮＯｘ触媒における反応時間が短くても十分に酸化還元反応をすることが可能である。従って、触媒通過排気量が多い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能になる。
【００２５】
ここで、基準流量とは、ＮＯｘ還元処理の実行時に、還元成分供給手段による還元成分の量又は比率を、通常時の量又は比率に設定して、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給し、所定の目標ＮＯｘ浄化率を達成することができるようなＮＯｘ触媒を通過する排気の流量の、上限値に基づいて定められる。
【００２６】
上記構成において、最も簡単には、ＮＯｘ還元処理における還元剤の供給に際して、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量が基準流量より多いか否かによって、還元成分の量又は比率が異なる２通りの供給パターンを切り替えることができる。
【００２７】
また、上記構成において、前記ＮＯｘ還元手段は、前記吸入空気量取得手段によって取得される吸入空気量がより多いほど、前記所定の条件に起因する前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいと判断し、前記前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。
【００２８】
この場合、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量に対して還元成分の量又は比率を連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。これにより、ＮＯｘ触媒を通過する排気の流量とＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性との関係をより精密に反映させた還元剤の供
給を行うことができ、ＨＣの反応性が低い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００２９】
本発明においては、前記ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘの量を取得するＮＯｘ量取得手段を更に備え、前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ量取得手段によって取得されるＮＯｘ量が所定の基準量を超えた場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることを検知するようにしても良い。
【００３０】
上述のように、ＮＯｘ触媒自身の劣化によってその酸化還元能力が低下していると、例えＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応環境が良好な条件であっても、ＨＣが好適に反応しにくくなり、結果としてＮＯｘ浄化率が低下する。そのため、ＮＯｘ触媒の性能が劣化している場合、ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘの量が想定よりも多くなる。上記構成によれば、ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘの量が所定の基準量より多い場合に、還元成分供給手段によって供給される還元成分の量又は比率が増加する。還元成分供給手段によって供給される還元成分はＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりも反応性が高いので、ＮＯｘ触媒が劣化していてもＮＯｘ触媒において好適に反応することができる。従って、ＮＯｘ触媒が劣化している条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能になる。
【００３１】
ここで、基準量とは、ＮＯｘ触媒に性能劣化が無いと仮定した時に想定されるＮＯｘ触媒出ガス中のＮＯｘの量に基づいて定められる。この基準量は運転条件毎に定めるようにしても良い。
【００３２】
上記構成において、最も簡単には、ＮＯｘ還元処理における還元剤の供給に際して、ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘの量が基準量より多いか否かによって、還元成分の量又は比率が異なる２通りの供給パターンを切り替えることができる。
【００３３】
また、上記構成において、前記ＮＯｘ還元手段は、前記ＮＯｘ量取得手段によって取得されるＮＯｘ量がより多いほど、前記検知された前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいと判断し、前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。
【００３４】
この場合、ＮＯｘ触媒から流出する排気中のＮＯｘ量に対して還元成分の量又は比率を連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。これにより、ＮＯｘ触媒の劣化度合とＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性との関係をより精密に反映させた還元剤の供給を行うことができ、ＨＣの反応性が低い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００３５】
本発明においては、前記ＮＯｘ触媒から流出する排気の空燃比を測定する空燃比センサを更に備え、前記ＮＯｘ還元手段は、前記空燃比センサによって測定される排気の空燃比が所定の基準値よりリーン側の値である場合に、前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低下していることを検知するようにしても良い。
【００３６】
上述のように、ＮＯｘ触媒の性能が劣化している場合、ＮＯｘ触媒においてＨＣが反応しにくくなるので、ＮＯｘ触媒に供給されたＨＣが未反応のままＮＯｘ触媒から流出することがある。このような場合、ＮＯｘ触媒の下流側に配置された空燃比センサは、想定よりリーン側の値を示すことが判っている。例えば、通常ＮＯｘ還元処理においてリッチスパイクを実行した場合、空燃比センサによる測定値はストイキよりもリッチな空燃比となるはずだが、ＮＯｘ触媒が劣化している場合、リッチスパイクを行ってもストイキよりもリーンな空燃比が測定される場合がある。
【００３７】
上記構成によれば、ＮＯｘ触媒下流の空燃比センサによって測定される排気の空燃比が所定の基準値よりリーン側の値である場合に、還元成分供給手段によって供給される還元成分の量又は比率が増加する。還元成分供給手段によって供給される還元成分はＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりも反応性が高いので、ＮＯｘ触媒が劣化していてもＮＯｘ触媒において好適に反応することができる。従って、ＮＯｘ触媒が劣化している条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能になる。
【００３８】
ここで、基準値とは、ＮＯｘ触媒に性能劣化が無いと仮定した時に想定されるＮＯｘ触媒下流側における排気の空燃比の測定値に基づいて定められる。
【００３９】
上記構成において、最も簡単には、ＮＯｘ還元処理における還元剤の供給に際して、ＮＯｘ触媒下流側の排気の空燃比の測定値が基準値よりリーン側の値であるか否かによって、還元成分の量又は比率が異なる２通りの供給パターンを切り替えることができる。
【００４０】
また、上記構成において、前記ＮＯｘ還元手段は、前記空燃比センサによって取得される空燃比がよりリーンであるほど、前記検知された前記ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合が大きいと判断し、前記還元成分の比率をより高くする、又は、前記還元成分の量をより多くするようにしても良い。
【００４１】
この場合、ＮＯｘ触媒下流側の空燃比センサによって測定される排気の空燃比に対して還元成分の量又は比率を連続的に変化させても良いし、段階的に変化させても良い。これにより、ＮＯｘ触媒の劣化度合とＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性との関係をより精密に反映させた還元剤の供給を行うことができ、ＨＣの反応性が低い条件下においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００４２】
ここで、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の温度を取得する排気温度取得手段を更に備え、前記ＮＯｘ還元手段は、前記排気温度取得手段によって取得される排気の温度が所定の基準排気温度より高い場合、前記ＨＣ供給手段によるＨＣの供給及び前記還元成分供給手段による前記還元成分の供給を行わないようにしても良い。
【００４３】
これは、流入する排気の温度が高温の状態では、ＮＯｘ触媒はＮＯｘを吸蔵しにくいため、吸蔵されたＮＯｘをＮＯｘ触媒から放出させて還元浄化するためのＮＯｘ還元処理をそもそも実行する必要性が低い。そのため、このような時には、ＮＯｘ触媒下流側の空燃比センサによって測定される空燃比が想定よりもリーン側であったとしても、還元成分供給手段による還元成分の供給量又は比率を増加させることを行わないようにしても良い。このようにしても、ＮＯｘ浄化率が低下する虞は少ない。また、還元成分の供給量が増加すると燃費性能に影響する可能性があるので、無駄な還元成分の増加を抑制することで燃費の悪化を抑制することもできる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明により、ＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性が低い条件下においても、ＮＯｘ還元処理を好適に実行することができ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化率を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４６】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気浄化装置を適用する内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す概念図である。内燃機関１は４つの気筒４９を備えたディーゼルエンジンである。各気筒４９には筒内に燃料を噴射供給するインジェクタ２９が備えられている。各気筒４９は不図示の吸気ポートを介して吸気マニホールド１７に連通している。吸気マニホールド１７には吸気通路４２が接続されている。また、各気筒４９は不図示の排気ポートを介して排気マニホールド１８に連通している。排気マニホールド１８には排気通路４３が接続されている。排気マニホールド１８には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁１９が設けられている。
【００４７】
排気通路４３と吸気通路４２とはＥＧＲ通路１５によって連通している。ＥＧＲ通路１５を介して内燃機関１からの排気の一部がＥＧＲガスとして吸気通路４２に流入する。ＥＧＲ通路１５にはＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁１４が配置されている。吸気通路４２には吸入空気量を調節する吸気絞り弁２２及び吸入空気量を測定するエアフローメータ７が設けられている。また、排気通路４３には吸蔵還元型のＮＯｘ触媒４１が設けられている。ＮＯｘ触媒４１は、流入する排気の空燃比がリーンの時に排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の空燃比がストイキ又はリッチの時にＮＯｘを放出する。その時、ＮＯｘ触媒周囲に還元剤が存在すれば、放出したＮＯｘをＮ２に還元浄化する。ＮＯｘ触媒４１は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ上に担持されたものであっても良い。ＮＯｘ触媒４１の上流側の排気通路４３には、ＮＯｘ触媒４１に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ５２が設けられている。ＮＯｘ触媒４１の下流側の排気通路４３には、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気の空燃比を測定する空燃比センサ５０と、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気中のＮＯｘの量を測定する排気センサ５１が設けられている。
【００４８】
内燃機関１には内燃機関１の動作を制御するコンピュータであるＥＣＵ２６が併設されている。ＥＣＵ２６にはエアフローメータ７、空燃比センサ５０、排気センサ５１、排気温度センサ５２の他、クランク角度センサやアクセル開度センサ等のセンサ類が接続され、それら各センサの測定データが入力される。また、ＥＣＵ２６にはインジェクタ２９、燃料添加弁１９、吸気絞り弁２２、ＥＧＲ弁１４その他の機器類が接続され、それら各機器の動作を制御する制御信号がＥＣＵ２６から出力される。
【００４９】
ＮＯｘ触媒４１によってＮＯｘを還元浄化するためには、ＮＯｘ触媒４１をストイキ又はリッチ雰囲気とするとともに、ＮＯｘをＮ２に還元するために十分な量の還元剤をＮＯｘ触媒４１に供給する必要がある。本実施例では、ＮＯｘ触媒４１に還元剤を供給する手段として、排気中に未燃燃料（以下ＨＣ）を供給する手段（以下、ＨＣ供給手段）と、排気中にＣＯ等のＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりもＮＯｘ触媒４１における反応性が高い還元成分を供給する手段（以下、ＣＯ供給手段）と、を有する。
【００５０】
本実施例のＨＣ供給手段は、燃料添加弁１９によってＮＯｘ触媒４１より上流側の排気通路４３にＨＣを添加すること、膨張行程後期に副噴射（ポスト噴射）を行うこと、の少なくとも何れかである。
【００５１】
ＨＣ供給手段によって排気中に供給されたＨＣは、排気とともにＮＯｘ触媒４１に流入する。ＮＯｘ触媒４１に流入したＨＣは、ＮＯｘ触媒４１に吸着し、気化してから酸化還元反応する。このＨＣは分解が進んでいないため比較的重質で、ＮＯｘ触媒４１における吸着及び気化のプロセスの速度が遅く、ＮＯｘ触媒４１における反応性は低い。
【００５２】
従って、ＮＯｘ触媒４１の温度が低く触媒活性が低い場合や、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多くＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応時間を十分に確保できない場合等のように、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性を低下させるような環境条件が成立している場合や、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元性能が劣化している場合のように、ＮＯｘ触媒４
１自身の状態がＨＣの酸化還元反応が良好に起こりにくいような条件である場合には、ＨＣはＮＯｘ触媒４１において酸化還元反応しにくく、ＮＯｘ還元処理を好適に実行することが困難になる。
【００５３】
その一方で、ＨＣ供給手段によるＨＣの供給、特に燃料添加弁１９による排気中への燃料添加は、内燃機関１の運転状態による量的及び時期的な制限を受けずに実行することができるので、ＮＯｘ還元処理の要求に応じて大量のＨＣをＮＯｘ触媒４１に供給することができる。また、そのように大量のＨＣの供給を行っても内燃機関１の運転状態や燃費性能への影響が少ない。
【００５４】
本実施例のＣＯ供給手段は、ＥＧＲ弁１４を開弁して高ＥＧＲ率で燃焼させることや、インジェクタ２９による噴射量を増量してリッチ空燃比で燃焼させることや、大量ＥＧＲガスを導入して低温燃焼を行うことや、吸気絞り弁２２を絞って吸入空気量を減らすことや、排気行程後期から吸気行程初期に副噴射（ビゴム噴射）を行うことや、膨張行程初期に副噴射（アフター噴射）を行うことの、少なくとも何れかである。
【００５５】
なお、本実施例では便宜的に「ＣＯ供給手段」と称しているが、上述したＣＯ供給手段によって、ＣＯの他、Ｈ２や、ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりも軽質なＨＣ等の、ＨＣよりも反応性の高い還元成分も供給される。
【００５６】
ＣＯ供給手段によって排気中に供給される還元成分は気体分子又は軽質であるため、ＮＯｘ触媒４１に流入すると素早く酸化還元反応可能であり、ＮＯｘ触媒４１における反応性が高い。従って、上述したようなＨＣの反応性を低下させるような条件が成立している場合やＮＯｘ触媒４１が劣化している場合のように、ＮＯｘ触媒４１においてＨＣが良好に反応しにくい状況においても、ＣＯ供給手段によって供給されるＣＯやＨ２等の反応性の高い還元成分は好適に酸化還元反応可能である。
【００５７】
その一方で、ＣＯ供給手段によって排気中に還元成分を供給する場合には、リッチ燃焼や高ＥＧＲ率燃焼等、機関燃焼に関与する制御を行う必要があり、内燃機関１の運転状態への影響や燃費性能への影響を抑制しつつ大量の還元成分を供給することが難しい。
【００５８】
ここで、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性には、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応環境や、ＮＯｘ触媒４１自身の状態が影響する。
【００５９】
ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性に影響するＨＣの反応環境としては、ＮＯｘ触媒４１の温度や、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量等を挙げることができる。例えば、ＮＯｘ触媒４１の温度が低い場合、ＮＯｘ触媒４１が十分に活性化しなくなり、またＨＣが気化しにくくなるため、ＨＣの反応性が低下する。また、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多い場合、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応時間が短くなるので、反応性の低いＨＣではＮＯｘ触媒４１において十分に反応できなくなる。
【００６０】
ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性に影響するＮＯｘ触媒４１自身の状態としては、ＮＯｘ触媒４１の経時的な性能劣化等を挙げることができる。ＮＯｘ触媒４１の性能劣化によりＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力が低下すると、反応性の低いＨＣはＮＯｘ触媒４１において良好に反応できなくなる。
【００６１】
しかしながら、ＣＯ供給手段によって供給される還元成分は、ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣよりも反応性が高いので、上記のようなＨＣの反応性が低下する条件下においてもＮＯｘ触媒４１において良好に酸化還元反応することができる場合がある。従って、ＮＯｘ還元処理の実行時に、上記のようなＨＣの反応性が低下する条件が成立している
場合であっても、ＣＯ供給手段によって、ＮＯｘ還元処理に必要な還元剤をＮＯｘ触媒４１に供給するようにすれば、好適にＮＯｘ還元処理を実行することが可能になる。
【００６２】
そこで、本実施例の排気浄化装置では、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＨＣの反応性が低下する条件が成立していると判断した場合には、ＨＣの反応性が低下する条件が成立していないと判断される通常時と比較して、ＮＯｘ還元処理においてＮＯｘ触媒４１に供給すべき全還元剤量のうちのＣＯ供給手段によって供給される還元成分の比率を高くするようにした。また、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性がより低下していると判断される場合には、ＣＯ供給手段によって供給される還元成分の比率をより高くするようにした。
【００６３】
図２は、このようなＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下度合と、ＮＯｘ触媒４１に供給される還元剤量のうちの、ＨＣ供給手段によって供給されるＨＣとＣＯ供給手段によって供給される還元成分との比率と、の関係を模式的に表す図である。図２に示すように、ＮＯｘ触媒４１に供給される還元剤量は一定だが、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下度合が大きくなるほど、その全還元剤量のうちのＣＯ供給手段によって供給される還元成分（図２ではＣＯと表記している）の比率を高くする。
【００６４】
これにより、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下している場合であっても、ＨＣよりも反応性の高い還元成分が通常時よりも多くＮＯｘ触媒４１に供給されるので、ＮＯｘ触媒４１において良好に還元剤が酸化還元反応し、ＮＯｘ還元処理を好適に実行することが可能になる。
【００６５】
なお、図２では、ＨＣの反応性の低下が最も少ない場合にはＮＯｘ触媒４１に供給する還元剤の全量をＨＣとしているが、ＨＣの反応性の低下が最も少ない場合においても、ＣＯ供給手段によって還元成分を供給するようにしても良い。また、図２に示した例では、ＮＯｘ触媒４１に供給される還元剤の総量を一定として、ＨＣの反応性の低下に伴ってＣＯ供給手段による還元成分の比率を高くしているが、図３に示すように、ＨＣの反応性の低下に伴ってＣＯ供給手段による還元成分の供給量を増加させても良い。この場合、図３に示すように、ＨＣの反応性が低下してもＨＣ供給手段によるＨＣの供給量を一定に保つようにしても良い。また、より簡単には、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時と、低下していると判断される場合とで、２通りの還元剤供給パターンを切り替えるようにしても良い。その場合、例えば、通常時には還元剤としてＨＣ供給手段によるＨＣのみをＮＯｘ触媒４１に供給し、反応性低下時には還元剤としてＣＯ供給手段によるＣＯのみをＮＯｘ触媒４１に供給しても良い。また、通常時にはＨＣのみを供給し、反応性低下時にはＨＣ及びＣＯを供給するようにしても良い。また、通常時も反応性低下時にもＨＣ及びＣＯを供給するが、反応性低下時には通常時よりもＣＯの比率を高くするようにしても良い。要は、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断される時に、ＣＯ供給手段による反応性の高い還元成分が通常時より多くＮＯｘ触媒４１に供給されるようにすれば、本発明の効果を得ることができる。
【００６６】
本実施例では、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下しているか否かを、上記のようなＨＣの反応性に影響し得る条件、すなわち、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応環境に係る条件やＮＯｘ触媒自身の状態に係る条件に基づいて判断する。
【００６７】
具体的には、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性に係る条件として、ＮＯｘ触媒４１の温度や、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量に基づいて、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する。
【００６８】
また、ＮＯｘ触媒自身の状態に係る条件としては、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気中のＮＯｘ量や、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気の空燃比の測定値に基づいて、ＮＯｘ触
媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する。
【実施例１】
【００６９】
第１の実施例では、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気中のＮＯｘ量に基づいてＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する例について説明する。
【００７０】
ＮＯｘ触媒４１の性能劣化により酸化還元能力が低下している場合、エミッションが悪化し、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気中のＮＯｘ量が増加する傾向がある。そこで、排気センサ５１によってＮＯｘ触媒４１から流出するＮＯｘの量を測定し、測定された触媒出ガス中のＮＯｘの量ｍＮが所定の基準量ｍＮ０を超えている場合に、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力が経時変化等の要因で劣化していると判断し、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断する。ここで、所定の基準量ｍＮ０は、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力に劣化が無いと仮定した時に想定されるＮＯｘ触媒４１出ガス中のＮＯｘの量に基づいて定める。
【００７１】
そして、ＮＯｘ還元処理の実行時に、触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮが基準量ｍＮ０以下であることが検知され（ｍＮ≦ｍＮ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される場合（以下、通常時）には、ＮＯｘ触媒４１に供給すべき全還元剤量を燃料添加弁１９によって供給する。
【００７２】
また、ＮＯｘ還元処理の実行時に、触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮが基準量ｍＮ０を超えていることが検知され（ｍＮ＞ｍＮ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断された場合には、燃料添加弁１９によって供給されるＨＣの量を通常時の添加量ｍａと比較して少ない量ｍａ’とする（ｍａ’＜ｍａ）とともに、インジェクタ２９を制御してアフター噴射を実行する。アフター噴射を実行することにより、燃焼室からの排気中に含まれるＣＯ等の反応性の高い還元成分の量が増加する。これにより、ＮＯｘ触媒４１に供給される全還元剤量の内の、ＨＣよりも反応性の高い還元成分（ＣＯ、Ｈ２、軽質なＨＣ等）の比率が高くなる。これら反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されることにより、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力が劣化している場合においても、良好にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００７３】
以上説明したＮＯｘ還元処理における還元剤供給制御について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施例の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の稼働中定期的にＥＣＵ２６によって実行される。
【００７４】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、ＮＯｘ触媒４１に吸蔵されたＮＯｘ量を内燃機関１の運転履歴等に基づいて推定し、ＮＯｘ吸蔵量が所定の基準量を越えたと判断された場合に、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立したと判定する。なお、本実施例では、ＮＯｘ触媒４１に流入する排気の温度が所定の基準温度より高いと判断される場合、例えば内燃機関１が高負荷運転状態の場合には、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していないと判定する。これは、ＮＯｘ触媒４１に流入する排気の温度が高い場合には、ＮＯｘ触媒４１にＮＯｘが吸蔵されにくいという性質があるためである。すなわち、ＮＯｘ触媒４１に流入する排気の温度が高い場合には、ＮＯｘ還元処理を行って還元浄化させる必要があるほどのＮＯｘがＮＯｘ触媒４１に吸蔵されていないと考えられるため、そのような場合にはＮＯｘ還元処理を実行しない。そうすることによって無用なＮＯｘ還元処理の実行による燃費の悪化を抑制することができる。ステップＳ１０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【００７５】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ触媒４１の触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮを取得する。本実施例では、上記のように排気センサ５１によって触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮを測定する。
【００７６】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０２で取得した触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮが基準量ｍＮ０より多いか否かを判定する。触媒出ガス中のＮＯｘ量の測定値ｍＮが基準量ｍＮ０以下の場合（ｍＮ≦ｍＮ０、ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０４に進む。触媒出ガス中のＮＯｘ量の測定値ｍＮが基準量ｍＮ０より多い場合（ｍＮ＞ｍＮ０、ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ１０５に進む。
【００７７】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａだけ排気燃料添加を行う。
【００７８】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａ’（＜ｍａ）だけ排気燃料添加を行うとともに、アフター噴射を実行する。
【００７９】
図５は、以上の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒４１の触媒出ガス中のＮＯｘ量、燃料添加弁１９による排気燃料添加量、及びアフター噴射の実施状態の時間変化を模式的に表したタイムチャートである。図５（Ａ）に示すように、触媒出ガス中のＮＯｘ量ｍＮが増加して基準量ｍＮ０より多くなると、図５（Ｂ）に示すように、燃料添加弁１９による排気燃料添加量ｍａが減量されてｍａ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＨＣの量が減少する。更に、図５（Ｃ）に示すように、アフター噴射が実行され、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＣＯの量が増加する。
【００８０】
これにより、ＮＯｘ触媒４１の性能劣化が無い状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加のみによって行われる。これにより、燃費の悪化をできるだけ抑制しつつＮＯｘ還元処理を行うことができる。また、ＮＯｘ触媒４１の性能劣化が有る状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加及びアフター噴射によって行われる。これにより、反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されるので、ＮＯｘ触媒４１が性能劣化していても好適にＮＯｘ還元処理を実行することができ、高いＮＯｘ浄化率を維持することが可能となる。
【実施例２】
【００８１】
第２の実施例では、ＮＯｘ触媒４１の温度に基づいてＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する例について説明する。
【００８２】
ＮＯｘ触媒４１の温度が低下すると、ＮＯｘ触媒４１の活性が低くなるので、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下する傾向がある。そこで、排気温度センサ５２によってＮＯｘ触媒４１に流入する排気の温度を測定し、測定された触媒入ガス温度Ｔが所定の基準温度Ｔ０より低い場合に、ＮＯｘ触媒４１の温度が低く触媒活性が低下していると判断し、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断する。ここで、所定の基準温度Ｔ０は、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＣＯ供給手段による還元成分の量又は比率を、ＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時の量又は比率に設定して、ＮＯｘ触媒４１に還元剤を供給し、所定の目標ＮＯｘ浄化率を達成することができるようなＮＯｘ触媒４１の温度の下限値に基づいて定める。
【００８３】
そして、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＮＯｘ触媒４１の入ガス温度Ｔが基準温度Ｔ０以
上であることが検知され（Ｔ≧Ｔ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時には、燃料添加弁１９によって添加量ｍａの排気燃料添加を行うとともに、ＥＧＲ率がＲｅとなるようにＥＧＲ弁１４の開度を制御する。
【００８４】
また、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＮＯｘ触媒４１の入ガス温度Ｔが基準温度Ｔ０より低いことが検知され（Ｔ＜Ｔ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断された場合には、燃料添加弁１９による排気燃料添加の添加量を通常時の添加量ｍａと比較して少い量ｍａ’とする（ｍａ’＜ｍａ）とともに、ＥＧＲ弁１４の開度を通常時よりも開き側にしてＥＧＲ率を通常時よりも高いＥＧＲ率Ｒｅ’（＞Ｒｅ）に制御する。ＥＧＲ率を高くすることにより、燃焼室からの排気中に含まれるＣＯ等の反応性の高い還元成分の量が増加する。これにより、ＮＯｘ触媒４１に供給される全還元剤量の内の、ＨＣよりも反応性の高い還元成分（ＣＯ、Ｈ２、軽質なＨＣ等）の比率が高くなる。これら反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されることにより、ＮＯｘ触媒４１の温度が低い場合においても、良好にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００８５】
以上説明したＮＯｘ還元処理における還元剤供給制御について、図６に基づいて説明する。図６は、本実施例の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の稼働中定期的にＥＣＵ２６によって実行される。
【００８６】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。これは実施例１の図４で説明したステップＳ１０１の内容と同じであるから詳細な説明は割愛する。ステップＳ２０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【００８７】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ触媒４１の触媒入ガスの温度Ｔを取得する。本実施例では、上記のように排気温度センサ５２によって触媒入りガスの温度Ｔを測定する。
【００８８】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ２０２で取得した触媒入ガス温度Ｔが基準温度Ｔ０より低いか否かを判定する。触媒入ガス温度の測定値Ｔが基準温度Ｔ０以上である場合（Ｔ≧Ｔ０、ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ２０４に進む。触媒入ガス温度の測定値Ｔが基準温度Ｔ０より低い場合（Ｔ＜Ｔ０、ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ２０５に進む。
【００８９】
ステップＳ２０４において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａだけ排気燃料添加を行うとともに、ＥＧＲ率がＲｅとなるようにＥＧＲ弁１４の開度を制御する。
【００９０】
ステップＳ２０５において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａ’（＜ｍａ）だけ排気燃料添加を行うとともに、ＥＧＲ率がＲｅ’（＞Ｒｅ）となるようにＥＧＲ弁１４の開度を制御する。
【００９１】
図７は、以上の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒４１の触媒入ガス温度、燃料添加弁１９による排気燃料添加量、及びＥＧＲ率の時間変化を模式的に表したタイムチャートである。図７（Ａ）に示すように、触媒入ガス温度Ｔが低下して基準温度Ｔ０より低くなると、図７（Ｂ）に示すように、燃料添加弁１９による排気燃料添加量ｍａが減量されてｍａ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＨＣの量が減少する。更に、図７（Ｃ）に示すように、ＥＧＲ率Ｒｅが増加されてＲｅ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給される
ＣＯの量が増加する。
【００９２】
これにより、ＮＯｘ触媒４１の温度が十分に高い状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加を主体として行われる。これにより、燃費の悪化をできるだけ抑制しつつＮＯｘ還元処理を行うことができる。また、ＮＯｘ触媒４１の温度が低い状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃焼ガスが高ＥＧＲ率とされることによって燃焼室から排出されるＣＯ等の還元成分を主体として行われる。これにより、反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されるので、ＮＯｘ触媒４１の温度が低くＨＣが好適に反応することが困難なほど触媒活性が低下している場合においても好適にＮＯｘ還元処理を実行することができ、高いＮＯｘ浄化率を維持することが可能となる。
【実施例３】
【００９３】
第３の実施例では、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量に基づいてＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する例について説明する。
【００９４】
ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多くなると、ＮＯｘ触媒４１における還元剤の反応時間が短くなるので、特に反応速度が遅いＨＣの反応性が低下する傾向がある。そこで、エアフローメータ７によって吸入空気量Ｇａを測定し、測定された吸入空気量Ｇａが所定の基準量Ｇａ０より多い場合に、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多く、ＨＣが酸化還元反応するための十分な反応時間が確保できないと判断し、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断する。ここで、所定の基準量Ｇａ０は、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＣＯ供給手段による還元成分の量又は比率を、ＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時の量又は比率に設定して、ＮＯｘ触媒４１に還元剤を供給し、所定の目標ＮＯｘ浄化率を達成することができるような吸入空気量の上限値に基づいて定める。
【００９５】
そして、ＮＯｘ還元処理の実行時に、吸入空気量Ｇａが基準量Ｇａ０以下であることが検知され（Ｇａ≦Ｇａ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時には、ＮＯｘ触媒４１に供給すべき全還元剤量を燃料添加弁１９によって供給する。
【００９６】
また、ＮＯｘ還元処理の実行時に、吸入空気量Ｇａが基準量Ｇａ０より多いことが検知され（Ｇａ＞Ｇａ０）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断された場合には、燃料添加弁１９による排気燃料添加の添加量を通常時の添加量ｍａと比較して少ない量ｍａ’とする（ｍａ’＜ｍａ）とともに、大量ＥＧＲ導入を行って内燃機関１の燃焼形態を低温燃焼に切り替える。低温燃焼を行うことにより、燃焼室からの排気中に含まれるＣＯ等の反応性の高い還元成分の量が増加する。これにより、ＮＯｘ触媒４１に供給される全還元剤量の内の、ＨＣよりも反応性の高い還元成分（ＣＯ、Ｈ２、軽質なＨＣ等）の比率が高くなる。これら反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されることにより、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多い場合においても、良好にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【００９７】
以上説明したＮＯｘ還元処理における還元剤供給制御について、図８に基づいて説明する。図８は、本実施例の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の稼働中定期的にＥＣＵ２６によって実行される。
【００９８】
ステップＳ３０１において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。これは実施例１の図４で説明したステップＳ１０１の内容と同じであるから詳細な説明は割愛する。ステップＳ３０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成
立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【００９９】
ステップＳ３０２において、ＥＣＵ２６は、吸入空気量Ｇａを取得する。本実施例では、上記のようにエアフローメータ７によって吸入空気量を測定する。
【０１００】
ステップＳ３０３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３０２において取得した吸入空気量Ｇａが基準量Ｇａ０より多いか否かを判定する。吸入空気量の測定値Ｇａが基準量Ｇａ０以下である場合（Ｇａ≦Ｇａ０、ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ３０４に進む。吸入空気量の測定値Ｇａが基準量Ｇａ０より多い場合（Ｇａ＞Ｇａ０、ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ３０５に進む。
【０１０１】
ステップＳ３０４において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａだけ排気燃料添加を行う。
【０１０２】
ステップＳ３０５において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａ’（＜ｍａ）だけ排気燃料添加を行うとともに、燃焼形態を低温燃焼に切り替える。
【０１０３】
図９は、以上の還元剤供給制御を実行した場合の吸入空気量、燃料添加弁１９による排気燃料添加量、及び低温燃焼の実施状態の時間変化を模式的に表したタイムチャートである。図９（Ａ）に示すように、吸入空気量Ｇａが増加して基準量Ｇａ０より多くなると、図９（Ｂ）に示すように、燃料添加弁１９による排気燃料添加量ｍａが減量されてｍａ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＨＣの量が減少する。更に、図９（Ｃ）に示すように、低温燃焼が行われ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＣＯの量が増加する。
【０１０４】
これにより、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量がそれほど多くない状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加のみによって行われる。これにより、燃費の悪化をできるだけ抑制しつつＮＯｘ還元処理を行うことができる。また、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多い状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加及び低温燃焼によって行われる。これにより、反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されるので、ＮＯｘ触媒４１を通過する排気の流量が多く、ＮＯｘ触媒４１における還元剤の反応時間を十分に確保できない場合においても、好適にＮＯｘ還元処理を実行することができ、高いＮＯｘ浄化率を維持することが可能となる。
【実施例４】
【０１０５】
第４の実施例では、ＮＯｘ触媒４１から流出する排気の空燃比に基づいてＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する例について説明する。
【０１０６】
ＮＯｘ触媒４１の性能劣化により酸化還元能力が低下している場合、ＮＯｘ触媒４１に対してリッチスパイクを実行した時の排気空燃比を、ＮＯｘ触媒下流に設置した空燃比センサ５０によって測定すると、想定よりもリーン側の値が測定されることが判っている。そこで、ＮＯｘ触媒４１に対してリッチスパイクを実行した時にＮＯｘ触媒４１から流出する排気の空燃比を空燃比センサ５０によって測定し、測定された空燃比Ａ／Ｆがストイキよりもリーン側であった場合に、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力が経時変化等の要因で劣化していると判断し、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断する。
【０１０７】
そして、ＮＯｘ還元処理のリッチスパイク実行時に、空燃比センサ５０によってストイ
キ又はストイキよりリッチ側の触媒出ガス空燃比が測定され（Ａ／Ｆ≦ストイキ）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時には、燃料添加弁１９によって添加量ｍａの排気燃料添加を行うとともに、燃料噴射量Ｑｍで燃料噴射を行うようにインジェクタ２９を制御する。
【０１０８】
また、ＮＯｘ還元処理のリッチスパイク実行時に、空燃比センサ５０によってストイキよりリーン側の触媒出ガスの空燃比が測定され（Ａ／Ｆ＞ストイキ）、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していると判断された場合には、燃料添加弁１９による排気燃料添加の添加量を通常時の添加量ｍａと比較して少ない量ｍａ’とする（ｍａ’＜ｍａ）とともに、燃料噴射量を通常時の燃料噴射量Ｑｍよりも多い量Ｑｍ’とする（Ｑｍ’＞Ｑｍ）。燃料噴射量が増加されることにより、燃焼室からの排気中に含まれるＣＯ等の反応性の高い還元成分の量が増加する。これにより、ＮＯｘ触媒４１に供給される全還元剤量の内の、ＨＣよりも反応性の高い還元成分（ＣＯ、Ｈ２、軽質なＨＣ等）の比率が高くなる。これら反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されることにより、ＮＯｘ触媒４１の酸化還元能力が劣化している場合においても、良好にＮＯｘ還元処理を実行することが可能となる。
【０１０９】
以上説明したＮＯｘ還元処理における還元剤供給制御について、図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の稼働中定期的にＥＣＵ２６によって実行される。
【０１１０】
ステップＳ４０１において、ＥＣＵ２６は、ＮＯｘ還元処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。これは実施例１の図４で説明したステップＳ１０１の内容と同じであるから詳細な説明は割愛する。ステップＳ４０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０１においてＮＯｘ還元処理の実行条件が成立していないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２６は本ルーチンを一旦抜ける。
【０１１１】
ステップＳ４０２において、ＥＣＵ２６は、リッチスパイクを実行する。具体的には、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下していないと判断される通常時の還元剤供給を行うすなわち、燃料添加弁１９によって添加量ｍａの排気燃料添加を行うとともに、燃料噴射量Ｑｍで燃料噴射を行うようにインジェクタ２９を制御する。
【０１１２】
ステップＳ４０３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０２で実行したリッチスパイクに対応する触媒出ガスの空燃比を取得する。本実施例では、上記のように空燃比センサ５０によって触媒出ガスの空燃比を測定する。
【０１１３】
ステップＳ４０４において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０３で取得した触媒出ガス空燃比Ａ／Ｆがストイキよりリーン側の値か否かを判定する。触媒出ガス空燃比の測定値Ａ／Ｆがストイキ又はストイキよりリッチ側の値である場合（Ａ／Ｆ≦ストイキ、ステップＳ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ２６はステップＳ４０５に進む。触媒出ガス空燃比の測定値Ａ／Ｆがストイキよりリーン側の値である場合（Ａ／Ｆ＞ストイキ、ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２６はステップＳ４０６に進む。
【０１１４】
ステップＳ４０５において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａだけ排気燃料添加を行うとともに、インジェクタ２９によって燃料噴射量Ｑｍの燃料噴射を行う。
【０１１５】
ステップＳ４０６において、ＥＣＵ２６は、燃料添加弁１９によって添加量ｍａ’（＜ｍａ）だけ排気燃料添加を行うとともに、インジェクタ２９によって燃料噴射量Ｑｍ’（
＞Ｑｍ）の燃料噴射を行う。
【０１１６】
図１１は、以上の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒４１の触媒出ガス空燃比の測定値、燃料添加弁１９による排気燃料添加量、及び燃料噴射量の時間変化を模式的に表したタイムチャートである。図１１（Ａ）に示すように、リッチスパイクを実行した時に測定された触媒出ガス空燃比Ａ／Ｆがストイキよりリーン側の値であった場合、図１１（Ｂ）に示すように、次回の燃料添加弁１９による排気燃料添加量がｍａから減量されてｍａ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＨＣの量が減少する。さらに、図１１（Ｃ）に示すように、燃料噴射量がＱｍから増量されてＱｍ’とされ、ＮＯｘ触媒４１に供給されるＣＯの量が増加する。これにより、ＮＯｘ触媒４１においてＣＯが良好に酸化還元反応するので、図１１（Ａ）に示すように、リッチスパイク実行時に測定される触媒出ガス空燃比ストイキよりリッチ側の値になる。
【０１１７】
これにより、ＮＯｘ触媒４１の性能劣化が無い状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料添加弁１９による排気燃料添加を主体として行われる。これにより、燃費の悪化をできるだけ抑制しつつＮＯｘ還元処理を行うことができる。また、ＮＯｘ触媒４１の性能劣化が有る状況では、ＮＯｘ還元処理におけるＮＯｘ触媒４１への還元剤の供給は、燃料噴射量が増加されてリッチ燃焼が行われることによって燃焼室から排出されるＣＯ等の還元成分を主体として行われる。これにより、反応性の高い還元成分がＮＯｘ触媒４１に供給されるので、ＮＯｘ触媒４１が性能劣化していても好適にＮＯｘ還元処理を実行することができ、高いＮＯｘ浄化率を維持することが可能となる。
【０１１８】
以上説明した各実施例では、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応環境に係る個々の条件や、ＮＯｘ触媒４１自身の状態に係る個々の条件に基づいて、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下を判断する例について説明したが、ＨＣの反応性低下の判断は、これら各条件を組み合わせて判断しても良い。例えば、ＮＯｘ触媒４１の温度とＮＯｘ触媒４１の劣化度合との両方を考慮してＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性の低下度合を判断し、それに基づいてＣＯ供給手段による還元成分の供給を制御するようにしても良い。
【０１１９】
また、上記各実施例では、ＮＯｘ還元処理の実行時に、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性が低下しているか否かについて判断し、反応性が低下していないと判断される場合と、反応性が低下していると判断される場合と、の２通りの還元剤供給制御パターンを切り替える例について説明したが、図２や図３に示したように、反応性の低下の度合に応じて、ＣＯ供給手段による還元剤供給量又は比率を段階的に変化させたり、連続的に変化させたりしても良い。例えば、実施例２において、排気温度センサ５２によって測定される触媒入ガス温度Ｔが低くなるほど、燃料添加弁１９による添加量を少なくするとともにＥＧＲ率を高くするようにしても良い。こうすることによって、ＮＯｘ触媒４１におけるＨＣの反応性がより低下している場合には、ＮＯｘ触媒４１に供給される還元剤のうち反応性の高い還元成分の比率又は量がより多くなるので、ＮＯｘ還元処理をより好適に実行することが可能になる。このような変形は、実施例１、３、４に対しても同様に行うことができる。
【０１２０】
また、上記各実施例においてはＨＣ供給手段として燃料添加弁１９によって排気に未燃ＨＣを供給する構成を例示したが、ＨＣ供給手段はこれに限られない。例えばポスト噴射によってもＨＣを供給することができる。また、上記各実施例におけるＨＣの反応性の低下を判断する条件（触媒出ガスＮＯｘ量、触媒温度、触媒通過ガス量、触媒出ガス空燃比）と、ＨＣの反応性が低下していると判断された場合に高反応性の還元成分を増加させる手段（アフター噴射、ＥＧＲ率増加、低温燃焼、リッチ燃焼）と、の組み合わせは、上記各実施例で例示した組み合わせに限られない。可能な範囲で任意に組み合わせることがで
きる。
【０１２１】
また、上記実施例２においては、ＮＯｘ触媒４１の触媒温度を排気温度センサ５２により測定される触媒入ガス温度に基づいて判断する例を説明したが、触媒出ガス温度を測定するセンサを設けて該センサによる測定値に基づいてＮＯｘ触媒４１の温度を判断しても良いし、ＮＯｘ触媒４１の温度を直接測定するセンサを設けて該センサによる測定値に基づいてＮＯｘ触媒４１の温度を取得しても良い。また、内燃機関１の回転数や負荷等の運転状態に関する情報に基づいてＮＯｘ触媒４１の温度を推定しても良い。
【０１２２】
また、上記実施例４においては、ＮＯｘ触媒４１が劣化しているか否かの判断基準となるリッチスパイク実施時の空燃比をストイキに設定したが、基準値はストイキに限られない。ＮＯｘ触媒４１の劣化状態をより適切に判断可能な空燃比を実験等により求めて、判断基準として用いることもできる。
【０１２３】
本実施例におけるＨＣ供給手段（燃料添加弁１９による排気燃料添加）が、本発明におけるＨＣ供給手段に相当する。本実施例におけるＣＯ供給手段（インジェクタ２９を制御してアフター噴射を実施するＥＣＵ２６、ＥＧＲ弁１４の開度を増加させてＥＧＲ率を増加させるＥＣＵ２６、ＥＧＲガス量を増大させて燃焼形態を低温燃焼に切り替えるＥＣＵ２６、インジェクタ２９を制御して燃料噴射量を増量してリッチ燃焼を行うＥＣＵ２６）が、本発明における還元成分供給手段に相当する。本実施例における上述した各フローを実行してＮＯｘ触媒４１に吸蔵されたＮＯｘを還元浄化するＮＯｘ還元処理を実行するＥＣＵ２６が、本発明におけるＮＯｘ還元手段に相当する。本実施例における排気温度センサ５２が、本発明における触媒温度取得手段に相当する。本実施例におけるエアフローメータ７が、本発明における触媒通過ガス量取得手段に相当する。本発明における排気センサ５１が、本発明におけるＮＯｘ量取得手段に相当する。本発明における空燃比センサ５０が、本発明における空燃比センサに相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施例における内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例におけるＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合と、ＮＯｘ還元処理においてＮＯｘ触媒に供給される還元剤のうちのＨＣとＣＯの比率と、の関係を示す図である。
【図３】実施例におけるＮＯｘ触媒におけるＨＣの反応性の低下の度合と、ＮＯｘ還元処理においてＮＯｘ触媒に供給される還元剤のうちのＨＣ及びＣＯの量と、の関係を示す図である。
【図４】実施例１におけるＮＯｘ還元処理の実行時の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。
【図５】実施例１の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒の触媒出ガス中のＮＯｘ量、燃料添加弁による排気燃料添加量、及びアフター噴射の実施状態の時間変化の一例を表すタイムチャートである。
【図６】実施例２におけるＮＯｘ還元処理の実行時の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。
【図７】実施例２の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒の触媒入ガス温度、燃料添加弁による排気燃料添加量、及びＥＧＲ率の時間変化の一例を表すタイムチャートである。
【図８】実施例３におけるＮＯｘ還元処理の実行時の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。
【図９】実施例３の還元剤供給制御を実行した場合の吸入空気量、燃料添加弁による排気燃料添加量、及び低温燃焼の実施状態の時間変化の一例を表すタイムチャートである。
【図１０】実施例４におけるＮＯｘ還元処理の実行時の還元剤供給制御ルーチンの実行手順を表すフローチャートである。
【図１１】実施例４の還元剤供給制御を実行した場合のＮＯｘ触媒の触媒出ガスの空燃比、燃料添加弁による排気燃料添加量、及び燃料噴射量の時間変化の一例を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１     内燃機関
７     エアフローメータ
１４   ＥＧＲ弁
１５   ＥＧＲ通路
１７   吸気マニホールド
１８   排気マニホールド
１９   燃料添加弁
２２   吸気絞り弁
２６   ＥＣＵ
２９   インジェクタ
４１   ＮＯｘ触媒
４２   吸気通路
４３   排気通路
４９   気筒
５０   空燃比センサ
５１   排気センサ
５２   排気温度センサ
【図１】
2010019171.tif 000003
【図２】
2010019171.tif 000004
【図３】
2010019171.tif 000005
【図４】
2010019171.tif 000006
【図５】
2010019171.tif 000007
【図６】
2010019171.tif 000008
【図７】
2010019171.tif 000009
【図８】
2010019171.tif 000010
【図９】
2010019171.tif 000011
【図１０】
2010019171.tif 000012
【図１１】
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