(57)【要約】【課題】吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備える内燃機関において、ＮＯｘ触媒の温度が過度に高く維持されることによってＮＯｘの吸蔵能力が低下するとともにＮＯｘの浄化率が悪化することを抑制する。【解決手段】ＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理に係る燃料添加制御において、基準期間Ｓｄ１のうち触媒床温ＴｎがＮＯｘ吸蔵上限温度Ｔｊ以下になる期間（ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓ）の積算値を算出し（Ｓ１０２）、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２よりも短いと判定されるときに（Ｓ１０３）、燃料添加インターバルＳｉｎが長くなるように燃料添加パターンを変更させる（Ｓ１０４）。【選択図】図４
2008106716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により供給される還元剤の供給間隔を変更可能な還元剤供給パターン変更手段と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する床温取得手段と、
を備え、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度がＮＯｘを吸蔵可能な所定の吸蔵可能温度以下になる期間の長さに応じて前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を変更することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
所定期間において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第２所定期間よりも短いときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
所定期間において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第３所定期間以上のときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を短くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記還元剤供給手段が前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給した後において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第４所定期間以上になったときに、前記還元剤供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ還元剤を供給させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記還元剤供給パターン変更手段は更に前記還元剤供給手段により供給される還元剤の供給量を変更可能であるとともに、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くするほど、該還元剤の供給量を多くすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【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システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジンなど希薄燃焼可能な内燃機関から排出される排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、内燃機関の排気系に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」ともいう。）を配置する技術が知られている。
【０００３】
このＮＯｘ触媒は、流入する排気の空燃比がリーンのときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の空燃比が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを窒素（Ｎ2）に還元する。なお、この技術では、ＮＯｘ触媒において吸蔵されているＮＯｘの量が増加すると浄化能力が低下するため、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給し、該ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元させることが行われる（以下、「ＮＯｘ還元処理」という。）。
【０００４】
このＮＯｘ還元処理は所定のタイミングで前記ＮＯｘ触媒に還元剤を供給し、該ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比を一時的にリッチにさせる。換言すると、ＮＯｘ触媒に対して所定量の還元剤が所定間隔で供給されることにより該空燃比を周期的にリッチにさせることによってＮＯｘ還元処理が実施される。
【０００５】
ここで、ＮＯｘ還元処理における還元剤のＮＯｘ触媒に対する供給条件の一例である還元剤の供給量、供給間隔（以下、これらを単に「還元剤供給パターン」ともいう。）を制御する技術として、内燃機関の機関負荷に基づいて還元剤の供給量と還元剤の供給間隔を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。上記特許文献１には、機関負荷の大きいときには機関負荷の小さいときに比べて還元剤の供給量を少なくするとともに供給間隔を短くする技術が開示されている。
【０００６】
ところで、上記のように内燃機関の高負荷時に、還元剤の供給量を少なくするとともに還元剤の供給間隔を短くすると、ＮＯｘ触媒の温度の変動幅が小さくなりＮＯｘ触媒の温度が高く維持される場合がある。そのような場合には、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの吸蔵能力が低下し、以ってＮＯｘの浄化率が悪化する虞があった。
【特許文献１】特開２００２−３８９２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６３３２号公報
【特許文献３】特開２００５−１６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＯｘ触媒の温度が過度に高く維持されることによって、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵能力が低下するとともにＮＯｘの浄化率が悪化することを抑制することの可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備える内燃機関において、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度がＮＯｘを吸蔵可能な所定の吸蔵可能温度以下になる期間に応じて還元剤供給手段から供給される還元剤の供給間隔を変更することを最大の特徴と
する。
【０００９】
より詳しくは、一端が内燃機関に接続されて該内燃機関からの排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられる吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段により供給される還元剤の供給間隔を変更可能な還元剤供給パターン変更手段と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度を取得する床温取得手段と、
を備え、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度がＮＯｘを吸蔵可能な所定の吸蔵可能温度以下になる期間の長さに応じて前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を変更することを特徴とする。
【００１０】
還元剤の供給間隔とは、前記還元剤供給手段から前記ＮＯｘ触媒への還元剤の供給が終了してから次の還元剤の供給が開始されるまでの期間をいう。そして、このように所定の供給間隔で還元剤を前記ＮＯｘ触媒に供給させることにより、換言すると前記ＮＯｘ触媒に還元剤が供給される期間と該還元剤の供給が停止されている期間とを周期的に繰り返すことによって、前記ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比がリッチ空燃比とリーン空燃比とに周期的に変化する。これにより、前記ＮＯｘ触媒においてＮＯｘの吸蔵および還元が周期的に行われることによって、効率的に排気中のＮＯｘを浄化することができる。
【００１１】
ここで、前記還元剤供給手段によって前記ＮＯｘに還元剤が供給されると、該還元剤の酸化熱によってＮＯｘ触媒の温度が上昇する。そして、前記ＮＯｘ触媒における酸化反応またはＮＯｘの還元反応に消費され、或いは前記ＮＯｘ触媒よりも下流側にすり抜けること等によって前記ＮＯｘ触媒に供給される還元剤の量が減少することにより、前記ＮＯｘ触媒の温度は次第に低下してゆく。
【００１２】
そして、前記還元剤供給手段により次の還元剤が供給されることにより再びＮＯｘ触媒の温度が上昇する。つまり、前記還元剤供給手段によって所定の供給間隔ごとに還元剤がＮＯｘ触媒に供給されると、ＮＯｘ触媒の温度は周期的に変動することになる。ここで、本発明における前記ＮＯｘ触媒の温度が周期的に変動するときの上限の温度と下限の温度をそれぞれ「上限温度」、「下限温度」と称す。また、上限温度と下限温度との差を「温度変動幅」と称す。
【００１３】
ここで、前記還元剤の供給間隔を短くする場合には前記ＮＯｘ触媒の温度が充分に低下する前に次の還元剤の供給が開始されるため、ＮＯｘ触媒における前記温度変動幅が小さくなるとともに、ＮＯｘ触媒における下限温度が高く維持されると考えられる。一方、前記還元剤の供給間隔を長くする場合には次の還元剤の供給が開始されるまでに前記ＮＯｘ触媒を通過する排気によって多くの熱量が持ち去られるため、前記ＮＯｘ触媒の温度が充分に低下する。これにより、前記ＮＯｘ触媒における温度変動幅が増大し、特に前記ＮＯｘ触媒の下限温度を低くすることができる。
【００１４】
本発明においては、前記床温取得手段によって前記ＮＯｘ触媒の温度が取得され、該ＮＯｘ触媒の温度がＮＯｘを吸蔵可能な所定の吸蔵可能温度以下になる期間の長さに応じて前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段から供給される還元剤の供給間隔を変更する。ここで、「所定の吸蔵可能温度」とは前記ＮＯｘ触媒がＮＯｘを吸蔵することの可能な温度である。そして、「ＮＯｘ触媒がＮＯｘを吸蔵することが可能」とは、前記ＮＯｘ触媒がＮＯｘを硝酸塩として吸蔵している場合に該硝酸塩が熱分解されずに安定している状態を維持することが可能な意味を含んでいても良い。
【００１５】
また、本発明における所定の吸蔵可能温度は、例えば前記ＮＯｘ触媒がＮＯｘを吸蔵することが可能な上限の温度としても良く、この上限の温度に所定のマージンを見込んだ温度としても良い。また、前記ＮＯｘ触媒においてＮＯｘを硝酸塩として安定に吸蔵することのできる上限の温度に所定のマージンを見込んだ温度としても良い。
【００１６】
そして、本発明では前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の吸蔵可能温度以下になる期間の長さが短いときには前記還元剤供給パターン変更手段によって還元剤の供給間隔を長くしても良い。これにより、前記ＮＯｘ触媒における温度変動幅を増大させ、前記ＮＯｘ触媒の温度を低下させることができる。即ち、前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の吸蔵可能温度以下になる期間をより長くすることによって、前記ＮＯｘ触媒においてＮＯｘを吸蔵できる期間を長くすることができる。これにより、前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明においては、前記ＮＯｘ触媒の温度が所定の吸蔵可能温度以下になる期間が長いときには前記還元剤供給パターン変更手段によって還元剤の供給間隔を短くしても良い。つまり、前記ＮＯｘ触媒の温度が充分に低く、ＮＯｘ触媒においてＮＯｘを吸蔵できる期間を充分に確保できるときには、前記還元剤の供給間隔を短くしても良い。これにより、一定期間に亘って前記ＮＯｘ触媒に供給される還元剤の総供給量を増大させることにより前記ＮＯｘ触媒において還元されるＮＯｘの量を増大させ、以って前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明における前記床温取得手段は前記ＮＯｘ触媒の温度を推定することにより取得しても良いし、実測することにより取得しても良い。例えば、前記排気通路に排気の温度を検出可能な排気温度センサを設け、該排気温度センサの検出値に基づいて前記ＮＯｘ触媒の温度を推定しても良い。その場合に、前記排気温度センサは前記ＮＯｘ触媒の下流側に設けても良いし、上流側に設けるようにしても良い。また、ＮＯｘ触媒の上流側と下流側に設けるようにしても良い。
【００１９】
また、前記ＮＯｘ触媒の温度は前記内燃機関の運転状態（例えば、機関負荷、機関回転数等）に基づいて推定するようにしても良い。また、前記ＮＯｘ触媒の温度を計測することが可能な熱電対を該ＮＯｘ触媒に配置し、この熱電対の実測値に基づいてＮＯｘ触媒の温度を取得しても良い。
【００２０】
また、前記還元剤供給手段は、排気中に還元剤を噴射する還元剤添加弁や、エンジンの膨張行程や排気行程等に燃料を副噴射する燃料噴射弁を含んで構成されてもよい。また、前記還元剤供給手段から前記供給間隔毎に供給される所定量の還元剤は１回で供給されても良いし、複数回に分割して供給されても良い。
【００２１】
また、本発明においては、所定期間において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第２所定期間よりも短いときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くしても良い。
【００２２】
ここで、「所定期間」とは前記床温取得手段によって前記ＮＯｘ触媒の温度を取得する期間であって、予め定められる期間としても良い。また、本発明において、所定の供給間隔毎に前記ＮＯｘ触媒に供給されるため、前記ＮＯｘ触媒の温度は周期的に変動する。従って、前記所定期間は、少なくとも前記還元剤供給手段からの還元剤の供給が開始されてから次回の供給が開始されるまでの期間よりも長くすることが望ましい。
【００２３】
また、上記の「第２所定期間」とは、前記所定期間において前記ＮＯｘ触媒によって新たに吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくならないために最低限必要な、前記ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値である。ここで、前記ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の実際の積算値を、吸蔵可能積算期間と称す。
【００２４】
本発明においては、前記所定期間における前記吸蔵可能積算期間が前記第２所定期間よりも短いときに、換言すると前記ＮＯｘ触媒において吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少ないときに、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くしても良い。これにより、前記ＮＯｘ触媒の温度をより低い温度まで低下させ、前記所定期間における前記吸蔵可能積算期間を前記第２所定期間以上にすることができる。つまり、前記ＮＯｘ触媒によって吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくなることを抑制し、ＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明において、「還元剤の供給間隔を長くする」とは前記還元剤供給手段から前記ＮＯｘ触媒への還元剤の供給を停止する意味を含んでいても良い。つまり、本発明においては、所定期間において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第２所定期間よりも短いときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段による前記ＮＯｘ触媒への還元剤の供給を停止しても良い。そして、前記ＮＯｘ触媒の温度を低下させることによって、前記所定期間における前記吸蔵可能積算期間が前記第２所定期間以上になった後に前記還元剤の供給を再び開始するようにしても良い。
【００２６】
また、本発明においては、所定期間において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第３所定期間以上のときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を短くしても良い。
【００２７】
ここで、「第３所定期間」とは、前記還元剤供給パターン変更手段が前記還元剤の供給間隔を短くさせても、前記所定期間において前記ＮＯｘ触媒によって新たに吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくならないために最低限必要な前記吸蔵可能積算期間である。そして、第３所定期間は前記第２所定期間に比べて充分に長い期間としても良いし、前記第２所定期間と略等しい期間としても良い。
【００２８】
これにより、前記還元剤の供給間隔を短くしても前記ＮＯｘ触媒において吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくなる虞のないときに還元剤の供給間隔を短くすることにより、前記ＮＯｘ触媒において還元されるＮＯｘの量を増大させ、以って前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００２９】
また、本発明においては前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第２所定期間以上であって且つ前記第３所定期間以上のときに、前記還元剤供給パターン変更手段は前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を短くしても良い。
【００３０】
また、本発明においては、前記還元剤供給手段が前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給した後において前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が前記所定の吸蔵可能温度以下になる期間の積算値が第４所定期間以上になったときに、前記還元剤供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ還元剤を供給させるようにしても良い。
【００３１】
ここで、「第４所定期間」とは、前記ＮＯｘ触媒において所定量のＮＯｘを吸蔵させる
ために必要な吸蔵可能積算期間である。また、前記第４所定期間は予め実験的に求めておいても良い。
【００３２】
そして、前記ＮＯｘ触媒に還元剤が供給された後における前記吸蔵可能積算期間が前記第４所定期間以上になったときに、前記ＮＯｘ触媒に所定量のＮＯｘが吸蔵されたと判断しても良い。そして、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元すべく前記還元剤供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒へ還元剤を供給させても良い。これにより、前記還元剤供給手段によって次の還元剤が供給される前に前記ＮＯｘ触媒に所定量のＮＯｘを確実に吸蔵させ、以ってＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００３３】
ここで、本発明においては、前記還元剤供給手段によって所定の供給間隔毎に還元剤が供給されるため、前記ＮＯｘ触媒に還元剤が供給される期間と該還元剤の供給が停止されている期間とが周期的に繰り返される。つまり、例えば前記還元剤供給パターン変更手段が前記還元剤の供給間隔を長くすると、一定期間に亘って前記ＮＯｘ触媒に供給される還元剤の総供給量が減少する。そのような場合には、ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元させるために必要とされる量の還元剤を前記ＮＯｘに供給できない虞がある。
【００３４】
そこで、本発明における前記還元剤供給パターン変更手段は更に前記還元剤供給手段により供給される還元剤の供給量を変更可能であるとともに、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くするほど、該還元剤の供給量を多くしても良い。
【００３５】
ここで、「還元剤の供給量」とは、前記還元剤の供給間隔毎に供給される還元剤の供給量を意味している。そして、前記還元剤供給手段によって供給される還元剤の供給間隔を長くするときほど、前記還元剤の供給される頻度が少なくなる。そのような場合には、前記還元剤供給パターン変更手段前記還元剤の供給量を多くすることによって、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元させるための還元剤が不足することを抑制できる。
【００３６】
また、本発明において前記還元剤供給パターン変更手段は、一定期間において前記還元剤供給手段から前記ＮＯｘ触媒に供給される還元剤の総供給量が略等しくなるように、前記還元剤の供給間隔および供給量を調節しても良い。これにより、前記還元剤供給パターン変更手段が前記還元剤の供給間隔および供給量を変更するときにおいて、前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元させるための還元剤に過不足が生じることを抑制できる。つまり、前記還元剤の量が不足することによって前記ＮＯｘの浄化効率が悪化すること、或いは過剰な量の還元剤が供給されることによって、前記還元剤がＮＯｘ触媒よりも下流側にすり抜けることによって該還元剤が無駄になることを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明にあっては、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵能力が低下することを抑制し、以ってＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００３９】
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関１と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【００４０】
内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関１には、該内燃機関１に流入する吸気が流通する吸気管２が接続されており、該吸気管２には該吸気管２内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁３が設けられている。また、吸気管２における吸気絞り弁３よりも上流側には吸気管２内を流通する吸気量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４が配置されている。
【００４１】
また、内燃機関１には、該内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続され、この排気管５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管５の途中には、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単に「ＮＯｘ触媒」という。）１０が配置されている。以下、排気管５においてＮＯｘ触媒１０よりも上流側を第１排気管５ａ、下流側を第２排気管５ｂという。ここで、本実施例において、第１排気管５ａ及び第２排気管５ｂが本発明における排気通路に相当する。また、本発明におけるＮＯｘ触媒１０は、例えばＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタであっても良い。
【００４２】
また、第１排気管５ａには、排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。また、第２排気管５ｂには、排気の温度を検出する温度センサ７が設けられている。ここで、本実施例においては燃料添加弁６が本発明における還元剤供給手段に相当する。
【００４３】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１及び吸排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３０が併設されている。このＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するほか、内燃機関１の燃料添加弁６やＮＯｘ触媒１０に係る制御を行うユニットである。
【００４４】
また、ＥＣＵ３０には、内燃機関１に吸入される吸入空気量を検出するエアフローメータ４や、回転数を検出するクランクポジションセンサ８、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ９などの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類のほか、温度センサ７等が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３０に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３０には、内燃機関１内の筒内燃料噴射弁（図示省略）、吸気絞り弁３、燃料添加弁６等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３０によって制御されるようになっている。
【００４５】
また、ＥＣＵ３０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。また、ＮＯｘ触媒１０に対するＮＯｘ還元処理に係る各種ルーチンはＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【００４６】
＜燃料添加制御＞
【００４７】
次に、本実施例におけるＮＯｘ触媒１０に対するＮＯｘ還元処理における燃料添加弁６からの燃料添加制御について、図２に基づいて説明する。図２は、ＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号の推移と、ＮＯｘ触媒に流入する排気の空燃比（以下、単に「流入空燃比」ともいう。）Ａ／Ｆの推移と、ＮＯｘ触媒の温度（以下、単に「触媒床温」ともいう。）Ｔｎの推移とを例示したタイムチャートである。図２（ａ）は、燃料添加弁に出される指令信号の推移を例示したタイムチャートである。図２（ｂ）は、流入空燃比Ａ／Ｆの推移を例示したタイムチャートである。図２（ｃ）は、触媒床温Ｔｎの推移を例示したタイムチャートである。
【００４８】
図２（ａ）において、ＥＣＵ３０からの指令信号がＯＮのときは燃料添加弁６が開弁し
て燃料が添加され、指令信号がＯＦＦのときは燃料添加弁６が閉弁して燃料の添加が休止される。ここで、燃料添加弁６が開弁して燃料が添加されている期間を燃料添加期間Ｓａｄと称し、燃料添加弁６が閉弁して燃料の添加が休止されている期間を燃料添加インターバルＳｉｎと称す。
【００４９】
ここで、本実施例において燃料添加期間Ｓａｄにおいて燃料添加弁６から添加される燃料の添加量（以下、この燃料の添加量を「燃料添加期間添加量」という。）Ｑａｄが本発明における還元剤の供給量に相当する。また、本実施例において燃料添加インターバルＳｉｎが本発明における還元剤の供給間隔に相当する。また、図２に示した燃料添加制御によれば、燃料添加期間Ｓａｄに添加される燃料添加期間添加量Ｑａｄを一回で添加しているが、これに限定される趣旨ではない。例えば、燃料添加期間Ｓａｄにおける燃料の総添加量が燃料添加期間添加量Ｑａｄになるように複数回に分けて燃料添加弁６から燃料を添加させても良い。
【００５０】
上記のように燃料添加期間Ｓａｄと燃料添加インターバルＳｉｎとを周期的に繰り返すように燃料添加制御がなされると、図２（ｂ）に示すように、燃料添加期間Ｓａｄにおいて流入空燃比Ａ／Ｆは略ストイキあるいはリッチ空燃比にまで低下し、燃料添加インターバルＳｉｎにおいてはリーン空燃比に戻される。そして、流入空燃比Ａ／Ｆがリーン空燃比であるときにＮＯｘ触媒１０にＮＯｘを吸蔵させるとともに、流入空燃比Ａ／Ｆが略ストイキあるいはリッチ空燃比であるときにＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたＮＯｘを還元させる。以上のように、本実施例にかかるＮＯｘ還元処理では、ＮＯｘ触媒１０においてＮＯｘの吸蔵・還元が周期的に繰り返し行われることにより該ＮＯｘが浄化される。
【００５１】
また、図２（ｃ）に示すように、燃料添加弁６から燃料が添加される燃料添加期間Ｓａｄにおいては、ＮＯｘ触媒１０における燃料の反応熱によって触媒床温Ｔｎが上昇する。そして、燃料の添加が休止される燃料添加インターバルＳｉｎにおいて、ＮＯｘ触媒１０における酸化反応やＮＯｘの還元反応に該燃料が消費され、ＮＯｘ触媒１０に流入した燃料が減少することにより触媒床温Ｔｎは次第に低下してゆく。ここで、周期的に変動する触媒床温Ｔｎにおける上限の温度を上限床温Ｔｎｕ、下限の温度を下限温度Ｔｎｌと称す。そして、上限床温Ｔｎｕと下限温度Ｔｎｌとの差を温度変動幅ΔＴｎと称す。
【００５２】
図２（ｃ）に、上限床温Ｔｎｕ、下限床温Ｔｎｌを破線により、ＮＯｘ触媒１０においてＮＯｘを吸蔵することの可能な上限の温度（以下、「吸蔵上限温度」という。）Ｔｊを鎖線により例示する。また、以下の説明を容易にするため、吸蔵上限温度Ｔｊは下限床温Ｔｎｌとの関係で吸蔵上限温度ＴｊａおよびＴｊｂを便宜的に示す。なお、吸蔵上限温度Ｔｊとして、ＮＯｘ触媒１０に吸蔵されている硝酸塩が熱分解されずに安定している状態を維持可能な上限の温度（例えば、５００℃乃至５５０℃）が例示できる。また、この吸蔵上限温度ＴｊはＮＯｘ触媒１０の特性等によって異なる温度であっても良い。なお、本実施例において吸蔵上限温度Ｔｊが本発明における所定の吸蔵可能温度に相当する。
【００５３】
ここで、下限床温Ｔｎｌと吸蔵上限温度Ｔｊとの関係がＴｎｌとＴｊａとの関係にあるときは、周期的に触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ以下となる期間（以下、この期間を「ＮＯｘ吸蔵期間」という。）Ｓｓが存在することによりＮＯｘ触媒１０にＮＯｘを安定して吸蔵させることができる。そして、ＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたＮＯｘは燃料添加期間Ｓａｄにおいて流入空燃比Ａ／Ｆが略ストイキあるいはリッチ空燃比にまで低下したときに還元されるため、安定したＮＯｘ還元処理を実施することができる。
【００５４】
一方、内燃機関１の機関負荷ＴＱが高く且つ機関回転数Ｎｅが高いときなどには、下限床温Ｔｎｌと吸蔵上限温度Ｔｊとの関係がＴｎｌとＴｊｂとの関係になる場合がある。そのような場合には、触媒床温Ｔｎが下限床温Ｔｎｌまで低下したときにおいても、触媒床
温Ｔｎは吸蔵上限温度Ｔｊよりも高い温度に維持されることによりＮＯｘを安定して吸蔵することが困難となる虞がある。燃料添加インターバルＳｉｎにおいて流入空燃比Ａ／Ｆがリーン空燃比になっても、ＮＯｘ触媒１０においてＮＯｘを吸蔵することの可能な上限の温度である吸蔵上限温度Ｔｊよりも触媒床温Ｔｎが高く維持されるからである。
【００５５】
＜燃料添加パターン変更制御＞
【００５６】
そこで、以下に本実施例における燃料添加弁６からの燃料添加パターン変更制御について、図３に基づいて説明する。図３は、ＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号の推移と、触媒床温Ｔｎの推移とを例示したタイムチャートである。図３（ａ）は、燃料添加弁に出される指令信号を例示したタイムチャートである。図３（ｂ）は、触媒床温Ｔｎを例示したタイムチャートである。図３中の記号で図２と同じものは、同じ状態を示している。
【００５７】
図中には、燃料添加期間Ｓａｄ（燃料添加期間添加量Ｑａｄ）と燃料添加インターバルＳｉｎとが異なる複数の燃料添加制御を実施して、触媒床温Ｔｎの周期的な変動が平衡状態になったときの時間推移が示されている。ここで、上記の燃料添加制御を総称して「燃料添加パターン」と称す。
【００５８】
本実施例において基本の燃料添加パターン（以下、「基本添加パターン」と称す。）の燃料添加制御が実施されているときの各時間推移を図中破線により示す。そして、基本添加パターンと比較して燃料添加インターバルＳｉｎが長いインターバル延長パターンの燃料添加制御を図中実線により示す。さらに、基本添加パターンと比較して燃料添加インターバルＳｉｎを長くするとともに、１周期（Ｓａｄ＋Ｓｉｎ）における平均の燃料添加量（以下、「平均燃料添加量」ともいう。）Ｑａｖｅを基本添加パターンと等しくさせた等燃費延長パターンの燃料添加制御を図中鎖線により示す。
【００５９】
まず、基本添加パターンに係る燃料添加制御は、インターバル延長パターン、等燃費延長パターンに比べて燃料添加インターバルＳｉｎが短い。従って、触媒床温Ｔｎが充分に低下する前に燃料が添加されることにより、触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊよりも高い温度に維持される場合がある。そのような場合には、ＮＯｘ触媒１０がＮＯｘを安定して吸蔵することが困難となる場合がある。そこで、本実施例に係る燃料添加制御では、そのような場合に燃料添加パターンをインターバル延長パターンまたは等燃費延長パターンに変更させる。
【００６０】
そして、インターバル延長パターンによる燃料添加制御は基本添加パターンに比べて燃料添加インターバルＳｉｎが長いため、燃料添加インターバルＳｉｎで触媒床温Ｔｎがより低い温度まで低下する。基本添加パターンよりもＮＯｘ触媒１０を通過する排気による熱の持ち去り量が増大するからである。従って、上述したＮＯｘ吸蔵期間Ｓｓを充分に確保して、ＮＯｘ触媒１０にＮＯｘを安定して吸蔵させることが可能となり、以ってＮＯｘを効率的に浄化させることができる。
【００６１】
ここで、インターバル延長パターンは基本添加パターンに比べて１周期が長いため平均燃料添加量Ｑａｖｅが少ない。その結果、ＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたＮＯｘを還元させる燃料が不足する場合がある。
【００６２】
そのような場合には、燃料添加パターンを等燃費延長パターンに変更すると好適である。そうすれば、燃料添加インターバルＳｉｎを基本添加パターンよりも長くしつつ平均燃料添加量Ｑａｖｅを基本添加パターンと等しくさせることができるからである。従って、ＮＯｘ触媒１０に添加する燃料の添加量が不足することを抑制できる。
【００６３】
ここで、基本添加パターンと等燃費延長パターンとの触媒床温Ｔｎの推移を比較する。等燃費延長パターンは基本添加パターンよりも燃料添加期間添加量Ｑａｄが多く、燃料の反応熱が増大することにより上限温度Ｔｎｕは若干高くなる。しかしながら、燃料添加インターバルＳｉｎを長くすることにより温度変動幅ΔＴｎを増大させることができる。これにより、基本添加パターンに比べて下限温度Ｔｎｌをより低温まで低下させることができる。
【００６４】
以上のように、本実施例における燃料添加制御では、基本添加パターンにおいて触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊよりも高い温度に維持される場合には、燃料添加パターンをインターバル延長パターンまたは等燃費延長パターンに変更させることにより下限温度Ｔｎｌを低下させることができる。そして、触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ以下になるＮＯｘ吸蔵期間Ｓｓを周期的に発生させることにより、ＮＯｘ吸蔵期間ＳｓにおいてＮＯｘ触媒１０にＮＯｘを吸蔵させることができる。
【００６５】
なお、本実施例における燃料添加パターンを変更する制御としてインターバル延長パターン、等燃費延長パターンに変更させる制御を例示したが、これらに限定される趣旨ではなく本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の制御には種々の変更を加え得る。例えば、等燃費延長パターンに係る制御では、必ずしも基本添加パターンと平均燃料添加量Ｑａｖｅを一致させる必要はない。燃料添加インターバルＳｉｎを長くすることにより下限温度Ｔｎｌをより低い温度まで低下させることができるからである。
【００６６】
＜ＮＯｘ還元処理ルーチン＞
【００６７】
次に、図４は本実施例におけるＮＯｘ触媒１０に対するＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。また、本ルーチンにおいて、ＮＯｘ触媒１０に対する燃料添加制御は上述した基本添加パターンにより実施されていることを前提に説明する。
【００６８】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１においては、ＥＣＵ３０によって基準期間Ｓｄ１における触媒温度Ｔｎが取得される。ここで、基準期間Ｓｄ１とは、予め定められる一定期間であって、触媒床温Ｔｎを取得する期間である。また、触媒床温Ｔｎは周期的に変動するため、基準期間Ｓｄ１は現在実行されている燃料添加パターンにおける１周期よりも長い期間として定められる。なお、本実施例において基準期間Ｓｄ１が本発明における所定期間に相当する。
【００６９】
また、触媒温度Ｔｎは、具体的には温度センサ７の検出値に基づいて取得される。従って、本実施例においてはＥＣＵ３０と温度センサ７とが、本発明における床温取得手段に相当する。また、例えば触媒温度Ｔｎを直接計測することが可能な熱電対（図示省略）をＮＯｘ触媒１０に配置し、この熱電対の実測値に基づいて触媒温度Ｔｎを取得しても良い。
【００７０】
また、機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱと触媒温度Ｔｎとの関係を予め実験等で求めておき、該関係を制御マップの形でＥＣＵ３０内に格納しておいても良い。そして、該制御マップに機関回転数Ｎｅと機関負荷ＴＱとをパラメータとしてアクセスすることで、触媒温度Ｔｎを取得しても良い。尚、その場合には機関回転数Ｎｅはクランクポジションセンサ９の検出値により取得され、機関負荷ＴＱはアクセルポジションセンサ８により検出されるアクセル開度に基づいて取得される。ステップＳ１０１の処理が終わるとステップＳ１０２に進む。
【００７１】
ステップＳ１０２においては、ステップＳ１０１において取得した触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ以下になる期間の積算値であるＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが算出される。そして、ステップＳ１０２の処理が終わるとステップＳ１０３に進む。
【００７２】
ステップＳ１０３においては、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２よりも短いか否かが判定される。つまり、本ステップでは、燃料添加弁６から添加される燃料添加パターンを基本添加パターンから変更する必要があるか否かが判定される。また、第２基準期間Ｓｄ２は予め定められる期間であって、基準期間Ｓｄ１においてＮＯｘ触媒１０によって新たに吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくならないために最低限必要なＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓである。つまり、本実施例においては第２基準期間Ｓｄ２が本発明における第２所定期間に相当する。
【００７３】
そして、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２よりも短いと判定された場合には下限温度Ｔｎｌをさらに低くさせる必要があると判断され、ステップＳ１０４に進む。一方、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２以上であると判定された場合には基本添加パターンによる燃料添加制御を継続してもＮＯｘ触媒１０に安定してＮＯｘを吸蔵させることができると判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
ステップＳ１０４においては、ＥＣＵ３０によって燃料添加パターンが基本燃料添加パターンからインターバル延長パターンに変更される。すなわち、燃料添加インターバルＳｉｎが長くなるように変更される。従って、本実施例においては、燃料添加パターンを変更させるＥＣＵ３０が本発明における還元剤供給パターン変更手段に相当する。そして、ステップＳ１０４の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００７５】
以上のように、本ルーチンによれば、燃料添加インターバルＳｉｎを長くすることによって下限温度Ｔｎｌをより低い温度まで低下させることができる。つまり、ＮＯｘ触媒１０がＮＯｘを吸蔵可能な機会を増やすことによって、ＮＯｘ還元処理の効率を向上させることができる。さらに本制御によれば、ＮＯｘ触媒１０がＮＯｘを安定して吸蔵することができない状態でＮＯｘ還元処理が継続されることに起因して、還元剤として添加される燃料の燃費が悪化してしまうことを抑制できる。
【００７６】
また、同ステップ１０４においては、燃料添加パターンをインターバル延長パターンに変更することによって燃料添加インターバルＳｉｎを長くしているが、その代わりに燃料添加弁６からの燃料の添加を一旦休止させても良い。そして、ＮＯｘ触媒１０の下限温度Ｔｎｌが吸蔵上限温度Ｔｊよりも充分に低くなってから燃料添加弁６からの燃料の添加を再開させるようにしても良い。
【００７７】
或いは、本ルーチンにおけるステップ１０４の処理において燃料添加パターンをインターバル延長パターンに変更した後に、再度ステップ１０１からステップ１０３までの処理を実行し、ステップ１０３においてＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２よりも短いと判定された場合に、燃料添加弁６からの燃料の添加を一旦休止させるように制御しても良い。つまり、燃料添加インターバルＳｉｎを長く変更した後も触媒温度Ｔｎが充分に低くならない場合には、燃料添加弁６からの燃料添加を一旦休止させることによって、ＮＯｘ触媒１０がＮＯｘを安定して吸蔵できる状態まで触媒温度Ｔｎを迅速に低下させることができる。
【００７８】
＜第２ＮＯｘ還元処理ルーチン＞
【００７９】
次に、上記のＮＯｘ還元処理ルーチンとは異なるＮＯｘ還元処理における燃料添加制御
について、図５に基づいて説明する。図５は、本実施例におけるＮＯｘ触媒１０に対する第２ＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンと上述したＮＯｘ還元処理ルーチンとの相違点は、基準期間Ｓｄ１におけるＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが後述する第３基準期間Ｓｄ３以上である場合に、燃料添加インターバルＳｉｎが短くなるように燃料添加パターンを変更させる点である。
【００８０】
また、本ルーチンもＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。また、本ルーチンにおいて、ＮＯｘ還元処理に係る燃料添加制御は基本添加パターンにより実施されていることを前提に説明する。また、本ルーチンにおいて燃料添加パターンを変更させるＥＣＵ３０が本発明における還元剤供給パターン変更手段に相当する。
【００８１】
また、本ルーチンにおけるステップＳ１０１からステップＳ１０３までの処理は上述したＮＯｘ還元処理ルーチンにおいて対応する各ステップの処理と同様であり、詳しい説明を省略する。そして、本ルーチンにおけるステップＳ１０３において、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２よりも短いと判定された場合には下限温度Ｔｎｌをさらに低くさせる必要があると判断され、ステップＳ２０４に進む。一方、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第２基準期間Ｓｄ２以上であると判定された場合には、ステップＳ２０５に進む。
【００８２】
ステップＳ２０４においては、ＥＣＵ３０によって燃料添加パターンが基本燃料添加パターンから等燃費延長パターンに変更される。すなわち、燃料添加インターバルＳｉｎは長く、燃料添加期間添加量Ｑａｄは多くなるように変更される。そして、ステップＳ２０４の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００８３】
ステップＳ２０５においては、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第３基準期間Ｓｄ３以上であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、基準期間Ｓｄ１においてＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが充分に確保されているかどうかが判定される。ここで、第３基準期間Ｓｄ３は、燃料添加パターンを燃料添加インターバルＳｉｎが短くなるように変更しても、基準期間Ｓｄ１においてＮＯｘ触媒１０によって新たに吸蔵されるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくならないために最低限必要な期間に所定のマージンを見込んだＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓである。この第３基準期間Ｓｄ３は予め実験的に定められる期間であって、第２基準期間Ｓｄ２よりも長い期間であることが好ましい。なお、本実施例においては第３基準期間Ｓｄ３が本発明における第３所定期間に相当する。
【００８４】
そして、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第３基準期間Ｓｄ３よりも短いと判定された場合には、燃料添加パターンを燃料添加インターバルＳｉｎを短くするとＮＯｘ触媒１０におけるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくなる虞があると判断され、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第３基準期間Ｓｄ３以上であると判定された場合には、燃料添加パターンを燃料添加インターバルＳｉｎを短くしてもＮＯｘ触媒１０におけるＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくなる虞がないと判断され、ステップＳ２０６に進む。
【００８５】
ステップＳ２０６においては、ＥＣＵ３０によって燃料添加インターバルＳｉｎが短くなるように変更される。そして、ステップＳ２０６の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００８６】
以上のように本ルーチンによれば、基準期間Ｓｄ１における触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ以下になる期間の積算値（ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓ）が短いとき、つまり、現状の燃料添加パターンではＮＯｘ触媒１０にＮＯｘを効率よく吸蔵させることができないときに、燃料添加インターバルＳｉｎが長くなるように燃料添加パターンが変更される。こ
れにより、触媒床温Ｔｎをより低い温度まで低下させることができるので、ＮＯｘ触媒１０が安定してＮＯｘを吸蔵することが可能となる。従って、ＮＯｘ触媒１０に対するＮＯｘ還元処理の効率を向上させることができる。また、燃料添加パターンが変更される前後において、平均燃料添加量Ｑａｖｅを等しくさせることができるため、ＮＯｘ還元処理の効率が悪化することを抑制できる。
【００８７】
また、基準期間Ｓｄ１におけるＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが充分に長いときに、つまり燃料添加インターバルＳｉｎを現状よりも短くしてもＮＯｘの吸蔵量が過度に少なくなる虞のないときに、燃料添加インターバルＳｉｎが短くなるように変更されるため、ＮＯｘ触媒１０においてＮＯｘの還元反応が行われる頻度を多くすることができる。これにより、ＮＯｘ触媒１０におけるＮＯｘの浄化率を向上させることができる。
【００８８】
＜第３ＮＯｘ還元処理ルーチン＞
【００８９】
次に、上記のＮＯｘ還元処理ルーチンおよび第２ＮＯｘ還元処理ルーチンとは異なるＮＯｘ還元処理における燃料添加制御について、図６に基づいて説明する。図６は本実施例におけるＮＯｘ触媒１０に対する第３ＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ３０内のＲＯＭに記憶されたプログラムであり内燃機関１の稼動中は所定期間毎に実行される。
【００９０】
本ルーチンが実行されると、まずステップＳ３０１においては、ＥＣＵ３０によって触媒温度Ｔｎが取得される。そして、ステップＳ３０１の処理が終わるとステップＳ３０２に進む。そして、ステップＳ３０２においては、ステップＳ３０１において取得した触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ以下になる期間の積算値であるＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが算出される。そして、ステップＳ３０２の処理が終わるとステップＳ３０３に進む。
【００９１】
ステップＳ３０３においては、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第４基準期間Ｓｄ４以上であるか否かが判定される。つまり、本ステップでは、ＮＯｘ触媒１０に所定量のＮＯｘが吸蔵されたか否かが判定される。ここで、第４基準期間Ｓｄ４は、ＮＯｘ触媒１０において所定量のＮＯｘを吸蔵させるために必要なＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓを意味しており、予め実験的に求められる期間である。また、「所定量のＮＯｘ」とは燃料添加期間Ｓａｄに燃料添加弁６から燃料を添加させることによって還元させるのに必要十分なＮＯｘ量であり、予め実験的に定められる。なお、本実施例においては第４基準期間Ｓｄ４が本発明における第４所定期間に相当する。
【００９２】
そして、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第４基準期間Ｓｄ４以上であると判定された場合には、所定量のＮＯｘがＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたと判断され、ステップＳ３０４に進む。一方、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第４基準期間Ｓｄ４よりも短いと判定された場合には、いまだ所定量のＮＯｘがＮＯｘ触媒１０に吸蔵されていないと判断され、本ルーチンを一旦終了する。
【００９３】
ステップＳ３０４においては、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが零にリセットされるとともに、燃料添加弁６から燃料が添加される。本ステップでは、燃料添加期間添加量Ｑａｄの燃料が添加される。また、燃料添加期間添加量Ｑａｄは上述した所定量のＮＯｘを還元させるために必要な燃料添加量であり、予め実験的に求めておいても良い。そして、ステップＳ３０４の処理が終わると本ルーチンを一旦終了する。
【００９４】
ここで、上述したステップＳ３０３において否定判定がなされたときには、燃料添加弁６からの燃料は添加されないため燃料添加インターバルＳｉｎが継続される。そして、燃料添加インターバルＳｉｎが継続している間において、触媒床温Ｔｎが吸蔵上限温度Ｔｊ
以下になる期間は積算されるため、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが次第に増加してゆく。そして、ＮＯｘ吸蔵積算期間ΣＳｓが第４基準期間Ｓｄ４以上になったときに燃料添加弁６から燃料が添加されることによって、ＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたＮＯｘは還元される。
【００９５】
つまり、本ルーチンによれば、燃料添加インターバルＳｉｎにおいて所定量のＮＯｘがＮＯｘ触媒１０に吸蔵されたときに、該ＮＯｘ触媒１０に対して燃料を添加することができる。つまり、ＮＯｘを還元させるための好時期に燃料添加弁６から燃料が添加される。これにより、ＮＯｘ触媒１０にＮＯｘが殆ど吸蔵されていないにも関わらず燃料が添加されることに起因して該燃料が無駄になることを抑制できる。
【００９６】
また、本実施例においては、燃料添加弁６から燃料を添加させることによりＮＯｘ触媒１０に燃料を供給しているが、燃料添加弁６の代わりに内燃機関１の膨張行程や排気行程等に筒内噴射弁（図示省略）から燃料を副噴射させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１に係る内燃機関と、その吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１におけるＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号の推移と、流入空燃比Ａ／Ｆの推移と、触媒床温Ｔｎの推移とを例示したタイムチャートである。（ａ）は、ＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号を例示したタイムチャートである。（ｂ）は、流入空燃比Ａ／Ｆを例示したタイムチャートである。（ｃ）は、触媒床温Ｔｎを例示したタイムチャートである。
【図３】実施例１におけるＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号の推移と、触媒床温Ｔｎの推移とを例示したタイムチャートである。（ａ）は、ＥＣＵから燃料添加弁に出される指令信号を例示したタイムチャートである。（ｂ）は、触媒床温Ｔｎを例示したタイムチャートである。
【図４】実施例１におけるＮＯｘ触媒に対するＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施例１におけるＮＯｘ触媒に対する第２ＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】実施例１におけるＮＯｘ触媒に対する第３ＮＯｘ還元処理ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・内燃機関
２・・・吸気管
３・・・吸気絞り弁
４・・・エアフローメータ
５・・・排気管
５ａ・・第１排気管
５ｂ・・第２排気管
６・・・燃料添加弁
７・・・温度センサ
８・・・クランクポジションセンサ
９・・・アクセルポジションセンサ
１０・・ＮＯｘ触媒
３０・・ＥＣＵ
【図１】
2008106716.tif 000003
【図２】
2008106716.tif 000004
【図３】
2008106716.tif 000005
【図４】
2008106716.tif 000006
【図５】
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【図６】
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