(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、貴金属触媒を具備する選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流の排気通路に配置され、アンモニア由来の還元剤を排気中に添加する添加装置と、
前記選択還元型触媒より上流において排気中に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記添加装置から排気中へ還元剤を添加させるときに、前記燃料供給装置から燃料を供給させる制御部と、
前記選択還元型触媒の温度と相関する温度を測定する測定部と、
を備え、
前記制御部は、前記測定部により測定された温度に応じて、前記添加装置から添加される還元剤の量と前記燃料供給装置から供給される燃料の量とを変更する内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
請求項１において、前記制御部は、前記測定部により測定された温度が高いときは低いときに比べ、還元剤の量が少なくなり且つ燃料の量が多くなるように前記添加装置及び前記燃料供給装置を制御する内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記選択還元型触媒より上流の排気通路に配置され、排気の温度を調整する調温装置をさらに備える内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
請求項３において、前記調温装置は、燃料と二次空気を燃焼させるバーナである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】
内燃機関の排気浄化システムに関し、特にアンモニアの供給を受けて排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する触媒を備えた排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に配置された選択還元型触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）と、選択還元型触媒より上流の排気通路に配置された還元剤添加弁と、を備え、前記還元剤添加弁からアンモニア由来の化合物や組成物を添加させるＳＣＲシステムが知られている。【０００３】
近年、排気エミッションに対する規制強化に伴い、ＳＣＲシステムに酸化触媒やパティキュレートフィルタを追加する必要性も生じている。そのため、排気通路の上流側から燃料添加弁、酸化触媒、パティキュレートフィルタ、尿素添加弁、選択還元型触媒、及びアンモニア酸化触媒を順次配置したシステムも提案されている（たとえば、特許文献１を参照）。【０００４】
特許文献２には、排気通路の上流側から尿素添加弁、酸化触媒、パティキュレートフィルタ、及び選択還元型触媒を順次配置した構成について記述されている。特許文献３には、排気通路の上流側からパティキュレートフィルタと選択還元型触媒を順次配置し、パティキュレートフィルタと選択還元型触媒との間に尿素及び燃料を添加する構成について記述されている。特許文献４には、酸化能と選択還元能とを備えた排気浄化用触媒について記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０１３９３１号公報
【特許文献２】特開２００８−５４５０８５号公報
【特許文献３】特開２００８−１５７１８８号公報
【特許文献４】特開２００８−０３１９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、選択還元型触媒が貴金属触媒を備える場合、あるいは還元剤添加弁より下流且つ選択還元型触媒より上流の排気通路に貴金属触媒が配置される場合は、還元剤添加弁から添加されたアンモニア由来の還元剤が貴金属触媒により酸化されて窒素酸化物（ＮＯｘ）になる可能性がある。【０００７】
その場合、選択還元型触媒において還元される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が減少するうえ、選択還元型触媒において窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成されることになる。これに対し、前述した特許文献１に開示されたような構成を採用する方法が考えられるが、排気浄化システムのレイアウトの自由度が低下するため、車両搭載性の低下や製造コストの上昇を招く可能性がある。【０００８】
本発明は、上記した種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＳＣＲシステムを含む内燃機関の排気浄化システムにおいて、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化性能を低下させることなく、排気浄化システムのレイアウトの自由度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発明者は、上記した課題を解決するために、貴金属触媒を備えた選択還元型触媒に対してアンモニア由来の還元剤と炭化水素（燃料）とを同時に供給することにより、選択還元型触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下が抑制される事項に着目した。【００１０】
貴金属触媒を備えた選択還元型触媒にアンモニア由来の還元剤のみが供給された場合は、選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加する。これは、還元剤が窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応する前に貴金属触媒によって酸化されるためと考えられる。【００１１】
還元剤が貴金属触媒によって酸化されると、選択還元型触媒において還元される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が減少する。さらに、還元剤が貴金属触媒によって酸化されると、新たな窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成される。その結果、選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加する。この現象は、選択還元型触媒の温度（選択還元型触媒の床温又は選択還元型触媒を通過するガスの温度）が高いとき（たとえば、２００℃乃至３００℃以上のとき）に顕著となる。【００１２】
これに対し、本願発明者は、鋭意の実験及び検証を行った結果、貴金属触媒を備えた選択還元型触媒に対し、アンモニア由来の還元剤と炭化水素とを同時に供給することにより、選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が低減されることを見出した。【００１３】
さらに、本願発明者は、貴金属触媒を備えた選択還元型触媒の温度が高いときであっても、アンモニア由来の還元剤と炭化水素が同時に供給されれば、選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が低減されることも見出した。【００１４】
これらのメカニズムについては明確に解明されていないが、アンモニア由来の還元剤と炭化水素が選択還元型触媒へ流入する前に物理的又は化学的に結合又は反応することにより、貴金属触媒によって酸化され難い重質な還元剤が生成されると予想される。【００１５】
そこで、本発明は、貴金属触媒を備えた選択還元型触媒に対してアンモニア由来の還元剤を供給するときに、炭化水素も同時に供給するようにした。【００１６】
詳細には、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に配置され、貴金属触媒を具備する選択還元型触媒と、
前記選択還元型触媒より上流の排気通路に配置され、アンモニア由来の還元剤を排気中に添加する添加装置と、
前記選択還元型触媒より上流において排気中に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記添加装置から排気中へ還元剤を添加させるときに、前記燃料供給装置から燃料を供給させる制御部と、
を備えるようにした。【００１７】
かかる発明によれば、貴金属触媒を備えた選択還元型触媒に対してアンモニア由来の還元剤を供給したときに、貴金属触媒による還元剤の酸化を抑制することができる。そのため、選択還元型触媒におけるＮＯｘ浄化率の低下が抑制される。【００１８】
したがって、貴金属触媒と選択還元型触媒とを１つの基材又は担体に担持させることが可能になる。また、貴金属触媒の下流に選択還元型触媒が配置される場合において、貴金属触媒より上流に添加装置を配置することも可能となる。このように排気浄化システムのレイアウトの自由度が高められると、排気浄化システムの車両搭載性を高めることが可能になるうえ、製造コストを下げることも可能になる。【００１９】
なお、本願発明者は、選択還元型触媒の温度が低いときは高いときに比べ、アンモニア由来の還元剤が多く且つ炭化水素が少ない方が窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率が高いことも見出した。言い換えると、本願発明者は、選択還元型触媒の温度が高いときは低いときに比べ、アンモニア由来の還元剤が少なく且つ炭化水素が多い方が窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率が高いことを見出した。【００２０】
そこで、本発明の制御部は、選択還元型触媒の温度に応じてアンモニア由来の還元剤の添加量と炭化水素の供給量とを調整するようにしてもよい。たとえば、制御部は、選択還元型触媒の温度が低いときは高いときに比べ、還元剤の添加量が多く且つ炭化水素の供給量が少なくしてもよい。このように還元剤の添加量及び炭化水素の供給量が調整されると、選択還元型触媒の温度に関わらず、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を高めることができる。【００２１】
また、本発明にかかる内燃機関の排気浄化システムは、選択還元型触媒より上流の排気通路に配置され、排気の温度を調整する調温装置をさらに備えるようにしてもよい。かかる構成によると、調温装置により選択還元型触媒の温度を調整することができる。そのため、アンモニア由来の還元剤の量と炭化水素の量との比率が所望の比率となるように排気温度を調整することもできる。【００２２】
ここでいう「所望の比率」は、内燃機関や内燃機関を搭載する車両の特性に応じて適宜決められてもよく、あるいはアンモニア由来の還元剤の残量や炭化水素の残量に応じて適宜変更されてもよい。たとえば、アンモニア由来の還元剤の残量が少ないときは多いときに比べ排気温度を高めることにより、アンモニア由来の還元剤の添加量を少なく抑えつつ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を高く維持することができる。また、炭化水素の残量が少ないときは多いときに比べ排気温度を低めることにより、炭化水素の供給量を少なく抑えつつ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を高く維持することができる。【００２３】
調温装置としては、燃料と二次空気を燃焼させるバーナを用いることができる。バーナが点火されると燃料と二次空気が燃焼する際に発生する熱によって排気の温度を高めることができる。バーナを点火させずに二次空気が供給されると、二次空気により排気の温度を低下させることができる。【００２４】
なお、バーナを点火させずに燃料が供給された場合、又は燃料過濃な状態でバーナが点火された場合は、該バーナから排気中に炭化水素を供給することもできる。その結果、バーナを燃料供給装置として機能させることもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、ＳＣＲシステムを含む内燃機関の排気浄化システムにおいて、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化性能を低下させることなく、排気浄化システムのレイアウトの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１の実施例における内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【図２】選択還元型触媒の温度変化に対する還元剤の要求量の変化を示す図である。
【図３】選択還元型触媒の温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。
【図４】還元剤の添加処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例における内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。
【００２８】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図４に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）であるが、火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）であってもよい。
【００２９】
図１において、内燃機関１には、排気通路２が接続されている。排気通路２は、内燃機関１の気筒内から流出するガス（排気）を流すための通路である。排気通路２の途中には、遠心過給機（ターボチャージャ）のタービン３が配置されている。タービン３より下流の排気通路２には、排気浄化装置４が配置されている。
【００３０】
排気浄化装置４は、筒状のケーシング内に選択還元型触媒を収容したものである。選択還元型触媒は、たとえば、コーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの基材に、アルミナ系又はゼオライト系の活性成分（担体）をコーティングしたものである。さらに、前記した担体には、酸化能を有する貴金属触媒（たとえば、白金（Ｐｔ））が担持されている。
【００３１】
前記した排気浄化装置４より下流の排気通路２には、パティキュレートフィルタ５が配置されている。パティキュレートフィルタ５は、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するものである。
【００３２】
前記したタービン３と排気浄化装置４との間に位置する排気通路２には、燃料添加弁６と還元剤添加弁７が配置されている。燃料添加弁６は、第１ポンプ６０を介して燃料タンク６１に接続されている。第１ポンプ６０は、燃料タンク６１に貯留されている燃料を吸引するとともに、吸引された燃料を燃料添加弁６へ圧送する。燃料添加弁６は、第１ポンプ６０から送られてくる燃料を排気通路２内の排気へ添加する。燃料添加弁６、第１ポンプ６０、及び燃料タンク６１は、本発明に係わる燃料供給装置の一実施態様である。
【００３３】
前記した還元剤添加弁７は、第２ポンプ７０を介して還元剤タンク７１に接続されている。第２ポンプ７０は、還元剤タンク７１に貯留されている還元剤を吸引するとともに、吸引された還元剤を還元剤添加弁７へ圧送する。還元剤添加弁７は、第２ポンプ７０から送られてくる還元剤を排気通路２内へ添加する。還元剤添加弁７、第２ポンプ７０、及び還元剤タンク７１は、本発明に係わる添加装置の一実施態様である。
【００３４】
なお、還元剤タンク７１に貯留される還元剤は、アンモニア由来の還元剤である。アンモニア由来の還元剤としては、尿素やカルバミン酸アンモニウムなどの水溶液を用いることができる。本実施例では、アンモニア由来の還元剤として尿素水溶液を用いるものとする。
【００３５】
上記した燃料添加弁６、還元剤添加弁７、第１ポンプ６０、及び第２ポンプ７０は、ＥＣＵ８によって電気的に制御されるようになっている。ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ８は、クランクポジションセンサ９、アクセルポジションセンサ１０、排気温度センサ１１などの各種センサの出力信号をパラメータとして、上記した各機器を制御する。
【００３６】
前記したクランクポジションセンサ９は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に応じた電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ１０は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に応じた電気信号を出力するセンサである。排気温度センサ１１は、排気浄化装置４とパティキュレートフィルタ５との間の排気通路２に取り付けられ、排気浄化装置４から流出した排気の温度に応じた電気信号を出力するセンサである。
【００３７】
ここで、還元剤添加弁７（及び第２ポンプ７０）の制御方法について述べる。還元剤添加弁７から排気中に添加された尿素水溶液は、排気中又は排気浄化装置４において熱分解及び加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。このようにして生成されたアンモニア（ＮＨ３）は、排気浄化装置４の選択還元型触媒に吸着又は吸蔵される。選択還元型触媒に吸着又は吸蔵されたアンモニア（ＮＨ３）は、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）と反応して窒素（Ｎ２）や水（Ｈ２Ｏ）を生成する。つまり、アンモニア（ＮＨ３）は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元剤として働く。
【００３８】
なお、還元剤添加弁７から排気中に添加される尿素水溶液が過少になると、選択還元型触媒に吸着されるアンモニア（ＮＨ３）の量（アンモニア吸着量）が少なくなる。そのため、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の一部が還元されない事態が発生する。一方、還元剤添加弁７から排気中に添加される尿素水溶液が過多になると、アンモニア（ＮＨ３）の一部が選択還元型触媒に吸着されない事態が発生する。
【００３９】
したがって、尿素水溶液の添加量は、選択還元型触媒のアンモニア吸着量が適量（目標量）となるように制御されることが望ましい。前記した目標量は、選択還元型触媒が吸着可能な最大のアンモニア量（アンモニア飽和量）から所定のマージンを差し引いた量である。
【００４０】
アンモニア飽和量は、選択還元型触媒の温度（床温）に応じて変化する。たとえば、選択還元型触媒の温度が高いときは低いときに比べ、アンモニア飽和量が少なくなる。よって、前記した目標量は、選択還元型触媒の温度に応じて変更されることが望ましい。
【００４１】
そこで、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒の温度をパラメータとして目標量を演算する。その際、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒の温度と目標量との関係を定めたマップを利用してもよい。なお、選択還元型触媒の温度としては、専用の温度センサによって測定された値が用いられてもよいが、本実施例では排気温度センサ１１の出力信号が代替値として用いられるものとする。その場合、排気温度センサ１１は、本発明の測定部に相当する。
【００４２】
上記した方法により目標量が定められると、ＥＣＵ８は、実際のアンモニア吸着量が前記した目標量と一致するように還元剤添加弁７を制御する。詳細には、ＥＣＵ８は、先ず、単位時間あたりに内燃機関１から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量（ＮＯｘ排出量）を演算する。ＮＯｘ排出量は、アクセルポジションセンサ１０の出力信号（アクセル開度）と機関回転数とを引数とするマップを用いて算出されてもよい。
【００４３】
続いて、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒における窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率（ＮＯｘ浄化率）を演算する。ここでいう「ＮＯｘ浄化率」は、選択還元型触媒に流入する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量に対し、選択還元型触媒において還元される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量の割合に相当する値である。ＮＯｘ浄化率は、選択還元型触媒の温度と排気流量とをパラメータとして算出される。その際、ＮＯｘ浄化率と選択還元型触媒の温度と排気流量との関係を予めマップ化しておくようにしてもよい。
【００４４】
ＥＣＵ８は、ＮＯｘ排出量とＮＯｘ浄化率をパラメータとして、窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元するために、単位時間あたりに消費されるアンモニア（ＮＨ３）の量（アンモニア消費量）を演算する。
【００４５】
ＥＣＵ８は、単位時間あたりに選択還元型触媒へ供給されるアンモニア（ＮＨ３）の量からアンモニア消費量を減算することにより、単位時間あたりに選択還元型触媒に吸着されるアンモニア（ＮＨ３）の量を演算する。ＥＣＵ８は、単位時間あたりに選択還元型触媒に吸着されるアンモニア（ＮＨ３）の量を積算することにより、実際のアンモニア吸着量を算出する。
【００４６】
ＥＣＵ８は、実際のアンモニア吸着量が目標量より少ないときは、両者の差をパラメータとしてアンモニア（ＮＨ３）の目標添加量（以下、「基準添加量」と称する）を算出し、基準添加量にしたがって尿素水溶液の添加を行う。一方、実際のアンモニア吸着量が目標量以上であるときは、ＥＣＵ８は、尿素水溶液の添加を停止する。
【００４７】
ところで、本実施例の排気浄化装置４は、選択還元型触媒と貴金属触媒とを含んでいる。そのため、排気浄化装置４へ供給されたアンモニア（ＮＨ３）の一部は、選択還元型触媒に吸着又は吸蔵される前に、貴金属触媒によって酸化される可能性がある。その場合、選択還元型触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下する。さらに、アンモニア（ＮＨ３）が酸化されると、新たな窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成される。その結果、選択還元型触媒から比較的多量の窒素酸化物（ＮＯｘ）が流出する可能性がある。
【００４８】
そこで、本実施例では、還元剤添加弁７から尿素水溶液を添加させる際に、燃料添加弁６から燃料を添加させるようにした。つまり、尿素水溶液の添加が行われるときは、それと同時に燃料の添加も行われるようにした。
【００４９】
本願発明者は、鋭意の実験及び検証を行った結果、尿素水溶液と燃料が同時に添加されると、ＮＯｘ浄化率の低下が抑制されることを見出した。さらに、本願発明者は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する際に必要となるアンモニア（ＮＨ３）及び炭化水素（ＨＣ）の量（比率）は、選択還元型触媒の温度によって異なることも見出した。
【００５０】
図２は、選択還元型触媒の温度変化に対する還元剤の要求量の変化を示す図である。図２に示す要求量は、一定量の窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する際に必要となるアンモニア（ＮＨ３）及び炭化水素（ＨＣ）の量である。図２中において、実線はアンモニア（ＮＨ３）の要求量を示し、一点鎖線は炭化水素（ＨＣ）の要求量を示し、破線はアンモニア（ＮＨ３）の基準添加量を示す。
【００５１】
図２に示すように、選択還元型触媒の温度が高いときは低いときに比べ、アンモニア（ＮＨ３）の要求量が少なくなるとともに炭化水素（ＨＣ）の要求量が多くなる。逆に、選択還元型触媒の温度が低いときは高いときに比べ、アンモニア（ＮＨ３）の要求量が多くなるとともに炭化水素（ＨＣ）の要求量が少なくなる。
【００５２】
図２に示したようなアンモニア（ＮＨ３）の要求量と炭化水素（ＨＣ）の要求量との比率（以下、「添加比率」と称する）は、実験などを利用した適合作業により予めマップ化しておくものとする。そして、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒の温度と図２に示したマップとに基づいてアンモニア（ＮＨ３）の添加量と炭化水素（ＨＣ）の添加量を決定する。具体的には、ＥＣＵ８は、前述した基準添加量に添加比率を乗算することにより、アンモニア（ＮＨ３）の添加量と炭化水素（ＨＣ）の添加量を算出する。
【００５３】
図３は、選択還元型触媒の温度とＮＯｘ浄化率との関係を示す図である。図３中の実線は、前述した図２に定められた添加比率にしたがってアンモニア（ＮＨ３）と炭化水素（ＨＣ）を添加した場合のＮＯｘ浄化率を示している。また、図３中の破線は、基準添加量にしたがってアンモニア（ＮＨ３）のみを添加した場合のＮＯｘ浄化率を示している。
【００５４】
図３において、アンモニア（ＮＨ３）のみが添加された場合は選択還元型触媒の温度が高くなるほどＮＯｘ浄化率が低下するのに対し、アンモニア（ＮＨ３）と炭化水素（ＨＣ）が添加された場合は選択還元型触媒の温度にかかわらずＮＯｘ浄化率が高く維持される。
【００５５】
よって、貴金属触媒と選択還元型触媒とを１つの担体又は基材に担持させることができる。その結果、添加装置及び選択還元型触媒を含む排気浄化システムのレイアウトの自由度を高めることができる。たとえば、１つの基材又は担体に選択還元型触媒と酸化触媒とを担持させたり、パティキュレートフィルタの基材に選択還元型触媒と酸化触媒を担持させたりすることが可能になる。
【００５６】
また、前述した図２に示したように、アンモニア（ＮＨ３）の要求量は基準添加量より少なくなるため、尿素水溶液の消費量を少なく抑えることができる。よって、還元剤タンク７１の容量を小さくすることが可能になる。その結果、還元剤タンク７１の車載性を向上させることもできる。
【００５７】
以下、本実施例における還元剤の添加手順について図４に沿って説明する。図４は、還元剤の添加処理ルーチンを示すフローチャートである。この添加処理ルーチンは、予めＥＣＵ８のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ８によって周期的に実行される。
【００５８】
添加処理ルーチンでは、ＥＣＵ８は、先ずＳ１０１において添加条件が成立しているか否かを判別する。たとえば、ＥＣＵ８は、実際のアンモニア吸着量が目標量より少ないときに、添加条件が成立していると判定する。
【００５９】
前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０７へ進み、還元剤添加弁７及び燃料添加弁６の作動を停止させる。すなわち、ＥＣＵ８は、尿素水溶液の添加及び燃料の添加を停止させる。
【００６０】
前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ８は、Ｓ１０２へ進む。Ｓ１０２では、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒の温度を読み込む。ここでは、選択還元型触媒の温度として、排気温度センサ１１の出力信号が用いられるものとする。
【００６１】
Ｓ１０３では、ＥＣＵ８は、前記Ｓ１０２で読み込まれた排気温度と図２に示したマップとから、アンモニア（ＮＨ３）の要求量と炭化水素（ＨＣ）の要求量との比率（添加比率）を演算する。続いて、ＥＣＵ８は、Ｓ１０４において、選択還元型触媒に吸着されるアンモニア（ＮＨ３）の目標量から実際のアンモニア吸着量を減算することにより、基準添加量を求める。
【００６２】
Ｓ１０５では、ＥＣＵ８は、前記Ｓ１０３で算出された添加比率と前記Ｓ１０４で求められた基準添加量とをパラメータにして、アンモニア（ＮＨ３）の要求量と炭化水素（ＨＣ）の要求量とを演算する。ＥＣＵ８は、アンモニア（ＮＨ３）の要求量を尿素水溶液の量に変換するとともに、炭化水素（ＨＣ）の要求量を燃料の量に変換する。
【００６３】
なお、前述した図２に示した例では、アンモニア（ＮＨ３）と炭化水素（ＨＣ）との添加比率が定められているが、尿素水溶液の要求量と燃料の要求量との比率が定められていてもよい。
【００６４】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ８は、前記Ｓ１０５で求められた尿素水溶液の量と燃料の量とにしたがって、還元剤添加弁７及び燃料添加弁６を作動させる。
【００６５】
このようにＥＣＵ８が添加処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる制御部が実現される。その結果、選択還元型触媒と貴金属触媒が１つの担体又は基材に担持されている場合であっても、選択還元型触媒のＮＯｘ浄化率を高く維持することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施例では選択還元型触媒と貴金属触媒とが共通の担体又は基材に担持されるレイアウトを例に挙げたが、選択還元型触媒が貴金属触媒より下流の排気通路に配置され、且つ還元剤添加弁が貴金属触媒より上流に配置されるレイアウトであっても同様の効果を得ることができる。
【００６７】
要するに、尿素水溶液水の添加が行われるときに燃料（炭化水素（ＨＣ））も同時に添加されれば、排気浄化システムのレイアウトにかかわらず同様の効果を得ることが可能になる。
【００６８】
よって、選択還元型触媒のＮＯｘ浄化率を低下させることなく、排気浄化システムのレイアウトを多様化させることが可能となる。その結果、排気浄化システムの車載性を向上させることができるとともに、製造コストを低減させることも可能となる。
【００６９】
本実施例では、本発明に係わる燃料供給装置として、燃料添加弁６、第１ポンプ６０、及び燃料タンク６１を含む装置を例に挙げたが、内燃機関１が気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁を備えている場合は排気行程中の気筒（排気弁が開弁している気筒）において燃料噴射弁から燃料を噴射させることにより、燃料供給装置が実現されるようにしてもよい。また、燃料と二次空気を燃焼させるためのバーナを燃料供給装置として使用することもできる。
【００７０】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７１】
前述した第１の実施例と本実施例との相違点は、タービン３と排気浄化装置４との間に位置する排気通路２にバーナ１２が追加されている点にある。バーナ１２は、エアポンプ１２０から供給される二次空気と第１ポンプ６０から供給される燃料とを燃焼させる装置である。
【００７２】
バーナ１２は図示しない点火プラグを備えており、該点火プラグが作動することにより二次空気及び燃料が燃焼されるようになっている。バーナ１２において燃焼されたガス（燃焼ガス）は、排出管１２１を介して排気通路２内へ導入されるようになっている。なお、図５に示す例では、バーナ１２と燃料添加弁６が第１ポンプ６０を共用しているが、バーナ１２に専用の燃料ポンプが設けられてもよい。バーナ１２、エアポンプ１２０、及び第１ポンプ６０は、本発明に係わる調温装置に相当する。
【００７３】
前記したバーナ１２及びエアポンプ１２０は、ＥＣＵ８によって電気的に制御されるようになっている。たとえば、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒を昇温させる場合やパティキュレートフィルタ５を昇温させる場合等に、バーナ１２（点火プラグ）とエアポンプ１２０と第１ポンプ６０を作動させる。
【００７４】
その場合、バーナ１２において発生した高温な燃焼ガスが排出管１２１を介して排気通路２へ導入されることになる。その結果、選択還元型触媒へ流入する排気の温度が上昇する。よって、選択還元型触媒が燃焼ガスの熱を受けて速やかに昇温する。
【００７５】
また、ＥＣＵ８は、活性状態にある選択還元型触媒をさらに昇温させる必要がある場合や、パティキュレートフィルタ５に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化させる必要がある場合等は、第１ポンプ６０（及びエアポンプ１２０）を作動させることにより、未燃の燃料を選択還元型触媒又はパティキュレートフィルタ５へ供給させてもよい。
【００７６】
その場合、未燃の燃料が選択還元型触媒又はパティキュレートフィルタ５において酸化されることになる。その結果、未燃燃料が酸化する際に発生する反応熱によって選択還元型触媒又はパティキュレートフィルタ５が昇温させられる。
【００７７】
さらに、本実施例においては、ＥＣＵ８は、選択還元型触媒の温度が目標温度（又は目標となる温度範囲）と一致するようにバーナ１２を制御する。ここでいう「目標温度」は、たとえば、選択還元型触媒のＮＯｘ浄化率が予め定められた基準値以上となる温度であって、アンモニア（ＮＨ３）の要求量と炭化水素（ＨＣ）の要求量との比率が所望の目標比率となる温度である。
【００７８】
ここでいう「基準値」は、たとえば、選択還元型触媒から流出する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が規制量以下となるＮＯｘ浄化率に相当する。また、「所望の比率」は、内燃機関１の特性、内燃機関１を搭載する車両の特性、あるいは還元剤タンク７１や燃料タンク６１の容量などに応じて適宜決められる固定値であってもよく、あるいは尿素水溶液の残量や燃料の残量に応じて変更される可変値であってもよい。
【００７９】
たとえば、尿素水溶液の残量が少ないときは多いときに比べ排気温度を高めることにより、尿素水溶液の添加比率を低下させつつ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を高く維持することができる。また、燃料の残量が少ないときは多いときに比べ排気温度を低めることにより、燃料の添加比率を低下させつつ、窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化率を高く維持することができる。
【００８０】
なお、選択還元型触媒の温度を上昇させる場合は、ＥＣＵ８は、バーナ１２の点火プラグとエアポンプ１２０と第１ポンプ６０を作動させればよい。一方、選択還元型触媒の温度を低下させる場合は、ＥＣＵ８は、バーナ１２の点火プラグを作動させずに、エアポンプ１２０のみを作動させればよい。
【００８１】
このように、バーナ１２を利用して選択還元型触媒の温度を調整することにより、尿素水溶液の添加量と燃料の添加量との比率を任意の比率にすることが可能となる。
【符号の説明】
【００８２】
１     内燃機関
２     排気通路
３     タービン
４     排気浄化装置
５     パティキュレートフィルタ
６     燃料添加弁
７     還元剤添加弁
８     ＥＣＵ
９     クランクポジションセンサ
１０   アクセルポジションセンサ
１１   排気温度センサ
１２   バーナ
６０   第１ポンプ
６１   燃料タンク
７０   第２ポンプ
７１   還元剤タンク
１２０ エアポンプ
１２１ 排出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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