(57)【要約】【課題】排気系に酸化触媒、フィルタ、ＮＯｘ触媒等が直列に設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理を実施する際に、ＮＯｘ還元効率が悪化することを抑制し、以ってＮＯｘ還元処理に係る燃費が悪化することを抑制する。【解決手段】通常の運転状態においては、第１切換弁１２を第１の位置に切り換えることにより、排気を前記排気浄化部に酸化触媒１１０側から流入させ（第１状態）、ＮＳＲのＮＯｘ還元処理においては、第１切換弁１２を第２の位置に切り換えることにより、排気を排気浄化部にＮＳＲ１１３側から流入させる（第２状態）。【選択図】図１
2007297996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに前記排気通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化手段と、
該排気浄化手段に導入される排気に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気浄化手段には、酸化能を有する酸化触媒と、前記排気中の微粒子物質を捕集するとともに該捕集した微粒子物質が酸化除去されることで目詰まりが抑制されるフィルタと、前記排気の空燃比がリーンのときには該排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに前記還元剤供給手段により還元剤が供給されるＮＯｘ還元処理によって前記吸蔵されたＮＯｘが還元放出されるＮＯｘ触媒とが、前記酸化触媒、前記フィルタ、前記ＮＯｘ触媒の順に直列に配置した状態で設けられ、
前記排気の状態を、前記排気が前記排気浄化手段に前記酸化触媒側から流入する状態である第１状態と、前記ＮＯｘ触媒側から流入する状態である第２状態とに切換可能な排気状態切換手段をさらに備え、
前記ＮＯｘ還元処理を実施しないときには、前記排気状態切換手段によって、前記排気の状態が前記第１状態とされ、前記ＮＯｘ還元処理を実施するときには、前記排気状態切換手段によって、前記排気の状態が前記第２状態とされ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】
前記排気通路は、該排気通路に設けられた分岐部から分岐し前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第１分岐通路と、前記分岐部から分岐し前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続される第２分岐通路と、前記排気通路における前記分岐部の上流側の第１排気通路と、前記排気通路における前記分岐部の下流側の第２排気通路と、を含み、
前記還元剤供給手段は、前記分岐部より上流において前記排気に前記還元剤を供給し、
前記排気状態切換手段は、前記分岐部において、前記第１排気通路と前記第１分岐通路とを接続し、前記第２分岐通路と前記第２排気通路とを接続するとともに、前記接続された状態の第１排気通路及び第１分岐通路と、前記接続された状態の第２分岐通路及び第２排気通路とを遮断することによって、前記排気の状態を前記第１状態とし、前記分岐部において、前記第１排気通路と前記第２分岐通路とを接続し、前記第１分岐通路と前記第２排気通路とを接続するとともに、前記接続された状態の第１排気通路及び第２分岐通路と、前記接続された状態の第１分岐通路及び第２排気通路とを遮断することによって、前記排気の状態を前記第２状態とする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】
前記排気通路は、該排気通路に設けられた第１分岐部から分岐し前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第３分岐通路と、前記第１分岐部から分岐し前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続される第４分岐通路と、一端が前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第５分岐通路と、一端が前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続されるとともに他端が第２分岐部において前記第５分岐通路の他端と接続される第６分岐通路と、前記第１分岐部の上流側の第３排気通路と、前記第２分岐部の下流側の第４排気通路と、を含み、
前記還元剤供給手段は、前記第１分岐部より上流において前記排気に前記還元剤を供給し、
前記排気状態切換手段は、前記第３分岐通路から前記第６分岐通路のうち、前記第３分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を許可し、前記第４分岐通路及び第５分岐通路については通気を禁止することにより、前記排気の状態を前記第１状態とし、前記第３分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を禁止し、前記第４分岐通路及び第５分岐
通路については通気を許可することにより、前記排気の状態を前記第２状態とする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４】
前記排気状態切換手段は、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が所定量以下に減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記ＮＯｘ還元処理の実施時においては、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、その後に、前記排気状態切換手段によって第１所定期間に亘り前記排気の状態を前記第３状態とする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５】
前記排気状態切換手段は、前記分岐部において、前記第１排気通路と、前記第２排気通路と、前記第１分岐通路と、前記第２分岐通路の全てを接続することによって、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が所定量以下に減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記ＮＯｘ還元処理の実施時においては、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、その後に、前記排気状態切換手段によって第１所定期間に亘り前記排気の状態を前記第３状態とすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間に、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒をさらに備え、
前記第１所定期間の経過後の第２所定期間に亘り、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されていない状態で、前記排気の状態を再び前記第２状態とすることを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記還元剤供給手段から還元剤を供給して前記フィルタを昇温することにより、該フィルタに捕集された微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生処理を実施する際には、
前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第１状態とするとともに前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、前記フィルタの床温が第１所定温度以上となった場合に、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を一旦停止した上で、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第２状態とし、その後、前記フィルタの床温が第２所定温度以下となった場合に、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を再開するとともに前記排気状態切換手段は前記排気の状態を前記第１状態とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項８】
前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間に、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒をさらに備え、
前記ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘを放出させるＳＯｘ再生処理を実施する際には、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項９】
前記ＳＯｘ再生処理の開始時において、前記ＮＯｘ触媒の温度が第３所定温度より低い場合には、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第１状態とするとともに、前記還元剤供給手段により、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に吸収されているＳＯｘが還元放出されない範囲で前記排気に還元剤を供給することによって前記ＮＯｘ触媒を昇温し、前記ＮＯｘ触媒の温度が前記第３所定温度以上になった後に、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第２状態とすることによって前記ＳＯｘ再生処理を実施することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１０】
前記ＳＯｘ再生処理の終了後に、第３所定期間に亘り、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されない状態を継続することを特徴とする請求項８または９に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１１】
前記第３所定期間は前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒の床温が摂氏５５０度以下となるまでに要する期間とすることを特徴とするに請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１２】
前記第３所定期間は、前記ＳＯｘ再生処理の実施において供給された前記還元剤が前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に残存している場合は、該残存している還元剤の量が略零になるまでに要する期間とすることを特徴とするに請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１３】
前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間であって且つ前記ＮＯｘ触媒に隣接して設けられるとともに、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒をさらに備え、
前記Ｓトラップ触媒に吸収されたＳＯｘを放出させるＳＯｘ再生処理を実施する際には、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１４】
前記第１排気通路と前記第２排気通路とにおける排気圧力の差圧を検出する第１差圧検出手段および前記フィルタ前後における排気圧力の差圧を検出する第２差圧検出手段をさらに備え、前記第１および第２差圧検出手段により検出された差圧並びに内燃機関の排気の流量に基づいて、前記フィルタおよび前記ＮＯｘ触媒の詰まり状態および／または前記排気状態切換手段の異常を判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１５】
前記排気状態切換手段は、前記第３分岐通路及び前記第４分岐通路については通気を許可し、前記第５分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を禁止することによって、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が前記所定量以下まで減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記内燃機関の排気の流量が第２所定量よりも小さい場合には、前記排気状態切換手段は前記排気の状態を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換える際に、前記第１状態と前記第２状態との間の切換途中の第４所定期間に亘り、前記排気の状態を前記第３状態とすることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１６】
前記排気通路を通過する前記排気の一部を前記内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、
前記排気再循環通路内を流れる排気の流量を調節する排気再循環弁と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開度制御を行う再循環弁開度制御手段と、
前記排気状態切換手段が前記排気の状態を前記第３状態とすることにより前記第３排気通路、前記第３分岐通路または前記第４分岐通路に生じる圧力の増分を推定する圧力増分推定手段と、をさらに備え、
前記再循環弁開度制御手段は、前記圧力増分推定手段により推定される前記圧力の増分に起因する吸入新気量および吸気酸素濃度の変化を打ち消すように前記排気再循環弁の開度を制御することを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１７】
前記第３排気通路と前記第４排気通路との差圧を検出する第３差圧検出手段をさらに備え、前記圧力増分推定手段は、前記第３差圧検出手段により検出された差圧に基づいて前記圧力の増分を推定することを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１８】
前記内燃機関における燃焼に用いられる燃料の供給が停止される減速運転時において前記ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理を実施する場合には、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段によって還元剤を供給し、その後、第５所定期間に亘り前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第３状態とすることを特徴とする請求項１５に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１９】
前記第５所定期間の経過後に、第６所定期間に亘り、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されていない状態で、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とすることを特徴とする請求項１８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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、排気を浄化するため内燃機関の排気系に排気中のＰＭを捕集するフィルタ、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＮＯｘ触媒」という。）、或いはＮＯｘ触媒とフィルタを組み合わせたものを配置する技術が知られている。
【０００３】
ここで、ＮＯｘ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵（吸収、吸着）し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを放出するとともに窒素（Ｎ2）に還元する。この技術では、ＮＯｘ触媒にお
いて、吸蔵されたＮＯｘの量が増加すると浄化能力が低下するため、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出還元することが行われる（以下、「ＮＯｘ還元処理」という。）。
【０００４】
一方、上記のフィルタでは、捕集されたＰＭが増加すると、フィルタの詰まりによって排気圧力が上昇し機関性能が低下するので、フィルタの上流側の排気温度を上昇させ、捕集したＰＭを酸化除去することでフィルタの排気浄化性能の再生を図るようにしている（以下「ＰＭ再生処理」という。）。
【０００５】
また、フィルタの上流に酸化触媒を設け、酸化触媒において排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ2）に酸化することでフィルタに捕集されたＰＭを比較的低い低温
域で連続的に酸化除去する技術も提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
しかし、排気系の上流側から、酸化触媒、フィルタおよびＮＯｘ触媒等が直列に設けられた構成においては、ＮＯｘ還元処理のために供給された還元剤が上流の酸化触媒で反応してしまい、供給された還元剤がＮＯｘ触媒に到達し難く、ＮＯｘ還元効率が悪化する場合があった。
【特許文献１】特表２００５−５００１４７号公報
【特許文献２】特開２００４−６０５９６号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８７２６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８００４号公報
【特許文献５】米国特許第６４０８６２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排気系に排気を浄化する酸化触媒、フィルタ、ＮＯｘ触媒等の排気浄化手段が直列に設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理を実施する際に、ＮＯｘ還元効率が悪化することを抑制し、以ってＮＯｘ還元処理に係る燃費が悪化することを抑制する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理の実施する時と実施しない時とでは、排気通路に設けられた前記排気浄化手段を通過する排気の通過する方向を逆転させることを最大の特徴とする。
【０００９】
より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられるとともに前記排気通路を通過する前記排気を浄化する排気浄化手段と、
該排気浄化手段に導入される排気に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気浄化手段には、酸化能を有する酸化触媒と、前記排気中の微粒子物質を捕集するとともに該捕集した微粒子物質が酸化除去されることで目詰まりが抑制されるフィルタと、前記排気の空燃比がリーンのときには該排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに前記還元剤供給手段により還元剤が供給されるＮＯｘ還元処理によって前記吸蔵されたＮＯｘが還元放出されるＮＯｘ触媒とが、前記酸化触媒、前記フィルタ、前記ＮＯｘ触媒の順に直列に配置した状態で設けられ、
前記排気の状態を、前記排気が前記排気浄化手段に前記酸化触媒側から流入する状態である第１状態と、前記ＮＯｘ触媒側から流入する状態である第２状態とに切換可能な排気状態切換手段をさらに備え、
前記ＮＯｘ還元処理を実施しないときには、前記排気状態切換手段によって、前記排気の状態が前記第１状態とされ、前記ＮＯｘ還元処理を実施するときには、前記排気状態切換手段によって、前記排気の状態が前記第２状態とされることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された内燃機関の排気浄化システムでは、前記ＮＯｘ還元処理が実施されないときには前記排気状態切換手段により前記排気の状態は前記第１状態にされる。
【００１１】
すなわち、前記排気が前記排気浄化手段に前記酸化触媒側から流入するため、前記排気に含まれるＮＯが前記酸化触媒において酸化されＮＯ2が生成される。ここで、前記生成
されたＮＯ2は前記第１状態における下流側の前記フィルタに供給されるが、該ＮＯ2は、ＮＯに比べてより低い温度においても前記ＰＭを酸化することができる。従って本発明ではＮＯｘ還元処理が実施されていない状態(以下、「通常の運転状態」という。)においては、前記酸化触媒において、排気中に含有する窒素酸化物のうち、前記ＮＯ2の割合を増
やすことによりフィルタにおけるＰＭの酸化除去を促進することができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ還元処理を実施する必要が生じたときに、前記還元剤供給手段から前記排気浄化手段に導入される前記排気に還元剤（燃料等）が供給される。
【００１３】
ここで、前記排気状態切換手段を備えていない内燃機関の排気浄化システムにおいては、前記ＮＯｘ還元処理を実施するときに供給される前記還元剤（燃料等）が前記酸化触媒によって酸化されてしまい、前記ＮＯｘ触媒に導入される還元剤（燃料等）の量が減少するとともに、前記酸化触媒によるＮＯ2の生成量が減少する場合がある。
【００１４】
これに対し本発明では、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第１状態と前記第２状態とを切換えることができる。従って、前記ＮＯｘ還元処理を実施するときには、前記排気を前記ＮＯｘ触媒側から流入させることができるため、ＮＯｘ還元処理のために供給された前記還元剤（燃料等）が前記酸化触媒によって酸化されてしまい、前記ＮＯｘ触媒に導入される還元剤（燃料等）の供給量が減少することを抑制できる。従って、ＮＯｘの還元効率の悪化を抑制することが可能となり、以って前記ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することができる。
【００１５】
また、前記ＮＯｘ還元処理を実施するときは、前記排気の状態を前記第２状態することにより前記供給された還元剤（燃料等）が前記ＮＯｘ触媒から下流側に流出しても、該流出した還元剤（燃料等）は前記第２状態における下流側の前記酸化触媒において酸化され
るため、該還元剤（燃料等）が浄化されずに外部に排出されることが抑制できる。
【００１６】
尚、前記還元剤供給手段は、排気中に還元剤（燃料等）を噴射する還元剤添加弁や、エンジンの膨張行程や排気行程等に燃料を副噴射する燃料噴射弁を含んで構成されてもよい。
【００１７】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することができる。
すなわち、
前記排気通路は、該排気通路に設けられた分岐部から分岐し前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第１分岐通路と、前記分岐部から分岐し前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続される第２分岐通路と、前記排気通路における前記分岐部の上流側の第１排気通路と、前記排気通路における前記分岐部の下流側の第２排気通路と、を含み、
前記還元剤供給手段は、前記分岐部より上流において前記排気に前記還元剤を供給し、
前記排気状態切換手段は、前記分岐部において、前記第１排気通路と前記第１分岐通路とを接続し、前記第２分岐通路と前記第２排気通路とを接続するとともに、前記接続された状態の第１排気通路及び第１分岐通路と、前記接続された状態の第２分岐通路及び第２排気通路とを遮断することによって、前記排気の状態を前記第１状態とし、前記分岐部において、前記第１排気通路と前記第２分岐通路とを接続し、前記第１分岐通路と前記第２排気通路とを接続するとともに、前記接続された状態の第１排気通路及び第２分岐通路と、前記接続された状態の第１分岐通路及び第２排気通路とを遮断することによって、前記排気の状態を前記第２状態としてもよい。
【００１８】
このような構成において前記排気の状態を前記第１状態とすれば、前記排気は前記第１排気通路から前記第１分岐通路を経由して前記排気浄化手段に前記酸化触媒側から流入し、次いで、前記第２分岐通路に流出して前記第２排気通路を経由して外部に排出される。
【００１９】
一方、前記排気の状態を前記第２状態とすれば、前記排気は前記第１排気通路から前記第２分岐通路を経由して前記排気浄化手段に前記ＮＯｘ触媒側から流入し、次いで、前記第１分岐通路に流出して前記第２排気通路を経由して外部に排出される。
【００２０】
従って、本発明の構成によれば、より簡単な構成により前記排気の状態を前記第１状態と前記第２状態とに切り換えることができる。
【００２１】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することもできる。すなわち、
前記排気通路は、該排気通路に設けられた第１分岐部から分岐し前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第３分岐通路と、前記第１分岐部から分岐し前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続される第４分岐通路と、一端が前記排気浄化手段の酸化触媒側の端部に接続される第５分岐通路と、一端が前記排気浄化手段のＮＯｘ触媒側の端部に接続されるとともに他端が第２分岐部において前記第５分岐通路の他端と接続される第６分岐通路と、前記第１分岐部の上流側の第３排気通路と、前記第２分岐部の下流側の第４排気通路と、を含み、
前記還元剤供給手段は、前記第１分岐部より上流において前記排気に前記還元剤を供給し、
前記排気状態切換手段は、前記第３分岐通路から前記第６分岐通路のうち、前記第３分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を許可し、前記第４分岐通路及び第５分岐通路については通気を禁止することにより、前記排気の状態を前記第１状態とし、前記第３分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を禁止し、前記第４分岐通路及び第５分岐
通路については通気を許可することにより、前記排気の状態を前記第２状態としてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、前記排気の状態を前記第１状態にすると、前記排気は前記第３排気通路から前記第３分岐通路を経由して前記排気浄化手段に前記酸化触媒側から流入し、次いで、前記第６分岐通路に流出して前記第４排気通路を経由して外部に排出される。
【００２３】
一方、前記排気の状態を前記第２状態にすると、前記排気は前記第３排気通路から前記第４分岐通路を経由して前記排気浄化手段に前記ＮＯｘ触媒側から流入し、次いで、前記第５分岐通路に流出して前記第４排気通路を経由して外部に排出される。
【００２４】
また、前記ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理において、前記ＮＯｘ還元を促進させることにより前記ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上させるための本発明においては、前記排気状態切換手段は、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が所定量以下に減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記ＮＯｘ還元処理の実施時においては、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、その後に、前記排気状態切換手段によって第１所定期間に亘り前記排気の状態を前記第３状態としてもよい。
【００２５】
上記のように、前記還元剤供給手段から還元剤が供給された後に、前記排気の状態を前記第３状態とすることにより前記排気浄化手段に導入される前記排気の流量は急激に減少する。その結果、前記排気により前記ＮＯｘ触媒に導入された還元剤（燃料等）が下流側に持ち去られることを抑制し、該ＮＯｘ触媒に還元剤（燃料等）が残留することによって前記ＮＯｘ還元処理を促進することができる。従って、前記排気中に供給される還元剤（燃料等）が節約され、前記ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することが可能となる。
【００２６】
ここで、前記所定量とは、前記排気の状態を前記第３状態にした場合に、前記ＮＯｘ触媒を通過する前記排気の流量であり、例えば、前記排気に前記ＮＯｘ触媒を通過させた場合に前記ＮＯｘ触媒に導入された還元剤（燃料等）が下流側に持ち去られない範囲の前記排気の流量としてもよい。上記の第１所定期間とは、前記排気状態切換手段により前記排気の状態が前記第３状態に維持される期間であり、例えば、前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの還元放出が略終了するために要する期間としてもよい。尚、前記所定量および前記第１所定期間は予め実験的に求めておいても良い。
【００２７】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することができる。
すなわち、
前記排気状態切換手段は、前記分岐部において、前記第１排気通路と、前記第２排気通路と、前記第１分岐通路と、前記第２分岐通路の全てを接続することによって、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が所定量以下に減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記ＮＯｘ還元処理の実施時においては、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、その後に、前記排気状態切換手段によって第１所定期間に亘り前記排気の状態を前記第３状態としてもよい。
【００２８】
このように構成された内燃機関の排気浄化システムでは、前記分岐部において、前記第１排気通路と、前記第２排気通路と、前記第１分岐通路と、前記第２分岐通路の全てを接
続すると、前記第１排気通路を通過する大部分の排気が前記第１分岐通路および前記第２分岐通路を経由せずに前記第２排気通路に流入した後外部に排出される。従って、本発明では、前記排気の状態をこのような簡単な構成により前記第３状態とすることが可能であり、前記ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することができる。
【００２９】
ところで、本発明において、前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間に、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒がさらに備えられた場合には、前記排気の状態として前記第３状態が継続されると、該Ｓトラップ触媒に吸収されているＳＯｘが放出される虞がある。前記Ｓトラップ触媒に導入される排気の空燃比が低く、且つ該Ｓトラップ触媒が高温な状態が維持される場合があるからである。従って、その場合には、前記ＮＯｘ還元処理の実施が終了した直後に前記排気の状態を前記第１状態にすると、前記放出されたＳＯｘが前記ＮＯｘ触媒に導入されてしまい、該ＮＯｘ触媒にいわゆるＳＯｘ被毒が生じる場合がある。
【００３０】
そこで、上記のような場合には、前記第１所定期間の経過後の第２所定期間に亘り、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されていない状態で、前記排気の状態を再び前記第２状態としてもよい。これにより、前記Ｓトラップ触媒から前記ＳＯｘが放出されても、該ＳＯｘは前記第２状態における下流側となる前記フィルタ側に流出し、前記ＮＯｘ触媒にＳＯｘ被毒が生じることを抑制することが可能となる。
【００３１】
ここで、前記第２所定期間とは前記排気の状態を前記第２状態に維持される期間であり、例えば、前記Ｓトラップ触媒から前記ＳＯｘが略放出されなくなるまでに要する期間としてもよい。前記Ｓトラップ触媒の床温や、該Ｓトラップ触媒に導入される排気の空燃比に基づいて定めてもよく、予め実験的に求めておいてもよい。
【００３２】
また、本発明において、前記フィルタに捕集された微粒子物質を酸化除去するために、前記還元剤供給手段から還元剤を供給して前記フィルタを昇温することによりＰＭ再生処理が実施される場合がある。
【００３３】
そこで、前記ＰＭ再生処理の実施において前記フィルタが過度に昇温されることを抑制しつつ昇温することにより前記フィルタに捕集されたＰＭを酸化除去するための本発明は、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第１状態とするとともに前記還元剤供給手段から還元剤を供給し、前記フィルタの床温が第１所定温度以上となった場合に、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を一旦停止した上で、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第２状態とし、その後、前記フィルタの床温が第２所定温度以下となった場合に、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を再開するとともに前記排気状態切換手段は前記排気の状態を前記第１状態としてもよい。
【００３４】
すなわち、上記のＰＭ再生処理の実施において、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第１状態としつつ前記還元剤供給手段から前記排気に前記還元剤（燃料等）が供給されると、先ず前記還元剤（燃料等）は前記酸化触媒に導入される。その後前記酸化触媒において該還元剤（燃料等）の酸化反応が起こり、前記還元剤（燃料等）が供給された前記排気は高温となって前記第１状態における下流側の前記フィルタに流入する。そして、前記フィルタに導入された前記高温の排気により該フィルタを効率よく昇温させ、該フィルタに捕集された前記ＰＭが効率よく酸化除去される。
【００３５】
しかし、前記高温の排気によって前記フィルタも過度に昇温される場合があり、そのような場合には該フィルタに熱劣化が生じる虞がある。これに対して、本発明では、前記フィルタの床温が第１所定温度以上となった場合に、前記還元剤供給手段による還元剤の供給を一旦停止することにした。これにより、前記フィルタが過度に昇温することを抑制で
きる。
【００３６】
尚、第１所定温度とは、前記フィルタに熱劣化を生じさせないための、該フィルタに許容される上限の温度であり、該フィルタに熱劣化が生じる床温に対して所定のマージンを見込んだ温度としてもよい。また、前記フィルタの熱劣化とは、該フィルタが過度に昇温されることにより、前記フィルタが溶損等してしまうことの他、例えばフィルタとしてのＰＭ捕集機能が低下することも含まれる。
【００３７】
また、前記フィルタの床温は該フィルタを通過する前記排気が熱を持ち去るため、該フィルタ全体に亘りその温度は一様ではない。すなわち、前記排気の状態を前記第１状態として前記ＰＭ再生処理を実施すると、前記フィルタにおいて前記ＮＯｘ触媒側に位置する部分の床温は、前記酸化触媒側に位置する部分の床温に比べて高温となる。
【００３８】
これに対し本発明においては、前記還元剤（燃料等）の供給を一旦停止した上で、前記排気の状態を前記第２状態とすることにより、前記フィルタにおいて前記ＮＯｘ触媒側に位置する部分から前記酸化触媒側に位置する部分に向かう熱移動が生じるため、前記フィルタにおいて高温となっている前記ＮＯｘ触媒側に位置する部分の温度を低下させることができる。また、上記のように、前記フィルタの床温に基づいて前記排気の状態の切り換えを繰り返すことで前記フィルタ全体の床温を平準化することもできる。
【００３９】
その後、前記フィルタの床温が充分に低下して第２所定温度以下となった場合には、前記還元剤供給手段は還元剤（燃料等）の供給を再開するとともに前記排気の状態を前記第１状態とすることによって、前記フィルタが過度に昇温することを抑制しつつ前記フィルタに捕集された前記ＰＭを酸化除去することができる。
【００４０】
ここで、上記の第２所定温度とは、前記フィルタの床温がこの温度まで低下した場合には、前記排気に還元剤（燃料等）が供給された状態で、該排気に再度前記酸化触媒を通過させても当面は前記フィルタの床温が前記第１所定温度以上に昇温されず、且つ該フィルタの床温がこの温度まで低下した場合であっても、この状態で前記排気に前記酸化触媒を通過させた際には該フィルタに捕集されたＰＭを酸化するのに必要な温度まで昇温可能な温度である。また、この第２所定温度は予め実験的に求めておいても良い。
【００４１】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記ＮＯｘ触媒に吸収された前記ＳＯｘを放出させる必要が生じたときに、該ＮＯｘ触媒を昇温するとともに、前記還元剤（燃料等）を供給することにより、該ＮＯｘ触媒における前記ＳＯｘ再生処理が実施される。
【００４２】
その際に、前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間に、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒をさらに備えられた構成の場合には、前記ＮＯｘ触媒からだけでなく前記Ｓトラップ触媒からも前記ＳＯｘが漏れ出す場合がある。
【００４３】
そこで、前記ＮＯｘ触媒における前記ＳＯｘ再生処理において、前記Ｓトラップ触媒から放出されるＳＯｘによって前記ＮＯｘ触媒にＳＯｘ被毒が生じることを抑制するための本発明は、前記ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘを放出させるＳＯｘ再生処理を実施する際には、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態としてもよい。
【００４４】
これにより、前記還元剤供給手段により供給された還元剤（燃料等）を先ず前記ＮＯｘ触媒に導入させることにより、前記ＮＯｘ触媒におけるＳＯｘ再生処理の効率を向上する
ことができる。
【００４５】
また、上記のように前記排気の状態を前記第２状態とすれば、前記ＮＯｘ触媒から流出した前記ＳＯｘがそのまま外部に放出されることを抑制し、且つ前記Ｓトラップ触媒から放出された前記ＳＯｘは前記第２状態における下流側の前記フィルタ側に流出するため、前記ＮＯｘ触媒に再びＳＯｘ被毒が生じることを抑制できる。
【００４６】
そして、前記ＳＯｘ再生処理が終了した後には、前記排気状態切換手段により前記排気の状態は前記第１状態となされるため、前記フィルタ側に流出したＳＯｘは再び前記Ｓトラップ触媒により吸収することができる。
【００４７】
また、前記ＮＯｘ触媒または前記Ｓトラップ触媒に流入した還元剤（燃料等）が該ＮＯｘ触媒または該Ｓトラップ触媒から流出した場合においても、前記第２状態において下流側に配置される前記酸化触媒により前記流出した還元剤（燃料等）は酸化されるため、排気エミッションが悪化することを抑制することができる。
【００４８】
また、上記構成において前記ＳＯｘ再生処理の実施が開始されるときの前記ＮＯｘ触媒の温度が比較的低い場合には、上記のように前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに前記排気状態切換手段は前記排気の状態を前記第２状態として前記ＮＯｘ触媒を前記ＳＯｘの放出可能な温度まで昇温するのでは、時間が掛かり、却って前記ＳＯｘ再生処理に係る燃費が悪化する場合がある。
【００４９】
そこで、前記ＳＯｘ再生処理の開始時において、前記ＮＯｘ触媒の温度が第３所定温度より低い場合には、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第１状態とするとともに、前記還元剤供給手段により、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に吸収されているＳＯｘが還元放出されない範囲で前記排気に還元剤を供給することによって前記ＮＯｘ触媒を昇温し、前記ＮＯｘ触媒の温度が前記第３所定温度以上になった後に、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに前記排気状態切換手段により、前記排気の状態を前記第２状態とすることによって前記ＳＯｘ再生処理を実施してもよい。
【００５０】
前記酸化触媒は前記ＮＯｘ触媒と比べて還元剤（燃料等）の酸化能が高いため、前記ＮＯｘ触媒の温度が低い場合には前記排気の状態を前記第２状態として前記ＮＯｘ触媒を昇温するよりも、前記排気の状態を前記第１状態として、前記排気に供給された前記還元剤（燃料等）を前記酸化触媒において酸化させ、高温となった前記排気を前記ＮＯｘ触媒に導入した方が、より迅速に前記ＮＯｘ触媒の温度を前記ＳＯｘ再生処理の実施が可能な温度まで昇温することができるからである。
【００５１】
また、前記還元剤（燃料等）を供給しつつ前記排気の状態を前記第２状態として前記ＮＯｘ触媒を昇温する場合には、前記ＮＯｘ触媒の端部には多量の前記還元剤が導入されることにより、ＰＭ等が付着して該ＮＯｘ触媒が詰まり易くなるとともに、前記排気が前記Ｓトラップ触媒を介さずに前記ＮＯｘ触媒に導入されるため、該ＮＯｘ触媒に吸収されるＳＯｘ量が増加してしまう場合がある。これに対して、本発明では前記ＮＯｘ触媒の床温が低い場合には上記のように前記排気の状態を前記第１状態として前記ＮＯｘ触媒を昇温するため、前記ＮＯｘ触媒の詰まりおよび前記ＮＯｘ触媒に吸収されるＳＯｘ量の増加を抑制することができる。
【００５２】
尚、前記排気の状態を前記第１状態として前記ＮＯｘ触媒を昇温する際に前記還元剤供給手段によって供給される還元剤（燃料等）は、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に吸収されているＳＯｘが還元放出されない範囲において添加される。例えば、前記還
元剤として燃料を用いる場合には、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に導入される排気の空燃比がリッチ空燃比にならない範囲において供給されてもよい。
【００５３】
これにより、前記ＮＯｘ触媒を昇温する際に、前記Ｓトラップ触媒から前記ＳＯｘが放出されることにより前記ＮＯｘ触媒にＳＯｘ被毒が生じることを抑制し、前記ＮＯｘ触媒から前記ＳＯｘが放出されることにより該ＳＯｘが浄化されないまま外部に放出されることにより排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００５４】
本発明においては、前記ＮＯｘ触媒の温度が前記第３所定温度以上になった場合には、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤（燃料等）を供給するとともに、前記排気状態切換手段により前記排気の状態を前記第２状態とすることによって前記ＳＯｘ再生処理が実施される。
【００５５】
ここで、上記の第３所定温度とは、前記ＮＯｘ触媒に吸収されている前記ＳＯｘの放出が開始される前記ＮＯｘの温度に対して所定のマージンを見込んだ温度でもよい。このようにすることで前記ＮＯｘ触媒の昇温時において、前記ＮＯｘ触媒からＳＯｘが放出されることを確実に抑制することができる。
【００５６】
また、前記ＳＯｘ再生処理の実施が終了した直後は前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒の床温が高温であり、且つ前記ＳＯｘ再生処理の実施において供給された還元剤（燃料等）が前記ＮＯｘ触媒または前記Ｓトラップ触媒に残留している場合がある。そのような場合には、前記ＮＯｘ触媒または前記Ｓトラップ触媒からＳＯｘが放出されてしまう虞がある。
【００５７】
そこで、本発明においては、前記ＳＯｘ再生処理の終了後に、第３所定期間に亘り、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されない状態を継続してもよい。
【００５８】
ここで、前記第３所定期間は前記ＳＯｘ再生処理の終了後も前記排気の状態を前記第２状態に維持される期間であり、予め実験的に求めておいてもよい。
【００５９】
これにより、前記ＮＯｘ触媒または前記Ｓトラップ触媒からＳＯｘが放出される期間に亘り、前記排気の状態を前記第２状態として前記放出されたＳＯｘを前記フィルタ側に一旦流出させた後、前記排気の状態を前記第１状態とすることにより、前記フィルタ側に流出したＳＯｘを再び前記Ｓトラップ触媒により吸収することができる。
【００６０】
ところで、前記ＳＯｘ再生処理の終了後において、前記ＮＯｘ触媒や前記Ｓトラップ触媒の床温が高く（例えば摂氏６００乃至６５０度）、且つ該ＮＯｘ触媒や該Ｓトラップ触媒に導入される排気の空燃比がリッチ空燃比である場合には前記ＳＯｘが放出され易くなる。
【００６１】
従って、前記第３所定期間は前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒の床温が摂氏５５０度以下となるまでに要する期間としてもよい。
【００６２】
すなわち、前記ＳＯｘ再生処理の終了直後の前記床温が非常に高くても（例えば摂氏６００乃至６５０度）、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒を通過する排気により前記床温の熱が持ち去られ、前記床温が摂氏５５０度以下にまで低下すれば前記ＳＯｘが略放出されなくなる。
【００６３】
また、前記第３所定期間は、前記ＳＯｘ再生処理の実施において供給された前記還元剤
が前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒に残存している場合は、該残存している還元剤の量が略零になるまでに要する期間としてもよい。
【００６４】
すなわち、前記ＳＯｘ再生処理の終了後には前記還元剤供給手段から還元剤が供給されないため、前記残存した還元剤が酸化されるか、或いは前記排気により持ち去られる等により該残存した還元剤の量が略零になり、前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒における排気の空燃比をリーン空燃比とすることができる。
【００６５】
その結果、前記第３所定期間の経過後は確実に前記ＮＯｘ触媒および前記Ｓトラップ触媒から前記ＳＯｘが放出されることを抑制し、且つ前記第３所定期間が経過するまでに放出された前記ＳＯｘは再び前記Ｓトラップ触媒によって吸収させることが可能となる。
【００６６】
また、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記排気浄化手段における前記フィルタと前記ＮＯｘ触媒との間に、流入する排気の空燃比がリーンのときに該排気中のＳＯｘを吸収するＳトラップ触媒をさらに備えた構成の場合には、該Ｓトラップ触媒に吸収された前記ＳＯｘを放出させる必要が生じる場合がある。
【００６７】
そこで、前記Ｓトラップ触媒に対するＳＯｘ再生処理において、前記ＳＯｘの還元反応を促進させることにより前記ＳＯｘ再生処理に係る燃費を向上させるための本発明は、前記Ｓトラップ触媒は前記ＮＯｘ触媒に隣接して設けられる構成として、前記Ｓトラップ触媒に吸収されたＳＯｘを放出させるＳＯｘ再生処理を実施する際には、前記還元剤供給手段によって前記排気に還元剤を供給するとともに、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態としても良い。
【００６８】
上記のように、前記Ｓトラップ触媒に対して前記ＳＯｘ再生処理を実施する際に前記排気の状態を第２状態にすることにより、前記排気を前記ＮＯｘ触媒側から流入させることができるため、効率よく前記Ｓトラップ触媒に還元剤（燃料等）を供給することができる。
【００６９】
また、前記Ｓトラップ触媒は前記ＮＯｘ触媒に隣接して設けられるため、前記Ｓトラップ触媒に前記還元剤（燃料等）をより効率的に供給し、前記Ｓトラップ触媒に導入される前記排気を迅速にリッチ雰囲気にすることができる。
【００７０】
さらに、前記Ｓトラップ触媒が前記ＮＯｘ触媒に隣接していることにより、前記ＮＯｘ触媒を通過する際に昇温された前記排気を高温状態に維持した状態で前記Ｓトラップ触媒に導入することができる。その結果、前記Ｓトラップ触媒をＳＯｘの放出可能な温度（例えば摂氏６００乃至６５０度）まで迅速に昇温することが可能となる。
【００７１】
従って、本発明によれば、前記Ｓトラップ触媒に対してより迅速に前記Ｓトラップ触媒を昇温しつつ、前記還元剤（燃料等）を供給することにより、Ｓトラップ触媒に吸収されている前記ＳＯｘを効率的に放出させることができ、以って前記ＳＯｘ再生処理に係る燃費を向上することができる。
【００７２】
尚、前記酸化触媒、前記フィルタ等を備えていない内燃機関の排気浄化システムにおける前記Ｓトラップ触媒のＳＯｘ再生処理においても本発明の適用が可能である。
【００７３】
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記フィルタに捕集された前記ＰＭの堆積量が増すと前記フィルタに詰まりが生じる場合がある。また、前記ＮＯｘ触媒においては前記ＮＯｘ還元処理の際に頻繁に前記還元剤が供給されるため、該ＮＯｘ触媒の端部が詰まる場合もある。
【００７４】
また、前記還元剤供給手段は前記排気状態切換手段の上流側に設けられているため、前記還元剤供給手段により供給された還元剤（燃料等）が前記排気状態切換手段に固着すると、前記排気状態切換手段が正常に動作しなくなる虞がある。
【００７５】
そこで、上記のような前記フィルタ及び前記ＮＯｘ触媒の詰まり状態や、前記排気状態切換手段の異常を簡単な構成により判定するための本発明は、前記第１排気通路と前記第２排気通路とにおける排気圧力の差圧を検出する第１差圧検出手段および前記フィルタ前後における排気圧力の差圧を検出する第２差圧検出手段をさらに備え、前記第１および第２差圧検出手段により検出された差圧並びに内燃機関の排気の流量に基づいて、前記フィルタおよび前記ＮＯｘ触媒の詰まり状態および／または前記排気状態切換手段の異常を判定してもよい。
【００７６】
すなわち、前記排気状態切換手段が故障していない場合には、前記排気の状態を前記第１状態と前記第２状態とを切り換えることにより前記第１排気通路と前記第２排気通路との差圧は変化する。しかし、何等かの理由により前記排気状態切換手段が故障した場合には前記排気の状態を切り換えようと意図されても前記差圧に変化が生じないため、前記排気状態切換手段に異常があるか否かを判定することができる。
【００７７】
一方、前記フィルタに捕集されるＰＭの堆積量が増加するほど、前記第２差圧検出手段により検出される前記フィルタの上流側と下流側との差圧は増大する。また通常、前記フィルタに捕集された前記ＰＭの堆積量が同じでも前記内燃機関の排気の流量が大きいほど前記フィルタの上流側と下流側との差圧が大きくなる傾向がある。したがって、本発明では、第２差圧検出手段により検出された差圧と前記前記内燃機関の排気の流量とに基づいて前記フィルタの詰まり状態を判定することができる。
【００７８】
また、前記酸化触媒は前記ＮＯｘ触媒と比べて、前記還元剤（燃料等）が導入される量が少なく、前記酸化触媒の上流側と下流側との差圧は前記フィルタおよび前記ＮＯｘ触媒の詰まりを判断する上で無視できると考えられる。そこで、本発明では、第１差圧検出手段と前記第２差圧検出手段とにより検出された差圧の差および前記内燃機関の排気の流量に基づいて前記ＮＯｘ触媒の詰まり状態を判定することができる。
【００７９】
また、本発明では前記ＮＯｘ触媒の詰まり状態を判定するために前記ＮＯｘ触媒の上流側と下流側との差圧を直接検出する必要がないため、さらに前記ＮＯｘ触媒の上流側と下流側との差圧を検出する場合に比べてコストを削減することができる。
【００８０】
また、前記排気の状態を切り換える際に、前記排気が前記排気浄化手段を通過しないまま外部に排出されることをより確実に抑制し、排気エミッションを向上させるための本発明に係る内燃機関の排気浄化システムとしては、以下のような構成を例示することもできる。
すなわち、前記排気状態切換手段は、前記第３分岐通路及び前記第４分岐通路については通気を許可し、前記第５分岐通路及び前記第６分岐通路については通気を禁止することによって、前記排気の状態を、前記排気浄化手段を通過する排気の流量が前記所定量以下まで減少する第３状態にさらに切換可能であり、
前記内燃機関の排気の流量が第２所定量よりも小さい場合には、前記排気状態切換手段は前記排気の状態を前記第１状態と前記第２状態との間で切り換える際に、前記第１状態と前記第２状態との間の切換途中の第４所定期間に亘り、前記排気の状態を前記第３状態としてもよい。
【００８１】
上記のような構成によれば、前記排気の状態を前記第１状態または前記第２状態を相互
に切り換える途中に、一時的に前記排気を前記排気通路内に溜め込み、外部に排出させないことにより前記排気の状態を前記第３状態にすることができる（以下、「溜め込み第３状態」という。）。これにより、排気の状態を切り換える際に、瞬間的に前記排気が前記排気浄化手段を通過しないまま外部に排出されてしまうことを抑制し、排気エミッションを向上することが可能となる。
【００８２】
ここで、排気の状態を溜め込み第３状態にする時には、前記排気は外部に排出されないため前記排気通路の圧力が上昇する。また、前記内燃機関における排気の流量が多いほど、上記圧力の上昇は大きくなる。従って、前記排気の流量が第２所定量以下の場合に限り前記排気の状態を前記溜め込み第３状態としてもよい。尚、前記第２所定量は予め実験的に求めておいてもよい。また、前記第４所定期間は前記排気の状態が前記溜め込み第３状態に維持される期間であり、前記内燃機関の排気の流量等に基づいて定めてもよく、予め実験的に求めておいてもよい。
【００８３】
ところで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記排気通路を通過する前記排気の一部を前記内燃機関の吸気系へ還流させる排気再循環通路と、前記排気再循環通路内を流れる排気の流量（以下、「ＥＧＲガス量」という。）を調節する排気再循環弁と、前記内燃機関の運転状態に応じて前記排気再循環弁の開度制御を行う再循環弁開度制御手段と、が備えられた場合について考える。この場合は、前記排気状態切換手段が前記排気の状態を前記溜め込み第３状態とすることにより前記排気通路内の圧力が上昇するとＥＧＲ率（ＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入新気量））が増加することにより、煤（スモーク）が排出される場合がある。
【００８４】
そこで、上記構成において、前記排気状態切換手段が前記排気の状態を前記第３状態とすることにより前記第３排気通路、前記第３分岐通路または前記第４分岐通路に生じる圧力の増分を推定する圧力増分推定手段と、をさらに備え、
前記再循環弁開度制御手段は、前記圧力増分推定手段により推定される前記圧力の増分に起因する吸入新気量および吸気酸素濃度の変化を打ち消すように前記排気再循環弁の開度を制御してもよい。
【００８５】
ここで、前記ＥＧＲ率が増加すると前記吸入新気量や前記吸気酸素濃度が低下する。従って、前記圧力増分推定手段によって推定された前記圧力の増分に基づいて、前記圧力の増分に起因する前記吸入新気量および前記吸気酸素濃度の変化を打ち消すように、前記再循環弁開度制御手段が前記排気再循環弁の開度を制御する。これにより、前記排気状態切換手段が前記排気の状態を前記溜め込み第３状態にする際に、予め前記ＥＧＲガス量を調節することが可能となり、前記煤（スモーク）の発生を抑制することができる。
【００８６】
また、上記構成において、前記第３排気通路と前記第４排気通路との差圧を検出する第３差圧検出手段をさらに備え、前記圧力増分推定手段は、前記第３差圧検出手段により検出された差圧に基づいて前記圧力の増分を推定してもよい。
【００８７】
これにより、前記圧力増分推定手段は前記排気の状態を前記溜め込み第３状態とすることに起因する前記圧力の増分をより精度よく推定し、前記排気再循環弁の開度制御を行うことができる。また、前記第３差圧検出手段により過去に検出された前記差圧をフィードバックすることにより前記圧力の増分を推定してもよい。
【００８８】
また、上記構成において、前記内燃機関における燃焼に用いられる燃料の供給が停止される減速運転時において前記ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理を実施する場合には、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態とするとともに、前記還元剤供給手段によって還元剤を供給し、その後、第５所定期間に亘り前記排気状態切換手段に
よって前記排気の状態を前記溜め込み第３状態としてもよい。
【００８９】
すなわち、上記制御によれば、前記還元剤供給手段から還元剤が供給された後に、前記排気の状態を前記溜め込み第３状態にすることにより、前記排気浄化手段に導入される前記排気の流量は急激に減少する。その結果、前記ＮＯｘ触媒に導入された還元剤（燃料等）が前記排気により持ち去られることを抑制できる。
【００９０】
従って、前記ＮＯｘ触媒に還元剤（燃料等）が残留することによってＮＯｘの還元反応が促進され、前記排気中に供給する還元剤（燃料等）を節約することが可能となり、前記ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することができる。
【００９１】
また、上記のように前記燃焼のための燃料の供給が停止される減速運転時に前記排気の状態が前記第３状態にされる。従って、内燃機関の排気の流量も少ないため、排気の状態を溜め込み第３状態に切り換えても排気の圧力が著しく上昇する虞はない。また、燃焼のための燃料の供給が停止される減速運転時には前記排気に含まれるＮＯｘやＰＭの量が減少する。従って、前記排気状態切換手段が前記排気の状態を切り換える際に前記排気浄化手段を通過しないまま外部に放出される前記排気の流量が零でない場合においても排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【００９２】
ここで、上記の第５所定期間とは、前記排気状態切換手段により前記排気の状態が前記溜め込み第３状態に維持される期間であり、例えば、前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの還元放出が略終了するよりも長く、前記排気の状態を前記溜め込み第３状態にすることにより生じる前記圧力の上昇が所定値に到達するまでよりも短くしてもよい。尚、この第５所定期間は予め実験的に求めておいても良い。
【００９３】
ところで、上記のように、前記排気の状態が前記溜め込み第３状態のときには前記ＮＯｘ触媒内の圧力は高い状態に維持されており、前記ＮＯｘ還元処理の終了時に前記ＮＯｘ触媒に導入された還元剤（燃料等）が該ＮＯｘ触媒に残留している場合がある。
【００９４】
そのような場合に、前記排気の状態を前記溜め込み第３状態から前記第１状態に切り換えると、前記ＮＯｘ触媒を通過する前記排気の流量が急激に増加することにより、前記ＮＯｘ触媒に残留した還元剤（燃料等）が直接外部に排出される虞がある。さらに、前記排気の状態として前記溜め込み第３状態が継続されると、前記Ｓトラップ触媒に吸収されているＳＯｘが放出される虞がある。前記Ｓトラップ触媒に導入される排気の空燃比が低く、且つ該Ｓトラップ触媒が高温な状態が維持される場合があるからである。従って、前記排気の状態を前記溜め込み第３状態から前記第１状態に切り換えると、前記放出されたＳＯｘが前記ＮＯｘ触媒に導入されてしまい、該ＮＯｘ触媒にいわゆるＳＯｘ被毒が生じる場合がある。
【００９５】
従って、本発明では、前記第５所定期間の経過後に、第６所定期間に亘り、前記還元剤供給手段から還元剤が供給されていない状態で、前記排気状態切換手段によって前記排気の状態を前記第２状態としてもよい。
【００９６】
これにより、前記ＮＯｘ触媒に残留した還元剤（燃料等）を一旦前記第２状態における下流である前記フィルタ側に流出させ、前記還元剤（燃料等）を直接外部に排出させないことにより排気エミッションが悪化することを抑制できる。また、前記ＮＯｘ触媒にいわゆるＳＯｘ被毒が生じることを抑制することができる。
【００９７】
ここで、前記第６所定期間とは前記第５所定期間の経過後に前記排気の状態が前記第２状態に維持される期間であり、例えば、前記Ｓトラップ触媒から前記ＳＯｘが略放出され
なくなるまでに要する期間としてもよく、予め実験的に求めておいてもよい。
【発明の効果】
【００９８】
本発明にあっては、排気系に排気を浄化する酸化触媒、フィルタ、ＮＯｘ触媒等の排気浄化手段が直列に設けられた内燃機関の排気浄化システムにおいて、ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理を実施する際に、ＮＯｘ還元効率が悪化することを抑制し、以ってＮＯｘ還元処理に係る燃費が悪化することを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【０１００】
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図１においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。
【０１０１】
図１において、内燃機関１には、内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続され、この排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５の途中には、排気中の微粒子物質（例えば、煤）やＮＯｘを浄化する排気浄化部１０が配置されている。また、この排気浄化部１０には酸化能を有する酸化触媒１１０、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタ１１１、Ｓトラップ触媒が担持されたＳ−Ｔｒａｐ１１２、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されたＮＳＲ１１３が直列に配置されている。
【０１０２】
ここで、排気管５は、分岐部１５において第１分岐管１０ａ、第２分岐管１０ｂ及び第２排気管５ｂに分岐されている。排気管５の分岐部１５の上流側を以下では第１排気管５ａという。また、第１分岐管１０ａは排気浄化部１０の酸化触媒１１０側の端部に接続されており、第２分岐管１０ｂは排気浄化部１０のＮＳＲ１１３側の端部に接続されている。すなわち、第１分岐管１０ａ、第２分岐管１０ｂは排気浄化部１０を介して接続されておりループ状の排気経路が形成されている。従って、第１排気管５ａ及び第２排気管５ｂは本実施例における第１排気通路及び第２排気通路に相当する。また、第１分岐管１０ａ及び第２分岐管１０ｂは本実施例における第１分岐通路及び第２分岐通路に相当する。
【０１０３】
本実施例におけるフィルタ１１１は、多孔質の基材からなるウォールフロー型のパティキュレートフィルタであるが、フィルタ１１１は、パティキュレートフィルタに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持された構成であってもよい。
【０１０４】
ここで、排気浄化部１０は本実施例における排気浄化手段に相当する。また、分岐部１５には、第１排気管５ａ、第１分岐管１０ａ、第２分岐管１０ｂ及び第２排気管５ｂのうち、いずれを接続させ、または遮断するかを切り換える第１切換弁１２が備えられている。第１切換弁は後述するように第１の位置、第２の位置、第３の位置に切り換え可能である。尚、第１切換弁１２は本実施例における排気状態切換手段に相当する。
【０１０５】
また、図１中、第１排気管５ａにおける分岐部１５より上流側には、フィルタ１１１のＰＭ再生処理や、ＮＳＲ１１３のＮＯｘ還元処理などの際に、還元剤としての燃料を排気に添加する燃料添加弁１３が備えられている。尚、燃料添加弁１３は本実施例における還元剤供給手段に相当する。
【０１０６】
また、排気管５には、第１排気管５ａと第２排気管５ｂとの排気の差圧を検出する第１差圧センサ３０、フィルタ１１１の上流と下流との排気の差圧を検出する第２差圧センサ３１が設けられている。
【０１０７】
ここで、第１切換弁１２を、第１の位置とすることにより、分岐部１５において、第１排気管５ａと第１分岐管１０ａとを接続させ、さらに第２分岐管１０ｂと第２排気管５ｂとを接続させるとともに、接続された状態の第１排気管５ａ及び第１分岐管１０ａの２つの通路と、接続された状態の第２分岐管１０ｂ及び第２排気管５ｂの２つの通路とを遮断させることができる。
【０１０８】
また、第１切換弁１２を、第２の位置とすることにより、分岐部１５において、第１排気管５ａと第２分岐管１０ｂとを接続させ、さらに第１分岐管１０ａと第２排気管５ｂとを接続させるとともに、接続された状態の第１排気管５ａ及び第２分岐管１０ｂの２つの通路と、接続された状態の第１分岐管１０ａ及び第２排気管５ｂの２つの通路とを遮断させることができる。
【０１０９】
さらに、第１切換弁１２を第１の位置と第２の位置との中間位置である第３の位置とすることにより、第１排気管５ａ、第１分岐管１０ａ、第２分岐管１０ｂ及び、第５排気管５ｂの全てを分岐部１５において接続させることができる。また、上記の第１の位置から第３の位置については、図２で詳細に説明する。
【０１１０】
以上述べたように構成された内燃機関１及びその排気系には、該内燃機関１及び排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設さ
れている。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御する他、内燃機関１の排気浄化部１０に係る制御を行うユニットである。
【０１１１】
ＥＣＵ３５には、アクセルポジションセンサ３６や、クランクポジションセンサ３７などの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類や、第１差圧センサ３０、第２差圧センサ３１等が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３５には、内燃機関１内の図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続される他、本実施例における第１切換弁１２及び燃料添加弁１３が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３５によって制御されるようになっている。従って、本実施例における還元剤供給手段および排気状態切換手段はＥＣＵ３５を含んで構成されてもよい。また、第１差圧センサ３０及び第２差圧センサ３１は、それぞれ本実施例における第１差圧検出手段、第２差圧検出手段に相当する。
【０１１２】
また、ＥＣＵ３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。フィルタ１１１の微粒子物質の捕集能力を再生するためのＰＭ再生処理ルーチンの他、ＮＳＲ１１３のＮＯｘ還元処理ルーチンやＳＯｘ被毒回復処理ルーチンなども、ＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【０１１３】
図２は、本実施例における排気浄化システムの排気の経路を示す概念図である。先ず、図２（ａ）を用いて、第１切換弁１２が第１の位置にある時の排気の経路を説明する。図２（ａ）中に示すように、第１切換弁１２を第１の位置とすると、内燃機関１から排出された排気は、第１排気管５ａから第１分岐管１０ａを通過した後、酸化触媒１１０側から排気浄化部１０を通過し、その後、第２分岐管１０ｂ、第２排気管５ｂを通過して外部に排出される。ここで、図２（ａ）に示す経路Ｒ１に沿って排気が流れている排気の状態を以下では「第１状態」という。
【０１１４】
次に、図２（ｂ）を用いて、第１切換弁１２が第２の位置にある時の排気の経路を説明する。図２（ｂ）に示すように、第１切換弁１２を第２の位置とすると、内燃機関１から
排出された排気は、第１排気管５ａから第２分岐管１０ｂを通過した後、ＮＳＲ１１３側から排気浄化部１０を通過し、その後、第１分岐管１０ａ、第２排気管５ｂを通過して外部に排出される。ここで、図２（ｂ）に示す経路Ｒ２に沿って排気が流れている排気の状態を以下では「第２状態」という。
【０１１５】
次に、図２（ｃ）を用いて、第１切換弁１２が第３の位置にある時の排気の経路を説明する。図２（ｃ）に示すように、第１切換弁１２を第３の位置とすると、内燃機関１からの排気の大部分は第１排気管５ａから背圧の低い第２排気管５ｂのみを通過して、排気浄化部１０を通過せずにそのまま外部に排出される。ここで、図２（ｃ）に示す経路Ｒ３に沿って排気が流れている排気の状態を以下では「第３状態」という。
【０１１６】
上記のように排気の状態を、第１状態と、第２状態と、第３状態とに切り換えることによって内燃機関１からの排気が排気浄化部１０を通過する方向を逆転することが可能であり、上記の排気に排気浄化部１０を通過させずに外部に排出することも可能である。
【０１１７】
また、図１においてＳ−ｔｒａｐ１１２とＮＳＲ１１３とが隣接して配置されているが、離して配置してもよい。本実施例においてはＳ−ｔｒａｐ１１２とＮＳＲ１１３とが隣接しているので、Ｓ−ｔｒａｐ１１２に吸収されたＳＯｘを放出させるＳＯｘ再生処理を実施する必要が生じたとしても、Ｓ−ｔｒａｐ１１２に燃料を効率的に供給し、Ｓ−ｔｒａｐ１１２の周辺雰囲気を迅速にリッチ雰囲気にすることができる。
【０１１８】
さらに、Ｓ−ｔｒａｐ１１２とＮＳＲ１１３とが隣接していることにより、ＮＳＲ１１３を通過する際に昇温された排気を高温状態に維持した状態でＳ−ｔｒａｐ１１２に導入することができる。その結果、Ｓ−ｔｒａｐ１１２をＳＯｘの放出可能な温度（例えば摂氏６００乃至６５０度）まで迅速に昇温することが可能となる。
【０１１９】
以上より、Ｓ−ｔｒａｐ１１２とＮＳＲ１１３とが隣接して配置されることにより、Ｓ−ｔｒａｐ１１２に吸収されているＳＯｘを効率的に放出させることができ、以ってＳＯｘ再生処理に係る燃費を向上することができる。
【０１２０】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、ＮＳＲ１１３に対するＮＯｘ還元処理を実施する場合の制御について説明する。
【０１２１】
図３は、本実施例に係るＮＯｘ還元処理ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、上記のＮＯｘ還元処理の開始時における排気の状態が第１状態である場合を前提として説明する。
【０１２２】
本ルーチンが実行されると、まずＳ１０１においては、ＮＳＲ１１３に対してＮＯｘ還元要求が出されているかどうかが判定される。ここで、ＮＯｘ還元要求は、例えば前回のＮＳＲ１１３に対するＮＯｘ還元処理が終了してからの吸入空気量の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。また、第２排気管５ｂに図示しないＮＯｘセンサを設け、該ＮＯｘセンサの出力に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１２３】
ここで、ＮＯｘ還元要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＮＯｘ還元要求が出されていると判定された場合にはＳ１０２に進む。
【０１２４】
Ｓ１０２においては、第１切換弁１２の切換位置を第２の位置に切り換え、排気の状態を第２状態とする。Ｓ１０２の処理が終わるとＳ１０３に進む。
【０１２５】
Ｓ１０３においては、燃料添加弁１３から所定量の燃料が添加される。ここで、排気の状態は上記のＳ１０２において第１状態から第２状態に切り換えられるため、燃料添加弁１３から添加された燃料は排気浄化部１０にＮＳＲ１１３側から導入され、ＮＳＲ１１３に効率よく燃料を供給することができる。ここで、所定量の燃料とは一度のＮＯｘ還元処理において燃料添加弁１３から添加される燃料添加量であり、ＮＳＲ１１３に吸蔵されているＮＯｘを還元放出するために必要な量である。Ｓ１０３の処理が終わるとＳ１０４に進む。
【０１２６】
Ｓ１０４においては、第１切換弁１２の切換位置を第３の位置に切り換え、排気の状態を第３状態とする。これにより、排気の大部分は第１排気管５ａから背圧の低い第２排気管５ｂのみを通過して外部に排出されるため、排気浄化部１０に導入される排気の流量は急激に減少する。その結果、ＮＳＲ１１３に燃料が残留することによってＮＯｘ還元反応を促進することができる。Ｓ１０４の処理が終わるとＳ１０５に進む。
【０１２７】
Ｓ１０５においては、ＥＣＵ３５によって第１切換弁１２の切換位置が第３の位置に切り換えられてからの経過期間ｔ１がカウントされる。Ｓ１０５の処理が終わるとＳ１０６に進む。
【０１２８】
Ｓ１０６においては、上記の経過期間ｔ１が第３位置維持期間Δｔ１以上であるか否かが判定される。ここで、第３位置維持期間Δｔ１とは、第１切換弁１２が第３の位置に切り換えられ、排気浄化部１０を通過する排気の流量を減少させた状態が維持される期間である。また、第３位置維持期間Δｔ１は、排気浄化部１０を通過する排気の流量を減少させた状態が、ＮＳＲ１１３におけるＮＯｘの還元放出が終了してから、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３におけるＳＯｘが放出され始めるまでの間に終了するように定められる。
【０１２９】
第３位置維持期間Δｔ１は、具体的には、例えば、実験やシミュレーションにより得られるマップにより導出しても良い。尚、第３位置維持期間Δｔ１は本実施例における第１所定期間に相当する。
【０１３０】
そして、経過期間ｔ１が第３位置維持期間Δｔ１より短い場合は、第３位置維持期間Δｔ１が経過されるまでＳ１０４の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ１が第３位置維持期間Δｔ１以上である場合は、ＮＳＲ１１３におけるＮＯｘの還元放出が終了したと判断され、Ｓ１０７に進む。
【０１３１】
Ｓ１０７においては、第１切換弁１２の切換位置を第３の位置から第２の位置に切り換え、排気の状態を第２状態とする。ここで、Ｓ１０３において燃料添加弁１３から添加された燃料はＳ−Ｔｒａｐ１１２に対しても導入されるため、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２からＳＯｘが放出される場合がある。そのような場合に、ＮＳＲ１１３に対するＮＯｘの還元処理が終了した後に排気の状態を直接第１状態に切り換えると、ＮＳＲ１１３にＳＯｘが導入され、ＳＯｘ被毒が生じる虞がある。従って本実施例においては、第３位置維持期間Δｔ１の経過後に直接第１状態に切換えずに一旦第２状態へと切換えている。Ｓ１０７の処理が終わるとＳ１０８に進む。
【０１３２】
Ｓ１０８においては、ＥＣＵ３５によって第１切換弁１２の切換位置が第２の位置に切り換えられてからの経過期間ｔ２がカウントされる。Ｓ１０８の処理が終わるとＳ１０９に進む。
【０１３３】
Ｓ１０９においては、上記の経過期間ｔ２が第２位置維持期間Δｔ２以上になったか否
かが判定される。ここで、第２位置維持期間ｔ２とは、第１切換弁１２を第２の位置に切り換えられてから、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２からＳＯｘが放出されなくなるまでに要する期間であり、予め実験的に求められる。尚、第２位置維持期間Δｔ２は本実施例における第２所定期間に相当する。
【０１３４】
そして、経過期間ｔ２が第２位置維持期間Δｔ２より短い場合は、第２位置維持期間Δｔ２が経過されるまでＳ１０７の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ２が第２位置維持期間Δｔ２以上となっている場合は、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２からＳＯｘの放出が終了したと判断され、Ｓ１１０に進む。
【０１３５】
Ｓ１１０においては、第１切換弁１２の切換位置を第２の位置から第１の位置に切り換え、排気の状態を第１状態とする。Ｓ１１０の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０１３６】
以上のように、本実施例に係るＮＯｘ還元処理においては、排気の状態を第２状態として実施することにより、燃料添加弁１３から添加された燃料は排気浄化部１０にＮＳＲ１１３側から導入され、ＮＳＲ１１３に効率よく燃料を供給できるためＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上できる。また、ＮＳＲ１１３に対して燃料添加弁１３から燃料が供給された後に、排気の状態を第３状態とすることによりＮＯｘの還元効率を向上させ、より確実にＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することが可能となる。
【０１３７】
また、ＮＳＲ１１３におけるＮＯｘの還元放出が終了した際に、排気の状態を一旦第２状態とした後に第１状態に切り換えることで、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２からＳＯｘが放出されたとしても、放出されたＳＯｘによってＮＳＲ１１３が被毒することを抑制し、さらに、一旦Ｓ−Ｔｒａｐ１１２から放出されたＳＯｘを再度Ｓ−Ｔｒａｐ１１２によって吸収させることができる。
【０１３８】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、フィルタ１１１およびＮＳＲ１１３の詰まり判定を実施する制御について説明する。
【０１３９】
図４は、本実施例に係る詰まり判定ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。
【０１４０】
本ルーチンが実行されると、まずＳ２０１においては、ＥＣＵ３５によってフィルタ１１１およびＮＳＲ１１３の詰まり判定要求が出されているかどうかが判定される。ここで、上記の判定要求は、例えば走行距離の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１４１】
ここで、上記の詰まり判定要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、上記の詰まり判定要求が出されていると判定された場合にはＳ２０２に進む。
【０１４２】
Ｓ２０２においては、第１差圧センサ３０の検出値に基づいて第１排気管５ａと第２排気管５ｂとの差圧Ｐ１を取得する。Ｓ２０２の処理が終わるとＳ２０３に進む。
【０１４３】
Ｓ２０３においては、第２差圧センサ３１の検出値に基づいてフィルタ１１１における上流と下流との差圧Ｐ２を取得する。Ｓ２０３の処理が終わるとＳ２０４に進む。
【０１４４】
Ｓ２０４においては、内燃機関１における排気の流量Ｖが取得される。排気の流量Ｖは、例えば、図示しないエアフローメータにより検出された吸入空気量から排気の流量を推
定してもよい。Ｓ２０４の処理が終わるとＳ２０５に進む。
【０１４５】
Ｓ２０５においては、第１切換弁１２、フィルタ１１１およびＮＳＲ１１３のそれぞれ上流側と下流側における差圧を上記の排気の流量Ｖで除した値ＰＧＶ、ＰＧＦ、ＰＧＮが導出される。
【０１４６】
ＰＧＶは、具体的には排気の流量Ｖに対する差圧Ｐ１の割合として、（１）式によって求めることができる。
ＰＧＶ＝Ｐ１／Ｖ・・・（１）
【０１４７】
ＰＧＦは、具体的には排気の流量Ｖに対する差圧Ｐ２の割合として、（２）式によって求めることができる。
ＰＧＦ＝Ｐ２／Ｖ・・・（２）
【０１４８】
また、酸化触媒１１０はＮＳＲ１１３と比べて、燃料が導入される量が少なく、酸化触媒１１０の上流側と下流側との差圧はフィルタ１１１およびＮＳＲ１１３の詰まりを判断する上で無視できると考えられる。そこで、ＰＧＮは、ＰＧＶとＰＧＦとの差として、（３）式によって求めることができる。
ＰＧＮ＝ＰＧＶ−ＰＧＦ・・・（３）
【０１４９】
Ｓ２０５の処理が終わるとＳ２０６に進む。Ｓ２０６においては、フィルタ１１１の詰まり判定がなされる。具体的には、ＥＣＵ３５によって上記のＰＧＦがフィルタ詰まり閾値ＰＧＦ１を超えているか否かが判定される。ここで、フィルタ詰まり閾値ＰＧＦ１とは、フィルタ１１１が目詰まりしたときの上記の単位排気流量当たりの差圧としてもよく、実験やシミュレーションにより得られるマップにより導出しても良い。
【０１５０】
ここで、ＰＧＦが閾値ＰＧＦ１を超えていると判定された場合には、フィルタ１１１に捕集されたＰＭによりフィルタ１１１が詰まっていると判断される。一方、ＰＧＦが閾値ＰＧＦ１以下であると判定された場合には、フィルタ１１１はＰＭによって詰まっていないと判断される。Ｓ２０６の処理が終わるとＳ２０７に進む。
【０１５１】
Ｓ２０７においては、ＮＳＲ１１３の詰まり判定がなされる。具体的には、ＥＣＵ３５によって上記のＰＧＮがＮＳＲ詰まり閾値ＰＧＮ１を超えているか否かが判定される。ここで、ＮＳＲ詰まり閾値ＰＧＮ１とは、ＮＳＲ１１３が目詰まりしたときの上記の単位排気流量当たりの差圧としてもよく、実験やシミュレーションにより得られるマップにより導出しても良い。
【０１５２】
ここで、ＰＧＮが閾値ＰＧＮ１を超えていると判定された場合には、ＮＳＲ１１３の端部が燃料等により詰まっていると判断される。一方、ＰＧＮが閾値ＰＧＮ１以下であると判定された場合には、ＮＳＲ１１３の端部は詰まっていないと判断される。Ｓ２０７の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０１５３】
以上、説明したように、本実施例においては、上記の第１差圧センサ３０及び第２差圧センサ３１の検出値に基づいて、フィルタ１１１およびＮＳＲ１１３の詰まりの有無を判定することが可能となる。
【０１５４】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、第１切換弁１２の異常判定を実施する制御について説明する。ここで、第１差圧センサ３０の検出値である第１排気管５ａと第２排気管５ｂとの差圧Ｐ１に基づいて第１切換弁１２の異常の有無を判定しても良い。例えば、排気の状態を第１状態から第２状態に切り換える場合、第１状態から第２状態への過渡
期において、差圧Ｐ１は一旦減少した後増大してゆく。ここで、第１切換弁１２に固着した燃料等の影響により、第１切換弁１２が正常に作動しない場合には、差圧Ｐ１に上記のような変動が起こらないと考えられる。従って、第１切換弁１２の異常判定は、上記のように差圧Ｐ１に基づいて第１切換弁１２の異常の有無を判定することができる。
【０１５５】
また、図５に示すように、第１排気管５ａと第２排気管５ｂとの排気の差圧を検出する第１差圧センサ３０の代わりに第１分岐官１０ａと第２分岐官１０ｂとの差圧を検出する代替差圧センサ３０ａに基づいて第１切換弁１２の異常の有無を判定しても良い。即ち、以下に示すように、第１分岐官１０ａと第２分岐官１０ｂにおける排気の圧力の大小関係を比較することで、第１切換弁１２の異常判定をすることができる。
【０１５６】
例えば、第１切換弁１２の切換位置が第１の位置である場合には、上流である第１分岐管１０ａの圧力が下流である第２分岐管１０ｂの圧力よりも大きいと考えられる。一方、第１切換弁１２の切換位置が第２の位置である場合には、第２分岐管１０ｂの圧力が第１分岐管１０ａの圧力よりも大きくなると考えられる。従って、第１切換弁１２の切換位置が第１の位置である筈であるのに対し、上流である第１分岐管１０ａの圧力が下流である第２分岐管１０ｂの圧力よりも小さい場合には、第１切換弁１２が正常に作動しておらず、異常が有ると判断することができる。以上のように、第１分岐管１０ａと第２分岐管１０ｂとの圧力の大小関係と第１切換弁１２の切換位置に基づいて、より簡単に第１切換弁１２の異常判定をすることができる。
【０１５７】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、フィルタ１１１に対するＰＭ再生処理を実施する場合の制御について説明する。ここで、通常の運転状態では、酸化触媒１１０においてＮＯ2を生成することによりフィルタ１１１におけるＰＭの酸化除去を連続的に行っ
ている。しかし、フィルタ１１１にＰＭが多量に堆積した場合には、集中的にＰＭを酸化除去する必要が生じる。従って、強制的にＰＭ再生処理を実施する場合の制御について以下に説明する。
【０１５８】
図６は、本実施例に係るＰＭ再生処理ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、上記のＰＭ再生処理の開始時における排気の状態が第１状態である場合を前提として説明する。
【０１５９】
本ルーチンが実行されると、まずＳ３０１においては、フィルタ１１１に対してＰＭ再生要求が出されているかどうかが判定される。ここで、ＰＭ再生要求は、例えば前回のＰＭ再生処理の終了時からの走行距離の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。また、上記の詰まり判定ルーチンにおいて検出されたフィルタ１１１の前後の差圧Ｐ２に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１６０】
ここで、ＰＭ再生要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＰＭ再生要求が出されていると判定された場合にはＳ３０２に進む。
【０１６１】
Ｓ３０２においては、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１より低いか否かが判定される。ここでフィルタ１１１の床温ＴＦは、排気状態が第１状態におけるフィルタ１１１の下流側に設けられる排気温度センサの出力に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１６２】
ここで、昇温限界温度ＴＦ１とは、フィルタ１１１に対するＰＭ再生処理においてフィルタ１１１を昇温しても熱劣化を生じさせないための、フィルタ１１１に許容される上限の温度であり、フィルタ１１１に熱劣化が生じる床温に対して充分なマージンを見込んだ
温度に定められる。また、この昇温限界温度ＴＦ１は予め実験的に求めておいてもよい。尚、昇温限界温度ＴＦ１は本実施例における第１所定温度に相当する。
【０１６３】
ここで、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１以上であると判定された場合には、フィルタ１１１に熱劣化が生じる虞があると判断され、Ｓ３０６に進む。一方、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１より低いと判定された場合には、フィルタ１１１に熱劣化が生じる虞がないと判断され、Ｓ３０３に進む。
【０１６４】
次に、Ｓ３０３においては、第１切換弁１２の切換位置を第１の位置に維持されたままで、燃料添加弁１３から燃料が添加される。ここで、燃料添加弁１３から添加された燃料は酸化触媒１１０に導入されて酸化される。その結果、高温となった排気がフィルタ１１１に流入することでフィルタ１１１が昇温され、フィルタ１１１に捕集されたＰＭが酸化除去される。Ｓ３０３の処理が終わるとＳ３０４に進む。
【０１６５】
Ｓ３０４においては、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１以上か否かが判定される。フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１より低いと判定された場合には、フィルタ１１１に熱劣化が生じる虞がないと判断され、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１以上となるまでＳ３０３の処理が継続される。一方、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温限界温度ＴＦ１以上であると判定された場合には、フィルタ１１１に熱劣化が生じる虞があると判断され、Ｓ３０５に進む。
【０１６６】
Ｓ３０５においては、燃料添加弁１３による燃料の添加が停止される。Ｓ３０５の処理が終わるとＳ３０６に進む。
【０１６７】
Ｓ３０６においては、第１切換弁１２の切換位置を第１の位置から第２の位置に切り換え、排気の状態を第２状態とする。そうすると、フィルタ１１１を通過する排気によってフィルタ１１１から熱が持ち去られることによりフィルタ１１１の床温が低下する。Ｓ３０６の処理が終わるとＳ３０７に進む。
【０１６８】
Ｓ３０７においては、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温可能温度ＴＦ２以下であるか否かが判定される。ここで、昇温可能温度ＴＦ２とは、フィルタ１１１の床温がこの温度まで低下した場合には、再度、排気の状態を第１状態として燃料添加弁１３により燃料が添加されても当面はフィルタ１１１の床温が昇温限界温度ＴＦ１まで昇温されず、且つフィルタ１１１の床温がこの温度まで低下した場合であっても、排気の状態を第１状態として燃料添加弁１３により燃料が添加されることによりフィルタ１１１の床温を、フィルタ１１１に捕集されたＰＭを酸化するのに必要な温度まで昇温可能な温度である。また、この昇温可能温度ＴＦ２は予め実験的に求めておいても良い。尚、昇温可能温度ＴＦ２は本実施例における第２所定温度に相当する。
【０１６９】
尚、フィルタ１１１の床温ＴＦは、排気状態が第２状態におけるフィルタ１１１の下流側に設けられる排気温度センサの出力に基づいて推定してもよい。
【０１７０】
そして、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温可能温度ＴＦ２を超えていると判定された場合には、フィルタ１１１を再昇温すると熱劣化が生じる虞があると判断されるので、Ｓ３０６の処理の後の状態が継続される。すなわち、燃料添加弁１３による燃料の添加が停止された状態で、排気の状態が第２状態に維持される。一方、フィルタ１１１の床温ＴＦが昇温可能温度ＴＦ２以下であると判定された場合には、Ｓ３０８に進む。
【０１７１】
Ｓ３０８においては、フィルタ１１１に対するＰＭ再生終了要求が出されているか否かが判定される。ここで、ＰＭ再生終了要求は、例えば、上記の詰まり判定ルーチンにおい
て検出されたフィルタ１１１の前後の差圧Ｐ２に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１７２】
ここで、ＰＭ再生終了要求が出されていると判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＰＭ再生終了要求が出されていないと判定された場合にはＳ３０３に戻る。すなわち、再度、排気の状態を第１状態とするとともに燃料添加弁１３により燃料が添加されることによりフィルタ１１１を昇温し、フィルタ１１１に捕集されたＰＭの酸化除去が実施される。
【０１７３】
以上のように、本実施例に係るＰＭ再生処理においては、排気の状態を第１状態として燃料添加弁１３から燃料が添加されることにより、フィルタ１１１に捕集されたＰＭの酸化除去を促進することができる。また、フィルタ１１１が過度に昇温される前に燃料添加弁１３による燃料の添加を停止し、且つ排気の状態を第２状態とすることによりフィルタ１１１を再昇温可能な温度まで低下することができる。これにより、フィルタ１１１が過度に昇温されることを抑制しつつ、効率よくＰＭの再生処理を実施することができる。
【０１７４】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、ＮＳＲ１１３に対するＳＯｘ再生処理を実施する場合の制御について説明する。
【０１７５】
図７は、本実施例に係るＳＯｘ再生処理ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、上記のＳＯｘ再生処理の開始時における排気の状態が第１状態である場合を前提として説明する。
【０１７６】
本ルーチンが実行されると、まずＳ４０１においては、ＮＳＲ１１３に対してＳＯｘ再生要求が出されているかどうかが判定される。ここで、ＳＯｘ再生要求は、例えば、前回のＳＯｘ再生処理の終了後の車両の走行距離の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。
【０１７７】
ここで、ＳＯｘ再生処理要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＳＯｘ再生処理要求が出されていると判定された場合にはＳ４０２に進む。
【０１７８】
Ｓ４０２においては、第１切換弁１２の切換位置は第１の位置のまま、燃料添加弁１３から燃料が添加される。ここで、ＮＳＲ１１３に吸蔵されたＳＯｘを放出するには、ＮＳＲ１１３の床温を高く維持し（例えば摂氏６００乃至６５０度）、且つＮＳＲ１１３に導入される排気の空燃をリッチ空燃比にする必要がある。これに対し、本ステップでは、燃料添加弁１３から添加された燃料を酸化触媒１１０において酸化させ、高温となった排気をＮＳＲ１１３に導入することで、迅速にＮＳＲ１１３の温度をＳＯｘ再生処理の実施が可能な温度まで昇温することにした。
【０１７９】
また、ＮＳＲ１１３の昇温中にＮＳＲ１１３に導入される排気の空燃比をリッチ空燃比とすると、ＮＳＲ１１３からＳＯｘが放出され、排気エミッションが悪化する虞がある。そこで、本ステップにおいては上記の排気の空燃比がリッチ空燃比にならない範囲において燃料添加弁１３から燃料が添加される。尚、ＮＳＲ１１３に導入される排気の空燃比は、排気の状態が第１状態においてＮＳＲ１１３の上流側でありＮＳＲ１１３とＳ−Ｔｒａｐ１１２との間に設けられる図示しない空燃比センサによる検出値に基づいて推定してもよい。Ｓ４０２の処理が終わるとＳ４０３に進む。
【０１８０】
Ｓ４０３においては、ＮＳＲ１１３の床温ＴＮがＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１以上であるか否かが判定される。ここで、ＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１とはＮＳＲ１１３に吸収されて
いるＳＯｘの放出が開始されるＮＳＲ１１３の温度に対して一定のマージンを見込んだ温度でもよい。尚、ＮＳＲ１１３の床温ＴＮは排気状態が第１状態におけるＮＳＲ１１３の下流側に設けられる排気温度センサの出力に基づいて推定してもよい。また、ＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１は本実施例における第３所定温度に相当する。
【０１８１】
ＮＳＲ１１３の床温ＴＮがＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１より低いと判定された場合には、さらにＮＳＲ１１３を昇温する必要があると判断されＳ４０２の処理が継続される。一方、ＮＳＲ１１３の床温ＴＮがＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１以上であると判定された場合には、ＮＳＲ１１３からＳＯｘを放出することが可能であると判断され、Ｓ４０４に進む。
【０１８２】
Ｓ４０４においては、第１切換弁１２の切換位置を第１の位置から第２の位置に切り換え、排気の状態を第２状態とする。Ｓ４０４の処理が終わるとＳ４０５に進む。
【０１８３】
Ｓ４０５においては、ＮＳＲ１１３に吸収されているＳＯｘを放出させるために、燃料添加弁１３から燃料が添加される。本ステップにおいては、ＮＳＲ１１３に導入される排気の空燃比がリッチ空燃比となるように燃料添加弁１３から燃料が添加される。これにより、ＮＳＲ１１３に吸収されているＳＯｘを還元放出することが可能となる。さらに、排気の状態は第２状態であるため、放出されたＳＯｘが外部に直接排出されることを抑制できる。Ｓ４０５の処理が終わるとＳ４０６に進む。
【０１８４】
Ｓ４０６においては、ＮＳＲ１１３に対するＳＯｘ再生終了要求が出されているかどうかが判定される。ここで、ＳＯｘ再生終了要求は、例えば、ＮＳＲ１１３の床温ＴＮがＳＯｘ再生可能温度ＴＮ１以上に維持された状態で、ＮＳＲ１１３に導入される排気の空燃比がリッチ空燃比となるように燃料添加弁１３から燃料が添加された後、一定期間以上経過したか否かに基づいて出されるようにしてもよい。
【０１８５】
ここで、ＳＯｘ再生終了要求が出されていないと判定された場合にはＳ４０５に戻る。すなわち、ＮＳＲ１１３に対するＳＯｘ再生処理が継続される。一方、再生終了要求が出されていると判定された場合にはＳ４０７に進む。
【０１８６】
Ｓ４０７においては、燃料添加弁１３による燃料の添加が停止される。Ｓ４０７の処理が終わるとＳ４０８に進む。
【０１８７】
ここで、Ｓ４０７の処理が終わった時点において、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２やＮＳＲ１１３の床温が高く、且つ燃料添加弁１３から添加された燃料がＳ−Ｔｒａｐ１１２やＮＳＲ１１３に残留している場合にはＳ−Ｔｒａｐ１１２やＮＳＲ１１３からＳＯｘが放出されることが考えられる。そこで、Ｓ４０８においては、燃料添加弁１３による燃料の添加が停止されてからの経過期間ｔ３がカウントされる。Ｓ４０８の処理が終わるとＳ４０９に進む。
【０１８８】
Ｓ４０９においては、上記の経過期間ｔ３が所定の基準期間Δｔ３を超えているか否かが判定される。ここで、基準期間Δｔ３とは、燃料添加弁１３による燃料の添加が停止されてからＳ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３からのＳＯｘの放出が終了するために要する期間である。尚、基準期間Δｔ３は予め実験的に求めておいてもよい。尚、基準期間Δｔ３は本実施例における第３所定期間に相当する。
【０１８９】
上記の基準期間Δｔ３は、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３の床温が摂氏５５０度まで低下するのに要する期間としてもよい。ここで、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３の床温は、排気の状態が第２状態においてＮＳＲ１１３およびＳ−Ｔｒａｐ１１２の下流側に設けられる図示しない排気温度センサによる検出値に基づいて推定してもよい
。
【０１９０】
また、上記の基準期間Δｔ３は、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３に残留している燃料が無くなるまでに要する期間としてもよい。ここで、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３における燃料の残留量は、例えば、排気の状態が第２状態においてＮＳＲ１１３およびＳ−Ｔｒａｐ１１２の下流側に設けられる図示しないＨＣセンサによる検出値に基づいて推定してもよい。
【０１９１】
ここで、経過期間ｔ３が基準期間Δｔ３以下であると判定された場合は、経過期間ｔ３が基準期間Δｔ３を超えるまでＳ４０７の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ３が基準期間Δｔ３を超えていると判定された場合は、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３からのＳＯｘの放出が終了したと判断され、Ｓ４１０に進む。このように、排気の状態を第１状態とする前に、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３からＳＯｘが放出される期間に亘り第２状態を継続することにより、Ｓ−Ｔｒａｐ１１２およびＮＳＲ１１３からＳＯｘが放出される場合においても、ＳＯｘをフィルタ１１１側に流出させ、ＮＳＲ１１３のＳＯｘによる再被毒を抑制することができる。
【０１９２】
Ｓ４１０においては、第１切換弁１２の切換位置を第２の位置から第１の位置に切り換え、排気の状態を第１状態とする。Ｓ４１０の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【実施例２】
【０１９３】
次に、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施例１とは異なる実施例を説明する。
【０１９４】
図８は、本実施例に係る内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。ここで、実施例１の排気浄化システムと同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１９５】
本実施例に係る内燃機関１には、吸気が流通する吸気管６０と、内燃機関１からの排気が流通する排気管５０が接続され、この排気管５０は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５０の途中には、排気中の微粒子物質（例えば、煤）やＮＯｘを浄化する排気浄化部２０が配置されている。また、この排気浄化部２０には酸化能を有する酸化触媒２１０、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタ２１１、Ｓトラップ触媒が担持されたＳ−Ｔｒａｐ２１２、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されたＮＳＲ２１３が直列に配置されている。尚、排気浄化部２０は本実施例における排気浄化手段に相当する。
【０１９６】
また、排気管５０の途中には第１接続部２５ａが設けられており、排気管５０において、第１接続部２５ａの上流を第３排気管５０ａといい、第１接続部２５ａと排気浄化部２０の酸化触媒２１０側の端部との間の部位を第３分岐管２０ａという。また、第１接続部２５ａには第４分岐管２０ｂが接続されており、この第４分岐管２０ｂの他端は排気浄化部２０のＮＳＲ２１３側の端部に接続されている。
【０１９７】
一方、排気管５０において、排気浄化部２０の下流には第２接続部２５ｂが設けられており、上記第２接続部２５ｂの下流を第４排気管５０ｂという。また、第２接続部２５ｂには第５分岐管２０ｃが接続されており、この第５分岐管２０ｃの他端は排気浄化部２０の酸化触媒２１０側の端部に接続されている。また、排気管５０において、第２接続部２５ｂと排気浄化部２０のＮＳＲ２１３側の端部との間の部位を第６分岐管２０ｄという。
【０１９８】
従って、第３排気管５０ａ及び第４排気管５０ｂは本実施例における第３排気通路及び
第４排気通路に相当する。また、第１接続部２５ａ、第２接続部２５ｂは、それぞれ本実施例における第１分岐部、第２分岐部を構成する。また、第３分岐管２０ａ、第４分岐管２０ｂ、第５分岐管２０ｃ、第６分岐管２０ｄは、それぞれ本実施例における第３分岐通路、第４分岐通路、第５分岐通路、第６分岐通路に相当する。
【０１９９】
また、排気浄化部２０の酸化触媒２１０側の端部には第２切換弁２２ａが備えられ、排気浄化部２０のＮＳＲ２１３側の端部には第３切換弁２２ｂが備えられている。第２切換弁２２ａは排気浄化部２０を第３分岐管２０ａ、第５分岐管２０ｃの何れか一方と接続させるように切換可能である。一方、第３切換弁２２ｂは排気浄化部２０を第４分岐管２０ｂ、第６分岐管２０ｄの何れか一方と接続させるように切換可能である。尚、第２切換弁２２ａ、第３切換弁２２ｂは本実施例における排気状態切換手段に相当する。
【０２００】
また、内燃機関１には、該内燃機関１の排気系を流れる排気の一部を吸気系へ再循環させる排気再循環装置４０が設けられている。排気再循環装置４０は、第３分岐管２０ａから吸気管６０に至るよう形成されたＥＧＲ通路４１と、電磁弁等からなり印加電圧の大きさに応じてＥＧＲ通路４１内を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」という。）の流量を調整する流量調整弁（以下、「ＥＧＲ弁」という。）４２と、ＥＧＲ弁４２より上流のＥＧＲ通路４１に設けられ該ＥＧＲ通路４１を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４３とを備えている。
【０２０１】
このように構成された排気再循環装置４０では、ＥＧＲ弁４２が開弁されると、第３分岐管２０ａ内を流れる排気の一部が、ＥＧＲ通路４１を通り、ＥＧＲクーラ４３によって冷却され、吸気管６０へ流入する。吸気管６０へ流入したＥＧＲガスは、吸気管６０の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ図示しない気筒の燃焼室へ分配されて、燃焼される。
【０２０２】
ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、吸熱性を有する不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低くなり、以て窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が抑制される。
【０２０３】
尚、上記のＥＧＲ通路４１は本実施例において排気再循環通路を構成する。また、ＥＧＲ弁４２は本実施例において排気再循環弁を構成する。
【０２０４】
また、図８中、第３排気管５０ａには、フィルタ２１１のＰＭ再生処理や、ＮＳＲ２１３のＮＯｘ還元処理などの際に、還元剤としての燃料を排気に添加する燃料添加弁２３が備えられている。尚、燃料添加弁２３は本実施例における還元剤供給手段に相当する。
【０２０５】
また、排気管５０には、第３排気管５０ａと第４排気管５０ｂとの排気の差圧を検出する第３差圧センサ３２が設けられている。
【０２０６】
また、ＥＣＵ３５には、本実施例における第２切換弁２２ａ、第３切換弁２２ｂ及び燃料添加弁２３、ＥＧＲ弁４２、第３差圧センサ３２等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３５によって制御されるようになっている。従って、本実施例における還元剤供給手段および排気状態切換手段、再循環弁開度制御手段はＥＣＵ３５を含んで構成されてもよい。また、第３差圧センサ３２は、本実施例における第３差圧検出手段に相当する。
【０２０７】
図９は、本実施例における排気浄化システムの排気の経路を示す概念図である。ここで図９（ａ）に示すように、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが、第３分岐管２０ａと排気浄化部２０とを接続させるとともに、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを接
続させるように切り換えられるときには、内燃機関１から排出された排気は、第３排気管５０ａから第３分岐管２０ａを通過した後、酸化触媒２１０側から排気浄化部２０を通過し、その後、第６分岐管２０ｄ、第４排気管５０ｂを通過して外部に排出される。ここで、図９（ａ）に示す経路Ｒ４に沿って排気が流れている排気の状態を以下では「第１状態」という。
【０２０８】
次に、図９（ｂ）に示すように、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが、第４分岐管２０ｂと排気浄化部２０とを接続させるとともに、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを接続させるように切り換えられるときには、内燃機関１から排出された排気は、第３排気管５０ａから第４分岐管２０ｂを通過した後、ＮＳＲ２１３側から排気浄化部２０を通過し、その後、第５分岐管２０ｃ、第４排気管５０ｂを通過して外部に排出される。ここで、図９（ｂ）に示す経路Ｒ５に沿って排気が流れている排気の状態を以下では「第２状態」という。
【０２０９】
図９（ｃ）に示すように、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが、第３分岐管２０ａと排気浄化部２０とを接続させるとともに、排気浄化部２０と第４分岐管２０ｂとを接続させるように切り換えられるときには、内燃機関１から排出された排気は、第３排気管５０ａ並びに第３分岐管２０ａ、排気浄化部２０および第４分岐管２０ｂから成る閉塞された内部に溜め込まれる。ここで、図９（ｃ）に示す経路Ｒ６のように排気が溜め込まれている状態を以下では「溜め込み第３状態」という。
【０２１０】
上記のように排気の状態を、第１状態と、第２状態とに切り換えることによって、内燃機関１からの排気が排気浄化部２０を通過する方向を逆転することが可能であり、排気の状態を溜め込み第３状態とに切り換えることによって、内燃機関１からの排気を排気管内に溜め込むことによって外部に排出させないことが可能である。
【０２１１】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂを切り換えることによって排気の状態を切り換える制御について説明する。
【０２１２】
図１０は、本実施例に係る排気切換ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり排気の状態を切り換える要求がある度に実行される。尚、本ルーチンにおいては、排気の状態を第１状態から第２状態に切り換える制御を例として説明する。
【０２１３】
本ルーチンが実行されると、先ずＳ５０１において、ＥＣＵ３５によって内燃機関１から流入する排気の流量Ｖが取得される。排気の流量Ｖは、例えば、図示しないエアフローメータにより検出された吸入空気量から排気の流量を推定してもよい。Ｓ５０１の処理が終わるとＳ５０２に進む。
【０２１４】
Ｓ５０２においては、上記の排気の流量Ｖが所定の基準流量Ｖ１より小さいか否かが判定される。ここで、基準流量Ｖ１とは、予め実験的に求められる。また、基準流量Ｖ１は本実施例における第２所定量に相当する。
【０２１５】
ここで、排気の流量Ｖが基準流量Ｖ１以上であると判定された場合には、排気の状態を溜め込み第３状態とすると内燃機関１の排気系における圧力の上昇が顕著となると判断され、Ｓ５０３に進む。一方、排気の流量Ｖが基準流量Ｖ１より小さいと判定された場合には、排気の状態を溜め込み状態にすることによって、一定期間に亘り排気を外部に排出させなくても良いと判断され、Ｓ５０４に進む。
【０２１６】
Ｓ５０３においては、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが同時に切り換えられ
る。第２切換弁２２ａは、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを接続させ、排気浄化部２０と第３分岐管２０ａとを遮断させる。一方、第３切換弁２２ｂは、排気浄化部２０と第４分岐管２０ｂとを接続させ、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを遮断させる。すなわち、本ステップでは、排気の状態を第１状態から、溜め込み第３状態を介さずに、直接第２状態とさせる。Ｓ５０３の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０２１７】
一方、Ｓ５０４においては、第３切換弁２２ｂが、排気浄化部２０と第４分岐管２０ｂとを接続させ、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを遮断させるように切り換えられる。このようにすると、排気の状態は溜め込み第３状態にされることによって、外部に排出されない。Ｓ５０４の処理が終わるとＳ５０５に進む。
【０２１８】
Ｓ５０５においては、ＥＣＵ３５によって第３切換弁２２ｂが切り換えられてからの経過期間ｔ４がカウントされる。Ｓ５０５の処理が終わるとＳ５０６に進む。
【０２１９】
Ｓ５０６においては、上記の経過期間ｔ４が所定の排気溜め込み期間Δｔ４を超えているか否かが判定される。ここで、排気溜め込み期間Δｔ４とは、第３切換弁２２ｂが切り換えられてから排気の状態が溜め込み第３状態に維持される期間であり、予め実験的に求めてられる。例えば、排気の流量Ｖと、排気溜め込み期間Δｔ４との関係が格納されたマップから排気溜め込み期間Δｔ４を読み出すことにより導出するようにしても良い。尚、基準期間Δｔ４本実施例における第４所定期間に相当する。
【０２２０】
そして、経過期間ｔ４が排気溜め込み期間Δｔ４以下であると判定された場合は、排気溜め込み期間Δｔ４を超えるまでＳ５０４の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ４が排気溜め込み期間Δｔ４を超えていると判定された場合は、Ｓ５０７に進む。
【０２２１】
Ｓ５０７においては、第２切換弁２２ａが、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを接続させ、排気浄化部２０と第３分岐管２０ａとを遮断させるように切り換えられることにより、排気の状態を第２状態にすることができる。Ｓ５０７の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０２２２】
以上のように、排気の状態を第１状態と第２状態との相互を切り換える際に、一定期間上記の溜め込み第３状態にすることによって、排気浄化部２０により浄化されないまま排気が外部に排出されることをより確実に抑制し、排気エミッションを向上することができる。
【０２２３】
また、本ルーチンにおいては、排気の状態を第１状態から第２状態に切り換える場合を例として説明したが、排気の状態を第２状態から第１状態に切り換える場合にも適用することができる。その場合には、Ｓ５０３においては、第２切換弁２２ａに、排気浄化部２０と第３分岐管２０ａとを接続させ、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを遮断させる。一方、第３切換弁２２ｂに、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを接続させ、排気浄化部２０と第４分岐管２０ｂとを遮断させることにより、排気の状態を第２状態から、第１状態に切り換えるとよい。さらに、Ｓ５０４において、第２切換弁２２ａに、排気浄化部２０と第３分岐管２０ａとを接続させ、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを遮断させるように切り換えることにより、排気の状態を溜め込み第３状態にするとよい。また、Ｓ５０７において、第３切換弁２２ｂに、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを接続させ、排気浄化部２０と第４分岐管２０ｂとを遮断させるように切り換えることにより、排気の状態を第１状態にすればよい。
【０２２４】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、排気の状態を溜め込み第３状態にする際の、ＥＧＲ弁４２の開度に対する制御について説明する。
【０２２５】
図１１は、本実施例に係るＥＧＲ開度制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり排気の状態が溜め込み第３状態にされる毎に実行される。
【０２２６】
本ルーチンが実行されると、先ずＳ６０１において、排気の状態が溜め込み第３状態にされた際の排気圧力の増分ΔＰがＥＣＵ３５によって取得される。ここで、排気圧力の増分ΔＰは、例えば、図示しないエアフローメータにより検出された吸入空気量と、図示しない排気温度センサにより検出された排気温度と排気圧力の増分ΔＰとの関係が格納されたマップから排気圧力の増分ΔＰを読み出すことにより推定するようにしても良いし、近似式を用いて推定しても良い。
【０２２７】
また、第３排気管５０ａおよび第４排気管５０ｂの差圧を検出する第３差圧センサ３２により検出された差圧に基づいて排気圧力の増分ΔＰを推定しても良い。さらに、上記のマップから推定した値と第３差圧センサ３２による検出値とを比較して、次回、本ルーチンを実行する際に、マップによる排気圧力の増分ΔＰの推定の精度を高めることもできる。尚、ＥＣＵ３５は本実施例における圧力増分推定手段に相当する。Ｓ６０１の処理が終わるとＳ６０２に進む。
【０２２８】
Ｓ６０２においては、Ｓ６０１で取得した排気圧力の増分ΔＰに起因するＥＧＲ率の増分ΔＲがＥＣＵ３５によって取得される。このＥＧＲ率の増分ΔＲは予め実験的に求めておいても良い。例えば、排気圧力の増分ΔＰとＥＧＲ率ΔＲの増分との関係が格納されたマップからＥＧＲ率の増分ΔＲを読み出すことにより推定するようにしても良い。Ｓ６０２の処理が終わるとＳ６０３に進む。
【０２２９】
Ｓ６０３においては、ＥＣＵ３５は、上記のＥＧＲ率の増分ΔＲを打ち消すようにＥＧＲ弁４２の開度を補正する。従って、ＥＣＵ３５は本実施例における再循環弁開度制御手段に相当する。ここで、ＥＧＲ弁４２の開度の補正量は、予め実験的に求めておいても良い。例えば、ＥＧＲ率の増分ΔＲとＥＧＲ弁４２の開度の補正量との関係が格納されたマップからＥＧＲ弁４２の開度の補正量を読み出すことにより推定するようにしても良い。Ｓ６０３の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０２３０】
以上のように、ＥＣＵ３５が排気の状態を溜め込み第３状態にする際に、排気圧力の増分ΔＰに起因するＥＧＲ率の増分ΔＲを打ち消すようにＥＧＲ弁４２の開度の補正することにより、ＥＣＵ３５が排気の状態を溜め込み第３状態とすることに起因して、ＥＧＲ率が不用意に増加しないよう、ＥＧＲガス量を調節することが可能となる。その結果、前記煤（スモーク）の発生を抑制することができる。
【０２３１】
次に、本実施例の排気浄化システムに関し、ＮＳＲ２１３に対するＮＯｘ還元処理を実施する場合の制御について説明する。
【０２３２】
図１２は、本実施例に係るＮＯｘ還元処理ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３５内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。尚、本ルーチンにおいて、上記のＮＯｘ還元処理の開始時における排気の状態が第１状態である場合を前提として説明する。
【０２３３】
本ルーチンが実行されると、まずＳ７０１においては、ＮＳＲ２１３に対してＮＯｘ還元要求が出されているかどうかが判定される。ここで、ＮＯｘ還元要求は、例えば前回のＮＳＲ２１３に対するＮＯｘ還元処理が終了してからの吸入空気量の積算値に基づいて出されるようにしてもよい。また、第４排気管５０ｂに図示しないＮＯｘセンサを設け、該
ＮＯｘセンサの出力に基づいて出されるようにしてもよい。
【０２３４】
ここで、ＮＯｘ還元要求が出されていないと判定された場合にはそのまま本ルーチンを一旦終了する。一方、ＮＯｘ還元要求が出されていると判定された場合にはＳ７０２に進む。
【０２３５】
Ｓ７０２においては、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが、第４分岐管２０ｂと排気浄化部２０とを接続させるとともに、排気浄化部２０と第５分岐管２０ｃとを接続させるように切り換えられ、排気の状態が第２状態とされる。Ｓ７０２の処理が終わるとＳ７０３に進む。
【０２３６】
Ｓ７０３においては、この時点における内燃機関１の状態が、燃焼に用いられる燃料の供給が停止されている減速状態か否かが判定される。減速状態か否かの判定は、例えば、内燃機関回転数（クランクポジションセンサ３７による検出値）や、機関負荷（アクセルポジションセンサ３６による検出値）等に基づいて推定してもよい。
【０２３７】
ここで、内燃機関１が減速状態でない場合には排気の状態を溜め込み第３状態とすることができないと判断され、Ｓ７０４に進む。一方、内燃機関１が減速状態である場合には排気の状態を溜め込み第３状態としても良いと判断され、Ｓ７０５に進む。
【０２３８】
Ｓ７０４においては、燃料添加弁２３から燃料（第１基準添加量Ｑ１）が添加される。ここで、第１基準添加量Ｑ１とは、ＮＯｘを還元する際に排気の状態を第２状態とする場合の、燃料添加弁２３から添加される燃料添加量であり、ＮＳＲ２１３に吸蔵されているＮＯｘを還元放出するために必要充分な量である。Ｓ７０４の処理が終わるとＳ７１２に進む。
【０２３９】
一方、Ｓ７０５においては、燃料添加弁２３から燃料（第２基準添加量Ｑ２）が添加される。ここで、第２基準添加量Ｑ２とは、ＮＯｘを還元する際に排気の状態を溜め込み第３状態とする場合の、燃料添加弁２３から添加される燃料添加量であり、ＮＳＲ２１３に吸蔵されているＮＯｘを還元放出するために必要充分な量である。尚、第２基準添加量Ｑ２と第１基準添加量Ｑ１との添加量は異なっていても良く、第１基準添加量Ｑ１よりも第２基準添加量Ｑ２の方が少なくても良い。Ｓ７０５の処理が終わるとＳ７０６に進む。
【０２４０】
Ｓ７０６においては、排気の状態を溜め込み第３状態にするため、第２切換弁２２ａが、第３分岐管２０ａと排気浄化部２０とを接続させるように切り換えられる。このようにすることで、ＮＳＲ２１３に導入される排気の流量は急激に減少し、ＮＳＲ２１３に導入された燃料が排気により持ち去られることを抑制できる。
【０２４１】
従って、ＮＳＲ２１３に燃料が残留することによってＮＯｘの還元反応が促進され、上記の第２基準添加量Ｑ２を節約することが可能となり、ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することができる。Ｓ７０６の処理が終わるとＳ７０７に進む。
【０２４２】
Ｓ７０７においては、排気の状態が溜め込み第３状態に切り換えられてからの経過期間ｔ５がＥＣＵ３５によってカウントされる。Ｓ７０７の処理が終わるとＳ７０８に進む。
【０２４３】
Ｓ７０８においては、上記の経過期間ｔ５が溜め込み第３状態維持期間Δｔ５を超えているか否かが判定される。ここで、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５とは、排気の状態が溜め込み第３状態に維持される期間である。また、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５は、排気浄化部２０を通過する排気の流量を減少させた状態が、ＮＳＲ２１３におけるＮＯｘの還元放出が終了してから、Ｓ−Ｔｒａｐ２１２およびＮＳＲ２１３におけるＳＯｘが放
出され始めるまでの間に終了するように定められる。
【０２４４】
また、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５は、具体的には、例えば、実験やシミュレーションにより得られるマップにより導出しても良い。尚、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５は本実施例における第５所定期間に相当する。
【０２４５】
そして、経過期間ｔ５が溜め込み第３状態維持期間Δｔ５以下であると判定された場合は、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５を超えるまでＳ７０６の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ５が溜め込み第３状態維持期間Δｔ５を超えていると判定された場合は、ＮＳＲ２１３におけるＮＯｘの還元放出が終了したと判断され、Ｓ７０９に進む。
【０２４６】
Ｓ７０９においては、排気の状態を第２状態とするために、第２切換弁２２ａが、第５分岐管２０ｃと排気浄化部２０とを接続させるように切り換えられる。ここで、Ｓ７０５において燃料添加弁２３から添加された燃料はＳ−Ｔｒａｐ２１２に対しても導入されるため、Ｓ−Ｔｒａｐ２１２からＳＯｘが放出される場合がある。そのような場合に、ＮＳＲ２１３に対するＮＯｘの還元処理が終了した後に排気の状態を直接第１状態に切り換えると、ＮＳＲ２１３にＳＯｘが導入され、ＳＯｘ被毒が生じる虞がある。従って本実施例においては、溜め込み第３状態維持期間Δｔ５の経過後に直接第１状態に切換えずに一旦第２状態へと切換えている。Ｓ７０９の処理が終わるとＳ７１０に進む。
【０２４７】
Ｓ７１０においては、排気の状態が第２状態に切り換えられてからの経過期間ｔ６がＥＣＵ３５によってカウントされる。Ｓ７１０の処理が終わるとＳ７１１に進む。
【０２４８】
Ｓ７１１においては、上記の経過期間ｔ６が第２状態維持期間Δｔ６を超えているか否かが判定される。ここで、第２状態維持期間Δｔ６とは、排気の状態が第２状態に維持される期間である。尚、第２状態維持期間Δｔ６は本実施例における第６所定期間に相当する。
【０２４９】
そして、経過期間ｔ６が第２状態維持期間Δｔ６以下であると判定された場合は、第２状態維持期間Δｔ６を超えるまでＳ７０９の処理の後の状態が継続される。一方、経過期間ｔ６が第２状態維持期間Δｔ６を超えていると判定された場合は、Ｓ−Ｔｒａｐ２１２からＳＯｘの放出が終了したと判断され、Ｓ７１２に進む。
【０２５０】
Ｓ７１２においては、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが、第３分岐管２０ａと排気浄化部２０とを接続させるとともに、排気浄化部２０と第６分岐管２０ｄとを接続させるように切り換えられ、排気の状態が第１状態とされる。また、排気の状態を第２状態から第１状態に切り換える際に、上記の排気切換ルーチンを実行しても良い。これにより、より一層排気エミッションの向上を図ることができる。Ｓ７１２の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【０２５１】
以上のように、本実施例に係るＮＯｘ還元処理においては、ＮＳＲ２１３に対して燃料添加弁２３から燃料が供給された後に、排気の状態を溜め込み第３状態とすることにより、排気浄化部２０を通過する排気の流量を減少させることができる。その結果、ＮＯｘの還元効率を向上させることにより、ＮＯｘ還元処理に係る燃費を向上することが可能となる。
【０２５２】
また、ＮＳＲ２１３におけるＮＯｘの還元放出が終了した際に、排気の状態を一旦第２状態とした後に第１状態に切り換えることで、Ｓ−Ｔｒａｐ２１２からＳＯｘが放出されたとしても、そのＳＯｘを再度Ｓ−Ｔｒａｐ２１２によって吸収させることができる。
【０２５３】
さらに、排気の状態を溜め込み第３状態にすると、ＮＳＲ２１３の内部の圧力は高い状態に維持されるため、本ルーチンのように、排気の状態を溜め込み第３状態から第１状態に直接切り換えずに、一旦第２状態に切り換えることによって、ＮＳＲ２１３内部に残留した燃料が直接外部に排出されてしまうことを抑制できる。
【０２５４】
また、Ｓ７０６において、排気の状態を溜め込み第３状態にするのは、内燃機関１の減速状態に限られる。従って内燃機関１の排気の流量も少ないため、排気の状態を溜め込み第３状態に切り換えても排気の圧力が著しく上昇する虞はない。さらに、減速状態においては、内燃機関１から排出されるＮＯｘやＰＭは減少するため、第２切換弁２２ａおよび第３切換弁２２ｂが排気の状態を切り換える際に排気浄化部２０を通過しないまま外部に放出される排気の流量が零でない場合においても、より確実に排気エミッションが悪化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０２５５】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１における排気浄化システムの排気の経路を示す概念図である。（ａ）は、第１切換弁が第１の位置にある時の排気の経路を示す概念図である。（ｂ）は、第１切換弁が第２の位置にある時の排気の経路を示す概念図である。（ｃ）は、第１切換弁が第３の位置にある時の排気の経路を示す概念図である。
【図３】実施例１に係るＮＯｘ還元処理ルーチンを示したフローチャートである
【図４】実施例１に係る詰まり判定ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図６】実施例１に係るＰＭ再生処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】実施例１に係るＳＯｘ再生処理ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図９】実施例２における排気浄化システムの排気の経路を示す概念図である。（ａ）は、排気の状態を第１状態とした時の排気の経路を示す概念図である。（ｂ）は、排気の状態を第２状態とした時の排気の経路を示す概念図である。（ｃ）は、排気の状態を溜め込み第３状態とした時の排気の経路を示す概念図である。
【図１０】実施例２における排気切換ルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】実施例２におけるＥＧＲ開度制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】実施例２におけるＮＯｘ還元処理ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０２５６】
１・・・内燃機関
５・・・排気管
５ａ・・・第１排気管
５ｂ・・・第２排気管
１０・・・排気浄化部
１０ａ・・・第１分岐管
１０ｂ・・・第２分岐管
１２・・・第１切換弁
１３・・・燃料添加弁
１５・・・分岐部
３５・・・ＥＣＵ
４０・・・排気再循環装置
４１・・・ＥＧＲ通路
４２・・・ＥＧＲ弁
４３・・・ＥＧＲクーラ
１１０・・・酸化触媒
１１１・・・フィルタ
１１２・・・Ｓ―ｔｒａｐ
１１３・・・ＮＳＲ
【図１】
2007297996.tif 000003
【図２】
2007297996.tif 000004
【図３】
2007297996.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007297996.tif 000009
【図８】
2007297996.tif 000010
【図９】
2007297996.tif 000011
【図１０】
2007297996.tif 000012
【図１１】
2007297996.tif 000013
【図１２】
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