(57)【要約】【課題】ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯX再生処理のための燃料消費量をそれほど増大させることなく、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させてＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温とされる時の大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減する。【解決手段】ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合（ステップ１０１）に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量Ａが、燃料の酸化によって達する最高温度の時のＮＯX吸蔵還元触媒装置のＮＯX吸蔵可能量以上に設定された設定値Ａ’より多い時（ステップ１０２）には、理論空燃比よりリッチな雰囲気でＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる（ステップ１０３）。【選択図】図３
2010043601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備し、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量より多い時には、理論空燃比よりリッチな雰囲気で前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において前記燃料を酸化させることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備し、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量より多い時には、前記現在のＮＯX吸蔵量が前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度における前記ＮＯX吸蔵可能量以下の時に比較して、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置がゆっくりと昇温するように前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置への燃料の供給を制御する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】
ディーゼルエンジンのような希薄燃焼を実施する内燃機関の排気系には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置が配置されている。ＮＯX吸蔵還元触媒装置は、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯXを良好に吸蔵する。一方、ＮＯX再生処理として、排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比とすれば、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させれば、吸蔵したＮＯXを放出し、こうして放出させたＮＯXを、排気ガス中の還元物質により還元浄化することができる。
【０００３】
このようなＮＯX吸蔵還元触媒装置は、ＮＯXと同様なメカニズムによって排気ガス中のＳＯXも吸蔵してしまう。ＳＯXは安定な硫酸塩として吸蔵されるために前述の再生処理では放出させることはできず、吸蔵量は増加する一方であり（Ｓ被毒）、遂には、再生処理直後においてもＮＯX吸蔵還元触媒装置は十分なＮＯX量を吸蔵することができなくなる。
【０００４】
それにより、ＮＯX吸蔵還元触媒装置におけるＳＯX吸蔵量を推定し、このＳＯX吸蔵量が設定ＳＯX吸蔵量に達した時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させてＮＯX吸蔵還元触媒装置を約７００°Ｃのような高温とした後に排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチ空燃比とするＳ被毒回復処理を実施し、吸蔵ＳＯXを放出させるようにしている。
【０００５】
また、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の下流側にパティキュレートフィルタが配置されることがあり、パティキュレートフィルタに設定量以上のパティキュレートが捕集されると、機関性能を悪化させるほど排気抵抗が増大するために、捕集パティキュレートを焼失させなければならない。このようなパティキュレート再生処理においても、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させてパティキュレートフィルタへ流入する排気ガスの温度を高めることにより、パティキュレートフィルタの温度をパティキュレートの燃焼温度（約６００°Ｃ）まで昇温させることがある。
【０００６】
しかしながら、このようなＮＯX吸蔵還元触媒装置におけるＳ被毒回復処理又は下流側に配置されたパティキュレートフィルタにおけるパティキュレート再生処理等のためにＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させてＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温とされると、ＮＯX吸蔵能力が低下するために、吸蔵ＮＯXが放出されて、高濃度のＮＯXが大気中へ排出されることがある。
【０００７】
これを抑制するために、パティキュレート再生処理を実施する時に、もし、ＮＯX吸蔵還元触媒装置がＮＯX再生時期であれば、ＮＯX再生処理を先に実施することが提案されており、また、パティキュレート再生処理を実施する時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置がＮＯX再生時期でなくても、強制的にＮＯX再生処理を実施することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３３９７３０
【特許文献２】特開２００３−３３６５２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
確かに、パティキュレート再生処理を実施する時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置がＮＯX再生時期でなくても、強制的にＮＯX再生処理を実施すれば、パティキュレート再生処理に際してＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温とされても、吸蔵ＮＯXは既に還元浄化されているために、殆どＮＯXが放出されることはなく、この時に大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減することができる。しかしながら、このようにパティキュレート再生処理を実施する時に常にＮＯX再生処理を実施するのでは、ＮＯX再生処理のための燃料消費量が増大してしまう。
【００１０】
また、パティキュレート再生処理を実施する時に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置が再生時期であれば、ＮＯX再生処理を先に実施するようにするだけでは、ＮＯX吸蔵還元触媒装置が再生時期でなければ、ＮＯX再生処理は実施されないこととなり、この時には、パティキュレート再生処理に際してＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温とされると、ＮＯX吸蔵能力の低下によってＮＯX吸蔵還元触媒装置からＮＯXが放出されて大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることがある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備する内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯX再生処理のための燃料消費量をそれほど増大させることなく、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させてＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温とされる時の大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備し、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量より多い時には、理論空燃比よりリッチな雰囲気で前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において前記燃料を酸化させることを特徴とする。
【００１３】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置を具備し、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量より多い時には、前記現在のＮＯX吸蔵量が前記燃料の酸化によって達する前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度における前記ＮＯX吸蔵可能量以下の時に比較して、前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置がゆっくりと昇温するように前記ＮＯX吸蔵還元触媒装置への燃料の供給を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、燃料の酸化によって達するＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量より多い時には、そのままでは、ＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温度となると、この時のＮＯX吸蔵可能量を超える量の吸蔵ＮＯXが放出され、還元浄化されることなく大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることとなるために、理論空燃比よりリッチな雰囲気でＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させることにより、放出されたＮＯXをリッチ雰囲気中に含まれる還元物質によって還元浄化させ、こうして大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減させることができる。
【００１５】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、ＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、燃料の酸化によって達するＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度におけるＮＯX吸蔵可能量以上に設定された設定値より多い時には、そのままでは、ＮＯX吸蔵還元触媒装置が高温度となると、この時のＮＯX吸蔵可能量を超える量の吸蔵ＮＯXが放出され、還元浄化されることなく大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることとなるために、ＮＯX吸蔵還元触媒装置がゆっくりと昇温するようにＮＯX吸蔵還元触媒装置への燃料の供給を制御するようになっており、それにより、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の緩やかな温度上昇に伴って吸蔵ＮＯXは徐々に放出されるために、ＮＯX吸蔵還元触媒装置を急激に温度上昇させて多量の吸蔵ＮＯXが一気に放出される場合に比較して、大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形態を示す概略図である。内燃機関は、ディーゼルエンジン等の希薄燃焼を実施するものである。１は機関排気通路であり、２はＮＯX吸蔵還元触媒装置である。３はＮＯX吸蔵還元触媒装置２の上流側へ燃料を供給するための燃料供給装置である。また、４はＮＯX吸蔵還元触媒装置２の下流側に配置されたパティキュレートフィルタである。
【００１７】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は、排気ガスがリーン空燃比である時、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高い時に、排気ガス中のＮＯ及びＮＯ2を貴金属触媒（例えば白金Ｐｔ）によりＮＯ3まで酸化してＮＯX吸蔵成分（例えばカリウムＫ又はバリウムＢａ等）と反応させて硝酸塩として吸蔵する。
【００１８】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は、無制限にＮＯXを吸蔵することはできないために、機関運転状態毎の単位時間当たりのＮＯX発生量に基づき現在のＮＯX吸蔵量を推定し、これが再生ＮＯX吸蔵量に達した時に、ＮＯX再生処理として、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２へ流入する排気ガスをリッチ空燃比とすることにより、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させることにより、吸蔵したＮＯXを放出させ、こうして放出させたＮＯXをリッチ空燃比の排気ガス中の還元物質（ＨＣ及びＣＯ）により還元浄化する。排気ガスをリッチ空燃比とするためには、燃焼空燃比をリッチとしたり、膨張行程又は排気行程において気筒内へ燃料を噴射したり、又は、燃料供給装置３によって機関排気通路１に燃料を供給したりすれば良い。
【００１９】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は、ＮＯXと同様なメカニズムによって排気ガス中のＳＯXも吸蔵してしまう。ＳＯXは安定な硫酸塩として吸蔵されるために放出させ難く、前述のＮＯX再生処理を実施しても吸蔵量は増加する一方であり（Ｓ被毒）、遂には、ＮＯX再生処理直後においても十分な量のＮＯXを吸蔵することができなくなってしまう。
【００２０】
それにより、燃料中に含まれる硫黄がＳＯXとしてＮＯX吸蔵還元触媒装置２に設定割合で吸蔵されるとして、消費燃料量に基づきＮＯX吸蔵還元触媒装置２へ吸蔵されたＳＯX吸蔵量を推定し、これが設定ＳＯX吸蔵量に達した時には、さらにＳＯX吸蔵量が増加すると、ＮＯX再生処理直後に十分な量のＮＯXを吸蔵することができなくなるとして、Ｓ被毒回復処理が実施される。
【００２１】
Ｓ被毒回復処理は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２を所望温度（約７００°Ｃ）とした後に、排気ガスをリッチ空燃比とし、すなわち、排気ガス中の酸素濃度を低下させることにより吸蔵したＳＯXを放出させ、こうして放出させたＳＯXをリッチ空燃比の排気ガス中の還元物質（ＨＣ及びＣＯ）により還元する。ＮＯX吸蔵還元触媒装置２を所望温度に昇温するには、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２において貴金属触媒を使用して燃料を酸化させるようになっている。燃料を良好に酸化させるには、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２内を理論空燃比よりリーンな雰囲気として十分な酸素を存在させることが好ましい。ＮＯX吸蔵還元触媒装置において酸化させる燃料は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ噴射したり、又は、燃料供給装置３によって機関排気通路１に供給したりすれば良い。
【００２２】
また、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の下流側に配置されたパティキュレートフィルタ４に設定量以上のパティキュレートが捕集されると、機関性能を悪化させるほど排気抵抗が増大するために、捕集パティキュレートを焼失させなければならない。このようなパティキュレート再生処理においても、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２において燃料を酸化させてパティキュレートフィルタ４へ流入する排気ガスの温度を高めることにより、パティキュレートフィルタの温度をパティキュレートの燃焼温度（約６００〜６５０°Ｃ）まで昇温させる。燃料を良好に酸化させるには、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２内を理論空燃比よりリーンな雰囲気として十分な酸素を存在させることが好ましい。ＮＯX吸蔵還元触媒装置において酸化させる燃料は、膨張行程又は排気行程において気筒内へ噴射したり、又は、燃料供給装置３によって機関排気通路１に供給したりすれば良い。
【００２３】
ところで、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２のＮＯX吸蔵可能量は、図２に示すように、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度Ｔによって変化し、Ｔ１（例えば２００°Ｃ）からＴ２（例えば５００°Ｃ）の常用温度範囲において比較的高くなる。前述の再生ＮＯX吸蔵量Ａｒは、常用温度範囲（Ｔ１からＴ２）の最小ＮＯX吸蔵可能量より僅かに少ない量とされ、それにより、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は常用温度範囲においてＮＯX再生処理が実施されるまで良好にＮＯXを吸蔵することができる。
【００２４】
しかしながら、前述したように、パティキュレートフィルタ４においてパティキュレート再生処理を実施する時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２において燃料を酸化させて排気ガス温度を高めることが要求され、それによりＮＯX吸蔵還元触媒装置２が高温度Ｔ’（例えば６００〜６５０°Ｃ）となると、ＮＯX吸蔵可能量はＡT’に低下するために、このＮＯX吸蔵可能量ＡT’より多量のＮＯXを吸蔵している時には、このＮＯX吸蔵可能量ＡT’を超える量の吸蔵ＮＯXが一気に放出され、大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることがある。
【００２５】
本実施形態の排気浄化装置は、図３に示す第１フローチャートに従ってパティキュレート再生処理を実施し、大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減するようにしている。先ず、ステップ１０１において、パティキュレートフィルタ４に設定量のパティキュレートが捕集されてパティキュレート再生時期となったか否かが判断される。この判断には、例えば、パティキュレートフィルタ４の直上流側と直下流側との間の差圧が設定圧以上となったこと等を利用することができる。この判断が否定される時にはそのまま終了するが、肯定される時にはステップ１０２へ進む。
【００２６】
ステップ１０２では、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の現在のＮＯX吸蔵量Ａが設定値Ａ’より多いか否かが判断される。この設定値Ａ’は、図２に示すように、パティキュレート再生処理のための燃料酸化により高温度Ｔ’となった時のＮＯX吸蔵還元触媒装置２のＮＯX吸蔵可能量ＡT’以上のＮＯX吸蔵可能量として設定される。ステップ１０２の判断が肯定される時には、もし、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に高温度Ｔ’となれば、ＮＯX吸蔵量が高温（Ｔ’）時のＮＯX吸蔵可能量ＡT’となるまで比較的多量のＮＯXが一気に放出され、放出されたＮＯXはリーン雰囲気であるために還元浄化されることがないために、大気中へ高濃度のＮＯXが排出されてしまう。
【００２７】
それにより、ステップ１０２の判断が肯定される時には、ステップ１０３において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は、理論空燃比よりリッチな雰囲気で燃料を酸化させ、すなわち、膨張行程又は排気行程での気筒内への燃料噴射又は燃料供給装置３による機関排気通路１への燃料供給によって、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２へ流入する排気ガス中には比較的多くの酸素が含まれるが、空燃比としてはリッチとなるようにしてＮＯX吸蔵還元触媒装置２において燃料を酸化させるようにする。こうして、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に高温度Ｔ’となって一気に比較的多量のＮＯXが放出されても、このＮＯXはリッチ雰囲気中の還元物質によって還元浄化され、大気中へ排出されるＮＯXの濃度を十分に低減させるようになっている。
【００２８】
一方、ステップ１０２の判断が否定される時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の現在のＮＯX吸蔵量Ａは高温時のＮＯX吸蔵可能量ＡT’以下であるか又は高温時のＮＯX吸蔵可能量ＡＴ’より多くてもその差はそれほど多くなく、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に高温度Ｔ’となっても、ＮＯXは放出されないか又は放出されても少量であるために、大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることはなく、ステップ１０４において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は、リーン雰囲気で十分な酸素を使用して燃料を酸化させる。この場合には、リッチ雰囲気で燃料を酸化させる場合に比較して、燃料を効率的に酸化させることができ、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２を同じ最高温度とするのに必要な燃料消費を低減することができる。
【００２９】
次いで、ステップ１０５において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度Ｔが高温度Ｔ’となったか否かが判断され、この判断が否定される時には、ステップ１０２へ戻る。ＮＯX吸蔵還元触媒装置２においてリーン雰囲気で燃料を酸化させる場合には、十分な酸素を使用して燃料が良好に酸化するために、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度は急激に上昇するが、リッチ雰囲気で燃料を酸化させる場合には、燃料がそれほど良好には酸化しないために、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度上昇は、リーン雰囲気で酸化させる場合に比較して緩やかとなり、この温度上昇に伴ってＮＯXが徐々に放出される。こうして、現在のＮＯX吸蔵量Ａが設定値Ａ’となれば、ステップ１０２の判断が否定され、それ以降は、リーン雰囲気で燃料を良好に酸化させるようにしている。
【００３０】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度が高温度Ｔ’となってＮＯX吸蔵還元触媒装置２から流出してパティキュレートフィルタへ流入する排気ガス温度がパティキュレートの燃焼温度となれば、ステップ１０５の判断が肯定され、ステップ１０６においてパティキュレート再生処理が実施される。ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度Ｔは、例えば、直接的に又はＮＯX吸蔵還元触媒装置から流出する排気ガス温度として測定又は推定すれば良い。パティキュレート再生処理は、設定量のパティキュレートが焼失するまでの間において、パティキュレートフィルタ４へ流入する排気ガスの温度をパティキュレートの焼失温度に維持することである。
【００３１】
このように、第１フローチャートによれば、パティキュレート再生時期となってＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、燃料の酸化によって達する最高温度の時のＮＯX吸蔵還元触媒装置のＮＯX吸蔵可能量以上に設定された設定値より多い時にだけ理論空燃比よりリッチな雰囲気でＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させることにより、放出されたＮＯXをリッチ雰囲気中に含まれる還元物質によって還元浄化させるようになっている。それにより、パティキュレート再生処理の前に必ずＮＯX再生処理を実施する場合に比較して、ＮＯX再生処理のための燃料消費量を低減することができる。また、この場合のようにＮＯX再生処理を実施した後に燃料を酸化させるのではなく、パティキュレート再生時期となれば、燃料を酸化させるようになっているために、早期にパティキュレート再生を完了することができる。
【００３２】
図４は、第１フローチャートに代えて実施されるパティキュレート再生処理のための第２フローチャートである。第１フローチャートとの違いについてのみ以下に説明する。本フローチャートでは、ステップ２０２において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の現在のＮＯX吸蔵量Ａが設定値Ａ’より多いか否かが判断され、この判断が肯定される時には、もし、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に高温度Ｔ’となれば、ＮＯX吸蔵量が高温（Ｔ’）時のＮＯX吸蔵可能量ＡT’となるまで比較的多量のＮＯXが一気に放出され、放出されたＮＯXはリーン雰囲気であるために還元浄化されることがないために、大気中へ高濃度のＮＯXが排出されてしまう。
【００３３】
それにより、ステップ２０２の判断が肯定される時には、ステップ２０３において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２がゆっくりと最高温度Ｔ’に達するようにＮＯX吸蔵還元触媒装置２への燃料の供給を制御するようになっている。こうして、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の緩やかな昇温によってＮＯX吸蔵還元触媒装置２からは徐々にしかＮＯXが放出されないようにし、大気中へ排出されるＮＯXの濃度を十分に低減させるようになっている。
【００３４】
一方、ステップ２０２の判断が否定される時には、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の現在のＮＯX吸蔵量Ａは高温時のＮＯX吸蔵可能量ＡT’以下であるか又は高温時のＮＯX吸蔵可能量ＡＴ’より多くてもその差はそれほど多くなく、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に高温度Ｔ’となっても、ＮＯXは放出されないか又は放出されても少量であるために、大気中へ高濃度のＮＯXが排出されることはなく、ステップ２０３において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２が急激に最高温度に達するようにＮＯX吸蔵還元触媒装置２への燃料の供給を制御するようになっている。このような通常の昇温では、無駄なく燃料を酸化させることができ、効率的に排気ガスの温度を高めることができる。
【００３５】
次いで、ステップ２０５において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度Ｔが高温度Ｔ’となったか否かが判断され、この判断が否定される時には、ステップ２０２へ戻る。ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度上昇が緩やかな場合には、ＮＯXが徐々に放出され、こうして、現在のＮＯX吸蔵量Ａが設定値Ａ’となれば、ステップ２０２の判断が否定され、それ以降は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２は通常の昇温である最高温度まで急激に温度上昇するようにされる。
【００３６】
ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度が高温度Ｔ’となってＮＯX吸蔵還元触媒装置２から流出してパティキュレートフィルタへ流入する排気ガス温度がパティキュレートの燃焼温度となれば、ステップ２０５の判断が肯定され、ステップ２０６において、設定量の捕集パティキュレートが焼失するまで、排気ガス温度をパティキュレートの燃焼温度に維持するパティキュレート再生処理が実施される。
【００３７】
このように第２フローチャートによれば、パティキュレート再生時期となってＮＯX吸蔵還元触媒装置において燃料を酸化させる場合に、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の現在のＮＯX吸蔵量が、燃料の酸化によって達する最高温度の時のＮＯX吸蔵還元触媒装置のＮＯX吸蔵可能量以上に設定された設定値より多い時だけＮＯX吸蔵還元触媒装置がゆっくりと最高温度に達するようにＮＯX吸蔵還元触媒装置への燃料の供給を制御するようになっており、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の緩やかな温度上昇に伴って吸蔵ＮＯXは徐々に放出され、大気中へ排出されるＮＯX濃度を十分に低減することができる。それにより、パティキュレート再生処理の前に必ずＮＯX再生処理を実施する場合に比較して、ＮＯX再生処理のための燃料消費量を低減することができる。また、この場合のようにＮＯX再生処理を実施した後に燃料を酸化させるのではなく、パティキュレート再生時期となれば、燃料を酸化させるようになっているために、早期にパティキュレート再生を完了することができる。
【００３８】
図５（ａ）は、第２フローチャートのステップ２０３において実施される燃料供給制御の結果として、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の急激な温度上昇をもたらす排気ガスの空燃比変化パターンを示しており、図５（ｂ）及び（ｃ）は、第２フローチャートのステップ２０２において実施される燃料供給制御の結果として、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の緩やかな温度上昇をもたらす排気ガスの空燃比変化パターンを示している。
【００３９】
図５において、λ１は理論空燃比よりリーンな第１空燃比（燃焼空燃比）であり、λ２は膨張行程又は排気行程での気筒内への燃料噴射又は燃料供給装置３による機関排気通路１への燃料供給によってλ１よりはリッチ側であるが依然として理論空燃比よりリーンな第２空燃比である。
【００４０】
パティキュレート再生時期となれば、排気ガスの空燃比は定期的に第２空燃比λ２とされ、第２空燃比λ２の時に含まれる燃料をＮＯX吸蔵還元触媒装置２において酸化させる。図５（ａ）に示すように、第２空燃比λ２とする時間ｔ１と第１空燃比λ１とする時間ｔ２とが交互に繰り返されることにより、第２空燃比λ２の時に含まれる燃料は良好に酸化してＮＯX吸蔵還元触媒装置２は急激にパティキュレートの燃焼温度へ昇温させられる。
【００４１】
一方、図５（ｂ）に示すように、第２空燃比λ２とする時間ｔ１’を図５（ａ）の場合の第２空燃比λ２とする時間ｔ１より短くし、第１空燃比λ１とする時間ｔ２’を図５（ａ）の場合の第１空燃比λ１とする時間ｔ２より長くすることにより、第２空燃比λ２の時に含まれる燃料は良好に酸化しても、単位時間当たりに酸化する燃料量が少なくなるためにＮＯX吸蔵還元触媒装置２はゆっくりとパティキュレートの燃焼温度へ昇温させられる。また、図５（ｃ）に示すように、第２空燃比λ２とする時間ｔ１は図５（ａ）の場合の第２空燃比λ２とする時間ｔ１と同じにし、第１空燃比λ１とする時間ｔ２”を図５（ａ）の場合の第１空燃比λ１とする時間ｔ２より長くすることによっても、単位時間当たりに酸化する燃料量が少なくなるためにＮＯX吸蔵還元触媒装置２はゆっくりとパティキュレートの燃焼温度へ昇温させられる。
【００４２】
もちろん、第２空燃比λ２とする時間を図５（ａ）の場合の第２空燃比λ２とする時間ｔ１より短くし、第１空燃比λ１とする時間を図５（ａ）の場合の第１空燃比λ１とする時間ｔ２と同じにすることでも、単位時間当たりに酸化する燃料量が少なくなるためにＮＯX吸蔵還元触媒装置２はゆっくりとパティキュレートの燃焼温度へ昇温させられる。また、膨張行程又は排気行程での気筒内への燃料噴射又は燃料供給装置３による機関排気通路１への燃料供給によってもたらす空燃比を、図５（ａ）の場合の第２空燃比λ２よりリーン側としても、単位時間当たりに酸化する燃料量が少なくなるためにＮＯX吸蔵還元触媒装置２はゆっくりとパティキュレートの燃焼温度へ昇温させられる。
【００４３】
第１フローチャート及び第２フローチャートは、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の下流側に配置されたパティキュレートフィルタ４のパティキュレート再生処理のためのものである。しかしながら、このような考え方は、パティキュレート再生処理に限定されるものではなく、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の最高温度に多少の違いはあっても、Ｓ被毒回復処理に際してＮＯX吸蔵還元触媒装置２を昇温する場合にも適用可能である。
【００４４】
この場合には、ステップ１０５及び２０５において、ＮＯX吸蔵還元触媒装置２の温度が所望温度Ｔ’（約７００°Ｃ）となった時に、ステップ１０６及び２０６において、燃焼空燃比をリッチするか、膨張行程又は排気行程における気筒内への燃料噴射又は燃料供給装置３による機関排気通路１への燃料供給によりＮＯX吸蔵還元触媒装置２へ流入する排気ガスの空燃比をリッチとしてＳ被毒回復処理を実施すれば良い。
【００４５】
本実施形態は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の下流側にパティキュレートフィルタを配置する構成を例示するものであるが、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の上流側にパティキュレートフィルタが配置されていても良い。この場合、パティキュレートフィルタへ流入する排気ガス温度を高めるために、パティキュレートフィルタ上流に酸化触媒を設けることが必要である。また、本実施形態では、燃料供給装置として、排気通路内に燃料を供給する燃料添加弁を用いているが、これに限らず、機関筒内の空燃比をリッチにするものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による内燃機関の排気浄化装置を示す概略図である。
【図２】ＮＯX吸蔵還元触媒装置の温度とＮＯX吸蔵可能量との関係を示すグラフである。
【図３】パティキュレート再生処理のための第１フローチャートである。
【図４】パティキュレート再生処理のための第２フローチャートである。
【図５】燃料供給制御の結果としての排気ガスの空燃比変化パターンであり、（ａ）は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の急激な温度上昇をもたらす空燃比変化パターンであり、（ｂ）及び（ｃ）は、ＮＯX吸蔵還元触媒装置の緩やかな温度上昇をもたらす空燃比変化パターンである。
【符号の説明】
【００４７】
２    ＮＯX吸蔵還元触媒装置
３    燃料供給装置
４    パティキュレートフィルタ
【図１】
2010043601.tif 000003
【図２】
2010043601.tif 000004
【図３】
2010043601.tif 000005
【図４】
2010043601.tif 000006
【図５】
2010043601.tif 000007