(57)【要約】【課題】排気浄化装置で用いられるＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能低下を抑制する。【解決手段】排気浄化装置１０によれば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理を実行することによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が炭化水素（ＨＣ）によって被毒された被毒状態であると判断したときには、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量に応じてＨＣを除去するＨＣパージ処理を行なった後に、排気の空燃比をリッチにするＮＯＸ還元処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯＸを吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵していたＮＯＸをＮ２に還元するＮＯＸ吸蔵還元型触媒と、
排気の空燃比を調整する調整手段と、
前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させることによって炭化水素による被毒状態から回復させる回復手段と、
前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒が炭化水素によって被毒された被毒状態にあるか否かを判別する被毒判別手段と、
前記被毒判別手段によって前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒が被毒状態にあると判別されたときに、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を被毒状態から回復させるように前記回復手段を制御した後に、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する制御手段と、
を備えた排気浄化装置。
【請求項２】
前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ吸蔵量を導出する導出手段を備え、
前記制御手段は、前記回復手段を制御しているときに前記導出手段によって導出されたＮＯＸ吸蔵量が予め定められた基準量を超えたときに、該回復手段の制御を中断し、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記回復手段を制御する前に前記導出手段によって導出されたＮＯＸ吸蔵量が、前記基準量を超えているときに、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する請求項２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記基準量は、前記被毒状態の前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒がＮＯＸを吸蔵可能な上限値である請求項２または請求項３に記載の排気浄化装置。
【請求項５】
前記回復手段は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒に流入する排気に燃料を噴射する噴射手段であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などに搭載される内燃機関、特に、酸素過剰状態の混合気（所謂、理論空燃比よりも低燃料濃度であるリーン空燃比の混合気）を燃焼可能とするディーゼル機関やリーンバーン・ガソリン機関では、該内燃機関の排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化する技術が望まれている。
【０００３】
このような要求に対し、内燃機関の排気系にＮＯＸ吸蔵材を配置する技術が提案されている。このＮＯＸ吸蔵材の１つとして、窒素酸化物（ＮＯＸ）を吸蔵還元するＮＯＸ吸蔵還元型触媒を用いた排気浄化装置が知られている（例えば、特許文献１）。ＮＯＸ吸蔵還元型触媒は、酸化機能を持つ貴金属触媒と、アルカリ金属等のＮＯＸ吸蔵機能を有するＮＯＸ吸蔵材と、を保持した構成とされており、これらによって排気中のＮＯＸ吸蔵と、ＮＯＸ放出・浄化の２つの機能を発揮する。
【０００４】
このＮＯＸ吸蔵還元型触媒は、流入する排気の空燃比がリーン（理論空燃比よりも低燃料濃度）状態の場合には、排気中の一酸化窒素が貴金属触媒により酸化されて二酸化窒素となり、この二酸化窒素がＮＯＸ吸蔵材に硝酸塩として吸蔵される。一方で、排気の空燃比がリッチ状態（理論空燃比よりも高燃料濃度）の場合には、ＮＯＸ吸蔵材から硝酸塩が分解されてＮＯＸが放出されると共に、このＮＯＸは貴金属触媒の触媒作用により排気中の未燃炭化水素や一酸化炭素等により窒素に還元される。
【０００５】
このため、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を用いた排気装置では、排気の空燃比がリーンであるときにＮＯＸ吸蔵還元型触媒におけるＮＯＸ吸蔵量が増加して所定量に到達すると、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を調整することで、排気の空燃比を短い周期でスパイク的（短時間）にリッチ状態にするリッチスパイクが実行されている。このリッチスパイク処理により、排気中には多量の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の未燃ガスが排出され、これらの未燃ガスが還元剤としてＮＯＸ吸蔵還元型触媒に作用することにより、吸蔵されていたＮＯＸが還元されて、再度ＮＯＸを吸蔵可能な状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、アイドル時のような低回転低負荷時での内燃機関における成層燃焼あるいはリーン燃焼においては、内燃機関から排気される排気中に大量のＨＣが含まれる状態が生じ、このことによりＮＯＸ吸蔵還元型触媒がＨＣにより被毒される場合がある。
【０００８】
詳細には、貴金属触媒の表面に高濃度のＨＣが接触することで貴金属触媒にＨＣ層が形成されると、排気中の酸素によりＨＣを酸化する触媒反応速度が低下して更にＨＣの蓄積を生じてＨＣ層が厚くなるという悪循環が発生すると考えられる。このため、排気の空燃比がリーン状態とされることで排気中に大量に酸素が存在していても、一端厚いＨＣ層が形成された状態にあると、酸化によるＨＣの除去が進まず、厚いＨＣ層が維持されると考えられる。
【０００９】
このように貴金属触媒の表面がＨＣ層によって覆われた状態では、上記リッチスパイクが実行されても、排気中に放出されたＮＯＸが、厚いＨＣ層により貴金属触媒に接触することが阻止されて、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能が悪化していることからＮＯＸ還元が十分に行なわれない場合があった。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、排気浄化装置で用いられるＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯＸを吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵していたＮＯＸをＮ２に還元するＮＯＸ吸蔵還元型触媒と、排気の空燃比を調整する調整手段と、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させることによって炭化水素による被毒状態から回復させる回復手段と、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒が炭化水素によって被毒された被毒状態にあるか否かを判別する被毒判別手段と、前記被毒判別手段によって前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒が被毒状態にあると判別されたときに、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を被毒状態から回復させるように前記回復手段を制御した後に、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する制御手段と、を備えた排気浄化装置である。
【００１２】
回復手段は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させることによって炭化水素による被毒状態から回復させる。このＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させる方法としては、排気の空燃比をリーン状態とし、該リーンの範囲内でＮＯＸ吸蔵還元型触媒に流入する排気に燃料を噴射する方法や、該リーン状態下でＮＯＸ吸蔵還元型触媒を直接加熱する方法が挙げられる。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、被毒判別手段によってＮＯＸ吸蔵還元型触媒が炭化水素によって被毒された被毒状態にあると判別されたときに、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させることによって炭化水素による被毒状態から回復させるように回復手段を制御した後に、排気の空燃比をリッチにするように調整手段を制御する。
このため、炭化水素による被毒によってＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能が低下する前に、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒が被毒状態から回復され、ＮＯＸ還元性能の低下が抑制される。
【００１４】
回復手段が制御されることによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の炭化水素による被毒状態の回復処理がなされている最中にも、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ吸蔵量は増加する。そこで、請求項２に記載の発明は、前記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ吸蔵量を導出する導出手段を備え、前記制御手段は、前記回復手段を制御しているときに前記導出手段によって導出されたＮＯＸ吸蔵量が予め定められた基準量を超えたときに、該回復手段の制御を中断し、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する。この基準量としては、炭化水素による被毒状態のＮＯＸ吸蔵還元型触媒がＮＯＸを吸蔵可能な上限値を予め定めればよい。このため、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能の低下を抑制しつつ、且つ外気へのＮＯＸの排出が更に抑制される。
【００１５】
被毒判別手段によってＮＯＸ吸蔵還元型触媒が炭化水素により被毒された被毒状態にあると判別されたときに、この被毒状態と判別されたＮＯＸ吸蔵還元型触媒が、更なるＮＯＸ吸蔵を行なうことの困難な状態にある場合がある。そこで、請求項３に記載の発明では、前記制御手段は、前記回復手段を制御する前に前記導出手段によって導出されたＮＯＸ吸蔵量が、前記基準量を超えているときに、前記排気の空燃比をリッチにするように前記調整手段を制御する。このため、外気へのＮＯＸの排出を抑制しつつ、且つＮＯＸ還元性能低下が抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、被毒判別手段によってＮＯＸ吸蔵還元型触媒が炭化水素によって被毒された被毒状態にあると判別されたときに、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を昇温させることによって炭化水素による被毒状態から回復させるように回復手段を制御した後に、排気の空燃比をリッチにするように調整手段を制御するので、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒のＮＯＸ還元性能低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係わる排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる排気浄化装置のＣＰＵで実行されるＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係わる排気浄化装置のＣＰＵで実行されるＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理における、ＨＣパージ処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】試験例における、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の硝酸塩に帰属されるピーク強度に対する、還元処理済のＮＯＸ吸蔵還元型触媒の硝酸塩に帰属されるピーク強度の比と、還元温度と、の関係を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態の排気浄化装置１０は、内燃機関１２を備えている。内燃機関１２としては、ガソリンリーンバーンエンジン、ディーゼルエンジン、ハイブリッド−リーンバーンエンジン、ハイブリッド−ディーゼルエンジン等が挙げられる。
【００２０】
この内燃機関１２には、内燃機関１２内における燃料により生じた排気ガスを外部へ排気する排気管１４が接続されている。この排気管１４の排気経路上には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が設けられている。
【００２１】
ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６は、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯＸを吸蔵し、該排気の空燃比がリッチのときに吸蔵していたＮＯＸを還元する触媒である。
【００２２】
詳細には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６は、酸化機能を持つ貴金属触媒（白金等）と、ＮＯＸ吸蔵機能を有するＮＯＸ吸蔵材と、を保持した構成とされており、排気中のＮＯＸ吸蔵とＮＯＸ還元の２つの機能を発揮する。このＮＯＸ吸蔵材としては、アルカリ土類金属やアルカリ金属等が挙げられる。ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６は、流入する排気の空燃比がリーン（理論空燃比よりも低燃料濃度）状態の場合には、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）が貴金属触媒により酸化されて二酸化窒素（ＮＯ２）となり、この二酸化窒素がＮＯＸ吸蔵材に硝酸塩として吸蔵される。一方で、排気の空燃比がリッチ状態（理論空燃比よりも高燃料濃度）の場合には、ＮＯＸ吸蔵材から硝酸塩が分解されてＮＯＸが放出されると共に、このＮＯＸは貴金属触媒の触媒作用により排気中の未燃炭化水素や一酸化炭素等により窒素に還元される。
【００２３】
なお、ここでいう排気の空燃比がリッチである状態（リッチ状態）とは、必ずしも内燃機関１２のシリンダ内でリッチ燃焼することのみを示すものではなく、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気ガス中に供給した空気量と燃料量（シリンダ内で燃焼した分も含めて）との比が理論空燃比に近い状態（ストイキ状態）か、または理論空燃比より燃料量が多いリッチの状態であることをいう。この燃料量には、排気管１４内に直接添加される燃料（本実施の形態では、後述する燃料噴射弁２０によって排気に添加される燃料）の量も含まれる。
【００２４】
排気の空燃比がリーンである状態（リーン状態）についても同様に、必ずしも内燃機関１２のシリンダ内でリーン燃焼することのみを示すものではなく、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気中の空気量と燃料量との比が理論空燃比より燃料量の少ないリーンの状態であることをいう。上記と同様に、この燃料量には、排気管１４内に直接添加される燃料の量も含まれる。
【００２５】
ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６としては、例えば、コージェライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、極薄板ステンレスなどで形成されたモノリス触媒に、酸化アルミニウム、酸化チタン等の触媒コート層を設けて、この触媒コート層上に、白金、パラジウム等の触媒金属と、バリウム等のＮＯＸ吸蔵材を保持させた構成が挙げられる。このモノリス触媒の構造材の担体は、多数のセルを有しており、また、このセルの内壁に設けられる触媒コート層は、大きな表面積をもっており、排気ガスとの接触効率を高めている。
【００２６】
なお、本実施の形態では、排気管１４による排気ガスの排気経路上には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のみが設けられている場合を説明するが、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の排気ガスの排出方向上流側及び下流側の何れか一方または双方に、さらに、酸化触媒、三元触媒、及びＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）等を設けた構成であってもよい。
【００２７】
この排気管１４の排気経路上の、上記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６より排気方向上流側には、排気に燃料を添加する燃料噴射弁２０が設けられている。また、この排気管１４による排気ガスの排気経路の、上記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６より排気方向上流側で、且つ燃料噴射弁２０より該排気方向下流側には、排気成分から排気の空燃比を検出する空燃比センサ２２が設けられている。
【００２８】
また、この排気管１４による排気ガスの排気経路上の、上記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の設置箇所には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温を測定するための床温検知センサ２４が設けられている。
【００２９】
内燃機関１２には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射バルブ１２Ａが設けられている。なお、燃料噴射バルブ１２Ａは、内燃機関１２の構造によって、燃焼室内に直接燃料を噴射する形態であってもよいし、混合ガスの燃焼室への流入経路に燃料を噴射する形態であってもよい。
【００３０】
また、排気浄化装置１０には、装置全体を制御するための電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）１８が設けられている。
【００３１】
上記燃料噴射バルブ１２Ａ、空燃比センサ２２、及び床温検知センサ２４は、ＥＣＵ１８に信号授受可能に接続されている。また、ＥＣＵ１８には、図示を省略するクランク軸の回転からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３４が信号授受可能に接続されている。なお、ＥＣＵ１８には、このようなセンサ以外にも、車速センサなどのエンジン制御に必要なセンサが信号授受可能に接続されている。
【００３２】
なお、排気浄化装置１０には、図１に示す以外にも各種部品や各種センサ等が搭載されており、ＥＣＵ１８に適宜信号授受可能に接続されているが、図１では、本実施の形態に直接関係する部分の接続関係及び構成のみを示した。
【００３３】
このＥＣＵ１８は、ＣＰＵ（中央演算装置）１８Ａ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１８Ｄ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１８Ｃ、Ｉ／Ｏ（入出力制御回路）１８Ｅ、及びバックアップＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１８Ｂを双方向性バスで互いに接続した公知のマイクロコンピュータとして構成されている。ＲＯＭ１８Ｄには、後述するＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理ルーチン等のアプリケーションプログラムが予め記憶されている。また、このＲＯＭ１８Ｄには、上記アプリケーションに加えて、各種の制御マップが記憶されている。制御マップとしては、たとえは、排気ＨＣ量推定マップ、浄化可能ＨＣ量推定マップ、排気ＮＯＸ量推定マップ等である。各マップの詳細については後述する。
【００３４】
ＲＡＭ１８Ｃは、各センサからの出力信号やＣＰＵ１８Ａの演算結果等を格納する。この演算結果としては、例えば、ＣＰＵ１８Ａにおける各処理時に導出されるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量や、ＨＣ被毒量等が挙げられる。これらのデータは、各センサから最新の信号が入力されて、ＣＰＵ１８Ａで新規にＮＯＸ吸蔵量やＨＣ被毒量等が導出される度に、最新のデータに書き換えられる（上書きされる）。
バックアップＲＡＭ１８Ｂは、内燃機関１２の運動停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。なお、上記ＲＡＭ１８Ｃに格納される各種演算結果は、バックアップＲＡＭ１８Ｂに随時記憶され、最新のデータに更新される。
【００３５】
ＣＰＵ１８Ａは、上記ＲＯＭ（図示省略）に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、内燃機関１２の燃料噴射制御や点火時期制御等の公知の基本制御の他に、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理を実行する。このＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理では、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が炭化水素（ＨＣ）によって被毒された被毒状態であると判断したときには、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量に応じてＨＣを除去するＨＣパージ処理を行なった後に、排気の空燃比をリッチにするＮＯＸ還元処理を実行する。
【００３６】
以下、上記のように構成された排気浄化装置１０のＣＰＵ１８Ａで実行される、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理について説明する。図２及び図３は、本実施の形態に係る排気浄化装置１０のＣＰＵ１８Ａで行なわれるＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理ルーチンの流れの一例を示すフローチャートである。
【００３７】
なお、このＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理ルーチンは、内燃機関１２の全体の制御に組み込まれた制御であって、所定時間毎に繰り返し実行されるものである。
【００３８】
ＣＰＵ１８Ａでは、通常の運転制御中に、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒の浄化処理時間間隔として予め定められた所定の周期毎に図２に示すＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理ルーチンを実行し、ステップ１００へ進む。
【００３９】
ステップ１００では、前回算出したＨＣ被毒量（以下、「前回算出ＨＣ被毒量」と称する）ＱＨＣｎ−１、及び前回算出したＮＯＸ吸蔵量（以下、「前回算出ＮＯＸ吸蔵量」と称する）ＱＮＯＸｎ−１を、ＲＡＭ１８Ｃから読み取る。
【００４０】
この‘前回算出ＨＣ被毒量ＱＨＣｎ−１’とは、前回のＨＣ被毒量算出処理時に求められた、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＨＣによる被毒量を示している。また、この‘前回算出ＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１’とは、前回のＮＯＸ吸蔵量算出処理時に求められたＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量を示している。
【００４１】
次のステップ１０２では、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１０２処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを算出する。
【００４２】
このＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１０２処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎは、例えば、下記式（１）から算出される。
【００４３】
ＱＨＣｎ＝ＱＨＣｎ−１＋ｑＨＣ−ｆ（Ｔ）      ・・・（１）
【００４４】
上記式（１）中、ＱＨＣｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１０２処理時のＨＣ被毒量を示している。ＱＨＣｎ−１は、前回算出ＨＣ被毒量を示している。ｑＨＣは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気中に含まれるＨＣ量（以下、「排気ＨＣ量」と称する）を示している。ｆ（Ｔ）は、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の底温ＴにおけるＨＣ浄化性能（以下、「浄化可能ＨＣ量」と称する）を示している。
【００４５】
式（１）中の前回算出ＨＣ被毒量ＱＨＣｎ−１には、上記ステップ１００で読み取った前回算出ＨＣ被毒量ＱＨＣｎ−１を用いる。
【００４６】
上記排気ＨＣ量ｑＨＣは、例えば、予め、実験によりエンジン回転数、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量、及びＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比をパラメータとして、これらのパラメータと、排気ＨＣ量ｑＨＣとを対応づけた排気ＨＣ量推定マップをＲＯＭ１８Ｄに記憶しておく。
そして、ステップ１０２の処理時に、エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、及び燃料噴射バルブ１２Ａの各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量から、これらのパラメータの値に対応する排気ＨＣ量ｑＨＣを示す情報を、この排気ＨＣ量推定マップから読み取ることによって導出すればよい。
なお、この排気ＨＣ量推定マップに用いられるパラメータは上記パラメータに限られない。また、排気ＨＣ量の推定方法は、上記方法に限られず、その他の公知の方法を用いても良い。
【００４７】
上記浄化可能ＨＣ量とは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の環境温度Ｔにおける浄化可能なＨＣ量を示している。この浄化可能ＨＣ量は、例えば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温を示す温度情報と、該床温における浄化可能ＨＣ量を示す情報と、を対応づけた浄化可能ＨＣ量推定マップを予めＲＯＭ１８Ｄに記憶しておく。そして、ステップ１０２の処理時に、床温検知センサ２４から入力された温度情報に対応する、浄化可能ＨＣ量を示す情報を、この浄化可能ＨＣ量推定マップから読み取ることによって、浄化可能ＨＣ量を導出すればよい。
【００４８】
なお、浄化可能ＨＣ量の導出方法は、関数を用いた方法を採用してもよく、マップを用いて導出する方法に限られない。
【００４９】
また、本実施の形態では、浄化可能ＨＣ量の導出において、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温は、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温を直接測定する床温検知センサ２４から入力された信号によって得る場合を説明した。しかし、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温を得る方法としては、このような方法に限られない。例えば、排気管１４内の、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６より排気方向上流側、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の設けられた領域、及びＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６より排気方向下流側の何れか１箇所等に、排気管１４内の排気温を測定する温度センサを設けて、これらの温度センサによって測定された排気温から、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の床温を推定してもよい。
【００５０】
一方、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１０２処理時のＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎは、例えば、下記式（２）から算出される。
【００５１】
ＱＮＯｘｎ＝ＱＮＯｘｎ−１＋ｑＮＯｘ      ・・・（２）
【００５２】
上記式（２）中、ＱＮＯｘｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１０２処理時のＮＯＸ吸蔵量を示している。ＱＮＯｘｎ−１は、前回算出ＮＯＸ吸蔵量を示している。ｑＮＯｘは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気中に含まれるＮＯＸ量（以下、「排気ＮＯＸ量」と称する）を示している。
【００５３】
式（２）中の前回算出ＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１には、上記ステップ１００で読み取った前回算出ＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１を用いる。
【００５４】
上記排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘは、例えば、予め、実験によりエンジン回転数、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射される燃料の噴射量、燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量、及びＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気の空燃比をパラメータとして、これらのパラメータと、排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘと、を対応づけた排気ＮＯＸ量推定マップをＲＯＭ１８Ｄに記憶しておく。そして、ステップ１０６の処理時に、エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、燃料噴射バルブ１２Ａ、及び燃料噴射弁２０の各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量に対応する、排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘを示す情報を、該マップから読み取ることによって導出すればよい。
なお、該マップに用いられるパラメータは上記パラメータに限られない。また、排気ＮＯＸ量の推定方法は、上記方法に限られず、その他の公知の方法を用いてもよい。例えば、排気中のＮＯＸ濃度を測定するＮＯＸセンサを、排気管１４のＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６より排気方向上流側で且つ燃料噴射弁２０より排気方向下流側に設けた構成とし、該ＮＯＸセンサからの信号入力を読み取ることによって、排気ＮＯＸ量を求めても良い。
【００５５】
次のステップ１０４では、上記ステップ１０２で算出したＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを、ＲＡＭ１８Ｃに記憶する。このとき、ＲＡＭ１８Ｃに既に記憶されていたＨＣ被毒量及びＮＯＸ吸蔵量を示す情報を上書きすることによって、これらの情報を最新情報に書き換える。
【００５６】
次のステップ１０６では、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６がＨＣ被毒された被毒状態に有るか否かを判別する。この「被毒状態」とは、排気の空燃比をリッチ状態にしても、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に形成されたＨＣ層（または吸着したＨＣ）によってＮＯＸ還元が阻止されてＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ還元性能が悪化した状態を示している。
【００５７】
このステップ１０６の判別は、上記ステップ１０４でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＨＣ被毒量ＱＨＣｎが、予め定めた一定量ＱＨＣ−ｒｑを超えているか否かを判別し、該一定量ＱＨＣ−ｒｑを超えている場合に、ＨＣによる被毒状態にあると判別すればよい。
【００５８】
この一定量ＱＨＣ−ｒｑとは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６においてＮＯＸ還元性能悪化の生じるＨＣ吸着量の閾値であり、ＨＣ吸着量がこの値を超えると、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に吸着したＨＣによってＮＯＸ還元性能が悪化、すなわち被毒状態となる。この一定量は、予め測定してＲＯＭ１８Ｄに記憶しておけばよい。
【００５９】
上記ステップ１０６で肯定されると、ステップ１０８へ進む。
ステップ１０８では、該被毒状態にあるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が、該被毒状態において更なるＮＯＸ吸蔵を行なうことの困難な状態であるか否かを判別する。ステップ１０８の判断は、上記ステップ１０４でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘが、予め定めた基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１を超えたか否かを判別することによって判断される。
【００６０】
この基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１は、ＨＣ被毒状態にあるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵可能な上限値を示している。すなわち、被毒状態のＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量がこの基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１を超えた状態であると、ＮＯＸ還元を行なうことは困難である。なお、この基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１は、予め測定してＲＯＭ１８Ｄに記憶しておけばよい。
【００６１】
ステップ１０８において否定されるとステップ１１０へ進み、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６をＨＣによる被毒状態から回復させるＨＣパージ処理を行なった後に、上記ステップ１００へ戻る。すなわち、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６がＨＣによる被毒状態にあり、且つＮＯＸ吸蔵を行なうことが可能な状態である場合には、ＨＣパージ処理が行なわれる。このＨＣパージ処理の詳細については後述する（図３）。
【００６２】
一方、上記ステップ１０８で肯定されると、ステップ１１２へ進み、ＮＯＸ還元処理が開始される。
【００６３】
このＮＯＸ還元処理とは、排気管１４からＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へ流入される排気の空燃比を、短い周期でスパイク的に（短時間）リッチ状態（理論空燃比に近い状態または理論空燃比より燃料量が多い状態）にする制御である。
【００６４】
具体的には、例えば、燃料噴射バルブ１２Ａから短い周期でスパイク的に燃料を噴射させるべく、該燃料噴射バルブ１２Ａを制御することにより、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気の空燃比を一時的に所定の目標のリッチ空燃比とする。
すなわち、「ＮＯＸ還元処理を開始する」とは、本実施の形態では、この燃料噴射バルブ１２Ａからの間欠的な燃料噴射を開始することを示している。
【００６５】
なお、本実施の形態では、ＮＯＸ還元処理においては、燃料噴射バルブ１２Ａを制御する場合を説明するが、燃料噴射弁２０から排気管１４内に燃料を短い周期でスパイク的に間欠添加するように燃料噴射弁２０を制御することで、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気の空燃比を一時的に所定の目標のリッチ空燃比としてもよい。また、これらの燃料噴射バルブ１２Ａ及び燃料噴射弁２０の双方を制御してもよい。
【００６６】
ステップ１１２の処理によって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へ流入される排気の空燃比が短い周期でリッチ状態とされ、これによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に吸蔵されていたＮＯＸ還元が開始されることとなる。詳細には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＮＯＸ吸蔵材から硝酸塩が分解されてＮＯＸが放出されると共に、このＮＯＸは貴金属触媒の触媒作用により排気中の未燃炭化水素や一酸化炭素等により窒素に還元される処理が開始されることとなる。
【００６７】
次のステップ１１３では、上記ステップ１１２でＮＯＸ還元処理を開始してから所定時間経過するまで否定判断を繰り返し、肯定されるとステップ１１４へ進む。このステップ１１３における所定時間としては、例えば、ＮＯＸ還元処理によって間欠的に噴射される燃料の噴射回数や、噴射量、エンジンの回転数等に応じて予め任意の時間を定めればよい。
【００６８】
次のステップ１１４では、前回算出したＨＣ被毒量ＱＨＣｎ−１、及び前回算出したＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１を、ＲＡＭ１８Ｃから読み取る。このため、ステップ１１４では、上記ステップ１０２の処理、後述するステップ２０４の処理、または後述するステップ１１６の処理の内の、直近に処理されたステップで算出されたＨＣ被毒量及びＮＯＸ吸蔵量が読み取られることとなる。
【００６９】
次のステップ１１６では、該ステップ１１６の処理時における、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを算出する。
【００７０】
このＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１１６処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎは、例えば、上記式（１）である（ＱＨＣｎ＝ＱＨＣｎ−１＋ｑＨＣ−ｆ（Ｔ））から算出すればよい。
【００７１】
なお、本ステップ１１６の処理においては、式（１）中、ＱＨＣｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１１６処理時のＨＣ被毒量とすればよい。また、ＱＨＣｎ−１は、上記ステップ１１４で読み取った前回算出ＨＣ被毒量を用いればよい。
【００７２】
また、ｑＨＣ及びｆ（Ｔ）としては、各々、ステップ１１６で算出した、排気ＨＣ量及び浄化可能ＨＣ量を用いればよい。
【００７３】
すなわち、ｑＨＣ及びｆ（Ｔ）は、ステップ１１６の処理時に得られた各種パラメータ（エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、燃料噴射バルブ１２Ａ、及び燃料噴射弁２０の各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量）から、上記ステップ１０２で用いた推定方法を用いて上記排気ＨＣ量推定マップ及び上記浄化可能ＨＣ量推定マップから求めればよい。
【００７４】
また、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のステップ１１６処理時のＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎは、下記式（３）から算出すればよい。
【００７５】
ＱＮＯｘｎ＝ＱＮＯｘｎ−１＋ｑＮＯｘ−ｑＮＯｘ−ｒｅｄ    ・・・（３）
【００７６】
上記式（３）中、ＱＮＯｘｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ１１６処理時のＮＯＸ吸蔵量を示している。ＱＮＯｘｎ−１は、前回算出ＮＯＸ吸蔵量を示している。ｑＮＯｘは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気中に含まれるＮＯＸ量（以下、「排気ＮＯＸ量」と称する）を示している。ｑＮＯｘ−ｒｅｄは、ＮＯＸ還元量を示している。
【００７７】
式（３）中の前回算出ＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１には、上記ステップ１１４で読み取った前回算出ＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１を用いる。
【００７８】
排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘは、ステップ１１６の処理時に得られた各種パラメータ（エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、燃料噴射バルブ１２Ａ、及び燃料噴射弁２０の各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量）を用いて、上記ステップ１０２で用いた排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘの推定方法を用いて、上記排気ＮＯＸ量推定マップから求めればよい。
【００７９】
式（３）中のＮＯＸ還元量ｑＮＯｘ−ｒｅｄは、上記ステップ１１２で開始されたＮＯＸ還元処理が上記ステップ１１３の所定時間行なわれることで、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６で還元されるＮＯＸの還元量を示している。
【００８０】
このＮＯＸ還元量ｑＮＯｘ−ｒｅｄは、例えば、ＨＣ被毒量ＱＨＣｎを示す情報と、上記ステップ１１２のＮＯＸ還元処理が上記ステップ１１３で示した所定時間実行されることによってＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６で還元される還元ＮＯＸ量を示す情報と、を対応づけた還元ＮＯＸ量推定マップを予めＲＯＭ１８Ｄに記憶しておく。そして、該ステップ１１６で求めたステップ１１６処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎに対応する還元ＮＯＸ量を示す情報を、上記還元ＮＯＸ量推定マップから読み取ることによって求めればよい。
なお、このＮＯＸ還元量の推定方法としては、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６について上記ステップ１１２のＮＯＸ還元処理が上記ステップ１１３で示した所定時間実行されることによって還元される還元ＮＯＸ量が求められれば良く、上記方法に限られず、その他の公知の方法を用いても良い。
【００８１】
次のステップ１１８では、上記ステップ１１６で算出したＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを、ＲＡＭ１８Ｃに記憶する。このとき、ＲＡＭ１８Ｃに既に記憶されていたＨＣ被毒量及びＮＯＸ吸蔵量を示す情報を上書きして最新情報に書き換える。
【００８２】
次のステップ１２０では、ＮＯＸ還元処理を終了するか否かを判断する。ステップ１２０の判断は、上記ステップ１１８でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＮＯＸ吸蔵量が、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＮＯＸ還元終了の判断基準とする一定量（ＱＮＯｘ−ｅｎｄ）未満となっているか否かを判別し、該一定量未満であるときに肯定判断すればよい。
【００８３】
このステップ１２０で否定されて、ＮＯＸ還元処理を終了しないと判断した場合には、上記ステップ１１２へ戻り、上記ステップ１１８でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＮＯＸ吸蔵量が、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＮＯＸ還元終了とみなす上記一定量（ＱＮＯｘ−ｅｎｄ）未満となるまで、上記ステップ１１２〜ステップ１２０の処理を繰り返す。
【００８４】
一方、上記ステップ１２０で肯定されると、ステップ１２２へ進み、上記ステップ１１２で開始したＮＯＸ還元処理を終了した後に、上記ステップ１００へ戻る。
【００８５】
上記ステップ１０６で否定されると、ステップ１２４へ進む。ステップ１２４では、該被毒状態にないＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が、ＮＯＸ還元の必要な状態であるか否を判別する。ステップ１２４の判断は、上記ステップ１０４でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎが、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６における飽和吸蔵量（ＱＮＯｘ−ｒｑ２）を超える値であるか否かを判別することによって判断すればよい。この飽和吸蔵量とは、ＨＣによる被毒状態にないＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が吸蔵可能なＮＯＸ吸蔵量の上限値である。なお、この飽和吸蔵量ＱＮＯｘ−ｒｑ２は、上記ステップ１０８で説明した基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１より大きい値であることはいうまでもなく、予め測定してＲＯＭ１８Ｄに記憶しておけばよい。
【００８６】
ステップ１２４で否定されると、上記ステップ１００へ戻り、肯定されると、上記ステップ１１２へ進む。
【００８７】
次に、上記ステップ１１０で実行されるＨＣパージ処理について説明する。
【００８８】
図３に示すように、ＨＣパージ処理では、ステップ２００において、ＨＣパージ処理を開始する。
【００８９】
このＨＣパージ処理とは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６をＨＣによる被毒状態から回復させる処理である。
【００９０】
このＨＣによる被毒状態とは、上述のように、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に高濃度のＨＣが接触することでＨＣ層が形成された状態を示し、排気の空燃比をリッチ状態にしてもＨＣ層によってＮＯＸ還元が阻止されてＮＯＸ還元性能が悪化した状態を示している。
【００９１】
ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６を、ＨＣによる被毒状態から回復させる方法としては、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気の空燃比をリーン状態に維持した状態で、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の雰囲気温度を４００℃以上の高温域まで昇温させる方法が挙げられる。この方法を用いれば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に吸着していたＨＣにおける、排気中の酸素との反応が進行し、これによって吸着していたＨＣが浄化（パージ）される。
【００９２】
本実施の形態では、ＣＰＵ１８Ａは、ステップ２００において、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へ流入される排気に、燃料噴射弁２０から短い周期でスパイク的に燃料を添加させるべく該燃料噴射弁２０を制御することにより、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入される排気温を上昇させる。そして、この排気温を上昇させることによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の温度を上昇させる。なお、この燃料噴射弁２０からの燃料添加は、該燃料の添加された排気の空燃比がリーン状態の範囲内で行なわれるように調整される。
【００９３】
なお、本実施の形態では、ＨＣパージ処理では、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へ流入される排気に燃料噴射弁２０から短い周期でスパイク的に燃料を添加することによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の温度を上昇させる方法を用いるが、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６を直接加熱する加熱装置を設けて、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒に流入する排気の空燃日をリーン状態としたままで該加熱装置によってＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６を加熱する方法を用いても良い。
【００９４】
このように、ステップ２００の処理が実行されてＨＣパージ処理が開始されることによって、ＨＣのパージ処理が開始される。
【００９５】
次のステップ２０１では、上記ステップ２００でＨＣパージ処理を開始してから所定時間経過するまで否定判断を繰り返し、肯定されるとステップ２０２へ進む。このステップ２０１における所定時間としては、例えば、ＨＣパージ処理によって燃料噴射弁２０から間欠的に添加される燃料の添加回数や、添加量、エンジンの回転数等に応じて予め任意の時間を定めればよい。
【００９６】
次のステップ２０２では、前回算出したＨＣ被毒量ＱＨＣｎ−１、及び前回算出したＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎ−１を、ＲＡＭ１８Ｃから読み取る。このため、ステップ２０２では、前回のステップ２０２の処理、上記ステップ１０２の処理、または上記ステップ１１６の処理内の、直近に処理されたステップで算出されたＨＣ被毒量及びＮＯＸ吸蔵量が読み取られることとなる。
【００９７】
次のステップ２０４では、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の、ステップ２０４処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを算出する。
【００９８】
このＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ２０４処理時のＨＣ被毒量ＱＨＣｎは、例えば、上記式（１）である（ＱＨＣｎ＝ＱＨＣｎ−１＋ｑＨＣ−ｆ（Ｔ））から算出すればよい。
【００９９】
なお、本ステップ２０４の処理においては、式（１）中、ＱＨＣｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ２０４処理時のＨＣ被毒量とすればよい。また、ＱＨＣｎ−１は、上記ステップ２０４で読み取った前回算出ＨＣ被毒量を用いればよい。
【０１００】
また、ｑＨＣ及びｆ（Ｔ）としては、各々、ステップ２０４で算出した、排気ＨＣ量及び浄化可能ＨＣ量を用いればよい。
【０１０１】
すなわち、ｑＨＣ及びｆ（Ｔ）は、ステップ２０４の処理時に得られた各種パラメータ（エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、燃料噴射バルブ１２Ａ、及び燃料噴射弁２０の各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から添加された燃料の添加量）から、上記ステップ１０２で用いた推定方法を用いて上記排気ＨＣ量推定マップ及び上記浄化可能ＨＣ量推定マップから求めればよい。
【０１０２】
また、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ２０４処理時のＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎは、例えば、上記式（２）である（ＱＮＯｘｎ＝ＱＮＯｘｎ−１＋ｑＮＯｘ）から算出すればよい。
【０１０３】
なお、本ステップ２０４の処理においては、式（２）中、ＱＮＯｘｎは、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６の該ステップ２０４処理時のＮＯＸ吸蔵量とすればよい。また、ＱＮＯｘｎ−１は、上記ステップ２０４で読み取った前回算出ＮＯＸ吸蔵量を用いればよい。
【０１０４】
また、ｑＮＯｘとしては、ステップ２０４で算出した、排気ＮＯＸ量を用いればよい。すなわち、この排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘは、該ステップ２０４の処理時に得られた各種パラメータ（エンジン回転数センサ３４、空燃比センサ２２、燃料噴射バルブ１２Ａ、及び燃料噴射弁２０の各々から入力されたエンジン回転数、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６に流入された排気の空燃比、燃料噴射バルブ１２Ａから噴射された燃料の噴射量、及び燃料噴射弁２０から噴射された燃料の噴射量）を用いて、上記ステップ１０２で用いた排気ＮＯＸ量ｑＮＯｘの推定方法を用いて、上記排気ＮＯＸ量推定マップから求めればよい。
【０１０５】
次のステップ２０６では、上記ステップ２０４で算出したＨＣ被毒量ＱＨＣｎ及びＮＯＸ吸蔵量ＱＮＯｘｎを、ＲＡＭ１８Ｃに記憶する。このとき、ＲＡＭ１８Ｃに既に記憶されていたＨＣ被毒量及びＮＯＸ吸蔵量を示す情報を上書きすることによって、これらの情報を最新情報に書き換える。
【０１０６】
ここで、このＨＣパージ処理実行中においても、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へのＮＯＸ吸蔵は進行する。
このため、次のステップ２０８では、ＨＣによる被毒状態にあるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が、該被毒状態において更なるＮＯＸ吸蔵を行なうことの困難な状態であるか否かを判断する。ステップ２０８の判断は、上記ステップ２０６でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＮＯＸ吸蔵量が、上記ステップ１０８の判断で用いた基準値ＱＮＯｘ−ｒｑ１を超えているか否かを判別することによって判断される。
【０１０７】
ステップ２０８で肯定されると、ステップ２１０へ進み、上記ステップ２００で開始したＨＣパージ処理を中断した後に、上記ステップ１１２へ戻る。これによって、ＨＣパージ処理が中断されて、ＮＯＸ還元処理が開始される。
【０１０８】
一方、上記ステップ２０８で否定されると、ステップ２１２へ進み、ＨＣパージ処理を終了するか否かを判断する。ステップ２１２の判断は、上記ステップ２０６でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＨＣ被毒量が、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＨＣパージ処理終了の判断基準とする所定量（ＱＨＣ−ｅｎｄ）未満となっているか否かを判別し、該所定量未満であるときに肯定判断すればよい。
【０１０９】
このステップ２１２で否定されて、ＨＣパージ処理を終了しないと判断した場合には、上記ステップ２００へ戻り、上記ステップ２０６でＲＡＭ１８Ｃに記憶したＨＣ被毒量が、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＨＣパージ処理終了とみなす所定量（ＱＨＣ−ｅｎｄ）未満となるまで、上記ステップ２００〜ステップ２１２の処理を繰り返す。
【０１１０】
一方、上記ステップ２１２で肯定されると、ステップ２１４へ進み、上記ステップ２００で開始したＨＣパージ処理を終了した後に、本ルーチンを終了する。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態の排気浄化装置１０によれば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理を実行することによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が炭化水素（ＨＣ）によって被毒された被毒状態であると判断したときには、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量に応じてＨＣを除去するＨＣパージ処理を行なった後に、排気の空燃比をリッチにするＮＯＸ還元処理を実行する。
【０１１２】
このため、ＨＣ被毒によってＮＯＸ還元性能が低下する前に、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６をＨＣによる被毒状態から回復されて、ＮＯＸ還元性能低下が抑制される。
【０１１３】
また、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６がＨＣにより被毒された被毒状態であると判断したときに、この被毒状態にあるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が更なるＮＯＸ吸蔵を行なうことの困難な状態である場合には、ＮＯＸ還元処理を優先して実行した後に、ＨＣによる被毒状態から回復させるＨＣパージ処理を行なう。このため、外気へのＮＯＸの排出を抑制しつつ、且つＮＯＸ還元性能低下が抑制される。
【０１１４】
また、ＨＣパージ処理中においてもＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６へのＮＯＸ吸蔵は進行することから、ＨＣパージ処理中にＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量が、ＨＣ被毒状態にあるＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵可能な上限値を超えていると判別したときには、ＨＣパージ処理を中断して、ＮＯＸ還元処理を優先して実行した後に、再度ＨＣパージ処理を行なう。
このため、ＮＯＸ還元性能低下を抑制しつつ、且つ、外気へのＮＯＸの排出が更に抑制される。
【０１１５】
また、ＮＯＸ還元処理は、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６がＨＣによる被毒状態にないときには、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量が、該未被毒状態のＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６におけるＮＯＸ飽和吸蔵量を超えた場合にのみＮＯＸ還元処理を実行する。このため、効率よくＮＯＸ還元処理が実行され、燃料消費量の抑制にもつながることとなる。
【０１１６】
＜試験例＞
以下、本発明を試験例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の試験例に限定されるものではない。
【０１１７】
（試験例１）
水２００ｍｌにＡｌ２Ｏ３粉末５０ｇ加えて撹拌した溶液中に、白金の担持量が２質量％となるように白金含有量を調整したジニトロジアミン白金硝酸溶液を加えて１時間撹拌した後に、１２０℃で１０時間加熱することで乾燥させた。更に５００℃で２時間焼成して粉末Ａを得た。
次に、上記粉末Ａ３０ｇに純水１２０ｍｌを加えて、ここに、粉末Ａ１２０ｇ当たりの吸蔵材担持量が０．３ｍｏｌになるように調整した酢酸リチウム投入して、１２０℃で２時間加熱することで蒸発凝固させた。更に５００℃で２時間焼成することで、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒を調整した。
【０１１８】
上記調整したＮＯＸ吸蔵還元型触媒を、４００℃の環境下で混合ガス（１０％Ｈ２，９０％Ｎ２）中において１５分間放置することによって前処理を行なった。そして、この前処理を行なったＮＯＸ吸蔵還元型触媒を、希釈ガス（１％ＮＯ，１０％Ｏ２，８９％Ｎ２）中にて６０分間放置することで、ＮＯＸ吸蔵した状態のＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａ）を調整した。
【０１１９】
また、上記調整したＮＯＸ吸蔵したＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａを、希釈ガス（１％Ｃ３Ｈ６，１０％Ｏ２，８９％Ｎ２）中にて６０分間放置することで、ＨＣによる被毒状態とされたＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂ）を調整した。
【０１２０】
上記調整した、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａ、及びＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂの各々について、混合ガス（１０％Ｈ２，９０％Ｎ２）下において２００℃、３００℃、及び４００℃の環境下に各々１５分間放置することによって、ＮＯＸ還元処理を行ない、各々、還元処理済−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａ、及び還元処理済−ＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂとした。
【０１２１】
上記ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａ、還元処理済−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａ、及び還元処理済−ＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂの各々について、ＩＲ測定を行い、１５８０ｃｍ−１付近の硝酸塩に帰属されるピーク強度を測定した。
【０１２２】
図４には、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａの硝酸塩に帰属されるピーク強度に対する、還元処理済−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａの硝酸塩に帰属されるピーク強度と、還元温度と、の関係を線図５０として示した。
また、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａの硝酸塩に帰属されるピーク強度に対する、還元処理済−ＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂの硝酸塩に帰属されるピーク強度と、還元温度と、の関係を線図５２として示した。
【０１２３】
図４の線図５０に示されるように、還元処理済−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ａは、２００℃におけるＮＯＸ還元率は約９０％である。一方、線図５２に示されるように、還元処理済−ＨＣ被毒−ＮＯＸ吸蔵還元型触媒Ｂは、同じ２００℃におけるＮＯＸ還元率は約１５％程度であり、ＨＣ被毒によってＮＯＸ還元性能が著しく劣化していることが分かる。
【０１２４】
本実施の形態の排気浄化装置１０によれば、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒浄化処理を実行することによって、ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６が炭化水素（ＨＣ）によって被毒された被毒状態であると判断したときには、該ＮＯＸ吸蔵還元型触媒１６のＮＯＸ吸蔵量に応じてＨＣを除去するＨＣパージ処理を行なった後に、排気の空燃比をリッチにするＮＯＸ還元処理を実行する。このため、本実施の形態の排気浄化装置１０によれば、ＨＣ被毒によるＮＯＸ還元性の低下が効果的に抑制されるといえる。
【符号の説明】
【０１２５】
１０    排気浄化装置
１２    内燃機関
１２Ａ  燃料噴射バルブ
１４    排気管
１６    ＮＯＸ吸蔵還元型触媒
１８    ＥＣＵ
１８Ａ  ＣＰＵ
２０    燃料噴射弁
【図１】
2010196496.tif 000003
【図２】
2010196496.tif 000004
【図３】
2010196496.tif 000005
【図４】
2010196496.tif 000006