(57)【要約】【課題】本発明は、排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘの吸蔵量推定方法に関し、高い精度でＮＯｘ吸蔵量を推定できるようにする。【解決手段】エンジンの排気通路２に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒１のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、ＮＯｘ吸蔵触媒１のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いてＮＯｘ吸蔵量を推定するとともに、多項式の係数を実測されたＮＯｘ浄化率に基づいて逐次補正するように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、
該ＮＯｘ吸蔵量を、該ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、
該多項式の各係数を、実測されたＮＯｘ浄化率に基づいて逐次補正する
ことを特徴とする、ＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
【請求項２】
該ＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘ放出量を、下式により算出する
ことを特徴とする、請求項１記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
ＮＯｘ放出量＝∫（触媒入口還元剤濃度×還元剤利用率−０．５×触媒入口酸素濃度）×排ガス流量
【請求項３】
該還元剤利用率を該ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ放出特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、
該多項式の係数を還元剤の濃度に基づいて逐次補正する
ことを特徴とする、請求項２記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
【請求項４】
該エンジンが、排気空燃比がリーンとなるリーン運転と、該排気空燃比がリッチとなるリッチ運転とを切り替え可能に構成され、
該リッチ運転中は該多項式の係数を保持するとともに、リーン運転開始時に該保持された係数を用いて得られるＮＯｘ浄化率と、該実測されたＮＯｘ浄化率との差がしきい値以上であると該ＮＯｘ吸蔵量を補正する
ことを特徴とする、請求項１記載のＮＯｘ吸蔵量の推定方法。
【請求項５】
該各係数の所定期間における平均値が所定の範囲を逸脱すると、該触媒が異常であると判定する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載のＮＯｘ吸蔵量推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に設けられたＮＯｘ吸蔵型還元触媒に吸蔵されたＮＯｘの吸蔵量推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディーゼルエンジンでは、その構造上の特性から排ガス中の酸素が多く酸化雰囲気となる（つまり、排気空燃比がリーンとなる）。また、ガソリンエンジンであっても希薄燃焼可能なものであれば、希薄燃焼時にはやはり排気空燃比がリーンとなる。そこで、このような酸化雰囲気でもＮＯｘを浄化できるよう、従来よりリーンＮＯｘ触媒が開発されている。
【０００３】
このようなリーンＮＯｘ触媒としては、ＮＯｘ吸蔵型還元触媒（以下、ＮＯｘ吸蔵触媒、又は単に触媒という）がある。ＮＯｘ吸蔵触媒では、酸化雰囲気では排気中のＮＯｘが吸蔵され、低酸素濃度下においてＣＯが存在すると吸蔵されたＮＯｘが放出されるようになっており、ＮＯｘ吸蔵触媒から放出されたＮＯｘの殆どが、エンジンから排出された未燃ＨＣ，ＣＯ等の還元剤により無害なＮ２  へと還元されてから大気へと排出される。
【０００４】
そして、ＮＯｘ吸蔵触媒が装備された車両では一般的にいわゆるリッチスパイク制御が行なわれる。つまり、リーンな空燃比での運転が続くとＮＯｘ吸蔵触媒はこれ以上ＮＯｘを吸蔵できない飽和状態となるため、タイミングを見計らって空燃比を一時的に強制的にリッチにする（リッチスパイク制御を行なう）ことで排気中の酸素濃度を低下させるとともに、還元剤を供給することでＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させ、これにより、ＮＯｘを吸蔵しうる状態にＮＯｘ吸蔵触媒を再生するのである。
【０００５】
ところで、上述のようなリッチスパイク制御を行なうには、ＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を正確に推定（又は検出）する必要があり、このようなＮＯｘ吸蔵量の推定手法としては、例えば下記のような技術が知られている。
▲１▼第１の従来技術：ＮＯｘセンサを用いたＮＯｘ吸蔵量推定手法
この第１の従来技術では、図６に示すように、触媒１０１の上流と下流とにそれぞれＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘセンサ１０２，１０３を設けるとともに、排気通路中に排ガス流量を検出するエアフローセンサ（図示省略）を設ける。
【０００６】
そして、ＥＣＵ１０４では、ＮＯｘセンサ１０２，１０３からの情報及びエアフローセンサからの情報に基づいて、下式により、ＮＯｘ吸蔵量を推定する。
ＮＯｘ吸蔵量＝∫排ガス流量×（触媒上流ＮＯｘ濃度−触媒下流ＮＯｘ濃度）
▲２▼第２の従来技術：数学的モデルによる推定手法（例えば、特許文献１）
この第２の従来技術では、吸蔵反応，酸化還元反応及び離脱反応等の触媒の化学現象及び物理現象に基づく数学的な触媒モデルを設け、この触媒モデル式によりＮＯｘ吸蔵量を推定する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−７２２３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の従来技術においては、リーン運転中はＮＯｘ吸蔵量を算出することは可能だが、リッチ運転中のＮＯｘ放出量（吸蔵量の減少量）はＮＯｘセンサでは検出することができない。このためリッチ運転時間が不十分だった場合には、触媒に残留したＮＯｘが累積してＮＯｘ吸蔵量の演算誤差が生じるという課題がある。また、触媒の上流と下流とにそれぞれＮＯｘセンサが必要であり、コスト増を招くという課題がある。
【０００９】
また、第２の従来技術では、少なくとも触媒下流に１つのＮＯｘセンサを設けるだけでＮＯｘ吸蔵量を推定可能であるが、この技術は三元触媒の空燃比制御に適用することを主眼としているため、モデル構造がＮＯｘ吸蔵触媒とは異なり、ＮＯｘ吸蔵触媒への応用が困難であるという課題がある。また、その他の触媒モデルによりＮＯｘ吸蔵量を推定する場合においても触媒種毎に特性値が異なるためモデル式を変更する必要があり、加えて触媒の劣化などに対応するためには、より詳細なモデル化を必要とするという課題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、触媒のモデルに常に最新の状態を反映させて高い精度でＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定できるようにした、ＮＯｘ吸蔵量の推定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のＮＯｘ吸蔵量の推定方法は、エンジンの排気通路に介装されたＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定する方法であって、該ＮＯｘ吸蔵量を、該ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、該各多項式の係数を、実測されたＮＯｘ浄化率に基づいて逐次補正することを特徴としている。
【００１２】
また、該ＮＯｘ吸蔵触媒におけるＮＯｘ放出量を下式により算出してもよい。ＮＯｘ放出量＝∫（触媒入口還元剤濃度×還元剤利用率
−０．５×触媒入口酸素濃度）×排ガス流量
なお、好ましくは、該還元剤利用率をＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ放出特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、該多項式の係数を還元剤の濃度に基づいて逐次補正する。
【００１３】
また、好ましくは、該エンジンが、排気空燃比がリーンとなるリーン運転と、該排気空燃比がリッチとなるリッチ運転とを切り替え可能に構成され、該リッチ運転中は該多項式の係数を保持するとともに、リーン運転開始時に該保持された係数を用いて得られるＮＯｘ浄化率と該実測されたＮＯｘ浄化率との差がしきい値以上であると該ＮＯｘ吸蔵量を補正する。
【００１４】
さらには、該各係数の平均値がいずれか一つでもそれぞれ設定された所定の範囲を逸脱すると、該触媒が異常であると判定するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明すると、図１は本発明が適用される車両の排気系の全体構成を示す模式図である。
図示するように、排気通路２にはＮＯｘ吸蔵触媒１が介装されており、このＮＯｘ吸蔵触媒１の下流側には触媒出口のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ３が設けられている。
【００１６】
また、図示はしないが、排気通路２には、Ｏ２  センサ，温度センサ及びエアフローセンサ（ＡＦＳ）等が接続されており、これらのセンサにより排気通路２内の酸素濃度，排ガス温度及び排ガス流量がそれぞれ検出されるようになっている。
また、各センサ３は制御手段としてのＥＣＵ４に接続されている。ここで、ＥＣＵ４は入出力装置，記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性ＲＡＭ等），演算装置（ＣＰＵ），タイマカウンタ等を備えて構成されており、このＥＣＵ４により、ＮＯｘ吸蔵触媒１におけるＮＯｘ吸蔵量の推定が行なわれるようになっている。
【００１７】
また、ＥＣＵ４には、種々のマップが設けられており、例えばアクセル開度やエンジン回転数をパラメータとして触媒入口のＮＯｘ，ＣＯ，ＨＣの各濃度（以下、それぞれ触媒入口［ＮＯｘ］，触媒入口［ＣＯ］，触媒入口［ＨＣ］で表す）がマップから読み出されるようになっている。なお、本実施形態では、これらの値をマップから求めているが、排気通路２に種々のセンサを設け、これらの値をセンサから直接検出してもよい。
【００１８】
ところで、上述した従来技術２ではＮＯｘ吸蔵触媒の特性そのものを数式モデルで記述してＮＯｘ吸蔵量を求めていたのに対して、本発明では、ＮＯｘ吸蔵量を４次元の線形多項式を用いて算出するようになっている。
すなわち、ＥＣＵ４には下式（１）に示すような多項式が記憶されており、この多項式に基づいてＮＯｘ浄化率及びＮＯｘ吸蔵触媒１におけＮＯｘ吸蔵割合が算出されるようになっている。
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なお、式（１）において、ｒはＮＯｘ浄化率、ｘはＮＯｘ吸蔵割合、ｙは排ガス温度、ｚはＳＶ値（又は排ガス流速）、ｋ０  ，ｋ１  ，ｋ２  ，・・・は係数である。
【００１９】
ここで、ＮＯｘ吸蔵触媒１のＮＯｘ吸蔵特性は、実験等により予め知ることができ、多項式で近似することができる。例えば、パラメータが３つ（３次元）であれば、触媒の特性は図２に示すような曲面で表すことができ、これを多項式で表すことができるのである。もちろん、式（１）は４次元であるので図２に示すような曲面とはならないが、考え方は３次元の場合と同様である。
【００２０】
また、各係数ｋｉ  （ｉ＝１，２，・・・）は、予め実験等で求めた特性から適当な値が初期値として入力されている。
そして、エンジン運転中に、触媒下流のＮＯｘセンサ３の検出値に基づいて逐次各係数ｋｉ  を補正することにより常に、式（１）により、最新の触媒状態を表すことができるのである。
【００２１】
以下、ＮＯｘ推定の手法についてさらに詳しく説明する。まず、式（１）におけるＮＯｘ浄化率ｒは下式（２）でも求めることができる。
ｒ＝触媒出口ＮＯｘ濃度／触媒入口ＮＯｘ濃度・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、触媒出口ＮＯｘ濃度はＮＯｘセンサ３で検出された値であり、触媒入口ＮＯｘ濃度はマップから得られる値である。したがって、式（２）で得られるＮＯｘ浄化率ｒはセンサ値（実測値）ということができ、式（１）で得られるＮＯｘ浄化率ｒは推定値（計算値）ということができる。
【００２２】
また、式（１）の排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］は実測データ又はマップ値が適用される。これにより、式（１）における未知数はＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］のみとなり、これ以外の値は既知となる。したがって、式（１）を変形した下式（３）により、ＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を求めることができる。
ｘ＝〔ｒ−（ｋ０＋ｋ２ｙ＋ｋ３ｚ・・）〕／（ｋ１＋ｋ４ｙ＋・・）  ・・（３）
そして、この式（３）で求めたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を再び式（１）に戻して次回の計算周期での計算に用いるようになっている。つまり、式（１）では前回求めたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］と、今回の計算周期で新たに検出された［ｙ］及び［ｚ］とを用いて、浄化率ｒを計算するようになっているのである。
【００２３】
ここで、式（１）で算出される浄化率ｒは推定値であるが、各係数ｋｉ  が正確な値であれば、この浄化率ｒの推定値と式（２）で得られる実測値とが一致するはずである。
そこで、本発明では、浄化率ｒの推定値と実測値とを比較して、推定値と実測値との間に差があれば、推定値が実測値となるように各係数ｋｉ  を最小二乗法を用いて逐次補正するようになっている。そして、このような計算を繰り返し行ない各係数ｋｉ  を逐次補正することで、式（１）の多項式を、ＮＯｘ吸蔵触媒１の状態を正確に反映した式に随時変更することができるのである。
【００２４】
つまり、ＮＯｘ吸蔵触媒１は使用状況や経年劣化等によりその特性が変化するものであるが、何度も係数ｋｉ  を繰り返し補正することにより、式（１）が正確に触媒１の状態を表す式となり、高い精度でＮＯｘ吸蔵量を推定することができるようになるのである。なお、式（３）で求めたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］は、初期はその計算周期における瞬間的なＮＯｘ吸蔵量であるが、この計算結果を繰り返し式（１）に戻して浄化率ｒを算出することで、触媒１に吸蔵されたＮＯｘの積算値を算出することができる。
【００２５】
このように、ＮＯｘを吸蔵するリーン運転時においては、触媒下流に設けられたＮＯｘセンサ３から触媒出口［ＮＯｘ］を取り込むとともに、式（２）による推定値とを比較し、その都度、最小二乗法により係数ｋｉ  を補正することで正確なＮＯｘ吸蔵量を得ることができる。
ところで、リッチ運転中はＮＯｘが放出されるため、正確なＮＯｘ放出量を検出又は推定できないと、次回のリーン運転時におけるＮＯｘ吸蔵量の初期値を正確に算出できなくなる。
【００２６】
そこで、リッチ運転中はｋｉ  を保持するとともに、下式（４），（５）によりＮＯｘ放出量を算出し、リッチ運転時開始直前のＮＯｘ吸蔵量から式（４），（５）により算出されたＮＯｘ放出量を差し引いてリッチ運転中のＮＯｘ吸蔵量を演算するようになっている。
ＮＯｘ放出量＝∫（触媒入口還元剤濃度×還元剤利用率［ｒ′］−０．５×触媒入口［Ｏ２］）×排ガス流量・・・・・（４）
還元剤利用率［ｒ′］＝ｆ（ｙ，ｚ）                  ・・・・・・・（５）
ここで、ＥＣＵ１には、図３に示すような還元剤利用率設定マップが設けられている。このマップには、排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］に基づく還元剤利用率の特性が記憶されており、これらのパラメータ［ｙ］，［ｚ］に基づいて還元剤利用率が設定されるようになっている。
【００２７】
また、触媒入口還元剤濃度（触媒入口［ＣＯ］，触媒入口［ＨＣ］）は、上述したようにアクセル開度やエンジン回転数をパラメータとしてマップから求めることができ、他のパラメータも同様にマップ値又は検出値として得ることができる。
したがって、リーン運転からリッチ運転に切り替えられると、ＥＣＵ４ではリーン運転終了時の各係数ｋｉ  を保持するとともにＮＯｘ吸蔵量を記憶しておき、再びリッチ運転からリーン運転に切り替えられると、上記ＮＯｘ吸蔵量からリッチ運転終了時のＮＯｘ放出量を引き算することによりＮＯｘの残存量が算出される。
【００２８】
また、ＥＣＵ４では、リーン運転開始時のＮＯｘ浄化率ｒの実測値と推定値との差がしきい値以上であると、ＮＯｘ吸蔵量を補正するようになっている。つまり、リッチ運転からリーン運転への切り替え直後において、式（１）で推定されるＮＯｘ浄化率と式（２）で得られるＮＯｘ浄化率との差が所定値以上であると、リーン運転開始時に算出されたＮＯｘ残存量（＝前回のリーン運転終了時のＮＯｘ吸蔵量−リッチ運転終了時のＮＯｘ放出量）が正確ではないと判断して、このＮＯｘ残存量［ｘ］（つまり、リーン運転開始時のＮＯｘ吸蔵量）を、式（３）に基づいて補正するようになっている。
【００２９】
さらに、ＥＣＵ４は突発的な触媒１の異常等により係数ｋｉ  が正常ではない値になると、これを検出してドライバに知らせる機能も有している。具体的には、各係数ｋｉ  について、所定の連続した計算周期における移動平均を常時算出し、この移動平均の値が各係数毎に設定された所定の範囲から逸脱すると、触媒１が劣化又は破損した等の異常が生じたと判定するようになっている。なお、所定の範囲は、例えば各係数ｋｉ  の初期値に±α（αは一定値）を加算して設定されるようになっている。
【００３０】
また、ＥＣＵ４により触媒１の異常が判定されると、例えばインストルメントパネルの警告灯を点灯させるとともにリッチ運転が禁止されるようなっている。そして、このように触媒１の異常時にリッチ運転を禁止することにより、ＣＯを排出するような事態を未然に回避することができる。
本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法は、上述のように構成されているので、以下のようにしてＮＯｘ吸蔵量が推定される。
【００３１】
まず、リーン運転時において、式（２）から実ＮＯｘ浄化率ｒを算出するとともに、実測データ又はマップ値から排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］を求める。また、式（１）の多項式において、各係数ｋｉ  に実験等により求めた適当な値を初期値として入力する。そして、式（１）を変形した式（３）に各値を代入し、ＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を算出する。
【００３２】
次に、式（３）で得られたＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］と、新たに求めた排ガス温度［ｙ］及びＳＶ値［ｚ］とを式（１）に代入してＮＯｘ浄化率ｒ（推定値）を求める。そして、この推定ＮＯｘ浄化率ｒと、式（２）で新たに算出した実ＮＯｘ浄化率ｒとを比較し、推定ＮＯｘ浄化率が、実ＮＯｘ浄化率と一致するように各係数ｋｉ  を最小二乗法により補正する。
【００３３】
そして、このような計算を繰り返し実行し、各係数ｋｉ  を随時更新することで式（１）が正確に触媒１の状態を表す式となり、高い精度でＮＯｘ吸蔵量を推定することができるようになる。また、式（３）を用いて繰り返しＮＯｘ吸蔵割合［ｘ］を算出することにより、触媒１に吸蔵されたＮＯｘの積算値を算出することができる。
【００３４】
また、リッチ運転中はＮＯｘが放出されるので、このときには式（１）によるＮＯｘ吸蔵量の算出を中断して各係数ｋｉ  を記憶しておくとともに、上述した式（４），（５）によりＮＯｘ放出量を算出する。
そして、再びリッチ運転からリーン運転に切り替えられると、リーン運転終了時のＮＯｘ吸蔵量からリッチ運転終了時のＮＯｘ放出量を減じることにより、リーン運転開始時のＮＯｘ残存量が算出される。
【００３５】
また、リーン運転開始時のＮＯｘ浄化率ｒの実測値と推定値との差がしきい値以上であると、ＮＯｘ吸蔵量が補正される。ここで、ＮＯｘ吸蔵量の補正手法について図４のフローチャートに基づいて説明すると、まず、リーン運転時に多項式（１）の各係数ｋｉ  を逐次補正して各係数ｋｉ  を同定する（ステップＳ１）。
そして、リッチ運転が開始したと判定されると（ステップＳ２）、各係数ｋｉ  を保持しておき（ステップＳ３）、その後、リッチ運転が終了すると（ステップＳ４）、ＮＯｘ浄化率の実測値と推定値とを比較し、これらの差がしきい値以上であるかが判定される（ステップＳ５）。
【００３６】
ＮＯｘ浄化率の実測値と推定値との差がしきい値未満であれば、再びステップ１に戻ってリーン運転時の各係数ｋｉ  の更新を続行し、しきい値以上であればＮＯｘ吸蔵量を式（３）で算出される値に補正して（ステップＳ６）リターンする。
そして、このようにしてＮＯｘ吸蔵量を補正することにより、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度をさらに高めることができる。
【００３７】
一方、触媒１の劣化や異常が判定されると、インストルメントパネルの警告灯を点灯させて、ドライバに知らせるとともに、リッチ運転が禁止される。これを図５のフローチャートに基づいて説明すると、まず、多項式（１）の各係数ｋｉ  を逐次補正して各係数ｋｉ  を同定し（ステップＳ１１）、次に各係数ｋｉ  の一定期間の移動平均を算出する（ステップＳ１２）。
【００３８】
次に、算出された各係数ｋｉ  の移動平均がそれぞれ所定の範囲内か否かを判定し（ステップＳ１３）、各係数ｋｉ  の移動平均がいずれも所定の範囲内であれば、再びステップＳ２に戻り、各係数ｋｉ  の移動平均のうちいずれか一つでも所定の範囲外であると、触媒１に異常が生じたと判定して警報を行なう（ステップＳ１４）とともに、リッチ運転を禁止するのである（ステップＳ１５）。
以上詳述したように、本願発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法によれば、ＮＯｘ吸蔵量を、ＮＯｘ吸蔵触媒１のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、多項式の係数ｋｉ  を、実測されたＮＯｘ浄化率に基づいて逐次補正するので、常に最新の触媒状態をモデル化した多項式とすることができ、高い精度でＮＯｘ吸蔵量を推定することができるという利点がある。また、ＮＯｘ吸蔵量を正確に推定することでＮＯｘ吸蔵量に基づいた最適なリッチ運転制御を実行することができ、燃費を向上させることができる。
【００３９】
また、ＮＯｘ吸蔵触媒１を変更した場合でも、変更後の触媒１の特性に応じた各係数ｋｉ  に更新されるので、モデル式を変更する必要がないという利点がある。これに対して、従来のように数学的なモデル式を適用した場合には、各触媒の特性に応じて係数を特定する作業（合わせ込み）が必要となり多大な労力を要するという課題があるが、本願発明ではこのような合わせ込みを行なうことなく、正確にＮＯｘ吸蔵量を推定することができる。
【００４０】
ＮＯｘ放出量を還元剤利用率に基づいて算出するので、比較的高い精度でＮＯｘ放出量を推定することができる。
また、リッチ運転中は多項式の係数ｋｉ  を保持するとともに、リーン運転開始時に保持された係数を用いて推定されるＮＯｘ浄化率と、実測されたＮＯｘ浄化率との差がしきい値以上であるとＮＯｘ吸蔵量を補正するので、やはりＮＯｘ吸蔵量の推定精度を高めることができる。
【００４１】
各係数ｋｉ  の所定期間における平均値が所定の範囲を逸脱すると、触媒１が異常であると判定するので、高い精度で触媒１の異常を判定できる。また、このような異常判定時にはドライバに警報を発するので、速やかにドライバは触媒１の異常を認識でき、早期にドライバに触媒１の交換を促すことができる。また、このような触媒１の異常時にはリッチ運転が禁止されるのでＣＯがそのまま排出されるような事態を回避することができる。
【００４２】
なお、本発明のＮＯｘ吸蔵量の推定方法は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＮＯｘの放出量については、ＮＯｘ吸蔵量の推定手法と同様の手法により求めてもよい。
つまり、上述ではＮＯｘ放出量を計算する際に用いる還元剤利用率［ｒ′］を図３に示す還元剤利用率設定マップから求めているが、下式（６）に示すように、触媒入口還元剤濃度［ｘ′］，排ガス温度［ｙ］，ＳＶ値［ｚ］の多項式から求めてもよい。
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なお、ｍｉ  （ｉ＝１，２，・・・）は係数である。また、式（６）はＮＯｘ吸蔵触媒１のＮＯｘ放出特性を反映させた多項式であって、各係数ｍｉ  には、式（１）と同様に実験等から得られた適当な値が初期値として入力されている。
【００４３】
また、この場合には少なくとも排気通路２上に還元剤（具体的にはＣＯ）濃度を検出するセンサ（ＣＯセンサ）を設け、このＣＯセンサから得られる還元剤濃度［ｘ′］の実測値と、式（６）から得られる還元剤濃度［ｘ′］の推定値とから各係数ｍｉを逐次更新して還元剤利用率ｒ′を求め、この値を上述した式（４）に代入することでＮＯｘ放出量を求めることができる。
【００４４】
そして、このようにしてＮＯｘ放出量を求めることでＮＯｘ放出量の推定精度を高めることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のＮＯｘ吸蔵量の推定方法によれば、ＮＯｘ吸蔵量を、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、多項式の係数を、実測されたＮＯｘ浄化率に基づいて逐次補正するので、高い精度でＮＯｘ吸蔵量を推定することができるという利点がある。また、ＮＯｘ吸蔵量を正確に推定することでＮＯｘ吸蔵量に基づいた最適なリッチ運転制御を実行することができ、燃費を向上させることができる。また、ＮＯｘ吸蔵触媒を変更した場合でも、変更後の触媒の特性に応じた各係数に更新されるので、モデル式を変更する必要がないという利点がある（請求項１）。
また、ＮＯｘ放出量を還元剤利用率に基づいて算出するので、比較的高い精度でＮＯｘ放出量を推定することができる（請求項２）。
また、還元剤利用率を触媒のＮＯｘ放出特性を反映させた多項式を用いて推定するとともに、多項式の係数を還元剤の濃度に基づいて逐次補正するので、ＮＯｘ放出量の推定精度をさらに高めることができるという利点がある（請求項３）。
また、リッチ運転中は多項式の係数を保持するとともに、リーン運転開始時に推定ＮＯｘ浄化率と、実ＮＯｘ浄化率との差がしきい値以上であるとＮＯｘ吸蔵量を補正することにより、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度をさらに高めることができる（請求項４）。
また、多項式における各係数の所定期間の平均値が所定の範囲を逸脱すると、触媒が異常である判定するので、触媒の異常判定を高い精度で実行することができる利点がある（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明するための模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明するためのマップであって、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵時の特性を示すマップである。
【図３】本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明するためマップであって、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ放出時の特性を示すマップである。
【図４】本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態にかかるＮＯｘ吸蔵量の推定方法について説明するためのフローチャートである。
【図６】従来の技術について説明する図である。
【符号の説明】
１  ＮＯｘ吸蔵触媒（触媒）
２  排気通路
３  ＮＯｘセンサ（ＮＯｘ濃度検出手段）
４  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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