(57)【要約】【課題】ＥＧＲ触媒を備えるＥＧＲ装置を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒の溶損を回避する。【解決手段】排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化手段と、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲクーラと、ＥＧＲ触媒と、ＥＧＲ弁と、を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記内燃機関の燃焼サイクルにおいて主噴射より後の所定時期に再度の燃料噴射である副噴射を行って、前記排気浄化手段に捕集された粒子状物質を酸化除去するとともに、該副噴射が実行されている間の所定期間において、前記ＥＧＲ弁を開弁する（Ｓ１０７からＳ１１２）ことで前記ＥＧＲ通路を介して前記ＥＧＲ触媒に排気を流入させる。【選択図】図２
2005016393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、該内燃機関から排出される排気中の物質を酸化するとともに、該排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化手段と、
前記内燃機関から排出される排気の一部を前記排気浄化手段よりも上流の前記排気通路から該内燃機関の吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気を冷却するＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲクーラの上流側の前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気中の物質を酸化するＥＧＲ触媒と、
前記ＥＧＲ触媒の下流側の前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気の流れを制御するＥＧＲ弁と、
前記内燃機関の燃焼サイクルにおいて主噴射より後の所定時期に再度の燃料噴射である副噴射を行って、前記排気浄化手段に捕集された粒子状物質を酸化除去する副噴射手段と、
前記副噴射手段の副噴射によって前記排気浄化手段に捕集された粒子状物質を酸化除去する間の所定期間において、前記ＥＧＲ弁を開弁することで前記ＥＧＲ通路を介して前記ＥＧＲ触媒に排気を流入させるＥＧＲ弁制御手段と、を備え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】
前記内燃機関の燃焼ガス温度が所定の燃焼ガス温度より低いとき、該内燃機関の燃焼ガス温度を上昇させる昇温制御手段を、更に備え、
前記副噴射手段は、前記内燃機関の燃焼ガス温度が所定の燃焼ガス温度より低いとき、前記昇温制御手段によって該内燃機関の燃焼ガス温度を該所定の燃焼ガス温度まで上昇させた後に、副噴射を行う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ＥＧＲ触媒に堆積する粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段を、更に備え、
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記堆積量推定手段によって推定される堆積量に基づいて前記ＥＧＲ弁の開弁時間を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記副噴射手段の副噴射による前記排気浄化手段に捕集された粒子状物質の酸化除去が所定回数実行される毎に、前記ＥＧＲ弁を開弁することで前記ＥＧＲ通路を介して前記ＥＧＲ触媒に排気を流入させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記排気浄化手段より上流側の前記排気通路に設けられ、該排気浄化手段に流入する排気に燃料を添加する燃料添加手段を、更に備え、
前記副噴射手段の副噴射による前記排気浄化手段に捕集された粒子状物質の酸化除去が実行されるときに、前記燃料添加手段によって前記排気通路を流れる排気に燃料を添加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化を行う排気浄化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関から排出される排気のＮＯｘを抑制するための技術として、排気の一部を内燃機関の吸気通路に再循環させる、いわゆるＥＧＲ装置がある。ＥＧＲ装置は、内燃機関の燃焼室に排気を導入することにより、燃焼室内の燃焼温度を下げてＮＯｘの生成量を減少させるものである。
【０００３】
ＥＧＲ装置は、再循環される排気が流れるＥＧＲ通路、ＥＧＲ通路を流れる排気を冷却するためのＥＧＲクーラ、ＥＧＲ通路を流れる排気量を調整するＥＧＲ弁等の機器から構成される。ここで、再循環される排気中に含まれるＨＣや粒子状物質（以下、「ＰＭ」という）等がこれらＥＧＲクーラやＥＧＲ弁に付着、堆積すると、ＥＧＲクーラの目詰まりによる排気冷却能力の低下や、ＥＧＲ弁の固着を招き、排気の再循環制御を良好に行うことが困難となる。
【０００４】
そこで、ＥＧＲクーラの上流側に排気中の物質を酸化するＥＧＲ触媒を設けて、ＥＧＲクーラ等に流入する排気中のＨＣやＰＭ等を浄化して、これらに起因する悪影響を未然に防止する技術が公開されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、排気に含まれる煤等がＥＧＲクーラに付着してその冷却能力が低下しときに、排気の温度を上昇させて、付着している煤等を燃焼させて、煤等を酸化除去する技術も公開されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００５】
また、内燃機関から排出される排気にはＰＭが含まれており、内燃機関の排気通路において、排気中のＰＭを捕集し、外気へＰＭが放出するのを抑制するための排気浄化手段が備えられる。しかし、排気浄化手段に捕集されたＰＭが多くなると、排気通路における排気の流れを妨げ、排気通路の背圧が上昇し、内燃機関の運転に悪影響を与える虞がある。そこで、燃料の噴射量や噴射時期を制御もしくは排気へ燃料を添加することで、ＨＣを排気に供給して、排気浄化手段に捕集されているＰＭを酸化除去する技術が公開されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−４５８８１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７４１４８号公報
【特許文献３】
特開２００２−１８０８１６号公報
【特許文献４】
特開平９−１３９４５号公報
【特許文献５】
特開平８−３３８３２０号公報
【特許文献６】
特開２００１−１４０７０３号公報
【特許文献７】
特開２００２−３７１８７４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＧＲ装置が備えられている内燃機関において、ＥＧＲ装置を流れる排気に含まれるＨＣやＰＭ等を酸化除去することで、ＨＣやＰＭ等によるＥＧＲ装置への悪影響を防止するためのＥＧＲ触媒が、該ＥＧＲ装置に設けられている場合、排気中のＰＭがＥＧＲ触媒に堆積するとＥＧＲ触媒の酸化能力が低下し、また排気の流れを妨げて良好な排気再循環制御を行うことが困難となる。
【０００８】
更に、ＥＧＲ触媒での酸化反応が良好に進行せず、内燃機関から排出されるＰＭがＥＧＲ触媒に堆積していくような内燃機関の運転状態が比較的長く続いた後に、ＥＧＲ触媒に流入する排気温度が上昇すると、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭが一斉に燃焼し、ＥＧＲ触媒の温度が過度に昇温して、ＥＧＲ触媒自体が溶損する虞がある。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ＥＧＲ触媒を備えるＥＧＲ装置を有する内燃機関の排気浄化システムであって、より簡便な手法によって、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒の堆積が原因となるＥＧＲ触媒の溶損を回避する内燃機関の排気浄化システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムの排気浄化手段に堆積したＰＭを酸化除去するための、主噴射後の所定時期において行われる燃料噴射である副噴射に着目した。これは、副噴射が行われたときの燃料は燃焼室内で高温の燃焼ガスに曝されるため、該燃料によるＨＣの分子量が小さくなり、より活性な状態となるからである。また、本来、排気浄化手段に堆積したＰＭを酸化除去させるために行う副噴射を、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭの酸化除去に利用することで、特別な装置を必要とせず内燃機関の排気浄化システムをより簡便に構成することが可能となるからである。
【００１１】
そこで、内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の排気通路に設けられ、該内燃機関から排出される排気中の物質を酸化するとともに、該排気に含まれるＰＭを捕集する排気浄化手段と、前記内燃機関から排出される排気の一部を前記排気浄化手段よりも上流の前記排気通路から該内燃機関の吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気を冷却するＥＧＲクーラと、前記ＥＧＲクーラの上流側の前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気中の物質を酸化するＥＧＲ触媒と、前記ＥＧＲ触媒の下流側の前記ＥＧＲ通路に備えられ、該ＥＧＲ通路を流れる排気の流れを制御するＥＧＲ弁と、前記内燃機関の燃焼サイクルにおいて主噴射より後の所定時期に再度の燃料噴射である副噴射を行って、前記排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去する副噴射手段と、前記副噴射手段の副噴射によって前記排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去する間の所定期間において、前記ＥＧＲ弁を開弁することで前記ＥＧＲ通路を介して前記ＥＧＲ触媒に排気を流入させるＥＧＲ弁制御手段と、を備える。
【００１２】
前記内燃機関の排気浄化システムにおいては、排気浄化手段によって排気中に含まれるＰＭを捕集することで、ＰＭが外気へ放出されるのを抑制する。しかし、捕集されたＰＭが増大するに従い、排気通路における排気の流れを妨げ、排気通路の背圧が上昇し、内燃機関の運転に悪影響を与える虞がある。
【００１３】
そこで、前記副噴射手段による副噴射が行われることで、内燃機関からの排気にＨＣを多く含ませる。副噴射が行われる前記所定時期とは、内燃機関の燃焼サイクルにおいて、主噴射より後であって副噴射によって噴射された燃料が内燃機関の機関出力に寄与しない時期をいい、例えば、膨張行程中期から排気行程までの期間におけるいずれかの時期をいう。従って、副噴射によって噴射された燃料は、主噴射によって生成された高温の燃焼ガスに噴射されるため、燃料の分子量がより小さくなり、より活性な状態となる。
【００１４】
そして、該排気中のＨＣを排気浄化手段の有する酸化機能によって酸化させて排気温度を昇温させ、排気浄化手段に捕集されているＰＭを酸化除去する。ここで、前記排気浄化手段は、排気中の物質を酸化する酸化触媒の下流に、排気中のＰＭを捕集するフィルタから構成される他に、該酸化触媒が該フィルタに担持されている構成でもよい。
【００１５】
また、前記内燃機関の排気浄化システムにおいては、内燃機関から排出された排気の一部がＥＧＲ通路を経て、内燃機関の吸気通路へ再循環される排気再循環制御が行われることで、排気中のＮＯｘが低減される。ここで、ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ触媒は、ＥＧＲ通路を流れる排気に含まれるＨＣやＰＭ等の物質を酸化して浄化し、下流のＥＧＲ通路に存在するＥＧＲクーラやＥＧＲ弁にＨＣやＰＭが付着、堆積するのを抑制する。
【００１６】
しかし、ＥＧＲ触媒の酸化能力を上回る量のＰＭが排気に含まれている場合、ＥＧＲ触媒に比較的多くのＰＭが堆積する虞がある。そのためＥＧＲ触媒の酸化能力が低下し、また、堆積したＰＭが高温の排気に曝されることにより、その堆積量が比較的多い故にＥＧＲ触媒の温度が過度に昇温し、ＥＧＲ触媒が溶損する虞がある。
【００１７】
そこで、本来排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去するために副燃料噴射手段による副噴射で排気中に供給されるＨＣを、前記ＥＧＲ弁制御手段によってＥＧＲ弁を開弁することで、ＥＧＲ触媒の方にも供給して、ＥＧＲ触媒の酸化能力によって排気温度を昇温させて、堆積したＰＭを酸化除去する。このとき、ＥＧＲ弁を開弁する期間は、排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去するための副燃料噴射手段による副噴射が実行されている間における期間であり、ＥＧＲ触媒に堆積しているＰＭを酸化除去するのに足りる期間であればよい。また、当然に、排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去されている間、ＥＧＲ弁を開弁状態としてもよい。
【００１８】
一般に、ＥＧＲ触媒に流れ込む排気温度は、排気通路に設けられた排気浄化手段に流れ込む排気温度と比べて高いため、ＥＧＲ触媒におけるＰＭの堆積量は、排気浄化手段におけるＰＭの捕集量より少ない。また、排気浄化手段は本来的に排気中の粒子状を捕集することを目的とした構造をしている。一方、ＥＧＲ触媒は排気中の物質を酸化させることが目的であり、ＰＭの捕集を主目的とする構造を有してはいない。従って、構造的な観点からも、ＥＧＲ触媒でのＰＭの堆積量は、排気浄化手段でのＰＭの捕集量より少ない。従って、排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去するための副燃料噴射手段による副噴射が実行されている間には、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭをほぼ酸化除去することが可能である。
【００１９】
これにより、排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去するのと時期を同じくしてＥＧＲ触媒に堆積するＰＭを酸化除去することが、ＥＧＲ弁を開弁制御するというより簡便な手法によって、可能となる。その結果、ＥＧＲ触媒でのＰＭの堆積が原因となるＥＧＲ触媒の溶損を回避することも可能となる。
【００２０】
ここで、副噴射の燃料は内燃機関の機関出力にならない時期に噴射される。そのため、副噴射が行われる直前の燃焼室内の燃焼ガス温度が低い状態であれば、副噴射によって噴射された燃料の気化が十分に促進されず、該燃料の分子量が大きい状態となる。そのため、排気浄化手段やＥＧＲ触媒における酸化反応が効率的に行われず、また内燃機関の排気通路やＥＧＲ通路に付着する虞がある。
【００２１】
そこで、前記内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記内燃機関の燃焼ガス温度が所定の燃焼ガス温度より低いとき、該内燃機関の燃焼ガス温度を上昇させる昇温制御手段を、更に備える。そして、前記副噴射手段は、前記内燃機関の燃焼ガス温度が所定の燃焼ガス温度より低いとき、前記昇温制御手段によって該内燃機関の燃焼ガス温度を該所定の燃焼ガス温度まで上昇させた後に、副噴射を行う。
【００２２】
ここで、前記所定の燃焼ガス温度とは、副噴射によって噴射された燃料の気化が十分に促進され得る燃焼ガス温度である。また燃焼ガス温度は、内燃機関の燃焼室から排出された排気の温度、ＥＧＲ触媒、排気浄化手段に流入する排気の温度等から推定することが可能である。このように、副噴射が行われる時期を制御することで、副噴射によって噴射された燃料の気化が促進され、該燃料による排気浄化手段およびＥＧＲ触媒での酸化反応が、より効率的に行われ得る。
【００２３】
また、ＥＧＲ触媒に流入する排気温度が高いと、ＥＧＲ触媒自身が熱劣化を起こす虞がある。特に、ＥＧＲ触媒に流入する排気温度は、排気浄化手段に流入する排気温度と比べて、比較的高いため、ＥＧＲ触媒が熱劣化を起こす虞が高い。そこで、先述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＥＧＲ触媒に堆積するＰＭの堆積量を推定する堆積量推定手段を、更に備える。そして、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記堆積量推定手段によって推定される堆積量に基づいて前記ＥＧＲ弁の開弁時間を調整する。
【００２４】
ＥＧＲ触媒に堆積するＰＭの堆積量推定については、内燃機関の燃焼に供給された燃料量に基づいて推定することが可能である。更に、内燃機関の排気温度が比較的高い場合、即ち内燃機関の機関負荷が中、高負荷領域に属するような場合には、ＥＧＲ触媒に堆積しているＰＭが排気熱によって徐々に酸化されて、その堆積量は低減する。一方で、内燃機関の排気温度が比較的低い場合、即ち内燃機関の機関負荷が低負荷領域に属する場合には、排気温度が低いためにＥＧＲ触媒でのＰＭ堆積量は減少せずに徐々に増加する。そこで、これら内燃機関の運転状態に基づくことで、ＥＧＲ触媒におけるＰＭの堆積量をより正確に推定することが可能である。
【００２５】
そして、ＥＧＲ触媒のＰＭの堆積量に応じて、ＥＧＲ弁の開弁時間を調整することで、該堆積量が少ないときは、不必要にＥＧＲ弁の開弁時間が長くなるのを抑制することが可能となる。その結果、ＥＧＲ触媒が高温の排気に曝される時間が短縮されるため、ＥＧＲ触媒の熱劣化をより確実に抑制することが可能となる。
【００２６】
また、ＥＧＲ触媒の熱劣化を抑制するためには、前記ＥＧＲ弁制御手段によるＥＧＲ弁の開弁頻度を低下させることも有用である。即ち、先述したＥＧＲ触媒でのＰＭの堆積量に基づいてＥＧＲ弁の開弁時間を調整するのに代えて、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記副噴射手段の副噴射による前記排気浄化手段に捕集されたＰＭの酸化除去が所定回数実行される毎に、前記ＥＧＲ弁を開弁することで前記ＥＧＲ通路を介して前記ＥＧＲ触媒に排気を流入させる。
【００２７】
先述したように、一般に、ＥＧＲ触媒でのＰＭの堆積量は、排気浄化手段でのＰＭの捕集量より少ない。そこで、副噴射によって、排気浄化手段でのＰＭを酸化除去する度にＥＧＲ弁を開弁することで、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭを酸化除去するのではなく、一定の割合で、即ち排気浄化手段でのＰＭの酸化除去を所定回数行う毎に一度、ＥＧＲ弁を開弁する。
【００２８】
このように、前記副噴射時におけるＥＧＲ弁の開弁頻度を低下させても、ＥＧＲ触媒に堆積するＰＭを酸化除去することは可能である。そして、ＥＧＲ触媒への排気の流入頻度が低下することで、ＥＧＲ触媒の熱劣化が抑制される。ここで、前記副噴射時におけるＥＧＲ弁の開弁頻度である前記所定回数は、実験等で予め求めておけばよい。従って、ＥＧＲ触媒の熱劣化抑制のための制御が簡便なものとなり、該熱劣化抑制を容易に達成することが可能となる。
【００２９】
また、上記までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気浄化手段に捕集されたＰＭの酸化除去は、副噴射で排気に供給されるＨＣによって、行われる。しかし、副噴射によって噴射される燃料量は内燃機関の燃焼室内の状態によって制限されるため、排気浄化手段に到達し得るＨＣ量には限界がある。そのため、排気浄化手段を速やかに昇温させるのが困難となり、排気浄化手段に捕集されたＰＭを酸化除去するのに要する時間が長くなる。
【００３０】
そこで、上記までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記排気浄化手段より上流側の前記内燃機関の排気通路に設けられ、該排気浄化手段に流入する排気に燃料を添加する燃料添加手段を、更に備える。そして、前記副噴射手段の副噴射による前記排気浄化手段に捕集されたＰＭの酸化除去が実行されるときに、前記燃料添加手段によって前記排気通路を流れる排気に燃料を添加する。
【００３１】
このようにすることで、排気浄化手段に捕集されたＰＭの酸化除去のために供給されるＨＣは、副噴射によって供給されるとともに、燃料添加手段によっても供給される。その結果、排気浄化手段の温度が速やかに上昇して、排気浄化手段でのＰＭの酸化除去が促進され、該ＰＭの酸化除去に要する時間が短縮される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される排気浄化システム、該排気浄化システムを含む圧縮着火式の内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。
【００３３】
内燃機関１は、４つの気筒２を有する内燃機関である。また、気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。燃料噴射弁３は、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室４と接続されている。蓄圧室４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。
【００３４】
次に、内燃機関１には吸気枝管７が接続されており、吸気枝管７の各枝管は、気筒２の燃焼室と吸気ポートを介して連通している。ここで、気筒２の燃焼室と吸気ポートとの連通は、吸気弁の開閉によって行われる。また、吸気枝管７は吸気管８に接続されている。吸気管８には、該吸気管８内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ９が取り付けられている。前記吸気管８における吸気枝管７の直上流に位置する部位には、該吸気管８内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１０が設けられている。この吸気絞り弁１０には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１０を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１１が取り付けられている。
【００３５】
ここで、エアフローメータ９と吸気絞り弁１０との間に位置する吸気管８には、排気のエネルギーを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１７のコンプレッサハウジング１７ａが設けられ、コンプレッサハウジング１７ａより下流の吸気管８には、前記コンプレッサハウジング１７ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６設けられている。
【００３６】
一方、内燃機関１には排気枝管１２が接続され、排気枝管１２の各枝管が排気ポートを介して気筒２の燃焼室と連通している。ここで、気筒２の燃焼室と排気ポートとの連通は、排気弁の開閉によって行われる。更に、内燃機関１には、ＥＧＲ装置２１が設けられている。ＥＧＲ装置２１は排気枝管１２の排気の一部を吸気枝管７へ再循環させる。ＥＧＲ装置２１は、排気枝管１２（上流側）から吸気枝管７（下流側）へ延出しているＥＧＲ通路２２と、ＥＧＲ通路２２上に上流側から順に設けられたＥＧＲ触媒２３、ＥＧＲクーラ２４、ＥＧＲ弁２５と、から構成される。
【００３７】
ＥＧＲ触媒２３は、ＥＧＲ通路２２を流れる排気中のＨＣやＰＭ等を酸化して排気を浄化する機能を有する触媒である。ＥＧＲクーラ２４はＥＧＲ通路２２を流れる排気を冷却し、ＥＧＲ弁２５はＥＧＲ通路２２を流れる排気の流量を調整する。ＥＧＲ弁２５が開弁することで、排気枝管１２にある排気の一部がＥＧＲ通路２２に流入し、排気中のＨＣやＰＭ等がＥＧＲ触媒２３で酸化されてＥＧＲクーラ２４、ＥＧＲ弁２５を経て、吸気枝管７に再循環される。
【００３８】
また、前記排気枝管７は、前記遠心過給機１７のタービンハウジング１７ｂと接続されている。前記タービンハウジング１７ｂは、排気管１３と接続され、この排気管１３は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管１３の途中には、内燃機関から排気中の物質を酸化する機能を有する酸化触媒１４と、酸化触媒１４の下流側に排気中のＰＭを捕集する機能を有するフィルタ１５が設けられている。内燃機関１からの排気は、酸化触媒１４に流入して、排気中のＨＣが酸化触媒１４で酸化され、その酸化熱によってフィルタ１５に流入する排気温度が昇温する。また、排気中のＰＭがフィルタ１５によって捕集され、外気へＰＭが放出されるのが防止される。更に、酸化触媒１４の上流側の排気管１３には、排気管１３を流れる排気に対して燃料を添加する燃料添加弁３０が設けられている。
【００３９】
ここで、燃料噴射弁３および燃料添加弁３０は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔと称する）２０からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２０からの指令によって、燃料噴射弁３および燃料添加弁３０における燃料の噴射時期および噴射量が弁毎に制御される。また、ＥＧＲ弁２５も、ＥＣＵ２０からの指令に従い、開弁制御される。
【００４０】
更に、アクセル開度センサ３５がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関１に要求される機関トルク等を算出する。また、クランクポジションセンサ３２がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は内燃機関１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関１の機関回転速度等を算出する。
【００４１】
また、酸化触媒１４とフィルタ１５の間の排気管１３には、フィルタ１５に流入する排気の温度を検出する排気温度センサ３４が設けられている。更に、フィルタ１５の下流の排気管１３には、フィルタ１５から流出する排気の空燃比を検出する排気空燃比センサ３１が設けられている。排気温度センサ３４および排気空燃比センサ３１は、それぞれＥＣＵ２０に電気的に接続され、排気温度センサ３４が排気温度に応じた電圧をＥＣＵ２０に伝えることで排気温度が検出され、排気空燃比センサ３１が排気中の酸素の濃度に応じた電圧をＥＣＵ２０に伝えることで排気の空燃比が検出される。
【００４２】
更に、酸化触媒１４の上流側の排気管１３には排気を導入する上流側導入管３３ａの一端が接続され、フィルタ１５の下流の排気管１３には排気を導入する下流側導入管３３ｂの一端が接続される。上流側導入管３３ａ及び下流側導入管３３ｂの他端は差圧センサ３３に接続されている。差圧センサ３３は、上流側導入管３３ａ及び下流側導入管３３ｂから導入された排気の差圧に対応した電圧をＥＣＵ２０に伝えることで差圧が検出される。
【００４３】
これらのセンサと酸化触媒１４、フィルタ１５、燃料添加弁３、燃料添加弁３０等で構成される排気浄化システムによって、内燃機関１から排出される排気の浄化が行われる。そこで、フィルタ１５には、排気中に含まれるＰＭが捕集されるが、その捕集量が増加すると内燃機関１の運転状態に悪影響を与えるため、捕集されたＰＭを除去する必要がある。このとき、フィルタ１５にＰＭが捕集されるに従い、差圧センサ３３によって検出される差圧が大きくなるため、該差圧が所定の圧力以上となるときにフィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去を行う。
【００４４】
フィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去は、燃料噴射弁３からの燃料噴射を圧縮上死点近傍で行う主噴射後であって、噴射される燃料が内燃機関の機関出力に寄与しない時期、例えば圧縮上死点後９０°に燃料噴射を行う副噴射によって行われる。副噴射による燃料は、燃焼室内の燃焼ガスに曝されてより活性な状態となって、下流の酸化触媒１４によって酸化されることで、フィルタ１５に流入する排気の温度を上昇させて、フィルタ１５に捕集されているＰＭを酸化除去する。また、燃料添加弁３０によって排気へ燃料を直接添加することでも、フィルタ１５に捕集されているＰＭを酸化除去することも可能であるが、燃料添加時の排気温度は幾分下がっているため、添加された燃料の気化がされにくい。この副噴射のための燃料噴射弁３又は燃料添加弁３０の開弁時期、開弁時間は、排気温度センサ３４および排気空燃比センサ３１からの信号を基に、フィルタ１５に流入する排気の温度が適切な温度となるべく、ＥＣＵ２０によって制御される。
【００４５】
ここで、燃焼によるＮＯｘの生成量を抑制するために、ＥＧＲ弁２５を開弁して排気の再循環を行う。そして、排気がＥＧＲ触媒２３に流入し、排気中のＨＣやＰＭがＥＧＲ触媒２３において酸化される。しかし、内燃機関１の運転状態によっては、排気温度が低いため排気中のＰＭ量も増大する場合があり、そのような状態が長期間継続すると、ＥＧＲ触媒２３にＰＭが堆積する。そして、その後、高温の排気がＥＧＲ触媒２３に流入することで、堆積したＰＭが酸化し、ＥＧＲ触媒２３が過度に昇温し、溶損する虞がある。そこで、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを除去する制御について図２に基づいて説明する。図２はＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去するためのＰＭ除去制御のフローチャートである。尚、該制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。
【００４６】
まず、Ｓ１０１では、本制御の開始に際して、本制御において使用するフィルタ１５でのＰＭ捕集量やタイマ等の制御パラメータの初期化を行う。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００４７】
Ｓ１０２では、フィルタ１５でのＰＭ捕集量Ｓｆを算出する。具体的には、差圧センサ３３によって検出される差圧に応じて該ＰＭ捕集量Ｓｆを算出する。また、前回の本制御が行われてから、燃料噴射弁３から噴射された燃料噴射量の積算値に応じて該ＰＭ捕集量Ｓｆを算出してもよい。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００４８】
Ｓ１０３では、Ｓ１０２で算出されたＰＭ捕集量Ｓｆが所定のＰＭ捕集量Ｓｆ０より多いか否かを判断する。ここで、所定のＰＭ捕集量Ｓｆ０とは、フィルタ１５でのＰＭ捕集量が多くなり内燃機関１での燃焼状態に悪影響を与えるため、その捕集されたＰＭを酸化除去すべきと判断するための閾値である。従って、Ｓ１０３でＰＭ捕集量Ｓｆが所定のＰＭ捕集量Ｓｆ０より多いと判断されるときは、フィルタ１５での捕集ＰＭを酸化除去すべくＳ１０４以降の処理が行われる。一方で、Ｓ１０３でＰＭ捕集量Ｓｆが所定のＰＭ捕集量Ｓｆ０以下であると判断されるときは、フィルタ１５にはまだＰＭを捕集する能力が残存していることを意味し、Ｓ１０２以降の処理が再度行われる。
【００４９】
Ｓ１０４では、内燃機関１における燃焼ガスを昇温させる。本制御においては、フィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去は、後述する副噴射によって排気中に含まれることになるＨＣが酸化触媒１４で酸化され、その酸化熱によって排気温度を上昇させることで行われる。このとき、内燃機関１における燃焼ガス温度が低い場合には、副噴射によって噴射された燃料の気化が十分に促進されないため、酸化触媒１４での排気の昇温が不十分な状態となりフィルタ１５で捕集されたＰＭの酸化除去が効率よく行われない。そこで、燃料の気化を促進させて活性状態にするべく、内燃機関１における燃焼ガスを昇温させる。具体的には、圧縮行程上死点近傍において行われる燃料噴射弁３からの燃料噴射（以下、「主噴射」という）が終了する時点の近傍において、例えば圧縮上死点後３０°の時点において、再度、燃料噴射量が比較的少ない燃料噴射（以下、「補助噴射」という）を行う。補助噴射によって噴射された燃料は、主噴射燃料の燃焼によって発生した高温の燃焼ガスに曝され、燃焼する。その結果、燃焼ガスの温度が、主噴射のみ場合と比べて、更に上昇することになる。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００５０】
Ｓ１０５では、燃焼ガス温度が所定温度Ｔ０より高いか否かが判断される。所定温度とは、燃焼ガス温度が副噴射を行うに十分な程度まで昇温していると判断される閾値である。また、燃焼ガス温度の検出は、本実施の形態においては、排気温度センサ３４によって検出される排気温度から推定する。排気温度センサ３４による検出温度と燃焼ガス温度との関係は、予め実験等で求めておけばよい。尚、燃焼ガスの温度をより直接に検出すべく排気枝管１２の特に排気ポートと連通する部位に温度センサを設けて、排気ポートを経て排出された直後の燃焼ガス温度を検出してもよい。Ｓ１０５で燃焼ガス温度が所定温度Ｔ０より高いと判断されるときは、Ｓ１０６へ進む。一方で、Ｓ１０５で燃焼ガス温度が所定温度Ｔ０以下であると判断されるときは、フィルタ１５で捕集されたＰＭを酸化除去するための副噴射を行う程には燃焼ガス温度が昇温されていないため、Ｓ１０４以降の処理が再度行われる。
【００５１】
Ｓ１０６では、フィルタ１５で捕集されたＰＭを酸化除去するために、副噴射が行われる。副噴射によって噴射される燃料は内燃機関１の機関出力に寄与しないタイミングにおいて行われる。従って、例えば、Ｓ１０４における補助噴射が圧縮行程上死点後３０°のタイミングで行われる場合は、副噴射は圧縮行程上死点後９０°のタイミングで行う。また、このタイミングに限られず、膨張行程及び排気行程において、内燃機関１での燃焼ガス温度や各気筒におけるピストンの位置等を考慮して、副噴射のタイミングを決定すればよい。
【００５２】
Ｓ１０６の副噴射が行われることで、フィルタ１５の上流に位置する酸化触媒１４に流入する排気中に多量のＨＣが含まれる。そして、排気中のＨＣが酸化触媒１４において酸化されて、その酸化熱によってフィルタ１５に流入する排気温が更に昇温されて、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去する。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ１０７へ進む。
【００５３】
Ｓ１０７では、ＥＧＲ弁２５を開弁する。これにより、本来フィルタ１５に供給される活性状態にあるＨＣを多く含む排気がＥＧＲ触媒２３にも流入する。そして、排気中に含まれるＨＣがＥＧＲ触媒２３において酸化し、その酸化熱によってＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭが酸化除去される。Ｓ１０７の処理が終了すると、Ｓ１０８へ進む。
【００５４】
Ｓ１０８では、フィルタ１５の温度が所定温度か否かを判定する。ここで、所定温度とは、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去するために十分なフィルタ１５の温度をいう。フィルタ１５の温度は、排気温度センサ３４によって検出される排気温度から推定する。尚、排気温度センサ３４による検出温度とフィルタ１５の温度との関係は、予め実験等で求めておけばよい。Ｓ１０８でフィルタ１５の温度が所定温度であると判断されるときは、Ｓ１０９へ進む。一方で、Ｓ１０８でフィルタ１５の温度が所定温度ではないと判断されるときは、フィルタ１５の温度が所定温度に至るまで、Ｓ１０８の処理を繰り返す。
【００５５】
Ｓ１０９では、タイマＴｍを始動し、Ｓ１１０へ進む。Ｓ１１０では、タイマＴｍが所定時間Ｔｍ０を越えるまで、次の処理へ進むのを待つ。Ｓ１１０で、Ｔｍが所定時間Ｔｍ０を越えると、次のＳ１１１へ進む。
【００５６】
Ｓ１１１では、Ｓ１０６で開始した副噴射を終了させる。従って、副噴射は、フィルタ１５の温度が所定温度なってから所定時間Ｔｍ０継続されることになる。そこで、所定時間Ｔｍ０とは、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去するために必要な副噴射を継続して行う時間を表す。Ｓ１１１の処理が終了すると、Ｓ１１２へ進む。
【００５７】
Ｓ１１２では、Ｓ１０７で開弁したＥＧＲ弁２５を閉弁し、ＥＧＲ触媒２３に排気が流入するのを中止する。Ｓ１１２の処理後、本制御を終了する。
【００５８】
本制御においては、副噴射によってフィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去する際にＥＧＲ弁２５を開弁することで、本来フィルタ１５に供給されるべき活性状態にあるＨＣを多く含む排気をＥＧＲ触媒２３にも供給する。その結果、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去する。従って、ＥＧＲ弁２５の開弁時期を制御するという簡便な手法によって、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒２３の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒２３の堆積が原因となるＥＧＲ触媒２３の溶損を回避することが可能となる。
【００５９】
また、一般にＥＧＲ触媒２３に流入する排気温度は、フィルタ２５に流入する排気温度より高く、更にＥＧＲ触媒２３の構造は排気中の物質を酸化させる構造であって、ＰＭを捕集することを主目的とした構造となっていないため、ＥＧＲ触媒２３でのＰＭ堆積量はフィルタ１５でのＰＭ捕集量より少ない。従って、フィルタ１５で捕集されたＰＭを副噴射によって酸化除去する時間において、ＥＧＲ弁２５を開弁することで、十分にＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去することが可能である。
【００６０】
また、本制御においては、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去するために、フィルタ１５の温度が所定温度となってから副噴射を継続させる時間をタイマによって制御している。ここで、タイマによる制御に代わって、差圧センサ３３によって検出される差圧が所定の圧力より小さくなることを以て、副噴射を継続させる時間を制御してもよい。
【００６１】
＜第２の実施の形態＞
ここで、第１の実施の形態に係るＰＭ除去制御においては、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去するための副噴射が行われている間、ＥＧＲ弁２５が開弁することで、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭが酸化除去される。しかし、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭ量は、先述したように、一般にフィルタ１５に捕集されたＰＭ量より少ない。従って、第１の実施の形態においては、ＥＧＲ弁２５の開弁時間が、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去するには過度に長くなる場合がある。そして、ＥＧＲ弁２５の開弁時間が長くなることで、ＥＧＲ触媒２３に高温の排気が流入する時間が長くなるため、ＥＧＲ触媒２３の熱劣化が進む虞がある。
【００６２】
そこで、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを除去するとともに、ＥＧＲ触媒２３の熱劣化を可及的に抑制するＰＭ除去制御について、図３に基づいて説明する。図３は上記ＰＭ除去制御のフローチャートである。該制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図３に示すＰＭ除去制御のフローチャートにおいて、図２に示すＰＭ除去制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図２と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【００６３】
図３のＰＭ除去制御のフローチャートにおいては、Ｓ２０１からＳ２１２までの処理が、図２に示すＰＭ除去制御のフローチャートに対して追加されている。本制御において最も特徴ある処理は、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭ量に応じて、ＥＧＲ弁２５の開弁時間を制御する点である。
【００６４】
本制御においては、処理Ｓ１０２が終了すると、Ｓ２０１へ進む。Ｓ２０１では、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭの堆積量Ｓｅを算出する。ＰＭ堆積量Ｓｅの算出にあたっては、燃料噴射弁３から噴射された燃料噴射量の積算値、および本制御が実行される以外のときにＥＧＲ弁２５が開弁された積算時間等に応じて該ＰＭ堆積量Ｓｅを算出する。
【００６５】
この際、ＥＧＲ触媒２３に流入する排気の温度は内燃機関１の運転状態によって変動し、特に該排気温度が低くなるときはＥＧＲ触媒２３にＰＭが堆積しやすく、該排気温度が高温になるに従いＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭは酸化されてその堆積量が減少する。そこで、内燃機関１の運転状態を考慮して、即ちＥＧＲ触媒２３に流入する排気温度を内燃機関１の運転状態（機関負荷、機関回転速度等）から推定してＥＧＲ触媒２３でのＰＭ堆積量に反映させることで、より正確に該ＰＭ堆積量を算出することが可能となる。Ｓ２０１の処理が終了すると、Ｓ１０３からＳ１０６の処理が行われる。
【００６６】
そして、Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ２０２へ進む。Ｓ２０２では、Ｓ２０１において算出したＥＧＲ触媒２３におけるＰＭ堆積量Ｓｅに基づいて、ＥＧＲ弁２５の開弁時間Ｔｏｐｅｎを算出する。該ＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎは、ＥＧＲ弁２５を開弁することでＥＧＲ触媒２３に堆積しているＰＭを酸化除去するために要する時間である。従って、ＥＧＲ触媒２３でのＰＭ堆積量が少なくなるに従い、ＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎは短くなる。尚、ＰＭ堆積量ＳｅとＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎとの関係は予め実験等で求め、ＥＣＵ２０内のＲＯＭにマップの形で格納する。そして、Ｓ２０２において、該マップにアクセスすることで、ＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを算出する。Ｓ２０２の処理が終了すると、Ｓ２０３へ進む。
【００６７】
Ｓ２０３では、先述したＳ１０７と同様に、ＥＧＲ弁２５が開弁されて、ＥＧＲ触媒２３に排気が流入する。Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４へ進む。Ｓ２０４では、ＥＧＲタイマＴｅｍが始動される。該ＥＧＲタイマＴｅｍは、ＥＧＲ弁２５の開弁時間を制御するためのタイマである。Ｓ２０４の処理が終了すると、Ｓ２０５へ進む。
【００６８】
Ｓ２０５では、ＥＧＲタイマＴｅｍが、ＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えているか否か、即ち、ＥＧＲ弁２５がＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去するために必要な時間開弁したか否かが判断される。Ｓ２０５で、ＥＧＲタイマＴｅｍがＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えていると判断されるときは、Ｓ２０７へ進む。一方で、ＥＧＲタイマＴｅｍがＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えていないと判断されるときは、Ｓ１０８へ進む。尚、本制御においては、Ｓ１０８でフィルタ温度が所定温度でないと判断されるときは、Ｓ２０５以降の処理が再度行われる。
【００６９】
また、本制御においては、Ｓ１０９とＳ１１０の間に、Ｓ２０５と同様の処理を行うＳ２０６が設けられている。そして、Ｓ２０６でＥＧＲタイマＴｅｍがＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えていると判断されるときは、Ｓ２１０へ進む。一方で、Ｓ２０６でＥＧＲタイマＴｅｍがＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えていないと判断されるときは、Ｓ１１０へ進む。尚、本制御においては、Ｓ１１０でタイマＴｍが所定時間Ｔｍ０を越えていないと判断されるときは、Ｓ２０６以降の処理が行われる。
【００７０】
ここで、Ｓ２０５およびＳ２０６で、ＥＧＲタイマＴｅｍがＥＧＲ弁開弁時間Ｔｏｐｅｎを越えていると判断されると、それぞれＳ２０７、Ｓ２１０へ進み、ＥＧＲ弁２５が閉弁される。このようにすることで、ＥＧＲ弁２５は、フィルタ１５での捕集ＰＭ量の酸化除去のための副噴射が行われている間、その開弁状態が継続されるのではなく、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去するために必要な時間のみ開弁される。Ｓ２０７の処理が終了すると、Ｓ１０８およびＳ１０９と同様の処理を行うＳ２０８およびＳ２０９の処理が行われる。
【００７１】
そして、Ｓ２０９およびＳ２１０の処理が終了すると、Ｓ１１０およびＳ１１１と同様の処理を行うＳ２１１およびＳ２１２の処理が行われる。Ｓ２１２の処理後、本制御を終了する。
【００７２】
本制御においては、第１の実施の形態と同様に、ＥＧＲ弁２５の開弁時期を制御するという簡便な手法によって、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒２３の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒２３の堆積が原因となるＥＧＲ触媒２３の溶損を回避することが可能となる。更に、ＥＧＲ弁２５の開弁時間をＥＧＲ触媒に堆積したＰＭ堆積量に基づいて制御することで、ＥＧＲ触媒２３に高温の排気が流入する時間を可及的に短くすることが可能となり、以てＥＧＲ触媒２３の熱劣化が抑制される。
【００７３】
＜第３の実施の形態＞
ここで先述した第１の実施の形態に代わる、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを除去するとともにＥＧＲ触媒２３の熱劣化を可及的に抑制するＰＭ除去制御について、図４に基づいて説明する。図４は上記ＰＭ除去制御のフローチャートである。尚、該制御は、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、図４に示すＰＭ除去制御のフローチャートにおいて、図２に示すＰＭ除去制御のフローチャート中の処理と同一の処理については、図２と同一の参照番号を付すことにより、その説明を省略する。
【００７４】
図４のＰＭ除去制御のフローチャートにおいては、Ｓ３０１からＳ３０６までの処理が、図２に示すＰＭ除去制御のフローチャートに対して追加されている。本制御において最も特徴ある処理は、ＥＧＲ弁２５を開弁する頻度を、副噴射によるフィルタ１５の堆積ＰＭの酸化除去の頻度より低くする点である。
【００７５】
本制御においては、先ず、図２のフローチャート中の処理Ｓ１０１に代わって、Ｓ３０１が行われる。Ｓ３０１では、本制御の開始に際して、本制御において使用するフィルタ１５でのＰＭ捕集量やタイマ等の制御パラメータの初期化を行う。但し、後述する副噴射カウンタの初期化は行われない。Ｓ３０１の処理が終了すると、以降、Ｓ１０２からＳ１０６の処理が行われる。Ｓ１０６の処理が終了すると、Ｓ３０２へ進む。
【００７６】
Ｓ３０２では、副噴射カウンタをカウントして、副噴射回数Ｎｓを算出する。副噴射カウンタとは、処理Ｓ１０６において副噴射が開始される毎にカウントされるパラメータであり、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去を行う回数を表す。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３へ進む。
【００７７】
Ｓ３０３では、副噴射回数Ｎｓが所定の噴射回数Ｎ０以上であるか否かが判断される。Ｓ３０３で副噴射回数Ｎｓが所定の噴射回数Ｎ０以上であると判断されると、Ｓ３０４へ進む。一方で、Ｓ３０３で副噴射回数Ｎｓが所定の噴射回数Ｎ０未満と判断されると、Ｓ１０８へ進む。
【００７８】
また、Ｓ３０４では、先述したＳ１０７と同様、ＥＧＲ弁２５を開弁する。これにより、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭが酸化除去される。従って、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭの酸化除去は、副噴射によるフィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去がＮ０回行われる毎に１回、行われることになる。従って、先述の所定の噴射回数Ｎ０は、いわば副噴射によるフィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去に対するＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭの酸化除去が行われる割合を示すものである。
【００７９】
ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭ量は、先述したように、一般にフィルタ１５に捕集されたＰＭ量より少ない。そこで、所定の噴射回数Ｎ０は、ＥＧＲ触媒２３におけるＰＭの堆積具合を踏まえて決定すればよい。また、内燃機関１の運転状態に応じて該ＰＭの堆積具合は異なるため、内燃機関１の所定の運転状態が続くような場合、例えば内燃機関１の機関負荷が低負荷状態が続く場合と中負荷状態が続く場合とでは、該内燃機関１の運転状態に基づいて所定の噴射回数Ｎ０自体を変更させて、それぞれの運転状態に応じた所定の噴射回数Ｎ０を設定してもよい。Ｓ３０４の処理が終了すると、Ｓ３０５へ進む。
【００８０】
Ｓ３０５では、副噴射カウンタを初期化する。即ち、副噴射回数Ｎｓを０とする。Ｓ３０５の処理が終了すると、Ｓ１０８へ進み、以降、Ｓ１０８からＳ１１２までの処理が行われる。また、本制御においては、処理Ｓ１１１とＳ１１２との間に処理Ｓ３０６が設けられ、ＥＧＲ弁２５が開弁されているか否かの判断が行われ、ＥＧＲ弁２５が開弁していると判断されるときは、Ｓ１１２の処理が行われる。
【００８１】
本制御においては、第１の実施の形態と同様に、ＥＧＲ弁２５の開弁時期を制御するという簡便な手法によって、ＥＧＲ触媒２３に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒２３の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒２３でのＰＭ堆積が原因となるＥＧＲ触媒２３の溶損を回避することが可能となる。更に、ＥＧＲ弁２５の開弁頻度を、フィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去が行われる頻度より低減させるという、より簡便な制御方法によって、ＥＧＲ触媒２３に高温の排気が流入する時間を可及的に短くすることが可能となり、以てＥＧＲ触媒２３の熱劣化が抑制される。
【００８２】
＜第４の実施の形態＞
先述までの実施の形態において、フィルタ１５に捕集されたＰＭの酸化除去は副噴射によって実行される。しかし、副噴射による排気へのＨＣの供給は、内燃機関１の燃焼室内の状態によって制限されるため、フィルタ１５に到達し得るＨＣ量には限界がある。そのため、フィルタ１５を速やかに昇温させるのが困難となり、フィルタ１５に捕集されたＰＭを酸化除去するのに要する時間が長くなる。
【００８３】
そこで、先述までの実施の形態において、副噴射を行う際に、更に燃料添加弁３０から排気への燃料添加を行う。これにより、酸化触媒１４に流入する排気中に含まれるＨＣ量が増量されるため、酸化触媒１４においてＨＣの酸化による酸化熱がより多く発生し、以てフィルタ１５に流入する排気温度が上昇する。その結果、フィルタ１５の温度が、捕集されたＰＭを酸化除去するために必要な温度へ速やかに昇温される。尚、フィルタ１５が捕集されたＰＭを酸化除去するために必要な温度に上昇した後は、フィルタ１５においては捕集されたＰＭが酸化されることで酸化熱が発生するためフィルタ１５の温度が過度に昇温しないように、又は燃料添加弁３０による燃料添加を中止することでフィルタ１５の温度が過度に下降しない範囲において、燃料添加弁３０による燃料添加を中止してもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、ＥＧＲ触媒を備えるＥＧＲ装置を有する内燃機関の排気浄化システムであって、内燃機関から排出される排気中のＰＭを捕集する排気浄化手段において、捕集されたＰＭを副噴射によって酸化除去する際にＥＧＲ弁を開弁して排気をＥＧＲ触媒にも流入させるという簡便な手法によって、ＥＧＲ触媒に堆積したＰＭを酸化除去してＥＧＲ触媒の酸化能力の維持を図るとともに、ＥＧＲ触媒でのＰＭ堆積が原因となるＥＧＲ触媒の溶損を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る排気浄化システムおよび該排気浄化システムを含む内燃機関およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る排気浄化システムにおいて、ＥＧＲ触媒に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を酸化除去するＰＭ除去制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係る排気浄化システムにおいて、ＥＧＲ触媒に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を酸化除去するＰＭ除去制御を示す第２のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る排気浄化システムにおいて、ＥＧＲ触媒に堆積した粒子状物質（ＰＭ）を酸化除去するＰＭ除去制御を示す第３のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
３・・・・燃料噴射弁
７・・・・吸気枝管
８・・・・吸気管
１２・・・・排気枝管
１３・・・・排気管
１４・・・・酸化触媒
１５・・・・フィルタ
２０・・・・ＥＣＵ
２１・・・・ＥＧＲ装置
２２・・・・ＥＧＲ通路
２３・・・・ＥＧＲ触媒
２４・・・・ＥＧＲクーラ
２５・・・・ＥＧＲ弁
３０・・・・燃料添加弁
３１・・・・排気空燃比センサ
３２・・・・クランクポジションセンサ
３３・・・・差圧センサ
３４・・・・排気温度センサ
【図１】
2005016393.tif 000003
【図２】
2005016393.tif 000004
【図３】
2005016393.tif 000005
【図４】
2005016393.tif 000006