(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置され、ＮＨ３を還元剤としてＮＯｘを選択的に還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒にＮＨ３を供給するＮＨ３供給手段と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒より下流の排気中のＮＨ３を検出するＮＨ３検出手段と、
排気の温度を上昇させる排気昇温手段と、
を備え、
前記ＮＨ３供給手段によって前記選択還元型ＮＯｘ触媒にＮＨ３が供給された時に、前記ＮＨ３検出手段により前記選択還元型ＮＯｘ触媒より下流を流れる排気中に所定の許容量以上のＮＨ３が検出された場合、前記排気昇温手段によって排気の温度を上昇させ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】
請求項１において、
前記排気昇温手段は、排気の空燃比を振動させることによって排気の温度を上昇させ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３】
請求項１又は２において、
前記内燃機関のリーン運転中に排気の空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイクを行う手段を更に備え、
前記リッチスパイクの実行時に、前記ＮＨ３検出手段により前記選択還元型ＮＯｘ触媒より下流を流れる排気中に所定の許容量以上のＮＨ３が検出された場合、前記リッチスパイクの実行後に排気の空燃比をストイキ近傍の空燃比を中心として振動させることによって排気の温度を上昇させることを特徴とする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】
内燃機関からの排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の大気への排出量を低減する技術として、排気通路の途中に選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）を備えた排気浄化システムが知られている。ＳＣＲを備えた排気浄化システムでは、アンモニア（ＮＨ３）を還元剤としてＳＣＲに供給する。ＳＣＲにおいてＮＨ３とＮＯｘとが酸化還元反応することによりＮＯｘがＮ２に還元される。なお、関連する技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１０−４７０４１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０２６号公報
【特許文献３】特開２０００−２６５８２８号公報
【特許文献４】特開平８−１８９３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＳＣＲを備えた排気浄化システムでは、ＳＣＲに供給されるＮＨ３の一部がＳＣＲで反応せずにＳＣＲから流出する場合がある。その場合、毒性を有するＮＨ３が大気中に排出される可能性があり、好ましくない。これに対し、ＳＣＲより下流の排気通路の酸化触媒を配置し、ＳＣＲから流出したＮＨ３をこの酸化触媒によって酸化することによって、大気中へのＮＨ３の排出を抑制する技術が提案されている。
【０００４】
しかしながら、この技術では、酸化触媒においてＮＨ３が酸化される際にＮＯｘが発生するため、大気中へのＮＨ３の排出を抑制することはできるものの、排気浄化システムの本来の目的であるＮＯｘ排出量の低減効果が減殺されてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＨ３を還元剤としてＮＯｘを還元するＳＣＲを備えた排気浄化システムにおいて、大気中へのＮＨ３の排出を好適に抑制可能な技術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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に配置され、ＮＨ３を還元剤としてＮＯｘを選択的に還元するＳＣＲと、
前記ＳＣＲにＮＨ３を供給するＮＨ３供給手段と、
前記ＳＣＲより下流の排気中のＮＨ３を検出するＮＨ３検出手段と、
排気の温度を上昇させる排気昇温手段と、
を備え、
前記ＮＨ３供給手段によって前記ＳＣＲにＮＨ３が供給された時に、前記ＮＨ３検出手段により前記ＳＣＲより下流を流れる排気中に所定の許容量以上のＮＨ３が検出された場合、前記排気昇温手段によって排気の温度を上昇させることを特徴とする。
【０００７】
ここで、ＮＨ３供給手段は、ＳＣＲにＮＨ３を供給可能な手段であればどのような手段であっても良い。例えば、ＳＣＲより上流の排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ）や三元触媒（ＴＷＣ）が配置されたシステムの場合には、ＮＳＲやＴＷＣに炭化水素（ＨＣ）や水素（Ｈ２）等のリッチ成分を供給することによって、それらリッチ成分と排気中のＮＯｘやＮＳＲから脱離するＮＯｘとが反応してＮＨ３が生成されるので、これらの触
媒より下流に配置されたＳＣＲにＮＨ３を供給することができる。また、ＳＣＲより上流の排気中に尿素水を噴射供給することによって、高温の排気中で当該尿素水が分解してＮＨ３が生成される反応が進むので、ＳＣＲにＮＨ３を供給することができる。
【０００８】
また、ＮＨ３検出手段は、排気中のＮＨ３を検出可能であればどのような手段であっても良い。例えば、ＮＨ３検出手段は、排気中のＮＨ３を直接測定するセンサとすることができる。また、内燃機関の運転状態とＳＣＲより下流に流出するＮＨ３の量との関係を予め実験やシミュレーション等によって求めたマップ又は関数に基づいてＳＣＲより下流の排気中のＮＨ３の量を推定する手段とすることができる。また、排気中のＮＯｘを検出するＮＯｘセンサや排気中のＨ２を検出するＨ２センサの出力に基づいて排気中のＮＨ３を検出することもできる。
【０００９】
また、排気昇温手段は、少なくともＳＣＲより下流の排気の温度を上昇させる手段であればどのような手段であっても良い。例えば、ＳＣＲに流入する排気の温度を上昇させる手段や、内燃機関から排出される排気の温度を上昇させる手段とすることができる。また、ヒータ等の直接的な手段や、燃料噴射時期の制御、副噴射等の燃料噴射制御、点火時期制御、ＥＧＲ制御等の手段によって排気の温度を上昇させても良い。
【００１０】
また、所定の許容量とは、車両から大気に排出されるＮＨ３の量として許容できる上限値であり、予め定められる。
【００１１】
本発明によれば、所定の許容量以上のＮＨ３がＳＣＲより下流の排気中に検出された場合には、排気の温度が上昇させられる。これにより、排気の温度が高温になる。従って、排気中でＮＨ３合成反応（Ｈ２＋Ｎ２→ＮＨ３、発熱反応）の進行が抑制されるとともに、このＮＨ３合成反応の逆反応であるＮＨ３分解反応の進行が促進される。よって、ＳＣＲに供給されたＮＨ３の一部がＳＣＲより下流の排気通路に流出した場合であっても、当該ＮＨ３がＮＨ３分解反応によって分解されるので、ＮＨ３が大気中へ排出されることを抑制できる。また、このＮＨ３分解反応によってＮＯｘは発生しないので、排気浄化システムによるＮＯｘ低減効果が減殺されることも抑制できる。
【００１２】
本発明において、
前記排気昇温手段は、排気の空燃比を振動させることによって排気の温度を上昇させる手段とすることができる。
【００１３】
ここで、「空燃比を振動させる」とは、空燃比を、ある空燃比を中心として、該空燃比の上下に比較的微小な変動幅で比較的短い時間間隔で繰り返し変動させることを意味する。変動幅は変動の中心となる空燃比に対して対称であっても非対称であっても良い。また、変動の繰り返しは周期的であっても良いし周期性を持たない変動であっても良い。変動の中心となる空燃比は、制御の目的に応じて、内燃機関の運転条件に応じた基本空燃比や、ストイキ近傍の空燃比等に設定することができる。このような空燃比制御を実行することによって、振動中心の空燃比よりリーン側の排気とリッチ側の排気とが混在することになる。振動中心よりリーン側の排気中にはＯ２が比較的多く含まれ、リッチ側の排気中にはＨＣやＣＯといったリッチ成分が比較的多く含まれる。従って、これらの排気が混在することにより、リッチ成分がＯ２によって酸化される反応が進行し、その酸化反応熱によって排気の温度が上昇する。
【００１４】
特に、排気通路にＴＷＣが配置されている構成では、ストイキ近傍の所定の空燃比を中心として空燃比を振動させると良い。ストイキ近傍の所定の空燃比とは、ＴＷＣにおけるＨＣの浄化率が最大となる空燃比と、ＴＷＣにおけるＣＯの浄化率が最大となる空燃比と、の間の空燃比である。これにより、ＴＷＣにおけるＨＣの酸化反応及びＣＯの酸化反応
の両方の反応活性を高めることができるので、これらの酸化反応の反応熱によって排気の温度をより一層上昇させることができる。
【００１５】
ここで、パータベーション制御による空燃比の振動の範囲は、１４．１よりリーン側の空燃比の領域に収まるようにすることが好ましい。こうすることにより排気中のＨ２の濃度の上昇を好適に抑制することができるので、ＮＨ３分解反応が進み易くなる。
本発明において、
内燃機関のリーン運転中に排気の空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイクを行う手段を更に備えた構成の場合、
前記リッチスパイクの実行時に、前記ＮＨ３検出手段により前記ＳＣＲより下流を流れる排気中に所定の許容量以上のＮＨ３が検出された場合、前記リッチスパイクの実行後に排気の空燃比をストイキ近傍の空燃比を中心として振動させることによって排気の温度を上昇させるようにしても良い。
【００１６】
リッチスパイクが行われていると、排気中の炭化水素（ＨＣ）や水素（Ｈ２）等のリッチ成分が、排気中のＮＯｘや、排気通路にＮＳＲを備えた構成の場合には当該ＮＳＲから放出されるＮＯｘと反応して、ＮＨ３が発生する。このＮＨ３がＳＣＲに供給され、ＳＣＲにおいてＮＯｘを還元する還元剤として作用する。この時、ＳＣＲに供給されるＮＨ３の一部が、ＳＣＲを通り抜けてＳＣＲより下流の排気通路に流出する場合がある。
【００１７】
本発明によれば、リッチスパイクの実行時に、ＮＨ３検出手段により所定の許容量以上のＮＨ３がＳＣＲより下流を流れる排気中に検出された場合には、リッチスパイク実行後に排気の空燃比をストイキ近傍の空燃比を中心として振動させられる。
【００１８】
排気の空燃比がストイキ近傍の空燃比を中心として振動させられることにより、上述のように排気の温度が上昇する。また、排気中のＨ２濃度の上昇が抑制されるので排気中でＮＨ３合成反応（Ｈ２＋Ｎ２→ＮＨ３）が進行しにくくなるとともに、ＮＨ３分解反応（ＮＨ３→Ｈ２＋Ｎ２）の進行が促進される。従って、ＳＣＲより下流の排気中にリッチスパイク制御によって供給されたＮＨ３の一部が流出した場合であっても、当該ＮＨ３がＮＨ３分解反応によって分解されるので、ＮＨ３が大気中へ排出されることを抑制できる。また、このＮＨ３分解反応によってＮＯｘは発生しないので、排気浄化システムによるＮＯｘ低減効果が減殺されることも抑制できる。
【００１９】
また、排気通路にＴＷＣが配置されている構成では、上述のようにＴＷＣにおけるＨＣの浄化率が最大となる空燃比とＣＯの浄化率が最大となる空燃比との間の空燃比を中心として空燃比を振動させることによって、ＴＷＣにおけるＨＣの酸化反応及びＣＯの酸化反応の両方の反応活性を高めることができるので、これらの酸化反応の反応熱によって排気の温度をより一層上昇させることができる。上記ＮＨ３合成反応は発熱反応である。従って、排気の温度が上昇して高温環境となることにより、ＮＨ３合成反応の進行をより確実に抑制し、また、ＮＨ３分解反応の進行をより一層促進することができる。従って、大気中へのＮＨ３の排出をより確実に抑制することができる。
【００２０】
また、空燃比の振動の範囲は、１４．１よりリーン側の空燃比の領域に収まるようにすることが好ましい。こうすることにより排気中のＨ２の濃度の上昇を好適に抑制することができるので、ＮＨ３分解反応が進み易くなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、ＮＨ３を還元剤としてＮＯｘを還元するＳＣＲを備えた排気浄化システムにおいて、大気中へのＮＨ３の排出を好適に抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路５が接続されている。この排気通路５は下流にて大気へと通じている。
【００２４】
排気通路５の途中には、内燃機関１側から順に、三元触媒（ＴＷＣ）４、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ）２、アンモニア選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）３が配置されている。ＮＳＲ２は、流入する排気の空燃比がリーンの時に排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の空燃比がストイキ又はリッチで且つ還元剤の存在下で吸蔵していたＮＯｘを還元する機能を有する。また、ＳＣＲ３は、ＮＨ３を還元剤として排気中のＮＯｘを選択的に還元する機能を有する。例えば、一酸化窒素（ＮＯ）は４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏなる反応によってＮ２に還元される。また、二酸化窒素（ＮＯ２）は６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏなる反応によってＮ２に還元される。ＴＷＣ４は、流入する排気の空燃比がストイキ近傍の所定の空燃比領域内にある時に、排気中のＮＯｘを還元するとともに、排気中のＨＣやＣＯを酸化する機能を有する。その他、排気中のパティキュレートマターを捕集するフィルタが排気通路５に設けられていても良い。
【００２５】
ＮＳＲ２より上流の排気通路５には、排気通路５を流れる排気中に還元剤たるＨＣ（軽油）を添加供給する添加弁９が備えられている。添加弁９は、後述するＥＣＵ８からの信号により開弁して排気中にＨＣを噴射する。添加弁９から噴射されたＨＣにより、排気通路５の上流から流れてきた排気の空燃比がリッチ側に低下する。ＮＳＲ２に吸蔵されたＮＯｘを還元する処理を行う時には、添加弁９からＨＣを添加することによりＮＳＲ２に流入する排気の空燃比を比較的短い期間スパイク的にリッチ空燃比とするリッチスパイク制御を実行する。なお、１回のリッチスパイクを、添加弁９による複数回のＨＣ添加により形成しても良い。また、ＳＣＲ３より下流の排気通路５には排気中のＮＨ３を検出するＮＨ３センサ６が取り付けられている。本実施例においては、ＮＨ３センサ６が本発明におけるＮＨ３検出手段に相当する。なお、ＮＨ３センサ６以外の手段によってＮＨ３検出手段を実施しても良い。例えば、ＮＯｘセンサやＨ２センサを取り付けて、それらのセンサの出力に基づいて排気中のＮＨ３を検出することもできる。また、内燃機関１の運転状態と排気中のＮＨ３濃度との相関関係を予め実験やシミュレーション等によって求めてマップ化或いは関数化したものに基づいて排気中のＮＨ３を検出することもできる。
【００２６】
以上説明したように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御コンピュータであるＥＣＵ８が併設されている。ＥＣＵ８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の運転状態を制御する機能を有する。ＥＣＵ８にはＮＨ３センサ６の他各種のセンサが電気配線を介して接続され、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ８に入力されるようになっている。また、ＥＣＵ８には添加弁９の他各種機器が電気配線を介して接続され、これらの機器の動作がＥＣＵ８によって制御されるようになっている。
【００２７】
ＮＳＲ２に吸蔵されたＮＯｘの量が所定の閾値を越えた場合に、ＮＳＲ２に吸蔵されたＮＯｘを還元すべくリッチスパイク制御が実行される。この閾値は予め実験やシミュレーション等によって定められる。リッチスパイク制御が実行されると、排気中のＨＣやＨ２等のリッチ成分の濃度が上昇し、これらのリッチ成分と排気中のＮＯｘやＮＳＲ２から放出されたＮＯｘとが反応してＮＨ３が発生する。また、リッチ成分のＨ２と排気中のＮ２とからＮＨ３合成反応（Ｈ２＋Ｎ２→ＮＨ３：発熱反応）によってＮＨ３が発生する場合もある。これらのＮＨ３はＮＳＲ２の下流に配置されたＳＣＲ３に流入し、ＳＣＲ３にお
いてＮＯｘを還元するための還元剤として機能する。また、リッチスパイク制御によって排気中に供給されるリッチ成分は、ＴＷＣ４において排気中のＮＯｘと反応してＮＨ３を生成する場合もある。このＮＨ３も下流のＳＣＲ３において還元剤として機能することになる。すなわち、本実施例におけるＮＳＲ２、ＴＷＣ４、リッチスパイク制御を実行するＥＣＵ８及び添加弁９は、本発明におけるＮＨ３供給手段に相当すると言える。
【００２８】
ところで、ＳＣＲ３に供給されるＮＨ３が全てＮＯｘの還元反応のために消費されるとは限らず、一部のＮＨ３はそのままＳＣＲ３から流出する場合がある。ＮＨ３は毒性を有するため、ＳＣＲ３から流出したＮＨ３が大気中に排出されることは好ましくない。そこで、本実施例の排気浄化システムでは、ＳＣＲ３より下流を流れる排気中に所定の許容量以上のＮＨ３が存在することがＮＨ３センサ６によって検出された場合、リッチスパイク制御実行後に、排気の空燃比を所定のストイキ近傍の空燃比を中心として排気の空燃比を振動させるようにした。
【００２９】
ここで、所定の許容量とは、車両から大気中に排出されるＮＨ３の量として許容できる上限値であり、予め定められる。また、所定のストイキ近傍の空燃比とは、ＮＳＲ２に吸蔵されたＮＯｘを還元することが可能であり、且つ、排気中のＨ２濃度の上昇を抑制することが可能な空燃比であり、予め定められる。排気中のＨ２濃度の上昇を抑制するためにはＡ／Ｆ１４．１よりリーンな空燃比とすることが好ましい。本実施例の場合は、この所定のストイキ近傍の空燃比をＡ／Ｆ１４．６に設定し、この空燃比を中心として±０．３の範囲内で比較的短周期で振動させるようにした。この空燃比を振動させる制御を以下空燃比パータベーション制御と称する。
【００３０】
図２は、通常のリッチスパイク制御を実行する場合と、リッチスパイク制御実行後に空燃比パータベーション制御を実行する場合と、のそれぞれの空燃比の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図２に示すように、本実施例の内燃機関では、通常のリーン運転時には空燃比はリーン（Ａ／Ｆ２５）に制御される。また、通常のリッチスパイク制御が実行される場合、比較的短い期間スパイク的に空燃比がリッチ（Ａ／Ｆ１２）に制御される。
【００３１】
図２に示すように、時刻ｔ１、ｔ２においては通常のリッチスパイク制御が実行されている。これは、リッチスパイク実行時にＳＣＲ３より下流の排気中に許容量以上のＮＨ３が検知されない場合の空燃比制御を示している。この場合、リッチスパイク制御が実行終了すると空燃比は直ちにリーン運転用の空燃比（Ａ／Ｆ２５）に復帰する。
【００３２】
一方、時刻ｔ３においては通常のリッチスパイク制御に続いて、時刻ｔ４からｔ５まで空燃比パータベーション制御が実行される。空燃比パータベーション制御では、空燃比をストイキ近傍の空燃比（Ａ／Ｆ１４．６）に制御すると共に、当該ストイキ近傍の空燃比（Ａ／Ｆ１４．６）を中心としてリッチ側とリーン側に比較的短周期で空燃比を振動させる。これは、リッチスパイク実行時にＳＣＲ３より下流の排気中に許容量以上のＮＨ３が検知された場合の空燃比制御を示している。図２に示すように、本実施例では振動する空燃比の下限値がＡ／Ｆ１４．１よりリッチ側にならないように制御される。空燃比パータベーション制御実行後に、空燃比が通常のリーン運転用の空燃比（Ａ／Ｆ２５）に復帰する。
【００３３】
空燃比パータベーション制御を実行することにより、ＴＷＣ４におけるＨＣの酸化反応及びＣＯの酸化反応の両方の反応活性が高まり、これらの酸化反応の反応熱によって排気の温度が上昇する。また、空燃比パータベーション制御の振動中心の空燃比がストイキ近傍の空燃比Ａ／Ｆ１４．６とされ、空燃比の振動範囲の下限値がＡ／Ｆ１４．１よりリッチ側にならないように制御されるので、排気中のＨ２濃度の上昇が抑制される。すなわち
、本実施例におけるＴＷＣ４、空燃比パータベーション制御を行うＥＣＵ８、及び添加弁９は、本発明の排気昇温手段に相当すると言える。なお、空燃比制御は添加弁９による排気燃料添加だけではなく、機関燃料噴射制御、吸入空気量制御、ＥＧＲ制御等によって行っても良いし、これらと排気燃料添加とを組み合わせて空燃比制御を行っても良い。
【００３４】
空燃比パータベーション制御を実行することにより、排気の温度が高温になるとともに、排気中のＨ２の増加が抑えられるため、排気中でＮＨ３合成反応の逆反応（ＮＨ３分解反応：ＮＨ３→Ｈ２＋Ｎ２）の進行が促進される。これは、ＮＨ３合成反応が発熱反応であることによる。
【００３５】
このように、本実施例によれば、ＮＨ３センサ６によってＴＷＣ４より下流の排気中に許容量以上のＮＨ３が検出された場合には、リッチスパイク制御実行後に空燃比パータベーション制御が実行されることにより、ＮＨ３分解反応の進行を促進させる条件が成立するため、排気中のＮＨ３をＮ２及びＨ２に分解することができる。これにより、リッチスパイク制御実行時にＳＣＲ３を通り抜けたＮＨ３が大気中に排出されることを抑制することができる。また、このＮＨ３分解反応においてＮＯｘは発生しないため、空燃比パータベーション制御の実行によって排気浄化システムのＮＯｘ低減効果が減殺されることも抑制できる。
【００３６】
ここで、空燃比パータベーション制御を実行する期間（図２でｔ４〜ｔ５の期間）は、ＳＣＲ３より下流に流出したＮＨ３を、ＮＨ３の大気中への排出量が上記許容量以下になる程度まで分解可能な時間として予め実験やシミュレーションによって定められる。この期間は、ＮＨ３センサ６によって検出されたＳＣＲ３より下流のＮＨ３の量に応じた可変値としても良いし、予め定められた一定値としても良い。
【００３７】
ここで、以上説明した本実施例の空燃比制御のＥＣＵ８による具体的な実行手順について、図３に基づいて説明する。図３は、本実施例の空燃比制御を行うためのルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは内燃機関１の稼働中所定期間ごとに繰り返し実行される。
【００３８】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ８は、リッチスパイク制御実行条件が成立したか否かを判定する。具体的には、ＮＳＲ２におけるＮＯｘ吸蔵量が上述した所定の閾値を超えたと判断される場合にリッチスパイク実行条件が成立する。ステップＳ１０１で肯定判定された場合、ＥＣＵ８はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０１で否定判定された場合、ＥＣＵ８は本ルーチンの実行を終了する。この閾値の定め方やＮＯｘ吸蔵量が閾値を超えたか否かを判定する手段は、既知のＮＳＲシステムに用いられている手段を利用することができる。
【００３９】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ８は、リッチスパイク制御を実行する。具体的には、添加弁９を開弁して排気中に燃料を噴射供給する。
【００４０】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ８は、ＮＨ３センサ６によってＳＣＲ３より下流に流出しているＮＨ３の量を測定する。
【００４１】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ８は、ステップＳ１０３で測定したＮＨ３流出量が上述した所定の許容量を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０４で肯定判定された場合、ＥＣＵ８はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４で否定判定された場合、ＥＣＵ８は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００４２】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ８は、空燃比パータベーション制御を実行する。こ
こで、ステップＳ１０４における判定結果を直ちにリッチスパイク制御にフィードバックして通常のリッチスパイク制御から空燃比パータベーション制御に移行する。そして、上述した所定期間経過後、ＥＣＵ８はステップＳ１０６に進んでリーン空燃比による通常のリーン運転に復帰する。
【００４３】
なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。
【００４４】
例えば、上記の実施例では、リッチスパイクを実行するために排気中に燃料を噴射供給する添加弁９を排気通路５に設けた構成としたが、ＮＳＲ２に間欠的にスパイク的なリッチ空燃比を供給可能であればどのような手段によってリッチスパイクを実行しても良い。例えば、副噴射制御や機関空燃比制御によってリッチスパイクを実行しても良い。
【００４５】
また、上記の実施例では、排気の温度を上昇させる手段として空燃比パータベーション制御を実行する例について説明したが、上述のように、排気の温度を上昇させる手段としては、ＮＨ３分解反応の進行を妨げないという条件を満たす限り、どのような手段を用いても良い。例えば、ヒータ等による直接的な排気昇温や、燃料噴射時期、火花点火式エンジンにおける点火時期、バルブタイミング制御、マルチ噴射制御、ＥＧＲ制御等による排気昇温を行っても良い。
【００４６】
また、上記の実施例では、リッチスパイク実行後に連続的に空燃比パータベーション制御を実行する例について説明したが、リッチスパイク実行後に間隔をあけて空燃比パータベーション制御を実行しても良い。また、あるリッチスパイクの実行時に許容量を超えるＮＨ３が検知された場合に、その次のリッチスパイクの代わりに空燃比パータベーション制御を実行するようにしても良い。
【００４７】
また、上記の実施例では、空燃比制御手段として、排気中に燃料を添加する添加弁を備えた構成について説明したが、他の手段によって排気の空燃比を制御することも可能である。例えば、副噴射を行ったり、機関空燃比を制御したりする手段を用いることもできる。
【００４８】
また、上記の実施例では、ＮＳＲ２を備えた排気浄化システムにおいて、ＮＳＲ２に吸蔵されたＮＯｘを還元すべく行われるリッチスパイク制御によって還元剤としてのＮＨ３が生成され、該生成されたＮＨ３がＳＣＲ３に供給されて還元剤として作用する構成について説明したが、ＳＣＲに還元剤としてのＮＨ３を供給する構成を有するシステム全般に本発明を適用することができる。
【００４９】
例えば、ＳＣＲより上流の排気中に尿素水を噴射供給し、高温の排気中で当該尿素水が分解することによって得られるＮＨ３をＳＣＲ用の還元剤として用いるシステムに本発明を適用することもできる。その場合、ＳＣＲにおいてＮＯｘ還元を行うべく尿素水噴射が行われた時に、ＳＣＲより下流の排気中のＮＨ３を検出し、所定の許容量を超えるＮＨ３が検出された場合に、上述したような排気昇温制御（例えば空燃比パータベーション制御）を行えばよい。
【００５０】
また、上記の実施例では、ストイキ空燃比を中心として空燃比を振動させる空燃比パータベーション制御を実行する構成について説明したが、このような空燃比パータベーション制御を実行しない場合であっても、空燃比をストイキ又はリーンにすることで、排気中のＨ２の濃度を抑えることができるので、ＮＨ３分解反応の進行を促進することができる。よって、空燃比パータベーション制御以外の手段によって排気昇温を行う場合において、空燃比をストイキ又はリーンにすることでより確実にＮＨ３分解反応を促進させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例における内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例において通常のリッチスパイク制御を行った場合及びリッチスパイク制御実行後にパータベーション制御を行った場合の空燃比の変化の一例を示すタイムチャートである。
【図３】実施例における空燃比制御を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１     内燃機関
２     吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ）
３     アンモニア選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）
４     三元触媒（ＴＷＣ）
５     排気通路
６     ＮＨ３センサ
８     ＥＣＵ
９     添加弁
【図１】
0004983536.tif 000002
【図２】
0004983536.tif 000003
【図３】
0004983536.tif 000004