(57)【要約】【課題】ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを適切に放出・浄化しつつ燃費の悪化を抑制する。【解決手段】内燃機関の排気浄化装置は、インジェクタ４、ＮＯx吸蔵還元型触媒６、燃料添加弁７、スロットル弁２、制御装置を備える。制御装置は、インジェクタからの燃料供給の停止後に、燃料添加弁からＮＯx吸蔵還元型触媒に燃料を添加することによって、ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを浄化する低流量浄化処理を実行する。制御装置は、低流量浄化処理では、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が活性温度未満のときには、活性温度以上のときに比べて、ＮＯx吸蔵還元型触媒に添加される燃料に対する酸素の比率が高くなるように、スロットルが制御される。【選択図】図５
2019007417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置と、
排気通路に配置されたＮＯx吸蔵還元型触媒と、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒よりも排気流れ方向上流側において前記排気通路に配置され、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に燃料を添加する燃料添加弁と、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に供給する新気ガス量を調整可能な流入ガス調整装置と、
前記燃料噴射装置と、前記燃料添加弁と、前記流入ガス調整装置とを制御する制御装置と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記制御装置は、
前記燃料噴射装置からの燃料供給が停止され、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に供給される排気ガスの流量が、前記内燃機関が運転しているときよりも少なくなっているときに、前記燃料添加弁から前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に燃料を添加することによって、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを浄化する処理である、低流量浄化処理を実行可能であり、
前記低流量浄化処理では、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が予め定められた所定温度未満のときには、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度以上のときに比べて、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に添加される燃料に対する酸素の比率が高くなるように、前記流入ガス調整装置を制御する、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度未満である状態で前記低流量浄化処理を行う場合には、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒のＮＯx吸蔵量に基づいて算出された総燃料添加量だけ燃料が添加されるように前記燃料添加弁を制御し、
前記燃料添加弁から添加される燃料の量に基づいて算出された酸素の総量だけ前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に酸素が供給されるように、前記流入ガス調整装置を制御する、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記流入ガス調整装置は、吸入空気流量を調整可能なスロットル弁であり、
前記制御装置は、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度未満である状態で前記低流量浄化処理を行う場合には、前記低流量浄化処理を行わない場合に比べて、燃料供給の停止後に前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に供給される総空気量が多くなるように、前記スロットル弁の開度を制御する、
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記流入ガス調整装置は、吸入空気流量を調整可能なスロットル弁であり、
前記制御装置は、
前記低流量浄化処理を行う場合には、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度未満であるときには、前記燃料噴射装置からの燃料供給の停止後に前記スロットル弁の開度を段階的に低下させ、
前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度以上であるときには、前記燃料噴射装置からの燃料供給の停止後に前記スロットル弁の開度を一度に０にする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記燃料噴射装置からの燃料供給を停止する時に前記ＮＯx吸蔵還元型触媒のＮＯx吸蔵量が予め定められた上限値よりも少ない場合に、前記低流量浄化処理を行う、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記上限値は、イグニッションスイッチがオフに切り換えられたこと伴って燃料噴射が停止されたときと、減速に伴って燃料噴射が停止されたときとで異なる値に設定される、
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
当該内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁と、
を備える、外部ＥＧＲ装置と、
吸入空気流量を調整可能なスロットル弁と、を備え、
前記流入ガス調整装置は前記スロットル弁及び前記外部ＥＧＲ装置であり、
前記制御装置は、
前記低流量浄化処理では、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度未満であるときには、前記燃料噴射装置からの燃料供給の停止後に前記スロットル弁の開度を段階的に低下させつつ、前記ＥＧＲ弁の開度を０より大きくする、
前記請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記所定温度は、触媒活性温度である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が前記所定温度未満である状態で前記低流量浄化処理を行う場合には、前記ＮＯx吸蔵還元型触媒に添加される燃料に対する酸素の比率が、前記燃料添加弁から添加された燃料のうち前記ＮＯx吸蔵還元型触媒においてＣＯに変換される量が所定量以上になる比率となるように、前記流入ガス調整装置を制御する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【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】
排気ガスの空燃比がリーン（理論空燃比よりも大きい空燃比）のときには排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチ（理論空燃比よりも小さい空燃比）のときには吸蔵したＮＯxを放出し、還元することによって浄化する、ＮＯx吸蔵還元型触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置が公知である。このようなＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを浄化するために、機関停止時にＮＯx吸蔵還元型触媒に向けて燃料を添加する低流量浄化処理を行うことによって、空燃比がリッチの排気ガスをＮＯx吸蔵還元型触媒内に滞留させる内燃機関の排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の内燃機関の排気浄化装置によれば、空燃比がリッチの排気ガスがＮＯx吸蔵還元型触媒内に滞留することによって、十分な浄化時間をもってＮＯxが還元され、よってＮＯxの浄化の効率が高められるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、ＮＯxを浄化するにあたっては、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が、その活性温度以上（例えば３００℃以上）であることが前提とされていた。したがって、上述したような低流量浄化処理は、機関停止時のＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が活性温度以上のときに行われるか、或いは機関停止直前にＮＯx吸蔵還元型触媒の温度を活性温度以上に上昇させてから行われる必要があった。しかしながら、機関停止時のＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が活性温度以上のときに低流量浄化処理を行うとすると低流量浄化処理の実施頻度が低下してしまい、ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されているＮＯxを適切に放出・浄化することができない。また、低流量浄化処理を行うために機関停止直前にＮＯx吸蔵還元触媒の温度を上昇させると燃費の悪化を招くことになる。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを適切に放出・浄化しつつ燃費の悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置と、排気通路に配置されたＮＯx吸蔵還元型触媒とを備える。さらに、排気浄化装置は、ＮＯx吸蔵還元型触媒よりも排気流れ方向上流側において排気通路に配置され、ＮＯx吸蔵還元型触媒に燃料を添加する燃料添加弁と、ＮＯx吸蔵還元型触媒に供給する新気ガス量を調整可能な流入ガス調整装置を備える。また、排気浄化装置は、燃料噴射装置と、燃料添加弁と、流入ガス調整装置とを制御する制御装置を備える。制御装置は、燃料噴射装置からの燃料供給が停止され、ＮＯx吸蔵還元型触媒に供給される排気ガスの流量が、内燃機関が運転しているときよりも少なくなっているときに、燃料添加弁からＮＯx吸蔵還元型触媒に燃料を添加することによって、ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを浄化する処理である、低流量浄化処理を実行可能である。この低流量浄化処理では、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が予め定められた所定温度未満のときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が所定温度以上のときに比べて、制御装置は、ＮＯx吸蔵還元型触媒に添加される燃料に対する酸素の比率が高くなるように、流入ガス調整装置を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
以上の構成により、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度に関わらず、ＮＯx吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯxを適切に放出・浄化しつつ燃費の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施例における内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】図２は、ＮＯx吸蔵還元型触媒を排気ガス流通方向に沿って切断した側面断面図である。
【図３】図３は、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が、触媒の活性温度以上である場合における、低流量浄化処理のタイミングチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が触媒の活性温度以上であるときの、Ｏ2／ＣとＮＯx浄化率との定性的な関係を表した図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＮＯx吸蔵還元型触媒の温度が触媒の活性温度未満であるときの、Ｏ2／ＣとＮＯx浄化率との定性的な関係を表した図である。
【図５】図５は、第１実施例における、低流量浄化処理のタイミングチャートである。
【図６】図６は、第１実施例における、浄化判別制御に関するフローチャートである。
【図７】図７は、第１実施例における、浄化制御に関するフローチャートである。
【図８】図８は、第２実施例における、低流量浄化処理のタイミングチャートである。
【図９】図９は、第２実施例における、浄化判別制御に関するフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３実施例における内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図１１】図１１は、第３実施例における、浄化制御に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例における、内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。本実施例において、内燃機関はディーゼルエンジンであり、内燃機関は、吸気通路１、スロットル弁２、燃焼室３、インジェクタ４、排気通路５、ＮＯx吸蔵還元型触媒６、燃料添加弁７を備える。吸気通路１及び排気通路５は、吸気通路１を通って燃焼室３内に空気が流入し、排気通路５を通って燃焼室３から空気が流出するように、燃焼室３に連通する。
【００１０】
スロットル弁２は、吸気通路１の内部に配置され、燃焼室３内に供給される空気量を調整するためのバルブであり、スロットル弁２の開度が調整されることによって空気量の調整が行われる。本実施例においてスロットル弁２の開度はスロットル弁駆動用のアクチュエータによって電子的に制御される。
【００１１】
燃焼室３は、吸気ガスと燃料との混合気を燃焼させるために形成された空間である。本実施例においては、燃焼室３は、機関本体のうちシリンダブロック、シリンダヘッド、及びピストンによって画定される。
【００１２】
インジェクタ４は、燃焼室３内に燃料を供給するためのノズルである。本実施例において、インジェクタ４は燃焼室３に面するように設けられており、燃焼室３内に燃料を直接噴射する。なお、インジェクタ４は、吸気ポート内に燃料を噴射するようにシリンダヘッドに設けられてもよい。
【００１３】
ＮＯx吸蔵還元型触媒６は排気通路５内に配置される。したがって、ＮＯx吸蔵還元型触媒６には燃焼室３から排出された排気ガスが流入する。ＮＯx吸蔵還元型触媒６は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に流入する排気ガスが酸素過剰な状態、即ち、排気ガスの空燃比がリーンのときには、排気ガスに含まれるＮＯxを吸蔵する。他方、ＮＯx吸蔵還元型触媒６は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に流入する排気ガスが燃料過剰な状態、即ち、排気ガスの空燃比がリッチのときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されているＮＯxを排気ガス中に放出する。排気ガス中に放出されたＮＯxは、排気ガス中の燃料等の還元剤によって還元され、浄化される。
【００１４】
燃料添加弁７は排気通路５内に燃料を噴射することによって、排気ガス中に燃料を添加するためのノズルである。燃料添加弁７は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６よりも排気流れ方向上流側において排気通路５に設けられている。燃料添加弁７が燃料を添加すると、添加された燃料を含む排気ガスがＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される。すなわち、燃料添加弁７は還元剤として燃料をＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給する。燃料添加弁７の燃料添加量は後述する制御ユニット２０によって制御される。
【００１５】
さらに、本実施例の内燃機関は、燃料タンク８、サプライポンプ９、及びコモンレール１０を備える。燃料タンク８に貯留された燃料は、サプライポンプ９によって加圧され、コモンレール１０を介して各気筒のインジェクタ４に供給され、インジェクタ４から燃焼室３へ噴射される。
【００１６】
制御ユニット２０は、デジタルコンピュータから構成され、双方向バス２１によって互いに接続されたＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＰＵ２４、入力ポート２５及び出力ポート２６を備える。
【００１７】
また、本実施例の内燃機関は、スロットル弁２の吸気流れ方向上流において吸気通路１に設けられたエアフロメータ３１を備える。エアフロメータ３１は、吸気通路１内を流通する空気の流量を検出し、したがって、燃焼室３内に供給される吸入空気流量Ｇａを検出することができる。加えて、本実施例の内燃機関は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に配置された温度センサ３２と、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の排気流れ方向下流に配置された空燃比センサ３３とを備える。温度センサ３２は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度を検出し、空燃比センサ３３はＮＯx吸蔵還元型触媒６から流出した排気ガスの空燃比を検出する。これらエアフロメータ３１、温度センサ３２及び空燃比センサ３３は、対応するＡＤ変換器２７を介して入力ポート２５に接続され、よってこれらセンサからの信号が入力ポート２５に入力される。
【００１８】
また入力ポート２５は、アクセルペダルの踏込量を内燃機関の負荷として検出するアクセルペダル踏込量センサ３４が接続され、よって、アクセルペダル踏込量センサ３４の出力は入力ポート２５に入力される。加えて、入力ポート２５は、クランクシャフトの回転速度を検出するためのクランク角センサ３５が接続され、よって、クランク角センサ３５の出力も入力ポート２５に入力される。このように入力ポート２５には、内燃機関を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００１９】
一方、出力ポート２６は、対応する駆動回路２８を介して、内燃機関の運転を制御する各アクチュエータに接続される。図１に示した例では、出力ポート２６は、インジェクタ４、燃料添加弁７、サプライポンプ９及びスロットル弁駆動用のアクチュエータに接続されている。制御ユニット２０は、これらアクチュエータを制御する制御信号を出力ポート２６から出力する。したがって、インジェクタ４からの燃料噴射、燃料添加弁７からの燃料添加、スロットル弁２の開度（以下、「スロットル開度」という）は制御ユニット２０によって制御される。
【００２０】
図２は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６を排気ガス流通方向に沿って切断した側面断面図である。ＮＯx吸蔵還元型触媒６は、全長にわたって一様な断面を有しかつ排気流通方向（図２における矢印Ｗの向き）に延びる円筒状をなしている。このＮＯx吸蔵還元型触媒６の内部は、隔壁６１によって囲まれた、複数の排気ガス流通路が形成されている。この排気ガス流通路は、断面が正方形であり、一定の幅を維持しながら直線的に延びるように形成されている。これら排気ガス流通路を形成する隔壁６１は、基体６２とこの基体６２の表面上に形成された触媒層６３とを備える。基体６２は、セラミック製であり、例えばコージェライト、ムライト、α−アルミナから形成されている。この場合、基体６２は、特にコージェライトから形成されるのが好ましい。
【００２１】
触媒層６３は、ＮＯxを浄化するための触媒貴金属、ＮＯxを吸蔵するためのＮＯx吸蔵材、及び、触媒貴金属やＮＯx吸蔵材を担持する担体を含む。本実施例において、担体はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）である。
【００２２】
触媒貴金属は、ＨＣやＣＯの酸化を促進する作用及び、ＮＯxの還元を促進する作用、すなわち触媒作用を有する。触媒貴金属は、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）のうちの少なくとも一つの貴金属からなる。本実施例においては、触媒貴金属は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈのそれぞれを含む。
【００２３】
ＮＯx吸蔵材は、排気ガスの空燃比がリーンの時にはＮＯxを吸蔵し、排気ガスの空燃比がリッチの時にはＮＯxを放出する。ＮＯx吸蔵材は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属のいずれか一方、又は双方である。例えば、アルカリ金属は、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）であり、アルカリ土類金属は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｔ）、バリウム（Ｂａ）であり、希土類金属は、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）である。本実施例において、ＮＯx吸蔵材はＣｅの酸化物及びＢａである。
【００２４】
なお、ＮＯxの「吸蔵」には、「吸着」と「吸収」の２つの作用が含まれる。「吸着」は、ＮＯxがＮＯx吸蔵材の表面にファンデルワールス力などのイオン結合よりも弱い分子間力によって保持されることを意味する。他方、「吸収」は、ＮＯ2がさらに酸化されて硝酸イオン（ＮＯ3-）となり、ＮＯx吸蔵材に硝酸塩の形で保持されることを意味する。
【００２５】
続いて、ＮＯx吸蔵還元型触媒６がＮＯxを吸蔵し、還元するメカニズムについて簡単に説明する。ディーゼルエンジンから排出される排気ガスの空燃比は、内燃機関が動力を出力する通常時はリーンである。このように排気ガスの空燃比がリーンであるときには、排気ガス中のＮＯxは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵される。他方、排気ガスに燃料などの還元剤が混入されることにより、排気ガスの空燃比がリッチになったときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されていたＮＯxは、触媒貴金属を介して、還元剤（炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯ）と反応して、Ｎ2に還元されて、浄化される。
【００２６】
ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxを還元、浄化するための方法として、以下の２つの方法がある。１つめの方法は、内燃機関の運転中に、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に流入する排気ガスの空燃比がリッチになるようにインジェクタ４または燃料添加弁７から燃料の添加を行い、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に流入する排気ガス中の燃料によってＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxを還元、浄化する方法（以下では、この方法を「通常浄化処理」と称する。）である。内燃機関の運転中は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６を通過するガスの単位時間当たりの流量（空間速度）が大きい。このため、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に進入した還元剤は、比較的短い期間で、滞留することなく、ＮＯx吸蔵還元型触媒６を通過する。この場合は、吸蔵されたＮＯxと還元剤とが反応するための時間が短いため、触媒貴金属の反応性を高めなければＮＯxは浄化されない。従って、１つめの方法では、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度がＮＯx吸蔵還元型触媒６に担持された触媒貴金属の活性温度（以下、「触媒活性温度」という）以上になるように、ＮＯx吸蔵還元型触媒６が加熱され、その後に排気ガスの空燃比がリッチにされ、これによって吸蔵されたＮＯxが還元される。
【００２７】
２つめの方法は、インジェクタ４からの燃料供給を停止するに当たり、インジェクタ４からの燃料供給が停止した後に、スロットル弁２の開度を下げ、かつ、燃料添加弁７からＮＯx吸蔵還元型触媒６に還元剤を添加する方法である。インジェクタ４からの燃料供給が停止された後には、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される排気ガスの流量が、内燃機関が運転しているときに比べて少なくなる。このように排気ガスの流量が小さくなっているときに、ＮＯx吸蔵還元型触媒６内の排気ガスの空燃比がリッチになるように燃料添加弁７から燃料を添加することにより、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に燃料を滞留させ、吸蔵されたＮＯxを還元、浄化することができる（以下では、この方法を「低流量浄化処理」と称する。）。
【００２８】
図３は、低流量浄化処理を実行する際のタイミングチャートであり、上から、要求燃料供給量Ｑ、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気流量Ｇａ、スロットル開度Ｔｏ、ＮＯx吸蔵量Ｎ、単位時間あたりの燃料添加量Ｆの時間変化を表す。
【００２９】
図３は、時刻ｔ０においてイグニッションスイッチがオフになったことにより、インジェクタ４からの燃料供給の停止要求がなされた場合を示している。時刻ｔ０において燃料の停止要求がなされると、要求燃料供給量Ｑは０に設定され、インジェクタ４からの燃料供給が停止され、スロットル開度Ｔｏは０へと急激に低下せしめられる。スロットル開度Ｔｏの低下に伴って、エアフロメータ３１によって測定される吸入空気流量Ｇａは減少する。
【００３０】
そして、時刻ｔ１において、スロットル開度Ｔｏが低下している間に、燃料添加弁７から、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に燃料が添加される。このとき、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される排気ガスの空間速度は低下するので、排気ガスはＮＯx吸蔵還元型触媒６内で滞留するようになり、よってこの燃料添加弁７から排気ガスに添加された燃料もＮＯx吸蔵還元型触媒６内に滞留することになる。ＮＯx吸蔵還元型触媒６内に燃料が滞留している間に、この燃料によってＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxが還元される。
【００３１】
ところで、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上であって比較的高い場合、排気ガス中に酸素（Ｏ2）が含まれていると、還元剤はＮＯxよりも先に酸素と反応してしまう。このため、排気ガス中に酸素が多く含まれていると、一般に還元剤によってＮＯxが還元されにくくなる。このため、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されているＮＯxを還元させるときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の量はできる限り少なくするのが好ましいことが知られている。しかしながら、本願の発明者らは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が比較的低い（例えば２００℃以下）場合にもＮＯxの還元が可能であると共に、この場合には排気ガス中に酸素が含まれている方が低流量浄化処理中の、ＮＯxの浄化率を高めることができることを見出した。
【００３２】
図４Ａは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度（例えば、３００℃）以上であるときにおける、Ｏ2／ＣとＮＯx浄化率との定性的な関係を表した図である。Ｏ2／Ｃは、燃料添加弁７から添加された炭素原子（Ｃ）に対する、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるガス中の酸素分子（Ｏ2）のモル比を意味し、すなわちＯ２／Ｃは燃料添加弁７から添加された燃料に対する酸素の比率を意味する。
【００３３】
ここで、Ｏ2／Ｃについて詳細に説明する。燃料添加弁７から添加された燃料中の炭素原子の総モル数をＣの総モル数とすると、Ｏ2／Ｃとは、（Ｏ2の総モル数）／（Ｃの総モル数）である。Ｏ2の総モル数とは、インジェクタ４からの燃料供給の停止後にＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるＯ2のモル数である。このＯ2の総モル数は、低流量浄化処理を行っている間にスロットル弁２を通過した新気ガスの総量が多くなるほど大きくなる。つまり、低流量浄化処理を行っている間にスロットル弁２を通過した新気ガスに含まれるＯ2は、燃焼室３における燃料の燃焼によって消費されることがないため、燃焼室３を通過して排気通路５に導入される。そして、排気通路５においてＮＯx吸蔵還元型触媒６の上流に残っている排気ガスにスロットル弁２を通過した新気ガスが混入することにより、排気ガスの酸素濃度は高くなり、Ｏ2の総モル数が大きくなる。したがって、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるＯ2の総モル数は、低流量浄化処理を行っている間にスロットル弁２を通過した空気流量が多くなるほど大きくなり、エアフロメータ３１によって計測された吸入空気流量Ｇａの時間積分値が大きくなるほど大きくなる。見方を変えると、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるＯ2の総モル数は、燃料供給停止後にＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される総空気量に比例するといえる。このように、本実施例においては、Ｏ2／Ｃは吸入空気流量Ｇａと燃料添加弁７からの燃料添加量に依存して変化する量であり、低流量浄化処理において、吸入空気流量Ｇａ及び燃料添加量のうちの少なくとも一方を制御することにより、Ｏ2／Ｃを制御できる。
【００３４】
図４Ａから明らかなように、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上である場合には、Ｏ2／Ｃが高まるのに伴って、ＮＯx浄化率が低下する。この現象が起こる理由は、以下のように推察される。即ち、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上である場合には、排気ガス中にＯ2が存在すると、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給された還元剤（ＨＣ及びＣＯ）が、吸蔵されているＮＯxと反応するよりも先に排気ガス中のＯ2と反応してしまう。このため、ＮＯxに寄与する還元剤の量が実質的に減少する。従ってＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上の場合には、低流量浄化処理を行っている間に、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の量をできる限り少なくすることにより、ＮＯxの浄化率を高めることができる。
【００３５】
図４Ｂは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い温度（例えば２００℃）であるときにおける、Ｏ2／ＣとＮＯx浄化率との関係を表したグラフである。図４Ｂからわかるように、本発明者らは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い場合には、Ｏ2／Ｃが０から増大するにつれてＮＯx浄化率が徐々に上昇し、Ｏ2／Ｃが１付近であるときにＮＯx浄化率が最も高くなり、Ｏ2／Ｃが１付近から増大するにつれてＮＯx浄化率が徐々に低下することを見出した。この理由は以下のように推察される。
【００３６】
まず、Ｏ2／Ｃが０付近であるときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の量が少ない。このため、燃料添加弁７から添加されたＨＣは、ほとんど酸化されることなく、ＮＯxと反応する。つまり、ＮＯxの還元反応は主にＨＣによって行われる。ただし、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が低いことからＮＯxの浄化率はそれほど高くない。
【００３７】
次に、Ｏ2／Ｃが１付近であるときには、燃料添加弁７から添加されたＨＣの一部は酸化される。ここで、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い場合には、触媒活性温度以上の場合に比べて、ＨＣの反応性が悪いため、ＨＣの一部はＣＯ2まで酸化されることなく、ＣＯとなる。このため、ＮＯxの還元反応は、主にＨＣ及びＣＯによって行われる。ここで、ＣＯはＨＣに比べてＮＯxとの反応性が高いため、主にＨＣによってＮＯxを還元するとき（Ｏ2／Ｃが０付近であるとき）に比べて、ＮＯx浄化率が向上する。
【００３８】
最後に、Ｏ2／Ｃが２付近であるときには、Ｏ2／Ｃが１付近である時に比べて、排気ガスに酸素が多く含まれているため多くのＨＣはＣＯ2まで酸化される。その結果、還元剤の量が減少し、Ｏ2／Ｃが１である時に比べて、ＮＯx浄化率が低下すると考えられる。
【００３９】
以上のように、低流量浄化処理を行うに際し、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度がＮＯx吸蔵還元型触媒６に含まれる触媒貴金属の触媒活性温度よりも低い場合には、Ｏ2／Ｃが０付近のときに比べて、Ｏ2／Ｃが１付近のときの方が、ＮＯx浄化率が高いため、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に或る程度の酸素を供給することが好ましい。
【００４０】
以上のように図４Ａ及び図４Ｂから、低流量浄化処理を行うに際し、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上のときには、Ｏ2／Ｃができる限り小さくなるように制御することによって、還元剤（ＨＣ及びＣＯ）が、排気ガス中のＯ2と反応しにくくなるためＮＯｘ浄化率が向上する。他方、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度未満のときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上（Ｏ2／Ｃが０付近）のときに比べてＯ2／Ｃを高くすることによって、ＮＯｘとの反応性が高いＣＯが発生し、これによりＮＯx浄化率が向上する。特に、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度未満のときには、Ｏ2／Ｃが１付近になるように制御することにより、ＮＯxの浄化率を高められることがわかる。
【００４１】
なお、触媒活性温度とは触媒貴金属の触媒作用が大きく変化する温度であり、機関運転の継続中に行われる通常浄化処理ではこの触媒活性温度以上でＮＯxが浄化される。この触媒活性温度は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に含まれる触媒層６３の組成に応じて変化する。本実施例の場合は、触媒活性温度は２００℃から３５０℃の間の温度であり、一例として３００℃である。
【００４２】
また、本実施例においては、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上であるか否かに応じて、低流量浄化処理の制御が切り換えられている。しかしながら、低流量浄化処理の制御の切り換えは、触媒活性温度近傍の予め定められた所定の温度に基づいて行われてもよい。このような予め定められた所定の温度としては、例えば、ＮＯx浄化率が最も高くなるＯ2／Ｃが０よりも大きくなる場合と、ＮＯx浄化率が最も高くなるＯ2／Ｃが０である場合との、境目の温度が挙げられる。
【００４３】
図５は、本発明の第１実施例における、低流量浄化処理のタイミングチャートであり、要求燃料供給量Ｑ、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気流量Ｇａ、スロットル開度Ｔｏ、ＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量Ｎ、単位時間当たりの燃料添加量Ｆの時間変化を表す。実線は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い２５０℃の場合を表し、一点鎖線は、触媒活性温度よりも高い３５０℃の場合を表す。
【００４４】
本実施例において、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも高い場合には、図３と同様の制御が行われる。図５に示した例では、時刻ｔ０においてインジェクタ４からの燃料噴射が停止する前に、アイドル運転が行われている。したがって、時刻ｔ０よりも前には、スロットル開度Ｔｏがアイドル運転におけるスロットル開度Ｔｏｓになっている。図５に一点鎖線で示したように、時刻ｔ０においてインジェクタ４からの燃料噴射が停止されると、スロットル開度ＴｏがＴｏｓから、０にまで一度に低下せしめられる。時刻ｔ０以降は、機関回転速度Ｎｅの低下に伴って、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６に供給される排気ガスの流量は減少し始める。そして、スロットル開度Ｔｏが低下している間の時刻ｔ１に、燃料添加弁７から燃料添加が行われる。燃料添加弁７から添加された燃料は、排気ガスによって流され、時刻ｔ１から多少の時間が経過した後に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒６に到達する。燃料添加弁７から添加された燃料がＮＯｘ吸蔵還元型触媒６に到達するころには、排気ガスの流量が十分低下しているので、燃料添加弁７から添加された燃料がＮＯｘと反応するための時間が確保され、ＮＯｘが浄化される。そして、時刻ｔ３となったときには、低流量浄化処理は終了される。低流量浄化処理の終了時期は、ＮＯx吸蔵量が低流量浄化処理によって浄化可能なＮＯx量の最大量であるとき、ＮＯxを還元するために必要な時間が確保できるように定められている。本実施例において、イグニッションスイッチがオンに切り換えられたとしても、低流量浄化処理が継続している間は、インジェクタ４からの燃料供給が停止されたままであり、低流量浄化処理が終了した後には、燃料供給の再開が許可される。
【００４５】
他方、本実施例において、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い場合には、図５に実線で示したように、インジェクタ４からの燃料噴射が停止された時刻ｔ０以降、機関回転速度Ｎｅが低下し、吸入空気流量Ｇａも低下する。加えて、本実施例では、時刻ｔ０以降、スロットル開度ＴｏがＴｏｓから減少せしめられ、時刻ｔ１において第１スロットル開度Ｔｏ１に到達する。このようにスロットル開度ＴｏがＴｏｓからＴｏ１に変化するのに伴って、機関回転速度Ｎｅはアイドル運転中の機関回転速度Ｎｅｓから第１機関回転速度Ｎｅ１に低下し、エアフロメータ３１によって計測される吸入空気流量Ｇａも初期状態の吸入空気流量Ｇａｓから第１吸入空気流量Ｇａ１に低下する。
【００４６】
本実施例においては、スロットル開度Ｔｏが第１スロットル開度Ｔｏ１に到達した時刻ｔ１において、燃料添加弁７から、燃料が添加される。スロットル開度Ｔｏは第１スロットル開度Ｔｏ１に到達すると、第１スロットル開度Ｔｏ１に一定期間維持される。その後、スロットル開度Ｔｏは、一定期間維持された後に、時刻ｔ２から再び低下せしめられ、やがて０に到達する。これに伴って、吸入空気流量Ｇａも第１吸入空気流量Ｇａ１に一定期間維持された後０にまで低下せしめられることになる。なお、図５に示した例では、スロットル弁２とエアフロメータ３１との距離が離れていることに起因する応答の遅れにより、スロットル開度Ｔｏが０になってから遅れて吸入空気流量Ｇａが０になる。
【００４７】
ここで、スロットル開度Ｔｏが大きくなるほど、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量も増加する。したがって、インジェクタ４からの燃料噴射停止後、スロットル開度Ｔｏを段階的に低下させると、スロットル開度Ｔｏを一度に０にする場合に比べて、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量が増加する。本実施例においては、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い場合には、スロットル開度Ｔｏを一時的に第１スロットル開度Ｔｏ１に維持することによって、スロットル開度Ｔｏを段階的に低下させる。このことによって、スロットル開度Ｔｏを一度に０にまで低下させる場合よりも低流量浄化処理中においてＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される総空気量を増加させることができる。したがって酸素の総量を増加させることができ、よってＯ2／Ｃを大きくすることができる。
【００４８】
また、一時的に維持する第１スロットル開度の大きさ、及びスロットル開度を一時的に第１スロットル開度に維持する時間の長さにより、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される総空気量を制御することができ、よってＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量を制御することができる。本実施例の低流量浄化処理においては、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度よりも低い場合、Ｏ2／Ｃが１に近づくように制御されて、ＮＯx浄化率が高められる。
【００４９】
また、本実施例においては、燃料添加弁７からの総燃料添加量、及びＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量は、例えば、以下のように設定される。まず、ＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量Ｎに基づいて、低流量浄化処理中の総燃料添加量が設定される。ＮＯx吸蔵量Ｎが多いほど全てのＮＯxを還元するのに必要な燃料は多くなることから、総燃料添加量は、ＮＯx吸蔵量Ｎが多いほど多くなるように設定される。ここで、総燃料添加量とは、図５における単位時間当たりの燃料添加量Ｆを時間積分した量である。
【００５０】
そして、総燃料添加量に基づいて、Ｏ2／Ｃが１に近づくように、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量が設定される。具体的には、総燃料添加量から算出できるＣの総モル数と同じ総モル数のＯ2をＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給することができるように、吸入空気流量Ｇａが設定される。この吸入空気流量Ｇａは、スロットル弁２によって制御される。
【００５１】
続いて、第１実施例に関する、ＮＯx浄化処理について説明する。第１実施例では、イグニッションスイッチがオンからオフに切り換えられた場合に、低流量浄化処理が行われる。第１実施例の制御ルーチンは、図６に示される浄化判別制御のルーチンと、図７に示される浄化制御のルーチンとを含む。ここで浄化判別制御（図６）とは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxを浄化する必要があるか否かを判別する制御であり、浄化制御（図７）とは吸蔵されたＮＯxを実際に浄化するための制御である。
【００５２】
まず図６を参照しながら、浄化判別制御について説明する。浄化判別制御は、一定期間ごとに繰返し実行される。
【００５３】
ステップＳ１０１において、制御ユニット２０は、通常浄化フラグＦｎｒまたは、低流量浄化フラグＦｌｒがセットされているか否かを判別する。通常浄化フラグＦｎｒ及び低流量浄化フラグＦｌｒは、ＮＯxの浄化処理中であるときにセットされるフラグである。特に、通常浄化フラグＦｎｒは通常浄化処理が行われているときにセットされるフラグであり、低流量浄化フラグＦｌｒは低流量浄化処理が行われているときにセットされるフラグである。ステップＳ１０１において、通常浄化フラグＦｎｒまたは、低流量浄化フラグＦｌｒがセットされていると判別された場合には、すでにＮＯxの浄化を行うことが明らかであり、ＮＯxの浄化が必要か否かを判別する必要が無いため、本ルーチンは処理を終了する。他方、通常浄化フラグＦｎｒまたは低流量浄化フラグＧｌｒがセットされていないと判別された場合には、ＮＯxの浄化が必要か否かを判別するために、ルーチンはステップＳ１０２に進む。
【００５４】
ステップＳ１０２において、制御ユニット２０は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量Ｎを推定する。ＮＯx吸蔵量Ｎは、燃料消費量に比例するため、本実施例においては、例えば、前回の浄化処理からの燃料消費量に基づいて、ＮＯx吸蔵量Ｎを推定する。なお、ＮＯx吸蔵量Ｎの推定にあたっては、燃料消費量に基づいた推定法以外の既知の方法を用いることもできる。本ルーチンは、ステップＳ１０２の処理が終わると、ステップＳ１０３に進む。
【００５５】
ステップＳ１０３において、制御ユニット２０は、推定されたＮＯx吸蔵量Ｎが所定の限界ＮＯx吸蔵量Ｎｃｒ以上であるか否かを判別する。限界ＮＯx吸蔵量Ｎｃｒは、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵可能なＮＯx量の最大値又はそれよりも少ない所定値であり、ＮＯx吸蔵還元型触媒６毎に定められる一定値である。ステップＳ１０３においてＮＯx吸蔵量Ｎが限界ＮＯx吸蔵量Ｎｃｒ以上であると判別された場合には、通常浄化処理を行うため、ルーチンはステップＳ１０４に進む。一方、ＮＯx吸蔵量Ｎが限界ＮＯx吸蔵量Ｎｃｒよりも少ないと判別された場合には、ルーチンはステップＳ１０５に進む。
【００５６】
ステップＳ１０４において、制御ユニット２０は、通常浄化処理を行うことを表す通常浄化フラグＦｎｒをセットし、本ルーチンを終了する。通常浄化フラグＦｎｒがセットされると、浄化制御（図７）において通常浄化処理が行われる。
【００５７】
ステップＳ１０５において、制御ユニット２０は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り換えられたか否かを判別する。ステップＳ１０５においてイグニションスイッチがオフに切り換えられたと判別された場合には、ルーチンはステップＳ１０６に進む。他方、イグニションスイッチがオンからオフに切り換えられたときではない場合には、制御ユニット２０は、低流量浄化処理は不可能であると判別し、ＮＯx浄化処理を行うことなく、本ルーチンの処理を終了する。
【００５８】
ステップＳ１０６において、制御ユニット２０は、ＮＯx吸蔵量Ｎが、低流量浄化処理を行うためのＮＯx吸蔵量Ｎの下限値である第１下限値Ｎｃ１と、低流量浄化処理を行うためのＮＯx吸蔵量Ｎの上限値である第１上限値Ｎｃ２との間であるか否かを判別する。本実施例において、ＮＯx吸蔵量の第１下限値Ｎｃ１は、低流量浄化処理の頻度が必要以上に高くならないような値に設定される。また、ＮＯx吸蔵量Ｎの第１上限値Ｎｃ２は、低流量浄化処理の実行に際し、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給することができる空気量の最大値に基づいて定められる。つまり、第１上限値Ｎｃ２は、低流量浄化処理によって浄化可能なＮＯx量の最大値に相当する。
【００５９】
ステップＳ１０６において、ＮＯx吸蔵量Ｎが第１下限値Ｎｃ１と第１上限値Ｎｃ２との間の値であると判別された場合には、ルーチンはステップＳ１０７へと進む。一方、ＮＯx吸蔵量Ｎが第１下限値Ｎｃ１以下又は第１上限値Ｎｃ２以上であると判別された場合には、制御ユニット２０はＮＯx浄化処理を行うことなく、本ルーチンの処理を終了する。
【００６０】
ステップＳ１０７において、制御ユニット２０は、低流量浄化処理の実行時間Δｔ＿ｅｎｄに、所定の時間Δｔ＿ｓｔｏｐを代入する。例えば、所定の時間（第１実行時間）Δｔ＿ｓｔｏｐは、第１上限値Ｎｃ２だけのＮＯxを浄化するために十分な時間である。なお、所定の時間Δｔ＿ｓｔｏｐは、ＮＯx吸蔵量Ｎが多いほど長くなるように設定されてもよい。次いで、ステップＳ１０８において、制御ユニット２０は、低流量浄化フラグＦｌｒをセットする。ステップＳ１０８の処理が終了されると、本ルーチンは処理を終了する。
【００６１】
次に、図７を参照しながら、ＮＯxを浄化するための浄化制御について説明する。浄化制御は、一定期間ごとに繰返し実行される。
【００６２】
ステップＳ１１１において、制御ユニット２０は、通常浄化フラグＦｎｒがセットされているか否かを判別する。ステップＳ１１１において通常浄化フラグＦｎｒがセットされていると判別された場合には、通常浄化処理を実行するために、本ルーチンはステップＳ１１２に進む。一方、通常浄化フラグＦｎｒがセットされていないと判別された場合には、本ルーチンはステップＳ１１５に進む。
【００６３】
ステップＳ１１２において、制御ユニット２０は、通常浄化処理を実行するための通常浄化制御を実施する。通常浄化処理は、上述したとおりであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６４】
次いで、ステップＳ１１３において、制御ユニット２０は、通常浄化制御が終了したか否かを判別する。本実施例においては、ＮＯx吸蔵量Ｎが予め定められたＮＯx吸蔵量を下回ったか否かに基づいて通常浄化制御が終了したか否が判別される。したがって、予め定められたＮＯx吸蔵量を下回っている場合には制御ユニット２０は通常浄化処理が終了したと判別し、本ルーチンはステップＳ１１４に進む。他方、制御ユニット２０が通常浄化制御は終了していないと判別した場合には、通常浄化処理が継続されたまま、本ルーチンは終了する。
【００６５】
ステップＳ１１４において、制御ユニット２０は通常浄化フラグＦｎｒをリセットする。通常浄化フラグＦｎｒがリセットされることによって、ステップＳ１０３によって再び通常浄化フラグＦｎｒがセットされるまでは通常浄化処理が行われない。ステップＳ１１４の処理が終了されると、本ルーチンは終了する。
【００６６】
ステップＳ１１５において、制御ユニット２０は低流量浄化フラグＦｌｒがセットされているか否かを判別する。ステップＳ１１５において低流量浄化フラグＦｌｒがセットされていると判別された場合には、ルーチンはステップＳ１１６に進む。一方、ステップＳ１１５において低流量浄化フラグＦｌｒがセットされていないと判別された場合には、本ルーチンはＮＯx浄化処理を行うことなく処理を終了する。
【００６７】
ステップＳ１１６において、制御ユニット２０は、設定フラグＦｓがセットされているか否かを判別する。設定フラグＦｓとは、低流量浄化処理のための初期設定が終了している場合にセットされるフラグである。ステップＳ１１６において設定フラグＦｓがセットされていないと判別された場合には、低流量浄化処理の初期設定を行うため、ルーチンはステップＳ１１７に進む。一方、ステップＳ１１６において設定フラグＦｓがセットされていると判別された場合には、制御ユニット２０は、低流量浄化処理の初期設定が終了していると判断し、ルーチンはステップＳ１２５に進む。
【００６８】
ステップＳ１１７において、制御ユニット２０は、燃料添加弁７から添加する目標総燃料添加量Ｃｔを、ＮＯx吸蔵量Ｎに係数ｋ１を乗じることによって算出する。係数ｋ１は予め実験的に定められた値を用いることができる。次いで、ステップＳ１１８において、制御ユニット２０は、温度センサ３２によって検出されたＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが、触媒活性温度Ｔｃ未満であるか否かを判別する。本実施例において、触媒活性温度Ｔｃは３００℃である。ステップＳ１１８において温度ＴｎｓｒがＴｃ未満であると判別された場合には、ルーチンはステップＳ１１９に進み、温度ＴｎｓｒがＴｃ以上であると判別された場合には、ルーチンはステップＳ１２０に進む。
【００６９】
ステップＳ１１９において、制御ユニット２０は、目標総燃料添加量Ｃｔに係数ｋ２を乗じることによって、目標吸入空気流量Ｇａｔを算出する。このように目標吸入空気流量Ｇａｔが制御されることにより、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量も制御される。係数ｋ２としては予め実験的に定められた値を用いることができる。ステップＳ１２０の後には、本ルーチンはステップＳ１２１に進む。ここで、本実施例において係数ｋ２は、低流量浄化処理において、ＮＯxの浄化に有利なＯ2／Ｃに基づいて定められた係数である。例えば、ＮＯx浄化率とＯ2／Ｃとが図４Ｂのような関係である場合には、Ｏ2／Ｃが１になるように係数ｋ２が定められる。
【００７０】
他方、ステップＳ１２０において、制御ユニット２０は、目標吸入空気流量Ｇａｔを０に設定する。ステップＳ１２０の後に、本ルーチンはステップＳ１２１に進む。
【００７１】
ステップＳ１２１において、制御ユニット２０は、目標総燃料添加量Ｃｔに基づいて、燃料添加弁７の制御方法を設定する。また、制御ユニット２０は、目標吸入空気流量Ｇａｔに基づいてスロットル弁２の開度Ｔｏを設定する。
【００７２】
次いで、ステップＳ１２２において、制御ユニット２０は、設定フラグＦｓをセットする。さらに、ステップＳ１２３において、制御ユニット２０は、低流量浄化処理を実行した時間を記録するためのタイマーΔｔを０に設定する。以上のステップＳ１１７からステップＳ１２３によって、低流量浄化処理の初期設定が終了すると、本ルーチンはステップＳ１２４に進む。
【００７３】
ステップＳ１２４において、制御ユニット２０は、ステップＳ１２１において設定したように、燃料添加弁７及びスロットル弁２を制御する。次いで、ステップＳ１２５において、タイマーΔｔが低流量浄化処理の実行時間Δｔ＿ｅｎｄよりも小さいか否かを判別する。ステップＳ１２５においてタイマーΔｔがΔｔ＿ｅｎｄよりも小さいと判別された場合には、本ルーチンはステップＳ１２６に進み、タイマーΔｔをインクリメントし、処理を終了する。他方、タイマーΔｔがΔｔ＿ｅｎｄ以上であると判別された場合には、本ルーチンはステップＳ１２７に進み、ステップＳ１２７において低流量浄化フラグＦｌｒをリセットする。次いでステップＳ１２８において設定フラグＦｓをリセットし、本ルーチンは処理を終了する。
【００７４】
以上のように、本実施例の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の燃焼室３に燃料を供給するインジェクタ４（燃料噴射装置）と、排気通路５に配置されたＮＯx吸蔵還元型触媒６とを備える。さらに、排気浄化装置は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６よりも排気ガス流れ方向上流側において排気通路５に配置され、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に燃料を添加する燃料添加弁７と、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給する新気ガス量を調整可能なスロットル弁２（流入ガス調整装置）と、インジェクタ４と、燃料添加弁７と、スロットル弁２とを制御する制御ユニット２０（制御装置）とを備える。制御ユニット２０は、インジェクタ４からの燃料供給が停止され、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される排気ガスの流量が、内燃機関が運転しているときよりも少なくなっているときに、燃料添加弁７からＮＯx吸蔵還元型触媒６に燃料を添加することによって、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxを浄化する処理である、低流量浄化処理を実行可能である。さらに、低流量浄化処理では、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒の活性温度Ｔｃ（予め定められた所定温度）未満のときには、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒活性温度Ｔｃ以上のときに比べて、Ｏ2／Ｃ（ＮＯx吸蔵還元型触媒６に添加される燃料に対する酸素の比率）が高くなるように、スロットル弁２を制御する。
【００７５】
このような内燃機関の排気浄化装置によれば、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されたＮＯxを適切に放出・浄化しつつ、燃費の悪化を抑制できる。即ち、本実施例における排気浄化装置は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上の場合に行われる通常浄化処理に加えて、触媒活性温度未満の場合であっても、低流量浄化処理が実行される。この低流量浄化処理によってもＯ2／Ｃを適切に制御することでＮＯxを適切に浄化することができる。加えて、低流量浄化処理を行うことにより、昇温の為に燃料を消費する通常浄化処理の実行頻度を減らすことができる。したがって、本実施例における排気浄化装置によれば、燃費の悪化を抑制することができる。
【００７６】
さらに制御ユニット２０（制御装置）は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度（所定温度）未満である状態で低流量浄化処理を行う場合には、ＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量Ｎに基づいて算出された総燃料添加量だけ燃料が添加されるように燃料添加弁７を制御し、燃料添加弁７から添加される燃料の量に基づいて算出された酸素の総量だけＮＯx吸蔵還元型触媒６に酸素が供給されるように、スロットル弁２（流入ガス調整装置）を制御する。
【００７７】
低流量浄化処理においては、吸蔵されているＮＯxのほぼ全てが、ＮＯx吸蔵還元型触媒６から排気ガス中に放出される。このため、ＮＯx吸蔵量Ｎに応じて、燃料を過不足なく添加することにより、燃料によってＮＯxの浄化を十分に行いながら、燃料がＮＯx吸蔵還元型触媒６から流出することも抑制できる。
【００７８】
さらに、スロットル弁２（流入ガス調整装置）は、吸入空気流量を調整可能であり、制御ユニット２０（制御装置）は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒活性温度（所定温度）未満である状態で低流量浄化処理を行う場合には、低流量浄化処理が行われない場合に比べて、燃料供給の停止後に前記ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される総空気量が多くなるように、スロットル弁２の開度を制御する。
【００７９】
ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが、触媒活性温度未満である場合に、多くの酸素がＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるため、ＮＯx吸蔵還元型触媒６においてＣＯが生成され易くなり、よってＮＯxの浄化を促進させることができる。
【００８０】
スロットル弁２（流入ガス調整装置）は、吸入空気流量Ｇａを調整可能であり、制御ユニット２０（制御装置）は、低流量浄化処理を行う場合には、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒活性温度Ｔｃ（所定温度）未満であるときには、インジェクタ４（燃料噴射装置）からの燃料供給の停止後にスロットル弁２の開度を段階的に低下させる。他方、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒活性温度Ｔｃ（所定温度）以上であるときには、インジェクタ４からの燃料供給の停止後にスロットル弁２の開度を一度に０にする。
【００８１】
スロットル弁２の開度を段階的に低下させるように制御することによって、簡単かつ制御性良くＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量を調整できる。例えば、スロットル弁２の開度を、低流量浄化処理に伴って徐々に下げていく場合には、目標酸素量Ｏｔが同じであっても、低流量浄化処理を開始する時のスロットル開度Ｔｏが変わると、開度の下げ方が変わるため、制御が煩雑である。他方、上述の通り、スロットル開度Ｔｏが段階的に低下させるように制御される場合には、低流量浄化処理の開始時におけるスロットル開度Ｔｏの大きさとは無関係に、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量を制御することができる。
【００８２】
さらに制御ユニット２０（制御装置）は、インジェクタ４からの燃料供給を停止する時にＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量Ｎが、低流量浄化処理によって浄化可能なＮＯx量（予め定められた上限値）よりも少ない場合に、低流量浄化処理を行う。
【００８３】
上記実施例によれば、ＮＯx吸蔵還元型触媒６のＮＯx吸蔵量が、低流量浄化処理によって浄化可能なＮＯx量より少ない場合に限り低流量浄化処理を行うので、低流量浄化処理によって浄化しきれずにＮＯx吸蔵還元型触媒６の排気ガス流れ下流にＮＯxが流出することを抑制できる。
【００８４】
さらに、所定温度Ｔｃは、触媒活性温度であってもよい。ここで、ステップＳ１１２における通常浄化制御では、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の目標温度が触媒活性温度以上に設定される。
【００８５】
さらに、制御ユニット２０（制御装置）は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒の活性温度Ｔｃ（所定温度）未満である状態で低流量浄化処理を行う場合には、Ｏ2／Ｃ（ＮＯx吸蔵還元型触媒６に添加される燃料に対する酸素の比率）が、燃料添加弁７から添加された燃料のうちＮＯx吸蔵還元型触媒６においてＣＯに変換される量が所定量以上になる比率となるように、スロットル弁２（流入ガス調整装置）を制御する。
【００８６】
上述のとおり、ＣＯはＨＣに比べてＮＯxとの反応性が高いため、ＣＯに変換される量が所定量以上となるようにスロットル弁２を制御することによって、ＮＯxの浄化率を高められる。
【００８７】
なお、例えば、図４Ｂに示したようなＯ2／ＣとＮＯx浄化率の関係を有する場合、Ｏ2／Ｃが０．２から１．６の範囲（矢印で示される範囲）においてＮＯx浄化率が高い。これは、図４Ｂに示した例では、Ｏ2／Ｃが０．２から１．６の範囲において、燃料添加弁７から添加された燃料のうちＮＯx吸蔵還元型触媒６においてＣＯに変換される量が所定量以上になっているためであると考えられる。したがって、図４Ｂに示したようなＯ2／ＣとＮＯx浄化率の関係を有するＮＯx吸蔵還元型触媒６では、燃料添加弁７から添加された燃料のうちＮＯx吸蔵還元型触媒６においてＣＯに変換される量が所定量以上になる比率とは、Ｏ2／Ｃが０．２から１．６の範囲である。
【００８８】
（第２実施例）
次に、図８及び図９を参照して、第２実施例に係る内燃機関の排気浄化装置について説明する。第２実施例に係る排気浄化装置の構成及び制御は第１実施例と同様な部分も多いため、以下では、第１実施例と異なる部分を中心に説明する。
【００８９】
ところで、上述したように、低流量浄化処理は、インジェクタ４からの燃料供給が停止されたときに燃料添加弁７が燃料を添加することによって行われる。このように燃料を供給しないときとは、第１実施例のようにイグニッションスイッチがオフに切り換えられたときのほかに、車両の減速時や、ハイブリッド車においては駆動用電動機の動力のみを用いて車両が駆動されるＥＶ走行が行われるときが含まれる。したがって、低流量浄化処理は、車両の減速時等にも行われてもよい。本発明の第２実施例では、車両の減速に伴って燃料の供給が停止されたとき（以下、このような制御を「燃料カット制御」という）に、低流量浄化処理が行われる。
【００９０】
図８は本発明の第２実施例における、低流量浄化処理に関するタイミングチャートである。図８の一点鎖線は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上のときに低流量浄化処理を行った場合の、要求燃料供給量Ｑ、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気流量Ｇａ、スロットル開度Ｔｏ、ＮＯx吸蔵量Ｎ、単位時間当たりの燃料添加量Ｆの量の時間変化を表す。ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度以上の場合には、燃料カット制御が行われるときに、できる限りＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量を低減した状態で、低流量浄化処理が実行される。したがって、このとき、スロットル弁２の開度を一度に０にしたうえで、燃料添加弁７から燃料が添加される。そして、低流量浄化処理は、車両の減速が終了する前までに終了される。
【００９１】
ところで、低流量浄化処理を実行している間は燃料カット制御から復帰させることができない。低流量浄化処理を行うとＮＯx吸蔵還元型触媒６に吸蔵されていたＮＯxのほとんどが排気ガス中に放出されるが、低流量浄化処理の終了前に燃料カット制御から復帰させてしまうと排気ガス中に放出されたＮＯxがＮＯx吸蔵還元型触媒６内で還元される前にＮＯx吸蔵還元型触媒６から流出してしまうためである。したがって、例えば、燃料カット制御が行われて低流量浄化処理が実行された直後にドライバーがアクセルを踏み込み、加速が要求された場合であっても、低流量浄化処理が終了するまではインジェクタ４から燃料を供給することができず、よって車両を加速させることができない。このため、低流量浄化処理の期間が長くなるほど、加速要求に対する応答性が低下する可能性がある。そこで、第２実施例においては、低流量浄化処理の実行時間（第２実行時間）Δｔ＿ｄｅｃが、応答性を損なわないような比較的短い時間として設定される。したがって、第２実行時間Δｔ＿ｄｅｃは、第１実施例における第１実行時間Δｔ＿ｓｔｏｐよりも短く設定されている。
【００９２】
図８の実線は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度未満であるときに低流量浄化処理を行った場合を表す。燃料カット制御が行われたときに、スロットル開度Ｔｏを一時的にあるスロットル開度Ｔｏに維持しつつ、燃料添加弁７から燃料を添加し、その後スロットル開度Ｔｏが０にされる。本実施例では、このようにして低流量浄化処理が実行される。スロットル開度Ｔｏを一時的にＴｏに維持することによりスロットル弁２の開度を一度に０にする場合に比べて、スロットル弁２と燃焼室３との間の負圧が小さくなるため、減速は緩やかになっている。本実施例においては、低流量浄化処理を実行している時間が、第２実行時間Δｔ＿ｄｅｃに到達したら、つまり、時刻ｔ３となったときには、低流量浄化処理は終了される。
【００９３】
さらに、図８の実線は低流量浄化処理を行っている間に、ドライバーから加速要求があった場合を表している。このような場合には、低流量浄化処理が終了する時刻ｔ３まで燃料カット制御が継続されるため、要求燃料供給量Ｑが０のまま維持される。そして、時刻ｔ３となり燃料カット制御が終了すると、要求燃料供給量Ｑは０より大きい値に設定され、加速が許可される。加速が許可されると、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気流量Ｇａ、スロットル開度Ｔｏがそれぞれ０より大きい値となる。
【００９４】
次いで、図９を参照しながら第２実施例における浄化判別制御について説明する。第２実施例においては、イグニッションスイッチがオフに切り換えられることに伴って燃料供給が停止されている場合に加えて、燃料カット制御が行われている場合にも、低流量浄化処理が行われる。
【００９５】
ステップＳ２０１からステップＳ２０４については、第１実施例における、ステップＳ１０１からステップＳ１０４と同様であるため説明を省略する。
【００９６】
ステップＳ２０５において、制御ユニット２０はイグニッションスイッチがオフに切り換えられたか否かを判別する。ステップＳ２０５においてイグニッションスイッチがオフに切り換えられたと判別された場合には、ルーチンはステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０５からステップＳ２０７までは、第１実施例におけるステップＳ１０５からステップＳ１０７と同一であるため、説明を省略する。ステップＳ２０５においてイグニッションスイッチがオフに切り換えられたときではないと判別された場合には、ルーチンはステップＳ２０９に進む。
【００９７】
ステップＳ２０９において、制御ユニット２０は、燃料カット制御が開始されたか否かを判別する。ステップＳ２０９において燃料カット制御が開始されたと判別された場合には、低流量浄化処理を実行するか否かを判別するために、ルーチンはステップＳ２１０に進む。一方、燃料カットが開始されたときではないと判別された場合には、ルーチンは処理を終了する。本実施例においては、例えば、燃料カット制御の実行中にセットされるフラグに基づいて、燃料カット制御が開始されたか否かが判別されても良い。
【００９８】
ステップＳ２１０において、制御ユニット２０は、ＮＯx吸蔵量Ｎが、下限値Ｎｃ３と上限値Ｎｃ４との間であるか否かを判別する。ステップＳ２１０においてＮＯx吸蔵量ＮがＮｃ３とＮｃ４との間であると判別された場合には、低流量浄化処理が実行可能であると判断し、ルーチンはステップＳ２１１に進む。他方、ステップＳ２１０においてＮＯx吸蔵量ＮがＮｃ３以下であるか又はＮｃ４以上であると判別された場合には、低流量浄化処理が実行できないと判断し、ルーチンは処理を終了する。なお、ＮＯx吸蔵量の下限値Ｎｃ３は、低流量浄化処理を実行する頻度が高くなりすぎないような値に設定される。ＮＯx吸蔵量の上限値Ｎｃ４は、例えば、第２実行時間Δｔ＿ｄｅｃ内に最大限浄化することができるＮＯxの量、又はこれよりも少ない量に設定される。
【００９９】
ステップＳ２１１において、制御ユニット２０は、低流量浄化処理の実行時間Δｔ＿ｅｎｄとして、上述した第２実行時間Δｔ＿ｄｅｃを設定する。その後、ステップＳ２１２において、低流量浄化フラグＦｌｒをセットし、本ルーチンは処理を終了する。
【０１００】
つまり本実施例によれば、ＮＯx吸蔵量の上限値は、イグニッションスイッチがオフに切り換えられたことに伴ってインジェクタ４からの燃料噴射が停止されたとき（ＮＯx吸蔵量の上限値Ｎｃ２）と、減速に伴ってインジェクタ４からの燃料噴射が停止されたとき（ＮＯx吸蔵量の上限値Ｎｃ４）とで異なる値に設定される。インジェクタ４からの燃料の供給を停止可能な期間は、イグニッションオフの場合の方が、減速時の場合のＮＯx浄化量よりも長いため、イグニッションオフの場合の上限値Ｎｃ２は、減速時の場合の上限値Ｎｃ４よりも大きな値として設定される。
【０１０１】
そして、このようにＮＯx吸蔵量の上限値が状況に応じて異なる値に設定されることにより、低流量浄化処理の実行時間Δｔ＿ｅｎｄを状況に応じた最適な時間とすることができる。
【０１０２】
（第３実施例）
次いで、図１０及び図１１を用いて、排気再循環（ＥＧＲ）を用いた本発明の第３実施例について説明する。第３実施例に係る排気浄化装置の構成及び制御は、第１実施例及び第２実施例と同様な部分も多いため、以下では、第１実施例及び第２実施例と異なる部分を中心に説明する。
【０１０３】
図１０は、第３実施例における排気浄化装置の概略図である。本実施例の排気浄化装置には、排気を再循環させるための排気再循環装置が設けられる。排気再循環装置は、排気通路５と吸気通路１とを連結するＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ通路１１の内部においてＥＧＲ通路１１の通路断面積を調整するためのＥＧＲ弁１２と、を備える。このＥＧＲ弁１２は制御ユニット２０によってその開度が制御され、ＥＧＲ弁１２の開度に応じて、新気ガスに混入される排気ガスの量が制御される。
【０１０４】
第３実施例において、制御ユニット２０は、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度未満のときには、スロットル弁２及びＥＧＲ弁１２の開度が制御されることにより、ＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量が調整される。
【０１０５】
次いで、第３実施例に関するＮＯx浄化処理の制御について説明する。第３実施例は先述した図９に示されたような浄化判別制御によって、ＮＯx浄化処理を行うか否かが判別され、後述する図１１に示されたような低流量浄化制御によって、低流量浄化処理が実行される。
【０１０６】
図１１は第３実施例における浄化制御を表したフローチャートである。図１１のフローチャートは一定期間ごとに繰返し実行される。図１１のステップＳ３０１からステップＳ３０８、ステップＳ３１１は、図７のステップＳ１１１からステップＳ１１８までとステップＳ１２０とそれぞれ同様であるため説明を省略する。
【０１０７】
ステップＳ３０８においてＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度Ｔｎｓｒが触媒活性温度Ｔｃ未満であると判別された場合、ルーチンはステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９においては、ステップＳ３０７において算出された、目標総燃料添加量Ｃｔに対して、係数ｋ３を乗じることにより、目標酸素量Ｏｔを算出する。
【０１０８】
ステップＳ３１０において、目標酸素量Ｏｔに基づいて排気ガスのＯ2／Ｃが目標値（例えば１）になるように、目標吸入空気流量Ｇａｔ及び目標ＥＧＲ率Ｒｔを算出する。即ち、本実施例においては、目標総燃料添加量Ｃｔに対して等量の酸素がＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるように、目標吸入空気流量Ｇａｔ及び目標ＥＧＲ率Ｒｔが調整される。
【０１０９】
ところで、ＥＧＲ通路１１を通って吸気通路１に供給される排気ガスには、わずかではあるがＯ2が含まれている。このため、新気ガス（スロットル弁２の上流から供給される空気）に含まれ且つＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるＯ2と、ＥＧＲ通路１１を通って吸気通路１に供給される排気ガスに含まれ且つＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給されるＯ2の和が、燃料添加弁７から供給される燃料に含まれる炭素と同量になるように、ＥＧＲ率Ｒ及び吸入空気流量Ｇａが設定される。なお、吸気通路１に供給される排気ガス中の酸素の量を、空燃比センサ３３から得られる酸素濃度に基づいて求めても良い。この場合には、空燃比センサ３３は排気通路５においてＮＯx吸蔵還元型触媒６の上流に配置されるのが好ましい。ステップＳ３１０において、吸入空気流量Ｇａ及びＥＧＲ率Ｒが設定されると、ルーチンはステップＳ３１２に進む。
【０１１０】
ステップＳ３１２において制御ユニット２０は、目標総燃料添加量Ｃｔに基づいて燃料添加弁７の開度を、目標吸入空気流量Ｇａｔに基づいてスロットル弁２の開度Ｔｏを、目標ＥＧＲ率Ｒｔに基づいてＥＧＲ弁１２の開度を、それぞれ設定する。次いで、ステップＳ３１３、ステップＳ３１４において、第１実施例のステップＳ１２２及び、ステップＳ１２３と同様に、設定フラグＦｓをセットし、タイマーΔｔをクリアする。
【０１１１】
ステップＳ３１５において、ステップＳ３１２において設定したように、燃料添加弁７及びスロットル弁２を制御するスロットル弁２、燃料添加弁７、及びＥＧＲ弁１２を制御する。本実施例においては、排気を再循環させるため、低流量浄化処理が実行されているときのＥＧＲ弁１２の開度は、０より大きくなるように制御される。ステップＳ３１６以降の処理は、第１実施例のステップＳ１２５からステップＳ１２８と同様であるため、説明を省略する。
【０１１２】
以上のように本実施例の内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の排気通路５と吸気通路１とを連通させるＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ通路１１に配置されたＥＧＲ弁１２とを備える、排気再循環装置（外部ＥＧＲ装置）と、吸入空気流量Ｇａを調整可能なスロットル弁２とを備える。流入ガス調整装置はスロットル弁２及び排気再循環装置（外部ＥＧＲ装置）である。また制御ユニット２０（制御装置）は、低流量浄化処理では、ＮＯx吸蔵還元型触媒６の温度が触媒活性温度（所定温度）未満であるときには、インジェクタ４からの燃料供給の停止後にスロットル弁２の開度を段階的に低下させつつ、ＥＧＲ弁１２の開度を０より大きくする。
【０１１３】
このような第３実施例によれば、排気再循環装置を用いてＯ2／Ｃを制御すると、以下の理由によってスロットル弁２のみを用いてＯ2／Ｃを制御する場合と比較して制御精度を向上できる。即ち、目標酸素量Ｏｔが小さい前提において、スロットル弁２のみを用いてＮＯx吸蔵還元型触媒６に供給される酸素の総量を制御する場合には、スロットル弁２をほぼ閉まった状態のまま維持することが必要である。しかしながら、スロットル弁２がほぼ閉まった状態では、生じる負圧が大きくなるため、スロットル弁開度が僅かに目標値からずれるとスロットル弁２を通って流れる空気の流量が大きく変化してしまう。一方、本実施例のようにＥＧＲ弁１２とスロットル弁２とを併用する場合、スロットル弁２がほぼ閉まった状態であっても、ＥＧＲ弁１２の開度を０よりも大きな値に制御することによって、負圧を比較的小さくすることができる。このため、スロットル開度が僅かに目標値からずれてもスロットル弁２を通って流れる空気の流量はそれほど大きくは変化しない。この結果、Ｏ2／Ｃの制御精度を向上させることができる。
【０１１４】
なお、低流量浄化処理を実行するときに排気再循環装置を用いてＥＧＲガスを供給することにより、低流量浄化処理を実行するときに発生する内燃機関の振動を緩和させることができる。即ち、スロットル弁２を閉じた状態においてピストンが動くとスロットル弁２と燃焼室３との間に負圧が発生するため、機関回転速度Ｎｅが急激に低下し、内燃機関から振動が発生する。しかし、排気再循環装置によって、スロットル弁２とピストンとの間に排気を導入することによって、負圧の発生を緩和でき、したがって、内燃機関からの振動の発生を緩和できる。
【符号の説明】
【０１１５】
２  スロットル
４  インジェクタ
６  ＮＯx吸蔵還元型触媒
７  燃料添加弁
【図１】
2019007417.tif 000003
【図２】
2019007417.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
2019007417.tif 000006
【図４Ｂ】
2019007417.tif 000007
【図５】
2019007417.tif 000008
【図６】
2019007417.tif 000009
【図７】
2019007417.tif 000010
【図８】
2019007417.tif 000011
【図９】
2019007417.tif 000012
【図１０】
2019007417.tif 000013
【図１１】
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