(57)【要約】【課題】内燃機関排気系のＮＯｘ吸蔵還元触媒からのＮＯｘ排出量を増加させることなく長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用可能とする。【解決手段】リッチスパイク完了からＮＯｘセンサにてＮＯｘ濃度の増加が検出されるまでのＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘ、アイドル時のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔ及び検出遅延時間Ｔａとを用いてＮＯｘ吸蔵還元触媒下流のＮＯｘ濃度が実際に増加し始めた時点（ｔｓ）でのＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘ［＝ｅｎｏｘｅｘｔ×（Ｔｎｏｘ−Ｔａ）］を推定する。このＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの値により、最終的にリッチスパイク実行判定値を更新する。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒が劣化しても、実際の吸蔵能力に適合したリッチスパイク実行判定値に適切に更新することができる。こうして課題が達成できる。【選択図】　　　図７
2004084617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気空燃比に応じて排気中のＮＯｘを吸蔵したり吸蔵したＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒を排気系に備えた内燃機関において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を推定し、該推定されたＮＯｘ吸蔵量がリッチスパイク実行判定値以上になると排気空燃比を一時的にリッチにして前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するリッチスパイク制御を実行する内燃機関の排気浄化装置であって、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒を通過した排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段と、
前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴に基づいて、前記リッチスパイク実行判定値を更新するリッチスパイク実行判定値更新手段と、
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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴に基づいて、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵量を推定して、該推定されたＮＯｘ吸蔵量に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新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１又は２において、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、内燃機関の排気中のＮＯｘ流量の変動が少ない内燃機関運転状態で前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの経過時間を計測し、該経過時間を前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴と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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記経過時間から検出遅延時間を減算することにより得られたＮＯｘ吸蔵限界時間に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新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４において、前記検出遅延時間は、内燃機関の運転状態に応じて設定され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４又は５において、前記ＮＯｘ吸蔵限界時間と前記内燃機関の排気中のＮＯｘ流量とから、前記ＮＯｘ吸蔵限界時間内でＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を算出し、該ＮＯｘ吸蔵量に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新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２において、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの内燃機関の排気中のＮＯｘ流量状態を、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴と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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの内燃機関の排気中のＮＯｘ流量状態に基づいて、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点までの総ＮＯｘ量を求め、該総ＮＯｘ量を前記ＮＯｘ吸蔵量として前記リッチスパイク実行判定値を更新す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１〜８のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク禁止実行条件が満足されると前記リッチスパイク制御の実行を禁止し、前記リッチスパイク実行判定値を更新すると前記リッチスパイク制御の実行を許可することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記リッチスパイク禁止実行条件は、内燃機関のアイドル状態を含むことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク制御が禁止されていない状態を含む増加更新条件下おいて、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されなかった場合には、前記リッチスパイク実行判定値を増加するよう更新することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記増加更新条件は、内燃機関のアイドル状態を含むことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に対する排気の空間速度が低い側では高い側に比較して、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力に対する余裕代が大きくなるように、前記リッチスパイク実行判定値を設定す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吸蔵還元触媒を排気系に備えた内燃機関において、ＮＯｘ吸蔵量が限界に近づくとリッチスパイク制御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成層燃焼あるいはリーン燃焼の実行中に排気中のＮＯｘを吸蔵し理論空燃比あるいは更に高燃料濃度（リッチ）の燃焼が開始されて排気中の酸素濃度が低下すると吸蔵したＮＯｘを放出し還元浄化するＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いた技術が知られている（特開平７−１６６８５１）。このシステムでは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒下流のＮＯｘ濃度が増加したことをＮＯｘ濃度センサが検出すると、リッチスパイク制御により排気空燃比を一時的にリッチにしてＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元してＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生している。
【０００３】
しかし、このようなシステムでは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が上昇してからリッチスパイク制御を実行してＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生しているため、リッチスパイク制御の開始が遅く、ＮＯｘ排出量を抑制するシステムとしては未だ不十分なものである。
【０００４】
そこで内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関が排出するＮＯｘ量を推定し、この推定されたＮＯｘ量を積算してＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を推定するシステムが提案されている（特開２００１−２７１６９７）。このシステムでは前記推定ＮＯｘ吸蔵量の値が所定値以上となった時にリッチスパイク制御によりＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生している。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒下流のＮＯｘ濃度が上昇する前にＮＯｘ吸蔵還元触媒を再生することができる。
【０００５】
この所定値は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒下流のＮＯｘ濃度が増加し始めるまでのＮＯｘ吸蔵量を予め実験等により求め、これに対して一定量の余裕を見込んで決定されている値である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしＮＯｘ吸蔵還元触媒は使用により劣化する。例えば熱や硫黄被毒などにより劣化してＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵能力は低下する。このような劣化が生じると予め設定されている前記所定値では、リッチスパイク制御の開始タイミングが遅れて、ＮＯｘ排出量を増加させるおそれがある。
【０００７】
前記特開２００１−２７１６９７では、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側に備えたＮＯｘセンサによりＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を判定している。すなわち、リッチスパイク制御を禁止した状態で内燃機関の運転を継続し、ＮＯｘセンサにより検出されたＮＯｘ濃度が増加判定値以上となると、この時に推定されているＮＯｘ吸蔵量のレベルに基づいて劣化有無を判定している。
【０００８】
しかしこの開示技術では、劣化が判定された場合には、警報や劣化診断情報をメモリに記憶するのみであり、リッチスパイク制御に対して何らかの対策を実行するものではない。このためでリッチスパイク制御の開始タイミングが適切でなくなったことが判明したとしても、そのままの状態で放置されれば、ＮＯｘ排出量の増加のおそれがある。
【０００９】
又、ＮＯｘ吸蔵還元触媒は劣化のみでなく、例えば硫黄被毒により劣化していた場合には内燃機関の運転状態によっては劣化状態から回復してＮＯｘ吸蔵能力が戻る場合がある。このようにＮＯｘ吸蔵能力が増加した場合についても前記特開２００１−２７１６９７では何らの対策もなされていない。
【００１０】
本発明は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を一時的に通過した排気中のＮＯｘを検出し、この検出結果をリッチスパイク制御に反映させることにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒からのＮＯｘ排出量を増加させることなく長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用可能とすることを目的とする。
【００１１】
【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、排気空燃比に応じて排気中のＮＯｘを吸蔵したり吸蔵したＮＯｘを還元するＮＯｘ吸蔵還元触媒を排気系に備えた内燃機関において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を推定し、該推定されたＮＯｘ吸蔵量がリッチスパイク実行判定値以上になると排気空燃比を一時的にリッチにして前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するリッチスパイク制御を実行する内燃機関の排気浄化装置であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒を通過した排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出手段と、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴に基づいて、前記リッチスパイク実行判定値を更新するリッチスパイク実行判定値更新手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒に内燃機関からＮＯｘが流れ込むとＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量が上昇する。そしてＮＯｘ吸蔵量が限界に近づいて、流れ込むＮＯｘをＮＯｘ吸蔵還元触媒が十分に吸蔵しきれなくなった時に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が排出する排気中のＮＯｘ濃度は増加し始める。したがってＮＯｘ濃度の増加状態がＮＯｘ検出手段にて検出されたタイミングは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が吸蔵能力を越えた状態となった直後であることから、ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力が反映されていることになる。
【００１３】
このため前記内燃機関運転の履歴に基づいて、リッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク実行判定値を更新する。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力が劣化などにより変化していても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の実際の吸蔵能力に適合したリッチスパイク実行判定値に更新することができる。こうしてリッチスパイク制御の開始タイミングが適切なものとなり、前述したＮＯｘ吸蔵還元触媒が排出するＮＯｘ濃度増加は一時的なものとなる。したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続して使用してもＮＯｘ排出量を増加させることがなく、長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用することができる。
【００１４】
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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴に基づいて、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵量を推定して、該推定されたＮＯｘ吸蔵量に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新することを特徴とする。
【００１５】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵量は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の実際の吸蔵能力を直接的に反映したＮＯｘ吸蔵量である。したがってリッチスパイク実行判定値更新手段は、ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴に基づいて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵量を推定している。そしてこの推定されたＮＯｘ吸蔵量に基づいてリッチスパイク実行判定値を更新している。
【００１６】
このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒の実際の吸蔵能力に適合したリッチスパイク実行判定値に更新することができるので、リッチスパイク制御の開始タイミングが適切なものとなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が排出するＮＯｘ濃度増加は一時的なものとなる。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続して使用してもＮＯｘ排出量を増加させることがなく、長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用することができる。
【００１７】
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１又は２において、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、内燃機関の排気中のＮＯｘ流量の変動が少ない内燃機関運転状態で前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの経過時間を計測し、該経過時間を前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴とすることを特徴とする。
【００１８】
内燃機関の排気中のＮＯｘ流量の変動が少ない内燃機関運転状態、例えばアイドル時などやその他の安定した内燃機関運転状態においては、内燃機関運転の履歴としてＮＯｘ量を直接的に求めなくても、この運転状態での継続時間がＮＯｘ量を反映したものとなる。したがってリッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク制御の完了時点からＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの経過時間を計測する。そしてこの経過時間をＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴とし、この経過時間に基づいてリッチスパイク実行判定値を適切に更新することができる。
【００１９】
このため経過時間の測定という比較的簡易な処理にて、リッチスパイク制御の開始タイミングを適切なものにすることができるので、排気浄化装置に対する負荷を軽減させることができる。
【００２０】
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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記経過時間から検出遅延時間を減算することにより得られたＮＯｘ吸蔵限界時間に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新することを特徴とする。
【００２１】
特にリッチスパイク制御の完了時点からＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの経過時間は、実際にＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵しきれなくなる時点とは一致しているとは限らない。このためリッチスパイク実行判定値更新手段は、実際にＮＯｘ吸蔵還元触媒がＮＯｘを吸蔵しきれなくなる時点における経過時間を得るために、計測された経過時間から検出遅延時間を減算する。このことにより得られたＮＯｘ吸蔵限界時間を用いることにより、比較的簡易な処理にて、リッチスパイク制御の開始タイミングがより適切なものとなるので、排気浄化装置に対する負荷を軽減させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項４において、前記検出遅延時間は、内燃機関の運転状態に応じて設定されることを特徴とする。
内燃機関の運転状態により、内燃機関から排出されるＮＯｘ流量は異なるので、前記検出遅延時間も内燃機関の運転状態に応じて異なる。したがって内燃機関の運転状態に応じて検出遅延時間を設定することにより、内燃機関の運転状態に対応した適切なＮＯｘ吸蔵限界時間が得られる。
【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４又は５において、前記ＮＯｘ吸蔵限界時間と前記内燃機関の排気中のＮＯｘ流量とから、前記ＮＯｘ吸蔵限界時間内でＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量を算出し、該ＮＯｘ吸蔵量に基づいて前記リッチスパイク実行判定値を更新することを特徴とする。
【００２４】
ＮＯｘ流量は時間当たりのＮＯｘ量であることから、ＮＯｘ吸蔵限界時間と内燃機関の排気中のＮＯｘ流量とに基づくことにより、ＮＯｘ吸蔵限界時間内でのＮＯｘ吸蔵量を高精度に求めることができる。そしてこのＮＯｘ吸蔵量に基づいてリッチスパイク実行判定値を適切に更新することができる。
【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２において、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの内燃機関の排気中のＮＯｘ流量状態を、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点での内燃機関運転の履歴とすることを特徴とする。
【００２６】
内燃機関の排気中のＮＯｘ流量の変動が大きい内燃機関運転状態であっても、リッチスパイク制御の完了時点からＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの内燃機関の排気中のＮＯｘ流量状態を履歴とすることにより、該当する期間で内燃機関が排出した総ＮＯｘ量を得ることができる。
【００２７】
したがってリッチスパイク実行判定値更新手段は、このような総ＮＯｘ量が判明するＮＯｘ流量状態を履歴とすることにより、リッチスパイク実行判定値を適切に更新できる機会が増加し、早期にリッチスパイク実行判定値を適切な状態に更新することができる。
【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、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの内燃機関の排気中のＮＯｘ流量状態に基づいて、前記リッチスパイク制御の完了時点から前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点までの総ＮＯｘ量を求め、該総ＮＯｘ量を前記ＮＯｘ吸蔵量として前記リッチスパイク実行判定値を更新することを特徴とする。
【００２９】
リッチスパイク制御の完了時点からＮＯｘ吸蔵還元触媒から排出される排気中のＮＯｘ濃度が増加し始めた時点までの総ＮＯｘ量は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力に対応している。このため、この総ＮＯｘ量を前記ＮＯｘ流量状態に基づいて求めてＮＯｘ吸蔵量とすることで、このＮＯｘ吸蔵量に基づいてリッチスパイク実行判定値を適切に更新することができる。
【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１〜８のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク禁止実行条件が満足されると前記リッチスパイク制御の実行を禁止し、前記リッチスパイク実行判定値を更新すると前記リッチスパイク制御の実行を許可することを特徴とする。
【００３１】
リッチスパイク禁止実行条件が満足されるとリッチスパイク制御の実行を禁止することでＮＯｘ吸蔵還元触媒の再生が強制的に禁止される。このため、確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵量を限界に近づけて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒下流のＮＯｘ濃度を上昇させることができる。このため確実にＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されるようになるので、リッチスパイク実行判定値を適切な値に更新する頻度を高めることができる。
【００３２】
そしてリッチスパイク実行判定値が更新されるとリッチスパイク制御の実行を許可するので、以後、リッチスパイク制御の開始タイミングが好適なものとなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒が排出するＮＯｘ濃度増加は一時的なものとなる。したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用してもＮＯｘ排出量の増加を確実に防止できる。
【００３３】
請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項９において、前記リッチスパイク禁止実行条件は、内燃機関のアイドル状態を含むことを特徴とする。
【００３４】
このことにより内燃機関のアイドル時にリッチスパイク制御実行を禁止することになることから、内燃機関の排気流量が少ない状態でＮＯｘ濃度の検出を実行することになる。このためＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度増加を検出するために、一時的にＮＯｘ吸蔵還元触媒からＮＯｘを排出しても、その絶対的な排出量自体も少なくて済むので、環境に対する影響はより少なくなる。
【００３５】
請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、リッチスパイク制御が禁止されていない状態を含む増加更新条件下おいて、前記ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されなかった場合には、前記リッチスパイク実行判定値を増加するよう更新することを特徴とする。
【００３６】
リッチスパイク制御とリッチスパイク制御との間にてＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されない状態は、リッチスパイク実行判定値が適切な場合もあれば、リッチスパイク実行判定値が適切な範囲よりも小さい場合がある。リッチスパイク実行判定値が小さすぎるとリッチスパイク制御の実行頻度が全体的に高まり燃費が悪化するおそれがある。
【００３７】
このため、リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記増加更新条件下おいて、ＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されなかった場合には、リッチスパイク実行判定値を増加するよう更新する。そしてこのリッチスパイク実行判定値の増加により、リッチスパイク実行判定値が適切な値を超えて大きくなった場合には、リッチスパイク制御を繰り返し実行しているにもかかわらず、リッチスパイク制御とリッチスパイク制御との間でＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度の増加が検出されることになる。このようにＮＯｘ濃度の増加が検出されると、リッチスパイク実行判定値更新手段は、前述した内燃機関運転の履歴に基づいてリッチスパイク実行判定値を適切に更新することになる。
【００３８】
このことにより適切な範囲にリッチスパイク実行判定値を維持することができるのでＮＯｘ吸蔵還元触媒が排出する排気中のＮＯｘ濃度は一時的なものとなると共に、リッチスパイク制御実行をより好適な頻度にすることができる。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒を継続的に使用しても、ＮＯｘ排出量の増加を確実に防止できるとともに、燃費の増加も抑制できる。
【００３９】
請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１１において、前記増加更新条件は、内燃機関のアイドル状態を含むことを特徴とする。
このことにより内燃機関のアイドル時にリッチスパイク実行判定値を増加することから、内燃機関の排気流量が少ない状態でＮＯｘ濃度の検出を実行することになる。このためＮＯｘ検出手段にてＮＯｘ濃度増加を検出するために、一時的にＮＯｘ吸蔵還元触媒からＮＯｘを排出しても、その絶対的な排出量自体も少なくて済むので、環境に対する影響はより少なくなる。
【００４０】
請求項１３に記載の内燃機関の排気浄化装置では、請求項１〜１２のいずれかにおいて、前記リッチスパイク実行判定値更新手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に対する排気の空間速度が低い側では高い側に比較して、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力に対する余裕代が大きくなるように、前記リッチスパイク実行判定値を設定することを特徴とする。
【００４１】
ここで空間速度とは単位触媒表面積当たりに供給される排気体積を単位時間当たりで表わしたものである。例えば内燃機関の負荷が高くなればあるいは機関回転数が高くなれば、内燃機関からの排気流量は多くなるので空間速度は高くなり、内燃機関の負荷が低くなればあるいは機関回転数が低くなれば、排気流量は少なくなるので空間速度は低くなる。
【００４２】
リッチスパイク実行判定値更新手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の吸蔵能力に対する余裕代を、空間速度が高い側では小さくし、空間速度が低い側では大きくしている。このため排気流量が少ない側ではリッチスパイク実行判定値は小さくされるので、排気流量が多い側よりも高頻度にリッチスパイク制御が実行されることになる。すなわちリッチスパイク制御の実行頻度は排気流量が多い側よりも少ない側に偏ることになる。
【００４３】
空間速度が高い側ではリッチスパイク制御により供給される未燃ガスとしての還元剤がＮＯｘ吸蔵還元触媒内にて十分にＮＯｘ還元に用いられないまま一部が通過してしまうおそれがあり、燃費損失が大きくなる。
【００４４】
しかし、上述のごとくリッチスパイク制御の実行頻度を、空間速度が高い側よりも低い側に偏らせることにより、燃費が悪化し易い側よりも燃費が悪化しにくい側でリッチスパイク制御を実行できる確率が高まるので、燃費悪化を抑制することができる。
【００４５】
【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には各気筒の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。
【００４６】
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の途中において上流側にエンジン始動時に多量に放出されるＨＣやＣＯ成分を除去するための酸素貯蔵機能を有する三元触媒であるスタートキャタリスト２０が設けられ、下流にはＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が設けられている。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ＡＦを検出する空燃比センサ２４及び下流側には排気成分中の酸素を検出するＯ２センサ２６が設けられている。そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流側には排気中のＮＯｘ濃度Ｄｎｏｘを検出するＮＯｘセンサ２８が設けられている。
【００４７】
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、Ｏ２センサ２６及びＮＯｘセンサ２８以外にも、次のセンサから信号が入力している。すなわち、ＥＣＵ４は、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、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からそれぞれ信号を入力している。またＥＣＵ４は、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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
次に本実施の形態において、ＥＣＵ４により実行される制御の内、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に対する排気浄化に関係する処理について説明する。
図２，３はリッチスパイク設定処理であり、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、現在、リッチスパイク制御中でないか否かが判定される（Ｓ１０２）。リッチスパイク制御中であれば（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、このまま本処理を一旦終了して実質的な処理は行われない。
【００５０】
リッチスパイク制御を実行していない状態であれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク制御からの復帰直後であるか否かが判定される（Ｓ１０４）。リッチスパイク制御からの復帰直後であれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２においては吸蔵されていたＮＯｘは全て還元されているので、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ（ｍｇ）に「０」を設定する（Ｓ１０６）。
【００５１】
一方、リッチスパイク制御からの復帰直後でなければ（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、前記ステップＳ１０６の処理はなされない。
ステップＳ１０６の後、又はステップＳ１０４で「ＮＯ」と判定されると、次に、エンジン２からの単位時間当たりＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅ（ｍｇ／ｓｅｃ）が、負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとに基づいてマップＭｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅ（ｅｋｌｑ，ＮＥ）から算出される（Ｓ１０８）。
【００５２】
ここでマップＭｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅ（ｅｋｌｑ，ＮＥ）は、負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥをパラメータとして予め実験にて求められている単位時間当たりのＮＯｘ排出量（ｍｇ／ｓｅｃ）を示すマップである。尚、このマップＭｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅ（ｅｋｌｑ，ＮＥ）は成層燃焼と均質燃焼とで切り替える。尚、均質燃焼が、理論空燃比又は理論空燃比よりも高燃料濃度である場合にはＮＯｘ排出量はほとんどないので、マップを用いずに常にＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅ＝０（ｍｇ／ｓｅｃ）としても良い。
【００５３】
そしてこの単位時間当たりＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅと本処理の制御周期（ｓｅｃ）との積により今回の制御周期において排出されるＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔ（ｍｇ）が算出される（Ｓ１１０）。すなわち今回の制御周期にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されるＮＯｘ量が算出される。
【００５４】
次にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２における単位時間当たりＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄｒａｔｅ（ｍｇ／ｓｅｃ）が読み込まれる（Ｓ１１２）。この単位時間当たりＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄｒａｔｅは、別途実行されている単位時間当たりＮＯｘ還元量検出処理にて求められている値である。この単位時間当たりＮＯｘ還元量検出処理は、基本的には、空燃比ＡＦ及び吸入空気量ＧＡから単位時間当たりＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄｒａｔｅを求める。更に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の温度や劣化度合等により求めた還元剤の触媒透過率に基づいて、空燃比ＡＦ及び吸入空気量ＧＡから求めた前記ＮＯｘ還元量を補正して、ＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄｒａｔｅを求めても良い。
【００５５】
そしてこの単位時間当たりＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄｒａｔｅと本処理の制御周期との積により今回の制御周期におけるＮＯｘ還元量ｅｎｏｘｒｅｄが（ｍｇ）算出される（Ｓ１１４）。すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に吸蔵されているＮＯｘの還元浄化量が算出される。
【００５６】
次に次式１によりＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ（ｍｇ）が更新される（Ｓ１１６）。
【００５７】
【数１】
ｅｎｏｘｃｎｔ　←
ｅｎｏｘｃｎｔ　＋　ｅｎｏｘｅｘｔ　−　ｅｎｏｘｒｅｄ　…　［式１］
ここで右辺のｅｎｏｘｃｎｔは前回の制御周期時でのＮＯｘ吸蔵量であり、左辺のｅｎｏｘｃｎｔが更新されたＮＯｘ吸蔵量である。
【００５８】
次にＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘ（ｍｇ）が算出される（Ｓ１１８）。このＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘは、ここでは図４に示す触媒温度とＮＯｘ吸蔵容量との関係を示すマップＭｎｏｘｍａｘ（△印のマップ）から触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅに基づいて算出される。
【００５９】
ここでＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘとは現在のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が最大限吸蔵できるＮＯｘ量を表すものであり、現在のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵能力を表している。尚、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が未使用（未劣化）であった時にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が最大限吸蔵できるＮＯｘ量ｎｏｘｍａｘｉｎｉｔを○印にて表す。このように図示したマップＭｎｏｘｍａｘは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の使用によって生じた劣化により吸蔵能力が未使用時より低くなっている状態を示している。尚、このマップＭｎｏｘｍａｘはＮＯｘ吸蔵能力の劣化度合を適切に反映するように後述する吸蔵容量更新処理（図５，６）により繰り返し更新されている。
【００６０】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２においては触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅに応じてＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘが異なる。このため、マップＭｎｏｘｍａｘでは、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅを複数の領域、図４では７つの温度領域ｔｍｐ（１）〜ｔｍｐ（７）に分割して、各温度領域毎に設けられた代表温度（△印にて示す位置での温度）に対してＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを保持している。
【００６１】
したがってステップＳ１１８では触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅを決定し、この触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅの位置により、例えば図４に示したごとく２つの温度領域ｔｍｐ（３），ｔｍｐ（４）のＮＯｘ吸蔵容量（△印）を用いて補間計算して、本処理にて用いるＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを求める。
【００６２】
尚、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅは、ＥＣＵ４にて別途行われる温度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。この温度推定処理としては、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温度を推定できる。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温度を繰り替えし算出することで、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅを求める。尚、このように推定する代わりにＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に温度センサを設けて、直接、触媒温度を測定して用いても良い。
【００６３】
次に前述のごとく算出されたＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘと余裕代形成係数ｄｅｌｔａとに基づいて次式２に示すごとくリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが算出される（Ｓ１２０）。
【００６４】
【数２】
ｒｓｐｎｏｘｍａｘ　←　ｎｏｘｍａｘ　×　ｄｅｌｔａ　…　［式２］
ここで余裕代形成係数ｄｅｌｔａは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の現時点でのＮＯｘ吸蔵能力を表すＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘよりも、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを小さく設定するための係数である。したがって、余裕代形成係数ｄｅｌｔａは、０＜ｄｅｌｔａ＜１．０の範囲に設定されている。この余裕代形成係数ｄｅｌｔａの値はここでは一定値として設定されている。このことにより、ＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘに対するリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの余裕代を設定し、排気中のＮＯｘを確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵させることができる。
【００６５】
次に前記式１にて求められたＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが前記式２にて求められたリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘ以上か否かが判定される（Ｓ１２２）。
【００６６】
ここでｅｎｏｘｃｎｔ＜ｒｓｐｎｏｘｍａｘである場合には（Ｓ１２２で「ＮＯ」）、次にＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが「０」以上か否かが判定される（Ｓ１２４）。ｅｎｏｘｃｎｔ≧０であれば（Ｓ１２４で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。
【００６７】
又、ｅｎｏｘｃｎｔ＜０であれば（Ｓ１２４で「ＮＯ」）、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔに「０」を設定して（Ｓ１２６）、本処理を一旦終了する。
一方、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘである場合には（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、後述するリッチスパイク制御禁止が解除状態にあるか否かが判定される（Ｓ１２８）。解除されていない場合、すなわちリッチスパイク制御禁止状態では（Ｓ１２８で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。すなわちリッチスパイク制御は実行されることはない。
【００６８】
リッチスパイク制御禁止が解除されていれば（Ｓ１２８で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク制御を実行するためにリッチスパイク用パラメータを設定する（Ｓ１３０）。このリッチスパイク用パラメータとは、例えばリッチスパイク用空燃比ＡＦｒ及びリッチスパイク期間Ｒｓｐｔが、ＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの値などに応じて設定される。こうして一旦本処理を終了する。
【００６９】
このようにリッチスパイク用パラメータが設定されたことにより、ＥＣＵ４による燃料噴射量制御にてリッチスパイクが開始されて、燃焼室内の混合気の燃料濃度は一時的に理論空燃比よりも十分に高い状態とされ、エンジン２から排気経路１８にはＨＣやＣＯなどの大量の未燃ガスが排出される。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内では吸蔵されているＮＯｘが還元され、最終的に吸蔵されている全てのＮＯｘが浄化される。
【００７０】
図５，６に、吸蔵容量更新処理を示す。本処理は前記リッチスパイク設定処理（図２，３）と同周期で、リッチスパイク設定処理（図２，３）の直後に実行される処理である。本処理が開始されると、まず、アイドル時か否かが判定される（Ｓ２０２）。現在、アイドル時でなければ（Ｓ２０２で「ＮＯ」）、リッチスパイク制御禁止を解除する（Ｓ２２２）。このリッチスパイク制御禁止の解除は後述するリッチスパイク制御禁止設定（Ｓ２１０）がなされていた場合に解除してリッチスパイク制御の実行を可能とするものである。既に解除状態にあれば、この解除状態を維持することになる。そして、このまま本処理を一旦終了する。
【００７１】
現在、アイドル時であれば（Ｓ２０２で「ＹＥＳ」）、成層燃焼時か否かが判定される（Ｓ２０４）。この判定は、エンジン２がリーン燃焼を実行するものである場合には、リーン燃焼か否かを判定しても良い。いずれにしても、排気空燃比がリーンとなる燃焼状態か否かを判定する。
【００７２】
ここで成層燃焼時でなければ（Ｓ２０４で「ＮＯ」）、前述のごとくリッチスパイク制御禁止を解除状態とし（Ｓ２２２）、このまま本処理を一旦終了する。
成層燃焼時であれば（Ｓ２０４で「ＹＥＳ」）、次に今回のトリップ（エンジンが継続して運転されている期間）にて現在の触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが属する温度領域において未だＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新がなされていないか否かが判定される（Ｓ２０６）。これは１トリップ内で、既に図４に示したマップＭｎｏｘｍａｘにおいて更新がなされている温度領域であれば、同一温度領域ではリッチスパイク制御禁止を繰り返させないために判断される。
【００７３】
同一温度領域にて既に更新を完了している場合には（Ｓ２０６で「ＮＯ」）、前述のごとくリッチスパイク制御禁止を解除して（Ｓ２２２）、このまま本処理を一旦終了する。
【００７４】
同一温度領域にて未だ更新を実行していない場合には（Ｓ２０６で「ＹＥＳ」）、次に今回の運転状態（ここでは同一温度領域でのアイドル時成層燃焼状態）においてリッチスパイク制御を実行したか否かが判定される（Ｓ２０７）。未だリッチスパイク制御が実行されていなければ（Ｓ２０７で「ＮＯ」）、前述のごとくリッチスパイク制御禁止を解除して（Ｓ２２２）、このまま本処理を一旦終了する。
【００７５】
そしてリッチスパイク設定処理（図２，３）にてステップＳ１２２及びステップＳ１２８にて「ＹＥＳ」と判定されて、ステップＳ１３０が実行されることで、リッチスパイク制御が実行されると（Ｓ２０７で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク制御からの復帰直後か否かが判定される（Ｓ２０８）。最初はリッチスパイク制御からの復帰直後であるので（Ｓ２０８で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク制御禁止設定がなされる（Ｓ２１０）。このことにより前記リッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１２８にて「ＮＯ」と判定されるようになり、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔがリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘ以上となってもリッチスパイク制御は実行されることはない。
【００７６】
そしてタイマのカウントが開始される（Ｓ２１２）。このタイマは本処理と同一周期でカウントアップされるタイマであり、リッチスパイク制御完了から成層燃焼での経過時間を測定するためにカウント値が「０」から開始される。
【００７７】
そしてこのステップＳ２１２の後に、ＮＯｘセンサ２８が検出しているＮＯｘ濃度ＤｎｏｘがＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２以上となったか否かが判定される（Ｓ２１４）。このＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２は、主にＮＯｘセンサ２８の検出精度上、確実にＮＯｘ濃度が上昇したことを判定できる濃度値に設定されている。したがってＮＯｘセンサ２８にて検出されているＮＯｘ濃度ＤｎｏｘがＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２以上となれば、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２がＮＯｘを吸蔵しきれなくなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から下流にＮＯｘが排出し始めた以降のタイミングであることを確実に検出できる。
【００７８】
ここでリッチスパイク制御実行を禁止した状態で、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の上流から成層燃焼により生じたＮＯｘが供給されていても、初期においてはＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が十分にＮＯｘを吸蔵できることから、Ｄｎｏｘ＜Ｄ２である（Ｓ２１４で「ＮＯ」）。したがってこのまま一旦本処理を終了する。
【００７９】
次の制御周期では、同一運転状態が継続しているとすると、ステップＳ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０６，Ｓ２０７で共に「ＹＥＳ」と判定され、ステップＳ２０８ではリッチスパイク制御からの復帰直後ではないので（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２か否かが判定される（Ｓ２１４）。そしてＤｎｏｘ＜Ｄ２である限りは（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、このままの状態が継続する。この間に、成層燃焼によりＮＯｘがＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給されて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の実際のＮＯｘ吸蔵量が増加してゆく。
【００８０】
そして、実際のＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵容量を越えた場合には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流側でＮＯｘ濃度が上昇し始める。この上昇によりＮＯｘセンサ２８が高精度に検出できるＮＯｘ濃度となって、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２と判定されると（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、このようにＤｎｏｘ≧Ｄ２となったタイミングでのタイマのカウント値ＴがＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘに設定される（Ｓ２１６）。
【００８１】
そして次式３に示すごとく、ＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘが算出される（Ｓ２１８）。
【００８２】
【数３】
ｎｏｘｍａｘ　←　ｅｎｏｘｅｘｔ　×（Ｔｎｏｘ　−　Ｔａ）　…　［式３］
ここでＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔは、前述したリッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１１０にて求められている値である。検出遅延時間Ｔａはアイドル時においてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵容量と一致したタイミング（ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出し始めるタイミング）から、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）となるまで時間間隔を表すタイマカウント値である。この検出遅延時間Ｔａは、予め実験等にて求めておいた値である。
【００８３】
リッチスパイク制御が完了した時点からのＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流のＮＯｘ濃度が増加するまでの経過の一例を図７のタイミングチャートに示す。ここでエンジン２はアイドル時であるので単位時間当たりＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔｒａｔｅはほぼ一定であり、ＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔもほぼ一定である。
【００８４】
このためリッチスパイク制御完了時からの経過時間を表しているタイマカウント値Ｔに比例して図示ハッチングにて示すごとくＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが増加する。そしてＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔがＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵容量に到達した時点ｔｓの直前あるいはほぼ同時に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出されるＮＯｘ流量が増加し始める。
【００８５】
そして時点ｔｎｏｘにてＮＯｘセンサ２８にてＤｎｏｘ≧Ｄ２であると検出される。この時点ｔｎｏｘよりも検出遅延時間Ｔａ前にＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔがＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵容量に到達した時点ｔｓが存在している。このため、前記式３においては「Ｔｎｏｘ　−　Ｔａ」の計算により、リッチスパイク制御完了から時点ｔｓまでのＮＯｘ吸蔵限界時間Ｔｓが得られる。そしてこのＮＯｘ吸蔵限界時間ＴｓとＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔとの積により図示ハッチングで示されている全面積に相当するＮＯｘ量、すなわち実際のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘが求められる。
【００８６】
次にこのようにして求められたＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘにより、図４に示したマップＭｎｏｘｍａｘの更新がなされる（Ｓ２２０）。具体的には、図８の例で示すごとく、現在の触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅに応じて更新前のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘｏｌｄ（○印）を補間計算により求める。そして、この値とステップＳ２１８にて求められているＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘ（◎印）との差Δｎｏｘｍａｘ（＝ｎｏｘｍａｘｏｌｄ−ｎｏｘｍａｘ）を算出する。そしてこの差Δｎｏｘｍａｘを、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが属する温度領域ｔｍｐ（４）の代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量（上側の△印の温度）から減算することにより、温度領域ｔｍｐ（４）の代表温度における新たなＮＯｘ吸蔵容量（下側の△印の温度）として設定する。このことによりマップＭｎｏｘｍａｘが更新されることになる。
【００８７】
こうしてマップＭｎｏｘｍａｘの更新が完了すると、次にリッチスパイク制御禁止が解除され（Ｓ２２２）、本処理を一旦終了する。
このようにマップＭｎｏｘｍａｘが更新されたことにより、リッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１１８にて算出されるＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘも対応して変更され、ステップＳ１２０の前記式２にて算出されるリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘも更新される。
【００８８】
そしてリッチスパイク制御禁止が解除されたので、リッチスパイク設定処理（図２，３）ではステップＳ１２２とステップＳ１２８とで共に「ＹＥＳ」と判定されるようになり、ステップＳ１３０が実行される。このため直ちにリッチスパイク制御が実行されて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されているＮＯｘが浄化される。このため図７に示したごとく、上昇を始めたＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流側のＮＯｘ濃度は急速に低下して「０」となる。
【００８９】
吸蔵容量更新処理（図５，６）の次の制御周期では、アイドル時でかつ成層燃焼が継続していることによりステップＳ２０２，Ｓ２０４にて「ＹＥＳ」と判定されるが、同じ温度領域であればＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新が同一トリップ内において完了したので、ステップＳ２０６にて「ＮＯ」と判定される。このことによりステップＳ２２２のリッチスパイク制御禁止解除が継続するので、以後、同一温度領域でのリッチスパイク制御は実行可能となる。
【００９０】
同一トリップ内において、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが他の温度領域に移行すれば、ステップＳ２０６では再度「ＹＥＳ」と判定されるようになり、該当する温度領域のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新が、前述したごとく実行される。
【００９１】
このようにしてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新が繰り返されるので、前記リッチスパイク設定処理のステップＳ１２２にて用いられるリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘも適切な値に更新され、高精度なタイミングでリッチスパイク制御を実行することができる。
【００９２】
上述した構成において、ＮＯｘセンサ２８がＮＯｘ検出手段に、吸蔵容量更新処理（図５，６）と図３のステップＳ１１８，Ｓ１２０の処理がリッチスパイク実行判定値更新手段としての処理に相当する。又、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８がリッチスパイク禁止実行条件に相当する。
【００９３】
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吸蔵還元触媒２２が、エンジン２からの排気中のＮＯｘを十分に吸蔵しきれなくなった時には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流のＮＯｘ濃度は上昇し始める。このことから、ＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までのエンジン運転履歴、本実施の形態ではリッチスパイク制御完了時からＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度増加が検出された時点までの経過時間（ＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘ）には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力が反映されている。
【００９４】
そしてアイドル時にＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘを計測しているので、エンジン排気中のＮＯｘ流量の変動が少なく、ＮＯｘ流量自体の履歴を求めなくてもＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを求めることができる。すなわち、ＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘに対して、アイドル時のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔと実験等により設定されているアイドル時の検出遅延時間Ｔａとを用いて、前記式３の計算を行う。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２下流のＮＯｘ濃度が実際に増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを推定することができ、このＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの値によりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力を表すマップＭｎｏｘｍａｘを適切に更新することができる。
【００９５】
そしてこのように更新されたマップＭｎｏｘｍａｘを用いてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを設定することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力が劣化などにより変化していても、実際の吸蔵能力に適合したリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘに適切に更新することができる。
【００９６】
こうしてリッチスパイク制御の開始タイミングが適切なものとなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出されるＮＯｘ濃度の増加は一時的なものとなる。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続的に使用してもＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からのＮＯｘ排出量を増加させることがなく、長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続使用することができる。
【００９７】
しかもリッチスパイク制御完了時からＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時点までの経過時間の測定という比較的簡易な処理にて、リッチスパイク制御の開始タイミングが適切なものにできるので、ＥＣＵ４に対する負荷を軽減させることができる。
【００９８】
（ロ）．ＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘの計測は、予めリッチスパイク制御の実行を禁止してＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の再生を行わない状態で実行している。このため、確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵量を限界に近づけて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２下流のＮＯｘ濃度を一時的に上昇させることができる。したがって確実にＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度の増加が検出できるので、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを更新する頻度を高めることができる。
【００９９】
そしてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが更新されるとリッチスパイク制御の実行は許可される（Ｓ２２２）ので、以後、リッチスパイク制御の開始タイミングが好適なものとなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出されるＮＯｘ濃度の増加は一時的なものとなる。したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続して使用してもＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からのＮＯｘ排出量の増加を確実に防止できる。
【０１００】
（ハ）．リッチスパイク禁止実行条件にはアイドル状態（Ｓ２０２）が含まれていることによりアイドル時にリッチスパイク処理を禁止することになる。このためエンジン２の排気流量が少ない状態でＮＯｘ濃度の検出を実行することになるので、一時的にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘを排出する状態となっても、その絶対的な排出量自体が少なくて済む。したがって環境に対する影響はより少なくなる。
【０１０１】
［実施の形態２］
本実施の形態においては、前記実施の形態１のリッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１２０において、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの算出のために用いられる余裕代形成係数ｄｅｌｔａの設定が図９のマップＭｄｅｌｔａに示すごとく設定される。これ以外の構成については前記実施の形態１と同じである。
【０１０２】
マップＭｄｅｌｔａは負荷率ｅｋｌｑとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップであり、実線で示すごとくの範囲に設定されており、この範囲は成層燃焼が実行される領域に対応している。すなわち高負荷率側と高回転数側との限られた領域を除いて余裕代形成係数ｄｅｌｔａが設定されている。そして図示破線の等高線にて示すごとく負荷率ｅｋｌｑが高くなるほどあるいはエンジン回転数ＮＥが高くなるほど、余裕代形成係数ｄｅｌｔａが大きくなるように設定され、負荷率ｅｋｌｑが低くなるほどあるいはエンジン回転数ＮＥが低くなるほど、余裕代形成係数ｄｅｌｔａが小さくなるように設定されている。ただし、余裕代形成係数ｄｅｌｔａは、０＜ｄｅｌｔａ＜１．０の範囲（例えば、最小で０．５、最大で０．９）に限定されている。
【０１０３】
このためリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘは、負荷率ｅｋｌｑが高くなるほどあるいはエンジン回転数ＮＥが高くなるほど、すなわち前述したごとく空間速度が高いほどＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘに対する余裕代は小さくされる。そして、負荷率ｅｋｌｑが低くなるほどあるいはエンジン回転数ＮＥが低くなるほど、すなわち空間速度が低いほどＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘに対する余裕代は大きくされることになる。
【０１０４】
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）〜（ハ）の効果が得られる。
（ロ）．上述のごとくマップＭｄｅｌｔａ（図９）により、余裕代形成係数ｄｅｌｔａは、空間速度が高い側では大きくされ、空間速度が低い側では小さくされている。このため空間速度が低い側ではリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘは、ＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘとの差が大きくされる。したがって空間速度が低い側では高い側よりも高頻度にリッチスパイク制御が実行されることになり、リッチスパイク制御の実行頻度は空間速度が高い側よりも低い側に偏ることになる。
【０１０５】
空間速度が高い側ではリッチスパイク制御により供給される未燃ガスとしての還元剤がＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内にて十分にＮＯｘ還元に用いられないまま一部が通過してしまうおそれがあり、燃費損失が大きくなる。
【０１０６】
しかし、上述のごとくリッチスパイク制御の実行頻度を、空間速度が高い側よりも低い側に偏らせることにより、燃費が悪化し易い側よりも燃費が悪化しにくい側でリッチスパイク制御を実行できる確率が高まるので、燃費悪化を抑制することができる。
【０１０７】
［実施の形態３］
本実施の形態においては、吸蔵容量更新処理（図５，６）の代わりに、図１０，１１に示す吸蔵容量更新処理が実行される点が前記実施の形態１とは異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。尚、前記実施の形態２のごとく余裕代形成係数ｄｅｌｔａの設定は図９のマップＭｄｅｌｔａに従っても良い。
【０１０８】
吸蔵容量更新処理（図１０，１１）について説明する。本処理は前記実施の形態１の吸蔵容量更新処理（図５，６）と同じ周期にて実行される。尚、本実施の形態の制御の一例を図１２のタイミングチャートに示す。
【０１０９】
本処理が開始されると、まず現在、成層燃焼時か否かが判定される（Ｓ３０２）。この判定については前記図５のステップＳ２０４にて説明したごとくであり、エンジン２がリーン燃焼を実行するものである場合にはリーン燃焼か否かを判定しても良い。
【０１１０】
ここで成層燃焼時でなければ（Ｓ３０２で「ＮＯ」）、リッチスパイク制御禁止を解除する（Ｓ３３２）。このリッチスパイク制御禁止の解除は前記図５のステップＳ２２２にて説明したごとくである。そして、このまま本処理を一旦終了する。
【０１１１】
成層燃焼時であれば（Ｓ３０２で「ＹＥＳ」）、次に今回のトリップにて現在の触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが属する温度領域において未だＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新がなされていないか否かが判定される（Ｓ３０４）。この判定処理については前記図５のステップＳ２０６にて述べたごとくである。
【０１１２】
同一温度領域にて既に更新を実行している場合には（Ｓ３０４で「ＮＯ」）、前述のごとくリッチスパイク制御禁止を解除し（Ｓ３３２）、このまま本処理を一旦終了する。
【０１１３】
同一温度領域にて未だ更新を実行していない場合には（Ｓ３０４で「ＹＥＳ」）、次に今回の運転状態（ここでは同一温度領域での成層燃焼状態）においてリッチスパイク制御を実行したか否かが判定される（Ｓ３０６）。未だリッチスパイク制御が実行されていなければ（Ｓ３０６で「ＮＯ」）、前述のごとくリッチスパイク制御禁止を解除し（Ｓ３３２）、このまま本処理を一旦終了する。
【０１１４】
その後、リッチスパイク制御が実行されると（Ｓ３０６で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク制御からの復帰直後か否かが判定される（Ｓ３０８）。最初はリッチスパイク制御からの復帰直後であるので（Ｓ３０８で「ＹＥＳ」）、後述する積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘの値として「０（ｇ）」を設定する（Ｓ３１０）。そしてリッチスパイク制御禁止設定がなされる（Ｓ３１２）。このことにより前記リッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１２８にて「ＮＯ」と判定されるようになり、リッチスパイク制御が禁止されることになる。
【０１１５】
そしてタイマのカウントが開始される（Ｓ３１４）。このタイマは前記図５のステップＳ２１２にて説明したごとくである。
次に検出遅延時間Ｔｂを検出遅延時間マップＭＴｂから負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて求める（Ｓ３１６）。検出遅延時間Ｔｂは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵量が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵容量と一致したタイミング（ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出し始めるタイミング）から、ステップＳ３２６にてＤｎｏｘ≧Ｄ２（「ＹＥＳ」）と判定されるまでの時間間隔を表すタイマカウント値である。この検出遅延時間マップＭＴｂは予め実験等にて求めてられている。前記実施の形態１の検出遅延時間Ｔａはアイドル時の成層燃焼時に限られていたため一定値であったが、本実施の形態ではアイドル時に限らないので、検出遅延時間Ｔｂはエンジン２の運転状態により変化する。
【０１１６】
次に前記リッチスパイク設定処理（図２，３）にて求められているＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが、蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）に蓄積される（Ｓ３１８）。ここで蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）は、過去のタイマカウント値Ｔｒから現在のタイマカウント値Ｔまでの、各タイマカウント値毎のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔを記憶するメモリであり、ＥＣＵ４のＲＡＭ中に設定されている。蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）の容量は、検出遅延時間マップＭＴｂ（ｅｋｌｑ，ＮＥ）に設定されている検出遅延時間Ｔｂの最大値に該当する数のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが記憶可能な大きさに設定されている。したがって蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）には検出遅延時間Ｔｂの間に、前記リッチスパイク設定処理（図２，３）にて求められるＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが全て記憶可能である。
【０１１７】
尚、蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）は、最も過去の値に対して最新の値が書き込まれることでサイクリックに更新されているので、最新のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが常に蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）に蓄積されている。
【０１１８】
次に現在のタイマカウント値ＴがステップＳ３１６にて求めた検出遅延時間Ｔｂを越えたか否かが判定される（Ｓ３２０）。Ｔ≦Ｔｂである間は（Ｓ３２０で「ＮＯ」）、検出遅延時間Ｔｂを前回検出遅延時間Ｔｘに設定する（Ｓ３２４）。そして、ＮＯｘセンサ２８が検出しているＮＯｘ濃度ＤｎｏｘがＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２以上となったか否かが判定される（Ｓ３２６）。この判定については前記図６のステップＳ２１４にて説明したごとくである。
【０１１９】
ここでリッチスパイク制御を禁止した状態で、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の上流から成層燃焼により生じたＮＯｘが供給されていても、初期においては、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２がＮＯｘを十分に吸蔵できることから、Ｄｎｏｘ＜Ｄ２である（Ｓ３２６で「ＮＯ」）。したがってこのまま一旦本処理を終了する。
【０１２０】
次の制御周期においては、リッチスパイク制御からの復帰直後ではないので（Ｓ３０８で「ＮＯ」）、直ちに新しい検出遅延時間Ｔｂが算出され（Ｓ３１６）、蓄積メモリｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔｒ〜Ｔ）に新たなＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが蓄積される（Ｓ３１８）。
【０１２１】
そしてＴ≦Ｔｂである限りは（Ｓ３２０で「ＮＯ」）、前回検出遅延時間Ｔｘに今回ステップＳ３１６にて算出された検出遅延時間Ｔｂが設定される（Ｓ３２４）。そしてＤｎｏｘ＜Ｄ２であれば（Ｓ３２６で「ＮＯ」）、一旦本処理を終了する。
【０１２２】
そしてＴ＞Ｔｂとなると（Ｓ３２０で「ＹＥＳ」、図１２の時刻ｔ０）、次式４に示すごとく積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘを算出する（Ｓ３２２）。
【０１２３】
【数４】
Ａｎｏｘ　←　Ａｎｏｘ
＋　Σｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ　〜　Ｔ−Ｔｂ）　…　［式４］
ここで「Ｔ−Ｔｘ」は現在の制御周期に相当するタイマカウント値Ｔから前回検出遅延時間Ｔｘだけ遡った時点を表し、「Ｔ−Ｔｂ」は現在の制御周期に相当するタイマカウント値Ｔから検出遅延時間Ｔｂだけ遡った時点を表す。したがって「Σｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ　〜　Ｔ−Ｔｂ）」は、時点「Ｔ−Ｔｘ」の制御周期から時点「Ｔ−Ｔｂ」の制御周期までの各制御周期にて、前記図２のステップＳ１１０にて求められているＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔを積算することを表している。
【０１２４】
したがって検出遅延時間Ｔｂが変化していない時には、「Ｔ−Ｔｘ＝Ｔ−Ｔｂ」であるので、「Σｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ　〜　Ｔ−Ｔｂ）」＝「ｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｂ）」となる。すなわち検出遅延時間Ｔｂが変化していない時には、次式５に示す計算と同じである。
【０１２５】
【数５】
Ａｎｏｘ　←　Ａｎｏｘ　＋　ｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｂ）　…　［式５］
この式５は、積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘに、検出遅延時間Ｔｂ前のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが順次、蓄積されることを示している。
【０１２６】
又、前回の制御周期よりも運転状態が変化して検出遅延時間Ｔｂが長くなった場合、「Ｔ−Ｔｘ＞Ｔ−Ｔｂ」となるので、「Σｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ　〜Ｔ−Ｔｂ）」＝「０」とされる。すなわち検出遅延時間Ｔｂが前回の制御周期よりも長くなる方へ変化した時には、積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘの値は維持される。
【０１２７】
又、前回の制御周期よりも運転状態が変化して検出遅延時間Ｔｂが短くなった場合、「Ｔ−Ｔｘ＜Ｔ−Ｔｂ」となるので、「Σｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ　〜Ｔ−Ｔｂ）」＝「ｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｘ）＋…＋ｅｎｏｘｅｘｔ（Ｔ−Ｔｂ）」となる。すなわち検出遅延時間Ｔｂが前回の制御周期よりも短くなる方へ変化した時には、積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘの値は、短くなった分、現在のタイマカウント値Ｔから検出遅延時間Ｔｂだけ遡った時点「Ｔ−Ｔｂ」が時間的に後に移動するので、その分のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが蓄積されることになる。
【０１２８】
尚、実際には本実施の形態の制御周期は十分に短いので、検出遅延時間Ｔｂの１周期毎の変化は「±１」以内に収まっている。
前記式４の計算が繰り返されることにより、積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘには、リッチスパイク制御完了時から、現時点よりも検出遅延時間Ｔｂ前までのＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔが積算されることになる。この状態が、Ｄｎｏｘ＜Ｄ２である（Ｓ３２６で「ＮＯ」）限り継続する。
【０１２９】
そしてＤｎｏｘ≧Ｄ２となると（Ｓ３２６で「ＹＥＳ」、図１２：ｔ１）、この制御周期時にて求められている積算ＮＯｘ量ＡｎｏｘがＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘに設定される（Ｓ３２８）。
【０１３０】
次にこのようにして求められたＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘにより、前記マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新がなされる（Ｓ３３０）。この更新は前記図６のステップＳ２２０にて説明したごとくである。
【０１３１】
すなわち、リッチスパイク制御完了以後、図１２に示した時刻ｔ１よりも検出遅延時間Ｔｂ前の時刻ｔｂまでにＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されたＮＯｘ吸蔵量（ハッチング部分）が積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘとして求められる。そしてこの積算ＮＯｘ量Ａｎｏｘが現在のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力を表すものとして、前記マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）が更新される。
【０１３２】
このようにマップＭｎｏｘｍａｘが更新されたことにより、リッチスパイク設定処理（図２，３）のステップＳ１１８にて算出されるＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘも対応して変更され、ステップＳ１２０の前記式２にて算出されるリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘも更新される。
【０１３３】
こうしてマップＭｎｏｘｍａｘの更新が完了すると、次にリッチスパイク制御禁止が解除され（Ｓ３３２）、本処理を一旦終了する。
そしてリッチスパイク制御禁止が解除されたので、リッチスパイク設定処理（図２，３）ではステップＳ１２２とステップＳ１２８とで共に「ＹＥＳ」と判定されるようになり、ステップＳ１３０が実行される。このため直ちにリッチスパイク制御が実行されて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されているＮＯｘが浄化される。このため図１２に示したごとく、上昇を始めたＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流側のＮＯｘ濃度は急速に低下して「０」となる。
【０１３４】
吸蔵容量更新処理（図１０，１１）の次の制御周期では、成層燃焼が継続していることによりステップＳ３０２にて「ＹＥＳ」と判定されても、同じ温度領域であればＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新が同一トリップ内において既に完了しているので、ステップＳ３０４にて「ＮＯ」と判定される。このことによりステップＳ３３２のリッチスパイク制御禁止解除が継続するので、同一温度領域でのリッチスパイク制御は以後実行可能となる。
【０１３５】
同一トリップ内において、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが他の温度領域に移行すれば、ステップＳ３０４では再度「ＹＥＳ」と判定されるようになるため、ステップＳ３０６にて、変化した運転状態で未だリッチスパイク制御を実行していなければ「ＹＥＳ」と判定される。したがって該当する温度領域のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新が、前述したごとく実行される。
【０１３６】
このようにしてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新が繰り返されるので、前記リッチスパイク設定処理のステップＳ１２２にて用いられるリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘも適切に更新されて、高精度なタイミングでリッチスパイク制御を実行することができる。
【０１３７】
上述した構成において、ＮＯｘセンサ２８がＮＯｘ検出手段に、吸蔵容量更新処理（図１０，１１）と図３のステップＳ１１８，Ｓ１２０の処理がリッチスパイク実行判定値更新手段としての処理に相当する。又、ステップＳ３０２〜Ｓ３０８がリッチスパイク禁止実行条件に相当する。
【０１３８】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が、エンジン２の排気中のＮＯｘを十分に吸蔵しきれなくなった時には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が排出する排気中のＮＯｘ濃度は上昇し始める。このことからＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時（図１２：ｔ１）までのエンジン運転履歴、ここではリッチスパイク制御完了時からＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度の増加が検出された時までのＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔの状態には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力が反映されている。
【０１３９】
すなわち、ＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔを、リッチスパイク制御完了後から、現在時点よりも検出遅延時間Ｔｂ前までのＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔを積算することで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２下流のＮＯｘ濃度が実際に増加し始めた時点でのＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを求める。このことによりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力を表すマップＭｎｏｘｍａｘを適切に更新することができる。
【０１４０】
そして、このように更新されたマップＭｎｏｘｍａｘを用いてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを設定することにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の吸蔵能力が劣化などにより変化していても、実際の吸蔵能力に適合したリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘに適切に更新することができる。
【０１４１】
こうしてリッチスパイク制御の開始タイミングが適切なものとなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出されるＮＯｘ濃度の増加は一時的なものとなる。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続して使用してもＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からのＮＯｘ排出量を増加させることがなく、長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続使用することができる。
【０１４２】
しかもエンジン２の運転状態が大きく変化するような状況であっても、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを適切に更新することができることから、更新できる機会が増加し、早期にリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを適切な状態に更新することができる。
【０１４３】
（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）の効果を生じる。
（ハ）．マップＭｄｅｌｔａ（図９）を用いて余裕代形成係数ｄｅｌｔａを設定した場合には、前記実施の形態２の（ロ）の効果を生じる。
【０１４４】
［実施の形態４］
本実施の形態においては、リッチスパイク設定処理（図２，３）の内、図３に示す処理の代わりに図１３に示す処理が実行される。そして吸蔵容量更新処理（図５，６）の代わりに、図１４，１５に示す吸蔵容量更新処理が実行される点が前記実施の形態１とは異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。尚、前記実施の形態２のごとく余裕代形成係数ｄｅｌｔａの設定は図９のマップＭｄｅｌｔａに従っても良い。
【０１４５】
リッチスパイク設定処理（図２，１３）について説明する。図２の処理については前記実施の形態１にて説明したごとくであるので詳細な説明は省略する。又、図１３については、図３と同一の処理は同一のステップ番号が付されている。
【０１４６】
ステップＳ１１６（図２）にてＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが算出された後に、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの増加処理を許可するための判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃが「ＯＦＦ」否かが判定される（Ｓ１１７ａ）。ここでＦｒｓｉｎｃ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ１１７ａで「ＹＥＳ」）、次にＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘが算出される（Ｓ１１８）。そしてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが前記式２のごとく算出される（Ｓ１２０）。
【０１４７】
一方、Ｆｒｓｉｎｃ＝「ＯＮ」であれば（Ｓ１１７ａで「ＮＯ」）、次式６に示すごとく、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを漸増する（Ｓ１１７ｂ）。
【０１４８】
【数６】
ｒｓｐｎｏｘｍａｘ　←　ｒｓｐｎｏｘｍａｘ　＋　ｄｘ　…　［式６］
上記ステップＳ１２０又は上記ステップＳ１１７ｂの次に、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘか否かが判定される（Ｓ１２２）。ｅｎｏｘｃｎｔ＜ｒｓｐｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ１２２で「ＮＯ」）、ｅｎｏｘｃｎｔ≧０か否かが判定される（Ｓ１２４）。ｅｎｏｘｃｎｔ≧０であれば（Ｓ１２４で「ＹＥＳ」）、このまま一旦本処理を終了する。又、ｅｎｏｘｃｎｔ＜０であれば（Ｓ１２４で「ＮＯ」）、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔに「０」を設定する。
【０１４９】
一方、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、前記図３の場合と異なり、直ちにリッチスパイク用のパラメータが設定される（Ｓ１３０）。このことによりリッチスパイク制御が実行されることになる。
【０１５０】
吸蔵容量更新処理（図１４，１５）について説明する。本処理は前記実施の形態１の吸蔵容量更新処理（図５，６）と同じに周期的に実行される。尚、本実施の形態の制御の一例を図１６のタイミングチャートに示す。
【０１５１】
本処理が開始されると、まず、アイドル時か否かが判定される（Ｓ４０２）。現在、アイドル時でなければ（Ｓ４０２で「ＮＯ」）、判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、本処理を一旦終了する。
【０１５２】
このことにより前記図１３のステップＳ１１７ａにては「ＹＥＳ」と判定されて、ステップＳ１１８，Ｓ１２０が実行される。したがって前記図４に示したマップＭｎｏｘｍａｘからＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘを算出し、このＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘに基づいて前記式２からリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが算出される。そしてこのリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘに基づいてステップＳ１２２にてリッチスパイク制御の実行有無が判断されることになる。
【０１５３】
現在、アイドル時であれば（Ｓ４０２で「ＹＥＳ」）、成層燃焼時か否かが判定される（Ｓ４０４）。この判定は前記図５のステップＳ２０４に述べたごとくエンジン２がリーン燃焼を実行するものである場合にはリーン燃焼か否かを判定しても良い。ここで成層燃焼時でなければ（Ｓ４０４で「ＮＯ」）、前述のごとく判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、本処理を一旦終了する。
【０１５４】
成層燃焼時であれば（Ｓ４０４で「ＹＥＳ」）、次に基準回数の今回以前のトリップにおいて、現在の触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが属する温度領域において未だＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新がなされていないか否かが判定される（Ｓ４０６）。これは基準回数のトリップ内で一度でも、マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）において更新がなされている温度領域であれば、同一温度領域ではリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの漸増によるＮＯｘ排出を繰り返させないために判断される。基準回数は、例えば１〜数回に設定されている。
【０１５５】
基準回数のトリップ内で同一温度領域にて既に更新を実行している場合には（Ｓ４０６で「ＮＯ」）、前述のごとく判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、本処理を一旦終了する。
【０１５６】
基準回数のトリップ内で同一温度領域にて未だ更新を実行していない場合には（Ｓ４０６で「ＹＥＳ」）、次に今回の運転状態（ここでは同一温度領域でのアイドル時成層燃焼状態）においてリッチスパイク制御を実行したか否かが判定される（Ｓ４０７）。未だリッチスパイク制御が実行されていなければ（Ｓ４０７で「ＮＯ」）、前述のごとく判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４２２）、本処理を一旦終了する。
【０１５７】
そしてリッチスパイク制御が実行されると（Ｓ４０７で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク制御からの復帰直後か否かが判定される（Ｓ４０８）。最初はリッチスパイク制御からの復帰直後であるので（Ｓ４０８で「ＹＥＳ」）、判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃに「ＯＮ」が設定される（Ｓ４１０）。このことにより前記図１３のステップＳ１１７ａにて「ＮＯ」と判定されるようになり、前述したステップＳ１１７ｂが実行される。このことによりリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの漸増が実行されるようになる。
【０１５８】
そしてタイマのカウントが開始される（Ｓ４１２）。この処理は前記図５のステップＳ２１２にて説明したごとくである。
そしてこのステップＳ４１２の後に、ＮＯｘセンサ２８が検出しているＮＯｘ濃度ＤｎｏｘがＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２以上となったか否かが判定される（Ｓ４１４）。この判定は前記図６のステップＳ２１４にて説明したごとくである。
【０１５９】
ここでリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の実際のＮＯｘ吸蔵容量に対して小さければ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出される前に、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘ（図１３：Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）と判定される。このことによりＮＯｘがＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出される前にリッチスパイク制御が実行されるので、ステップＳ４１４にてＤｎｏｘ≧Ｄ２と判定されることはなく（Ｓ４１４で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。したがってステップＳ４１６〜Ｓ４２０によるマップＭｎｏｘｍａｘの更新はなされない。
【０１６０】
制御周期毎に図１３のステップＳ１１７ｂが繰り返されることにより、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘは漸増する。このことによりｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなる前に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出されるようになり、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２と判定されるようになる（Ｓ４１４で「ＹＥＳ」）。
【０１６１】
このためＤｎｏｘ≧Ｄ２となったタイミングでのタイマカウント値ＴがＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘとして設定される（Ｓ４１６）。そして前記式３に示すごとく、ＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘが算出される（Ｓ４１８）。このＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘによりマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）が更新される（Ｓ４２０）。
【０１６２】
そして判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃ＝「ＯＦＦ」に設定して（Ｓ４２２）、一旦本処理を終了する。
ここで、図１６のタイミングチャートに、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６が満足された後の最初のリッチスパイク制御（時刻ｔ１０〜ｔ１１）からの経過の一例を示す。ここではアイドル時であるので、リッチスパイク制御（時刻ｔ１０〜ｔ１１）が完了すると、ほぼ一定のＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔでＮＯｘがＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の上流から流入する。このためタイマカウント値Ｔに比例してＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが実線で示すごとく増加する（ｔ１１〜）。又、リッチスパイク制御の完了以降（ｔ１１〜）、判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃ＝「ＯＮ」となるので（Ｓ１１７ａで「ＮＯ」）、ステップＳ１１７ｂの処理により一点鎖線で示すごとく次第にリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが増加する。
【０１６３】
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔがリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘ以上となると（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」、ｔ１２）、リッチスパイク制御（時刻ｔ１２〜ｔ１３）が実行される。そして、その後、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘ（一点鎖線）はＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の実際のＮＯｘ吸蔵容量（破線）を越える。このためｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなる前にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２は下流にＮＯｘを排出し始める（ｔ１４）。その後、ＮＯｘ濃度ＤｎｏｘがＮＯｘ濃度増加判定値Ｄ２以上となる（ｔ１５）。このためステップＳ４１４にて「ＹＥＳ」と判定されて、ステップＳ４１６〜Ｓ４２０が実行されて、マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）が更新される。そして判定値増加フラグＦｒｓｉｎｃ＝「ＯＦＦ」に戻される（Ｓ４２２）。
【０１６４】
Ｆｒｓｉｎｃ＝「ＯＦＦ」となると、図１３のステップＳ１１７ａでは「ＹＥＳ」と判定されるようになり、ステップＳ１１８，Ｓ１２０にてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）に基づいてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが適切な値に更新される。そしてステップＳ１２２にて「ＹＥＳ」と判定されて、ステップＳ１３０が実行されることにより、直ちにリッチスパイク制御（ｔ１５〜ｔ１６）に入る。
【０１６５】
そして吸蔵容量更新処理（図１４，１５）の次の制御周期では、同じ温度領域ではＮＯｘ吸蔵容量が更新されたため、ステップＳ４０６にて「ＮＯ」と判定されるようになり、Ｆｒｓｉｎｃ＝「ＯＦＦ」が維持される（Ｓ４２２）。このため以後（ｔ１６〜）は、図１３のステップＳ１１７ａでは「ＹＥＳ」と判定されて、更新されたマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）に基づいてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが設定される（Ｓ１１８，Ｓ１２０）。そして、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなれば（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１３０の設定によりリッチスパイク制御（ｔ１７〜ｔ１８）が実行されるようになる。
【０１６６】
触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅが、基準回数内のトリップにおいてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新がなされていない他の温度領域に移行すれば、ステップＳ４０６では「ＹＥＳ」と判定されるようになる。このためリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが漸増され、該当する温度領域のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの更新が、前述したごとく実行される。
【０１６７】
このようにしてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新が繰り返されるので、前記リッチスパイク設定処理のステップＳ１２２にて用いられるリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘも適切な値に更新され、高精度なタイミングでリッチスパイク制御を実行することができる。
【０１６８】
上述した構成において、ＮＯｘセンサ２８がＮＯｘ検出手段に、吸蔵容量更新処理（図１４，１５）と図１３のステップＳ１１７ａ，Ｓ１１７ｂ，Ｓ１１８，Ｓ１２０の処理がリッチスパイク実行判定値更新手段としての処理に相当する。又、ステップＳ４０２〜Ｓ４０８が増加更新条件に相当する。
【０１６９】
以上説明した本実施の形態４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）の効果を生じる。
（ロ）．マップＭｄｅｌｔａ（図９）を用いて余裕代形成係数ｄｅｌｔａを設定した場合には、前記実施の形態２の（ロ）の効果を生じる。
【０１７０】
（ハ）．ＮＯｘ増加期間Ｔｎｏｘの計測は、予めリッチスパイク制御の実行を禁止せずに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の還元を繰り返しつつ、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを漸増することで実行している。
【０１７１】
このようにリッチスパイク制御が可能な運転状態でも、リッチスパイク制御の開始タイミングが適切な値に更新できるので、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２から排出されるＮＯｘ濃度の増加は一時的なものとなり、ＮＯｘ排出量を増加させることなく長期にわたってＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を継続使用することができる。
【０１７２】
（ニ）．リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの増加更新条件にはアイドル状態が含まれている。このことによりエンジンの排気流量が少ない状態でＮＯｘ濃度の検出を実行することになる。このためＮＯｘセンサ２８にてＮＯｘ濃度増加を検出するために一時的にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘを排出する状態となっても、その絶対的な排出量自体は少なくて済むので、環境に対する影響はより少なくなる。
【０１７３】
［実施の形態５］
本実施の形態においては、リッチスパイク設定処理（図２，３）の内、図３に示す処理の代わりに図１７に示す処理が実行される。そして吸蔵容量更新処理（図５，６）の代わりに、図１８，１９に示す吸蔵容量更新処理が実行される点が前記実施の形態１とは異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。尚、前記実施の形態２のごとく余裕代形成係数ｄｅｌｔａの設定は図９のマップＭｄｅｌｔａに従っても良い。
【０１７４】
リッチスパイク設定処理（図２，１７）について説明する。図２の処理については前記実施の形態１にて説明したごとくであるので詳細な説明は省略する。又、図１７については前記図３に存在するリッチスパイク制御禁止解除か否かの判定（Ｓ１２８）が存在しない。したがってＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ≧リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなれば、必ずリッチスパイク制御が実行される（Ｓ１３０）。これ以外の図１７における処理は図３と同じであり、図３と同一の処理は同一のステップ番号が付されている。
【０１７５】
吸蔵容量更新処理（図１８，１９）については吸蔵容量更新処理（図５，６）の未更新条件の判定（図５：Ｓ２０６）、リッチスパイク制御の禁止（図５：Ｓ２１０）及びリッチスパイク制御の禁止解除（図６：Ｓ２２２）が存在しないのみで他の構成は前記吸蔵容量更新処理（図５，６）と同じである。図５，６と同一の処理は同一のステップ番号が付されている。
【０１７６】
この構成による制御の一例を図２０のタイミングチャートに示す。本タイミングチャートは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の実際のＮＯｘ吸蔵容量に対してリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが適切な値に設定されている状態（〜ｔ２１）から、実際のＮＯｘ吸蔵容量が劣化等により次第に低下した例を示している。ここでは時刻ｔ２３までは実際のＮＯｘ吸蔵容量はリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを下回っていない。したがってＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘ（図１７のステップＳ１２２で「ＹＥＳ」）となることでリッチスパイク制御が実行されている（Ｓ１３０：ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２２〜ｔ２３）。
【０１７７】
しかし、時刻ｔ２３以後に実際のＮＯｘ吸蔵容量はリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘよりも小さくなる。このためＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなる前にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２はＮＯｘを排出し始める（ｔ２４）。その後、ＮＯｘ濃度Ｄｎｏｘ≧Ｄ２となることにより（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０が実行されて、マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）が更新される（ｔ２５）。このことによりリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが実際のＮＯｘ吸蔵容量に対して適切な値となる（図１７：Ｓ１１８，Ｓ１２０）。そしてｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘと判定されて（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、直ちにリッチスパイク制御が実行される（Ｓ１３０）。
【０１７８】
上述した構成において、ＮＯｘセンサ２８がＮＯｘ検出手段に、吸蔵容量更新処理（図１８，１９）と図１７のステップＳ１１８，Ｓ１２０の処理がリッチスパイク実行判定値更新手段としての処理に相当する。
【０１７９】
以上説明した本実施の形態５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）の効果を生じる。
（ロ）．本実施の形態のごとく通常通りにリッチスパイク制御を実行していても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合に対してマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）を更新でき、リッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを適切な値に更新することができる。
【０１８０】
（ハ）．マップＭｄｅｌｔａ（図９）を用いて余裕代形成係数ｄｅｌｔａを設定した場合には、前記実施の形態２の（ロ）の効果を生じる。
［実施の形態６］
本実施の形態においては、前記実施の形態５の吸蔵容量更新処理（図１８，１９）の代わりに図２１，２２に示す吸蔵容量更新処理が実行される点が前記実施の形態５とは異なる。他の構成は前記実施の形態５と同じである。尚、前記実施の形態２のごとく余裕代形成係数ｄｅｌｔａの設定は図９のマップＭｄｅｌｔａに従っても良い。
【０１８１】
吸蔵容量更新処理（図２１，２２）については前記実施の形態３の吸蔵容量更新処理（図１０，１１）の未更新条件の判定（Ｓ３０４）、リッチスパイク制御の禁止（Ｓ３１２）及びリッチスパイク制御の禁止解除（Ｓ３３２）が存在しないのみで他の構成は前記吸蔵容量更新処理（図１０，１１）と同じである。図１０，１１と同一の処理は同一のステップ番号が付されている。
【０１８２】
この構成による制御の一例を図２３のタイミングチャートに示す。本タイミングチャートは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の実際のＮＯｘ吸蔵容量に対してリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが適切な値に設定されている状態（〜ｔ３１）から、実際のＮＯｘ吸蔵容量が次第に低下した例を示している。ここでは時刻ｔ３３までは実際のＮＯｘ吸蔵容量（破線）はリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘ（一点鎖線）を下回っていない。したがってＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘ（図１７のステップＳ１２２で「ＹＥＳ」）となることでリッチスパイク制御が実行されている（Ｓ１３０：ｔ３０〜ｔ３１、ｔ３２〜ｔ３３）。
【０１８３】
しかし時刻ｔ３３以後に実際のＮＯｘ吸蔵容量はリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘよりも小さくなる。このためＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘとなる前にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２はＮＯｘを排出し始める（ｔ３４）。その後、ＮＯｘ濃度Ｄｎｏｘ≧Ｄ２となることにより（Ｓ３２６で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３２８，Ｓ３３０が実行されて、マップＭｎｏｘｍａｘ（図４）が更新される（ｔ３５）。このことによりリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘが実際のＮＯｘ吸蔵容量に対して適切な値となる（図１７：Ｓ１１８，Ｓ１２０）。そしてｅｎｏｘｃｎｔ≧ｒｓｐｎｏｘｍａｘと判定されて（Ｓ１２２で「ＹＥＳ」）、直ちにリッチスパイク制御が実行される（Ｓ１３０）。
【０１８４】
上述した構成において、ＮＯｘセンサ２８がＮＯｘ検出手段に、吸蔵容量更新処理（図２１，２２）と図１７のステップＳ１１８，Ｓ１２０の処理がリッチスパイク実行判定値更新手段としての処理に相当する。
【０１８５】
以上説明した本実施の形態６によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態３の（イ）、（ハ）の効果、前記実施の形態５の（ロ）の効果を生じる。
【０１８６】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態において、新たに求めたＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘによるマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）の更新は、図８にて説明したごとく該当する温度領域の代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量を更新することにより行われていた。これ以外に、図２４に示すごとく触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅの高温側と低温側とに隣接する２つの代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量をΔｎｏｘｍａｘ分、共に更新しても良い。すなわち、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅに応じて補間計算により更新前のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘｏｌｄ（○印）を求めて、この値とステップＳ２１８，Ｓ３２８，Ｓ４１８にて求められているＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘ（◎印）との差Δｎｏｘｍａｘ（＝ｎｏｘｍａｘｏｌｄ−ｎｏｘｍａｘ）を算出する。そしてこの差Δｎｏｘｍａｘを、２つの温度領域ｔｍｐ（３），ｔｍｐ（４）の代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量（上側の△印の温度）から減算することにより温度領域ｔｍｐ（３），ｔｍｐ（４）の代表温度における新たなＮＯｘ吸蔵容量（下側の△印の温度）を求める。
【０１８７】
尚、２つの温度領域ｔｍｐ（３），ｔｍｐ（４）の代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量を同じ様に変更させるのではなく、触媒温度ｅｔｅｍｐａｖｅの位置に応じて、近い方の重み付けを重くし遠い方の重み付けを軽くして各代表温度におけるＮＯｘ吸蔵容量を変更させても良い。
【０１８８】
（ｂ）．前記実施の形態１，２，３においてはリッチスパイク制御の禁止時にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２下流のＮＯｘ濃度ＤｎｏｘをＮＯｘセンサ２８により監視した。これに加えてリッチスパイク制御が禁止されていない時においても前記実施の形態５，６と同じ処理を実行してＮＯｘ濃度Ｄｎｏｘを監視し、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２となった場合にマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）を更新しても良い。
【０１８９】
又、前記実施の形態４においてはリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘの漸増時に排気中のＮＯｘ濃度ＤｎｏｘをＮＯｘセンサ２８により監視していた。これに加えてマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）に基づいてリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘを設定している時においても前記実施の形態５と同じ処理を実行してＮＯｘ濃度Ｄｎｏｘを監視し、Ｄｎｏｘ≧Ｄ２となった場合にマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）を更新しても良い。
【０１９０】
（ｃ）．前記各実施の形態において、ＮＯｘセンサ２８は精度上、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出され始めたタイミングでは、正確にＮＯｘ濃度上昇を測定できないため、前述した検出遅延時間Ｔａ，Ｔｂを設けていた。しかし、ＮＯｘセンサ２８に高精度のセンサを用いてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２からＮＯｘが排出され始めたタイミングにてＮＯｘ濃度上昇が判定できれば、検出遅延時間Ｔａ，Ｔｂを用いてなくても良い。例えば、前記図６のステップＳ２１８にて説明した前記式３の代わりに、次式７のごとくより簡単に算出することができる。
【０１９１】
【数７】
ｎｏｘｍａｘ　←　ｅｎｏｘｅｘｔ　×　Ｔｎｏｘ　…　［式７］
又、前記図１１にて示したステップＳ３１６〜Ｓ３２４は、次式８のごとく積算ＮＯｘ量ＡｎｏｘへのＮＯｘ排出量ｅｎｏｘｅｘｔの蓄積処理に簡略化される。
【０１９２】
【数８】
Ａｎｏｘ　←　Ａｎｏｘ　＋　ｅｎｏｘｅｘｔ　　…　［式８］
（ｄ）．前記実施の形態２にて説明した図９のマップＭｄｅｌｔａは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合に関係なく一定のものを用いた。この代わりに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が劣化するほど、すなわちマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）のＮＯｘ吸蔵容量ｎｏｘｍａｘの値が低くなるほど、余裕代形成係数ｄｅｌｔａの全体の値を下げると共に、余裕代形成係数ｄｅｌｔａの最大値と最小値との差を大きくするようにしても良い。すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が劣化すると、空間速度の全域で未燃ガスの触媒透過率が高まるとともに、特に高空間速度側で未燃ガスの触媒透過率が高まるためである。
【０１９３】
（ｅ）．前記各実施の形態１〜３では、リッチスパイク禁止実行条件としてリッチスパイク制御実行の条件（図５：Ｓ２０７，図１０：Ｓ３０６）が含まれていることにより、リッチスパイク制御が実行されるのを待機していた。この代わりに、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６（図５）又はステップＳ３０２，Ｓ３０４（図１０）が満足された時点で、強制的にリッチスパイク制御を実行して、ステップＳ２０８（図５）又はステップＳ３０８（図１０）以下の処理を実行するようにしても良い。この場合には早期にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２下流のＮＯｘ濃度が上昇する状態に移行できるので、迅速にマップＭｎｏｘｍａｘ（図４）を更新して、早期に適切なリッチスパイク実行判定値ｒｓｐｎｏｘｍａｘにてリッチスパイク制御を実行できるようになる。
【０１９４】
（ｆ）．前記各実施の形態においては、筒内噴射型エンジンを使用し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も適用できる。この構成の場合には成層燃焼の代わりにリーン燃焼が行われ、このリーン燃焼時にＮＯｘ吸蔵還元触媒に対してＮＯｘが吸蔵される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のエンジン及びＥＣＵの概略構成説明図。
【図２】同じくリッチスパイク設定処理のフローチャート。
【図３】同じくリッチスパイク設定処理のフローチャート。
【図４】同じく触媒温度とＮＯｘ吸蔵容量との関係を示すマップＭｎｏｘｍａｘの構成説明図。
【図５】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図６】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図７】同じく制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】同じくマップＭｎｏｘｍａｘの更新の一例を示すグラフ。
【図９】実施の形態２のマップＭｄｅｌｔａの構成説明図。
【図１０】実施の形態３の吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図１１】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図１２】同じく制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１３】実施の形態４のリッチスパイク設定処理のフローチャート。
【図１４】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図１５】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図１６】同じく制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１７】実施の形態５のリッチスパイク設定処理のフローチャート。
【図１８】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図１９】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図２０】同じく制御の一例を示すタイミングチャート。
【図２１】実施の形態６の吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図２２】同じく吸蔵容量更新処理のフローチャート。
【図２３】同じく制御の一例を示すタイミングチャート。
【図２４】マップＭｎｏｘｍａｘの更新の他の例を示すグラフ。
【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吸蔵還元触媒、２４…空燃比センサ、２６…Ｏ２センサ、２８…ＮＯｘ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】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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