JP2005098269A

JP2005098269A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2005098269A
Application number: JP2003335856A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kamoshita; 伸治鴨下; Akira Shoji; 章正司; Yutaka Tauchi; 豊田内; Naoto Suzuki; 直人鈴木
Original assignee: Hino Motors Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Hino Motors Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP4297762B2

Abstract

【課題】エネルギ消費量を低減しつつ、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を確実に低減する。
【解決手段】ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているＳＯ_Ｘの量を減少させるべきときにはＳＯ_Ｘ量減少制御を行う。ＳＯ_Ｘ量減少制御が行われているときに機関負荷を表す燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも多くなったときには（矢印Ｘ）、ＮＯ_Ｘ吸収剤の温度ＴＣＡＴを待機温度例えばＳＯ_Ｘ量減少要求温度ＴＳに保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比をリーンにする待機制御を行う。待機制御が設定時間ｔＣだけ継続されたときに（矢印Ｙ）このときの蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが設定ＳＯ_Ｘ量ＱＳ１よりも多いときには待機制御を継続して行い、次いで燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも少なくなるとＳＯ_Ｘ量減少制御を再開する（矢印Ｚ）。蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが設定ＳＯ_Ｘ量ＱＳ１よりも少ないときには待機制御を停止して通常運転に戻す。
【選択図】図５

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来より、リーン空燃比のもとでの燃焼が行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているＮＯ_Ｘを還元して蓄えているＮＯ_Ｘの量を減少させるＮＯ_Ｘ吸収剤を配置し、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきときにはＮＯ_Ｘ吸収剤の温度をイオウ量減少要求温度例えば約６００℃に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにするイオウ量減少制御を行うようにした内燃機関が知られている。この場合、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにするために、例えばＮＯ_Ｘ吸収剤上流の排気通路内に燃料を二次的に供給することができる。

ところが、機関負荷が高いときにはＮＯ_Ｘ吸収剤内には多量の酸素が流入するので、このときＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにするためには多量の燃料を必要とする。また、この多量の燃料がＮＯ_Ｘ吸収剤内で酸化されるとＮＯ_Ｘ吸収剤の温度が過度に高くなり、ＮＯ_Ｘ吸収剤が溶損するおそれもある。

そこで、イオウ量減少制御が行われているときに機関負荷が予め定められた上限負荷よりも高くなったときには通常運転に戻し、次いで機関負荷が上限負荷よりも低くなるとイオウ量減少制御を再開するようにした内燃機関が知られている。

しかしながら、ひとたび通常運転が行われるとＮＯ_Ｘ吸収剤の温度が低下し、次いでイオウ量減少制御を再開するためにはＮＯ_Ｘ吸収剤の温度をイオウ量減少要求温度まで上昇させる必要があり、即ちイオウ量減少制御をただちに再開することができない。

この問題を解決するために、イオウ量減少制御が行われているときに機関負荷が上限負荷よりも高くなったときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を通常運転時におけるよりも高い待機温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比をリーンにする待機制御を行うと共に、待機制御が行われているときに機関負荷が上限負荷よりも低くなるとイオウ量減少制御を再開するようにした内燃機関が知られている。このようにすると、機関負荷が上限負荷よりも低くなったときに速やかにイオウ量減少制御を開始することができる。

ところが、車両が例えば高速道路を走行することにより機関負荷が上限負荷よりも高くなった場合には、長時間にわたって機関負荷が上限負荷よりも高く維持されるおそれがあり、即ち機関負荷が上限負荷よりも低くなるまでに長時間を要する場合もある。従って、機関負荷が上限負荷よりも高いということで待機制御を継続すると、待機制御が長時間にわたって行われることになり、エネルギを有効に利用することができない。

そこで、待機制御が一定時間だけ継続されたときには待機制御を停止して通常運転に戻すようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。即ち、この内燃機関では、待機制御が一定時間だけ継続されるとイオウ量減少制御が中止される。

特開２００３−１２９８３０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関では、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量が多くてもイオウ量減少制御が中止されることになり、従ってＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量をわずかな量例えばゼロまで減少させることができない。その結果、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量が短時間のうちに多くなり、イオウ量減少制御を頻繁に行わなければならなくなるおそれがある。このことはエネルギ消費量の点から好ましくない。

そこで本発明は、エネルギ消費量を低減しつつ、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を確実に低減することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために１番目の発明によれば、リーン空燃比のもとでの燃焼が行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているＮＯ_Ｘを還元して蓄えているＮＯ_Ｘの量を減少させるＮＯ_Ｘ吸収剤を配置し、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきときにはＮＯ_Ｘ吸収剤の温度をイオウ量減少要求温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにするイオウ量減少制御を行うようにした内燃機関において、イオウ量減少制御が行われているときに機関負荷が予め定められた上限負荷よりも高くなったときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を通常運転時におけるよりも高い待機温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比をリーンにする待機制御を行い、待機制御が予め定められた設定時間だけ継続されたときにはこのときＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を求め、該求められたイオウの量が予め定められた設定量よりも多いときには待機制御を継続して行い次いで機関負荷が上限負荷よりも低くなったときにイオウ量減少制御を再開し、該求められたイオウの量が該設定量よりも少ないときには待機制御を停止して通常運転に戻すようにしている。

また、２番目の発明によれば１番目の発明において、待機制御が行われているときにＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を待機温度に保持するために、ＮＯ_Ｘ吸収剤上流の排気通路内に燃料を二次的に供給するようにしている。

また、３番目の発明によれば１番目の発明において、排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ上に前記ＮＯ_Ｘ吸収剤が担持されており、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガスの空燃比をリーンに保持しながらパティキュレートフィルタの温度を上昇させる微粒子除去制御が行われるようになっており、微粒子酸化制御が完了したときにＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を求め、該求められたイオウの量が予め定められた許容量よりも多いときにはＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきであると判断し、該求められたイオウの量が該許容量よりも少ないときにはＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきであると判断しないようにしている。

なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室、及び吸気通路内に供給された空気と炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯのような還元剤との比をその位置における排気ガスの空燃比と称している。

エネルギ消費量を低減しつつ、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を確実に低減することができる。

図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、火花点火式内燃機関に本発明を適用することもできる。

図１を参照すると、機関本体１は例えば４つの気筒１ａを有する。各気筒１ａはそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージタンク３に連結され、サージタンク３は吸気ダクト４を介して可変ノズル式排気ターボチャージャ５のコンプレッサ６に連結される。吸気ダクト４内には電気制御式又は負圧制御式のアクチュエータ７により駆動されるスロットル弁８が配置され、更に吸気ダクト４周りには吸気ダクト４内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置９が配置される。また、コンプレッサ６の出口には吸気管４ａが連結される。

また、各気筒１ａは排気マニホルド１０及び排気管１１を介して排気ターボチャージャ５の排気タービン１２に連結され、排気タービン１２の出口は排気管１３を介してマフラ１４に連結される。排気管１３内には電気制御式又は負圧制御式のアクチュエータ１５により駆動される排気絞り弁１６が配置される。この排気絞り弁１６は通常は全開に保持されている。

マフラ１４内には触媒コンバータ１４ａが収容されており、この触媒コンバータ１４ａは互いに離間されつつ直列配置された第１のＮＯ_Ｘ吸収剤１７、第２のＮＯ_Ｘ吸収剤１８を担持したパティキュレートフィルタ１９、及び酸化触媒２０から構成されている。更に、マフラ１４の出口には排気管２１が連結される。

各気筒１ａの筒内には燃料噴射弁２２が配置され、これら燃料噴射弁２２は共通のコモンレール２３を介して電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２４に連結される。コモンレール３にはコモンレール３内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ（図示しない）が取付けられ、燃料圧センサの出力信号に基づいてコモンレール３内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２４の吐出量が制御される。更に、排気管１３内には排気管１３内に燃料例えば軽油を二次的に供給するための燃料供給弁２５が取り付けられ、この燃料供給弁２５にも燃料ポンプ２４から燃料が供給される。

更に図１を参照すると、排気マニホルド１０とサージタンク３とは再循環排気ガス（以下、ＥＧＲと称す）通路２６を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２６内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２７が配置される。また、ＥＧＲ通路２６周りにはＥＧＲ通路２６内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２８が配置され、冷却装置２８上流のＥＧＲ通路内には酸化触媒２９が配置される。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、バックアップＲＡＭ（Ｂ−ＲＡＭ）３５、入力ポート３６及び出力ポート３７を具備する。吸気管４ａには吸入空気量Ｇａを検出するためのエアフローメータ４０が取り付けられる。また、燃料供給弁２５上流の排気管１３及び排気管２１には、機関から排出された排気ガスの空燃比及び触媒コンバータ１４ａから流出した排気ガスの空燃比をそれぞれ検出するための空燃比センサ４１，４２がそれぞれ取り付けられる。更に、第１のＮＯ_Ｘ吸収剤１７とパティキュレートフィルタ１９間のマフラ１４及び排気管２１にはそれぞれの位置を流通する排気ガスの温度を検出するための温度センサ４３，４４がそれぞれ取り付けられる。なお、これら排気ガスの温度は触媒コンバータ１４ａの温度を表している。更に、排気管１３と排気管２１間の差圧ないし圧損を検出するための差圧センサ４５が設けられる。アクセルペダル（図示しない）にはアクセルペダルの踏み込み量に比例した出力電圧を発生する踏み込み量センサ４６が接続される。これらセンサ４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６にそれぞれ入力される。更に、入力ポート３６にはクランクシャフトが例えば１０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４７が接続される。ＣＰＵ３４ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介してアクチュエータ７，１５、燃料噴射弁２２、燃料ポンプ２４、燃料供給弁２５、及びＥＧＲ制御弁２７にそれぞれ接続される。

パティキュレートフィルタ１９はコージェライトのような多孔質材からなるハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気ガス通路を具備する。これら排気ガス通路は一端が開放されかつ他端がシール材により閉塞されている第１の排気ガス通路と、他端が開放されかつ一端がシール材により閉塞されている第２の排気ガス通路とにより構成され、これら排気ガス通路は薄肉の隔壁を介して交互に配置される。上述した第２のＮＯ_Ｘ吸収剤１８はパティキュレートフィルタ１９の隔壁上即ち例えば隔壁の両側面及び細孔内壁面上に担持されている。一方、第１のＮＯ_Ｘ吸収剤１７は多孔質材からなりかつハニカム構造をなす基材上に担持されている。

ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８は例えばアルミナを担体とし、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、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金属とが担持されている。

ＮＯ_Ｘ吸収剤は流入する排気ガスの平均空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯ_Ｘを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているＮＯ_Ｘを還元して蓄えているＮＯ_Ｘの量を減少させるＮＯ_Ｘ蓄積還元作用を行う。

ＮＯ_Ｘ吸収剤のＮＯ_Ｘ蓄積還元作用の詳細なメカニズムについては完全には明らかにされていない。しかしながら、現在考えられているメカニズムを、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって簡単に説明すると次のようになる。

即ち、ＮＯ_Ｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入する排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ_２がＯ_２ ⁻又はＯ^２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面に付着し白金Ｐｔの表面上でＯ_２ ⁻又はＯ^２−と反応し、ＮＯ_２となる（ＮＯ＋Ｏ_２→ＮＯ_２＋Ｏ^＊、ここでＯ^＊は活性酸素）。次いで生成されたＮＯ_２の一部は白金Ｐｔ上でさらに酸化されつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形でＮＯ_Ｘ吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯ_ＸがＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられる。

これに対し、ＮＯ_Ｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ_２の生成量が低下し、反応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ＋２Ｏ^＊）に進み、斯くしてＮＯ_Ｘ吸収剤内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯの形でＮＯ_Ｘ吸収剤から放出される。この放出されたＮＯ_Ｘは排気ガス中に還元剤即ちＨＣ，ＣＯが含まれているとこれらＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ_Ｘが存在しなくなるとＮＯ_Ｘ吸収剤から次から次へとＮＯ_Ｘが放出されて還元され、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているＮＯ_Ｘの量が次第に減少する。

なお、硝酸塩を形成することなくＮＯ_Ｘを蓄え、ＮＯ_Ｘを放出することなくＮＯ_Ｘを還元することも可能であると考えられている。また、活性酸素Ｏ^＊に着目すれば、ＮＯ_Ｘ吸収剤はＮＯ_Ｘの蓄積及び放出に伴って活性酸素Ｏ^＊を生成する活性酸素生成触媒と見ることもできる。

一方、酸化触媒２０も多孔質材からなりかつハニカム構造をなす基材上に担持されている。この酸化触媒２０は例えばアルミナを担体とし、この担体上にアルカリ金属、アルカリ土類、及び希土類を担持することなく白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金属が担持されている。

さて、本発明による実施例では、これから順次説明するＮＯ_Ｘ量減少制御、微粒子除去制御、ＳＯ_Ｘ量減少制御、及び待機制御が実行される。これらの制御が実行されない通常運転時には、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じてスロットル弁８の開度が制御され、エアフローメータ４０により検出される新気量が機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて定まる目標新気量に一致するようにＥＧＲ制御弁２７の開度が制御される。ここで、燃料噴射量は例えばアクセルペダルの踏み込み量及び機関回転数に応じて定められる。更に、通常運転時には、図２（Ａ）に示されるように例えば圧縮上死点（ＴＤＣ）周りで主燃料噴射ＦＭのみが行われ、又は図２（Ｂ）に示されるように主燃料噴射ＦＭと共にパイロット噴射ＦＰが行われる。パイロット噴射ＦＰは燃焼を安定させるために、主燃料噴射ＦＭが行われる前の例えば圧縮上死点前１０から４０度クランク角程度に行われる。

ところで、図１に示される内燃機関はリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われており、従ってＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの空燃比はリーンに維持されている。その結果、排気ガス中のＮＯ_ＸはＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に蓄えられる。

時間の経過と共にＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＮＯ_Ｘ量は次第に増大する。そこで本発明による実施例では、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に蓄えられているＮＯ_Ｘを還元しＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＮＯ_Ｘ量を減少させるために、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチに切り替えるＮＯ_Ｘ量減少制御を行うようにしている。

具体的に説明すると、本発明による実施例では、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの空燃比がリッチになるように燃料供給弁２５から燃料即ち還元剤が一時的に供給される。この場合、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＮＯ_Ｘ量が下限量例えばほぼゼロになるのに必要な量だけ燃料供給弁２５から燃料が噴射される。このようなＮＯ_Ｘ量減少制御が通常運転時において予め定められた設定時間間隔でもって繰り返し行われる。この設定時間間隔は機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて設定される。なお、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＮＯ_Ｘ量を求め、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＮＯ_Ｘ量が上限ＮＯ_Ｘ量を越えたときにＮＯ_Ｘ量減少制御を行うようにすることもできる。

一方、排気ガス中に含まれる主に炭素の固体からなる微粒子はパティキュレートフィルタ１９上に捕集される。上述したように図１に示される内燃機関はリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われており、また、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８は酸化能を有しているので、パティキュレートフィルタ１９の温度が微粒子を酸化しうる温度以上に維持されていればパティキュレートフィルタ１９上で微粒子が酸化せしめられ除去される。

この場合、上述したＮＯ_Ｘ吸収剤のＮＯ_Ｘ蓄積還元メカニズムによれば、ＮＯ_Ｘ吸収剤内にＮＯ_Ｘが蓄えられるときにもＮＯ_Ｘが放出されるときにも活性酸素Ｏ^＊が生成される。この活性酸素Ｏ^＊は酸素Ｏ_２よりも活性が高く、従ってパティキュレートフィルタ１９上に堆積している微粒子を速やかに酸化する。即ち、パティキュレートフィルタ１９上にＮＯ_Ｘ吸収剤１８を担持させると、パティキュレートフィルタ１９内に流入する排気ガスの空燃比がリーンであろうとリッチであろうとパティキュレートフィルタ１９上に堆積している微粒子が酸化される。このようにして微粒子が連続的に酸化される。

ところが、パティキュレートフィルタ１９の温度が微粒子を酸化しうる温度に維持されなくなるか又は単位時間当たりにパティキュレートフィルタ１９内に流入する微粒子の量がかなり多くなると、パティキュレートフィルタ１９上に堆積する微粒子の量が次第に増大し、パティキュレートフィルタ１９の圧損が増大する。

そこで本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ１９上の堆積微粒子量を求め、堆積微粒子量が上限微粒子量を越えたときには、ＥＧＲガスの供給を停止してパティキュレートフィルタ１９内に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ、パティキュレートフィルタ１９の温度を微粒子除去要求温度例えば６００℃まで上昇し保持する微粒子除去制御を行うようにしている。

具体的に説明すると、本発明による実施例では、単位時間当たりパティキュレートフィルタ１９内に流入する微粒子の量を逐次積算することにより堆積微粒子量が算出される。この単位時間当たりの流入微粒子量は単位時間当たりに燃焼室から排出される微粒子の量に一致し、この排出微粒子量は機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて算出することができる。次いで、堆積微粒子量が上限微粒子量を越えると微粒子除去制御が開始される。温度センサ４３により検出されるパティキュレートフィルタ１９の温度が微粒子除去要求温度になるまでは、まず、図２（Ｃ）に示されるように主燃料噴射ＦＭと共にパイロット噴射ＦＰ及びアフター噴射ＦＡが行われる。アフター噴射ＦＡは燃焼室から排出される排気ガスの温度を上昇させるために、例えば圧縮上死点後２０から３０度クランク角程度に行われる。また、このとき主燃料噴射ＦＭ及びパイロット噴射ＦＰの噴射時期は通常運転時（図２（Ｂ）参照）に比べて遅角される。次いで、パティキュレートフィルタ１９の温度が微粒子除去要求温度まで上昇されると、図２（Ｄ）に示されるように、主燃料噴射ＦＭと共にパイロット噴射ＦＰ及びアフター噴射ＦＡが行われ、更に例えば圧縮上死点後９０から１２０度程度にポスト噴射ＦＰＯが行われる。この場合、パティキュレートフィルタ１９の温度が微粒子除去要求温度に維持されるように、ポスト噴射ＦＰＯの噴射量が制御される。なお、ポスト噴射ＦＰＯは機関出力に寄与しない点でアフター噴射ＦＡと性質を異にしている。

更に、微粒子除去制御が行われているときにアイドル運転が行われると、排気絞り弁１６の開度が小さくされる。なお、図１に示される内燃機関ではアイドル運転時に機関回転数が目標となる回転数に維持されるように燃料噴射量が制御される。この目標となる回転数は通常運転時には例えば６５０ｒｐｍであり、微粒子除去制御が行われているときには例えば９５０ｒｐｍまで高められる。

微粒子除去制御が開始されると、パティキュレートフィルタ１９上に堆積した微粒子が着火燃焼せしめられ除去される。この場合、単位時間当たりに除去される微粒子の量は例えばパティキュレートフィルタ１９の温度に応じて算出することができる。本発明による実施例では、単位時間当たりに除去される微粒子の量を堆積微粒子量から逐次減算し、堆積微粒子量がわずかばかりの下限値ＱＰＭＬになると微粒子除去制御が完了される。即ち、通常運転に戻される。

ところで、排気ガス中にはイオウ分がＳＯ_Ｘの形で含まれており、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内にはＮＯ_ＸばかりでなくＳＯ_Ｘも蓄えられる。このＳＯ_ＸのＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内への蓄積メカニズムはＮＯ_Ｘの蓄積メカニズムと同じであると考えられる。即ち、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって簡単に説明すると、ＮＯ_Ｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには上述したように酸素Ｏ_２がＯ_２ ⁻又はＯ^２−の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、流入する排気ガス中のＳＯ_２は白金Ｐｔの表面に付着し白金Ｐｔの表面上でＯ_２ ⁻又はＯ^２−と反応し、ＳＯ_３となる。次いで生成されたＳＯ_３は白金Ｐｔ上でさらに酸化されつつＮＯ_Ｘ吸収剤に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ_４ ⁻の形でＮＯ_Ｘ吸収剤内に拡散する。この硫酸イオンＳＯ_４ ⁻は次いでバリウムイオンＢａ^＋と結合して硫酸塩ＢａＳＯ_４を生成する。

この硫酸塩ＢａＳＯ_４は分解しにくく、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの空燃比をただ単にリッチにしてもＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の硫酸塩ＢａＳＯ_４の量は減少しない。このため、時間が経過するにつれてＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の硫酸塩ＢａＳＯ_４の量が増大し、その結果ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８が蓄えうるＮＯ_Ｘの量が減少することになる。

ところが、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度を例えば６００℃以上に維持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８に流入する排気ガスの平均空燃比を理論空燃比又はリッチにすると、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の硫酸塩ＢａＳＯ_４が分解してＳＯ_３の形でＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８から放出される。この放出されたＳＯ_３は排気ガス中に還元剤即ちＨＣ，ＣＯが含まれているとこれらＨＣ，ＣＯと反応してＳＯ_２に還元せしめられる。このようにしてＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に硫酸塩ＢａＳＯ_４の形で蓄えられているＳＯ_Ｘの量が次第に減少し、このときＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８からＳＯ_ＸがＳＯ_３の形で流出することがない。

そこで本発明による実施例では、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量を求め、この蓄積ＳＯ_Ｘ量が予め定められた上限ＳＯ_Ｘ量を越えたときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量を減少させるために、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度をＳＯ_Ｘ量減少要求温度例えば６００から６５０℃程度に維持しながら、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８に流入する排気ガスの平均空燃比をわずかばかりリッチに切り替えるＳＯ_Ｘ量減少制御を行うようにしている。

具体的に説明すると、本発明による実施例では、単位時間当たりＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入するＳＯ_Ｘの量を逐次積算することにより蓄積ＳＯ_Ｘ量が算出される。ＮＯ_Ｘや微粒子の場合と同様に、この単位時間当たりの流入ＳＯ_Ｘ量は単位時間当たりに燃焼室から排出されるＳＯ_Ｘの量に一致し、この排出ＳＯ_Ｘ量は機関運転状態例えば燃料噴射量及び燃料中のイオウ濃度に応じて算出することができる。次いで、蓄積ＳＯ_Ｘ量が上限ＳＯ_Ｘ量を越えると、まず上述した微粒子除去制御が開始される。即ち、パティキュレートフィルタ１９上に多量の微粒子が堆積しているときに、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度従ってパティキュレートフィルタ１９の温度を高く維持しつつパティキュレートフィルタ１９内に多量の還元剤が供給されると、この多量の微粒子が異常燃焼を起こし、パティキュレートフィルタ１９が溶損するおそれがある。そこで本発明による実施例では、ＳＯ_Ｘ量減少制御を行うべきときにはまず微粒子除去制御が行われる。

次いで微粒子除去制御が完了すると、直ちにＳＯ_Ｘ量減少制御が開始される。微粒子除去制御が行われるとパティキュレートフィルタ１９従ってＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度が上昇されているので、このようにするとＳＯ_Ｘ量減少制御のためにＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度をＳＯ_Ｘ量減少要求温度まで上昇させる必要がなくなり、従ってエネルギを有効に利用することができる。

ＳＯ_Ｘ量減少制御は次のようにして行われる。即ち、機関負荷を表す例えば燃料噴射量が予め定められたしきい量よりも少ない低負荷運転時には低温燃焼が行われ、燃料噴射量がしきい量よりも多い高負荷運転時には高ＥＧＲ燃焼が行われる。これら低温燃焼及び高ＥＧＲ燃焼について図３を参照しながら簡単に説明しておく。

図３は機関回転数及び燃料噴射量を一定に維持したときのＥＧＲ率（＝ＥＧＲガス量／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量））と、スモークの排出量との関係を示すシミュレーション結果の一例を表している。図３からわかるように、噴射時期を一定に維持しながらＥＧＲ率を増大していくとスモークの排出量が増大を開始する。次いで、噴射時期を一定にしながら更にＥＧＲ率を高め混合気の空燃比を小さくするとスモークの発生量が急激に増大してピークに達する。次いで噴射時期を一定にしながら更にＥＧＲ率を高め混合気の空燃比を小さくすると今度はスモークが急激に低下し、噴射時期を一定にしながらＥＧＲ率を更に増大するとスモークがほぼ零となる。即ち、煤がほとんど発生しなくなる。

そうすると、図１に示される内燃機関を、噴射時期を一定に維持しながら燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量を増大していくと煤の発生量が次第に増大してピークに達し、噴射時期を一定に維持しながら燃焼室内に供給されるＥＧＲガス量を更に増大していくと燃焼室内における燃焼時の燃料及びその周囲のガス温が煤の生成温度よりも低くなって煤がほとんど発生しなくなる内燃機関から構成していると見ることもできる。

図３にＩで示されるように、煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率よりもＥＧＲ率が高くかつ煤がほとんど生成しないＥＧＲ率でもって行われる燃焼が低温燃焼である。これに対し、高ＥＧＲ燃焼は図３にＩＩで示されるように、煤の発生量がピークとなるＥＧＲ率よりもＥＧＲ率が低いＥＧＲ率のうち比較的高いＥＧＲ率でもって行われる燃焼のことである。この場合、燃焼室で燃焼される混合気の空燃比は低温燃焼では例えば１８から２０程度にされており、高ＥＧＲ燃焼では２２から２５程度にされている。なお、通常運転時の空燃比は２５から７０程度にされている。一方、低温燃焼では圧縮上死点前２０度クランク角程度に主燃料噴射のみが行われ、高ＥＧＲ燃焼では圧縮上死点周りに主燃料噴射のみが行われる。なお、上述したしきい値にヒステリシスを設けることもできる。

いずれの燃焼が行われるにしても、ＥＧＲ制御弁２７の開度は機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて定まる目標開度に一致される。一方、スロットル弁８の開度は機関から排出された排気ガスの空燃比が機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて定まる目標空燃比に一致するように、空燃比センサ４１の出力に基づいて制御される。

その上で、燃料供給弁２５から燃料が例えば間欠的に供給される。この場合、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの平均空燃比がリッチになるように、燃料供給弁２５から供給される燃料の量が空燃比センサ４２の出力に基づいて制御される。なお、ＳＯ_Ｘ量減少制御が行われているときには、アイドル運転時の目標回転数は例えば１２００ｒｐｍまで高められる。

イオウ量減少制御が開始されると、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量が次第に減少する。単位時間当たりに減少する蓄積ＳＯ_Ｘ量は例えばＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度に応じて算出することができる。本発明による実施例では、単位時間当たりに減少する蓄積ＳＯ_Ｘ量を蓄積ＳＯ_Ｘ量から逐次減算し、蓄積ＳＯ_Ｘ量が下限値例えばゼロになるとＳＯ_Ｘ量減少制御が完了される。即ち、通常運転に戻される。

ところで、上述したように、微粒子除去制御に引き続いてＳＯ_Ｘ量減少制御を行うようにすると、エネルギを有効に利用することができる。そこで本発明による実施例では、パティキュレートフィルタ１９上の堆積微粒子量が上限微粒子量よりも大きくなり次いで微粒子除去制御が行われたときには、このときの蓄積ＳＯ_Ｘ量が上限ＳＯ_Ｘ量よりも少なくても、微粒子除去制御に引き続いてＳＯ_Ｘ量減少制御を行うようにしている。

しかしながら、微粒子除去制御が完了した時点での蓄積ＳＯ_Ｘ量がかなり少ないときには、むしろＳＯ_Ｘ量減少制御を行わないほうがエネルギの有効利用の点で好ましい。そこで本発明による実施例では、上限ＳＯ_Ｘ量よりも少ない許容ＳＯ_Ｘ量を予め設定し、微粒子除去制御が完了したときの蓄積ＳＯ_Ｘ量が許容ＳＯ_Ｘ量よりも少ないときにはＳＯ_Ｘ量減少制御を行わないようにしている。この許容ＳＯ_Ｘ量は上限ＳＯ_Ｘ量の例えば１／２程度に設定することができる。

ところで、冒頭で述べたように、機関負荷が高いときにＳＯ_Ｘ量減少制御を行うと、多量の燃料が消費され又はパティキュレートフィルタ１９の温度が過度に高くなるおそれがある。

そこで本発明による実施例では、ＳＯ_Ｘ量減少制御が行われているときに機関負荷を表す燃料噴射量ＱＦが予め定められた上限噴射量ＱＦＨよりも多くなったときにはＳＯ_Ｘ量減少制御を停止し、次いで機関噴射量が上限噴射量よりも少なくなるとＳＯ_Ｘ量減少制御を再開するようにしている。

図４は上限噴射量ＱＦＨの一例を示している。この上限噴射量ＱＦＨは機関回転数Ｎの関数として図４に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。なお、図４において一点鎖線は全負荷に対応する最大噴射量を表している。また、上限噴射量ＱＦＨにヒステリシスを設けることもできる。

本発明による実施例では、燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも多くなってＳＯ_Ｘ量減少制御を停止すべきときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度を通常運転時におけるよりも高い待機温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの空燃比をリーンに戻す待機制御を行うと共に、待機制御が行われているときに燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも少なくなるとＳＯ_Ｘ量減少制御を再開するようにしている。このようにすると、燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも少なくなったときに速やかにＳＯ_Ｘ量減少制御を開始することができる。

待機制御では、通常運転と同様に、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じてスロットル弁８の開度が制御され、エアフローメータ４０により検出される新気量が機関運転状態例えば燃料噴射量及び機関回転数に応じて定まる目標新気量に一致するようにＥＧＲ制御弁２７の開度が制御される。また、主燃料噴射ＦＭのみ又は主燃料噴射ＦＭと共にパイロット噴射ＦＰが行われる。その上で、温度センサ４３により検出されるＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度が待機温度に一致するように、燃料供給弁２５から燃料が二次的に供給される。

待機温度は通常運転時におけるＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度よりも高い限りどのように定めてもよい。しかしながら、本発明による実施例では待機温度はＳＯ_Ｘ量減少要求温度即ち６００から６３０℃程度に設定される。

ところが、機関負荷が上限負荷よりも高いということで待機制御を長時間にわたって継続するのは好ましくない。即ち、待機制御が一定時間だけ継続されたときには待機制御を停止して通常運転に戻すのが好ましい。

しかしながら、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量をできるだけゼロまで減少させるのが好ましいことを考えると、待機制御はできるだけ継続すべきである。

そこで本発明による実施例では、待機制御が予め定められた設定時間だけ継続されたときにはこのときのＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量を求め、蓄積ＳＯ_Ｘ量が予め定められた設定ＳＯ_Ｘ量よりも多いときには待機制御を継続して行い、蓄積ＳＯ_Ｘ量が設定ＳＯ_Ｘ量よりも少ないときには待機制御を停止して通常運転に戻すようにしている。

即ち、図５に矢印Ｘで示されるように燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも多くなると、ＳＯ_Ｘ量減少制御が停止され、待機制御が開始される。即ち、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度ＴＣＡＴを待機温度即ちＳＯ_Ｘ量減少要求温度ＴＳに維持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内に流入する排気ガスの平均空燃比ＡＦがリーンに戻される。次いで、図５に矢印Ｙで示されるように待機制御が設定時間ｔＣだけ継続されたときに、蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが設定ＳＯ_Ｘ量ＱＳ１よりも多いときには、待機制御が継続される。次いで、図５に矢印Ｚで示されるように燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも少なくなるとＳＯ_Ｘ量減少制御が再開される。

これに対し、図６に矢印Ｙ’で示されるように待機制御が設定時間ｔＣだけ継続されたときに、蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが設定ＳＯ_Ｘ量ＱＳ１よりも少ないときには、待機制御及びＳＯ_Ｘ量減少制御が中止され、通常運転に戻される。

このようにすると、エネルギ消費量を低減しつつ蓄積ＳＯ_Ｘ量を確実に低減することができる。

従って、一般的に言うと、イオウ量減少制御が行われているときに機関負荷が予め定められた上限負荷よりも高くなったときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を通常運転時におけるよりも高い待機温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比をリーンにする待機制御を行い、待機制御が予め定められた設定時間だけ継続されたときにはこのときＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を求め、求められたイオウの量が予め定められた設定量よりも多いときには待機制御を継続して行い次いで機関負荷が上限負荷よりも低くなったときにイオウ量減少制御を再開し、求められたイオウの量が設定量よりも少ないときには待機制御を停止して通常運転に戻すようにしているということになる。

図７から図９は上述した本発明による実施例の排気浄化ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。

図７から図９を参照すると、まずステップ１００ではＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがセットされているか否かが判別される。このＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳはＳＯ_Ｘ量減少制御を実行すべきときにセットされ（ＸＳ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＳ＝０）ものである。ＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがリセットされているときには次いでステップ１０１に進み、微粒子除去フラグＸＰＭがセットされているか否かが判別される。この微粒子除去フラグＸＰＭは微粒子除去制御を実行すべきときにセットされ（ＸＰＭ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＰＭ＝０）ものである。微粒子除去フラグＸＰＭがリセットされているときには次いでステップ１０２に進み、パティキュレートフィルタ１９上の堆積微粒子量ＱＰＭが上限微粒子量ＱＰＭＨよりも多いか否かが判別される。ＱＰＭ≦ＱＰＭＨのときには次いでステップ１０３に進み、ＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが上限ＳＯ_Ｘ量ＱＳＨよりも多いか否かが判別される。ＱＳ≦ＱＳＨのときには次いでステップ１０４に進み、ＮＯ_Ｘ量減少制御の実行条件が成立しているか否かが判別される。本発明による実施例では、先のＮＯ_Ｘ量減少制御から上述した設定時間間隔が経過しかつＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８の温度が設定温度例えば１９０℃よりも高いときにＮＯ_Ｘ量減少制御の実行条件が成立していると判別され、それ以外はＮＯ_Ｘ量減少制御の実行条件が成立していないと判別される。ＮＯ_Ｘ量減少制御の実行条件が成立していないと判別されたときには処理サイクルを終了し、即ち通常運転が行われる。これに対し、ＮＯ_Ｘ量減少制御の実行条件が成立していると判別されたときには次いでステップ１０５に進み、ＮＯ_Ｘ量減少制御が行われる。

一方、ステップ１０２においてＱＰＭ＞ＱＰＭＨのとき又はステップ１０３においてＱＳ＞ＱＳＨのときには次いでステップ１０６に進み、微粒子除去フラグＸＰＭがセットされる。

微粒子除去フラグＸＰＭがセットされたときにはステップ１０１からステップ１０７に進み、微粒子除去制御が実行される。続くステップ１０８ではパティキュレートフィルタ１９上の堆積微粒子量ＱＰＭが下限量ＱＰＭＬよりも少なくなったか否かが判別される。ＱＰＭ≧ＱＰＭＬのときには処理サイクルを終了する。これに対しＱＰＭ＜ＱＰＭＬのときには次いでステップ１０９に進み、微粒子除去フラグＸＰＭがリセットされる（ＸＰＭ＝０）。続くステップ１１０ではＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがセットされる（ＸＳ＝１）。続くステップ１１１ではＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが許容ＳＯ_Ｘ量ＱＳＡよりも少ないか否かが判別される。ＱＳ≧ＱＳＡのときにはＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳをセットしたまま（ＸＳ＝１）処理サイクルを終了する。これに対し、ＱＳ＜ＱＳＡのときには次いでステップ１１２に進んでＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳをリセットした後に（ＸＳ＝０）処理サイクルを終了する。

ＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがセットされたときにはステップ１００からステップ１１３に進み、図４のマップから上限噴射量ＱＦＨが算出される。続くステップ１１４では燃料噴射量ＱＦが上限噴射量ＱＦＨよりも少ないか否かが判別される。ＱＦ＜ＱＦＨのときには次いでステップ１１５に進み、後述するカウンタＣがクリアされる。続くステップ１１６ではＳＯ_Ｘ量減少制御が実行される。続くステップ１１７ではＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳがゼロになったか否かが判別される。ＱＳ＞０のときには処理サイクルを終了し、ＱＳ＝０のときには次いでステップ１１８に進んでＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがリセットされる（ＸＳ＝０）。即ち、ＳＯ_Ｘ量減少制御が完了される。

ステップ１１４においてＱＦ≧ＱＦＨのときには次いでステップ１１９に進み、待機制御が実行される。続くステップ１２０では待機制御が継続して行われている時間を表すカウンタＣが１だけインクリメントされる。続くステップ１２１ではカウンタＣが上述した設定時間ｔＣを表す設定値Ｃ１よりも大きいか否かが判別される。Ｃ≦Ｃ１のときには処理サイクルを終了し、Ｃ＞Ｃ１のときには次いでステップ１２２に進み、このときのＮＯ_Ｘ吸収剤１７，１８内の蓄積ＳＯ_Ｘ量ＱＳが設定ＳＯ_Ｘ量ＱＳ１よりも多いか否かが判別される。ＱＳ＞ＱＳ１のときには処理サイクルを終了し、即ち待機制御及びＳＯ_Ｘ量減少制御が継続される。これに対し、ＱＳ≦ＱＳ１のときには次いでステップ１１８に進んでＳＯ_Ｘ量減少フラグＸＳがリセットされる（ＸＳ＝０）。即ち、待機制御及びＳＯ_Ｘ量減少制御が中止される。

内燃機関の全体図である。燃料噴射の形態及び時期を説明するための図である。低温燃焼及び高ＥＧＲ燃焼を説明するための図である。上限噴射量ＱＦＨを示す図である。本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による実施例の排気浄化ルーチンを示すタイムチャートである。本発明による実施例の排気浄化ルーチンを示すタイムチャートである。本発明による実施例の排気浄化ルーチンを示すタイムチャートである。

符号の説明

１…機関本体
１７，１８…ＮＯ_Ｘ吸収剤
１９…パティキュレートフィルタ
２５…燃料供給弁
４３…温度センサ

Claims

リーン空燃比のもとでの燃焼が行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯ_Ｘを蓄え、流入する排気ガスの空燃比が低下したときに排気ガス中に還元剤が含まれていると蓄えているＮＯ_Ｘを還元して蓄えているＮＯ_Ｘの量を減少させるＮＯ_Ｘ吸収剤を配置し、ＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきときにはＮＯ_Ｘ吸収剤の温度をイオウ量減少要求温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比又はリッチにするイオウ量減少制御を行うようにした内燃機関において、イオウ量減少制御が行われているときに機関負荷が予め定められた上限負荷よりも高くなったときには、ＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を通常運転時におけるよりも高い待機温度に保持しつつＮＯ_Ｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比をリーンにする待機制御を行い、待機制御が予め定められた設定時間だけ継続されたときにはこのときＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を求め、該求められたイオウの量が予め定められた設定量よりも多いときには待機制御を継続して行い次いで機関負荷が上限負荷よりも低くなったときにイオウ量減少制御を再開し、該求められたイオウの量が該設定量よりも少ないときには待機制御を停止して通常運転に戻すようにした内燃機関の排気浄化装置。
待機制御が行われているときにＮＯ_Ｘ吸収剤の温度を待機温度に保持するために、ＮＯ_Ｘ吸収剤上流の排気通路内に燃料を二次的に供給するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ上に前記ＮＯ_Ｘ吸収剤が担持されており、パティキュレートフィルタ上に堆積した微粒子を酸化除去するためにパティキュレートフィルタ内に流入する排気ガスの空燃比をリーンに保持しながらパティキュレートフィルタの温度を上昇させる微粒子除去制御が行われるようになっており、微粒子酸化制御が完了したときにＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を求め、該求められたイオウの量が予め定められた許容量よりも多いときにはＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきであると判断し、該求められたイオウの量が該許容量よりも少ないときにはＮＯ_Ｘ吸収剤内に蓄えられているイオウの量を減少させるべきであると判断しないようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。