(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を捕捉し、この捕捉した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、
前記内燃機関の排気の空燃比を調整する空燃比調整手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒での排気中の窒素酸化物の浄化率を検出する浄化率検出手段と、
前記空燃比をリーンにするリーン空燃比運転と前記空燃比をリッチにするリッチ空燃比運転とを繰り返して、前記窒素酸化物吸蔵触媒に捕捉されている窒素酸化物を還元除去するＮＯｘパージ処理時において、前記リーン空燃比運転の開始から前記浄化率検出手段により検出された前記浄化率が所定値以下になるまでの期間を前記リーン空燃比運転の実施期間として設定し、該リーン空燃比運転の実施期間に基づいて前記リーン空燃比運転を実施するよう前記空燃比調整手段を制御する制御手段と、
を含んで構成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２】
前記リーン空燃比運転の実施期間に前記窒素酸化物吸蔵触媒の捕捉された窒素酸化物の量を検出する窒素酸化物捕捉量検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、さらに、該窒素酸化物捕捉量検出手段により検出された量の窒素酸化物を還元除去するよう前記リッチ空燃比運転の実施条件を設定し、該リッチ空燃比運転の実施条件に基づいて前記リッチ空燃比運転を実施しつつ、前記リーン空燃比運転と該リッチ空燃比運転とを繰り返すよう前記空燃比調整手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記リーン空燃比運転の連続運転時間が所定時間経過したときには、前記リーン空燃比運転の実施期間に拘わらず前記リッチ空燃比運転に切り換えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、ＮＯｘ（窒素酸化物）吸蔵触媒に捕捉されたＮＯｘをパージ処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の排気通路に、排気中のＮＯｘを捕捉することにより排気を浄化するＮＯｘ吸蔵触媒が介装されているものがある。このようなＮＯｘ吸蔵触媒は排気の空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯｘを捕捉する機能を有しており、当該ＮＯｘの捕捉により低下した排気の浄化性能を回復させるために、ＮＯｘのパージ処理が必要とされる。
【０００３】
パージ処理としては、一定時間毎にリーン空燃比運転と燃料噴射量を増量して排気の空燃比をリッチにするリッチ空燃比運転とを繰り返し行い、未燃燃料（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を還元剤として定期的にＮＯｘ吸蔵触媒に流入させることでＮＯｘ吸蔵触媒に捕捉されたＮＯｘを還元除去する手法が一般に知られている（特許文献１等参照）。
これにより、ＮＯｘの蓄積を抑制し、ＮＯｘ吸蔵触媒における排気の浄化性能を維持可能である。
【特許文献１】特開２００２−１３００１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようにＮＯｘ吸蔵触媒においてＮＯxのパージ処理を行う際、リッチ空燃比運転とリーン空燃比運転とを，短い時間のリッチ運転のあとに長いリーン運転のようなサイクルで繰り返すと、浄化性能が十分に維持されない場合がある。
これは、リッチ空燃比運転の前後のリーン空燃比運転における排気中の酸素により、リッチ空燃比運転での排気中のＨＣ、ＣＯが消費（酸化）してしまい、実際にパージ処理に使用されるＨＣ、ＣＯが不足してしまうためと考えられる。
【０００５】
この場合、リッチ空燃比運転時間を増加する、または燃料噴射量を更に増量させることによりパージ処理を促進させる方法が考えられるが、これらの方法では燃費の低下をもたらし好ましいことではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、パージ処理による燃費低下を抑制しつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒の排気浄化性能を十分に維持できる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を捕捉し、この捕捉した窒素酸化物をリッチ空燃比雰囲下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、前記内燃機関の排気の空燃比を調整する空燃比調整手段と、前記窒素酸化物吸蔵触媒での排気中の窒素酸化物の浄化率を検出する浄化率検出手段と、前記空燃比をリーンにするリーン空燃比運転と前記空燃比をリッチにするリッチ空燃比運転とを繰り返して、前記窒素酸化物吸蔵触媒に捕捉されている窒素酸化物を還元除去するＮＯｘパージ処理時において、前記リーン空燃比運転の開始から前記浄化率検出手段により検出された前記浄化率が所定値以下になるまでの期間を前記リーン空燃比運転の実施期間として設定し、該リーン空燃比運転の実施期間に基づいて前記リーン空燃比運転を実施するよう前記空燃比調整手段を制御する制御手段とを含んで内燃機関の排気浄化装置を構成することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明では、請求項１において、前記リーン空燃比運転の実施期間に前記窒素酸化物吸蔵触媒の捕捉された窒素酸化物の量を検出する窒素酸化物捕捉量検出手段をさらに有し、前記制御手段は、さらに、該窒素酸化物捕捉量検出手段により検出された量の窒素酸化物を還元除去するよう前記リッチ空燃比運転の実施条件を設定し、該リッチ空燃比運転の実施条件に基づいて前記リッチ空燃比運転を実施しつつ、前記リーン空燃比運転と該リッチ空燃比運転とを繰り返すよう前記空燃比調整手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明では、請求項１または２において、前記制御手段は、前記リーン空燃比運転の連続運転時間が所定時間経過したときには、前記設定されたリーン空燃比運転の実施期間に拘わらず前記リッチ空燃比運転に切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、ＮＯｘのパージ処理を行う際、リーン空燃比運転の実施期間を窒素酸化物吸蔵触媒での排気中の窒素酸化物の浄化率が所定値以下になるまでの期間に設定し、当該リーン空燃比運転の実施期間に基づいてリーン空燃比運転を実施しつつ、リーン空燃比運転とリッチ空燃比運転とを繰り返すようにしたので、ＮＯｘのパージ処理を行う際において、窒素酸化物の浄化率が所定値以下にならずに窒素酸化物の浄化率が十分に高く維持されている限りリーン空燃比運転を継続するようにできる。
【００１０】
したがって、リーン空燃比運転を十分に長い期間実施してリッチ空燃比運転とリーン空燃比運転との切り換えの頻度、即ちリッチ空燃比運転の前後のリーン空燃比運転での排気中の酸素によってリッチ空燃比運転における排気中のＨＣ、ＣＯが無駄に消費（酸化）されてしまう頻度を少なくでき、故に窒素酸化物吸蔵触媒に流入したＨＣ、ＣＯを効率的にパージ処理に使用することができ、リッチ空燃比運転時間を増加したり燃料噴射量を更に増量させる必要もなく、燃費の低下を防止しつつ、窒素酸化物吸蔵触媒の排気浄化性能を十分に維持することができる。
【００１１】
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、リーン空燃比運転の実施期間に窒素酸化物吸蔵触媒に捕捉された量の窒素酸化物を還元除去するようリッチ空燃比運転の実施条件を設定し、当該リッチ空燃比運転の実施条件に基づいてリッチ空燃比運転を実施しつつ、リーン空燃比運転とリッチ空燃比運転とを繰り返すようにしたので、ＮＯｘのパージ処理を行う際、リーン空燃比運転の実施期間における窒素酸化物吸蔵触媒への窒素酸化物の捕捉量に基づいてリッチ空燃比運転を十分に実施するようにできる。
【００１２】
したがって、リーン空燃比運転を十分に長い期間実施するのみならずリッチ空燃比運転を十分に実施してリッチ空燃比運転とリーン空燃比運転との切り換えの頻度をさらに少なくでき、燃費の低下を防止しつつ、窒素酸化物吸蔵触媒の排気浄化性能をさらに十分に維持することができる。
また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置によれば、窒素酸化物吸蔵触媒での窒素酸化物の浄化率に基づき設定されたリーン空燃比運転の期間に拘わらず、リーン空燃比運転の連続運転時間が所定時間経過したときには、リーン空燃比運転からリッチ空燃比運転に切り換えるので、所定時間を適宜設定することにより、窒素酸化物の浄化率が所定値以下にならない場合において窒素酸化物吸蔵触媒における窒素酸化物の浄化率を確実に高く維持しつつＮＯｘのパージ処理を実施することができ、窒素酸化物吸蔵触媒の排気浄化性能をより一層十分に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、エンジンという）１としては、例えば、燃料噴射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）とともに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リーンバーンエンジンが採用される。詳しくは、このエンジン１は、吸気行程噴射モードでは、主として理論空燃比（ストイキオ）での運転モードの他、リッチ空燃比での運転モード（以下、リッチ運転モード）を選択可能であり、圧縮行程噴射モードでは、主としてリーン空燃比での運転モード（以下、リーン運転モード）を選択可能である。
【００１４】
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃料を燃焼室内に直接噴射可能である。
点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。また、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高燃圧で供給し、この燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。
【００１５】
シリンダヘッド２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１０の一端がそれぞれ接続されている。なお、吸気マニホールド１０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられている。スロットル弁１４には、その開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられている。
【００１６】
また、シリンダヘッド２には、各気筒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２０の一端がそれぞれ接続されている。
排気マニホールド２０の他端には、排気管２２が接続されており、この排気管２２には、排気マニホールド２０の近傍に位置して三元触媒２４が介装されている。三元触媒２４は、担体に活性貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ），銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、銀（Ａｇ）のいずれかを有し、活性状態でＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを除去する。
【００１７】
排気管２２のうち三元触媒２４の下流部分には、ＮＯｘ吸蔵触媒３０が介装されている。ＮＯｘ吸蔵触媒３０は、例えば、白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を含んだ担体に、バリウム（Ｂａ），カリウム（Ｋ）等のＮＯｘ吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気（酸化雰囲気）下でＮＯｘを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気（還元雰囲気）下で、捕捉しているＮＯｘを放出し、排気中のＨＣ、ＣＯと反応させて還元する機能を有している。
【００１８】
そして、排気管２２の三元触媒２４の上流側部分には、Ｏ２濃度に基づき排気の空燃比を検出する空燃比センサ３２が設けられている。
また、ＮＯｘ吸蔵触媒３０には、触媒温度Ｔcatを検出する触媒温度センサ３６が設けられ、ＮＯｘ吸蔵触媒３０の上流及び下流には、ＮＯｘセンサ３８、４０が夫々設けられている。上流側のＮＯｘセンサ３８は、ＮＯｘ吸蔵触媒３０へ流入するＮＯｘの流入量Ｑiを検出する一方、下流側のＮＯｘセンサ４０は、ＮＯｘ吸蔵触媒３０から流出するＮＯｘの流出量Ｑoを検出する。
【００１９】
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）６０は、エンジン１等の制御を行うよう構成され、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含んで構成されている。タイマカウンタは、特にエンジン１の運転時間を計測可能である。
ＥＣＵ６０の入力側には、上述したＴＰＳ１６、空燃比センサ３２、触媒温度センサ３６、ＮＯｘセンサ３８、４０等の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される。
【００２０】
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づきＥＣＵ６０において演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、適正なタイミングでスロットル弁１４が開閉操作され、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点火が実施される。
【００２１】
詳しくは、ＥＣＵ６０では、各種センサ類からの検出情報に基づいて燃料噴射モードを決定するとともにエンジン１の筒内における目標空燃比を設定するようにしており、燃料噴射量は当該目標空燃比に応じて設定される。なお、目標空燃比に応じて燃料噴射量が設定されることにより、排気管２２内における排気の空燃比が目標空燃比に呼応して調整される（空燃比調整手段）。
【００２２】
更に、ＥＣＵ６０は、リーン運転モード中において、ＮＯｘ吸蔵触媒３０に捕捉されたＮＯｘを放出し還元すべく定期的にＮＯｘのパージ処理を行うように構成されている。詳しくは、ＥＣＵ６０は、ＮＯｘセンサ３８、４０からのＮＯｘの流入量Ｑi情報及び流出量Ｑo 情報に基づき、触媒温度センサ３６からの触媒温度Ｔcat情報をも考慮しながら燃料噴射弁６を制御し、ＮＯｘのパージ処理を行うよう構成されている。
【００２３】
具体的には、ＮＯｘのパージ処理では、燃料噴射弁６を制御して、排気の空燃比をリッチである設定空燃比Ｒ1にするリッチ空燃比運転（以下、リッチ運転）とリーンにするリーン空燃比運転（以下、リーン運転）とを繰り返すようにする（制御手段）。
図２は、上記パージ処理を実行するためのＥＣＵ６０における制御手順を示すフローチャートであり、以下同フローチャートに沿い本発明に係るＮＯｘのパージ処理について説明する。
【００２４】
本ルーチンはリーン運転モードでのリーン運転の開始に伴い実行され、先ず、ステップＳ１０では、ＮＯｘセンサ３８からＮＯｘの流入量Ｑiを入力し、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ＮＯｘセンサ４０からＮＯｘの流出量Ｑoを入力し、ステップＳ１４に進む。
【００２５】
ステップＳ１４では、ＮＯｘ浄化率Ｒpを演算する。ＮＯｘ浄化率Ｒpは、流入量Ｑiに対する、ＮＯｘ吸蔵触媒３０におけるＮＯｘの捕捉量の割合であって、Ｒp＝（Ｑi−Ｑo）／Ｑiにより演算される。そして、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、リーン継続設定時間Ｔpを設定する。詳しくは、リーン継続設定時間Ｔpは、ステップＳ１４において演算されたＮＯｘ浄化率Ｒpに基づいて設定される。具体的には、リーン運転が開始されてからＮＯｘ浄化率Ｒpが所定値以下になるまでのエンジン１の運転時間をタイマカウンタで計測しておき、当該運転時間をリーン継続設定時間Ｔpとして設定する。そして、ステップＳ１８に進む。
【００２６】
ステップＳ１８では、ステップＳ１６において設定されたリーン継続設定時間Ｔpが、所定時間Ｔ1以下であるか否かを判別する。ここに、所定時間Ｔ1は、ＮＯｘ浄化率Ｒpが上記所定値まで低下しないような場合であっても強制的にＮＯｘのパージ処理が実施されるよう、ＮＯｘ浄化率Ｒpに関係なく適宜実験等に基づいて予め設定された値である。リーン継続設定時間Ｔpが所定時間Ｔ1以下と判定された場合は、ステップＳ２０に進む。
【００２７】
ステップＳ２０では、ＥＣＵ６０のタイマカウンタにより計測されているエンジン１の運転時間であるリーン継続時間Ｔcがリーン継続設定時間Ｔp以上になったか否か、即ちＮＯｘ浄化率Ｒpが所定値以下になったか否かを判別する。リーン継続時間Ｔcがリーン継続設定時間Ｔp未満であると判定された場合は、ステップＳ１０に戻る一方、リーン継続設定時間Ｔp以上、即ちＮＯｘ浄化率Ｒpが所定値以下になったと判定された場合は、ステップＳ２４に進む。
【００２８】
一方、上記ステップＳ１８の判別により、リーン継続設定時間Ｔpが所定時間Ｔ1より多いと判定された場合は、ステップＳ２２に進む。
ステップＳ２２では、リーン継続時間Ｔcが所定時間Ｔ1以上であるか否かを判別する。リーン継続時間Ｔcが所定時間Ｔ1未満と判定された場合は、ステップＳ１０に戻る一方、所定時間Ｔ1以上と判定された場合は、上記同様ステップＳ２４に進む。
【００２９】
ステップＳ２４では、触媒温度センサ３６から触媒温度Ｔcatを入力し、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、ＮＯｘ吸蔵触媒３０におけるＮＯｘの蓄積量Ｑtを演算する（窒素酸化物捕捉量検出手段）。蓄積量Ｑtは、ステップＳ１０において入力されたＮＯｘの流入量ＱiとステップＳ１４において演算されたＮＯｘ浄化率Ｒpから演算され、更に、ステップＳ２４において入力された触媒温度Ｔcatにより補正されて求められる。具体的には、例えば、ＮＯｘの流入量ＱiにＮＯｘ浄化率Ｒpを乗算した値をリーン継続時間Ｔcに亘り積算し、当該積算値に触媒温度Ｔcatに応じて設定された補正係数を乗算して求める。そして、ステップＳ２８に進む。
【００３０】
ステップＳ２８では、パージ処理の処理条件（リッチ空燃比運転の実施条件）としてのリッチ運転時間Ｔtを演算する。このリッチ運転時間Ｔtは、排気の空燃比が設定空燃比Ｒ1である状況下において、上記ＮＯｘの蓄積量ＱtのＮＯｘをＮＯｘ吸蔵触媒３０から還元除去するために必要な時間である。具体的には、このリッチ運転時間Ｔtの演算は、例えばあらかじめＥＣＵ６０の記憶装置に記憶させておいたマップから設定空燃比Ｒ1と蓄積量Ｑtに応じて読み出すことによって行えばよい。なお、パージ処理の処理条件として、このように排気の空燃比を一定にしてリッチ運転時間Ｔtを設定するのではなく、リッチ運転時間Ｔtを一定にして排気の空燃比（リッチ空燃比）を設定してもよい。そして、ステップＳ３０に進む。
【００３１】
ステップＳ３０では、ＮＯｘのパージ処理を実施する。即ち、ステップＳ２８において演算された処理条件に基づいて、燃料噴射弁６を制御し、リッチ運転を行う。そして、ステップＳ３２に進む。
ステップＳ３２では、計測したリーン継続時間Ｔcを０にリセットする。そして、リーン運転モードである限り本ルーチンを繰り返し実行する。これにより、リッチ運転とリーン運転とが交互に繰り返し実効される。
【００３２】
このように、本発明に係る排気浄化装置では、ＮＯｘのパージ処理においてリッチ運転とリーン運転とを繰り返し実施し、この際、リーン継続設定時間Ｔp、即ちリーン運転の連続運転時間をＮＯｘ吸蔵触媒３０におけるＮＯｘ浄化率Ｒpに基づいて設定するようにしており、さらにパージ処理の処理条件としてリッチ運転時間Ｔt、即ちリッチ運転の連続運転時間をＮＯｘ浄化率Ｒpに基づくＮＯｘの蓄積量Ｑtに基づいて設定するようにしている。したがって、リーン運転及びリッチ運転の連続運転時間をＮＯｘ浄化率ＲpやＮＯｘの捕捉状態に応じて最適な時間に設定することができる。
【００３３】
即ち、図３を参照すると、ＮＯｘのパージ処理におけるリーン運転時間及びリッチ運転時間が従来の場合（設定条件Ａ）と上記本発明に係るＮＯｘのパージ処理において設定した場合（設定条件Ｂ）とで比較して示されているが、本発明に係るＮＯｘのパージ処理を実施することにより、同図に示すように、リーン運転時間とリッチ運転時間とを共に比較的長い時間に設定することができる。
【００３４】
図３によれば、設定条件Ａと設定条件Ｂとでリーン運転時間とリッチ運転時間との比が同一であるため、設定条件Ｂのリーン運転時間とリッチ運転時間とがそれぞれ設定条件Ａの２倍に設定されている。
このようにリーン運転時間とリッチ運転時間とを比較的長い時間に設定できると、リーン運転とリッチ運転との切り換えの頻度が少なくなり、同図に示すように、リッチ運転とリーン運転とが切り換わった直前または直後のリッチ運転時間帯ＴnではＮＯｘ吸蔵触媒３０の上流側の排気通路２２においてリッチ運転とリーン運転との切換時の前後の排気が混ざり合い、リッチ運転時間Ｔｎの直前または直後のリーン運転時における排気中の酸素によりリッチ運転によって供給されるＨＣやＣＯが無駄に消費されてしまうのであるが、このようなリーン運転時の排気中の酸素によるリッチ運転時のＨＣ、ＣＯの無駄な消費の機会が低減される。
【００３５】
具体的には、図３によれば、リーン運転時間とリッチ運転時間との比は設定条件ＡとＢとで同一であるので、一定期間内でのパージ処理における燃料の使用量が同一となるところ、設定条件Ｂの場合は設定条件Ａに対して同一期間内でのリーン運転とリッチ運転の切換回数が半分になり、故に時間帯Ｔnの合計時間も略半分になり、リーン運転時における排気中の酸素によるＨＣ、ＣＯの無駄な消費量が略半分に減少する。
【００３６】
したがって、本発明に係る設定条件Ｂでは、従来の設定条件Ａと比較すると、実際にパージ処理に使用されるＨＣ、ＣＯを十分に確保できることになり、パージ処理を効率よく実施することができる。
これより、図４を参照すると、上記各設定条件におけるＮＯｘ浄化率Ｒpの推移が比較して示されているが、同図に示すように、設定条件Ａによるパージ処理を行った場合には、多くのＨＣ、ＣＯが排気中の酸素によって無駄に消費されてＮＯｘ浄化率Ｒｐは徐々に低下してしまうのに対し、本発明に係る設定条件Ｂによるパージ処理を行った場合には、ＮＯｘ浄化率は十分に高く維持される。
【００３７】
以上説明したように、本発明に係る排気浄化装置によれば、ＮＯｘ浄化率Ｒpに基づいてリーン運転時間を最適な時間に設定することにより、即ちリーン運転の開始からＮＯｘ浄化率Ｒpが所定値以下となるまでの間に亘りリーン継続設定時間Ｔpを十分に長く設定することにより、リーン運転とリッチ運転との切り換えの頻度を少なくして、ＮＯｘ吸蔵触媒３０においてＨＣ、ＣＯを効率よくパージ処理に利用するようにでき、パージ処理のためにリッチ運転時間を増加したり燃料噴射量を更に増量させる必要もなく、燃費の低下を防止しつつ、ＮＯｘ吸蔵触媒３０の排気浄化性能を十分に維持することができる。
【００３８】
さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒３０におけるＮＯｘの蓄積量Ｑtに応じてリッチ運転時間Ｔtを十分に長く、或いは排気の空燃比を十分にリッチに設定することにより、リーン運転とリッチ運転との切り換えの頻度をさらに少なくして、ＮＯｘ吸蔵触媒３０の排気浄化性能をさらに十分に維持することができる。
また、リーン継続設定時間Ｔpが所定時間Ｔ1以下であるような場合には、ＮＯｘ浄化率Ｒpに拘わらずリーン継続時間Ｔcが所定時間Ｔ1以上になったときにＮＯｘのパージ処理を行うようにしているので、ＮＯｘ浄化率Ｒpが所定値まで低下しないような場合において高いＮＯｘ浄化率Ｒpを維持しつつＮＯｘのパージ処理を実施することができ、ＮＯｘ吸蔵触媒３０の排気浄化性能をより一層十分に維持することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、ＮＯｘ還元触媒３０へのＮＯｘの流入量Ｑiを、ＮＯｘセンサ３８により、触媒温度Ｔcatを触媒温度センサ３６により検出しているが、これらをエンジン回転速度や燃料噴射量等のエンジン１の運転状態に基づいて演算により求めてもよい。
また、本実施形態では、エンジン１として筒内噴射型ガソリンエンジンを用いるようにしたが、これに限られず、ディーゼルエンジンのように排気空燃比がリーンになる内燃機関に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
【図２】パージ処理を実行するためのＥＣＵにおける制御手順を示すフローチャートである。
【図３】パージ処理におけるその設定条件とＮＯｘ浄化率との関係を説明する説明図である。
【図４】各設定条件におけるＮＯｘ浄化率の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン
６  燃料噴射弁
３０  ＮＯｘ吸蔵触媒
３８  ＮＯｘセンサ
４０  ＮＯｘセンサ
６０  電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
【図１】
0004488239.tif 000002
【図２】
0004488239.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004488239.tif 000005