(57)【要約】【課題】  排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、エミッションを悪化させることなく、各排気浄化装置の浄化能力を再生できる技術を提供する。【解決手段】  分岐通路の一つに設けられた排気浄化装置のＳＯx再生処理中であって、その排気浄化装置が設けられた分岐通路における流量制御弁が閉弁している期間に、他の分岐通路における排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する。【選択図】図２
2006336501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過するとともに、途中で複数の分岐通路に分岐する排気通路と、
前記複数の分岐通路の各々に設けられ、各分岐通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記各分岐通路を通過する排気の流量を制御する流量制御弁と、
前記複数の分岐通路の各々における前記排気浄化装置の上流に設けられるとともに各分岐通路を通過する排気に還元剤を添加する添加手段と、
を備え、
前記排気浄化装置は排気中のＮＯxを浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒を含み、
前記複数の分岐通路の一つに設けられた排気浄化装置における排気浄化性能を再生する再生処理を実施する際には、
前記再生処理の対象の再生対象排気浄化装置の上流に設けられた添加手段としての再生対象添加手段から、前記再生対象排気浄化装置が設けられた分岐通路としての再生対象分岐通路を通過する排気に還元剤を供給するとともに、前記再生対象分岐通路に設けられた流量制御弁としての再生対象流量制御弁を所定開度に制御する内燃機関の排気浄化システムであって、
前記再生対象排気浄化装置の再生処理の実施中において、少なくとも前記再生対象流量制御弁が閉弁している期間に、他の分岐通路の少なくとも一つに設けられた排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を実施することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記再生対象排気浄化装置の再生処理の実施中において、前記再生対象流量制御弁が閉弁している期間に前記ＮＯx還元処理を実施する際には、前記ＮＯx還元処理の対象となる分岐通路としてのＮＯx還元分岐通路における流量制御弁であるＮＯx還元流量制御弁を開弁し、
前記ＮＯx還元分岐通路に設けられた添加手段としてのＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元分岐通路における排気浄化装置としてのＮＯx還元排気浄化装置に還元剤を供給することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記再生処理は、前記再生対象排気浄化装置におけるＳＯxを還元放出させるＳＯx再生処理を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記排気浄化装置は排気中の微粒子物質を捕集するフィルタをさらに含み、
前記再生処理は、前記フィルタに捕集された微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生処理を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記再生対象排気浄化装置の再生処理中においては、前記再生対象流量制御弁の開度にかかわらず、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記再生処理中における前記再生対象排気浄化装置の温度が所定温度以上である場合には、前記再生対象添加手段からの還元剤の添加を停止し、前記再生対象流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元流量制御弁を閉弁することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返し、前記ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量を、前記再生対象流量制御弁の開度に応じて変化させることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄
化システム。
【請求項８】
前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されるタイミングおよび／または前記ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量は、前記ＮＯx還元流量制御弁の開度および／または前記再生対象流量制御弁の開度に基いて導出された、前記ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量に応じて決定されることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項９】
前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷領域に属する場合には、
前記再生処理の実施中において前記再生対象流量制御弁が開弁している期間のみにおいて、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施することを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１０】
前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷領域に属する場合には、
前記再生処理の実施中において前記再生対象流量制御弁が閉弁している期間のみにおいて、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施することを特徴とする請求項２から９のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１１】
前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返し、
前記再生対象流量制御弁が開弁している期間において前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、前記再生対象流量制御弁が開弁している期間の後半に属する所定の第１タイミングにおいて、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１２】
前記再生対象流量制御弁が開弁している期間において前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、
前記第１タイミング及び前記第１タイミングより早いタイミングからなる複数のタイミングにおいて、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することとし、前記複数のタイミングの間には、所定時間以上の時間間隔が設けられたことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１３】
前記再生対象流量制御弁が開弁している期間における、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される前記複数のタイミングと重ならないタイミングにおいて、前記再生対象添加手段から還元剤をさらに添加することを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１４】
前記再生対象添加手段から還元剤がさらに添加されるタイミングは、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される前記複数のタイミングのうち、少なくとも一組の隣り合うタイミングの略中間のタイミングであることを特徴とする請求項１３に記載の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】
本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気にはＮＯxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の排出を低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を設けることが知られている。この技術において例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を設けた場合には、吸蔵されたＮＯxの量が増加すると浄化能力が低下するため、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯxを還元放出することが行われる（以下、「ＮＯx還元処理」という。）。さらに、ＮＯx触媒に排気中のＳＯxが吸蔵され、浄化能力が低下するＳＯx被毒を解消するために、ＮＯx触媒の床温を上昇させるとともに還元剤を供給する場合もある（以下、「ＳＯx再生処理」という。）。
【０００３】
一方、内燃機関の排気にはカーボンを主成分とする微粒子物質（ＰＭ：Particulate Matter）も含まれている。これらの微粒子物質の大気への放散を防止するために内燃機関の排気系に微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という。）を設ける技術が知られている。
【０００４】
かかるフィルタにおいては、捕集された微粒子物質の堆積量が増加すると、フィルタの目詰まりによって排気における背圧が上昇し機関性能が低下するので、フィルタに導入される排気の温度を上昇させることによりフィルタの温度を上昇させ、捕集された微粒子物質を酸化除去し、フィルタの排気浄化能力の再生を図るようにしている（以下、「ＰＭ再生処理」という。）。
【０００５】
ここで、上記ＰＭ再生処理においてフィルタに導入される排気の温度を上昇させる方法として、フィルタの上流側に酸化能を有する酸化触媒を配置し、ＰＭ再生処理時に、該酸化触媒に還元剤を供給することにより、該酸化触媒において酸化反応を起し、フィルタの上流側の排気温度を上昇させる方法が知られている。
【０００６】
そして、上記のＮＯx触媒やフィルタなどの排気浄化装置に還元剤を供給して、浄化能力を再生する際には、供給された還元剤が高温の排気と接触して酸化することにより前記吸蔵還元型ＮＯx触媒や前記酸化触媒における酸化反応に用いられなくなることを抑制するため、排気浄化装置に導入される排気の流量を抑える方が望ましいことが知られている。
【０００７】
これに対し、排気浄化システム（以下、排気浄化装置及び、その制御系を含め、「排気浄化システム」という。）において複数の分岐通路及び各分岐通路に配置された排気浄化装置を備えるようにし、それらの排気浄化装置のうちの一つに導入される排気の流量を、流路断面積を変更可能な弁によって所定量まで抑え、導入する排気の流量が抑えられた排気浄化装置に還元剤としての燃料を供給することにより、供給された燃料が効率よく排気浄化装置の浄化能力の再生に用いられるとともに、内燃機関の運転性能に及ぼす影響を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献１または特許文献２参照。)。
【０００８】
しかし、上記技術においては、例えば一つの分岐通路に配置された排気浄化装置のＳＯx再生処理またはＰＭ再生処理を行う際に、当該分岐通路に導入される排気の流量を抑えた場合には、それまで当該分岐通路の導入されていた排気が他の分岐通路に導入されることに伴って、当該他の分岐通路に導入されるＮＯxの量が増加し、当該他の分岐通路に導
入されたＮＯxの量が、短期間で当該他の分岐通路に備えられた排気浄化装置のＮＯx吸蔵容量を超えてしまうことが考えられた。その結果、一つの分岐通路に配置された排気浄化装置のＳＯx再生処理またはＰＭ再生処理を行う際に、他の分岐通路から排出される排気のエミッションが悪化することが考えられた。
【特許文献１】特開２００３−１０６１４２号公報
【特許文献２】特開２００３−７４３２８号公報
【特許文献３】特開２００３−９０２１１号公報
【特許文献４】特開２００３−２１４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的とするところは、排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、エミッションを悪化させることなく、各排気浄化装置の浄化能力を再生できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、排気通路が複数の分岐通路に分岐するとともに、各分岐通路に、吸蔵還元型ＮＯx触媒を含む排気浄化装置と、排気の流量を制御する流量制御弁と、還元剤を添加する添加手段とを備えた排気浄化システムであって、
前記分岐通路の一つに設けられた排気浄化装置の浄化能力の再生処理の途中において、その排気浄化装置が設けられた分岐通路における流量制御弁が閉弁している状態で、他の分岐通路の少なくとも一つにおける排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施することを最大の特徴とする。
【００１１】
より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過するとともに、途中で複数の分岐通路に分岐する排気通路と、
前記複数の分岐通路の各々に設けられ、各分岐通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化装置と、
前記各分岐通路を通過する排気の流量を制御する流量制御弁と、
前記複数の分岐通路の各々における前記排気浄化装置の上流に設けられるとともに各分岐通路を通過する排気に還元剤を添加する添加手段と、
を備え、
前記排気浄化装置は排気中のＮＯxを浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒を含み、
前記複数の分岐通路の一つに設けられた排気浄化装置における排気浄化性能を再生する再生処理を実施する際には、
前記再生処理の対象の再生対象排気浄化装置の上流に設けられた添加手段としての再生対象添加手段から、前記再生対象排気浄化装置が設けられた分岐通路としての再生対象分岐通路を通過する排気に還元剤を供給するとともに、前記再生対象分岐通路に設けられた流量制御弁としての再生対象流量制御弁を所定開度に制御する内燃機関の排気浄化システムであって、
前記再生対象排気浄化装置の再生処理の実施中において、少なくとも前記再生対象流量制御弁が閉弁している期間に、他の分岐通路の少なくとも一つに設けられた排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を実施することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前述のように排気通路が複数の分岐通路に分岐するとともに、各分岐通路に、ＮＯx触媒を含む排気浄化装置と、排気流量を制御する流量制御弁と、還元剤を添加する添加手段とを備えた排気浄化システムにおいて、前記添加手段から還元剤を供給することにより再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理を行う際には、再生処理の実施中の全期間において再生対象流量制御弁を閉弁することによって、再生対象排気浄化装置に導入
される排気の流量を抑える場合がある。このことにより、供給された還元剤が効率よく再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生に用いられるようになり、より効率よく再生処理を行うことができる。
【００１３】
一方、前記再生処理の実施中の全ての期間において再生対象流量制御弁を閉弁した場合には、再生対象添加手段から供給された還元剤の再生対象排気浄化装置における分散が悪化したり、再生対象排気浄化装置の温度が過度に高温になったりするおそれがあるため、前記再生処理の実施中の適時において再生対象流量制御弁の開閉動作が行われる場合もある。
【００１４】
このように、前記再生処理の実施中における再生対象流量制御弁の制御としては複数の制御が考えられる。従って本発明における所定開度とは、再生対象流量制御弁の閉弁時における開度あるいは開閉動作における開度を意味する。またここで、閉弁するとは、再生対象流量制御弁が完全に全閉した状態に限定されず、全開の状態から全閉側に駆動された中間的な状態をも含む。また、開弁するとは、再生対象流量制御弁が完全に全開した状態に限定されず、全閉の状態から全開側に駆動された中間的な状態をも含む。但し、再生対象流量制御弁が開弁した状態における開度は、閉弁した状態における開度よりは大きいとする。
【００１５】
また、上述のように、前記再生処理の実施中における再生対象流量制御弁の制御としては複数の制御が考えられるが、少なくとも一時的には、再生対象流量制御弁は閉弁されると考えられる。そして、再生対象流量制御弁が閉弁している期間中は、前述のように、再生対象分岐通路以外の分岐通路へのＮＯxの流入量が増加し、再生対象分岐通路以外の分岐通路へのＮＯxの流入量がその分岐通路における排気浄化装置のＮＯx吸蔵容量を短期間で超えてしまう場合があった。
【００１６】
そこで、本発明においては、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、再生対象流量制御弁が閉弁している期間に、他の分岐通路の少なくとも一つに設けられた排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を実施することとした。
【００１７】
そうすれば、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、他の分岐通路に流入するＮＯxの量が増加することにより、再生対象分岐通路以外の分岐通路へのＮＯxの流入量がその分岐通路における排気浄化装置のＮＯx吸蔵容量を短期間で超えてしまうことを抑制することができる。その結果、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、エミッションが悪化することを抑制できる。
【００１８】
なお、上記においては、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中の、再生対象流量制御弁が閉弁している期間のみに、他の分岐通路の少なくとも一つに設けられた排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を実施することとしてもよいが、これに限定されるものではない。従って、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中の、再生対象流量制御弁が開弁している期間においても、他の分岐通路の少なくとも一つに設けられた排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を実施してもよい。
【００１９】
ここで、本発明において、再生対象排気浄化装置の再生処理の実施中において、再生対象流量制御弁が閉弁している期間に前記ＮＯx還元処理を実施する際には、前記ＮＯx還元処理の対象となる分岐通路としてのＮＯx還元分岐通路における流量制御弁であるＮＯx還元流量制御弁を開弁し、
前記ＮＯx還元分岐通路に設けられた添加手段としてのＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元分岐通路における排気浄化装置としてのＮＯx還元排気浄化装置に還元剤を供給するようにしてもよい。
【００２０】
そうすれば、前記排気通路全体としての、前記内燃機関からの排気の通過可能量を確保することができ、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理が内燃機関の運転性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００２１】
ここで、本発明における再生処理としては、再生対象排気浄化装置に吸蔵されたＳＯxを還元放出させるＳＯx再生処理を例示することができる。また、再生対象排気浄化装置が排気中の微粒子物質を捕集するフィルタをさらに含んでいる場合には、前記再生処理として、前記フィルタに捕集された微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生処理を例示することができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記再生対象排気浄化装置の再生処理中においては、前記再生対象流量制御弁の開度にかかわらず、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するようにしてもよい。
【００２３】
ここで、前述のように、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中における、再生対象流量制御弁が閉弁している期間には、前記排気通路全体として通過可能な排気の流量を確保するため、ＮＯx還元流量制御弁は開弁することとした。このことは換言すると、再生対象排気浄化装置の再生処理中における、再生対象流量制御弁が開弁している期間には、前記排気通路全体として通過可能な排気の流量を確保され易いため、ＮＯx還元流量制御弁は必ずしも開弁する必要がないことを意味する。
【００２４】
しかし、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中における、再生対象流量制御弁が開弁している期間に、ＮＯx還元流量制御弁を閉弁した場合には、再生対象分岐通路のみに多量の排気が流入するため、該排気の通過によって再生対象排気浄化装置の温度が低下してしまうおそれがある。従って、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中においては、再生対象流量制御弁の開閉にかかわらず、ＮＯx還元流量制御弁を開弁することにより、再生対象排気浄化装置の温度を充分高い温度に維持することができる。
【００２５】
また、本発明においては、前記再生処理中における前記再生対象排気浄化装置の温度が所定温度以上である場合には、前記再生対象添加手段からの還元剤の添加を停止し、前記再生対象流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元流量制御弁を閉弁するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、再生対象排気浄化装置の温度が過度に高温になった場合には、それ以上、再生対象添加手段からの還元剤の添加及び、再生対象流量制御弁の閉弁状態を継続した場合には、再生対象排気浄化装置自体の熱劣化を招くおそれがある。
【００２７】
そこで、本発明においては、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、再生対象排気浄化装置の温度が所定温度以上となった場合には、再生対象添加手段からの還元剤の添加を停止し、再生対象流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元流量制御弁を閉弁することとした。
【００２８】
そうすれば、再生対象分岐通路に多量の排気が流入することとなり、再生対象排気浄化装置を冷却することができる。その結果、再生対象排気浄化装置の熱劣化を抑制することができる。
【００２９】
ここで、所定温度とは、再生対象排気浄化装置の温度がそれ以上である場合には、それ以上、再生対象添加手段からの還元剤の添加及び、再生対象流量制御弁の閉弁状態を継続
すると、再生対象排気浄化装置自体の熱劣化を招くおそれがあると判断される閾値としての温度である。
【００３０】
またここで、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中において、再生対象排気浄化装置の温度が所定温度以上となった場合に、再生対象添加手段からの還元剤の添加を停止し、再生対象流量制御弁を開弁するとともに、ＮＯx還元流量制御弁を閉弁した際には、さらに、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を同時に実施してもよい。そうすれば、ＮＯx還元分岐通路に流入する排気の流量を低減した上で、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施することができるので、当該ＮＯx還元処理における燃費を向上させることができる。
【００３１】
また、本発明においては、前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返し、前記ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量を、前記再生対象流量制御弁の開度に応じて変化させるようにしてもよい。
【００３２】
ここで、前述のように、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理を実施している全ての期間において、再生対象流量制御弁を閉弁した場合には、再生対象添加手段から添加された還元剤の再生対象排気浄化装置への分散が悪化したり、再生対象排気浄化装置の温度が過度に高温になったりするおそれがあるので、前記再生処理の実施期間中において再生対象流量制御弁の開閉動作が繰り返し行われる場合がある。
【００３３】
そして、このような状態においてＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施した場合、ＮＯx還元分岐通路に流入する排気の量は、再生対象流量制御弁の開度によって変化する。従って、ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量を一定とすると、ＮＯx還元処理に必要な空燃比を安定して得ることが困難となる場合があった。
【００３４】
そこで、本発明においては、このような場合に、ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量を、再生対象流量制御弁の開度に応じて、ＮＯx還元処理に必要な空燃比を得べく変化させることとした。こうすることにより、ＮＯx還元排気浄化装置に流入する排気の空燃比をＮＯx還元処理において望ましい値に維持することができ、ＮＯx還元排気浄化装置におけるＮＯx還元をより確実に完了させることができる。その結果、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx浄化能をより確実に回復させることができる。
【００３５】
具体的には、再生対象流量制御弁の開閉状態及び、前記内燃機関の運転状態と、ＮＯx還元処理に必要な空燃比を得るためにＮＯx還元添加手段から添加すべき還元剤の量との関係を予め実験的に求めた上で、それらの関係を格納したマップを用意しておく。そして、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中における再生対象流量制御弁の開閉状態及び、前記内燃機関の運転状態に対応する、ＮＯx還元添加手段から添加すべき還元剤の量を前記マップから読み出して導出するようにしてもよい。
【００３６】
そうすれば、より容易にまたは、より確実に、ＮＯx還元排気浄化装置に流入する排気の空燃比をより効率よくＮＯx還元処理が可能となる値に維持することができる。
【００３７】
また、この場合、ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量を、再生対象流量制御弁のみならず、ＮＯx還元流量制御弁の開度に応じて、ＮＯx還元処理に必要な空燃比を得べく変化させることとしてもよい。具体的には、再生対象流量制御弁とＮＯx還元流量制御弁の開閉状態及び、前記内燃機関の運転状態と、ＮＯx還元処理に必要な空燃比を得るためにＮＯx還元添加手段から添加すべき還元剤の量との関係を予め実験的に求めた上で、それらの関係を格納したマップを用意しておく。そして、再生対象排気浄化装置の浄化能力の再生処理中における再生対象流量制御弁とＮＯx還元流量制御弁の開閉状態及び、
前記内燃機関の運転状態に対応する、ＮＯx還元添加手段から添加すべき還元剤の量を前記マップから読み出して導出するようにしてもよい。
【００３８】
また、本発明においては、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されるタイミングおよび／または前記ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量は、前記ＮＯx還元流量制御弁の開度および／または前記再生対象流量制御弁の開度に基いて導出された、前記ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量に応じて決定されるようにしてもよい。
【００３９】
ここで、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量に応じた量の還元剤を、ＮＯx還元添加手段から添加するか、あるいは、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量が所定量に達したタイミングで、当該所定量に応じた量の還元剤を、ＮＯx還元添加手段から添加することが望ましい。これは、１回のＮＯx還元処理によってＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの全てをより正確に還元放出させることにより、ＮＯx還元排気浄化装置の浄化能力を効率的に回復させることができるからである。
【００４０】
その場合、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量を単純に、前回のＮＯx還元処理の終了時からの運転時間や走行距離によって算出する方法が考えられるが、特に本発明においては、ＮＯx還元流量制御弁及び、再生対象流量制御弁の開閉動作が頻繁に行われ、ＮＯx還元排気浄化装置に流入する排気の量が大きく変化するため、上記のような方法をとった場合には、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量を正確に導出することが困難な場合があった。そうすると、ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量が必要量に比較して少ないために、ＮＯx還元排気浄化装置の浄化能力を充分に回復できない場合や、ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量が必要量に比較して無駄に多いために、ＮＯx還元処理に係る燃費が悪化する場合があった。
【００４１】
そこで、本発明においては、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されるタイミングおよび／または前記ＮＯx還元添加手段から添加される還元剤の量は、前記ＮＯx還元流量制御弁の開度および／または前記再生対象流量制御弁の開度に基いて導出された、前記ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量に応じて決定されるようにしてもよい。
【００４２】
具体的には、前回のＮＯx還元処理が終了してからの、ＮＯx還元流量制御弁が開弁した時間の積算値と、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量との関係を予め実験的にもとめ、その関係を格納したマップから、前記積算値に対応するＮＯxの量を読み出すことにより導出してもよい。ここで、ＮＯx還元流量制御弁が開弁及び閉弁の中間的な開度となる期間があった場合には、その開度に応じた係数を乗じた上で、ＮＯx還元流量制御弁が開弁した時間を積算してもよい。
【００４３】
さらに、導出されたＮＯxの量に対して、前回のＮＯx還元処理が終了してから、再生対象流量制御弁が開弁した時間の積算値に応じた係数を乗じて、その結果を最終的な、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量としてもよい。
【００４４】
あるいは、前回のＮＯx還元処理が終了してからの、再生対象流量制御弁及びＮＯx還元流量制御弁が開弁した時間の積算値、再生対象流量制御弁が開弁しＮＯx還元流量制御弁が閉弁した時間の積算値、再生対象流量制御弁が閉弁しＮＯx還元流量制御弁が開弁した時間の積算値及び、再生対象流量制御弁及びＮＯx還元流量制御弁が閉弁した時間の積算値の組合せと、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量との関係を予め実験的にもとめ、その関係を格納したマップから、前記積算値に対応するＮＯxの量を読み出すことにより導出してもよい。
【００４５】
そうすれば、ＮＯx還元排気浄化装置に吸蔵されたＮＯxの量をより正確に検知することができ、ＮＯx還元処理が充分に完了しなかったり、ＮＯx還元処理に係る燃費が悪化したりすることを抑制することができる。
【００４６】
また、本発明においては、前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷領域に属する場合には、
前記再生処理の実施中において前記再生対象流量制御弁が開弁している期間のみにおいて、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施するようにしてもよい。
【００４７】
ここで、前記内燃機関が高負荷の運転状態にある場合には、前記排気通路に流入する排気の流量が多くなる。そうすると、再生対象流量制御弁を閉弁した上で、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施した場合には、ＮＯx還元排気浄化装置に流入する排気の量が過度に多くなる場合がある。そうすると、ＮＯx還元添加手段から添加された還元剤のうち、高温の排気に接触することにより酸化してしまう還元剤の量が増加し、効率よくＮＯx還元を行うことが困難となる場合があった。
【００４８】
そこで、本発明においては、前記内燃機関の運転状態が所定の高負荷領域に属する場合には、再生対象流量制御弁が開弁している期間のみにおいて、ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともにＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施するようにしてもよい。
【００４９】
そうすれば、ＮＯx還元処理においてＮＯx還元分岐通路に流入する排気の流量を抑えることができ、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理に係る還元剤の消費量の増加を抑制することができる。
【００５０】
なお、本発明において所定の高負荷領域とは、前記内燃機関の運転状態がこの領域に属する場合には、前記排気通路に流入する排気の流量が多くなり、再生対象流量制御弁を閉弁した上で、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施した場合には、ＮＯx還元効率が顕著に低下する運転状態の領域であり、予め実験的に求めてもよい。
【００５１】
また、本発明においては、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷領域に属する場合には、
前記再生処理の実施中において前記再生対象流量制御弁が閉弁している期間のみにおいて、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施するようにしてもよい。
【００５２】
ここで、前記内燃機関が低負荷の運転状態である場合には、前記排気通路に流入する排気の流量が少なくなる。そうすると、再生対象流量制御弁を開弁した状態で、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施した場合には、ＮＯx還元分岐通路に流入する排気の量が不足し、ＮＯx還元添加手段から添加された還元剤の運搬性が低下する場合があった。そうすると、還元剤がＮＯx還元排気浄化装置内に充分に分散せず、ＮＯx還元処理によって充分に浄化性能を回復することが困難となる場合があった。
【００５３】
そこで、本発明においては、前記内燃機関の運転状態が所定の低負荷領域に属する場合には、前記再生処理の実施中において再生対象流量制御弁が閉弁している期間のみに、前記ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することにより、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施するようにしてもよい。換言す
ると、前記再生処理の実施中において再生対象流量制御弁が開弁している期間には、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施しないこととしてもよい。
【００５４】
そうすれば、再生対象流量制御弁が閉弁し、ＮＯx還元分岐通路に流入する排気の量が増加した場合にのみ、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することによりＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施することとなる。その結果、ＮＯx還元添加手段から添加された還元剤の運搬性及び、ＮＯx還元排気浄化装置における還元剤の分散性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本発明において所定の低負荷領域とは、前記内燃機関の運転状態がこの領域に属する場合には、前記排気通路に流入する排気の流量が少なくなり、ＮＯx還元処理によって充分に浄化性能を回復することが困難となる運転状態の領域であり、予め実験的に求めてもよい。
【００５６】
また、本発明においては、前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返し、
前記再生対象流量制御弁が開弁している期間において前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、前記再生対象流量制御弁が開弁している期間の後半に属する所定の第１タイミングにおいて、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するようにしてもよい。
【００５７】
ここで、再生対象流量制御弁の閉弁している期間中において、再生対象添加手段によって行われる還元剤の添加は高い添加密度で行われるため、未燃の還元剤が再生対象排気浄化装置をすり抜けて排出される場合がある。この未燃の還元剤は、再生対象添加手段による還元剤の添加が終了した後、すなわち、再生対象流量制御弁が開弁した後にも徐々に再生対象排気浄化装置から排出される。
【００５８】
従って、前記再生処理の実施中に再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返す制御を行う場合は、再生対象流量制御弁が開弁する期間の前半においては、再生対象排気浄化装置から未燃の還元剤が排出されている場合がある。そして、再生対象流量制御弁が開弁する期間の前半において、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されると、同様にＮＯx還元排気浄化装置をすり抜けて排出される未燃の還元剤の量が増加するため、再生対象排気浄化装置及びＮＯx還元排気浄化装置から排出されるトータルとしての未燃の還元剤の量が過度に多くなってしまう場合がある。
【００５９】
ここで、再生対象排気浄化装置及びＮＯx還元排気浄化装置から排出された未燃の還元剤は、再生対象分岐通路及びＮＯx還元分岐通路が合流した後の下流に備えられた酸化触媒で酸化処理されるのが一般的であるが、上記により再生対象排気浄化装置及びＮＯx還元排気浄化装置から排出された未燃の還元剤は、その量が多いために前記酸化触媒の容量を超えてしまうおそれがあった。その結果、前記酸化触媒によって前記未燃の還元剤を充分に浄化できず、エミッションが悪化するおそれがあった。
【００６０】
そこで、本発明においては、前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返し、
前記再生対象流量制御弁が開弁している期間において前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、前記再生対象流量制御弁が開弁している期間の後半に属する所定の第１タイミングにおいて、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するようにしてもよい。
【００６１】
そうすれば、再生対象流量制御弁の閉弁している期間中に再生対象添加手段によって添
加された還元剤の、再生対象排気浄化装置からの排出が終了した後に、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されることとなるので、再生対象排気浄化装置から排出される未燃の還元剤と、ＮＯx触媒排気浄化装置から排出される未燃の還元剤の両方が、一度に前記酸化触媒に流入することを抑制することができる。その結果、再生対象排気浄化装置及びＮＯx還元排気浄化装置から排出された未燃の還元剤の合計量が、前記酸化触媒の容量を超えてしまうことを抑制でき、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００６２】
ここで、前記第１タイミングは、再生対象排気浄化装置及びＮＯx還元排気浄化装置からの未燃の還元剤の単位時間あたりの合計排出量が前記酸化触媒による単位時間あたりの参加処理能力を超えないような、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するタイミングとして、実験的に求めてもよい。
【００６３】
また、本発明においては、前記再生対象流量制御弁が開弁している期間において前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、前記ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施する場合には、
前記第１タイミング及び前記第１タイミングより早いタイミングからなる複数のタイミングにおいて、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することとし、前記複数のタイミングの間には、所定時間以上の時間間隔が設けられるようにしてもよい。
【００６４】
ここで、前述のように前記再生処理の実施中は、前記再生対象流量制御弁の開弁及び閉弁を交互に繰り返すようにした場合において、前記内燃機関の運転状態によっては、前記内燃機関から排出されるＮＯxの量が多く、再生対象流量制御弁が開弁している期間に、ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、ＮＯx還元添加手段から還元剤を一度のみ添加しただけでは、ＮＯx還元排気浄化装置におけるＮＯxを充分に還元浄化することが困難な場合がある。
【００６５】
そのような場合には、再生対象流量制御弁が開弁している期間に、ＮＯx還元流量制御弁を開弁するとともに、複数のタイミングにおいてＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するようにしてもよい。
【００６６】
しかし、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するタイミング同士の間隔が余りに短い場合には、一回の還元剤添加によりＮＯx触媒排気浄化装置におけるＮＯxの吸蔵量が減少した状態でさらに次の還元剤添加が行われるため、ＮＯx還元効率が悪化する場合がある。
【００６７】
そこで、再生対象流量制御弁が開弁している期間においてＮＯx還元添加手段から還元剤を添加して、ＮＯx還元排気浄化装置のＮＯx還元処理を実施するときには、
第１タイミングと、第１タイミングより早い一または複数のイミングとにおいて、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加することとしてもよい。そして、その場合には、それぞれのタイミングの間には、所定時間以上の時間間隔を空けるようにしてもよい。
【００６８】
そうすれば、一回の還元剤添加によりＮＯx触媒排気浄化装置におけるＮＯxの吸蔵量が減少した後、充分に多くのＮＯxが再度吸蔵された状態で次の還元剤添加を行うことができる。これにより、ＮＯx還元効率を向上させることができる。また、ＮＯx還元添加手段から還元剤を添加するのは、前記第１タイミングと、第１タイミングに比較的近いタイミングであるので、ＮＯx還元排気浄化装置から排出される未燃の還元剤と、再生対象排気浄化装置から排出された未燃の還元剤とが一度に前記酸化触媒に流入することを抑制でき、エミッションの悪化を抑制することができる。
【００６９】
ここで、所定時間とは、前記複数のタイミングの間にこれ以上の時間間隔を設けること
により、一回の還元剤添加によりＮＯx触媒排気浄化装置におけるＮＯxの吸蔵量が減少した後、再度充分にＮＯxが吸蔵された状態で次の還元剤添加が行われるようにでき、ＮＯx還元効率を向上させることができると考えられる閾値としての時間間隔であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。
【００７０】
また、本発明においては、前記再生対象流量制御弁が開弁している期間における、前記ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される前記複数のタイミングと重ならないタイミングにおいて、前記再生対象添加手段から還元剤をさらに添加するようにしてもよい。
【００７１】
ここで、再生対象流量制御弁が開弁している期間のように、再生対象排気浄化装置に流入する排気の量が多い状態において、再生対象排気浄化装置に還元剤を供給することにより、再生対象排気浄化装置を保温することが可能であるとともに、供給された還元剤及び発熱エネルギーを再生対象排気浄化装置の後端部に輸送し、再生対象排気浄化装置全体の温度を均一化できることが判っている。
【００７２】
このような目的で、再生対象流量制御弁が開弁している期間に、再生対象添加手段から還元剤を添加することが考えられる。しかし、このような場合においても、前述のように再生対象添加手段から還元剤が添加される時期と、再生対象流量制御弁が開弁している期間においてＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される時期とが重なると、再生対象排気浄化装置から排出される未燃の還元剤と、ＮＯx還元排気浄化装置から排出される未燃の還元剤とが一度に前記酸化触媒に流入する場合がある。それにより、前記内燃機関のエミッションが悪化する場合がある。
【００７３】
そこで、本発明においては、再生対象流量制御弁が開弁している期間において、再生対象添加手段から還元剤をさらに添加する場合には、再生対象流量制御弁が開弁している期間において、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加されるタイミングと重ならないように、再生対象添加手段から還元剤を添加するようにしてもよい。
【００７４】
そうすれば、再生対象流量制御弁が開弁している期間において、再生対象排気浄化装置を保温することができ、また、再生対象排気浄化装置に流入した還元剤及び発熱エネルギーを再生対象排気浄化装置の後端部に輸送し、再生対象排気浄化装置全体の温度を均一化できる。さらに、再生対象添加手段に還元剤が添加される時期と、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される時期とが重ならないようにでき、内燃機関のエミッションの悪化を抑制することができる。
【００７５】
ここで、本発明においては、再生対象流量制御弁が開弁している期間において、再生対象添加手段から還元剤が添加されるタイミングは、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される前記複数のタイミングのうち、少なくとも一組の隣り合うタイミングの略中間のタイミングにしてもよい。
【００７６】
そうすれば、より確実に、再生対象添加手段に還元剤が添加される時期と、ＮＯx還元添加手段から還元剤が添加される時期とが重ならないようにでき、内燃機関のエミッションの悪化をより確実に抑制することができる。
【００７７】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００７８】
本発明にあっては、排気通路から分岐された複数個の分岐通路と、各分岐通路に設けられた排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、より確実にまたはより効率
良く、排気浄化装置の浄化能力を再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００８０】
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼル機関である。なお、図１においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。
【００８１】
図１において、内燃機関１には、内燃機関１からの排気が通過する排気管５が接続され、この排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５の途中には、排気中の微粒子物質（例えば、煤）やＮＯxを浄化する排気浄化部１０が配置されている。以下、排気管５において、排気浄化部１０の上流を第１排気管５ａ、下流を第２排気管５ｂという。また、排気浄化部１０内では、第１排気管５ａは、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂに分岐されており、この第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂは下流において合流し、第２排気管５ｂを形成している。そして、第１分岐通路１０ａには、排気中の微粒子物質（例えば、煤）を捕集し、さらに排気中のＮＯxを吸蔵還元する第１排気浄化装置１１ａが設けられており、第２分岐通路１０ｂには、同じく第２排気浄化装置１１ｂが設けられている。ここで、第１排気管５ａ及び、第２排気管５ｂは、本実施例における排気通路を構成する。第１分岐通路１０ａ及び、第２分岐通路１０ｂは本実施例における分岐通路を構成する。
【００８２】
本実施例における第１排気浄化装置１１ａ、第２排気浄化装置１１ｂは、ＮＳＲ触媒１１０ａ、１１０ｂとＤＰＮＲ触媒１１１ａ、１１１ｂとを直列に備えている。ＮＳＲ触媒１１０ａ、１１０ｂは、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であって、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、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）のような希土類と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００８３】
一方、ＤＰＮＲ触媒１１１ａ、１１１ｂは、多孔質セラミック構造体に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を組合わせて構成される。内燃機関１からの排出ガスがセラミックスの隙間を通る間に触媒で酸化や還元することで、無害なガスへと化学変化させて排出する。ＰＭは、リーン燃焼時に多孔質構造の触媒により、一時的に捕集されると同時に、ＮＯｘを吸蔵する際に生成される活性酸素と排出ガス中の酸素により酸化浄化される。ＮＯｘは、リーン空燃比の状態において触媒にいったん吸蔵され、その後、瞬間的なリッチ空燃比の状態において還元浄化される。さらに、ＰＭは、リッチ空燃比の状態において吸蔵ＮＯｘが還元される際に生成する活性酸素により酸化浄化される。
【００８４】
また、第１分岐通路１０ａにおける、第１排気浄化装置１１ａの下流部分には、第１分岐通路１０ａを通過する排気の流量を制御する第１弁１２ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｂにおける、第２排気浄化装置１１ｂの下流部分には、第２弁１２ｂが備えられている。なお、上記の第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂは、本実施例における流量制御弁である。
【００８５】
また、図１中、第１分岐通路１０ａにおける第１排気浄化装置１１ａの上流側には、第１排気浄化装置１１ａのＮＯx還元処理などの際に、還元剤としての燃料を排気に添加する第１燃料添加弁１４ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｂにおける第２排
気浄化装置１１ｂの上流側には、第２燃料添加弁１４ｂが備えられている。なお、上記の第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂは、本実施例における添加手段を構成する。
【００８６】
以上述べたように構成された内燃機関１及びその排気系には、該内燃機関１及び排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御する他、内燃機関１の排気浄化部１０に係る制御を行うユニットである。
【００８７】
ＥＣＵ３５には、図示しないクランクポジションセンサや、アクセルポジションセンサなどの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３５には、内燃機関１内の図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続される他、本実施例における第１弁１２ａ、第２弁１２ｂ及び、第１燃料添加弁１４ａ、第２燃料添加弁１４ｂが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３５によって制御されるようになっている。
【００８８】
また、ＥＣＵ３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。第１排気浄化装置１１ａ、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＮＯxを還元放出させるためのＮＯx還元処理ルーチンの他、第１排気浄化装置１１ａ、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＳＯxを還元放出させるためのＳＯx再生処理ルーチン、第１排気浄化装置１１ａ、第２排気浄化装置１１ｂに捕集、堆積された微粒子物質を酸化除去するためのＰＭ再生処理ルーチン（各々の説明は省略）なども、ＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【００８９】
次に、本実施例の排気浄化システムにおける、ＳＯx再生処理時の制御について説明する。図２は、第１排気浄化装置１１ａに対するＳＯx再生処理を行う場合の第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの開閉動作、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂの開閉動作について示したタイムチャートである。図２における横軸は時間を示している。
【００９０】
図２に示すように、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理の際には、まず第１弁１２ａを閉弁するとともに、第１燃料添加弁１４ａから第１分岐通路１０ａを通過する排気に対して還元剤としての燃料を添加する。そのことによって、第１分岐通路１０ａに流入する排気の量が減少するとともに、燃料が添加されることとなる。よって、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が多量の排気と接触することにより酸化されることを抑制でき、第１排気浄化装置１１ａに吸蔵されたＳＯxの還元放出に用いられなくなることを抑制できる。また、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が、流量の多い排気とともに第１排気浄化装置１１ａをすり抜けてしまい、ＳＯxの還元放出に充分に用いられなくなることを抑制できる。
【００９１】
その後、第１排気浄化装置１１ａに吸蔵されたＳＯxが還元放出されるのに充分な期間が経過した時点で、第１弁１２ａは開弁される。そのことにより、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理は終了する。
【００９２】
ここで、本実施例においては、上記のＳＯx再生処理において、第１弁１２ａが閉弁している期間中には、第２弁１２ｂは開弁することが望ましい。これは、内燃機関１から排出される排気の量は運転状態に応じて定められるので、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの両方が閉弁されると排気通路全体としての背圧が上昇し、内燃機関１の運転性能に影響を及ぼすおそれがあるからである。そうすると、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理
が実施されるまでは第１分岐通路１０ａを通過していた排気が第２分岐通路１０ｂを通過するようになるので、第２分岐通路１０ｂを通過する排気の量が増加する。
【００９３】
その結果、第２排気浄化装置１１ｂに流入するＮＯxの量が増加し、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx吸蔵容量を短期間で超えてしまう場合があった。それにより、ＮＯx吸蔵容量を超えた分のＮＯxは第２排気浄化装置１１ｂを通過してしまい、車外に放散される場合があった。結果として、エミッションが悪化する場合があった。
【００９４】
そこで、本実施例においては、上記のＳＯx再生処理において、第１弁１２ａが閉弁している期間において、第２弁１２ｂを開弁するとともに、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することにより、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うこととした。そうすれば、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理中において、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx浄化能力を維持することができ、第１分岐通路１０ａに流入したＮＯxが第1排気浄化装置１１ａをすり抜けてエミッションが悪化することを抑制できる。
【００９５】
本実施例において、第１分岐通路１０ａは再生対象分岐通路に、第１排気浄化装置１１ａは再生対象排気浄化装置に、第１弁１２ａは再生対象流量制御弁に、第１燃料添加弁１４ａは再生対象添加手段に相当する。また、第２分岐通路１０ｂはＮＯx還元分岐通路に、第２排気浄化装置１１ｂはＮＯx還元排気浄化装置に、第２弁１２ｂはＮＯx還元流量制御弁に、第２燃料添加弁１４ｂはＮＯx還元添加手段に相当する。
【００９６】
次に、図３を用いて、本実施例におけるＳＯx再生処理の別の態様について説明する。本態様においては、上述の態様と同じく、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理中において第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を実施するが、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理中において、第１排気浄化装置１１ａの温度が所定温度以上となった場合には、第１弁１２ａを開弁し、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加を停止するとともに、第２弁１２ｂを閉弁した上で、第２燃料添加弁１４ｂから燃料添加することにより第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を実施する。
【００９７】
すなわち図３に示すように、ＳＯx再生処理の開始時点においては、第1弁１２ａを閉弁するとともに、第１燃料添加弁１４ａから燃料添加し、さらに第２弁１２ｂを開弁するとともに、第２燃料添加弁から燃料添加している。この場合、ＳＯx再生処理の開始時より、第１排気浄化装置１１ａの温度が上昇を続け、所定時間の経過後その温度はＴ１に達する。本態様においては、この時点で第１弁１２ａを開弁し、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加を停止するとともに、第２弁１２ｂを閉弁した上で、第２燃料添加弁１４ｂから燃料添加するようにする。ここでＴ１は、第１排気浄化装置１１ａの温度がこの温度を超えた場合には、高温によりＮＯx触媒またはフィルタが熱劣化するおそれが生じると考えられる閾値としての温度である。
【００９８】
そうすると、多量の排気が第１排気浄化装置１１ａに流入することにより、図３に示すように第１排気浄化装置１１ａの温度が低下する。従って、第１排気浄化装置１１ａが過度に高温となることを抑制でき、第１排気浄化装置１１ａの熱劣化を抑制できる。また、この状態においては、第２分岐通路１０ｂに流入する排気の量を低減した上で、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加し、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うので、第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料が多量の排気と接触することにより酸化されてしまうことを抑制でき、ＮＯx還元処理に係る燃費を向上させることができる。
【００９９】
また、本態様においては、第１排気浄化装置１１ａの温度がＴ２以下となった時点において、再び第１弁１２ａを閉弁するとともに、第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加を再開する。一方、第２分岐通路においては第２弁１２ｂを再び開弁する。
【０１００】
ここで、Ｔ２は、第１排気浄化装置１１ａの温度がこの温度まで低下した時点で、第１弁１２ａを閉弁するとともに第１燃料添加弁１４ａから燃料の添加を再開すれば、第１排気浄化装置１１ａをＳＯx再生処理の可能な温度に維持できる閾値としての温度である。このような制御をすることにより、第1排気浄化装置１１ａの温度が過度に高温となることを抑制し、ＳＯx再生処理を行うのに適正な温度に維持することができる。
【０１０１】
なお、本実施例においては、第１排気浄化装置１１ａに対してＳＯx再生処理を実施する際に、第２排気浄化装置１１ｂについてはＮＯx還元処理を実施する例について説明したが、第２排気浄化装置１１ｂに対してＳＯx再生処理を実施する際に、第１排気浄化装置１１ａに対してＮＯx還元処理を実施する場合に対しても同様の制御を行うことができる。その場合には、第１分岐通路１０ａ、第１排気浄化装置１１ａ、第１弁１２ａ及び第１燃料添加弁１４ａと、第２分岐通路１０ｂ、第２排気浄化装置１１ｂ、第２弁１２ｂ及び第２燃料添加弁１４ｂとを入れ替えた制御とすればよい。以下の説明においても、第１排気浄化装置１１ａに対してＳＯx再生処理を実施する際に、第２排気浄化装置１１ｂについてはＮＯx還元処理を実施する例についてのみ説明するが、第２排気浄化装置１１ｂに対してＳＯx再生処理を実施する際に、第１排気浄化装置１１ａに対してＮＯx還元処理を実施する場合に対しても同様の制御を行うことができる。
【実施例２】
【０１０２】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例においては、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理を行う場合に、第１弁１２ａの開弁及び閉弁を繰り返す制御について説明する。
【０１０３】
図４は、本実施例における第１排気浄化装置１１ａに対するＳＯx再生処理を行う場合の第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの開閉動作、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂの開閉動作について示したタイムチャートである。ここでは、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理が開始すると、まず第１弁１２ａを閉弁するとともに第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加する。そして、時間ｔ１が経過した時点で第１弁１２ａを開弁するとともに第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加を停止する。その後、時間ｔ２が経過した時点で再度第１弁１２ａを閉弁するとともに第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加する。そして、ＳＯx再生処理の実行中、このような制御を繰り返す。
【０１０４】
ここで、第１弁１２ａを閉弁するとともに第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加した後に、第１弁１２ａの閉弁状態を長時間継続した場合には、第１排気浄化装置１１ａの前端部の温度が上がりすぎ、ＳＯx再生効率が低下する場合がある。従って本実施例においては、第１排気浄化装置１１ａにおけるＳＯxの還元反応中にも第１弁１２ａの開閉弁を繰り返すこととし、第１排気浄化装置１１ａを冷却するとともに、第１排気浄化装置１１ａの前端部に集中している燃料及び熱エネルギーを下流側に分散させ、ＳＯx再生効率を上昇させている。
【０１０５】
このようなＳＯx再生処理において、本実施例では実施例１と同様、第１弁１２ｂが閉弁している期間において、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することとしている。そうすることで、第１弁１２ｂが閉弁している期間中に第２排気浄化装置１１ｂに流入するＮＯxの量が、第２排気浄化装置１１ｂの容量を超えることを抑制でき、内燃機関１のエミッションが悪化することを抑制できる。
【０１０６】
また、本実施例においては、第１弁１２ａが開弁している期間中にも第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することとしている。これにより、第１弁１２ａの開弁中に第２排気浄化装置１１ｂにＮＯxの吸蔵量が過度に増加することを抑制し、より確実に第２排気浄
化装置１１ｂの浄化性能を維持することができる。
【０１０７】
なお、本来第１弁１２ａが開弁している期間中は、第２弁１２ａを閉弁した上で、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うことにより、第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料を効率よく第２排気浄化装置１１ｂにおけるＮＯxの還元に用いることができ、ＮＯx還元処理に係る燃費を向上させることができるが、本実施例においては、第１弁１２ａが開弁状態か閉弁状態かにかかわらず、第２弁１２ｂを開弁することとしている。こうすれば、第１弁１２ａが開弁している期間中に、第２弁１２ｂを閉弁することにより、第１分岐通路１０ａに多量の排気が流入することを抑制でき、第１排気浄化装置１１ａの温度が低下してしまうことを抑制できる。
【０１０８】
次に、図５を用いて本実施例における別の態様について説明する。本態様においては、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理を行う場合に、第１弁１２ａの開弁及び閉弁を繰り返すとともに、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行う際の、第２燃料添加弁１１ｂから添加される燃料の量を、第１弁１２ａの開度に応じて変化させるようにした。
【０１０９】
図５は、この態様における、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの開閉動作、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂの開閉動作と、その際の第２分岐通路１０ｂにおける排気の流量について示したタイムチャートである。第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理を実施する際には、前述のように、第１弁１２ａの開弁及び閉弁を繰り返すようにする。そして、第１弁１２ａが閉弁している期間中に第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加して第１排気所か装置のＳＯx再生処理を行う。一方、第１弁１２ａの開度に応じた量の燃料を、第２燃料添加弁１４ｂから添加することにより第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行う。なお、この間、第２弁１４ｂは開弁状態を継続している。
【０１１０】
具体的には、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの両方が閉弁した状態において、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元効率が良好となるような、第２燃料添加弁１４ｂから添加される燃料の量と、内燃機関１の機関回転数との関係を格納した閉弁再生時用マップと、第１弁１２ａが開弁し第２弁１２ｂが閉弁した状態において、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元効率が良好となるような、第２燃料添加弁１４ｂから添加される燃料の量と、内燃機関１の機関回転数との関係を格納した開弁再生時用マップと、を予め実験的に求めて用意しておく。
【０１１１】
そして、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの両方が閉弁した状態において第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加する場合には、その際の内燃機関１の機関回転数に対応する燃料添加量を閉弁再生時マップから読み出すことにより導出し、その量の燃料を第２燃料添加弁１４ｂから添加する。同様に、第１弁１２ａが開弁し第２弁１２ｂが閉弁した状態において第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加する場合には、その際の内燃機関１の機関回転数に対応する燃料添加量を開弁再生時マップから読み出すことにより導出し、その量の燃料を第２燃料添加弁１４ｂから添加する。
【０１１２】
そうすれば、第１弁１２ａの開度にかかわらず、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を効率よく行うことができ、第２排気浄化装置１１ｂの浄化性能をより確実に回復させることができる。
【０１１３】
なお、第２排気浄化装置１１ｂから添加される燃料の量を決定する際には、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＮＯxの量を推定し、推定されたＮＯxの量に応じた量の燃料を添加するようにしてもよい。
【０１１４】
さらに、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＮＯxの量を推定する際には、該ＮＯxの量は、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの開度に基いて検知されるようにしてもよい。例えば、第１弁１２ａが閉弁し、第２弁１２ａが開弁した状態においては、多量の排気が第２分岐通路１０ｂに流入するために第２排気浄化装置１１ｂにＮＯxが多量に流入する。一方、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの両方が開弁した状態においては、第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂに流入する排気は均等となるため、第２排気浄化装置１１ｂに流入するＮＯxの量は上記と比較して減少する。
【０１１５】
従って、前回のＮＯｘ還元処理が終了した後の期間のうち、第１弁１２ａの開弁及び閉弁と、第２弁１２ｂの開弁及び閉弁との組合せによって決まる４つのパターンのそれぞれの期間の長さに応じて、第２排気浄化装置１１ｂにおけるＮＯx吸蔵量を導出し、導出されたＮＯx吸蔵量に応じた量の燃料を第２燃料添加弁１４ｂから添加するようにしてもよい。
【０１１６】
具体的には、前回のＮＯｘ還元処理が終了してからの時間、上記４つのパターンのそれぞれが継続した期間の積算値の比率及び、内燃機関１の運転状態と、その結果第２燃料添加弁１４ｂに吸蔵されるＮＯxの量との関係を格納したマップを予め作成しておき、実際の各パラメータの値に対応した、ＮＯxの量を当該マップから読み出すようにしてもよい。そして読み出されたＮＯxの量と、第２燃料添加弁１４ｂから添加すべき燃料の量との関係が格納されたマップから最終的に第２燃料添加弁１４ｂから添加すべき燃料の量を読み出すようにしてもよい。
【０１１７】
上記によれば、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＮＯxの量をより正確に検知することができるので、第２燃料添加弁１４ｂから添加すべき燃料の量をより正確に導出することができる。
【０１１８】
次に、図６を用いて、特に内燃機関１の運転状態が高負荷領域に属する場合における第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理について説明する。内燃機関１の運転状態が高負荷の運転状態であるときに、前述のように第１弁１２ａを閉弁した上で、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行った場合には、第２分岐通路１０ｂに流入する排気の量が多く、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元効率を向上させるためには、第２燃料添加弁１４ｂからの燃料添加量を増加させる必要が生じ、効率的でない。
【０１１９】
そこで、内燃機関１の運転状態が高負荷領域に属するときには、図６に示すように、第１弁１２ａが開弁している期間のみにおいて第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加して、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うこととした。そうすることにより、内燃機関１の運転状態が高負荷の運転状態であるときには、第２分岐通路１０ｂに流入する排気の量が抑えられた状態で、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することが可能となり、より効率よく、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うことができる。
【０１２０】
なお、この際、第１弁１２ａが開弁している期間のみにおいて第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することに伴い、必要とされる添加燃料量を確保するために、第１弁１２ａが開弁している期間における第２燃料添加弁１４ｂによる燃料添加量を増量させてもよい。
【０１２１】
また、逆に内燃機関１の運転状態が低負荷領域に属する場合には、図７に示すように、第１弁１２ａが閉弁している期間のみにおいて、第２燃料添加弁１４ｂから還元剤を添加することにより、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を実施するようにしてもよい。
【０１２２】
ここで、内燃機関１が低負荷の運転状態であるときには、第１弁１２ａが開弁している期間に第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加すると、第２分岐通路１０ｂに流入する排気の量が少なすぎて、第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料が第２排気浄化装置１１ｂの全体に充分に分散しないおそれがある。そうすると、ＮＯx還元効率が低下するおそれがある。
【０１２３】
そこで、本実施例においては、第１弁１２ａが閉弁している期間のみにおいて第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することにより、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行うこととした。そうすれば、第２分岐通路１０ｂに流入する排気の量が多い場合にのみ第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加してＮＯx還元処理を行うことができ、第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料をより確実に第２排気浄化装置１１ｂの全体に分散させることができる。その結果、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理をより確実に完了させることができる。
【実施例３】
【０１２４】
次に、本発明における実施例３について説明する。実施例３においては、上記の実施例と同様、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理を行っている間に、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理を行う制御であって、第１排気浄化装置１１ａ及び、第２排気浄化装置１１ｂから排出される未燃ＨＣの量を抑制する制御について説明する。
【０１２５】
本実施例における排気浄化システムにおいては、図１に示す下流側の排気管５ｂには、第１排気浄化装置１１ａ及び第２排気浄化装置１１ｂから排出される未燃ＨＣを浄化する図示しない酸化触媒を備えているものとする。
【０１２６】
図８は、本実施例における、第１弁１２ａ及び第２弁１２ｂの開閉動作、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂの開閉動作と、その際の第２分岐通路１０ｂにおける排気の流量について示したタイムチャートである。本実施例においては、内燃機関１の運転状態が高負荷領域に属しており、第１弁１２ａが開弁している期間中に第２燃料添加弁１４ｂから燃料添加する場合を想定している。
【０１２７】
ここで、第１排気浄化装置１１ａのＳＯx再生処理中においては、第１弁１２ａが閉弁した状態で、第１燃料添加弁１４ａから多量の燃料添加が行われるため、添加された燃料が第１排気浄化装置１１ａをすり抜け、未燃ＨＣが排出され易くなる。そして、この未燃ＨＣは、第１弁１２ａが開弁して第１燃料添加弁１４ａからの燃料添加が停止された後に、第１排気浄化装置１１ａから徐々に排出される。
【０１２８】
一方、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加して、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元を行った場合も、同様に第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料が第２排気浄化装置１１ｂをすり抜けて未燃ＨＣが排出される。しかし、この場合は、第２燃料添加弁１４ｂから添加される燃料は比較的少ないため、前述の未燃ＨＣは、第２燃料添加弁１４ｂから添加された直後に第２排気浄化装置１１ｂから排出される。
【０１２９】
そうすると、第１弁１２ａが開弁した期間の前半部において第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加した場合には、第１燃料添加弁１４ａから添加された燃料が、第１弁１２ａが開弁してから第１排気浄化装置１１ａから徐々に排出されることによる未燃ＨＣと、第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料が第２排気浄化装置１１ｂから排出されることによる未燃ＨＣとが、第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂの接続点において合流して一度に酸化触媒に流入することとなる。そうした場合、未燃ＨＣの量が酸化触媒における浄化容量を超えてしまい、浄化されずにそのまま車外に放散されるおそれがあった。
【０１３０】
そこで、本実施例においては、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加するタイミングは、第１弁１２ａが開弁してからｔ３経過後とした。ここでｔ３≧ｔ２／２なる関係を有しており、第１弁１２ａが開弁している期間中の後半において第２燃料添加弁１４ｂから燃料が添加されることになる。
【０１３１】
そうすれば、第１弁１２ａが開弁した後に、第１排気浄化装置１１ａから排出する未燃ＨＣが充分に排出しきった時点において、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を添加することができる。その結果、第１排気浄化装置１１ａから排出される多量の未燃ＨＣと、第２排気浄化装置１１ｂから排出される未燃ＨＣとが合流して一度に酸化触媒に流入することを抑制することができ、未燃ＨＣの流入量が酸化触媒の容量を超えてエミッションが悪化することを抑制できる。
【０１３２】
ここにおいて、内燃機関１から排出されるＮＯxの量が多い運転状態であって、第２排気浄化装置１１ｂに吸蔵されたＮＯxの量が多いときには、第１弁１２ａが開弁している期間中に第２燃料添加弁１４ｂから複数回の燃料添加が必要となる場合がある。そのような場合には、図９に示すような制御をすることとした。
【０１３３】
ここで、第２排気浄化装置１１ｂのＮＯx還元処理における、第２燃料添加弁１４ｂからの燃料添加タイミングの間隔があまりに短い場合には、第２排気浄化装置１１ｂにＮＯxがあまり吸蔵されていないタイミングでの燃料添加を繰り返すこととなるために、ＮＯx還元効率が低下することが知られている。
【０１３４】
これに対し、図９に示す制御においては、それぞれの燃料添加タイミングの間隔を大きくすることによって、第２排気浄化装置１１ｂに可及的に多くのＮＯxが吸蔵してから燃料を添加することとした。また、燃料添加タイミングを全体的に、第１弁１２ａが開弁している期間中における後半に分布させるようにした。
【０１３５】
すなわち、図９において、それぞれの燃料添加タイミングの間隔Δｔは、第２排気浄化装置１１ｂに可及的に多くのＮＯxが吸蔵された時点で燃料添加され、充分なＮＯx還元効率を得られる時間間隔であり、予め実験的に求められたものである。また、燃料添加タイミングの基準となるタイミングを、第１弁１２ａが開弁してからｔ３が経過した時点とし、その前のタイミングで燃料添加を行うこととしている。
【０１３６】
そうすれば、第２排気浄化装置１１ｂに充分多くのＮＯxが吸蔵したタイミングで燃料添加することができるとともに、第１排気浄化装置１１ａから排出される多量の未燃ＨＣと、第２排気浄化装置１１ｂから排出される未燃ＨＣとが合流して一度に酸化触媒に流入することを抑制できる。その結果、ＮＯx還元効率を向上させることができるとともに、内燃機関１のエミッションが悪化することを抑制できる。
【０１３７】
また、本実施例においては、図１０に示すように、第１弁１２ａが開弁している期間に、さらに第１燃料添加弁１２ａから若干の燃料添加を行うようにしてもよい。それにより、第１弁１２ａが開弁している期間において第２排気浄化触媒１１ａを保温することができる。また、第１弁１２ａが開弁して、第１排気浄化装置１１ａへの排気の流入量が増加した状態において第１燃料添加弁１４ａから燃料を添加することにより、発熱源である燃料を第１排気浄化装置１１ａの全体に分散させることができ、第１排気浄化装置１１ａ全体を均一に昇温させることができる。
【０１３８】
さらに、この場合には、図１０に示すように、第１燃料添加弁１４ａから燃料が添加されるタイミングは、第２燃料添加弁１４ｂから燃料が添加されるタイミングの中間のタイミングにするとよい。そうすれば、第１弁１２ａが開弁している期間に、第１排気浄化装
置１１ａ及び第２排気浄化装置１１ｂ添加された燃料が、第１排気浄化装置１１ａ及び、第２排気浄化装置１１ｂから同時期に排出されることを抑制でき、それらの未燃ＨＣが合流して一度に酸化触媒に流入することを抑制できる。
【０１３９】
なお、上記の説明においては、内燃機関１はディーゼル機関であるとしたが、上記実施例をガソリンエンジンに適用しても構わない。
【０１４０】
また、上記実施例においては、第１排気浄化装置１１ａに対してＳＯx再生処理を実施する場合について説明したが、第１排気浄化装置１１ａに対してＰＭ再生処理（微粒子物質の補修能力の再生処理）を実施する場合に、同様の制御を適用してもよい。
【０１４１】
さらに、上記実施例においては、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂから、還元剤としての燃料を添加することによりＳＯx再生処理やＮＯx還元処理を実施する場合について説明したが、還元剤として尿素水を利用するＮＯx触媒システムにも適用が可能である。
【０１４２】
また、上記実施例においては、排気通路を２つの分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、１方の分岐通路に備えられた排気浄化装置に対してＳＯx再生処理を行う場合の制御について説明したが、３つ以上の分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、１つの排気浄化装置に対してＳＯx再生処理を行う場合に、他の分岐通路のうちの１つにおける排気浄化装置に対してＮＯx還元処理を行う場合に本発明を適用してもよい。さらに、３つ以上の分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、１つの排気浄化装置に対してＳＯx再生処理を行う場合に、他の分岐通路のうちの２つ以上における排気浄化装置にＮＯx還元処理を行う場合や、４つ以上の分岐通路に分岐する排気浄化システムにおいて、２つ以上の排気浄化装置に対して同時にＳＯx再生処理を行う場合に、他の分岐通路のうちの２つ以上における排気浄化装置にＮＯx還元処理を行う場合などに本発明と同様の考え方を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作について示したタイムチャートである。
【図３】本発明の実施例１の第２の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作及び、第１排気浄化装置の温度の変化について示したタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作について示したタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例２の第２の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【図６】本発明の実施例２の第３の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【図７】本発明の実施例２の第４の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【図８】本発明の実施例３に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【図９】本発明の実施例３の第２の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【図１０】本発明の実施例３の第３の態様に係るＳＯx再生処理を行う場合の第１弁及び第２弁の開閉動作、第１燃料添加弁及び第２燃料添加弁の開閉動作、第２分岐通路における排気流量の変化について示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１・・・内燃機関
５・・・排気管
５ａ・・・第１排気管
５ｂ・・・第２排気管
１０・・・排気浄化部
１０ａ・・・第１分岐通路
１０ｂ・・・第２分岐通路
１１ａ・・・第１排気浄化装置
１１ｂ・・・第２排気浄化装置
１２ａ・・・第１弁
１２ｂ・・・第２弁
１４ａ・・・第１燃料添加弁
１４ｂ・・・第２燃料添加弁
３５・・・ＥＣＵ
１１０ａ・・・ＮＳＲ触媒
１１０ｂ・・・ＮＳＲ触媒
１１１ａ・・・ＤＰＮＲ触媒
１１１ｂ・・・ＤＰＮＲ触媒
【図１】
2006336501.tif 000003
【図２】
2006336501.tif 000004
【図３】
2006336501.tif 000005
【図４】
2006336501.tif 000006
【図５】
2006336501.tif 000007
【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】
2006336501.tif 000012