(57)【要約】【課題】  リッチスパイクによるＮＯｘパージを行なう吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関に関し、ＮＯｘパージを良好な燃費で効率よく行なうことができるようにする。【解決手段】  吸蔵型ＮＯｘ触媒２５と、空燃比をリッチ化してＮＯｘパージを行なうＮＯｘパージ制御手段２８ｂと、吸気流量が低流量状態であるか否かを判定する吸気流量状態判定手段２８ｃとをそなえ、ＮＯｘパージ制御手段２８ｂは、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒２５のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したことと、吸気流量状態判定手段２８ｄにより吸気流量が低流量状態であると判定されたこととを条件に、ＮＯｘパージを実施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】
吸蔵型ＮＯｘ触媒と、空燃比をリッチ化してＮＯｘパージを行なうＮＯｘパージ制御手段とをそなえた車両用内燃機関において、
吸気流量が低流量状態であるか否かを判定する吸気流量状態判定手段をそなえ、
該ＮＯｘパージ制御手段は、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したことと、該吸気流量状態判定手段により吸気流量が低流量状態であると判定されたこととを条件に、該ＮＯｘパージを実施する
ことを特徴とする、吸蔵型ＮＯｘ触媒付き車両用内燃機関。
【請求項２】
該吸気流量状態判定手段は、該車両への加速要求がなく、且つ、エンジン回転速度が予め設定された上限値以下の場合に、吸気流量が低流量状態であると判定する
ことを特徴とする、請求項１記載の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き車両用内燃機関。
【請求項３】
該吸気流量状態判定手段は、吸気流量に対応したパラメータ値を判定基準値と比較することにより吸気流量が低流量状態であるか否かを判定するように構成され、
吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達しても、該吸気流量状態判定手段により吸気流量が低流量状態であると判定されない場合には、比較的流量が多くても低流量判定がなされるように、時間経過に応じて該判定基準値を変更する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き車両用内燃機関。
【請求項４】
該車両用内燃機関は、空燃比を理論空燃比よりもリーン化して燃焼を行なうリーン運転を実施可能に構成され、
該ＮＯｘパージ制御手段では、該リーン運転が予め設定された所定時間以上継続されたら該吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したものと判定する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き車両用内燃機関。
【請求項５】
該ＮＯｘパージ状態とは、該吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵量の推定値が吸蔵飽和量に達した状態又は吸蔵飽和量に対して所定の範囲内に接近した状態である
ことを特徴とする、請求項４記載の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き車両用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒を備え、この吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵量が増加したらＮＯｘパージを行なう内燃機関に関し、特に、自動車に用いて好適の、吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関（リーンバーンエンジン）が、自動車用エンジンなどの分野で実用化されている。このようなリーンバーンエンジンでは、リーン空燃比で運転すると、三元触媒がその浄化特性から排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を充分に浄化できないため、例えば、リーン空燃比で運転中に排ガス中のＮＯｘを吸蔵または吸着（以下、単に吸蔵と称する。）し、理論空燃比（ストイキ）またはリッチ空燃比で運転中に吸蔵されたＮＯｘを放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒を備えた排気浄化触媒装置が装備されている。
【０００３】
このような吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関の酸素の過剰状態で排ガス中のＮＯｘを硝酸塩（Ｘ−ＮＯ3）として付着させて吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを主として一酸化炭素（ＣＯ）の過剰状態で放出して窒素（Ｎ2）に還元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3が生成される）を有した触媒である。
従って、実際には、リーン空燃比運転が所定時間継続すると、燃焼室内の空燃比の切り換えあるいは排気管への還元剤の供給等により排気空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比に制御するようなリッチ空燃比運転に定期的に切り換え（これをリッチスパイクという）、これによって酸素濃度低下雰囲気でＣＯの多い還元雰囲気を生成し、吸蔵したＮＯｘを放出して浄化還元（ＮＯｘパージ）することで吸蔵型ＮＯｘ触媒の再生を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ディーゼルエンジンに関する技術であるが、減速状態にありかつ触媒（吸蔵型ＮＯｘ触媒）が活性状態にある場合に限って所定の期間空燃比リッチ化処理（ＮＯｘパージ）を行なう技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、減速状態であることを条件とするのは、減速時には運転性への影響が少ないためである。この場合、減速状態ではフュエルカット条件が成立するときと成立しないときとがあるので、フュエルカット条件の成立時には、フュエルカットを中止して燃料噴射を行なわせることにより、空燃比リッチ化処理を実現し、これに対してフュエルカット条件の非成立時（つまり燃料噴射中）には燃料量を大きくするかあるいは燃料量はそのままにして空気量を減らすことにより空燃比リッチ化処理を実現する。このようにして空燃比リッチ化処理を実現することにより、空燃比リッチ化処理を行ない得る機会を広く用意するとともに、触媒が活性状態にあることを条件とすることで、空燃比リッチ化処理が無駄に行われることがないようにして、燃費の悪化とＨＣ排出の増加とを防止する。
【特許文献１】特許第２５８６７３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の第１の従来技術（特許文献１に記載の技術）では、リーン空燃比運転が予め設定された所定時間まで継続されたらＮＯｘパージを実施するように設定すると、ＮＯｘパージの実施に際し車両の走行状態は何ら考慮していないため、ＮＯｘパージが、車両の加速中であったり、定常走行中であったりすることがある。
しかし、例えば車両の加速中には、エンジン出力が要求されこれに応じて吸気流量が大きくされるが、この車両の加速中のように吸気流量が大きい場合にＮＯｘパージを行なうためのリッチ空燃比運転にするには、吸気流量に応じた多くの燃料を供給する必要があり、燃費上不利となる。また、吸気流量が大きい場合には排気流量も大きくなり、触媒と排ガスとの接触時間が短くなって、触媒による排ガスの反応が不十分になる。したがって、ＮＯｘパージで使われるＣＯと吸蔵されたＮＯｘとの置換反応やＮＯｘの還元反応が十分に生じにくくなり、排ガス浄化上も不利になる。
【０００６】
例えば図４は、Ａ／Ｆ（空燃比），リーン継続時間，モードフラグ（運転モード），車速を示すタイムチャートである。図４に示すように、車両の停止時に空燃比をリーンにするリーン運転を用いていて、その後発進要求（アクセルペダルの踏み込み）に伴い空燃比をストイキにするストイキ運転に切り換えて吸気流量を増大させた状況下で、リーン運転からストイキ運転に切り換わった際にリーン継続時間が所定時間に達したと判定された場合には、吸気流量を増大させたストイキ運転中に、ＮＯｘパージを実施することになる。この場合、上記の不具合が発生することになる。
【０００７】
これに対して、上述の第２の従来技術（特許文献２に記載の技術）では、減速状態にありかつ触媒が活性状態にある場合に限って所定の期間空燃比リッチ化処理によるＮＯｘパージを行なうので、上記の加速中にＮＯｘパージを行なうことが回避され、これに伴う燃費上不利や排ガス浄化上の不利も招かないが、吸気流量が大きい場合におけるＮＯｘパージを確実に回避できるものではない。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、吸蔵型ＮＯｘ触媒をそなえリッチスパイクによるＮＯｘパージを行なう内燃機関において、ＮＯｘパージを良好な燃費で効率よく行なうことができるようにした、吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関（請求項１）は、吸蔵型ＮＯｘ触媒と、空燃比をリッチ化してＮＯｘパージを行なうＮＯｘパージ制御手段とをそなえた車両用内燃機関において、吸気流量が低流量状態であるか否かを判定する吸気流量状態判定手段をそなえ、該ＮＯｘパージ制御手段は、該吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したことと、該吸気流量状態判定手段により吸気流量が低流量状態であると判定されたこととを条件に、該ＮＯｘパージを実施することを特徴としている。
【００１０】
該吸気流量状態判定手段は、該車両への加速要求がなく、且つ、エンジン回転速度が予め設定された上限値以下の場合に、吸気流量が低流量状態であると判定することが好ましい（請求項２）。
該吸気流量状態判定手段は、吸気流量に対応したパラメータ値を判定基準値と比較することにより吸気流量が低流量状態であるか否かを判定するように構成され、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達しても、該吸気流量状態判定手段により吸気流量が低流量状態であると判定されない場合には、比較的流量が多くても低流量判定がなされるように、時間経過に応じて該判定基準値を変更することが好ましい（請求項３）。
【００１１】
該車両用内燃機関は、空燃比を理論空燃比よりもリーン化して燃焼を行なうリーン運転を実施可能に構成され、該ＮＯｘパージ制御手段では、該リーン運転が予め設定された所定時間以上継続されたら該吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したものと判定することが好ましい（請求項４）。
この場合、該ＮＯｘパージ状態とは、該吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵量の推定値が吸蔵飽和量に達した状態又は吸蔵飽和量に対して所定の範囲内に接近した状態であることが好ましい（請求項５）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関によれば、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達した場合に、吸気流量状態判定手段により吸気流量が低流量状態であると判定されたことを条件に、ＮＯｘパージを実施するので、ＮＯｘパージの際の空燃比のリッチ化に伴う燃料増量を抑制することができ、ＮＯｘパージのための燃費悪化を抑制することができる。また、これにより、排気流量も抑えられるため、触媒と排ガスとの接触時間を長く確保して、ＮＯｘパージにかかる置換反応や還元反応を十分に行なうことができ、ＮＯｘパージを効率よく行なえるため、排ガス浄化上も有利になる（請求項１）。
【００１３】
車両への加速要求がなく、且つ、エンジン回転速度が予め設定された上限値以下の場合に、吸気流量が低流量状態であると判定することにより、容易に且つ適切に吸気流量が低流量状態であることを判定できる（請求項２）。
吸気流量に対応したパラメータ値を判定基準値と比較することにより吸気流量が低流量状態であるか否かを判定するように構成し、吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達しても、吸気流量が低流量状態であると判定されない場合には、比較的流量が多くても低流量判定がなされるように、時間経過に応じて該判定基準値を変更することにより、ＮＯｘパージが長い間実施されない不具合を回避できる（請求項３）。
【００１４】
リーン運転が予め設定された所定時間以上継続されたら吸蔵型ＮＯｘ浄化触媒のＮＯｘ吸蔵状態がＮＯｘパージ状態に達したものと判定することにより、容易に且つ適切にＮＯｘパージ状態に達したことを判定できる（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実施形態としての吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関を示すもので、図１はその構成図、図２はその制御を説明するフローチャート、図３はその制御を説明するタイムチャートである。
まず、本発明にかかる内燃機関（以下、エンジンともいう）について説明すると、本エンジンは、内燃機関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関（リーンバーンエンジン）として構成された車両用エンジンであり、希薄燃焼（リーンバーン）時に発生しやすいＮＯｘを浄化するために、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が装備されている。
【００１６】
また、本エンジンは、車両の減速時などの所定の運転条件下で燃料噴射を停止し、その後、さらに所定の運転条件になると燃料噴射を再開する燃料カット制御（燃料供給停止，再開制御）を行なうことで、燃費を低減できるようになっている。
本リーンバーンエンジンについて、さらに説明すると、本エンジンは、燃料噴射モード（運転モード）を切り換えることで、吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）または圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジン（以下、筒内噴射型エンジンという）として構成される。そして、この筒内噴射型エンジン１１は、容易にして理論空燃比（ストイキ）での運転やリッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比での運転（リーン空燃比運転、リーンバーン運転）が実現可能となっており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃比での運転が可能となっている。
【００１７】
具体的には、図１に示すように、エンジン１１のシリンダヘッド１２には、各気筒毎に点火プラグ１３と共に電磁式の燃料噴射弁１４が取付けられており、この燃料噴射弁１４によって燃焼室１５内に燃料を直接噴射可能となっている。この燃料噴射弁１４には、図示しない燃料パイプを介して図示しない燃料供給装置（燃料ポンプ）が接続されており、燃料タンク内の燃料が高燃圧で供給され、この燃料を燃料噴射弁１４から燃焼室１５内に向けて所望の燃圧で噴射するようになっている。この際、燃料噴射量は燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴射弁１４の開弁時間（燃料噴射時間）とから決定される。
【００１８】
シリンダヘッド１２には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１６の一端がそれぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド１６の他端にはドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）方式の電動スロットル弁１７が接続されており、このスロットル弁１７にはスロットル開度θthを検出するスロットルセンサ１８が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１９の一端がそれぞれ接続されている。
【００１９】
そして、エンジン１１には、クランク角を検出するクランク角センサ２０が設けられており、このクランク角センサ２０はエンジン回転速度（エンジン回転数）Ｎｅを検出可能となっている。
また、エンジン１１の排気マニホールド１９には排気管（排気通路）２１が接続されており、この排気管２１にはエンジン１１に近接した小型の三元触媒２２及び排気浄化触媒装置２３を介して図示しないマフラーが接続されている。
【００２０】
この排気浄化触媒装置２３は、排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中にＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ低減機能と、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化する酸化還元機能とをもたせるために、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５と三元触媒２６との２つの触媒を有して構成されており、三元触媒２６の方が吸蔵型ＮＯｘ触媒 ２５よりも下流側に配設されている。この三元触媒２６は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５から吸蔵されたＮＯｘが放出された際に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５自身で還元しきれなかったＮＯｘを還元する役目も有している。
【００２１】
なお、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がＮＯｘを還元するのみならず、ＨＣとＣＯを酸化する三元触媒の機能（ここでは、三元機能と称する。）を十分有している場合には、排気浄化触媒装置２３を、この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５だけで構成してもよい。
この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、酸化雰囲気においてＮＯｘを一旦吸蔵させ（ＮＯｘ低減機能）、主としてＣＯの存在する還元雰囲気中においてＮＯｘを放出してＮ2（窒素）等に還元させる還元機能を持つものである。詳しくは、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成されており、吸蔵材としてはバリウム（Ｂａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採用されている。
【００２２】
そして、このようなエンジン１１を制御するために、入出力装置，記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰＵ），タイマカウンタ等を有するＥＣＵ（電子コントロールユニット）２８が設けられており、このＥＣＵ２８によりエンジン１１を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
このため、ＥＣＵ２８の入力側には、各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力する。一方、ＥＣＵ２８の出力側には、点火コイルを介して上述した点火プラグ１３や燃料噴射弁１４等が接続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁１４等には、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。これにより、燃料噴射弁１４から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射され、点火プラグ１３によって適正なタイミングで点火が実施されるようになっている。
【００２３】
このようなエンジン制御のために、ＥＣＵ２８では、アクセル開度センサ（ＡＰＳ）２４からのアクセル開度情報とクランク角センサ２０からのエンジン回転速度情報Ｎｅとに基づいてエンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち、目標平均有効圧Ｐｅを求めるようになっており、更に、この目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回転速度情報Ｎｅとに応じてマップ（図示せず）より燃料噴射モードを設定する機能（運転モード設定手段）２８ａをそなえている。
【００２４】
運転モード設定手段２８ａでは、例えば、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとが共に小さいときには、燃料噴射モードとして圧縮行程噴射モードを選択し、燃料を圧縮行程に噴射させ、一方、目標平均有効圧Ｐｅが大きくなり、あるいはエンジン回転速度Ｎｅが大きくなると燃料噴射モードとして吸気行程噴射モードを選択し、燃料を吸気行程に噴射させるようになっている。
【００２５】
特に、運転モード設定手段２８ａでは、圧縮行程噴射モードの場合には、空燃比を極めてリーンにして運転する超リーン燃焼運転モード（単に、リーン運転モードともいう）を設定し、吸気行程噴射モードの場合には、空燃比をややリーンにして運転するリーン燃焼運転モード（単に、リーン運転モードともいう）と、空燃比を理論空燃比（ストイキ）にして運転するストイキ燃焼運転モード（ストイキモード）と、空燃比をややリッチにして運転するリッチ燃焼運転モード（リッチ運転モード）とのいずれかを設定するようになっている。運転モード設定手段２８ａでは、いずれの運転モードでも、その運転モードに対応して、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回転速度Ｎｅとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）を設定し（この機能を空燃比制御手段とする）、適正量の燃料噴射量をこの目標Ａ／Ｆに基づいて決定する。
【００２６】
ところで、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５では、リーンモードにおける超リーン燃焼運転時のような酸素濃度過剰雰囲気で、排気中のＮＯｘが硝酸塩として吸蔵されて排気の浄化が行われる。一方、酸素濃度が低下した雰囲気では、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硝酸塩と排気中のＣＯとが反応して炭酸塩が生成されると共にＮＯｘが放出され、Ｎ2等の無害に還元させ排出される。吸蔵型ＮＯｘ触媒２５へのＮＯｘの吸蔵が進んでＮＯｘ飽和状態になると、ＮＯｘの吸蔵ができなくなるため、飽和状態に近づいたら、排気空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比として（これをリッチスパイクという）、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５雰囲気を酸素濃度の低下した状態とし、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵したＮＯｘを放出する制御（ＮＯｘパージ制御、或いはＮＯｘ放出制御）を行なうようになっている。
【００２７】
エンジンの特殊な運転モードとしてリッチスパイクモードが設けられ、ＥＣＵ２８には、ＮＯｘパージ制御を行なう機能（ＮＯｘパージ制御手段）２８ｂが設けられている。また、ＮＯｘパージ制御手段２８ｂでＮＯｘパージが必要か否かを判定するために、ＥＣＵ２８には、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵状態が、飽和状態領域（飽和状態の所定比率まで達した領域）に達したか否かを判定する機能（ＮＯｘ吸蔵状態判定手段）２８ｃと、エンジンの吸気流量が基準レベル以下の低流量状態であるか否かを判定する機能（吸気流量状態判定手段）２８ｄとが設けられている。
【００２８】
ＮＯｘパージ制御手段２８ｂでは、ＮＯｘ吸蔵状態判定手段２８ｃでＮＯｘ吸蔵状態が飽和状態領域に達したと判定され、且つ、吸気流量状態判定手段２８ｄでエンジンの吸気流量が基準レベル以下の低流量状態であると判定されたら、ＮＯｘパージが必要であると判定し、運転モード設定手段２８ａで運転モードとしてリッチスパイクモードを選択させる。
【００２９】
ところで、本実施形態のＮＯｘ吸蔵状態判定手段２８ｃでは、運転モード設定手段２８ａの設定により、ＮＯｘを排出する超リーンモードが実施されている際に、その継続時間をカウントして、継続時間が予め設定された所定時間に達したら、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５のＮＯｘ吸蔵状態が、飽和状態領域に達したものと判定する。つまり、超リーンモードが継続して実施されると、その継続時間に応じてＮＯｘ吸蔵量が増加するので、超リーンモードの継続時間からＮＯｘ吸蔵量を推定することができるのである。
【００３０】
したがって、上記の所定時間は、超リーンモードを継続することで、ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に達する時間よりも適当に短い時間（飽和状態に達する時間に対し所定比率の時間）に設定する。このようにして、ＮＯｘ吸蔵量が完全な飽和状態に達する前に、飽和状態領域に達したと判定して、ＮＯｘパージ要求を出すことになる。
本ＮＯｘパージ制御では、前述のように、エンジンの吸気流量が基準レベル以下の低流量状態であることをＮＯｘパージの実施条件に加えているので、ＮＯｘパージ要求があってもＮＯｘパージを実施しない場合があるため、ＮＯｘ吸蔵量が完全な飽和状態に達する前に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に適当な吸蔵余裕を残してＮＯｘパージ要求を出すようにすることで、ＮＯｘパージの実施条件が成立するのを待つ間にも、ある程度のＮＯｘ処理が可能になっている。
【００３１】
なお、ＮＯｘ吸蔵状態判定手段２８ｃについて、超リーンモードの継続時間に代えて、超リーンモードの累積時間に基づいてＮＯｘ吸蔵量を推定して上記判定を行なうようにしてもよい。
また、本実施形態の吸気流量状態判定手段２８ｄでは、（ｉ）車両への加速要求がなく、（ii）車速が予め設定された上限値以下であり、（iii）エンジン回転速度が予め設定された上限値以下である、３条件がそろった場合に、吸気流量が低流量状態であると判定する。なお、条件（ｉ）の車両への加速要求がないことは、ＡＰＳ２４からのアクセル開度情報（或いは、アクセルペダルの踏み込みの有無を検出するアイドルスイッチの情報）からアクセルペダルが踏み込まれていないことから判定できる。
【００３２】
このように条件を設定しているのは、（ｉ）車両への加速要求があればスロットル開度は当然大きくなるため吸気流量が低流量状態にはならないこと、（ii）車速が高い場合や（iii）エンジン回転速度が高い場合には、アクセルペダルが踏み込まれていなくても、吸気流量はある程度確保され低流量状態にはならないこといこと、に基づいている。なお、（ii）の車速条件と（iii）のエンジン回転速度条件のうち、（iii）のエンジン回転速度条件は、吸気流量が低流量状態にはならない条件として比較的強いが、（iii）の車速条件は、吸気流量が低流量状態にはならない条件として比較的弱いので、条件（ｉ）（iii）のみを採用してもよい。
【００３３】
もちろん、吸気流量状態判定手段２８ｄが、エアフローセンサで測定された吸気流量を予め設定された基準の吸気流量と比較して、低流量状態であるか否かを判定するようにしてもよく、また、スロットル弁開度（スロットル開度）により吸気流量状態を判定してもよい。
本発明の一実施形態としての吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関は、上述のように構成されているので、燃料カット時には、例えば図２に示すように、制御が行なわれる。
【００３４】
まず、リーン継続時間（超リーンモードの継続時間）が予め設定された所定時間以上になったか否かを判定し（ステップＳ１０）、リーン継続時間が所定時間以上でなければリターンし、リーン継続時間が所定時間以上になったら、車両への加速要求がないか否かをアイドルスイッチがオンであるか否かによって判定する（ステップＳ２０）。車両への加速要求がなければ、車速が予め設定された上限値以下か否かを判定し（ステップＳ３０）、車速が上限値以下であれば、エンジン回転速度が予め設定された上限値以下か否かを判定する（ステップＳ４０）。ここで、エンジン回転速度が上限値以下であれば、ＮＯｘパージを実施する（ステップＳ５０）。なお、リーン継続時間が所定時間以上になっても、車両への加速要求があるか、車速が上限値以上であるか、エンジン回転速度が上限値以上であるか、の何れかの場合には、運転モードをストイキモードに変更して、触媒へのＮＯｘ吸蔵負担を回避する（ステップＳ６０）。
【００３５】
また、車両の走行時には、例えば図３のタイムチャートに示すように、各パラメータ［Ａ／Ｆ（空燃比），リーン継続時間，モードフラグ（運転モード），Ｎｅ（エンジン回転速度），アイドルスイッチ，車速］の状態に応じて、ＮＯｘパージが実施される。つまり、リーン運転が実施されてリーン継続時間が増加していき、時刻ｔ１でリーン継続時間が所定時間に達したが、車両への加速要求が生じている場合、ＮＯｘパージをすぐには実施しないで、運転モードをストイキに変更し、ＮＯｘパージ条件が成立するのを待つ。その後、時刻ｔ２で、（ｉ）車両への加速要求がなく（アイドルスイッチがオン）、（ii）車速が低く（上限値以下）、（iii）エンジン回転速度が低い（上限値以下）、というＮＯｘパージ条件が成立したら、ＮＯｘパージを実施する。この例では、ＮＯｘパージ完了後も車両への加速要求がないため、リーンモードに復帰して、再びリーン継続時間がカウントされている。
【００３６】
このようにして、リーン継続時間が所定時間以上になった（ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態領域に達した）場合に、（ｉ）車両への加速要求がなく、（ii）車速が低く（上限値以下）、（iii）エンジン回転速度が低い（上限値以下）、という３条件が成立したら、吸気流量が低流量状態にあると判断することができ、この吸気流量が低流量状態にあることを条件に、ＮＯｘパージを実施するので、例えば車両の加速中のように、エンジン出力が要求されこれに応じて吸気流量が大きくされる場合には、ＮＯｘパージが行なわれなくなる。
【００３７】
したがって、吸気流量が大きい場合、これに伴って多くの燃料が供給されるため、ＮＯｘパージのためのリッチスパイク時に多量の燃料供給が要求され、燃費上不利となるが、このような事態が回避される。また、吸気流量が大きい場合には排気流量も大きくなり、触媒と排ガスとの接触時間が短くなって、触媒による排ガスの反応が不十分になって、ＮＯｘパージで使われるＣＯと吸蔵されたＮＯｘとの置換反応やＮＯｘの還元反応が十分に生じにくくなり、排ガス浄化上も不利になるが、このような事態も回避される。
【００３８】
この結果、ＮＯｘパージの際のリッチスパイク（空燃比のリッチ化）に伴う燃料増量を抑制することができ、ＮＯｘパージのための燃費悪化を抑制することができる。また、排気流量も抑えられ、触媒と排ガスとの接触時間を長く確保して、ＮＯｘパージにかかる置換反応や還元反応を十分に行なうことができるようになって、ＮＯｘパージを効率よく行なえるため、排ガス浄化上も有利になる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる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変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、車速及びエンジン回転速度の条件をそれぞれの上限値以下であることと設定したが、車速及びエンジン回転速度の条件にそれぞれ下限値を追加し、車速及びエンジン回転速度の条件をそれぞれの下限値からそれぞれの上限値の間であることと設定してもよい。この場合、停止アイドル時におけるＮＯｘパージが回避され、アイドル時におけるリーン運転時間の短縮が回避できるため、燃費の悪化を防止することができる。
【００４０】
また、リーン継続時間が所定時間以上になった（ＮＯｘ吸蔵量が飽和状態領域に達した）場合であっても、吸気流量が低流量状態にあると判断されなければ、ＮＯｘパージを実施しないので、ＮＯｘパージが大きく遅れてしまう場合を考慮して、リーン継続時間が所定時間以上になったら、その後時間経過と共に、吸気流量が低流量状態にあるか否かの判定条件を緩和するようにしてもよい。この条件緩和とは、吸気流量が低流量であるか否かの判定基準を、比較的高め（流量が多め）に変更することで、例えば、車速或いはエンジン回転速度の上限値を大きくすることで、実施できる。
【００４１】
この場合、リーン継続時間が所定時間以上になってから予め設定された時間以上の間、吸気流量が低流量状態にならなければ、車速或いはエンジン回転速度の上限値をより大きいものに変更する手法や、リーン継続時間が所定時間以上になったら、時間経過に応じて、車速或いはエンジン回転速度の上限値を徐々に（連続的であっても段階的であってもよい）大きいものに変更する手法などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態としての吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態としての吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関による制御を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態としての吸蔵型ＮＯｘ触媒付き内燃機関による制御を説明するタイムチャートである。
【図４】本発明の課題を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１１  エンジン
２３  排気浄化触媒装置
２５  吸蔵型ＮＯｘ触媒
２８  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
２８ａ  運転モード設定手段
２８ｂ  ＮＯｘパージ制御手段
２８ｃ  ＮＯｘ吸蔵状態判定手段
２８ｄ  吸気流量状態判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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