JP2002221028A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の排気系に設けられたＮＯｘ触媒に
ついて、その触媒効率の最適化を常時安定して図ること
のできる排気浄化装置を提供する 【解決手段】 エンジン（内燃機関）１のＥＣＵ８０
は、排気系４０における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（触媒）
４１上流への燃料添加が実施されない状態が持続する
と、所定期間は、触媒４１についての劣化判定を禁止す
る。さらに、通常の燃料添加では、触媒４１下流におい
て観測されるＮＯｘ濃度が基準値Ｃstdを上回ると燃料
添加を実施するといった制御構造を適用するところ、こ
のように燃料が添加されない状態が持続した後の所定期
間は、予め設定されたタイミングで燃料添加を実施する
といった制御構造に切り換え、ＮＯｘやＨＣの触媒４１
下流への排出量を最小化する。
ついて、その触媒効率の最適化を常時安定して図ること
のできる排気浄化装置を提供する 【解決手段】 エンジン（内燃機関）１のＥＣＵ８０
は、排気系４０における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（触媒）
４１上流への燃料添加が実施されない状態が持続する
と、所定期間は、触媒４１についての劣化判定を禁止す
る。さらに、通常の燃料添加では、触媒４１下流におい
て観測されるＮＯｘ濃度が基準値Ｃstdを上回ると燃料
添加を実施するといった制御構造を適用するところ、こ
のように燃料が添加されない状態が持続した後の所定期
間は、予め設定されたタイミングで燃料添加を実施する
といった制御構造に切り換え、ＮＯｘやＨＣの触媒４１
下流への排出量を最小化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼可能な内
燃機関の排気系内であって、同排気系内に設けられたＮ
Ｏｘ触媒上流に還元剤を供給し、排気中の有害成分の浄
化を促す内燃機関の排気浄化装置に関する。
燃機関の排気系内であって、同排気系内に設けられたＮ
Ｏｘ触媒上流に還元剤を供給し、排気中の有害成分の浄
化を促す内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンや希薄燃焼を行うガ
ソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混
合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転
領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）
では一般に、リーン雰囲気で窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸
収することのできるＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ触媒）がその
排気系に備えられる。
ソリンエンジンでは、高い空燃比（リーン雰囲気）の混
合気を燃焼に供して機関運転を行う運転領域が、全運転
領域の大部分を占める。この種のエンジン（内燃機関）
では一般に、リーン雰囲気で窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸
収することのできるＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ触媒）がその
排気系に備えられる。
【０００３】ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高い状態
ではＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低い状態では
ＮＯｘを放出する特性を有する。ちなみに排気中に放出
されたＮＯｘは、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭
素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら還元
成分と速やかに反応して窒素（Ｎ２）に還元される。ま
た、ＮＯｘ触媒が保持（吸蔵）できるＮＯｘの量には限
界量（飽和量）が存在し、当該触媒がある程度の量を上
回るＮＯｘを吸蔵している場合には、排気中の酸素濃度
が高い状態にあってもそれ以上ＮＯｘを吸収しなくな
る。
ではＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低い状態では
ＮＯｘを放出する特性を有する。ちなみに排気中に放出
されたＮＯｘは、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭
素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら還元
成分と速やかに反応して窒素（Ｎ２）に還元される。ま
た、ＮＯｘ触媒が保持（吸蔵）できるＮＯｘの量には限
界量（飽和量）が存在し、当該触媒がある程度の量を上
回るＮＯｘを吸蔵している場合には、排気中の酸素濃度
が高い状態にあってもそれ以上ＮＯｘを吸収しなくな
る。
【０００４】そこで、このようなＮＯｘ触媒を排気系に
備えた内燃機関では、当該ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が
所定量に達する前に、排気系内に還元剤を供給する等し
て排気中の還元成分濃度を高め且つ酸素濃度を低下させ
る制御（以下、還元剤供給制御という）を実行すること
で、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出および還
元浄化するとともに、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回
復させるといった制御を所定のインターバルで繰り返す
のが一般的である。
備えた内燃機関では、当該ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が
所定量に達する前に、排気系内に還元剤を供給する等し
て排気中の還元成分濃度を高め且つ酸素濃度を低下させ
る制御（以下、還元剤供給制御という）を実行すること
で、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出および還
元浄化するとともに、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回
復させるといった制御を所定のインターバルで繰り返す
のが一般的である。
【０００５】ところで、内燃機関の燃料には硫黄成分が
含まれているのが通常であり、排気中にはＮＯｘの他、
このような燃料中の硫黄成分を起源とする硫黄酸化物
（ＳＯｘ）も存在する。排気中に存在するＳＯｘは、Ｎ
Ｏｘに比べてより高い効率でＮＯｘ触媒に吸収され、し
かも、同触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出するために
十分な条件下（排気中の酸素濃度が所定値を下回る条件
下）にあっても当該触媒から容易には放出されない。こ
のため、機関運転の継続に伴い、排気中のＳＯｘが徐々
にＮＯｘ触媒に堆積していくといった所謂ＳＯｘ被毒が
生じることとなる。
含まれているのが通常であり、排気中にはＮＯｘの他、
このような燃料中の硫黄成分を起源とする硫黄酸化物
（ＳＯｘ）も存在する。排気中に存在するＳＯｘは、Ｎ
Ｏｘに比べてより高い効率でＮＯｘ触媒に吸収され、し
かも、同触媒に吸蔵されているＮＯｘを放出するために
十分な条件下（排気中の酸素濃度が所定値を下回る条件
下）にあっても当該触媒から容易には放出されない。こ
のため、機関運転の継続に伴い、排気中のＳＯｘが徐々
にＮＯｘ触媒に堆積していくといった所謂ＳＯｘ被毒が
生じることとなる。
【０００６】また、長期に亘る使用や、所定温度を超え
る高温条件下での使用により、ＮＯｘ触媒が熱劣化する
こともある。
る高温条件下での使用により、ＮＯｘ触媒が熱劣化する
こともある。
【０００７】また同じく、長期に亘る使用や、特定の運
転条件下での使用により、排気中の炭化水素（ＨＣ）が
ＮＯｘ触媒の表面に堆積し、ＨＣの被膜が形成されるこ
ともある。
転条件下での使用により、排気中の炭化水素（ＨＣ）が
ＮＯｘ触媒の表面に堆積し、ＨＣの被膜が形成されるこ
ともある。
【０００８】これらＳＯｃ被毒、熱劣化、及びＨＣ被膜
等といったＮＯｘ触媒の劣化現象は、いずれもＮＯｘ触
媒によるＮＯｘの吸蔵量の限界値や、ＮＯｘの吸収効率
を減少させ、結果としてＮＯｘの浄化効率を低下させる
こととなる。このような劣化現象が発生した場合には、
その発生を正確且つ速やかに認識し、適宜の処置を講ず
ることが好ましい。
等といったＮＯｘ触媒の劣化現象は、いずれもＮＯｘ触
媒によるＮＯｘの吸蔵量の限界値や、ＮＯｘの吸収効率
を減少させ、結果としてＮＯｘの浄化効率を低下させる
こととなる。このような劣化現象が発生した場合には、
その発生を正確且つ速やかに認識し、適宜の処置を講ず
ることが好ましい。
【０００９】例えば、特開２０００−１０４５３６号公
報に記載された排気浄化装置は、内燃機関の排気系に設
けられたＮＯｘ触媒の下流にＮＯｘセンサを配設し、Ｎ
Ｏｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を観測する。
ＮＯｘ触媒が吸蔵しているＮＯｘの量が飽和量に近づく
ほど、当該触媒によるＮＯｘの吸収効率は低下し、同触
媒を素通りするＮＯｘ量が増大する。そこで、観測され
るＮＯｘ濃度が徐々に上昇して所定の上限値（以下、設
定上限値という）を上回ると、ＮＯｘ触媒に吸蔵されて
いるＮＯｘの量が飽和量に達したものと判断し、還元剤
供給制御を実行して同触媒に吸蔵されているＮＯｘの放
出及び還元浄化を行うといったことを周期的に繰り返
す。さらに同公報記載の装置は、ＮＯｘ触媒からのＮＯ
ｘの放出及び還元浄化を実行した後、観測されるＮＯｘ
濃度が、設定上限値を再度上回るまでに要する時間（イ
ンターバル）を毎回計測する。そして、このインターバ
ルが所定時間を下回った場合には、ＮＯｘ触媒が劣化
し、その浄化効率が低下しているものと判断し、適宜の
処置を講ずるようにしている。このように、還元剤供給
制御の実行後に観測されるＮＯｘ濃度の推移態様に基づ
き、ＮＯｘ触媒の劣化の有無や程度を判断する一連の処
理手順を、以下、ＮＯｘ触媒の劣化判定という。
報に記載された排気浄化装置は、内燃機関の排気系に設
けられたＮＯｘ触媒の下流にＮＯｘセンサを配設し、Ｎ
Ｏｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を観測する。
ＮＯｘ触媒が吸蔵しているＮＯｘの量が飽和量に近づく
ほど、当該触媒によるＮＯｘの吸収効率は低下し、同触
媒を素通りするＮＯｘ量が増大する。そこで、観測され
るＮＯｘ濃度が徐々に上昇して所定の上限値（以下、設
定上限値という）を上回ると、ＮＯｘ触媒に吸蔵されて
いるＮＯｘの量が飽和量に達したものと判断し、還元剤
供給制御を実行して同触媒に吸蔵されているＮＯｘの放
出及び還元浄化を行うといったことを周期的に繰り返
す。さらに同公報記載の装置は、ＮＯｘ触媒からのＮＯ
ｘの放出及び還元浄化を実行した後、観測されるＮＯｘ
濃度が、設定上限値を再度上回るまでに要する時間（イ
ンターバル）を毎回計測する。そして、このインターバ
ルが所定時間を下回った場合には、ＮＯｘ触媒が劣化
し、その浄化効率が低下しているものと判断し、適宜の
処置を講ずるようにしている。このように、還元剤供給
制御の実行後に観測されるＮＯｘ濃度の推移態様に基づ
き、ＮＯｘ触媒の劣化の有無や程度を判断する一連の処
理手順を、以下、ＮＯｘ触媒の劣化判定という。
【００１０】このように、排気中のＮＯｘ濃度の推移を
経時的に観測することのできる機器（例えばＮＯｘセン
サ）を採用してＮＯｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ
濃度を把握し、このＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ触媒に
流入する排気中の還元成分を調整する制御（フィードバ
ック制御）を行いつつ、当該制御によってフィードバッ
クされるＮＯｘ濃度の変化を監視すれば、当該ＮＯｘ触
媒について、劣化の有無や程度を正確に認識することが
できる。
経時的に観測することのできる機器（例えばＮＯｘセン
サ）を採用してＮＯｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ
濃度を把握し、このＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ触媒に
流入する排気中の還元成分を調整する制御（フィードバ
ック制御）を行いつつ、当該制御によってフィードバッ
クされるＮＯｘ濃度の変化を監視すれば、当該ＮＯｘ触
媒について、劣化の有無や程度を正確に認識することが
できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮＯｘ触媒
が排気中のＮＯｘに対し還元浄化機能を十分発揮するた
めには、触媒として活性化された状態にあることが必要
条件となる。例えば、ＮＯｘ触媒は、当該触媒の温度
（或いは当該触媒の晒されている雰囲気の温度）が所定
範囲（以下、触媒活性領域）にあることではじめて活性
化された状態となる。このため、ＮＯｘ触媒を採用する
内燃機関の排気浄化装置では、当該触媒の温度が触媒活
性領域から外れている場合には、還元剤供給制御を行わ
ないのが通常である。
が排気中のＮＯｘに対し還元浄化機能を十分発揮するた
めには、触媒として活性化された状態にあることが必要
条件となる。例えば、ＮＯｘ触媒は、当該触媒の温度
（或いは当該触媒の晒されている雰囲気の温度）が所定
範囲（以下、触媒活性領域）にあることではじめて活性
化された状態となる。このため、ＮＯｘ触媒を採用する
内燃機関の排気浄化装置では、当該触媒の温度が触媒活
性領域から外れている場合には、還元剤供給制御を行わ
ないのが通常である。
【００１２】還元剤供給制御が行われない状態が持続す
ると、ＮＯｘ触媒内にＮＯｘが吸収され続け、多量のＮ
Ｏｘが当該触媒内に吸蔵されることになる。このため、
ＮＯｘ触媒の温度が触媒活性領域内に移行した直後に還
元剤供給制御が実行された場合、還元剤供給制御が所定
のインターバルで行われているとき（当該触媒の温度が
安定して触媒活性領域内にあるとき）に比して過剰なＮ
Ｏｘが当該触媒から放出されるようになる。このように
過剰なＮＯｘが放出されると、当該触媒に浄化（還元）
されず下流に流出するＮＯｘの量が一時的に増量するこ
ととなる他、その後に当該触媒下流で観測されるＮＯｘ
濃度の推移態様も、還元剤供給制御が通常の条件で行わ
れているときに観測される態様とは異なるものとなる。
こうした条件下で上記ＮＯｘ触媒の劣化判定が行われる
と、誤った判断がなされてしまう懸念があった。
ると、ＮＯｘ触媒内にＮＯｘが吸収され続け、多量のＮ
Ｏｘが当該触媒内に吸蔵されることになる。このため、
ＮＯｘ触媒の温度が触媒活性領域内に移行した直後に還
元剤供給制御が実行された場合、還元剤供給制御が所定
のインターバルで行われているとき（当該触媒の温度が
安定して触媒活性領域内にあるとき）に比して過剰なＮ
Ｏｘが当該触媒から放出されるようになる。このように
過剰なＮＯｘが放出されると、当該触媒に浄化（還元）
されず下流に流出するＮＯｘの量が一時的に増量するこ
ととなる他、その後に当該触媒下流で観測されるＮＯｘ
濃度の推移態様も、還元剤供給制御が通常の条件で行わ
れているときに観測される態様とは異なるものとなる。
こうした条件下で上記ＮＯｘ触媒の劣化判定が行われる
と、誤った判断がなされてしまう懸念があった。
【００１３】また、上記公報記載の装置のように、ＮＯ
ｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を把握し、この
ＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ触媒に流入する排気中の還
元成分を調整する制御（フィードバック制御）にとっ
て、当該制御が十分な精度を確保するためには、ＮＯｘ
触媒下流において観測されるＮＯｘ濃度が当該触媒への
還元剤の供給量を正確に反映していることが前提とな
る。ところが、上述したようにＮＯｘ触媒供給制御が行
われない状態が持続すると、還元剤供給制御の実行後に
前記ＮＯｘ触媒下流に流出するＮＯｘ濃度の推移態様
が、当該還元剤供給制御が通常の条件で行われている場
合と比べて大きく異なるものになってしまうため、当該
フィードバック制御によって高い触媒効率（浄化効率）
を保持することは困難になる。
ｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を把握し、この
ＮＯｘ濃度に基づいてＮＯｘ触媒に流入する排気中の還
元成分を調整する制御（フィードバック制御）にとっ
て、当該制御が十分な精度を確保するためには、ＮＯｘ
触媒下流において観測されるＮＯｘ濃度が当該触媒への
還元剤の供給量を正確に反映していることが前提とな
る。ところが、上述したようにＮＯｘ触媒供給制御が行
われない状態が持続すると、還元剤供給制御の実行後に
前記ＮＯｘ触媒下流に流出するＮＯｘ濃度の推移態様
が、当該還元剤供給制御が通常の条件で行われている場
合と比べて大きく異なるものになってしまうため、当該
フィードバック制御によって高い触媒効率（浄化効率）
を保持することは困難になる。
【００１４】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、内燃機関の
排気系に設けられたＮＯｘ触媒について、当該触媒の劣
化の有無や程度を正確に把握することのできる内燃機関
の排気浄化装置を提供することにある。
たものであって、その目的とするところは、内燃機関の
排気系に設けられたＮＯｘ触媒について、当該触媒の劣
化の有無や程度を正確に把握することのできる内燃機関
の排気浄化装置を提供することにある。
【００１５】また、その目的とするところは、内燃機関
の排気系に設けられたＮＯｘ触媒について、その触媒効
率の最適化を常時安定して図ることのできる内燃機関の
排気浄化装置を提供することにある。
の排気系に設けられたＮＯｘ触媒について、その触媒効
率の最適化を常時安定して図ることのできる内燃機関の
排気浄化装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、内燃機関の排気系に設けられ、同排
気系内を流れる排気中の還元成分濃度が低いときにＮＯ
ｘを吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸
収したＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒と、前記Ｎ
Ｏｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮ
Ｏｘ検出手段と、前記検出されるＮＯｘ濃度に基づいて
前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行う劣化判定手段と、前記
ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給する還元剤
供給手段と、前記還元剤供給手段が前記還元剤の供給を
行う期間及び前記還元剤の供給を行わない期間を決定す
る供給期間決定手段と、前記還元剤の供給が行われない
期間から前記還元剤の供給が行われる期間に移行した
後、所定の期間は、前記劣化判定の実行を禁止する判定
禁止手段とを有することを要旨とする。
に、第１の発明は、内燃機関の排気系に設けられ、同排
気系内を流れる排気中の還元成分濃度が低いときにＮＯ
ｘを吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸
収したＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒と、前記Ｎ
Ｏｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮ
Ｏｘ検出手段と、前記検出されるＮＯｘ濃度に基づいて
前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行う劣化判定手段と、前記
ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給する還元剤
供給手段と、前記還元剤供給手段が前記還元剤の供給を
行う期間及び前記還元剤の供給を行わない期間を決定す
る供給期間決定手段と、前記還元剤の供給が行われない
期間から前記還元剤の供給が行われる期間に移行した
後、所定の期間は、前記劣化判定の実行を禁止する判定
禁止手段とを有することを要旨とする。
【００１７】ここで、前記還元剤の供給は、断続的且つ
周期的に行うのが好ましい。
周期的に行うのが好ましい。
【００１８】前記還元剤の供給が行われない状態が持続
することにより、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯ
ｘ量が増大し、前記還元剤の供給が行われている期間
中、当該還元剤の供給が行われることによって放出され
且つ還元・浄化されるＮＯｘ量を、上回るようになる。
このような条件下で前記還元剤の供給が行われると、前
記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化
されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出され
るＮＯｘ濃度に影響を及ぼす。
することにより、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯ
ｘ量が増大し、前記還元剤の供給が行われている期間
中、当該還元剤の供給が行われることによって放出され
且つ還元・浄化されるＮＯｘ量を、上回るようになる。
このような条件下で前記還元剤の供給が行われると、前
記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化
されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出され
るＮＯｘ濃度に影響を及ぼす。
【００１９】同構成によれば、前記還元剤の供給が行わ
れない期間から前記還元剤の供給が行われる期間に移行
した後、所定の期間は、前記劣化判定の実行を禁止する
ことにより、上記のように前記ＮＯｘ触媒の下流に流出
する過剰なＮＯｘが当該ＮＯｘ触媒の劣化判定に関し誤
判定を生じさせる懸念を解消することができるようにな
る。よって、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定にかかる精度や
信頼性の向上が図られるようになる。
れない期間から前記還元剤の供給が行われる期間に移行
した後、所定の期間は、前記劣化判定の実行を禁止する
ことにより、上記のように前記ＮＯｘ触媒の下流に流出
する過剰なＮＯｘが当該ＮＯｘ触媒の劣化判定に関し誤
判定を生じさせる懸念を解消することができるようにな
る。よって、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定にかかる精度や
信頼性の向上が図られるようになる。
【００２０】また、前記供給期間決定手段は、当該内燃
機関の運転状態および前記ＮＯｘ触媒の活性状態のうち
少なくとも一方に基づいて、前記還元剤供給手段が前記
還元剤の供給を行う期間及び前記還元剤の供給を行わな
い期間を決定するのがよい。
機関の運転状態および前記ＮＯｘ触媒の活性状態のうち
少なくとも一方に基づいて、前記還元剤供給手段が前記
還元剤の供給を行う期間及び前記還元剤の供給を行わな
い期間を決定するのがよい。
【００２１】「排気系内を流れる排気中の還元成分濃度
が低いときにＮＯｘを吸収し、所定の活性条件が成立し
ており且つ前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸収
したＮＯｘを放出及び還元する」といった前記ＮＯｘ触
媒の作用について、その吸収能力や放出および還元能力
は、概ね当該ＮＯｘ触媒の活性状態によって決定づけら
れる。また、前記ＮＯｘ触媒の活性状態は、例えば当該
ＮＯｘ触媒自身の温度、或いは当該ＮＯｘ触媒の晒され
る雰囲気の温度のような温度条件をはじめ、これら温度
条件を含めた当該内燃機関の各種運転状態と高い相関性
を有する。
が低いときにＮＯｘを吸収し、所定の活性条件が成立し
ており且つ前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸収
したＮＯｘを放出及び還元する」といった前記ＮＯｘ触
媒の作用について、その吸収能力や放出および還元能力
は、概ね当該ＮＯｘ触媒の活性状態によって決定づけら
れる。また、前記ＮＯｘ触媒の活性状態は、例えば当該
ＮＯｘ触媒自身の温度、或いは当該ＮＯｘ触媒の晒され
る雰囲気の温度のような温度条件をはじめ、これら温度
条件を含めた当該内燃機関の各種運転状態と高い相関性
を有する。
【００２２】同構成によれば、前記ＮＯｘ触媒の作用と
直接的、或いは間接的に有意な関係を有するパラメータ
である「当該内燃機関の運転状態および前記ＮＯｘ触媒
の活性状態のうち少なくとも一方」に基づいて、「前記
還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間および前
記還元剤の供給を行わない期間」を決定することとな
る。このため、前記還元剤の供給と、当該還元剤の供給
によって変化するＮＯｘ濃度との対応関係について、高
い再現性を得ることができる。よって、前記検出される
ＮＯｘ濃度に基づいて行われる前記ＮＯｘ触媒の劣化判
定について、その精度や信頼性が一層向上するようにな
る。
直接的、或いは間接的に有意な関係を有するパラメータ
である「当該内燃機関の運転状態および前記ＮＯｘ触媒
の活性状態のうち少なくとも一方」に基づいて、「前記
還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間および前
記還元剤の供給を行わない期間」を決定することとな
る。このため、前記還元剤の供給と、当該還元剤の供給
によって変化するＮＯｘ濃度との対応関係について、高
い再現性を得ることができる。よって、前記検出される
ＮＯｘ濃度に基づいて行われる前記ＮＯｘ触媒の劣化判
定について、その精度や信頼性が一層向上するようにな
る。
【００２３】また、前記還元剤供給手段が還元剤を供給
するタイミングを、前記検出されるＮＯｘ濃度に基づい
て決定する還元剤供給時期決定手段を有して、且つ、前
記劣化判定手段は、前記還元剤供給時期決定手段により
決定されるタイミングの時間間隔に基づいて前記ＮＯｘ
触媒の劣化判定を行うのがよい。
するタイミングを、前記検出されるＮＯｘ濃度に基づい
て決定する還元剤供給時期決定手段を有して、且つ、前
記劣化判定手段は、前記還元剤供給時期決定手段により
決定されるタイミングの時間間隔に基づいて前記ＮＯｘ
触媒の劣化判定を行うのがよい。
【００２４】ここで、前記劣化判定手段は、前記還元剤
供給時期決定手段により決定されるタイミングの時間間
隔が所定時間を上回った場合に、前記ＮＯｘ触媒が劣化
している旨の判定を行うのが好ましい。
供給時期決定手段により決定されるタイミングの時間間
隔が所定時間を上回った場合に、前記ＮＯｘ触媒が劣化
している旨の判定を行うのが好ましい。
【００２５】また、前記劣化判定手段は、前記還元剤の
供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の変化に基づいて、
前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行うのがよい。
供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の変化に基づいて、
前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行うのがよい。
【００２６】ここで、前記劣化判定手段は、前記還元剤
の供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の最小値に基づい
て、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行うのが好ましい。
の供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の最小値に基づい
て、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定を行うのが好ましい。
【００２７】本来、前記検出されるＮＯｘ濃度は、前記
還元剤の供給後、上昇して比較的小さな極大値を示した
後、下降して極小値に達し、さらにその後、徐々に再上
昇するといった推移態様を示すこととなる。そして、還
元剤の供給時におけるＮＯｘ濃度や還元剤供給量が同等
であれば、極小値、極大値、或いは推移の傾斜等に関す
る再現性は高い。ところが、前記ＮＯｘ触媒の劣化が進
行し、当該ＮＯｘ触媒にとってＮＯｘの吸蔵能力や還元
・浄化能力が低下すると、前記還元剤の供給後に観測さ
れるＮＯｘ濃度は、本来の推移態様とは異なった推移態
様を示すようになる。例えば、当該ＮＯｘ触媒の劣化が
進行するほど、前記極小値や極大値に相当するＮＯｘ濃
度は高くなり、当該極大値から極小値に至るまでにみら
れる推移速度は遅くなる。その一方、前記検出されるＮ
Ｏｘ濃度が当該極小値を示した後、再上昇する際の推移
速度は速くなり、前記還元剤の今回の供給タイミングか
ら次回の供給タイミングに至る時間は短くなるといった
傾向を示す。
還元剤の供給後、上昇して比較的小さな極大値を示した
後、下降して極小値に達し、さらにその後、徐々に再上
昇するといった推移態様を示すこととなる。そして、還
元剤の供給時におけるＮＯｘ濃度や還元剤供給量が同等
であれば、極小値、極大値、或いは推移の傾斜等に関す
る再現性は高い。ところが、前記ＮＯｘ触媒の劣化が進
行し、当該ＮＯｘ触媒にとってＮＯｘの吸蔵能力や還元
・浄化能力が低下すると、前記還元剤の供給後に観測さ
れるＮＯｘ濃度は、本来の推移態様とは異なった推移態
様を示すようになる。例えば、当該ＮＯｘ触媒の劣化が
進行するほど、前記極小値や極大値に相当するＮＯｘ濃
度は高くなり、当該極大値から極小値に至るまでにみら
れる推移速度は遅くなる。その一方、前記検出されるＮ
Ｏｘ濃度が当該極小値を示した後、再上昇する際の推移
速度は速くなり、前記還元剤の今回の供給タイミングか
ら次回の供給タイミングに至る時間は短くなるといった
傾向を示す。
【００２８】すなわち、上記各構成によれば、「前記還
元剤の供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の変化（推移
態様）」や「前記還元剤供給時期決定手段により決定さ
れるタイミングの時間間隔」のように、前記ＮＯｘ触媒
の劣化の有無や劣化の程度を正確に反映するパラメータ
を基準としてＮＯｘ触媒の劣化判定を行うこととなる。
よって、当該劣化判定に十分な精度や信頼性が確保され
るようになる。
元剤の供給後に検出される前記ＮＯｘ濃度の変化（推移
態様）」や「前記還元剤供給時期決定手段により決定さ
れるタイミングの時間間隔」のように、前記ＮＯｘ触媒
の劣化の有無や劣化の程度を正確に反映するパラメータ
を基準としてＮＯｘ触媒の劣化判定を行うこととなる。
よって、当該劣化判定に十分な精度や信頼性が確保され
るようになる。
【００２９】また、前記検出されるＮＯｘ濃度が所定値
を下回ったときには、前記劣化判定の禁止を解除するこ
ととしてもよい。
を下回ったときには、前記劣化判定の禁止を解除するこ
ととしてもよい。
【００３０】また、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮ
Ｏｘの吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、前記
推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて、前記劣化判定の
禁止される所定期間を決定する禁止期間決定手段とを有
することとしてもよい。
Ｏｘの吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、前記
推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて、前記劣化判定の
禁止される所定期間を決定する禁止期間決定手段とを有
することとしてもよい。
【００３１】上述した通り、前記還元剤の供給が行われ
ない状態が持続した後、前記還元剤の供給が行われる
と、前記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元
・浄化されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検
出されるＮＯｘ濃度に影響を及ぼす。この影響が続く期
間は、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量に関
係する。同構成によれば、前記還元剤の供給が行われな
い状態が持続した結果、発生し得る誤判定の懸念が解消
されるために必要十分な期間、前記劣化判定が禁止され
ることとなる。すなわち、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定の
機会を不要に損なうことなく、しかも十分に信頼性の高
い劣化判定を行うことができるようになる。
ない状態が持続した後、前記還元剤の供給が行われる
と、前記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元
・浄化されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検
出されるＮＯｘ濃度に影響を及ぼす。この影響が続く期
間は、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量に関
係する。同構成によれば、前記還元剤の供給が行われな
い状態が持続した結果、発生し得る誤判定の懸念が解消
されるために必要十分な期間、前記劣化判定が禁止され
ることとなる。すなわち、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定の
機会を不要に損なうことなく、しかも十分に信頼性の高
い劣化判定を行うことができるようになる。
【００３２】第２の発明は、内燃機関の排気系に設けら
れ、同排気系内を流れる排気中の還元成分濃度が低いと
きにＮＯｘを吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高く
なると吸収したＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒
と、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給す
る還元剤供給手段と、前記ＮＯｘ触媒下流における排気
中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段と、前記検出
されるＮＯｘ濃度に基づいて、前記還元剤供給手段によ
る還元剤の供給動作を制御する第１の制御手段と、前記
還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間及び前記
還元剤の供給を行わない期間を決定する供給期間決定手
段と、前記還元剤の供給が行われない期間から前記還元
剤の供給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、
前記第１の制御手段による制御を禁止し、且つ前記還元
剤供給手段に予め設定された条件に従って前記還元剤を
供給させる制御を行う第２の制御手段とを有することを
要旨とする。
れ、同排気系内を流れる排気中の還元成分濃度が低いと
きにＮＯｘを吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高く
なると吸収したＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒
と、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給す
る還元剤供給手段と、前記ＮＯｘ触媒下流における排気
中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段と、前記検出
されるＮＯｘ濃度に基づいて、前記還元剤供給手段によ
る還元剤の供給動作を制御する第１の制御手段と、前記
還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間及び前記
還元剤の供給を行わない期間を決定する供給期間決定手
段と、前記還元剤の供給が行われない期間から前記還元
剤の供給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、
前記第１の制御手段による制御を禁止し、且つ前記還元
剤供給手段に予め設定された条件に従って前記還元剤を
供給させる制御を行う第２の制御手段とを有することを
要旨とする。
【００３３】前記還元剤の供給が行われない状態が持続
することにより、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯ
ｘ量が増大すると、当該還元剤の供給が行われたときに
放出されるＮＯｘ量（放出率）が、還元・浄化されるＮ
Ｏｘ量（還元・浄化率）を、上回るようになる。このよ
うな条件下で前記還元剤の供給が行われると、前記ＮＯ
ｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化されず
に当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出されるＮＯ
ｘ濃度に影響を及ぼす。
することにより、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯ
ｘ量が増大すると、当該還元剤の供給が行われたときに
放出されるＮＯｘ量（放出率）が、還元・浄化されるＮ
Ｏｘ量（還元・浄化率）を、上回るようになる。このよ
うな条件下で前記還元剤の供給が行われると、前記ＮＯ
ｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化されず
に当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出されるＮＯ
ｘ濃度に影響を及ぼす。
【００３４】同構成によれば、前記ＮＯｘ触媒に対し、
前記還元剤の供給が所定量ずつ周期的に行われることで
当該ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ吸蔵量が所定範囲内にある場
合には、当該ＮＯｘ吸蔵量を正確に反映するパラメータ
として前記検出されるＮＯｘ濃度を採用し、これを前記
還元剤の供給態様（例えば供給タイミングや供給量）に
フィードバック（フィードバック制御）することとな
る。一方、前記還元剤の供給が行われることで、前記Ｎ
Ｏｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化され
ずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出されるＮ
Ｏｘ濃度に影響を及ぼすような場合には、予め設定され
た条件に従い所定量の還元剤が所定タイミングで前記Ｎ
Ｏｘ触媒に供給されるようになる。
前記還元剤の供給が所定量ずつ周期的に行われることで
当該ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ吸蔵量が所定範囲内にある場
合には、当該ＮＯｘ吸蔵量を正確に反映するパラメータ
として前記検出されるＮＯｘ濃度を採用し、これを前記
還元剤の供給態様（例えば供給タイミングや供給量）に
フィードバック（フィードバック制御）することとな
る。一方、前記還元剤の供給が行われることで、前記Ｎ
Ｏｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化され
ずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出されるＮ
Ｏｘ濃度に影響を及ぼすような場合には、予め設定され
た条件に従い所定量の還元剤が所定タイミングで前記Ｎ
Ｏｘ触媒に供給されるようになる。
【００３５】すなわち、前記還元剤の供給が行われない
状態が持続することにより、前記ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ
吸蔵量が変動する場合であれ、当該ＮＯｘ触媒によるＮ
Ｏｘの浄化機能を常時安定して確保することができるよ
うになる。
状態が持続することにより、前記ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ
吸蔵量が変動する場合であれ、当該ＮＯｘ触媒によるＮ
Ｏｘの浄化機能を常時安定して確保することができるよ
うになる。
【００３６】また、前記第２の制御手段による制御の実
行は、前記検出されるＮＯｘ濃度が所定値を下回ったと
きには解除されるのがよい。
行は、前記検出されるＮＯｘ濃度が所定値を下回ったと
きには解除されるのがよい。
【００３７】なお、前記第２の制御手段による制御の実
行が解除されると、「前記第１の制御手段による制御の
禁止し、且つ、前記還元剤供給手段に予め設定された条
件に従って前記還元剤を供給させる制御」は行われなく
なる。すると、「前記ＮＯｘ検出手段によって検出され
るＮＯｘ濃度に基づいて、前記還元剤供給手段による還
元剤の供給動作を制御する」といった前記第１の制御手
段による制御の実行が復帰する。
行が解除されると、「前記第１の制御手段による制御の
禁止し、且つ、前記還元剤供給手段に予め設定された条
件に従って前記還元剤を供給させる制御」は行われなく
なる。すると、「前記ＮＯｘ検出手段によって検出され
るＮＯｘ濃度に基づいて、前記還元剤供給手段による還
元剤の供給動作を制御する」といった前記第１の制御手
段による制御の実行が復帰する。
【００３８】前記ＮＯｘ触媒に還元剤の供給が行われた
ときに放出されるＮＯｘ量（放出率）が、還元・浄化さ
れるＮＯｘ量（還元・浄化率）を上回る現象は、前記還
元剤の供給が行われたときに観測されるＮＯｘ濃度の低
下量と有意に相関する。同構成によれば、前記還元剤の
供給が行われたときに観測されるＮＯｘ濃度の最小値が
所定値を下回ったときに、前記第２の制御手段による制
御の実行が解除されることとなる。従って、前記フィー
ドバック制御の制御性が阻害される懸念がなくなるまで
に必要十分な期間のみ、当該フィードバック制御が禁止
されることとなる。すなわち、当該ＮＯｘ触媒の状態
（ＮＯｘ吸蔵量）に応じた適正な制御を正確に選択して
行うことができるようになる。
ときに放出されるＮＯｘ量（放出率）が、還元・浄化さ
れるＮＯｘ量（還元・浄化率）を上回る現象は、前記還
元剤の供給が行われたときに観測されるＮＯｘ濃度の低
下量と有意に相関する。同構成によれば、前記還元剤の
供給が行われたときに観測されるＮＯｘ濃度の最小値が
所定値を下回ったときに、前記第２の制御手段による制
御の実行が解除されることとなる。従って、前記フィー
ドバック制御の制御性が阻害される懸念がなくなるまで
に必要十分な期間のみ、当該フィードバック制御が禁止
されることとなる。すなわち、当該ＮＯｘ触媒の状態
（ＮＯｘ吸蔵量）に応じた適正な制御を正確に選択して
行うことができるようになる。
【００３９】また、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮ
Ｏｘの吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、前記
第２の制御手段による制御が行われる前記所定の期間
を、前記推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて決定する
期間決定手段とを有することとしてもよい。
Ｏｘの吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、前記
第２の制御手段による制御が行われる前記所定の期間
を、前記推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて決定する
期間決定手段とを有することとしてもよい。
【００４０】前記ＮＯｘ触媒への前記還元剤の供給によ
り、前記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元
・浄化されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検
出されるＮＯｘ濃度に影響を及ぼす影響が続く期間が、
前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量に関係する
ことは上述した通りである。
り、前記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元
・浄化されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検
出されるＮＯｘ濃度に影響を及ぼす影響が続く期間が、
前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量に関係する
ことは上述した通りである。
【００４１】従って、同構成によっても、前記フィード
バック制御の制御性が阻害される懸念なくなるまでに必
要十分な期間のみ、当該フィードバック制御が禁止され
ることとなる。すなわち、当該ＮＯｘ触媒の状態（ＮＯ
ｘ吸蔵量）に応じた適正な制御を正確に選択して行うこ
とができるようになる。
バック制御の制御性が阻害される懸念なくなるまでに必
要十分な期間のみ、当該フィードバック制御が禁止され
ることとなる。すなわち、当該ＮＯｘ触媒の状態（ＮＯ
ｘ吸蔵量）に応じた適正な制御を正確に選択して行うこ
とができるようになる。
【００４２】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
にかかる内燃機関の排気浄化装置を、ディーゼルエンジ
ンシステムに適用した第１の実施の形態について説明す
る。
にかかる内燃機関の排気浄化装置を、ディーゼルエンジ
ンシステムに適用した第１の実施の形態について説明す
る。
【００４３】図１において、内燃機関（以下、エンジン
という）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３
０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気
筒のディーゼルエンジンシステムである。
という）１は、燃料供給系１０、燃焼室２０、吸気系３
０及び排気系４０等を主要部として構成される直列４気
筒のディーゼルエンジンシステムである。
【００４４】先ず、燃料供給系１０は、サプライポンプ
１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、遮断弁１
４、調量弁１６、燃料添加ノズル１７、機関燃料通路Ｐ
１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成される。
１１、コモンレール１２、燃料噴射弁１３、遮断弁１
４、調量弁１６、燃料添加ノズル１７、機関燃料通路Ｐ
１及び添加燃料通路Ｐ２等を備えて構成される。
【００４５】サプライポンプ１１は、燃料タンク（図示
略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１
を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１
２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所
定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、
この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料
噴射弁１３は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を
備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料
を噴射供給する。
略）から汲み上げた燃料を高圧にし、機関燃料通路Ｐ１
を介してコモンレール１２に供給する。コモンレール１
２は、サプライポンプ１１から供給された高圧燃料を所
定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、
この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁１３に分配する。燃料
噴射弁１３は、その内部に電磁ソレノイド（図示略）を
備えた電磁弁であり、適宜開弁して燃焼室２０内に燃料
を噴射供給する。
【００４６】他方、サプライポンプ１１は、燃料タンク
から汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して
燃料添加ノズル１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２に
は、サプライポンプ１１から燃料添加ノズル１７に向か
って遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。
遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断
し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、燃料添加ノズ
ル１７に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料
添加ノズル１７は所定圧以上の燃圧（例えば０．２ＭＰ
ａ）が付与されると開弁し、排気系４０内に燃料を噴射
供給する機械式の開閉弁である。すなわち調量弁１６に
より燃料添加ノズル１７上流の燃圧が制御されることに
より、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル
１７より噴射供給（添加）される。
から汲み上げた燃料の一部を添加燃料通路Ｐ２を介して
燃料添加ノズル１７に供給する。添加燃料通路Ｐ２に
は、サプライポンプ１１から燃料添加ノズル１７に向か
って遮断弁１４及び調量弁１６が順次配設されている。
遮断弁１４は、緊急時において添加燃料通路Ｐ２を遮断
し、燃料供給を停止する。調量弁１６は、燃料添加ノズ
ル１７に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。燃料
添加ノズル１７は所定圧以上の燃圧（例えば０．２ＭＰ
ａ）が付与されると開弁し、排気系４０内に燃料を噴射
供給する機械式の開閉弁である。すなわち調量弁１６に
より燃料添加ノズル１７上流の燃圧が制御されることに
より、所望の燃料が適宜のタイミングで燃料添加ノズル
１７より噴射供給（添加）される。
【００４７】吸気系３０は、各燃焼室２０内に供給され
る吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。一方、排気
系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路
（排気通路）を形成する。
る吸入空気の通路（吸気通路）を形成する。一方、排気
系４０は、各燃焼室２０から排出される排気ガスの通路
（排気通路）を形成する。
【００４８】また、このエンジン１には、周知の過給機
（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチ
ャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された２つ
のタービンホイール５２，５３を備える。一方のタービ
ンホイール（吸気側タービンホイール）５２は、吸気系
３０内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気
側タービンホイール）５３は排気系４０内の排気に晒さ
れる。このような構成を有するターボチャージャ５０
は、排気側タービンホイール５２が受ける排気流（排気
圧）を利用して吸気側タービンホイール５３を回転さ
せ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
（ターボチャージャ）５０が設けられている。ターボチ
ャージャ５０は、シャフト５１を介して連結された２つ
のタービンホイール５２，５３を備える。一方のタービ
ンホイール（吸気側タービンホイール）５２は、吸気系
３０内の吸気に晒され、他方のタービンホイール（排気
側タービンホイール）５３は排気系４０内の排気に晒さ
れる。このような構成を有するターボチャージャ５０
は、排気側タービンホイール５２が受ける排気流（排気
圧）を利用して吸気側タービンホイール５３を回転さ
せ、吸気圧を高めるといったいわゆる過給を行う。
【００４９】吸気系３０において、ターボチャージャ５
０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇
温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よ
りもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その
開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉
弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を
絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有
する。
０に設けられたインタークーラ３１は、過給によって昇
温した吸入空気を強制冷却する。インタークーラ３１よ
りもさらに下流に設けられたスロットル弁３２は、その
開度を無段階に調節することができる電子制御式の開閉
弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を
絞り、同吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有
する。
【００５０】また、エンジン１には、燃焼室２０の上流
（吸気系３０）及び下流（排気系４０）をバイパスする
排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。こ
のＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻
す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によっ
て無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に
調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０
を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ
６２が設けられている。
（吸気系３０）及び下流（排気系４０）をバイパスする
排気還流通路（ＥＧＲ通路）６０が形成されている。こ
のＥＧＲ通路６０は、排気の一部を適宜吸気系３０に戻
す機能を有する。ＥＧＲ通路６０には、電子制御によっ
て無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に
調整することができるＥＧＲ弁６１と、ＥＧＲ通路６０
を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ
６２が設けられている。
【００５１】また、排気系４０において、同排気系４０
及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型
ＮＯｘ触媒（以下、単に触媒という）４１を収容した触
媒ケーシング４２が設けられている。触媒ケーシング４
２に収容された触媒４１は、例えばアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウム
（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシ
ウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシ
ウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、或
いはイットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金Ｐｔの
ような貴金属とが担持されることによって構成される。
及びＥＧＲ通路６０の連絡部位の下流には、吸蔵還元型
ＮＯｘ触媒（以下、単に触媒という）４１を収容した触
媒ケーシング４２が設けられている。触媒ケーシング４
２に収容された触媒４１は、例えばアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウム
（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシ
ウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシ
ウムＣａのようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、或
いはイットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金Ｐｔの
ような貴金属とが担持されることによって構成される。
【００５２】この触媒４１は、排気中に多量の酸素が存
在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸
素濃度が低く且つ還元成分（例えば燃料の未燃成分（Ｈ
Ｃ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮ
Ｏ2若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとし
て放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに
反応することによってさらに還元されＮ2となる。ちな
みにＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自
身は酸化されＨ2ＯやＣＯ2となる。すなわち、触媒ケー
シング４２（触媒４１）に導入される排気中の酸素濃度
やＨＣ成分を適宜調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、Ｎ
Ｏｘを浄化することができることになる。
在している状態においてはＮＯｘを吸収し、排気中の酸
素濃度が低く且つ還元成分（例えば燃料の未燃成分（Ｈ
Ｃ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮ
Ｏ2若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとし
て放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに
反応することによってさらに還元されＮ2となる。ちな
みにＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自
身は酸化されＨ2ＯやＣＯ2となる。すなわち、触媒ケー
シング４２（触媒４１）に導入される排気中の酸素濃度
やＨＣ成分を適宜調整すれば、排気中のＨＣ、ＣＯ、Ｎ
Ｏｘを浄化することができることになる。
【００５３】また、エンジン１の各部位には、各種セン
サが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エン
ジン１の運転状態に関する信号を出力する。
サが取り付けられており、当該部位の環境条件や、エン
ジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００５４】すなわち、レール圧センサ７０は、コモン
レール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出
信号を出力する。燃圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２
内を流通する燃料のうち、調量弁１６へ導入される燃料
の圧力（燃圧）Ｐgに応じた検出信号を出力する。エア
フロメータ７２は、吸気系３０内のスロットル弁３２下
流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出
信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３は、排気
系４０の触媒ケーシング４２下流において排気中の酸素
濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排
気温センサ７４は、同じく排気系４０の触媒ケーシング
４２下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じ
た検出信号を出力する。ＮＯｘセンサ７５は、同じく排
気系４０の触媒ケーシング４２下流において排気中のＮ
Ｏｘ濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力す
る。
レール１２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出
信号を出力する。燃圧センサ７１は、添加燃料通路Ｐ２
内を流通する燃料のうち、調量弁１６へ導入される燃料
の圧力（燃圧）Ｐgに応じた検出信号を出力する。エア
フロメータ７２は、吸気系３０内のスロットル弁３２下
流において吸入空気の流量（吸気量）Ｇａに応じた検出
信号を出力する。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ７３は、排気
系４０の触媒ケーシング４２下流において排気中の酸素
濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排
気温センサ７４は、同じく排気系４０の触媒ケーシング
４２下流において排気の温度（排気温度）Ｔｅｘに応じ
た検出信号を出力する。ＮＯｘセンサ７５は、同じく排
気系４０の触媒ケーシング４２下流において排気中のＮ
Ｏｘ濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力す
る。
【００５５】また、アクセル開度センサ７６はエンジン
１のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダ
ルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。
クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クラン
クシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パル
ス）を出力する。これら各センサ７０〜７７は、電子制
御装置（ＥＣＵ）８０と電気的に接続されている。
１のアクセルペダル（図示略）に取り付けられ、同ペダ
ルへの踏み込み量Ａｃｃに応じた検出信号を出力する。
クランク角センサ７７は、エンジン１の出力軸（クラン
クシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パル
ス）を出力する。これら各センサ７０〜７７は、電子制
御装置（ＥＣＵ）８０と電気的に接続されている。
【００５６】ＥＣＵ８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）８
１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）８３及びバックアップＲＡＭ８
４、タイマーカウンタ８５等を備え、これら各部８１〜
８５と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路８６と、外部
出力回路８７とが双方向性バス８８により接続されて構
成される論理演算回路を備える。
１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）８３及びバックアップＲＡＭ８
４、タイマーカウンタ８５等を備え、これら各部８１〜
８５と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路８６と、外部
出力回路８７とが双方向性バス８８により接続されて構
成される論理演算回路を備える。
【００５７】このように構成されたＥＣＵ８０は、上記
各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、
これら信号に基づいてエンジン１の燃料噴射等について
の基本制御を行う他、還元剤（還元剤として機能する燃
料）添加にかかる添加タイミングや供給量の決定等に関
する還元剤（燃料）添加制御、触媒４１に堆積するＳＯ
ｘを適宜取り除くＳＯｘ被毒回復制御、触媒４１の劣化
の有無や程度を判定する劣化判定等、エンジン１の運転
状態に関する各種制御の実施を司る。
各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、
これら信号に基づいてエンジン１の燃料噴射等について
の基本制御を行う他、還元剤（還元剤として機能する燃
料）添加にかかる添加タイミングや供給量の決定等に関
する還元剤（燃料）添加制御、触媒４１に堆積するＳＯ
ｘを適宜取り除くＳＯｘ被毒回復制御、触媒４１の劣化
の有無や程度を判定する劣化判定等、エンジン１の運転
状態に関する各種制御の実施を司る。
【００５８】ここで、燃料噴射弁１３を通じて各気筒に
燃料を供給する他、燃料添加ノズル１７を通じて排気系
４０に燃料を添加する機能を備えた燃料供給系１０、排
気系４０に備えられた触媒４１、およびこれら燃料供給
系１０や触媒４１の機能を制御するＥＣＵ８０等は、併
せて本実施の形態にかかるエンジン１の排気浄化装置を
構成する。上記燃料添加制御、ＳＯｘ被毒回復制御、或
いは劣化判定等は、当該それら制御に関する指令信号を
出力するＥＣＵ８０を含め、この排気浄化装置を構成す
る各種部材が作動することによってなされる。
燃料を供給する他、燃料添加ノズル１７を通じて排気系
４０に燃料を添加する機能を備えた燃料供給系１０、排
気系４０に備えられた触媒４１、およびこれら燃料供給
系１０や触媒４１の機能を制御するＥＣＵ８０等は、併
せて本実施の形態にかかるエンジン１の排気浄化装置を
構成する。上記燃料添加制御、ＳＯｘ被毒回復制御、或
いは劣化判定等は、当該それら制御に関する指令信号を
出力するＥＣＵ８０を含め、この排気浄化装置を構成す
る各種部材が作動することによってなされる。
【００５９】次に、本実施の形態にかかる燃料添加制御
の基本原理や制御手順等について詳述する。
の基本原理や制御手順等について詳述する。
【００６０】一般に、ディーゼルエンジンでは、燃焼室
内で燃焼に供される燃料及び空気の混合気の酸素濃度
が、ほとんどの運転領域で高濃度状態にある。
内で燃焼に供される燃料及び空気の混合気の酸素濃度
が、ほとんどの運転領域で高濃度状態にある。
【００６１】燃焼に供される混合気の酸素濃度は、燃焼
に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度
に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空
燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本
的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還
元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを
吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2若しくはＮＯに還元し
て放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状
態にある限りＮＯｘを吸収することとなる。ただし、当
該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界
量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが同触
媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることとな
る。
に供された酸素を差し引いてそのまま排気中の酸素濃度
に反映されるのが通常であり、混合気中の酸素濃度（空
燃比）が高ければ、排気中の酸素濃度（空燃比）も基本
的には同様に高くなる。一方、上述したように、吸蔵還
元型ＮＯｘ触媒は排気中の酸素濃度が高ければＮＯｘを
吸収し、低ければＮＯｘをＮＯ2若しくはＮＯに還元し
て放出する特性を有するため、排気中の酸素が高濃度状
態にある限りＮＯｘを吸収することとなる。ただし、当
該触媒のＮＯｘ吸収量に限界量が存在し、同触媒が限界
量のＮＯｘを吸収した状態では、排気中のＮＯｘが同触
媒に吸収されず触媒ケーシングを素通りすることとな
る。
【００６２】そこで、エンジン１のように燃料添加ノズ
ル１７を備えた内燃機関では、適宜の時期に燃料添加ノ
ズル１７を通じ排気系４０の触媒４１上流に燃料を添加
することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、且つ
還元成分量（ＨＣ等）を増大させる。すると触媒４１
は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2若しくはＮＯに
還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）
するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣ
Ｏと反応して速やかにＮ２に還元されることは上述した
通りである。
ル１７を備えた内燃機関では、適宜の時期に燃料添加ノ
ズル１７を通じ排気系４０の触媒４１上流に燃料を添加
することで、一時的に排気中の酸素濃度を低減し、且つ
還元成分量（ＨＣ等）を増大させる。すると触媒４１
は、これまでに吸収したＮＯｘをＮＯ2若しくはＮＯに
還元して放出し、自身のＮＯｘ吸収能力を回復（再生）
するようになる。放出されたＮＯ2やＮＯが、ＨＣやＣ
Ｏと反応して速やかにＮ２に還元されることは上述した
通りである。
【００６３】このとき、自身の吸収したＮＯｘを、上記
態様で放出し、さらに還元浄化する触媒４１にとって、
触媒ケーシング４２内に流入する排気中の還元成分量
（燃料の濃度）と、酸素濃度（空燃比）とにより還元浄
化の効率が決定づけられることとなる。
態様で放出し、さらに還元浄化する触媒４１にとって、
触媒ケーシング４２内に流入する排気中の還元成分量
（燃料の濃度）と、酸素濃度（空燃比）とにより還元浄
化の効率が決定づけられることとなる。
【００６４】エンジン１のＥＣＵ８０は、ＮＯｘセンサ
７５の出力信号に基づいて触媒４１下流における排気中
のＮＯｘ濃度を連続的に観測する。触媒４１によるＮＯ
ｘの吸収能力（吸収効率）は、当該触媒４１に吸蔵され
ているＮＯｘ量が大きくなるほど、言い換えれば、触媒
４１に吸蔵されているＮＯｘ量が当該触媒４１の吸蔵し
得るＮＯｘの最大量（飽和量）に近づくほど低くなる。
すなわち、触媒４１内におけるＮＯｘの吸蔵量が増大す
れば、当該触媒４１を素通りして下流に放出されるＮＯ
ｘ濃度も上昇するようになる。こうした両者の推移態様
には、十分な相関性があるため、ＮＯｘ濃度の推移態様
に基づいて触媒４１内におけるＮＯｘの吸蔵量を把握す
ることができる。
７５の出力信号に基づいて触媒４１下流における排気中
のＮＯｘ濃度を連続的に観測する。触媒４１によるＮＯ
ｘの吸収能力（吸収効率）は、当該触媒４１に吸蔵され
ているＮＯｘ量が大きくなるほど、言い換えれば、触媒
４１に吸蔵されているＮＯｘ量が当該触媒４１の吸蔵し
得るＮＯｘの最大量（飽和量）に近づくほど低くなる。
すなわち、触媒４１内におけるＮＯｘの吸蔵量が増大す
れば、当該触媒４１を素通りして下流に放出されるＮＯ
ｘ濃度も上昇するようになる。こうした両者の推移態様
には、十分な相関性があるため、ＮＯｘ濃度の推移態様
に基づいて触媒４１内におけるＮＯｘの吸蔵量を把握す
ることができる。
【００６５】そこで、ＥＣＵ８０は、触媒４１下流にお
けるＮＯｘ濃度が所定値を上回ったところで、触媒４１
内のＮＯｘ吸蔵量が所定量を上回ったものと判断して、
排気系４０の触媒４１上流に所定量の燃料を添加するこ
とにより、触媒ケーシング４２内に流入する排気中の還
元成分量を一時的に増量し、空燃比を低下させる。以
下、排気系４０の触媒４１上流に燃料を添加すること
を、単に燃料添加という。
けるＮＯｘ濃度が所定値を上回ったところで、触媒４１
内のＮＯｘ吸蔵量が所定量を上回ったものと判断して、
排気系４０の触媒４１上流に所定量の燃料を添加するこ
とにより、触媒ケーシング４２内に流入する排気中の還
元成分量を一時的に増量し、空燃比を低下させる。以
下、排気系４０の触媒４１上流に燃料を添加すること
を、単に燃料添加という。
【００６６】図２は、燃料添加を周期的に実施した場合
に、触媒４１下流において観測される排気中のＮＯｘ濃
度の推移を示すタイムチャートである。なお、同図中、
時間軸上に示される時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、燃
料添加が実施されるタイミングに相当する。
に、触媒４１下流において観測される排気中のＮＯｘ濃
度の推移を示すタイムチャートである。なお、同図中、
時間軸上に示される時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、燃
料添加が実施されるタイミングに相当する。
【００６７】同図２に示すように、燃料添加は、触媒４
１下流において観測される排気中のＮＯｘ濃度が上昇す
る過程で基準値Ｃstdを上回ったときに実施される。燃
料添加が実施されると、触媒４１下流において観測され
る排気中のＮＯｘ濃度（以下、単にＮＯｘ濃度という）
が一時的に増大して比較的小さな極大値に達し、その
後、急速に降下して極小値に達する。そしてその後、Ｎ
Ｏｘ濃度が徐々に上昇して再び基準値Ｃstdに達する
と、次回の燃料添加が実施されることになる。
１下流において観測される排気中のＮＯｘ濃度が上昇す
る過程で基準値Ｃstdを上回ったときに実施される。燃
料添加が実施されると、触媒４１下流において観測され
る排気中のＮＯｘ濃度（以下、単にＮＯｘ濃度という）
が一時的に増大して比較的小さな極大値に達し、その
後、急速に降下して極小値に達する。そしてその後、Ｎ
Ｏｘ濃度が徐々に上昇して再び基準値Ｃstdに達する
と、次回の燃料添加が実施されることになる。
【００６８】このとき、例えば、ある時刻に燃料添加の
実施が開始されてから次回の燃料添加の実施が開始され
るまでに観測されるＮＯｘ濃度の推移態様は、経過時間
（例えば、時刻ｔ１及びｔ２間の期間；以下、燃料添加
インターバルという）Ｐ、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや
極小値Ｃmin、或いはＮＯｘ濃度の変化率も含めて高い
再現性を示す。
実施が開始されてから次回の燃料添加の実施が開始され
るまでに観測されるＮＯｘ濃度の推移態様は、経過時間
（例えば、時刻ｔ１及びｔ２間の期間；以下、燃料添加
インターバルという）Ｐ、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや
極小値Ｃmin、或いはＮＯｘ濃度の変化率も含めて高い
再現性を示す。
【００６９】ここで、先の従来技術においても説明した
ように、排気中に存在するＳＯｘは、ＮＯｘの場合と同
様のメカニズムに基づき、しかも、ＮＯｘに比べてより
高い効率で触媒４１に吸収される特性を有する。また、
一旦触媒に吸収されたＳＯｘは、同触媒に吸蔵されてい
るＮＯｘを放出するために十分な条件、すなわち排気中
の酸素濃度が所定値を下回る条件下にあっても、同触媒
から容易には放出されない。このため、機関運転の継続
に伴い触媒４１には、排気中のＳＯｘが徐々に触媒４１
に堆積していく所謂ＳＯｘ被毒が生じることとなる。ま
た、長期に亘る使用や、所定温度を超える高温条件下で
の使用により、触媒４１が熱劣化することもある。ＮＯ
ｘ触媒の熱劣化は、当該触媒を構成する貴金属（例えば
Ｐｔ）の凝集現象（シンタリング）によって生じること
が知られている。また同じく、長期に亘る使用や、特定
の運転条件下での使用により、排気中の炭化水素（Ｈ
Ｃ）が触媒４１の表面に堆積し、ＨＣの被膜が形成され
ることもある。
ように、排気中に存在するＳＯｘは、ＮＯｘの場合と同
様のメカニズムに基づき、しかも、ＮＯｘに比べてより
高い効率で触媒４１に吸収される特性を有する。また、
一旦触媒に吸収されたＳＯｘは、同触媒に吸蔵されてい
るＮＯｘを放出するために十分な条件、すなわち排気中
の酸素濃度が所定値を下回る条件下にあっても、同触媒
から容易には放出されない。このため、機関運転の継続
に伴い触媒４１には、排気中のＳＯｘが徐々に触媒４１
に堆積していく所謂ＳＯｘ被毒が生じることとなる。ま
た、長期に亘る使用や、所定温度を超える高温条件下で
の使用により、触媒４１が熱劣化することもある。ＮＯ
ｘ触媒の熱劣化は、当該触媒を構成する貴金属（例えば
Ｐｔ）の凝集現象（シンタリング）によって生じること
が知られている。また同じく、長期に亘る使用や、特定
の運転条件下での使用により、排気中の炭化水素（Ｈ
Ｃ）が触媒４１の表面に堆積し、ＨＣの被膜が形成され
ることもある。
【００７０】これらＳＯｃ被毒、熱劣化、及びＨＣ被膜
等といった触媒４１の劣化現象は、いずれも触媒４１に
よるＮＯｘの吸蔵量の限界値や、ＮＯｘの吸収効率を減
少させ、結果としてＮＯｘの浄化効率を低下させること
となる。このような劣化現象が発生した場合には、周期
的な燃料添加の実施に伴って観測されるＮＯｘ濃度の推
移態様が、触媒４１が正常に機能している場合と比べ異
なるものになる。具体的には、触媒４１の劣化が進行し
てその浄化機能が低下すれば、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃma
xや極小値Ｃminは高くなり、添加インターバルＰは短く
なる傾向がある。また、ＮＯｘ濃度の示す変化率につい
ては、同じく触媒４１の劣化が進行してその浄化機能が
低下するにつれ、極大値Ｃmaxから極小値Ｃminに推移す
る際にみられる変化率は小さくなり（緩慢になり）、極
小値Ｃminから基準値Ｃstdに推移する際にみられる変化
率は大きくなる（急勾配となる）傾向がある。
等といった触媒４１の劣化現象は、いずれも触媒４１に
よるＮＯｘの吸蔵量の限界値や、ＮＯｘの吸収効率を減
少させ、結果としてＮＯｘの浄化効率を低下させること
となる。このような劣化現象が発生した場合には、周期
的な燃料添加の実施に伴って観測されるＮＯｘ濃度の推
移態様が、触媒４１が正常に機能している場合と比べ異
なるものになる。具体的には、触媒４１の劣化が進行し
てその浄化機能が低下すれば、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃma
xや極小値Ｃminは高くなり、添加インターバルＰは短く
なる傾向がある。また、ＮＯｘ濃度の示す変化率につい
ては、同じく触媒４１の劣化が進行してその浄化機能が
低下するにつれ、極大値Ｃmaxから極小値Ｃminに推移す
る際にみられる変化率は小さくなり（緩慢になり）、極
小値Ｃminから基準値Ｃstdに推移する際にみられる変化
率は大きくなる（急勾配となる）傾向がある。
【００７１】本実施の形態にかかるエンジン１のＥＣＵ
８０は、基本的には燃料添加の実施毎に極小値Ｃminを
把握し、当該極小値Ｃminが所定値（以下、設定上限
値）Ｈ１を上回った場合には、触媒４１が劣化し、十分
な浄化機能を発揮していない旨の判定を行う。
８０は、基本的には燃料添加の実施毎に極小値Ｃminを
把握し、当該極小値Ｃminが所定値（以下、設定上限
値）Ｈ１を上回った場合には、触媒４１が劣化し、十分
な浄化機能を発揮していない旨の判定を行う。
【００７２】ところで、燃料添加は、触媒４１が十分活
性化された状態にある時期を選定して実施される。例え
ばＥＣＵ８０は、触媒４１の温度の代表値として排気温
度Ｔexを常時把握し、この排気温度Ｔexが所定範囲内に
ある状態を触媒４１が十分活性化されている状態として
認識する。
性化された状態にある時期を選定して実施される。例え
ばＥＣＵ８０は、触媒４１の温度の代表値として排気温
度Ｔexを常時把握し、この排気温度Ｔexが所定範囲内に
ある状態を触媒４１が十分活性化されている状態として
認識する。
【００７３】図３には、排気温度Ｔexと、触媒４１の活
性度との関係を示す。同図に示すように、触媒４１の触
媒活性度は、排気温度（触媒温度の代表値）Ｔexが特定
温度Ｔex2である場合に最大となり、排気温度Ｔexが当
該温度Ｔex2より低温になるにつれ、また高温になるに
つれ減少する傾向にある。本実施の形態では、排気温度
Ｔexが、所定の排気温度Ｔex1（ただし、Ｔex1＜Ｔex
2）を下限、所定の排気温度Ｔex3（ただし、Ｔex2＜Ｔe
x3）を上限とする温度範囲（以下、触媒活性化領域とい
う）にあれば、触媒４１が十分に活性化されているとみ
なす。すなわち、ＥＣＵ８０は、排気温度Ｔexが触媒活
性化領域にあるときには燃料添加の実施を許可し、排気
温度Ｔexが触媒活性化領域外にあるときには燃料添加の
実施を禁止する。
性度との関係を示す。同図に示すように、触媒４１の触
媒活性度は、排気温度（触媒温度の代表値）Ｔexが特定
温度Ｔex2である場合に最大となり、排気温度Ｔexが当
該温度Ｔex2より低温になるにつれ、また高温になるに
つれ減少する傾向にある。本実施の形態では、排気温度
Ｔexが、所定の排気温度Ｔex1（ただし、Ｔex1＜Ｔex
2）を下限、所定の排気温度Ｔex3（ただし、Ｔex2＜Ｔe
x3）を上限とする温度範囲（以下、触媒活性化領域とい
う）にあれば、触媒４１が十分に活性化されているとみ
なす。すなわち、ＥＣＵ８０は、排気温度Ｔexが触媒活
性化領域にあるときには燃料添加の実施を許可し、排気
温度Ｔexが触媒活性化領域外にあるときには燃料添加の
実施を禁止する。
【００７４】一方、排気温度Ｔexが触媒活性化領域内に
なくとも（図３中の斜線部に相当する）、触媒４１はあ
る程度の活性度を有しており、燃料添加を実施しない状
態が持続すれば、触媒ケーシング４２に流入する排気中
のＮＯｘが多量に吸蔵されることとなる。そして、この
ように燃料添加を実施しない状態が持続し、触媒４１が
十分活性化された状態になったところで直ちに燃料添加
が再開されると、当該触媒４１によって還元・浄化でき
る限界量を上回る量のＮＯｘが、急速に放出されること
となる。
なくとも（図３中の斜線部に相当する）、触媒４１はあ
る程度の活性度を有しており、燃料添加を実施しない状
態が持続すれば、触媒ケーシング４２に流入する排気中
のＮＯｘが多量に吸蔵されることとなる。そして、この
ように燃料添加を実施しない状態が持続し、触媒４１が
十分活性化された状態になったところで直ちに燃料添加
が再開されると、当該触媒４１によって還元・浄化でき
る限界量を上回る量のＮＯｘが、急速に放出されること
となる。
【００７５】例えば、図４は、異なる条件下において触
媒４１内に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量を例示するグ
ラフである。図中において、ＮＯｘ吸蔵量（以下、標準
吸蔵量という）Ｒaは、排気温度Ｔexが触媒活性化領域
内にあり、燃料添加が周期的に繰り返されている場合で
あって、燃料添加が実施される直前のＮＯｘ吸蔵量に相
当する。また、ＮＯｘ吸蔵量（以下、添加再開前の吸蔵
量という）Ｒbは、燃料添加が実施されない状態が所定
期間持続した後、燃料添加が再開される直前のＮＯｘ吸
蔵量に相当する。また、ＮＯｘ吸蔵量Ｒ100は、排気温
度Ｔexが触媒活性化領域内にある場合に触媒４１が吸蔵
し得る最大のＮＯｘ吸蔵量（以下、限界量という）に相
当する。なお、標準吸蔵量Ｒaは、燃料添加の実施タイ
ミングを決定するために設定されるＮＯｘ濃度の基準値
Ｃstd（図２参照）に対応する数値である。
媒４１内に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量を例示するグ
ラフである。図中において、ＮＯｘ吸蔵量（以下、標準
吸蔵量という）Ｒaは、排気温度Ｔexが触媒活性化領域
内にあり、燃料添加が周期的に繰り返されている場合で
あって、燃料添加が実施される直前のＮＯｘ吸蔵量に相
当する。また、ＮＯｘ吸蔵量（以下、添加再開前の吸蔵
量という）Ｒbは、燃料添加が実施されない状態が所定
期間持続した後、燃料添加が再開される直前のＮＯｘ吸
蔵量に相当する。また、ＮＯｘ吸蔵量Ｒ100は、排気温
度Ｔexが触媒活性化領域内にある場合に触媒４１が吸蔵
し得る最大のＮＯｘ吸蔵量（以下、限界量という）に相
当する。なお、標準吸蔵量Ｒaは、燃料添加の実施タイ
ミングを決定するために設定されるＮＯｘ濃度の基準値
Ｃstd（図２参照）に対応する数値である。
【００７６】同図４に示すように、各条件下における標
準吸蔵量Ｒa及び限界量Ｒ100は、「Ｒa＜Ｒ100」なる関
係にある。燃料添加が周期的に実施されている場合、燃
料（還元剤）の添加前に限界量Ｒ100のＮＯｘを触媒４
１に吸蔵させることはなく、限界量Ｒ100よりも少量
（Ｒa）のＮＯｘが触媒４１に吸蔵された時点で燃料が
添加されるようＮＯｘ濃度の基準値Ｃstdは設定され
る。触媒４１内のＮＯｘ吸蔵量が限界量Ｒ100に達した
状態で僅かな期間でも当該触媒４１内への排気流入が継
続すれば、相当量のＮＯｘが当該触媒４１下流に流出し
てしまうことになる。また、温度条件等の微妙な変化や
触媒４１自体の経年変化に起因して限界量Ｒ100が変動
する懸念もある。すなわち、エンジン１のＥＣＵ４０
は、燃料添加の周期的な実施に際し、触媒４１内に実際
に吸蔵させるＮＯｘ量（標準吸蔵量）Ｒaと、限界量Ｒ1
00との間に予め十分な幅を設定しておき、触媒４１に流
入する全てのＮＯｘを確実に当該触媒４１に吸蔵させる
制御構造を適用する。
準吸蔵量Ｒa及び限界量Ｒ100は、「Ｒa＜Ｒ100」なる関
係にある。燃料添加が周期的に実施されている場合、燃
料（還元剤）の添加前に限界量Ｒ100のＮＯｘを触媒４
１に吸蔵させることはなく、限界量Ｒ100よりも少量
（Ｒa）のＮＯｘが触媒４１に吸蔵された時点で燃料が
添加されるようＮＯｘ濃度の基準値Ｃstdは設定され
る。触媒４１内のＮＯｘ吸蔵量が限界量Ｒ100に達した
状態で僅かな期間でも当該触媒４１内への排気流入が継
続すれば、相当量のＮＯｘが当該触媒４１下流に流出し
てしまうことになる。また、温度条件等の微妙な変化や
触媒４１自体の経年変化に起因して限界量Ｒ100が変動
する懸念もある。すなわち、エンジン１のＥＣＵ４０
は、燃料添加の周期的な実施に際し、触媒４１内に実際
に吸蔵させるＮＯｘ量（標準吸蔵量）Ｒaと、限界量Ｒ1
00との間に予め十分な幅を設定しておき、触媒４１に流
入する全てのＮＯｘを確実に当該触媒４１に吸蔵させる
制御構造を適用する。
【００７７】一方、添加再開前の吸蔵量Ｒbは、燃料添
加が実施されない状態が持続した期間、その期間中にお
けるエンジン１の運転状態、或いは触媒４１の晒される
温度条件等によって変動するものの、同図４に示すよう
に、限界量Ｒ100を上限として標準吸蔵量Ｒaを上回る場
合も多い。先ず、添加再開前の吸蔵量Ｒbが標準吸蔵量
Ｒａと異なっている場合に触媒１４への燃料添加が行わ
れると、燃料添加が周期的に実施されている場合と比べ
て、触媒４１から放出されるＮＯｘ量が異なるようにな
り、触媒４１下流で観測されるＮＯｘ濃度の推移態様も
異なるものとなる。とくに、添加再開前の吸蔵量Ｒbが
標準吸蔵量Ｒａを上回っている場合、ＮＯｘ濃度の推移
態様について、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃmin
は高くなり、添加インターバルＰが短くなる傾向、言い
換えれば、触媒４１の劣化が進行してその浄化機能が低
下する場合と類似した傾向がみられるようになる。触媒
４１に所定量を上回るＮＯｘが吸蔵されている状態で燃
料添加を実施すると、当該触媒４１によって還元・浄化
できる量を上回る過剰量のＮＯｘが当該触媒４１から放
出されるようになるからである。
加が実施されない状態が持続した期間、その期間中にお
けるエンジン１の運転状態、或いは触媒４１の晒される
温度条件等によって変動するものの、同図４に示すよう
に、限界量Ｒ100を上限として標準吸蔵量Ｒaを上回る場
合も多い。先ず、添加再開前の吸蔵量Ｒbが標準吸蔵量
Ｒａと異なっている場合に触媒１４への燃料添加が行わ
れると、燃料添加が周期的に実施されている場合と比べ
て、触媒４１から放出されるＮＯｘ量が異なるようにな
り、触媒４１下流で観測されるＮＯｘ濃度の推移態様も
異なるものとなる。とくに、添加再開前の吸蔵量Ｒbが
標準吸蔵量Ｒａを上回っている場合、ＮＯｘ濃度の推移
態様について、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃmin
は高くなり、添加インターバルＰが短くなる傾向、言い
換えれば、触媒４１の劣化が進行してその浄化機能が低
下する場合と類似した傾向がみられるようになる。触媒
４１に所定量を上回るＮＯｘが吸蔵されている状態で燃
料添加を実施すると、当該触媒４１によって還元・浄化
できる量を上回る過剰量のＮＯｘが当該触媒４１から放
出されるようになるからである。
【００７８】例えば、図５は、燃料添加を行った場合に
触媒４１下流において観測されるＮＯｘ濃度の推移態様
を示すタイムチャートである。ここで、推移態様αは、
正常な（劣化していない）状態にあり、且つ、標準吸蔵
量ＲａのＮＯｘが吸蔵されている触媒に対し燃料が添加
された場合にみられる推移態様に相当する。また、推移
態様βは、ＳＯｘ被毒等による劣化が進行している状態
にあり、且つ、標準吸蔵量Ｒａ（図４参照）のＮＯｘが
吸蔵されている触媒に対し燃料が添加された場合にみら
れる推移態様に相当する。また、推移態様γは、正常な
（劣化していない）状態にあり、且つ、標準吸蔵量Ｒａ
をやや上回る程度のＮＯｘが吸蔵されている触媒に対し
燃料が添加された場合にみられる推移態様に相当する。
また、推移態様δは、正常な（劣化していない）状態に
あり、且つ、推移態様γの場合よりさらに多量のＮＯｘ
が吸蔵されている触媒に対し燃料が添加された場合にみ
られる推移態様に相当する。なお、同図５の時間軸上、
時刻ｔ10は、燃料添加の実施時刻を示す。また、推移態
様αは、先の図２において示した推移態様の一部と同等
である。
触媒４１下流において観測されるＮＯｘ濃度の推移態様
を示すタイムチャートである。ここで、推移態様αは、
正常な（劣化していない）状態にあり、且つ、標準吸蔵
量ＲａのＮＯｘが吸蔵されている触媒に対し燃料が添加
された場合にみられる推移態様に相当する。また、推移
態様βは、ＳＯｘ被毒等による劣化が進行している状態
にあり、且つ、標準吸蔵量Ｒａ（図４参照）のＮＯｘが
吸蔵されている触媒に対し燃料が添加された場合にみら
れる推移態様に相当する。また、推移態様γは、正常な
（劣化していない）状態にあり、且つ、標準吸蔵量Ｒａ
をやや上回る程度のＮＯｘが吸蔵されている触媒に対し
燃料が添加された場合にみられる推移態様に相当する。
また、推移態様δは、正常な（劣化していない）状態に
あり、且つ、推移態様γの場合よりさらに多量のＮＯｘ
が吸蔵されている触媒に対し燃料が添加された場合にみ
られる推移態様に相当する。なお、同図５の時間軸上、
時刻ｔ10は、燃料添加の実施時刻を示す。また、推移態
様αは、先の図２において示した推移態様の一部と同等
である。
【００７９】同図５に示すように、推移態様α及びβを
比較して明らかなように、触媒４１に劣化が生じると、
ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃmin（図２を併せ参
照）は高くなり、添加インターバルＰが短くなる。その
一方、推移態様γや推移態様δが示すように、燃料添加
時における触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が増加した場合に
も、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃminは高くな
り、添加インターバルＰが短くなる。すなわち、推移態
様βと、推移態様γ又はδとの判別を行うことは難し
く、触媒４１の劣化の有無や程度について、誤判定がな
される懸念が生じる。とくに、推移態様δが示すよう
に、触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が所定量を上回ると、燃料
添加の実施によって到達する極小値Ｃminが基準値Ｃstd
を上回ってしまうこともある。このような場合に、ＮＯ
ｘ濃度が設定上限値を上回ったところで燃料添加を実施
するといった本来のフィードバック制御を継続すると、
触媒４１に対して過剰な燃料添加が行われることとなる
ため、ＨＣ排出量の増大による排気特性の悪化を招くこ
とにもなる。
比較して明らかなように、触媒４１に劣化が生じると、
ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃmin（図２を併せ参
照）は高くなり、添加インターバルＰが短くなる。その
一方、推移態様γや推移態様δが示すように、燃料添加
時における触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が増加した場合に
も、ＮＯｘ濃度の極大値Ｃmaxや極小値Ｃminは高くな
り、添加インターバルＰが短くなる。すなわち、推移態
様βと、推移態様γ又はδとの判別を行うことは難し
く、触媒４１の劣化の有無や程度について、誤判定がな
される懸念が生じる。とくに、推移態様δが示すよう
に、触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が所定量を上回ると、燃料
添加の実施によって到達する極小値Ｃminが基準値Ｃstd
を上回ってしまうこともある。このような場合に、ＮＯ
ｘ濃度が設定上限値を上回ったところで燃料添加を実施
するといった本来のフィードバック制御を継続すると、
触媒４１に対して過剰な燃料添加が行われることとなる
ため、ＨＣ排出量の増大による排気特性の悪化を招くこ
とにもなる。
【００８０】そこで、本実施の形態にかかるエンジン１
のＥＣＵ８０は、燃料添加が実施されない状態が持続す
ると所定期間は、触媒４１についての劣化判定を禁止す
るといった制御を行う。また、触媒４１下流において観
測されるＮＯｘ濃度が基準値Ｃstdを上回ると燃料添加
を実施するといった制御構造を通常の燃料添加では適用
するとともに、燃料添加が実施されない状態が持続した
後の所定期間は、予め設定されたタイミングで燃料添加
を実施するといった制御構造に切り換える処理を行う。
のＥＣＵ８０は、燃料添加が実施されない状態が持続す
ると所定期間は、触媒４１についての劣化判定を禁止す
るといった制御を行う。また、触媒４１下流において観
測されるＮＯｘ濃度が基準値Ｃstdを上回ると燃料添加
を実施するといった制御構造を通常の燃料添加では適用
するとともに、燃料添加が実施されない状態が持続した
後の所定期間は、予め設定されたタイミングで燃料添加
を実施するといった制御構造に切り換える処理を行う。
【００８１】以下、本実施の形態にかかるエンジン１の
ＥＣＵ８０が実施する「燃料添加制御」に関し、その具
体的な処理手順についてフローチャートを参照して説明
する。
ＥＣＵ８０が実施する「燃料添加制御」に関し、その具
体的な処理手順についてフローチャートを参照して説明
する。
【００８２】図６には、排気系４０へ燃料添加を行うに
あたり、その添加量や添加時期を制御するために実施さ
れる「燃料添加制御ルーチン」の処理内容を示す。この
ルーチン処理は、ＥＣＵ８０を通じてエンジン１の始動
と同時にその実行が開始され、所定時間毎に繰り返され
る。
あたり、その添加量や添加時期を制御するために実施さ
れる「燃料添加制御ルーチン」の処理内容を示す。この
ルーチン処理は、ＥＣＵ８０を通じてエンジン１の始動
と同時にその実行が開始され、所定時間毎に繰り返され
る。
【００８３】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
８０はステップＳ１０１において、燃料添加に関して現
在までに行われた処理の履歴を把握する。
８０はステップＳ１０１において、燃料添加に関して現
在までに行われた処理の履歴を把握する。
【００８４】本ルーチンに従って行う燃料添加の実施態
様は、（１）ＮＯｘセンサ７５の出力信号に基づいて把
握されるＮＯｘ濃度が上昇過程において基準値Ｃstdを
上回る毎に燃料添加を繰り返す実施態様（フィードバッ
ク制御による実施態様）と、（２）制御マップ上に予め
設定された添加インターバルＰ毎に燃料添加を繰り返す
実施態様（制御マップによる実施態様）と、（３）燃料
添加を実施しない（禁止する）態様とに分別される。
様は、（１）ＮＯｘセンサ７５の出力信号に基づいて把
握されるＮＯｘ濃度が上昇過程において基準値Ｃstdを
上回る毎に燃料添加を繰り返す実施態様（フィードバッ
ク制御による実施態様）と、（２）制御マップ上に予め
設定された添加インターバルＰ毎に燃料添加を繰り返す
実施態様（制御マップによる実施態様）と、（３）燃料
添加を実施しない（禁止する）態様とに分別される。
【００８５】同ステップＳ１０１においては、先ず、燃
料添加に関する上記３通りの実施態様（１）〜（３）の
うち、何れの態様が前回のルーチン処理で適用されてい
たかを把握する。また、前回のルーチン処理で、（３）
燃料添加を実施しない態様が適用されていた場合には、
当該（３）の態様が持続した期間を把握する。
料添加に関する上記３通りの実施態様（１）〜（３）の
うち、何れの態様が前回のルーチン処理で適用されてい
たかを把握する。また、前回のルーチン処理で、（３）
燃料添加を実施しない態様が適用されていた場合には、
当該（３）の態様が持続した期間を把握する。
【００８６】さらに、同ステップＳ１０１においてＥＣ
Ｕ８０は、燃料添加の実施にかかる調量弁１６の制御等
にとって必要な運転状態を把握する。例えばＥＣＵ８０
は、クランク角センサ７７の出力信号に基づいてエンジ
ン１の機関回転数Ｎｅを、またＮＯｘセンサ７５の出力
信号に基づいて排気中のＮＯｘ濃度を各々演算する。ま
た、アクセルの踏み込み量Ａｃｃ、排気温度Ｔｅｘ等を
把握する。
Ｕ８０は、燃料添加の実施にかかる調量弁１６の制御等
にとって必要な運転状態を把握する。例えばＥＣＵ８０
は、クランク角センサ７７の出力信号に基づいてエンジ
ン１の機関回転数Ｎｅを、またＮＯｘセンサ７５の出力
信号に基づいて排気中のＮＯｘ濃度を各々演算する。ま
た、アクセルの踏み込み量Ａｃｃ、排気温度Ｔｅｘ等を
把握する。
【００８７】ステップＳ１０２においては、エンジン１
の運転状態に関し、燃料添加の実施に不可欠な条件（必
要条件）が成立しているか否かを判断する。例えば以下
の条件（Ａ１）及び（Ａ２）が何れも成立していること
が、燃料添加を実施するための必要条件となる。
の運転状態に関し、燃料添加の実施に不可欠な条件（必
要条件）が成立しているか否かを判断する。例えば以下
の条件（Ａ１）及び（Ａ２）が何れも成立していること
が、燃料添加を実施するための必要条件となる。
【００８８】（Ａ１）排気温度Ｔｅｘが所定温度（例え
ば２５０℃）を上回っていること。これは、触媒４１が
十分活性化された状態になる条件に相当する。
ば２５０℃）を上回っていること。これは、触媒４１が
十分活性化された状態になる条件に相当する。
【００８９】（Ａ２）機関回転数Ｎｅ及びアクセルの踏
み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１の運転状態が燃
料添加に適していると判断されること。
み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１の運転状態が燃
料添加に適していると判断されること。
【００９０】上記条件（Ａ１）及び（Ａ２）が何れも成
立していれば、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ１０
３に移行し、上記条件（Ａ１）及び（Ａ２）のうち何れ
か一方でも成立していなければ、本ルーチンを一旦抜け
る。
立していれば、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ１０
３に移行し、上記条件（Ａ１）及び（Ａ２）のうち何れ
か一方でも成立していなければ、本ルーチンを一旦抜け
る。
【００９１】ステップＳ１０３においては、フィードバ
ック制御の実施条件が成立しているか否かを判断する。
この判断は、先のステップＳ１０１で把握した燃料添加
の実施に関する履歴を基になされる。すなわち、燃料添
加が実施されない状態（（３）の態様）の持続期間が所
定期間以下である場合、若しくは、フィードバック制御
による実施態様（（１）の態様）が継続している場合に
は、フィードバック制御の実施条件が成立していると判
断して、処理をステップＳ２０１に移行する。一方、燃
料添加が実施されない状態（（３）の態様）が所定期間
より長く持続している場合、若しくは制御マップによる
実施態様（（２）の実施態様）が継続している場合に
は、フィードバック制御の実施条件が成立していないと
判断して、処理をステップＳ３０１に移行する。
ック制御の実施条件が成立しているか否かを判断する。
この判断は、先のステップＳ１０１で把握した燃料添加
の実施に関する履歴を基になされる。すなわち、燃料添
加が実施されない状態（（３）の態様）の持続期間が所
定期間以下である場合、若しくは、フィードバック制御
による実施態様（（１）の態様）が継続している場合に
は、フィードバック制御の実施条件が成立していると判
断して、処理をステップＳ２０１に移行する。一方、燃
料添加が実施されない状態（（３）の態様）が所定期間
より長く持続している場合、若しくは制御マップによる
実施態様（（２）の実施態様）が継続している場合に
は、フィードバック制御の実施条件が成立していないと
判断して、処理をステップＳ３０１に移行する。
【００９２】ステップＳ２０１〜Ｓ２０５で行う一連の
処理は、上記フィードバック制御による実施態様
（（１）の実施態様）に関する。
処理は、上記フィードバック制御による実施態様
（（１）の実施態様）に関する。
【００９３】先ず、ステップＳ２０１においては、現時
点が、燃料添加を実施すべきタイミングに相当するか否
かを判断する。
点が、燃料添加を実施すべきタイミングに相当するか否
かを判断する。
【００９４】具体的には、ＮＯｘセンサ７５の出力信号
に基づいて把握される排気中のＮＯｘ濃度が、上昇過程
にあり且つ予め設定される基準値Ｃstd（図２参照）を
上回っていれば、現時点が、燃料添加を実施すべきタイ
ミングであると判断する。ＥＣＵ８０は、上記判断が肯
定であればその処理をステップＳ２０２に移行し、上記
判断が否定であれば、本ルーチンを一旦抜ける。
に基づいて把握される排気中のＮＯｘ濃度が、上昇過程
にあり且つ予め設定される基準値Ｃstd（図２参照）を
上回っていれば、現時点が、燃料添加を実施すべきタイ
ミングであると判断する。ＥＣＵ８０は、上記判断が肯
定であればその処理をステップＳ２０２に移行し、上記
判断が否定であれば、本ルーチンを一旦抜ける。
【００９５】ステップＳ２０２においては、調量弁１６
を開弁量を調整することにより、燃料添加ノズル１７を
通じて燃料添加を実施する。
を開弁量を調整することにより、燃料添加ノズル１７を
通じて燃料添加を実施する。
【００９６】ここで、燃料添加ノズル１７を通じて噴射
される添加燃料量（総量）Ｑは、基本的には調量弁１６
の開弁時間Ｔ（ミリ秒；ｍｓ）、および同弁１６の開弁
中燃料通路Ｐ２を通じて燃料添加ノズルに付与される燃
圧Ｐgの関数として、次式（ｉ）によって決定づけられ
る。
される添加燃料量（総量）Ｑは、基本的には調量弁１６
の開弁時間Ｔ（ミリ秒；ｍｓ）、および同弁１６の開弁
中燃料通路Ｐ２を通じて燃料添加ノズルに付与される燃
圧Ｐgの関数として、次式（ｉ）によって決定づけられ
る。
【００９７】Ｑ＝ｆ（Ｔ，Ｐg） …（ｉ） すなわち、ＥＣＵ８０は、上記決定した添加燃料量Ｑの
燃料が排気系に噴射供給されるように、添加燃料通路Ｐ
２内を流通する燃料のうち調量弁１６へ導入される現在
の燃圧Ｐgに基づいて開弁時間Ｔを演算する。そして同
じく上記決定された添加パターンに従って燃料が噴射さ
れるよう、所定のタイミングで、継続的、或いは断続的
に調量弁１６を通電制御することで、総計時間（開弁時
間）Ｔに亘って同弁１６を開弁させる。
燃料が排気系に噴射供給されるように、添加燃料通路Ｐ
２内を流通する燃料のうち調量弁１６へ導入される現在
の燃圧Ｐgに基づいて開弁時間Ｔを演算する。そして同
じく上記決定された添加パターンに従って燃料が噴射さ
れるよう、所定のタイミングで、継続的、或いは断続的
に調量弁１６を通電制御することで、総計時間（開弁時
間）Ｔに亘って同弁１６を開弁させる。
【００９８】続くステップＳ２０３においては、触媒４
１について劣化判定を行うための条件が成立しているか
否かを判断する。劣化判定は、例えば以下の条件（Ｂ
１）及び（Ｂ２）が何れも成立したときに行う。
１について劣化判定を行うための条件が成立しているか
否かを判断する。劣化判定は、例えば以下の条件（Ｂ
１）及び（Ｂ２）が何れも成立したときに行う。
【００９９】（Ｂ１）ステップＳ２０２での処理が前回
行われた後、ステップＳ１０２又はＳ１０３において否
定の判断がなされることなく、ステップＳ２０２での処
理が今回行われたこと、言い換えれば、制御マップによ
る実施態様（（２）の実施態様）や、燃料添加が実施さ
れない状態（（３）の態様）に移行することなく、フィ
ードバック制御による実施態様（（１）の実施態様）に
従った燃料添加の実施が、今回の実施を含め２回以上連
続して行われたこと。
行われた後、ステップＳ１０２又はＳ１０３において否
定の判断がなされることなく、ステップＳ２０２での処
理が今回行われたこと、言い換えれば、制御マップによ
る実施態様（（２）の実施態様）や、燃料添加が実施さ
れない状態（（３）の態様）に移行することなく、フィ
ードバック制御による実施態様（（１）の実施態様）に
従った燃料添加の実施が、今回の実施を含め２回以上連
続して行われたこと。
【０１００】（Ｂ２）前回の燃料添加の実施から今回の
燃料添加の実施までの期間（添加インターバルＰ；図２
参照）中、機関回転数Ｎｅやアクセルの踏み込み量Ａｃ
ｃ等に代表されるエンジン１の運転状態の変動幅が所定
値を下回っていたこと、言い換えれば、エンジン１の運
転状態が安定していたこと（準定常状態にあったこ
と）。
燃料添加の実施までの期間（添加インターバルＰ；図２
参照）中、機関回転数Ｎｅやアクセルの踏み込み量Ａｃ
ｃ等に代表されるエンジン１の運転状態の変動幅が所定
値を下回っていたこと、言い換えれば、エンジン１の運
転状態が安定していたこと（準定常状態にあったこ
と）。
【０１０１】ＥＣＵ８０は、上記条件（Ｂ１）及び（Ｂ
２）が何れも成立しているときには、触媒４１について
劣化判定を実施すべきと判断してその処理をステップＳ
２０３に移行する。一方、上記条件（Ｂ１）及び（Ｂ
２）が何れか１つでも成立していなければ、本ルーチン
を一旦抜ける。
２）が何れも成立しているときには、触媒４１について
劣化判定を実施すべきと判断してその処理をステップＳ
２０３に移行する。一方、上記条件（Ｂ１）及び（Ｂ
２）が何れか１つでも成立していなければ、本ルーチン
を一旦抜ける。
【０１０２】ステップＳ２０４においては、劣化判定の
実施に先立ち、前回の燃料添加の実施後、触媒４１下流
で観測されたＮＯｘ濃度の極小値Ｃminを把握する。
実施に先立ち、前回の燃料添加の実施後、触媒４１下流
で観測されたＮＯｘ濃度の極小値Ｃminを把握する。
【０１０３】ステップＳ２０５においては、触媒４１に
ついて劣化発生の有無を判定する。具体的には、上記ス
テップＳ２０４で把握した燃料添加の実施後にみられる
ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが設定上限値Ｈ１を上回って
いる場合、触媒４１が劣化し、その機能が低下している
旨の判定を行う。同ステップＳ２０５での処理を経た
後、ＥＣＵ８０はその後の処理を一旦終了する。
ついて劣化発生の有無を判定する。具体的には、上記ス
テップＳ２０４で把握した燃料添加の実施後にみられる
ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが設定上限値Ｈ１を上回って
いる場合、触媒４１が劣化し、その機能が低下している
旨の判定を行う。同ステップＳ２０５での処理を経た
後、ＥＣＵ８０はその後の処理を一旦終了する。
【０１０４】一方、先のステップＳ１０３で否定の判断
がなされた後、ステップＳ３０１及びＳ３０２で行う一
連の処理は、上記制御マップによる実施態様（（２）の
実施態様）に関する。
がなされた後、ステップＳ３０１及びＳ３０２で行う一
連の処理は、上記制御マップによる実施態様（（２）の
実施態様）に関する。
【０１０５】先ず、ステップＳ３０１においては、現時
点が、燃料添加を実施すべきタイミングに相当するか否
かを判断する。ＥＣＵ８０は、燃料が添加されない状態
が所定期間を上回って持続した後、初めて同ステップ３
０１にその処理を移行した場合、制御マップ（図示略）
を参照し、燃料が添加されない状態が持続した期間や、
その期間中に観測されたエンジン１の運転状態（例え
ば、排気温度Ｔex、エンジン回転数Ｎｅ、機関燃焼に供
される燃料の供給量等）の履歴等に基づいて、添加イン
ターバルＰを求める。また、初回の燃料添加の実施タイ
ミングは、燃料が添加されない状態が所定期間を上回っ
て持続した後、初めて同ステップ３０１にその処理を移
行した時点とすればよい。同ステップＳ３０１における
判断が肯定である場合、ＥＣＵ８０はその処理をステッ
プＳ３０２移行する。一方、同ステップＳ３０１におけ
る判断が否定である場合、ＥＣＵ８０は本ルーチンを一
旦抜ける。
点が、燃料添加を実施すべきタイミングに相当するか否
かを判断する。ＥＣＵ８０は、燃料が添加されない状態
が所定期間を上回って持続した後、初めて同ステップ３
０１にその処理を移行した場合、制御マップ（図示略）
を参照し、燃料が添加されない状態が持続した期間や、
その期間中に観測されたエンジン１の運転状態（例え
ば、排気温度Ｔex、エンジン回転数Ｎｅ、機関燃焼に供
される燃料の供給量等）の履歴等に基づいて、添加イン
ターバルＰを求める。また、初回の燃料添加の実施タイ
ミングは、燃料が添加されない状態が所定期間を上回っ
て持続した後、初めて同ステップ３０１にその処理を移
行した時点とすればよい。同ステップＳ３０１における
判断が肯定である場合、ＥＣＵ８０はその処理をステッ
プＳ３０２移行する。一方、同ステップＳ３０１におけ
る判断が否定である場合、ＥＣＵ８０は本ルーチンを一
旦抜ける。
【０１０６】ステップＳ３０２においては、先述したス
テップＳ２０２での処理と同様に調量弁１６の開弁制御
を通じて燃料添加を実施する。
テップＳ２０２での処理と同様に調量弁１６の開弁制御
を通じて燃料添加を実施する。
【０１０７】さらに、続くステップＳ３０３では、上記
ステップＳ３０２における燃料添加の実施後に観測され
るＮＯｘ濃度の極小値Ｃmin（図２を参照）を把握す
る。ここで、当該ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが所定値を
上回っている場合、ＥＣＵ８０は、触媒４１のＮＯｘ吸
蔵量が、燃料添加を周期的に実施している際のレベルま
で低下（回復）していないと判断する。すなわち、制御
マップによる実施態様（（２）の実施態様）を継続して
適用すべき旨を記憶しておき、ステップＳ１０３におい
て、次回も否定の判断を行うことにする（フィードバッ
ク制御による実施態様は適用しない）。一方、当該ＮＯ
ｘ濃度の極小値Ｃminが所定値以下である場合、ＥＣＵ
８０は、触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が、燃料添加を周期的
に実施している際のレベルまで低下（回復）したと判断
する。すなわち、制御マップによる実施態様（（２）の
実施態様）の適用を一旦終了すべき旨を記憶しておき、
ステップＳ１０３において、次回には肯定の判断を行う
ことにする（フィードバック制御による実施態様を適用
する）。
ステップＳ３０２における燃料添加の実施後に観測され
るＮＯｘ濃度の極小値Ｃmin（図２を参照）を把握す
る。ここで、当該ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが所定値を
上回っている場合、ＥＣＵ８０は、触媒４１のＮＯｘ吸
蔵量が、燃料添加を周期的に実施している際のレベルま
で低下（回復）していないと判断する。すなわち、制御
マップによる実施態様（（２）の実施態様）を継続して
適用すべき旨を記憶しておき、ステップＳ１０３におい
て、次回も否定の判断を行うことにする（フィードバッ
ク制御による実施態様は適用しない）。一方、当該ＮＯ
ｘ濃度の極小値Ｃminが所定値以下である場合、ＥＣＵ
８０は、触媒４１のＮＯｘ吸蔵量が、燃料添加を周期的
に実施している際のレベルまで低下（回復）したと判断
する。すなわち、制御マップによる実施態様（（２）の
実施態様）の適用を一旦終了すべき旨を記憶しておき、
ステップＳ１０３において、次回には肯定の判断を行う
ことにする（フィードバック制御による実施態様を適用
する）。
【０１０８】上記ステップＳ３０３を経た後、ＥＣＵ８
０はその後の処理を一旦終了する。
０はその後の処理を一旦終了する。
【０１０９】上記処理手順に基づき、本実施の形態にか
かるエンジン１の排気浄化装置は、触媒４１に吸収され
たＮＯｘの還元浄化を継続的に行いつつ、同触媒４１の
ＮＯｘ吸収能力の再生と、同触媒４１の劣化判定とを併
せ行う。
かるエンジン１の排気浄化装置は、触媒４１に吸収され
たＮＯｘの還元浄化を継続的に行いつつ、同触媒４１の
ＮＯｘ吸収能力の再生と、同触媒４１の劣化判定とを併
せ行う。
【０１１０】以上の態様で、触媒４１を介して排気中の
ＮＯｘを還元・浄化するとともに、当該触媒４１の劣化
判定を適宜のタイミングで併せ行うエンジン１の排気浄
化装置によれば、燃料が添加されない状態が持続した
後、所定の期間は、触媒４１について劣化判定を実行し
ない（劣化判定の実行を禁止する）。従って、触媒４１
の下流に流出する過剰なＮＯｘが誤判定を引き起こす懸
念は好適に解消される。
ＮＯｘを還元・浄化するとともに、当該触媒４１の劣化
判定を適宜のタイミングで併せ行うエンジン１の排気浄
化装置によれば、燃料が添加されない状態が持続した
後、所定の期間は、触媒４１について劣化判定を実行し
ない（劣化判定の実行を禁止する）。従って、触媒４１
の下流に流出する過剰なＮＯｘが誤判定を引き起こす懸
念は好適に解消される。
【０１１１】また、触媒４１内のＮＯｘ吸蔵量に応じ、
制御マップに基づく燃料添加の実施（周期的な実施）
と、フィードバック制御による燃料添加の実施（周期的
な実施）とを適宜選択すること、すなわち、触媒４１の
状態に応じた適正な燃料添加の実施態様を選択すること
により、触媒４１の還元・浄化にかかる性能が常時最適
化されるようになる。
制御マップに基づく燃料添加の実施（周期的な実施）
と、フィードバック制御による燃料添加の実施（周期的
な実施）とを適宜選択すること、すなわち、触媒４１の
状態に応じた適正な燃料添加の実施態様を選択すること
により、触媒４１の還元・浄化にかかる性能が常時最適
化されるようになる。
【０１１２】なお、上記「燃料添加制御ルーチン」にお
いては、燃料添加の実施後、触媒４１下流で観測される
ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが設定上限値Ｈ１を上回った
場合、当該触媒４１に劣化が発生していると判断するこ
とにした（ステップＳ２０５）。これに対し、例えば燃
料添加の実施後、触媒４１下流で観測されるＮＯｘ濃度
の極大値Ｃmaxが所定値を上回った場合、当該触媒４１
に劣化が発生していると判断することとしてもよい。ま
た、前回の燃料添加の実施から今回の燃料添加の実施ま
での期間、すなわち添加インターバルＰが所定時間を下
回った場合、当該触媒４１に劣化が発生していると判断
することとしてもよい。要は、触媒４１が劣化すること
で、燃料添加の実施後に触媒４１下流で観測されるＮＯ
ｘ濃度の変化態様が異なるものとなることを識別できれ
ば、他の如何なる基準を採用しても、本実施の形態と同
等若しくはこれに準ずる効果を奏することはできる。
いては、燃料添加の実施後、触媒４１下流で観測される
ＮＯｘ濃度の極小値Ｃminが設定上限値Ｈ１を上回った
場合、当該触媒４１に劣化が発生していると判断するこ
とにした（ステップＳ２０５）。これに対し、例えば燃
料添加の実施後、触媒４１下流で観測されるＮＯｘ濃度
の極大値Ｃmaxが所定値を上回った場合、当該触媒４１
に劣化が発生していると判断することとしてもよい。ま
た、前回の燃料添加の実施から今回の燃料添加の実施ま
での期間、すなわち添加インターバルＰが所定時間を下
回った場合、当該触媒４１に劣化が発生していると判断
することとしてもよい。要は、触媒４１が劣化すること
で、燃料添加の実施後に触媒４１下流で観測されるＮＯ
ｘ濃度の変化態様が異なるものとなることを識別できれ
ば、他の如何なる基準を採用しても、本実施の形態と同
等若しくはこれに準ずる効果を奏することはできる。
【０１１３】また、上記「燃料添加制御ルーチン」にお
いては、燃料添加の実施に関し制御マップによる実施態
様の適用を開始した後、燃料の添加後に観測されるＮＯ
ｘ濃度の極小値Ｃminが所定値以下となるようになれ
ば、その時点で当該制御マップによる実施態様の適用を
一旦終了すること（フィードバック制御による実施態様
を復帰させること）とした。ところで、制御マップによ
る実施態様を適用して燃料添加を周期的に実施すると、
燃料の添加後に推移するＮＯｘ濃度の極大値Ｃmax及び
極小値Ｃminは、燃料添加の実施回数を重ねる毎に、徐
々に低下する。そこで、制御マップによる実施態様の適
用後、極大値Ｃmax、極小値Ｃmin、或いは両者Ｃmax，
Ｃminの平均値が所定値を下回るようになれば、その時
点で当該制御マップによる実施態様の適用を一旦終了す
ること（フィードバック制御による実施態様を復帰させ
ること）としても、本実施の形態と同等若しくはこれに
準ずる効果を奏することはできる。
いては、燃料添加の実施に関し制御マップによる実施態
様の適用を開始した後、燃料の添加後に観測されるＮＯ
ｘ濃度の極小値Ｃminが所定値以下となるようになれ
ば、その時点で当該制御マップによる実施態様の適用を
一旦終了すること（フィードバック制御による実施態様
を復帰させること）とした。ところで、制御マップによ
る実施態様を適用して燃料添加を周期的に実施すると、
燃料の添加後に推移するＮＯｘ濃度の極大値Ｃmax及び
極小値Ｃminは、燃料添加の実施回数を重ねる毎に、徐
々に低下する。そこで、制御マップによる実施態様の適
用後、極大値Ｃmax、極小値Ｃmin、或いは両者Ｃmax，
Ｃminの平均値が所定値を下回るようになれば、その時
点で当該制御マップによる実施態様の適用を一旦終了す
ること（フィードバック制御による実施態様を復帰させ
ること）としても、本実施の形態と同等若しくはこれに
準ずる効果を奏することはできる。
【０１１４】また、制御マップによる実施態様の適用を
開始する時点における触媒４１のＮＯｘ吸蔵量に基づ
き、当該制御マップによる実施態様の適用を継続する期
間を設定することとしてもよい。この場合、制御マップ
による実施態様の適用を開始する時点における触媒４１
のＮＯｘ吸蔵量ｑｎstkは、例えば触媒４１に流入する
排気（入りガス）中のＮＯｘ量（流量）ｑｎinと、触媒
４１から流出する排気（出ガス）中のＮＯｘ量（流量）
ｑｎoutとの差に基づく関数として算出することとする
ことができる（次式（ii）参照）。
開始する時点における触媒４１のＮＯｘ吸蔵量に基づ
き、当該制御マップによる実施態様の適用を継続する期
間を設定することとしてもよい。この場合、制御マップ
による実施態様の適用を開始する時点における触媒４１
のＮＯｘ吸蔵量ｑｎstkは、例えば触媒４１に流入する
排気（入りガス）中のＮＯｘ量（流量）ｑｎinと、触媒
４１から流出する排気（出ガス）中のＮＯｘ量（流量）
ｑｎoutとの差に基づく関数として算出することとする
ことができる（次式（ii）参照）。
【０１１５】ｑｎstk＝ｆ（ｑｎin−ｑｎout）…（ii） ここで、触媒４１に流入する排気（入りガス）中のＮＯ
ｘ量（流量）ｑｎinは、燃料添加が実施されない期間中
に把握されるエンジン回転数Ｎｅやエンジン１の機関燃
焼に供される燃料消費量等に基づき制御マップ（図示
略）を参照して算出すればよい。また、触媒４１から流
出する排気（出ガス）中のＮＯｘ量（流量）ｑｎout
は、同じく燃料添加が実施されない期間中に把握される
ＮＯｘセンサ７５の出力信号に基づいて算出すればよ
い。
ｘ量（流量）ｑｎinは、燃料添加が実施されない期間中
に把握されるエンジン回転数Ｎｅやエンジン１の機関燃
焼に供される燃料消費量等に基づき制御マップ（図示
略）を参照して算出すればよい。また、触媒４１から流
出する排気（出ガス）中のＮＯｘ量（流量）ｑｎout
は、同じく燃料添加が実施されない期間中に把握される
ＮＯｘセンサ７５の出力信号に基づいて算出すればよ
い。
【０１１６】また、燃料添加の実施態様を、制御マップ
による実施態様からフィードバック制御による実施態様
に切り換えるタイミング（切り換えタイミング）を決定
づける基準としては、各種基準を採用し得ることは上述
した通りであるが、これら基準の全て、或いはその中か
ら複数の基準を採用してもよい。この場合、例えば、採
用された各基準に基づく複数の切り換えタイミングを想
定し、そのうち最も早いタイミング、或いは最も遅いタ
イミング等を実際に採用して、制御マップによる実施態
様からフィードバック制御による実施態様に切り換える
制御を行えばよい。 （第２の実施の形態）次に、本発明にかかる内燃機関の
排気浄化装置を、ディーゼルエンジンシステムに適用し
た第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異な
る点を中心に説明する。
による実施態様からフィードバック制御による実施態様
に切り換えるタイミング（切り換えタイミング）を決定
づける基準としては、各種基準を採用し得ることは上述
した通りであるが、これら基準の全て、或いはその中か
ら複数の基準を採用してもよい。この場合、例えば、採
用された各基準に基づく複数の切り換えタイミングを想
定し、そのうち最も早いタイミング、或いは最も遅いタ
イミング等を実際に採用して、制御マップによる実施態
様からフィードバック制御による実施態様に切り換える
制御を行えばよい。 （第２の実施の形態）次に、本発明にかかる内燃機関の
排気浄化装置を、ディーゼルエンジンシステムに適用し
た第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異な
る点を中心に説明する。
【０１１７】なお、当該第２の実施の形態にあって、適
用対象とするエンジンシステムの構成、ＥＣＵ及びその
周辺の電気的構成（図１）は先の第１の実施の形態と同
一である。このため、同一の機能および構造を有する部
材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、
ここでの重複する説明は割愛することとする。
用対象とするエンジンシステムの構成、ＥＣＵ及びその
周辺の電気的構成（図１）は先の第１の実施の形態と同
一である。このため、同一の機能および構造を有する部
材やハードウエア構成等については同一の符号を用い、
ここでの重複する説明は割愛することとする。
【０１１８】先の第１の実施の形態において説明した
「燃料添加制御ルーチン」では、フィードバック制御に
よる燃料添加の実施を繰り返し行う場合にみられる添加
インターバルＰの長さ等に基づいて、触媒４１の劣化の
有無について判定を行うこととした。
「燃料添加制御ルーチン」では、フィードバック制御に
よる燃料添加の実施を繰り返し行う場合にみられる添加
インターバルＰの長さ等に基づいて、触媒４１の劣化の
有無について判定を行うこととした。
【０１１９】ところで、先の従来技術においても説明し
たように、排気中に存在するＳＯｘは、ＮＯｘの場合と
同様のメカニズムに基づき、しかも、ＮＯｘに比べてよ
り高い効率で触媒４１に吸収される特性を有する。ま
た、一旦触媒に吸収されたＳＯｘは、同触媒に吸蔵され
ているＮＯｘを放出するために十分な条件、すなわち排
気中の酸素濃度が所定値を下回る条件下にあっても、同
触媒から容易には放出されない。このため、機関運転の
継続に伴い触媒４１には、排気中のＳＯｘが徐々に触媒
４１に堆積していく所謂ＳＯｘ被毒が生じることとな
る。すなわち、触媒４１におけるＳＯｘの堆積量（吸蔵
量）が増加することにより、同触媒４１が吸収できるＮ
Ｏｘの限界量が減少し、ＮＯｘの浄化率が低下する。す
なわち、触媒４１の劣化が生じる。
たように、排気中に存在するＳＯｘは、ＮＯｘの場合と
同様のメカニズムに基づき、しかも、ＮＯｘに比べてよ
り高い効率で触媒４１に吸収される特性を有する。ま
た、一旦触媒に吸収されたＳＯｘは、同触媒に吸蔵され
ているＮＯｘを放出するために十分な条件、すなわち排
気中の酸素濃度が所定値を下回る条件下にあっても、同
触媒から容易には放出されない。このため、機関運転の
継続に伴い触媒４１には、排気中のＳＯｘが徐々に触媒
４１に堆積していく所謂ＳＯｘ被毒が生じることとな
る。すなわち、触媒４１におけるＳＯｘの堆積量（吸蔵
量）が増加することにより、同触媒４１が吸収できるＮ
Ｏｘの限界量が減少し、ＮＯｘの浄化率が低下する。す
なわち、触媒４１の劣化が生じる。
【０１２０】当該第２の実施の形態にかかるエンジン１
のＥＣＵ８０は、第１の実施の形態にかかる「燃料添加
制御ルーチン」の同等のルーチンに従う燃料添加制御を
行う。その一方、当該ルーチンにおいて、触媒４１に劣
化が生じＮＯｘの浄化機能が低下している旨の判定がな
された場合、触媒４１にＳＯｘが堆積している（ＳＯｘ
被毒が生じている）ものと推定して、当該ＳＯｘを触媒
４１から除去する処理（ＳＯｘ被毒回復処理）を行う。
さらに、触媒４１の劣化状態が、ＳＯｘ被毒が進行する
こと、或いはＨＣ被毒や熱劣化等、他の劣化現象が発生
することより、回復不能な状態（以下、完全劣化とい
う）にまで及んでいないかどうかを、ＳＯｘ被毒回復処
理の終了後の触媒４１の状態に基づいて判定する。
のＥＣＵ８０は、第１の実施の形態にかかる「燃料添加
制御ルーチン」の同等のルーチンに従う燃料添加制御を
行う。その一方、当該ルーチンにおいて、触媒４１に劣
化が生じＮＯｘの浄化機能が低下している旨の判定がな
された場合、触媒４１にＳＯｘが堆積している（ＳＯｘ
被毒が生じている）ものと推定して、当該ＳＯｘを触媒
４１から除去する処理（ＳＯｘ被毒回復処理）を行う。
さらに、触媒４１の劣化状態が、ＳＯｘ被毒が進行する
こと、或いはＨＣ被毒や熱劣化等、他の劣化現象が発生
することより、回復不能な状態（以下、完全劣化とい
う）にまで及んでいないかどうかを、ＳＯｘ被毒回復処
理の終了後の触媒４１の状態に基づいて判定する。
【０１２１】以下、上記ＳＯｘ被毒回復処理と、触媒４
１の完全劣化についての判定とに関し、本実施の形態に
かかるエンジン１のＥＣＵ８０が行う具体的な処理手順
について、フローチャートを参照して説明する。
１の完全劣化についての判定とに関し、本実施の形態に
かかるエンジン１のＥＣＵ８０が行う具体的な処理手順
について、フローチャートを参照して説明する。
【０１２２】図７には、触媒４１に堆積したＳＯｘを適
宜放出させるために実施される「ＳＯｘ被毒回復制御ル
ーチン」の処理内容を示す。
宜放出させるために実施される「ＳＯｘ被毒回復制御ル
ーチン」の処理内容を示す。
【０１２３】「燃料添加制御ルーチン」のステップＳ２
０５（図６参照）において、触媒４１に劣化が生じＮＯ
ｘの浄化機能が低下している旨の判定がなされると、Ｅ
ＣＵ８０は、同ルーチンでの処理を一旦終了した後、そ
の処理を速やかに「ＳＯｘ被毒回復制御ルーチン」に移
行する。なお、この「ＳＯｘ被毒回復制御ルーチン」は
「燃料添加制御ルーチン」と択一的に実施される制御ル
ーチンであり、一方のルーチン処理が実施されている場
合、他方のルーチン処理は実施されない。
０５（図６参照）において、触媒４１に劣化が生じＮＯ
ｘの浄化機能が低下している旨の判定がなされると、Ｅ
ＣＵ８０は、同ルーチンでの処理を一旦終了した後、そ
の処理を速やかに「ＳＯｘ被毒回復制御ルーチン」に移
行する。なお、この「ＳＯｘ被毒回復制御ルーチン」は
「燃料添加制御ルーチン」と択一的に実施される制御ル
ーチンであり、一方のルーチン処理が実施されている場
合、他方のルーチン処理は実施されない。
【０１２４】処理がこのルーチンに移行すると、ＥＣＵ
８０は先ずステップ４０１において、ＳＯｘ被毒回復処
理を実施するにあたって必要な運転状態を把握する。例
えばＥＣＵ８０は、クランク角センサ７７の出力信号に
基づいてエンジン１の機関回転数Ｎｅを、またＮＯｘセ
ンサ７５の出力信号に基づいて排気中のＮＯｘ濃度を各
々演算する。また、アクセルの踏み込み量Ａｃｃ、排気
温度Ｔex等を把握する。
８０は先ずステップ４０１において、ＳＯｘ被毒回復処
理を実施するにあたって必要な運転状態を把握する。例
えばＥＣＵ８０は、クランク角センサ７７の出力信号に
基づいてエンジン１の機関回転数Ｎｅを、またＮＯｘセ
ンサ７５の出力信号に基づいて排気中のＮＯｘ濃度を各
々演算する。また、アクセルの踏み込み量Ａｃｃ、排気
温度Ｔex等を把握する。
【０１２５】続くステップＳ４０２においては、エンジ
ン１の運転状態に関し、ＳＯｘ被毒回復処理の実施に不
可欠な条件（必要条件）が成立しているか否かを判断す
る。例えば以下の条件（Ｃ１）及び（Ｃ２）が何れも成
立していることが、燃料添加を実施するための必要条件
となる。
ン１の運転状態に関し、ＳＯｘ被毒回復処理の実施に不
可欠な条件（必要条件）が成立しているか否かを判断す
る。例えば以下の条件（Ｃ１）及び（Ｃ２）が何れも成
立していることが、燃料添加を実施するための必要条件
となる。
【０１２６】（Ｃ１）排気温度Ｔｅｘが所定温度（例え
ば３００℃）を上回っていること。これは、触媒４１が
十分活性化され、且つ高温となり、ＳＯｘが放出されや
すい状態となる条件に相当する。なお、この条件を満た
すべく、同触媒４１或いは排気系４０の触媒４１上流に
はヒータ等（図示略）を設け、このようなヒータ等を作
動させること、或いはエンジン１に低温燃焼（ＥＧＲ率
を高める等して排気中の未燃成分を増加させること）を
行わせること等して、積極的に触媒４１を昇温させるの
が好ましい。
ば３００℃）を上回っていること。これは、触媒４１が
十分活性化され、且つ高温となり、ＳＯｘが放出されや
すい状態となる条件に相当する。なお、この条件を満た
すべく、同触媒４１或いは排気系４０の触媒４１上流に
はヒータ等（図示略）を設け、このようなヒータ等を作
動させること、或いはエンジン１に低温燃焼（ＥＧＲ率
を高める等して排気中の未燃成分を増加させること）を
行わせること等して、積極的に触媒４１を昇温させるの
が好ましい。
【０１２７】（Ｃ２）機関回転数Ｎｅ及びアクセルの踏
み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１の運転状態がＳ
Ｏｘ被毒回復処理に適していると判断されること。この
条件には、燃料添加の実施に際して適用される実施条件
（「燃料添加制御ルーチン」のステップＳ１０２におい
て適用される条件（Ａ２））に比し、機関負荷がより低
い状態（より軽負荷の運転領域）が設定される。
み込み量Ａｃｃの関係等からエンジン１の運転状態がＳ
Ｏｘ被毒回復処理に適していると判断されること。この
条件には、燃料添加の実施に際して適用される実施条件
（「燃料添加制御ルーチン」のステップＳ１０２におい
て適用される条件（Ａ２））に比し、機関負荷がより低
い状態（より軽負荷の運転領域）が設定される。
【０１２８】上記条件（Ｃ１）及び（Ｃ２）が何れも成
立していれば、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ４０
３に移行し、上記条件（Ｃ１）及び（Ｃ２）のうち何れ
か一方でも成立していなければ、本ルーチンを一旦抜け
る。
立していれば、ＥＣＵ８０はその処理をステップＳ４０
３に移行し、上記条件（Ｃ１）及び（Ｃ２）のうち何れ
か一方でも成立していなければ、本ルーチンを一旦抜け
る。
【０１２９】ステップＳ４０３においてＥＣＵ８０は、
ＳＯｘ被毒回復処理を実施する。
ＳＯｘ被毒回復処理を実施する。
【０１３０】ＳＯｘ被毒回復処理は、通常の燃料添加と
同じく、調量弁１６の開弁量を調整することにより燃料
添加ノズル１７を通じて当該触媒４１に燃料を添加供給
する処理である。ただし、触媒４１の晒される温度条件
に関し、通常の燃料添加に際して採用される温度条件よ
りも高温の条件（本実施の形態では、３００℃を上回る
温度条件）下で、しかも、通常の燃料添加と比べると、
比較的長時間に亘り、言い換えると比較的多量の燃料
（還元剤）を触媒４１に供給する。
同じく、調量弁１６の開弁量を調整することにより燃料
添加ノズル１７を通じて当該触媒４１に燃料を添加供給
する処理である。ただし、触媒４１の晒される温度条件
に関し、通常の燃料添加に際して採用される温度条件よ
りも高温の条件（本実施の形態では、３００℃を上回る
温度条件）下で、しかも、通常の燃料添加と比べると、
比較的長時間に亘り、言い換えると比較的多量の燃料
（還元剤）を触媒４１に供給する。
【０１３１】続くステップＳ４０４においては、触媒４
１の完全劣化について判定を実施する。触媒４１の完全
劣化についての判定は、以下の手順１〜４に従って行
う。
１の完全劣化について判定を実施する。触媒４１の完全
劣化についての判定は、以下の手順１〜４に従って行
う。
【０１３２】［手順１］前回のＳＯｘ被毒回復処理の完
了時から今回のＳＯｘ被毒回復処理の完了時までに、触
媒４１に流入した総ＳＯｘ量Ｓinを、次式（iii）に従
って算出する。
了時から今回のＳＯｘ被毒回復処理の完了時までに、触
媒４１に流入した総ＳＯｘ量Ｓinを、次式（iii）に従
って算出する。
【０１３３】Ｓin＝Ｑtotal×Ｓconc×ａ …（iii） ただし、 Ｑtotal：前回のＳＯｘ被毒回復処理の完了時から今回
のＳＯｘ被毒回復処理の完了時までに、エンジン１の消
費した燃料量（触媒４１を通過した排気の起源となった
全燃料量に相当する；以下、全燃料消費量という） Ｓconc ：エンジン１の燃料中に含まれる硫黄（Ｓ）成
分の含有率（例えば、０．１〜０．５重量％） ａ ：係数（例えば吸気量Ｇａや排気温度Ｔexに基
づいて決定する） ［手順２］今回のＳＯｘ被毒回復処理により触媒４１か
ら放出されたＳＯｘ量（以下、ＳＯｘ放出量という）Ｓ
relを算出する。ＳＯｘ放出量Ｓrelは、ＳＯｘ被毒回復
処理の実施期間（燃料添加の継続時間）に略比例するこ
とが確認されている。従って、ＳＯｘ放出量は、今回の
ＳＯｘ被毒回復処理の実施期間に基づき、制御マップ
（図示略）を参照して算出する。
のＳＯｘ被毒回復処理の完了時までに、エンジン１の消
費した燃料量（触媒４１を通過した排気の起源となった
全燃料量に相当する；以下、全燃料消費量という） Ｓconc ：エンジン１の燃料中に含まれる硫黄（Ｓ）成
分の含有率（例えば、０．１〜０．５重量％） ａ ：係数（例えば吸気量Ｇａや排気温度Ｔexに基
づいて決定する） ［手順２］今回のＳＯｘ被毒回復処理により触媒４１か
ら放出されたＳＯｘ量（以下、ＳＯｘ放出量という）Ｓ
relを算出する。ＳＯｘ放出量Ｓrelは、ＳＯｘ被毒回復
処理の実施期間（燃料添加の継続時間）に略比例するこ
とが確認されている。従って、ＳＯｘ放出量は、今回の
ＳＯｘ被毒回復処理の実施期間に基づき、制御マップ
（図示略）を参照して算出する。
【０１３４】［手順３］次式（iv）に従い、今回実施し
たＳＯｘ被毒回復処理の完了時において、今だ触媒４１
に蓄積されているＳＯｘ量（以下、ＳＯｘ蓄積量とい
う）Ｓstkを算出する。
たＳＯｘ被毒回復処理の完了時において、今だ触媒４１
に蓄積されているＳＯｘ量（以下、ＳＯｘ蓄積量とい
う）Ｓstkを算出する。
【０１３５】 Ｓstk＝Ｓin−Ｓrel＋Ｓstk(old) …（iv） ただし、 Ｓstk(old)：前回実施したＳＯｘ被毒回復処理の完了時
におけるＳＯｘ蓄積量 ［手順４］ＳＯｘ蓄積量Ｓstkが所定量を上回っている
か否かを判断する。当該判断が肯定であることは、ＳＯ
ｘ被毒回復処理を行ったにも関わらず、相当量のＳＯｘ
が触媒４１に蓄積されている状態が続いていることを意
味し、この場合、ＥＣＵ８０は、「触媒４１に完全劣化
が生じている」旨の判定を行う。一方、上記判断が否定
であることは、ＳＯｘ被毒回復処理を行ったことによ
り、触媒４１がＳＯｘ被毒から十分に回復したことを意
味し、この場合、ＥＣＵ８０は、「触媒４１に完全劣化
は生じていない（触媒４１は再生可能な状態である）」
旨の判定を行う。
におけるＳＯｘ蓄積量 ［手順４］ＳＯｘ蓄積量Ｓstkが所定量を上回っている
か否かを判断する。当該判断が肯定であることは、ＳＯ
ｘ被毒回復処理を行ったにも関わらず、相当量のＳＯｘ
が触媒４１に蓄積されている状態が続いていることを意
味し、この場合、ＥＣＵ８０は、「触媒４１に完全劣化
が生じている」旨の判定を行う。一方、上記判断が否定
であることは、ＳＯｘ被毒回復処理を行ったことによ
り、触媒４１がＳＯｘ被毒から十分に回復したことを意
味し、この場合、ＥＣＵ８０は、「触媒４１に完全劣化
は生じていない（触媒４１は再生可能な状態である）」
旨の判定を行う。
【０１３６】ステップＳ４０４を経た後、ＥＣＵ８０
は、その後の処理を一旦終了する。ちなみに、ステップ
Ｓ４０４において、「触媒４１に完全劣化が生じてい
る」旨の判定を行った場合、ＥＣＵ８０は、例えば警告
灯（図示略）の点灯や、警告音の発生等を通じ、運転者
に対して触媒４１の交換等、適宜の処置を促す。
は、その後の処理を一旦終了する。ちなみに、ステップ
Ｓ４０４において、「触媒４１に完全劣化が生じてい
る」旨の判定を行った場合、ＥＣＵ８０は、例えば警告
灯（図示略）の点灯や、警告音の発生等を通じ、運転者
に対して触媒４１の交換等、適宜の処置を促す。
【０１３７】上記処理手順に基づき、本実施の形態にか
かるエンジン１の排気浄化装置は、第１の実施の形態と
同様の燃料添加制御を実行する他、適宜のタイミングで
ＳＯｘ被毒回復処理と、触媒４１の完全劣化についての
判定とを併せ行う。そして、こうした一連の制御を通
じ、エンジン１の排気中に含まれるＮＯｘの還元・浄化
と、触媒４１の劣化発生の有無の認識、劣化した触媒４
１の機能回復措置、機能回復が困難な完全劣化の発生の
検知とを、併せて行う。
かるエンジン１の排気浄化装置は、第１の実施の形態と
同様の燃料添加制御を実行する他、適宜のタイミングで
ＳＯｘ被毒回復処理と、触媒４１の完全劣化についての
判定とを併せ行う。そして、こうした一連の制御を通
じ、エンジン１の排気中に含まれるＮＯｘの還元・浄化
と、触媒４１の劣化発生の有無の認識、劣化した触媒４
１の機能回復措置、機能回復が困難な完全劣化の発生の
検知とを、併せて行う。
【０１３８】以上の態様で、触媒４１を介して排気中の
ＮＯｘを還元・浄化するとともに、当該触媒４１の劣化
判定を適宜のタイミングで併せ行うエンジン１の排気浄
化装置によれば、先の第１の実施の形態による効果に加
え、触媒４１に回復不能な劣化（完全劣化）が生じた場
合、これを正確に検知（判定）することで、適切な措置
を講じることができるようになる。
ＮＯｘを還元・浄化するとともに、当該触媒４１の劣化
判定を適宜のタイミングで併せ行うエンジン１の排気浄
化装置によれば、先の第１の実施の形態による効果に加
え、触媒４１に回復不能な劣化（完全劣化）が生じた場
合、これを正確に検知（判定）することで、適切な措置
を講じることができるようになる。
【０１３９】さらに、上記第１の実施の形態と同様、燃
料が添加されない状態が持続した後、所定の期間は、こ
のような完全劣化の判定を禁止する（判定を行わない）
制御構造を適用することで、触媒４１の下流に流出する
過剰なＮＯｘが当該触媒４１の完全劣化についての誤判
定を引き起こす懸念は好適に解消される。
料が添加されない状態が持続した後、所定の期間は、こ
のような完全劣化の判定を禁止する（判定を行わない）
制御構造を適用することで、触媒４１の下流に流出する
過剰なＮＯｘが当該触媒４１の完全劣化についての誤判
定を引き起こす懸念は好適に解消される。
【０１４０】すなわち、触媒４１の劣化状態に関し、回
復可能な劣化と、回復不可能な劣化とを正確に判別して
検知することができるようになる。言い換えれば、劣化
の有無のみならず、劣化の程度に応じて、精度及び信頼
性の高い判定を行うことができるようになる。
復可能な劣化と、回復不可能な劣化とを正確に判別して
検知することができるようになる。言い換えれば、劣化
の有無のみならず、劣化の程度に応じて、精度及び信頼
性の高い判定を行うことができるようになる。
【０１４１】なお、上記「ＳＯｘ被毒回復制御ルーチ
ン」のステップＳ４０４において行うこととした判定の
手順に替え、以下の手順に従い触媒４１の完全劣化につ
いて判定を行ってもよい。すなわち、ＳＯｘ被毒回復処
理の実施後、通常の燃料添加を実施し、その後に観測さ
れるＮＯｘ濃度の極大値Ｃmax、極小値Ｃmin、或いは添
加インターバルＰ等の変化態様を把握する。そして、
「燃料添加制御ルーチン」のステップＳ２０５と同様の
原理に従い、極大値Ｃmax又は極小値Ｃminが所定値を上
回っている場合、若しくは、添加インターバルＰが所定
時間を下回っている場合には、触媒４１が完全劣化して
いる旨の判定を行う。このような手順に従い触媒４１の
完全劣化についての判定を行っても、上記第２の実施の
形態に準ずる効果を得ることはできる。
ン」のステップＳ４０４において行うこととした判定の
手順に替え、以下の手順に従い触媒４１の完全劣化につ
いて判定を行ってもよい。すなわち、ＳＯｘ被毒回復処
理の実施後、通常の燃料添加を実施し、その後に観測さ
れるＮＯｘ濃度の極大値Ｃmax、極小値Ｃmin、或いは添
加インターバルＰ等の変化態様を把握する。そして、
「燃料添加制御ルーチン」のステップＳ２０５と同様の
原理に従い、極大値Ｃmax又は極小値Ｃminが所定値を上
回っている場合、若しくは、添加インターバルＰが所定
時間を下回っている場合には、触媒４１が完全劣化して
いる旨の判定を行う。このような手順に従い触媒４１の
完全劣化についての判定を行っても、上記第２の実施の
形態に準ずる効果を得ることはできる。
【０１４２】また、上記第２の実施の形態では、ＳＯｘ
被毒回復制御の実施にあたり積極的に触媒４１を昇温さ
せることとした。これに対し、触媒４１の床温が上昇す
るタイミングを選択してＳＯｘ被毒回復制御、すなわち
排気空燃比の低下を促す制御を実施することとしてもよ
い。
被毒回復制御の実施にあたり積極的に触媒４１を昇温さ
せることとした。これに対し、触媒４１の床温が上昇す
るタイミングを選択してＳＯｘ被毒回復制御、すなわち
排気空燃比の低下を促す制御を実施することとしてもよ
い。
【０１４３】また、上記各実施の形態では、燃料添加、
或いはＳＯｘ被毒回復処理の実施にあたり、燃料添加ノ
ズル１７の通じて排気系４０に燃料（還元剤）を供給
し、排気空燃比を低下（リッチ化）させることとした。
このような構成に替え、燃料噴射弁１３を通じて行う各
気筒（燃焼室２０）への燃料供給の態様として、ある気
筒が排気行程にあるときに燃料を供給することで排気空
燃比を低下させてもよい。またこのように、各気筒が排
気行程にあるときに燃料噴射弁１３を通じた燃料供給
（いわゆるポスト噴射）を実施することで、排気温度を
上昇させて触媒４１の昇温を図ることとしてもよい。
或いはＳＯｘ被毒回復処理の実施にあたり、燃料添加ノ
ズル１７の通じて排気系４０に燃料（還元剤）を供給
し、排気空燃比を低下（リッチ化）させることとした。
このような構成に替え、燃料噴射弁１３を通じて行う各
気筒（燃焼室２０）への燃料供給の態様として、ある気
筒が排気行程にあるときに燃料を供給することで排気空
燃比を低下させてもよい。またこのように、各気筒が排
気行程にあるときに燃料噴射弁１３を通じた燃料供給
（いわゆるポスト噴射）を実施することで、排気温度を
上昇させて触媒４１の昇温を図ることとしてもよい。
【０１４４】また、上記各実施の形態では、ＥＣＵ８０
が燃料添加の実施に先立って把握するエンジン１の運転
状態を代表する一パラメータとして、排気系４０の触媒
ケーシング４２下流に設けられた排気温センサ７４の検
出信号に基づいて把握される排気温度Ｔｅｘを適用する
こととした。これに対し、排気温センサを排気系４０内
の触媒ケーシング４２上流や、各気筒の排気ポート内に
設け、これらセンサの検出信号に基づいて把握される排
気系４０内の温度を適用してもよい。また、エンジン回
転数Ｎｅやアクセルの踏み込み量等、エンジン１の運転
状態を代表する他のパラメータを用いて、排気系４０内
の温度（排気ポート内、触媒ケーシング４２上流若しく
は下流の温度）を推定（演算）し、その推定温度を上記
排気温度Ｔｅｘに替えて適用することとしてもよい。
が燃料添加の実施に先立って把握するエンジン１の運転
状態を代表する一パラメータとして、排気系４０の触媒
ケーシング４２下流に設けられた排気温センサ７４の検
出信号に基づいて把握される排気温度Ｔｅｘを適用する
こととした。これに対し、排気温センサを排気系４０内
の触媒ケーシング４２上流や、各気筒の排気ポート内に
設け、これらセンサの検出信号に基づいて把握される排
気系４０内の温度を適用してもよい。また、エンジン回
転数Ｎｅやアクセルの踏み込み量等、エンジン１の運転
状態を代表する他のパラメータを用いて、排気系４０内
の温度（排気ポート内、触媒ケーシング４２上流若しく
は下流の温度）を推定（演算）し、その推定温度を上記
排気温度Ｔｅｘに替えて適用することとしてもよい。
【０１４５】また、上記各実施の形態においては、還元
剤としてディーゼルエンジンの燃料（軽油）を適用する
こととした。この他、ガス中の還元成分としてＮＯｘを
還元する機能を有するものであれば、他の還元剤、例え
ばガソリン、灯油等を用いても構わない。
剤としてディーゼルエンジンの燃料（軽油）を適用する
こととした。この他、ガス中の還元成分としてＮＯｘを
還元する機能を有するものであれば、他の還元剤、例え
ばガソリン、灯油等を用いても構わない。
【０１４６】また、上記各実施の形態においては、燃料
タンクからコモンレール１２へ燃料を供給するサプライ
ポンプ１１を用いて、サプライポンプ１１の汲み上げた
燃料の一部を排気系４０内に添加供給する装置構成を適
用することとした。しかし、こうした装置構成に限ら
ず、例えば添加燃料を燃料タンク、或いは他の燃料（還
元剤）供給源から供給する独立した供給系を備える装置
構成を適用してもよい。
タンクからコモンレール１２へ燃料を供給するサプライ
ポンプ１１を用いて、サプライポンプ１１の汲み上げた
燃料の一部を排気系４０内に添加供給する装置構成を適
用することとした。しかし、こうした装置構成に限ら
ず、例えば添加燃料を燃料タンク、或いは他の燃料（還
元剤）供給源から供給する独立した供給系を備える装置
構成を適用してもよい。
【０１４７】また、上記各実施の形態においては、燃料
の排気系への添加にあたり、添加燃料通路Ｐ２を介して
供給される燃料の圧力を調量弁１６によって制御し、そ
の圧力制御によって燃料添加ノズル１７の開閉弁動作を
制御する構成を適用している。これに対し、例えば燃料
噴射弁１３のように、ＥＣＵ８０による通電を通じて直
接開閉弁動作を制御される電磁弁等を燃料添加を行う噴
射弁として適用してもよい。
の排気系への添加にあたり、添加燃料通路Ｐ２を介して
供給される燃料の圧力を調量弁１６によって制御し、そ
の圧力制御によって燃料添加ノズル１７の開閉弁動作を
制御する構成を適用している。これに対し、例えば燃料
噴射弁１３のように、ＥＣＵ８０による通電を通じて直
接開閉弁動作を制御される電磁弁等を燃料添加を行う噴
射弁として適用してもよい。
【０１４８】また、上記各実施の形態においては、本発
明の排気浄化装置を内燃機関としての直列４気筒のディ
ーゼルエンジン１に適用することとしたが、希薄燃焼を
行うガソリンエンジンにも好適に本発明を適用すること
ができる。また、直列４気筒の内燃機関に限らず、搭載
気筒数の異なる内燃機関にも本発明を適用することはで
きる。
明の排気浄化装置を内燃機関としての直列４気筒のディ
ーゼルエンジン１に適用することとしたが、希薄燃焼を
行うガソリンエンジンにも好適に本発明を適用すること
ができる。また、直列４気筒の内燃機関に限らず、搭載
気筒数の異なる内燃機関にも本発明を適用することはで
きる。
【０１４９】
【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、還元剤の供給が行われない期間から前記還元剤の供
給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、前記劣
化判定の実行を禁止することにより、前記ＮＯｘ触媒の
下流に流出する過剰なＮＯｘのが当該ＮＯｘ触媒の劣化
判定に関し誤判定を生じさせる懸念を解消することがで
きるようになる。よって、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定に
かかる精度や信頼性の向上が図られるようになる。
ば、還元剤の供給が行われない期間から前記還元剤の供
給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、前記劣
化判定の実行を禁止することにより、前記ＮＯｘ触媒の
下流に流出する過剰なＮＯｘのが当該ＮＯｘ触媒の劣化
判定に関し誤判定を生じさせる懸念を解消することがで
きるようになる。よって、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定に
かかる精度や信頼性の向上が図られるようになる。
【０１５０】また、前記還元剤の供給と、当該還元剤の
供給によって変化するＮＯｘ濃度との対応関係につい
て、高い再現性を得ることができるようになり、前記検
出されるＮＯｘ濃度に基づいて行われる前記ＮＯｘ触媒
の劣化判定について、その精度や信頼性が一層向上する
ようになる。
供給によって変化するＮＯｘ濃度との対応関係につい
て、高い再現性を得ることができるようになり、前記検
出されるＮＯｘ濃度に基づいて行われる前記ＮＯｘ触媒
の劣化判定について、その精度や信頼性が一層向上する
ようになる。
【０１５１】また、ＮＯｘ触媒の劣化の有無や劣化の程
度を正確に反映するパラメータを基準としてＮＯｘ触媒
の劣化判定が行われ、当該劣化判定に十分な精度や信頼
性が確保されるようになる。
度を正確に反映するパラメータを基準としてＮＯｘ触媒
の劣化判定が行われ、当該劣化判定に十分な精度や信頼
性が確保されるようになる。
【０１５２】また、前記ＮＯｘ触媒の劣化判定の機会を
不要に損なうことなく、しかも十分に信頼性の高い劣化
判定を行うことができるようになる。
不要に損なうことなく、しかも十分に信頼性の高い劣化
判定を行うことができるようになる。
【０１５３】第２の発明によれば、前記ＮＯｘ触媒に対
し、前記還元剤の供給が所定量ずつ周期的に行われるこ
とで当該ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ吸蔵量が所定範囲内にあ
る場合には、当該ＮＯｘ吸蔵量を正確に反映するパラメ
ータとして前記検出されるＮＯｘ濃度を採用し、これを
前記還元剤の供給態様（例えば供給タイミングや供給
量）にフィードバック（フィードバック制御）すること
となる。一方、前記還元剤の供給が行われることで、前
記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化
されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出され
るＮＯｘ濃度に影響を及ぼすような場合には、予め設定
された条件に従い所定量の還元剤が所定タイミングで前
記ＮＯｘ触媒に供給されるようになる。
し、前記還元剤の供給が所定量ずつ周期的に行われるこ
とで当該ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ吸蔵量が所定範囲内にあ
る場合には、当該ＮＯｘ吸蔵量を正確に反映するパラメ
ータとして前記検出されるＮＯｘ濃度を採用し、これを
前記還元剤の供給態様（例えば供給タイミングや供給
量）にフィードバック（フィードバック制御）すること
となる。一方、前記還元剤の供給が行われることで、前
記ＮＯｘ触媒から放出されるＮＯｘの一部が還元・浄化
されずに当該ＮＯｘ触媒の下流に流出し、前記検出され
るＮＯｘ濃度に影響を及ぼすような場合には、予め設定
された条件に従い所定量の還元剤が所定タイミングで前
記ＮＯｘ触媒に供給されるようになる。
【０１５４】すなわち、前記還元剤の供給が行われない
状態が持続することにより、前記ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ
吸蔵量が変動する場合であれ、当該ＮＯｘ触媒によるＮ
Ｏｘの浄化機能を常時安定して確保することができるよ
うになる。
状態が持続することにより、前記ＮＯｘ触媒内のＮＯｘ
吸蔵量が変動する場合であれ、当該ＮＯｘ触媒によるＮ
Ｏｘの浄化機能を常時安定して確保することができるよ
うになる。
【０１５５】また、前記フィードバック制御の制御性が
阻害される懸念がなくなるまでに必要十分な期間のみ、
当該フィードバック制御が禁止されることとなり、当該
ＮＯｘ触媒の状態（ＮＯｘ吸蔵量）に応じた適正な制御
を正確に選択して行うことができるようになる。
阻害される懸念がなくなるまでに必要十分な期間のみ、
当該フィードバック制御が禁止されることとなり、当該
ＮＯｘ触媒の状態（ＮＯｘ吸蔵量）に応じた適正な制御
を正確に選択して行うことができるようになる。
【図１】本発明の一実施の形態にかかるディーゼルエン
ジンシステムを示す概略構成図。
ジンシステムを示す概略構成図。
【図２】燃料添加制御の実施に際し、触媒下流で観測さ
れるＮＯｘ濃度の推移を示すタイムチャート。
れるＮＯｘ濃度の推移を示すタイムチャート。
【図３】排気温度Ｔexと触媒の活性度との関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図４】異なる条件下において触媒内に吸蔵されている
ＮＯｘの吸蔵量を例示するグラフ。
ＮＯｘの吸蔵量を例示するグラフ。
【図５】ＮＯｘ吸蔵量の異なる触媒について、燃料添加
の実施後、触媒下流で観測されるＮＯｘ濃度の推移を示
すタイムチャート。
の実施後、触媒下流で観測されるＮＯｘ濃度の推移を示
すタイムチャート。
【図６】同実施の形態にかかる燃料添加制御手順を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図７】同実施の形態にかかるＳＯｘ被毒回復制御手順
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
１ ディーゼルエンジン（内燃機関） １０ 燃料供給系 １１ サプライポンプ １２ コモンレール １３ 燃料噴射弁 １４ 遮断弁 １６ 調量弁 １７ 燃料添加ノズル ２０ 燃焼室 ３０ 吸気系 ３１ インタークーラ ３２ スロットル弁 ４０ 排気系 ４１ 吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒） ４２ 触媒ケーシング ５０ ターボチャージャ ５１ シャフト ５２ 排気側タービンホイール ５３ 吸気側タービンホイール ６０ ＥＧＲ通路 ６１ ＥＧＲ弁 ６２ ＥＧＲクーラ ７０ レール圧センサ ７１ 燃圧センサ ７２ エアフロメータ ７３ 空燃比（Ａ／Ｆ）センサ ７４ 排気温センサ ７５ ＮＯｘセンサ ７６ アクセル開度センサ ７７ クランク角センサ ８０ 電子制御装置（ＥＣＵ） ８１ 中央処理装置（ＣＰＵ） ８２ 読み出し専用メモリ（ＲＯＭ） ８６ 外部入力回路 ８７ 外部出力回路 ８８ 双方向性バス Ｐ１ 機関燃料通路 Ｐ２ 添加燃料通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１ 3/36 Ｂ 3/36 Ｆ０２Ｄ 41/32 Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/32 41/38 Ｃ 41/38 45/00 ３１４Ｚ 45/00 ３１４ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ １０１Ｂ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA03 AA04 BA05 BA08 BA09 BA11 BA13 BA20 BA24 BA33 CA01 CA03 CA04 CA05 DA04 DA10 DA27 DA29 EA11 EB01 EB11 EC03 FA07 FA10 FA27 FA33 3G091 AA02 AA10 AA11 AA17 AA18 AA28 AB06 BA07 BA11 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 BA34 CA03 CA04 CA13 CA18 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA08 DA10 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 EA00 EA01 EA05 EA07 EA17 EA30 EA31 EA33 EA34 FA01 FB02 FB10 FC02 FC04 FC07 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X HA36 HA37 HA42 HB05 HB06 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA11 HA13 HA15 HA18 JA08 JA15 JA25 JB09 JB10 LA03 LB04 LB11 MA01 MA11 MA18 MA26 NA06 NA07 NA08 NB11 NB12 ND01 ND15 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PD01A PD01B PD11A PD11B PE01A PE01B PE03A PE03B PF03A PF03B 4D048 AA06 AB02 AB07 AC02 BC01 CC38 CC61 DA01 DA02 DA03 DA06 DA08 DA10 DA20 EA04
Claims (8)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、同排気系
内を流れる排気中の還元成分濃度が低いときにＮＯｘを
吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸収し
たＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒と、 前記ＮＯｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を検出
するＮＯｘ検出手段と、 前記検出されるＮＯｘ濃度に基づいて前記ＮＯｘ触媒の
劣化判定を行う劣化判定手段と、 前記ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給する還
元剤供給手段と、 前記還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間及び
前記還元剤の供給を行わない期間を決定する供給期間決
定手段と、 前記還元剤の供給が行われない期間から前記還元剤の供
給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、前記劣
化判定の実行を禁止する判定禁止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２】 前記供給期間決定手段は、当該内燃機関
の運転状態および前記ＮＯｘ触媒の活性状態のうち少な
くとも一方に基づいて、前記還元剤供給手段が前記還元
剤の供給を行う期間及び前記還元剤の供給を行わない期
間を決定する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】 前記還元剤供給手段が還元剤を供給する
タイミングを、前記検出されるＮＯｘ濃度に基づいて決
定する還元剤供給時期決定手段を有して、且つ、 前記劣化判定手段は、前記還元剤供給時期決定手段によ
り決定されるタイミングの時間間隔に基づいて前記ＮＯ
ｘ触媒の劣化判定を行うことを特徴とする請求項１又は
２記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記劣化判定手段は、前記還元剤の供給
後に検出される前記ＮＯｘ濃度の変化に基づいて、前記
ＮＯｘ触媒の劣化判定を行うことを特徴とする請求項１
〜３のうち何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘ
の吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、 前記推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて、前記劣化判
定の禁止される所定期間を決定する禁止期間決定手段と
を有することを特徴とする請求項１〜４のうち何れかに
記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 内燃機関の排気系に設けられ、同排気系
内を流れる排気中の還元成分濃度が低いときにＮＯｘを
吸収し、前記排気中の還元成分濃度が高くなると吸収し
たＮＯｘを放出及び還元するＮＯｘ触媒と、 前記ＮＯｘ触媒に流入する排気中に還元剤を供給する還
元剤供給手段と、 前記ＮＯｘ触媒下流における排気中のＮＯｘ濃度を検出
するＮＯｘ検出手段と、 前記検出されるＮＯｘ濃度に基づいて、前記還元剤供給
手段による還元剤の供給動作を制御する第１の制御手段
と、 前記還元剤供給手段が前記還元剤の供給を行う期間及び
前記還元剤の供給を行わない期間を決定する供給期間決
定手段と、 前記還元剤の供給が行われない期間から前記還元剤の供
給が行われる期間に移行した後、所定の期間は、前記第
１の制御手段による制御を禁止し、且つ前記還元剤供給
手段に予め設定された条件に従って前記還元剤を供給さ
せる制御を行う第２の制御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７】 前記第２の制御手段による制御の実行
は、前記検出されるＮＯｘ濃度が所定値を下回ったとき
には解除されることを特徴とする請求項６記載の内燃機
関の排気浄化装置。 - 【請求項８】 前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘ
の吸蔵量を推定するＮＯｘ吸蔵量推定手段と、 前記第２の制御手段による制御が行われる前記所定の期
間を、前記推定されるＮＯｘの吸蔵量に基づいて決定す
る期間決定手段とを有することを特徴とする請求項６又
は７記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013684A JP3649130B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE60203201T DE60203201T2 (de) | 2001-01-22 | 2002-01-21 | Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor |
| EP02001430A EP1225323B1 (en) | 2001-01-22 | 2002-01-21 | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001013684A JP3649130B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002221028A true JP2002221028A (ja) | 2002-08-09 |
| JP3649130B2 JP3649130B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=18880499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001013684A Expired - Lifetime JP3649130B2 (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| JP (1) | JP3649130B2 (ja) |
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2001
- 2001-01-22 JP JP2001013684A patent/JP3649130B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-21 DE DE60203201T patent/DE60203201T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-21 EP EP02001430A patent/EP1225323B1/en not_active Expired - Lifetime
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