(57)【要約】【課題】排気浄化部材の詰まりの状態を好適に診断することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】エンジン１の排気通路２６には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１とＤＰＮＲ触媒３２とが排気の流れ方向に沿って直列に設けられている。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した直後の排気の温度を測定する第１温度センサ３３と、ＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度を測定する第２温度センサ３４とが設けられている。制御装置２５は第１温度センサによって測定される第１排気温度と第２温度センサによって測定される第２排気温度との温度差に基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを診断する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配設された第１の排気浄化部材と、この第１の排気浄化部材に添加剤を供給する添加剤供給手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記第１の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度を測定する第１温度センサと、
前記添加剤供給が行われたときに前記第１温度センサによって測定される第１排気温度に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断する診断手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記診断手段は前記第１排気温度が低くなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記診断手段は機関運転状態に応じて設定される基準温度と前記第１排気温度との乖離度合に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記診断手段は前記乖離度合が大きくなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記第１の排気浄化部材の排気下流側に第２の排気浄化部材が設けられるとともに、同第２の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度を測定する第２温度センサをさらに備え、
前記診断手段は前記添加剤供給が行われたときに前記第２温度センサによって測定される第２排気温度と前記第１排気温度との温度差に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記診断手段は前記温度差が大きくなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記添加剤供給手段による添加剤供給量を調量することにより前記第２排気温度を機関運転状態に応じた目標排気温度に制御する排気温度制御手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気温度制御手段は前記第２排気温度が前記目標排気温度よりも高くなるほど前記添加剤供給量を減少させる
請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記第１の排気浄化部材に付着した付着物の量を減少させるために同第１の排気浄化部材の温度を上昇させる昇温手段をさらに備え、同昇温手段による昇温処理の実行可否を前記詰まりの診断結果に基づいて判断する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記昇温手段は前記詰まりの診断結果に応じて前記第１の排気浄化部材の昇温度合を可変設定する
請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
前記昇温手段は前記昇温処理として排気流量を機関制御量の調整を通じて減少させる処理を実行する
請求項９または１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
前記調整される機関制御量は、吸入空気量を調量するスロットル弁の開度、排気還流量を調量する排気還流弁の開度、及び排気の流量を調整する排気絞り弁の開度のうちの少なくともいずれか１つである
請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
前記添加剤供給手段は前記排気通路に設けられた添加剤供給機構である
請求項１〜１２のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
前記添加剤供給手段は機関燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁の噴射時期を制御してポスト噴射を実施させる
請求項１〜１３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１５】
前記第１の排気浄化部材は排気中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化触媒である
請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１６】
前記第１の排気浄化部材は排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである
請求項１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一部の内燃機関の排気系にはＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するＮＯｘ浄化触媒が担持された担体やＰＭ（粒子状物質）を捕集するＰＭフィルタ、あるいはＰＭフィルタにＮＯｘ浄化触媒を担持させたＤＰＮＲ触媒等の排気浄化部材が設けられている。
【０００３】
これら排気浄化部材には、その浄化機能の回復等を行うための添加剤供給が行われる場合がある。例えば、特許文献１に記載の装置では、ＮＯｘ浄化触媒が担持されたＰＭフィルタに、こうした添加剤として燃料を供給するようにしている。これにより、ＮＯｘ浄化触媒に吸収されたＮＯｘが還元・放出されて同触媒のＮＯｘ浄化機能の回復が図られる。
【０００４】
また、上記ＰＭフィルタ内に捕集されたＰＭが堆積すると、同ＰＭフィルタでの圧力損失が増大してしまう。そこで、同ＰＭフィルタに添加剤として燃料を供給することにより捕集されたＰＭを焼失させ、このＰＭフィルタを再生させるといったことも行われている。
【特許文献１】特許第２７２２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した排気浄化部材への添加剤供給は、同部材の機能回復等に効果はあるものの、新たに以下のような不具合の生じるおそれがある。
すなわち排気浄化部材に供給される添加剤は、同排気浄化部材での燃焼や酸化反応等によって基本的には気化・焼失される。しかし、一部の添加剤が燃焼や酸化反応等に供されることなくそのまま排気浄化部材に付着してしまうと、これがバインダとなってＰＭ等を吸着し、排気浄化部材に詰まりを生じさせるおそれがある。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気浄化部材の詰まりの状態を好適に診断することのできる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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に記載の発明は、排気通路に配設された第１の排気浄化部材と、この第１の排気浄化部材に添加剤を供給する添加剤供給手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記第１の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度を測定する第１温度センサと、前記添加剤供給が行われたときに前記第１温度センサによって測定される第１排気温度に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断する診断手段とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
上記添加剤は排気とともに排気浄化部材へ流入して燃焼されるため、同排気浄化部材を通過した直後の排気の温度は通常高くなる。ここで排気浄化部材に詰まりが生じていると、排気浄化部材における排気の流路面積が小さくなるため、添加剤の一部が燃焼されることなく排気浄化部材を通過してしまうようになる。従って、詰まりが生じているときには、詰まりが生じていないときと比較して、排気浄化部材を通過した直後の排気の温度が低くなる。すなわち、排気浄化部材を通過した直後の排気の温度は同排気浄化部材における詰まりの度合を示す指標値となる。そのため上記構成によれば、上記第１の排気浄化部材の詰まりの有無や詰まり度合といった同排気浄化部材の詰まりの状態を好適に診断することができるようになる。
【０００９】
なお、排気浄化部材の詰まりの度合が高くなるほど同排気浄化部材における排気の流路面積は小さくなるため、詰まりの度合が高くなるほど排気浄化部材を通過した直後の排気の温度は低くなる傾向にある。そこで、請求項２に記載の発明によるように、前記診断手段は前記第１排気温度が低くなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する、といった構成を採用することにより、詰まり度合を好適に診断することができる。
【００１０】
ここで、上記測定される第１排気温度は機関運転状態によっても変化する。そこで請求項３に記載の発明によるように、前記診断手段は機関運転状態に応じて設定される基準温度と前記第１排気温度との乖離度合に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断する、といった構成を採用することにより、詰まりに起因する第１排気温度の変化分を好適に把握することができ、もって排気浄化部材の詰まりの状態をさらに好適に診断することができるようになる。
【００１１】
なお、この乖離度合に基づく詰まりの診断に際しては、請求項４に記載の発明によるように、前記診断手段は前記乖離度合が大きくなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する、といった構成を採用することにより、詰まり度合を好適に診断することができるようになる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第１の排気浄化部材の排気下流側に第２の排気浄化部材が設けられるとともに、同第２の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度を測定する第２温度センサをさらに備え、前記診断手段は前記添加剤供給が行われたときに前記第２温度センサによって測定される第２排気温度と前記第１排気温度との温度差に基づいて前記第１の排気浄化部材の詰まりを診断することをその要旨とする。
【００１３】
上述したように、排気浄化部材に詰まりが生じると同排気浄化部材に供給された添加剤の一部が燃焼されることなくその下流側に流出される。ここで、上記第１の排気浄化部材の排気下流側に第２の排気浄化部材が設けられている場合には、この燃焼されなかった一部の添加剤は第２の排気浄化部材を通過する際に燃焼される。そのため、第１の排気浄化部材に詰まりが生じている場合には、これに詰まりが生じていない場合と比較して、第１の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度は低くなる一方、同第１の排気浄化部材の下流側に設けられた第２の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度は高くなる。従って、第１の排気浄化部材に詰まりが生じている場合には、第１の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度（上記第１排気温度）と、この第１の排気浄化部材の下流側に設けられた第２の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度（上記第２排気温度）との温度差が大きくなる。すなわち、この温度差は、第２の排気浄化部材よりも上流に設けられた第１の排気浄化部材の詰まりについてその度合を示す指標値となる。
【００１４】
ここで、排気通路に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合には、上記第１排気温度の変化傾向に併せて上記第２排気温度も変化するため、上記温度差は機関運転状態に応じて変化する排気温度の影響を受けにくい値となる。従って上記構成によれば、排気通路に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合であっても、第１の排気浄化部材の詰まりの有無や詰まり度合といった同排気浄化部材の詰まりの状態を好適に診断することができるようになる。
【００１５】
なお、第１の排気浄化部材の詰まりの度合が高くなるほど同排気浄化部材での添加剤の燃焼量は減少する一方、この最１の排気浄化部材の下流側に設けられた第２の排気浄化部材での添加剤の燃焼量は増大する。そのため、第１の排気浄化部材の詰まりの度合が高くなるほど上記温度差は大きくなる傾向にある。そこで、請求項６に記載の発明によるように、前記診断手段は前記温度差が大きくなるほど前記詰まりの度合が高いと診断する、といった構成を採用することにより、詰まり度合を好適に診断することができるようになる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記添加剤供給手段による添加剤供給量を調量することにより前記第２排気温度を機関運転状態に応じた目標排気温度に制御する排気温度制御手段を備えることをその要旨とする。
【００１７】
排気浄化部材の温度が過剰に高くなると同部材の破損等を招くおそれがある。他方、排気下流側の排気浄化部材（上記第２の排気浄化部材）には排気上流側の排気浄化部材（上記第２の排気浄化部材）で昇温された排気が流入するため、下流側の排気浄化部材の温度は上流側の排気浄化部材よりも高くなる傾向がある。従って、排気温度を機関運転状態に応じた目標排気温度に制御し、下流側の排気浄化部材の過昇温を抑制するようにすれば、自ずと上流側及び下流側の各排気浄化部材の過昇温を抑制することができる。
【００１８】
ここで、下流側の排気浄化部材内では添加剤の燃焼等が起きるため、同排気浄化部材に流入する前の排気の温度（上記第１排気温度）を制御してもこの排気浄化部材の温度は過度に高くなるおそれがある。一方、下流側の排気浄化部材を通過した直後の排気の温度（上記第２排気温度）を制御する場合には、下流側の排気浄化部材内での添加剤の燃焼に起因する同部材の温度上昇を考慮した排気温度の制御が実施され、同部材の温度は上記目標排気温度近傍の温度に制御される。従って、上記構成によれば、排気浄化部材の温度を好適に制御することができるようになる。ちなみに上記機関運転状態としては排気温度と相関関係にある機関負荷等を用いることができる。
【００１９】
なお、このような温度制御に際しては、請求項８に記載の発明によるように、前記排気温度制御手段は前記第２排気温度が前記目標排気温度よりも高くなるほど前記添加剤供給量を減少させる、といった構成を採用することにより、各排気浄化部材の過昇温を好適に抑制することができるようになる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第１の排気浄化部材に付着した付着物の量を減少させるために同第１の排気浄化部材の温度を上昇させる昇温手段をさらに備え、同昇温手段による昇温処理の実行可否を前記詰まりの診断結果に基づいて判断することをその要旨とする。
【００２１】
同構成によれば、上記昇温手段による昇温処理の実行によって第１の排気浄化部材の詰まり度合を低減させることができる。ここで、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、第１の排気浄化部材の詰まりを好適に診断することができるため、上記構成によれば、上記昇温処理の実行可否も適切に判断することができるようなる。
【００２２】
なお、請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置によれば、第１の排気浄化部材の詰まりの度合を診断することもできるため、請求項１０に記載の発明によるように、前記昇温手段は前記詰まりの診断結果に応じて前記第１の排気浄化部材の昇温度合を可変設定する、といった構成を採用することにより、効率よく排気浄化部材を昇温させることができるようになる。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記昇温手段は前記昇温処理として排気流量を機関制御量の調整を通じて減少させる処理を実行することをその要旨とする。
【００２４】
同構成によれば、第１の排気浄化部材を通過する排気の流量が減少するため、同第１の排気浄化部材での排気の浄化時間がより多く確保される。そのため、浄化反応の際に生じる反応熱も増大して第１の排気浄化部材の昇温も好適になされるようになる。
【００２５】
なお、上記機関制御量としては、請求項１２に記載の発明によるように、吸入空気量を調量するスロットル弁の開度、排気還流量を調量する排気還流弁の開度、及び排気の流量を調整する排気絞り弁の開度のうちの少なくともいずれか１つを採用することができる。
【００２６】
上記添加剤供給手段としては、請求項１３に記載の発明によるように、前記添加剤供給手段は前記排気通路に設けられた添加剤供給機構である、といった構成を採用することにより、各排気浄化部材に対して確実に添加剤を供給することができるようになる。
【００２７】
また、請求項１４に記載の発明によるように、前記添加剤供給手段は機関燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁の噴射時期を制御してポスト噴射を実施させる、といった構成を採用することもできる。この場合には、上記ポスト噴射によって噴射された燃料の一部が、これに先立つメイン噴射によって噴射された燃料の燃焼から若干遅れて燃焼するため、排気を昇温させるといった効果を奏する。また、燃焼されなかった残りの燃料は排気とともに排気通路に導入され、添加剤として排気浄化部材に供給される。従って、上記構成によっても各排気浄化部材に対して添加剤を供給することができるようになる。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第１の排気浄化部材は排気中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化触媒であることをその要旨とする。
【００２９】
上記ＮＯｘ浄化触媒には、吸収したＮＯｘ等を還元・放出させるための添加剤供給が行われる場合が多く、上述した詰まりが生じるおそれがある。しかし上記構成では、このような排気浄化部材を備える場合にあって、上記請求項１〜１４に記載の発明による効果が得られる。そのため、上記ＮＯｘ浄化触媒の詰まりの状態を好適に診断することができる。特に請求項９〜１２のいずれかに記載の構成が適用される場合には、同ＮＯｘ浄化触媒の詰まり度合を低減させることもできるようになる。
【００３０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第１の排気浄化部材は排気中の粒子状物質を捕集するフィルタであることをその要旨とする。
【００３１】
上記フィルタには、捕集されたＰＭ（粒子状物質）（ＰＭ）を焼失させるための添加剤供給が行われる場合が多く、上述した詰まりが生じるおそれがある。しかし上記構成では、このような排気浄化部材を備える場合にあって、上記請求項１〜１５に記載の発明による効果が得られる。そのため、上記フィルタの詰まりの状態を好適に診断することができる。特に請求項９〜１２のいずれかに記載の構成に適用される場合には、同フィルタの詰まり度合を低減させることもできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第１の実施形態について、図１〜図４を併せ参照して説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態にかかる排気浄化装置を備えるディーゼル機関の制御装置、これが適用されるエンジン１、並びにそれらの周辺構成を示す概略構成図である。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には、外気を気筒内に導入するための吸気ポートと燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。
【００３４】
燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。
【００３５】
吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するためのスロットル弁１６が設けられている。
【００３６】
排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気成分を浄化する触媒装置３０が設けられている。この触媒装置３０の内部には直列に２つの排気浄化部材が配設されている。
【００３７】
この２つの排気浄化部材のうち、排気上流側に設けられた第１の排気浄化部材は排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１である。他方、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の排気下流側に設けられた第２の排気浄化部材は、大気に放出される排気中の粒子状物質、すなわちＰＭの量やＮＯｘの量等を低減するＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction system）触媒３２である。このＤＰＮＲ触媒３２は多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気の空燃比がリーンの場合、排気中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵しされたＮＯｘはＨＣやＣＯ等によって還元・放出される。
【００３８】
この他、エンジン１にはＥＧＲ装置が備えられている。このＥＧＲ装置は、吸入空気に排気の一部を導入することで気筒内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させる装置である。この装置は吸気通路３と排気通路２６とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、ＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５はその開度を調整することにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気還流量、すなわちＥＧＲ量を調整する。ＥＧＲクーラ１４はＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度を低下させる。またＥＧＲ弁１５にはＥＧＲ弁開度センサ２２が配設されており、このＥＧＲ弁開度センサ２２によりＥＧＲ弁１５の開度、すなわちＥＧＲ弁開度ＥＡが検出される。
【００３９】
また、エンジン１は排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１を備えている。吸気側タービンとスロットル弁１６との間の吸気通路３には、このターボチャージャ１１の過給により温度が上昇する吸入空気の温度を低下させるため、インタークーラ１８が備えられている。
【００４０】
また、触媒装置３０よりも排気下流側に設けられた排気通路２６内には、排気の流量を調量する排気絞り弁４０が設けられている。この排気絞り弁４０の開度が小さくなるほど排気の流量は減少する。
【００４１】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸気通路３内の吸入空気量ＧＡを検出する。スロットル開度センサ２０はスロットル弁１６の開度、すなわちスロットル開度ＴＡを検出する。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の排気下流側に設けられた第１温度センサ３３は、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した直後の排気の温度である第１排気温度Ｔｈｉを測定する。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の排気下流側に設けられた別の排気浄化部材であるＤＰＮＲ触媒３２の排気下流側に設けられた第２温度センサ３４は、ＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｈｏを検出する。機関回転速度センサ２３はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセル開度センサ２４はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度ＡＣＣＰを検出する。空燃比センサ２１は排気の空燃比λを検出する。
【００４２】
これら各種センサの出力は制御装置２５に入力される。この制御装置２５は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、この制御装置２５により、例えば、燃料噴射弁４ａ〜４ｄの燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、スロットル弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御、排気絞り弁４０の駆動制御等、エンジン１の各種制御が行われる。
【００４３】
他方、シリンダヘッド２にはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に燃料を供給するための添加剤供給機構を構成する噴射ノズル５が取り付けられている。この噴射ノズル５からは第１気筒＃１の排気ポート６ａ内に向けて、添加剤である燃料が噴射される。この噴射された燃料は、排気とともにＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に到達する。また、噴射ノズル５とサプライポンプ１０とは燃料供給管２７によって接続されており、燃料である軽油が供給されるようになっている。この噴射ノズル５は燃料噴射弁４ａ〜４ｄと同様な構造を有しており、制御装置２５によってその噴射量及び噴射時期は制御される。
【００４４】
さて、本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に対して上述した添加剤供給機構による燃料添加が行われる。以下、その理由を説明する。
Ａ．ディーゼルエンジンの場合、排気の空燃比は通常リーンであるため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２のＮＯｘ吸蔵量が限界に達する前に、排気の空燃比をリッチにしてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に吸蔵されたＮＯｘを還元・放出させる必要がある。そこで、制御装置２５は機関運転状態等に基づいて推定されるＮＯｘ吸蔵量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じたＮＯｘ還元処理を実行する。このときに噴射される燃料はＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に到達すると、ＮＯｘ還元剤として作用する。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２で燃焼することによって酸素が消費され、排気の空燃比はリッチになる。このようなＮＯｘ還元処理により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２のＮＯｘ浄化機能は維持される。
【００４５】
Ｂ．ＤＰＮＲ触媒３２に捕集されたＰＭの堆積量が多くなると同ＤＰＮＲ触媒３２での圧力損失が増大する。そのため、機関運転状態等に悪影響を与えるほど圧力損失が増大する前に堆積したＰＭを減少させる、いわゆるＤＰＮＲ触媒の再生処理を行う必要がある。そこで、制御装置２５は機関運転状態や触媒装置３０の上流側排気圧及び下流側排気圧の差等に基づいて推定されるＰＭ堆積量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じたＤＰＮＲ触媒再生処理を実行する。このとき噴射される燃料はＤＰＮＲ触媒３２に到達すると燃焼され、これによりＰＭは着火されて最終的には焼失される。すなわちこの噴射燃料は、ＰＭの燃焼促進剤として作用する。このようなＤＰＮＲ触媒の再生処理により、ＤＰＮＲ触媒３２に堆積したＰＭの量が減少される。
【００４６】
Ｃ．ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、燃料や潤滑油に由来する硫黄分から生成されるＳＯｘ（硫黄酸化物）も吸収してしまう性質がある。ここで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の吸蔵量には限界があるため、このＳＯｘ吸収量が増大すると吸蔵可能なＮＯｘ量が減少してしまうといった、いわゆるＳＯｘ被毒によるＮＯｘ浄化機能の低下現象が生じる。一方、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸収されたＳＯｘは、６００℃近い高温の還元雰囲気下において、同触媒から還元された状態で放出されることが知られており、このような条件下ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸収されたＳＯｘ量を減少させることができる。そこで制御装置２５は機関運転状態等に基づいて推定されるＳＯｘ吸収量が所定の限界値に達したときに、上記噴射ノズル５による燃料添加を通じたＳＯｘ被毒回復処理を実行する。このとき噴射される燃料はＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２において燃焼され、その熱より各触媒の温度は高められる。しかも燃料の燃焼によって各触媒の周りの酸素が消費され、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２の周りの酸素濃度も低くなり、高温及び還元雰囲気といった条件が満たされて、各触媒に堆積したＳＯｘは還元・放出される。またこの燃料はＳＯｘの還元剤としても機能する。
【００４７】
上記Ａ〜Ｃのような理由により、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２には燃料添加が行われる。
ここで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２は、その温度が過剰に高くなると破損してしまうおそれがある。特に、ＤＰＮＲ触媒３２にはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１で昇温された排気が流入するため、ＤＰＮＲ触媒３２の温度はＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１よりも高くなる傾向がある。従って、排気温度を機関運転状態に応じた目標温度に制御して、ＤＰＮＲ触媒３２の過昇温を抑制するようにすれば、自ずとＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の過昇温も抑制することができる。
【００４８】
ここで、ＤＰＮＲ触媒３２内では添加剤の燃焼等が起きるため、同ＤＰＮＲ触媒３２に流入する前の排気の温度（上記第１排気温度Ｔｈｉ）を制御してもこのＤＰＮＲ触媒３２の温度は過度に高くなるおそれがある。一方、ＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度（上記第２排気温度Ｔｈｏ）を制御する場合には、ＤＰＮＲ触媒３２内での添加剤の燃焼に起因する同ＤＰＮＲ触媒３２の温度上昇を考慮した排気温度の制御が実施され、ＤＰＮＲ触媒３２の温度は上記目標温度近傍の温度に制御される。そこで、本実施形態では、上記噴射ノズル５による添加剤供給量を調量することにより、ＤＰＮＲ触媒３２の下流側排気温度、すなわち上記第２温度センサ３４によって測定される第２排気温度Ｔｈｏを目標排気温度ＰＴに制御するようにしている。
【００４９】
図２は制御装置２５によって実施される排気温度制御についてその処理手順を示している。なお、この一連の処理は上記排気温度制御手段を構成する。
本処理が開始されると、第２排気温度Ｔｈｏが読み込まれる（ステップＳ１１０）。次に、目標排気温度ＰＴと第２排気温度Ｔｈｏとの偏差に基づき、噴射ノズル５による燃料添加量が設定され（ステップＳ１２０）、本処理は一旦終了される。この目標排気温度ＰＴはＤＰＮＲ触媒３２の排気浄化性能を確保しつつ、その過昇温を抑制することのできる温度であり、機関運転状態、例えば排気温度と相関関係にある機関負荷等に応じて設定される。また、目標排気温度ＰＴと第２排気温度Ｔｈｏとの偏差が大きくなるほど、すなわち第２排気温度Ｔｈｏが目標排気温度ＰＴよりも高くなるほど燃料添加量は減量される。そして、この設定された燃料添加量が噴射ノズル５から噴射されることにより、ＤＰＮＲ触媒３２の下流側の排気温度は目標排気温度ＰＴに制御される。すなわち、ＤＰＮＲ触媒３２の温度は機関運転状態毎に所定の温度に維持される。
【００５０】
一方、このような燃料添加は次のような不具合が生じるおそれがある。
すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２といった各排気浄化部材に供給される添加剤は、排気浄化部材での燃焼や酸化反応等によって基本的には気化・焼失される。しかし、一部の添加剤が燃焼や酸化反応等に供されることなくそのまま排気浄化部材に付着してしまうと、これがバインダとなってＰＭ等を吸着し、排気浄化部材に詰まりを生じさせるおそれがある。
【００５１】
なお、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２といった各排気浄化部材は燃料添加による酸化反応熱や燃料燃焼時の熱によって昇温されるものの、このときの各排気浄化部材の温度分布は均一ではなく、酸化反応熱や燃焼時の熱によって排気下流側に向かうほどその温度は高くなっている。逆に言えば、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２の温度は排気上流側に向かうほど低くなっている。そのため、各排気浄化部材の排気上流側の先端部分に付着した燃料は、自身の酸化反応に必要な温度や燃焼に必要な温度にまで昇温されにくい傾向にあり、場合によっては先端部分に付着したままバインダとなって排気中のＰＭ等を吸着し、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２の詰まりを引き起こすおそれもある。
【００５２】
また、本実施形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１がＤＰＮＲ触媒３２の排気上流側に設けられているため、特にＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の先端部分に詰まりが生じやすい傾向にある。そこで本実施形態では、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態を診断する診断手段を備えるようにしている。より具体的には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態を診断するとともに詰まりの度合を低減させる先端再生処理を実施するようにしている。
【００５３】
まず、本実施形態における詰まり診断の原理を図３に示す。
この図３は所定の機関運転状態において、噴射ノズル５からの燃料添加が実施されたときの第１排気温度Ｔｈｉ及び第２排気温度Ｔｈｏの変化態様を示している。
【００５４】
まず、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１にデポジットなどの付着物の付着が生じていない状態、すなわち詰まりが生じていない状態では、噴射ノズル５から噴射される燃料は排気とともにＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１へ流入して燃焼される。そのため、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した直後の排気の温度は高くなり、上記第１温度センサ３３によって測定される第１排気温度Ｔｈｉは所定の温度となる。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した排気はＤＰＮＲ触媒３２を通過する際の浄化作用によってさらにその温度が上昇する。そのため、上記第２温度センサ３４によって測定される第２排気温度Ｔｈｏは第１排気温度Ｔｈｉよりも高い所定の温度になる。
【００５５】
ここで、時刻ｔ１においてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１への付着量が増大し、徐々にその詰まり度合が大きくなると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１における排気の流路面積が小さくなっていくため、添加された燃料の一部が燃焼されることなく同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過してしまうようになる。従って、詰まりの度合が大きくなるほどＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した直後の排気の温度（第１排気温度Ｔｈｉ）は低くなる。他方、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１で燃焼されなかった一部の燃料はＤＰＮＲ触媒３２を通過する際に燃焼される。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合が大きくなるほど、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の下流側に設けられたＤＰＮＲ触媒３２の下流側の排気温度（第２排気温度Ｔｈｏ）は高くなる。従って、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じている場合には、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の下流側の排気温度、すなわちその下流側に設けられたＤＰＮＲ触媒３２の上流側の排気温度（第１排気温度Ｔｈｉ）と、同ＤＰＮＲ触媒３２の下流側の排気温度（第２排気温度Ｔｈｏ）との温度差ΔＴが大きくなる。このようにＤＰＮＲ触媒３２を挟んだ上流側の排気温度と下流側の排気温度との温度差は、このＤＰＮＲ触媒３２の上流側に設けられた別の排気浄化部材、すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりについてその度合を示す指標値として利用することができる。
【００５６】
ここで、排気通路２６に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合には、第１排気温度Ｔｈｉの変化傾向に併せて第２排気温度Ｔｈｏも変化するため、上記温度差ΔＴは基本的に機関運転状態に応じた排気温度の変化の影響を受けにくい値となる。従ってＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合の指標値として上記温度差ΔＴを用いることにより、排気通路２６に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態を好適に診断することができる。
【００５７】
ちなみに、本実施形態では上記排気温度制御を実施するようにしており、第２排気温度Ｔｈｏの温度は機関運転状態に応じた一定の温度に制御される。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じている場合の第１排気温度Ｔｈｉ及び第２排気温度Ｔｈｏの変化態様は図４に示すような態様となる。なお、図４において一点鎖線で示す温度推移は、排気温度制御を実施しない場合の変化推移（図３に示した排気温度の変化推移）を示している。
【００５８】
すなわち、時刻ｔ１においてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１への付着量が増大し、徐々にその詰まり度合が大きくなると、上述したように第２排気温度Ｔｈｏが高くなっていく（一点鎖線で図示）。このように第２排気温度Ｔｈｏが高くなっていくと、目標排気温度ＰＴと第２排気温度Ｔｈｏとの偏差も増大するため、噴射ノズル５からの燃料添加量が減量される。そして、第２排気温度Ｔｈｏは現在の機関運転状態に応じた所定の目標排気温度ＰＴに維持される。一方、時刻ｔ１においてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１への付着量が増大し、徐々にその詰まり度合が大きくなると第１排気温度Ｔｈｉは低くなっていくが、このときには上述したように燃料の添加量が減量されているため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１で燃焼される燃料の量も減少し、燃料の燃焼に起因する発熱量も減少する。従って、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じている場合の第１排気温度Ｔｈｉは、排気温度制御を実施しない場合（一点鎖線で図示）と比較して、より低くなる。このように、排気温度制御の実施によって第２排気温度Ｔｈｏはほぼ一定の温度に制御される場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合に応じて第１排気温度Ｔｈｉは低くなる。すなわちこの場合においても、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合に応じて上記温度差ΔＴは変化するため、上述したような排気温度制御を実施する場合であっても、温度差ΔＴに基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合を診断することができる。
【００５９】
次に、このような詰まり診断の原理を用いた先端再生処理についてその手順を図５に示す。なお、本処理は噴射ノズル５からの燃料添加が実施されたことを条件に、制御装置２５によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【００６０】
本処理が開始されるとまず、第１排気温度Ｔｈｉ及び第２排気温度Ｔｈｏが読み込まれ（ステップＳ２１０）、第１排気温度Ｔｈｉと第２排気温度Ｔｈｏとの温度差ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｈｏ−Ｔｈｉ）が算出される（ステップＳ２２０）。
【００６１】
次に、温度差ΔＴが詰まり判定値α以上か否かが判定される（ステップＳ２３０）。この詰まり判定値αはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていることを判定するための値であり、詰まりが生じていないときの温度差ΔＴを超える値が予め設定されている。そして、温度差ΔＴが詰まり判定値α未満である旨判定される場合には（ステップＳ２３０：ＮＯ）、現在の温度差ΔＴがそれほど大きくなく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合も小さい、すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないと判断され、本処理は一旦終了される。
【００６２】
一方、温度差ΔＴが詰まり判定値α以上である旨判定される場合には（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、現在の温度差ΔＴが大きく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合も大きい、すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていると診断される。そして、この詰まりを生じさせている付着物の量を減少させるべく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温処理が実施される（ステップＳ２４０）。なお、ここで実施される一連の昇温処理は上記昇温手段を構成しており、具体的には次のような処理が実施される。
【００６３】
まず、噴射ノズル５から先端再生に必要な一定の燃料が噴射され、この燃料がＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１にて燃焼される。ここでＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の温度が過度に低いと、このとき噴射された燃料がＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりをさらに助長してしまうおそれがあるため、機関制御量の調整を通じた排気流量の減少が併せて実施される。このように排気流量の減少が実施されると、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過する排気の流量が減少するため、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１での排気の浄化時間がより多く確保される。そのため、浄化反応の際に生じる反応熱も増大してＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温も好適になされるようになる。従って、添加された燃料の付着が抑制されるとともにその燃焼も促進され、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温が確実に実施される。そして、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温により付着物は焼失され、付着物の量は減少する。
【００６４】
なお上記機関制御量の調整としては、吸入空気量を調量するスロットル弁１６の開度を一時的に減少させる、ＥＧＲ量を調量するＥＧＲ弁１５の開度を一時的に減少させる、排気の流量を調整する排気絞り弁４０の開度を一時的に減少させる等といった態様のうち、少なくともいずれか１つを採用することで実際に排気流量を減少させることができる。
【００６５】
次に、温度差ΔＴが詰まり解消判定値β以下か否かが判定される（ステップＳ２５０）。この詰まり解消判定値βはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないことを判定するための値であり、本実施形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないときの温度差ΔＴをこの詰まり解消判定値βとして予め設定している。なお、詰まり解消判定値βを少なくとも上記詰まり判定値αよりも小さい値として設定することにより、少なくとも詰まりの度合が低下していることを診断することができる。
【００６６】
そして、温度差ΔＴが詰まり解消判定値βよりも大きい旨判定される場合には（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２４０の処理が継続される。すなわち昇温処理が継続される。
【００６７】
一方、温度差ΔＴが詰まり解消判定値β以下である旨判定される場合には（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に付着した付着物の量が昇温処理によって十分に減少し、詰まりは解消されたと診断される。そして、昇温処理が終了され（ステップＳ２６０）、本処理は一旦終了される。
【００６８】
このような態様で実施される先端再生処理によって、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりが診断されるとともに、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合は低減される。
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
【００６９】
（１）燃料添加が実施されたときにあって、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を通過した直後の排気の温度である第１排気温度Ｔｈｉと、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１よりも排気下流側に設けられたＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｈｏとの温度差ΔＴを算出するようにしている。そしてこの温度差ΔＴをＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合を示す指標値として用いるようにしている。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態を好適に診断することができるようになる。
【００７０】
ここで、排気通路２６に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合には、第１排気温度Ｔｈｉの変化傾向に併せて第２排気温度Ｔｈｏも変化するため、上記温度差ΔＴは機関運転状態に応じた排気温度の変化の影響を受けにくい値となる。従ってこの温度差ΔＴに基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを診断することにより、排気通路２６に排出される排気の温度が機関運転状態に応じて変化する場合であっても、詰まりの状態を好適に診断することができるようになる。
【００７１】
（２）ＤＰＮＲ触媒３２を通過した直後の排気の温度である第２排気温度Ｔｈｏが目標排気温度ＰＴになるように噴射ノズル５からの燃料添加量を調量するようにしている。そのため、ＤＰＮＲ触媒３２の温度を好適に制御することができるようになる。
【００７２】
（３）上記燃料添加量の調量に際しては、第２排気温度Ｔｈｏが目標排気温度ＰＴよりも高くなるほど燃料添加量を減量させるようにしている。そのため、ＤＰＮＲ触媒３２の過昇温を好適に抑制することができるようになる。
【００７３】
（４）上述したような態様でＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを診断した結果、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じている旨判定されたときには、上記昇温処理を実行するようにしている。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合を低減することができる。ここで、上記実施形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを好適に診断することができるため、上記昇温処理の実行可否も適切に判断することができる。
【００７４】
（５）上記昇温処理として機関制御量、例えば吸入空気量を調量するスロットル弁１６の開度、排気還流量（ＥＧＲ量）を調量する排気還流弁（ＥＧＲ弁１５）の開度、及び排気の流量を調整する排気絞り弁４０の開度のうちの少なくともいずれか１つを調整し、これにより排気流量を減少させるようにしている。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１での排気の浄化時間がより多く確保されるようになり、浄化反応の際に生じる反応熱も増大して同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温も好適になされるようになる。
【００７５】
（６）排気通路２６に設けられた添加剤供給機構、すなわち噴射ノズル５から燃料を噴射供給するようにしている。そのため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１やＤＰＮＲ触媒３２に対して確実に添加剤である燃料を供給することができるようになる。
【００７６】
（７）排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ、並びに排気中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化触媒として機能するＤＰＮＲ触媒３２には、捕集された粒子状物質を焼失させるため、あるいは吸収したＮＯｘ等を還元・放出させるための添加剤供給が行われる場合が多い。そのため、同ＤＰＮＲ触媒３２よりも排気上流側に設けられ、しかも同ＤＰＮＲ触媒３２よりもその本体温度が低い傾向にあるＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１には、上述したような詰まりが生じるおそれがある。しかしながら上記実施形態によれば、そのような詰まりの状態を好適に診断することができ、さらには上記昇温処理によって詰まりの度合を低減させることもできるようになる。
（第２の実施形態）
次に、この発明にかかる内燃機関の排気浄化装置を具体化した第２の実施形態について、図６を併せ参照して説明する。
【００７７】
上記第１の実施形態では、第１排気温度Ｔｈｉと第２排気温度Ｔｈｏとの温度差ΔＴに基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを診断するようにした。ここで、上述したように、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じているときには、同詰まりが生じていない場合と比較して、第１排気温度Ｔｈｉの温度は低下するようになり、その低下度合が大きいほど、詰まりの度合も大きいと判断することができる。そこで、本実施形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの診断を、上述したような温度差ΔＴではなく、第１排気温度Ｔｈｉに基づいて行うようにしており、この点のみが第１の実施形態とは異なっている。そこで、以下ではこの相違点を中心に本実施形態を説明する。
【００７８】
図６は本実施形態における先端再生処理についてその手順を示している。なお、本処理も噴射ノズル５からの燃料添加が実施されたことを条件に、制御装置２５によって所定時間毎に繰り返し実行される。
【００７９】
本処理が開始されるとまず、第１排気温度Ｔｈｉが読み込まれる（ステップＳ３１０）。
次に、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり判定値Ａ以下であるか否かが判定される（ステップＳ３２０）。この詰まり判定値ＡはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていることを判定するための値であり、詰まりが生じていないときの第１排気温度Ｔｈｉよりも低い値が予め設定されている。そして、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり判定値Ａよりも大きい旨判定される場合には（ステップＳ３２０：ＮＯ）、現在の第１排気温度Ｔｈｉがそれほど低くなく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合も小さい、すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないと判断され、本処理は一旦終了される。
【００８０】
一方、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり判定値Ａ以下である旨判定される場合には（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、現在の第１排気温度Ｔｈｉが低くなっており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合も大きい、すなわちＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていると診断される。そして、この詰まりを生じさせている付着物を減少させるべく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温処理が実施される（ステップＳ３３０）。ここでの昇温処理は、第１の実施形態での先端再生処理において、ステップＳ２４０で実施される昇温態様と同一である。
【００８１】
次に、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり解消判定値Ｂ以上か否かが判定される（ステップＳ３４０）。この詰まり解消判定値ＢはＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないことを判定するための値であり、本実施形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じていないときの第１排気温度Ｔｈｉをこの詰まり解消判定値Ｂとして予め設定している。なお、詰まり解消判定値Ｂを少なくとも上記詰まり判定値Ａよりも大きい値として設定することにより、少なくとも詰まりの度合が低下していることを診断することができる。
【００８２】
そして、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり解消判定値Ｂ未満である旨判定される場合には（ステップＳ３４０：ＮＯ）、ステップＳ３３０の処理が継続される。すなわち昇温処理が継続される。
【００８３】
一方、第１排気温度Ｔｈｉが詰まり解消判定値Ｂ以上である旨判定される場合には（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に付着した付着物の量が昇温処理によって十分に減少し、詰まりは解消されたと診断される。そして、昇温処理が終了され（ステップＳ３５０）、本処理は一旦終了される。
【００８４】
このような態様で実施される先端再生処理によって、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりが診断されるとともに、同ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合が低減される。
なお同様な態様で、第２排気温度Ｔｈｏに基づきＤＰＮＲ触媒３２の詰まりの状態を診断するとともに、同ＤＰＮＲ触媒３２の詰まり度合を低減させることもできる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態によってもＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態を好適に診断することができるようになる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【００８６】
・上記各実施形態において、図２に示したような排気温度制御を省略するようにしてもよい。この場合であっても先の図４に示したように、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まり度合が高くなるほど、温度差ΔＴは大きくなり、また第１排気温度Ｔｈｉは低くなるようになるため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを好適に診断することができる。
【００８７】
・上記各実施形態では、排気浄化部材の詰まりについての診断結果に基づいて昇温処理を実施するか否かを判定するようにしたが、この診断結果は適宜に利用することができる。例えば、排気浄化部材に詰まりが生じている旨診断されたときには、運転席等に設けられた警告灯を点灯させるなどといった処理を行うようにしてもよい。また昇温処理を省略することもでき、この場合であっても、少なくとも排気浄化部材の詰まりを好適に診断することができる。
【００８８】
・第１の実施形態において、温度差ΔＴに基づいて詰まりの度合を推定するようにしてもよい。具体的には、図７に例示するように温度差ΔＴが大きくなるほど詰まりの度合が高いと診断するようにしてもよい。
【００８９】
また、第２の実施形態において、第１排気温度Ｔｈｉに基づいて詰まりの度合を推定するようにしてもよい。具体的には図８に例示するように第１排気温度Ｔｈｉが低くなるほど詰まりの度合が高いと診断するようにしてもよい。
【００９０】
・このように第１及び第２の実施形態では詰まりの度合を推定することもできる。そこで、このように推定される詰まり度合に基づいて昇温処理におけるＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の昇温度合を可変設定するようにしてもよい。例えば、詰まり度合が高くなるほど先端再生のための燃料添加量を増大させる、あるいは排気流量の減少量を増大させるといった処理を行うことで、効率よくＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を昇温させることができ、もって先端再生も効率よく実施することができる。
【００９１】
・第１の実施形態における詰まり判定値αや詰まり解消判定値βを機関運転状態、例えば機関負荷等に応じて可変設定するようにしてもよい。この場合には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じてないときにおける温度差ΔＴが機関運転状態に応じて変化する場合であっても、この変化に対応して詰まり判定値αや詰まり解消判定値βが可変設定されるようになるため、詰まりの診断精度を向上させることができる。
【００９２】
・第１排気温度Ｔｈｉは機関運転状態によっても変化する。そこで上記第２の実施形態において、機関運転状態に応じて設定される基準温度と第１排気温度Ｔｈｉとの乖離度合に基づいてＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりを診断するようにしてもよい。例えば、基準温度と第１排気温度Ｔｈｉとの偏差が所定値以上であるときにＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１に詰まりが生じている旨診断されるようにすることもできる。この場合には、詰まりに起因する排気温度の変化分を好適に把握することができ、もってＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１の詰まりの状態をさらに好適に診断することができるようになる。
【００９３】
なお、乖離度合が大きくなるほど詰まりの度合が高いと診断する、といった構成を採用することにより、詰まりの度合をも好適に診断することができるようになる。
また、第２の実施形態における詰まり判定値Ａや詰まり判定値Ｂを機関運転状態、例えば機関負荷等に応じて可変設定するようにしても、この変形例と同様な効果を得ることができる。
【００９４】
・上記各実施形態及びその変形例において排気通路２６に設けられる排気浄化部材の数、例えば触媒装置３０内に設けられる排気浄化部材の数は適宜変更することができる。なお、３つ以上の排気浄化部材を設ける場合において、上記第２温度センサ３４の配設位置は、第１温度センサ３３の下流側に設けられた排気浄化部材の下流側であれば任意である。
【００９５】
・上記各実施形態及びその変形例において排気通路２６に設けられる排気浄化部材の種類、例えば触媒装置３０内に設けられる排気浄化部材の種類も適宜変更することができる。例えばＤＰＮＲ触媒３２をＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、すなわち排気中のＰＭ等を捕集するＰＭフィルタとしてのみ機能する排気浄化部材に変更こともできる。また、触媒装置３０内に異なる種類の排気浄化部材を設ける場合にあって、排気の流れ方向におけるそれらの位置関係は任意である。例えば第１の実施形態における触媒装置３０内の排気浄化部材の位置関係として、排気上流側から順にＤＰＮＲ触媒３２とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を設けるようにしてもよい。この場合にはＤＰＮＲ触媒３２の詰まりを診断することができる。また、排気上流側から順に上記ＤＰＦとＮＯｘ吸蔵還元型触媒３１を設けるようにしてもよい。この場合にはＤＰＦの詰まりを診断することができる。
【００９６】
・第２の実施形態で説明した詰まりの診断態様は、排気通路に排気浄化部材を１つだけ備える場合であっても適用することができる。
・上記各実施形態及びその変形例における添加剤は内燃機関用の燃料であったが、これと同様な作用が得られる添加剤であればどのようなものでもよい。
【００９７】
・上記各実施形態及びその変形例において、噴射ノズル５は触媒装置３０の排気上流側であればその取り付け位置は任意である。
・機関燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁の噴射時期を制御してポスト噴射を実施させる噴射時期制御処理を上記添加剤供給手段とするようにしてもよい。このポスト噴射とは、メイン噴射（圧縮上死点近傍で実行され、かつ機関負荷にほぼ対応した燃料量が噴射される噴射）から大きく遅角した時期に実行される燃料噴射である。この場合には、ポスト噴射によって噴射された燃料の一部が、これに先立つメイン噴射によって噴射された燃料の燃焼から若干遅れて燃焼するため、排気を昇温させるといった効果を奏する。また、燃焼されなかった残りの燃料は排気とともに排気通路２６に導入され、添加剤として排気浄化部材に供給される。従って、ポスト噴射の実施によっても各排気浄化部材に添加剤を供給することができるようになる。なお、このポスト噴射と上述したような添加剤供給機構による添加剤供給とを同時に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明にかかる内燃機関の排気浄化装置の第１の実施形態について、これが適用される内燃機関及びその周辺構成を示す概略図。
【図２】同実施形態における排気温度制御の処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態における排気浄化部材の詰まりの診断について、その原理を説明するグラフ。
【図４】同実施形態において、排気温度制御が実施されるときの排気温度、付着物の量、及び燃料添加量の変化態様を例示するグラフ。
【図５】同実施形態における先端再生処理の手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態における先端再生処理の手順を示すフローチャート。
【図７】第１の実施形態の変形例において温度差と詰まり度合との対応関係を例示するグラフ。
【図８】第２の実施形態の変形例において第１排気温度と詰まり度合との対応関係を例示するグラフ。
【符号の説明】
【００９９】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…噴射ノズル、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…スロットル弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…スロットル開度センサ、２１…空燃比センサ、２２…ＥＧＲ弁開度センサ、２３…機関回転速度センサ、２４…アクセル開度センサ、２５…制御装置、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…触媒装置、３１…ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、３２…ＤＰＮＲ触媒、３３…第１温度センサ、３４…第２温度センサ、４０…排気絞り弁。
【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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