(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量によりバーンアップ型昇温処理を実行する際の過熱を防止する。【解決手段】  間欠的添加において、添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに到達していない時は（Ｓ１５６でＹＥＳ）いずれかの排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃより高くなる（Ｓ１５８，Ｓ１６０でＮＯ）と添加を終了する（Ｓ１６４）。しかしすべての排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏがＡｔｈｃ，Ｂｔｈｃより低い時（Ｓ１５８，Ｓ１６０でＹＥＳ）でもＣｕｄ≧Ｕｔ（Ｓ１５６でＮＯ）となると添加を終了している（Ｓ１６４）。このように時間的に添加を制限しているので排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。このため触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温センサの検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、
前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされている時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の終了タイミングを決定する終了タイミング決定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、
前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされていない時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の開始タイミングを決定する開始タイミング決定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項３】
内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、
前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされている時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の終了タイミングを決定する終了タイミング決定手段と、
前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされていない時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の開始タイミングを決定する開始タイミング決定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排気浄化装置は内燃機関の排気系に複数設けられ、前記排気温度検出手段は前記排気浄化装置毎に下流側の排気温度を検出することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排気温度検出手段は前記排気浄化装置の下流側の排気温度とともに前記排気浄化装置の中間部分の排気温度を検出することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項６】
請求項１、３、４又は５において、前記終了タイミング決定手段は、前記添加期間又は前記添加増量期間が終了判定基準期間より長くない場合には前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のいずれかが終了判定基準温度より高くなると前記添加期間又は前記添加増量期間を終了するとともに、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが前記終了判定基準温度より低い場合でも前記添加期間又は前記添加増量期間が終了判定基準期間より長くなると前記添加期間又は前記添加増量期間を終了することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記終了タイミング決定手段は、前記終了判定基準期間を内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項８】
請求項２、３、４又は５において、前記開始タイミング決定手段は、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが開始判定基準温度より低く、かつ前記添加又は前記添加増量がなされていない期間が開始判定基準期間より長くなった場合に前記添加期間又は前記添加増量期間を開始することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項９】
請求項８において、前記開始タイミング決定手段は、前記開始判定基準期間を内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項１０】
請求項８又は９において、前記開始タイミング決定手段は、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが前記開始判定基準温度より低くなった時に前記添加又は前記添加増量がなされていない期間が前記開始判定基準期間に到達していない場合には、前記開始判定基準期間への到達を促進することを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記バーンアップ型昇温処理は、連続的に排気系へ燃料添加を実行して排気浄化装置に堆積した粒子状物質を浄化する処理の最終段階あるいは最終に近い段階で実行されることを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気浄化装置は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であることを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気系には上流側にＮＯｘ吸蔵還元触媒からなる第１排気浄化装置を配置し、下流側に排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された第２排気浄化装置を配置された構成であることを特徴とする内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質を、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンの排気系に配置したフィルタに粒子状物質が堆積されたと判断すると、フィルタを高温化し更に排気空燃比を間欠的にリーン化してフィルタ上の粒子状物質を燃焼して浄化する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０９３０号公報（第８−９頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では粒子状物質の浄化において燃料の供給間隔を粒子状物質の堆積量に基づいて変更することで、活性酸素量を調節して燃費を抑制しつつ粒子状物質の酸化による浄化を実行している。しかし、フィルタの温度に応じて燃料の供給間隔を調節していないことから、フィルタの詰まり具合やディーゼルエンジンの運転状態によってはフィルタが過熱され、熱劣化を生じさせるおそれがある。
【０００４】
このためにフィルタ通過後の排気温度に基づいて、燃料の供給間隔を調節することが必要になる。しかし燃料が排気系に供給されてから直ちにフィルタにて昇温が生じるのではなく時間遅れが存在し、更に燃料供給停止から直ちにフィルタの温度降下が生じるわけでもない。このような温度特性は実際に制御されるフィルタ内の触媒の劣化の程度によって異なる。
【０００５】
このためフィルタ通過後の排気温度に基づくことで、フィルタの過熱までには余裕があると判断して燃料供給を停止したにもかかわらず、あるいは低温化したと判断して燃料供給を開始したにもかかわらず、フィルタの温度が更に上昇して過熱に至る場合がある。
【０００６】
又、排気温度を検出するセンサの劣化やフィルタから排出される排気の流れが偏ることにより、フィルタを通過した排気温度の検出応答遅れや検出精度低下が生じることがある。このように、実際の排気温度とは誤差のある検出値に基づく場合にも燃料の供給や停止のタイミングが不適切となり、フィルタを過熱状態にしてしまうおそれがある。
【０００７】
特に、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くそうとするバーンアップ型昇温処理を行う場合には、温度上昇の時間遅れや検出温度誤差による排気浄化装置の過熱が顕著である。
【０００８】
本発明は、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行するに際して過熱を防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされている時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の終了タイミングを決定する終了タイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
間欠的に行う各添加期間又は各添加増量期間の終了タイミングを、単に排気浄化装置の下流での排気温度により決定しているのではなく、間欠的な添加又は添加増量がなされている時の経過時間にも基づいている。すなわち間欠的な添加量又は添加増量による排気浄化装置内の昇温を予測して時間的に制限でき、排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００１１】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００１２】
請求項２に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされていない時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の開始タイミングを決定する開始タイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
間欠的に行う各添加期間又は各添加増量期間の開始タイミングを、単に排気浄化装置の下流での排気温度により決定しているのではなく、間欠的な添加又は添加増量がなされていない時の経過時間にも基づいている。すなわち間欠的な添加又は添加増量がなされていないことによる温度低下の程度は経過時間に対応することから、この経過時間に基づくことで排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００１４】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置に堆積した粒子状物質の浄化処理において、排気系への燃料の間欠的添加又は間欠的添加増量により粒子状物質を焼き尽くすためのバーンアップ型昇温処理を実行する粒子状物質再生制御装置であって、前記排気浄化装置の下流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされている時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の終了タイミングを決定する終了タイミング決定手段と、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度及び前記バーンアップ型昇温処理における添加又は添加増量がなされていない時の経過時間に基づいて前記バーンアップ型昇温処理における添加期間又は添加増量期間の開始タイミングを決定する開始タイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
終了タイミング決定手段と開始タイミング決定手段とをともに備えることにより、前述したごとくの各メカニズムにより排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
このことによりバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００１７】
請求項４に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排気浄化装置は内燃機関の排気系に複数設けられ、前記排気温度検出手段は前記排気浄化装置毎に下流側の排気温度を検出することを特徴とする。
【００１８】
このように排気浄化装置が内燃機関の排気系に複数設けられていても、排気温度検出手段がそれぞれの排気浄化装置の下流側の排気温度を検出することにより、前述したごとく各排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００１９】
したがってバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置毎に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段による各排気浄化装置の下流側での排気温度検出において検出誤差が生じたとしても、各排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００２０】
請求項５に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記排気温度検出手段は前記排気浄化装置の下流側の排気温度とともに前記排気浄化装置の中間部分の排気温度を検出することを特徴とする。
【００２１】
このように排気温度の検出を排気温度検出手段にさせることにより、排気浄化装置の中間より上流側部分と、下流側部分とで２つに分けて排気浄化装置の温度状態を管理でき、各温度を適切に制御することができる。
【００２２】
したがってバーンアップ型昇温処理において、排気浄化触媒の各部の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の各部の過熱が防止できる。
【００２３】
請求項６に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１、３、４又は５において、前記終了タイミング決定手段は、前記添加期間又は前記添加増量期間が終了判定基準期間より長くない場合には前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のいずれかが終了判定基準温度より高くなると前記添加期間又は前記添加増量期間を終了するとともに、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが前記終了判定基準温度より低い場合でも前記添加期間又は前記添加増量期間が終了判定基準期間より長くなると前記添加期間又は前記添加増量期間を終了することを特徴とする。
【００２４】
このように添加期間又は添加増量期間が終了判定基準期間より長くない場合には、いずれかの排気温度が、該当する終了判定基準温度より高くなると、添加期間又は添加増量期間を終了する。このことにより燃料の酸化反応が高速に行われていずれかの排気浄化装置から流れ出す排気温度が終了判定基準温度より高くなった場合に、直ちに添加又は添加増量を停止して排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。
【００２５】
そして、すべての排気温度が該当する終了判定基準温度より低い場合でも添加期間又は添加増量期間が終了判定基準期間より長くなると添加期間又は添加増量期間を終了している。このように昇温を時間的に制限して、すべての排気温度が該当する終了判定基準温度より低い内に添加又は添加増量を停止できるので、排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。
【００２６】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００２７】
請求項７に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項６において、前記終了タイミング決定手段は、前記終了判定基準期間を内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする。
【００２８】
尚、終了判定基準期間は、内燃機関の運転状態（例えば単位時間当たりの添加量又は添加増量及び内燃機関回転数）に応じて設定することで、一層、排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００２９】
請求項８に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項２、３、４又は５において、前記開始タイミング決定手段は、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが開始判定基準温度より低く、かつ前記添加又は前記添加増量がなされていない期間が開始判定基準期間より長くなった場合に前記添加期間又は前記添加増量期間を開始することを特徴とする。
【００３０】
このようにすべての排気温度が開始判定基準温度より低くなり、かつ添加又は添加増量がなされていない期間が開始判定基準期間より長くなった場合には、過熱が生じるおそれがなくなる。更に、これ以上の添加又は添加増量の停止は温度低下が過剰になるおそれがある。このため添加期間又は添加増量期間を開始している。したがって排気浄化装置の過熱とともに過剰な低温下を抑制できる。
【００３１】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、排気浄化装置に配置されている排気浄化触媒の劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【００３２】
更に、排気浄化装置の過剰な低温下を抑制できるので、昇温させるための燃費の悪化も抑制できる。
請求項９に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項８において、前記開始タイミング決定手段は、前記開始判定基準期間を内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする。
【００３３】
尚、開始判定基準期間は、内燃機関の運転状態（例えば内燃機関負荷及び内燃機関回転数）に応じて設定することで、一層、排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００３４】
請求項１０に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項８又は９において、前記開始タイミング決定手段は、前記排気温度検出手段にて検出された排気温度のすべてが前記開始判定基準温度より低くなった時に前記添加又は前記添加増量がなされていない期間が前記開始判定基準期間に到達していない場合には、前記開始判定基準期間への到達を促進することを特徴とする。
【００３５】
添加又は添加増量がなされていない期間が開始判定基準期間に到達していなくても、排気温度のすべてが開始判定基準温度より低くなった時においては、排気温度のいずれかが開始判定基準温度より高い時とは異なり、適切な添加期間又は添加増量期間の開始タイミングが間近であると考えられる。したがって開始判定基準期間への到達を促進することにより、適切なタイミングで添加期間又は添加増量期間を開始できる。このことで、一層、排気浄化装置の温度を適切に制御することができる。
【００３６】
請求項１１に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１〜１０のいずれかにおいて、前記バーンアップ型昇温処理は、連続的に排気系へ燃料添加を実行して排気浄化装置に堆積した粒子状物質を浄化する処理の最終段階あるいは最終に近い段階で実行されることを特徴とする。
【００３７】
尚、バーンアップ型昇温処理は、粒子状物質再生制御において連続的に排気系へ燃料添加を実行して排気浄化装置に堆積した粒子状物質を浄化する処理の最終段階あるいは最終に近い段階で実行しても良い。このような段階では既に粒子状物質は比較的緩慢な燃焼（酸化）処理により既に少量となっており、バーンアップ型昇温処理により急激に粒子状物質が燃焼しても大量燃焼は防止できるので、排気浄化装置の過熱を効果的に防止できる。
【００３８】
請求項１２に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気浄化装置は排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された構成であることを特徴とする。
【００３９】
このような排気浄化装置を配置することにより、排気中の粒子状物質をフィルタにて捕捉できるとともに、粒子状物質再生制御により排気中の未燃燃料により活性酸素を放出してフィルタに捕捉した粒子状物質を燃焼して浄化することができる。
【００４０】
そしてバーンアップ型昇温処理において、フィルタの劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、フィルタの過熱が防止できる。
請求項１３に記載の内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記排気系には上流側にＮＯｘ吸蔵還元触媒からなる第１排気浄化装置を配置し、下流側に排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として該フィルタ上にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成された第２排気浄化装置を配置された構成であることを特徴とする。
【００４１】
このような２種類の排気浄化装置の組み合わせを排気系に配置した構成とすることができる。そしてバーンアップ型昇温処理において、第１排気浄化装置のＮＯｘ吸蔵還元触媒及び第２排気浄化装置のフィルタの劣化の程度が異なっても、あるいは排気温度検出手段の検出誤差が生じたとしても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒及びフィルタの過熱が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジンと、内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置の機能を果たす制御システムとの概略を表す構成説明図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
【００４３】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気経路１３を介して、インタークーラ１４及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そしてサージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気経路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４及び吸気温センサ２６が配置されている。
【００４４】
各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気経路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００４５】
この排気経路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６（第１排気浄化装置に相当）にはＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが収納されている。ディーゼルエンジン２の通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはこのＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはストイキよりも低い空燃比）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａに吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。
【００４６】
そして２番目に配置された第２触媒コンバータ３８（第２排気浄化装置に相当）にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタ３８ａが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。この基体としてのフィルタ３８ａの微小孔表面にコーティングにてＮＯｘ吸蔵還元触媒の層が形成されているので、排気浄化触媒として機能し前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ壁部には排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）が捕捉されるので、高温の酸化雰囲気でＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始され、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの浄化を実行している。尚、ここでは第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８とは一体に形成されている。
【００４７】
最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒４０ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａとフィルタ３８ａとの間には第１排気温センサ４４が配置されている。又、フィルタ３８ａと酸化触媒４０ａとの間において、フィルタ３８ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４０ａの近くには空燃比センサ４８が配置されている。
【００４８】
上記空燃比センサ４８は、ここでは固体電解質を利用したものであり、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏを検出するものである。
【００４９】
フィルタ３８ａの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ５０はフィルタ３８ａの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するためにフィルタ３８ａの上下流での差圧ΔＰを検出している。
【００５０】
尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。
【００５１】
ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。このＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。
【００５２】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００５３】
更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料添加するものである。この燃料添加により後述する触媒制御モードが実行される。
【００５４】
電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。
【００５５】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び添加弁６８の開弁制御により後述するＰＭ再生制御、Ｓ被毒回復制御あるいはＮＯｘ還元制御といった触媒制御やその他の各処理を実行する。
【００５６】
ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モードと低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを、運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、低温燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。この低温燃焼モードは、低負荷低中回転領域にて実行し、空燃比センサ４８が検出する空燃比ＡＦに基づいてスロットル開度ＴＡの調節による空燃比フィードバック制御がなされている。これ以外の燃焼モードが、通常燃焼モード用ＥＧＲ弁開度マップを用いて通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。
【００５７】
そして排気浄化触媒に対する触媒制御を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。
【００５８】
ＰＭ再生制御モードとは、ＰＭの推定堆積量がＰＭ再生基準値に到達すると、特に第２触媒コンバータ３８内のフィルタ３８ａに堆積しているＰＭを高温化により前述したごとく燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するＰＭ浄化用昇温処理を実行するモードである。このモードでは、ストイキ(理論空燃比)よりも高い空燃比状態で添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）するが、更に燃料噴射弁５８による膨張行程あるいは排気行程における燃焼室４内への燃料噴射であるアフター噴射を加える場合がある。更に後述する間欠添加処理によりバーンアップ型昇温処理を実行している。この間欠添加処理は、添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を、全く燃料添加しない期間を間に置いて行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。このことにより、ＰＭの焼き尽くし（バーンアップ）作用を生じさせて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの前端面のＰＭ詰まりを解消したり、フィルタ３８ａ内に堆積したＰＭを焼き尽くす処理を行う。
【００５９】
Ｓ被毒回復制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａがＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合にＳ成分を放出させてＳ被毒から回復させるモードである。このモードでは、添加弁６８から燃料添加を繰り返して触媒床温を高温化（例えば６５０℃）する昇温処理を実行し、更に添加弁６８からの間欠的な燃料添加により空燃比をストイキ又はストイキよりもわずかに低い空燃比とする空燃比低下処理を行う。ここではストイキよりもわずかに低い空燃比とするリッチ化を行っている。このモードも燃料噴射弁５８によるアフター噴射を加える場合がある。この処理はＰＭ再生制御モード時に実行される間欠添加処理と類似の処理であり、ＰＭを焼き尽くす効果も同時に存在する。
【００６０】
ＮＯｘ還元制御モードとは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａに吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加により、触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）で空燃比をストイキ又はストイキよりも低下させる処理を行う。
【００６１】
尚、これら３つの触媒制御モード以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。
次にＥＣＵ７０により実行される処理の内、ＰＭ再生制御モード関係の処理について説明する。図２にＰＭ再生制御モード実行判定処理、図３にＰＭ再生制御処理、及び図４にバーンアップ型昇温処理のフローチャートを示す。各処理は一定の時間周期で割り込み実行される処理である。尚、ＰＭ再生制御処理（図３）及びバーンアップ型昇温処理（図４）は、ＰＭ再生制御モード実行判定処理（図２）の結果により実行開始が決定される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００６２】
ＰＭ再生制御モード実行判定処理（図２）について説明する。本処理が開始されると、まずＰＭのエンジン排出量ＰＭｅが算出される（Ｓ１０２）。このエンジン排出量ＰＭｅは、本処理の１制御周期の間にディーゼルエンジン２の全燃焼室４から排出されるＰＭの量である。このエンジン排出量ＰＭｅは、予め実験によりエンジン回転数ＮＥと負荷（ここでは燃料噴射弁５８からの燃料噴射量）とをパラメータとしてＰＭ排出量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在のエンジン回転数ＮＥと負荷とから求められる。
【００６３】
次にＰＭの酸化量ＰＭｃが算出される（Ｓ１０４）。この酸化量ＰＭｃは、本処理の１制御周期の間にフィルタ３８ａに捕捉されたＰＭが酸化により浄化される量である。酸化量ＰＭｃは、予め実験によりフィルタ３８ａの触媒床温（ここでは第２排気温センサ４６にて検出される排気温度ｔｈｃｏ）と吸入空気量ＧＡとをパラメータとしてＰＭ酸化量を求めてマップとして設定し、このマップに基づいて、現在の触媒床温（排気温度ｔｈｃｏ）と吸入空気量ＧＡとから求められる。
【００６４】
次にＰＭ堆積量ＰＭｓｍが式１のごとく算出される（Ｓ１０６）。
［式１］
ＰＭｓｍ  ←  Ｍａｘ［ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ，０］
ここで右辺のＰＭ堆積量ＰＭｓｍは、前回の本処理の実行時に算出されたＰＭ堆積量ＰＭｓｍである。Ｍａｘは［］内の数値の内で大きい方の数値を抽出する演算子である。したがって「ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ」がプラスならば、「ＰＭｓｍ＋ＰＭｅ−ＰＭｃ」の値がＰＭ堆積量ＰＭｓｍに設定されるが、マイナスになるとＰＭ堆積量ＰＭｓｍには「０ｇ」が設定される。
【００６５】
次にＰＭの推定堆積量ＰＭｓｍがＰＭ再生制御モードの開始を判定するＰＭ再生基準値ＰＭｓｔａｒｔ以上か否かが判定される（Ｓ１０８）。ここでＰＭｓｍ＜ＰＭｓｔａｒｔであれば（Ｓ１０８でＮＯ）、このまま一旦本処理を終了する。この状態は図５に示すタイミングチャートのタイミングｔ０前の状態に相当する。
【００６６】
一方、ディーゼルエンジン２の運転状態により「ＰＭｅ＞ＰＭｃ」の状態が継続すると、前記ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６の処理が繰り返されることにより、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍは次第に増加する。しかし、ＰＭｓｍ＜ＰＭｓｔａｒｔである間は（Ｓ１０８でＮＯ）、このまま一旦本処理を終了する。
【００６７】
そして、ＰＭ堆積量ＰＭｓｍの増加により、ＰＭｓｍ≧ＰＭｓｔａｒｔとなれば（Ｓ１０８でＹＥＳ）、ＰＭ再生制御処理開始がなされる（Ｓ１１０、図５のｔ０）。このことによりＰＭ再生制御処理（図３）が周期的に実行される。
【００６８】
ＰＭ再生制御処理（図３）について説明する。ＰＭ再生制御処理（図３）はＰＭ再生制御モード実行判定処理（図２）と同じ周期で実行され、ＰＭ再生制御モード実行判定処理（図２）の処理の次に実行される処理である。
【００６９】
まず現在、Ｓ被毒回復制御モード時あるいはＳ被毒回復制御モード要求時でないか否かが判定される（Ｓ１２２）。ここでＳ被毒回復制御モード時か、Ｓ被毒回復制御モード要求時かのいずれかであれば（Ｓ１２２でＮＯ）、Ｓ被毒回復制御モードによりＰＭが燃焼する作用が生じるので、ＰＭ浄化用昇温処理が実行されていればは停止されて（Ｓ１４０）、一旦本処理を終了する。
【００７０】
Ｓ被毒回復制御モード時でもなく、Ｓ被毒回復制御モード要求時でもない場合には（Ｓ１２２でＹＥＳ）、次に推定堆積量ＰＭｓｍが終了判定値ＰＭｅｎｄ（ここでは「０ｇ」）より大きいか否かが判定される（Ｓ１２４）。ここでＰＭｓｍ＞ＰＭｅｎｄであるとすると（Ｓ１２４でＹＥＳ）、次にバーンアップ型昇温処理（図４）の実行条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１２６）。
【００７１】
バーンアップ型昇温処理（図４）の実行条件は、次の（１）（２）のいずれかの条件が満足された場合に成立する。
（１）推定堆積量ＰＭｓｍが、ＰＭ終了判定値ＰＭｅｎｄ（ここでは「０ｇ」）の直前の値であるノーマルバーンアップ開始判定値ＮＢＵｐｍ（図５）以下の状態。
【００７２】
（２）ΔＰ／ＧＡがＰＭ詰まりを示す基準値以上であり、かつ推定堆積量ＰＭｓｍが、ＰＭ終了判定値ＰＭｅｎｄ直前の値であるスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍ（＞ＮＢＵｐｍ、図６）以下の状態。
【００７３】
（１）（２）のいずれの条件も満足されていない場合には、通常のＰＭ浄化用昇温処理実行が実行される（Ｓ１３４）。したがってストイキ(理論空燃比)よりも高い空燃比状態となるように添加弁６８からの燃料添加を繰り返して触媒床温（排気温度ｔｈｃｉ）を高温化（例えば６００〜７００℃）する処理が実行される。このことによりＰＭ再生制御モード実行判定処理（図２）にて説明した式１では、エンジン排出量ＰＭｅ＜酸化量ＰＭｃとなるので、推定堆積量ＰＭｓｍは次第に小さくなる。したがって図５に示したごとくタイミングｔ０以後、推定堆積量ＰＭｓｍは低下してゆく。
【００７４】
その後、例えば前記（１）の条件が満足された場合には（Ｓ１２６でＹＥＳ）、次に推定堆積量ＰＭｓｍの増加タイミングか否かが判定される（Ｓ１２８）。ここでは前記（２）の条件が満足されたタイミングが推定堆積量ＰＭｓｍの増加タイミングとされているので、この時はステップＳ１２８ではＮＯと判定される。そしてＰＭ浄化用昇温処理を焼尽型昇温処理であるバーンアップ型昇温処理に切り替えて（Ｓ１３２）、一旦本処理を終了する。このことによりバーンアップ型昇温処理（図４）が開始されて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの前端面のＰＭ詰まりを解消したり、フィルタ３８ａ内に堆積したＰＭを焼き尽くす処理を行う。この時に急激にＰＭが燃焼しても、既に推定堆積量ＰＭｓｍはＰＭ終了判定値ＰＭｅｎｄの直前の値であるノーマルバーンアップ開始判定値ＮＢＵｐｍ以下となっているので、バーンアップ型昇温処理を実行しても大量のＰＭが急激に燃焼することはない。
【００７５】
又、前記（２）の条件が満足された場合には（Ｓ１２６でＹＥＳ）、次に推定堆積量ＰＭｓｍの増加タイミングか否かが判定される（Ｓ１２８）。この時にはステップＳ１２８ではＹＥＳと判定される。そして次に推定堆積量ＰＭｓｍが増加処理される（Ｓ１３０）。このことにより図６に示したごとく推定堆積量ＰＭｓｍがスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍよりも大きい値となって、バーンアップ型昇温処理（図４）に切り替えられる（Ｓ１３２）。この時も既に推定堆積量ＰＭｓｍはＰＭ終了判定値ＰＭｅｎｄの直前の値であるスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍ以下となっているので、バーンアップ型昇温処理を実行しても大量のＰＭが急激に燃焼することはない。尚、推定堆積量ＰＭｓｍを増加した結果、再度バーンアップ型昇温処理実行条件が成立した場合には（図６のｔ１２）、再度ステップＳ１２８にＹＥＳと判定されるので、一点鎖線で示したごとく、再度推定堆積量ＰＭｓｍを増加する（Ｓ１３０）。ただし推定堆積量ＰＭｓｍの増加処理（Ｓ１３０）は２回のみに限られるので、３回目にバーンアップ型昇温処理実行条件が成立したとしても（ｔ１３）、ステップＳ１２８にてはＮＯと判定される。
【００７６】
尚、バーンアップ型昇温処理が一旦実行されると、バーンアップ型昇温処理実行条件が不成立（Ｓ１２６でＮＯ）となっても、例えばΔＰ／ＧＡがＰＭ詰まりを示す基準値より小さくなっても、バーンアップ型昇温処理は継続する（Ｓ１３４）。
【００７７】
そして推定堆積量ＰＭｓｍ≦ＰＭｅｎｄとなって（Ｓ１２４でＮＯ）、ＰＭ浄化用昇温処理が停止される（Ｓ１３６）ことにより、バーンアップ型昇温処理は停止し、ＰＭ再生制御モードは完了する（Ｓ１３８、図５：ｔ２、図６：ｔ１４，ｔ１５）。
【００７８】
バーンアップ型昇温処理（図４）について説明する。本処理が開始されると、まず添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔがＯＦＦか否かが判定される（Ｓ１５２）。この添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定されている時には、エンジン運転状態などの他の条件により燃料添加が禁止されていない限り、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が添加弁６８からなされ、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＮが設定されている時には添加弁６８からの燃料添加は停止される。この添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔのＯＮ・ＯＦＦ操作によりバーンアップ型昇温処理用の間欠的な添加がなされることになる。
【００７９】
ここでＦｂｕｃｕｔ＝ＯＦＦであれば（Ｓ１５２でＹＥＳ）、現在、燃料添加がなされている状態であるとして、ＥＣＵ７０のメモリ内に設定されている添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップ（ここではインクリメント）がなされる（Ｓ１５４）。
【００８０】
次に添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔより小さいか否かが判定される（Ｓ１５６）。ここで初期においてはＣｕｄ＜Ｕｔであるので（Ｓ１５６でＹＥＳ）、次に第１排気温センサ４４にて検出されるＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ下流の排気温度ｔｈｃｉが終了判定基準温度Ａｔｈｃ（例えば５４０℃）より低いか否かが判定される（Ｓ１５８）。
【００８１】
ここでｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃであれば（Ｓ１５８でＹＥＳ）、次に第２排気温センサ４６にて検出されるフィルタ３８ａ下流の排気温度ｔｈｃｏが終了判定基準温度Ｂｔｈｃ（例えば６００℃）より低いか否かが判定される（Ｓ１６０）。
【００８２】
ここでｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃであれば（Ｓ１６０でＹＥＳ）、このまま一旦本処理を終了し、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔ＝ＯＦＦは維持され、燃料添加は継続される。この状態は図７に示すタイミングチャートの時刻ｔ２０前の状態である。
【００８３】
そしてＣｕｄ≧Ｕｔとなる前に、ｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃとなると（Ｓ１５８でＮＯ、図７：ｔ２０）、添加期間カウンタＣｕｄに上限値Ｕｔの値が設定され（Ｓ１６２）、そして添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＮが設定されて（Ｓ１６４）、一旦本処理を終了する。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加は停止することになる。この時（ｔ２０）が終了タイミングに相当する。
【００８４】
次の制御周期では、Ｆｂｕｃｕｔ＝ＯＮであるので（Ｓ１５２でＮＯ）、添加期間カウンタＣｕｄがカウントダウン（ここではデクリメント）される（Ｓ１６６）。そして添加期間カウンタＣｕｄ＜０か否かが判定される（Ｓ１６８）。初期の内は、Ｃｕｄ＞０であるので（Ｓ１６８でＮＯ）、次にｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃか否かが判定される（Ｓ１７２）。例えば図７の時刻ｔ２０直後であればｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃであるので（Ｓ１７２でＮＯ）、このまま一旦本処理を終了する。したがってバーンアップ型昇温処理用の燃料添加の停止は継続することになる。
【００８５】
その後（ｔ２０〜）、排気温度ｔｈｃｉは更に上昇するがフィルタ３８ａ下流の排気温度ｔｈｃｏでは大きな変動は生じることなく、ｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃを維持している。
そして一旦上昇した排気温度ｔｈｃｉが低下して、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなる（Ｓ１７２でＹＥＳ、ｔ２１）。そしてｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃであり（Ｓ１７４でＹＥＳ）、排気温度ｔｈｃｉは一旦上昇したので（Ｓ１７６でＹＥＳ）、Ｃｕｄ＝０か否かが判定される（Ｓ１７８）。この時には、図７の例では添加期間カウンタＣｕｄ＞０であるので（Ｓ１７８でＮＯ）、添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウンの促進処理がなされる（Ｓ１８２）。
【００８６】
この促進処理は、ステップＳ１６６のカウントダウンを速めるものであり、例えば通常のカウントダウンが添加期間カウンタＣｕｄから１を減算する処理であれば、ステップＳ１８２が実行されると次の制御周期からはＣｕｄ＞０である間は、１よりも大きな数値を減算する処理を実行することにより実現される。
【００８７】
したがって次の制御周期以降において、添加期間カウンタＣｕｄ＞０である間は図７に示すごとく通常よりも急速に添加期間カウンタＣｕｄは低下することになる（ｔ２１〜）。
【００８８】
その後、ステップＳ１６６，Ｓ１６８，Ｓ１７０，Ｓ１８２の処理により急速にＣｕｄ＝０に到達する（図７：ｔ２２）。この時、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃ（Ｓ１７２でＹＥＳ）、ｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃ（Ｓ１７４でＹＥＳ）、ステップＳ１７６でＹＥＳ、及びＣｕｄ＝０（Ｓ１７８でＹＥＳ）であることから、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定される（Ｓ１８０）。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が開始されることになる。この時（ｔ２２）が開始タイミングに相当する。
【００８９】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＦＦであるので（Ｓ１５２でＹＥＳ）、前述したごとくステップＳ１５４〜Ｓ１６４側の処理が実行される。この時も図７の例では前述したごとくＣｕｄ≧Ｕｔとなる前に、ｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃとなった場合（ｔ２３）を示している。このことにより、添加期間カウンタＣｕｄは上限値Ｕｔに設定されて（Ｓ１６２）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔはＯＮとされる（Ｓ１６４）ことで、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加は停止されることになる。この時（ｔ２３）が終了タイミングに相当する。
【００９０】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＮであるので（Ｓ１５２でＮＯ）、前述したごとくステップＳ１６６〜Ｓ１８２側の処理が実行される。ただし図７の例では、添加期間カウンタＣｕｄが０に到達するのとｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなるのとが同時である（ｔ２４）。したがって、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が開始されることになる。この時（ｔ２４）が開始タイミングに相当する。
【００９１】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＦＦであるので（Ｓ１５２でＹＥＳ）、前述したごとくステップＳ１５４〜Ｓ１６４側の処理が実行される。ただし図７の例では添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに到達するのとｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃとなるのとが同時である（ｔ２５）。したがってステップＳ１５６にてＮＯと判定されることにより、添加期間カウンタＣｕｄは上限値Ｕｔに設定されて（Ｓ１６２）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔはＯＮとされる（Ｓ１６４）。このことで、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加は停止されることになる。この時（ｔ２５）が終了タイミングに相当する。
【００９２】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＮであるので（Ｓ１５２でＮＯ）、前述したごとくステップＳ１６６〜Ｓ１８２側の処理が実行される。図７では添加期間カウンタＣｕｄが０に到達するのとｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなるのとが同時である（ｔ２６）。したがって、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が開始されることになる。この時（ｔ２６）が開始タイミングに相当する。このようにしてバーンアップ型昇温処理における間欠的添加が行われる。
【００９３】
次にＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａを新しい触媒に取り替えた場合を図８のタイミングチャートに示す。
時刻ｔ３０前では、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃ（Ｓ１５８でＹＥＳ）で、ｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃ（Ｓ１６０でＹＥＳ）であり、燃料添加が実行されている。そして添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップが継続して、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃ及びｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃのままで、添加期間カウンタＣｕｄ≧Ｕｔとなる（Ｓ１５６でＮＯ、図８：ｔ３０）。このため添加期間カウンタＣｕｄに上限値Ｕｔの値が設定され（Ｓ１６２）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＮが設定されて（Ｓ１６４）、一旦本処理を終了する。したがってバーンアップ型昇温処理用の燃料添加は停止することになる。この時（ｔ３０）が終了タイミングに相当する。
【００９４】
次の制御周期では、Ｆｂｕｃｕｔ＝ＯＮであるので（Ｓ１５２でＮＯ）、添加期間カウンタＣｕｄがカウントダウンされる（Ｓ１６６）。そして添加期間カウンタＣｕｄ＜０か否かが判定される（Ｓ１６８）。初期の内は、Ｃｕｄ＞０であるので（Ｓ１６８でＮＯ）、次にｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃが判定される（Ｓ１７２）。図８の時刻ｔ３０直後であれば、まだｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃであるので（Ｓ１７２でＹＥＳ）、次にｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃか否かが判定される（Ｓ１７４）。ここでもｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃであるので（Ｓ１７４でＹＥＳ）、次に排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏのいずれかが該当する終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃ以上に昇温したか否かが判定される（Ｓ１７６）。すなわちＦｂｕｃｕｔ＝ＯＮとなってから上記ステップＳ１７２，Ｓ１７４のいずれかにおいて一旦ＮＯと判定されたことがあるか否かが判定される。
【００９５】
まだ、このような昇温はしていないので（Ｓ１７６でＮＯ）、このまま一旦本処理を終了する。したがってバーンアップ型昇温処理用の燃料添加の停止は継続することになる。
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ側から排出される排気の温度が更に上昇して、ｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃとなると（図８：ｔ３１）、ステップＳ１７２にてＮＯと判定されるが、このまま一旦本処理を終了し、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加の停止は更に継続することになる。
【００９６】
その後、フィルタ３８ａ下流の排気温度ｔｈｃｏは大きな変動は生じることなく、ｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃを維持しているが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ下流の排気温度ｔｈｃｉが一旦極大に達した後、低下して、終了判定基準温度Ａｔｈｃに近づく。しかし図８に示すごとく、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなる前に添加期間カウンタＣｕｄ≦０となる（ｔ３２）と、ステップＳ１６６〜Ｓ１７０の処理により、時刻ｔ３２〜ｔ３３の間はＣｕｄ＝０を維持し、ｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃであるので（Ｓ１７２でＮＯ）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔはＯＮのままである。
【００９７】
その後、ｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなると（Ｓ１７２でＹＥＳ、図８：ｔ３３）、ｔｈｃｏ＜Ｂｔｈｃであり（Ｓ１７４でＹＥＳ）、一旦昇温しているので（Ｓ１７６でＹＥＳ）、次にＣｕｄ＝０か否かが判定される（Ｓ１７８）。上述したごとく既にＣｕｄ＝０に維持された状態にあるので（Ｓ１７８でＹＥＳ）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が開始されることになる。この時（ｔ３３）が開始タイミングに相当する。
【００９８】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＦＦであるので（Ｓ１５２でＹＥＳ）、前述したごとくステップＳ１５４〜Ｓ１６４側の処理が実行される。ただし図８の例では、Ｃｕｄ≧Ｕｔとなるのと、ｔｈｃｉ≧Ａｔｈｃとなるのとが同時（ｔ３４）である。この場合には（Ｓ１５６でＮＯ）、添加期間カウンタＣｕｄは上限値Ｕｔに設定されて（Ｓ１６２）、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔはＯＮとされる（Ｓ１６４）。このことでバーンアップ型昇温処理用の燃料添加は停止されることになる。この時（ｔ３４）が終了タイミングに相当する。
【００９９】
次の制御周期ではＦｂｕｃｕｔ＝ＯＮであるので（Ｓ１５２でＮＯ）、前述したごとくステップＳ１６６〜Ｓ１８２側の処理が実行される。ただし図８の例では、添加期間カウンタＣｕｄが０に到達すると同時にｔｈｃｉ＜Ａｔｈｃとなった場合を示している（ｔ３５）。したがって、ステップＳ１７２〜Ｓ１７８にてＹＥＳと判定されて、添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔにＯＦＦが設定されて（Ｓ１８０）、一旦本処理を終了する。この結果、バーンアップ型昇温処理用の燃料添加が開始されることになる。この時（ｔ３５）が開始タイミングに相当する。
【０１００】
以後の図８の例（ｔ３６，ｔ３８）は上述した場合と同じである。
もし単に排気温度ｔｈｃｉと終了判定基準温度Ａｔｈｃとの比較のみで、開始タイミングや終了タイミングを判定していると、例えば時刻ｔ３１から破線で示すごとく、排気温度ｔｈｃｉは更に上昇してＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａが過熱するおそれがある。
【０１０１】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａの劣化が進行して、フィルタ３８ａ下流の排気温度ｔｈｃｏにおいて、終了判定基準温度Ｂｔｈｃ以上となる場合の例を図９に示す。この場合においてもＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ下流の排気温度ｔｈｃｉを判定した場合（図７，８）と同様に、添加期間カウンタＣｕｄと排気温度ｔｈｃｏとにより添加禁止フラグＦｂｕｃｕｔのＯＮ・ＯＦＦが設定される。このことにより開始タイミング（ｔ４１，ｔ４５，ｔ４７）と終了タイミング（ｔ４２，ｔ４６，ｔ４８）とが決定される。
【０１０２】
もし単に排気温度ｔｈｃｏと終了判定基準温度Ｂｔｈｃとの比較のみで、開始タイミングや終了タイミングを判定していると、例えば時刻ｔ４３から破線で示すごとく、排気温度ｔｈｃｏは更に上昇してフィルタ３８ａが過熱するおそれがある。
【０１０３】
上述した構成において、請求項との関係は、第１排気温センサ４４及び第２排気温センサ４６が排気温度検出手段に相当する。バーンアップ型昇温処理（図４）のステップＳ１５４〜Ｓ１６４が終了タイミング決定手段としての処理に、ステップＳ１６６〜Ｓ１８２が開始タイミング決定手段としての処理に相当する。添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップ（Ｓ１５４）により添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに到達する期間が終了判定基準期間に、添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウン（Ｓ１６６）により添加期間カウンタＣｕｄが０に到達する期間が開始判定基準期間に相当する。終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃは開始判定基準温度にも相当する。
【０１０４】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．間欠的に行う各添加期間の終了タイミングを、単に各排気浄化装置（ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａ）の下流での排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏにより決定しているのではなく、間欠的な添加がなされている時の経過時間にも基づいている。具体的には添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに到達していない場合には、いずれかの排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが、該当する終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃより高くなると、添加期間を終了する。このことにより燃料の酸化反応が高速に行われていずれかの排気浄化装置から流れ出す排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃより高くなった場合に、直ちに添加を停止して排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。
【０１０５】
そして、すべての排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが該当する終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃより低い場合でも添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに到達すると添加期間を終了している。このように排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏの昇温を時間的に制限して、すべての排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが該当する終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃより低い内に添加を停止できるので、排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。
【０１０６】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの劣化の程度が異なっても、あるいは第１排気温センサ４４や第２排気温センサ４６の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【０１０７】
（ロ）．間欠的に行う各添加期間の開始タイミングを、単に各排気浄化装置の下流での排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏにより決定しているのではなく、間欠的な添加がなされていない時の経過時間にも基づいている。具体的には、すべての排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏが該当する開始判定基準温度（ここでは終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃを用いている）より低くなり、かつ添加期間カウンタＣｕｄが０に到達した場合には、過熱が生じるおそれがなくなるとともに、排気浄化装置の温度低下が過剰になるおそれがある。このため添加期間を開始している。したがって排気浄化装置の過熱とともに過剰な低温下を抑制できる。
【０１０８】
このことによりバーンアップ型昇温処理において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒３６ａ及びフィルタ３８ａの劣化の程度が異なっても、あるいは第１排気温センサ４４や第２排気温センサ４６の検出誤差が生じたとしても、排気浄化装置の過熱が防止できる。
【０１０９】
更に、排気浄化装置の過剰な低温下を抑制できるので、昇温させるための燃費の悪化も抑制できる。
（ハ）．上述のごとく（イ）と（ロ）との両者を実行しているので、排気浄化装置の温度を、より適切に制御することができ、排気浄化装置の過熱が、より効果的に防止できる。
【０１１０】
（ニ）．添加期間カウンタＣｕｄが０に到達していなくても、排気温度ｔｈｃｉ，ｔｈｃｏのすべてが開始判定基準温度（＝終了判定基準温度Ａｔｈｃ，Ｂｔｈｃ）より低くなった時は、適切な添加期間の開始タイミングが間近であると考えられる。このためＣｕｄが０に到達するのを促進している（Ｓ１８２）。このことにより、適切なタイミングで添加期間を開始でき、排気浄化装置の温度を、より一層適切に制御することができるようになる。
【０１１１】
（ホ）．ＰＭ再生制御処理（図３）では、図５，６に示したごとく、推定堆積量ＰＭｓｍが、ＰＭ終了判定値ＰＭｅｎｄに近いノーマルバーンアップ開始判定値ＮＢＵｐｍ以下、あるいはスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍ以下となった時に、バーンアップ型昇温処理（図４）を実行している。このように、ＰＭ再生制御処理（図３）にて連続的に排気系へ燃料添加を実行して排気浄化装置に堆積したＰＭを浄化する処理の最終に近い段階で実行しているので、既に推定堆積量ＰＭｓｍは少量となっている。したがってバーンアップ型昇温処理（図４）により急激にＰＭが燃焼しても大量燃焼は防止できるので、排気浄化装置の過熱を効果的に防止できる。
【０１１２】
［実施の形態２］
前記実施の形態１のバーンアップ型昇温処理（図４）では、添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップ（Ｓ１５４）もカウントダウン（Ｓ１６６）も、特別な場合（Ｓ１８２）を除いて、一定の速度でカウントしていたが、本実施の形態では、ディーゼルエンジン２の運転状態に応じてカウント速度を変更している。他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【０１１３】
すなわち添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップ（Ｓ１５４）では、図１０のマップＭＡＰｕｐから、添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップの速度を、添加弁６８からの単位時間当たりの燃料添加量とエンジン回転数ＮＥとに応じて設定する。このことにより添加期間カウンタＣｕｄが上限値Ｕｔに達するまでの終了判定基準期間を、エンジン運転状態に応じて変更することができる。
【０１１４】
又、添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウン（Ｓ１６６）では、図１１のマップＭＡＰｄｗｎから、添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウンの速度を、負荷（ここでは吸入空気量ＧＡ）とエンジン回転数ＮＥとに応じて設定する。このことにより添加期間カウンタＣｕｄが０に達するまでの開始判定基準期間を、エンジン運転状態に応じて変更することができる。
【０１１５】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ホ）の効果を生じるとともに、終了判定基準期間及び開始判定基準期間をディーゼルエンジン２の運転状態に応じさせることで、排気浄化装置の温度を、より適切に制御することができる。
【０１１６】
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記実施の形態１に示した第１触媒コンバータと第２触媒コンバータとの２つの触媒コンバータの代わりに、図１２に示すごとく前記実施の形態１のフィルタ３８ａと同じく、ＮＯｘ吸蔵還元触媒をコーティングしたフィルタ１３８ａが１つ配置されている。そして差圧センサ１５０はこのフィルタ１３８ａの前後の差圧ΔＰを検出し、第１排気温センサ１４４はフィルタ１３８ａの内部の温度ｔｈｃｉを検出している。第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、第３触媒コンバータ４０、酸化触媒４０ａは実施の形態１と同じであるので同一の符号にて示す。
【０１１７】
したがって排気温度検出手段である第１排気温センサ１４４と第２排気温センサ４６とは、排気浄化装置であるフィルタ１３８ａの下流側の排気温度ｔｈｃｏとともにフィルタ１３８ａの中間部分の排気温度ｔｈｃｉを検出していることになる。他の構成は前記実施の形態１又は前記実施の形態２と同じである。
【０１１８】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．このような触媒構成においても前記実施の形態１，２にて説明したメカニズムにより前記実施の形態１，２の効果が生じる。すなわち、フィルタ１３８ａの各部について劣化の程度が異なっても、あるいは第１排気温センサ１４４及び第２排気温センサ４６の検出誤差が生じたとしても、フィルタ１３８ａの各部の過熱が防止できる。
【０１１９】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、バーンアップ型昇温処理は排気系への燃料の添加と添加停止とを繰り返す間欠的添加であったが、高濃度の燃料添加と低濃度の燃料添加とを繰り返す間欠的添加増量によって行っても良い。
【０１２０】
（ｂ）．前記各実施の形態においてはノーマルバーンアップ開始判定値ＮＢＵｐｍ及びスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍは終了判定値ＰＭｅｎｄより大きい値であった。この代わりに、ノーマルバーンアップ開始判定値ＮＢＵｐｍとスペシャルバーンアップ開始判定値ＳＢＵｐｍとの一方又は両方を、終了判定値ＰＭｅｎｄと同じ値としても良い。すなわちＰＭ再生制御処理（図３）によるＰＭ再生制御処理の最終段階でバーンアップ型昇温処理（図４）を実行するようにしても良い。
【０１２１】
（ｃ）．前記バーンアップ型昇温処理（図４）のステップＳ１８２では、添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウンを促進していたが、この代わりに、直ちに添加期間カウンタＣｕｄ＝０としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジンと制御システムとの概略構成説明図。
【図２】実施の形態１のＰＭ再生制御モード実行判定処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１のＰＭ再生制御処理のフローチャート。
【図４】実施の形態１のバーンアップ型昇温処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図６】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図７】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図９】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】実施の形態２で用いる添加期間カウンタＣｕｄのカウントアップの速度を設定するマップＭＡＰｕｐの構成説明図。
【図１１】実施の形態２で用いる添加期間カウンタＣｕｄのカウントダウンの速度を設定するマップＭＡＰｄｗｎの構成説明図。
【図１２】実施の形態３の排気浄化装置の概略構成説明図。
【符号の説明】
【０１２３】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気経路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気経路、３６…第１触媒コンバータ、３６ａ…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、３８…第２触媒コンバータ、３８ａ…フィルタ、４０…第３触媒コンバータ、４０ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ、１３８ａ…フィルタ、１４４…第１排気温センサ、１５０…差圧センサ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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