(57)【要約】【課題】  ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを良好に放出させる。【解決手段】  内燃機関の排気通路内に下流側に向けて順に燃料添加弁１２と、ＨＣ吸着酸化触媒４２と、ＮＯｘ吸蔵触媒４３を配置する。ＨＣ吸着酸化触媒４２を迂回する排気バイパス管４４が設けられる。通常バイパス制御弁４６は閉弁しており、排気ガスはＨＣ吸着酸化触媒４２を通ってＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する。ＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときにはＨＣ吸着酸化触媒４２内における空間速度を低下させるためにバイパス制御弁４６が開弁せしめられる。【選択図】      図２
2006299900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子状の燃料を排気ガス中に添加するための燃料添加手段と、該燃料添加手段下流の機関排気通路内に配置されて排気ガス中に含まれる炭化水素を吸着しかつ酸化するＨＣ吸着酸化触媒と、該ＨＣ吸着酸化触媒下流の機関排気通路内に配置されて流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯｘを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸蔵触媒とを具備し、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべきときには微粒子状の燃料を上記燃料添加手段から添加して添加した微粒子状の燃料を上記ＨＣ吸着酸化触媒に送り込むことによりＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにすると共に、このときＨＣ吸着酸化触媒における排気ガス流に対する空間速度が予め定められた許容空間速度以下となるように制御されており、更にこのとき上記燃料添加手段から添加する微粒子状燃料の添加量はＨＣ吸着酸化触媒に流入する排気ガスの空燃比がＮＯｘ吸蔵触媒に流入するリッチ時の空燃比よりも小さなリッチ空燃比となる量に設定されており、添加された微粒子状燃料はＨＣ吸着酸化触媒に吸着された後に吸着した燃料の大部分がＨＣ吸着酸化触媒内で酸化されてＨＣ吸着酸化触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされる時間よりも長い時間に亘ってＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにした圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
機関低速低負荷運転時においてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるために上記燃料添加手段から添加される微粒子状燃料の添加量はＨＣ吸着酸化触媒に流入する排気ガスの空燃比がほぼ１からほぼ７となる量に設定されている請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
ＮＯｘ吸蔵触媒が排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕獲して酸化させるためのパティキュレートフィルタ上に担持されている請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
ＨＣ吸着酸化触媒内を流れる排気ガス量を減少させることによって上記空間速度が予め定められた許容空間速度以下とされる請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
排気ガスの通路がＨＣ吸着酸化触媒内に向かう主通路と、ＨＣ吸着酸化触媒を迂回するバイパス通路からなり、該バイパス通路内にバイパス制御弁が配置され、該バイパス制御弁を開弁することによってＨＣ吸着酸化触媒内を流れる排気ガス量が減少せしめられる請求項４に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
上記主通路がＨＣ吸着酸化触媒に向けてかまっすぐに延びており、上記バイパス通路はＨＣ吸着酸化触媒の上流において主通路から横方向に分岐されており、バイパス通路の分岐点上流の排気ガスの通路内に微粒子状燃料が添加される請求項５に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
燃料添加手段により微粒子状燃料の添加作用が行われていない通常運転時にはバイパス制御弁は閉弁状態に保持されており、燃料添加手段により微粒子状燃料が添加するときに上記空間速度が予め定められた許容空間速度を越えているときにはバイパス制御弁が開弁せしめられる請求項５に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
上記空間速度が予め定められた許容空間速度よりも低いときにはバイパス制御弁は閉弁状態に保持されており、該空間速度が予め定められた許容空間速度を越えるとバイパス制御弁が開弁せしめられる請求項５に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
排気ガスの通路が第１通路と第２通路からなり、ＨＣ吸着酸化触媒が該第１通路内に配置された第１のＨＣ吸着酸化触媒と、該第２通路内に配置された第２のＨＣ吸着酸化触媒からなり、第１通路内を流れる排気ガス流および第２通路内を流れる排気ガス流を制御する排気制御弁装置を具備しており、第１のＨＣ吸着酸化触媒における排気ガス流に対する空間速度を予め定められた許容空間速度以下にすべきときには第１のＨＣ吸着酸化触媒内を流れる排気ガス量を減少させ、第２のＨＣ吸着酸化触媒における排気ガス流に対する空間速度を予め定められた許容空間速度以下にすべきときには第２のＨＣ吸着酸化触媒内を流れる排気ガス量を減少させる請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
上記排気制御弁装置によって通常は第１通路又は第２通路の一方が遮断されており、第１の吸着酸化触媒又は第２の吸着酸化触媒における空間速度を予め定められた許容空間速度以下にすべきときには第１通路および第２通路が共に開通せしめられる請求項９に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
燃料添加手段により微粒子状燃料の添加作用が行われたときに第１通路および第２通路が共に開通せしめられる請求項１０に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべきときに第１のＨＣ吸着酸化触媒又は第２のＨＣ吸着酸化触媒における空間速度が予め定められた許容空間速度を越えているときには第１通路および第２通路が共に開通せしめられ、第１通路および第２通路が共に開通せしめられた後に第１のＨＣ吸着酸化触媒の温度および第２のＨＣ吸着酸化触媒の温度が予め定められた許容温度以下となったときに燃料添加手段により微粒子状燃料が添加される請求項１０に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
第２通路が遮断されているときに第１のＨＣ吸着酸化触媒の温度が予め定められた許容温度を越えたときには第１通路が遮断されると共に第２通路が開通せしめられ、第１通路が遮断されているときに第２のＨＣ吸着酸化触媒の温度が予め定められた許容温度を越えたときには第２通路が遮断されると共に第１通路が開通せしめられる請求項１０に記載の圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ガス中に含まれるＮＯｘを浄化するために流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯｘを吸蔵し流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸蔵されたＮＯｘを放出するＮＯｘ吸蔵触媒を機関排気通路内に配置した内燃機関が公知である。この内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに発生するＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵される。
【０００３】
ところでこのようなＮＯｘ吸蔵触媒を用いたときにはＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和する前にＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させる必要があり、この場合ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにすればＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させかつ放出したＮＯｘを還元することができる。そこで従来の内燃機関ではＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出するために燃焼室内における空燃比をリッチにするか、又はＮＯｘ吸蔵触媒上流の機関排気通路内に燃料を供給してＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。
【０００４】
ところでＮＯｘ吸蔵触媒から良好にＮＯｘを放出させるには十分にガス化したリッチ空燃比の排気ガスをＮＯｘ吸蔵触媒に流入させなければならない。この場合、燃焼室内における空燃比をリッチにすると十分にガス化したリッチ空燃比の排気ガスがＮＯｘ吸蔵触媒に流入するのでＮＯｘ吸蔵触媒から良好にＮＯｘを放出させることができる。しかしながら燃焼室内において混合気をリッチにすると多量の煤が発生するという問題があり、また膨張行程や排気行程中に追加燃料を噴射することによって燃焼室から排出される排気ガスの空燃比をリッチにすると噴射燃料がシリンダボア内壁面上に付着するという、いわゆるボアフラッシングを生ずる。
【０００５】
これに対し、ＮＯｘ吸蔵触媒上流の機関排気通路内に燃料を噴射するようにした場合には上述のように煤が発生したり、或いはボアフラッシングを生じたりすることはなくなる。しかしながらＮＯｘ吸蔵触媒上流の機関排気通路内に燃料を噴射するようにした場合には噴射した燃料が十分にガス化せず、斯くしてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを良好に放出させることができないという問題がある。
【０００６】
一方、ＮＯｘ吸蔵触媒上流の機関排気通路内に排気ガス中に含まれる炭化水素、即ちＨＣを吸着するためのＨＣ吸着触媒を配置した内燃機関が公知である（特許文献１参照）。この内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに発生するＨＣはＨＣ吸着触媒に吸着され、このとき発生するＮＯｘはＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵される。
【０００７】
ところでこの内燃機関では、ＨＣ吸着触媒の温度が活性化温度付近、即ち２００℃付近になると吸着されているＨＣの酸化反応が活発となり、その結果排気ガス中の酸素が急激に消費されるために排気ガス中の酸素濃度が急激に低下する。従ってこのときには少量の燃料を追加供給すれば排気ガスの空燃比をリッチにすることができる。そこでこの内燃機関ではＨＣ吸着触媒において十分な量の酸素が消費されているか否かを検出し、ＨＣ吸着触媒において十分な量の酸素が消費されているときに排気ガスの空燃比をリッチにしてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−９７２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらこの内燃機関では燃焼室内における空燃比をリッチにするようにしており、機関排気通路内に燃料を噴射するようにしてはいないために上述したような問題を生ずる。また、この内燃機関ではＨＣ吸着触媒の温度が活性化温度付近になる時期、即ちＨＣ吸着触媒において十分な量の酸素が消費される時期は限られているので、ＮＯｘ吸蔵触媒からのＮＯｘ放出作用からみて必要な時期にＨＣ吸着触媒の温度が活性化温度にならず、斯くしてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出することが必要となったときにＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出することができないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべきときにＮＯｘ吸蔵触媒上流の機関排気通路内に燃料を供給するようにした場合であってもＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを良好に放出しうるようにした圧縮着火式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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明によれば、微粒子状の燃料を排気ガス中に添加するための燃料添加手段と、燃料添加手段下流の機関排気通路内に配置されて排気ガス中に含まれる炭化水素を吸着しかつ酸化するＨＣ吸着酸化触媒と、ＨＣ吸着酸化触媒下流の機関排気通路内に配置されて流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯｘを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸蔵触媒とを具備し、ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべきときには微粒子状の燃料を燃料添加手段から添加して添加した微粒子状の燃料をＨＣ吸着酸化触媒に送り込むことによりＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにすると共に、このときＨＣ吸着酸化触媒における排気ガス流に対する空間速度が予め定められた許容空間速度以下となるように制御されており、更にこのとき燃料添加手段から添加する微粒子状燃料の添加量はＨＣ吸着酸化触媒に流入する排気ガスの空燃比がＮＯｘ吸蔵触媒に流入するリッチ時の空燃比よりも小さなリッチ空燃比となる量に設定されており、添加された微粒子状燃料はＨＣ吸着酸化触媒に吸着された後に吸着した燃料の大部分がＨＣ吸着酸化触媒内で酸化されてＨＣ吸着酸化触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされる時間よりも長い時間に亘ってＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
ＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべきときにＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを良好に放出しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口はエアクリーナ８に連結される。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁９が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１０が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１０内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排気管１１に連結される。排気マニホルド５にはミスト状の、即ち微粒子状の燃料を排気ガス中に添加するための燃料添加弁１２が取付けられる。本発明による実施例ではこの燃料は軽油からなる。
【００１３】
排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１３を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１３内には電子制御式ＥＧＲ制御弁１４が配置される。また、ＥＧＲ通路１３周りにはＥＧＲ通路１３内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１５が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１５内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１６を介してコモンレール１７に連結される。このコモンレール１７内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１８から燃料が供給され、コモンレール１７内に供給された燃料は各燃料供給管１６を介して燃料噴射弁３に供給される。
【００１４】
電子制御ユニット２０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２４、入力ポート２５および出力ポート２６を具備する。図１に示されるようにアクセルペダル３０にはアクセルペダル３０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ３１が接続され、負荷センサ３１の出力電圧は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。更に入力ポート２５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ３２が接続される。一方、出力ポート２６は対応する駆動回路２８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁９駆動用ステップモータ、燃料添加弁１２、ＥＧＲ制御弁１４および燃料ポンプ１８に接続される。
【００１５】
図１に示されるように排気管１１には排気ガス中の有害成分、特にＮＯｘを浄化するための後処理装置４０が取付けられる。図２はこの後処理装置４０の拡大図を示している。図２を参照すると、排気管１１には主排気管４１が連結され、この主排気管４１内にＨＣ吸着酸化触媒４２が配置される。更にこのＨＣ吸着酸化触媒４２下流の主排気管４１内にはＮＯｘ吸蔵触媒４３が配置される。また、主排気管４１にはＨＣ吸着酸化触媒４２を迂回する、即ちＨＣ吸着酸化触媒４２上流の主排気管４１内と、ＨＣ吸着酸化触媒４２の下流でＮＯｘ吸蔵触媒４３上流の主排気管４１内とを連結する排気バイパス管４４が取付けられる。
【００１６】
排気バイパス管４４内には排気制御弁装置４５が配置される。図２に示される実施例ではこの排気制御弁装置４５は排気バイパス管４４内に配置されたバイパス制御弁４６と、このバイパス制御弁４６を駆動するためのアクチュエータ４７からなり、このアクチュエータ４７は図１に示される駆動回路２８を介して出力ポート２６に接続される。
【００１７】
図２に示されるようにＨＣ吸着酸化触媒４２にはＨＣ吸着酸化触媒４２の温度の検出するための温度センサ４８が取付けられ、この温度センサ４８の出力信号は図１に示される対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。また、ＮＯｘ吸蔵触媒４３にはＮＯｘ吸蔵触媒４３の前後差圧を検出するための差圧センサ４９が取付けられており、この差圧センサ４９の出力信号は対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に入力される。
【００１８】
図２においてバイパス制御弁４６が閉弁しているときには全ての排気ガスは主排気管４１内に形成される主通路内、即ちＨＣ吸着酸化触媒４２内を流通せしめられる。これに対し、バイパス制御弁４６が開弁すると排気ガスは主通路内に加え、排気バイパス管４４内に形成されたバイパス通路内も流通せしめられる。即ち、このとき排気ガスは主通路内とバイパス通路内の双方を流通することになる。
【００１９】
まず初めに図１および図２に示されるＮＯｘ吸蔵触媒４３について説明すると、このＮＯｘ吸蔵触媒４３は三次元網目構造のモノリス担体或いはペレット状担体上に担持されているか、又はハニカム構造をなすパティキュレートフィルタ上に担持されている。このようにＮＯｘ吸蔵触媒４３は種々の担体上に担持させることができるが、以下ＮＯｘ吸蔵触媒４３をパティキュレートフィルタ上に担持した場合について説明する。
【００２０】
図３（Ａ）および（Ｂ）はＮＯｘ吸蔵触媒４３を担持したパティキュレートフィルタ４３ａの構造を示している。なお、図３（Ａ）はパティキュレートフィルタ４３ａの正面図を示しており、図３（Ｂ）はパティキュレートフィルタ４３ａの側面断面図を示している。図３（Ａ）および（Ｂ）に示されるようにパティキュレートフィルタ４３ａはハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路６０，６１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓６２により閉塞された排気ガス流入通路６０と、上流端が栓６３により閉塞された排気ガス流出通路６１とにより構成される。なお、図３（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓６３を示している。従って排気ガス流入通路６０および排気ガス流出通路６１は薄肉の隔壁６４を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路６０および排気ガス流出通路６１は各排気ガス流入通路６０が４つの排気ガス流出通路６１によって包囲され、各排気ガス流出通路６１が４つの排気ガス流入通路６０によって包囲されるように配置される。
【００２１】
パティキュレートフィルタ４３ａは例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通路６０内に流入した排気ガスは図３（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁６４内を通って隣接する排気ガス流出通路６１内に流出する。
このようにＮＯｘ吸蔵触媒４３をパティキュレートフィルタ４３ａ上に担持させた場合には、各排気ガス流入通路６０および各排気ガス流出通路６１の周壁面、即ち各隔壁６４の両側表面上および隔壁６４内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図４（Ａ）および（Ｂ）はこの触媒担体７０の表面部分の断面を図解的に示している。図４（Ａ）および（Ｂ）に示されるように触媒担体７０の表面上には貴金属触媒７１が分散して担持されており、更に触媒担体７０の表面上にはＮＯｘ吸収剤７２の層が形成されている。
【００２２】
本発明による実施例では貴金属触媒７１として白金Ｐｔが用いられており、ＮＯｘ吸収剤７２を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
機関吸気通路、燃焼室２およびＮＯｘ吸蔵触媒４３上流の排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯｘ吸収剤７２は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行う。
【００２３】
即ち、ＮＯｘ吸収剤７２を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるＮＯは図４（Ａ）に示されるように白金Ｐｔ７１上において酸化されてＮＯ2となり、次いでＮＯｘ吸収剤７２内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ3-の形でＮＯｘ吸収剤７２内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮＯｘ吸収剤７２内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ７１の表面でＮＯ2が生成され、ＮＯｘ吸収剤７２のＮＯｘ吸収能力が飽和しない限りＮＯ2がＮＯｘ吸収剤７２内に吸収されて硝酸イオンＮＯ3-が生成される。
【００２４】
これに対し、排気ガスの空燃比がリッチ或いは理論空燃比にされると排気ガス中の酸化濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ3-→ＮＯ2）に進み、斯くして図４（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤７２内の硝酸イオンＮＯ3-がＮＯ2の形でＮＯｘ吸収剤７２から放出される。次いで放出されたＮＯｘは排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。
【００２５】
このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、即ちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ吸収剤７２内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にＮＯｘ吸収剤７２のＮＯｘ吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯｘ吸収剤７２によりＮＯｘを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤７２の吸収能力が飽和する前に燃料添加弁１２から燃料を添加することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってＮＯｘ吸収剤７２からＮＯｘを放出させるようにしている。
【００２６】
さて、上述したように燃料添加弁１２から燃料を添加することによって排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘ吸収剤１２からＮＯｘが放出され、放出されたＮＯｘが排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。この場合、添加された燃料が液状であったとすると理論上は排気ガスの空燃比がリッチになったとしてもＮＯｘ吸収剤７２からＮＯｘが放出しない。また、燃料が液状である場合にはＮＯｘの還元も行われない。即ち、ＮＯｘ吸収剤７２からＮＯｘを放出させかつ放出されたＮＯｘを還元するにはＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガス中のガス状成分の空燃比をリッチにしなければならない。
【００２７】
本発明による実施例では燃料添加弁１２から添加される燃料は微粒子状であり、一部の燃料はガス状となっているが大部分は液状となっている。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤７２からＮＯｘを放出すべきときには燃料添加弁１２から添加された燃料を含む排気ガスをＨＣ吸着酸化触媒４２に導びき、それによって添加された燃料の大部分が液状であったとしてもＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する燃料がガス状となるようにしている。次にこのＨＣ吸着酸化触媒４２について説明する。
【００２８】
図５はＨＣ吸着酸化触媒４２の側面断面図を示している。図５に示されるようにＨＣ吸着酸化触媒４２はハニカム構造をなしており、真直ぐに延びる複数個の排気ガス流通路７３を具備する。このＨＣ吸着酸化触媒４２はゼオライトのような細孔構造をもつ比表面積の大きな材料から構成されており、図５に示すＨＣ吸着酸化触媒７３の基体はゼオライトの一種であるモルデナイトからなる。図６（Ａ）から（Ｄ）はＨＣ吸着酸化触媒４２の基体７４の表面部分の断面を図解的に示している。なお、図６（Ｂ）は図６（Ａ）におけるＢ部分の拡大図を示しており、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）と同じ断面を示しており、図６（Ｄ）は図６（Ｃ）におけるＤ部分の拡大図を示している。図６（Ｂ）および（Ｃ）からわかるようにＨＣ吸着酸化触媒４２の表面は凹凸した粗い表面形状を呈しており、この粗い表面形状を有する表面上には図６（Ｄ）に示されるように多数の細孔７５が形成されていると共に白金Ｐｔからなる貴金属触媒７６が分散して担持されている。
【００２９】
燃料添加弁１２から微粒子状の燃料が添加されると一部の燃料は蒸発してガス状になるが大部分は微粒子の形で基体７４の表面上に吸着する。図６（Ａ）および（Ｂ）は燃料微粒子７７が吸着する様子を示している。このように液状の形で燃料が吸着するときの燃料吸着割合はガス状燃料の吸着割合に比べてかなり高くなる。なお、ＨＣ吸着酸化触媒４２が吸着しうる微粒子状燃料の吸着量は図７（Ａ）に示されるようにＨＣ吸着酸化触媒４２の温度が低くなるほど増大する。また、ＨＣ吸着酸化触媒４２における排気ガス流に対する空間速度（＝排気ガスの容積速度／ＨＣ吸着酸化触媒床の容積）が速くなると、即ち排気ガスの流速が速くなると燃料添加弁１２から添加された燃料のうち、ガス化するものの量およびＮＯｘ吸着酸化触媒４２内の排気流通路７３内を素通りする微粒子状燃料の量が増大する。従ってＨＣ吸着酸化触媒４２が吸着しうる微粒子状燃料の吸着量は図７（Ｂ）に示されるように空間速度が速くなるほど減少する。
【００３０】
次いで図６（Ｃ），（Ｄ）に示されるように基体５０の表面上に吸着した燃料微粒子７７は徐々に蒸発してガス状燃料となる。このガス状燃料は主に炭素数の多いＨＣからなる。この炭素数の多いＨＣは蒸発する際にゼオライト表面上の酸点又は貴金属触媒７６上においてクラッキングされ、炭素数の少ないＨＣに改質される。この改質されたガス状のＨＣはただちに排気ガス中の酸素と反応して酸化せしめられる。このようにして基体７４の表面上に吸着した燃料微粒子７７の大部分は排気ガス中の酸素と反応するので排気ガス中に含まれるほとんど全ての酸素は消費される。その結果、排気ガス中の酸素濃度が低下し、ＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘが放出される。
【００３１】
一方、このとき排気ガス中にはガス状のＨＣが残存しており、排気ガスの空燃比はリッチになっている。このガス状のＨＣはＮＯｘ吸蔵触媒４３内に流入し、このガス状のＨＣによってＮＯｘ吸蔵触媒４３から放出されたＮＯｘが還元される。
【００３２】
図８は機関低速低負荷運転時における燃料添加弁１２からの燃料の添加量と、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆとを示している。なお、図８において（Ａ）はＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆを示しており、（Ｂ）はＨＣ吸着酸化触媒４２から流出してＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆを示しており、（Ｃ）はＮＯｘ吸蔵触媒４３から流出する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆを示している。
【００３３】
本発明による実施例ではＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときには図８に示されるように複数回の連続パルスからなる駆動信号が燃料添加弁１２に供給され、このとき実際にはこれら連続パルスが供給されている間、燃料が連続的に添加され続ける。燃料添加弁１２から燃料が供給されている間、ＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比は図８（Ａ）に示されるように５以下のかなりリッチな空燃比となる。
【００３４】
一方、燃料添加弁１２から燃料が添加されると燃料微粒子はＨＣ吸着酸化触媒４２に吸着され、次いでこの燃料微粒子から燃料が徐々に蒸発して前述したようにクラッキングされ、改質される。燃料微粒子から蒸発した燃料又は改質された燃料の一部は排気ガス中に含まれる酸素と反応して酸化され、それによって排気ガス中の酸素濃度が低下する。一方、余剰の燃料、即ち余剰のＨＣがＨＣ吸着酸化触媒４２から排出され、その結果ＨＣ吸着酸化触媒４２から流出する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆはわずかばかりリッチとなる。即ち、ＨＣ吸着酸化触媒４２に吸着された燃料微粒子からは燃料が徐々に蒸発し、吸着された燃料微粒子が少量となるまで、ＨＣ吸着酸化触媒４２から流出する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆはわずかばかりリッチになり続ける。従って図８（Ｂ）に示されるように燃料添加弁１２からの燃料の添加作用が完了した後にかなりの時間に亘ってＨＣ吸着酸化触媒４２から流出する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆはわずかばかりリッチになり続ける。
【００３５】
ＨＣ吸着酸化触媒４２から流出しＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比Ａ／ＦがリッチになるとＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘが放出され、放出されたＮＯｘが未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。この場合、前述したようにＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する未燃ＨＣはＨＣ吸着酸化触媒４２において改質されており、従って放出されたＮＯｘは未燃ＨＣによって良好に還元される。図８（Ｃ）からわかるようにＮＯｘ吸蔵触媒４３からのＮＯｘの放出作用と還元作用が行われている間、ＮＯｘ吸蔵触媒４３から流出する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆはほぼ理論空燃比に維持される。
【００３６】
このように本発明ではＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出させるためにＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするときには微粒子状の燃料が燃料添加弁１２から添加されると共にこのときの微粒子状燃料の添加量はＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比がＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入するリッチ時の空燃比よりも小さな、図８に示す例では半分以下のリッチ空燃比となる量に設定されている。
【００３７】
一方、このとき添加された微粒子状燃料はＨＣ吸着酸化触媒４２に吸着された後に吸着した燃料の大部分がＨＣ吸着酸化触媒４２内で酸化され、ＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされる時間よりも長い時間、図８に示す例では数倍の時間に亘ってＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比がリッチとなる。
【００３８】
このように本発明では燃料添加弁１２から添加された微粒子状燃料を一旦ＨＣ吸着酸化触媒４２内に吸着保持し、次いで吸着保持された微粒子状燃料をＨＣ吸着酸化触媒４２から少しずつ蒸発させることによって長い時間に亘りＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。この場合、ＮＯｘ吸蔵触媒４３からできる限り多量のＮＯｘを放出させるにはＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされる時間を長くすればよく、そのためにはＨＣ吸着酸化触媒４２に吸着保持される燃料量をできる限り増大することが必要となる。
【００３９】
一例を挙げると、例えば機関低速低負荷運転時に１秒間当り吸入空気量が１０（ｇ）となる圧縮着火式内燃機関において、燃料添加弁１２から４００msec程度、微粒子状燃料を噴射するとＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比は２秒程度に亘って１４．０程度のリッチ空撚比になり、このときＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘが良好に放出されることが判明している。このとき燃料添加弁１２のすぐ下流における排気ガスの空燃比、即ちＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比は４．４程度のリッチ空燃比となる。
【００４０】
もう少し詳しく説明すると、この圧縮着火式内燃機関では機関低速低負荷運転時には空燃比Ａ／Ｆが３０程度であり、従ってＡ／Ｆ＝１０（ｇ／sec）／Ｆ＝３０であるので燃料噴射量はＦ＝１／３（ｇ／sec）となる。一方、１４のリッチ空燃比を生成するにはＡ／Ｆ＝１０（ｇ／sec）／Ｆ＝１４であるので５／７（ｇ／sec）の燃料が必要となる。従って１４のリッチ空燃比を生成するのに燃料添加弁１２から添加すべき追加の燃料量は５／７（ｇ／sec）−１／３（ｇ／sec）＝８／２１（ｇ／sec）となり、２秒間に亘って１４のリッチ空燃比を生成するには燃料添加弁１２から１６／２１（ｇ）の燃料を添加しなければならない。この燃料を４００msecでもって添加するとそのとき排気ガスの空燃比はほぼ４．４となる。
【００４１】
このようにこの内燃機関において機関低速低負荷運転時に１４のリッチ空燃比を２秒間に亘って生成しようとすると燃料添加弁１２から１６／２１（ｇ）の燃料を供給しなければならない。この場合、この燃料量をより短い時間、例えば１００msecで供給しようとすると燃料添加弁１２の噴射圧を高くしなければならない。ところが燃料添加弁１２の噴射圧を高めると噴射時の燃料の微粒子が促進されるためにガス化する燃料量が増大し、斯くしてＨＣ吸着酸化触媒４２に吸着される燃料量が減少する。このようにＨＣ吸着酸化触媒４２への吸着燃料量が減少すると空燃比がリッチとなる時間が短かくなる。これに対し、１６／２１（ｇ）の燃料を供給するに当って単位時間当りの供給量を少なくすると、例えば燃料添加弁１２からの燃料添加時間を１０００msecにするとＨＣ吸着酸化触媒４２からの単位時間当りの燃料蒸発量が少なくなり、排気ガスの空燃比がリッチになりずらくなる。図９はこのことを示している。
【００４２】
即ち、図９は燃料添加弁１２からの燃料添加時間τ（msec）を変えたときの、ＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ、ＨＣ吸着酸化触媒４２から流出した排気ガスの温度上昇量ΔＴ、ＮＯｘ吸蔵触媒４３から排出される排出ＨＣ量Ｇ、およびＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスのリッチ時間Ｔｒを示している。
【００４３】
上述したように燃料添加弁１２からの燃料添加時間を短かくするとＨＣ吸着酸化触媒４２への吸着燃料量が減少する。その結果、ＨＣ吸着酸化触媒４２からの燃料の蒸発量が少なくなるためにＨＣの酸化作用は弱まり、温度上昇量ΔＴが低下すると共にリッチ時間が短かくなる。またこのとき、燃料添加弁１２から供給される燃料のうちで排気ガス流により持ち去られる燃料量が増大するので排出ＨＣ量Ｇが増大する。
【００４４】
一方、燃料添加弁１２からの燃料添加時間を長くすると上述したようにＨＣ吸着酸化触媒４２への単位時間当りの吸着燃料量が減少する。その結果、ＨＣ吸着酸化触媒４２からの燃料の蒸発量が少なくなるためにＨＣの酸化作用は弱まり、温度上昇量ΔＴが低下すると共にリッチ時間が短かくなる。一方、ＮＯｘ吸蔵触媒４３からのＮＯｘ放出作用が完了した後もＨＣ吸着酸化触媒４２からＨＣが蒸発し続けるので排出ＨＣ量Ｇが増大する。
【００４５】
燃料添加弁１２から燃料を添加したときに添加した燃料が大気中に排出されるとこの燃料は全く無駄となり、従って添加した燃料の大気中への排出量、即ち排出ＨＣ量Ｇは許容値Ｇｏ以下に抑制する必要がある。排出ＨＣ量Ｇが許容値Ｇｏ以下であるということは別の見方をするとＨＣが酸化反応をして酸素を十分に消費していることを意味しており、従って排出ＨＣ量Ｇが許容値Ｇｏ以下であるということは温度上昇量ΔＴが予め定められた設定値ΔＴｏ以上であるということに対応している。
【００４６】
即ち、燃料添加弁１２から燃料を添加する際には排出ＨＣ量Ｇが許容値Ｇｏ以下となり、温度上昇量ΔＴが設定値ΔＴｏ以上となるように添加燃料の添加時間τを定めることが必要であり、従って本発明による実施例では添加燃料の添加時間τがほぼ１００（msec）からほぼ７００（msec）の間に設定されている。これを空燃比Ａ／Ｆで表すと添加時間τが１００（msec）のときの空燃比Ａ／Ｆはほぼ１であり、添加時間τが７００（msec）のときの空燃比Ａ／Ｆはほぼ７であるので本発明による実施例では機関低速低負荷運転時においてＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出させるために燃料添加弁１２から添加される微粒子状燃料の添加量はＨＣ吸着酸化触媒４２に流入する排気ガスの空燃比がほぼ１からほぼ７となる量に設定されていることになる。
【００４７】
図１０は機関高速高負荷運転時における図８と同じ場所における空燃比を示している。機関高速高負荷運転時には機関低速低負荷運転時に比べてＨＣ吸着酸化触媒４２の温度が高くなり、ＨＣ吸着酸化触媒４２における排気ガス流に対する空間速度が高くなるので図７（Ａ），（Ｂ）からわかるようにＨＣ吸着酸化触媒４２が吸着しうる燃料量がかなり減少する。従って図１０と図８とを比較するとわかるように燃料添加弁１２から添加される燃料量は機関高速高負荷運転時には機関低速低負荷運転時に比べて小さくされる。
【００４８】
なお、図１０に示されるように機関高速高負荷運転時には空燃比がほぼ２０程度であるので添加される燃料が減少せしめられても排気ガスの空燃比をリッチにすることができる。しかしながら排気ガスの空燃比をリッチにすることのできる時間は機関低速低負荷運転時に比べてかなり短かくなる。
【００４９】
図１１（Ａ）はＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときに燃料添加弁１２から添加される燃料量ＡＱを表わしており、添加される燃料量はＡＱ1，ＡＱ2，ＡＱ3，ＡＱ4，ＡＱ5，ＡＱ6の順で次第に少なくなる。なお、図１１（Ａ）において縦軸ＴＱは出力トルクを、横軸Ｎは機関回転数を表しており、従って添加すべき燃料量ＡＱは出力トルクＴＱが増大するほど、即ちＨＣ吸着酸化触媒４２の温度が高くなるほど少なくなり、機関回転数Ｎが高くなるほど、即ち排気ガスの流量が増大するほど少なくなる。この添加すべき燃料量ＡＱは図１１（Ｂ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００５０】
次に図１２および図１３を参照しつつＮＯｘ放出制御について説明する。
図１２（Ａ）は機関低速低負荷運転時においてＮＯｘ吸蔵触媒４３に吸蔵されたＮＯｘ量ΣＮＯＸの変化と、ＮＯｘ放出のために排気ガスの空燃比Ａ／Ｆをリッチにするタイミングを示しており、図１２（Ｂ）は機関高速高負荷運転時においてＮＯｘ吸蔵触媒４３に吸蔵されたＮＯｘ量ΣＮＯＸの変化と、ＮＯｘ放出のために排気ガスの空燃比Ａ／Ｆをリッチにするタイミングを示している。
【００５１】
機関から単位時間当りに排出されるＮＯｘ量は機関の運転状態に応じて変化し、従って単位時間当りにＮＯｘ吸蔵触媒４３内に吸蔵されるＮＯｘ量も機関の運転状態に応じて変化する。本発明による実施例ではＮＯｘ吸蔵触媒４３に単位時間当り吸蔵されるＮＯｘ量ＮＯＸＡが要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図１３（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されており、このＮＯｘ量ＮＯＸＡを積算することによってＮＯｘ吸蔵触媒４３に吸蔵されたＮＯｘ量ΣＮＯＸが算出される。
【００５２】
一方、図１２（Ａ），（Ｂ）においてＭＡＸはＮＯｘ吸蔵触媒４３が吸蔵しうる最大ＮＯｘ吸蔵量を表しており、ＮＸはＮＯｘ吸蔵触媒４３に吸蔵させることのできるＮＯｘ量の許容値を表している。従って図１２（Ａ），（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ量ΣＮＯＸが許容値ＮＸに達するとＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが一時的にリッチにされ、それによってＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘが放出される。
【００５３】
前述したように機関低速低負荷運転時にはＨＣ吸着酸化触媒４２が吸着しうる燃料量が増大するので燃料添加弁１２からの燃料添加量が増大される。このように燃料添加量が増大されるとＮＯｘ吸蔵触媒４３から多量のＮＯｘを放出させることができる。即ち、この場合にはＮＯｘ吸蔵触媒４３に多量のＮＯｘが吸蔵された場合でも吸蔵された全ＮＯｘを放出することができるので図１２（Ａ）に示されるように許容値ＮＸは高い値、図１２（Ａ）に示される実施例では最大ＮＯｘ吸蔵量よりもわずかばかり低い値とされる。
【００５４】
これに対し機関高速高負荷運転時にはＨＣ吸着酸化触媒４２の燃料吸着量が減少するので前述したように燃料添加弁１２からの燃料添加量が減少せしめられる。このように燃料添加量が減少せしめられるとＮＯｘ吸蔵触媒４３からは少量のＮＯｘしか放出させることができない。即ち、この場合にはＮＯｘ吸蔵触媒４３に少量のＮＯｘが吸蔵されたら吸蔵されたＮＯｘを放出しなければならないので図１２（Ｂ）に示されるように許容値ＮＸはかなり低い値、図１２（Ｂ）に示される例では図１２（Ａ）に示す機関低速低負荷運転時における許容値ＮＸの１／３以下の値になっている。
【００５５】
図１３（Ｂ）は機関の運転状態に応じて定められている許容値ＮＸを示しており、図１３（Ｂ）において許容値ＮＸはＮＸ1，ＮＸ2，ＮＸ3，ＮＸ4，ＮＸ5，ＮＸ6の順で次第に小さくなる。なお、図１３（Ｂ）において縦軸ＴＱは機関の出力トルクを示しており、横軸Ｎは機関回転数を示している。従って図１３（Ｂ）から許容値ＮＸは出力トルクＴＱが高くなるほど、即ち機関負荷が高くなるほど低くなり、機関回転数Ｎが高くなるほど低くなることがわかる。なお、図１３（Ｂ）に示される許容値ＮＸは図１３（Ｃ）に示すようなマップの形で予めＲＯＭ２２内に記憶されている。
【００５６】
このように機関負荷が高くなるほど、或いは機関回転数が高くなるほど許容値ＮＸが低くなるのでＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出させるために燃料添加弁１２から微粒子状燃料が添加される頻度は機関負荷が高くなるほど、或いは機関回転数Ｎが高くなるほど高くなる。即ち、図１２（Ａ），（Ｂ）に示されているように機関高速高負荷運転時には機関低速低負荷運転時に比べて微粒子状燃料が添加される頻度はかなり高くなる。
【００５７】
一方、排気ガス中に含まれる粒子状物質はＮＯｘ吸蔵触媒４３を担持しているパティキュレートフィルタ４３ａ上に捕集され、順次酸化される。しかしながら捕集される粒子状物質の量が酸化される粒子状物質の量よりも多くなると粒子状物質がパティキュレートフィルタ４３ａ上に次第に堆積し、この場合粒子状物質の堆積量が増大すると機関出力の低下を招いてしまう。従って粒子状物質の堆積量が増大したときには堆積した粒子状物質を除去しなければならない。この場合、空気過剰のもとでパティキュレートフィルタ４３ａの温度を６００℃程度まで上昇させると堆積した粒子状物質が酸化され、除去される。
【００５８】
そこで本発明による実施例ではパティキュレートフィルタ４３ａ上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたときには排気ガスの空燃比がリーンのもとでパティキュレートフィルタ４３ａの温度を上昇させ、それによって堆積した粒子状物質を酸化除去するようにしている。具体的に言うと本発明による実施例では差圧センサ４９により検出されたパティキュレートフィルタ４３ａの前後差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたときに堆積粒子状物質の量が許容量を越えたと判断され、このときパティキュレートフィルタ４３ａに流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ燃料添加弁１２から燃料を添加してこの添加された燃料の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ４３ａの温度を上昇させる昇温制御が行われる。
【００５９】
図１４は排気浄化処理ルーチンを示している。
図１４を参照するとまず初めにステップ１００において図１３（Ａ）に示すマップから単位時間当り吸蔵されるＮＯｘ量ＮＯＸＡが算出される。次いでステップ１０１ではこのＮＯＸＡがＮＯｘ吸蔵触媒４３に吸蔵されているＮＯｘ量ΣＮＯＸに加算される。次いでステップ１０２では図１３（Ｃ）に示すマップから許容値ＮＸが算出される。次いでステップ１０３では吸蔵ＮＯｘ量ΣＮＯＸが許容値ＮＸを越えたか否かが判別され、ΣＮＯＸ＞ＮＸとなったときにはステップ１０４に進んでＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきことを示すＮＯｘ放出フラグがセットされる。次いでステップ１０５に進んでＮＯｘの浄化処理が行われる。次いでステップ１０６では差圧センサ４９によりパティキュレートフィルタ４３ａの前後差圧ΔＰが検出される。次いでステップ１０７では差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたか否かが判別され、ΔＰ＞ＰＸとなったときにはステップ１０８に進んでパティキュレートフィルタ４３ａの昇温制御が行われる。
【００６０】
さて、前述したようにＨＣ吸着酸化触媒４２における排気ガス流に対する空間速度ＳＶ（以下、単に空間速度ＳＶと称する）が高くなるとＨＣ吸着酸化触媒４２が吸着しうる微粒子状燃料の吸着量が減少する。吸着量が減少すると蒸発するＨＣの量が減少し、斯くして酸化されるＨＣの量が減少する。酸化されるＨＣの量が減少するとＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比がリッチにならなくなる。
【００６１】
即ち、空間速度ＳＶが高くなるとＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比がリッチにならなくなり、このときＮＯｘ吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするためにはＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶを低下させる必要がある。そこで本発明ではＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときにはＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶを低下させ、それにより酸化させるＨＣの量を増大させてＮＯｘ
吸蔵触媒４３に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。
【００６２】
なお、機関回転数Ｎが高くなるほど単位時間当り排出される排気ガス量が増大するのでＨＣ吸着酸化触媒４２内を流れる排気ガスの容積速度は大きくなり、機関負荷Ｌが高くなるほど単位時間当り排出される排気ガス量が増大するのでＨＣ吸着酸化触媒４２内を流れる排気ガスの容積速度は大きくなる。即ち、空間速度ＳＶは機関回転数Ｎおよび機関負荷Ｌの関数となる。本発明による実施例では許容しうる最大の空間速度ＳＶ0が図１５に示されるように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌの関数として予め定められており、ＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときにはＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶがこの予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下に制御される。
【００６３】
さて、図２に示される実施例ではバイパス制御弁４６は通常閉弁せしめられている。ところがこのようにバイパス制御弁４６が閉弁せしめられていると、全ての排気ガスがＨＣ吸着酸化触媒４２内を流通するので機関回転数Ｎが高くなったとき、或いは機関負荷Ｌが高くなったときに空間速度ＳＶが予め定められた許容空間速度ＳＶ0を越えてしまうことになる。
【００６４】
そこで本発明による実施例では図１６（Ａ）に示されるように燃料添加弁１２から微粒子状燃料の添加作用が行われていない通常運転時にはバイパス制御弁４６は閉弁状態に保持されており、空燃比をリッチにすべく燃料添加弁１２から微粒子状燃料が添加されるときにＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶが予め定められた許容空間速度ＳＶ0を越えているときにはバイパス制御弁４６が開弁せしめられる。バイパス制御弁４６が開弁せしめられるとＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶが低下し、予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下となる。
【００６５】
一方、図１６（Ｂ）に示される実施例ではＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶが予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも低いときにはバイパス制御弁４６は閉弁状態に保持されており、空間速度ＳＶが予め定められた許容空間速度ＳＶ0を越えるとバイパス制御弁４６が開弁せしめられる。従ってこの実施例でも空燃比をリッチにすべく燃料添加弁１２から微粒子状燃料が添加されるときにはＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶは予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下となっている。
【００６６】
なお、図２に示されるように主排気管６１内に形成された主通路はＨＣ吸着酸化触媒４２に向けてまっすぐに延びており、排気バイパス管４４内に形成されたバイパス通路はＨＣ吸着酸化触媒４２の上流において主通路から横方向に分岐されており、バイパス通路の分岐点上流の排気ガスの通路内に微粒子状燃料が添加される。従ってＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべきときにバイパス制御弁６４が開弁していても燃料添加弁１２から添加された微粒子状の燃料は慣性によってＨＣ吸着酸化触媒４２内に流入することになる。
【００６７】
図１７は図１６（Ａ）に示される実施例を実行するために図１４のステップ１０５において行われるＮＯｘ浄化処理ルーチンを示している。
図１７を参照するとまず初めにステップ２００においてＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされているときにはステップ２０１に進んでＨＣ吸着酸化触媒４２における空間速度ＳＶが予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高いか否かが判別される。
【００６８】
ＳＶ＞ＳＶ0のときにはステップ２０２に進んでバイパス制御弁４６が開弁せしめられる。次いでステップ２０３に進む。これに対し、ＳＶ≦ＳＶ0のときにはステップ２０３にジャンプする。従ってこのときにはバイパス制御弁４６は閉弁状態に保持されている。
ステップ２０３では図１１（Ｂ）に示すマップから添加すべき燃料量ＡＱが算出され、次いでステップ２０４ではマップから算出された量ＡＱの燃料、即ち軽油が燃料添加弁１２から添加される。次いでステップ２０５ではＮＯｘ放出フラグがリセットされる。
【００６９】
図１８に別の実施例を示す。この実施例では主排気管４１内に形成される排気ガスの通路が第１通路５０ａと第２通路５０ｂとに分岐され、これら第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂはＮＯｘ吸蔵触媒４３の上流側で合流せしめられる。また、この実施例ではＨＣ吸着酸化触媒が第１通路５０ａ内に配置された第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａと、第２通路５０ｂ内に配置された第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂからなる。これら第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａおよび第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂには夫々温度センサ４８ａ，４８ｂが取付けられる。
【００７０】
主排気管４１には第１通路５０ａ内を流れる排気ガス流および第２通路５０ｂ内を流れる排気ガス流を制御するための排気制御弁装置４５が取付けられる。この排気制御弁装置４５は第１通路５０ａ内に配置されかつアクチュエータ４７ａによって駆動される排気制御弁４６ａと、第２通路５０ｂ内に配置されかつアクチュエータ４７ｂによって排気制御弁４６ａとは独立して駆動される排気制御弁４６ｂとを具備する。
【００７１】
ところで前述したようにＨＣ吸着酸化触媒は温度上昇するとＨＣ吸着量が減少し、空燃比をリッチにするのが困難となる。従ってこの実施例では図１９に示されるように第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1が許容温度Ｔｏを越えたときには排気制御弁４６ａを閉弁すると共に排気制御弁４６ｂを開弁し、即ち第１通路５０ａが遮断されると共に第２通路５０ｂが開通せしめられ、第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が許容温度Ｔｏを越えたときには排気制御弁４６ｂを閉弁すると共に排気制御弁４６ａを開弁し、即ち第２通路５０ｂが遮断されると共に第１通路５０ａが開通せしめられる。
【００７２】
一方、この実施例においても図１６（Ａ），（Ｂ）に示される実施例と同様に、第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける排気ガス流に対する空間速度ＳＶ1を予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下にすべきときには第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａ内を流れる排気ガス量が減少せしめられ、第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける排気ガス流に対する空間速度ＳＶ2を予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下にすべきときには第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂ内を流れる排気ガス量が減少せしめられる。
【００７３】
具体的に言うと、この実施例では図１９に示されるように例えば排気制御弁４６ａが開弁していて第１通路５０ａ内に排気ガスが流入しているときにＮＯｘ吸蔵触媒４３からＮＯｘを放出すべく空燃比がリッチにされ、このとき第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1が予め定められた許容空間速度ＳＶ0を越えている場合には第２通路５０ｂの排気制御弁４６ｂも開弁せしめられる。
【００７４】
即ち、この実施例では排気制御弁装置４５によって通常は第１通路５０ａ又は第２通路５０ｂの一方が遮断されており、第１の吸着酸化触媒４２ａ又は第２の吸着酸化触媒４２ｂにおける空間速度ＳＶ1，ＳＶ2を予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下にすべきときには第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂが共に開通せしめられる。また、この実施例では燃料添加弁１２から微粒子状燃料の添加作用が行われたときには第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂが共に開通せしめられており、従って微粒子状燃料は第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂの双方に送り込まれる。このとき図１９に示されるように第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1および第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける空間速度ＳＶ2は共に予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも低くなる。
【００７５】
図２０はこの実施例を実行するために図１４のステップ１０５において行われるＮＯｘ浄化処理ルーチンを示している。
図２０を参照するとまず初めにステップ２１０において排気制御弁４６ａが開弁しているか否か、即ち第１通路５０ａが開通しているか否かが判別される。第１通路５０ａが開通しているときにはステップ２１１に進んで第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1が許容温度Ｔｏを越えたか否かが判別される。Ｔｃ1≦Ｔｏのときにはステップ２１３に進む。これに対し、Ｔｃ1＞Ｔｏであると判断されたときにはステップ２１２に進んで排気ガスの通路が第１通路５０ａから第２通路５０ｂに切換えられ、次いでステップ２２１に進む。
【００７６】
一方、ステップ２１０において第１通路５０ａが開通していないと判断されたとき、即ち第２通路５０ｂが開通しているときにはステップ２１９に進んで第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が許容温度Ｔｏを越えたか否かが判別される。Ｔｃ2≦Ｔｏのときにはステップ２２１に進む。これに対し、Ｔｃ2＞Ｔｏであると判断されたときにはステップ２２０に進んで排気ガスの通路が第２通路５０ｂから第１通路５０ａに切換えられ、次いでステップ２１３に進む。
【００７７】
従ってステップ２１３に進むのは排気ガスが第１通路５０ａ内に送り込まれているときであり、ステップ２２１に進むのは排気ガスが第２通路５０ｂ内に送り込まれているときである。ステップ２１３ではＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされていないときには処理サイクルを完了する。これに対し、ＮＯｘ放出フラグがセットされているときにはステップ２１４に進んで第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高いか否かが判別される。ＳＶ1≦ＳＶ0のときにはステップ２１６にジャンプする。これに対し、ＳＶ1＞ＳＶ0であるときにはステップ２１５に進んで第２通路５０ｂ内の排気制御弁４６ｂが開弁せしめられる。即ち、第１通路５０ａと第２通路５０ｂの双方が開通せしめられる。次いでステップ２１６に進む。
【００７８】
ステップ２１６では図１１（Ｂ）に示すマップから添加すべき燃料量ＡＱが算出され、次いでステップ２１７ではマップから算出された量ＡＱの燃料、即ち軽油が燃料添加弁１２から添加される。次いでステップ２１８ではＮＯｘ放出フラグがリセットされる。
【００７９】
一方、ステップ２２１ではＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされていないときには処理サイクルを完了する。これに対し、ＮＯｘ放出フラグがセットされているときにはステップ２２２に進んで第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける空間速度ＳＶ2が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高いか否かが判別される。ＳＶ2≦ＳＶ0のときにはステップ２１６にジャンプする。これに対し、ＳＶ2＞ＳＶ0であるときにはステップ２１５に進んで第１通路５０ａ内の排気制御弁４６ａが開弁せしめられる。即ち、第１通路５０ａと第２通路５０ｂの双方が開通せしめられる。
【００８０】
図２１に更に別の実施例を示す。この実施例でも主排気管４１内に形成される排気ガスの通路が第１通路５０ａと第２通路５０ｂとに分岐され、ＨＣ吸着酸化触媒が第１通路５０ａ内に配置された第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａと、第２通路５０ｂ内に配置された第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂからなる。更に、これら第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａおよび第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂには夫々温度センサ４８ａ，４８ｂが取付けられる。
【００８１】
また、この実施例においても主排気管４１には第１通路５０ａ内を流れる排気ガス流および第２通路５０ｂ内を流れる排気ガス流を制御するための排気制御弁装置４５が取付けられる。この排気制御弁装置４５は第１通路５０ａ内に配置されかつアクチュエータ４７ａによって駆動される排気制御弁４６ａと、第２通路５０ｂ内に配置されかつアクチュエータ４７ｂによって排気制御弁４６ａとは独立して駆動される排気制御弁４６ｂとを具備する。
【００８２】
一方、この実施例ではＮＯｘ吸蔵触媒が第１通路５０ａ内に配置された第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａと、第２通路５０ｂ内に配置された第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂからなる。更に、この実施例では排気マニホルド５に取付けられた燃料添加弁１２に代えて、第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａ上流の第１通路５０ａ内および第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂ上流の第２通路５０ｂ内に夫々燃料添加弁１２ａ，１２ｂが配置されており、これら燃料添加弁１２ａ，１２ｂのいずれか一方又は双方から微粒子状燃料が添加される。
【００８３】
図２２に示されるようにこの実施例においても図１９に示される実施例と同様に、第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1が許容温度Ｔｏを越えたときには排気制御弁４６ａを閉弁すると共に排気制御弁４６ｂを開弁し、即ち第１通路５０ａが遮断されると共に第２通路５０ｂが開通せしめられ、第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が許容温度Ｔｏを越えたときには排気制御弁４６ｂを閉弁すると共に排気制御弁４６ａを開弁し、即ち第２通路５０ｂが遮断されると共に第１通路５０ａが開通せしめられる。
【００８４】
更にこの実施例では図１９に示される実施例と同様に、第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける排気ガス流に対する空間速度ＳＶ1を予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下にすべきときには第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａ内を流れる排気ガス量が減少せしめられ、第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける排気ガス流に対する空間速度ＳＶ2を予め定められた許容空間速度ＳＶ0以下にすべきときには第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂ内を流れる排気ガス量が減少せしめられる。
【００８５】
この実施例において図１８から図２０に示される実施例と異なるところは二つある。第１の差異は、この実施例では第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａに吸蔵されるＮＯｘ量および第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂに吸蔵されるＮＯｘ量が個別に算出されており、第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａからＮＯｘを放出すべきときには第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａに吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の燃料が対応する燃料添加弁１２ａから添加され、第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂからＮＯｘを放出すべきときには第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂに吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の燃料が対応する燃料添加弁１２ｂから添加され、第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａおよび第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂの双方からＮＯｘを放出すべきときには第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａおよび第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂに夫々吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の燃料が対応する燃料添加弁１２ａ，１２ｂから夫々添加されることにある。
【００８６】
具体的に言うと、本発明による実施例ではいずれかのＮＯｘ吸蔵触媒４３ａ，４３ｂに吸蔵されているＮＯｘ量が許容値を越えたときにＮＯｘ放出フラグがセットされる。例えば第２通路５０ｂのみが開通しているときにＮＯｘ放出フラグがセットされたとするとこのとき第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける空間速度ＳＶ2が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも低ければ第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａに吸蔵されているＮＯｘ量に応じた量の燃料が燃料添加弁１２ｂから添加され、従ってこのときには図２２に示されるように第２通路５０ｂ内における空燃比のみがリッチとなる。
【００８７】
一方、第１通路５０ａのみが開通しているときにＮＯｘ放出フラグがセットされたとするとこのとき第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高ければ第２通路５０ｂも開通せしめられて各ＮＯｘ吸蔵触媒４３ａ，４３ｂに夫々吸蔵されているＮＯｘ量に応じた量の燃料が各燃料添加弁１２ａ，１２ｂから夫々添加され、従ってこのときには図２２に示されるように第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂ内における空燃比が共にリッチとなる。
【００８８】
図１８から図２０に示される実施例との第２の差異は、図２２に示されるようにＮＯｘを放出すべきＮＯｘ放出指令が出されたときに排気ガスが流通している方のＨＣ吸着酸化触媒４２ａ，４２ｂ、図２２に示す例では第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1が予め定められた許容空間速度ＳＶ0を越えているときには第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂが共に開通せしめられ、第１通路５０ａおよび第２通路５０ｂが共に開通せしめられた後に第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1および第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が予め定められた許容温度Ｔｏ以下となったときに各燃料添加弁１２ａ，１２ｂから微粒子状燃料が添加される。
【００８９】
即ち、この実施例では微粒子状燃料をＨＣ吸着酸化触媒４２ａ，４２ｂに十分に吸着させ酸化させるためにＨＣ吸着酸化触媒４２ａ，４２ｂにおける空間速度ＳＶ1，ＳＶ2が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも低く、かつＨＣ吸着酸化触媒４２ａ，４２ｂの温度Ｔｃ1，Ｔｃ2が許容温度Ｔｏよりも低い状態のときに燃料添加弁１２ａ，１２ｂから微粒子状燃料を添加するようにしている。このことは第１流路５０ａ又は第２流路５０ｂのいずれか一方に排気ガスを流通させた状態でいずれか一方のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａ，４３ｂからＮＯｘを放出させるようにした場合についても同じである。
【００９０】
図２３はこの実施例を実行するために図１４のステップ１０５において行われるＮＯｘ浄化処理ルーチンを示している。
図２３を参照するとまず初めにステップ２３０において排気制御弁４６ａが開弁しているか否か、即ち第１通路５０ａが開通しているか否かが判別される。第１通路５０ａが開通しているときにはステップ２３１に進んで第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1が許容温度Ｔｏを越えたか否かが判別される。Ｔｃ1≦Ｔｏのときにはステップ２３３に進む。これに対し、Ｔｃ1＞Ｔｏであると判断されたときにはステップ２３２に進んで排気ガスの通路が第１通路５０ａから第２通路５０ｂに切換えられ、次いでステップ２４５に進む。
【００９１】
一方、ステップ２３０において第１通路５０ａが開通していないと判断されたとき、即ち第２通路５０ｂが開通しているときにはステップ２４３に進んで第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が許容温度Ｔｏを越えたか否かが判別される。Ｔｃ2≦Ｔｏのときにはステップ２４５に進む。これに対し、Ｔｃ2＞Ｔｏであると判断されたときにはステップ２４４に進んで排気ガスの通路が第２通路５０ｂから第１通路５０ａに切換えられ、次いでステップ２３３に進む。
【００９２】
従ってステップ２３３に進むのは排気ガスが第１通路５０ａ内に送り込まれているときであり、ステップ２４５に進むのは排気ガスが第２通路５０ｂ内に送り込まれているときである。ステップ２３３ではＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされていないときには処理サイクルを完了する。これに対し、ＮＯｘ放出フラグがセットされているときにはステップ２３４に進んで第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａにおける空間速度ＳＶ1が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高いか否かが判別される。ＳＶ1≦ＳＶ0のときにはステップ２３５に進む。
【００９３】
ステップ２３５では第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａの温度Ｔｃ1が許容温度Ｔｏ以下になったか否かが判別される。Ｔｃ1＜Ｔｏのときにはステップ２３６に進む。これに対し、Ｔｃ1≧ＴｏのときにはＴｃ1＜Ｔｏになるまで待った後にステップ２３６に進む。ステップ２３６では第１のＮＯｘ吸蔵触媒４３ａに吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の添加すべき燃料量ＡＱが算出され、次いでステップ２３７では算出された量ＡＱの燃料、即ち軽油が燃料添加弁１２ａから添加される。次いでステップ２３８ではＮＯｘ放出フラグがリセットされる。
【００９４】
一方、ステップ２３４においてＳＶ1＞ＳＶ0であると判断されたときにはステップ２３９に進んで第２通路５０ｂ内の排気制御弁４６ｂが開弁せしめられる。即ち、第１通路５０ａと第２通路５０ｂの双方が開通せしめられる。次いでステップ２４０に進む。ステップ２４０では第１のＨＣ吸着酸化触媒４２ａおよび第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ1，Ｔｃ2が許容温度Ｔｏ以下になったか否かが判別される。Ｔｃ1，Ｔｃ2＜Ｔｏのときにはステップ２４１に進む。これに対し、Ｔｃ1，Ｔｃ2≧ＴｏのときにはＴｃ1，Ｔｃ2＜Ｔｏになるまで待った後にステップ２４１に進む。ステップ２４１では各ＮＯｘ吸蔵触媒４３ａ，４３ｂに吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の添加すべき燃料量ＡＱが算出され、次いでステップ２４２では算出された量ＡＱの燃料、即ち軽油が各燃料添加弁１２ａ，１２ｂから添加される。次いでステップ２３８ではＮＯｘ放出フラグがリセットされる。
【００９５】
一方、ステップ２４５ではＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされていないときには処理サイクルを完了する。これに対し、ＮＯｘ放出フラグがセットされているときにはステップ２４６に進んで第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂにおける空間速度ＳＶ2が予め定められた許容空間速度ＳＶ0よりも高いか否かが判別される。ＳＶ2≦ＳＶ0のときにはステップ２４７に進む。
【００９６】
ステップ２４７では第２のＨＣ吸着酸化触媒４２ｂの温度Ｔｃ2が許容温度Ｔｏ以下になったか否かが判別される。Ｔｃ2＜Ｔｏのときにはステップ２４８に進む。これに対し、Ｔｃ2≧ＴｏのときにはＴｃ2＜Ｔｏになるまで待った後にステップ２４８に進む。ステップ２４８では第２のＮＯｘ吸蔵触媒４３ｂに吸蔵されているＮＯｘを放出させるのに必要な量の添加すべき燃料量ＡＱが算出され、次いでステップ２４９では算出された量ＡＱの燃料、即ち軽油が燃料添加弁１２ｂから添加される。次いでステップ２３８ではＮＯｘ放出フラグがリセットされる。
【００９７】
一方、ステップ２４６においてＳＶ2＞ＳＶ0であると判断されたときにはステップ２３９に進んで第１通路５０ａ内の排気制御弁４６ａが開弁せしめられる。即ち、第１通路５０ａと第２通路５０ｂの双方が開通せしめられる。次いでステップ２４０に進む。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】図１に示される後処理装置の拡大図である。
【図３】パティキュレートフィルタの構造を示す図である。
【図４】ＮＯｘ吸蔵触媒の触媒担体の表面部分の断面図である。
【図５】ＨＣ吸着酸化触媒の側面断面図である。
【図６】ＨＣ吸着酸化触媒の触媒担体の表面部分の断面図である。
【図７】燃料吸着量を示す図である。
【図８】排気ガスの空燃比の変化を示す図である。
【図９】燃料添加時間と排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ、温度上昇量ΔＴ、排出ＨＣ量Ｇおよびリッチ時間との関係を示す図である。
【図１０】排気ガスの空燃比の変化を示す図である。
【図１１】燃料添加量を示す図である。
【図１２】ＮＯｘ放出制御を示す図である。
【図１３】吸蔵ＮＯｘ量ＮＯＸＡのマップ等を示す図である。
【図１４】排気浄化処理を行うためのフローチャートである。
【図１５】許容空間速度ＳＶ0を示す図である。
【図１６】ＮＯｘ浄化処理方法を説明するための図である。
【図１７】図１６に示されるＮＯｘ浄化処理方法を実行するためのフローチャートである。
【図１８】別のタイプの後処理装置を示す図である。
【図１９】ＮＯｘ浄化処理方法を説明するための図である。
【図２０】図２０に示されるＮＯｘ浄化処理方法を実行するためのフローチャートである。
【図２１】更に別のタイプの後処理装置を示す図である。
【図２２】ＮＯｘ浄化処理方法を説明するための図である。
【図２３】図２２に示されるＮＯｘ浄化処理方法を実行するためのフローチャートである。
【図２４】図２２に示されるＮＯｘ浄化処理方法を実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
２    燃焼室
３    燃料噴射弁
１１    排気管
１２    燃料添加弁
４２    ＨＣ吸着酸化触媒
４３    ＮＯｘ吸蔵触媒
４５    排気制御弁装置
【図１】
2006299900.tif 000003
【図２】
2006299900.tif 000004
【図３】
2006299900.tif 000005
【図４】
2006299900.tif 000006
【図５】
2006299900.tif 000007
【図６】
2006299900.tif 000008
【図７】
2006299900.tif 000009
【図８】
2006299900.tif 000010
【図９】
2006299900.tif 000011
【図１０】
2006299900.tif 000012
【図１１】
2006299900.tif 000013
【図１２】
2006299900.tif 000014
【図１３】
2006299900.tif 000015
【図１４】
2006299900.tif 000016
【図１５】
2006299900.tif 000017
【図１６】
2006299900.tif 000018
【図１７】
2006299900.tif 000019
【図１８】
2006299900.tif 000020
【図１９】
2006299900.tif 000021
【図２０】
2006299900.tif 000022
【図２１】
2006299900.tif 000023
【図２２】
2006299900.tif 000024
【図２３】
2006299900.tif 000025
【図２４】
2006299900.tif 000026