(57)【要約】【課題】  上流側に触媒が設けられている場合でも、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘ量を精度良く推定でき、それに応じて、ＮＯｘ触媒に還元剤を過不足なく供給でき、排ガス特性および燃費を向上させることができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】  排気系５に設けられ、ＮＯｘの浄化機能を有する触媒１６および酸化雰囲気下でＮＯｘを捕捉するＮＯｘ触媒１７と、排ガス中のＮＯｘ量ＱＮＯｘを推定する手段と、触媒１６によるＮＯｘの浄化性能ＰＴＷＣを算出し、浄化性能ＰＴＷＣに応じて、ＮＯｘ排出量ＱＮＯｘを補正し、補正したＮＯｘ排出量ＱＮＯｘＡＣＴに応じて、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されたＮＯｘ量Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを算出する手段と、ＮＯｘ捕捉量Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに応じて、触媒１６の上流側に還元剤を供給し、ＮＯｘ触媒１７にＮＯｘの還元動作を行わせる手段と、を備えている。【選択図】  図７
2008128214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排気系に排出された排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置であって、
前記排気系に設けられ、ＮＯｘの浄化機能を有する触媒と、
前記排気系の前記触媒よりも下流側に設けられ、酸化雰囲気下で排ガス中のＮＯｘを捕捉するとともに、還元雰囲気下で、当該捕捉したＮＯｘを還元することによって浄化するＮＯｘ触媒と、
前記内燃機関から排出された排ガス中のＮＯｘ量をＮＯｘ排出量として推定するＮＯｘ排出量推定手段と、
前記触媒によるＮＯｘの浄化性能を表す浄化性能パラメータを算出する浄化性能パラメータ算出手段と、
当該算出された浄化性能パラメータに応じて、前記推定されたＮＯｘ排出量を補正するＮＯｘ排出量補正手段と、
当該補正されたＮＯｘ排出量に応じて、前記ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘ量をＮＯｘ捕捉量として算出するＮＯｘ捕捉量算出手段と、
当該算出されたＮＯｘ捕捉量に応じて、前記触媒の上流側に還元剤を供給し、前記ＮＯｘ触媒に流入する排ガスを還元雰囲気に制御することにより、前記ＮＯｘ触媒にＮＯｘの還元動作を行わせるＮＯｘ還元制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記触媒に吸蔵されたＮＯｘ量をＮＯｘ吸蔵量として算出するＮＯｘ吸蔵量算出手段をさらに備え、
前記浄化性能パラメータ算出手段は、前記算出されたＮＯｘ吸蔵量に応じて、前記浄化性能パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
排ガスの空間速度を検出する空間速度検出手段との少なくとも一方をさらに備え、  
前記浄化性能パラメータ算出手段は、前記検出された触媒の温度および空間速度の少なくとも一方に応じて、前記浄化性能パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉度合を算出するＮＯｘ捕捉度合算出手段をさらに備え、
前記ＮＯｘ捕捉量算出手段は、前記算出されたＮＯｘ捕捉度合にさらに応じて、前記ＮＯｘ捕捉量を算出すること特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記ＮＯｘ触媒の温度を検出するＮＯｘ触媒温度検出手段と、
排ガスの空間速度を検出する空間速度検出手段との少なくとも一方をさらに備え、
前記ＮＯｘ捕捉度合算出手段は、前記検出されたＮＯｘ触媒の温度および空間速度の少なくとも一方に応じて、前記ＮＯｘ捕捉度合を算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出された排ガス中のＮＯｘを一時的に捕捉するとともに、捕捉されたＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関の排ガス浄化装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関はガソリンエンジンであり、運転状態に応じて、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御するリーン運転が行われる。また、この排ガス浄化装置は、排気管に設けられ、排ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ触媒を備えている。この排ガス浄化装置では、リーン運転中に排出された排ガス中のＮＯｘをＮＯｘ触媒で捕捉する。また、捕捉したＮＯｘ量が所定値を超えたときにリッチスパイクを実行し、空燃比をリッチ化することにより、燃料中の未燃成分をＮＯｘ触媒に還元剤として供給することによって、ＮＯｘが還元され、浄化される。
【０００３】
また、リーン運転時にＮＯｘ触媒に吸収されるＮＯｘ量と、リッチスパイクの実行時にＮＯｘ触媒において浄化され、放出されるＮＯｘ量が、エンジンの運転状態（吸入空気量およびエンジンの負荷）に応じてあらかじめ設定され、それぞれのマップに記憶されている。そして、エンジンの運転中、検出された運転状態に応じて、ＮＯｘの吸収量および放出量をそれぞれのマップから読み出し、前者から後者を減算することによって、ＮＯｘ触媒に捕捉されているＮＯｘ量が推定される。
【０００４】
しかし、ＮＯｘ触媒に加え、その上流側に三元触媒が設けられている場合、三元触媒においても、排ガス中のＮＯｘの一部が吸蔵されるとともに、還元されるので、その分、ＮＯｘ触媒に実際に流入するＮＯｘ量が少なくなる。また、リッチスパイクの実行中、実際には、ＮＯｘ触媒に流入したＮＯｘの一部が捕捉されることなく、ＮＯｘ触媒を通り抜けることがあり、その場合には、ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの実際の捕捉量が少なくなる。
【０００５】
これに対し、従来の排ガス浄化装置では、前述したようなエンジンの運転状態のみに応じて、ＮＯｘ捕捉量を推定するので、ＮＯｘ触媒に実際に捕捉されたＮＯｘ量を正しく推定できない。このため、ＮＯｘ捕捉量が実際よりも少なめに推定された場合には、それに応じて設定されるリッチスパイクの開始タイミングが遅れるため、ＮＯｘの還元不足によって排ガス特性が悪化する。逆に、ＮＯｘ捕捉量が多めに推定された場合には、実行タイミングが早くなるため、余分な還元剤が供給され、ＣＯおよびＨＣの過多による排ガス特性の悪化を招くとともに、燃費も悪化する。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、上流側に触媒が設けられている場合でも、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘ量を精度良く推定でき、それに応じて、ＮＯｘ触媒に還元剤を過不足なく供給でき、排ガス特性および燃費を向上させることができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２０７４８７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３から排気系に排出された排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置１であって、排気系（実施形態における（以下、本項において同じ）排気管５）に設けられ、ＮＯｘの浄化機能を有する触媒（三元触媒１６）と、排気系の触媒よりも下流側に設けられ、酸化雰囲気下で排ガス中のＮＯｘを捕捉するとともに、還元雰囲気下で、捕捉したＮＯｘを還元することによって浄化するＮＯｘ触媒１７と、内燃機関３から排出された排ガス中のＮＯｘ量をＮＯｘ排出量ＱＮＯｘとして推定するＮＯｘ排出量推定手段（ＥＣＵ２、図７のステップ５１）と、触媒によるＮＯｘの浄化性能を表す浄化性能パラメータ（ＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣ）を算出する浄化性能パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ５５）と、算出された浄化性能パラメータに応じて、推定されたＮＯｘ排出量ＱＮＯｘを補正するＮＯｘ排出量補正手段（ＥＣＵ２、図７のステップ５６）と、補正されたＮＯｘ排出量（ＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴ）に応じて、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されたＮＯｘ量をＮＯｘ捕捉量（ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ）として算出するＮＯｘ捕捉量算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ６３）と、算出されたＮＯｘ捕捉量に応じて、触媒の上流側に還元剤を供給し、ＮＯｘ触媒１７に流入する排ガスを還元雰囲気に制御することにより、ＮＯｘ触媒１７にＮＯｘの還元動作を行わせるＮＯｘ還元制御手段（ＥＣＵ２、インジェクタ６、スロットル弁１２、図１２のステップ７５、図１３のステップ８３）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この排ガス浄化装置によれば、内燃機関の排気系に触媒およびＮＯｘ触媒が上流側から順に設けられており、内燃機関から排出された排ガス中のＮＯｘは、酸化雰囲気下でＮＯｘ触媒に捕捉される。また、内燃機関から排出されたＮＯｘ量が推定されるとともに、触媒によるＮＯｘの浄化性能を表す浄化性能パラメータが算出され、推定されたＮＯｘ排出量が、算出された浄化性能パラメータに応じ、ＮＯｘ排出量補正手段によって補正される。また、補正されたＮＯｘ排出量に応じて、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘ捕捉量が算出される。そして、算出されたＮＯｘ捕捉量に応じて、ＮＯｘ還元制御手段により、触媒の上流側に還元剤が供給されることによって、ＮＯｘ触媒に流入する排ガスが還元雰囲気に制御され、それにより、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘが還元され、浄化される。
【００１０】
前述したように、ＮＯｘ触媒の上流側に触媒が設けられ、この触媒の上流側に還元剤が供給される場合、排ガス中のＮＯｘの一部は、ＮＯｘ触媒に到達する前に、触媒において吸蔵されるとともに還元される。本発明によれば、推定されたＮＯｘ排出量を、浄化性能パラメータに応じて補正するとともに、補正したＮＯｘ排出量に応じて、ＮＯｘ触媒に実際に流入するＮＯｘ量を算出する。したがって、触媒によるＮＯｘの浄化性能を反映させながら、実際のＮＯｘ捕捉量を精度良く算出でき、算出されたＮＯｘ捕捉量に応じて、ＮＯｘ還元制御手段による還元制御の実行タイミングを適切に設定できる。その結果、還元剤をＮＯｘ触媒に過不足なく供給でき、それにより、ＮＯｘの還元不足やＨＣおよびＣＯの過多が生じることなく、排ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、触媒に吸蔵されたＮＯｘ量をＮＯｘ吸蔵量（ＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣ）として算出するＮＯｘ吸蔵量算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ５８）をさらに備え、浄化性能パラメータ算出手段は、算出されたＮＯｘ吸蔵量に応じて、浄化性能パラメータを算出することを特徴とする。
【００１２】
前述したように、排ガス中のＮＯｘの一部は、ＮＯｘ触媒に到達する前に、触媒において吸蔵される。また、触媒によるＮＯｘの浄化性能は、触媒に吸蔵されたＮＯｘ量に応じて変化するという特性がある。本発明によれば、触媒に吸蔵されたＮＯｘ量を算出するとともに、算出したＮＯｘ吸蔵量に応じて、浄化性能パラメータを算出するので、触媒に吸蔵されたＮＯｘ量に応じて、浄化性能パラメータをより精度良く算出することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、触媒の温度（三元触媒温度ＴＴＷＣ）を検出する触媒温度検出手段（三元触媒温度センサ３７）と、排ガスの空間速度ＳＶを検出する空間速度検出手段（エアフローセンサ３１、クランク角センサ３０、ＥＣＵ２、図７のステップ５２）との少なくとも一方をさらに備え、浄化性能パラメータ算出手段は、検出された触媒の温度および空間速度ＳＶの少なくとも一方に応じて、浄化性能パラメータを算出することを特徴とする。
【００１４】
触媒によるＮＯｘの浄化性能は、触媒の温度および排ガスの空間速度のそれぞれに応じて変化するという特性がある。本発明によれば、検出された触媒の温度および排ガスの空間速度の少なくとも一方に応じて、浄化性能パラメータを算出するので、触媒の温度および／または排ガスの空間速度に応じて、浄化性能パラメータをより精度良く算出することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、ＮＯｘ触媒１７によるＮＯｘの捕捉度合（ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣ）を算出するＮＯｘ捕捉度合算出手段（ＥＣＵ２、図７のステップ６１）をさらに備え、ＮＯｘ捕捉量算出手段は、算出されたＮＯｘ捕捉度合にさらに応じて、ＮＯｘ捕捉量を算出すること特徴とする。
【００１６】
前述したように、ＮＯｘ触媒に流入したＮＯｘの一部は、捕捉されることなくＮＯｘ触媒を通り抜けることがある。本発明によれば、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉度合を算出し、算出したＮＯｘ捕捉度合にさらに応じて、ＮＯｘ捕捉量を算出するので、ＮＯｘ捕捉量をより精度良く算出することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、ＮＯｘ触媒１７の温度（ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣ）を検出するＮＯｘ触媒温度検出手段（ＮＯｘ触媒温度センサ３６）と、排ガスの空間速度ＳＶを検出する空間速度検出手段との少なくとも一方をさらに備え、ＮＯｘ捕捉度合算出手段は、検出されたＮＯｘ触媒１７の温度および空間速度ＳＶの少なくとも一方に応じて、ＮＯｘ捕捉度合を算出することを特徴とする。
【００１８】
ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉度合は、ＮＯｘ触媒の温度および排ガスの空間速度のそれぞれに応じて変化するという特性がある。本発明によれば、検出されたＮＯｘ触媒の温度および排ガスの空間速度の少なくとも一方に応じて、ＮＯｘ捕捉度合を算出するので、ＮＯｘ捕捉度合をより精度良く算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態による排ガス浄化装置について説明する。図１は、本発明を適用した排ガス浄化装置１を、内燃機関３とともに示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。
【００２０】
エンジン３のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には、燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５（排気系）がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６（ＮＯｘ還元制御手段）が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。
【００２１】
インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に順に接続されている。インジェクタ６から噴射される燃料噴射量ＴＯＵＴは、その開弁時間をＥＣＵ２からの駆動信号で制御することによって、制御される（図２参照）。
【００２２】
また、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ３０ａが取り付けられており、このマグネットロータ３０ａとＭＲＥピックアップ３０ｂによって、クランク角センサ３０が構成されている。クランク角センサ３０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２３】
ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００２４】
吸気管４には、過給装置７が設けられている。過給装置７は、ターボチャージャで構成された過給機８と、これに連結されたアクチュエータ９と、ベーン開度制御弁１０を備えている。
【００２５】
過給機８は、吸気管４に設けられた回転自在のコンプレッサブレード８ａと、排気管５に設けられた回転自在のタービンブレード８ｂおよび複数の回動自在の可変ベーン８ｃ（２つのみ図示）と、これらのブレード８ａ，８ｂを一体に連結するシャフト８ｄとを有している。過給機８は、排気管５内の排ガスによりタービンブレード８ｂが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード８ａが回転駆動されることによって、吸気管４内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。
【００２６】
アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン８ｃに機械的に連結されている。アクチュエータ９には、負圧ポンプから負圧供給通路（いずれも図示せず）を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁１０が設けられている。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ９への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン８ｃの開度が変化することによって、過給圧が制御される。
【００２７】
吸気管４の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ１１およびスロットル弁１２（ＮＯｘ還元制御手段）が設けられている。インタークーラ１１は、過給装置７の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁１２には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１２ａが接続されている。スロットル弁１２の開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨは、アクチュエータ１２ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。
【００２８】
また、吸気管４には、過給機８よりも上流側にエアフローセンサ３１が、インタークーラ１１とスロットル弁１２の間に過給圧センサ３２が、それぞれ設けられている。エアフローセンサ３１は吸入空気量ＱＡを検出し、過給圧センサ３２は吸気管４内の過給圧ＰＡＣＴを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００２９】
さらに、吸気管４の吸気マニホールド４ａは、その集合部から分岐部にわたって、スワール通路４ｂとバイパス通路４ｃに仕切られており、これらの通路４ｂ，４ｃはそれぞれ、吸気ポートを介して各燃焼室３ｃに連通している。
【００３０】
バイパス通路４ｃには、燃焼室３ｃ内にスワールを発生させるためのスワール装置１３が設けられている。スワール装置１３は、スワール弁１３ａと、これを開閉するアクチュエータ１３ｂと、スワール制御弁１３ｃを備えている。アクチュエータ１３ｂおよびスワール制御弁１３ｃはそれぞれ、過給装置７のアクチュエータ９およびベーン開度制御弁１０と同様に構成されており、スワール制御弁１３ｃは、前記負圧ポンプに接続されている。以上の構成により、スワール制御弁１３ｃの開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ１３ｂに供給される負圧が変化し、スワール弁１３ａの開度が変化することによって、スワールの強さが制御される。
【００３１】
また、エンジン３には、ＥＧＲ管１４ａおよびＥＧＲ制御弁１４ｂを有するＥＧＲ装置１４が設けられている。ＥＧＲ管１４ａは、吸気管４と排気管５の間に、具体的には、吸気マニホールド４ａの集合部のスワール通路４ｂと排気管５の過給機８よりも上流側とをつなぐように接続されている。このＥＧＲ管１４ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４にＥＧＲガスとして還流し、それにより、燃焼室３ｃ内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のＮＯｘが低減される。
【００３２】
ＥＧＲ制御弁１４ｂは、ＥＧＲ管１４ａに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量ＶＬＡＣＴが、ＥＣＵ２からのデューティ制御された駆動信号でリニアに制御されることによって、ＥＧＲガス量が制御される。
【００３３】
また、排気管５の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、三元触媒１６（触媒）およびＮＯｘ触媒１７が設けられている。三元触媒１６は、ストイキ雰囲気下において、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。ＮＯｘ触媒１７は、排ガス中の酸素濃度が高い酸化雰囲気下において、排ガス中のＮＯｘを捕捉（吸収）するとともに、排ガス中に還元剤が多く含まれる還元雰囲気下において、捕捉したＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。
【００３４】
また、ＮＯｘ触媒１７には、その温度（以下「ＮＯｘ触媒温度」という）ＴＬＮＣを検出するＮＯｘ触媒温度センサ３６が設けられ、三元触媒１６には、その温度（以下「三元触媒温度」という）ＴＴＷＣを検出する三元触媒温度センサ３７が設けられており、これらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００３５】
さらに、排気管５の三元触媒１６よりも上流側および下流側には、第１ＬＡＦセンサ３３および第２ＬＡＦセンサ３４がそれぞれ設けられている。第１および第２ＬＡＦセンサ３３，３４はそれぞれ、リッチ領域からリーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排ガス中の酸素濃度ＶＬＡＦ１，ＶＬＡＦ２をリニアに検出する。ＥＣＵ２は、検出されたこれらの酸素濃度ＶＬＡＦ１、ＶＬＡＦ２に対応する空燃比をそれぞれ表す第１および第２実空燃比ＡＦ１ＡＣＴ、ＡＦ２ＡＣＴを算出する。ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ３５から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。
【００３６】
ＥＣＵ２は、本実施形態において、ＮＯｘ排出量推定手段、浄化性能パラメータ算出手段、ＮＯｘ排出量補正手段、ＮＯｘ捕捉量算出手段、ＮＯｘ還元制御手段、ＮＯｘ吸蔵量算出手段、空間速度検出手段、およびＮＯｘ捕捉度合算出手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ３０〜３７からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。
【００３７】
ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量制御および吸入空気量制御を含むエンジン３の制御を実行する。また、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されたＮＯｘを還元するための還元制御として、リッチスパイクを実行すべきか否かを判定し、その判定結果に応じてリッチスパイクを実行する。なお、このリッチスパイクは、後述するように、燃料噴射量ＴＯＵＴを増大させるとともに吸入空気量ＱＡを減少させることにより、燃焼室３ｃに供給される混合気の空燃比をリッチ化し、燃料中の未燃成分を還元剤としてＮＯｘ触媒１７に供給することによって行われる。
【００３８】
図３は、このリッチスパイクの実行判定処理を示している。本処理は、所定の時間ごとに実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する。このリッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨは、後述するように、リッチスパイクの実行条件が成立しているときに「１」にセットされるものである。
【００３９】
このステップ１の答がＮＯで、リッチスパイクの実行中でないときには、ステップ２において、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを算出する。このＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣは、ＮＯｘ触媒１７に実際に捕捉されたＮＯｘの総量に相当するものであり、後述するＳ＿ＱＮＯｘＬＮＣ算出処理において算出される。
【００４０】
次に、ステップ３において、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦを算出する。その具体的な処理内容については後述する。
【００４１】
次いで、ステップ４において、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣが、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦ以上であるか否かを判定する。この答がＮＯのときには、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されているＮＯｘ量がまだ少ないため、リッチスパイクを実行すべきでないとして、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ４の答がＹＥＳで、Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ≧Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦのときには、リッチスパイクを実行すべきとして、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨを「１」にセットし（ステップ５）、リッチスパイクを開始する。
【００４２】
次に、ステップ６において、還元剤量ＱＤＡを算出する。この還元剤量ＱＤＡは、理論空燃比を表す１４．７から第２実空燃比ＡＦ２ＡＣＴを減算した値に、排ガスの流量に相当する吸入空気量ＱＡを乗算することにより求められる。なお、吸入空気量ＱＡに代えて、排ガスの空間速度ＳＶを用いてもよい。
【００４３】
次いで、ステップ７において、上記ステップ６で求めた還元剤量ＱＤＡを、前回までの還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡに加算することによって、今回までの還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡを算出する。この還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡは、リッチスパイクの実行により、ＮＯｘ触媒１７に実際に供給された還元剤の総量に相当する。
【００４４】
次に、ステップ８において、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣに応じ、ＡＦＣＭＤテーブルを検索することによって、目標空燃比ＡＦＣＭＤを求めた後、本処理を終了する。図６に示すように、このＡＦＣＭＤテーブルでは、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが、第１所定温度Ｔ１（例えば２００℃）以下のとき、および第１所定温度Ｔ１よりも大きな第２所定温度Ｔ２（例えば４００℃）以上のときには、目標空燃比ＡＦＣＭＤは、理論空燃比に相当する値１４．７よりも若干小さな弱リッチの第１空燃比ＡＦ１（例えば１４．３）に設定されている。これは、上記の温度範囲では、ＮＯｘ触媒１７が十分な活性状態にないと推定されることから、主として三元触媒１６による還元制御を行うためである。
【００４５】
一方、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが第１および第２所定温度Ｔ１，Ｔ２の間にあるときには、ＮＯｘ触媒１７が十分な活性状態にあると推定されるので、ＮＯｘ触媒１７による還元制御を行うために、目標空燃比ＡＦＣＭＤは、よりリッチな第２空燃比ＡＦ２（例えば１４．０）に設定されている。
【００４６】
一方、前記ステップ１の答がＹＥＳで、リッチスパイクの実行中のときには、還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡが、還元剤量判定値Ｓ＿ＱＤＡＲＥＦよりも大きいか否かを判定する（ステップ９）。この還元剤量判定値Ｓ＿ＱＤＡＲＥＦは、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されたＮＯｘを還元するのに必要な還元剤量に相当するものであり、前記ステップ３において算出されたＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦに応じて設定される。
【００４７】
この答がＮＯで、Ｓ＿ＱＤＡ≦Ｓ＿ＱＤＡＲＥＦのときには、必要量の還元剤がＮＯｘ触媒１７にまだ供給されておらず、ＮＯｘの還元が完了していないとして、前記ステップ６以降を実行し、リッチスパイクを継続するとともに、還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡを算出し、本処理を終了する。
【００４８】
一方、ステップ９の答がＹＥＳで、Ｓ＿ＱＤＡ＞Ｓ＿ＱＤＡＲＥＦのときには、必要量の還元剤がＮＯｘ触媒１７に供給され、ＮＯｘの還元が完了したとして、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨを「０」にリセットし（ステップ１０）、リッチスパイクを終了する。次に、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ、後述するＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣ、および還元剤量積算値Ｓ＿ＱＤＡを、それぞれ値０にリセットし（ステップ１１〜１３）、本処理を終了する。
【００４９】
図７は、図３のステップ２で実行されるＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣの算出処理を示している。本処理では、まず、ステップ５１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、ＮＯｘ排出量ＱＮＯｘを求める。このＮＯｘ排出量ＱＮＯｘは、今回のサイクルにおいて、燃焼室３ｃから排出された排ガス中のＮＯｘ量に相当するものである。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって求められる。
【００５０】
次いで、排ガスの空間速度ＳＶを算出する（ステップ５２）。この空間速度ＳＶは、エンジン回転数ＮＥおよび吸入空気量ＱＡに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。
【００５１】
次に、三元触媒温度ＴＴＷＣおよび空間速度ＳＶに応じ、図８に示すマップを検索することによって、ＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣの基本値ＰＴＷＣ＿ＢＳを算出する（ステップ５３）。このＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣは、三元触媒１６に流入したＮＯｘ量のうち、三元触媒１６によって還元されるＮＯｘ量の割合（％）を表す。
【００５２】
このマップでは、基本値ＰＴＷＣ＿ＢＳは、三元触媒温度ＴＴＷＣが所定温度ＴＴＷＣ１のときに最大値に設定されており、所定温度ＴＴＷＣ１から離れるほど、より小さな値に設定されている。また、三元触媒温度ＴＴＷＣが同じ場合、基本値ＰＴＷＣ＿ＢＳは、空間速度ＳＶが大きいほど（ＳＶ１＜ＳＶ２＜ＳＶ３）、より小さな値に設定されている。
【００５３】
次いで、ＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣに応じ、図９に示すテーブルを検索することによって、補正係数ＫＴＷＣを算出する（ステップ５４）。このＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣは、三元触媒１６に吸蔵されている総ＮＯｘ量に相当するものであり、後述するステップ５８において算出される。三元触媒によるＮＯｘの浄化性能は、ＮＯｘの吸蔵量が大きいほど低下するという特性があるため、このマップでは、補正係数ＫＴＷＣは、ＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣが大きいほど、より小さな値に設定されている。
【００５４】
次に、前記ステップ５３で算出した基本値ＰＴＷＣ＿ＢＳと、補正係数ＫＴＷＣを用いて、次式（１）により、ＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣを算出する（ステップ５５）。
ＰＴＷＣ  ＝  ＰＴＷＣ＿ＢＳ×ＫＴＷＣ                            ……（１）
【００５５】
次いで、算出したＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣを用いて、次式（２）により、ＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴを算出する（ステップ５６）。
ＱＮＯｘＡＣＴ  ＝  ＱＮＯｘ×（１−ＰＴＷＣ／１００）            ……（２）
このＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴは、三元触媒１６において吸蔵または還元されずに、三元触媒１６を通り抜け、ＮＯｘ触媒１７に流入するＮＯｘ量に相当する。
【００５６】
次に、次式（３）により、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＡＤＳＴＷＣを算出する（ステップ５７）。
ＮＯｘＡＤＳＴＷＣ  ＝  ＱＮＯｘ×ＰＴＷＣ／１００                ……（３）
ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＡＤＳＴＷＣは、三元触媒１６におけるＮＯｘの吸蔵などにより、ＮＯｘ触媒１７に到達しないＮＯｘ量に相当する。具体的には、このＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＡＤＳＴＷＣには、酸化雰囲気下において還元剤によって還元されるＮＯｘ量や、三元触媒１６が有するＮＯｘの吸蔵能力により三元触媒１６に吸蔵されるＮＯｘ量が含まれる。
【００５７】
次いで、次式（４）により、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯｘＡＤＳＴＷＣを、前回までのＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣに加算することによって、今回までのＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣを算出する（ステップ５８）。
Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣ  ＝  Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣ＋ＮＯｘＡＤＳＴＷＣ    ……（４）
【００５８】
次に、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣに応じ、図１０に示すマップを検索することによって、ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣの基本値ＰＬＮＣ＿ＢＳを算出する（ステップ５９）。このＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣは、ＮＯｘ触媒１７に流入するＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴのうち、ＮＯｘ触媒１７に実際に捕捉されるＮＯｘ量の割合（％）を表す。
【００５９】
このマップでは、基本値ＰＬＮＣ＿ＢＳは、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが第３所定温度Ｔ３以上の領域では、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが高いほど、より小さな値に設定されており、第３所定温度Ｔ３未満の領域では、ほぼ一定の値に設定されている。これは、ＮＯｘ触媒の温度に応じて変化するＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉度合の特性を反映したものである。
【００６０】
また、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが同じ場合、基本値ＰＬＮＣ＿ＢＳは、空間速度ＳＶが大きいほど（ＳＶ４＜ＳＶ５＜ＳＶ６）、より小さな値に設定されている。これは、排ガスの空間速度に応じて変化するＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉度合の特性を反映したものである。
【００６１】
次いで、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに応じ、図１１に示すテーブルを検索することによって、補正係数ＫＬＮＣを算出する（ステップ６０）。このＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣは、ＮＯｘ触媒１７に捕捉されている総ＮＯｘ量に相当するものであり、後述するステップ６３において算出される。ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの捕捉能力は、ＮＯｘ捕捉量が大きいほど低下するという特性があるため、このテーブルでは、補正係数ＫＬＮＣは、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣが大きいほど、より小さな値に設定されている。
【００６２】
次に、前記ステップ５９で算出した基本値ＰＬＮＣ＿ＢＳと、補正係数ＫＬＮＣを用いて、次式（５）により、ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを算出する（ステップ６１）。
ＰＬＮＣ  ＝  ＰＬＮＣ＿ＢＳ×ＫＬＮＣ                            ……（５）
【００６３】
次いで、前記ステップ５６で算出したＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴと、ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを用いて、次式（６）により、ＮＯｘ捕捉量ＱＮＯｘＬＮＣを算出する（ステップ６２）。
ＱＮＯｘＬＮＣ  ＝  ＱＮＯｘＡＣＴ×ＰＬＮＣ／１００              ……（６）
このＮＯｘ捕捉量ＱＮＯｘＬＮＣは、今回のサイクルにおいて、ＮＯｘ触媒１７に実際に捕捉されたＮＯｘ量に相当する。
【００６４】
次に、次式（７）により、ＮＯｘ捕捉量ＱＮＯｘＬＮＣを、前回までのＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに加算することにより、今回までのＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを算出し（ステップ６３）、本処理を終了する。
Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ  ＝  Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ＋ＱＮＯｘＬＮＣ        ……（７）
【００６５】
以上のように算出されたＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣは、図３のステップ４において、ＮＯｘ捕捉量判定値ＱＮＯｘＲＥＦと比較され、これを超えたときに、リッチスパイクが開始される。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン３から排出されたＮＯｘ排出量ＱＮＯｘを、三元触媒１６によるＮＯｘの浄化性能を表すＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣに応じて補正することにより、ＮＯｘ触媒１７へのＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴを算出する。また、ＮＯｘ触媒１７のＮＯｘの捕捉度合を表すＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを算出し、算出したＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣと、ＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴから、ＮＯｘ触媒１７におけるＮＯｘ捕捉量を表すＮＯｘ補足量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを算出する。
【００６７】
したがって、三元触媒１６によるＮＯｘの浄化性能と、ＮＯｘ触媒１７によるＮＯｘの捕捉度合とを反映させながら、ＮＯｘ補足量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを精度良く算出することができる。それにより、ＮＯｘ補足量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣと、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦとの比較結果に基づき、リッチスパイクを適切なタイミングで実行することができる。その結果、ＮＯｘ触媒１７に還元剤を過不足なく供給でき、それにより、ＮＯｘの還元不足やＨＣおよびＣＯの過多が生じることなく、排ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００６８】
また、三元触媒１６に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣと、三元触媒温度ＴＴＷＣおよび排ガスの空間速度ＳＶとに応じて、三元触媒１６のＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣを算出するので、これらのパラメータに応じた特性を反映させながら、ＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣを精度良く算出でき、それにより、ＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴを精度良く算出することができる。
【００６９】
また、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣ、排ガスの空間速度ＳＶおよびＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに応じて、ＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを算出するので、これらのパラメータに応じた特性を反映させながら、ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを精度良く算出することができる。したがって、以上のように算出したＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣおよびＮＯｘ流入量ＱＮＯｘＡＣＴに応じて、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣを精度良く算出することができる。
【００７０】
図４は、図３のステップ３で実行されるＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦの算出処理を示している。本処理では、ＮＯｘスリップ（ＮＯｘの還元制御中に、ＮＯｘ触媒に捕捉されたＮＯｘの一部が、還元されることなくＮＯｘ触媒から脱離する現象）に影響を及ぼすパラメータとその特性を加味して、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦが算出される。
【００７１】
まず、ステップ２０において、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに応じて、テーブル（図示せず）を検索することにより、第１係数Ｋ１を求める。このテーブルでは、第１係数Ｋ１は、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣに応じたＮＯｘスリップ量の特性に基づき、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００７２】
次いで、ステップ２１において、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣに応じて、テーブル（図示せず）を検索することにより、第２係数Ｋ２を求める。このテーブルでは、第２係数Ｋ２は、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣに応じたＮＯｘスリップ量の特性に基づき、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣが高いほどより小さな値に設定されている。
【００７３】
次に、ステップ２２において、排ガスの空間速度ＳＶに応じて、テーブル（図示せず）を検索することにより、第３係数Ｋ３を求める。このデーブルでは、第３係数Ｋ３は、空間速度ＳＶに応じたＮＯｘスリップ量の特性に基づき、空間速度ＳＶが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００７４】
次いで、ステップ２３において、前記ステップ２０〜２２で求めた第１〜第３係数Ｋ１〜Ｋ３を互いに乗算することにより、スリップ係数ＫＳＬＩＰを算出する。続くステップ２４において、スリップ係数ＫＳＬＩＰに応じて、図５に示すＳ＿ＱＮＯｘＲＥＦテーブルを検索することにより、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦを求め、本処理を終了する。
【００７５】
このＳ＿ＱＮＯｘＲＥＦテーブルでは、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦは、スリップ係数ＫＳＬＩＰが、第１所定値ＫＳ１以下のときには第１判定値ＳＱ１に、第２所定値ＫＳ２以上のときには第１判定値ＳＱ１よりも小さな第２判定値ＳＱ２に、それぞれ設定されている。また、スリップ係数ＫＳＬＩＰが第１および第２所定値ＫＳ１，ＫＳ２の間にあるときには、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦは、第１および第２判定値Ｑ１，Ｑ２の間でリニアに変化するように設定されている。
【００７６】
以上のように、ＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦは、基本的に、スリップ係数ＫＳＬＩＰが大きいほど、すなわち、推定されたＮＯｘスリップ量が大きいほど、小さな値に設定される。そして、そのように設定したＮＯｘ捕捉量判定値Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦが、図３のステップ４において、ＮＯｘ捕捉量積算値Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣと比較される結果、リッチスパイクの実行タイミングが、予測されるＮＯｘスリップ量が大きいほど早められる。その結果、リッチスパイクの実行タイミングを、ＮＯｘスリップ量が低減される適切なタイミングに設定でき、排ガス特性を向上させることができる。
【００７７】
図１２は、燃料噴射量の制御処理を示している。本処理では、図３の処理で判定されたリッチスパイクの実行条件の成否に応じて、インジェクタ６の燃料噴射量ＴＯＵＴを制御する。まず、ステップ７１において、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する。
【００７８】
この答がＮＯで、リッチスパイクの実行条件が成立していないときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて、マップ（図示せず）を検索することにより、通常運転時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＮを算出する（ステップ７２）とともに、算出した通常運転時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＮを、燃料噴射量ＴＯＵＴとして設定し（ステップ７３）、本処理を終了する。
【００７９】
一方、前記ステップ７１の答がＹＥＳで、リッチスパイクの実行条件が成立しているときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて、マップ（図示せず）を検索することにより、リッチスパイク時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＲＩＣＨを求める（ステップ７４）。このリッチスパイク時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＲＩＣＨは、通常時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＮよりも大きな値に設定されている。
【００８０】
次に、ステップ７５において、ステップ７４で求めたリッチスパイク時用の燃料噴射量ＴＯＵＴＲＩＣＨを、燃料噴射量ＴＯＵＴとして設定し、本処理を終了する。
【００８１】
図１３は、吸入空気量の制御処理を示している。本処理では、リッチスパイクの実行条件の成否に応じて、スロットル弁開度ＴＨを制御することによって、吸入空気量ＱＡを制御する。まず、ステップ８１において、リッチスパイクフラグＦ＿ＲＩＣＨが「１」であるか否かを判別する。
【００８２】
この答がＮＯで、リッチスパイクの実行条件が成立していないときには、目標スロットル弁開度ＴＨＣＭＤを全開開度ＴＨＷＯＴに設定し（ステップ８２）、本処理を終了する。
【００８３】
一方、前記ステップ８１の答がＹＥＳで、リッチスパイクの実行条件が成立しているときには、図３のステップ８で求めた目標空燃比ＡＦＣＭＤと第１実空燃比ＡＦ１ＡＣＴとの偏差に応じて、リッチスパイク時用のスロットル弁開度ＴＨを決定し（ステップ８３）、本処理を終了する。
【００８４】
以上のように、リッチスパイクは、通常運転時よりも、燃料噴射量ＴＯＵＴを増大させるとともに、スロットル弁１２の制御により吸入空気量ＱＡを減少させることによって、行われる。なお、吸入空気量ＱＡの制御を、上記のようなスロットル弁１２の制御に代えて、または、それとともに過給装置７、スワール装置１２やＥＧＲ装置１４を制御することによって行ってもよい。
【００８５】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＮＯｘの浄化機能を有する触媒として、三元触媒１６を用いているが、これに限定されることなく、他の触媒を用いてもよい。例えば、酸化雰囲気下において排ガス中のＮＯｘを吸蔵する機能、または還元する機能や、還元雰囲気下において還元剤を吸蔵するとともに酸化雰囲気下において放出する機能を有する触媒を用いてもよい。
【００８６】
また、実施形態では、三元触媒１６のＮＯｘ浄化率ＰＴＷＣを、三元触媒温度ＴＴＷＣおよび排ガスの空間速度ＳＶの双方に応じて算出しているが、これに限定されることなく、いずれか一方に応じて算出してもよい、また、このことは、ＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣについても同様であり、ＮＯｘ捕捉率ＰＬＮＣを、ＮＯｘ触媒温度ＴＬＮＣおよび空間速度ＳＶの一方に応じて算出してもよい。
【００８７】
また、実施形態では、リッチスパイク時における還元剤の供給を、インジェクタ６により燃料噴射量を増量することにより行っているが、例えば、排気管５の排気ポートにもインジェクタを設け、排ガス中に還元剤を直接、供給してもよい。さらに、本発明は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに限らず、リーンバーンエンジンなどのガソリンエンジンにも適用することができる。また、本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の排ガス浄化装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】排ガス浄化装置の一部を示す図である。
【図３】リッチスパイクの実行判定処理を示すフローチャートである。
【図４】Ｓ＿ＱＮＯｘＲＥＦ算出処理を示すフローチャートである。
【図５】図４の処理で用いられるＳ＿ＱＮＯｘＲＥＦテーブルの一例を示す図である。
【図６】図３の処理で用いられるＡＦＣＭＤテーブルの一例を示す図である。
【図７】Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ算出処理を示すフローチャートである。
【図８】図５の処理で用いられるＰＴＷＣ＿ＢＳマップの一例を示す図である。
【図９】図５の処理で用いられるＫＴＷＣテーブルの一例を示す図である。
【図１０】図５の処理で用いられるＰＬＮＣ＿ＢＳマップの一例を示す図である。
【図１１】図５の処理で用いられるＫＬＮＣテーブルの一例を示す図である。
【図１２】燃料噴射量制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】吸入空気量制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１  排ガス浄化装置
２  ＥＣＵ（ＮＯｘ排出量推定手段、浄化性能パラメータ算出手段、
ＮＯｘ排出量補正手段、ＮＯｘ捕捉量算出手段、
ＮＯｘ還元制御手段、ＮＯｘ吸蔵量算出手段、空間速度検出手段、              ＮＯｘ捕捉度合算出手段）
３  エンジン
５  排気管（排気系）
６  インジェクタ（ＮＯｘ還元制御手段）
１２  吸気弁（ＮＯｘ還元制御手段）
１６  三元触媒（触媒）
１７  ＮＯｘ触媒      
ＱＮＯｘ  ＮＯｘ排出量
ＰＴＷＣ  ＮＯｘ浄化率（浄化性能パラメータ）
ＱＮＯｘＡＣＴ  ＮＯｘ流入量（補正されたＮＯｘ排出量）
Ｓ＿ＱＮＯｘＬＮＣ  ＮＯｘ捕捉量積算値（ＮＯｘ捕捉量）
Ｓ＿ＱＮＯｘＴＷＣ  ＮＯｘ吸蔵量積算値（ＮＯｘ吸蔵量）
ＴＴＷＣ  三元触媒温度（触媒温度）
ＳＶ  排ガスの空間速度
ＰＬＮＣ  ＮＯｘ捕捉率（ＮＯｘ捕捉度合）
ＴＬＮＣ  ＮＯｘ触媒温度
【図１】
2008128214.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008128214.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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