(57)【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た酸化触媒と、該酸化触媒の下流側に設けられた選択還元触媒とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記酸化触媒の上流側に未燃燃料成分を供給する未燃燃料成分供給手段と、
前記選択還元触媒の上流側に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記選択還元触媒の温度が第１所定温度より低いときに、前記未燃燃料成分供給手段を用いて未燃燃料成分を供給することにより、前記選択還元触媒を昇温させる第１昇温手段と、
前記選択還元触媒温度が前記第１所定温度以上であるときに、前記未燃燃料成分供給手段を用いて前記第１昇温手段より少ない量の未燃燃料成分を供給することにより、前記酸化触媒における一酸化窒素の酸化を促進させる第２昇温手段と、
前記選択還元触媒温度が前記第１所定温度より高い第２所定温度以上であるときに、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を行う還元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装置。
【請求項２】
前記第１所定温度は、前記選択還元触媒に流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素量とがほぼ等しい状態において、前記選択還元触媒によるＮＯｘ浄化が可能となる温度であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記未燃燃料成分供給手段は、前記機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、該燃料噴射手段により噴射される燃料の一部が未燃状態で排出されるように前記燃料噴射手段を制御する噴射制御手段とからなる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装置。
【請求項４】
前記機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段をさらに備え、
前記第２昇温手段は、前記選択還元触媒温度が前記第１所定温度以上であるときに、前記吸入空気量を増量する吸気増量手段を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項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し、特に内燃機関の排気通路に酸化触媒及び選択還元触媒を備える排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に酸化触媒、煤フィルタ、及び選択還元触媒が、上流側からこの順序で配置された排気浄化装置が示されており、この装置においては燃料の後噴射によって未燃燃料成分を酸化触媒に供給し、排気温を上昇させる制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５１６９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された装置では、煤フィルタに堆積した煤を燃焼させるために後噴射による排気温の昇温制御が行われるが、内燃機関の冷間始動直後において後噴射を行って、選択還元触媒の昇温を促進することも可能である。このような昇温制御を行うときは、酸化触媒の酸化能力が未燃燃料成分の酸化に適用されるため、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）の酸化に対する寄与度は小さい。
【０００５】
選択還元触媒は、その温度が低いときは、流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素（ＮＯ2）量とがほぼ等しい（一酸化窒素量と二酸化窒素量の合計に対する一酸化窒素比率ＲＮＯが５０％である）状態で、一酸化窒素及び二酸化窒素を還元すること（ＮＯｘの浄化）が可能となるが、酸化触媒における二酸化窒素の生成量が小さいときは、一酸化窒素比率ＲＮＯが５０％よりかなり大きくなり、選択還元触媒の温度が比較的低い状態におけるＮＯｘ浄化能力が低下するという課題がある。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、選択還元触媒の上流側に酸化触媒が配置されている場合に、酸化触媒に供給する未燃燃料成分量を適切に制御し、選択還元触媒の温度が比較的低い状態からＮＯｘの浄化を行いつつ、選択還元触媒の昇温を促進す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路（３）に設けられた酸化触媒（１１）と、該酸化触媒（１１）の下流側に設けられた選択還元触媒（１３）とを備える内燃機関の排気浄化装置において、前記酸化触媒（１１）の上流側に未燃燃料成分を供給する未燃燃料成分供給手段と、前記選択還元触媒（１３）の上流側に還元剤を供給する還元剤供給手段（２１，２２）と、前記選択還元触媒の温度（ＴＳＣＲ）が第１所定温度（ＴＳＣＲ１）より低いときに、前記未燃燃料成分供給手段を用いて未燃燃料成分を供給することにより、前記選択還元触媒を昇温させる第１昇温手段と、前記選択還元触媒温度（ＴＳＣＲ）が前記第１所定温度（ＴＳＣＲ１）以上であるときに、前記未燃燃料成分供給手段を用いて前記第１昇温手段より少ない量の未燃燃料成分を供給することにより、前記酸化触媒（１１）における一酸化窒素の酸化を促進させる第２昇温手段と、前記選択還元触媒温度が前記第１所定温度（ＴＳＣＲ１）より高い第２所定温度（ＴＳＣＲ２）以上であるときに前記還元剤供給手段による還元剤の供給を行う還元制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記第１所定温度（ＴＳＣＲ１）は、前記選択還元触媒（１３）に流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素量とがほぼ等しい状態において、前記選択還元触媒（１３）によるＮＯｘ浄化が可能となる温度であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記未燃燃料成分供給手段は、前記機関の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射手段（２）と、該燃料噴射手段（２）により噴射される燃料の一部が未燃状態で排出されるように前記燃料噴射手段（２）を制御する噴射制御手段とからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記機関の吸入空気量（ＧＡ）を制御する吸入空気量制御手段（６，７）をさらに備え、前記第２昇温手段は、前記選択還元触媒温度（ＴＳＣＲ）が前記第１所定温度（ＴＳＣＲ１）以上であるときに、前記吸入空気量（ＧＡ）を増量する吸気増量手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、選択還元触媒の温度が第１所定温度より低いときに、酸化触媒の上流側に未燃燃料成分を供給することにより、選択還元触媒の昇温が促進され、選択還元触媒温度が第１所定温度以上であるときに、より少ない量の未燃燃料成分を酸化触媒上流側に供給することにより、酸化触媒における一酸化窒素の酸化が促進され、選択還元触媒温度が第１所定温度より高い第２所定温度以上であるときに、選択還元触媒に還元剤が供給される。選択還元触媒温度が第１所定温度以上であるときに、未燃燃料成分供給量を低減することにより、酸化触媒における一酸化窒素の酸化が促進され、選択還元触媒に流入する排気中の二酸化窒素量を一酸化窒素量と同程度とすることができる。その結果、選択還元触媒温度が第１所定温度以上となった時点からＮＯｘ浄化を行うことが可能となり、また酸化触媒での未燃燃料成分の燃焼は継続されるので、選択還元触媒の昇温促進は継続される。したがって、選択還元触媒の温度が比較的低い状態からＮＯｘの浄化を行いつつ、選択還元触媒の昇温を促進することができる。さらに、選択還元触媒温度が第２所定温度以上であるときは、選択還元触媒に還元剤が供給され、暖機完了後の通常のＮＯｘ浄化性能を得ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、第１所定温度は、選択還元触媒に流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素量とがほぼ等しい状態において、選択還元触媒によるＮＯｘ浄化が可能となる温度に設定されるので、選択還元触媒温度が第１所定温度以上であるときは、ＮＯｘ浄化を確実に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、燃焼室内に噴射される燃料の一部が未燃状態で排出されるように燃料噴射制御が行われるので、排気通路に燃料成分（炭化水素）を供給する装置を別途設けることなく酸化触媒に未燃燃料成分を供給することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、選択還元触媒温度が第１所定温度以上であるときに、機関の吸入空気量が増量される。これにより、酸化触媒における一酸化窒素の酸化がより促進されるとともに、酸化触媒で発生した熱が下流側の選択還元触媒に伝達される速度が上昇し、選択触媒昇温を早めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】排気通路に設けられる排気浄化用触媒の昇温制御を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示す触媒昇温制御を説明するためのタイムチャートである。
【図４】主燃料噴射の後に実行されるアフタ噴射における燃料噴射量（ＱＡＦＴ）を算出するモジュールの構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す温度補正係数算出部で参照されるテーブルを示す図である。
【図６】触媒昇温制御を説明するためのタイムチャート（第２の実施形態）である。
【図７】第２の実施形態における目標吸気量算出モジュールの構成を示すブロック図である。
【図８】吸気量補正係数（ＫＴＳＡＩＲ）を算出するためのテーブルを示す図である。
【図９】吸気量（ＧＡ）と排気浄化用触媒の温度変化との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその排気浄化装置の構成を示す図である。内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、空燃比を理論空燃比よりリーン側のリーン空燃比に設定して運転するリーンバーン運転が主として行われるディーゼル（圧縮着火型）エンジンである。
【００１７】
エンジン１の各気筒の燃焼室に設けられ、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁２には、図示しない燃料供給通路を介して加圧された燃料が供給され、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５によりその作動が制御される。
【００１８】
エンジン１の排気通路３には、排気中の炭化水素、一酸化炭素及び一酸化窒素の酸化を促進するための酸化触媒１１と、触媒が付加された煤フィルタ（Catalized Soot Filter）１２と、還元剤の存在下で排気中のＮＯｘを還元する選択還元触媒（以下「ＳＣＲ触媒」という）１３とが、上流側からこの順序で設けられている。
【００１９】
ＳＣＲ触媒１３の上流側には、還元剤としてのアンモニア（ＮＨ３ガス）を噴射するＮＨ３噴射弁２１が設けられており、ＮＨ３噴射弁２１の作動はＥＣＵ５により制御される。ＮＨ３噴射弁２１には、ＮＨ３タンク２２からＮＨ３ガスが供給される。
【００２０】
酸化触媒１１、煤フィルタ１２、及びＳＣＲ触媒１３には、それぞれ酸化触媒温度センサ３１、煤フィルタ温度センサ３２、及びＳＣＲ触媒温度センサ３３が取り付けられており、これらのセンサは酸化触媒温度ＴＤＯＣ、煤フィルタ温度ＴＣＳＦ、及びＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲを示す検出信号をＥＣＵ５に供給する。
【００２１】
エンジン１の吸気通路４にはスロットル弁６が設けられており、スロットル弁６にはアクチュエータ７が接続されている。アクチュエータ７はＥＣＵ５に接続されており、スロットル弁６の開度ＴＨは、ＥＣＵ５により制御される。吸気通路４のスロットル弁６の上流側には、エンジン１の吸入空気量（吸気量）ＧＡを検出する吸気量センサ８が設けられており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。ＥＣＵ５は、検出される吸気量ＧＡが、エンジン運転状態に応じて算出される目標吸気量ＧＡＣＭＤと一致するようにスロットル弁６の開度の開度制御（吸気量制御）を行う。
【００２２】
ＥＣＵ５には、エンジン１の回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３４及びエンジン１により駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３５が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。
【００２３】
ＥＣＵ５は、上述したセンサ及び図示しないセンサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路を有し、さらに燃料噴射弁２、ＮＨ３噴射弁２１などに駆動信号を供給する出力回路を備えている。
【００２４】
ＥＣＵ５は、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２による燃料噴射制御を行うとともに、ＳＣＲ触媒１３に適量のＮＨ３ガスを供給するための還元剤供給制御を行う。ＥＣＵ５はさらにエンジンのトルクを発生させるための主燃料噴射（以下「主噴射」という）の実行後にさらに燃料噴射（以下「アフタ噴射」という）を実行することにより、排気通路３に設けられた酸化触媒１１、煤フィルタ１２及びＳＣＲ触媒１３の昇温制御（以下「触媒昇温制御」という）を行う。アフタ噴射において噴射された燃料の一部は、トルク発生に寄与するようにアフタ噴射の実行時期が設定される。
【００２５】
図２は触媒昇温制御を説明するためのフローチャートであり、図３は触媒昇温制御を説明するためのタイムチャートである。両図を参照して、触媒昇温制御を説明する。
【００２６】
エンジン１が始動されると（時刻ｔ０）、まず第１燃焼制御を実行し（ステップＳ１１）、酸化触媒温度ＴＤＯＣが所定酸化触媒温度ＴＤＯＣ１（例えば２００℃）に達するまで、第１燃焼制御を継続する（ステップＳ１２）。第１燃焼制御では、図３（ｃ）に示すように比較的少量の未燃燃料成分（以下「ＨＣ成分」という）が排出されるように、アフタ噴射における燃料噴射量（以下「アフタ噴射量」という）ＱＡＦＴを制御する。
【００２７】
酸化触媒温度ＴＤＯＣが所定酸化触媒温度ＴＤＯＣ１に達すると（時刻ｔ１）、第２燃焼制御を開始し（ステップＳ１３）、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１（例えば１６０℃）に達するまで、第２燃焼制御を継続する（ステップＳ１４）。第２燃焼制御では、図３（ｃ）に示すようＨＣ成分の排出量ＦＨＣが第１燃焼制御における排出量より増加するようにアフタ噴射量ＱＡＦＴを制御する。これにより酸化触媒１１及び煤フィルタ１２において燃焼するＨＣ成分量が増加し、酸化触媒温度ＴＤＯＣ、煤フィルタ温度ＴＣＳＦ、及び煤フィルタ１２から排出される排気の温度の上昇が促進される。
【００２８】
ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが上昇して第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１に達すると（時刻ｔ２）、第３燃焼制御を開始し（ステップＳ１５）、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２（例えば２００℃）に達するまで継続する（ステップＳ１６）。第３燃焼制御では、図３（ｃ）に示すようＨＣ成分の排出量ＦＨＣが第１燃焼制御における排出量より減少するようにアフタ噴射量ＱＡＦＴを制御する。第１燃焼制御におけるＨＣ成分排出量ＦＨＣ１は、第２燃焼制御におけるＨＣ成分排出量ＦＨＣ２より小さいので、第３燃焼制御におけるＨＣ成分排出量ＦＨＣ３はＨＣ成分排出量ＦＨＣ２より小さい。
【００２９】
第３燃焼制御においては、ＨＣ成分排出量が抑制されるため、酸化触媒１１の酸化性能のうち、ＨＣの酸化に寄与する割合が減少し、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）の酸化に寄与する割合が増加する（図３（ｄ）参照）。その結果、ＳＣＲ触媒１３に流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素量とがほぼ等しくなり、ＳＣＲ触媒１３におけるＮＯｘ（ＮＯ，ＮＯ2）の浄化率が上昇する（図３（ｅ）参照）。図３（ａ）に示すように、第３燃焼制御では酸化触媒温度ＴＤＯＣはほとんど上昇しないが、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲは継続して上昇する。図３（ｄ）の実線は、酸化触媒の全酸化性能を示し、破線は酸化触媒１１の酸化性能のうち、ＨＣ成分の酸化に寄与する割合を示す。したがって、実線と破線で示される寄与度の差分が、一酸化窒素の酸化に寄与する割合を示す。
【００３０】
ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが上昇して第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２に達すると（時刻ｔ３）、第４燃焼制御を開始し（ステップＳ１７）、エンジン１が停止するまで継続する（ステップＳ１８）。第４燃焼制御では、ＳＣＲ温度ＴＳＣＲを第３所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ３（例えば２５０℃）に維持するように、アフタ噴射量ＱＡＦＴを制御するとともに、ＮＨ３噴射弁２１によるアンモニア（還元剤）の供給が行われる。これにより、ＳＣＲ触媒１３によるＮＯｘ浄化が促進される。
【００３１】
図４は、アフタ噴射量ＱＡＦＴを算出するアフタ噴射量算出モジュールの構成を示すブロック図であり、この図に示す各ブロックの機能は、ＥＣＵ５のＣＰＵで実行される演算処理により実現される。
【００３２】
アフタ噴射量算出モジュールは、基本ＨＣ限界量算出部４１と、温度補正係数算出部４２と、乗算部４３と、基本アフタ噴射量算出部４４と、リミット処理部４５とを備えている。
【００３３】
基本ＨＣ限界量算出部４１は、酸化触媒温度ＴＤＯＣ及び煤フィルタ温度ＴＣＳＦに応じてマップ（図示せず）を検索することにより、基本ＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴＢを算出する。温度補正係数算出部４２は、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲに応じてＫＴＳＣＲテーブルを検索し、温度補正係数ＫＴＳＣＲを算出する。ＫＴＳＣＲテーブルは、図５に示すように、第１及び第２燃焼制御が行われる範囲では温度補正係数ＫＴＳＣＲが比較的大きなほぼ一定の値となるように設定され、第３燃焼制御が行われる範囲ではＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲの上昇に対応して温度補正係数ＫＴＳＣＲが減少し、第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２に近くなると増加するように設定されて、第４燃焼制御が行われる範囲では、第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２の近傍において、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲの上昇に対応して温度補正係数ＫＴＳＣＲが増加するように設定されている。
【００３４】
乗算部４３は、基本ＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴＢに温度補正係数ＫＴＳＣＲを乗算することにより、ＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴを算出する。
基本アフタ噴射量算出部４４は、エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱに応じてＱＡＦＴＢマップ（図示せず）を検索することにより、基本アフタ噴射量ＱＡＦＴＢを算出する。要求トルクＴＲＱは、アクセルペダル操作量ＡＰにほぼ比例するように設定される。ＱＡＦＴＢマップは、アフタ噴射された燃料による潤滑油の希釈化、エンジンの燃焼騒音や振動などの観点も含めて、エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＴＲＱに応じて設定されている。
【００３５】
リミット処理部４５は、基本アフタ噴射量ＱＡＦＴＢがＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴを超えるときは、アフタ噴射量ＱＡＦＴをＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴに設定し、基本アフタ噴射量ＱＡＦＴＢがＨＣ限界量ＱＨＣＬＭＴ以下であるときは、アフタ噴射量ＱＡＦＴを基本アフタ噴射量ＱＡＦＴＢに設定する。
【００３６】
図４に示すモジュールによってアフタ噴射量ＱＡＦＴを算出し、主燃料噴射実行後の適切なタイミングでアフタ噴射を実行することにより、図２に示す第１〜第４燃焼制御が行われる。
【００３７】
以上のように本実施形態では、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１より低いときに、酸化触媒１１にＨＣ成分を比較的多量に供給する第２燃焼制御を実行し、酸化触媒１１及び選択還元触媒の昇温が促進され、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１以上であるときに、より少ない量のＨＣ成分を酸化触媒１１に供給することにより、酸化触媒１１における一酸化窒素の酸化が促進され、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２以上であるときに、ＳＣＲ触媒１３にアンモニアが供給される。
【００３８】
ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１以上であるときに、ＨＣ成分供給量を低減することにより、酸化触媒１１における一酸化窒素の酸化が促進され、ＳＣＲ触媒１３に流入する排気中の二酸化窒素量を一酸化窒素量と同程度とすることができる。その結果、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１に達する時点（図３（ｅ），時刻ｔ２）からＮＯｘ浄化を行うことが可能となり、また酸化触媒１１でのＨＣ成分の燃焼は継続されるので、ＳＣＲ触媒１３の昇温促進は継続される。したがって、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが比較的低い状態からＮＯｘの浄化を行いつつ、ＳＣＲ触媒１３の昇温を促進することができる。さらに、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第２所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ２以上であるときは、ＳＣＲ触媒１３に還元剤としてのアンモニアが供給されるので、エンジン１の暖機完了後の通常のＮＯｘ浄化性能を得ることができる。
【００３９】
また第１所定ＳＣＲ温度ＴＳＣＲ１は、ＳＣＲ触媒１３に流入する排気中の一酸化窒素量と二酸化窒素量とがほぼ等しい状態において、ＳＣＲ触媒１３によるＮＯｘ浄化が可能となる温度に設定されるので、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが第１所定ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲ１以上であるときは、ＮＯｘ浄化を確実に行うことができる。
【００４０】
また燃料噴射弁２を用いたアフタ噴射によって排気通路３にＨＣ成分が供給されるので、別途燃料供給装置を設けることなく酸化触媒１１にＨＣ成分を供給することができる。
【００４１】
本実施形態では、ＮＨ３噴射弁２１及びＮＨ３タンク２２が還元剤供給手段に相当し、燃料噴射弁２が燃料噴射手段及び未燃燃料成分供給手段の一部に相当し、ＥＣＵ５が噴射制御手段、未燃燃料成分供給手段の一部、第１昇温手段、第２昇温手段、及び還元制御手段を構成する。具体的には、図４に示すアフタ噴射量算出モジュールが未燃燃料成分供給手段に相当し、図２のステップＳ１２及びＳ１３が第１昇温手段に相当し、ステップＳ１４及びＳ１５が第２昇温手段に相当し、ステップＳ１６及びＳ１７が還元制御手段に相当する。
【００４２】
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態における触媒昇温制御に加えて、スロットル弁６の開度制御によるエンジン１の吸気量制御を行うようにしたものである。本実施形態における吸気量制御は、第３燃焼制御において、吸気量を通常制御より増加させる点に特徴がある。
【００４３】
本実施形態における触媒昇温制御の手順は図２に示すフローチャートと同様の手順で実行され、第１〜第４燃焼制御において吸気量制御が追加的に実行される。以下図８を参照して吸気量制御の概要を説明する。図８（ｄ）に吸気量ＧＡの推移が示されている。
第１燃焼制御では、吸気量ＧＡが比較的少量となるように制御し、かつリタード燃焼を行う。第２燃焼制御では、ＨＣ成分の排出量ＦＨＣが増量されるで、その排出量ＦＨＣに応じた吸気量制御を行う。すなわち、吸気量ＧＡは第１燃焼制御より増量される。
【００４４】
第３燃焼制御では、吸気量ＧＡがさらに増量される。これにより、酸化触媒１１における一酸化窒素の酸化がより一層促進されるとともに、ＳＣＲ触媒１３の昇温が促進される（昇温速度が上昇する）。図６（ａ）の破線は、第１の実施形態におけるＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲを推移（図３（ａ））を示し、同図の実線は本実施形態におけるＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲの推移を示す。このように、ＳＣＲ触媒１３の昇温が促進される結果、第４燃焼制御の開始時期が時刻ｔ３から時刻ｔ３ａに早められ、還元剤供給によってＳＣＲ触媒１３の本来のＮＯｘ浄化性能を早期に発揮させることができる。
【００４５】
第４燃焼制御では、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが目標温度と一致するように燃料噴射制御及び吸気量制御が行われる。
【００４６】
図７は、目標吸気量を算出するモジュールの構成を示すブロック図である。この図に示す各ブロックの機能は、ＥＣＵ５のＣＰＵで実行される演算処理により実現される。
【００４７】
図７に示す目標吸気量算出モジュールは、基本目標吸気量算出部５１と、吸気量補正係数算出部５２と、乗算部５３とを備えている。基本目標吸気量算出部５１は、エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴＲＱ、及び図示しない他のエンジン運転パラメータに応じて基本目標吸気量ＧＡＣＭＤＢを算出する。
【００４８】
吸気量補正係数算出部５２は、第３燃焼制御においては、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲに応じて図８に示すＫＴＳＡＩＲテーブルを検索し、吸気量補正係数ＫＴＳＡＩＲを算出する。ＫＴＳＡＩＲテーブルは、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲが高くなるほど、吸気量補正係数ＫＴＳＡＩＲが増加するように設定されている。第１、第２及び第４燃焼制御においては、吸気量補正係数ＫＴＳＡＩＲによる補正は行われない（吸気量補正係数ＫＴＳＡＩＲは「１．０」に設定される）。
【００４９】
乗算部５３は、基本目標吸気量ＧＡＣＭＤＢに吸気量補正係数ＫＴＳＡＩＲを乗算することにより、目標吸気量ＧＡＣＭＤを算出する。
【００５０】
ＥＣＵ５のＣＰＵは、図示しない処理により、検出される吸気量ＧＡが目標吸気量ＧＡＣＭＤと一致するようにスロットル弁開度制御を行う。
【００５１】
図９（ａ）は、第３燃焼制御における吸気量ＧＡと、酸化触媒温度ＴＤＯＣの変化量ΔＴＤＯＣとの関係を示し、図９（ｂ）は、吸気量ＧＡと、ＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲの変化量ΔＴＳＣＲとの関係を示す。変化量ΔＴＤＯＣは、負の値をとり、吸気量ＧＡが増加するほどその絶対値が増加する、すなわち吸気量ＧＡを増加させることにより温度低下量が増加するが、変化量ΔＴＳＣＲは逆に正の値をとり、しかも吸気量ＧＡが増加するほど増加する傾向を示す。これは、吸気量ＧＡの増加によって、酸化触媒１１で発生した熱が下流側のＳＣＲ触媒１３に伝達される速度が上昇することによるものである。したがって、図６（ａ）に示すようにＳＣＲ触媒温度ＴＳＣＲの昇温を促進することができる。
【００５２】
本実施形態では、スロットル弁６及びアクチュエータ７が吸入空気量制御手段に相当し、ＥＣＵ５が吸気増量手段を構成する。
【００５３】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態ではアフタ噴射によって排気通路にＨＣ成分を供給するようにしたが、主燃料噴射実行後にトルク発生に寄与しないタイミングでの燃料噴射（ポスト噴射）によって、ＨＣ成分を供給するようにしてもよい。あるいはアフタ噴射及びポスト噴射をともに実行し、適量のＨＣ成分を供給するようにしてもよい。また、排気通路にＨＣ成分を供給する燃料供給装置を別途設けるようにしてもよい。
【００５４】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの排気浄化装置にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  内燃機関
２  燃料噴射弁（燃料噴射手段、未燃燃料成分供給手段）
３  排気通路
５  電子制御ユニット（噴射制御手段、未燃燃料成分供給手段、第１昇温手段、第２昇温手段、還元制御手段、吸気増量手段）
６  スロットル弁（吸入空気量制御手段）
７  アクチュエータ（吸入空気量制御手段）
１１  酸化触媒
１２  煤フィルタ
１３  選択還元触媒
２１  ＮＨ３噴射弁（還元剤供給手段）
２２  ＮＨ３タンク（還元剤供給手段）
３１  酸化触媒温度センサ
３２  煤フィルタ温度センサ
３３  ＳＣＲ触媒温度センサ
【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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