(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の排気通路中に配置され、流入する排気中のＰＭを捕集するＤＰＦと、排気空燃比がリーンのとき流入する排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒と、を含む排気浄化手段と、
前記ＤＰＦに堆積したＰＭを浄化するＤＰＦ再生の時期、前記ＮＯｘトラップ触媒に堆積したＳＯｘを浄化するＳＯｘ再生の時期、及び、前記ＮＯｘトラップ触媒に堆積したＮＯｘを浄化するＮＯｘ再生の時期をそれぞれ個別に判断する再生時期判断手段と、
機関から排出されるＮＯｘ量が少ない条件か多い条件かを判断するＮＯｘ条件判断手段と、
前記再生時期判断手段がＤＰＦ再生時期、ＳＯｘ再生時期、及び、ＮＯｘ再生時期うち、ＤＰＦ再生時期とＮＯｘ再生時期とを同時に判断したとき、機関から排出されるＮＯｘ量が多い条件の場合は、ＮＯｘ再生を先に行う再生制御手段と、
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】
前記再生制御手段は、ＳＯｘ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断されたとき、ＳＯｘ再生のみを行い、ＮＯｘ再生を行わないことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＤＰＦは、流入する排気成分を酸化する機能を有し、
前記再生制御手段は、ＤＰＦ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断され、機関から排出されるＮＯｘ量が少ない条件であっても、前記ＤＰＦの酸化機能が活性していないときは、ＮＯｘ再生を先に行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再生制御手段は、ＳＯｘ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断され、且つ、前記ＮＯｘトラップ触媒が活性していないときは、ＮＯｘ再生を先に行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記再生制御手段は、ＤＰＦ再生時期とＳＯｘ再生時期とが同時に判断されたときは、ＤＰＦ再生を先に行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記再生制御手段は、ＤＰＦ再生あるいはＳＯｘ再生の後、前記ＤＰＦの温度が所定温度を上回るときは、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記再生時期判断手段は、
前記ＤＰＦのＰＭ堆積量に基づきＤＰＦ再生要求を判断すると共に、前記ＮＯｘトラップ触媒のＳＯｘ堆積量に基づきＳＯｘ再生要求を判断する再生要求判断手段と、
運転状態に基づきＤＰＦ再生あるいはＳＯｘ再生が可能であることを判断する再生可能判断手段と、
前記ＤＰＦ再生要求が判断され、且つ、ＤＰＦ再生が可能と判断されたときにＤＰＦ再生時期と判断し、前記ＳＯｘ再生要求が判断され、且つ、ＳＯｘ再生が可能と判断されたときにＳＯｘ再生時期と判断するＤＰＦ・ＳＯｘ再生時期判断手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化装置として、特許第２７２２９８７号公報に開示の技術が知られている。この従来技術では、機関の排気通路中に、排気中のＰＭ（Particulate Matter；粒子状物質）を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter ；ディーゼルパティキュレートフィルタ）と、排気空燃比がリーンのとき流入する排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）をトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒（ＮＯｘ吸収剤）と、を備え、ＤＰＦに堆積したＰＭの浄化（ＤＰＦ再生）とＮＯｘトラップ触媒に堆積したＮＯｘの浄化（ＮＯｘ再生）とをそれぞれ所定の時期に行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＮＯｘトラップ触媒（ＮＯｘ吸収剤）は、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸収する他に、排気中のＳＯｘ（硫黄酸化物）も吸収する。そして、ＳＯｘ堆積量が増加するとＮＯｘ吸収効率が低下するため、ＳＯｘ堆積量が所定量を超えるときには、堆積したＳＯｘの浄化（ＳＯｘ再生）を行う必要がある。ＳＯｘ再生と上記したＤＰＦ再生とＮＯｘ再生とはそれぞれ再生時期が異なるため、場合によってはこれらの再生時期が重なる場合がある。
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、ＤＰＦ再生とＮＯｘ再生とＳＯｘ再生の再生時期が重なった場合にいずれの再生を優先して行うべきかについては考慮しておらず、再生順によっては運転性を悪化させたり排気性能を損なうという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、ＤＰＦ再生時期とＮＯｘ再生時期とを同時に判断したとき、機関から排出されるＮＯｘ量が多い条件の場合は、ＮＯｘ再生を先に行うようにする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、加速条件のように、機関から排出されるＮＯｘ量が多いときは、ＮＯｘ再生を優先することにより、排気性能への影響を抑制しながら、再生処理を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す内燃機関（ここではディーゼルエンジン）のシステム図である。
ディーゼルエンジン１の吸気通路２には可変ノズル型のターボチャージャ３の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ４で冷却され、吸気絞り弁５を通過した後、コレクタ６を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置により、すなわち、高圧燃料ポンプ７により高圧化されてコモンレール８に送られ、各気筒の燃料噴射弁９から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路１０へ流出する。
【０００９】
排気通路１０へ流出した排気の一部は、ＥＧＲガスとして、ＥＧＲ通路１１によりＥＧＲ弁１２を介して吸気側へ還流される。排気の残りは、可変ノズル型のターボチャージャ３の排気タービンを通り、これを駆動する。
ここで、排気通路１０の排気タービン下流には、排気浄化のため、排気空燃比がリーンのときに流入する排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときトラップしたＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒１３を配置してある。また、このＮＯｘトラップ触媒１３には、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。
【００１０】
更に、このＮＯｘトラップ触媒１３の下流には、排気中のＰＭを捕集するＤＰＦ１４を配置してある。また、このＤＰＦ１４にも、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。尚、ＮＯｘトラップ触媒１３とＤＰＦ１４とは、逆に配置してもよいし、ＤＰＦにＮＯｘトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。
【００１１】
コントロールユニット２０には、エンジン１の制御のため、エンジン回転速度Ｎｅ検出用の回転速度センサ２１、アクセル開度ＡＰＯ検出用のアクセル開度センサ２２から、信号が入力されている。
また、ＮＯｘトラップ触媒１３の温度（触媒温度）を検出する触媒温度センサ２３、排気通路１０のＤＰＦ１４入口側にて排気圧力を検出する排気圧力センサ２４、ＤＰＦ１４の温度（ＤＰＦ温度）を検出するＤＰＦ温度センサ２５、更に排気通路１０のＤＰＦ１４出口側にて排気空燃比（以下排気λといい、数値としては空気過剰率で表す）を検出する空燃比センサ２６が設けられ、これらの信号もコントロールユニット２０に入力されている。但し、ＮＯｘトラップ触媒１３の温度やＤＰＦ１４の温度はこれらの下流側に排気温度センサを設けて、排気温度より間接的に検出するようにしてもよい。
【００１２】
コントロールユニット２０は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁９によるメイン噴射及び所定の運転条件においてメイン噴射後（膨張行程又は排気行程）に行うポスト噴射の燃料噴射量及び噴射時期制御のための燃料噴射弁９への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁５への開度指令信号、ＥＧＲ弁１２への開度指令信号等を出力する。
【００１３】
ここにおいて、コントロールユニット２０では、ＤＰＦ１４に捕集されて堆積したＰＭの浄化（ＤＰＦ再生）、ＮＯｘトラップ触媒１３にトラップされて堆積したＮＯｘの浄化（ＮＯｘ再生）、ＮＯｘトラップ触媒１３のＳＯｘ被毒によりこれに堆積したＳＯｘの浄化（ＳＯｘ再生）のための排気浄化制御を行うようにしており、かかる排気浄化制御について、以下に詳細に説明する。
【００１４】
図２〜図１２はコントロールユニット２０にて実行される排気浄化制御のフローチャートである。
先ず図２のフローに沿って説明する。尚、図２〜図１２のフローでリターンとなると、全て図２のフローのスタートに戻る。
Ｓ１では、各種センサ信号を読込み、エンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度ＡＰＯ、触媒温度、ＤＰＦ入口側排気圧力、ＤＰＦ温度、ＤＰＦ出口側排気λを検出する。また、エンジン回転速度Ｎｅとアクセル開度ＡＰＯとをパラメータとするマップから演算されている燃料噴射量（メイン噴射量）Ｑを読込む。
【００１５】
Ｓ２では、ＮＯｘトラップ触媒にトラップされて堆積したＮＯｘ堆積量を計算する。例えば特許第２６００４９２号公報第６頁に記載されているＮＯｘ吸収量の計算のようにエンジン回転数の積算値から推測してもよいし、走行距離から推測してもよい。尚、積算値を用いる場合は、ＮＯｘ再生が完了した時点（ＳＯｘ再生の実施によりＮＯｘ再生が同時になされた時点も含む）で、その積算値をリセットする。
【００１６】
Ｓ３では、ＮＯｘトラップ触媒にＳＯｘ被毒により堆積したＳＯｘ堆積量を計算する。ここでも、上記ＮＯｘ堆積量の計算と同様に、エンジン回転数積算値や走行距離から推測すればよい。尚、積算値を用いる場合は、ＳＯｘ再生が完了した時点で、その積算値をリセットする。
Ｓ４では、ＤＰＦに捕集されて堆積しているＰＭ堆積量を次のように計算する。ＤＰＦのＰＭ堆積量が増えれば、当然ＤＰＦ入口側排気圧力が上昇することから、排気圧力センサにより、ＤＰＦ入口側排気圧力を検出し、現在の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑ）での基準排気圧力との比較により、ＰＭ堆積量を推定する。尚、前回のＤＰＦ再生からのエンジン回転数積算値や走行距離と、排気圧力とを組み合わせて、ＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。
【００１７】
Ｓ５では、ＤＰＦ再生モード中であることを示すｒｅｇ１フラグが立っているか否かを判定する。ｒｅｇ１フラグ＝１の場合は、後述する図３のＤＰＦ再生モードの制御へ進む。
Ｓ６では、ＳＯｘ再生モード（ＮＯｘトラップ触媒のＳＯｘ被毒解除モード）中であることを示すｄｅｓｕｌフラグが立っているか否かを判定する。ｄｅｓｕｌフラグ＝１の場合は、後述する図４のＳＯｘ再生モードの制御へ進む。
【００１８】
Ｓ７では、ＮＯｘ再生モード（ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ脱離浄化のためのリッチスパイクモード）中であることを示すｓｐフラグが立っているか否かを判定する。ｓｐフラグ＝１の場合は、後述する図５のＮＯｘ再生モードの制御へ進む。
Ｓ８では、ＤＰＦ再生要求が出ていることを示すｒｑ−ＤＰＦフラグが立っているか否かを判定する。ＤＰＦ再生要求が出ていてｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１の場合は、後述する図６のフローへ進み、ＤＰＦ再生要求が出ている場合の再生の優先順位を決定する。
【００１９】
Ｓ９では、ＳＯｘ再生要求が出ていることを示すｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグが立っているか否かを判定する。ＳＯｘ再生要求が出ていてｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１の場合は、後述する図７のフローへ進み、ＳＯｘ再生要求が出ている場合の再生の優先順位を決定する。
Ｓ１０では、ＤＰＦ再生又はＳＯｘ再生後の溶損防止モード中であることを示すｒｅｃフラグが立っているか否かを判定する。ｒｅｃフラグ＝１の場合は、後述する図８の溶損防止モードの制御へ進む。
【００２０】
Ｓ１１では、ＮＯｘ再生要求が出ていることを示すｒｑ−ｓｐフラグが立っているか否かを判定する。ＮＯｘ再生要求が出ていてｒｑ−ｓｐフラグ＝１の場合は、図９のフローへ進み、Ｓ７０１でＮＯｘ再生を開始すべくｓｐフラグ＝１とし、Ｓ７０２でｒｑ−ｓｐフラグ＝０とする。
Ｓ１２では、Ｓ４で計算したＤＰＦのＰＭ堆積量が所定量ＰＭ１に達して、ＤＰＦ再生時期になったか否かを判定する。尚、ＤＰＦのＰＭ堆積量が所定量ＰＭ１となるときのＤＰＦ入口側排気圧力を運転状態（Ｎｅ、Ｑ）別に求めて図１３のようにマップ化しておき、排気圧力センサにより検出されるＤＰＦ入口側排気圧力が図１３のマップでの現在の運転状態（Ｎｅ、Ｑ）に対応する排圧しきい値に達したときに、ＤＰＦ再生時期（ＰＭ堆積量＞ＰＭ１）と判定してもよい。
【００２１】
ＰＭ堆積量＞ＰＭ１で、ＤＰＦ再生時期と判定された場合は、図１０のフローへ進み、Ｓ８０１でｒｑ−ＤＥＦフラグを１にして、ＤＰＦ再生要求を出す。
Ｓ１３では、Ｓ３で計算したＮＯｘトラップ触媒のＳＯｘ堆積量が所定量ＳＯｘ１に達して、ＳＯｘ再生時期になったか否かをを判定する。
ＳＯｘ堆積量＞ＳＯｘ１で、ＳＯｘ再生時期（ＮＯｘトラップ触媒のＳＯｘ被毒解除時期）と判定された場合は、図１１のフローへ進み、Ｓ９０１でｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグを１にして、ＳＯｘ再生要求を出す。
【００２２】
Ｓ１４では、Ｓ２で計算したＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達して、ＮＯｘ再生時期になったか否かを判定する。
ＮＯｘ堆積量＞ＮＯｘ１で、ＮＯｘ再生時期（ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ脱離浄化時期）と判定された場合は、図１２のフローへ進み、Ｓ１００１でｒｑ−ｓｐフラグを１にして、ＮＯｘ再生要求を出す。
【００２３】
次に図３のＤＰＦ再生モードの制御について説明する。ＰＭ堆積量が所定量ＰＭ１に達してｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１となり、これを受けて後述する図６のフローによりｒｅｇ１フラグ＝１となると、図３のフローが開始される。
Ｓ１０１では、ＤＰＦ温度がＰＭの燃焼に必要な所定温度Ｔ２１を超えているか否かを判定し、超えていない場合はＳ１０２へ進む。
【００２４】
Ｓ１０２では、ＤＰＦ温度が所定温度Ｔ２１になるまで、吸気絞り弁により吸気を絞って、昇温制御を行う。所定温度Ｔ２を超えると、Ｓ１０３へ進む。
Ｓ１０３では、ＤＰＦ再生のため、排気λをリーンに制御する。ここで、目標とする排気λは、図１４に基づき、ＤＰＦに堆積していると考えられるＰＭ堆積量に応じて設定されている。尚、目標の排気λはＰＭ堆積量が多いほど小（リッチ側）とする。ＰＭ堆積量が多いほどＤＰＦ再生中のＰＭ燃焼伝播が激しくなり、溶損しやすくなるためである。制御は、吸気絞り弁を用いて行い、基本的には、図１５に示す目標吸入空気量になるように制御し、排気λが目標値から乖離している場合は、更に調整して、排気λを目標値に制御する。
【００２５】
Ｓ１０４では、ＤＰＦ温度が所定温度（再生中の目標下限温度）Ｔ２１を超えているか否かを再度判定する。Ｓ１０３での排気λの制御によってＤＰＦ温度がＴ２１より低くなる可能性があるためである。ＤＰＦ温度がＴ２１より低い場合は、Ｓ１０５へ進む。
Ｓ１０５では、図１６に示すような運転状態（Ｎｅ、Ｑ）に応じた量のポスト噴射を行うか、あるいは、ポスト噴射量ｐｏｓｔＱを増量する。
【００２６】
Ｓ１０６では、ＤＰＦ温度が再生中の目標上限温度Ｔ２２未満か否かを判定する。ＤＰＦ温度がＴ２２より高い場合は、Ｓ１０７へ進む。
Ｓ１０７では、ポスト噴射を停止するか、ポスト噴射量ｐｏｓｔＱを減量する。ＤＰＦ再生中、ＰＭの燃焼によってＤＰＦ温度が過度に上昇し、これによってＤＰＦが溶損することを避けるためである。
【００２７】
尚、ポスト噴射量が変動することで排気λが変動するが、その後Ｓ１０３で再度吸入空気量を調整することで、目標の排気λとＤＰＦ温度とを実現する。
Ｓ１０８では、ＤＰＦ再生モード（目標の排気λとＤＰＦ温度）にて所定時間ｔdpfreg1 経過したかを判定し、経過した場合は、ＤＰＦに堆積したＰＭは確実に燃焼除去されるので、ＤＰＦ再生完了と見なして、Ｓ１０９へ進む。
【００２８】
Ｓ１０９では、ＤＰＦ再生が完了したので、ポスト噴射を止めて、ＤＰＦの加熱を停止する。
Ｓ１１０では、ＤＰＦ再生が完了したので、ｒｅｇ１フラグを０にする。
Ｓ１１１では、ＤＰＦ再生は完了したものの、ＤＰＦにＰＭの燃え残りがあった場合に排気λを急に大きくすると、ＤＰＦでＰＭが一気に燃えてしまい溶損する恐れがあるので、溶損防止モードに入るべく、ｒｅｃフラグを１にする。
【００２９】
次に図４のＳＯｘ再生モードの制御について説明する。ＳＯｘ堆積量が所定量ＳＯｘ１に達してｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１となり、これを受けて後述する図７のフローによりｄｅｓｕｌフラグ＝１となると、図４のフローが開始される。Ｓ２０１では、触媒温度（ＮＯｘトラップ触媒の担体温度）がＳＯｘ再生に必要な所定温度Ｔ４を超えているか否かを判定し、超えていない場合はＳ２０２へ進む。ＳＯｘ再生は、排気λがストイキ〜リッチで、且つ所定温度以上であることが必要であり、例えばＢａ系のＮＯｘトラップ触媒を使った場合はストイキ〜リッチ雰囲気で６００℃以上にする必要があることから、Ｔ４は６００℃以上に設定される。
【００３０】
Ｓ２０２では、触媒温度が所定温度Ｔ４になるまで、吸気絞り弁により吸気を絞って、昇温制御を行う。所定温度Ｔ４を超えると、Ｓ２０３へ進む。
Ｓ２０３では、ＳＯｘ再生のため、排気λをストイキに制御する。すなわち、吸気絞り弁により、基本的には、図１７に示すストイキ運転のための目標吸入空気量になるように制御し、排気λがストイキから乖離している場合は、更に調整して、排気λをストイキに制御する。
【００３１】
Ｓ２０４では、触媒温度が所定温度Ｔ４を超えているか否かを再度判定する。Ｓ２０３での排気λの制御によって触媒温度がＴ４より低くなる可能性があるためである。触媒温度がＴ４より低い場合は、Ｓ２０５へ進む。
Ｓ２０５では、触媒温度を上昇させるため、図１６に従って、所定のポスト噴射を行う。ポスト噴射によって排気λが変動するが、その後Ｓ２０３で再度吸入空気量を調整することで、目標の排気λと触媒温度とを実現する。
【００３２】
Ｓ２０６では、ＳＯｘ再生モード（目標の排気λと触媒温度）にて所定時間ｔdesul 経過したか否かを判定し、経過した場合は、ＳＯｘ再生完了と見なして、Ｓ２０７へ進む。
Ｓ２０７では、ＳＯｘ再生が完了したので、ストイキ運転を解除する。
Ｓ２０８では、ＳＯｘ再生が完了したので、ｄｅｓｕｌフラグを０にする。
【００３３】
Ｓ２０９では、ＳＯｘ再生は完了したものの、このような高温の条件下でＤＰＦにＰＭが堆積している場合に排気λを急に大きくすると、ＤＰＦでＰＭが一気に燃えてしまい溶損する恐れがあることから、溶損防止モードに入るべく、ｒｅｃフラグを１にする。
Ｓ２１０では、ｒｑ−ｓｐフラグを０にする。ＳＯｘ再生を行うと、ＮＯｘトラップ触媒が長時間ストイキにさらされることで、ＮＯｘ再生が同時に行われる。従って、ＮＯｘ再生の要求が出ていた場合に、これを取下げるためである。
【００３４】
次に図５のＮＯｘ再生モードの制御について説明する。ＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達してｒｑ−ｓｐフラグ＝１となり、これを受けて後述する図６、図７あるいは図９のフローによりｓｐフラグ＝１となると、図５のフローが開始される。
Ｓ３０１では、ＮＯｘ再生のため、排気λをリッチに制御する。すなわち、吸気絞り弁により、基本的には、図１８に示すリッチスパイク運転のための目標吸入空気量になるように制御し、排気λが目標値から乖離している場合は、更に調整して、排気λを目標値に制御する。
【００３５】
Ｓ３０２では、ＮＯｘ再生モード（リッチ条件）にて所定時間ｔspike 経過したか否かを判定し、経過した場合は、ＮＯｘ再生完了と見なして、Ｓ３０３へ進む。尚、ｔspike ＜ｔdesul である。
Ｓ３０３では、ＮＯｘ再生が完了したので、リッチ運転を解除する。
Ｓ３０４では、ＮＯｘ再生が完了したので、ｓｐフラグを０にする。
【００３６】
次に図６の再生優先順位決定フロー（１）について説明する。ＤＰＦ再生要求（ｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１）が出されると、図６のフローが開始される。尚、本フローは、ＤＰＦ再生要求と、ＮＯｘ再生要求又はＳＯｘ再生要求の少なくとも一方とが、同時におきたときの優先順位についての規定するものである。
Ｓ４０１では、ＳＯｘ再生要求があるか、すなわちｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１か否かを判定する。ＳＯｘ再生要求ありの場合は、Ｓ４０３へ進む。ＳＯｘ再生要求なしの場合は、Ｓ４０２へ進み、前記Ｓ１３と同様に、ＳＯｘ堆積量が所定量ＳＯｘ１に達してＳＯｘ再生時期になったか否かを判定し、ＳＯｘ再生時期の場合は、図１１のＳ９０１へ分岐する。ＳＯｘ再生時期でない場合は、Ｓ４０３へ進む。
【００３７】
Ｓ４０３では、ＮＯｘ再生要求があるか、すなわちｒｑ−ｓｐフラグ＝１か否かを判定する。ＮＯｘ再生要求ありの場合は、Ｓ４０５へ進む。ＮＯｘ再生要求なしの場合は、Ｓ４０４へ進み、前記Ｓ１４と同様に、ＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達してＮＯｘ再生時期になったか否かを判定し、ＮＯｘ再生時期の場合は、図１２のＳ１００１へ分岐する。ＮＯｘ再生時期でない場合は、ＤＰＦ再生要求はあるが、ＮＯｘ再生要求はない場合であり、ＤＰＦ再生を優先させるため、Ｓ４０７へ進む。
【００３８】
一方、Ｓ４０５では、ＤＰＦ再生要求とＮＯｘ再生要求とがある場合であるので、エンジンの運転条件がエンジンから排出されるＮＯｘ量の少ない条件（低ＮＯｘ条件）、例えば定常条件か否かを判定する。
低ＮＯｘ条件の場合は、ＮＯｘトラップ触媒の再生を多少遅らせても、テールパイプから車外に排出される排気の悪化は殆どないため、運転性に影響を及ぼすＤＰＦの再生を優先させる方が望ましい。従って、Ｓ４０６へ進む。
【００３９】
低ＮＯｘ条件でない場合、例えば加速条件の場合は、テールパイプから車外に排出される排気の悪化を防止するために、ＮＯｘ再生を優先させる。このため、Ｓ４１０へ進む。
Ｓ４０６では、触媒温度がＤＰＦに担持させた酸化触媒が活性化する所定温度Ｔ５より高いか否かを判定する。
【００４０】
Ｔ５より高い場合は、ＤＰＦ再生を優先させるため、Ｓ４０７へ進む。
Ｔ５より低い場合は、吸気を絞って昇温制御を開始しても、酸化熱が得られないため、再生可能温度に到達するまでに時間がかかり、また、昇温中にテールパイプから排出されるＮＯｘの悪化も懸念されるため、ＮＯｘ再生を優先させる。このため、Ｓ４１０へ進む。
【００４１】
Ｓ４０７では、ＤＰＦ再生を優先させる場合であるので、図１９に基づき、運転状態（Ｎｅ、Ｑ）から、ＤＰＦ再生及びＳＯｘ再生が可能な領域か否かを判定する。この結果、ＤＰＦ・ＳＯｘ再生可能領域の場合にＳ４０８へ進む。
Ｓ４０８では、ＤＰＦ再生を優先的に開始させるため、ｒｅｇ１フラグを１にする。次のＳ４０９では、ｒｅｇ１フラグを１にしたので、ｒｑ−ＤＰＦフラグを０にする。
【００４２】
Ｓ４１０では、ＮＯｘ再生を優先させる場合であるので、ＮＯｘ再生を優先的に開始させるため、ｓｐフラグを１にする。次のＳ４１１では、ｓｐフラグを１にしたので、ｒｑ−ｓｐフラグを０にする。
ここで、図１９に示したＤＰＦ・ＳＯｘ再生可能領域について更に詳しく説明する。
【００４３】
ＤＰＦ再生（ＳＯｘ再生）を行うためには、ＤＰＦの温度（ＮＯｘトラップ触媒の温度）が所定温度以上である必要がある。通常、ディーゼルエンジンの排気温度は前記所定温度より低いため、再生を行う際には、ＤＰＦの温度（ＮＯｘトラップ触媒の温度）が所定温度以上になるまで昇温させることになる。
排気温度と排気λとには相関があり、排気λを小さくするほど排気温度は高くなることから、昇温させる際には排気λを小さくすればよい。しかしながら、排気λを小さくすると、副作用として排気中のＨＣ、ＣＯが悪化する。そして、ＨＣ、ＣＯの悪化代は排気λを小さくするほど、すなわち、再生の際に要求される昇温代が大きいほど大きくなる。このように、昇温性能と排気性能とはトレードオフの関係になっている。
【００４４】
つまり、図１９のＤＰＦ・ＳＯｘ再生可能領域は、昇温の際の排気性能が許容値を超えないよう予め実験によって設定される領域である。逆にいうと、ＤＰＦ・ＳＯｘ再生不可領域からの昇温は、昇温代が大きく排気性能の悪化代が許容値を超えるため、この領域では再生は行わないようにしている。
次に図７の再生優先順位決定フロー（２）について説明する。ＳＯｘ再生要求（ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１）が出されると、図７のフローが開始される。尚、本フローは、ＳＯｘ再生要求とＮＯｘ再生要求とが同時におきたときの優先順位について規定するものである。
【００４５】
Ｓ５０１では、ＳＯｘ再生要求がなされた後、ＳＯｘ再生が行われる前に、ＤＰＦのＰＭ堆積量が所定量ＰＭ１に達してＤＰＦ再生時期になったか否かを、前記Ｓ１２と同様に、判定する。ＤＰＦ再生時期の場合は、図１０のＳ８０１へ分岐する。この場合は最終的には図６のフローによりＤＰＦ再生が優先される。ＤＰＦ再生時期でない場合は、Ｓ５０２へ進む。
【００４６】
Ｓ５０２では、触媒温度がＳＯｘ再生に適する所定温度（例えばＮＯｘトラップ触媒の活性温度）Ｔ１より高いか否かを判定する。尚、ＮＯｘトラップ触媒の活性温度Ｔ１はＤＰＦの酸化機能の活性温度Ｔ５以下である。
Ｔ１より高い場合は、ＳＯｘ再生を優先させるため、Ｓ５０３へ進む。
Ｔ１より低い場合は、吸気を絞って昇温制御を開始しても、酸化熱が得られないため、再生可能温度に達するまでに時間がかかり、また、昇温中にテールパイプから排出されるＮＯｘの悪化も懸念されるため、ＮＯｘ再生要求がある場合には、ＮＯｘ再生を優先させるのが望ましい。このため、Ｓ５０６へ進む。
【００４７】
Ｓ５０３では、ＳＯｘ再生を優先させる場合であるので、図１９に基づき、運転状態（Ｎｅ、Ｑ）から、ＤＰＦ再生及びＳＯｘ再生が可能な領域か否かを判定する。この結果、ＤＰＦ・ＳＯｘ再生可能領域の場合にＳ５０４へ進む。
Ｓ５０４では、ＳＯｘ再生を優先的に開始させるため、ｄｅｓｕｌフラグを１にする。次のＳ５０５では、ｄｅｓｕｌフラグを１にしたので、ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグを０にする。
【００４８】
一方、Ｓ５０６では、ＮＯｘ再生要求があるか、すなわち、ｒｑ−ｓｐフラグ＝１か否かを判定する。ＮＯｘ再生要求ありの場合は、ＮＯｘ再生を優先させるため、Ｓ５０８へ進む。ＮＯｘ再生要求なしの場合は、Ｓ５０７へ進み、前記Ｓ１４と同様に、ＮＯｘ堆積量が所定量ＮＯｘ１に達してＮＯｘ再生時期になったか否かを判定し、ＮＯｘ再生時期の場合は、図１２のＳ１００１へ分岐する。
【００４９】
Ｓ５０８では、ＮＯｘ再生を優先させる場合であるので、ＮＯｘ再生を優先的に開始させるため、ｓｐフラグを１にする。次のＳ５０９では、ｓｐフラグを１にしたので、ｒｑ−ｓｐフラグを０にする。
次に図８の溶損防止モードの制御について説明する。ＤＰＦ再生又はＳＯｘ再生が終了し、図３又は図４のフローによりｒｅｃフラグ＝１となると、図８のフローが開始される。
【００５０】
Ｓ６０１では、再生直後もしくは高負荷運転直後なのでＤＰＦ温度が非常に高い状態にあるため、燃え残りもしくは堆積したＰＭが一気に燃えて溶損しないように、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に抑制すべく、排気λを所定の値、例えばλ≦１．４に制御する。基本的には、吸気絞り弁により、図１５に示すＤＰＦ溶損防止のための目標吸入空気量に制御し、空燃比センサの信号に基づいてフィードバックする。
【００５１】
Ｓ６０２では、ＤＰＦ温度がＰＭの急激な酸化が開始する恐れのない所定温度Ｔ３（例えば５００℃）より低くなったか否かを判定する。Ｔ３より高い場合は、排気λ制御を続行する。Ｔ３より低くなれば、酸素濃度が大気並になってもＤＰＦの溶損は回避可能となるので、Ｓ６０３へ進む。
Ｓ６０３では、ＤＰＦの溶損の恐れがないことから、排気λ制御を止める。
【００５２】
Ｓ６０４では、溶損防止モードが終了したので、ｒｅｃフラグを０にする。
本実施形態によれば、ＤＰＦ再生時期とＮＯｘ再生時期とを同時に判断したとき、加速条件のように、エンジンから排出されるＮＯｘ量が多い条件の場合は、ＮＯｘ再生を先に行うことにより（図６のＳ４０５参照）、排気性能への影響を抑制しながら、再生処理を行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、ＳＯｘ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断されたとき、ＳＯｘ再生のみを行い、ＮＯｘ再生を行わないことにより（図４のＳ２１０参照）、再生処理を効率化できる。すなわち、ＳＯｘ再生を行うときは、ストイキ〜リッチ条件であるので、ＳＯｘ再生を実施すればＮＯｘ再生を同時に実現でき、ＮＯｘ再生を個別に単独で行う必要がなくなる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断され、エンジンから排出されるＮＯｘ量が少ない条件であっても、ＤＰＦの酸化機能が活性していないときは、ＮＯｘ再生を先に行うことにより（図６のＳ４０６参照）、再生処理を効率化できる。すなわち、始動直後等、ＤＰＦの酸化機能が活性していない場合、エンジンの運転条件として高排温となっていても熱慣性があることからＤＰＦ再生が実現可能な温度条件に到達するまで時間がかかってしまう。このため、ＤＰＦ再生が実現可能な温度条件に到達するまでの間はＮＯｘ再生を最優先に行うことで、ＮＯｘ再生のために排気λをリッチにすることで排温が上昇することを利用し、排気性能を犠牲にすることなく、ＤＰＦ再生が可能となる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、ＳＯｘ再生時期とＮＯｘ再生時期とが同時に判断され、且つ、ＮＯｘトラップ触媒が活性していないときは、ＮＯｘ再生を先に行うことにより（図７のＳ５０２参照）、再生処理を効率化できる。すなわち、始動直後等、ＮＯｘトラップ触媒が活性していない場合、エンジンの運転条件として高排温となっていても熱慣性があることからＳＯｘ再生が実現可能な温度条件に到達するまで時間がかかってしまう。このため、ＳＯｘ再生が実現可能な温度条件に到達するまでの間はＮＯｘ再生を最優先に行うことで、ＮＯｘ再生のために排気λをリッチにすることで排温が上昇することを利用し、排気性能を犠牲にすることなく、ＳＯｘ再生が可能となる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生時期とＳＯｘ再生時期とが同時に判断されたとき、ＤＰＦ再生を先に行うことにより、運転性の悪化を防止することができる。ＤＰＦ再生の前にＳＯｘ再生を行うと、その間もＤＰＦのＰＭ堆積が進み、それによって排圧が上昇して運転性を悪化させるからである。すなわち、ＤＰＦのＰＭ堆積量が増加するほど排気抵抗が増加し、運転性が悪化することから、エンジンの運転性に直接影響するＤＰＦの再生を優先することで、再生中の運転性の悪化を防止することができる。
また、本実施形態によれば、ＤＰＦ再生あるいはＳＯｘ再生の後、ＤＰＦの温度が所定温度（Ｔ３）を上回るときは、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御することにより（図８のＳ６０１、Ｓ６０２参照）、ＤＰＦの溶損防止を確実に図ることができる。すなわち、ＤＰＦ再生やＳＯｘ再生を行った直後、ＤＰＦは非常に高温になっており、中に堆積して燃え残っているＰＭが場合によっては異常燃焼する可能性もあることから、排気中の酸素濃度を所定濃度以下に制御するというＤＰＦ溶損防止処理を実施することで、ＤＰＦの溶損防止を確実に図ることができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、再生時期判断手段が、ＤＰＦのＰＭ堆積量に基づきＤＰＦ再生要求を判断すると共に、ＮＯｘトラップ触媒のＳＯｘ堆積量に基づきＳＯｘ再生要求を判断する再生要求判断手段（図２のＳ１２、Ｓ１３）と、運転状態に基づきＤＰＦ再生あるいはＳＯｘ再生が可能であることを判断する再生可能判断手段（図６のＳ４０７、図７のＳ５０３）と、前記ＤＰＦ再生要求が判断され、且つ、ＤＰＦ再生が可能と判断されたときにＤＰＦ再生時期と判断し、前記ＳＯｘ再生要求が判断され、且つ、ＳＯｘ再生が可能と判断されたときにＳＯｘ再生時期と判断するＤＰＦ・ＳＯｘ再生時期判断手段と、を含むことにより、昇温代が大きく、排気性能の悪化代が許容値を超えるような運転領域で再生を行わないようにして、再生処理の弊害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】  排気浄化制御のフローチャート（その１）
【図３】  排気浄化制御のフローチャート（その２）
【図４】  排気浄化制御のフローチャート（その３）
【図５】  排気浄化制御のフローチャート（その４）
【図６】  排気浄化制御のフローチャート（その５）
【図７】  排気浄化制御のフローチャート（その６）
【図８】  排気浄化制御のフローチャート（その７）
【図９】  排気浄化制御のフローチャート（その８）
【図１０】  排気浄化制御のフローチャート（その９）
【図１１】  排気浄化制御のフローチャート（その１０）
【図１２】  排気浄化制御のフローチャート（その１１）
【図１３】  ＤＰＦの排圧しきい値を示すマップ
【図１４】  ＰＭ堆積量に対する再生中の目標排気λを示すテーブル
【図１５】  ＤＰＦ溶損防止のための目標吸入空気量を示すマップ
【図１６】  昇温のための単位ポスト噴射量を示すマップ
【図１７】  ストイキ運転のための目標吸入空気量を示すマップ
【図１８】  リッチスパイク運転のための目標吸入空気量を示すマップ
【図１９】  ＤＰＦ・ＳＯｘ再生可能領域を示す図
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン
２  吸気通路
５  吸気絞り弁
９  燃料噴射弁
１０  排気通路
１２  ＥＧＲ弁
１３  ＮＯｘトラップ触媒
１４  ＤＰＦ
２０  コントロールユニット
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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