(57)【要約】【課題】ＮＯx触媒とパティキュレートフィルタとを備えている場合のフィルタの再生時に、該パティキュレートフィルタの温度をより適切に調節する。【解決手段】ＮＯxを浄化する第１排気浄化装置３０と、第１排気浄化装置３０よりも下流側に設けられるフィルタ４１を含んだ第２排気浄化装置４１，４２と、第１排気浄化装置３０をバイパスするバイパス通路６と、バイパス通路６を流通する排気の量を調節する調節手段１０と、バイパス通路６の上流側から還元剤を供給する還元剤供給手段５と、フィルタ４１の少なくとも一部の温度を検出する下流側温度検出手段１１と、を備え、フィルタ４１の再生時に還元剤を供給し、このときのフィルタ４１の少なくとも一部の温度が所定温度以上の場合には、バイパス通路６を流通する排気の量を少なくする。【選択図】図１
2009036087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＯxを浄化する機能を有する第１排気浄化装置と、
前記第１排気浄化装置よりも下流側に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有し、酸化能力を有する触媒を担持するか上流側に備えるパティキュレートフィルタを含んだ第２排気浄化装置と、
前記第１排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記第１排気浄化装置よりも下流側で且つ前記第２排気浄化装置よりも上流側の排気通路とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流通する排気の量を調節する調節手段と、
前記第１排気浄化装置よりも上流側で前記バイパス通路が接続される箇所よりもさらに上流側に設けられ排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度を検出する下流側温度検出手段と、
を備え、
前記パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を酸化させるときに前記還元剤供給手段により還元剤を供給し、このときの前記下流側温度検出手段により検出される前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が所定温度以上の場合には、所定温度以上の部分がない場合よりも、前記バイパス通路を流通する排気の量を少なくすることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記下流側温度検出手段により検出される前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が前記所定温度以上であり、且つ前記パティキュレートフィルタを前記一部とその上流側との少なくとも２つの領域に分けたときに前記一部に堆積している粒子状物質が所定量以下の場合には、前記一部の領域に堆積している粒子状物質が所定量よりも多い場合と比較して、前記バイパス通路を通過する排気の量を少なく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装置。
【請求項３】
前記第１排気浄化装置の温度を検出する上流側温度検出手段をさらに備え、前記第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度よりも低い場合には、前記バイ
パス通路を通過する排気の量をこれまでよりも減少させ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装置。
【請求項４】
前記第１排気浄化装置の温度を検出する上流側温度検出手段をさらに備え、前記第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度よりも高い場合には、前記バイ
パス通路を通過する排気の量をこれまでよりも増加させ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装置。
【請求項５】
前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が閾値以上の場合には、閾値よりも低い場合と比較して、前記バイパス通路を通過する排気の量を多く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】
内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）を配置する技術が知られている。このＮＯx触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中
のＮＯxを吸蔵し、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に吸蔵し
ていたＮＯxを還元する。
【０００３】
また、パティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）を備え、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭという。）を捕集する技術が知られている。このパティキュレートフィルタは、酸化能力を有する触媒を担持するかまたは上流に備える。フィルタに捕集されているＰＭ量が一定量に達すると、酸化能力を有する触媒に還元剤を供給し、該フィルタの温度を上昇させることによりＰＭを酸化させて除去することができる。このようにＰＭを除去することをフィルタの再生またはＰＭ再生という。
【０００４】
そして、フィルタよりも上流側に、冷却装置を備えた排気冷却用通路と該冷却装置をバイパスするバイパス通路とを設け、排気温度が所定値以上のときには内燃機関からの排気を排気冷却用通路に導くことにより排気を冷却し、所定値未満のときには排気をバイパス通路に導くことによりフィルタの過冷却を防ぐ技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−３２１６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＮＯx触媒と、該ＮＯx触媒をバイパスするバイパス通路と、これらよりも下流のフィルタとを備え、該バイパス通路とＮＯx触媒とを通過する排気の割合を変更する
ことにより、該フィルタの温度を調節できる。
【０００６】
しかし、従来技術とは異なり還元剤がＮＯx触媒で反応するため、従来と同じようにし
てフィルタの温度調節をすることが困難である。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯx触媒とパティキュレートフィルタとを備えている場合のフィルタの再
生時に、該パティキュレートフィルタの温度をより適切に調節することができる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】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気浄化装置は、
ＮＯxを浄化する機能を有する第１排気浄化装置と、
前記第１排気浄化装置よりも下流側に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する機能を有し、酸化能力を有する触媒を担持するか上流側に備えるパティキュレートフィルタを含んだ第２排気浄化装置と、
前記第１排気浄化装置よりも上流側の排気通路と前記第１排気浄化装置よりも下流側で且つ前記第２排気浄化装置よりも上流側の排気通路とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を流通する排気の量を調節する調節手段と、
前記第１排気浄化装置よりも上流側で前記バイパス通路が接続される箇所よりもさらに上流側に設けられ排気中に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度を検出する下流側温度検出手段と、
を備え、
前記パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を酸化させるときに前記還元剤供給手段により還元剤を供給し、このときの前記下流側温度検出手段により検出される前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が所定温度以上の場合には、所定温度以上の部分がない場合よりも、前記バイパス通路を流通する排気の量を少なくすることを特徴とする。
【０００９】
第１排気浄化装置は、ＮＯxを浄化するための触媒を少なくとも含み、さらに他の触媒
が組み合わされていても良い。そして、第１排気浄化装置へ還元剤を供給することにより、例えばＮＯxを浄化したり、ＮＯxの浄化能力を回復させたり、ＮＯxの浄化能力を高め
たりすることができる。さらに、第１排気浄化装置へ還元剤を供給すると、該第１排気浄化装置にて反応熱が発生する。これにより、排気の温度が上昇するため、パティキュレートフィルタの温度を上昇させることができる。
【００１０】
第２排気浄化装置は、例えばパティキュレートフィルタに酸化能力を有する触媒を担持させたものでも良く、パティキュレートフィルタよりも上流側に酸化能力を有する触媒を備えていても良い。つまり、酸化能力を有する触媒も第２排気浄化装置に含まれる。また、他の触媒が組み合わされていてもよい。そして、第２排気浄化装置に還元剤を供給することにより、パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を酸化させることができる。そして、第１排気浄化装置と第２排気浄化装置とは直列に配置されている。
【００１１】
バイパス通路は、第１排気浄化装置をバイパスしている。そして、パティキュレートフィルタの再生時にバイパス通路へ流す排気の量が多くなると、それに伴い該バイパス通路を通過する還元剤量が多くなる。そのため、パティキュレートフィルタに直接到達する還元剤量が多くなる。そして、還元剤は第２排気浄化装置の酸化能力を有する触媒にて反応し、パティキュレートフィルタの温度を上昇させる。
【００１２】
つまり、バイパス通路を通過する排気の量を調節することにより、ＮＯx触媒にて温度
の上昇した排気と、未反応の還元剤と、をどのような割合で第２排気浄化装置へ供給するのかを調節できる。
【００１３】
ここで、第２排気浄化装置の温度が還元剤の反応する温度よりも高い場合には、第１排気浄化装置へ直接還元剤を供給する量を多くしたほうが、第１排気浄化装置へ還元剤を供給する量を多くするよりも該パティキュレートフィルタの温度を速やかに上昇させることができる。すなわち、第１排気浄化装置へ還元剤を供給した場合には、還元剤の反応で生じた熱が該第１排気浄化装置の温度上昇に消費されるため、その分、第２排気浄化装置へ供給される熱が減少する。また、第１排気浄化装置から第２排気浄化装置までの間の排気通路にて、外部へ熱が放出されるため、その分、第２排気浄化装置に供給される熱が減少する。そのため、第１排気浄化装置へ還元剤を供給した場合には、第２排気浄化装置へ直接還元剤を供給した場合よりも、該第２排気浄化装置の温度上昇が緩慢となる。
【００１４】
一方、第２排気浄化装置に直接還元剤を供給しても、該第２排気浄化装置の上流側では温度が上がりにくい。すなわち、上流側で還元剤が反応しても、排気と共に熱が下流側に移動する。そして、温度の高くなった下流側では還元剤が反応し易くなるため、温度がより高くなる。そのため、第２排気浄化装置に直接還元剤を供給したときには、該第２排気浄化装置の上流側よりも下流側のほうの温度が高くなる。つまりパティキュレートフィル
タ内で温度が不均一となる。
【００１５】
これに対し、第１排気浄化装置へ還元剤を供給すると、第２排気浄化装置へ初めから温度の高い排気が流入するため、該第２排気浄化触媒の温度を均一に上昇させることができる。但し、上述のように温度上昇が緩慢となる。
【００１６】
つまり、パティキュレートフィルタの全体に亘り所定温度未満のときには、一部で所定温度以上のときよりも、バイパス通路を流通する排気の量を多くすることにより、第２排気浄化装置の少なくとも一部の温度を粒子状物質が酸化する温度まで速やかに上昇させることができる。これにより、第２排気浄化装置の少なくとも一部において粒子状物質の酸化がより早い時期に始まる。
【００１７】
そして、パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が所定温度以上となったときには、バイパス通路を流通する排気の量を少なくすることにより、第２排気浄化装置の温度を均一に上昇させることができる。これにより、パティキュレートフィルタに捕集されている粒子状物質を満遍なく酸化させることができる。
【００１８】
なお、このときの所定温度とは、粒子状物質の酸化可能温度とすることができる。
【００１９】
また、前記調節手段は、バイパス通路または第１排気浄化装置が備わる排気通路の何れか一方を通過する排気の量を調節してもよい。
【００２０】
本発明においては、前記下流側温度検出手段により検出される前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が前記所定温度以上であり、且つ前記パティキュレートフィルタを前記一部とその上流側との少なくとも２つの領域に分けたときに前記一部に堆積している粒子状物質が所定量以下の場合には、前記一部の領域に堆積している粒子状物質が所定量よりも多い場合と比較して、前記バイパス通路を通過する排気の量を少なくすることができる。
【００２１】
ここで、第１排気浄化装置を通過する排気の量が多くなると、第２排気浄化装置に流入する排気の温度が高くなるため、パティキュレートフィルタの上流側で温度が上昇して粒子状物資が酸化される。そして、パティキュレートフィルタの上流側で発生した熱が排気と共に移動して、パティキュレートフィルタの下流側の温度が高くなる。このときにパティキュレートフィルタの下流側で粒子状物質が酸化されると、温度がさらに上昇して過熱する虞がある。
【００２２】
これに対しパティキュレートフィルタで最初に温度が高くなる領域の粒子状物質が十分酸化されてからバイパス通路を通過する排気の量を減少させると、該領域では排気の温度上昇による粒子状物質の酸化を抑制できる。これにより、パティキュレートフィルタの一部において過熱することを抑制できる。
【００２３】
なお、所定量とは、バイパス通路を通過する排気の量を減少させることにより、パティキュレートフィルタが過熱するおそれのない堆積量とすることができる。
【００２４】
本発明においては、前記第１排気浄化装置の温度を検出する上流側温度検出手段をさらに備え、前記第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度よりも低い
場合には、前記バイパス通路を通過する排気の量をこれまでよりも減少させることができる。
【００２５】
一方、本発明においては、前記第１排気浄化装置の温度を検出する上流側温度検出手段
をさらに備え、前記第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度より
も高い場合には、前記バイパス通路を通過する排気の量をこれまでよりも増加させることができる。
【００２６】
この場合、ＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度となっているのは、第１排気浄化触媒
の全体であってもよく、一部であってもよい。ここで、ＮＯx触媒では、温度が高すぎて
も、また低すぎてもＮＯxの吸蔵能力が低下する。つまり、ＮＯx触媒にはＮＯxの吸蔵に
最適な温度が存在する。第１排気浄化装置の温度がその温度よりも低くても、また高くても、排気中のＮＯxの中でＮＯx触媒に吸蔵される割合が減少する。
【００２７】
これに対し、第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度よりも低
い場合には、より多くの還元剤を第１排気浄化装置へ供給することにより、該第１排気浄化装置の温度を速やかに上昇させることができる。これにより、ＮＯxの吸蔵能力を向上
させることができる。
【００２８】
また、第１排気浄化装置の温度がＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度よりも高い場合
には、第１排気浄化装置に流入する還元剤の量を減少されることにより、該第１排気浄化装置の温度上昇を抑制することができる。これにより、ＮＯxの吸蔵能力を向上させるこ
とができる。
【００２９】
なお、ＮＯxを最も高い率で吸蔵可能な温度には、ある程度の幅があってもよい。
【００３０】
本発明においては、前記パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が閾値以上の場合には、閾値よりも低い場合と比較して、前記バイパス通路を通過する排気の量を多くすることができる。
【００３１】
なお、閾値とは第２排気浄化装置が過熱する虞のある温度とすることができる。パティキュレートフィルタの少なくとも一部の温度が閾値以上のときにバイパス通路を通過する排気の流量を増加させることにより、第２排気浄化装置へ温度の低い排気を供給することができる。これにより、第２排気浄化装置の温度を閾値よりも低下させることができる。このときには、還元剤の供給量を減少させるか、または還元剤の供給を停止させてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、ＮＯx触媒とパティキュレートフィル
タとを備えている場合のフィルタの再生時に、該パティキュレートフィルタの温度をより適切に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本実施例に係る内燃機関１とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００３５】
内燃機関１には、燃焼室へ通じる排気通路２が接続されている。この排気通路２は、下流にて大気へと通じている。前記排気通路２の途中には、内燃機関１側から順に、吸蔵還元型ＮＯx触媒３０（以下、ＮＯx触媒３０という。）と、パティキュレートフィルタ４１（以下、フィルタ４１という。）とが設けられている。また、フィルタ４１には酸化触媒
４２が担持されている。
【００３６】
ＮＯx触媒３０は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低く且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機
能を有する。なお、本実施例においてはＮＯx触媒３０が、本発明における第１排気浄化
装置に相当する。また、本実施例ではフィルタ４１及び酸化触媒４２が、本発明における第２排気浄化装置に相当する。ここで、ＮＯx触媒３０には他の触媒が組み合わされてい
ても良い。また、酸化触媒４２は、フィルタ４１に担持されないで該フィルタ４１の上流側に設けられていても良い。酸化触媒４２は、酸化能を有する触媒であれば良く、例えば三元触媒またはＮＯx触媒であっても良い。
【００３７】
ＮＯx触媒３０よりも上流の排気通路２には、該排気通路２を流通する排気中に還元剤
たる燃料（軽油）を添加する燃料添加弁５を備えている。なお、本実施例においては燃料添加弁５が、本発明における還元剤供給手段に相当する。
【００３８】
燃料添加弁５は、後述するＥＣＵ７からの信号により開弁して排気中へ燃料を噴射する。燃料添加弁５から排気通路２内へ噴射された燃料は、排気通路２の上流から流れてきた排気の空燃比を低下させる。
【００３９】
そして、ＮＯx触媒３０に吸蔵されているＮＯxの還元時には、燃料添加弁５から燃料を添加することにより、ＮＯx触媒３０に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパ
イク的（短時間）にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。他にも、ＮＯx
触媒３０の硫黄被毒を回復させるときに燃料添加弁５から該ＮＯx触媒３０へ燃料が添加
される。
【００４０】
また、燃料添加弁５よりも下流で且つＮＯx触媒３０よりも上流の排気通路２と、ＮＯx触媒３０よりも下流で且つフィルタ４１よりも上流の排気通路２と、を接続するバイパス通路６が設けられている。このバイパス通路６の途中には、該バイパス通路６の流路面積を調節する調節弁１０が設けられている。調節弁１０の開度を変更することにより、ＮＯx触媒３０を通過する排気の量と、バイパス通路６を通過する排気の量と、を変更するこ
とができる。調節弁１０はＮＯx触媒３０が設けられている排気通路２側に備えていても
よい。また、排気通路２とバイパス通路３０とに夫々備えていてもよい。なお、本実施例においては調節弁１０が、本発明における調節手段に相当する。
【００４１】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ７が併設されている。このＥＣＵ７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ユニットである。
【００４２】
また、ＮＯx触媒３０とフィルタ４１との間の排気通路２には、排気の空燃比を測定す
る空燃比センサ８と、排気の温度を測定する上流側温度センサ９とが取り付けられている。さらに、フィルタ４１よりも下流の排気通路２には、排気の温度を測定する下流側温度センサ１１が取り付けられている。上流側温度センサ９によりＮＯx触媒３０の温度を得
ることができる。また、下流側温度センサ１１によりフィルタ４１の少なくとも一部の温度を得ることができる。なお、ＮＯx触媒３０およびフィルタ４１に直接温度センサを取
り付けて該ＮＯx触媒３０およびフィルタ４１の温度を検出してもよい。なお、本実施例
においては下流側温度センサ１１が、本発明における下流側温度検出手段に相当する。また、本実施例においては上流側温度センサ９が、本発明における上流側温度検出手段に相当する。
【００４３】
そして、ＥＣＵ７には空燃比センサ８、上流側温度センサ９、下流側温度センサ１１が
電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号がＥＣＵ７へ入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ７には、燃料添加弁５および調節弁１０が電気配線を介して接続され、該ＥＣＵ７により燃料添加弁５および調節弁１０が制御される。
【００４４】
そして、本実施例では、フィルタ４１の再生時に燃料添加弁５からの燃料添加を行なう。このときに、フィルタ４１の少なくとも一部の温度に基づいて調節弁１０の開度を変更する。すなわち、フィルタ４１内でＰＭを酸化可能な温度（例えば６００℃）となっている箇所がない場合は、フィルタ４１内の少なくとも一部でＰＭを酸化可能な温度以上となっている場合と比較して、調節弁１０の開度が大きくなるようにする。なお、フィルタ４１の温度がＰＭを酸化可能な温度未満のときに調節弁１０を全開とし、ＰＭを酸化可能な温度以上のときに調節弁１０を全閉としてもよい。
【００４５】
つまり、フィルタ４１の温度がＰＭの酸化可能な温度未満の場合には、速やかにフィルタ４１の温度を上昇させるために、該フィルタ４１へ直接到達する還元剤量を多くする。そのために調節弁１０の開度を大きくして、バイパス通路６により多くの還元剤が流れるようにしている。すなわち、還元剤を直接フィルタ４１に到達させることにより、酸化触媒４２にて還元剤が反応してフィルタ４１の温度が速やかに上昇する。特にフィルタ４１の下流側の温度が早く上昇するため、該下流側に捕集されているＰＭが先ず酸化される。すなわち、フィルタ４１の少なくとも一部とは、フィルタ４１の下流側としてもよい。この下流側は、最下流としてもよく、フィルタ４１を排気の流れ方向で少なくとも２つの領域に分けたときの下流側としてもよい。また、この少なくとも一部の領域よりもさらに下流側に別の領域があってもよい。
【００４６】
一方、フィルタ４１の少なくとも一部の温度がＰＭの酸化可能な温度以上の場合には、該フィルタ４１内で温度を均一とするために、ＮＯx触媒３０に流入する還元剤量を多く
する。そのために調節弁１０の開度を小さくして、バイパス通路６を流れる還元剤量を減少させている。すなわち、ＮＯx触媒３０にて還元剤を反応させることにより、温度の高
い排気がフィルタ４１に流入するので、該フィルタ４１の上流側の温度も上昇させることができる。そのため、フィルタ４１の上流側に捕集されているＰＭが酸化される。
【００４７】
つまり、調節弁１０の開度を変更することにより、フィルタ４１に捕集されているＰＭを速やかに酸化させることができる。
【００４８】
次に図２は、本実施例における調節弁１０の開閉制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００４９】
ステップＳ１０１では、ＰＭ再生要求があるか否か判定される。ＰＭ再生要求は、フィルタ４１の再生が必要なときに出される。例えば、フィルタ４１に捕集されているＰＭ量が閾値を超えた場合にＰＭ再生要求があるとされる。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０２では、フィルタ４１内の下流側の温度が例えば６００℃未満であるか否か判定される。つまり、フィルタ４１内の下流側の温度がＰＭを酸化可能な温度となっているか否か判定される。フィルタ４１内の下流側の温度は、下流側温度センサ１１により得られる温度に基づいて推定する。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進む。
【００５１】
ステップＳ１０３では、調節弁１０が全開とされる。つまり、バイパス通路６を流れてフィルタ４１へ直接到達する還元剤量を増加させる。このときには、ステップＳ１０４で
設定されるよりも調節弁１０を開き側としてもよい。
【００５２】
ステップＳ１０４では、調節弁１０が全閉とされる。つまり、ＰＭの再生要求がない場合には、排気中のＮＯxをＮＯx触媒３０で浄化するために、排気がＮＯx触媒３０を通過
するようにする。また、フィルタ４１内の下流側の温度が例えば６００℃以上であった場合には、該フィルタ４１内の上流側の温度を上昇させるために、ＮＯx触媒３０で反応す
る還元剤量を増加させる。このときには、ステップＳ１０３で設定されるよりも調節弁１０を閉じ側としてもよい。
【００５３】
次に図３は、本実施例におけるフィルタ４１の温度の推移を示したタイムチャートである。Ａで示される時間においてＰＭ再生要求が出されると共に調節弁１０が全開とされている。またＢで示される時間において、調節弁１０が全閉とされている。
【００５４】
「ＰＭ再生要求」は、ＰＭ再生要求が出されているか否かを示しており、出されているときにＯＮとなり、出されていないときにＯＦＦとなる。
【００５５】
「ＮＯx触媒温度」は、ＮＯx触媒３０の温度を示しており、実線は本実施例による調節弁１０の制御を行った場合を示し、破線はバイパス通路６を備えていない場合を示している。
【００５６】
「フィルタ温度」は、フィルタ４１の温度を示しており、実線は本実施例による調節弁１０の制御を行ったときのフィルタ４１の下流側の温度を示し、破線はバイパス通路６を備えていないときのフィルタ４１の下流側の温度を示している。また、一点鎖線は本実施例による調節弁１０の制御を行ったときのフィルタ４１の上流側の温度を示し、二点鎖線はバイパス通路６を備えていないときのフィルタ４１の上流側の温度を示している。
【００５７】
「調節弁開度」は、調節弁１０の開度を示しており、ＡからＢの期間において全開とされ、その他の期間では全閉とされる。
【００５８】
そして、Ａで示される時間においてＰＭ再生要求が出されて調節弁１０が全開とされると、バイパス通路６を流通してフィルタ４１に直接到達する燃料が多くなるため、フィルタ４１の下流側で温度が速やかに上昇する。一方、バイパス通路６を備えていない場合には、フィルタ４１に直接到達する燃料が殆どなくなり、且つＮＯx触媒３０で燃料が反応
するため、フィルタ４１には温度の高い排気が流入する。そのため、フィルタ４１の全体の温度が上昇するが、フィルタ４１の下流側の温度は緩やかに上昇する。
【００５９】
また、調節弁１０が全開とされても、フィルタ４１の上流側において燃料の反応で生じた熱は排気と共に下流側へ移動する。また、ＮＯx触媒３０で反応する燃料量が少なくな
るため、フィルタ４１に流入する排気の温度もあまり高くない。そのため、フィルタ４１の上流側における温度上昇は緩慢となる。一方、バイパス通路６を備えていない場合には、ＮＯx触媒３０で燃料が反応して温度の高い排気がフィルタ４１に流入するため、該フ
ィルタ４１の上流側の温度も上昇する。但し、フィルタ４１の全体の温度を上昇させるため、温度上昇は緩慢となる。
【００６０】
なお、フィルタ４１が過熱する虞のあるとき（例えば急激に温度上昇したとき）には、調節弁１０を全開としてもよい。また、フィルタ４１の温度に応じて調節弁１０の開度を決定してもよい。このときには、例えばフィルタ４１の温度が高いほど調節弁１０の開度を大きくする。
【００６１】
つまり、調節弁１０を全閉としているときにＮＯx触媒３０から温度の高い排気がフィ
ルタ４１へ供給されたときにフィルタ４１に捕集されているＰＭが一斉に酸化すると、該フィルタ４１が過熱する虞がある。このような場合、調節弁１０を全開とすることにより、温度の高い排気がフィルタ４１に流入することを抑制できる。つまり、燃料が反応していない温度の低い排気によりフィルタ４１を冷却することができる。また、燃料がフィルタ４１に多く流入することとなるが、燃料で温度が上昇するのは主に下流側なので、フィルタ４１が過熱する虞は小さい。このときには燃料添加量を減少させたり燃料添加を停止させたりしてもよい。また、フィルタ４１の温度に応じて調節弁１０の開度を決定することにより、過剰な温度低下を抑制できる。
【００６２】
また、ＮＯx触媒３０の温度がＮＯxを吸蔵するのに最適な温度に満たない場合には、調節弁１０を全閉としてもよい。このときには、ＮＯx触媒３０の温度に応じて調節弁１０
の開度を決定してもよい。例えばＮＯx触媒３０の温度が低いほど調節弁１０の開度を小
さくする。
【００６３】
つまり、ＮＯx触媒３０の温度が低い場合には、該ＮＯx触媒３０へより多くの燃料を供給することにより、ＮＯx触媒３０の温度を上昇させることができる。また、ＮＯx触媒３０の温度に応じて調節弁１０の開度を決定することにより、過剰な温度上昇を抑制できる。
【００６４】
一方、ＮＯx触媒３０の温度がＮＯxを吸蔵するのに最適な温度よりも高い場合には、調節弁１０を全開としてもよい。このときには、ＮＯx触媒３０の温度に応じて調節弁１０
の開度を決定してもよい。例えばＮＯx触媒３０の温度が高いほど調節弁１０の開度を大
きくする。
【００６５】
つまり、ＮＯx触媒３０の温度が高い場合には、ＮＯx触媒３０へ供給される燃料をより少なくすることにより、ＮＯx触媒３０の温度を下降させることができる。また、ＮＯx触媒３０の温度に応じて調節弁１０の開度を決定することにより、過剰な温度下降を抑制できる。
【００６６】
このように、ＮＯx触媒３０の温度を上昇させたり下降させたりするときには、フィル
タ４１におけるＰＭの酸化が継続される範囲で行なってもよい。このようにすることで、ＮＯxの浄化率を高く保ちつつフィルタ４１の再生を行なうことができる。たとえば、フ
ィルタ４１の再生中にも定期的にリッチスパイク制御を行ってもよい。
【実施例２】
【００６７】
本実施例では、フィルタ４１の温度がＰＭを酸化可能な温度以上となっても、該フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭの酸化が完了するまでは調節弁１０の開度を全開のまま維持する。
【００６８】
すなわち、フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭの酸化が完了する前に調節弁１０を閉じると、下流側ではＰＭの酸化が継続することにより熱が発生し、しかも上流側でＰＭが酸化されることにより温度の上昇した排気が下流側へ流れる。そのため、フィルタ４１の下流側で過熱する虞がある。
【００６９】
一方、フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭの酸化が完了した後であれば、上流側から温度の高い排気が流れてきても、下流側で発生する熱がないため、該下流側で過熱することを抑制できる。
【００７０】
次に図４は、本実施例における調節弁１０の開閉制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図２に示したフローと
同じ処理がなされるステップについては同じ符号を付して説明を省略する。
【００７１】
ステップＳ２０１では、フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭの酸化が完了しているか否か判定される。つまり、下流側においてフィルタ４１の再生が完了しているか否か判定される。フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭ量が所定量以下となっているか否かにより判定してもよい。例えば、フィルタ４１の下流側の温度と、その温度の継続時間と、に基づいてＰＭの酸化量を算出し、フィルタ４１の再生を開始したときのＰＭ量からＰＭの酸化量を減じて、現在のＰＭ量を得ることができる。なお、所定量とは、ＰＭの酸化が完了したとすることのできる値として設定しておく。
【００７２】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合には、フィルタ４１の上流側に捕集されているＰＭを酸化させるためにステップＳ１０４へ進む。一方、否定判定がなされた場合には、フィルタ４１の下流側に捕集されているＰＭを引き続き酸化させるためにステップＳ１０３へ進む。
【００７３】
このようにして、フィルタ４１の過熱をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】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。
【図２】実施例１における調節弁の開閉制御のフローを示したフローチャートである。
【図３】実施例１におけるフィルタの温度の推移を示したタイムチャートである。
【図４】実施例２における調節弁の開閉制御のフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１     内燃機関
２     排気通路
５     燃料添加弁
６     バイパス通路
８     空燃比センサ
９     上流側温度センサ
１０   調節弁
１１   下流側温度センサ
３０   吸蔵還元型ＮＯx触媒
４１   パティキュレートフィルタ
４２   酸化触媒
【図１】
2009036087.tif 000003
【図２】
2009036087.tif 000004
【図３】
2009036087.tif 000005
【図４】
2009036087.tif 000006