(57)【要約】  排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気に含まれる窒素酸化物を還元することによって排気を浄化するための触媒であって該触媒の温度に応じて窒素酸化物の浄化効率が変化する触媒と、触媒に導入される排気中に窒素酸化物を還元するための還元剤を供給することが可能な還元剤供給手段と、内燃機関の運転状態に応じて触媒の温度を調整することが可能な構成を有する触媒温度調整手段と、を備える。排気浄化装置は、触媒の温度が調整されるべき場合であっても、触媒の温度に応じた量だけ還元剤を供給することができないことになる条件が成立していれば、触媒の温度が調整されることが禁止される、ように構成される。
2013105221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室から排出される排気に含まれる窒素酸化物を還元することによって前記排気を浄化するための触媒であって、該触媒の温度に応じて窒素酸化物の浄化効率が変化する触媒と、
前記触媒に導入される排気中に窒素酸化物を還元するための還元剤を供給することが可能な還元剤供給手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記触媒の温度を調整することが可能な構成を有する触媒温度調整手段と、
を備え、
前記触媒の温度が調整されるべき場合であっても、前記触媒の温度に応じた量だけ前記還元剤を供給することができないことになる条件が成立していれば、前記触媒の温度が調整されることが禁止される、ように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記触媒温度調整手段が、該触媒温度調整手段に供給される電力の大きさに応じて前記触媒の温度を調整することが可能な構成を有し、
前記触媒温度調整手段へ電力を供給することが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて電力を回生することが可能であるとともに、回生された電力を前記触媒温度調整手段および前記蓄電手段のうちの少なくとも一方に供給することが可能な電力回生手段と、
を備え、
前記触媒の温度が調整されることが禁止されるとき、前記蓄電手段および前記電力回生手段から前記触媒温度調節手段へ電力を供給することが禁止されるとともに前記回生された電力が前記蓄電手段に供給される、ように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気浄化手段において、
前記還元剤供給手段が、該還元剤供給手段に供給される電力の大きさに応じて前記還元剤の温度を調整することが可能な構成を有し、
前記触媒の温度が調整されることが禁止されるとき、前記蓄電手段の充電率の大きさが所定の閾値充電率よりも大きければ、前記回生された電力が前記還元剤供給手段に供給される、ように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の排気浄化装置において、
前記触媒が、前記内燃機関の排気通路に設けられ、
前記触媒温度調整手段が、前記排気通路における前記触媒よりも上流側の位置に設けられるとともに、該触媒温度調整手段を経て前記触媒に導入される排気の温度を調整することによって前記触媒の温度を調整することが可能な触媒温度調整手段である、
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、内燃機関の排気を浄化するための触媒を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室から放出されるガス（排気）は、一般に、窒素酸化物（ＮＯｘ）および粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ。ＰＭ）などの種々の物質を含んでいる。これら物質の内燃機関の外部への排出量は、出来る限り低減されることが望ましい。そこで、従来から、これら物質を排気から除去することによって排気を浄化する排気浄化装置が提案されている。【０００３】
例えば、従来から、排気に含まれる特定の成分を選択的に還元することによって排気を浄化する触媒（いわゆる、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ触媒。以下、「ＳＣＲ触媒」とも称呼される。）を排気通路に備えた排気浄化装置が提案されている。この種の排気浄化装置として、例えば、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を選択的に除去（還元）するＳＣＲ触媒を備えるとともに、同触媒に導入される排気中に還元剤（例えば、尿素水）を供給する排気浄化装置が挙げられる。この排気浄化装置においては、ＳＣＲ触媒内にて排気に含まれる窒素酸化物と還元剤（例えば、尿素水中の尿素が加水分解されて得られるアンモニア）とが反応せしめられることにより、窒素酸化物が排気から除去される（窒素酸化物が窒素および水に還元される）ようになっている。【０００４】
上記ＳＣＲ触媒を有する従来の排気浄化装置の一つ（以下、「従来装置」とも称呼される。）は、出来る限り効率良く窒素酸化物を排気から除去するべく、ＳＣＲ触媒に導入される排気に含まれる窒素酸化物の組成（一酸化窒素と二酸化窒素とのモル比）を調整するようになっている。【０００５】
具体的に述べると、従来装置は、電気ヒータ、一酸化窒素を二酸化窒素へと転化する酸化触媒（一酸化窒素から二酸化窒素への転化率は、酸化触媒の温度に依存する。）、粒子状物質を捕集するディーゼルパーティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」とも称呼される。）、還元剤としての尿素水を排気中に供給するノズル、および、ＳＣＲ触媒、をこの順にて排気通路上に備える。そして、従来装置は、内燃機関の運転状態に応じて電気ヒータの発熱量を変更することにより（つまり、酸化触媒に導入される排気の温度を変更することにより）、酸化触媒の温度を調整する。これにより、従来装置は、酸化触媒を通過した後にＳＣＲ触媒に導入される排気に含まれる窒素酸化物の組成を、ＳＣＲ触媒が効率良く窒素酸化物を除去（還元）し得る組成に調整する（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６５８６２号公報
【発明の概要】
【０００７】
従来装置は、上述したように、ＳＣＲ触媒による排気の浄化効率を考慮し、排気に含まれる窒素酸化物の組成を調整するようになっている。一方、周知のように、ＳＣＲ触媒による排気の浄化効率は、同触媒に導入される排気に含まれる窒素酸化物の組成だけではなく、同触媒に導入される排気中に供給される「還元剤の量」にも応じて変化する。
【０００８】
還元剤の量について述べると、従来装置においては、還元剤は、図示しない還元剤輸送系統（例えば、還元剤を蓄える還元剤貯蔵タンク、および、還元剤貯蔵タンクからノズルに還元剤を輸送する輸送パイプなど）からノズルに送られ、ノズルから排気中に供給（噴射）されるようになっている。そのため、還元剤輸送系統に起因する要因（例えば、還元剤貯蔵タンクに貯蔵されている還元剤の量（残量）の著しい低下、輸送パイプを還元剤が円滑に通過できない障害の発生、など）、ノズルに起因する要因（例えば、ノズルから還元剤が適切に噴射されない障害の発生など）、還元剤そのものに起因する要因（例えば、還元剤の流動性の著しい低下など）、などの種々の要因により、排気中に供給される還元剤の量と、ＳＣＲ触媒において要求される還元剤の量と、が必ずしも一致しない場合があると考えられる。
【０００９】
上記の場合、酸化触媒および電気ヒータによって排気に含まれる窒素酸化物の組成が調整されても、ＳＣＲ触媒によって排気が効率良く浄化されない可能性があると考えられる。別の言い方をすると、排気浄化装置において所定の大きさのエネルギが消費される（例えば、電気ヒータの消費電力）にもかかわらず、そのエネルギの大きさに見合った排気の浄化効率が得られない可能性があると考えられる。しかしながら、内燃機関の燃費を向上させる等の観点から、排気浄化装置における排気の浄化効率は、排気浄化装置において消費されるエネルギの大きさに出来る限り対応していることが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、内燃機関の排気浄化装置において消費されるエネルギの大きさと排気浄化装置における排気の浄化効率とを出来る限り対応させることができる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の燃焼室から排出される排気に含まれる窒素酸化物を還元することによって前記排気を浄化するための触媒であって、該触媒の温度に応じて窒素酸化物の浄化効率が変化する「触媒」と、
前記触媒に導入される排気中に窒素酸化物を還元するための還元剤を供給することが可能な「還元剤供給手段」と、
内燃機関の運転状態に応じて前記触媒の温度を調整することが可能な構成を有する「触媒温度調整手段」と、
を備える。【００１２】
上記「触媒」は、触媒に導入される排気に含まれる窒素酸化物を還元剤を用いて浄化し得るものであればよく、特に制限されない。例えば、触媒として、触媒成分（ゼオライト系触媒およびバナジウム系触媒など）が担体（セラミックスなど）に担持された構成を有するＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒などが採用され得る。なお、「排気を浄化」するとは、排気に含まれる窒素酸化物の少なくとも一部をその排気から除去することを意味し、必ずしも排気に含まれる窒素酸化物の全てをその排気から除去することを意味しない。【００１３】
上記「還元剤供給手段」は、内燃機関の燃焼室から放出された排気が触媒に導入されるまでの間に排気中に還元剤を供給し得るものであればよく、その構成などは特に制限されない。例えば、還元剤供給手段として、還元剤を排気内に噴射するための噴射弁、同噴射弁に還元剤を輸送するための輸送パイプ、および、同輸送パイプが接続された還元剤貯蔵タンクなどから構成される還元剤供給システムなどが採用され得る。さらに、還元剤供給手段が設けられる位置は、触媒に導入される排気に還元剤を供給し得る位置であればよく、特に制限されない。例えば、還元剤供給手段は、内燃機関の排気通路における触媒よりも上流側の位置に設けられ得る。【００１４】
なお、上記「上流側」とは、排気通路内において排気が移動するときの同排気の移動方向の逆の方向に相当する向きを表す。例えば、「触媒よりも上流側の位置」とは、触媒が設けられている位置よりも燃焼室に近い位置を表す。逆に、「下流側」とは、排気通路内において排気が移動するときの同排気の移動方向に相当する向きを表す。例えば、「排気浄化手段よりも下流側の位置」とは、排気浄化手段が設けられている位置よりも内燃機関の燃焼室から離れた位置を表す。【００１５】
上記「還元剤」は、排気に含まれる窒素酸化物を還元し得る物質を含む（または、窒素酸化物を還元し得る物質が還元剤から生成され得る）ものであればよく、特に制限されない。還元剤として、例えば、尿素水溶液およびアンモニアなどが採用され得る。【００１６】
上記「内燃機関の運転状態」は、触媒の温度に対して何らかの関連性を有する運転状態（または、同運転状態を表わす指標）であればよく、特に制限されない。例えば、内燃機関の運転状態として、触媒の温度そのもの、触媒に導入される排気の温度、および、内燃機関の燃焼室にて燃焼したガスの温度（燃焼温度）に関連するパラメータ（例えば、ディーゼル機関における燃料噴射時期、火花点火機関における点火時期、排気を排気通路から吸気通路へ還流させる排気再循環（ＥＧＲ）が行われる内燃機関におけるＥＧＲ率、および、吸気の過給がなされる内燃機関における過給圧）などが採用され得る。【００１７】
上記「触媒温度調整手段」は、直接的に又は間接的に触媒の温度を調整することが可能な構成を有しているものであればよく、特に制限されない。例えば、触媒温度調整手段として、触媒そのものを加熱する等の方法（例えば、触媒を取り囲むように設けられる電気ヒータなど）によって触媒の温度を調整する構成を備えたもの、および、触媒に導入される排気を加熱する等の方法（例えば、触媒よりも排気通路の上流側の位置に設けられる電気ヒータなど）によって触媒の温度を調整する構成を備えたもの、などが採用され得る。なお、触媒の温度を「調整する」ことには、触媒の温度を上昇させること、触媒の温度を低下させること、および、触媒の温度を特定の温度に維持すること、が含まれる。【００１８】
上記構成においては、還元剤供給手段から排気中に供給される還元剤と排気中の窒素酸化物とが触媒内にて反応することにより、排気が浄化されることになる。そのため、排気を効率良く浄化するためには、還元剤供給手段から排気中に適切な量の（すなわち、内燃機関の運転状態に応じて調整された「触媒の温度」に応じた量の）還元剤が供給されることが好ましい。逆に、種々の要因によって適切な量の還元剤が供給されない場合、触媒の温度が調整されても排気中の窒素酸化物が十分に浄化されない可能性がある。別の言い方をすると、触媒の温度を調整するべく消費されたエネルギが、窒素酸化物の浄化効率の向上に貢献しない可能性がある。しかし、意図された目的（窒素酸化物の浄化効率の向上）を達成することに貢献しないエネルギが消費されることは、内燃機関の燃費を向上するなどの観点において望ましくない。【００１９】
そこで、上記構成を備える本発明の排気浄化装置は、
前記触媒の温度が調整されるべき場合であっても、「前記触媒の温度に応じた量だけ前記還元剤を供給することができないことになる条件」が成立していれば、前記触媒の温度が調整されることが禁止される、ように構成される。【００２０】
上記構成によれば、触媒の温度が調整されるべき場合（例えば、触媒の温度が所定の温度よりも低い場合）であっても、十分な量の還元剤が供給されないと考えられるときには、触媒の温度が調整されないことになる。したがって、上記構成を備えた本発明の排気浄化装置は、排気浄化装置において消費されるエネルギの大きさと、排気浄化装置における排気の浄化効率と、を出来る限り対応させることができる。これにより、内燃機関の燃費が向上され得る。さらに、還元剤の量が十分でない状態にて触媒の温度が調整される（例えば、加熱される）ことが防がれるので、触媒の劣化が出来る限り抑制され得る。【００２１】
ところで、上記「触媒の温度が調整されるべき場合」は、触媒に要求される窒素酸化物の浄化効率などに応じて定められればよく、特に制限されない。例えば、触媒の温度が調整されるべき場合として、触媒の温度が所定の温度よりも低い場合などが採用され得る。【００２２】
上記「触媒の温度に応じた量だけ還元剤を供給することができないことになる条件」は、還元剤供給手段の状態などを考慮した条件であればよく、特に制限されない。例えば、触媒の温度に応じた量だけ還元剤を供給することができないことになる条件として、還元剤供給手段における還元剤の残量が所定の量よりも少ない場合、還元剤の流動性が所定の度合いよりも小さい場合（例えば、還元剤が凍結している場合、または、還元剤中に特定の成分が析出している場合など）、および、還元剤供給手段を構成する部材が同部材が本来有する性能を発揮することができない状態となっている場合（例えば、劣化および故障などが生じている場合）などが採用され得る。【００２３】
次いで、本発明の排気浄化装置のいくつかの態様（態様Ａ〜態様Ｃ）が説明される。【００２４】
・態様Ａ
本発明の排気浄化装置は、内燃機関を搭載した車両が減速している期間中などにおいて同車両の運動エネルギを電気エネルギに変換して回収する（電力を回生する）ことが可能な構成を備える内燃機関にも、適用され得る。この種の内燃機関は、回生された電力を触媒の温度を調整するために用いるように構成される場合がある。このように構成された内燃機関において、触媒の温度が調整されることが禁止される場合に行われる処理（回生された電力の取扱い）は、特に制限されない。【００２５】
例えば、具体的な構成の一例として、本発明の排気浄化装置は、
前記触媒温度調整手段が、「該触媒温度調整手段に供給される電力の大きさに応じて前記触媒の温度を調整することが可能な構成」を有し、
前記触媒温度調整手段へ電力を供給することが可能な「蓄電手段」と、
前記内燃機関の運転状態に応じて電力を回生することが可能であるとともに、回生された電力を前記触媒温度調整手段および前記蓄電手段のうちの少なくとも一方に供給することが可能な「電力回生手段」と、
を備え、
前記触媒の温度が調整されることが禁止されるとき、「前記蓄電手段および前記電力回生手段から前記触媒温度調節手段へ電力を供給することが禁止される」とともに「前記回生された電力が前記蓄電手段に供給される」ように構成され得る。【００２６】
上記構成によれば、触媒の温度が調整されることが禁止されるとき、回生された電力（触媒の温度を調整するべく消費される予定であった電力）が蓄電手段に供給される（充電される）ので、排気浄化装置の作動に貢献しないエネルギが消費されることが防がれ得る。したがって、本態様の排気浄化装置においては、回生された電力が出来る限り有効に活用され得ることになる。【００２７】
ところで、上記「蓄電手段」は、充電および放電が可能なものであればよく、特に制限されない。例えば、蓄電手段として、所定の容量を有するバッテリなどが採用され得る。【００２８】
上記「電力回生手段」は、触媒温度調整手段および蓄電手段のいずれか一方に選択的に回生された電力を供給し得るように構成されてもよく、それらの双方に同時に回生された電力を供給し得るように構成されてもよい。例えば、電力回生手段の構成として、車両に設けられたオルタネータを用いて電力を回生する構成、および、車両（ハイブリッド自動車および電気自動車など）に設けられた駆動源としてのモータを同車両の運転状態に応じて発電機として作動させるとともに（例えば、回生ブレーキの作動時に）電力を回生する構成、などが採用され得る。【００２９】
・態様Ｂ
上述したように、上記態様（態様Ａ）の排気浄化装置は、触媒の温度を調整することが禁止されるとき、回生された電力が蓄電手段に供給されるように構成される。ところが、蓄電手段の充電率が相当程度に大きい場合、回生された電力を蓄電手段に十分に供給（充電）することができない場合があると考えられる。この場合における処理も、特に制限されない。【００３０】
例えば、具体的な構成の一例として、本発明の排気浄化装置は、
前記還元剤供給手段が、「該還元剤供給手段に供給される電力の大きさに応じて前記還元剤の温度を調整することが可能な構成」を有し、
前記触媒の温度が調整されることが禁止されるとき、「前記蓄電手段の充電率の大きさが所定の閾値充電率よりも大きい」ならば、前記回生された電力が前記還元剤供給手段に供給される、ように構成され得る。【００３１】
上記構成によれば、触媒の温度を調整することが禁止されているとき、蓄電手段の充電率が閾値充電率よりも大きい場合、回生された電力が還元剤供給手段に供給されることになる。これにより、例えば、還元剤の流動性が低下している場合（例えば、冷間始動時）に還元剤の流動性が迅速に高められ得ることになる。【００３２】
なお、上記「充電率」は、蓄電手段の充電状態（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を示す指標である。すなわち、充電率がゼロ％であることは蓄電手段に蓄えられている電気エネルギがゼロである状態を表し、充電率が１００％であることは蓄電手段に蓄えられている電気エネルギが蓄電手段が蓄え得る最大量である状態を表す。【００３３】
上記「閾値充電率」は、蓄電手段の充電率がその閾値充電率よりも大きい場合に回生された電力の少なくとも一部を蓄電手段に蓄える（充電する）ことができないと判断され得る適値に設定されればよく、特に制限されない。【００３４】
・態様Ｃ
本発明の排気浄化手段において、触媒温度調整手段の具体的な態様は、特に制限されない。【００３５】
例えば、具体的な構成の一例として、本発明の排気浄化装置は、
前記触媒が、前記内燃機関の排気通路に設けられ、
前記触媒温度調整手段が、前記排気通路における前記触媒よりも上流側の位置に設けられるとともに、該触媒温度調整手段を経て前記触媒に導入される排気の温度を調整することによって前記触媒の温度を調整することが可能な触媒温度調整手段である、ように構成され得る。【００３６】
上記構成により、触媒温度調整手段が触媒よりも「上流側」の位置に設けられるので、触媒温度調整手段を経た排気が触媒に導入されることになる。すなわち、触媒温度調整手段によって排気の温度が調整されることにより、触媒の温度が調整され得ることになる。
以上が、本発明の排気浄化装置のいくつかの態様についての説明である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置が適用される内燃機関の概略図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態に係る排気浄化装置における制御の考え方を示す概略フローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明による排気浄化装置の各実施形態（第１実施形態〜第３実施形態）が、図面を参照しながら説明される。
【００３９】
（第１実施形態）
＜装置の概要＞
図１は、本発明の実施形態の第１実施形態に係る排気浄化装置（以下、「第１装置」とも称呼される。）を内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。内燃機関１０は、第１気筒〜第４気筒の４つの気筒を有する４気筒ディーゼル機関である。以下、便宜上、「内燃機関１０」は、単に「機関１０」とも称呼される。
【００４０】
この機関１０は、図１に示されるように、燃料噴射系統を含むエンジン本体２０、エンジン本体２０に空気を導入するための吸気系統３０、エンジン本体２０から排出されるガスを機関１０の外部に放出するための排気系統４０、機関１０を構成する部材に電力を供給する電力供給系統５０、排気のエネルギによって駆動されてエンジン本体２０に導入される空気を圧縮する過給機６０、および、排気を排気系統４０から吸気系統３０に還流させるためのＥＧＲ装置７０、各種のセンサ８１〜８９、および、電子制御装置９０、を備えている。
【００４１】
エンジン本体２０は、吸気系統３０および排気系統４０が連結されたシリンダヘッド２１、および、シリンダヘッド２１に設けられた複数の燃料噴射装置２２を有している。燃料噴射装置２２は、電子制御装置９０からの指示信号に応じて燃焼室内に燃料を噴射するようになっている。
【００４２】
吸気系統３０は、シリンダヘッド２１に形成された吸気ポート（図示省略）、吸気ポートを介してそれぞれの気筒に連通されたインテークマニホールド３１、インテークマニホールド３１の上流側の集合部に接続された吸気管３２、吸気管３２内の開口面積（開口断面積）を変更することができるスロットル弁（吸気絞り弁）３３、スロットル弁３３を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ３３ａ、スロットル弁３３の上流側の吸気管３２に設けられたインタークーラ３４、および、インタークーラ３４の上流側に設けられた過給機６０よりも上流側の吸気管３２の端部に設けられたエアクリーナ３５、を有している。インテークマニホールド３１および吸気管３２は、吸気通路を構成している。
【００４３】
排気系統４０は、シリンダヘッド２１に形成された排気ポート（図示省略）、排気ポートを介してそれぞれの気筒に連通されたエキゾーストマニホールド４１、エキゾーストマニホールド４１の下流側の集合部に接続された排気管４２、排気管４２に設けられた過給機６０よりも下流側に設けられた電気ヒータ４３、電気ヒータ４３の下流側に設けられた酸化触媒４４、酸化触媒４４の下流側に設けられたディーゼルパーティキュレートフィルタ４５、ディーゼルパーティキュレートフィルタ４５の下流側に設けられたＳＣＲ触媒４６、および、電子制御装置９０からの指示信号に基づいてＳＣＲ触媒４６に導入される排気中に還元剤（例えば、尿素水）を供給する還元剤インジェクタ４７、を有している。還元剤インジェクタ４７は、還元剤を輸送するためのパイプを通じて還元剤貯蔵タンク（図示省略）に接続されている。さらに、還元剤インジェクタ４７は、電気ヒータ（図示省略。以下、「還元剤インジェクタヒータ」とも称呼される。）を備えている。電気ヒータ４３、酸化触媒４４、ディーゼルパーティキュレートフィルタ４５およびＳＣＲ触媒４６は、一連の排気浄化システムを構成している。また、エキゾーストマニホールド４１および排気管４２は、排気通路を構成している。
【００４４】
電力供給系統５０は、バッテリ５１、および、機関１０が搭載される車両が減速する場合等に電力を回生することが可能な回生装置５２を有している。回生装置５２は、バッテリ５１、電気ヒータ４３、および、還元剤インジェクタ４７と接続されており、電子制御装置９０からの指示信号に応じてそれらのうちのいずれかに回生された電力を供給するようになっている。また、バッテリ５１は、電気ヒータ４３、および、還元剤インジェクタ４７と接続されており、電子制御装置９０からの指示に応じてそれらのうちの少なくとも１つに回生された電力を供給するようになっている。以下、便宜上、回生された電力は「回生電力」とも称呼される。
【００４５】
過給機６０は、吸気通路（吸気管３２）に設けられたコンプレッサ６１、および、排気通路（排気管４２）に設けられたタービン６２を有している。過給機６０は、タービン６２に導入される排気のエネルギを利用してコンプレッサ６１に導入される空気（すなわち、燃焼室に導入される空気）を圧縮するように構成されている。
【００４６】
ＥＧＲ装置７０は、排気をエキゾーストマニホールド４１からインテークマニホールド３１へと還流させる通路（ＥＧＲ通路）を構成する排気還流管７１、排気還流管７１に設けられたＥＧＲガス冷却装置（ＥＧＲクーラ）７２、および、排気還流管７１に設けられたＥＧＲ制御弁７３、を有している。ＥＧＲ制御弁７３は、還流される排気の量を電子制御装置９０からの指示信号に応じて変更するようになっている。
【００４７】
各種のセンサ８１〜８９として、空気導入量センサ８１、吸気温度センサ８２、過給圧センサ８３、クランクポジションセンサ８４、ＮＯｘセンサ８５、排気温度センサ８６、触媒温度センサ８７、還元剤インジェクタセンサ８８、および、アクセル開度センサ８９が設けられている。
【００４８】
空気導入量センサ８１は、吸気通路（吸気管３２）に設けられている。空気導入量センサ８１は、吸気管３２内を流れる空気の質量流量（すなわち、機関１０に吸入される空気の質量）に応じた信号を出力するようになっている。
【００４９】
吸気温度センサ８２は、吸気通路（吸気管３２）に設けられている。吸気温度センサ８２は、吸気管３２内を流れる空気の温度である吸気温度に応じた信号を出力するようになっている。
【００５０】
過給圧センサ８３は、スロットル弁３３の下流側の吸気管３２に設けられている。過給圧センサ８３は、吸気管３２内の空気の圧力（すなわち、過給機６０によってもたらされる過給圧）を表す信号を出力するようになっている。
【００５１】
クランクポジションセンサ８４は、クランクシャフト（図示省略）の近傍に設けられている。クランクポジションセンサ８４は、クランクシャフトの回転に応じた信号（すなわち、機関回転速度に応じた信号）を出力するようになっている。
【００５２】
ＮＯｘセンサ８５は、ＳＣＲ触媒４６の上流側の位置に設けられている。ＮＯｘセンサ８５は、ＳＣＲ触媒４６に導入される排気における窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度に応じた信号を出力するようになっている。
【００５３】
排気温度センサ８６は、ＳＣＲ触媒４６の上流側の位置に設けられている。排気温度センサ８６は、ＳＣＲ触媒４６に導入される排気の温度に応じた信号を出力するようになっている。
【００５４】
触媒温度センサ８７は、ＳＣＲ触媒４６に設けられている。触媒温度センサ８７は、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた信号を出力するようになっている。
【００５５】
還元剤インジェクタセンサ８８は、還元剤インジェクタ４７に設けられている。還元剤インジェクタセンサ８８は、還元剤インジェクタ４７の温度に応じた信号を出力するようになっている。
【００５６】
アクセル開度センサ８９は、機関１０の操作者によって操作されるアクセルペダルＡＰに設けられている。アクセル開度センサ８９は、このアクセルペダルＡＰの開度に応じた信号を出力するようになっている。
【００５７】
電子制御装置９０は、ＣＰＵ９１、ＣＰＵ９１が実行するプログラム、テーブル（マップ）および定数などをあらかじめ記憶したＲＯＭ９２、ＣＰＵ９１が必要に応じて一時的にデータを格納するＲＡＭ９３、電源が投入された状態でデータを格納すると共に格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ９４、ならびに、ＡＤコンバータを含むインターフェース９５を有する。ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、ＲＡＭ９４およびインターフェース９５は、互いにバスで接続されている。
【００５８】
インターフェース９５は、上述した各種のセンサと接続され、ＣＰＵ９１にそれらから出力される信号を伝えるようになっている。さらに、インターフェース９５は、燃料噴射装置２２、アクチュエータ３３ａ、還元剤インジェクタ４７、バッテリ５１、回生装置５２、および、ＥＧＲ制御弁６３などと接続され、ＣＰＵ９１の指示に応じてそれらに指示信号を送るようになっている。
【００５９】
＜制御の考え方＞
以下、機関１０に適用される第１装置における制御の考え方が、図２を参照しながら説明される。図２は、第１装置の作動の概要を示す「概略フローチャート」である。
【００６０】
第１装置は、図２のステップ２１０にて、現時点において触媒（具体的には、ＳＣＲ触媒４６）の温度が調整されるべきであるか否か（例えば、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが所定の温度よりも低いか否か）を判定する。第１装置は、現時点において触媒の温度が調整されるべきである場合、ステップ２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２０に進む。
【００６１】
第１装置は、ステップ２２０にて、還元剤を触媒の温度に応じた量だけ供給することができないことになる条件が成立するか否か（この条件の具体的については、後述される。）を判定する。
【００６２】
第１装置は、現時点にて上記条件が成立している場合、ステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３０に進む。そして、第１装置は、ステップ２３０にて、触媒の温度を調整することを禁止する。
【００６３】
これに対し、現時点において上記条件が成立していない場合、第１装置は、ステップ２２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２４０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ２４０にて、触媒の温度を調整することを実行する。
【００６４】
なお、第１装置は、現時点において触媒の温度が調整されるべきではない場合、ステップ２１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２９５に進む。この場合、触媒の温度の調整は行われない。
以上が、第１装置についての説明である。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、上記第１装置に示される制御の考え方が機関１０に実際に適用された一例として、「触媒の温度を調整することが禁止されることにより、回生電力が触媒温度調整手段（電気ヒータ４３）に供給されない場合、回生電力が蓄電手段（バッテリ５１）に供給される」実施形態が、説明される。以下、この実施形態における排気浄化装置は、「第２装置」とも称呼される。
【００６６】
＜実際の作動＞
以下、第２装置の実際の作動が説明される。
【００６７】
第２装置において、ＣＰＵ９１は、図３および図４にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ９１は、これらルーチンにおいて、電気ヒータ作動フラグXHEATおよび充電フラグXCHRを用いる。
【００６８】
電気ヒータ作動フラグXHEATは、その値が「１」であるとき、電気ヒータ４３に回生電力が供給されることを表す。一方、電気ヒータ作動フラグXHEATは、その値が「０」であるとき、電気ヒータ４３へ回生電力が供給されないことを表す。
【００６９】
充電フラグXCHRは、その値が「１」であるとき、バッテリ５１に回生電力が充電されることを表す。一方、充電フラグXCHRは、その値が「０」であるとき、バッテリ５１に回生電力が充電されないことを表す。
【００７０】
以下、ＣＰＵ９１が実行する各ルーチンが説明される。
まず、現時点において、電気ヒータ作動フラグXHEATおよび充電フラグXCHRの値の全ては「０」に設定されている、と仮定される。
【００７１】
ＣＰＵ９１は、あらかじめ定められたタイミング毎に（例えば、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の特定のクランク角度に一致する毎に）、図３にフローチャートによって示した「フラグ設定ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ９１は、このルーチンにより、機関１０の運転状態に基づいて電気ヒータ作動フラグXHEATおよび充電フラグXCHRの値を設定する。
【００７２】
具体的に述べると、ＣＰＵ９１は、所定のタイミングにて図３のステップ３００から処理を開始すると、ステップ３１０に進む。ＣＰＵ９１は、ステップ３１０にて、現時点において車両の速度Vcの単位時間当たりの変化率ΔVcが負の値であるか否か（すなわち、車両が減速中であって、電力の回生を行なっているか否か）を判定する。なお、車両の速度Vcは、車両に設けられた車速センサ（図示省略）などによって取得され得る。
【００７３】
現時点における変化率ΔVcが負の値である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３２０に進む。ＣＰＵ９１は、ステップ３２０にて、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが所定の閾値Tcatthよりも低いか否かを判定する。
【００７４】
現時点におけるＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatth以上である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３３０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ３３０にて、充電フラグXCHRの値に「１」を格納する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７５】
さらに、ＣＰＵ９１は、あらかじめ定められたタイミング毎に（例えば、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の特定のクランク角度に一致する毎に）、図４にフローチャートによって示した「電力供給ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ９１は、このルーチンにより、機関１０の運転状態に応じて定められた対象（バッテリ５１または電気ヒータ４３）に対して回生電力を供給する。
【００７６】
具体的に述べると、ＣＰＵ９１は、所定のタイミングにて図４のステップ４００から処理を開始すると、ステップ４１０に進む。ＣＰＵ９１は、ステップ４１０にて、現時点における充電フラグXCHRの値が「１」であるか否かを判定する。現時点における充電フラグXCHRの値は「１」であるので、ＣＰＵ９１は、ステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４２０に進む。
【００７７】
ＣＰＵ９１は、ステップ４２０にて、バッテリ５１に回生電力を供給するように回生装置５２に指示を与える。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７８】
このように、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatth以上である場合、バッテリ５１への回生電力の充電が行われる。
【００７９】
一方、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも低い場合、ＣＰＵ９１は、図３のルーチンのステップ３００から処理を開始すると、ステップ３１０に続くステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３４０に進む。
【００８０】
ＣＰＵ９１は、ステップ３４０にて、充電フラグXCHRの値に「０」を格納する。そして、ステップ３５０に進む。
【００８１】
ＣＰＵ９１は、ステップ３５０にて、還元剤貯蔵タンクにおける還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ないか否かを判定する。ここで、閾値RAredthは、例えば、「ＳＣＲ触媒４６の温度（例えば、運転状態に応じて定まる目標温度）に基づいて定まる窒素酸化物の浄化効率（目標浄化効率）を達成するために必要な還元剤の量」として定められ得る。
【００８２】
現時点における還元剤の残量RAredが閾値RAredth以上である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３６０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ３６０にて、電気ヒータ作動フラグXHEATの値に「１」を格納する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８３】
さらに、ＣＰＵ９１は、図４のルーチンのステップ４００から処理を開始すると、現時点における充電フラグXCHRの値は「０」であるので、ステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４３０に進む。
【００８４】
ＣＰＵ９１は、ステップ４３０にて、電気ヒータ作動フラグXHEATの値が「１」であるか否かを判定する。現時点における電気ヒータ作動フラグXHEATの値は「１」であるので、ＣＰＵ９１は、ステップ４３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４４０に進む。
【００８５】
ＣＰＵ９１は、ステップ４４０にて、電気ヒータ４３に回生電力を供給するように回生装置５２に指示を与える。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８６】
このように、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも低く（ＳＣＲ触媒４６の温度が調整されるべき場合であり）且つ還元剤の残量RAredが閾値RAredth以上である場合（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ還元剤を供給することができる場合）、電気ヒータ４３への回生電力の供給が行われる。
【００８７】
これに対し、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatは閾値Tcatthよりも低いものの（触媒の温度が調整されるべき場合であるものの）、還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ない場合（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ還元剤を供給することができない場合）、ＣＰＵ９１は、図３のルーチンのステップ３００から処理を開始すると、ステップ３１０、ステップ３２０およびステップ３４０を経由してステップ３５０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３７０に進む。
【００８８】
ＣＰＵ９１は、ステップ３７０にて、充電フラグXCHRの値に「１」を格納する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００８９】
さらに、ＣＰＵ９１は、図５のルーチンのステップ４００から処理を開始すると、現時点における充電フラグXCHRの値は「１」であるので、ステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４２０に進む。
【００９０】
ＣＰＵ９１は、ステップ４２０にて、バッテリ５１に回生電力を供給する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９１】
このように、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatは閾値Tcatthよりも低く且つ還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ない場合（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが調整されるべき場合であっても、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ還元剤を供給することができないことになる場合）、バッテリ５１への回生電力の供給が行われる。すなわち、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatの調整は行われない。
【００９２】
ところで、車両の減速が終了すると、車両の速度Vcの変化率ΔVcの値がゼロ以上となる。このとき、ＣＰＵ９１は、図３のルーチンのステップ３００から処理を開始すると、ステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３８０およびステップ３９０に進む。
【００９３】
ＣＰＵ９１は、ステップ３８０にて充電フラグXCHRの値に「０」を格納し、ステップ３９０にて電気ヒータ作動フラグXHEATの値に「０」を格納する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００９４】
さらに、ＣＰＵ９１は、図４のルーチンのステップ４００から処理を開始すると、現時点における充電フラグXCHRの値は「０」であり、かつ、電気ヒータ作動フラグXHEATの値は「０」であるので、ステップ４１０およびステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４９５に進む。そして、ＣＰＵ９１は、本ルーチンを一旦終了する。
【００９５】
このように、車両の速度Vcの変化率ΔVcが負の値ではない場合、バッテリ５１および電気ヒータ４３への回生電力の供給は行われない。
【００９６】
以上に説明したように、第２装置は、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatおよび還元剤の残量RAredに基づき、回生電力が供給される対象（バッテリ５１または電気ヒータ４３）を選択する。
以上が、第２装置についての説明である。
【００９７】
（第３実施形態）
次に、上記第１装置に示される制御の考え方が機関１０に実際に適用された他の一例として、「蓄電手段（バッテリ５１）の充電率が大きいとき、回生電力が還元剤供給手段（還元剤インジェクタ４７）に供給される」実施形態が、説明される。以下、この実施形態における排気浄化装置は、「第３装置」とも称呼される。
【００９８】
＜実際の作動＞
以下、第３装置の実際の作動が説明される。
第３装置は、ＣＰＵ９１が図３に示すフローチャートに変えて図５に示すフローチャートを実行し、図４に示すフローチャートに変えて図６に示すフローチャートを実行する点についてのみ、第２装置と相違している。そこで、以下、この相違点を中心として、ＣＰＵ９１が実行する各ルーチンが説明される。
【００９９】
ＣＰＵ９１は、第２装置と同様、あらかじめ定められたタイミング毎に図５および図６のルーチンを繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ９１は、これらルーチンにおいて、第２装置と同様の電気ヒータ作動フラグXHEATおよび充電フラグXCHR、ならびに、還元剤インジェクタヒータ作動フラグXINJを用いる。
【０１００】
還元剤インジェクタヒータ作動フラグXINJは、その値が「１」であるとき、還元剤インジェクタヒータに回生電力が供給されることを表す。一方、還元剤インジェクタヒータ作動フラグXINJは、その値が「０」であるとき、還元剤インジェクタヒータに回生電力が供給されないことを表す。
【０１０１】
以下、ＣＰＵ９１が実行する各ルーチンが説明される。
まず、現時点において、電気ヒータ作動フラグXHEAT、充電フラグXCHRおよび還元剤インジェクタヒータ作動フラグXINJの値の全ては「０」に設定されている、と仮定される。
【０１０２】
ＣＰＵ９１は、あらかじめ定められたタイミング毎に（例えば、任意の気筒のクランク角度が吸気行程前の特定のクランク角度に一致する毎に）、図５にフローチャートによって示した「フラグ設定ルーチン」を繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ９１は、このルーチンにより、機関１０の運転状態に基づいて電気ヒータ作動フラグXHEAT、還元剤インジェクタヒータ作動フラグXINJおよび充電フラグXCHRの値を設定する。
【０１０３】
図５に示したルーチンは、ステップ５１０〜ステップ５３０が追加されている点のみにおいて図３に示したルーチンと相違している。そこで、図５において図３に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図３のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は適宜省略される。
【０１０４】
ＣＰＵ９１は、所定のタイミングにて図５のステップ５００から処理を開始すると、現時点における車両の速度Vcの単位時間当たりの変化率ΔVcが負の値である場合、ステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進む。
【０１０５】
現時点におけるＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatth以上である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３３０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ３３０にて充電フラグXCHRの値に「１」を格納し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。その後、ＣＰＵ９１は、図６のルーチンを実行する。
【０１０６】
図６に示したルーチンは、ステップ６１０およびステップ６２０が追加されている点のみにおいて図４に示したルーチンと相違している。そこで、図６において図４に示したステップと同一の処理を行うためのステップには、図４のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。これらのステップについての詳細な説明は適宜省略される。
【０１０７】
ＣＰＵ９１は、図６のルーチンのステップ６００から処理を開始すると、現時点における充電フラグXCHRの値が「１」であるので、第２装置と同様、ステップ４１０およびステップ４２０の処理を行うことにより、バッテリ５１へ回生電力を供給する。
【０１０８】
一方、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも小さい場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３４０を経由してステップ３５０に進む。現時点における還元剤の残量RAredが閾値RAredth以上である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３６０に進む。そして、ＣＰＵ９１は、ステップ３６０にて電気ヒータ作動フラグXHEATの値に「１」を格納し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。その後、ＣＰＵ９１は、図６のルーチンを実行し、第２装置と同様、ステップ４１０、ステップ４３０およびステップ４４０の処理を行うことにより、電気ヒータ４３へ回生電力を供給する。
【０１０９】
これに対し、現時点における還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ない場合、ＣＰＵ９１は、ステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５１０に進む。
【０１１０】
ＣＰＵ９１は、ステップ５１０にて、バッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCth以下であるか否かを判定する。現時点におけるバッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCth以下である場合、ＣＰＵ９１は、ステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３７０にて充電フラグXCHRの値に「１」を格納し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。その後、ＣＰＵ９１は、第２装置と同様、図６のルーチンを実行し、ステップ４１０およびステップ４２０の処理を行うことにより、バッテリ５１に回生電力を供給する。
【０１１１】
このように、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも低く且つ還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ない場合（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが調整されるべき場合であっても、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ還元剤を供給することができない場合）、バッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCth以下であれば、回生電力がバッテリ５１に供給（充電）される。すなわち、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatの調整は行われない。
【０１１２】
一方、現時点におけるバッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCthよりも大きい場合、ＣＰＵ９１は、ステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５２０に進む。ＣＰＵ９１は、ステップ５２０にて、インジェクタヒータ作動フラグXINJの値に「１」を格納する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１３】
このとき、ＣＰＵ９１は、図６のステップ６００から処理を開始すると、現時点における充電フラグXCHRの値は「０」であり且つ電気ヒータ作動フラグXHEATの値は「０」であるので、ステップ４１０およびステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６１０に進む。
【０１１４】
ＣＰＵ９１は、ステップ６１０にて、インジェクタヒータ作動フラグXINJの値が「１」であるか否かを判定する。現時点におけるインジェクタヒータ作動フラグXINJの値は「１」であるので、ＣＰＵ９１は、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０に進む。
【０１１５】
ＣＰＵ９１は、ステップ６２０にて、還元剤インジェクタヒータへ回生電力を供給する。その後、ＣＰＵ９１は、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１６】
このように、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも低く且つ還元剤の残量RAredが閾値RAredthより少ない場合であっても（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが調整されるべき場合であるがＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ還元剤を供給することができない場合であっても）、バッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCthよりも大きければ、還元剤インジェクタヒータへの回生電力の供給が行われる。
【０１１７】
以上に説明したように、第３装置は、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcat、還元剤の残量RAredおよびバッテリ５１の充電率SOC、に基づき、回生電力が供給される対象（バッテリ５１、電気ヒータ４３または還元剤インジェクタヒータ）を選択する。
以上が、第３装置についての説明である。
【０１１８】
＜実施形態の総括＞
図１〜図６を参照しながら説明したように、本発明の実施形態に係る排気浄化装置は（第１装置〜第３装置）は、
内燃機関１０の燃焼室から排出される排気に含まれる窒素酸化物を還元することによって前記排気を浄化するための触媒４６であって、該触媒４６の温度に応じて窒素酸化物の浄化効率が変化する触媒（ＳＣＲ触媒）４６と、
前記触媒４６に導入される排気中に窒素酸化物を還元するための還元剤（尿素水など）を供給することが可能な還元剤供給手段（還元剤インジェクタ）４７と、
内燃機関１０の運転状態に応じて前記触媒４６の温度を調整することが可能な構成を有する触媒温度調整手段（電気ヒータ）４３と、
を備える。
【０１１９】
本発明の実施形態に係る排気浄化装置は、
前記触媒４６の温度Tcatが調整されるべき場合（図２のステップ２１０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合）であっても、前記触媒４６の温度Tcatに応じた量だけ前記還元剤を供給することができないことになる条件が成立していれば（図２のステップ２２０にて「Ｙｅｓ」と判定されていれば）、前記触媒４６の温度Tcatが調整されることが禁止される（図２のステップ２３０）、ように構成されている。
【０１２０】
本発明の実施形態に係る排気浄化装置は、
前記触媒温度Tcat調整手段４３が、該触媒温度Tcat調整手段４３に供給される電力の大きさに応じて前記触媒４６の温度Tcatを調整することが可能な構成を有し（図１を参照）、
前記触媒温度Tcat調整手段４３へ電力を供給することが可能な蓄電手段（バッテリ）５１と、
前記内燃機関１０の運転状態に応じて電力を回生することが可能であるとともに、回生された電力を前記触媒温度調整手段４３および前記蓄電手段５１のうちの少なくとも一方に供給することが可能な電力回生手段（回生装置）５２と、
を備えるように構成されている。
【０１２１】
そして、本発明の実施形態に係る排気浄化装置は、
前記触媒４６の温度Tcatが調整されることが禁止されるとき（図３のステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定されるとき）、前記蓄電手段５１および前記電力回生手段５２から前記触媒４６温度Tcat調節手段へ電力を供給することが禁止されるとともに前記回生された電力が前記蓄電手段５１に供給される（図４のステップ４２０）、ように構成されている。
【０１２２】
さらに、本発明の実施形態に係る排気浄化装置は、
前記還元剤供給手段４７が、該還元剤供給手段４７に供給される電力の大きさに応じて前記還元剤の温度Tcatを調整することが可能な構成（還元剤インジェクタヒータ）を有し、
前記触媒４６の温度Tcatが調整されることが禁止されるとき（図５のステップ３５０にて「Ｙｅｓ」と判定されるとき）、前記蓄電手段５１の充電率SOCの大きさが所定の閾値充電率SOCよりも大きければ（図５のステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定されれば）、前記回生された電力が前記還元剤供給手段４７に供給される、ように構成されている。
【０１２３】
なお、本発明の実施形態に係る排気浄化装置においては、
前記触媒４６が、前記内燃機関１０の排気通路に設けられ、
前記触媒温度Tcat調整手段４３が、前記排気通路における前記触媒４６よりも上流側の位置に設けられるとともに、該触媒温度Tcat調整手段４３を経て前記触媒４６に導入される排気の温度Tcatを調整することによって前記触媒４６の温度Tcatを調整することが可能な触媒温度Tcat調整手段４３である、ように構成されている。
【０１２４】
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【０１２５】
例えば、上記第３実施形態においては、ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが閾値Tcatthよりも低く、還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少なく、且つ、バッテリ５１の充電率SOCが閾値SOCthよりも大きい場合（ＳＣＲ触媒４６の温度Tcatが調整されるべきであるがＳＣＲ触媒４６の温度Tcatに応じた量だけの還元剤を供給することができず、さらに回生電力をバッテリ５１に充電することもできない場合）、回生電力が還元剤インジェクタヒータに供給されるようになっている。しかし、窒素酸化物の浄化効率の向上に貢献しないエネルギ（電力）が電気ヒータ４３にて消費されることを防ぐことよりも回生電力の全てを消費することが優先されるとき（例えば、回生ブレーキなどの観点において）、本発明の排気浄化装置は、たとえ上記の場合であっても回生電力が電気ヒータ４３に供給される（十分な量の還元剤が供給されなくともＳＣＲ触媒４６の温度Tcatを調整する）ようにも構成され得る。
【０１２６】
さらに、例えば、本発明の排気浄化装置は、還元剤の残量RAredが閾値RAredthよりも少ない場合、機関１０の操作者にその旨を通知するように構成され得る。
【０１２７】
加えて、上記実施形態においては、排気浄化手段（排気浄化システム）を構成する部材（例えば、電気ヒータ４３および酸化触媒４４）が互いに独立して分離された状態にて排気通路に配置されている（例えば、図１を参照。）。しかし、これら部材は、必ずしもそのように配置される必要はなく、互いに連結された状態（一体化された状態）にて排気通路に配置されてもよい。
【図１】
2013105221.tif 000003
【図２】
2013105221.tif 000004
【図３】
2013105221.tif 000005
【図４】
2013105221.tif 000006
【図５】
2013105221.tif 000007
【図６】
2013105221.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月8日(2014.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関の燃焼室から排出される排気に含まれる窒素酸化物を還元することによって前記排気を浄化するための触媒であって、該触媒の温度に応じて窒素酸化物の浄化効率が変化する触媒と、
前記触媒に導入される排気中に窒素酸化物を還元するための還元剤を供給することが可能な還元剤供給手段であって、該還元剤供給手段に供給される電力の大きさに応じて前記還元剤の温度を調整することが可能な還元剤供給手段と、
前記触媒の温度を調整することが可能な触媒温度調整手段であって、該触媒温度調整手段に供給される電力の大きさに応じて前記触媒の温度を調整することが可能な触媒温度調整手段と、
前記触媒温度調整手段へ電力を供給することが可能な蓄電手段と、
前記車両の運転状態に応じて電力を回生することが可能であるとともに、回生された電力を前記還元剤供給手段、前記触媒温度調整手段及び前記蓄電手段のうちの少なくとも一つに供給することが可能な電力回生手段と、
を備え、
前記触媒の温度が調整されるべき場合であっても、前記触媒の温度に応じた量だけ前記還元剤を供給することができないことになる条件が成立しているとき、
前記蓄電手段及び前記電力回生手段から前記触媒温度調節手段へ電力を供給することが禁止されることによって前記触媒の温度が調整されることが禁止されると共に、前記蓄電手段の充電率の大きさが所定の閾値充電率よりも大きければ前記回生された電力が前記還元剤供給手段に供給され、前記充電率の大きさが前記閾値充電率以下であれば前記回生された電力が前記蓄電手段に供給される、
ように構成された内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記触媒が、前記内燃機関の排気通路に設けられ、
前記触媒温度調整手段が、前記排気通路における前記触媒よりも上流側の位置に設けられるとともに、該触媒温度調整手段を経て前記触媒に導入される排気の温度を調整することによって前記触媒の温度を調整することが可能な触媒温度調整手段である、
内燃機関の排気浄化装置。
【国際調査報告】
2013105221.tif 000009
2013105221.tif 000010
2013105221.tif 000011