(57)【要約】【課題】ＤＰＦ等に対する総強制再生時間の短縮化を図ることができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の気筒に連通する排気通路（２０）と、排気通路に設けられ、リーン運転時に排気中のＮＯｘを吸蔵するとともにリッチ運転を行うことで吸蔵したＮＯｘを放出還元するＮＯｘ吸蔵触媒（２２）と、排気通路に設けられ、排気中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタ（２３）と、フィルタの温度を検出するフィルタ昇温検出手段（４０）と、フィルタ昇温検出手段によってフィルタが所定温度に達したと検出されたとき、内燃機関の排気空燃比をリッチ側とリーン側とに短い周期で変化させる排気浄化制御手段（４６）とを備える。【選択図】      図１
2004324455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒に連通する排気通路と、
該排気通路に設けられ、リーン運転時に排気中のＮＯｘを吸蔵するとともにリッチ運転を行うことで該吸蔵したＮＯｘを放出還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、
前記排気通路に設けられ、排気中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタと、
該フィルタの温度を検出するフィルタ昇温検出手段と、
該フィルタ昇温検出手段によって前記フィルタが所定温度に達したと検出されたとき、前記内燃機関の排気空燃比をリッチ側とリーン側とに短い周期で変化させる排気浄化制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
内燃機関の気筒に連通する排気通路と、
該排気通路に設けられ、排気中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタと、
該フィルタの温度を検出するフィルタ昇温検出手段と、
該フィルタ昇温検出手段によって前記フィルタが所定温度に達したと検出されたとき、前記内燃機関の排気空燃比をリッチ側とリーン側とに短い周期で変化させる排気浄化制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記排気浄化制御手段は、前記ＮＯｘ吸蔵触媒の触媒温度及び触媒特性に基づいて前記排気空燃比のリッチ側の期間を設定するとともに、該設定されたリッチ側の期間、前記ＮＯｘ吸蔵触媒と前記フィルタとの再生制御時におけるＰＭの堆積量に基づいて、前記排気空燃比のリーン側の期間を設定していることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）の再生に適用される内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＤＰＦは、排気中のパティキュレート・マター（ＰＭ）を捕集して処理する排ガス後処理装置である。具体的には、ディーゼルエンジン等の排気中には、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の他に、ＰＭが多く含まれていることから、このＰＭをフィルタに捕集した後に約６００℃程度の高温の排ガスを利用し、焼却除去させてＤＰＦの再生を図る。
【０００３】
ここで、ＤＰＦでは、運転条件によってはその自己再生が実現できるものの、あらゆる運転条件を想定した場合には、ＤＰＦの温度を強制的に昇温させる強制再生システムが不可欠である。しかし、この強制再生においては、例えば、ＤＰＦの温度が低すぎると再生速度が遅く、高すぎると急激な再生によってＤＰＦの破損を招く等、その温度制御が困難である。そこで、ＤＰＦでは、内燃機関の空燃比制御により、ＤＰＦでの再生速度を制御する内燃機関の排気浄化装置の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
当該装置では、排気系にＤＰＦを備えており、ＤＰＦの強制再生時には、ＤＰＦが所定温度に達するまではリッチ空燃比に設定し、ＤＰＦが所定温度に昇温してからリーン空燃比に切換えてＰＭを燃焼除去している。これにより、ＤＰＦの強制再生を図る。
また、当該装置では、前記ＤＰＦの他、排気系にＮＯｘ吸蔵触媒をも備えており、Ｓ成分の放出（Ｓパージ）時には、上記ＤＰＦが所定温度に達してから、さらにＳＯｘの脱離温度から所定時間に達するまでリッチ空燃比を継続してＳ被毒を解除している。
【０００５】
このＮＯｘ吸蔵触媒は、リーン空燃比のときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比のときに吸蔵したＮＯｘを放出還元する排ガス後処理装置である。
具体的には、酸素過剰状態（酸化雰囲気）において排気中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵し、この吸蔵したＮＯｘを一酸化炭素過剰状態（還元雰囲気）で窒素に還元させる特性を有している。そして、内燃機関は、ＮＯｘ吸蔵量が飽和する前に排気空燃比を理論空燃比又はその近傍値に制御する如くの空気過剰率が低い（低λ）状態のリッチ運転へ定期的に切換えるリッチスパイクを行い、ＮＯｘ吸蔵触媒の再生を図る。また、ＮＯｘ吸蔵触媒には、燃料中のＳ成分の酸化によるＳＯｘも硫酸塩として堆積されるため、当該堆積した前記Ｓ成分の放出（Ｓパージ）を行うべく、上記と同様にリッチ運転を定期的に実施してＮＯｘ吸蔵触媒の再生を図る。
【０００６】
ここで、このＳパージには、約６５０℃程度の高温であってリッチ乃至ストイキオの排ガスが必要になる。
そこで、上述した当該装置では、ＤＰＦの強制再生時には、ＤＰＦが所定温度に達するまではリッチ空燃比にしてＰＭの燃焼を抑え、Ｓパージ時には、さらにＳＯｘの脱離温度から所定時間に達するまでリッチ空燃比にしている。これによってＳ被毒を解除する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２１３２２９号公報（段落番号００１５〜００２０、図１等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとは、上述の如く、ともに約６５０℃程度に達した高温の排ガスを用いれば可能である点で共通するものである。
よって、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとを同時に実施させることが考えられるが、前者はｓｏｏｔ酸化のためにリーン雰囲気の排気が要求されるの対し、後者はストイキオ乃至リッチ雰囲気の排気が要求されることから、基本的にはこれらを同時に実施させることは一般には困難とも考えられる。
【０００９】
しかし、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとを同時に近付けるように実施させることが可能であれば、その再生に要する総再生時間が短縮化され、燃費の悪化をより一層の防止を図ることが可能になる。
また、ＤＰＦの強制再生に要する再生時間が短縮化されるだけでも、燃費の悪化をさらに防止を図ることが可能になる。
【００１０】
ここで、前記従来の技術に記載の内燃機関の排気浄化装置では、Ｓパージを行う場合には、ＤＰＦが所定温度を超えてから、さらに所定時間が経過するまではリッチ空燃比を維持し、その後リーン空燃比に切換えてこのリーン空燃比を維持している。つまり、まずＤＰＦの強制再生を行わずにＳパージを実施し、次にＳパージを行わずにＤＰＦの強制再生を実施していることから、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとを明らかに別個に実施しており、しかも、ＤＰＦの強制再生に要する時間は、Ｓパージが実施される分だけ長期化される。
【００１１】
換言すれば、この場合の総再生時間は、ＤＰＦが所定温度を超えた時点から始まり、Ｓパージの許可によってＳ被毒が解除され、その後、リーン雰囲気の排気に切換えられてＤＰＦの強制再生が実施されて終了するまでに要する時間となって長期化し、その間に消費される燃料量が二重に必要なるという問題がある。すなわち、前記従来の技術では、燃費の悪化の防止を図る点については依然として課題が残されている。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ＤＰＦ等に対する総強制再生時間の短縮化を図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を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の気筒に連通する排気通路と、排気通路に設けられ、リーン運転時に排気中のＮＯｘを吸蔵するとともにリッチ運転を行うことで吸蔵したＮＯｘを放出還元するＮＯｘ吸蔵触媒と、排気通路に設けられ、排気中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタと、フィルタの温度を検出するフィルタ昇温検出手段と、フィルタ昇温検出手段によってフィルタが所定温度に達したと検出されたとき、内燃機関の排気空燃比をリッチ側とリーン側とに短い周期で変化させる排気浄化制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
したがって、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、約６００℃以上の如くのＤＰＦの再生に必要な所定温度が実現されたときには、排気浄化制御手段が、排気空燃比をリッチ側とリーン側と短期間で切換えるので、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとが可能な限り同時に近付けて実施されることになり、総再生時間の短縮化を図って消費される燃料量が削減され、燃費の悪化がより一層防止される。
【００１５】
しかも、リッチ側とリーン側との複数回の切換えが周期的に行われることから、ＤＰＦの再生速度が過大にならずに適切に制御可能になる。
なお、リッチ側の排気空燃比は、ストイキオを含み、該ストイキオよりも若干リッチ側であることが好ましい。
また、請求項２記載の発明では、内燃機関の気筒に連通する排気通路と、排気通路に設けられ、排気中のパティキュレート・マターを捕集するフィルタと、フィルタの温度を検出するフィルタ昇温検出手段と、フィルタ昇温検出手段によってフィルタが所定温度に達したと検出されたとき、内燃機関の排気空燃比をリッチ側とリーン側とに短い周期で変化させる排気浄化制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
このように、排気浄化制御手段が、排気空燃比をリッチ側とリーン側と短期間で切換えることから、ＤＰＦの再生速度が過大にならず、ＤＰＦの強制再生を適切に制御可能になるとともに、従来技術に比してＤＰＦの強制再生に要する時間の短縮化が図られ、燃費の悪化のさらなる防止が図られる。
さらに、請求項３記載の発明では、排気浄化制御手段は、ＮＯｘ吸蔵触媒の触媒温度及び触媒特性に基づいて排気空燃比のリッチ側の期間を設定するとともに、設定されたリッチ側の期間、ＮＯｘ吸蔵触媒とフィルタとの再生制御時におけるＰＭの堆積量に基づいて、排気空燃比のリーン側の期間を設定していることを特徴としている。
【００１７】
このように、排気浄化制御手段が、触媒温度、触媒特性及びＰＭの堆積量に応じて、排気空燃比のリッチ側の期間とリーン側の期間とを設定しているので、これらの期間の割合を最適に設定することが可能になり、排ガス性能が良好になる。
なお、リッチ側の期間は、ＮＯｘ吸蔵触媒がＳ成分をＳＯ２として適切に放出できるように、触媒温度及び触媒特性に基づいて決定することが好ましい。また、フィルタの昇温状態に応じて、排気空燃比のリッチ側の期間及びリーン側の期間を補正することが好ましく、ＤＰＦの再生速度がより一層適切に制御可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用される多気筒のディーゼル機関（以下、単にエンジンという）１を備えたエンジンシステム構成図を示しており、以下図１に基づき本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を説明する。
【００１９】
エンジン１の各気筒２には、コモンレール型等の燃料噴射装置を有した燃料供給系と、吸気弁６の開弁により燃焼室４に吸入空気を導入させる吸気通路８と、排気弁１８の開弁により燃焼室４からの排気を導出させる排気通路２０とが接続されている。
この吸気通路８の最上流部にはエアクリーナ１６が接続され、その下流側には過給機１４が介装されている。また、過給機１４の下流側には、スロットル弁１０及びサージタンク１２の順に配設されている。なお、このスロットル弁１０は、いわゆるドライブバイワイヤ式のスロットル弁（ＥＴＶ）であり、エンジン運転状態に応じてその開度が変更される。
【００２０】
一方、排気通路２０の下流側にはＮＯｘ吸蔵触媒２２が接続されている。ＮＯｘ吸蔵触媒２２は、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気空燃比がリッチ等で排気中に還元剤（ＨＣやＣＯ）が存在するときに、吸蔵したＮＯｘの放出還元を行うものであり、このＮＯｘ吸蔵触媒は公知の構成ものである。なお、本実施形態では、ポスト噴射にてＮＯｘの放出還元を行う。
【００２１】
また、ＮＯｘ吸蔵触媒２２の下流側にはＤＰＦ（フィルタ）２３が接続されている。ＤＰＦ２３は、排気中のＰＭを捕集するとともに、高温の排気でＰＭを焼却除去し、その再生を行うものであり、このＤＰＦも公知の構成ものである。
排気通路２０からは排気循環通路（ＥＧＲ通路）２４が分岐して延びており、排気の一部（ＥＧＲガス）を吸気通路８内に再循環させてＮＯｘの排出を抑制させる。このＥＧＲ通路２４の先端は、吸気通路８に接続されている。このＥＧＲ通路２４には、ＥＧＲガスの冷却を図るＥＧＲクーラ２６と、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４４に電気的に接続されたＥＧＲバルブ２８とが設けられ、ＥＧＲバルブ２８の開閉によってＥＧＲ通路２４の流路面積が調節される。
【００２２】
ＥＴＶ１０もまたＥＣＵ４４に電気的に接続されており、吸気通路８の流路面積が調節されることにより、通常の制御時にはＥＧＲガス量を調整する。そして、エアクリーナ１６からの新気は、過給機１４を介して吸気通路８に入ってＥＴＶ１０で調整された後、ＥＧＲガスと合流して各気筒２の燃焼室４内に導かれる。そして、燃料の燃焼が終了すると、排ガスは排気通路２０に排出され、ＮＯｘ吸蔵触媒２２及びＤＰＦ２３に送られる。
【００２３】
ここで、吸気通路８において、エアクリーナ１６の下流側の適宜位置には、エアフローセンサ３４が配設される。また、排気通路２０において、ＮＯｘ吸蔵触媒２２の上流側の適宜位置には、温度センサ３６とＡ／Ｆセンサ３８とが配設され、エンジン１からの排気温度（ＮＯｘ吸蔵触媒２２の触媒温度）Ｔ１とその排気空燃比λとをそれぞれ検出している。また、排気通路２０において、ＤＰＦ２３の下流側の適宜位置には、温度センサ（フィルタ昇温検出手段）４０が配設され、ＮＯｘ吸蔵触媒２２を通過した排気の温度Ｔ２を検出している。
【００２４】
ＥＣＵ４４の入力側には、上述の温度センサ３６、Ａ／Ｆセンサ３８及び温度センサ４０の他、エアフローセンサ３４等のエンジン１の運転状態を検出する各種センサが電気的に接続されている。これに対してＥＣＵ４４の出力側には、上述のＥＴＶ１０及びＥＧＲバルブ２８の各種アクチュエータが電気的に接続されている。
【００２５】
そして、ＥＣＵ４４は、排気浄化制御部４６（排気浄化制御手段）を備えている。当該排気浄化制御部４６では、エンジン１の通常制御時には、酸化雰囲気にて排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵触媒２２に吸蔵する一方、ＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージとＤＰＦ２３の強制再生との再生制御時には、圧縮上死点後に追加燃料を噴射し、エンジン１からの高温かつストイキオ乃至リッチ雰囲気の排気をＮＯｘ吸蔵触媒２２に導入させるリッチスパイクを行い、まずＮＯｘ吸蔵触媒２２及びＤＰＦ２３を昇温させ、そして、このＤＰＦ２３の再生に必要な所定温度（約６００℃以上）が実現されたとき、排気空燃比をリッチ側とリーン側とに複数回に亘って短い周期で切換えるよう構成される。
【００２６】
排気空燃比がリッチの場合にはＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージが実施され、吸蔵したＮＯｘを還元雰囲気で放出還元させ及び付着したＳ成分を還元雰囲気で放出させてＮＯｘ吸蔵触媒２２の再生を図るとともに、排気空燃比がリーンの場合にはＤＰＦ２３の強制再生を図る。
次に、上記排気浄化装置の作用について説明する。
【００２７】
図２は、排気浄化制御部４６における再生制御のタイミングチャートである。
まず、排気浄化制御部４６では、１回の昇温でＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージとＤＰＦ２３の強制再生とを完了させることを目標としている。図示のように、温度センサ３６によるＮＯｘ吸蔵触媒２２の触媒温度Ｔ１が３００℃から昇温して６００℃以上になり、その後３００℃に戻るまでの間に、ＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージとＤＰＦ２３の強制再生との略同時に近付けた再生が実施される。
【００２８】
そして、ＮＯｘ吸蔵触媒２２の上流側の排気空燃比が弱リッチに設定されると、Ａ／Ｆセンサ３８の検出値は、通常の制御における排気空燃比（λ＝約２．０）から低λ側に移行され、昇温中のＮＯｘは、ＮＯｘ吸蔵触媒２２の還元機能によってほぼ零に抑制される。排気浄化制御部４６では、温度センサ３６によるＮＯｘ吸蔵触媒２２の触媒温度Ｔ１を読み込んで現在のＮＯｘ吸蔵触媒２２の温度を認知し、この触媒温度Ｔ１と触媒特性とに基づき、ＮＯｘ吸蔵触媒２２からＨ２Ｓを放出されずに、Ｓ成分を適切にＳＯ２として放出できるようにリッチ保持期間の設定がなされる。
【００２９】
また、排気浄化制御部４６では、Ａ／Ｆセンサ３８によるＮＯｘ吸蔵触媒２２の排気上流側の排気空燃比λを読み込んで現在のエンジン１の排気空燃比を認知している。これにより、エンジン１の排気空燃比をストイキオ乃至リッチ雰囲気に設定することができ、リッチ側の空燃比として、ストイキオよりも若干リッチ側の弱リッチ雰囲気に設定すれば、前記ＳＯ２の放出がより可能になる。また、ストイキオ雰囲気に設定することは、排ガス性能において有利となる。なぜならば、ＮＯｘ吸蔵触媒２２が備える三元機能を利用してＮＯｘを確実に浄化することができるし、ＤＰＦ２３においても、昇温中のＰＭ燃焼を抑制できるため、温度不足によってＤＰＦ２３内部が局所的で不均一になされるｓｏｏｔ再生をも防止できるからである。
【００３０】
次いで、温度センサ４０によるＤＰＦ２３の下流側の温度Ｔ２が６００℃以上になったとき、排気空燃比をリーン（λ＝１より若干リーン）に切換えて所定のリーン保持時間だけ保持される。このときには、ＤＰＦ２３の強制再生が実施される。
このリーンを保持する時間もまた、排気浄化制御部４６で設定されている。つまり、まず、再生制御の開始時におけるＮＯｘ吸蔵触媒２２に付着されたＳ成分の堆積量とＤＰＦ２３に捕集されたＰＭの堆積量とのそれぞれを触媒温度Ｔ１、排気温度Ｔ２及び排気空燃比λの読み込みによって推定し、Ｓパージに必要な総リッチ期間とＰＭ燃焼に必要な総リーン期間とを導出する。
【００３１】
そして、この総リッチ期間と総リーン期間とのデューティ比に対して上記設定されたリッチ保持期間を用い、リーン保持期間を設定している。このように、これらの堆積量に応じて排気空燃比のリッチ保持期間とリーン保持期間とを設定しており、これらの期間の割合を最適に設定し、排ガス性能の良好化を図っている。
【００３２】
なお、排気浄化制御部４６で設定されたリッチ保持期間及びとリーン保持期間は、温度センサ４０によるＤＰＦ２３の排気下流側の排気温度Ｔ２によってＰＭの燃焼速度が過大と判定された場合には、例えば、上記リッチ保持期間を長く、或いは上記リーン保持期間を短く補正する。このように、リッチ保持期間とリーン保持期間とが設定されると、ＤＰＦ２３の再生速度が適切に制御され、ＰＭの燃焼による発熱量が急激に大きくなってＤＰＦ２３が破損してしまうこと等を確実に防止できる。
【００３３】
さらに、排気浄化制御部４６では、総リッチ期間と総リーン期間とのデューティ比に対して上述のリッチ側の空燃比を用いることにより、又は上記デューティ比に対して時間平均の目標空燃比及びエンジン１の空気量情報に基づく排ガス流量を用いることにより、リーン空燃比も設定している。これは、ＰＭの燃焼速度が上記目標空燃比（ＤＰＦ２３の上流側の酸素濃度）、又はＤＰＦ２３への酸素供給量に依存すると考えられるからである。
【００３４】
そして、所定のリーン保持時間の経過後には、排気空燃比を弱リッチ（λ＝１より若干リッチ）に切換えて保持する。このときには、ＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージが実施される。
また、所定のリッチ保持時間の経過後には、上述したリーン側の排気空燃比に再度切換えられて所定時間保持され、その後上述したリッチ側の排気空燃比にさらに切換えられて所定時間保持される如く、複数回のリッチ側と複数回のリーン側との排気空燃比の切換えが短期間に周期的に実施される。これにより、ＤＰＦ２３の再生速度を適切に制御し、再生速度が過大となることによるＤＰＦ２３の破損・溶損を防止する。
【００３５】
なお、ＤＰＦ２３の強制再生やＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージが要求された時間分行われた後は、通常のディーゼルエンジン制御に戻される。
以上のように、本発明では、ＤＰＦ２３が所定温度に達したとき、排気空燃比をリッチ側とリーン側とに周期的に切換え、かつ、切換えを複数回行う排気浄化制御手段４６を備えているので、昇温中のリッチ乃至ストイキオ状態、及びＤＰＦ２３再生中の周期的なリッチ状態を利用して、ＤＰＦ２３の強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒２２のＳパージとを可能な限り同時に近付けて実施することができる。
【００３６】
また、ＤＰＦ２３の強制再生は、充分な温度条件を与えつつ、排気空燃比の周期的な変化でＰＭの燃焼速度を制御しているため、ＤＰＦ２３の異常昇温による破損等を回避できる。
しかも、ＮＯｘ吸蔵触媒２２とＤＰＦ２３とを同時に昇温させていることから、昇温に要する時間及び燃料量が削減され、燃費の悪化をより一層低減できる。
【００３７】
なお、ストイキオでの昇温を行えば、ＤＰＦ２３の急激な再生を抑制させつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒２２とＤＰＦ２３との全体に亘って充分に昇温させることができる。
図３は、本発明の第二実施形態を示すものである。当該第二の実施形態では、触媒の構成等の点を除き、前記第一実施形態と同一の構成からなるものであることから、この触媒の構成等について詳細に説明する。
【００３８】
本実施形態における排気通路２０の下流側にはＤＰＦ（フィルタ）２３Ａのみが接続されている。そして、ＥＣＵ４４は、排気浄化制御部４６Ａ（排気浄化制御手段）を備えている。
当該排気浄化制御部４６Ａでは、エンジン１の通常制御時には、ＤＰＦ２３ＡにＰＭを捕集させる一方、ＤＰＦ２３Ａの強制再生との再生制御時には、まず、エンジン１からの高温かつストイキオ乃至リッチ雰囲気の排気をＤＰＦ２３Ａに導入させて昇温させる。そして、このＤＰＦ２３Ａの再生に必要な所定温度（約６００℃以上）が実現されたとき、排気空燃比がリッチ側とリーン側とを短期間に切換えてＤＰＦ２３Ａの強制再生を図っている。
【００３９】
そして、図４の再生制御のタイミングチャートに示すように、本実施形態ではＮＯｘ吸蔵触媒が備えられていないことから、そのＳパージを考慮する必要がなく、Ａ／Ｆセンサ３８による排気空燃比λの値が上記第一実施形態の場合に比してややストイキオ近傍に設定されている。
このように、本実施形態の排気浄化制御手段４６Ａによれば、短期間にてリッチ側とリーン側とに切換えられるので、リーン側の場合にはＤＰＦ２３Ａの再生速度が過大にならずにＤＰＦ２３Ａの強制再生を実施でき、従来に比してＤＰＦ２３Ａの強制再生に要する時間の短縮化が図られ、燃費の悪化のさらなる防止が図られる。
【００４０】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記第一実施形態では、ＮＯｘ吸蔵触媒２２がＤＰＦ２３の排気上流側に配置されている。これは、ＤＰＦ２３の強制再生によって、このＤＰＦ２３の排気下流側の温度がより上昇することを考慮したものである。しかし、本発明は、必ずしもこの実施形態に限定されるものではなく、ＮＯｘ吸蔵触媒２２がＤＰＦ２３の排気下流側に配置される、又は両者を一体化させても良い。
【００４１】
また、エンジンとしてはディーゼル機関が好ましいが、これに限定されるものではなく、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路にＮＯｘ吸蔵触媒を備え、リッチ運転可能な全てのエンジンシステムに適用させることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、請求項１記載の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、約６００℃以上の如くのＤＰＦの再生に必要な所定温度が実現されたときには、排気浄化制御手段が、排気空燃比をリッチ側とリーン側と短期間で切換えるので、ＤＰＦの強制再生とＮＯｘ吸蔵触媒のＳパージとが可能な限り同時に近付けて実施されることになり、総再生時間の短縮化を図って消費される燃料量が削減され、燃費の悪化をより一層防止することができる。
【００４３】
しかも、リッチ側とリーン側との複数回の切換えが周期的に行われることから、ＤＰＦの再生速度が過大にならずに適切に制御することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、排気浄化制御手段が、排気空燃比をリッチ側とリーン側と短期間で切換えることから、ＤＰＦの再生速度が過大にならず、ＤＰＦの強制再生を適切に制御することができるとともに、従来技術に比してＤＰＦの強制再生に要する時間の短縮化が図られ、燃費の悪化のさらなる防止を図ることができる。
【００４４】
さらに、請求項３記載の発明によれば、排気浄化制御手段が、触媒温度、触媒特性及びＰＭの堆積量に応じて、排気空燃比のリッチ側の期間とリーン側の期間とを設定しているので、これらの期間の割合を最適に設定することが可能になり、排ガス性能を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用されるエンジンの構成図である。
【図２】図１の排気浄化装置における再生制御のタイミングチャートである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用されるエンジンの構成図である。
【図４】図３の排気浄化装置における再生制御のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  気筒
２０  排気通路
２２  ＮＯｘ吸蔵触媒
２３  ＤＰＦ（フィルタ）
２３Ａ  ＤＰＦ（フィルタ）
４０  温度センサ（フィルタ昇温検出手段）
４４  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
４６  排気浄化制御部（排気浄化制御手段）
４６Ａ  排気浄化制御部（排気浄化制御手段）
【図１】
2004324455.tif 000003
【図２】
2004324455.tif 000004
【図３】
2004324455.tif 000005
【図４】
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