JP6237394B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンという）の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を吸蔵して還元する触媒と、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタとを備えた排気浄化装置に関する。

エンジンから排出される排気には、一酸化窒素（NO），二酸化窒素（NO₂）を含む窒素酸化物（以下、NOxという）が含有されており、エンジンの排気通路にはこのようなNOxを浄化するための排気浄化触媒として、ＮＯｘトラップ触媒（吸蔵還元触媒）が介装されている。ＮＯｘトラップ触媒は、酸素濃度が比較的高いリーン雰囲気下で排気中のNOxを硝酸塩として吸蔵するとともに、酸素濃度が比較的低いリッチ雰囲気下で吸蔵したNOxを窒素（N₂）に還元するものである。

ＮＯｘトラップ触媒を備えた排気浄化装置は、ＮＯｘトラップ触媒に吸蔵されたNOxの量が多くなると、NOxを還元するための還元剤を添加して排気をリッチ雰囲気とし、ＮＯｘトラップ触媒からNOxを放出させてN₂に還元するＮＯｘパージを実施する。また、エンジンの排気通路には、ＮＯｘトラップ触媒のほかに、排気中の成分に対する酸化能を持った酸化触媒や、排気中の粒子状物質（PM）を捕集するためのフィルタが介装されることもある。

例えば特許文献１には、排気上流側からＮＯｘトラップ触媒，フィルタ，ＮＯｘトラップ触媒の順に配置された排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置では、フィルタのＰＭ堆積量が下限値を越えており、上流側ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘトラップ量が所定量以上の場合に、ＨＣ濃度を適切に増加させるＨＣ変動運転を開始している。これにより、上流側ＮＯｘトラップ触媒にトラップされているNOxがNO₂となって触媒から脱離し、フィルタへと供給されて、フィルタに堆積しているPMを効率よく燃焼させて除去している。また、ＨＣ変動運転に先行して、下流側ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘトラップ量が所定の飽和量を越えている場合は、下流側ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘトラップ量を低減させるためのリッチ運転が開始されている。

特許第３８１２３０２号公報（第３実施例）

ところで、ＮＯｘトラップ触媒に吸蔵されたNOxを還元するためには、還元剤を供給してＮＯｘトラップ触媒の周辺雰囲気をリッチ雰囲気（還元雰囲気）にする必要がある。そのため、ＮＯｘパージの頻度によっては燃費悪化が懸念される。特に、上記の特許文献１のように、排気通路にＮＯｘトラップ触媒が二つ配置された排気浄化装置の場合、それぞれのＮＯｘトラップ触媒に吸蔵されたNOxの量に応じて各ＮＯｘトラップ触媒に対してＮＯｘパージを行う必要があるため、ＮＯｘパージによる燃費悪化をもたらす可能性が高い。また、排気通路にフィルタを備えた排気浄化装置の場合、フィルタに堆積したPMを強制的に除去する再生制御（強制再生制御）が行われることがあり、この再生制御の実施中はシリンダから排出されるNOxの量が増大することが知られている。このような再生制御の実施中においてもNOxを適切に除去することが望まれる。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、燃費悪化を抑制しながら排気中の窒素酸化物を適切に除去することができるようにした、内燃機関の排気浄化装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を酸化雰囲気下で吸蔵して還元雰囲気下で還元する上流触媒と、前記上流触媒の排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記フィルタの排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を酸化雰囲気下で吸蔵して還元雰囲気下で還元する下流触媒と、を備える。

また、前記排気浄化装置は、前記上流触媒に吸蔵した窒素酸化物の吸蔵状況に基づき還元剤を供給して前記上流触媒の窒素酸化物を還元する上流ＮＯｘパージ制御と、前記下流触媒に吸蔵した窒素酸化物の吸蔵状況に基づき前記還元剤を供給して前記下流触媒の窒素酸化物を還元する下流ＮＯｘパージ制御とを実施する制御手段を備える。前記フィルタから粒子状物質を除去する再生制御の実施要求がある場合、前記制御手段は、前記再生制御を実施する前に前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方を実施するか否かを判断し、前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方のＮＯｘパージ制御を実施すると判断した場合には、前記上流ＮＯｘパージ制御の開始後に前記下流ＮＯｘパージ制御を開始し、前記下流ＮＯｘパージ制御の開始後に前記再生制御を開始する。

（２）前記制御手段は、前記再生制御の実施要求があると判断してから前記再生制御を開始するまでの待機時間が所定時間以上になった場合は、前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御よりも先に前記再生制御を開始することが好ましい。

（３）前記制御手段は、前記再生制御の実施要求がない場合、前記上流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が所定の第一閾値以上であるときに前記上流ＮＯｘパージ制御を実施し、前記下流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が所定の第三閾値以上であるときに前記下流ＮＯｘパージ制御を実施することが好ましい。さらに、前記制御手段は、前記再生制御の実施要求がある場合、前記上流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が前記第一閾値よりも小さい第二閾値以上であるときに前記上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断し、前記下流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が前記第三閾値よりも小さい第四閾値以上であるときに前記下流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断することが好ましい。

開示の内燃機関の排気浄化装置によれば、フィルタの再生制御の実施要求がある場合に、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージの少なくとも一方を実施する場合には、上流ＮＯｘパージ制御が開始された後に下流ＮＯｘパージ制御が開始され、さらにその後に再生制御が開始される。これにより、フィルタの再生制御中に増大しうるNOxを上流触媒及び下流触媒で吸蔵することができ、NOxの排出量を低減することができる。さらに、上流ＮＯｘパージ制御で消費されなかった還元剤を下流ＮＯｘパージ制御で使うことができ、燃費悪化を抑制することができる。また、下流触媒の温度を上流ＮＯｘパージ制御により上昇させることで下流触媒の温度を確保し易くなるため、下流触媒におけるＮＯｘ還元性能を向上させることができる。したがって、燃費悪化を抑制しながら、排気中のNOxを適切に除去することができる。

各実施形態に係る排気浄化装置が適用された内燃機関の模式的な全体構成図である。 図１の排気浄化装置の負荷とＮＯｘ浄化性能との関係を示したグラフである。 図１の排気浄化装置の上流ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸蔵量及び下流ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸蔵量の変化を模式的に示したグラフである。 第一実施形態に係るＮＯｘパージ制御の実施要求の有無を判定するためのフローチャートの一例である。 図１の排気浄化装置で実施される制御手順を例示するメインフローチャートである。 図５のサブフローチャートであり、（ａ）はＮＯｘパージ制御の実行フローチャート、（ｂ）は再生制御の実行フローチャートである。 第二実施形態に係るＮＯｘパージ制御の要求を判定するフローチャートの一例である。 第二実施形態に係るＮＯｘパージ制御の実行フローチャート（図５のサブフローチャート）である。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．第一実施形態］
［１−１．装置構成］
本実施形態の排気浄化装置は、車両に搭載されたディーゼルエンジン（内燃機関）１に適用される。図１には、エンジン１に設けられる複数のシリンダ２のうちの一つを示すが、他のシリンダ２も同様の構成である。エンジン１のシリンダ２内には、頂面にキャビティが形成されたピストン３が設けられ、シリンダ２内を上下方向に往復摺動する。

シリンダ２上部のシリンダヘッドには、燃料噴射用の筒内噴射弁（インジェクタ）４が設けられる。筒内噴射弁４は、その先端部がシリンダ２の筒内空間に突出して設けられ、シリンダ２内に直接燃料を噴射する。筒内噴射弁４の基端部には燃料配管が接続され、この燃料配管から加圧された燃料が筒内噴射弁４に供給される。筒内噴射弁４からの燃料噴射量及びその噴射タイミングは、後述のエンジン制御装置４０で制御される。

シリンダヘッドには、シリンダ２の筒内空間と連通する吸気ポート５及び排気ポート６が設けられ、これらの各ポート５，６を開閉するための吸気弁７及び排気弁８が設けられる。吸気ポート５の上流側にはインテークマニホールド９（以下、インマニ９という）が設けられ、インマニ９には吸気ポート５側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク１０が設けられる。インマニ９の上流端には、電子制御式のスロットルバルブ１１を内蔵したスロットルボディ（図示略）が接続され、このスロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）に応じてインマニ９側へと流通する空気量が調節される。なお、スロットル開度は、エンジン制御装置４０で制御される。スロットルボディの上流側には吸気通路１２が接続される。吸気通路１２の最上流にはエアフィルタ１３が設けられ、エアフィルタ１３で濾過された新気が吸気通路１２に導入される。

一方、排気ポート６よりも排気下流側には、複数のシリンダ２から合流するように形成されたエキゾーストマニホールド１５（以下、エキマニ１５という）が設けられ、エキマニ１５の下流側には排気通路１６が接続される。また、このエンジン１の吸排気系には、排気圧を利用してシリンダ２内に吸気を過給するターボチャージャ（過給機）１７が設けられる。ターボチャージャ１７は、吸気通路１２と排気通路１６との両方にまたがって介装された過給機である。ターボチャージャ１７は、排気通路１６内の排気圧で排気通路１６上のタービンを回転させ、その回転力を利用して吸気通路１２上のコンプレッサを駆動することにより、吸気通路１２側の吸気を圧縮してエンジン１への過給を行う。なお、吸気通路１２におけるコンプレッサよりも吸気流の下流側にはインタクーラ１４が設けられ、圧縮された空気が冷却される。

本実施形態に係るエンジン１には、排気通路１６を流通する排気を吸気通路１２へ還流させるＥＧＲ通路１８（排気再循環通路や還流通路ともいう）が設けられる。ＥＧＲ通路１８は、ターボチャージャ１７のタービンよりも上流側の排気通路１６とコンプレッサよりも下流側の吸気通路１２とを連通し、いわゆる高圧ＥＧＲ通路を構成する。ＥＧＲ通路１８と吸気通路１２との接続部には、ＥＧＲ弁１９が内蔵され、ＥＧＲ通路１８を流通する還流ガス量がＥＧＲ弁１９の開度に応じて調節される。ＥＧＲ弁１９の開度は、エンジン制御装置４０によって制御される。例えば、後述の再生制御中は、エンジン制御装置４０はＥＧＲ弁１９の開度を０に制御し（閉弁し）、還流ガスをカットする。なお、ＥＧＲ通路１８には、還流ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。

排気通路１６のタービンの下流側には、排気浄化装置３０として、排気流れ方向の上流側から順に上流ＮＯｘトラップ触媒（上流触媒）３１，フィルタ３２，下流ＮＯｘトラップ触媒（下流触媒）３３が介装される。排気通路１６を流通する排気は、排気浄化装置３０において浄化された後、車外へと排出される。なお、排気浄化装置３０には、後述するエンジン制御装置４０が含まれる。

上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３は、何れも酸化雰囲気下（排気空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態）で排気中のNOxを硝酸塩として担体上に吸蔵し、還元雰囲気下（排気空燃比が理論空燃比よりもリッチな状態）で吸蔵したNOxを放出してN₂に還元する機能を有する。これらの機能に対応して、上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３には、NOxの吸蔵機能を担う吸蔵材と、還元機能を担う貴金属元素等とがそれぞれ担持される。

ここでは、上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３の構成成分（吸蔵材や貴金属元素等の種類及び量）は同一であるものとし、これらを特に区別しない場合はＮＯｘトラップ触媒３１，３３と表す。なお、図１では下流ＮＯｘトラップ触媒３３の方が上流ＮＯｘトラップ触媒３１よりも容量が大きい場合を例示しているが、ＮＯｘトラップ触媒３１，３３が同一容量であってもよい。これらＮＯｘトラップ触媒３１，３３は、ある温度域で優れたＮＯｘ浄化性能を持つ（ある温度域にＮＯｘ浄化性能のピークを有する）という性質がある。言い換えると、ＮＯｘ浄化性能は常に一定ではなく、ＮＯｘトラップ触媒３１，３３の温度に応じて変化するものであり、ある温度域で最も高いＮＯｘ浄化性能を発揮する。

上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３は、容量に応じて吸蔵しうるNOxの量（最大量）がそれぞれ決まっている。上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵した各NOxの量がそれぞれ最大量（飽和状態）に近づくと、エンジン制御装置４０により上流ＮＯｘトラップ触媒３１又は下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵したNOxを放出してN₂に還元する制御（以下、これをＮＯｘパージ制御という）が実施される。

また、これらＮＯｘトラップ触媒３１，３３には、排気中の硫黄成分（サルファ，単にＳとも表す）が吸蔵しうる性質がある。ＮＯｘトラップ触媒３１，３３に吸蔵してしまった硫黄成分は、上記のＮＯｘパージ制御では僅かな量しか放出されないため、ＮＯｘトラップ触媒３１,３３は徐々に増加する硫黄成分によって本来の機能であるNOxを吸蔵するという能力（性能）が低下する。これはＳ被毒と呼ばれ、ＮＯｘトラップ触媒３１，３３のＳ被毒を解消すべく、エンジン制御装置４０によってこの硫黄成分をＮＯｘトラップ触媒３１，３３から放出させる制御（以下、これをＳパージ制御という）が上記のＮＯｘパージ制御とは別で実施される。

フィルタ３２は、排気中の粒子状物質（Particulate Matter、以下、PMという）を捕集する多孔質フィルタであり、熱容量が比較的大きい。フィルタ３２の内部は、多孔質の壁体によって排気の流通方向に沿って複数に分割されている。この壁体には、PMの微粒子に見合った大きさの多数の細孔が形成され、排気が壁体の近傍や内部を通過する際に壁体内，壁体表面にPMが捕集される。フィルタ３２では、捕集されたPMが連続的に酸化される連続再生と、エンジン制御装置４０によってPMが強制的に燃焼されてフィルタ３２を再生する再生制御とが実施される。

排気浄化装置３０は、排気通路１６に上流ＮＯｘトラップ触媒３１と下流ＮＯｘトラップ触媒３３とがフィルタ３２を挟んで配置されているため、上流ＮＯｘトラップ触媒３１と下流ＮＯｘトラップ触媒３３とでは温度状態が異なる。これは、排気通路１６の上流ほど排気温度が高いため、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の方が下流ＮＯｘトラップ触媒３３よりも排気熱によって昇温されやすいからである。高温の排気は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１を通過することで熱が奪われて温度低下し、さらに熱容量の大きなフィルタ３２を通過することで温度低下した後、下流ＮＯｘトラップ触媒３３を通過する。そのため、下流ＮＯｘトラップ触媒３３は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１よりも昇温されにくく、上流ＮＯｘトラップ触媒３１よりも温度が低い状態となる。なお、排気温度はエンジン１の運転領域（エンジン負荷）に応じて変化し、高負荷ほど排気温度は高くなる傾向がある。

上記のように、ＮＯｘトラップ触媒３１，３３は、ある温度域にＮＯｘ浄化性能のピークを有するため、上流ＮＯｘトラップ触媒３１と下流ＮＯｘトラップ触媒３３とを温度帯の異なる場所に配置することで、上流ＮＯｘトラップ触媒３１が高いＮＯｘ浄化性能を発揮する運転領域と、下流ＮＯｘトラップ触媒３３が高いＮＯｘ浄化性能を発揮する運転領域とを相違させることができる。これにより、システム全体のＮＯｘ浄化性能を高めることが可能となる。これについて、図２を用いて説明する。図２中の破線及び一点鎖線は、それぞれ上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ浄化性能を示し、実線はシステム全体のＮＯｘ浄化性能を示す。横軸のエンジン負荷は、上記したように排気温度と正の相関関係を有し、高負荷ほど排気温度は高い。

図２に示すように、低負荷側では上流ＮＯｘトラップ触媒３１がＮＯｘ浄化性能のピークを持ち、高負荷側では下流ＮＯｘトラップ触媒３３がＮＯｘ浄化性能のピークを持つ。これは、エンジン１の負荷が低い場合は、排気熱により上流ＮＯｘトラップ触媒３１は高いＮＯｘ浄化性能を発揮しうる温度域まで昇温される一方、下流ＮＯｘトラップ触媒３３は高いＮＯｘ浄化性能を発揮しうる温度域まで昇温されないためである。また、エンジン１の負荷が高い場合は、排気熱により上流ＮＯｘトラップ触媒３１は高いＮＯｘ浄化性能を発揮しうる温度域よりも高温まで昇温されてしまってＮＯｘ浄化性能が低下するのに対し、下流ＮＯｘトラップ触媒３３は高温の排気が届いて高いＮＯｘ浄化性能を発揮しうる温度域まで昇温されるためである。

したがって、エンジン１の低負荷運転領域では、主に上流ＮＯｘトラップ触媒３１によりNOxが浄化され、エンジン１の高負荷運転領域では、主に下流ＮＯｘトラップ触媒３３によりNOxが浄化されることになるため、システム全体で見ると、エンジン１の運転領域全体に亘って高いＮＯｘ浄化性能を確保することができる。

排気浄化装置３０は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の直上流の排気通路１６に設けられた上流インジェクタ３４を備える。上流インジェクタ３４は、一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）等の還元剤を排気通路１６へ直接供給する噴射弁であり、その先端部が排気通路１６内に突出して設けられる。また、上流インジェクタ３４の基端部には燃料ポンプへと繋がる燃料配管が接続されており、ここでは還元剤として燃料が用いられる。

上流インジェクタ３４は、上記のＮＯｘパージ制御及びＳパージ制御において、還元剤を上流ＮＯｘトラップ触媒３１に供給し、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の周辺雰囲気を還元雰囲気（リッチ雰囲気）にするとともに上流ＮＯｘトラップ触媒３１を昇温させる。上流インジェクタ３４からの還元剤の噴射量及びその噴射タイミングは、エンジン制御装置４０で制御される。なお、下流ＮＯｘトラップ触媒３３に対する還元剤の供給は、上記の筒内噴射弁４によるポスト噴射によって行う。すなわち、筒内噴射弁４からトルクに寄与しないタイミング（例えば膨張行程後半や排気工程）で燃料を噴射させることで、排気通路１６へ還元剤としての未燃燃料を供給する。

吸気通路１２のエアフィルタ１３とコンプレッサとの間には、吸気流量を検出するエアフローセンサ２１が設けられる。吸気流量は、エアフィルタ１３を通過した空気の流量に対応するパラメータである。吸気通路１２のＥＧＲ弁１９とサージタンク１０との間には、吸気の空燃比を検出するための空燃比センサ２２が設けられる。空燃比センサ２２は、吸気通路１２を流通する吸気の酸素濃度を検出し、酸素濃度に比例する値を出力する、いわゆるリニア空燃比センサである。また、サージタンク１０内には、インマニ圧センサ２３及び吸気温センサ２４が設けられる。インマニ圧センサ２３はサージタンク１０内の圧力をインマニ圧として検出し、吸気温センサ２４はサージタンク１０内の吸気温度を検出する。

排気通路１６の上流インジェクタ３４の下流であって上流ＮＯｘトラップ触媒３１の上流には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ２５及び排気温度を検出する排気温センサ２６が設けられる。また、排気通路１６の下流ＮＯｘトラップ触媒３３の直上流には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ２７及び排気温度を検出する排気温センサ２８が設けられる。なお、これらのほかにも、例えばエンジン１の回転速度を検出するエンジン回転速度センサや、エンジン１の冷却水の温度を検出する冷却水温センサ，筒内噴射弁４やインジェクタ３４から噴射される燃料の圧力を検出する燃圧センサ等を設けてもよい。各種センサ２１〜２８で検出された各種情報は、エンジン制御装置４０に伝達される。

上記のエンジン１を搭載する車両には、エンジン制御装置（制御手段）４０が設けられる。このエンジン制御装置４０は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。なお、車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置や空調制御装置といった他の電子制御装置が互いに通信可能に接続される。

エンジン制御装置４０は、エンジン１に関する点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広汎なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、エンジン１の各シリンダ２に対して供給される空気量や燃料噴射量，各シリンダ２の点火時期，過給圧等を制御するものである。エンジン制御装置４０の入力ポートには、前述の各種センサ２１〜２８が接続される。エンジン制御装置４０の具体的な制御対象としては、筒内噴射弁４から噴射される燃料噴射量とその噴射タイミング，ターボチャージャ１７の作動状態，スロットル開度，ＥＧＲ弁１９の開度，上流インジェクタ３４から噴射される還元剤噴射量とその噴射タイミング等が挙げられる。本実施形態では、上記したＮＯｘトラップ触媒３１，３３のＮＯｘパージ制御とフィルタ３２の再生制御の二つの制御について、さらに詳述する。

［１−２．制御構成］
図１に示すように、上記の二つの制御を実施するための要素として、エンジン制御装置４０には、推定部４１，ＮＯｘパージ制御部４２，再生制御部４３が設けられる。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

推定部４１は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１に吸蔵されたNOxの量（ＮＯｘ吸蔵量Aという）と、下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵されたNOxの量（ＮＯｘ吸蔵Bという）と、フィルタ３２に堆積したPMの量（ＰＭ堆積量Dという）とを推定するものである。ＮＯｘ吸蔵量A，Bの推定手法には、種々の公知技術を適用可能であり、例えばエンジンの運転領域や排気の温度，空燃比，流量等に基づいて推定可能である。図２に示すように、エンジン１の低負荷運転領域や排気温度の低温域では、主に上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが増大し、エンジン１の高負荷運転領域や排気温度の高温域では、主に下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが増大する。また、後述のＮＯｘパージ制御中は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵されたNOxが放出されて還元されるため、ＮＯｘ吸蔵量A，Bは所定の速さで減少する。

また、ＰＭ堆積量Dの推定手法の一例として、推定部４１は、エンジン１の回転速度やエンジン負荷等に基づき、エンジン１から排出されるPMの量を推定して、これを前回の再生制御の終了後から積算することでＰＭ堆積量Dを推定する。あるいは、フィルタ３２の上下流の差圧を検出又は推定して、この差圧に基づいてＰＭ堆積量Dを推定する手法も公知であり、推定部４１はこのような手法によりＰＭ堆積量Dを推定してもよい。推定部４１は、推定したＮＯｘ吸蔵量A，B及びＰＭ堆積量Dを、ＮＯｘパージ制御部４２及び再生制御部４３に伝達する。

ＮＯｘパージ制御部４２は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１に吸蔵したNOxの吸蔵状態（ＮＯｘ吸蔵量A）に基づき、還元剤を供給して上流ＮＯｘトラップ触媒３１に吸蔵されたNOxを還元する上流ＮＯｘパージ制御と、下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵したNOxの吸蔵状態（ＮＯｘ吸蔵量B）に基づき、還元剤を供給して下流ＮＯｘトラップ触媒３３に吸蔵されたNOxを還元する下流ＮＯｘパージ制御とを実施するものである。

具体的には、ＮＯｘパージ制御部４２は、推定部４１で推定された上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが所定の上限閾値（第一閾値）Ah以上（A≧Ah）の場合に、上流ＮＯｘパージ制御が必要（上流ＮＯｘパージ制御を実施する）と判断する。そして、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態のときに上流インジェクタ３４から所定量の還元剤を間欠的に噴射させることで、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の周辺雰囲気をリッチ化するとともに上流ＮＯｘトラップ触媒３１をＮＯｘパージ可能温度以上に昇温させて、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のNOxを放出させて還元する（上流ＮＯｘパージ制御）。なお、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態とは、例えば上流ＮＯｘトラップ触媒３１の温度やエンジン負荷等から判断される。

また、ＮＯｘパージ制御部４２は、推定部４１で推定された下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが所定の上限閾値（第三閾値）Bh以上（B≧Bh）の場合に、下流ＮＯｘパージ制御が必要（下流ＮＯｘパージ制御を実施する）と判断する。そして、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態のときに筒内噴射弁４にポスト噴射をさせることで、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の周辺雰囲気をリッチ化するとともに下流ＮＯｘトラップ触媒３３をＮＯｘパージ可能温度以上に昇温させて、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のNOxを放出させて還元する（下流ＮＯｘパージ制御）。なお、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態も、例えば下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度やエンジン負荷等から判断される。

各上限閾値Ah，Bhは、上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３にそれぞれ吸蔵されたNOxを除去する必要性があるか否か（上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３の飽和状態）を判定するための閾値であり、上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３の容量等に基づいて予め設定されている。なお、上流インジェクタ３４によって還元剤を間欠噴射させることで、硫化水素（H₂S）の発生が抑制される。

ＮＯｘパージ制御部４２は、上流ＮＯｘパージ制御を開始した後に推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Aが所定の終了閾値Af未満（A＜Af）になった場合に、上流インジェクタ３４からの還元剤の噴射を停止させて上流ＮＯｘパージ制御を終了する。同様に、下流ＮＯｘパージ制御を開始した後に推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Bが所定の終了閾値Bf未満（B＜Bf）になった場合に、筒内噴射弁４からのポスト噴射を停止させて下流ＮＯｘパージ制御を終了する。なお、上流側の終了閾値Af及び下流側の終了閾値Bfは、何れも０に近い小さな値に予め設定されており、これらは同一の値であってもよいし異なる値であってもよい。

このように、ＮＯｘパージ制御部４２は、基本的には上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを独立して（各ＮＯｘトラップ触媒３１，３３のＮＯｘ吸蔵量A，Bに応じて）実施する。ただし、ＮＯｘパージ制御部４２は、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを実施するタイミングが重なった場合（すなわち、二つのＮＯｘパージ制御を共に必要と判断した場合，A≧AhかつB≧Bhとなった場合）は、上流ＮＯｘパージ制御を先に開始した後、続けて下流ＮＯｘパージ制御を開始して、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施する。言い換えると、下流ＮＯｘパージ制御の開始タイミングを上流ＮＯｘパージ制御の実施中（開始後であって終了前）とする。なお、同時連続的とは、上下流のＮＯｘパージ制御を同じタイミングで実施するが、上流側を先行して開始し、これに連続して下流側を開始することを意味する。

これにより、上流ＮＯｘパージ制御で消費されなかった還元剤を下流ＮＯｘパージ制御で使うことができるため、燃費悪化が防止される。さらに、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度を確保しやすくなり、下流ＮＯｘトラップ触媒３３におけるＮＯｘ還元性能を高めることが可能となる。つまり、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とは、できる限り同時連続的に実施することが好ましい。

そこで、本実施形態に係るエンジン制御装置４０には、上流側の上限閾値Ahよりも小さい判定値（上流側判定値）As（Ah＞As）と、下流側の上限閾値Bhよりも小さい判定値（下流側判定値）Bs（Bh＞Bs）とが予め設定されており、ＮＯｘパージ制御部４２は、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量A，Bが何れも判定値As，Bs以上である場合には、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施する。

これについて図３を用いて説明する。図３は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aと下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bの変化を模式的に示したグラフである。上流ＮＯｘトラップ触媒３１には、上流ＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判定するための上限閾値Ahと判定値Asとが設定されている。同様に、下流ＮＯｘトラップ触媒３３にも、下流ＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判定するための上限閾値Bhと判定値Bsとが設定されている。図３に示すように、上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量A，Bは、エンジン１の運転状態に応じた速度で増大していく。なお、ここでは下流ＮＯｘトラップ触媒３３により多くのNOxが吸蔵される場合を例示している。

ＮＯｘパージ制御部４２は、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bsに達した時点（時刻t₁）での上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aをチェックする。ここでは、ＮＯｘ吸蔵量Aが判定値As未満であるため、何れのＮＯｘパージ制御も実施しない。その後、ＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bhに達するまでの間、ＮＯｘ吸蔵量Aは判定値As未満であるため、ＮＯｘパージ制御部４２は、ＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bhに達した時点（時刻t₂）以降で下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態のときに下流ＮＯｘパージ制御を開始する。なお、下流ＮＯｘパージ制御中も上流ＮＯｘトラップ触媒３１にはNOxが吸蔵される。

ＮＯｘパージ制御部４２は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが判定値Asに達した時点（時刻t₃）での下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bをチェックする。ここでは、ＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bs未満であるため、何れのＮＯｘパージ制御も実施しない。その後、ＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bsに達すると（時刻t₄）、ＮＯｘパージ制御部４２は、まず上流ＮＯｘパージ制御を開始し、続けて下流ＮＯｘパージ制御を開始することで、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施する。

その後も、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bsに到達した時点（時刻t₅）以降に、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが判定値Asに達した場合（時刻t₆）、ＮＯｘパージ制御部４２は、まず上流ＮＯｘパージ制御を開始し、続けて下流ＮＯｘパージ制御を開始することで、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施する。このように、上下流のＮＯｘパージ制御を同時連続的に実施するための判定値As，Bsを上限閾値Ah，Bhとは別で設けておくことで、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とをできるだけ同時連続的に実施する。

再生制御部４３は、フィルタ３２に捕集されたPMの量（ＰＭ堆積量D）に基づいて、フィルタ３２からPMを除去する再生制御の必要性（再生制御の実施要求）を判断し、必要性（実施要求）に応じて再生制御を実施するものである。具体的には、再生制御部４３は、推定部４１で推定されたＰＭ堆積量Dが所定の再生開始閾値Ds以上（D≧Ds）の場合に再生制御が必要であると判断し、ＰＭ堆積量Dが再生開始閾値Ds未満の場合に再生制御が不要であると判断する。

再生制御部４３は、再生制御の実施要求があると判断したときに、ＮＯｘパージ制御部４２によって上流ＮＯｘパージ制御及び下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方が実施される場合は、上記のＮＯｘパージ制御部４２による制御を優先させる。つまりこの場合、再生制御部４３は、ＮＯｘパージ制御部４２によって上流ＮＯｘパージ制御又は下流ＮＯｘパージ制御が単独で、あるいは上下流のＮＯｘパージ制御が同時連続的に実施されて終了した後に、再生制御を開始する。

再生制御中は、エンジン１が高負荷運転状態であることに加えてＥＧＲ弁１９が閉弁されて還流ガスがカットされることで、シリンダ２から排出されるNOxの量が増大するため、再生制御前に上流ＮＯｘトラップ触媒３１，下流ＮＯｘトラップ触媒３３のNOx吸蔵能力を確保しておく必要がある。そこで、再生制御の実施要求があるときに上流ＮＯｘパージ制御や下流ＮＯｘパージ制御が必要である場合は、ＮＯｘパージ制御を再生制御に先行して実施することで、再生制御中のNOxの排出量を低減することができる。

ただし、再生制御部４３は、再生制御が必要と判断してから再生制御を開始するまでの待機時間が所定時間t_L以上になった場合は、ＮＯｘパージ制御部４２による制御よりも先に再生制御を実施する。つまり、再生制御部４３は、再生制御が必要な場合にＮＯｘパージ制御部４２によりＮＯｘパージ制御が必要と判断されていれば、まずはＮＯｘパージ制御を優先させるものの、所定時間t_Lが経過するまでにＮＯｘパージ制御が開始されなければ、再生制御を開始する。これにより、フィルタ３２にPMが大量に堆積することによるエンジン１の停止が防止される。なお、再生制御部４３は、再生制御が必要と判断したときにＮＯｘパージ制御部４２による制御が実施されない場合は、速やかに再生制御を開始する。

再生制御部４３は、上流インジェクタ３４から所定量の還元剤を間欠的に噴射させ、これを上流ＮＯｘトラップ触媒３１上で燃焼させることで、フィルタ３２を再生可能温度以上に昇温させてPMを燃焼させる（再生制御）。再生開始閾値Dsは、フィルタ３２に堆積したPMを強制的に燃焼させて除去する必要性があるか否かを判定するための閾値であり、フィルタ３２の圧力損失の増加度合いやPM過堆積によるフィルタ３２の溶損リスク等に基づいて予め設定されている。なお、再生制御では、上流インジェクタ３４から還元剤を噴射する代わりに、筒内噴射弁４にポスト噴射させることで排気通路１６に燃料を供給してもよい。

再生制御部４３は、再生制御を開始した後に推定部４１で推定されたＰＭ堆積量Dが所定の再生終了閾値Df未満（D＜Df）になった場合に、上流インジェクタ３４からの還元剤の噴射又は筒内噴射弁４によるポスト噴射を停止させて、再生制御を終了する。なお、再生終了閾値Dfは、０に近い小さな値に予め設定されている。

［１−３．フローチャート］
図４〜図６は、上記のＮＯｘパージ制御及び再生制御の手順を説明するためのフローチャートである。図４は上下流のＮＯｘパージ制御の実施要求の有無を判定するためのフローであり、図５は上下流のＮＯｘパージ制御及び再生制御の実行フローであり、図６は図５のサブフローであって、（ａ）は上下流のＮＯｘパージ制御の実行フロー、（ｂ）は再生制御の実行フローである。これらのフローは、エンジン制御装置４０において所定の演算周期で繰り返し実施される。なお、これらのフローとは別に、上記の推定部４１によるＮＯｘ吸蔵量A，B及びＰＭ堆積量Dの推定は常に実施されており、ＮＯｘパージ制御部４２及び再生制御部４３は、推定された各推定値を読み込んで上流ＮＯｘパージ制御，下流ＮＯｘパージ制御及び再生制御を実施する。

まず、ＮＯｘパージ制御部４２において実施される図４のフローについて説明する。図４に示すように、フラグF_AがF_A=0であるか否かが判定される（ステップＳ１０）。フラグF_Aは、上流ＮＯｘパージ制御の実施要求（必要性）の有無を判定するものであり、F_A=1は要求ありに対応し、F_A=0は要求なしに対応する。フラグF_A=0のときは、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Aが読み込まれ（ステップＳ１５）、ＮＯｘ吸蔵量Aが判定値As以上（A≧As）であるか否かが判定される（ステップＳ２０）。

A≧Asのときは、ＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値Ah以上（A≧Ah）であるか否かが判定される（ステップＳ２５）。A≧Ahであれば、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bにかかわらず、上流ＮＯｘパージ制御を行う必要があるため、フラグF_AがF_A=1に設定され（ステップＳ３０）、ステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、フラグF_BがF_B=0であるか否かが判定される。フラグF_Bは、下流ＮＯｘパージ制御の実施要求（必要性）の有無を判定するものであり、F_B=1は要求ありに対応し、F_B=0は要求なしに対応する。フラグF_B=0のときは、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Bが読み込まれ（ステップＳ４０）、ＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bs以上（B≧Bs）であるか否かが判定される（ステップＳ４５）。B≧Bsであれば、ＮＯｘ吸蔵量A，Bが共に判定値As，Bs以上であるから、フラグF_BもF_B=1に設定されて（ステップＳ５０）、このフローをリターンする。これにより、上下流のＮＯｘパージ制御が共に実施要求ありの状態となる。

ステップＳ２０において、A≧AsでないときはフラグF_A=0のままステップＳ８０へ進み、フラグF_BがF_B=0であるか否かが判定される。フラグF_B=0のときはＮＯｘ吸蔵量Bが読み込まれ（ステップＳ８５）、ＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bh以上（B≧Bh）であるか否かが判定される（ステップＳ９０）。B≧Bhであれば、下流ＮＯｘパージ制御を行う必要があるため、フラグF_BがF_B=1に設定され（ステップＳ９５）、このフローをリターンする。一方、B≧Bhでない場合は、フラグF_BはF_B=0のままこのフローをリターンする。

ここで、ステップＳ２５において、ＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値Ah未満（A＜Ah）である場合は、フラグF_BがF_B=0であるか否かが判定され（ステップＳ５５）、フラグF_BがF_B=0のときは、ＮＯｘ吸蔵量Bが読み込まれ（ステップＳ６０）、ＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bs以上（B≧Bs）であるか否かが判定される（ステップＳ６５）。

B≧Bsのときは、ＮＯｘ吸蔵量A，Bが共に判定値As，Bs以上であるから、フラグF_AがF_A=1に設定されるとともに（ステップＳ７０）、フラグF_BもF_B=1に設定されて（ステップＳ７５）、このフローをリターンする。これにより、上下流のＮＯｘパージ制御が共に実施要求ありの状態となる。一方、B≧Bsでない場合は、フラグF_BはF_B=0のままこのフローをリターンする。

なお、すでにフラグF_AがF_A=1に設定されている場合は、上流ＮＯｘパージ制御が終了するまでの間、上流ＮＯｘパージ制御の要求判定は行われず、ステップＳ１０からステップＳ３５へ進んで下流ＮＯｘパージ制御の要求判定が実施される。同様に、フラグF_BがF_B=1に設定されている場合は、下流ＮＯｘパージ制御が終了するまでの間、下流ＮＯｘパージ制御の要求判定は行われず、ステップＳ３５，Ｓ５５，Ｓ８０からフローをリターンする。このように設定されたフラグF_A，F_Bの情報は、図５，図６（ａ）のフローで用いられる。

次に、ＮＯｘパージ制御部４２及び再生制御部４３で実施される図５及び図６（ａ），（ｂ）のフローについて説明する。図５に示すように、まず、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量A，B及びＰＭ堆積量Dが読み込まれ（ステップＴ１０）、フラグF_DがF_D=0であるか否かが判定される（ステップＴ１５）。フラグF_Dは、再生制御の実施要求（必要性）の有無を判定するものであり、F_D=1は要求ありに対応し、F_D=0は要求なしに対応する。フラグF_D=0のときは、ＰＭ堆積量Dが再生開始閾値Ds以上（D≧Ds）であるか否かが判定され（ステップＴ２０）、D≧DsであればフラグF_DがF_D=1に設定されて（ステップＴ２５）、タイマのカウントが開始される（ステップＴ３０）。このタイマは再生制御の待機時間を計るものである。一度フラグF_DがF_D=1に設定された後は、ステップＴ１５からステップＴ３５へと進む。また、D＜Dsの場合は、フィルタ３２の再生制御は必要ないため、図６（ａ）に示すＮＯｘパージ制御の実行フローが開始される（ステップＴ１３０）。

ステップＴ３５では、フラグF_AがF_A=1であるか否かが判定され、フラグF_A=1のときは再生制御よりも上流ＮＯｘパージ制御が優先される。また、フラグF_A=0のときは、続けてフラグF_BがF_B=1であるか否かが判定され（ステップＴ８０）、フラグF_B=1のときは再生制御よりも下流ＮＯｘパージ制御が優先される。なお、フラグF_A，F_Bが何れも0の場合は、上下流のＮＯｘパージ制御が何れも実施要求なしのため、速やかに再生制御が実施される（ステップＴ１２５）。

ステップＴ４０では、上流ＮＯｘパージ制御を実施中か否かが判定され、上流ＮＯｘパージ制御が未だ開始されていなければタイマカウント（待機時間）が所定時間t_L以上であるか否かが判定される（ステップＴ４５）。タイマカウントが所定時間t_L未満であれば、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＴ５０）、実施可能な場合に上流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＴ５５）。

これに対して、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合はこのフローをリターンし、次回以降の演算周期において、タイマカウントが所定時間t_Lに達する前に実施可能な運転状態になれば上流ＮＯｘパージ制御が開始される。上流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、ＮＯｘ吸蔵量Aが終了閾値Af未満になるまで上流ＮＯｘパージ制御が継続され（ステップＴ４０，Ｔ６０）、A＜Afとなると上流ＮＯｘパージ制御が終了される（ステップＴ６５）。そして、フラグF_AがF_A=0にリセットされて（ステップＴ７０）、このフローをリターンする。次の制御周期では、下流ＮＯｘパージ制御の実施要求がなければ、図６（ｂ）に示す再生制御の実行フローが開始される（ステップＴ１２５）。

反対に、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となる前にタイマカウントが所定時間t_L以上となった場合は、図６（ｂ）の再生制御の実行フローが開始される（ステップＴ７５）。すなわちこの場合は、再生制御よりも上流ＮＯｘパージ制御を優先させたものの、再生制御の実施要求ありとなってから所定時間t_Lの間に上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態とはならなかったため、上流ＮＯｘパージ制御よりも先に再生制御が実施される。

上流ＮＯｘパージ制御の開始後、A＜Afとなるまでは、ステップＴ８０へ進み、フラグF_BがF_B=1であるか否かが判定される。ここで、フラグF_B=1であれば、下流ＮＯｘパージ制御を実施中か否かが判定され（ステップＴ８５）、まだ下流ＮＯｘパージ制御が開始されていなければタイマカウント（待機時間）が所定時間t_L以上であるか否かが判定される（ステップＴ９０）。そして、タイマカウントが所定時間t_L未満であれば、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定されて（ステップＴ９５）、実施可能な場合に下流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＴ１００）。これにより、上流ＮＯｘパージ制御の開始後に下流ＮＯｘパージ制御も開始されて、上下流のＮＯｘパージ制御が同時連続的に実施される。

一方、ステップＴ９５において下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合はこのフローをリターンし、次回以降の演算周期において、タイマカウントが所定時間t_Lに達する前に実施可能な運転状態になれば下流ＮＯｘパージ制御が開始されて、上下流のＮＯｘパージ制御が同時連続的に実施される。下流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、ＮＯｘ吸蔵量Bが終了閾値Bf未満になるまで下流ＮＯｘパージ制御が継続され（ステップＴ８５，Ｔ１０５）、B＜Bfとなると下流ＮＯｘパージ制御が終了される（ステップＴ１１０）。そして、フラグF_BがF_B=0にリセットされて（ステップＴ１１５）、このフローをリターンする。次の制御周期では、図６（ｂ）の再生制御の実行フローが開始される（ステップＴ１２５）。

また、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となる前にタイマカウントが所定時間t_L以上となった場合は、上流ＮＯｘパージ制御が実施中であるか否かが判定され（ステップＴ１２０）、実施中であればこのフローをリターンし、実施中でなければ図６（ｂ）の再生制御の実行フローが開始され（ステップＴ１２５）、このフローをリターンする。すなわちこの場合は、再生制御よりも下流ＮＯｘパージ制御を優先させたものの、再生制御の実施要求ありとなってから所定時間t_Lの間に下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態とはならなかったため、下流ＮＯｘパージ制御よりも先に再生制御が実施される。なお、上流ＮＯｘパージ制御が実施中であれば上流ＮＯｘパージ制御の終了後、速やかに再生制御が実施される。

次に、ステップＴ１３０に進んだ場合のＮＯｘパージ制御の実行フローについて説明する。図６（ａ）に示すように、まず、フラグF_AがF_A=1であるか否かが判定され（ステップＸ１０）、フラグF_A=1のときは上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＸ１５）、実施可能な場合に上流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＸ２０）。一方、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合はこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、次回以降の演算周期においてステップＴ１３０へ進んだ場合は、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となったら上流ＮＯｘパージ制御が開始される。

上流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、A＜Afであるか否かが判定され（ステップＸ２５）、A＜Afでなければ、続いてフラグF_BがF_B=1であるか否かが判定される（ステップＸ４０）。フラグF_B=1のときは下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＸ４５）、実施可能な場合に下流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＸ５０）。一方、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合はこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、次回以降の演算周期においてステップＴ１３０へ進んだ場合は、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となったら下流ＮＯｘパージ制御が開始される。

下流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、B＜Bfであるか否かが判定され（ステップＸ５５）、B＜Bfでなければこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、ステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Aが終了閾値Af未満となったら（ステップＸ２５）、上流ＮＯｘパージ制御が終了され（ステップＸ３０）、フラグF_AがF_A=0にリセットされて（ステップＸ３５）、このフローを終了する。また、ステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Bが終了閾値Bf未満となったら（ステップＸ５５）、下流ＮＯｘパージ制御が終了され（ステップＸ６０）、フラグF_BがF_B=0にリセットされて（ステップＸ６５）、このフローを終了する。

最後に、ステップＴ７５又はステップＴ１２５に進んだ場合の再生制御の実行フローについて説明する。図６（ｂ）に示すように、再生制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＹ１０）、実施可能な運転状態であれば再生制御が開始される（ステップＹ１５）。再生制御可能な運転状態でないときはこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、次回以降の演算周期でステップＴ７５又はステップＴ１２５へ進んだ場合は、再生制御可能な運転状態となったら再生制御が開始される。

再生制御が開始された後は、ＰＭ堆積量Dが再生終了閾値Df未満（D＜Df）であるか否かが判定され（ステップＹ２０）、D＜Dfとなるまで再生制御が実施される。D＜Dfとなると、再生制御が終了されて（ステップＹ２５）、フラグF_DがF_D=0にリセットされるとともに（ステップＹ３０）、タイマカウントがリセットされて停止され（ステップＹ３５）、このフローを終了する。

［１−４．効果］
したがって、上記の排気浄化装置３０によれば、フィルタ３２の再生制御の実施要求がある場合に、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージの少なくとも一方を実施する場合には、上流ＮＯｘパージ制御が開始された後に下流ＮＯｘパージ制御が開始され、さらにその後に再生制御が開始される。これにより、フィルタ３２の再生制御中に増大しうるNOxを上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３で吸蔵することができ、NOxの排出量を低減することができる。さらに、上流ＮＯｘパージ制御で消費されなかった還元剤を下流ＮＯｘパージ制御で使うことができ、燃費悪化を抑制することができる。また、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度を上流ＮＯｘパージ制御により上昇させることで下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度を確保し易くなるため、下流ＮＯｘトラップ触媒３３におけるＮＯｘ還元性能を向上させることができる。

また、排気通路１６には、排気流れ方向の上流側から順に上流ＮＯｘトラップ触媒３１，フィルタ３２，下流ＮＯｘトラップ触媒３３が設けられる。換言すると、排気通路１６に上流ＮＯｘトラップ触媒３１と下流ＮＯｘトラップ触媒３３とを離して配置するとともに、これらの間に熱容量の大きなフィルタ３２を配置することで、上流ＮＯｘトラップ触媒３１と下流ＮＯｘトラップ触媒３３とを温度帯の異なる場所に配置することができる。これにより、上流ＮＯｘトラップ触媒３１が高いＮＯｘ浄化性能を発揮する運転状態と、下流ＮＯｘトラップ触媒３３が高いＮＯｘ浄化性能を発揮する運転状態とを相違させることができ、システム全体のＮＯｘ浄化性能を高めることができる。すなわち、エンジン１の運転領域全体に亘って高いＮＯｘ浄化性能を確保することができる。これらによって、燃費悪化を抑制しながら、排気中のNOxを適切に除去することができる。

上記の排気浄化装置３０では、再生制御の実施要求があると判断してから再生制御を開始するまでの待機時間が所定時間t_L以上になった場合は、上下流のＮＯｘパージ制御よりも再生制御を先に開始する。すなわち、フィルタ３２の再生制御の待機時間に制限を設けることで、フィルタ３２にPMが大量に堆積することによるエンジン１の停止のおそれを回避することができる。

また、本実施形態では、上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判定する上限閾値Ah，Bhとは別に、これらよりも小さい判定値As，Bsが設定されている。そして、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが判定値As以上であり、且つ、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが判定値Bs以上である場合に、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とが同時連続的に実施される。つまり、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施するための閾値（判定値As，Bs）を、単独でＮＯｘパージ制御を実施するときの閾値（上限閾値Ah，Bh）よりも小さい値に設定しておくことで、できる限り上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを同時連続的に実施することができるため、燃費悪化をより効果的に抑制することができる。

上記の排気浄化装置３０は、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の直上流に上流インジェクタ３４を備え、上流ＮＯｘパージ制御ではこの上流インジェクタ３４から還元剤が噴射される。上流ＮＯｘパージ制御では、上流ＮＯｘトラップ触媒３１の周辺は酸素濃度が高い傾向にあるため、上流インジェクタ３４により直接排気通路１６へ還元剤を噴射することで、反応性の高い還元剤を上流ＮＯｘトラップ触媒３１に供給することができ、上流ＮＯｘトラップ触媒３１においてNOxを効果的に還元することができる。

また、下流ＮＯｘパージ制御では、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の周辺は酸素濃度が低い傾向にあるため、ポスト噴射でも十分に下流ＮＯｘトラップ触媒３３に還元剤としての燃料を供給することができる。これにより、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の直上流に還元剤を噴射する排気管噴射弁を設ける場合と比較して、装置構成を簡素化することができ、コストを低減することができる。

［２．第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る排気浄化装置３０について説明する。本実施形態に係る排気浄化装置３０は、上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かの判定方法が異なる点を除いて、第一実施形態と同様に構成される。すなわち、エンジン制御部４０のＮＯｘパージ制御部４２での制御内容が第一実施形態と異なり、その他（装置構成，エンジン制御装置４０の推定部４１での推定手法及び再生制御部４３での制御内容）は第一実施形態と同一である。以下、第一実施形態と同様の装置や構成については、第一実施形態と同様の符号を付して重複する説明は省略し、第一実施形態とは異なるＮＯｘパージ制御部４２での制御内容について詳述する。

本実施形態に係るＮＯｘパージ制御部４２は、上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判定する閾値として、第一実施形態で説明した上限閾値Ah，Bhのみを有し、第一実施形態で説明した判定値As，Bsは本実施形態では設定されていない。すなわち、ＮＯｘパージ制御部４２は、推定部４１で推定された上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値（第一閾値）Ah以上（A≧Ah）の場合に、上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断する。同様に、推定部４１で推定された下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値（第三閾値）Bh以上（B≧Bh）の場合に、下流ＮＯｘパージ制御が必要と判断する。

また、ＮＯｘパージ制御部４２は、第一実施形態と同様に、上流ＮＯｘパージ制御を開始した後に推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Aが所定の終了閾値Af未満（A＜Af）になった場合に、上流インジェクタ３４からの還元剤の噴射を停止させて上流ＮＯｘパージ制御を終了する。同様に、下流ＮＯｘパージ制御を開始した後に推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Bが所定の終了閾値Bf未満（B＜Bf）になった場合に、筒内噴射弁４からのポスト噴射を停止させて下流ＮＯｘパージ制御を終了する。このように、本実施形態でも、基本的には上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とは、独立して実施される。

ここで、本実施形態に係るＮＯｘパージ制御部４２は、再生制御部４３において再生制御の実施要求があると判断された場合は、上流ＮＯｘパージ制御については上限閾値Ahよりも小さい閾値Ar（第二閾値，以下、実施判定閾値Arという）を用い、下流ＮＯｘパージ制御については上限閾値Bhよりも小さい閾値Br（第四閾値，以下、実施判定閾値Brという）を用い、上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判断する。

具体的には、再生制御の実施要求がある場合、ＮＯｘパージ制御部４２は、推定部４１で推定された上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが実施判定閾値Ar以上（A≧Ar）であり、かつ、推定部４１で推定された下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが実施判定閾値Br以上（B≧Br）である場合に、上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを共に実施すると判断する。なお、再生制御部４３において再生制御の実施要求がないと判断された場合は、上記した上限閾値Ah，Bhを用いて、上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判断する。

これにより、再生制御の実施要求がある場合は上下流のＮＯｘパージ制御が実施されやすくなるため、再生制御時のNOxの排出量が効果的に低減される。なお、上流側の実施判定閾値Ar及び下流側の実施判定閾値Brは、各上限閾値Ah，Bhよりも小さい値に設定されていればよく、例えば０に近い値であれば、再生制御を実施する際にＮＯｘパージ制御がより実施されやすくなる。また、実施判定閾値Ar，Brは、上述した第一実施形態の判定値As，Bsとは別個に設けられるものであり、同一の値である必要はない。

このように、ＮＯｘパージ制御部４２は、基本的には上流ＮＯｘパージ制御と下流ＮＯｘパージ制御とを独立して実施し、再生制御の実施要求がある場合に限り、上下流のＮＯｘパージ制御の実施要求の有無を判定するための閾値として、上限閾値Ah，Bhよりも小さな値（実施判定閾値Ar，Br）を用いる。この場合に、例えばＮＯｘ吸蔵量Aは実施判定閾値Ar以上であるがＮＯｘ吸蔵量Bは実施判定閾値Brに満たないとき（A≧ArかつB＜Brのとき）は、ＮＯｘパージ制御部４２は、ＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値Ah以上であるか否かを判断し、A≧Ahであれば上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断する。反対に、ＮＯｘ吸蔵量Bは実施判定閾値Br以上であるがＮＯｘ吸蔵量Aは実施判定閾値Arに満たないとき（A＜ArかつB≧Brのとき）も同様に、ＮＯｘパージ制御部４２は、ＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bh以上であるか否かを判断し、B≧Bhであれば下流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断する。

なお、ＮＯｘパージ制御部４２は、上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断し、下流ＮＯｘパージ制御も実施すると判断した場合は、第一実施形態と同様、上流ＮＯｘパージ制御を開始した後に下流ＮＯｘパージ制御を開始して、同時連続的に上下流のＮＯｘパージ制御を実施する。また、ＮＯｘパージ制御部４２は、再生制御の実施要求がある場合には、再生制御の実施前に、上述した手法で上下流のＮＯｘパージ制御を実施するか否かを判断し、実施すると判断した場合には上流ＮＯｘパージ制御の開始後に下流ＮＯｘパージ制御を開始し、さらにその後で再生制御部４３が再生制御を開始する。

次に、図７及び図８のフローチャートを用いて、本実施形態に係るＮＯｘパージ制御及び再生制御の手順について説明する。なお、本実施形態においても、図５及び図６（ｂ）に示すフローチャートが用いられる。図７は、図４のフローチャートに対応するものであり、上下流のＮＯｘパージ制御の実施要求の有無を判定するフローである。図８は、図６（ａ）のフローチャートに対応するものであり、上下流のＮＯｘパージ制御の実行フローである。これらのフローは、エンジン制御装置４０において所定の演算周期で繰り返し実施される。なお、これらのフローとは別に、上記の推定部４１によるＮＯｘ吸蔵量A，B及びＰＭ堆積量Dの推定は常に実施されており、ＮＯｘパージ制御部４２及び再生制御部４３は、推定された各推定値を読み込んで上流ＮＯｘパージ制御，下流ＮＯｘパージ制御及び再生制御を実施する。

図７に示すように、本実施形態においても、まずはフラグF_AがF_A=0であるか否かが判定される（ステップＶ１０）。フラグF_Aは、第一実施形態のものと同一である。フラグF_A=0のときは、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量AとＰＭ堆積量Dが読み込まれ（ステップＶ１５）、続いてＰＭ堆積量Dが再生開始閾値Ds以上であるか否かが判定される（ステップＶ１８）。D≧Dsであれば、再生制御の実施要求があるため、続くステップＶ２０でＮＯｘ吸蔵量Aが実施判定閾値Ar以上かつ上限閾値Ah未満（Ar≦A＜Ah）であるか否かが判定される。

D≧Dsでない場合、又は、Ar≦A＜Ahでない場合は、ＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値Ah以上（A≧Ah）であるか否かが判定される（ステップＶ２５）。A≧Ahであれば、フラグF_AがF_A=1に設定され（ステップＳ３０）、ステップＶ３５へ進む。一方、Ar≦A＜AhでなくA≧Ahでもなければ、フラグF_AはF_A=0のままステップＶ３５へ進む。ステップＶ３５では、フラグF_BがF_B=0であるか否かが判定される。フラグF_Bは、第一実施形態のものと同一である。フラグF_B=0のときは、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Bが読み込まれ（ステップＶ４０）、ＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bh以上（B≧Bh）であるか否かが判定される（ステップＶ４５）。B≧Bhであれば、フラグF_BがF_B=1に設定され（ステップＶ５０）、このフローをリターンする。一方、B≧Bhでない場合は、フラグF_BはF_B=0のままこのフローをリターンする。

ここで、ステップＶ２０において、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが実施判定閾値Ar以上かつ上限閾値Ah未満（Ar≦A＜Ah）である場合は、フラグF_BがF_B=0であるか否かが判定され（ステップＶ５５）、すでにフラグF_BがF_B=1に設定されているときはこのフローをリターンする。一方、フラグF_BがF_B=0のときは、推定部４１で推定されたＮＯｘ吸蔵量Bが読み込まれ（ステップＶ６０）、ＮＯｘ吸蔵量Bが実施判定閾値Br以上かつ上限閾値Bh未満（Br≦B＜Bh）であるか否かが判定される（ステップＶ６５）。

Br≦B＜Bhのときは、ＮＯｘ吸蔵量A，Bが共に実施判定閾値Ar，Br以上かつ上限閾値Ah，Bh未満であるから、フラグF_AがF_A=1に設定されるとともに（ステップＶ７０）、フラグF_BもF_B=1に設定されて（ステップＶ７５）、このフローをリターンする。これにより、上下流のＮＯｘパージ制御が共に実施要求ありの状態となる。一方、Br≦B＜Bhでない場合は、続けてB≧Bhであるか否かが判定され（ステップＶ４５）、B≧BhであればフラグF_BがF_B=1に設定されて（ステップＶ５０）、このフローをリターンする。つまりこの場合は、下流ＮＯｘパージ制御のみが実施要求ありとなる。

なお、すでにフラグF_AがF_A=1に設定されている場合は、上流ＮＯｘパージ制御が終了するまでの間、上流ＮＯｘパージ制御の要求判定は行われず、ステップＶ１０からステップＶ３５へ進んで下流ＮＯｘパージ制御の要求判定が実施される。同様に、フラグF_BがF_B=1に設定されている場合は、下流ＮＯｘパージ制御が終了するまでの間、下流ＮＯｘパージ制御の要求判定は行われず、ステップＶ３５又はステップＶ５５からこのフローをリターンする。ここで設定されたフラグ情報は、図５で用いられる。なお、図５のフローチャートは第一実施形態と同様であるため、説明は省略する。

ただし、図５のフローチャートにおいて、ステップＴ１３０に進んだ場合は、図８のサブフローが実施される。図８に示すように、まずは上流ＮＯｘパージ制御の実施中か否かが判定される（ステップＺ５）。これが実施中でなければ、続いて図５のフローのステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Aが上限閾値Ah以上（A≧Ah）であるか否かが判定される（ステップＺ１０）。A≧Ahのときは上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＺ１５）、実施可能な場合に上流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＺ２０）。一方、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合はこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、次回以降の演算周期においてステップＴ１３０へ進んだ場合は、上流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となったら上流ＮＯｘパージ制御が開始される。

上流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、A＜Afであるか否かが判定され（ステップＺ２５）、この条件が成立するまで上流ＮＯｘパージ制御が継続される。ステップＺ２５でA＜Afでない場合、又は、ステップＺ１０でA≧Ahでない場合は、下流ＮＯｘパージ制御の実施中か否かが判定される（ステップＺ３８）。これが実施中でなければ、続いて図５のフローのステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Bが上限閾値Bh以上（B≧Bh）であるか否かが判定される（ステップＺ４０）。

B≧Bhのときは下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態であるか否かが判定され（ステップＺ４５）、実施可能な場合に下流ＮＯｘパージ制御が開始される（ステップＺ５０）。なお、B≧Bhでないときは、このフローを終了する。また、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態でない場合もこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。そして、次回以降の演算周期においてステップＴ１３０へ進んだ場合は、下流ＮＯｘパージ制御を実施可能な運転状態となったら下流ＮＯｘパージ制御が開始される。

下流ＮＯｘパージ制御が開始された後は、B＜Bfであるか否かが判定され（ステップＺ５５）、この条件が成立するまで下流ＮＯｘパージ制御が継続される。ステップＺ５５でB＜Bfでない場合はこのフローを終了し、図５のメインフローをリターンする。その後、ステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Aが終了閾値Af未満となったら（ステップＺ２５）、上流ＮＯｘパージ制御が終了され（ステップＺ３０）、フラグF_AがF_A=0にリセットされて（ステップＺ３５）、このフローを終了する。また、ステップＴ１０で読み込まれたＮＯｘ吸蔵量Bが終了閾値Bf未満となったら（ステップＺ５５）、下流ＮＯｘパージ制御が終了され（ステップＺ６０）、フラグF_BがF_B=0にリセットされて（ステップＺ６５）、このフローを終了する。つまり、再生制御の実施要求がない場合（D＜Dsのとき）は、上限閾値Ah，Bhによって上流ＮＯｘパージ制御，下流ＮＯｘパージ制御が実施される。

したがって、本実施形態に係る排気浄化装置３０によれば、再生制御を実施するときのＮＯｘパージ制御の実施判定閾値Ar，Brを、再生制御を実施しないときのＮＯｘパージ制御の実施判定閾値（すなわち上限閾値Ah，Bh）よりも小さくすることで、再生制御を実施する際にＮＯｘパージ制御が実施されやすくなるため、再生制御時のNOxの排出量をより効果的に低減することができる。なお、上記の第一実施形態と同様の構成からは、第一実施形態に記載した効果と同様の効果を得ることができる。

［３．変形例］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
例えば、エンジン制御装置４０のＮＯｘパージ制御部４２は、再生制御部４３において再生制御の実施要求があると判断された場合に、再生制御が実施される前に、上下流のＮＯｘパージ制御のうちの少なくとも一方を実施するか否かを判断し、上流ＮＯｘパージ制御及び下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方を実施すると判断した場合には、上流ＮＯｘパージ制御を開始後に下流ＮＯｘパージ制御を開始し、下流ＮＯｘパージ制御の開始後に再生制御を開始させてもよい。

すなわち、再生制御の実施要求がある場合には、再生制御の実施前に、上下流のＮＯｘパージ制御の実施要求の有無について何れか一方又は両方を判断し、何れか一方又は両方の実施要求があれば上下流のＮＯｘパージ制御を上流，下流の順番で開始した後、再生制御を開始するように構成してもよい。このような構成によっても、再生制御中のNOxの排出量を低減することができる。加えて、上流ＮＯｘパージ制御で消費されなかった還元剤を下流ＮＯｘパージ制御で使うことができるため、燃費悪化を抑制できるとともに、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度を確保しやすくなるため、下流ＮＯｘトラップ触媒３３におけるＮＯｘ還元性能を向上させることができる。

上記実施形態では、再生制御の実施要求があると判断してから所定時間t_Lが経過するまでの間に上流ＮＯｘパージ制御又は下流ＮＯｘパージ制御が開始されていれば、これらの制御の実施中に所定時間t_Lが経過した場合であってもこれらの制御の終了後に再生制御を開始しているが、再生制御の開始タイミングはこれに限られない。例えば、ＮＯｘパージ制御の実施中に所定時間t_Lが経過した場合は、ＮＯｘパージ制御を中断し、所定時間t_Lが経過した時点から再生制御を開始してもよい。あるいは、再生制御を開始するか否かを判断する再生開始閾値Dsを比較的余裕をみて設定しておき、所定時間t_Lを省略してもよい。すなわち、再生制御の実施要求がある場合にＮＯｘパージ制御の実施要求があるときは、待機時間をカウントせずにＮＯｘパージ制御を開始した後に再生制御を開始する構成にしてもよい。

また、下流ＮＯｘパージ制御の開始タイミングも上記したものに限られず、例えば、上流ＮＯｘパージ制御を先に開始した後、下流ＮＯｘトラップ触媒３３の直上流の排気温度を排気温センサ２８で検出し、上流ＮＯｘパージ制御によって下流ＮＯｘトラップ触媒３３の温度が所定の温度まで上昇してから下流ＮＯｘパージ制御を開始するように構成してもよい。これにより、下流ＮＯｘパージ制御で噴射する還元剤の量（燃料消費量）を低減することができるため、燃費向上を図ることができる。

上記の下流ＮＯｘパージ制御では、ポスト噴射を用いるものを例示しているが、図１に二点鎖線で示すように、フィルタ３２の下流側であって下流ＮＯｘトラップ触媒３３の直上流の排気通路１６に下流インジェクタ３５を設けてもよい。下流インジェクタ３５は、上流インジェクタ３４と同様、一酸化炭素（CO）や炭化水素（HC）等の還元剤を排気通路１６へ直接供給する噴射弁であり、その先端部は排気通路１６内に突出して設けられ、その基端部には燃料ポンプへと繋がる燃料配管が接続される。そして、下流ＮＯｘパージ制御を実施するときは、下流インジェクタ３５から直接排気通路１６へ還元剤を噴射して、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のNOxを還元する構成としてもよい。

上記の第一実施形態では、上限閾値Ah，Bhよりも小さな判定値As，Bsが設定されており、As≦A＜AhかつBs≦B＜Bhの場合に上下流のＮＯｘパージ制御を同時連続的に実施しているが、判定値As，Bsを省略し、上限閾値Ah，Bhを飽和状態に対して余裕を持った値に設定して上下流のＮＯｘパージ制御ができるだけ同時連続的に実施されるようにしてもよい。

上記の第二実施形態では、再生制御の実施要求がある場合、上限閾値Ah，Bhよりも小さな実施判定閾値Ar，Brが設定されており、Ar≦A＜AhかつBr≦B＜Bhの場合に上下流のＮＯｘパージ制御を実施すると判断しているが、上流側と下流側とを別々に判断してもよい。すなわち、再生制御の実施要求がある場合、上流ＮＯｘトラップ触媒３１のＮＯｘ吸蔵量Aが実施判定閾値Ar以上（A≧Ar）であれば上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断し、同様に、再生制御の実施要求がある場合、下流ＮＯｘトラップ触媒３３のＮＯｘ吸蔵量Bが実施判定閾値Br以上（B≧Br）であれば下流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断してもよい。このような構成であっても、再生制御の実施要求があるときに上下流のＮＯｘパージ制御の少なくとも一方を実施すると判断した場合は、上流ＮＯｘパージ制御，下流ＮＯｘパージ制御，再生制御の順番で各制御が実施されるので、上述した効果と同様の効果を得ることができる。

また、ＮＯｘパージ制御の終了条件をＮＯｘ吸蔵量A，Bで判定するのではなく、例えばＮＯｘパージ制御の実施時間等で判定してもよい。同様に、再生制御の開始条件，終了条件も、上記したものに限られず、差圧や時間等で判定してもよい。
また、上記実施形態では、エンジン制御装置４０に推定部４１，ＮＯｘパージ制御部４２，再生制御部４３という三つの機能要素を備えているものを例示しているが、これらの機能が複数の制御装置に分散して設けられていてもよい。

なお、上流ＮＯｘトラップ触媒３１及び下流ＮＯｘトラップ触媒３３は、その構成成分（吸蔵体及び貴金属元素等の種類，量）が同一でなくてもよい。また、エンジン１は、上記した構成のディーゼルエンジンに限られず、他の構成のディーゼルエンジンであってもよいし、ガソリンエンジンであってもよい。

１ エンジン（内燃機関）
４ 筒内噴射弁
１６ 排気通路
３０ 排気浄化装置
３１ 上流ＮＯｘトラップ触媒（上流触媒）
３２ フィルタ
３３ 下流ＮＯｘトラップ触媒（下流触媒）
３４ 上流インジェクタ
４０ エンジン制御装置（制御手段）
４１ 推定部
４２ ＮＯｘパージ制御部
４３ 再生制御部
Ah 上流側の上限閾値（第一閾値）
Ar 上流側の実施判定閾値（第二閾値）
Bh 下流側の上限閾値（第三閾値）
Br 下流側の実施判定閾値（第四閾値）

Claims (3)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を酸化雰囲気下で吸蔵して還元雰囲気下で還元する上流触媒と、
   前記上流触媒の排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
   前記フィルタの排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を酸化雰囲気下で吸蔵して還元雰囲気下で還元する下流触媒と、
   前記上流触媒に吸蔵した窒素酸化物の吸蔵状況に基づき還元剤を供給して前記上流触媒の窒素酸化物を還元する上流ＮＯｘパージ制御と、前記下流触媒に吸蔵した窒素酸化物の吸蔵状況に基づき前記還元剤を供給して前記下流触媒の窒素酸化物を還元する下流ＮＯｘパージ制御とを実施する制御手段と、を備え、
   前記フィルタから粒子状物質を除去する再生制御の実施要求がある場合、前記制御手段は、前記再生制御を実施する前に前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方を実施するか否かを判断し、前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御の少なくとも一方のＮＯｘパージ制御を実施すると判断した場合には、前記上流ＮＯｘパージ制御の開始後に前記下流ＮＯｘパージ制御を開始し、前記下流ＮＯｘパージ制御の開始後に前記再生制御を開始する
   ことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記制御手段は、前記再生制御の実施要求があると判断してから前記再生制御を開始するまでの待機時間が所定時間以上になった場合は、前記上流ＮＯｘパージ制御及び前記下流ＮＯｘパージ制御よりも先に前記再生制御を開始する
   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。
3. 前記制御手段は、
   前記再生制御の実施要求がない場合、前記上流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が所定の第一閾値以上であるときに前記上流ＮＯｘパージ制御を実施し、前記下流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が所定の第三閾値以上であるときに前記下流ＮＯｘパージ制御を実施し、
   前記再生制御の実施要求がある場合、前記上流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が前記第一閾値よりも小さい第二閾値以上であるときに前記上流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断し、前記下流触媒の窒素酸化物の吸蔵量が前記第三閾値よりも小さい第四閾値以上であるときに前記下流ＮＯｘパージ制御を実施すると判断する
   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。

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