(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に適用される排気浄化装置であって、
電圧が印加されたときに酸素イオンを伝導する酸素イオン伝導材料からなる酸素イオン伝導体と、前記酸素イオン伝導体の第１表面に配設された第１電極と、前記酸素イオン伝導体を挟んで前記第１表面とは反対側の第２表面に配設された少なくとも銀を含んでいる第２電極と、から構成されたＮＯｘ吸蔵放出装置を前記機関の排気通路に備えているとともに、前記電極間に電圧を印加するための電圧源、及び、前記電圧源の作動を制御する制御部、を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御部は、前記ＮＯｘ吸蔵放出装置から放出されたＮＯｘを前記排気通路において浄化可能な状態であることを示す浄化可能条件が成立している期間において、前記第１電極から前記第２電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加する、
排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気浄化装置において、
前記制御部は、所定の開始条件が成立したときに前記ＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比にするリッチ化制御を行うとともに、前記リッチ化制御により前記ＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていると推定されるリッチ空燃比条件が成立している場合に前記浄化可能条件が成立していると判定する、
排気浄化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の排気浄化装置において、
前記制御部は、前記リッチ化制御の開始後、前記電極間に流れる電流が所定の電流値以上になっている場合、前記リッチ空燃比条件が成立していると判定する、
排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の排気浄化装置であって、前記ＮＯｘ吸蔵放出装置よりも下流位置において前記排気通路に配設されたＮＯｘ浄化触媒を更に備えた排気浄化装置において、
前記制御部は、前記触媒によるＮＯｘ浄化率に相関する浄化率相関値が所定の浄化率相関値以上であるという条件が成立している場合、前記浄化可能条件が成立していると判定し、
前記浄化率相関値は、前記ＮＯｘ浄化率が第１浄化率であるとき、前記ＮＯｘ浄化率が前記第１浄化率よりも高い第２浄化率であるときよりも小さい、
排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２及び請求項４の何れか一項に記載の排気浄化装置において、
前記制御部は、前記浄化可能条件が成立していないという条件が成立している場合、前記第２電極から前記第１電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加する、
排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の排気浄化装置において、
前記制御部は、前記浄化可能条件が成立している期間において、前記第１電極から前記第２電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加することにより、前記第２電極に吸蔵されているＮＯｘを該第２電極から放出させる、
排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵及び放出可能なＮＯｘ吸蔵放出装置を備えた、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出されるＮＯｘを浄化するための排気浄化装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された排気浄化装置（以下、「従来装置」と称呼する。）は、ＮＯｘを吸着するための吸着手段と、ＮＯｘを還元浄化するための浄化手段と、を排気通路に備えている。
【０００３】
吸着手段は、浄化手段よりも排気上流位置において排気通路に配設されている。浄化手段は、その温度が比較的高温であるときにＮＯｘを浄化することができる。吸着手段には、その温度が「浄化手段がＮＯｘを浄化することができない温度（低温）」であるときにＮＯｘが吸着する。一方、吸着手段に吸着されているＮＯｘは、吸着手段の温度が「浄化手段がＮＯｘを浄化することができる温度（高温）」になると吸着手段から脱離する。
【０００４】
従って、従来装置によれば、浄化手段の温度がＮＯｘを浄化することができない温度（低温）であるとき、排ガス中のＮＯｘは吸着手段に吸着される。そして、浄化手段の温度がＮＯｘを浄化することができる温度（高温）になると、吸着手段に吸着されているＮＯｘが吸着手段から脱離して浄化手段に流入し、そのＮＯｘは浄化手段によって浄化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１１２９６７号公報（段落００３５、段落００４０及び段落００４１を参照。）
【発明の概要】
【０００６】
上述したように、従来装置においては、吸着手段からＮＯｘが脱離するか否かは、吸着手段の温度に依存する。このように温度に依存してＮＯｘが脱離するようになっている場合、吸着手段から任意にＮＯｘを脱離させることはできない。このため、浄化手段の状態がＮＯｘを浄化可能な状態になっていないときに、吸着手段からＮＯｘが脱離し、その結果、従来装置におけるＮＯｘ浄化率が低下してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、かかる課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、排ガス中のＮＯｘを吸蔵及び放出可能なＮＯｘ吸蔵放出装置を備えた、内燃機関の排気浄化装置であって、ＮＯｘ吸蔵放出装置から任意にＮＯｘを放出させることができる、内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００８】
これに関し、本願発明者は、以下の知見を得た。即ち、ＮＯｘ吸蔵放出装置が「電圧が印加されたときに酸素イオンを伝導する酸素イオン伝導材料からなる酸素イオン伝導体」と「前記酸素イオン伝導体の第１表面に配設された第１電極」と「前記酸素イオン伝導体を挟んで前記第１表面とは反対側の第２表面に配設された少なくとも銀を含んでいる第２電極」とから構成されている場合、ＮＯｘが第２電極の銀と反応して第２電極に吸蔵される。そして、第１電極から第２電極に向かって酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように第１電極と第２電極との間に電圧を印加すると、第２電極に吸蔵されているＮＯｘが第２電極から放出される。
【０００９】
かかる知見に基づき、本発明の排気浄化装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、前記ＮＯｘ吸蔵放出装置を前記機関の排気通路に備えているとともに、前記電極間に電圧を印加するための電圧源、及び、前記電圧源の作動を制御する制御部、を備えている。
【００１０】
そして、前記制御部は、前記ＮＯｘ吸蔵放出装置から放出されたＮＯｘを前記排気通路において浄化可能な状態であることを示す浄化可能条件が成立している期間において、前記第１電極から前記第２電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加する。
より具体的には、前記制御部は、前記浄化可能条件が成立している期間において、前記第１電極から前記第２電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加することにより、前記第２電極に吸蔵されているＮＯｘを該第２電極から放出させる。
【００１１】
これによれば、電極間に電圧を印加するか否かを制御することによって、ＮＯｘ吸蔵放出装置からＮＯｘを放出させるか否かを制御することができる。即ち、ＮＯｘ吸蔵放出装置からＮＯｘを任意に放出されることができる。従って、ＮＯｘ吸蔵放出装置から放出されたＮＯｘを浄化可能な状態になっている期間（即ち、浄化可能条件が成立している期間）にＮＯｘ吸蔵放出装置からＮＯｘを確実に放出させることができる。このため、本発明装置におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。
【００１２】
更に、前記制御部は、所定の開始条件が成立したときに前記ＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比にするリッチ化制御を行い、前記リッチ化制御により前記ＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていると推定されるリッチ空燃比条件が成立している場合に前記浄化可能条件が成立していると判定するようにしてもよい。
【００１３】
これによれば、ＮＯｘ吸蔵放出装置から放出されたＮＯｘは、ＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガス中の還元成分（例えば、炭化水素）によって還元浄化される。
【００１４】
更に、前記リッチ化制御によりＮＯｘ吸蔵放出装置に流入する排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていることを精度良く知ることができると、本発明装置におけるＮＯｘ浄化率をより向上させることができる。
【００１５】
これに関し、本願発明者は、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排ガスがＮＯｘ吸蔵放出装置に到達すると、前記電極間に電圧が印加されていなくても、前記電極間に電流が流れるとの知見を得た。このような現象が生じる理由は、以下のような理由であると推察される。即ち、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排ガスがＮＯｘ吸蔵放出装置に到達すると、第２電極の銀を触媒として排ガス中のＨＣ（炭化水素）が第２電極において燃焼する。このとき、第２電極において下記化学反応式（１）により示した化学反応が進行する。このため、前記電極間に電圧が印加されていなくても、第１電極から第２電極に向かって酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動することから、前記電極間に電流が流れるものと推察される。
２ＣｘＨｙ＋（４ｘ＋ｙ）Ｏ２−→２ｘＣＯ２＋ｙＨ２Ｏ＋（８ｘ＋２ｙ）ｅ−  …（１）
【００１６】
かかる知見に基づき、前記制御部は、前記リッチ化制御の開始後、前記電極間に流れる電流が所定の電流値以上になっている場合、前記リッチ空燃比条件が成立していると判定するようにしてもよい。
【００１７】
これによれば、ＮＯｘ吸蔵放出装置（特に、第２電極）にリッチな空燃比の排ガスが到達したことを精度良く知ることができ、その結果、本発明装置におけるＮＯｘ浄化率をより向上させることができる。
【００１８】
更に、本発明装置が前記ＮＯｘ吸蔵放出装置よりも下流位置において前記排気通路に配設されたＮＯｘ浄化触媒を更に備えている場合、前記制御部は、前記触媒によるＮＯｘ浄化率に相関する浄化率相関値が所定の浄化率相関値以上であるという条件が成立した場合に前記浄化可能条件が成立していると判定するようにしてもよい。なお、この場合、前記浄化率相関値は、前記ＮＯｘ浄化率が第１浄化率であるとき、前記ＮＯｘ浄化率が前記第１浄化率よりも高い第２浄化率であるときよりも小さい。
【００１９】
これによれば、ＮＯｘ吸蔵放出装置から放出されたＮＯｘは、ＮＯｘ浄化触媒において浄化される。
【００２０】
更に、前記浄化可能条件が成立していないときにＮＯｘ吸蔵放出装置からＮＯｘが放出されてしまうと、本発明装置におけるＮＯｘ浄化率が低下してしまう。これに関し、本願発明者は、第２電極から第１電極に向かって酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電極間に電圧を印加すると、第２電極からのＮＯｘの放出を防止することができるとの知見を得た。
【００２１】
この知見に基づき、前記制御部は、前記浄化可能条件が成立していないという条件が成立している場合、前記第２電極から前記第１電極に向かって前記酸素イオン伝導体の内部を酸素イオンが移動するように前記電圧源を用いて前記電極間に電圧を印加するようにしてもよい。
【００２２】
これによれば、浄化可能条件が成立していないときにＮＯｘ吸蔵放出装置からのＮＯｘ放出を防止することができ、その結果、本発明装置におけるＮＯｘ浄化率の低下を防止することができる。
【００２３】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る排気浄化装置が適用される内燃機関の全体図である。
【図２】図２の（Ａ）は図１に示した電気ＮＯｘ吸蔵放出装置を拡大して示した同電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を拡大して示した同隔壁の断面図である。
【図３】図３の（Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれ図２の（Ｂ）と同様の図であり、（Ａ）は電極層間に電圧が印加されていないときの電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を示しており、（Ｂ）は電極層間に正電圧が印加されているときの電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を示しており、（Ｃ）は電極層間に逆電圧が印加されているときの電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を示している。
【図４】図４は、図１及び図２に示した電気ＮＯｘ吸蔵放出装置に印加される電圧（印加電圧）等を示したタイムチャートである。
【図５】図５は、図１に示したＣＰＵが実行するＮＯｘ吸蔵制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】図６は、図１に示したＣＰＵが実行するリッチスパイク制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示したＣＰＵが実行するＮＯｘ放出制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は本実施形態の変形例に係る電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を拡大して示した同隔壁の断面図であり、（Ａ）は電極層及び固体電解質層を含む閉回路が形成されていないときの電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を示しており、（Ｂ）は電極層及び固体電解質層を含む閉回路が形成されているときの電気ＮＯｘ吸蔵放出装置の隔壁を示している。
【図９】図９は、本実施形態の変形例に係る排気浄化装置が適用される内燃機関の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置について説明する。本実施形態に係る排気浄化装置は、図１に示した内燃機関（機関）１０に適用される。機関１０は、多気筒（本例においては、直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル機関である。機関１０は、機関本体部２０、燃料供給システム３０、吸気システム４０及び排気システム５０を含んでいる。
【００２６】
機関本体部２０は、シリンダブロック、シリンダヘッド及びクランクケース等を含む本体２１を含んでいる。本体２１には、４つの気筒（燃焼室）２２が形成されている。各気筒２２の上部には、燃料噴射弁（インジェクタ）２３が配設されている。噴射弁２３は、後述するエンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）８０の指示に応答して開弁し、気筒２２内に燃料を直接噴射するようになっている。
【００２７】
燃料供給システム３０は、燃料加圧ポンプ（サプライポンプ）３１、燃料送出管３２及びコモンレール（蓄圧室）３３を含んでいる。ポンプ３１の吐出口は、燃料送出管３２に接続されている。燃料送出管３２は、コモンレール３３に接続されている。コモンレール３３は、燃料噴射弁２３に接続されている。ポンプ３１は、図示しない燃料タンクに貯留されている燃料を汲み上げた後に加圧し、その加圧された高圧燃料を燃料送出管３２を通してコモンレール３３へ供給するようになっている。
【００２８】
吸気システム４０は、インテークマニホールド４１、吸気管４２、エアクリーナ４３、過給機４４のコンプレッサ４４ａ、インタークーラー４５、スロットル弁４６及びスロットル弁アクチュエータ４７を含んでいる。
【００２９】
インテークマニホールド４１は「各気筒２２に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含んでいる。吸気管４２は、インテークマニホールド４１の集合部に接続されている。インテークマニホールド４１及び吸気管４２は、吸気通路を構成している。吸気管４２には、吸入空気の流れの上流から下流に向け、エアクリーナ４３、コンプレッサ４４ａ、インタークーラー４５及びスロットル弁４６が順に配設されている。スロットル弁アクチュエータ４７は、ＥＣＵ８０の指示に応じてスロットル弁４６の開度を変更するようになっている。
【００３０】
排気システム５０は、エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、過給機４４のタービン４４ｂ及び排気浄化装置５３を含んでいる。
【００３１】
エキゾーストマニホールド５１は「各気筒２２に接続された枝部」及び「枝部が集合した集合部」を含んでいる。排気管５２は、エキゾーストマニホールド５１の集合部に接続されている。エキゾーストマニホールド５１及び排気管５２は、排気通路を構成している。排気管５２には、排ガスの流れの上流から下流に向け、タービン４４ｂ及び排気浄化装置５３が順に配設されている。
【００３２】
排気浄化装置５３は、排ガスの流れの上流から下流に向け、電気ＮＯｘ吸蔵放出装置（以下、「吸蔵装置」と称呼する。）５５及びディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称呼する。）５６を順に含んでいる。ＤＰＦ５６は、排ガス中のパティキュレートを捕集する。
【００３３】
図２の（Ａ）に示したように、吸蔵装置５５は、互いに平行に延びる多数の隔壁５５ｗと、隔壁５５ｗに対して垂直方向に互いに平行に延びる図示しない多数の隔壁と、により画成された多数の通路５５ｐを備えたいわゆる「ハニカム構造」を有する部材（以下、「ハニカム部材」と称呼する。）５５ｈを含んでいる。
【００３４】
ハニカム部材５５ｈは、排気管５２内に配設されている。より具体的に述べると、ハニカム部材５５ｈは、その外壁面５５ｏが全周に渡って排気管５２の内壁面５２ｉに密着するように排気管５２内に配設されている。排気管５２内を流れる排ガスは、ハニカム部材５５ｈの通路５５ｐを通って流れ、その後、ハニカム部材５５ｈから流出する。
【００３５】
図２の（Ａ）に鎖線により囲まれた「隔壁５５ｗの一部５５ｗ’」を示した図２の（Ｂ）に示したように、吸蔵装置５５の隔壁５５ｗは、固体電解質層（固体電解質部）６０、第１電極層（第１電極）６１、第２電極層（第２電極）６２及び電源回路６３により構成されている。
【００３６】
固体電解質層６０は、酸素イオン伝導性を有する公知の多孔質の固体電解質、例えば、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）又はイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）から構成されている。
【００３７】
第１電極層６１は、固体電解質層６０の１つの表面に配設されている。第１電極層６１は、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）と金属酸化物（銀を含む酸化物を除く）又は金属（銀を除く）とのサーメットからなる多孔質材料から構成されている。第２電極層６２は、固体電解質層６０を挟むように第１電極層６１とは反対側の固体電解質層６０の１つの表面に配設されている。第２電極層６２は、スカンジア安定化ジルコニア（ＳｃＳＺ）と銀酸化物又は銀とのサーメットからなるからなる多孔質材料から構成されている。
【００３８】
図２（Ｂ）に示したように、電源回路６３は、直流電源（電圧源）６４、第１スイッチ６５、第２スイッチ６６及び電流検出器７６を含んでいる。
【００３９】
本例においては、図３の（Ｂ）に示したように、第１スイッチ６５が端子６５ａに接続され且つ第２スイッチ６６が端子６６ａに接続された場合には、直流電源６４、第１スイッチ６５、電流検出器７６、第２電極層６２、固体電解質層６０、第１電極層６１、第２スイッチ６６の順で電流が流れる直流回路が形成される。
【００４０】
一方、図３の（Ｃ）に示したように、第１スイッチ６５が端子６５ｂに接続され且つ第２スイッチ６６が端子６６ｂに接続された場合には、直流電源６４、第２スイッチ６６、第１電極層６１、固体電解質層６０、第２電極層６２、電流検出器７６、第１スイッチ６５の順で電流が流れる直流回路が形成される。
【００４１】
図１を再び参照すると、ＥＣＵ８０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含んでいる。ＥＣＵ８０は、後述するセンサと接続されており、これらセンサからの信号を受信するようになっている。更に、ＥＣＵ８０は、各種アクチュエータ及び電源回路６３のスイッチ６５及び６６に指示（駆動）信号を送出するようになっている。
【００４２】
ＥＣＵ８０は、エアフローメータ７１、クランク角度センサ７２、アクセル開度センサ７３、空燃比センサ７４、ＮＯｘ濃度センサ７５及び吸蔵装置５５の電源回路６３の電流検出器７６（図２の（Ｂ）も参照。）と接続されている。
【００４３】
エアフローメータ７１は、コンプレッサ４４ａよりも吸気上流位置において吸気管４２に配設されている。エアフローメータ７１は、そこを通過する空気の質量流量（吸入空気量）Ｇａを測定し、その吸入空気量Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。ＥＣＵ８０は、この信号に基づいて吸入空気量Ｇａを取得する。
【００４４】
クランク角度センサ７２は、機関１０の図示しないクランクシャフトに近接して本体２１に配設されている。クランク角度センサ７２は、クランクシャフトが一定の角度（本例において、１０°）だけ回転する毎にパルス信号を出力するようになっている。ＥＣＵ８０は、このパルス信号及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて所定の気筒の圧縮上死点を基準とした機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得する。更に、ＥＣＵ８０は、クランク角度センサ７２からのパルス信号に基づいて機関回転速度ＮＥを取得する。
【００４５】
アクセル開度センサ７３は、図示しないアクセルペダルの開度（アクセルペダル操作量）を検出し、そのアクセルペダル操作量Ａccpを表す信号を出力するようになっている。
【００４６】
空燃比センサ７４は、タービン４４ｂと吸蔵装置５５との間において排気管５２に配設されている。空燃比センサ７４は、そこに到達する排ガス中の酸素濃度を検出し、その酸素濃度に応じた信号を出力するようになっている。ＥＣＵ８０は、この信号に基づいて空燃比センサ７４に到達する排ガスの空燃比ＡＦexを取得する。
【００４７】
ＮＯｘ濃度センサ７５は、吸蔵装置５５とＤＰＦ５６との間において排気管５２に配設されている。ＮＯｘ濃度センサ７５は、そこに到達する排ガス中のＮＯｘ濃度を検出し、そのＮＯｘ濃度Ｃnoxに応じた信号を出力するようになっている。ＥＣＵ８０は、この信号に基づいてＮＯｘ濃度センサ７５に到達する排ガス中のＮＯｘ濃度Ｃnoxを取得する。
【００４８】
電流検出器７６は、吸蔵装置５５の固体電解質層６０に流れる電流を検出し、その電流Ｉadの値を表す信号を出力するようになっている。ＥＣＵ８０は、この信号に基づいて固体電解質層６０に流れる電流Ｉadを取得する。
【００４９】
＜吸蔵装置の機能＞
ところで、吸蔵装置５５において、電極層６１及び６２間に電圧が印加されていない場合、図３の（Ａ）に示したように、下記の化学反応式（２）により示した化学反応を経て、排ガス中のＮＯｘ（ＮＯ）が第２電極層６２に吸蔵される。
２ＡｇＯ＋２ＮＯ＋Ｏ２  →  ２ＡｇＮＯ３      …（２）
【００５０】
この吸蔵装置５５の機能に関し、本願発明者は、以下の知見を得た。即ち、図３の（Ｂ）に示したように、第１スイッチ６５が端子６５ａに接続され且つ第２スイッチ６６が端子６６ａに接続されると、酸素イオンＯ２−が第１電極層６１から第２電極層６２に向かって固体電解質層６０を通って移動するように電極層６１及び６２間に電圧（以下、「正電圧」とも称呼する。）が印加される。
【００５１】
正電圧が電極層６１及び６２間に印加されると、第１電極層６１にて生成された酸素イオンＯ２−が固体電解質層６０を通って第２電極層６２に到達する。これにより、第２電極層６２には、酸素イオンＯ２−が供給される。このため、下記化学反応式（３）により示した化学反応が進行する。従って、第２電極層６２に吸蔵されているＮＯｘ（ＮＯ）が第２電極層６２から放出される（脱離する。）。
２ＡｇＮＯ３＋２Ｏ２−  →  ２ＡｇＯ＋２ＮＯ＋２Ｏ２＋４ｅ−      …（３）
【００５２】
このように、本願発明者は、正電圧を印加することによって、第２電極層６２に吸蔵されているＮＯｘを第２電極層６２から脱離させることができるとの知見を得た。なお、この場合、正電圧が高いほど、単位時間あたりに第２電極層６２から脱離するＮＯｘの量が多くなる。
【００５３】
更に、本願発明者は、以下の知見も得た。即ち、図３の（Ｃ）に示したように、第１スイッチ６５が端子６５ｂに接続され且つ第２スイッチ６６が端子６６ｂに接続されると、酸素イオンＯ２−が第２電極層６２から第１電極層６１に向かって固体電解質層６０を通って移動するように電極層６１及び６２間に電圧（以下、「逆電圧」とも称呼する。）が印加される。
【００５４】
逆電圧が電極層６１及び６２間に印加されると、第２電極層６２に電子ｅ−が供給される。このため、下記化学反応式（４）により示した化学反応が進行する。即ち、上記化学反応式（３）により示した化学反応が進行し難くなる。従って、第２電極層６２に吸蔵されているＮＯｘが第２電極層６２から脱離し難くなる。
２ＡｇＯ＋２ＮＯ＋２Ｏ２＋４ｅ−  →  ２ＡｇＮＯ３＋２Ｏ２−      …（４）
【００５５】
このように、本願発明者は、逆電圧を印加することによって、第２電極層６２からのＮＯｘの脱離（放出）を防止することができるとの知見を得た。なお、この場合、逆電圧が高いほど、第２電極層６２からのＮＯｘの脱離を防止する効果が高まる。
【００５６】
以上の知見に基づき、後に詳述するように、本排気浄化装置は、燃焼室２２から排気通路に排出される排ガス中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ浄化制御を行うように構成されている。
【００５７】
以上説明したように、本例においては、固体電解質層６０は、電圧が印加されたときに酸素イオンを伝導する酸素イオン伝導材料からなる酸素イオン伝導体であり、この固体電解質層６０と第１電極層６１と第２電極層６２とによってＮＯｘ吸蔵放出装置が構成されている。
【００５８】
＜本排気浄化装置によるＮＯｘ浄化制御の概要＞
次に、図４を参照しながら、本排気浄化装置によるＮＯｘ浄化制御の概要について説明する。
【００５９】
吸蔵装置５５の温度（以下、「吸蔵装置温度」と称呼する。）Ｔadが高いと、吸蔵装置５５に吸蔵されているＮＯｘ（以下、「吸蔵ＮＯｘ」と称呼する。）が吸蔵装置５５から脱離し易い（放出され易い。）。更に、吸蔵装置５５に流入する排ガスの空燃比（以下、「流入排気空燃比」と称呼する。）ＡＦexが理論空燃比又はそれよりもリッチな空燃比になると、吸蔵ＮＯｘが吸蔵装置５５から脱離し易い。従って、吸蔵装置温度Ｔad及び流入排気空燃比ＡＦexによっては、吸蔵装置５５からＮＯｘが放出されることがある。
【００６０】
そこで、本排気浄化装置は、ＮＯｘ濃度センサ７５によって検出されるＮＯｘ濃度（以下、「検出ＮＯｘ濃度」と称呼する。）Ｃnoxが「０」よりも高くなった場合、図３の（Ｃ）に示したように、逆電圧Ｖiを電極層６１及び６２間に印加する（図４の時刻ｔ４０を参照。）。これによって、第２電極層６２からのＮＯｘの放出が防止される。
【００６１】
更に、第２電極層６２に吸蔵されているＮＯｘの量（以下、「吸蔵ＮＯｘ量」と称呼する。）が多くなると、吸蔵装置５５からＮＯｘが脱離し易くなるので、一定の逆電圧Ｖiを電極層６１及び６２間に印加していたとしても、吸蔵装置５５からＮＯｘが脱離することがある。そこで、本排気浄化装置は、検出ＮＯｘ濃度Ｃnoxが「０」よりも高いことが検出される度に逆電圧Ｖiを増大させる（図４の時刻ｔ４０乃至時刻ｔ４１を参照。）。
【００６２】
その後、逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_thに達したとき（所定の開始条件が成立したとき）、本排気浄化装置は、リッチスパイク制御（リッチ化制御）を開始する（図４の時刻ｔ４１を参照。）。本例において、前記所定の閾値電圧Ｖi_thは、固体電解質層６０を構成する物質（即ち、固体電解質）中の酸素原子がイオン化する電圧（即ち、固体電解質層６０の化学的な分解が生じる電圧）よりも低い電圧に設定されている。
【００６３】
更に、上記リッチスパイク制御によれば、各気筒２２における排気行程において、噴射弁２３から所定量の燃料が噴射される。前記所定量は、各気筒２２から排出される排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比にすることができる燃料量に設定されている。
【００６４】
従って、リッチスパイク制御が行われると、理論空燃比よりもリッチな空燃比の排ガス（以下、「リッチガス」とも称呼する。）が各気筒２２から排気通路に排出される。このリッチガスは、その後、吸蔵装置５５に流入する。
【００６５】
一方、リッチスパイク制御の開始後、所定時間Ｔdlyが経過した時点で、本排気浄化装置は、図３の（Ｂ）に示したように、吸蔵装置５５に所定の値Ｖn_tgtの正電圧Ｖnを印加する（図４の時刻ｔ４２を参照。）。これにより、吸蔵装置５５（より具体的には、第２電極層６２）からＮＯｘが放出される。
【００６６】
本例において、上記所定時間Ｔdlyは、リッチスパイク制御の開始からリッチガスが吸蔵装置５５に到達するまでに要する時間に設定されている。従って、リッチガスが吸蔵装置５５に流入すると同時又は略同時に吸蔵装置５５からのＮＯｘの放出が開始される。放出されたＮＯｘは、排ガス中のＨＣ（炭化水素）を還元剤としてＮ２（窒素）に還元浄化される。
【００６７】
更に、本排気浄化装置は、リッチスパイク制御の開始から所定時間Ｔstart_thが経過した時点でリッチスパイク制御を終了する（図４の時刻ｔ４３を参照。）。その後、本排気浄化装置は、リッチスパイク制御の終了時点（時刻ｔ４３）から所定時間Ｔdlyが経過した時点で吸蔵装置５５への電圧の印加を停止する（図４の時刻ｔ４４を参照。）。この所定時間Ｔdlyは、リッチスパイク制御が終了されて理論空燃比よりもリッチではない排ガス（本例においては、理論空燃比よりもリーンな空燃比の排ガス）が吸蔵装置５５に到達するまでに要する時間に設定されている。従って、リッチガスが吸蔵装置５５に流入しなくなると同時又は略同時に電極層６１及び６２間への電圧印加が停止される。従って、リッチガスが吸蔵装置５５に流入しなくなると同時又は略同時に吸蔵装置５５からのＮＯｘの放出が停止される。
【００６８】
以上が本排気浄化装置によるＮＯｘ浄化制御の概要である。このＮＯｘ浄化制御によれば、吸蔵装置５５の状態がＮＯｘを浄化可能な状態になっていることを示す浄化可能条件（即ち、リッチスパイク制御が開始され、吸蔵装置５５に流入している排ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比になっていると推定される条件）が成立すると同時に第２電極層６２（酸素イオン伝導体）からのＮＯｘの放出が開始される。一方、前記浄化可能条件が成立しなくなったと同時に第２電極層６２からのＮＯｘの放出が停止される。このため、機関１０から排出されるＮＯｘが高い浄化率で浄化される。
【００６９】
＜本排気浄化装置による具体的なＮＯｘ浄化制御＞
次に、本排気浄化装置による具体的なＮＯｘ浄化制御について説明する。ＥＣＵ８０のＣＰＵは、ＮＯｘ浄化制御として、図５乃至図７にフローチャートにより示した制御ルーチンを所定時間が経過する毎に実行するようになっている。
【００７０】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは、図５のステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「０」であるか否かを判定する。このフラグＸnoxは、リッチスパイク制御が実行されて吸蔵ＮＯｘが還元浄化されている最中であるか否かを示すフラグである。従って、このフラグＸnoxの値は、後述する図６及び図７に示した制御ルーチンによって吸蔵ＮＯｘの還元浄化が行われているときには「１」に設定され、吸蔵ＮＯｘの還元浄化が行われていないときには「０」に設定される。
【００７１】
いま、吸蔵ＮＯｘの還元浄化が行われていないとすると、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値は「０」であるので、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、ＮＯｘ濃度Ｃnoxを取得する。ここで取得されるＮＯｘ濃度Ｃnoxは、ＮＯｘ濃度センサ７５によって検出されるＮＯｘ濃度である。
【００７２】
次いで、ＣＰＵはステップ５１５に進み、ステップ５１０にて取得したＮＯｘ濃度Ｃnoxが所定濃度Ｃnox_th以上であるか否かを判定する。この所定濃度Ｃnox_thは、例えば、「０」に設定される。
【００７３】
ＣＰＵがステップ５１５の処理を実行する時点においてＮＯｘ濃度Ｃnoxが所定濃度Ｃnox_th以上である場合、ＣＰＵはそのステップ５１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５２０に進む。ＣＰＵはステップ５２０に進むと、吸蔵装置５５に印加する逆電圧Ｖiの値を所定値ΔＶiだけ増大させ、ステップ５２５に進む。
【００７４】
これに対し、ＣＰＵがステップ５１５の処理を実行する時点においてＮＯｘ濃度Ｃnoxが所定濃度Ｃnox_thよりも小さい場合、ＣＰＵはそのステップ５１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、逆電圧Ｖiの増大は行われない。
【００７５】
ＣＰＵはステップ５２５に進むと、ステップ５２０にて増大された逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_th以上であるか否かを判定する。逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_th以上である場合（所定の開始条件が成立した場合）、ＣＰＵはステップ５３０に進む。ＣＰＵはステップ５３０に進むと、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値を「１」に設定してステップ５９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
このようにＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「１」に設定されると、次にＣＰＵがステップ５０５に進んだとき、ＣＰＵはそのステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７７】
一方、ＣＰＵがステップ５２５の処理を実行する時点において逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_thよりも小さい場合、ＣＰＵはそのステップ５２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値は「０」に維持される。
【００７８】
その後、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図６のステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「１」であるか否かを判定する。ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「１」である場合、ＣＰＵはそのステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、経過時間Ｔstartが所定時間Ｔstart_thよりも短いか否かを判定する。
【００７９】
この経過時間Ｔstartは、リッチスパイク制御が開始されてから経過した時間を表している。一方、所定時間Ｔstart_thは、リッチスパイク制御を実行すべき時間として予め設定されている時間である。即ち、本例においては、リッチスパイク制御は、所定時間Ｔstart_thに亘って実行される。
【００８０】
ＣＰＵがステップ６１０の処理を実行する時点において経過時間Ｔstartが所定時間Ｔstart_thよりも短い場合、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定して以下に述べるステップ６１５及びステップ６２０の処理を順に行う。
【００８１】
ステップ６１５：ＣＰＵは、各気筒２２の排気行程において噴射弁２３から所定量の燃料を噴射させるためのリッチスパイク指示を送出する。
ステップ６２０：ＣＰＵは、経過時間Ｔstartを所定時間ΔＴstartだけ増大させる。その後、ＣＰＵはステップ６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００８２】
これに対し、ステップ６２０の処理が繰り返されることにより、経過時間Ｔstartが所定時間Ｔstart_th以上になると、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６２５に進み、経過時間Ｔendを所定時間ΔＴendだけ増大させる。その後、ＣＰＵはステップ６９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、リッチスパイク制御は実行されない（終了される）。なお、上記経過時間Ｔendは、リッチスパイク制御が終了されてから経過した時間を表している。
【００８３】
なお、ＣＰＵがステップ６０５の処理を実行する時点においてＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「０」である場合、ＣＰＵは「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、リッチスパイク制御は行われない。
【００８４】
更に、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図７のステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「１」であるか否かを判定する。ＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「１」である場合、ＣＰＵはそのステップ７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１０に進み、ディレーフラグＸdlyの値が「０」であるか否かを判定する。
【００８５】
このディレーフラグＸdlyは、リッチスパイク制御の開始後、吸蔵装置５５への電圧印加を待機しているか否かを表すフラグであり、ディレーフラグＸdlyの値は、吸蔵装置５５への電圧印加を待機しているときには「１」に設定され、吸蔵装置５５への電圧印加が一旦開始された後に吸蔵装置５５への電圧印加が停止されたときに「０」に設定される。
【００８６】
ＣＰＵがステップ７１０の処理を実行する時点においてディレーフラグＸdlyの値が「０」である場合、ＣＰＵはそのステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定して以下に述べるステップ７１５乃至ステップ７４０の処理を順に行う。
【００８７】
ステップ７１５：ＣＰＵは、吸蔵装置５５の温度（以下、「吸蔵装置温度」と称呼する。）Ｔad、空燃比センサ７４によって検出される排ガスの空燃比（以下、「排気空燃比」と称呼する。）ＡＦex、機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａを取得する。
【００８８】
なお、本例において、吸蔵装置温度Ｔadは、第１スイッチ６５を端子６５ａに接続させ且つ第２スイッチ６６を端子６６ａに接続させた第１状態、又は、第１スイッチ６５を端子６５ｂに接続させ且つ第２スイッチ６６を端子６６ｂに接続させた第２状態を非常に短い時間だけ形成したときに固体電解質層６０を流れる電流に基づいて算出されるインピーダンスから周知の手法によって取得される。
【００８９】
或いは、本例において、吸蔵装置温度Ｔadは、上記第１状態と上記第２状態とを非常に短い時間周期で切り替えたときに固体電解質層６０を流れる電流に基づいて算出されるアドミッタンスから周知の手法によって取得される。
【００９０】
ステップ７２０：ＣＰＵは、ステップ７１５にてそれぞれ取得した吸蔵装置温度Ｔad及び排気空燃比ＡＦexをルックアップテーブルMapVn_tgt(Tad,AFex)にそれぞれ適用することによって、吸蔵装置５５に印加すべき正電圧Ｖnの目標値（目標正電圧）Ｖn_tgtを取得する。テーブルMapVn_tgt(Tad,NE)によれば、目標正電圧Ｖn_tgtは、吸蔵装置温度Ｔadが高いほど小さい値として取得され、理論空燃比に対して排気空燃比ＡＦexがよりリッチであるほど小さい値として取得される。
【００９１】
このように吸蔵装置温度Ｔadが高いほど目標正電圧Ｖn_tgtが小さい値として取得される理由は、吸蔵装置温度Ｔadが高いほど吸蔵ＮＯｘが吸蔵装置５５から脱離し易く、大きい正電圧Ｖnを吸蔵装置５５に印加すると浄化することができないほど多量の吸蔵ＮＯｘが吸蔵装置５５から脱離してしまう可能性があることにある。
【００９２】
一方、理論空燃比に対して排気空燃比ＡＦexがよりリッチであるほど目標正電圧Ｖn_tgtが小さい値として取得される理由は、理論空燃比に対して排気空燃比ＡＦexがよりリッチであるほど吸蔵ＮＯｘが吸蔵装置５５から脱離し易く、大きい正電圧Ｖnを吸蔵装置５５に印加すると浄化することができないほど多量の吸蔵ＮＯｘが吸蔵装置５５から脱離してしまう可能性があることにある。
【００９３】
ステップ７２５：ＣＰＵは、ステップ７１５にて取得した機関回転速度ＮＥをルックアップテーブルMapTdly_base(NE)に適用することによって、基準ディレー時間Ｔdly_baseを取得する。この基準ディレー時間Ｔdly_baseは、リッチスパイク制御の開始後、吸蔵装置５５への電圧印加を待機する時間を取得するための基準となる時間である。
【００９４】
更に、上記テーブルMapTdly_base(NE)によれば、図７のブロックＢ７に示したように、基準ディレー時間Ｔdly_baseは、機関回転速度ＮＥが大きいほど小さい値として取得される。このように機関回転速度ＮＥが大きいほど基準ディレー時間Ｔdly_baseが小さい値として取得される理由は、機関回転速度ＮＥが大きいほど排ガスが燃焼室２２から排出された時点からその排ガスが吸蔵装置５５に到達するまでに要する時間が短くなることにある。
【００９５】
ステップ７３０：ＣＰＵは、ステップ７１５にて取得した吸入空気量ＧａをルックアップテーブルMapKdly(Ga)に適用することによって、補正係数Ｋdlyを取得する。この補正係数Ｋdlyは、後述するステップ７３５にて基準ディレー時間Ｔdly_baseを補正するために基準ディレー時間Ｔdly_baseに乗ぜられる係数である。
【００９６】
上記テーブルMapKdly(Ga)によれば、補正係数Ｋdlyは、正の値であって、吸入空気量Ｇａが大きいほど小さい値として取得される。このように吸入空気量Ｇａが大きいほど補正係数Ｋdlyが小さい値として取得される理由は、吸入空気量Ｇａが大きいほど排ガスが燃焼室２２から排出された時点からその排ガスが吸蔵装置５５に到達するまでに要する時間が短くなることにある。
【００９７】
ステップ７３５：ＣＰＵは、ステップ７２５にて取得した基準ディレー時間Ｔdly_baseにステップ７３０にて取得した補正係数Ｋdlyを乗ずることによって、ディレー時間Ｔdlyを取得する（Ｔdly＝Ｔdly_base・Ｋdly）。
【００９８】
ステップ７４０：ＣＰＵは、ディレーフラグＸdlyの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ７４２に進む。
【００９９】
なお、ステップ７４０にてディレーフラグＸdlyの値が「１」に設定されると、ＣＰＵが次にステップ７１０に進んだ場合、ＣＰＵはそのステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７４２に直接進む。
【０１００】
ＣＰＵはステップ７４２に進むと、経過時間Ｔstartを取得し、その後、ステップ７４５に進む。この経過時間Ｔstartは、リッチスパイク制御が開始されてから経過した時間であって、図６のステップ６２０にて増大される。
【０１０１】
ＣＰＵはステップ７４５に進むと、ステップ７４２にて取得した経過時間Ｔstartがステップ７３５にて取得されたディレー時間Ｔdly以上であるか否かを判定する。経過時間Ｔstartがディレー時間Ｔdlyよりも短い場合、ＣＰＵはそのステップ７４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０２】
これに対し、ＣＰＵがステップ７４５の処理を実行する時点において経過時間Ｔstartがディレー時間Ｔdly以上である場合、ＣＰＵはステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０に進み、経過時間Ｔendを取得する。この経過時間Ｔendは、リッチスパイク制御が終了されてから経過した時間であって、図６のステップ６２５にて増大される。
【０１０３】
次いで、ＣＰＵはステップ７５５に進み、ステップ７５０にて取得した経過時間Ｔendがステップ７３５にて取得したディレー時間Ｔdlyよりも短いか否かを判定する。経過時間Ｔendがディレー時間Ｔdlyよりも短い場合、ＣＰＵはそのステップ７５５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７６０に進む。
【０１０４】
ＣＰＵはステップ７６０に進むと、ステップ７２０にて取得した目標正電圧Ｖn_tgtを吸蔵装置５５の電極層６１及び６２間に印加するための指示を送出する。その後、ＣＰＵはステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０５】
これに対し、ＣＰＵがステップ７５５の処理を実行する時点において経過時間Ｔendがディレー時間Ｔdly以上である場合、ＣＰＵはそのステップ７５５にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップ７６５及びステップ７７０の処理を順に行う。
【０１０６】
ステップ７６５：ＣＰＵは、吸蔵装置５５への電圧印加を停止するための指示を送出する。
ステップ７７０：ＣＰＵは、ＮＯｘ浄化フラグＸnox及びディレーフラグＸdlyの値をそれぞれ「０」に設定するとともに、経過時間Ｔstart及び経過時間Ｔendをそれぞれクリアする。その後、ＣＰＵはステップ７９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０７】
なお、ＣＰＵがステップ７０５の処理を実行する時点においてＮＯｘ浄化フラグＸnoxの値が「０」である場合、ＣＰＵは「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。この場合、吸蔵装置５５から吸蔵ＮＯｘを放出させるＮＯｘ放出制御は行われない。
【０１０８】
以上が本制御装置による具体的なＮＯｘ浄化制御である。これにより、機関１０から排出されたＮＯｘが吸蔵装置５５に吸蔵され、吸蔵されたＮＯｘが高い浄化率で浄化される。
【０１０９】
＜変形例＞
上記実施形態においては、リッチスパイク制御の開始後、リッチガスが吸蔵装置５５に到達する時点（Ｔstart＝Ｔdlyとなる時点）を機関回転速度ＮＥ及び吸入空気量Ｇａに基づいて推定している。これに代えて、以下の手法によってリッチガスが吸蔵装置５５に到達した時点を判定するようにしてもよい。
【０１１０】
即ち、本願発明者は、リッチガスが吸蔵装置５５に到達したときに第２電極層６２、固体電解質層６０及び第１電極層６１を含む閉回路が形成されていれば、電極層６１及び６２間に電圧が印加されていなくても、リッチガス中のＨＣの酸化（燃焼）反応に起因して上記閉回路に電流が流れるとの知見を得た。
【０１１１】
このように電流が流れる理由は、以下のような理由であると推察される。即ち、リッチガスが吸蔵装置５５に到達すると、第２電極層６２に含まれている銀成分がリッチガス中のＨＣ（炭化水素）を燃焼させる触媒として働いて、リッチガス中のＨＣが第２電極層６２周辺で酸化される（燃焼する）。このとき、下記化学反応式（４）により示した化学反応が進行する。
２ＣｘＨｙ＋（４ｘ＋ｙ）Ｏ２−→２ｘＣＯ２＋ｙＨ２Ｏ＋（８ｘ＋２ｙ）ｅ−  …（４）
【０１１２】
この化学反応が第２電極層６２において行われると、第１電極層６１から第２電極層６２に向かって固体電解質層６０の内部を酸素イオンＯ２−が移動し、第２電極層６２において電子ｅ−が放出される。これにより、電極層６１及び６２間に電圧が印加されていなくても、第２電極層６２、固体電解質層６０及び第１電極層６１を含む閉回路が形成されていれば、その閉回路に電流が流れるものと推察される。
【０１１３】
こうした本願発明者の知見に基づき、本変形例に係る吸蔵装置５５の電源回路６３は、図８の（Ａ）に示したように、先に述べた構成要素に加えて、第３スイッチ６７及び抵抗６８を含んでいる。そして、本変形例に係る排気浄化装置は、図８の（Ｂ）に示したように、少なくともリッチスパイク制御の開始時点で第３スイッチ６７によって端子６７ａと端子６７ｂとを互いに接続する。
【０１１４】
その後、リッチガスが吸蔵装置５５に到達すると、第２電極層６２、固体電解質層６０、第１電極層６１、第３スイッチ６７、抵抗６８、電流検出器７６の順に電流が流れる。本変形例に係る排気浄化装置は、電流検出器７６によって検出される電流が「０」よりも大きい所定の電流値以上になった時点で電極層６１及び６２間に正電圧Ｖnを印加するように構成されている。
【０１１５】
これによれば、リッチガスが吸蔵装置５５に到達した時点をより正確に判定することができる。
【０１１６】
なお、本変形例においては、「リッチスパイク制御の開始時点」から「電流検出器７６によって検出される電流が前記所定の電流値以上になった時点」までの時間Ｔ１を測定しておき、「リッチスパイク制御の終了時点」からの経過時間が前記時間Ｔ１に達した時点で電極層６１及び６２間への正電圧Ｖnの印加が停止される。
【０１１７】
更に、本発明は上記実施形態又は上記変形例に限定されず、様々な変形例を採用することができる。例えば、本発明は、図９に示した内燃機関１０の排気浄化装置にも適用可能である。
【０１１８】
図９に示した排気浄化装置５３は、先に述べた吸蔵装置５５及びＤＰＦ５６に加えて、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」と称呼する。）５７を含んでいる。ＳＣＲ触媒５７は、吸蔵装置５５とＤＰＦ５６との間において排気管５２に配設されている。
【０１１９】
尿素水添加装置５８は、尿素水タンク５８ａ、第１接続管５８ｂ、尿素水加圧装置５８ｃ、第２接続管５８ｄ及び尿素水噴射弁５８ｅを含んでいる。第１接続管５８ｂは、尿素水タンク５８ａと尿素水加圧装置５８ｃとを接続している。第２接続管５８ｄは、尿素水加圧装置５８ｃと尿素水噴射弁５８ｅとを接続している。尿素水噴射弁５８ｅは、吸蔵装置５５とＳＣＲ触媒５７との間において排気管５２に配設されている。
【０１２０】
尿素水噴射弁５８ｅは、ＥＣＵ８０の指示に応答して尿素水タンク５８ａ内の尿素水を排気管５２内に噴射する。これにより、尿素水がＳＣＲ触媒５７に供給される。ＳＣＲ触媒５７に供給された尿素水は、下記の（６）式に示した加水分解反応を経てＮＨ３に変換される。
ＣＯ（ＮＨ２）２＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２      …（６）
【０１２１】
ＳＣＲ触媒５７に流入したＮＯｘは、前記尿素水から生成されたＮＨ３を還元剤として、下記の（７）式乃至（９）式に示した化学反応の何れかを経てＳＣＲ触媒５７により還元浄化される。
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ      …（７）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ      …（８）
６ＮＯ２＋８ＮＨ３    →７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ      …（９）
【０１２２】
そして、本例においては、ＳＣＲ触媒５７の温度（以下、「触媒温度」と称呼する。）が活性温度よりも低い場合（即ち、ＳＣＲ触媒５７によるＮＯｘ浄化率に相関する浄化率相関値が所定の浄化率相関値よりも小さい場合）、排気浄化装置は、電極層６１及び６２間に電圧を印加しない。
【０１２３】
加えて、ＳＣＲ触媒５７に吸蔵されているＮＨ３の量（以下、「吸蔵ＮＨ３量」と称呼する。）がＮＯｘを十分に浄化できる量よりも少ない場合（上記浄化率相関値が所定の浄化率相関値よりも小さい場合）にも、排気浄化装置は、電極層６１及び６２間に電圧を印加しない。
【０１２４】
但し、上記実施形態と同様に、排気浄化装置は、第２電極層６２からのＮＯｘの脱離を防止するために、必要に応じて、電極層６１及び６２間に逆電圧を印加してもよい。
【０１２５】
一方、触媒温度が活性温度以上となり且つ吸蔵ＮＨ３量がＮＯｘを十分に浄化できる量以上となった場合（即ち、上記浄化率相関値が所定の浄化率相関値以上である場合であって、ＳＣＲ触媒５７の状態がＮＯｘを浄化可能な状態となっていることを示す浄化可能条件が成立した場合）、排気浄化装置は、電極層６１及び６２間に正電圧Ｖnを印加する。その結果、第２電極層６２からＮＯｘが放出され、吸蔵装置５５から下流にＮＯｘが流出する。このＮＯｘは、ＳＣＲ触媒５７に流入してＳＣＲ触媒５７によって浄化される。
【０１２６】
一方、触媒温度が活性温度よりも低くなった場合（上記浄化可能条件が成立しなくなった場合）、及び、吸蔵ＮＨ３量がＮＯｘを十分に浄化できる量よりも少なくなった場合（上記浄化可能条件が成立しなくなった場合）、排気浄化装置は、電極層６１及び６２間への正電極の印加を停止する。その結果、第２電極層６２からのＮＯｘの放出が停止される。
【０１２７】
これにより、本発明に係る排気浄化装置が図９に示した機関１０に適用された場合においても、ＮＯｘが高い浄化率で浄化される。
【０１２８】
なお、本発明に係る排気浄化装置が図９に示した機関１０に適用される場合、ＳＣＲ触媒５７の温度は、例えば、ＳＣＲ触媒５７に温度センサを配設し、その温度センサからの出力に基づいて取得可能である。更に、ＳＣＲ触媒５７に吸蔵されているＮＨ３の量は、例えば、「尿素水噴射弁５８ｅから噴射した尿素水の量」及び「ＳＣＲ触媒５７に流入したＮＯｘの量（即ち、ＳＣＲ触媒５７にて消費されたＮＨ３の量）」に基づいて演算によって算出可能である。
【０１２９】
なお、上記実施形態におけるリッチスパイク制御は、吸蔵装置５５に流入する排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とするリッチ化制御の１つである。従って、本発明におけるリッチ化制御は、これに限定されず、例えば、吸蔵装置５５よりも排気上流位置において排気管５２に還元剤（例えば、炭化水素）を噴射する還元剤噴射装置を配設し、この還元剤噴射装置により還元剤を噴射することによって吸蔵装置５５に流入する排ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比とする制御であってもよい。
【０１３０】
更に、上記実施形態における第２電極層６２は、銀に加えて、カリウム等のアルカリ金属及び／又はバリウム等のアルカリ土類金属を含んでいてもよい。
【０１３１】
更に、固体電解質層６０は、上記実施形態におけるように、スカンジア安定化ジルコニア又はイットリア安定化ジルコニアのようなジルコニア系電解質からなる層であってもよいし、ガドリニアドープトセリア（ＧＤＣ）のようなセリア系電解質からなる層であってもよい。
【０１３２】
更に、上記実施形態においては、逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_th以上である場合にリッチスパイク制御が開始される。しかしながら、吸蔵装置５５に吸蔵されているＮＯｘの量（吸蔵ＮＯｘ量）を推定し、その推定された吸蔵ＮＯｘ量が所定吸蔵ＮＯｘ量に達した場合（所定の開始条件が成立した場合）に、逆電圧Ｖiの絶対値が所定の閾値電圧Ｖi_thよりも低くても、リッチスパイク制御を開始するようにしてもよい。なお、この場合、上記所定吸蔵ＮＯｘ量は、例えば、吸蔵装置５５が吸蔵可能なＮＯｘの量の上限値に設定される。
【０１３３】
加えて、本発明に係る排気浄化装置は、多気筒・４サイクル・ピストン往復動型・火花点火式のガソリン機関にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０…内燃機関、５２…排気管、５５…電気ＮＯｘ吸蔵放出装置、５７…ＳＣＲ触媒、６０…固体電解質層、６１…第１電極層、６２…第２電極層、６３…電源回路、８０…エンジンＥＣＵ（電子制御ユニット）
【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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