(57)【要約】【課題】  上流側ＮＯｘ触媒から離れて後流側に配された下流側ＮＯｘ触媒のＳパージ（再生）を的確に実施する。【解決手段】  エンジン１に近接して配された上流側ＮＯｘ触媒２５と、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて後流側に配された下流側ＮＯｘ触媒２７とを備えた排気浄化装置において、後流側の下流側ＮＯｘ触媒２７をリッチな状態に保ち、過給された吸気の一部を導入（添加）して下流側ＮＯｘ触媒２７の昇温を確実に行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に近接して配され、前記内燃機関の排気成分を浄化する再生可能とされた第１触媒と、
前記第１触媒の後流側に配され、前記内燃機関の排気成分を浄化する再生可能とされた第２触媒と、
前記内燃機関の排気ガスにより吸気が過給される過給手段と、
前記過給手段で過給された吸気の一部を前記第２触媒の入口部位に導く酸素供給手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記酸素供給手段による吸気の導入状況を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記第２触媒の入口部位に導かれる吸気の流量を制御する流量制御バルブと、
前記第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の吸気を補填する補填手段とを有する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記補填手段は、
前記流量制御バルブの開閉に同期して動作される吸気スロットルバルブである
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項２もしくは請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記補填手段は、
前記流量制御バルブの開閉に同期して動作され、前記過給手段で過給される吸気の流量を制御する過給制御手段である
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記第１触媒、及び、前記第２触媒は、ＮＯｘ浄化用の上流側ＮＯｘ触媒、及び、下流側ＮＯｘ触媒であり、
前記下流側ＮＯｘ触媒の温度を昇温させる際に、前記上流側ＮＯｘ触媒をリッチ雰囲気にすると共に、前記酸素供給手段により、前記下流側ＮＯｘ触媒の入口部に吸気の一部を導く
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記上流側ＮＯｘ触媒、及び、前記下流側ＮＯｘ触媒の間にディーゼル微粒子捕集フィルターが備えられ、
前記ディーゼル微粒子捕集フィルターの再生を行う際には酸素供給手段の動作を停止し、
前記下流側ＮＯｘ触媒から硫黄成分の脱離を行う際に、前記下流側ＮＯｘ触媒の入口部に吸気の一部を導く
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の排気通路にＮＯｘ浄化用のＮＯｘ触媒を搭載された車両が実用化されている。近年は、酸素過剰雰囲気であってもＮＯｘを浄化できるＮＯｘ触媒（吸蔵型ＮＯｘ触媒）が開発され、特に、燃焼がリーン空燃比で実施されるディーゼルエンジンでは、排気通路に吸蔵型ＮＯｘ触媒を設けることが知られている。吸蔵型ＮＯｘ触媒は、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを還元雰囲気でＮ２として放出する特性を有している。
【０００３】
ディーゼルエンジンの燃料には硫黄分が含まれており、ディーゼルエンジンでは、ＮＯｘのみならず、硫黄酸化物（ＳＯｘ）も生成される。ＳＯｘは、酸素過剰雰囲気で吸蔵型ＮＯｘ触媒に吸蔵されるため、吸蔵型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化性能に影響を与えることになる。このため、吸蔵したＳＯｘの硫黄成分を脱離するための脱離処理（Ｓパージ制御）が定期的に実施される。
【０００４】
Ｓパージ制御は、吸蔵型ＮＯｘ触媒を高温且つリッチ雰囲気（酸素不足）にする制御が実施される。例えば、通常の燃料噴射に加え、燃料（燃料成分）を排気経路に添加して吸蔵型ＮＯｘ触媒を高温且つリッチ雰囲気の状態にしている（特許文献１）。
【０００５】
ＮＯｘの浄化性能を向上させるため、エンジンの直後に吸蔵型ＮＯｘ触媒（近接ＮＯｘ触媒）を設置し、更に、排気経路の後流側（車両の床下）に吸蔵型ＮＯｘ触媒（床下ＮＯｘ触媒）を設置した車両が存在している。近接ＮＯｘ触媒と床下ＮＯｘ触媒を設置した車両でＳパージ制御を実施する場合、近接ＮＯｘ触媒に対して燃料（燃料成分）添加することになる。
【０００６】
しかし、近接ＮＯｘ触媒に対して燃料（燃料成分）添加しても、近接ＮＯｘ触媒から離れた床下ＮＯｘ触媒を十分に昇温させることができず、床下ＮＯｘ触媒に対し、吸蔵したＳＯｘの硫黄成分を脱離させることができない虞があるのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３２７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、内燃機関に近接して配された再生可能な第１触媒と、第１触媒の後流側に配された再生可能な第２触媒とを備えた排気浄化装置において、後流側の第２触媒の昇温を確実に行って第２触媒の再生を的確に実施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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関に近接して配され、前記内燃機関の排気成分を浄化する再生可能とされた第１触媒と、前記第１触媒の後流側に配され、前記内燃機関の排気成分を浄化する再生可能とされた第２触媒と、前記内燃機関の排気ガスにより吸気が過給される過給手段と、前記過給手段で過給された吸気の一部を前記第２触媒の入口部位に導く酸素供給手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る本発明では、第１触媒の後流側に配された第２触媒に対し、リッチ雰囲気の状態の時に、過給手段で過給された吸気の一部を酸素供給手段により入口部位に導くので、第２触媒が所望の温度よりも低い場合であっても、後流側の第２触媒で酸化反応が促進されて第２触媒が昇温する。
【００１１】
このため、後流側の第２触媒の昇温を確実に行って第２触媒の再生を的確に実施することができる。
【００１２】
因みに、特開２００２−１４７２２５号公報には、ＮＯｘトラップ触媒が低温のときに、２次空気供給手段によりＮＯｘトラップ触媒に酸素を供給する技術が開示されている。この技術は、ゼオライトを含有するゼオライト触媒に２次空気を供給し、低温状態でＮＯｘトラップ機能を発揮させる技術である。このため、第１触媒の後流側に配された第２触媒に対し、後流側の第２触媒で酸化反応を促進して再生のための昇温を実施する本願発明とは技術内容が相違する。また、２次空気の供給源について何ら考慮されていない点で、本願発明とは相違する技術となっている。
【００１３】
そして、請求項２に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記酸素供給手段による吸気の導入状況を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記第２触媒の入口部位に導かれる吸気の流量を制御する流量制御バルブと、前記第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の吸気を補填する補填手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る本発明では、流量制御バルブの開閉により過給された吸気の一部の流量を制御し、第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の吸気を補填手段で吸気系統に補填するので、内燃機関の筒内に流入するガスの流量を一定にすることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記補填手段は、前記流量制御バルブの開閉に同期して動作される吸気スロットルバルブであることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る本発明では、流量制御バルブの開閉に同期して吸気スロットルバルブを動作することで、第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の吸入空気をシリンダに供給することができる。
【００１７】
また、請求項４に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項２もしくは請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記補填手段は、前記流量制御バルブの開閉に同期して動作され、前記過給手段で過給される吸気の流量を制御する過給制御手段であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る本発明では、流量制御バルブの開閉に同期して過給制御手段を動作することで、第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の過給吸気をシリンダに供給することができる。
【００１９】
第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量の吸気を補填する場合、吸気スロットルバルブの動作と過給制御手段の動作を併用することができる。過給制御手段の応答性によっては、吸気スロットルバルブの開度が所定開度を超えた場合の吸気量が、第２触媒の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量に満たない場合に、過給制御手段を動作することができる。
【００２０】
また、請求項５に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記第１触媒、及び、前記第２触媒は、ＮＯｘ浄化用の上流側ＮＯｘ触媒、及び、下流側ＮＯｘ触媒であり、前記下流側ＮＯｘ触媒の温度を昇温させる際に、前記上流側ＮＯｘ触媒をリッチ雰囲気にすると共に、前記酸素供給手段により、前記下流側ＮＯｘ触媒の入口部に吸気の一部を導くことを特徴とする。
【００２１】
請求項５に係る本発明では、下流側ＮＯｘ触媒の温度を昇温させる際に、前記上流側ＮＯｘ触媒をリッチ雰囲気にすると共に、前記酸素供給手段により、前記下流側ＮＯｘ触媒の入口部に吸気の一部を導くので、下流側ＮＯｘ触媒の昇温を的確に実施することができる。
【００２２】
下流側ＮＯｘ触媒の昇温を実施することで、下流側ＮＯｘ触媒から硫黄成分を脱離する再生処理を行うことができる。また、下流側ＮＯｘ触媒の昇温を実施することで、下流側ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出する再生処理を行うことができる。
【００２３】
また、請求項６に係る本発明の内燃機関の排気浄化装置は、請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記上流側ＮＯｘ触媒、及び、前記下流側ＮＯｘ触媒の間にディーゼル微粒子捕集フィルターが備えられ、前記ディーゼル微粒子捕集フィルターの再生を行う際には酸素供給手段の動作を停止し、前記下流側ＮＯｘ触媒から硫黄成分の脱離を行う際に、前記下流側ＮＯｘ触媒の入口部に吸気の一部を導くことを特徴とする。
【００２４】
請求項６に係る本発明では、上流側ＮＯｘ触媒、ディーゼル微粒子捕集フィルター、及び、下流側ＮＯｘ触媒を備えた排気浄化システムにおいて、下流側ＮＯｘ触媒の昇温を的確に実施することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関に近接して配された再生可能な第１触媒と、第１触媒の後流側に配された再生可能な第２触媒とを備えた排気浄化装置において、後流側の第２触媒の昇温を確実に行って第２触媒の再生を的確に実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の系統を表す概略構成図である。
【図２】昇温状況の経時変化を説明するグラフである。
【図３】酸素供給手段による機器の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１には本発明の一実施例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の系統を表す概略構成を示してある。
【００２８】
また、図２には昇温状況の経時変化を示してあり、図２（ａ）は過給吸気の添加量の経時変化、図２（ｂ）は下流側ＮＯｘ触媒の入口側の空燃比の経時変化、図２（ｃ）は下流側ＮＯｘ触媒の出口側の空燃比の経時変化、図２（ｄ）は下流側ＮＯｘ触媒の温度の経時変化である。
【００２９】
また、図３には過給吸気を導入する際の機器の動作の経時変化を示してあり、図３（ａ）は流量制御バルブの開閉状況、図３（ｂ）は過給吸気量の経時変化、図３（ｃ）は吸気スロットルバルブの開閉状況、図３（ｄ）はＶＧベーンの開閉状況、図３（ｅ）はシリンダに流入する吸入ガス量の経時変化である。
【００３０】
図１に基づいて排気浄化装置を備えた内燃機関の全体の系統を説明する。
図に示すように、車両に搭載される内燃機関としての多気筒ディーゼルエンジン（エンジン）１のシリンダブロック２のボア内にはピストン３が往復動自在に備えられ、ピストン３とシリンダヘッド４との間で燃焼室５が形成されている。ピストン３はコンロッド６を介してクランクシャフト７に接続され、ピストン３の往復運動によってクランクシャフト７が駆動される。
【００３１】
シリンダヘッド４には吸気ポートを介して吸気マニホールド１１を含む吸気管１２が接続されている。吸気ポートは吸気バルブにより開閉される。また、シリンダヘッド４には排気ポートを介して排気マニホールド１３を含む排気管１４が接続されている。排気ポートは排気バルブにより開閉される。
【００３２】
シリンダヘッド４には各気筒の燃焼室５に燃料を直接噴射する電子制御式の燃料噴射弁１０が設けられ、燃料噴射弁１０には図示しないコモンレールから燃料が供給される。コモンレールでは燃料が所定の燃圧に調整され、燃料噴射弁１０には所定の燃圧に制御された高圧燃料が供給される。
【００３３】
吸気管１２及び排気管１４の途中部には過給手段としてのターボチャージャ１５が設けられ、ターボチャージャ１５は排気管１４側にタービンが備えられ、タービンに連結されたコンプレッサが吸気管１２側に備えられている。エンジン１の排気ガスが排気管１４からターボチャージャ１５に送られると、排気ガスの流れによりタービンが回転し、タービンの回転に伴ってコンプレッサが回転して吸気管１２内の吸気が過給される。
【００３４】
ターボチャージャ１５の下流側の吸気管１２にはインタークーラ１６が配され、過給された吸気はインタークーラ１６で冷却されて燃焼室５に送られる。インタークーラ１６の下流側の吸気管１２には、吸気管１２を開閉する吸気スロットルバルブ１７が設けられている。図示は省略したが、吸気スロットルバルブ１７の下流側の吸気管１２には、吸気の温度を検出する吸気温度センサ、吸気マニホールド１１内の圧力を検出するインマニ圧センサが備えられている。
【００３５】
ターボチャージャ１５の上流側の排気管１４にはＥＧＲ管２１の一端が接続され、ＥＧＲ管２１の他端は吸気スロットルバルブ１７の下流側（ターボチャージャ１５の下流側）の吸気管１２に連通している。ＥＧＲ管２１には図示しないＥＧＲクーラが設けられ、ＥＧＲ管２１の吸気管１２との接続部にはＥＧＲバルブ２２が設けられている（排気循環手段）。
【００３６】
ＥＧＲバルブ２２を開くことで、ターボチャージャ１５の上流側の排気管１４を流れる排気ガスの一部がＥＧＲ管２１に導入され、ＥＧＲ管２１に導入された排気ガスはターボチャージャ１５の下流側の吸気管１２に供給される。排気ガスの一部を吸気に還流させることで、エンジン１の燃焼室５内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの排出量を低減させることができる。
【００３７】
ターボチャージャ１５の下流側の排気管１４には、エンジン１に近接する第１触媒である上流側ＮＯｘ触媒２５が配され、上流側ＮＯｘ触媒２５の下流側には、ディーゼル微粒子捕集フィルター２６が配されている。ディーゼル微粒子捕集フィルター２６には排気管１４が接続され、車両の床下に配される排気管１４には、第２触媒である下流側ＮＯｘ触媒２７が配されている。
【００３８】
車両の床下に配される下流側ＮＯｘ触媒２７に加え、ディーゼル微粒子捕集フィルター２６の上流側に、エンジン１に近接する上流側ＮＯｘ触媒２５を備えたので、ＮＯｘの浄化性能を向上させることができる。
【００３９】
上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７は、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを浄化できるＮＯｘ触媒（吸蔵型ＮＯｘ触媒）であり、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを還元雰囲気でＮ２として放出する特性を有している。
【００４０】
ディーゼルエンジンの燃料には硫黄分が含まれており、エンジン１では、ＮＯｘのみならず、硫黄酸化物（ＳＯｘ）も生成される。ＳＯｘは、酸素過剰雰囲気で吸蔵型ＮＯｘ触媒に吸蔵されるため、吸蔵型ＮＯｘ触媒でのＮＯｘ浄化性能に影響を与えることになる。このため、上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７は、定期的に昇温され、吸蔵したＳＯｘの硫黄成分を脱離するための脱離処理（Ｓパージ制御）が定期的に実施される。
【００４１】
また、エンジン１はディーゼルエンジンであるため、燃焼がリーン空燃比で実施される。このため、吸蔵したＮＯｘを定期的に放出する再生制御（ＮＯｘパージ）が実施される。ＮＯｘパージにおいても、排気空燃比をストイキに制御して上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７を昇温する運転を行うことがある。
【００４２】
上流側ＮＯｘ触媒２５と下流側ＮＯｘ触媒２７を設置した車両で、Ｓパージ制御を実施する場合、上流側ＮＯｘ触媒２５に対して燃料（燃料成分）添加し硫黄成分を離脱させることになる。この場合、下流側ＮＯｘ触媒２７は温度が低いために、下流側ＮＯｘ触媒２７では硫黄成分を十分に脱離させることができない虞がある。
【００４３】
このため、本実施例では、上流側ＮＯｘ触媒２５をリッチ雰囲気（ＨＣ過剰）にして昇温すると共に、下流側ＮＯｘ触媒２７の出口の空燃比がリッチ状態に保たれるように、ターボチャージャ１５で過給された吸気の一部を下流側ＮＯｘ触媒２７に導入するようにしている（酸素供給手段）。
【００４４】
これにより、下流側ＮＯｘ触媒２７で酸化反応が促進され、下流側ＮＯｘ触媒２７を昇温して硫黄成分を離脱させる（Ｓパージ制御を実施する）ことができる。
【００４５】
酸素供給手段を説明する。
ターボチャージャ１５のコンプレッサの下流側の吸気管１２には２次空気導入管３２の一端が接続され、２次空気導入管３２の一端は下流側ＮＯｘ触媒２７の上流側の排気管１４（第２触媒の入口部位）に接続されている。２次空気導入管３２には、吸気の流量を制御する流量制御バルブ３３が設けられている。
【００４６】
流量制御バルブ３３の開き動作によりコンプレッサの下流側の吸気の一部が下流側ＮＯｘ触媒２７の上流側の排気管１４に導かれた場合、導かれた吸気の一部に相当する量の吸気を補填する補填手段が備えられている。
【００４７】
補填手段として、ターボチャージャ１５には、閉動作されることにより過給された吸気の単位時間当たりの流量を増加させる過給制御手段としてのＶＧベーン３４が設けられている。また、開動作されることにより吸気流量を増加させる吸気スロットルバルブ１７が補填手段として機能する。
【００４８】
補填手段の動作としては、流量制御バルブ３３の開閉に同期して吸気スロットルバルブ１７が動作される。これにより、下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に導かれた吸気の一部に相当する量の吸入空気が燃焼室５（シリンダ）に供給されて吸気が補填される。
【００４９】
下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に導かれた吸気の一部に相当する量の吸入空気を補填する場合、吸気スロットルバルブ１７の動作とＶＧベーン３４の動作を併用することができる。また、吸気スロットルバルブ１７の開度が所定開度を超えた場合の吸気量が、下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量に満たない場合に、ＶＧベーン３４を動作させることができる。また、吸気スロットルバルブ１７が動作する開度領域である所定開度以下で吸気スロットルバルブ１７が開閉制御される状態で、ＶＧベーン３４を動作させることができる。
【００５０】
下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に過給された吸気の一部を導入しても、下流側ＮＯｘ触媒２７に導かれた吸気の一部に相当する量の吸入空気が燃焼室５（シリンダ）に供給され（補填され）、シリンダに流入するガス流量を一定に維持することができる。
【００５１】
車両には、制御手段として電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１が備えられ、ＥＣＵ３１には入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。ＥＣＵ３１にはセンサ類からの情報が入力され、センサ類の情報に基づいて排気循環手段を含むエンジン１の総合的な制御がＥＣＵにより行われる。
【００５２】
そして、ＥＣＵ３１の指令により、上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７に吸蔵されたＳＯｘの硫黄成分を脱離するための脱離処理（Ｓパージ制御）が定期的に実施される。また、燃焼室５内でストイキ燃焼を行って、上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７に吸蔵されたＮＯｘを定期的に放出する再生制御（ＮＯｘパージ）が実施される。
【００５３】
上流側ＮＯｘ触媒２５に対しては、燃料（燃料成分）添加し硫黄成分を離脱させることになる。この場合、下流側ＮＯｘ触媒２７は温度が低いために、上流側ＮＯｘ触媒２５をリッチ雰囲気（ＨＣ過剰）にして昇温すると共に、下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に過給された吸気の一部を導入して酸化反応を生じさせて昇温する。この時、下流側ＮＯｘ触媒２７の出口の空燃比をリッチ状態に保つようにしている。
【００５４】
図２を参照してＳパージ制御における下流側ＮＯｘ触媒２７の昇温の状況を説明する。
【００５５】
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、下流側ＮＯｘ触媒２７の上流側の空燃比、下流側ＮＯｘ触媒２７の下流側の空燃比がいずれもリッチ状態に保たれている。図２（ｄ）に示すように、下流側ＮＯｘ触媒２７の温度は低い状態になっている。
【００５６】
この状態で、流量制御バルブ３３（図１参照）が開かれ、ターボチャージャ１５（図１参照）のコンプレッサで過給された吸気の一部が下流側ＮＯｘ触媒２７に導入される（添加される）。図２（ａ）に示すように、時刻ｔ１で吸気流量が増加し、その後時刻ｔ２で吸気流量がゼロになり、それを繰り返すことで間欠的に吸気の一部が導入される。
【００５７】
図２（ｂ）に示すように、下流側ＮＯｘ触媒２７の上流側の空燃比は、時刻ｔ１から、間欠的にリーンとリッチを繰り返し、時間平均でリッチの状態が保たれるように吸気の一部が下流側ＮＯｘ触媒２７に導入される。
【００５８】
図２（ｃ）に示すように、下流側ＮＯｘ触媒２７の下流側の空燃比は、時刻ｔ１から、リッチ深さは浅くなるものの、ストイキ近傍のリッチ状態が維持されている。即ち、下流側ＮＯｘ触媒２７で酸化反応が生じている。
【００５９】
下流側ＮＯｘ触媒２７で酸化反応が生じることにより、下流側ＮＯｘ触媒２７の温度が高くなり、図２（ｄ）に示すように、時刻ｔ１以降の時間で温度が上昇して昇温状態が保たれる。
【００６０】
Ｓパージ制御の際に、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて配置され、リッチ状態が保たれた下流側ＮＯｘ触媒２７に対し、ターボチャージャ１５（図１参照）のコンプレッサで過給された吸気の一部を導入する（添加する）ことで、下流側ＮＯｘ触媒２７の温度が昇温される。これにより、上流側ＮＯｘ触媒２５に対して燃料（燃料成分）を添加して昇温させることで硫黄成分を離脱させることができると共に、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて配置された下流側ＮＯｘ触媒２７の温度を高くして硫黄成分を離脱させることができる。
【００６１】
このため、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて配置された下流側ＮＯｘ触媒２７の昇温を確実に行って下流側ＮＯｘ触媒２７のＳパージを的確に実施することができる。
【００６２】
本実施例の排気浄化装置は過給された吸気の一部が下流側ＮＯｘ触媒２７に導かれた場合、導かれた吸気の一部に相当する量の吸気が補填され、エンジン１の燃焼室５（シリンダ）に流入するガスの流量が一定に保たれている。
【００６３】
図３に基づいて補填手段の状況を説明する。図３の状況は、図２における時刻ｔ１からｔ２の間の時間の状況を示してあり、吸気の導入の都度、図３に示した処理が繰り返して実行される。
【００６４】
図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１で流量制御バルブ３３が開となり、時刻ｔ２で閉じられる。図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、過給された吸気（２次空気）が導入される（添加される）。過給された吸気が下流側ＮＯｘ触媒２７に導入されることにより、エンジン１（図１参照）の筒内（シリンダ内）に送られる吸気ガスが減少することになる。このため、補填手段により減少した分の吸気が補填される。
【００６５】
即ち、図３（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、吸気スロットルバルブ１７が開かれてエンジン１（図１参照）に供給される吸気が増量される。また、図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、ＶＧベーン３４が閉じられてエンジン１（図１参照）に供給される過給された吸気の流通量（単位時間当たりの流量）が増加される。
【００６６】
吸気スロットルバルブ１７の開閉、ＶＧベーン３４の開閉は、いずれか一方を実施する事も可能である。例えば、吸気スロットルバルブ１７の開度が所定開度を超えた場合の吸気量が、下流側ＮＯｘ触媒２７の入口部位に導いた吸気の一部に相当する量に満たない場合に、ＶＧベーン３４を動作させることができる。
【００６７】
流量制御バルブ３３の開閉に同期してエンジン１（図１参照）に供給される吸気が増量されることで、図３（ｅ）に示すように、エンジン１（図１参照）に供給されてシリンダに流入するガス流量が一定に維持される。
【００６８】
上述した排気浄化装置は、ＮＯｘパージにおいても、排気空燃比をストイキに制御して上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７を昇温する運転を行うことがある。この場合にも、過給された吸気の一部を下流側ＮＯｘ触媒２７に導入することができる。
【００６９】
図１に示したディーゼル微粒子捕集フィルター２６を備えた排気浄化システムの全体における吸気の導入の状況を説明する。
Ｓパージ、ＮＯｘパージを実施しない通常の運転の場合、２次空気導入管３２を通した吸気の一部の下流側ＮＯｘ触媒２７への導入は行わない。また、ディーゼル微粒子捕集フィルター２６を再生する場合（昇温して未燃の煤などを燃焼させる場合）、２次空気導入管３２を通した吸気の一部の下流側ＮＯｘ触媒２７への導入は行わない。
【００７０】
ＮＯｘパージを実施する場合、通常は、２次空気導入管３２を通した吸気の一部の下流側ＮＯｘ触媒２７への導入は行わず、上流側ＮＯｘ触媒２５、下流側ＮＯｘ触媒２７をストイキ近傍に制御する。下流側ＮＯｘ触媒２７の温度だけを積極的に上げたい場合、上流側ＮＯｘ触媒２５をリッチ（ＨＣ過剰）にし、流量制御バルブ３３を開いて、２次空気導入管３２を通して吸気の一部を下流側ＮＯｘ触媒２７に導入する。
【００７１】
Ｓパージを実施する場合、下流側ＮＯｘ触媒２７は所望の温度よりも低いことが多いため、前述した図２、図３に示した状況のように、上流側ＮＯｘ触媒２５をリッチ（ＨＣ過剰）にし、流量制御バルブ３３を開いて、２次空気導入管３２を通して吸気の一部を下流側ＮＯｘ触媒２７に導入する。
【００７２】
このように、上流側ＮＯｘ触媒２５、ディーゼル微粒子捕集フィルター２６、及び、下流側ＮＯｘ触媒２７を備えた排気の浄化システムにおいて、下流側ＮＯｘ触媒２７の昇温を的確に実施することができる。
【００７３】
上述した内燃機関の排気浄化装置は、エンジン１に近接して配された再生可能な上流側ＮＯｘ触媒２５と、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて後流側に配された再生可能な下流側ＮＯｘ触媒２７とを備えた排気浄化装置において、後流側の下流側ＮＯｘ触媒２７をリッチな状態に保ち、過給された吸気の一部を導入（添加）するようにしたので、下流側ＮＯｘ触媒２７の昇温を確実に行うことができる。このため、上流側ＮＯｘ触媒２５から離れて後流側に配された下流側ＮＯｘ触媒２７のＳパージ（再生）を的確に実施することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、再生可能な排気浄化用の触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  多気筒ディーゼルエンジン（エンジン）
２  シリンダブロック
３  ピストン
４  シリンダヘッド
５  燃焼室
６  コンロッド
７  クランクシャフト
１０  燃料噴射弁
１１  吸気マニホールド
１２  吸気管
１３  排気マニホールド
１４  排気管
１５  ターボチャージャ
１６  インタークーラ
１７  吸気スロットルバルブ
２１  ＥＧＲ管
２２  ＥＧＲバルブ
２５  上流ＮＯｘ触媒
２６  ディーゼル微粒子捕集フィルター
２７  下流ＮＯｘ触媒
３１  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３２  ２次空気導入管
３３  流量制御バルブ
３４  ＶＧベーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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