(57)【要約】【課題】ＨＣによるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する内燃機関の排気エミッションの悪化を抑制し燃料浪費を防止する。【解決手段】ＨＣ被毒のおそれがあると判定されている場合には（Ｓ３０８で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク処理（Ｓ３１６〜Ｓ３２２）の実行に先立って排気空燃比を理論空燃比（Ｓ３１０）とする。このことによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている厚いＨＣ層は酸化が進んで消失しＮＯｘを還元するための触媒活性を回復させることができる。この後に、リッチスパイク処理を実行すればＮＯｘは排気中のＨＣやＣＯにより確実に還元浄化される。このことにより課題が達成される。【選択図】　　　図５
2004011524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気空燃比がリーンの時に排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに排気空燃比がリッチの時に吸蔵されていたＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元型触媒を内燃機関の排気通路に備え、排気空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイク処理により前記ＮＯｘの還元を実行する内燃機関の排気浄化装置であって、
排気空燃比がリーンの時に前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあるか否かを判定する被毒判定手段と、
前記リッチスパイク処理の実行開始時に前記被毒判定手段にて被毒のおそれがあると判定されている場合には、予め排気空燃比を一時的に理論空燃比とした後に前記リッチスパイク処理を実行する空燃比制御手段と、
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】
請求項１において、前記被毒判定手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気の炭化水素濃度を求めて、排気空燃比がリーンの時に前記炭化水素濃度が高濃度判定値以上の場合に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあると判定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２において、前記被毒判定手段にて高濃度判定値以上の炭化水素濃度であると判定されている場合に、前記空燃比制御手段は、前記リッチスパイク処理におけるリッチ度合を低くすることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項３において、前記空燃比制御手段は、前記リッチスパイク処理におけるリッチ度合の低下は、内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記空燃比制御手段は、予め行う排気空燃比を理論空燃比とする期間の終了を、排気のガス量に応じて判断することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記空燃比制御手段は、予め行う排気空燃比を理論空燃比とする期間は、内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、前記排気通路において前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側には三元触媒を備えるとともに、前記被毒判定手段は、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報に基づいて、排気空燃比がリーンの時に前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあるか否かを判定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
請求項７において、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報とは、前記三元触媒に流入する排気の空燃比であることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
請求項７において、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報とは、前記三元触媒の床温であることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＮＯｘ吸蔵還元型触媒を内燃機関の排気通路に備えてリッチスパイク処理によりＮＯｘの還元を実行する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化システムとして、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いたシステムが知られている（特開２０００−１６１１０５）。ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、成層燃焼あるいはリーン燃焼といった理論空燃比よりも低燃料濃度の燃焼中は、排気空燃比はリーン状態であるので、ＨＣ（炭化水素）やＣＯの酸化は可能であるがＮＯｘの還元ができないため排気中のＮＯｘを吸蔵して外部に排出しないようにしている。そして理論空燃比よりも高燃料濃度の燃焼により排気空燃比がリッチ状態となるとＮＯｘの還元が可能となることから、吸蔵しているＮＯｘを放出して白金系触媒によりＮＯｘを排気中のＨＣやＣＯにて還元浄化している。
【０００３】
このようなＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いた排気浄化システムでは、上述したごとく成層燃焼あるいはリーン燃焼により排気空燃比をリーンとしている際に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が増加して所定量に到達すると、リッチスパイク処理を実行して高濃度の燃料を内燃機関に供給している。このリッチスパイク処理により、排気中には大量のＨＣやＣＯ等の未燃ガスが排出され、これらの未燃ガスが還元剤としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒に作用することにより、前述したごとく吸蔵されているＮＯｘが迅速に還元されて消滅する。したがって再度ＮＯｘ吸蔵還元型触媒はＮＯｘを吸蔵することが可能となる。
【０００４】
そして、上述した開示技術では、空燃比を高燃料濃度にするリッチスパイク処理時には、空燃比の大きな変化を抑制することで失火を防止し、アイドル時のような低回転低負荷時においても安定した機関運転ができるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアイドル時のような低回転低負荷時での成層燃焼あるいはリーン燃焼においては、排気中に大量のＨＣが含まれる状態が生じ、このことによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒がＨＣにより被毒されることがある。
【０００６】
すなわち、白金系触媒の表面に高濃度のＨＣが接触することでＨＣ層が形成し始めると、排気中の酸素によりＨＣを酸化する触媒反応速度が低下して更にＨＣの蓄積を生じてＨＣ層が厚くなるという悪循環が発生すると考えられる。そして、このことにより理論空燃比よりも低燃料濃度の燃焼によって排気中に大量に酸素が存在していても、一旦厚いＨＣ層が形成されると酸化によるＨＣの除去が進まず、厚いＨＣ層が維持されると考えられる。
【０００７】
このように白金系触媒の表面がＨＣ層により厚く覆われた状態では、リッチスパイク処理を実行しても、リッチ雰囲気により放出されたＮＯｘが、厚いＨＣ層により白金系触媒に接触するのが阻止されて、十分に還元浄化できない事態を招く。このことにより、排気エミッションを悪化させるおそれがあり、リッチスパイクのための燃料も浪費することになる。
【０００８】
本発明はＨＣによるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する内燃機関の排気エミッションの悪化を抑制し燃料浪費を防止することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気空燃比がリーンの時に排気中のＮＯｘを吸蔵するとともに排気空燃比がリッチの時に吸蔵されていたＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元型触媒を内燃機関の排気通路に備え、排気空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイク処理により前記ＮＯｘの還元を実行する内燃機関の排気浄化装置であって、排気空燃比がリーンの時に前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあるか否かを判定する被毒判定手段と、前記リッチスパイク処理の実行開始時に前記被毒判定手段にて被毒のおそれがあると判定されている場合には、予め排気空燃比を一時的に理論空燃比とした後に前記リッチスパイク処理を実行する空燃比制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
空燃比制御手段は、被毒判定手段にて炭化水素被毒のおそれがあると判定されている場合には、リッチスパイク処理の実行に先立って排気空燃比を一時的に理論空燃比とする。このように内燃機関にて理論空燃比での燃焼をさせることにより、混合気の燃焼が良好となり排気中の炭化水素量が減少し、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒へは炭化水素、ＣＯ、ＮＯｘ及び未反応酸素がバランス良く供給される。そして排気は理論空燃比状態であるため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒においては三元触媒としての機能が十分に作用し、酸化還元反応が促進される状態となる。
【００１１】
このような状態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている厚い炭化水素層は酸化が進み次第に消失して行く。したがってＮＯｘを還元剤にて還元するための触媒活性を回復させることができる。
【００１２】
このように空燃比制御手段は、ＮＯｘを還元する触媒活性を回復させた後にリッチスパイク処理を実行するので、リッチ雰囲気によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘは還元剤としての炭化水素やＣＯにより確実に還元浄化される。このため、還元剤としての炭化水素やＣＯ、更にリッチ雰囲気によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘが大量にＮＯｘ吸蔵還元型触媒下流に放出されることはない。
【００１３】
尚、排気空燃比を理論空燃比状態とする期間の存在によりリッチスパイク処理が遅れることになるが、この期間は排気空燃比が理論空燃比状態であり、リーン状態を継続しているわけではないのでＮＯｘ排出は悪化することはない。
【００１４】
このようにして炭化水素によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１において、前記被毒判定手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気の炭化水素濃度を求めて、排気空燃比がリーンの時に前記炭化水素濃度が高濃度判定値以上の場合に、前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあると判定することを特徴とする。
【００１５】
排気空燃比がリーンの時にＮＯｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気の炭化水素濃度が高濃度判定値以上の場合には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒において酸化できない炭化水素がＮＯｘ吸蔵還元型触媒を覆って被毒するおそれがあると判定できる。このような状況を被毒判定手段が判定すると、前述したごとく空燃比制御手段が予め排気空燃比を一時的に理論空燃比とした後にリッチスパイク処理を実行するようにしている。このことにより炭化水素によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を確実に抑制でき燃料浪費を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項２において、前記被毒判定手段にて高濃度判定値以上の炭化水素濃度であると判定されている場合に、前記空燃比制御手段は、前記リッチスパイク処理におけるリッチ度合を低くすることを特徴とする。
【００１７】
このように被毒判定手段にて高濃度判定値以上の炭化水素濃度であると判定されている状況では、リッチスパイク処理のために必要な燃料増量を実行していても実際には排気中における炭化水素濃度が必要以上に高まる。このことにより還元剤としての炭化水素やＣＯの一部はＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘの還元浄化に用いられず、浄化されることなくＮＯｘ吸蔵還元型触媒下流に放出され、排気エミッションの悪化をもたらすおそれがある。
【００１８】
このため被毒判定手段にて前記高濃度判定値以上の炭化水素濃度であると判定されている場合には、リッチスパイク処理のリッチ度合を低くすることにより、還元剤としての炭化水素やＣＯを確実にＮＯｘの酸素と反応させて排気を浄化できるようにしている。このことによりリッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制でき燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項３において、前記空燃比制御手段は、前記リッチスパイク処理におけるリッチ度合の低下は、内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする。
【００２０】
尚、内燃機関の運転状態に応じて排気中の炭化水素濃度が変化するので、リッチスパイク処理におけるリッチ度合の低下を、内燃機関の運転状態に応じて設定することにより、より適切にリッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を一層効果的に防止することができる。
【００２１】
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記空燃比制御手段は、予め行う排気空燃比を理論空燃比とする期間の終了を、排気のガス量に応じて判断することを特徴とする。
【００２２】
排気を理論空燃比とすることによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている炭化水素を酸化して消失する期間は、排気により供給される未反応酸素量に主に依存する。このためリッチスパイク処理に先立って行われる排気空燃比を理論空燃比とする期間の終了は、排気のガス量に応じて適切に判断することができる。このことにより確実にＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている炭化水素を消失させることができるので、リッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制し、燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００２３】
請求項６に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記空燃比制御手段は、予め行う排気空燃比を理論空燃比とする期間は、内燃機関の運転状態に応じて設定することを特徴とする。
【００２４】
排気を理論空燃比とすることによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている炭化水素を酸化して消失する期間は、排気により供給される未反応酸素量に依存する。この未反応酸素量は内燃機関の運転状態により異なるため、排気空燃比を理論空燃比とする期間は、内燃機関の運転状態に応じて適切に設定することができる。このことにより確実にＮＯｘ吸蔵還元型触媒の表面を覆っている炭化水素を消失させることができるので、リッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制し、燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００２５】
請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記排気通路において前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側には三元触媒を備えるとともに、前記被毒判定手段は、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報に基づいて、排気空燃比がリーンの時に前記ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあるか否かを判定することを特徴とする。
【００２６】
尚、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の上流側に三元触媒が存在する場合には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒へ流れ込む炭化水素量は三元触媒による炭化水素の浄化程度に影響される。
【００２７】
したがって被毒判定手段は、三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報に基づくことで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒が炭化水素による被毒のおそれがあるか否かを正確に判定することができる。このため排気空燃比を理論空燃比にするか否かが適切に判断できるので、炭化水素によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を確実に抑制し、燃料浪費を確実に防止することができる。
【００２８】
請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項７において、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報とは、前記三元触媒に流入する排気の空燃比であることを特徴とする。
【００２９】
三元触媒に流入する排気の空燃比により三元触媒での炭化水素の浄化状態が変化し、三元触媒からＮＯｘ吸蔵還元型触媒へ供給される排気中の炭化水素量も変化する。このため、三元触媒に流入する排気の空燃比に基づくことでＮＯｘ吸蔵還元型触媒の炭化水素被毒のおそれを判定できる。したがって排気空燃比を理論空燃比にするか否かが適切に判断できるので、炭化水素によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を確実に抑制し、燃料浪費を確実に防止することができる。
【００３０】
請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項７において、前記三元触媒の炭化水素浄化率に関する情報とは、前記三元触媒の床温であることを特徴とする。
【００３１】
三元触媒の炭化水素浄化能力は床温により変化するので、三元触媒の床温により三元触媒からＮＯｘ吸蔵還元型触媒へ供給される排気中の炭化水素量も変化する。このため三元触媒の床温に基づくことでＮＯｘ吸蔵還元型触媒の炭化水素被毒のおそれを判定できる。したがって排気空燃比を理論空燃比にするか否かが適切に判断できるので、炭化水素によるＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を確実に抑制し、燃料浪費を確実に防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された筒内噴射型ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示している。エンジン２の各気筒には燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射バルブ６と、この噴射された燃料に点火する点火プラグ８とがそれぞれ設けられている。燃焼室に吸気バルブ（図示略）を介して接続された吸気経路１０の途中にはモータによって開度が調節されるスロットルバルブ１２が設けられている。このスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）により各気筒へ供給される吸入空気量ＧＡ（ｍｇ／ｓｅｃ）が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ１４により検出され、吸入空気量ＧＡは吸入空気量センサ１６により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。
【００３３】
燃焼室に排気バルブ（図示略）を介して接続された排気経路１８の途中には上流側に三元触媒としてのスタートキャタリスト２０が、下流側にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２が設けられている。
【００３４】
スタートキャタリスト２０の上流側には排気成分から空燃比を検出する空燃比センサ２４が設けられている。そしてスタートキャタリスト２０とＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２との間には排気成分中の酸素を検出する第１酸素センサ２６が、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の下流には排気成分中の酸素を検出する第２酸素センサ２８が設けられている。
【００３５】
ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、スロットル開度センサ１４、吸入空気量センサ１６、空燃比センサ２４、２つの酸素センサ２６，２８以外に、アクセルペダル３０の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ３２から信号を入力している。また、クランク軸（図示略）の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３４、エンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ３６などからもそれぞれ信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも、図示省略しているが、車速センサなどのエンジン制御に必要なセンサが設けられている。
【００３６】
ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度ＴＡ等を適宜制御する。このことにより、例えば燃焼形態については運転状態に応じて成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えがなされている。本実施の形態１では、冷間時などの状態を除いた通常運転時においては、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいて、前記燃焼形態が決定されている。具体的にはアイドル運転領域を含む低エンジン回転数ＮＥでかつ低負荷率ｅｋｌｑの領域にて成層燃焼が選択され、これ以外では均質燃焼が選択される。ここで負荷率ｅｋｌｑは、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップから求められる値である。
【００３７】
均質燃焼が選択された場合には、吸入空気量ＧＡに対応して理論空燃比となる燃料量（一時的には理論空燃比よりも燃料が濃いリッチとすることもある）が吸気行程にて噴射されて、燃焼室では理論空燃比（場合によりリッチ）での均質燃焼がなされる。この場合には排気空燃比は理論空燃比（場合によりリッチ）となる。
【００３８】
成層燃焼が選択された場合には、スロットルバルブ１２が開き気味となり負荷率ｅｋｌｑに応じて理論空燃比よりも少ない燃料量が圧縮行程にて噴射され、燃焼室ではリーンでの成層燃焼がなされる。この場合には排気空燃比はリーンとなる。
【００３９】
次に本実施の形態において、ＥＣＵ４により実行されるＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２に対する処理の内、リッチスパイク設定処理について説明する。図２にリッチスパイク設定処理を示す。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される処理である。
【００４０】
本処理が開始されると、まずエンジン運転状態が前述した成層燃焼領域に該当することにより成層燃焼要求がなされている時か否かが判定される（Ｓ１００）。ここで成層燃焼要求時でなければ（Ｓ１００で「ＮＯ」）、すなわち前記均質燃焼要求時であれば、このまま一旦本処理を終了する。
【００４１】
一方、成層燃焼要求時で有れば（Ｓ１００で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク実行フラグＦｒｓが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ１０２）。リッチスパイク実行フラグＦｒｓはリッチスパイク開始を要求するフラグであり、ＥＣＵ４の電源オン時の初期設定ではＦｒｓ＝「ＯＦＦ」に設定されている。ここでＦｒｓ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２のＮＯｘ吸蔵量ｅｑｎｏｘｃｎｔが所定値Ｎ（リッチスパイクを実行する基準量）以上か否かが判定される（Ｓ１０４）。このＮＯｘ吸蔵量ｅｑｎｏｘｃｎｔは、図示していない別個の処理にて、エンジン２の運転状態に応じてＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２に流入する排気中に含まれるＮＯｘ量と還元剤量とを繰り返し求めて、ＮＯｘ量を積算するとともに還元剤により還元されるＮＯｘ量を差し引くことにより継続的に算出されている。
【００４２】
ｅｑｎｏｘｃｎｔ＜Ｎであれば（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、リッチスパイクにて還元するタイミングではないことから、このまま一旦本処理を終了する。
特に成層燃焼が継続することでＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２にＮＯｘが継続的に供給されることでｅｑｎｏｘｃｎｔ≧Ｎとなると（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク実行フラグＦｒｓは「ＯＮ」に設定される（Ｓ１０６）。そして次にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２への流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが高濃度判定値Ｄｈｃ以上か否かが判定される（Ｓ１０８）。
【００４３】
流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌはＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２へ流入するＨＣの濃度を表し、後述するごとく推定される値である。又、高濃度判定値Ｄｈｃは、次のようにして設定されている。すなわち図３のグラフに示すごとくＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２への流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが５０００ｐｐｍ以下の場合には、リッチ時のＮＯｘ還元率は１００％でＮＯｘは完全に浄化される。しかし流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが５０００ｐｐｍを越えるとＨＣがＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆い始めることでＮＯｘ還元率は低下し、約６０００ｐｐｍにてＮＯｘ還元率は０％となる。そして更に流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが上昇すると吸蔵されいていたＮＯｘの放出量が加わってＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２から下流に排出されるＮＯｘ量が増加してしまう。したがって本実施の形態ではＨＣがＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆い始めるタイミングを判定するために高濃度判定値Ｄｈｃは５０００ｐｐｍに設定する。
【００４４】
上述したごとく、ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃである場合は（Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２がＨＣにより覆われているあるいは覆われ始めていると推測されることから、理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１１０）。次にＨＣ消費トータルガス量Ｇｓｔに初期値が設定される（Ｓ１１２）。この初期値はＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆っているＨＣを消費するために必要な理論空燃比での排気のガス量であり、予め実験で求められてＥＣＵ４のＲＯＭ内に記憶されている値である。尚、初期値は一定値であっても良いが、直前のステップＳ１０８にて判定した流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌの値に基づいて、流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌの値が大きいほど前記初期値を大きく設定しても良い。
【００４５】
次にリッチスパイク補正フラグＦｋｒｓが「ＯＮ」に設定される（Ｓ１１４）。こうして一旦、リッチスパイク設定処理を終了する。
次の制御周期では、リッチスパイク実行フラグＦｒｓが「ＯＮ」に設定されているので（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、リッチスパイク設定処理では実質的な処理はなされない。
【００４６】
一方、ｔｈｃｃｌ＜Ｄｈｃでは（Ｓ１０８で「ＮＯ」）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２がＨＣにより覆われていないと推測されることから、理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ１１６）。次にリッチスパイク補正フラグＦｋｒｓが「ＯＦＦ」に設定される（Ｓ１１８）。こうして一旦、リッチスパイク設定処理を終了する。
【００４７】
ここで流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌの算出処理を図４に基づいて説明する。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まずマップＭｔｈｃｉｎにより、負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥに基づいてスタートキャタリスト２０の流入側ＨＣ濃度ｔｈｃｉｎを求める（Ｓ２１０）。このマップＭｔｈｃｉｎは、予め実験により負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥをパラメータとしてエンジン２の燃焼室から排出される排気中のＨＣ濃度を求めて設定したものである。次にスタートキャタリスト２０の流入側の空燃比ＡＦｓｃを、空燃比センサ２４の出力から検出する（Ｓ２１２）。
【００４８】
そしてスタートキャタリスト２０の床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅを検出する（Ｓ２１４）。このスタートキャタリスト２０の床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅは、ＥＣＵ４にて別途行われる床温推定処理によりエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとから推定されている。この床温推定処理としては、例えばエンジン２の安定運転時のエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとから求められる排気温として触媒床温を推定できる。そしてエンジン２の過渡時においては吸入空気量ＧＡによる時定数に基づいて排気温に追随するように触媒床温を繰り替えし算出することで、床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅを求める。尚、このように推定する代わりにスタートキャタリスト２０内に温度センサを設けて、直接、床温を測定しても良い。
【００４９】
次にスタートキャタリスト２０のＨＣ浄化率ｒｅｄｈｃ（％）が、マップＭｒｅｄｈｃから、スタートキャタリスト２０の流入側の空燃比ＡＦｓｃ及びスタートキャタリスト２０の床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅに基づいて求められる（Ｓ２１６）。このマップＭｒｅｄｈｃは、予め実験により空燃比ＡＦｓｃ及び床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅをパラメータとしてスタートキャタリスト２０におけるＨＣの酸化による浄化状態を測定して設定したものである。
【００５０】
次に次式１に示すごとく、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の流入側のＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが算出される（Ｓ２１８）。
【００５１】
【数１】
ｔｈｃｃｌ　←　ｔｈｃｉｎ　×　ｒｅｄｈｃ／１００　　…　［式１］
こうしてＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２に対する流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌが推定されて、一旦本処理を終了する。
【００５２】
次にリッチスパイク設定処理（図２）にて設定されたリッチスパイク実行フラグＦｒｓ、理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔ、ＨＣ消費トータルガス量Ｇｓｔ及びリッチスパイク補正フラグＦｋｒｓを用いてなされる燃料噴射制御処理（図５）及びＨＣ除去完了判定処理（図６）について説明する。
【００５３】
燃料噴射制御処理（図５）は一定クランク角（４気筒エンジンでは１８０°、６気筒エンジンでは１２０°）毎に実行される処理である。本処理が開始されると、まず成層燃焼要求時か否かが判定される（Ｓ３００）。この判定は前記リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１００にて説明したごとくである。
【００５４】
成層燃焼要求時でなければ（Ｓ３００で「ＮＯ」）、均質燃焼が設定される（Ｓ３０２）。この設定により、吸気行程にて、吸入空気量ＧＡに対応して理論空燃比（場合によりリッチ）となる燃料量が燃焼室に噴射される。このことにより理論空燃比（場合によりリッチ）での均質燃焼がなされる。
【００５５】
成層燃焼要求時であれば（Ｓ３００で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク実行フラグＦｒｓが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ３０４）。Ｆｒｓ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ３０４で「ＮＯ」）、リッチスパイクは実行しないので、成層燃焼が設定される（Ｓ３０６）。この設定により、圧縮行程にて、負荷率ｅｋｌｑに応じた理論空燃比よりも少ない燃料量が燃焼室に噴射される。このことでリーンでの成層燃焼がなされる。
【００５６】
一方、Ｆｒｓ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ３０４で「ＹＥＳ」）、次に理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ３０８）。ここでリッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１０８にて流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃと判定されることで、Ｆｓｔ＝「ＯＮ」に設定されていれば（Ｓ３０８で「ＹＥＳ」）、目標空燃比ＡＦｔに理論空燃比が設定される（Ｓ３１０）。そして目標空燃比ＡＦｔが達成されるように、吸入空気量センサ１６により検出されている吸入空気量ＧＡと、空燃比センサ２４による空燃比フィードバック制御による補正値とに基づいて燃料量Ｑを算出し、この燃料量Ｑを吸気行程にて燃焼室内に噴射するように設定する（Ｓ３１２）。このことにより理論空燃比での均質燃焼が実行される。
【００５７】
この理論空燃比での均質燃焼は、理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔが、ＨＣ除去完了判定処理（図６）により「ＯＦＦ」に設定されるまで継続する。
ＨＣ除去完了判定処理（図６）について説明する。本処理は燃料噴射制御処理（図５）と同じサイクルで繰り返し実行される。本処理が開始されると、まずＦｓｔ＝「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ４００）。リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１１０が実行されていることによりＦｓｔ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ４００で「ＹＥＳ」）、次にエンジン２の運転状態に基づいて、制御周期毎にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２に流入するガス量ｄｇａｓを算出する（Ｓ４０２）。すなわち理論空燃比で均質燃焼された排気のガス量ｄｇａｓが、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとに基づいて設定される。
【００５８】
次にこのガス量ｄｇａｓをトータルガス量Ｔｇａｓに積算する（Ｓ４０４）。このことによりトータルガス量ＴｇａｓはＦｓｔ＝「ＯＮ」が継続している時に、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を通過した排気のガス量を表す。
【００５９】
そしてトータルガス量Ｔｇａｓがリッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１１２にて設定したＨＣ消費トータルガス量Ｇｓｔ以上か否かが判定される（Ｓ４０６）。Ｔｇａｓ＜Ｇｓｔであれば（Ｓ４０６で「ＮＯ」）、まだＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆っているＨＣは完全に除去されていないと推定されるので、このまま一旦ＨＣ除去完了判定処理（図６）を終了する。
【００６０】
トータルガス量Ｔｇａｓが次第に増加してＴｇａｓ≧Ｇｓｔとなれば（Ｓ４０６で「ＹＥＳ」）、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆っているＨＣは、理論空燃比の雰囲気下で酸化されて完全に除去されたと推定できる。このため理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔに「ＯＦＦ」を設定する（Ｓ４０８）。こうしてＨＣ除去完了判定処理（図６）を一旦終了する。
【００６１】
次の制御周期では、Ｆｓｔ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ４００で「ＮＯ」）、トータルガス量Ｔｇａｓには「０」が設定されて（Ｓ４１０）、一旦終了する。以後、Ｆｓｔ＝「ＯＦＦ」である限り（Ｓ４００で「ＮＯ」）、この状態が継続する。
【００６２】
そして燃料噴射制御処理（図５）の説明に戻り、ＨＣ除去完了判定処理（図６）にてＦｓｔ＝「ＯＦＦ」とされたことにより（Ｓ３０８で「ＮＯ」）、次にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の出口側に設けられている第２酸素センサ２８の出力がリーン状態であるか否かが判定される（Ｓ３１４）。まだ実際にはリッチスパイク処理は開始していないので、第２酸素センサ２８の出力はリーン状態を示している（Ｓ３１４で「ＹＥＳ」）。したがってエンジン２の運転状態に応じてリッチスパイク用空燃比ＡＦｒｓが設定される（Ｓ３１６）。
【００６３】
次にリッチスパイク補正フラグＦｋｒｓが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ３１８）。すなわち今回のリッチスパイク処理を開始する際に、ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃ（図２：Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）であったか否かが判定される。ここでＦｋｒｓ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ３１８で「ＹＥＳ」）、次にエンジン２の運転状態に応じてリッチスパイク補正係数Ｋｒｓ（＞１．０）の設定がなされる（Ｓ３２０）。ここではエンジン回転数ＮＥが低いほどリッチスパイク補正係数Ｋｒｓを大きくし、負荷率ｅｋｌｑが低いほどリッチスパイク補正係数Ｋｒｓを大きくする。
【００６４】
そして次式２のごとく目標空燃比ＡＦｔが設定される（Ｓ３２２）。
【００６５】
【数２】
ＡＦｔ　←　ＡＦｒｓ　×　Ｋｒｓ　　…　［式２］
すなわち、低エンジン回転数であるほど、あるいは低負荷率ｅｋｌｑであるほど、目標空燃比ＡＦｔはリッチスパイク用空燃比ＡＦｒｓよりもリーン側へ補正されて、空燃比のリッチ度合が小さくされる。これは、ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃと判定された運転状態では、リッチスパイク時においても排気中のＨＣ濃度が高まり還元剤としての能力が高まるため、これを考慮してリッチスパイク時の燃料濃度を抑制するためである。
【００６６】
このように設定された目標空燃比ＡＦｔが達成されるように前述したごとく燃料量Ｑを算出し、この燃料量を吸気行程にて燃焼室内に噴射するように設定する（Ｓ３１２）。このことによりリッチスパイク処理が実行される。
【００６７】
リッチスパイク処理によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２における実際のＮＯｘ吸蔵量が「０」となると第２酸素センサ２８の出力がリーンからリッチ側への変化を始める（Ｓ３１４で「ＮＯ」）。このためリッチスパイク実行フラグＦｒｓに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ３２４）、リッチスパイク補正フラグＦｋｒｓに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ３２６）、成層燃焼が設定されて（Ｓ３０６）、本処理を一旦終了する。尚、この時の第２酸素センサ２８がリッチ側に出力変化が生じたタイミングで、前述したＮＯｘ吸蔵量ｅｑｎｏｘｃｎｔの計算処理においては、ｅｑｎｏｘｃｎｔ＝「０」に設定する。
【００６８】
次の制御周期では、ステップＳ３００で「ＹＥＳ」と判定された後、Ｆｒｓ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ３０４で「ＮＯ」）、成層燃焼が設定される（Ｓ３０６）。
【００６９】
尚、今回のリッチスパイク処理を開始する際に、ｔｈｃｃｌ＜Ｄｈｃ（図２：Ｓ１０８で「ＮＯ」）であった場合には、Ｆｓｔ＝「ＯＦＦ」（図２：Ｓ１１６）であるため、最初からステップＳ３０８で「ＮＯ」と判定されるので、リッチスパイク処理直前の理論空燃比での均質燃焼（Ｓ３１０）は実行されない。更に、Ｆｋｒｓ＝「ＯＦＦ」（図２：Ｓ１１８）であるのでステップＳ３１８にて「ＮＯ」と判定されて、通常のリッチスパイク用の空燃比ＡＦｒｓでリッチスパイク処理が実行され（Ｓ３２８）、リッチスパイク時の燃料濃度が低減されることはない。
【００７０】
本実施の形態による処理の一例を図７に示す。図７（Ａ）はリッチスパイク開始時（ｔ０）においてｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃであった場合を示している。この場合には、リッチスパイク処理（ｔ１〜ｔ２）の直前に、理論空燃比での均質燃焼が実行される（ｔ０〜ｔ１）。そしてリッチスパイク処理（ｔ１〜ｔ２）では、通常のリッチスパイク用空燃比ＡＦｒｓよりも空燃比が大きくされる。
【００７１】
図７（Ｂ）はリッチスパイク開始時（ｔ１０）においてｔｈｃｃｌ＜Ｄｈｃであった場合を示している。この場合には、リッチスパイク処理（ｔ１０〜ｔ１１）の直前に理論空燃比での均質燃焼はなされず、リッチスパイク処理（ｔ１０〜ｔ１１）は直ちに通常のリッチスパイク用空燃比ＡＦｒｓにて実行される。
【００７２】
上述した構成において、リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１０８及びＮＯｘ吸蔵還元型触媒の流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ算出処理（図４）が被毒判定手段としての処理に相当する。リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１１０〜Ｓ１１４、ＨＣ除去完了判定処理（図６）及び燃料噴射制御処理（図５）のステップＳ３０８，Ｓ３１０，Ｓ３１６〜Ｓ３２２が空燃比制御手段としての処理に相当する。
【００７３】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ≧高濃度判定値Ｄｈｃであることにより、ＨＣ被毒のおそれがあると判定されている場合には（図２：Ｓ１０８で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク処理（図５：Ｓ３１６〜Ｓ３２２）の実行に先立って排気空燃比を理論空燃比（図５：Ｓ３１０）とする。このようにしてリッチスパイク処理前に理論空燃比での燃焼がなされるので、混合気の燃焼が良好となり排気中のＨＣ量が減少し、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２へはＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ及び未反応酸素がバランス良く供給される。そして排気は理論空燃比状態であるため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２においては三元触媒としての機能が十分に作用し、酸化還元反応が促進される状態となる。
【００７４】
このような排気状態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の表面を覆っている厚いＨＣ層は酸化が進み次第に消失して行く。したがってＮＯｘを還元剤にて還元するための触媒活性を回復させることができるので、この後に、リッチスパイク処理を実行すると、リッチ雰囲気によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２から放出されるＮＯｘは還元剤としてのＨＣやＣＯにより確実に還元浄化される。このため、還元剤としてのＨＣやＣＯ、更にリッチ雰囲気によりＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２から放出されるＮＯｘが大量にＮＯｘ吸蔵還元型触媒下流に放出されることはない。
【００７５】
尚、排気空燃比を理論空燃比状態とする期間の存在によりリッチスパイク処理が遅れることになるが、この期間は排気空燃比が理論空燃比状態であり、リーン状態を継続しているわけではないのでＮＯｘ排出は悪化することはない。
【００７６】
このようにしてＨＣによるＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を抑制でき燃料浪費を防止することができる。
（ロ）．ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃであると判定されている状況では、リッチスパイク処理のために必要な燃料増量を実行していても、実際には排気中におけるＨＣ濃度が必要以上に高くなる。このことにより還元剤としての炭化水素やＣＯの一部はＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２から放出されるＮＯｘの還元浄化に用いられず、浄化されることなくＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の下流に放出され、排気エミッションの悪化をもたらすおそれがある。このため、ｔｈｃｃｌ≧Ｄｈｃであると判定されている場合には（図５：Ｓ３１８で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク処理のリッチ度合をエンジン運転状態に応じて低くしている（図５：Ｓ３２０，Ｓ３２２）。このことにより還元剤としてのＨＣやＣＯを確実にＮＯｘの酸素と反応させて排気を浄化できるようになり、リッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制でき燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００７７】
（ハ）．排気を理論空燃比とすることによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の表面を覆っているＨＣを酸化して消失する期間は、排気により供給される未反応酸素量に主に依存する。このためＨＣ除去完了判定処理（図６）では、排気空燃比を理論空燃比とする期間の終了は、排気のガス量に応じて判断している。このことにより確実にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の表面を覆っているＨＣを消失させることができるので、リッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制し、燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００７８】
（ニ）．本実施の形態ではＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の上流側に三元触媒からなるスタートキャタリスト２０が存在する。このためＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２へ流れ込むＨＣ量はスタートキャタリスト２０によるＨＣの浄化程度に影響される。したがってＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ算出処理（図４）にて、スタートキャタリスト２０のＨＣ浄化率ｒｅｄｈｃに基づいて流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌを算出することで、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２がＨＣによる被毒のおそれがあるか否かを正確に判断できるようになる。尚、このＨＣ浄化率ｒｅｄｈｃにはスタートキャタリストに流入する排気の空燃比ＡＦｓｃとスタートキャタリスト２０の床温ｅｓｃｔｅｍｐａｖｅとが反映されている。
【００７９】
このため排気空燃比を理論空燃比にするか否かが適切に判断できるので、ＨＣによるＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の触媒反応阻害に起因する排気エミッションの悪化を確実に抑制し、燃料浪費を確実に防止することができる。
【００８０】
［実施の形態２］
本実施の形態では、前記図２のステップＳ１１２の代わりに図８に示すごとくのステップＳ１１３の処理がなされ、前記図６の代わりに、図９に示すＨＣ除去完了判定処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【００８１】
ステップＳ１１３では、理論空燃比での均質燃焼時間Ｔｓｔが、エンジン２の運転状態に基づいて設定される。この均質燃焼時間Ｔｓｔは、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２を覆っているＨＣが、理論空燃比の排気により完全に除去されるまでの時間を表している。この均質燃焼時間Ｔｓｔはエンジン回転数ＮＥが低くなれば長くなり、負荷率ｅｋｌｑが低くなれば長くなるように形成されたマップにより設定される。
【００８２】
ＨＣ除去完了判定処理（図９）について説明する。本処理は一定時間周期で繰り返し実行される。本処理が開始されると、まずＦｓｔ＝「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ５００）。Ｆｓｔ＝「ＯＦＦ」の状態で有れば（Ｓ５００で「ＮＯ」）、タイマーカウンタＴｃに「０」を設定して（Ｓ５０２）、このまま本処理を一旦終了する。
【００８３】
一方、リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１１０の実行によりＦｓｔ＝「ＯＮ」とされると（Ｓ５００で「ＹＥＳ」）、次にタイマーカウンタＴｃが前記ステップＳ１１３にて算出した均質燃焼時間Ｔｓｔより小さい値であるか否かが判定される（Ｓ５０４）。初期においてはＴｃ＜Ｔｓｔであるので（Ｓ５０４で「ＹＥＳ」）、タイマーカウンタＴｃをインクリメントして（Ｓ５０６）、本処理を一旦終了する。以後、Ｔｃ＜Ｔｓｔである限りは（Ｓ５０４で「ＹＥＳ」）、タイマーカウンタＴｃのインクリメント（Ｓ５０６）が繰り返されるのみであり、Ｆｓｔ＝「ＯＮ」のままである。このため、燃料噴射制御処理（図５）ではステップＳ３０８にて「ＹＥＳ」と判定される状態が継続し、理論空燃比での均質燃焼状態が継続する（Ｓ３１０，Ｓ３１２）。
【００８４】
タイマーカウンタＴｃのインクリメント（Ｓ５０６）により、Ｔｃ≧Ｔｓｔとなると（Ｓ５０４で「ＮＯ」）、Ｆｓｔ＝「ＯＦＦ」に設定される（Ｓ５０８）。こうして一旦本処理を終了する。次の制御周期ではステップＳ５００にて「ＮＯ」と判定されるので、タイマーカウンタＴｃに「０」を設定することになる（Ｓ５０２）。
【００８５】
このようにしてステップＳ１１３にて設定された均質燃焼時間Ｔｓｔが経過した後に、理論空燃比燃焼実行フラグＦｓｔが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わるので、燃料噴射制御処理（図５）ではステップＳ３０８にて「ＮＯ」と判定されて理論空燃比での均質燃焼が終了する。そして前述したごとくのリッチスパイク処理（Ｓ３１６〜３２２）が実行されることになる。
【００８６】
上述した構成において、リッチスパイク設定処理（図２）のステップＳ１１０，Ｓ１１３，Ｓ１１４、ＨＣ除去完了判定処理（図９）及び燃料噴射制御処理（図５）のステップＳ３０８，Ｓ３１０，Ｓ３１６〜Ｓ３２２が空燃比制御手段としての処理に相当する。
【００８７】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）、（ロ）、（ニ）の効果を生じる。
（ロ）．排気を理論空燃比とすることによりＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の表面を覆っているＨＣを酸化して消失する期間は、排気により供給される未反応酸素量に依存するが、この未反応酸素量はエンジン２の運転状態により異なる。このため理論空燃比での均質燃焼時間Ｔｓｔをエンジン２の運転状態に応じて設定することにより確実にＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２の表面を覆っているＨＣを消失させることができる。このためリッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制し、燃料浪費を効果的に防止することができる。
【００８８】
［その他の実施の形態］
（ａ）．図１において、排気経路１８にスタートキャタリスト２０と第１酸素センサ２６とを設けない構成を採用しても良い。この場合には、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ算出処理（図４）では、ステップＳ２１０にてスタートキャタリスト流入側ＨＣ濃度ｔｈｃｉｎを算出したと同じマップＭｔｈｃｉｎにより、負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌを算出する。ステップＳ２１２〜Ｓ２１８は実行しない。
【００８９】
このことによっても同様な効果により、リッチスパイク処理時の排気エミッションの悪化を効果的に抑制し、燃料浪費を効果的に防止することができる。
（ｂ）．燃料噴射制御処理（図５）のステップＳ３１４では、第２酸素センサ２８の出力変化によりリッチスパイク処理の終了を判定した。これ以外に常にＮＯｘ吸蔵量ｅｑｎｏｘｃｎｔを排気の成分状態から計算しておき、リッチスパイク処理によりｅｑｎｏｘｃｎｔ＝０に戻ったタイミングで、ステップＳ３１４にて「ＮＯ」と判定してリッチスパイク処理を終了しても良い。
【００９０】
又、リッチスパイク処理の開始時に、エンジン２の運転状態とリッチスパイク時の空燃比とにより、ＮＯｘ吸蔵量ｅｑｎｏｘｃｎｔ分を還元するに必要な時間を算出して、この時間が経過した時点で、ステップＳ３１４にて「ＮＯ」と判定してリッチスパイク処理を終了しても良い。
【００９１】
（ｃ）．前記実施の形態１，２においてはＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２へ流入するＨＣの濃度ｔｈｃｃｌを求めて高濃度判定値Ｄｈｃと比較し、リッチスパイク処理前に理論空燃比での燃焼を実行するか否かを判断した。この代わりに、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒２２へ流入するＨＣの流量を求めて判定値と比較して、リッチスパイク処理前に理論空燃比での燃焼を実行するか否かを判断しても良い。
【００９２】
（ｄ）．前記各実施の形態においては、筒内噴射型エンジンの成層燃焼時の例であったが、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射型エンジンにて成層燃焼の代わりにリーンでの均質燃焼を実行するシステムにも適用できる。又、筒内噴射型エンジンにおいてもリーンでの均質燃焼を実行する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのエンジン及びＥＣＵの概略構成図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行するリッチスパイク設定処理のフローチャート。
【図３】ＮＯｘ吸蔵還元型触媒におけるリッチ時ＮＯｘ還元率と流入ＨＣ濃度との関係を示すグラフ。
【図４】実施の形態１のＥＣＵが実行するＮＯｘ吸蔵還元型触媒の流入ＨＣ濃度ｔｈｃｃｌ算出処理のフローチャート。
【図５】同じく燃料噴射制御処理のフローチャート。
【図６】同じくＨＣ除去完了判定処理のフローチャート。
【図７】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態２のリッチスパイク設定処理の一部のフローチャート。
【図９】同じくＨＣ除去完了判定処理のフローチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…ＥＣＵ、６…燃料噴射バルブ、８…点火プラグ、１０…吸気経路、１２…スロットルバルブ、１４…スロットル開度センサ、１６…吸入空気量センサ、１８…排気経路、２０…スタートキャタリスト、２２…ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、２４…空燃比センサ、２６…第１酸素センサ、２８…第２酸素センサ、３０…アクセルペダル、３２…アクセル開度センサ、３４…エンジン回転数センサ、３６…冷却水温センサ。
【図１】
2004011524.tif 000003
【図２】
2004011524.tif 000004
【図３】
2004011524.tif 000005
【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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