以下に図面を参照して、この発明を実施� ��るための最良の形態を例示的に詳しく説明� ��る。

<実施例1>
 図1は、本実施例に係る内燃機関の概略構成 を示す図である。図1に示す内燃機関1は4つの 気筒2を有するディーゼル機関であり、各々� �気筒2には気筒内に燃料を噴射するための燃� ��噴射弁3が設けられている。

 内燃機関1には、吸気枝管8が接続されて� �り、この吸気枝管8の上流側は吸気管9と接続 されている。さらに吸気管9は、遠心過給機15 のコンプレッサハウジング15aに接続されてい る。一方、内燃機関1には、排気枝管18が接続 され、この排気枝管18は、前記遠心過給機15� �タービンハウジング15bと接続されている。� �た、該タービンハウジング15bは排気管19と接 続されている。この排気管19は、下流にて図� ��しないマフラーに接続されている。

 排気管19の途中には、排気の酸素濃度が� �いときは排気中のNOxを吸蔵(吸収、吸着)する とともに、排気の酸素濃度が低下し且つ還元 剤が存在するときは吸蔵していたNOxを放出還 元する吸蔵還元型NOx触媒としてのNSR10が備え� ��れている。また、排気管19におけるNSR10の上 流側には、排気管19を通過する排気に還元剤� ��しての燃料を添加することにより、燃料をN SR10に供給する燃料添加弁14が設けられている 。

 以上述べたように構成された内燃機関1に は、該内燃機関1を制御するための電子制御� �ニット(ECU:Electronic Control Unit)35が併設され� �いる。このECU35は、内燃機関1の運転条件や� �転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等� ��制御するユニットである。そして、このECU3 5によってNSR10に関する制御も行なわれる。

 ECU35には、図示しないエアフローメータ� �アクセルポジションセンサ、クランクポジ� �ョンセンサなどのセンサ類が電気配線を介� �て接続され、それらの出力信号がECU35に入力 されるようになっている。一方、ECU35には、� ��料噴射弁3、燃料添加弁14などが電気配線を� ��して接続され、ECU35によって制御されるよ� �になっている。

 また、ECU35には、CPU、ROM、RAM等が備えられ� �おり、ROMには、内燃機関1の種々の制御を行� ��ためのプログラムや、データを格納したマ� ��プが記憶されている。後述する、本発明に� ��けるSOx再生処理ルーチンも、ECU35のROMに記� �
されているプログラムの一つである。

 次に、図2を用いて、本実施例におけるNSR 10のSOx再生処理の制御について説明する。本� ��施例においては、気筒2内における燃焼時の 空燃比をリッチ空燃比とするリッチ燃焼と、 燃焼時の空燃比をリーン空燃比とするリーン 燃焼とを所定の期間ずつ交互に実行する。す なわち、本実施例においてはリッチ期間とリ ーン期間が制御の1サイクルとなっており、� �ッチ期間とリーン期間によって構成される1� ��イクルが周期的に繰り返される。また、本� ��施例では、リッチ燃焼を実行するリッチ期� ��は、リーン燃焼を実行するリーン期間より� ��く設定されている。

 この場合、リッチ期間においては、空燃� ��を低くするために吸入空気量を絞ることか� ��、NOx触媒10に導入される排気の温度は若干� �時間遅れの後上昇する。そして、リーン期� �に切換わると、吸入空気量が増加するためNS R10に導入される排気の温度は若干の時間遅れ の後低下する。

 また、図2の上から3段目のグラフに示す� �うに、リーン期間に切り換わり、気筒2内に� ��ける燃焼時の空燃比がリーン空燃比となっ� ��場合に、本実施例においては燃料添加弁14� �ら還元剤としての燃料を排気中に添加する� �このことにより、NSR10に燃料を供給して酸素 と反応させることができNSR10の温度をSOx再生� ��理に必要な温度まで昇温させることができ� ��。

 図2の上から4段目のグラフには、SOx再生� �理中のNSR10の温度をSOxの還元放出に必要な高 温に維持するためのNSR10における要求発熱量� ��積算値と、燃料添加弁14からの燃料添加に� �るNSR10における実際の発熱量の積算値のグラ フを示している。

 図2の上から4段目のグラフに示すように� �燃焼時の空燃比がリッチに切り換わった直� �から要求発熱量の積算値が急激に増加し、� �の後要求発熱量の積算値は、リーン期間が� �了するまでさらに緩やかに増加する。次の� �イクルにおいてリッチ期間に切換わった際� �は、要求発熱量の積算値が一旦リセットさ� �、また新たに要求発熱量の積算が開始され� �。

 一方、NSR10における実際の発熱量の積算� �は、燃料添加弁14からの燃料添加が開始され た後に増加を開始し、その後増加を続ける。 そして、NSR10における実際の発熱量の積算値� ��要求発熱量の積算値と同等となった時点で� ��リーン期間が終了され、次のサイクルのリ� ��チ期間に切換わる。

 すなわち、SOx再生処理中のNSR10の温度をSO xの還元放出に必要な高温に維持するために� �要な発熱量に等しい発熱量が実際に得られ� �時点で燃焼A/F制御の1サイクルを終了するこ� ��とし、このサイクルを繰り返すこととした� ��これにより、NSR10の温度をSOxの還元放出に� �要な高温により確実に維持することができ� �。

 また、本実施例においては、リーン期間� ��に燃料添加弁14から添加する燃料の量は、� �ーン期間中においてNSR10に導入される排気の 空燃比がストイキより低いリッチ空燃比とな る量とした。

 すなわち、リーン期間中に燃料添加弁14� �ら排気に燃料を添加する場合であっても、� �2の上から3段目のグラフに破線で示すように 、燃料添加量が少ない場合には、図2に最下� �のグラフに破線で示すように、NSR10に導入さ れる排気の空燃比がリーン期間中においてス トイキより高い状態となる。この場合には、 リーン期間においてはNSR10の温度維持のみが� ��なわれ、SOxの還元放出が行われない。そう� ��ると、SOx再生処理中におけるリッチ期間に� ��みNSR10中のSOxが還元放出されることとなる� �で、SOx再生処理を完了させるまでの期間が� �くなり、SOx再生処理に係る燃費が悪化した� �、NSR10の熱劣化が生じたりするおそれがあっ た。

 それに対し、本実施例においては、図2に おける上から3段目及び最下段のグラフに実� �で示すように、リーン期間中にも燃料添加� �14によって排気に燃料を添加することで、NSR 10に導入される排気の空燃比をリッチとする� ��従って、リーン期間中にもNSR10に吸蔵され� �いるSOxを放出還元することができる。その� �果、SOx再生処理の期間を短縮することがで� �、SOx再生処理に係る燃費の悪化やNSR10の熱劣 化を抑制することができる。

 図3には、本実施例におけるSOx再生処理ル ーチンを示す。本ルーチンは、ECU35のROMに記� ��されたプログラムであり、SOx再生処理が必� ��と判断された場合にONされるSOx再生処理フ� �グのON期間中は所定期間毎にECU35によって繰� ��返し実行されるルーチンである。

 本ルーチンが実行されるとまずS101におい て、リッチ燃焼の実施中か否かが判定される 。具体的には、リッチ燃焼実施中にONされる� ��ッチ燃焼フラグの値を読み込むことによっ� ��判定してもよいし、ECU35から燃料噴射弁3へ� ��指令値から判定してもよい。ここでリッチ� ��焼中でないと判定された場合にはS106に進む 。一方、リッチ燃焼中と判定された場合には S102に進む。

 S102においては、この時点において、NSR10をS Ox再生処理が可能な温度に維持するために要� ��される発熱量の積算値(要求発熱量積算値)� �算出される。より具体的には、SOx再生処理� �おいてリッチ期間とリーン期間によって構� �される1サイクルの間、NSR10をSOx再生処理が� �能な温度に維持するために必要な要求燃料� �算値Fr(g)が次式によって算出される。
 Fr=Frf+(Tt-Tg)×Gnsr×C・・・・・・・・・(1)
 ここでFrf(g)は、前回の本ルーチンのS102を実 行した際に得られた要求燃料積算値Fr(g)の値� ��ある。Tt(゜C)は、SOx再生処理におけるNSR10の 目標温度である。Tg(゜C)は、S102が実行される 時点でNSR10に導入されている排気の温度であ� ��。Gnsr(g)はNSR10に導入されている排気の流量� ��ある。C(g/g゜C)は床温反応係数であり、1gの� ��気の温度を1℃上昇させるために必要な燃料 の量である。すなわち、本実施例においては 、NSR10をSOx再生処理が可能な温度に維持する� ��めに必要な発熱量の積算値を、その際に要� ��される燃料量の積算値で代用している。S102 の処理が終了するとS103に進む。

 S103においては、今回のリッチ燃焼の継続 期間が予め定められた予定リッチ期間Prより� ��いか否かが判定される。ここで、リッチ燃� ��の継続期間は、今回のリッチ燃焼が開始さ� ��てからこの時点までの実際の経過時間であ� ��。また、予定リッチ期間Prは、リッチ燃焼� �継続させるべき期間として予め実験によっ� �定められた期間である。この予定リッチ期� �Prは、SOx再生処理においてリッチ燃焼中は、 NSR10の温度(NSR10に導入される排気の温度では� ��い)がむしろ低下する傾向があるため、NSR10� ��温度維持の効率の観点から決定される。

 ここで、リッチ燃焼の継続期間が予定リ� ��チ期間Pr以下であると判定された場合には� �リッチ燃焼が未だ終了すべき時期ではない� �判断されるので、S104に進む。一方、リッチ� ��焼の継続期間が予定リッチ期間Prを超えた� �判定された場合には、リッチ燃焼を終了す� �きと判断されるのでS105に進む。

 S104においては、リッチ燃焼が継続される とともに、リッチ燃焼の継続期間のカウンタ がアップされ本ルーチンが一旦終了される。 S105においては、リッチ燃焼が終了されリー� �燃焼に移行される。S105の処理が終了するとS 106に進む。

 S106においては、燃料添加弁14から排気管1 9を通過する排気への燃料添加が開始される� �その際、NSR10に導入される排気の空燃比が理 論空燃比より低いリッチとなるように燃料添 加量が定められる。S106の処理が終了するとS1 07に進む。

 S107においては、実際にNSR10において発生し� ��発熱量の積算値が算出される。具体的には� ��NSR10に導入された供給燃料積算値Ft(g)が次式 によって算出される。
 Ft=Ftf+δFt・・・・・・・・・・・・・・・� �・・・・(2)
ここで、Ftf(g)は、前回の本ルーチンのS107を� �行した際に得られたNSR10に導入された供給燃 料積算値Ftの値である。δFt(g)は前回の本処理 の実行時から今回の本処理の実行時までの間 に燃料添加弁14から添加された燃料の量であ� ��。S107の処理が終了するとS108に進む。

 S108においては、供給燃料積算値Ftが要求� ��料積算値Frを超えたかどうかが判定される� �ここで、供給燃料積算値Ftが要求燃料積算値 Fr以下であると判定された場合には、そのま� ��本ルーチンを一旦終了する。一方、供給燃� ��積算値Ftが要求燃料積算値Frを超えたと判定 された場合には、S109に進む。

 S109においては、要求燃料積算値Frと供給� ��料積算値Ftの値がクリヤされる。S109の処理� ��終了するとS110に進む。

 S110においては、リーン燃焼及び燃料添加 弁14からの燃料添加が終了され、リッチ燃焼� ��開始される。S110の処理が終了するとS111に� �む。

 S111においては、リッチ燃焼の継続カウン タがクリヤされる。S111の処理が終了すると� �ルーチンが一旦終了される。

 以上、説明したように、本実施例において� ��内燃機関1の気筒2における燃焼時の空燃比� �リッチ空燃比とするリッチ燃焼と、気筒2に� ��ける燃焼時の空燃比をリーン空燃比とする� ��ーン燃焼とを繰り返し実行し、リーン燃焼� ��実行する期間であるリーン期間においては� ��気に燃料添加を行うことでNSR10の温度をSOx� �還元放出が可
能な温度に維持した。また、リッチ燃焼を実 行する期間であるリッチ期間においては、NSR 10に導入される排気の空燃比もリッチとなる� ��め、NSR10に吸蔵されたSOxをリッチ期間中に� �元放出させることができる。

 さらに、本実施例においては、リーン期間� ��に排気に添加される燃料量を最適化して、� ��ッチ燃焼を実行する期間であるリッチ期間� ��みならずリーン期間中にNSR10に導入される� �気の空燃比をもリッチ空燃比とした。そう� �ることにより、リーン期間とリッチ期間の� �方の期間においてSOxの還元放出を可能とし� �。その結果、SOx再生処理の処理時間を短縮� �ることができ、SOx再生処理に係る燃費の悪� �やNSR10の熱劣化を
抑制することができる。

 また、本実施例においては、リーン期間� ��に排気中に燃料を供給する手段として排気� ��19に設けられた燃料添加弁14を採用した。こ れにより、例えば内燃機関1の気筒2における� ��噴射を採用した場合のように、NSR10に燃料� �供給する際に、気筒2内にオイル希釈が発生� ��たり、燃料が図示しないEGR通路に回り込ん� ��りする不都合を抑制できる。

 但し、リーン期間中に排気中に燃料を供� ��する手段として、例えば内燃機関1の気筒2� �おける副噴射を採用した場合であっても、SO x再生処理の処理時間を短縮することができ� �SOx再生処理に係る燃費の悪化やNSR10の熱劣化 を抑制することができるという、本発明の最 大の効果を奏することは充分に可能である。

 また、本実施例においては、リーン期間� ��終了時期を、NSR10で発生した発熱量の積算� �(NSR10に供給された燃料量の積算値Ft)が要求� �熱量積算値(要求燃料積算値Fr)を超えた時と� ��ているので、リーン期間を、NSR10の温度がSO xの還元放出が可能な温度に維持するために� �分な期間とすることができる。これにより� �簡単な制御でより確実にNSR10の温度をSOxの還 元放出が可能な温度に維持することができる 。

 また、上記のSOx再生処理ルーチンでは、N SR10の温度をSOxの還元放出が可能な温度に維� �するために必要な熱量を必要な燃料量に置� �し、NSR10における実際の発熱に係る熱量をNSR 10に供給した燃料量に置換し、両者を比較す� ��ことでリーン期間の終了時期を判断した。� ��かし、この置換の態様は本発明を実施する� ��での一例であって、他の手法によって、NSR1 0の温度をSOxの還元放出が可能な温度に維持� �るために必要な熱量と、NSR10における実際の 発熱に係る熱量とを導出しても構わない。

 また、本発明においては、リーン期間の� ��さと、NSR10の温度(NSR10に導入されている排� �の温度)、内燃機関1の運転状態との関係を予 めマップ化しておいても構わない。そして、 SOx再生処理の実行中におけるNSR10の温度及び� ��内燃機関1の運転状態の検出値に対応するリ ーン期間の長さを上記マップから読み出すこ とによってリーン期間の終了時期を決定して も構わない。この方法でリーン期間の終了時 期を決定したとしても、SOx再生処理の処理時 間を短縮することができ、SOx再生処理に係る 燃費の悪化やNSR10の熱劣化を抑制することが� ��きるという、本発明の最大の効果を奏する� ��とは充分に可能である。

 なお、上記のSOx再生処理ルーチンにおい� ��、S110の処理を実行するECU35はリッチ燃焼手� ��に相当する。また、S105の処理を実行するECU 35はリーン燃焼手段に相当する。また、燃料� ��加弁14は燃料供給手段を構成する。

 また、上記の実施例では本発明をディー� ��ル機関に適用した例について説明したが、� ��発明はガソリン機関など他の燃焼方式の内� ��機関に適用してもよい。また、上記の実施� ��では、リーン期間中には燃料添加弁14から� �料を添加することでNSR10に導入される排気の 空燃比を、リッチ期間中もリーン期間中もリ ッチ空燃比としたが、リーン期間中及びリッ チ期間中にNSR10に導入される排気の空燃比を� ��論空燃比としてもよい。