(57)【要約】【課題】  内燃機関排気浄化装置にて粒子状物質浄化処理と硫黄化合物放出処理との両者の昇温処理の関係を考慮することにより過剰な昇温処理を防止する。【解決手段】  ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分浄化の昇温処理が同時にサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を全量放出できる昇温処理の程度以上の場合は（Ｓ１０８で「ｎｏ」）、サルフェート放出のためにＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を浄化させる昇温処理を実行し、ＰＭの完全浄化と同時にサルフェートの完全放出を実行している。このようにＰＭ再生とサルフェート放出との昇温処理の関係を考慮しているので、実際のサルフェート堆積量とサルフェート放出処理にて想定しているサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍとの同一状態を維持できる。したがってサルフェート放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。こうして添加燃料量を節約でき、燃費を良好なものにできる。【選択図】      図２
2006291823.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中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が、前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を浄化するために前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が、前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項４】
請求項３において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を放出するために前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、
前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行し、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項６】
請求項５において、前記排気浄化制御手段は、
前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、
前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、
前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記排気浄化部は、粒子状物質を濾過すると共にＮＯｘ浄化用触媒と前記粒子状物質を酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分と、該排気浄化部分に対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分との少なくとも２つの部分を備えていることを特徴とする内燃機関排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気系に配置された排気浄化部、具体的には酸化触媒を担持したフィルタには、燃料中に存在するサルフェートなどの硫黄化合物が堆積する。このような硫黄化合物をそのまま放置すると、酸化触媒の性能に影響したりフィルタ容器を腐食させたり、あるいは内燃機関の運転状態や上流側に設けられた粒子状物質浄化用フィルタなどの再生状態によって排気が高温化した場合には高濃度の硫黄化合物が外部に放出されるおそれがある。
【０００３】
このような問題を防止するために、内燃機関の運転履歴から或程度、硫黄化合物がフィルタに堆積していると判断された場合にフィルタの昇温処理を実行することにより、硫黄化合物堆積量が少ない内に、フィルタから放出させる処理が行われている（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０６７２９号公報（第３−５頁、図３）
【特許文献２】特開２００４−１１６４６１号公報（第６−７頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような硫黄化合物放出処理とは別に内燃機関の排気系ではフィルタに堆積する粒子状物質の浄化処理が行われている。この粒子状物質浄化処理についてもフィルタを昇温処理する点については硫黄化合物放出処理と同じである。したがって粒子状物質浄化処理時には同時に硫黄化合物の放出も生じている。
【０００５】
しかし特許文献１，２では、硫黄化合物放出のための昇温処理は、粒子状物質浄化のための昇温処理とは無関係に独立して実行しているので、実際に堆積している硫黄化合物よりも硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量の方が多い場合が生じる。このため硫黄化合物放出のための昇温処理時に、実際に硫黄化合物堆積量の全量を放出するのに必要な昇温処理の程度よりも過剰な昇温処理を実行し、燃料などの昇温エネルギーに無駄が生じて燃費の悪化を招くことがある。
【０００６】
このことは粒子状物質浄化処理側にとっても同じであり、硫黄化合物放出処理時に同時に粒子状物質の浄化も生じている。したがって実際に堆積している粒子状物質よりも粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量の方が多い場合が生じて、粒子状物質浄化のための昇温処理時に過剰な昇温処理を実行してしまい、同様に燃費の悪化を招くことがある。
【０００７】
本発明は、内燃機関排気浄化装置において粒子状物質浄化処理と硫黄化合物放出処理との両者の昇温処理の関係を考慮することにより、過剰な昇温処理を防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が、前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように硫黄化合物放出のための昇温処理は、粒子状物質浄化のための昇温処理とは独立した処理とはせず、硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に粒子状物質浄化処理との関係を考慮したものとしている。すなわち、粒子状物質堆積量分を浄化できる昇温処理の程度が、硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、粒子状物質浄化処理として昇温処理を実行している。
【００１０】
このことにより、粒子状物質堆積量分を酸化して浄化させる昇温処理によって、粒子状物質の完全浄化と同時に、硫黄化合物の完全放出を実現している。このように粒子状物質浄化処理の昇温処理における硫黄化合物の放出を考慮した制御となっているので、実際の硫黄化合物堆積量と硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量との同一状態を維持できる。このため硫黄化合物放出処理と粒子状物質浄化処理とで独立した昇温処理する場合に比較して、硫黄化合物放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００１１】
請求項２に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項１において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を浄化するために前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
より具体的には、排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段を備えたものとして構成することができる。この内で硫黄化合物放出手段は、硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、上述したごとく現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度によって、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理と、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理とを選択している。
【００１３】
特に、現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では、硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定される場合には、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行している。したがって、確実に硫黄化合物を全て放出でき、硫黄化合物が過剰に蓄積するのを防止できることから、白煙等の問題を生じることがない。又、現時点での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度で、硫黄化合物堆積量の全量放出が十分であれば粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するので、前記請求項１にて述べたごとくの作用効果を生じ、硫黄化合物放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００１４】
請求項３に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が、前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
このように粒子状物質浄化のための昇温処理は、硫黄化合物放出のための昇温処理とは独立した処理とはせず、粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に硫黄化合物放出処理との関係を考慮したものとしている。すなわち、硫黄化合物堆積量分を放出できる昇温処理の程度が、粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には、硫黄化合物放出処理として昇温処理を実行している。
【００１６】
このことにより、硫黄化合物堆積量分を放出させる昇温処理によって、硫黄化合物の完全放出と同時に、粒子状物質の完全浄化を実現している。このように硫黄化合物放出処理の昇温処理における粒子状物質の浄化を考慮した制御となっているので、実際の粒子状物質堆積量と粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量との同一状態を維持できる。このため粒子状物質浄化処理と硫黄化合物放出処理とで独立した昇温処理する場合に比較して、粒子状物質浄化処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００１７】
請求項４に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項３において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を放出するために前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
より具体的には、排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段を備えたものとして構成することができる。この内で粒子状物質浄化手段は、粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、上述したごとく現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度によって、硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理と、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理とを選択している。
【００１９】
特に、現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では、粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定される場合には、粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行している。したがって確実に粒子状物質を全て浄化でき、粒子状物質が過剰に蓄積するのを防止できることから、目詰まり等の問題を生じることがない。又、現時点での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度で、粒子状物質堆積量の全量浄化が十分であれば硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するので、前記請求項３にて述べたごとくの作用効果を生じ、粒子状物質浄化処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００２０】
請求項５に記載の内燃機関排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室から排出される排気中の粒子状物質を濾過すると共に堆積した粒子状物質を昇温処理にて酸化して浄化できる粒子状物質浄化機能と、排気中の未燃焼成分を酸化して浄化できる酸化触媒機能とを、単独あるいは複数部分からなる排気浄化部にて実現している内燃機関排気浄化装置であって、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物を昇温処理にて排気下流側に放出する硫黄化合物放出処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質の浄化に必要な昇温処理の程度が前記硫黄化合物放出処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を浄化する昇温処理を実行し、前記排気浄化部に堆積している粒子状物質を昇温処理にて浄化する粒子状物質浄化処理を実行しようとする時に、前記排気浄化部に堆積している硫黄化合物の放出に必要な昇温処理の程度が前記粒子状物質浄化処理にて必要とされる昇温処理の程度以上の場合には前記排気浄化部に堆積した硫黄化合物を排気下流側に放出する昇温処理を実行する排気浄化制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
このように上記排気浄化制御手段に、前記請求項１で述べた排気浄化制御手段と前記請求項３で述べた排気浄化制御手段との両者の機能を備えたものとすることで、粒子状物質の完全浄化と硫黄化合物の完全放出とを同時に実現している。このことにより、実際の硫黄化合物堆積量と硫黄化合物放出処理にて想定している硫黄化合物堆積量との同一状態を維持でき、更に、実際の粒子状物質堆積量と粒子状物質浄化処理にて想定している粒子状物質堆積量との同一状態を維持できる。
【００２２】
したがって硫黄化合物放出処理時においても粒子状物質浄化処理時においても過剰な昇温処理が防止される。
請求項６に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項５において、前記排気浄化制御手段は、前記排気浄化部への燃料添加と内燃機関の燃焼室から排出される排気の高温化との一方又は両方により前記昇温処理を実行する排気系昇温手段と、前記排気浄化部での粒子状物質堆積量が再生要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理の程度では前記粒子状物質堆積量の全量浄化が不十分と判定されれば、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する粒子状物質浄化手段と、前記排気浄化部での硫黄化合物堆積量が放出要求堆積量に到達した場合に、現時点での前記排気浄化部での粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理の程度では前記硫黄化合物堆積量の全量放出が不十分と判定されれば、前記硫黄化合物堆積量を全量放出する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御し、不十分と判定されなければ、前記粒子状物質堆積量を全量浄化する昇温処理を実行するように前記排気系昇温手段を制御する硫黄化合物放出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
より具体的には、このように排気浄化制御手段は、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段を備えたものとして構成することができる。しかも粒子状物質浄化手段については前記請求項４の粒子状物質浄化手段と同じ構成とし、硫黄化合物放出手段については前記請求項２の硫黄化合物放出手段と同じ構成としている。このため前記請求項２，４の両者の作用効果を生じさせることができ、硫黄化合物放出処理時においても粒子状物質浄化処理時においても過剰な昇温処理が防止される。
【００２４】
請求項７に記載の内燃機関排気浄化装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記排気浄化部は、粒子状物質を濾過すると共にＮＯｘ浄化用触媒と前記粒子状物質を酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分と、該排気浄化部分に対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分との少なくとも２つの部分を備えていることを特徴とする。
【００２５】
より具体的には、排気浄化部の構成として、上述した少なくとも２つの排気浄化部分を備えたものとすることができる。このような構成において、前記請求項１〜６のいずれかに述べたごとく、硫黄化合物放出処理時や粒子状物質浄化処理時において過剰な昇温処理が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジンと、内燃機関燃焼制御装置の機能を果たす制御システムとの概略を表す構成説明図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
【００２７】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。尚、他の気筒数でも良い。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気通路１３を介して、インタークーラ１４に連結され、更に過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気通路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４及び吸気温センサ２６が配置されている。
【００２８】
各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気通路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００２９】
この排気通路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。
【００３０】
そして２番目に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。このフィルタ３８ａの微小孔表面にはコーティングにてＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＮＯｘ浄化用触媒に相当）の層が形成されているので、排気浄化触媒として機能し前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されて堆積する。この堆積したＰＭは、高温の酸化雰囲気とすることで、ＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始されると共に、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの酸化による浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体化された構成で形成されている。
【００３１】
最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
これらＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ、フィルタ３８ａ及び酸化触媒４０ａの組み合わせが請求項の排気浄化部に相当する。この内、フィルタ３８ａが、ＰＭを濾過すると共にＮＯｘ浄化用触媒とＰＭを酸化して浄化する触媒とを担持した排気浄化部分に相当し、酸化触媒４０ａが、フィルタ３８ａに対して排気下流側に設けられて排気中の未燃焼成分を酸化して浄化する酸化触媒を担持した排気浄化部分に相当する。
【００３２】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。更に、フィルタ３８ａと酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには空燃比センサ４８が配置されている。
【００３３】
上記空燃比センサ４８は、ここでは固体電解質を利用したものであり、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏを検出するものである。
【００３４】
フィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰを検出している。
【００３５】
尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。
【００３６】
ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。
【００３７】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００３８】
更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。
【００３９】
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数ＮＥ（ｒｐｍ）を検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。
【００４０】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び添加弁６８の開弁制御により後述するＰＭ再生制御、Ｓ被毒回復制御あるいはＮＯｘ還元制御といった触媒制御やその他の各処理を実行する。
【００４１】
ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。この低温燃焼モードは、低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ４８が検出する空燃比ＡＦに基づいてスロットル開度ＴＡの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが、通常燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。
【００４２】
そして排気浄化触媒、主としてフィルタ３８ａに対する触媒制御を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。
【００４３】
ＰＭ再生制御モードとは、ＰＭの推定堆積量（以下、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍで表す）が再生要求堆積量に到達すると、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により前述したごとく酸化により燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するＰＭ浄化用昇温処理を実行するモードである。このモードでは、ストイキ(理論空燃比)よりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であるアフター噴射を加える場合がある。尚、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量に到達していなくても、前述した差圧センサ５０が検出するフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰが大きくなった場合については、ＰＭ浄化用昇温処理を実行して、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により酸化により燃焼させて浄化している。上記ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、燃焼室４から排出されるＰＭと添加弁６８から添加される燃料により排出されるＰＭとの単位時間当たりの合計排出量と、フィルタ３８ａでの酸化による単位時間当たりの浄化量との差から、時間経過にしたがってフィルタ３８ａに堆積されているＰＭ量を推定した値である。
【００４４】
尚、ＰＭ再生制御モード内において間欠添加処理によるバーンアップ型昇温処理を実行しても良い。この間欠添加処理は、添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を、全く燃料添加しない期間を間に置いて行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。この処理においても燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。このことにより、ＰＭの焼き尽くし（バーンアップ）作用を生じさせて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの前端面のＰＭ詰まりを解消したり、フィルタ３８ａ内に堆積したＰＭを焼き尽くす処理を行う。
【００４５】
Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ（硫黄）被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合にＳ成分を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８から燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６５０℃）する昇温処理を実行し、更に添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。
【００４６】
ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）で空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。
【００４７】
尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
更に、最下流の第３触媒コンバータ４０内の酸化触媒４０ａについては、硫黄化合物堆積量、ここではサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが、燃料噴射弁５８からの燃料量及び触媒床温（ここでは排気温度ｔｈｃｏ）等に基づいて計算されている。そしてこのサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦに到達すると、前記ＰＭ浄化用昇温処理と同じ昇温処理により高温化して酸化触媒４０ａに堆積している硫黄化合物を排気下流に放出する処理を行っている。この放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦは、この堆積量にて硫黄化合物を下流に放出しても生態系に影響を及ぼさない排気サルフェート濃度となるように設定されている。
【００４８】
図２はＥＣＵ７０により実行されるサルフェート放出制御処理のフローチャートを示し、図３はＰＭ再生制御処理のフローチャートを示す。各処理は一定の時間周期で割り込み実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００４９】
サルフェート放出制御処理（図２）が開始されると、まずサルフェート放出のための昇温処理実行中でないか否かが判定される（Ｓ１０２）。ここでサルフェート放出のための昇温処理とは後述するステップＳ１１０，Ｓ１１２のいずれかの要求ＯＮ（オン）に基づいて行われる昇温処理である。
【００５０】
該当する昇温処理実行中でなければ（Ｓ１０２で「ｙｅｓ」）、次に酸化触媒４０ａにおけるサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍの算出が式１に示すごとく実行される（Ｓ１０４）。
【００５１】
［式１］  ＳＵＬＦｓｍ  ←  ＳＵＬＦｓｍ  ＋  ΔＳＵＬＦ
式１の右辺におけるサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍは前回の本処理実行時に算出された値である。サルフェート堆積量変動値ΔＳＵＬＦは、１制御周期の間に酸化触媒４０ａに堆積するサルフェート量に相当する。このサルフェート堆積量変動値ΔＳＵＬＦは、ディーゼルエンジン２において燃焼に用いられた燃料量（メイン噴射量）、酸化触媒４０ａの触媒床温、その他、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに対するＳ被毒量に基づいて、予め実験により得られているマップから求められ、マイナス値も有り得る。ただし、左辺のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍにマイナスの値が算出されると、左辺のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍには０（ｇ）が設定されるので、マイナスの値がサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍに設定されることはない。
【００５２】
このようにして現在のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが算出されると、サルフェート放出条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１０６）。このサルフェート放出条件は、直前のステップＳ１０４にて算出されたサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦに到達した場合に成立する。尚、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦに到達する以前にも、他の条件によりサルフェート放出条件が成立するようにしても良い。
【００５３】
サルフェート放出条件が成立していなければ（Ｓ１０６で「ｎｏ」）、このまま一旦本処理を終了する。
このようにサルフェート放出条件が不成立の状態が繰り返され、この間にサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが次第に増加することで、ＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなった場合には、サルフェート放出条件が成立する（Ｓ１０６で「ｙｅｓ」）。このため次に式２の関係が評価される（Ｓ１０８）。
【００５４】
［式２］  ＳＵＬＦｓｍ  ＞  ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｓｍ）
ここで右辺のＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｓｍ）は、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍを浄化できる程度の昇温処理を、サルフェート放出に適用した場合に、放出できるサルフェート堆積量を算出するマップ又は関係式である。すなわち、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｓｍ）は、フィルタ３８ａのＰＭ堆積量ＰＭｓｍを全量浄化する昇温処理を実行した場合に、この昇温処理にて同時に酸化触媒４０ａから放出されるサルフェート堆積量を示している。
【００５５】
式２が満足される場合（Ｓ１０８で「ｙｅｓ」）、すなわちフィルタ３８ａのＰＭ堆積量ＰＭｓｍを全量浄化する昇温処理では酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートを全量放出できない場合には、現在のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を放出するサルフェート放出要求をＯＮに設定する（Ｓ１１０）。
【００５６】
このサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分のサルフェート放出要求ＯＮの設定により、ＥＣＵ７０により添加弁６８から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて添加燃料が燃焼して発熱し、排気が高温化する昇温処理が開始される。この高温の排気により酸化触媒４０ａがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度、ここでは温度の高さと昇温期間とは、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分が全量がちょうど放出される程度となるように、ＥＣＵ７０により制御される。尚、同時にフィルタ３８ａのＰＭは全量が浄化される。
【００５７】
前記式２が不満足の場合（Ｓ１０８で「ｎｏ」）、すなわちフィルタ３８ａのＰＭ堆積量ＰＭｓｍを全量浄化する昇温処理で酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートも同時に全量放出できる場合は、サルフェート放出のために現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を浄化するＰＭ再生要求をＯＮに設定する（Ｓ１１２）。
【００５８】
このＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分のＰＭ再生要求ＯＮの設定により、ＥＣＵ７０により添加弁６８から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて添加燃料が燃焼して発熱し、ＰＭが酸化により浄化される。これと共に高温化した排気により酸化触媒４０ａがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度は、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分が全て浄化されるようにＥＣＵ７０により実行されるが、この時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分に相当する昇温処理の程度は、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を同時に全量放出できる昇温処理の程度以上である。したがって完全にサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍの全量を放出することができる。
【００５９】
ステップＳ１１０又はステップＳ１１２の処理がなされた次の制御周期では、サルフェート放出のための昇温処理が開始されているので（Ｓ１０２で「ｎｏ」）、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍに０ｇが設定される（Ｓ１１４）。以後、該当する昇温処理が終了するまで、ステップＳ１１４の処理が繰り返される。
【００６０】
ＰＭ再生制御処理（図３）について述べる。本処理が開始されると、まず式３に示すごとくＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（ｇ）が算出される（Ｓ１５２）。
［式３］  ＰＭｓｍ  ←  ＰＭｓｍ＋ＰＭｅｎｇ＋ＰＭｅｘｉｊ−ＰＭｃｔｏｘ
ここで式３の右辺のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは前回の本処理実行時に算出された値である。エンジンＰＭ排出量ＰＭｅｎｇは１制御周期にディーゼルエンジン２の運転状態により燃焼室４内の燃焼に基づいて排出されるＰＭ量である。燃料添加由来ＰＭ排出量ＰＭｅｘｉｊは１制御周期に添加弁６８からの燃料噴射により排気に加えられるＰＭ量である。酸化ＰＭ量ＰＭｃｔｏｘは１制御周期にフィルタ３８ａ内にて酸化により浄化されて消失するＰＭ量である。
【００６１】
次にＰＭ再生処理中でないか否かが判定される（Ｓ１５４）。ＰＭ再生処理中でなければ（Ｓ１５４で「ｙｅｓ」）、次にＰＭ再生条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１５６）。ＰＭ再生条件は、次の条件であり、いずれかの条件が１つでも満足されている場合に成立する。
【００６２】
（１）直前のステップＳ１５２にて算出されたＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量ＰＭｅｇに到達している。尚、本実施の形態では、再生要求堆積量ＰＭｅｇは放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦに対しては、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｅｇ）＞ＥＧＳＵＬＦの関係に設定されている。
【００６３】
（２）差圧センサ５０が検出するフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰがＰＭ再生基準差圧ΔＰｅｇより大きくなっている。
この（１）、（２）のいずれも満足されないと（Ｓ１５６で「ｎｏ」）、このまま一旦本処理を終了するが、（１）、（２）のいずれかが満足されていると、ＰＭ再生要求がＯＮに設定される（Ｓ１５８）。このＰＭ再生要求ＯＮにより、ＥＣＵ７０が添加弁６８から燃料添加することにより、ステップＳ１５２にて算出されるＰＭ堆積量ＰＭｓｍが０ｇとなるまで昇温処理を継続する。このことによりフィルタ３８ａに堆積しているＰＭが全て酸化されて浄化される。すなわち、サルフェート放出制御処理（図２）のステップＳ１１２にて述べたごとく、添加弁６８から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて添加燃料が燃焼して発熱し、ＰＭが酸化により浄化される。尚、この時、同時に酸化触媒４０ａも昇温されるので、酸化触媒４０ａにサルフェートが堆積していれば、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分が全て放出される過程で堆積しているサルフェートが全て放出される。
【００６４】
以後の制御周期では、ステップＳ１５２にてＰＭ堆積量ＰＭｓｍが０ｇであると算出されるまで、ＰＭ再生処理が継続してステップＳ１５４にては「ｎｏ」と判定される状態が継続する。ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＝０ｇとなれば、ＰＭ再生処理が停止するのでステップＳ１５４にて「ｙｅｓ」と判定されるようになる。
【００６５】
図４〜６のタイミングチャートに本実施の形態の制御の一例を示す。図４の例では、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなる前に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなっている。したがって通常のＰＭ再生処理が実行されて、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量ＰＭｅｇの状態（ｔ１，ｔ３）から０（ｔ２，ｔ４）となるまで昇温処理（ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４）がなされる。このことにより通常のＰＭ再生処理時に、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートについても全て放出される。
【００６６】
図５の例では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前（＝ＰＭ３）に、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなっている（ｔ１１）。そしてこの時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭ３）の全量を浄化するための昇温処理の程度は、この時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＥＧＳＵＬＦ）を全て放出できる昇温処理の程度よりも高い。したがってサルフェート放出のために、この時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭ３）を浄化する分のＰＭ再生処理が実行されて、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＝ＰＭ３の状態（ｔ１１）から０（ｔ１２）となるまで昇温処理（ｔ１１〜ｔ１２）がなされる。このＰＭ再生処理によりＰＭが全て浄化された時には、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートについても全て放出されている。
【００６７】
尚、この後は、図４の場合と同じく、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなる前（＝ＳＵＬＦ３）に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなっている。したがって通常のＰＭ再生処理が実行されて、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量ＰＭｅｇの状態（ｔ１３）から０（ｔ１４）となるまで昇温処理（ｔ１３〜ｔ１４）がなされる。このことにより通常のＰＭ再生処理により、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートについても全て放出される。
【００６８】
図６の例では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前（＝ＰＭ４）に、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなっている（ｔ２１）。そしてこの時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭ４）の全量を浄化するための昇温処理の程度は、この時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＥＧＳＵＬＦ）を全て放出できる昇温処理の程度よりも低い。したがってこの時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＥＧＳＵＬＦ）を浄化できる程度に相当するサルフェート放出処理（ｔ２１〜ｔ２２）が実行される。このサルフェート放出の途中で、ＰＭは、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ＝ＰＭ４の状態から０となる。そしてＰＭが全て浄化された後に、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートが全て放出されるとサルフェート放出処理は終了する（ｔ２２）。
【００６９】
尚、この後は、図４の場合と同じく、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなる前（＝ＳＵＬＦ４）に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなっている。したがって通常のＰＭ再生処理が実行されて、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍが再生要求堆積量ＰＭｅｇの状態（ｔ２３）から０（ｔ２４）となるまで昇温処理（ｔ２３〜ｔ２４）がなされる。この通常のＰＭ再生処理により、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートについても全て放出される。
【００７０】
上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ７０が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、粒子状物質浄化手段及び硫黄化合物放出手段に相当する。ＰＭ再生要求ＯＮあるいはサルフェート放出要求ＯＮにより添加弁６８から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、ＰＭ再生制御処理（図３）が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理（図２）が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。
【００７１】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．サルフェート放出制御処理（図２）で、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を全て浄化できる昇温処理の程度が、同時にサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を全て放出できる昇温処理の程度以上の場合に（Ｓ１０８で「ｎｏ」）、サルフェート放出のためにＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を浄化させる昇温処理を実行している。このことによりＰＭの完全浄化と同時にサルフェートの完全放出を実現している。
【００７２】
このようにＰＭ再生の昇温処理時におけるサルフェート放出を考慮した制御となっているので、実際のサルフェート堆積量とサルフェート放出処理にて想定しているサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍとの同一状態を維持できる。したがってサルフェート放出処理とＰＭ再生処理とで独立した昇温処理をする場合に比較して、サルフェート放出処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００７３】
こうして、昇温処理をサルフェート放出処理とＰＭ再生処理とで独立したものであるとして昇温処理する場合に比較して昇温エネルギー、ここでは添加弁６８から添加される燃料量を節約できるので、燃費を良好なものにすることができる。
【００７４】
（ロ）．更に、サルフェート放出制御処理（図２）で、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を全て浄化できる昇温処理の程度が、同時にサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を全て放出できる昇温処理の程度でない場合に（Ｓ１０８で「ｙｅｓ」）、サルフェート放出処理を実行できるので、確実にサルフェートを全て放出できる。したがって、サルフェートの過剰蓄積を生じることなく、低濃度の内にサルフェートを排出できることから、白煙等を生じることがない。
【００７５】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記実施の形態１と異なり、再生要求堆積量ＰＭｅｇは放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦに対しては、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｅｇ）＜ＥＧＳＵＬＦの関係に設定されている。このため前記実施の形態１の図２の代わりに図７のサルフェート放出制御処理が実行され、図３の代わりに図８のＰＭ再生制御処理が実行される。
【００７６】
サルフェート放出制御処理（図７）の全処理を構成しているステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２１０，Ｓ２１４は、図２のステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１４と同じ処理である。図２ではステップＳ１０６で「ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ１０８にて前記式２の評価が実行されたが本実施の形態では前記式２の評価は実行しない。すなわちステップＳ２０６にて「ｙｅｓ」と判定されると、直ちにステップＳ２１０の処理にてサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を放出するサルフェート放出要求をＯＮに設定する。したがってサルフェート放出のために現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を浄化するＰＭ再生要求のＯＮ設定は存在しない。
【００７７】
ＰＭ再生制御処理（図８）においては、ステップＳ２５２，Ｓ２５６，Ｓ２５８は、図３のステップＳ１５２，Ｓ１５６，Ｓ１５８と同じ処理である。異なるのは、ステップＳ２５４が、ステップＳ２５８のみでなくステップＳ２６０による昇温処理についてもＰＭ再生（浄化）のための昇温処理として判断している点である。更にステップＳ２５６にてＰＭ再生条件が成立したと判定されると、ステップＳ２５７にて式４が評価される点である。
【００７８】
［式４］  ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｓｍ）＞ＳＵＬＦｓｍ
この式４は前記式２とは逆の関係となっている。
式４が満足される場合（Ｓ２５７で「ｙｅｓ」）、すなわち、酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートを全量放出する昇温処理を実行しても、フィルタ３８ａのＰＭ堆積量ＰＭｓｍを全量浄化できない場合には、現在のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を浄化するＰＭ再生要求をＯＮに設定する（Ｓ２５８）。
【００７９】
このＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分のＰＭ再生要求ＯＮの設定により、ＥＣＵ７０により添加弁６８から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて添加燃料が燃焼してフィルタ３８ａに対する昇温処理が実行される。この昇温処理の程度、ここでは温度の高さと昇温期間とは、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分が全て浄化される程度となるように、ＥＣＵ７０により制御される。この昇温処理の間に酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートは全て放出される。
【００８０】
前記式４が満足されなかった場合（Ｓ２５７で「ｎｏ」）はステップＳ２６０が実行される。すなわち酸化触媒４０ａに堆積しているサルフェートを全量放出する昇温処理を実行すると、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭも同時に全量浄化できる場合は、ＰＭ再生のために現在のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を放出するサルフェート放出要求をＯＮに設定する（Ｓ２６０）。
【００８１】
このサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分のサルフェート放出要求のＯＮ設定により、ＥＣＵ７０により添加弁６８から排気中に繰り返し燃料添加が実行されることでＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａにて添加燃料が燃焼して発熱し、ＰＭが浄化される。そしてこのＰＭ浄化と共に、排気が高温化して酸化触媒４０ａがサルフェートの放出可能な温度まで昇温する。この昇温処理の程度は、酸化触媒４０ａからサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分が全て放出されるように制御されるが、この昇温処理の程度は、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を同時に全量浄化できる昇温処理の程度以上であるので、完全にＰＭ堆積量ＰＭｓｍの全量を浄化することができる。
【００８２】
図９〜１１のタイミングチャートに本実施の形態の制御の一例を示す。図９の例では、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前に、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなっている。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦの状態（ｔ３１，ｔ３３）から実際の堆積量が０（ｔ３２，ｔ３４）となるまで昇温処理（ｔ３１〜ｔ３２，ｔ３３〜ｔ３４）がなされる。このことにより通常のサルフェート放出処理時に、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭは全て浄化される。
【００８３】
図１０の例では、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなる前（＝ＳＵＬＦ１３）に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなっている（ｔ４１）。そしてこの時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＳＵＬＦ１３）の全量を放出するための昇温処理の程度は、この時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭｅｇ）を全て酸化して浄化できる昇温処理の程度よりも高い。したがってこの時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＳＵＬＦ１３）を放出するサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ＝ＳＵＬＦ１３の状態（ｔ４１）から実際の堆積量が０（ｔ４２）となるまで昇温処理（ｔ４１〜ｔ４２）がなされる。このことによりサルフェート放出処理により堆積しているサルフェートが全て放出された時には、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭは全て浄化されている。
【００８４】
尚、この後は、図９の場合と同じく、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前（＝ＰＭ１３）に、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなっている（ｔ４３）。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦの状態（ｔ４３）から実際の堆積量が０（ｔ４４）となるまで昇温処理（ｔ４３〜ｔ４４）がなされる。この通常のサルフェート放出処理の間に、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭは全て浄化される。
【００８５】
図１１の例では、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなる前（＝ＳＵＬＦ１４）に、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなっている（ｔ５１）。そしてこの時のサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ（＝ＳＵＬＦ１４）の全量を放出するための昇温処理の程度は、この時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭｅｇ）を全て浄化できる昇温処理の程度よりも低い。したがってこの時のＰＭ堆積量ＰＭｓｍ（＝ＰＭｅｇ）を浄化できる程度に相当するＰＭ再生処理（ｔ５１〜ｔ５２）が実行される。このＰＭ再生処理の途中で、サルフェートはサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ＝ＳＵＬＦ１４の状態から実際の値が０となる。そしてサルフェートが全て放出された後に、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭが全て浄化されるとＰＭ再生処理は終了する（ｔ５２）。
【００８６】
尚、この後は、図９の場合と同じく、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍがＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前（＝ＰＭ１４）に、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍがＳＵＬＦｓｍ≧ＥＧＳＵＬＦとなっている。したがって通常のサルフェート放出処理が実行されて、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍが放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦの状態（ｔ５３）から実際の値が０（ｔ５４）となるまで昇温処理（ｔ５３〜ｔ５４）がなされる。このことにより通常のサルフェート放出処理により、フィルタ３８ａに堆積しているＰＭについても全て浄化される。
【００８７】
上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ７０が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段に相当する。ＰＭ再生要求ＯＮあるいはサルフェート放出要求ＯＮにより添加弁６８から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、ＰＭ再生制御処理（図８）が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理（図７）が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。
【００８８】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＰＭ再生制御処理（図８）では、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を全て放出できる昇温処理の程度が、同時にＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分をすべて浄化できる昇温処理の程度以上の場合に（Ｓ２５７で「ｎｏ」）、ＰＭ浄化のためにサルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を放出させる昇温処理を実行している。このことによりサルフェートの完全放出と同時にＰＭの完全浄化を実現している。
【００８９】
このようにサルフェート放出の昇温処理時におけるＰＭ浄化を考慮した制御となっているので、実際のＰＭ堆積量とＰＭ再生処理にて想定しているＰＭ堆積量ＰＭｓｍとの同一状態を維持できる。したがってサルフェート放出処理とＰＭ再生処理とで独立した昇温処理をする場合に比較して、ＰＭ再生処理時における過剰な昇温処理が防止される。
【００９０】
こうして、昇温処理をサルフェート放出処理とＰＭ再生処理とで独立したものであるとして昇温処理する場合に比較して昇温エネルギー、ここでは添加弁６８から添加される燃料量を節約できるので、燃費を良好なものにすることができる。
【００９１】
（ロ）．更に、ＰＭ再生制御処理（図８）では、サルフェート堆積量ＳＵＬＦｓｍ分を全て放出できる昇温処理の程度が、同時にＰＭ堆積量ＰＭｓｍ分を全て浄化できる昇温処理の程度になっていない場合は（Ｓ２５７で「ｙｅｓ」）、ＰＭ再生処理を実行できるので、確実にＰＭを全て浄化できる。したがって、ＰＭの過剰蓄積を生じることないことから早期にエンジン背圧を低減できるので、良好な燃費を維持することができる。
【００９２】
［実施の形態３］
本実施の形態では、サルフェート放出条件が成立した時に前記式２が成立しない場合と、ＰＭ再生条件が成立した時に前記式４が成立しない場合とのいずれにも対処できるようにした例である。したがって前記実施の形態１の図３の代わりに図８のＰＭ再生制御処理が実行され、図２のサルフェート放出制御処理についてはそのまま実行される。各処理内容については、前記実施の形態１，２にて説明したごとくである。
【００９３】
このような処理の組み合わせにより、再生要求堆積量ＰＭｅｇと放出要求堆積量ＥＧＳＵＬＦとの関係が、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｅｇ）＞ＥＧＳＵＬＦであっても、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｅｇ）＜ＥＧＳＵＬＦであっても対処できる。又、ＥＧＰＭｓｕｌｆ（ＰＭｅｇ）＞ＥＧＳＵＬＦであっても、エンジン制御上の都合で、ＰＭｓｍ≧ＰＭｅｇとなる前に、ＰＭ再生を実行する必要が生じたとしても、同時にサルフェートを完全に放出することができる。
【００９４】
上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ７０が排気浄化制御手段、排気系昇温手段、硫黄化合物放出手段及び粒子状物質浄化手段に相当する。ＰＭ再生要求ＯＮあるいはサルフェート放出要求ＯＮにより添加弁６８から燃料を添加する処理が排気系昇温手段としての処理に、ＰＭ再生制御処理（図８）が粒子状物質浄化手段としての処理に、サルフェート放出制御処理（図２）が硫黄化合物放出手段としての処理に相当する。
【００９５】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１，２の効果を生じる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態において、排気浄化部は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ、フィルタ３８ａ及び酸化触媒４０ａの組み合わせとして構成されていたが、ＮＯｘ浄化用触媒が存在しないフィルタが１つ存在するのみの排気浄化部でも良い。すなわち「ＤＰＦ」と称される捕集したＰＭを酸化する触媒を担持したディーゼルパティキュレートフィルタに対して本発明を適用しても前記各実施の形態のごとくに制御することで、各効果を生じさせることができる。
【００９６】
尚、前記各実施の形態にて用いているフィルタ３８ａは、「ＤＰＮＲ」と称されるものであり、ＮＯｘ浄化用触媒（ここではＮＯｘ吸蔵還元触媒）と、捕集したＰＭを酸化する触媒とを担持したディーゼルパティキュレートフィルタである。
【００９７】
（ｂ）．昇温処理は添加弁６８からの燃料添加単独、あるいは更に燃料噴射弁５８による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であるアフター噴射を加えていたが、アフター噴射単独でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジンと制御システムとの概略構成説明図。
【図２】実施の形態１のサルフェート放出制御処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１のＰＭ再生制御処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図５】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図７】実施の形態２のサルフェート放出制御処理のフローチャート。
【図８】実施の形態２のＰＭ再生制御処理のフローチャート。
【図９】実施の形態２の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態２の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図１１】実施の形態２の処理の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００９９】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１３…吸気通路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気通路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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