(57)【要約】【課題】リッチパージ処理を適正に実施する。【解決手段】触媒入口空燃比センサにより検出された空燃比がリーンからリッチへ切り換わってから、触媒出口空燃比センサにより検出された空燃比がリーンからリッチへ切り換わるまでの実遅延時間を検出し、該実遅延時間とリーン運転時の運転状態に基づいて推定された基準遅延時間との差に応じて、リッチパージ処理時における燃料供給量を補正する（Ｓ86）。【選択図】図６
2008240681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーン運転可能な内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、
前記内燃機関への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段と、
前記燃料供給量調整手段を制御して前記燃料供給量を増加させ、排気空燃比を一時的にリッチ化してリッチ雰囲気にするリッチパージ処理を行うリッチパージ制御手段と、
前記内燃機関のリーン運転時の運転状態に基づいて、前記リッチパージ処理により前記窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比がリッチとなってから前記窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比がリッチとなるまでの基準遅延時間を検出する基準遅延時間検出手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比を検出する触媒入口空燃比検出手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比を検出する触媒出口空燃比検出手段と、
前記触媒入口空燃比検出手段により検出された空燃比がリッチとなってから前記触媒出口空燃比検出手段により検出された空燃比がリッチとなるまでの実遅延時間を検出し、該実遅延時間と前記基準遅延時間検出手段により検出された基準遅延時間との差に基づいて、前記リッチパージ制御手段によるリッチパージ処理時における燃料供給量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
リーン運転可能な内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、
前記内燃機関への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段と、
前記燃料供給量調整手段を制御して前記燃料供給量を増加させ、排気空燃比を一時的にリッチ化してリッチ雰囲気にするリッチパージ処理を行うリッチパージ制御手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比を検出する触媒入口空燃比検出手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比を検出する触媒出口空燃比検出手段と、
前記内燃機関のリーン運転時の運転状態に基づいて、前記リッチパージ処理によって前記触媒前空燃比検出手段により検出した空燃比がリッチとなってから前記触媒後空燃比検出手段により検出した空燃比がリッチとなるまでの期間である通過期間において、前記窒素酸化物吸蔵触媒を通過する排気流量またはこれに関連するパラメータの積算値を推定する基準排気流量推定手段と、
前記内燃機関の排気流量またはこれに関連するパラメータを検出する排気流量検出手段と、
前記排気流量検出手段により検出された排気流量またはこれに関連するパラメータの前記通過期間における積算値と前記基準排気流量推定手段により推定された前記排気流量またはこれに関連するパラメータの積算値との差に基づいて、前記リッチパージ制御手段によるリッチパージ処理時における燃料供給量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記リッチパージ処理の処理時間及び実施間隔の少なくとも１つを補正することで、前記リッチパージ処理時における燃料供給量を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、ＥＧＲ装置を備えるとともに点火プラグにより燃料に点火する内燃機関であり、
前記補正手段は、前記リッチパージ処理時における燃料供給量の補正に伴い、更に、ＥＧＲ量及び点火時期の少なくとも１つを補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか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係り、詳しくは、ＮＯｘ（窒素酸化物）吸蔵触媒に捕捉されたＮＯｘをパージ処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の排気通路に、ＮＯx吸蔵触媒を備えたものがある。ＮＯx吸蔵触媒は、排気中のＮＯｘを吸蔵し、大気中へのＮＯxの排出を防止する機能を有する。しかし、ＮＯx吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量が許容量を超えると、ＮＯｘが流出する虞があることから、ＮＯx吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯｘを定期的に除去する必要がある。
ＮＯx吸蔵触媒からＮＯxを除去する方法として、空燃比をリーンから一時的にリッチにするリッチパージ処理を実施することで、未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を還元剤としてＮＯｘ吸蔵触媒に流入させ、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元除去する方法が一般に知られている（特許文献１）。
【０００３】
この方法では、リッチパージ処理時間あるいはリッチパージ処理の開始タイミングがＮＯx吸蔵触媒に吸蔵されているＮＯｘの吸蔵量に応じて適正に設定されることが望ましいが、ＮＯｘの吸蔵量を直接的に検出することは困難であることから、リーン運転の継続時間と車速等の運転状態とに基づいてＮＯｘの吸蔵量を推定し、この推定量に基づいてリッチパージ処理を実施している。
【特許文献１】特許第３７８８０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようにリッチパージ処理をリーン運転の継続時間と運転状態とに基づいて実施するものでは、例えばエンジンの劣化によりＮＯｘの排出量が増加している場合では、ＮＯｘの吸蔵量を正確に推定することが困難となり、リッチパージ処理が不足する場合がある。このようにリッチパージ処理が不足すると、ＮＯx吸蔵触媒におけるＮＯｘの吸蔵量が許容以上に増加して排気特性が悪化する虞がある。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、リッチパージ処理を適正に実施して窒素酸化物吸蔵触媒の性能を維持し、安定した排気特性が得られる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、リーン運転可能な内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、内燃機関への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段と、燃料供給量調整手段を制御して燃料供給量を増加させ、排気空燃比を一時的にリッチ化してリッチ雰囲気にするリッチパージ処理を行うリッチパージ制御手段と、内燃機関のリーン運転時の運転状態に基づいて、リッチパージ処理により窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比がリッチとなってから窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比がリッチとなるまでの基準遅延時間を検出する基準遅延時間検出手段と、窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比を検出する触媒入口空燃比検出手段と、窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比を検出する触媒出口空燃比検出手段と、触媒入口空燃比検出手段により検出された空燃比がリッチとなってから触媒出口空燃比検出手段により検出された空燃比がリッチとなるまでの実遅延時間を検出し、該実遅延時間と基準遅延時間検出手段により検出された基準遅延時間との差に基づいて、リッチパージ制御手段によるリッチパージ処理時における燃料供給量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明では、リーン運転可能な内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、内燃機関への燃料供給量を調整する燃料供給量調整手段と、燃料供給量調整手段を制御して燃料供給量を増加させ、排気空燃比を一時的にリッチ化してリッチ雰囲気にするリッチパージ処理を行うリッチパージ制御手段と、窒素酸化物吸蔵触媒に流入する排気の空燃比を検出する触媒入口空燃比検出手段と、窒素酸化物吸蔵触媒から流出する排気の空燃比を検出する触媒出口空燃比検出手段と、内燃機関のリーン運転時の運転状態に基づいて、リッチパージ処理によって触媒前空燃比検出手段により検出した空燃比がリッチとなってから触媒後空燃比検出手段により検出した空燃比がリッチとなるまでの期間である通過期間において、窒素酸化物吸蔵触媒を通過する排気流量またはこれに関連するパラメータの積算値を推定する基準排気流量推定手段と、内燃機関の排気流量またはこれに関連するパラメータを検出する排気流量検出手段と、排気流量検出手段により検出された排気流量またはこれに関連するパラメータの通過期間における積算値と基準排気流量推定手段により推定された排気流量またはこれに関連するパラメータの積算値との差に基づいて、リッチパージ制御手段によるリッチパージ処理時における燃料供給量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明では、請求項１または２において、補正手段は、リッチパージ処理の処理時間及び実施間隔の少なくとも１つを補正することで、リッチパージ処理時における燃料供給量を補正することを特徴とする。
また、請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかにおいて、内燃機関は、ＥＧＲ装置を備えるとともに点火プラグにより燃料に点火する内燃機関であり、補正手段は、リッチパージ処理時における燃料供給量の補正に伴い、更に、ＥＧＲ量及び点火時期の少なくとも１つを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、リッチパージ処理時における実遅延時間と基準遅延時間との差により、これに関連する窒素酸化物吸蔵触媒における窒素酸化物の堆積量の推定誤差を間接的に把握することができる。したがって、この実遅延時間と基準遅延時間との差をなくすようにリッチパージ処理時における燃料供給量を補正することで、窒素酸化物の堆積量の推定誤差が補正されたリッチパージ処理が可能となり、窒素酸化物吸蔵触媒の性能が維持され、安定した排気特性を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、通過期間における排気流量またはこれに関連するパラメータの積算値の推定値と検出値との差においても、窒素酸化物吸蔵触媒における窒素酸化物の堆積量の推定誤差を間接的に把握することができるので、この推定値と検出値との差をなくすようにリッチパージ処理時における燃料供給量を補正することで、リッチパージ処理を適切に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の請求項３の内燃機関の排気浄化装置によれば、リッチパージ処理の処理時間及び実施間隔を補正することで、リッチパージ処理時における燃料供給量を容易に補正することができる。
また、本発明の請求項４の内燃機関の排気浄化装置によれば、燃料供給量の補正に伴い、更に、ＥＧＲ量及び点火時期の少なくとも１つを補正することで、更に、リッチパージ処理を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、エンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モードを切り換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）とともに圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実施可能な筒内噴射型リーンバーンエンジンが採用される。詳しくは、このエンジン１は、吸気行程噴射モードでは、主として理論空燃比（ストイキオ）での運転モードの他、リッチ空燃比での運転モード（以下、リッチ運転モード）を選択可能であり、圧縮行程噴射モードでは、主としてリーン空燃比での運転モード（以下、リーン運転モード）を選択可能である。
【００１３】
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、電磁式の燃料噴射弁(燃料供給量調整手段)３が取り付けられている。燃料噴射弁３には、燃料パイプ４を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、高圧燃料ポンプが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁３に対し高燃圧で供給し、この燃料を燃料噴射弁３から筒内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。
【００１４】
エンジン１の吸気通路である吸気管１０には、吸気中の塵埃を除去するエアフィルタ１１が介装されている。また、エアフィルタ１１の下流側の吸気管１０には、吸気流量を検出するエアフローセンサ１２及び吸気流量を調節する電磁式のスロットル弁１３が設けられている。
一方、エンジン１の排気通路である排気管２０には、ＮＯx吸蔵触媒(窒素酸化物吸蔵触媒）２１が介装されている。ＮＯx吸蔵触媒２１は、例えば、白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を含んだ担体に、バリウム（Ｂａ），カリウム（Ｋ）等のＮＯｘ吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気（酸化雰囲気）下でＮＯｘを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気（還元雰囲気）下で、捕捉しているＮＯｘを放出し、排気中のＨＣ、ＣＯと反応させて還元する機能を有している。
【００１５】
ＮＯx吸蔵触媒２１の上流側には、ＮＯx吸蔵触媒２１に流入する排気の酸素濃度（空燃比）を検出する触媒入口Ｏ２センサ（触媒入口空燃比検出手段）２２が設けられている。ＮＯx吸蔵触媒２１の下流側には、ＮＯx吸蔵触媒２１から排出された排気の酸素濃度（空燃比）を検出する触媒出口Ｏ２センサ（触媒出口空燃比検出手段）２３が設けられている。
【００１６】
排気管２０と吸気管１０との間には、電磁開閉弁であるＥＧＲ弁３０が介挿されたＥＧＲ管３１が設けられている。ＥＧＲ管３１は、一端が排気ポート３２近傍で排気管２０に接続される一方、他端がエンジン１の吸気ポート３３近傍で吸気管１０に接続され、排気管２０と吸気管１０とを連通する。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０は、エンジン１等の制御を行うよう構成され、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマ４０ａ等を含んで構成されている。
【００１７】
ＥＣＵ４０の入力側には、上述したエアフローセンサ１２の他に、アクセル開度センサやクランク角センサ等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述した燃料噴射弁３、スロットル弁１３及びＥＧＲ弁３０の他に点火プラグ等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づきＥＣＵ４０において演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空気量、ＥＧＲ量、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、適正なタイミングでスロットル弁１３及びＥＧＲ弁３０が開閉操作され、燃料噴射弁３から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに、点火プラグにより適正なタイミングで火花点火が実施される。
【００１８】
詳しくは、ＥＣＵ４０では、各種センサ類からの検出情報に基づいて燃料噴射モードを決定するとともにエンジン１の筒内における目標空燃比を設定するようにしており、燃料噴射量は当該目標空燃比に応じて設定される。なお、目標空燃比に応じて燃料噴射量が設定されることにより、排気管２０内における排気の空燃比が目標空燃比に呼応して調整される。
【００１９】
更に、ＥＣＵ４０は、リーン運転モード中においてＮＯｘ吸蔵触媒２１に吸蔵されたＮＯｘを放出し還元すべく、定期的にＮＯｘのリッチパージ処理を行うように構成されている（リッチパージ制御手段）。詳しくは、ＥＣＵ４０は、リーン運転時間または吸入空気量等の積算値が所定値に達したときに、燃料噴射弁３を制御し、筒内空燃比をリーンからリッチ化することで排気空燃比を一時的にリッチ雰囲気にするよう構成されている。
【００２０】
図１は、上記リッチパージ処理を実行するためのＥＣＵ４０における制御手順を示すフローチャートであり、以下同フローチャートに沿い本発明に係るＮＯｘのリッチパージ処理について説明する。
本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
図２に示すように、先ず、ステップＳ１０では、リーン運転中であるか否か、詳しくは、上述の目標空燃比をリーン側に設定しているか否かを判別する。リーン運転中でない場合は、ステップＳ１２に進む。
【００２１】
ステップＳ１２では、リッチパージ処理中であるか否かを判別する。リッチパージ中である場合は、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４では、還元剤流入量Ｑfを推定する。還元剤流入量Ｑfは、単位時間あたりのＮＯx吸蔵触媒２１への還元剤（燃料）の流入量であり、前述の目標空燃比に対応する燃料噴射量に対する燃料の追加噴射量に相当する。そして、ステップＳ１６に進む。
【００２２】
ステップＳ１６では、ステップＳ１４において算出された還元剤流入量Ｑfに基づいて、ＮＯx吸蔵触媒２１でのＮＯｘ減少量Ｑdを推定する。ＮＯｘ減少量Ｑdは、例えばあらかじめ試験等により確認し設定したマップから読み出すことにより求めればよい。そして、ステップＳ１８に進む。
ステップＳ１８では、ＮＯｘ吸蔵触媒２１に吸蔵されているＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)が０であるか否かを判別する。なお、ここでのＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)は、前回のルーチンにて記憶されたＮＯx吸蔵量である。ＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)が０でない場合は、ステップＳ２０に進む。
【００２３】
ステップＳ２０では、現状のＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ)を演算し、記憶する。ＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ)は、既に記憶されているＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ-1)から、ステップＳ１６において推定されたＮＯｘ減少量Ｑdを減算して求められる。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ１２において、リッチパージ処理中であると判定された場合には、ステップＳ２２に進む。
【００２４】
ステップＳ２２では、リッチパージ処理を行わない燃料噴射モードに基づく通常の空燃比制御を行う。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ１０において、リーン運転中であると判定した場合には、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４では、ＮＯx流入量Ｑiを推定する。ＮＯx流入量Ｑiは、単位時間あたりのＮＯx吸蔵触媒２１へのＮＯxの流入量であり、例えばあらかじめ試験等により確認し設定したマップからエンジンの運転状態に基づいて読み出すことにより求めればよい。そして、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、現状のＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ)を演算し、記憶する。ＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ)は、既に記憶されているＮＯx吸蔵量Ｑs(ｎ-1)に、ステップＳ２４において推定されたＮＯｘ流入量Ｑiを加算して求められる。そして、本ルーチンを終了する。
【００２５】
なお、ステップＳ１８においてＮＯｘ吸蔵触媒２１に吸蔵されているＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)が０であると判定した場合も本ルーチンを終了する。
図３は、ＥＣＵ４０における触媒入口Ｏ２センサ２２の出力処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
図３に示すように、先ず、ステップＳ３０では、ＮＯｘ吸蔵触媒２１の入口での空燃比Ａ/Ｆbを演算する。空燃比Ａ/Ｆbは、前述の目標空燃比Ａ/Ｆaから行程遅れ及び排気遅れを加味して演算される。そして、ステップＳ３２に進む。
【００２６】
ステップＳ３２では、ステップＳ３０において推定された触媒入口での空燃比Ａ/Ｆbに基づいて、触媒入口での空燃比がＡ/Ｆbであるときの触媒入口Ｏ２センサ２２の出力値でＯ1MDLを演算する。そして、ステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、ステップＳ３２において演算された出力値Ｏ1MDLを一次遅れ処理する。そして、ステップＳ３６に進む。
【００２７】
ステップＳ３６では、リッチパージ処理中であるか否かを判別する。リッチパージ中である場合は、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３８では、リッチ出力開始時刻Ｔ1MDLを記憶する。リッチ出力開始時刻Ｔ1MDLは、触媒入口Ｏ２センサ２２の出力値Ｏ1MDL(空燃比)がリーンからリッチに切り換わる推定時刻（リッチパージ処理開始からの経過時間）である。そして、本ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ３６において、リッチパージ処理中でないと判定した場合も、本ルーチンを終了する。
図４は、ＥＣＵ４０における触媒出口Ｏ２センサ２３の出力処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
図４に示すように、先ず、ステップＳ４０では、リッチパージ処理開始から所定時間Ｔc1内であるか否かを判別する。所定時間Ｔc1は、１回のリッチパージ処理の最大処理時間に設定すればよい。所定時間Ｔc1内である場合は、ステップＳ４２に進む。
【００２９】
ステップＳ４２では、ＮＯｘ吸蔵触媒２１に吸蔵されているＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)が０であるか否かを判別する。ＮＯx吸蔵量Ｑs(n-1)が０である場合は、ステップＳ４４に進む。
ステップＳ４４では、触媒出口での空燃比Ａ/Ｆcを演算する。触媒出口での空燃比Ａ/Ｆcは、設定空燃比Ａ/Ｆaから行程遅れ及び排気遅れを加味して演算される。そして、ステップＳ４６に進む。
【００３０】
ステップＳ４６では、ステップＳ４４において推定された触媒出口での空燃比Ａ/Ｆcに基づいて、触媒出口での空燃比がＡ/Ｆcであるときの触媒出口Ｏ２センサ２３の出力値Ｏ２MDLを演算する。そして、ステップＳ４８に進む。
ステップＳ４８では、ステップＳ４６において演算された出力値Ｏ2MDLを一次遅れ処理する。そして、ステップＳ５０に進む。
【００３１】
ステップＳ５０では、リッチ出力開始時刻Ｔ2MDLを記憶する。リッチ出力開始時刻Ｔ2MDLは、触媒出口Ｏ２センサの出力値Ｏ2MDLがリーンからリッチに切り換わる推定時刻である。そして、ステップＳ５２に進む。
ステップＳ５２では、基準遅延時間ΔＴMDLを演算する（基準遅延時間検出手段）。基準遅延時間ΔＴMDLは、ＮＯｘ吸蔵触媒２１の入口で排気の空燃比がリーンからリッチに切り換わってから出口で排気の空燃比がリーンからリッチに切り換わるまでの推定時間であって、ΔＴMDL＝Ｔ2MDL−Ｔ1MDLにより演算される。そして、本ルーチンを終了する。  
【００３２】
図５は、ＥＣＵ４０における触媒入口Ｏ２センサ２２でリッチ出力が開始してから触媒出口Ｏ２センサ２３でリッチ出力が開始するまでの実際の遅延時間を求める処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
図５に示すように、先ず、ステップＳ６０では、リッチパージ処理開始から所定時間Ｔc1内であるか否かを判別する。所定時間Ｔc1外であると判定した場合は、ステップＳ６２に進む。
【００３３】
ステップＳ６２では、後述するリッチ出力開始時刻Ｔ1が記憶済であるか否かを判別する。記憶済である場合は、ステップＳ６４に進む。
ステップＳ６４では、触媒入口Ｏ２センサ２２からリッチ出力されているか否か（検出した空燃比がリッチであるか否か）を判別する。リッチ出力されている場合は、ステップＳ６６に進む。
【００３４】
ステップＳ６６では、リッチ出力開始時刻Ｔ1を記憶する。リッチ出力開始時刻Ｔ1は、触媒出口Ｏ２センサ２３で検出した空燃比がリーンからリッチに切り換わった時刻である。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ６２においてリッチ出力開始時刻Ｔ1が記憶済みでないと判定された場合、ステップＳ６４において触媒入口Ｏ２センサ２２からリッチ出力がしていないと判定された場合には、ステップＳ６８に進む。
【００３５】
ステップＳ６８では、触媒出口Ｏ２センサ２３からリッチ出力されているか否かを判別する。リッチ出力されている場合は、ステップＳ７０に進む。
ステップＳ７０では、リッチ出力開始時刻Ｔ2を記憶する。リッチ出力開始時刻Ｔ2は、触媒出口Ｏ２センサ２３で検出した空燃比がリーンからリッチに切り換わった時刻である。そして、ステップＳ７２に進む。
【００３６】
ステップＳ７２では、実遅延時間ΔＴを演算する。実遅延時間ΔＴは、触媒入口Ｏ２センサで検出した空燃比がリーンからリッチに切り換わってから、触媒出口Ｏ２センサ２３で検出した空燃比がリーンからリッチに切り換わるまで実際に経過した時間であって、ΔＴ＝Ｔ2−Ｔ1により演算される。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ６０において、リッチパージ開始から所定時間Ｔc1内であると判定された場合は、ステップＳ７４に進む。
【００３７】
ステップＳ７４では、リッチ出力開始時刻Ｔ1及びＴ2を０にリセットする。そして、本ルーチンを終了する。
また、ステップＳ６８において、触媒出口Ｏ２センサ２３からリッチ出力されていないと判定された場合も本ルーチンを終了する。
図６は、ＥＣＵ４０におけるリッチパージ時間の補正手順を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
【００３８】
図６に示すように、先ず、ステップＳ８０では、ステップＳ２０において記憶されたＮＯｘ吸蔵量Ｑs(ｎ)に基づいて、リッチパージ燃料量のマップ値Ｑfmを読み出す。リッチパージ燃料量は、リッチパージ処理に使用する燃料量であって、このマップ値Ｑfmは、例えばあらかじめ試験等により確認し設定したマップから読み出せばよい。そして、ステップＳ８２に進む。
【００３９】
ステップＳ８２では、ＮＯｘ吸蔵量Ｑs(ｎ)に対する補正係数CONDＮＯx（NOW）を例えばあらかじめ記憶したマップから選択する。そして、ステップＳ８４に進む。
ステップＳ８４では、ステップＳ８２において求められた補正係数CONDＮＯx（NOW）を補正する。補正後のCONDＮＯx（NOW）´＝CONDＮＯx（NOW）＋（ΔＴ/ΔＴMDL−１）×GAINにより演算される。なお、ここでのGAINは、補正度合いを設定するものであって適宜設定すればよい。そして、ステップＳ８６に進む。
【００４０】
ステップＳ８６では、リッチパージ燃料量Ｑfを補正する（補正手段）。補正後のリッチパージ燃料量Ｑf´＝Ｑfm×CONDＮＯx（NOW）´により演算される。そして、本ルーチンを終了する。
図７は、ＮＯx吸蔵量Ｑsnとリッチパージ燃料量Ｑfとの関係を示すグラフである。
上記のように制御することで、図７に示すように、リッチパージ燃料量Ｑfは、ＮＯx吸蔵量Ｑsnが多くなるにしたがって増加補正される。そして、このリッチパージ燃料量Ｑfの増加補正は、リッチパージ処理の処理時間を増加させることで実行される。
【００４１】
上記のように、本実施形態では、リッチパージ処理時における実遅延時間ΔＴと推定された基準遅延時間ΔＴMDLとの差を求めることで、ＮＯx吸蔵触媒２１におけるＮＯxの堆積量の推定誤差を間接的に把握することができる。そして、実遅延時間ΔＴと基準遅延時間ΔＴMDLとの差、即ちＮＯx吸蔵触媒２１におけるＮＯxの堆積量の推定誤差をなくすようにリッチパージ処理時における燃料供給量Ｑfを増加補正するので、ＮＯx吸蔵触媒２１におけるＮＯxの堆積量の推定誤差によるリッチパージ処理の不足を適切に解消することができる。したがって、リッチパージ処理時における不要な燃料消費を抑えつつ、ＮＯx吸蔵触媒２１の性能が維持され安定した排気特性を得ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態ではリッチパージ処理時における燃料供給量Ｑfを、実遅延時間ΔＴと基準遅延時間ΔＴMDLとの差に基づいて補正しているが、これに限定するものではなく、窒素酸化物の堆積量の推定誤差に相関するものであってかつ実測可能なものに基づいて補正すればよい。例えば、リッチパージ処理時における排気流量やこれに関連するパラメータ（吸気流量等）の推定値と実測値との差に基づいて補正すればよい。この場合では、触媒入口Ｏ２センサ２２により検出した空燃比がリーンからリッチへ切り換わってから触媒出口Ｏ２センサ２３により検出した空燃比がリーンからリッチへ切り換わるまでの期間である通過期間において、ＮＯx吸蔵触媒２１を通過する排気流量を、リーン運転時におけるエンジン１の運転状態により推定した排気流量と（基準排気流量推定手段）、エアフローメータ１２により検出した吸気流量に基づいて演算した排気流量との差に基づいて、リッチパージ処理時における燃料供給量を補正すればよい（補正手段）。
【００４３】
また、リッチパージ処理時における燃料供給量Ｑfを増加補正することを、リッチパージの実施間隔を短縮したり、単位時間当たりの燃料供給量を増加補正したりすることで実施してもよい。また、リッチパージ処理時における燃料供給量Ｑfを補正する際に、更に、ＥＧＲ弁を制御してＥＧＲ量を補正したり、点火時期等を補正したりしてもよい。これにより、リッチパージ処理を更に適正に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の吸排気系の概略構成図である。
【図２】リッチパージ処理を実行するためのＥＣＵにおける制御手順を示すフローチャートである。
【図３】触媒入口Ｏ２センサの出力処理手順を示すフローチャートである。
【図４】触媒出口Ｏ２センサの出力処理手順を示すフローチャートである。
【図５】触媒入口Ｏ２センサでリッチ出力が開始してから触媒出口Ｏ２センサでリッチ出力が開始するまでの実際の遅延時間を求める処理手順を示すフローチャートである。
【図６】リッチパージ時間の補正手順を示すフローチャートである。
【図７】ＮＯx吸蔵量とリッチパージ燃料量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１  エンジン
３  燃料噴射弁
２１  ＮＯx吸蔵触媒
２２  上流側空燃比センサ
２３  下流側空燃比センサ
４０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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