JP5900437B2

JP5900437B2 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP5900437B2
Application number: JP2013176516A
Authority: JP
Inventors: 悠樹美才治; 吉田　耕平; 耕平吉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2033-08-28
Also published as: JP2015045260A; EP2846028A1

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

機関排気通路内にNO_xを吸蔵しうるNO_x浄化触媒を配置した内燃機関において、NO_x浄化触媒から吸蔵されたSO_xを放出すべきときには、通常、機関燃焼室においてリッチ空燃比の燃焼ガスが生成され、リッチ空燃比の排気ガスをNO_x浄化触媒に流入させることによってNO_x浄化触媒からSO_xが放出せしめられる。しかしながら、機関出力トルクが低いときに、このように機関燃焼室においてリッチ空燃比の燃焼ガスを生成しようとするとトルク変動が生じてしまう。そこで機関出力トルクが低いときには、機関排気通路内に還元剤を供給してこの還元剤によりNO_x浄化触媒からSO_xを放出させるようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。

特開２００９−１６２１６３号公報

このように、この内燃機関では、NO_x浄化触媒から吸蔵されたSO_xを放出すべきときには、機関燃焼室においてリッチ空燃比の燃焼ガスを生成させるか、又は機関排気通路内に還元剤が供給される。これに対し、このようなNO_x浄化触媒を昇温するために、燃料噴射弁から機関燃焼室に膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射するか、或いは炭化水素供給弁から機関排気通路内に燃料を噴射する場合がある。この場合、通常は、燃料噴射弁から機関燃焼室に燃料を噴射するか、或いは炭化水素供給弁から機関排気通路内に燃料を噴射するかのいずれか一方が行われるが、場合によっては、燃料噴射弁から機関燃焼室に燃料が噴射されると同時に、炭化水素供給弁から機関排気通路内に燃料が噴射される場合がある。しかしながら、このように燃料噴射弁から機関燃焼室に燃料が噴射されると同時に、炭化水素供給弁から機関排気通路内に燃料が噴射された場合には、供給燃料が増大するためにNO_x浄化触媒の温度が急上昇し、それによってNO_x浄化触媒が過熱されるという問題を生ずる。

上記問題を解決するために、本発明によれば、機関燃焼室内に配置された燃料噴射弁と、機関排気通路内に配置された排気処理装置と、排気処理装置上流の機関排気通路内に配置された炭化水素供給弁とを具備しており、排気処理装置が、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸蔵し、排気ガスがリッチにされると吸蔵したNOxを放出するNOx吸蔵触媒を含んでおり、燃料噴射弁からは、機関出力を発生させるための主噴射と、膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射するポスト噴射とが行われ、NOx吸蔵触媒からSOxを放出すべきときには、機関出力を発生させるための主噴射完了後の膨張行程前半に、燃料噴射弁からリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射が行われる内燃機関の制御装置において、排気処理装置を昇温すべくポスト噴射が行われているときに、炭化水素供給弁から炭化水素供給弁ノズル口の目詰まり防止用燃料が噴射されたときには、ポスト噴射の噴射量が減量されるか、或いはポスト噴射が停止され、リッチ燃焼ガス生成噴射が行われているときには、炭化水素供給弁ノズル口の目詰まり防止用燃料噴射が禁止される内燃機関の制御装置が提供される。

炭化水素供給弁から燃料が噴射されたときには、ポスト噴射の噴射量を減量するか、或いはポスト噴射を停止することによって、排気処理装置が過熱するのを阻止することができる。

図１は圧縮着火式内燃機関の全体図である。図２は触媒担体の表面部分を図解的に示す図である。図３Ａおよび３Ｂは排気浄化触媒における酸化還元反応を説明するための図である。図４はNO_x放出制御を示す図である。図５は排出NO_x量NOXAのマップを示す図である。図６は燃料噴射時期を示す図である。図７は、炭化水素供給弁からの噴射領域ＷＩとポスト噴射領域ＰＩとを示す図である。図８は、SO_x放出制御時における燃料噴射の様子を示すタイムチャートである。図９は、パティキュレートフィルタの再生時における燃料噴射の様子を示すタイムチャートである。図１０は、炭化水素供給弁からの目詰まり防止用噴射を説明するための図である。図１１は目詰まり防止制御を行うためのフローチャートである。図１２は、SO_x放出制御時における燃料噴射の様子を示すタイムチャートである。図１３は、パティキュレートフィルタの再生時における燃料噴射の様子を示すタイムチャートである。図１４は排気制御を行うためのフローチャートである。図１５は昇温制御を行うためのフローチャートである。図１６はSO_x放出制御を行うためのフローチャートである。図１７は、SO_x放出制御時における燃料噴射の様子を示す別の実施例のタイムチャートである。図１８はSO_x放出制御を行うための別の実施例のフローチャートである。

図１に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口は吸入空気量検出器８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内にはアクチュエータにより駆動されるスロットル弁10が配置され、吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置11が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置11内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。

一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排気管12を介して排気処理装置13の入口に連結される。本発明による実施例では、この排気処理装置13はNOx吸蔵触媒からなる。NOx吸蔵触媒13の出口は別の排気処理装置14に連結される。本発明による実施例では、この排気処理装置14はパティキュレートフィルタからなる。NOx吸蔵触媒13上流の排気管12内には圧縮着火式内燃機関の燃料として用いられる軽油その他の燃料からなる炭化水素を供給するための炭化水素供給弁15が配置される。図１に示される実施例では炭化水素供給弁15から供給される炭化水素として軽油が用いられている。なお、本発明はリーン空燃比のもとで燃焼の行われる火花点火式内燃機関にも適用することができる。この場合、炭化水素供給弁15からは火花点火式内燃機関の燃料として用いられるガソリンその他の燃料からなる炭化水素が供給される。

一方、排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、EGRと称す）通路16を介して互いに連結され、EGR通路16内には電子制御式EGR制御弁17が配置される。また、EGR通路16の周りにはEGR通路16内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置18が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置18内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。各燃料噴射弁３は燃料供給管19を介してコモンレール20に連結され、このコモンレール20は電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ21を介して燃料タンク22に連結される。燃料タンク22内に貯蔵されている燃料は燃料ポンプ21によってコモンレール20内に供給され、コモンレール20内に供給された燃料は各燃料供給管19を介して燃料噴射弁３に供給される。

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、入力ポート35および出力ポート36を具備する。NOx吸蔵触媒13の下流にはNOx吸蔵触媒13から流出した排気ガスの温度を検出するための温度センサ23が配置されており、パティキュレートフィルタ14にはパティキュレートフィルタ14の前後差圧を検出するための差圧センサ24が取り付けられている。これら温度センサ23、差圧センサ24および吸入空気量検出器８の出力信号は夫々対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。また、アクセルペダル40にはアクセルペダル40の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力される。更に入力ポート35にはクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ42が接続される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁３、スロットル弁10の駆動用アクチュエータ、炭化水素供給弁15、EGR制御弁17および燃料ポンプ21に接続される。

図２は、図１に示されるNOx吸蔵触媒13の基体上に担持された触媒担体の表面部分を図解的に示している。このNOx吸蔵触媒13では図２に示されるように例えばアルミナからなる触媒担体50上には白金Ptからなる貴金属触媒51が担持されており、更にこの触媒担体50上にはカリウムＫ、ナトリウムNa、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金属、ランタノイドのような希土類および銀Ag、銅Cu、鉄Fe、イリジウムIrのようなNO_xに電子を供与しうる金属から選ばれた少なくとも一つを含む塩基性層53が形成されている。また、NOx吸蔵触媒13の触媒担体50上には白金Ptに加えてロジウムRh或いはパラジウムPdを担持させることができる。

さて、図１に示される内燃機関では、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比は、通常リーンであり、従ってNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスは通常、酸素過剰の状態にある。このとき排気ガス中に含まれるNOは図３Ａに示されるように白金51上において酸化されてNO₂となる。次いでこのNO₂は更に酸化されて図３Ａに示されるように硝酸イオンNO₃ ^-の形で塩基性層53内に拡散し、硝酸塩となる。このようにして、排気ガス中に含まれるNOはNOx吸蔵触媒13に吸収されることになる。なお、このとき塩基性層53がNO_xを吸着する場合もある。従って以下、吸収および吸着の双方を含む用語として吸蔵という用語を用いる。

一方、図３ＢはこのようにNO_xが硝酸塩の形で塩基性層53内に吸蔵されているときにNOx吸蔵触媒13内に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた場合を示している。この場合には排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向（NO₃ ^-→NO₂）に進み、斯くして塩基性層53内に吸収されている硝酸塩は順次硝酸イオンNO₃ ^-となって図３Ｂに示されるようにNO₂の形で塩基性層53から放出される。次いで放出されたNO₂は排気ガス中に含まれる炭化水素HCおよびCOによって還元される。従って、機関吸気通路、燃焼室２およびNOx吸蔵触媒13上流の排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、NOx吸蔵触媒13は、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNO_xを吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチにされると吸蔵したNO_xを放出するNO_x吸蔵放出機能を有している。

次に図４を参照しつつNOx吸蔵触媒13からのNO_x放出制御について説明する。このNO_x放出制御では、図４に示されるように塩基性層53に吸蔵された吸蔵NO_x量ΣNOXが予め定められた許容量MAXを越えたときにNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inが一時的にリッチにされる。排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリッチにされると、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリーンのときに塩基性層53内に吸蔵されたNO_xが塩基性層53から一気に放出されて還元される。それによってNO_xが浄化される。

この場合、吸蔵NO_x量ΣNOXは例えば機関から排出されるNO_x量から算出される。本発明による実施例では機関から単位時間当り排出される排出NO_x量NOXAが燃料噴射弁３からの噴射量Ｑおよび機関回転数Ｎの関数として図５に示すようなマップの形で予めROM32内に記憶されており、この排出NO_x量NOXAから吸蔵NO_x量ΣNOXが算出される。

NO_xの放出制御を行うときには、図６に示されるように、燃料噴射弁３から、機関出力を発生させるための主噴射Ｑに加えて、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。このリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩは、燃焼はするが機関出力となって現われない時期に、即ち圧縮上死点後ATDC90°の少し手前で行われ、このとき燃料噴射弁３からはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するために必要な量の燃料が噴射される。なお、図６の横軸はクランク角を示している。このように本発明による実施例では、NO_xの放出制御を行うときには、機関出力を発生させるための主噴射Ｑ完了後の膨張行程前半に、燃料噴射弁３から、リッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。このリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われると、燃焼室２から排出される排気ガスの空燃比が排気リッチとなり、従ってNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリッチとなる。その結果、NOx吸蔵触媒13からNO_xが放出されことになる。

一方、排気ガス中にはSO_X が含まれており、このSO_X もNOx吸蔵触媒13の塩基性層53内に吸蔵される。この場合、NOx吸蔵触媒13への吸蔵SO_X 量が増大するとNOx吸蔵触媒13がNOxを吸蔵し得なくなり、従ってNOx吸蔵触媒13への吸蔵SO_X 量が増大したときには、NOx吸蔵触媒13から吸蔵SO_X を放出させることが必要となる。この場合、NOx吸蔵触媒13に吸蔵されたSO_X は、NOx吸蔵触媒13の温度を６００℃程度まで上昇させかつNOx吸蔵触媒13への流入排気ガスの空燃比をリッチにすることによってNOx吸蔵触媒13から放出させることができる。

一方、パティキュレートフィルタ14によるパティキュレートの捕集量が増大すると、パティキュレートフィルタ14の再生作用が行われる。このパティキュレートフィルタ14の再生作用はパティキュレートフィルタ14の温度を５５０℃以上の再生温度まで上昇させることによって行われる。このように、NOx吸蔵触媒13から吸蔵SO_X を放出させるときにはNOx吸蔵触媒13を昇温させることが必要であり、また上述したように、パティキュレートフィルタ14を再生させるときにも、パティキュレートフィルタ14を昇温させることが必要である。この場合、NOx吸蔵触媒13の昇温作用は、排気ガス中に燃料を追加供給し、追加供給された燃料の酸化反応熱によって行われる。また、パティキュレートフィルタ14の昇温作用も、排気ガス中に燃料を追加供給し、追加供給された燃料の酸化反応熱によって行われる。

ところで、NOx吸蔵触媒13或いはパティキュレートフィルタ14の昇温のために、排気ガス中に炭化水素、即ち燃料を追加供給する方法には、二つの方法がある。一つの方法は、炭化水素供給弁15から燃料を供給する方法である。もう一つの方法は、燃料噴射弁３から燃焼室２内に、膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射する方法である。この噴射方法、即ち、燃料噴射弁３から、膨張行程後半又は排気行程に行う燃料噴射をポスト噴射と称する。さて、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきときに、炭化水素供給弁15から燃料を噴射すると、燃料が重質であるために噴射燃料がNOx吸蔵触媒13の前端面を通過して下流側に流れ込み、NOx吸蔵触媒13の下流側で燃焼する。その結果、NOx吸蔵触媒13の前端面から下流側まで一様に昇温させるのが困難である。これは、パティキュレートフィルタ14を昇温すべきときに、炭化水素供給弁15から燃料を噴射した場合でも同様である。

これに対し、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきときに、燃料噴射弁３から膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射すると、即ちポスト噴射を行うと、噴射された燃料は燃焼室２内において炭素数の小さい炭化水素に改質され、その結果、NOx吸蔵触媒13には軽質の燃料が送り込まれる。NOx吸蔵触媒13に軽質の燃料が送り込まれると、燃料はNOx吸蔵触媒13の上流側においても燃焼が行われ、その結果NOx吸蔵触媒13の前端面から下流側まで一様に昇温させることができることになる。これは、パティキュレートフィルタ14を昇温すべきときに、ポスト噴射を行った場合でも同様である。従って、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきとき、およびパティキュレートフィルタ14を昇温すべきときには、ポスト噴射を行うことが好ましいことになる。

しかしながら、機関低速低負荷運転時のように燃焼室２内の温度が低いときにポスト噴射を行うと、噴射燃料が蒸発せずに液状のまま燃焼室２の内壁面に付着し、その結果、潤滑オイルが希釈されてしまうという問題を生ずる。そこで、本発明による実施例では、機関低速低負荷運転時においては、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきとき、およびパティキュレートフィルタ14を昇温すべきときには、炭化水素供給弁15から燃料を噴射するようにしている。図７には、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきとき、およびパティキュレートフィルタ14を昇温すべきときに、ポスト噴射が行われる領域がＰＩで示されており、NOx吸蔵触媒13を昇温すべきとき、およびパティキュレートフィルタ14を昇温すべきときに、炭化水素供給弁15からの燃料が噴射が行われる領域がＷＩで示されている。なお、図７において、Ｑは燃料噴射弁３からの噴射量を示しており、Ｎは機関回転数を示している。

図８は、本発明によるSOx放出制御の概要を示している。なお、図８において、ΣSOXはNOx吸蔵触媒13への吸蔵SO_x量を示しており、ＴＣはNOx吸蔵触媒13の温度を示しており、ＡＩはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射を示しており、ＰＩはポスト噴射を示しており、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、（Ａ／Ｆ）inはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比を示している。図８からわかるように、SOx放出制御のための昇温作用が開始される前は、NOx吸蔵触媒13からNOxを放出すべきときにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われ、それによってNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリッチとされる。

次いで、吸蔵SO_x量ΣSOXが予め定められた許容値ＳＸを越えると、SOx放出制御のための昇温作用が開始される。SOx放出制御のための昇温作用が開始されると、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリーンに維持しつつ、機関の運転状態に応じてポスト噴射ＰＩ又は炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。なお、炭化水素供給弁15から燃料が噴射されるときには、炭化水素供給弁15に短い周期の噴射信号が送られ、このとき炭化水素供給弁15からは燃料が連続的に噴射される。次いで、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣがSOx放出温度ＴＸを超えるとSOx放出制御が開始される。

SOx放出制御が開始されると、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが間欠的に行われ、この結果、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inが間欠にリッチにされる。NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリッチになったときにNOx吸蔵触媒13からSOxが放出される。従って、SOx放出制御が開始されると、吸蔵SO_x量ΣSOXが次第に減少する。一方、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが中断しているときには、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣをSOx放出温度ＴＸに維持するために、機関の運転状態に応じてポスト噴射ＰＩ又は炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。

図９は、本発明によるパティキュレートフィルタ14の再生制御の概要を示している。なお、図９において、ΔＰはパティキュレートフィルタ14の前後差圧を示しており、ＴＤはパティキュレートフィルタ14の温度を示しており、ＡＩはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射を示しており、ＰＩはポスト噴射を示しており、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、（Ａ／Ｆ）inはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比を示している。図９からわかるように、パティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が開始される前は、NOx吸蔵触媒13からNOxを放出すべきときにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われ、それによってNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inがリッチとされる。

次いで、パティキュレートフィルタ14の前後差圧ΔＰが予め定められた許容値ＰＸを越えると、パティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が開始される。パティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が開始されると、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリーンに維持しつつ、機関の運転状態に応じてポスト噴射ＰＩ又は炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。次いで、パティキュレートフィルタ14の温度ＴＤが再生温度ＴＹを超えるとパティキュレートフィルタ14の再生作用が開始される。

次に、炭化水素供給弁15のノズル口の目詰まり防止制御について説明する。図１に示されるように機関排気通路内に炭化水素供給弁15が配置されている場合には、炭化水素供給弁15からの燃料の噴射が停止されると、炭化水素供給弁15のノズル口には煤が次第に堆積する。その結果、炭化水素供給弁15の噴射停止期間が長いと、この堆積した煤によって炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりを生ずることになる。そこで本発明による実施例では、機関の通常運転時には、炭化水素供給弁15の噴射停止期間が予め定められた期間を超えたときには、炭化水素供給弁15からノズル口の目詰まり防止用燃料を噴射するようにしている。この予め定められた期間は、例えば１０秒である。

一方、NOx吸蔵触媒13からのSOx放出制御のための昇温作用が行われると、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われると、炭化水素供給弁15の先端面の温度が上昇し、その結果、炭化水素供給弁15の先端面の温度が高くなる。ところが、このように炭化水素供給弁15の先端面の温度が高くなると、炭化水素供給弁15のノズル口に残留している燃料が変質して固化し、その結果、炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりを生ずることが判明したのである。また、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが間欠的に行われるSOx放出制御時には、排気ガス温が極めて高くなるために、炭化水素供給弁15の先端面の温度が極めて高くなり、その結果、炭化水素供給弁15のノズル口に残留している燃料が変質して固化するばかりでなく、炭化水素供給弁15の先端部分の変形を引き起こす場合があることも判明している。従って、SOx放出制御のための昇温作用やSOx放出制御が行われたとき、およびパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われたときには、機関の通常運転時とは異なる炭化水素供給弁15のノズル口の目詰まり制御が必要となる。次に、このことについて図１０を参照しつつ説明する。

図１０は、時刻ｔ_０において、SOx放出制御のための昇温作用、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が開始された場合を示している。なお、図１０において、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、ＴＷは炭化水素供給弁15の先端面の温度を示しており、ＴＷＡは炭化水素供給弁15のノズル口に残留している燃料の変質を引き起こす温度を示しており、ＴＷＢは炭化水素供給弁15の先端部分の変形を引き起こす温度を示している。また、図１０において、Ａは、SOx放出制御のための昇温作用、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が開始される前に行われている炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示している。

図１０に示されるように、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが一定時間ΔＴＣ以上、燃料の変質を引き起こす温度ＴＷＡを越えると、炭化水素供給弁15からノズル口の目詰まり防止用燃料Ｃが噴射され、それにより変質した燃料がノズル口から吹き飛ばされることになる。その結果、変質した燃料でもって炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりするのを阻止することができる。また、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが、炭化水素供給弁15の先端部分の変形を引き起こす温度ＴＷＢを越えると、直ちに炭化水素供給弁15から多量の目詰まり防止用燃料Ｄが噴射される。その結果、変質した燃料がノズル口から吹き飛ばされるばかりでなく、炭化水素供給弁15の先端部分が直ちに冷却され、それにより炭化水素供給弁15の先端部分が変形するのを阻止することができる。

一方、SOx放出制御のための昇温作用、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われている場合であっても、機関から多量の煤が排出されると炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりする場合がある。従って、SOx放出制御のための昇温作用、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われている場合でも、炭化水素供給弁15の噴射停止期間が予め定められた期間ΔＴＢを超えたときには、炭化水素供給弁15からノズル口の目詰まり防止用燃料Ｂを噴射するようにしている。この予め定められた期間ΔＴＢは機関の通常運転時における目詰まり防止用燃料の噴射期間よりも短く、また、この予め定められた期間ΔＴＢは排気ガス中の煤量が多いほど短くされる。

図１１は、SOx放出制御のための昇温作用、SOx放出制御、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われているときの目詰まり防止制御ルーチンを示している。このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図１１を参照すると、まず初めにステップ60において、炭化水素供給弁15の噴射停止後、煤による目詰まりを防止するために燃料噴射をすべき期間ΔＴＢが算出される。次いで、ステップ61では、炭化水素供給弁15からの噴射が停止されてからの経過期間、即ち炭化水素供給弁15の噴射停止期間が期間ΔＴＢを越えたか否かが判別される。炭化水素供給弁15の噴射停止期間が期間ΔＴＢを越えたときにはステップ66にジャンプし、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料が噴射される。次いで、ステップ67では経過期間ｔＸがクリアされる。

これに対し、ステップ61において、炭化水素供給弁15の噴射停止期間が期間ΔＴＢを越えていないと判別されたときにはステップ62に進み、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが、炭化水素供給弁15の先端部分の変形を引き起こす温度ＴＷＢを越えたか否かが判別される。なお、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷは実測することもできるし、排気ガス温および排気ガス流量から推定することもできる。ステップ63において、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが温度ＴＷＢを越えたと判別されたときにはステップ66にジャンプし、炭化水素供給弁15から多量の目詰まり防止用燃料が噴射される。これに対し、ステップ62において、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが温度ＴＷＢを越えていないと判別されたときにはステップ63に進み、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが、燃料の変質を引き起こす温度ＴＷＡを越えたか否かが判別される。炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが、燃料の変質を引き起こす温度ＴＷＡを超えていないときには処理サイクルを完了する。

これに対し、ステップ63において、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが、燃料の変質を引き起こす温度ＴＷＡを越えたと判別されたときにはステップ64に進み、ｔＸに割り込み時間間隔ΔＴを加算することによって、炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが温度ＴＷＡを超えてからの経過時間ｔＸが算出される。次いで、ステップ65では、経過時間ｔＸが予め定められた時間ΔｔＣを越えたか否かが判別される。経過時間ｔＸが予め定められた時間ΔｔＣを越えたときにはステップ66に進み、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料が噴射される。

次に、図１２を参照しつつ、SOx放出制御が行われているときに目詰まり防止用燃料が噴射されたときの噴射制御の第１実施例について説明する。図１２において、ＡＩはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射を示しており、ＰＩはポスト噴射を示しており、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、（Ａ／Ｆ）inはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比を示している。なお、図１２は、機関の運転状態が最初は図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあり、次いで機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行した場合を例にとって示している。また、図１２において、Ｂ，Ｃ，Ｄは図１０においてＢ，Ｃ，Ｄで示されるいずれかの目詰まり防止用燃料噴射を示している。

図１２を参照すると、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときには、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリッチにするためにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが間欠に行われ、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが中断しているときには、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣをSOx放出温度ＴＸに維持するために、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。このときには、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが間欠的に行われるので炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりする危険性はなく、従ってこのときには炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射は行われない。

一方、機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行しても、間欠的なリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩは継続して行われる。これに対し、機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行すると、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが中断しているときの燃料噴射が、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩからポスト噴射ＰＩに移行する。即ち、このとき、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが停止される。従って、このときには、炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりを生ずる危険性が生じ、従ってこのときには、図１２に示されように、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射される。

しかしながら、このように炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、ポスト噴射ＰＩが行われていると、ポスト噴射ＰＩによる噴射燃料に目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが重畳されるために供給燃料量が急激に増大する。その結果、NOx吸蔵触媒13における発熱量が急激に増大するために、NOx吸蔵触媒13の温度が急上昇し、NOx吸蔵触媒13が過熱してしまうという問題を生ずる。そこで、このような問題が生じないように、図１２に示される実施例では、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときには、ポスト噴射ＰＩが停止される。無論、この場合、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときにポスト噴射ＰＩの噴射量を減量することもできる。

また、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われていると、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩによる噴射燃料に目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが重畳されるために供給燃料量が急激に増大する。その結果、この場合にも、NOx吸蔵触媒13における発熱量が急激に増大するために、NOx吸蔵触媒13の温度が急上昇し、NOx吸蔵触媒13が過熱してしまうという問題を生ずる。そこで、このときにもこのような問題が生じないように、図１２に示される第１実施例では、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときには、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止される。無論、この場合、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量を減量することもできる。

このように、本発明による第１実施例では、NO_x吸蔵触媒13からSO_xを放出すべきときには、機関出力を発生させるための主噴射Ｑ完了後の膨張行程前半に、燃料噴射弁３からリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われ、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときに、炭化水素供給弁15から炭化水素供給弁15のノズル口の目詰まり防止用燃料が噴射されたときには、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量が減量されるか、或いはリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止される。

次に、図１３を参照しつつ、SOx放出制御のための昇温作用、或いはパティキュレートフィルタ14の再生のための昇温作用が行われているときに目詰まり防止用燃料が噴射されたときの噴射制御について説明する。図１３において、ＡＩはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射を示しており、ＰＩはポスト噴射を示しており、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、（Ａ／Ｆ）inはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比を示している。なお、図１３は、機関の運転状態が最初は図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあり、次いで機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行した場合を例にとって示している。また、図１３において、Ｂ，Ｃ，Ｄは図１０においてＢ，Ｃ，Ｄで示されるいずれかの目詰まり防止用燃料噴射を示している。

図１３を参照すると、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときには、パティキュレートフィルタ14を再生温度まで昇温させるために、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリーンに維持した状態で、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。このときには、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが継続的に行われるので炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりする危険性はなく、従ってこのときにはＷＩは炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射は行われない。

一方、機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行すると、パティキュレートフィルタ14の昇温のための燃料噴射が、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩからポスト噴射ＰＩに移行する。即ち、このとき、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが停止される。従って、このときには、炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりを生ずる危険性が生じ、従ってこのときには、図１３に示されように、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射される。

しかしながら、前述したように、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、ポスト噴射ＰＩが行われていると、ポスト噴射ＰＩによる噴射燃料に目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが重畳されるために供給燃料量が急激に増大する。その結果、NOx吸蔵触媒13における発熱量、或いはパティキュレートフィルタ14における発熱量が急激に増大するために、NOx吸蔵触媒13或いはパティキュレートフィルタ14の温度が急上昇し、NOx吸蔵触媒13或いはパティキュレートフィルタ14が過熱してしまうという問題を生ずる。そこで、このような問題が生じないように、図１３に示される実施例では、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときには、ポスト噴射ＰＩが停止される。無論、この場合、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときにポスト噴射ＰＩの噴射量を減量することもできる。

このように、本発明では、機関燃焼室２内に配置された燃料噴射弁３と、機関排気通路内に配置された排気処理装置13,14と、排気処理装置13,14上流の機関排気通路内に配置された炭化水素供給弁15とを具備しており、燃料噴射弁15からは、機関出力を発生させるための主噴射Ｑと、膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射するポスト噴射ＰＩとが行われる内燃機関の制御装置において、排気処理装置13,14を昇温すべくポスト噴射ＰＩが行われているときに、炭化水素供給弁15から燃料が噴射されたときには、ポスト噴射ＰＩの噴射量が減量されるか、或いはポスト噴射ＰＩが停止される。この場合、本発明による実施例では、排気処理装置13、14は、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNO_xを吸蔵し、排気ガスがリッチにされると吸蔵したNO_xを放出するNO_x吸蔵触媒13、又はパティキュレートフィルタ14からなる。

さて、本発明についてもう少し具体的に言うと、本発明による実施例では、図８および図９からわかるように、排気処理装置13,14を昇温すべきときには、機関の運転状態に応じて、ポスト噴射ＰＩ又は炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが選択的に行われる。この場合、排気処理装置13,14を昇温すべくポスト噴射ＰＩが行われているときに、炭化水素供給弁15から炭化水素供給弁15のノズル口の目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときには、ポスト噴射ＰＩの噴射量が減量されるか、或いはポスト噴射ＰＩが停止される。また、この場合、目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄは、炭化水素供給弁15からの燃料噴射完了後予め定められた期間ΔＴＢ経過したとき、又は炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが予め定められた温度ＴＷＡ以上に維持されたとき、又は炭化水素供給弁15の先端面の温度ＴＷが予め定められた温度ＴＷＢ以上になったときに噴射される。

図１４に排気制御ルーチンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。
図１４を参照すると、まず初めにステップ70において、図１３に示すマップから単位時間当りの排出NO_ｘ量NOXAが算出される。次いでステップ71では、ΣNOXに単位時間当りの排出NO_ｘ量NOXAを加算することによって吸蔵NO_ｘ量ΣNOXが算出される。次いでステップ72では吸蔵NO_ｘ量ΣNOXが許容値MAXを越えたか否かが判別される。ΣNOX＞MAXになるとステップ73に進んでリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。このとき、NO_x吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされ、それによりNO_x吸蔵触媒13からNO_ｘが放出される。

一方、燃料噴射弁３から噴射される燃料中には一定の割合で硫黄Ｓが含まれている。従って、ステップ74では、燃料噴射弁３からの噴射量Ｑに定数Ｋを乗算した値Ｋ・ＱをΣSOXに加算することによって、NOx吸蔵触媒13の吸蔵されている吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが算出される。次いで、ステップ75では、吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが許容値ＳＸを越えたか否かが判別される。吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが許容値ＳＸを越えたときにはステップ76に進んでNOx吸蔵触媒13の昇温制御が行われる。次いで、ステップ77では、NOx吸蔵触媒13の昇温作用が完了したか否かが判別される。NOx吸蔵触媒13の昇温作用が完了したときにはステップ78に進んで
NOx吸蔵触媒13からのSO_ｘ放出制御が行われる。次いで、ステップ79では、パティキュレートフィルタ14の前後差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたか否かが判別される。パティキュレートフィルタ14の前後差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたときにはステップ80に進んでパティキュレートフィルタ14の昇温制御が行われる。

図１５は、図１４のステップ76において行われる昇温制御を示している。
図１５を参照すると、まず初めにステップ90において、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣがSOx放出温度ＴＸを超えたか否かが判別される。NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣがSOx放出温度ＴＸを超えていないときにはステップ91に進んで、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるか否かが判別される。機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときにはステップ93に進んで、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。これに対し、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにないとき、即ち機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領ＰＩにあるときには、ステップ94に進んで、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われているか否かが判別される。

ステップ94において、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていないと判別されたときにはステップ95に進んで、ポスト噴射ＰＩが行われる。これに対し、ステップ94において、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていると判別されたときにはステップ96に進んでポスト噴射ＰＩが停止される。なお、この場合、前述したように、ポスト噴射ＰＩによる噴射燃料量を減少させることもできる。一方、ステップ90において、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣがSOx放出温度ＴＸを超えたと判別されたときにはステップ97に進んでNOx吸蔵触媒13の昇温作用が停止される。なお、図１４のステップ80において行われる昇温制御も同様にしておこなわれるので、図１４のステップ80において行われる昇温制御については説明を省略する。

図１６は、図１４のステップ78において行われるSO_ｘ放出制御を示している。
図１６を参照すると、まず初めにステップ100において、NOx吸蔵触媒13への吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも少なくなったか否かが判別される。吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも多いときにはステップ101に進んで、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるか否かが判別される。機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときにはステップ102に進んで、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリッチにすべきリッチ期間であるか否かが判別される。リッチ期間であるときにはステップ103に進んでリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。これに対し、リッチ期間でないときにはステップ104に進んで炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。次いでステップ112に進む。

一方、ステップ101において、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにないと判別されたとき、即ち機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領ＰＩにあるときには、ステップ105に進んで、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリッチにすべきリッチ期間であるか否かが判別される。リッチ期間でないときにはステップ106に進んで、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われているか否かが判別される。炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていないときにはステップ107に進んで、ポスト噴射ＰＩが行われる。これに対し、ステップ106において、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていると判別されたときにはステップ108に進んでポスト噴射ＰＩが停止される。なお、この場合、前述したように、ポスト噴射ＰＩによる噴射燃料量を減少させることもできる。次いでステップ112に進む。

一方、ステップ105において、リッチ期間であると判別されたときにはステップ109に進んで、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われているか否かが判別される。炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていないと判別されたときにはステップ111に進んで、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。これに対し、ステップ109において、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が行われていると判別されたときにはステップ110に進んでリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩによる噴射燃料量が減少される。なお、この場合、前述したように、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩを停止させることもできる。次いでステップ112に進む。ステップ112で吸蔵SOｘ量ΣSOXから放出されたSOｘ量ΔＳが減算される。次いで、ステップ100において、NOx吸蔵触媒13への吸蔵SOｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも少なくなったと判別されると、SOｘ放出制御が終了する。

さて、図１２から図１６に示される第１の実施例では、ポスト噴射ＰＩが行われているときに炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射された場合には、ポスト噴射ＰＩが停止されるか、或いはポスト噴射ＰＩの噴射量が減量され、また、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときに炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射された場合には、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止されるか、或いはリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量が減量される。しかしながら、ポスト噴射ＰＩが行われているときに炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射された場合と、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときに炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射された場合とでは、若干状況が異なる。

即ち、前述したようにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩは、燃焼はするが機関出力となって現れない時期に、即ち圧縮上死点後ATDC90°の少し手前で行われる。しかしながら、リッチ燃焼ガスが生成するように燃料を噴射すると燃料が燃焼せしめられるために、実際には機関出力が発生してしまう。従って、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止されるか、或いはリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量が減量されると機関出力トルクが変動することになる。これに対し、ポスト噴射ＰＩは、図６からわかるように、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩよりも遅い時期に行われ、従ってポスト噴射ＰＩが行われたときに機関出力は発生しない。従って、ポスト噴射ＰＩが行われているときにポスト噴射ＰＩが停止されるか、或いはポスト噴射ＰＩの噴射量が減量されても、機関出力トルクが変動することはない。

一方、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているとNOx吸蔵触媒13内は酸素がほとんど存在していないリッチ雰囲気となっており、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止されても、暫くの間、NOx吸蔵触媒13内はリッチ雰囲気となっている。従って、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが停止されたときに目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されると、目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが酸化せしめられることなく、外気中に放出されることになる。これに対し、ポスト噴射ＰＩはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持した状態で行われており、従ってポスト噴射ＰＩが行われているときには、NOx吸蔵触媒13内は酸素過多のリーン雰囲気となっている。従って、ポスト噴射ＰＩが停止されたときに目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されると、目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄは酸化せしめられ、これら燃料が外気中に放出されることはない。

このように炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩを停止するか、或いはリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量を減量すると、このときに、ポスト噴射ＰＩを停止するか、或いはポスト噴射ＰＩの噴射量を減量する場合とは異なり、機関出力トルクが変動したり、或いは目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが外気中に放出されるといった問題が生ずる。従って、本発明による第２実施例では、目詰まり防止よりも機関出力トルクの変動の阻止と目詰まり防止用燃料の外気中への放出の阻止とを優先し、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときには炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射を禁止するようにしている。

図１７は、この第２実施例において、SOx放出制御が行われているときに目詰まり防止用燃料が噴射されたときの噴射制御を示している。なお、図１７において、ＡＩはリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射を示しており、ＰＩはポスト噴射を示しており、ＷＩは炭化水素供給弁15からの燃料噴射を示しており、（Ａ／Ｆ）inはNOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比を示している。また、図１７は、図１２と同様に、機関の運転状態が最初は図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあり、次いで機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行した場合を例にとって示している。また、図１７において、Ｂ，Ｃ，Ｄは図１０においてＢ，Ｃ，Ｄで示されるいずれかの目詰まり防止用燃料噴射を示している。

図１７を参照すると、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときには、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリッチにするためにリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが間欠に行われ、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが中断しているときには、NOx吸蔵触媒13の温度ＴＣをSOx放出温度ＴＸに維持するために、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。このときには、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが間欠的に行われるので炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりする危険性はなく、従ってこのときには炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射は行われない。

一方、機関の運転状態が図７に示されるポスト噴射領域ＰＩに移行すると、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが中断しているときの燃料噴射が、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩからポスト噴射ＰＩに移行し、炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが停止される。従って、このときには、炭化水素供給弁15のノズル口が目詰まりを生ずる危険性が生じ、従って、図１７に示されように、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射される。しかしながら、このように炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、ポスト噴射ＰＩが行われていると、供給燃料量が急激に増大する。その結果、NOx吸蔵触媒13における発熱量が急激に増大するために、NOx吸蔵触媒13の温度が急上昇し、NOx吸蔵触媒13が過熱してしまうという問題を生ずる。

この場合、前述したように、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、ポスト噴射ＰＩを停止するか、或いはポスト噴射ＰＩの噴射量を減量しても、機関出力トルクが変動したり、或いは目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが外気中に放出されるといった問題が生じない。従って、図１７に示される第２実施例では、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときには、ポスト噴射ＰＩが停止される。無論、この場合、炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときにポスト噴射ＰＩの噴射量を減量することもできる。

一方、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われている場合に炭化水素供給弁15から目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが噴射されたときに、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩを停止するか、或いはリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩの噴射量を減量すると、前述したように、機関出力トルクが変動したり、或いは目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄが外気中に放出されるといった問題を生ずる。従って、図１７に示される第２実施例では、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときには、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射禁止される。即ち、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われているときには、図１７に示されるように、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射は行われない。

この第２実施例は、図１４に示される排気制御ルーチンを用いて実行される。この場合、図１４のステップ76において行われる昇温制御については図１５に示される昇温制御ルーチンが用いられ、また図１４のステップ80において行われる昇温制御についても図１５に示される昇温制御ルーチンと同様な昇温制御ルーチンが用いられる。一方、図１４のステップ78において行われるSOｘ放出制御については図１８に示されるSOｘ放出制御ルーチンが用いられる。この図１８に示されるSOｘ放出制御ルーチンにおけるステップ100から108およびステップ112は、図１６に示されるSOｘ放出制御ルーチンにおけるステップ100から108およびステップ112と全く同じであり、図１８に示されるSOｘ放出制御ルーチンが図１６に示されるSOｘ放出制御ルーチンと異なるところは、図１６におけるステップ109、110に代えてステップ120が用いられていることだけである。

即ち、図１８を参照すると、まず初めにステップ100において、NOx吸蔵触媒13への吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも少なくなったか否かが判別される。吸蔵SO_ｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも多いときにはステップ101に進んで、機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるか否かが判別される。機関の運転状態が図７に示される炭化水素供給弁15からの燃料噴射領域ＷＩにあるときにはステップ102に進んで、NOx吸蔵触媒13に流入する排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）inをリッチにすべきリッチ期間であるか否かが判別される。リッチ期間であるときにはステップ103に進んでリッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。これに対し、リッチ期間でないときにはステップ104に進んで炭化水素供給弁15からの燃料噴射ＷＩが行われる。次いでステップ112に進む。

一方、ステップ105において、リッチ期間であると判別されたときにはステップ120に進んで、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射が禁止される。次いで、ステップ111に進んで、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われる。このときには図１７に示されるように、リッチ燃焼ガス生成噴射ＡＩが行われている間、炭化水素供給弁15からの目詰まり防止用燃料Ｂ，Ｃ，Ｄの噴射は行われない。次いでステップ112に進む。ステップ112では、吸蔵SOｘ量ΣSOXから放出されたSOｘ量ΔＳが減算される。次いで、ステップ100において、NOx吸蔵触媒13への吸蔵SOｘ量ΣSOXが設定最小値ＭＩＮよりも少なくなったと判別されると、SOｘ放出制御が終了する。

なお、別の実施例として排気浄化触媒13上流の機関排気通路内に炭化水素を改質させるための酸化触媒を配置することもできる。

４吸気マニホルド
５排気マニホルド
７排気ターボチャージャ
12 排気管
13 排気浄化触媒
14 パティキュレートフィルタ
15 炭化水素供給弁

Claims

機関燃焼室内に配置された燃料噴射弁と、機関排気通路内に配置された排気処理装置と、排気処理装置上流の機関排気通路内に配置された炭化水素供給弁とを具備しており、該排気処理装置が、排気ガスの空燃比がリーンのときにはNOxを吸蔵し、排気ガスがリッチにされると吸蔵したNOxを放出するNOx吸蔵触媒を含んでおり、燃料噴射弁からは、機関出力を発生させるための主噴射と、膨張行程後半又は排気行程に燃料を噴射するポスト噴射とが行われ、該NOx吸蔵触媒からSOxを放出すべきときには、機関出力を発生させるための主噴射完了後の膨張行程前半に、燃料噴射弁からリッチ空燃比の燃焼ガスを生成するためにリッチ燃焼ガス生成噴射が行われる内燃機関の制御装置において、排気処理装置を昇温すべく上記ポスト噴射が行われているときに、炭化水素供給弁から炭化水素供給弁ノズル口の目詰まり防止用燃料が噴射されたときには、該ポスト噴射の噴射量が減量されるか、或いはポスト噴射が停止され、該リッチ燃焼ガス生成噴射が行われているときには、炭化水素供給弁ノズル口の目詰まり防止用燃料噴射が禁止される内燃機関の制御装置。
上記目詰まり防止用燃料は、炭化水素供給弁からの燃料噴射完了後予め定められた期間経過したとき又は炭化水素供給弁の先端面の温度が予め定められた許容温度以上に維持されたときに噴射される請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
排気処理装置を昇温すべきときには、機関の運転状態に応じて、上記ポスト噴射又は炭化水素供給弁から燃料噴射が選択的に行われる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
上記排気処理装置がパティキュレートフィルタを含んでいる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。