(57)【要約】【課題】  リーン運転中のＮＯｘ触媒へのＮＯx吸蔵に関する制御パラメータ、或いはＮＯxパージ中のＮＯｘ触媒からのＮＯx放出還元に関する制御パラメータを適切に設定し、リーン運転やＮＯxパージを最適な環境の下で実行できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】  基準ベッド温度に対応する制御パラメータ、及びこの制御パラメータを各ベッド温度Ｔbedでの最適な制御パラメータに補正するための補正値を予め設定し、実際のベッド温度Ｔbedに応じた補正値により基準ベッド温度の制御パラメータを補正して実際のベッド温度Ｔbedに対応した最適な制御パラメータを算出し（ステップＳ１６，１８）、算出した制御パラメータをリーン運転やＮＯxパージの制御に適用する（ステップＳ１４）。【選択図】      図４
2007002676.tif 000002
【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、該内燃機関の排気空燃比がリーンのとき排ガス中のＮＯxを吸蔵し、排気空燃比が理論空燃比またはリッチのとき上記吸蔵したＮＯxを放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒と、
上記ＮＯx触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
所定のリーン運転時間毎に上記ＮＯx放出還元のためのＮＯxパージを実行するように上記内燃機関を制御すると共に、予め基準温度に対応して設定された上記リーン運転またはＮＯxパージに関する制御パラメータ、及び上記触媒温度毎に設定された補正値に基づき、上記触媒温度検出手段により検出された触媒温度に応じた補正値により上記基準温度に対応する制御パラメータを補正し、補正後の制御パラメータを上記内燃機関の制御に適用する制御手段と
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】
上記基準温度は、上記ＮＯx触媒が良好な浄化性能を発揮する温度として設定され、
上記制御手段は、上記基準温度に対応して設定された制御パラメータを上記触媒温度に応じた補正値により補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
上記制御パラメータとして予め上記基準温度に対応して上記リーン運転の時間が設定され、
上記制御手段は、上記リーン運転時間を上記触媒温度に応じた補正値により補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
上記制御パラメータとして予め基準温度に対応して上記ＮＯxパージの目標空燃比が設定され、
上記制御手段は、上記ＮＯxパージの目標空燃比を上記触媒温度に応じた補正値により補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
上記制御パラメータとして予め基準温度に対応して上記ＮＯxパージの継続時間が設定され、
上記制御手段は、上記ＮＯxパージの継続時間を上記触媒温度に応じた補正値により補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
上記制御パラメータとして予め基準温度に対応して上記ＮＯxパージを実行するための噴射パターンが設定され、
上記制御手段は、上記ＮＯxパージの噴射パターンを上記触媒温度に応じた補正値により補正することを特徴とする請求項１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、詳しくはリーン運転時に排ガス中のＮＯxを吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵する一方、該ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxをＮＯxパージにより放出還元する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リーンバーン機関等では空燃比を理論空燃比（ストイキオ）よりリーン側に制御して酸化雰囲気で燃焼を行うことから、従来型の三元触媒ではその特性上排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を十分に浄化できないという問題がある。そこで、この種の内燃機関では、吸蔵型ＮＯｘ触媒が備えられている。
吸蔵型ＮＯｘ触媒は、還元成分濃度が低い酸化雰囲気において排ガス中のＮＯｘを硝酸塩Ｘ−ＮＯ3として吸蔵し、この吸蔵したＮＯｘをＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ（炭化水素）等の還元成分が多量に存在する還元雰囲気でＮ2（窒素）に還元させる特性を有した触媒として構成されている。この種の吸蔵型ＮＯｘ触媒では、リーン運転時に排ガス中のＮＯｘを吸蔵して大気中への排出を防止すると共に、最適なタイミングで（ＮＯｘ触媒が飽和する以前に）空燃比をリッチ側に制御するリッチスパイクを実行してＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出還元浄化している（以下、ＮＯxパージという）。
【０００３】
ＮＯxパージが不適切であると、無用な燃料消費やＮＯx放出還元の不足を引き起こすため、このような不具合を防止すべく種々の対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１に開示された排気浄化装置では、ＮＯx触媒の前後に設けられたＮＯx濃度検出手段の出力と吸入空気量とからＮＯx触媒のＮＯx累積量を算出すると共に、触媒温度検出手段により検出した触媒温度指数値からリッチ制御を実行した場合の単位時間当たりのＮＯx放出量を算出し、これらのＮＯｘ累積量とＮＯｘ放出量とからリッチ制御時間（上記リッチスパイクの継続時間）を算出し、得られたリッチ制御時間に基づいてＮＯｘパージを実行している。
【特許文献１】特開２００５−２９５４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、特許文献１の技術は理論的には正しい手法であるものの、ＮＯｘ累積量やＮＯｘ放出量などの全ての値を算出処理により推定しているため、現実に則した値を求めることが非常に困難である。従って、これらの値から求めたリッチ制御時間にも無視できない誤差が含まれ、結果としてＮＯｘパージ中のＮＯx放出還元が不適切なものとなってしまい、リッチ制御時間が過大なときには無用な燃料消費により燃費悪化を引き起こし、リッチ制御時間が過小なときにはＮＯx放出還元の不足によりＮＯx触媒の浄化性能を最大限に発揮できないという問題を生じる。
【０００５】
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、リーン運転中のＮＯｘ触媒へのＮＯx吸蔵に関する制御パラメータ、或いはＮＯxパージ中のＮＯｘ触媒からのＮＯx放出還元浄化に関する制御パラメータを現実に則した適切な値に設定し、これによりリーン運転やＮＯxパージを最適な環境の下で実行し、もって無用な燃料消費による燃費悪化などの不具合を防止した上で、ＮＯx触媒が有する浄化性能を最大限に発揮す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の排気通路に設けられ、内燃機関の排気空燃比がリーンのとき排ガス中のＮＯxを吸蔵し、排気空燃比が理論空燃比またはリッチのとき上記吸蔵したＮＯxを放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒と、ＮＯx触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、所定のリーン運転時間毎に上記ＮＯx放出還元のためのＮＯxパージを実行するように内燃機関を制御すると共に、予め基準温度に対応して設定されたリーン運転またはＮＯxパージに関する制御パラメータ、及び触媒温度毎に設定された補正値に基づき、触媒温度検出手段により検出された触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応する制御パラメータを補正し、補正後の制御パラメータを内燃機関の制御に適用する制御手段とを備えたものである。
【０００７】
従って、予め基準温度に対応してリーン運転またはＮＯxパージに関する最適な制御パラメータが設定されると共に、この制御パラメータを各触媒温度での最適な制御パラメータに補正するための補正値が設定されており、リーン運転またはＮＯxパージの実行時には、触媒温度検出手段により検出された触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応する制御パラメータが補正されて、触媒温度に対応する最適な制御パラメータが算出され、当該制御パラメータに基づいて内燃機関が制御される。
【０００８】
基準温度に対応する制御パラメータ及び各補正値は、例えば内燃機関の台上運転やＮＯx触媒の浄化特性により予め設定可能であることから高い信頼性を有し、しかも、その信頼性の高い基準温度の制御パラメータを基準として各触媒温度での制御パラメータを補正処理により求めていることから、誤差の少ない現実に則した最適な制御パラメータが得られ、触媒温度に関わらずリーン運転中のＮＯx触媒へのＮＯx吸蔵やＮＯxパージ中のＮＯx放出還元を常に最適な環境の下で実行可能となる。これは，各制御パラメータで行うＮＯｘパージの特性が，各触媒温度に影響されやすいことを考慮したものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、基準温度が、ＮＯx触媒が良好な浄化性能を発揮する温度として設定され、制御手段が、基準温度に対応して設定された制御パラメータを触媒温度に応じた補正値により補正するものである。
従って、基準温度としてＮＯx触媒が良好な浄化性能を発揮する温度が設定されているため、基準温度に対応する制御パラメータの信頼性が更に向上し、ひいては当該制御パラメータに基づいて算出される各触媒温度での制御パラメータの信頼性も向上し、一層適切なリーン運転やＮＯxパージの制御を実現可能となる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１において、制御パラメータとして予め基準温度に対応してリーン運転の時間が設定され、制御手段が、リーン運転時間を触媒温度に応じた補正値により補正するものである。
従って、リーン運転の実行時には、触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応するリーン運転時間が補正され、誤差の少ない現実に則した最適なリーン運転時間に基づいてＮＯx触媒へのＮＯx吸蔵が最適な環境の下に実行される。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１において、制御パラメータとして予め基準温度に対応してＮＯxパージの目標空燃比が設定され、制御手段が、ＮＯxパージの目標空燃比を触媒温度に応じた補正値により補正するものである。
従って、ＮＯxパージの実行時には、触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応するＮＯxパージの目標空燃比が補正され、誤差の少ない現実に則した最適なＮＯxパージの目標空燃比に基づいてＮＯx触媒のＮＯx放出還元が最適な環境の下に実行される。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１において、制御パラメータとして予め基準温度に対応してＮＯxパージの継続時間が設定され、制御手段が、ＮＯxパージの継続時間を触媒温度に応じた補正値により補正するものである。
従って、ＮＯxパージの実行時には、触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応するＮＯxパージの継続時間が補正され、誤差の少ない現実に則した最適なＮＯxパージの継続時間に基づいてＮＯx触媒のＮＯx放出還元が最適な環境の下に実行される。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１において、制御パラメータとして予め基準温度に対応してＮＯxパージを実行するための噴射パターンが設定され、制御手段が、ＮＯxパージの噴射パターンを触媒温度に応じた補正値により補正するものである。
従って、ＮＯxパージの実行時には、触媒温度に応じた補正値により基準温度に対応するＮＯxパージの噴射パターンが補正され、誤差の少ない現実に則した最適なＮＯxパージの噴射パターンに基づいてＮＯx触媒のＮＯx放出還元が最適な環境の下に実行される。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように請求項１，３〜６の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、リーン運転中のＮＯｘ触媒へのＮＯx吸蔵に関する制御パラメータ、或いはＮＯxパージ中のＮＯｘ触媒からのＮＯx放出還元に関する制御パラメータを適切に設定し、これによりリーン運転やＮＯxパージを最適な環境の下で実行し、もって無用な燃料消費による燃費悪化などの不具合を防止した上で、ＮＯx触媒が有する浄化性能を最大限に発揮することができる。
【００１５】
請求項２の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項１に加えて、ＮＯx触媒が良好な浄化性能を発揮する基準温度に対応して制御パラメータを設定して信頼性を向上させ、もって、一層適切なリーン運転やＮＯxパージの制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した内燃機関の排気浄化装置を示す一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の内燃機関の排気浄化装置を示す全体構成図であり、本実施形態の排気浄化装置は筒内噴射型直列４気筒ガソリン内燃機関１を対象として構成されている。内燃機関１にはＤＯＨＣ４弁式の動弁機構が採用されており、図示しないクランク軸によりシリンダヘッド２上に設けられた吸気カムシャフト３及び排気カムシャフト４が回転駆動され、これらのカムシャフト３，４により吸気弁５及び排気弁６が所定のタイミングで開閉される。
【００１７】
シリンダヘッド２には各気筒毎に点火プラグ７と共に電磁式の燃料噴射弁８が取り付けられ、図示しない燃料ポンプから供給された高圧燃料が燃料噴射弁８の開閉に応じて燃焼室９内に直接噴射される。シリンダヘッド２には両カムシャフト３，４間を抜けるようにして略直立方向に吸気ポート１０が形成され、吸気弁５の開弁に伴って吸入空気がエアクリーナ１１からスロットル弁１２、サージタンク１３、吸気マニホールド１４、吸気ポート１０を経て燃焼室９内に導入される。燃焼後の排ガスは排気弁６の開弁に伴って燃焼室９から排気ポート１５に排出され、更に排気通路１６及び床下触媒１７を経て大気中に排出される。
【００１８】
床下触媒１７は上流側の吸蔵型ＮＯx触媒１８と下流側の三元触媒１９とから構成されている。ＮＯｘ触媒１８は、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ），ロジウム（Ｒｈ）等の貴金属と、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属のＮＯｘトラップ剤とを含み、排気空燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯｘを硝酸塩Ｘ−ＮＯ3として吸蔵する一方、排気空燃比がリッチのときに吸蔵しているＮＯｘを放出して窒素（Ｎ２）等に還元浄化する機能を有する。三元触媒１９は、白金、パラジウム，ロジウム等の貴金属を含み、排気空燃比が理論空燃比近傍のときや，ＮＯｘパージ時に排ガス中の有害物質を浄化する機能を有する。
【００１９】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（エンジン制御ユニット）２１が設置されており、内燃機関１の総合的な制御を行う。ＥＣＵ２１の入力側には、内燃機関１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ２２、スロットル開度θthを検出するスロットルセンサ２３、ＮＯx触媒１８の上流側に設けられてＮＯx触媒１８に流入する排ガスの温度（以下、入口温度Ｔinという）を検出する温度センサ２４（触媒温度検出手段）、排気通路１６に設けられたＯ2センサ２５等の各種センサ類が接続され、ＥＣＵ２１の出力側には、上記点火プラグ７を駆動するイグナイタ２６、燃料噴射弁８等の各種デバイス類が接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ２１は各センサからの検出情報に基づいて点火時期や燃料噴射量等を決定し、決定した制御量に基づいてイグナイタ２３や燃料噴射弁８を駆動制御して内燃機関１を運転する。
燃料噴射制御については、噴射時期を吸気行程に設定した吸気行程噴射モードと噴射時期を圧縮行程に設定した圧縮行程噴射モードとを内燃機関１の運転領域に応じて切換えており、具体的にはスロットル開度θthと機関回転速度Ｎｅとに基づいて機関負荷と相関する目標平均有効圧Ｐｅを求め、この目標平均有効圧Ｐeと機関回転速度Ｎeとから予め設定されたマップに従って実行すべき燃料噴射モードを決定すると共に、決定した燃料噴射モードにおいて目標平均有効圧Ｐe及び機関回転速度Ｎeから求めた目標空燃比に基づいて燃料噴射量を決定して燃料噴射制御を実行する。
【００２１】
圧縮行程噴射モードは比較的低回転低負荷域で実行され、吸気ポート１０から流入した吸入空気により生起された逆タンブル流を利用して点火プラグ７の周囲に理論空燃比近傍の混合気を確保した上で、全体として極めてリーンな空燃比（例えば、４０程度）で着火する層状燃焼を行い、一方、吸気行程噴射モードは比較的高回転高負荷域で実行され、Ｏ2センサ２５の出力に基づいて排気空燃比を理論空燃比にフィードバックするストイキオＦ／Ｂ制御、或いはオープンループでリッチ側の空燃比に制御するＯ／Ｌ制御を実行して、吸気行程で噴射した燃料噴霧を吸入空気と十分に混合して燃焼させる均一燃焼を行う。
【００２２】
そして、圧縮行程噴射モードによるリーン運転時においては、排ガス中に含まれるＮＯx量をＮＯx触媒１８に吸蔵させて大気中への排出を防止する一方、ＮＯｘ触媒１８のＮＯx吸蔵量が飽和量付近に達したときには、排気空燃比をリッチ側に制御してＮＯx触媒１８に吸蔵されているＮＯxを放出還元するＮＯxパージを実行する。本実施形態では、リーン運転及びＮＯｘパージに関する制御パラメータをＮＯｘ触媒１８のベッド温度Ｔbed（触媒温度）に応じて補正しており、以下、当該制御について説明する。
【００２３】
まず、実際のＥＣＵ２１の処理の説明に先立って、ＮＯx触媒１８のＮＯxとＨＣの浄化特性、及びこの浄化特性を前提として設定されたＥＣＵ２１の制御パラメータについて説明する。
図２はＮＯx触媒のベッド温度Ｔbedに対するＮＯx浄化特性を示す図であり、ＮＯx浄化性能及びＮＯx浄化レシオは特定のベッド温度Ｔbedをピークとして高温域及び低温域で次第に低下する特性を有し、この例ではピークが５００℃前後に存在する。また、図３は同じくＮＯx触媒１８のベッド温度Ｔbedに対するＨＣ浄化特性を示す図であり、ＨＣ浄化性能及びＴＨＣ浄化レシオはベッド温度Ｔbedの低下に伴って次第に低下する特性を有している。
【００２４】
本実施形態ではこのようなＮＯx触媒１８の特性を前提として、ＮＯx触媒１８がＮＯx及びＨＣに関して共に良好な浄化性能を発揮するベッド温度Ｔbedが予め基準ベッド温度として設定されている。具体的には、ＮＯx浄化性能及びＮＯx浄化レシオのピークに対応するベッド温度Ｔbedは５００℃であるが、５００℃ではＨＣ浄化性能及びＴＨＣ浄化レシオがかなり低下することを鑑みて、ＮＯx浄化性能及びＮＯx浄化レシオのピークより若干高温側の５５０℃に基準ベッド温度を設定している。
【００２５】
なお、基準ベッド温度は、必ずしもＮＯx触媒１８がＮＯx及びＨＣに関して共に良好な浄化性能を発揮する温度域に設定する必要はなく、ＮＯxまたはＨＣの何れか一方の浄化性能を優先して設定してもよいし、更に浄化性能が良好な温度域に限ることもなく、内燃機関１の運転状態に応じてＮＯx触媒１８のベッド温度Ｔbedが変化し得る範囲内であれば任意に基準ベッド温度を設定可能である。
【００２６】
そして、この基準ベッド温度を前提として、リーン運転時間などのリーン運転（ＮＯx吸蔵）に関する制御パラメータの最適値が設定されると共に、ＮＯxパージの目標空燃比、ＮＯxパージを実行するための噴射パターン、ＮＯxパージの継続時間、及び目標空燃比として理論空燃比を設定した場合にはＯ2センサ２５の出力に基づく空燃比フィードバックの有無などのＮＯxパージ（ＮＯx放出還元）に関する制御パラメータの最適値が設定されている。ここで、各制御パラメータの最適値は内燃機関１の目標平均有効圧Ｐe及び機関回転速度Ｎeの影響を受けることから、機関回転速度Ｎe及び目標平均有効圧Ｐeにより規定される運転領域毎に各制御パラメータが設定されている。
【００２７】
例えば、リーン運転時間（即ち、ＮＯxパージのインターバル）は、主にＮＯx触媒１８のＮＯx性能に応じて設定される制御パラメータであり、ＮＯx触媒１８が飽和する直前でリーン運転時間が終了するように設定される。また、ＮＯxパージの目標空燃比及び噴射パターンは、主にＮＯx触媒１８のＨＣ性能に応じて設定される制御パラメータであり、目標空燃比はＮＯx触媒１８のＨＣ性能に対応した過不足のないＨＣやＣＯが還元剤として供給されるように設定され、噴射パターンは目標空燃比を実現するための最適な燃料噴射として設定され、具体的にはＨＣやＣＯの供給のために吸気行程噴射後に膨張行程噴射を実行する噴射パターンでは、膨張行程噴射の噴射量、噴射時期、噴射回数などが最適値に設定される。また、ＮＯxパージの継続時間は、主に上記リーン運転時間（換言すればＮＯx触媒１８のＮＯx吸蔵量）に応じて設定される制御パラメータであり、吸蔵されているＮＯxの放出還元が完了したタイミングでＮＯxパージが終了するように設定される。
【００２８】
ここで、これらの制御パラメータは内燃機関１の台上試験により導き出された値であり、例えばリーン運転時間については、運転領域（Ｐe，Ｎe）毎に内燃機関１をリーン運転させてＮＯx触媒１８にＮＯxを吸蔵させ、ＮＯx触媒１８が飽和状態に至ってＮＯxを素通りさせるまでの所要時間に基づいて設定されている。
そして、このように基準ベッド温度に対する最適値として各制御パラメータが設定された上で、基準ベッド温度に対応する各制御パラメータから実際のベッド温度Ｔbedに対応する最適な制御パラメータを導き出すための補正値が、制御パラメータ毎に各ベッド温度Ｔbedに対応して設定されている。
【００２９】
本実施形態では基準ベッド温度に対応する各制御パラメータの補正値を１．０と見なした上で、各ベッド温度Ｔbedで発揮されるＮＯx触媒１８の相対的な性能指標に基づいて補正値をマップとして設定している。例えば上記のようにＮＯx触媒１８のＮＯx性能に応じて設定されるリーン運転時間では、基準ベッド温度である５５０℃に比較して図２の特性に従って５００℃ではＮＯx性能が１．１倍になり、６００℃では０．７倍になると仮定した場合、予めベッド温度Ｔbed５００℃の補正値として１．１を、ベッド温度Ｔbed６０００℃の補正値として０．７をマップとして設定しておき、制御時にはこれらの補正値を基準ベッド温度のリーン運転時間に乗算することで、対応するベッド温度Ｔbedでの最適なリーン運転時間が算出されるようにしている。
【００３０】
なお、このようにＮＯx触媒１８のＮＯx浄化特性に基づいて補正値を設定する代わりに、上記基準ベッド温度に対応する制御パラメータと同様に台上試験によりベッド温度Ｔbed毎に補正値を求めてもよい。また、補正値の形態は上記に限ることはなく、例えば制御パラメータ毎に、基準ベッド温度を中心とした温度変化に対する制御パラメータの変化に対応するように補正ゲイン（補正値）を設定しておき、基準ベッド温度と実際のベッド温度Ｔbedとの偏差に補正ゲインを乗算することにより、ベッド温度Ｔbedに対応する最適な制御パラメータが算出されるようにしてもよい。
【００３１】
図４はＥＣＵ２１が実行する制御パラメータ最適化ルーチンを示すフローチャートであり、ＥＣＵ２１は当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ステップＳ２でリーン運転の実行条件が成立したか否かを判定する。即ち、現在の内燃機関１の運転領域がマップ上の圧縮行程噴射モードの領域にあるか否かを判定し、判定のＮｏ（否定）のときにはルーチンを終了する。ステップＳ２の判定がＹｅｓ（肯定）になると、ＥＣＵ２１はステップＳ４に移行して圧縮行程噴射モードによるリーン運転を開始し、続くステップＳ６で現在のＮＯｘ触媒１８のベッド温度Ｔbed、機関回転速度Ｎe、目標平均有効圧Ｐeを求める。ベッド温度Ｔbedは入口温度Ｔinから推定され、例えば入口温度Ｔinとベッド温度Ｔbedとの温度差を内燃機関１の運転領域毎に試験により求め、試験結果に基づくマップに従って入口温度Ｔinからベッド温度Ｔbedを算出する。
【００３２】
その後、ステップＳ８で推定したベッド温度Ｔbedが基準ベッド温度近傍の特定範囲内（例えば５４０〜５６０℃の範囲内）にあるか否かを判定する。判定がＹｅｓのときにはステップＳ１０に移行し、このときの機関回転速度Ｎe及び目標平均有効圧Ｐeに基づいて基準ベッド温度に対応するリーン運転時間をマップから読出し、その値をそのままリーン運転時間として設定する。同様に続くステップＳ１２では機関回転速度Ｎe及び目標平均有効圧Ｐeに基づいて基準ベッド温度に対応するＮＯxパージの目標空燃比、噴射パターン、継続時間、空燃比フィードバックの実行状況をマップから読出し、これらの値をそのまま各制御パラメータとして設定する。
【００３３】
続くステップＳ１４ではＮＯxパージを実行するが、このときのＮＯxパージは上記ステップＳ１０，１２の処理で設定された制御パラメータを反映した内容で行われる。即ち、上記ステップＳ１０で設定したリーン運転時間が経過した時点でリーン運転を終了してＮＯxパージを開始すると共に、ステップＳ１２で設定した目標空燃比、噴射パターン、継続時間、空燃比フィードバックの実行状況に従ってＮＯxパージを実行し、その後にルーチンを終了する。
【００３４】
このときのＮＯx触媒１８のベッド温度Ｔbedは基準ベッド温度近傍にあることから、基準ベッド温度に対応するリーン運転時間を適用することにより、ＮＯx触媒１８が飽和する直前の最適なタイミングでリーン運転が終了されて、ＮＯx触媒１８の飽和によるＮＯxの漏れを防止した上で、ＮＯx触媒１８のＮＯx浄化性能が最大限に利用される。
また、ＮＯxパージ中においては、基準ベッド温度に対応する目標空燃比の適用により、ＮＯx触媒１８のＨＣ性能に対応する過不足のない還元剤が供給されて、ＨＣ性能を越えた過剰な還元剤の供給に起因するＨＣやＣＯの素通り防止した上で、ＮＯxの放出還元が効率よく実行され、基準ベッド温度に対応するＮＯxパージの噴射パターンの適用により、目標空燃比を実現するための最適な噴射パターンに基づいて無駄な燃料消費やドライバビリティの低下などを抑制しながらＮＯxパージが実行され、更に基準ベッド温度に対応するＮＯxパージの継続時間の適用により、吸蔵ＮＯxの放出還元が完了した最適なタイミングでＮＯxパージが終了されて、無駄なＮＯxパージの継続による燃料消費が抑制される。
【００３５】
一方、ベッド温度Ｔbedが基準ベッド温度近傍の特定範囲内にないとして上記ステップＳ８でＮｏの判定を下したときには、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６では機関回転速度Ｎe及び目標平均有効圧Ｐeに基づいて基準ベッド温度に対応するリーン運転時間をマップから読出すと共に、実際のベッド温度Ｔbedに対応するリーン運転時間の補正値をマップから読出し、基準ベッド温度に対応するリーン運転時間に補正値を乗算して、実際のベッド温度Ｔbedに対応する最適なリーン運転時間を算出する。同様に続くステップＳ１８では、機関回転速度Ｎe及び目標平均有効圧Ｐeに基づいて基準ベッド温度に対応するＮＯxパージの目標空燃比、噴射パターン、継続時間、空燃比フィードバックの実行状況をマップから読出すと共に、実際のベッド温度Ｔbedに対応する各制御パラメータの補正値をマップから読出し、基準ベッド温度に対応する各制御パラメータに補正値を乗算して、実際のベッド温度Ｔbedに対応する最適な制御パラメータをそれぞれ算出する（制御手段）。
【００３６】
その後、ＥＣＵ２１は上記ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１６で設定したリーン運転時間が経過した時点でリーン運転を終了してＮＯxパージを開始し、ステップＳ１８で設定した目標空燃比、噴射パターン、継続時間、空燃比フィードバックの実行状況に従ってＮＯxパージを実行し、その後にルーチンを終了する。
ステップＳ１６，１８での制御パラメータの補正処理により、リーン運転及びＮＯxパージは以下のように実行される。
【００３７】
例えば基準ベッド温度の５５０℃に対してベッド温度Ｔbedが５００℃のときには、図２の特性に従ってＮＯx触媒１８のＮＯx性能は向上して吸蔵可能なＮＯx量が増加するため、リーン運転時間は基準ベッド温度の対応値より延長（例えば、上記補正値１．１に基づいて延長）される一方、図３の特性に従ってＨＣ性能は低下するため、ＮＯxパージ中のＨＣやＣＯの素通りを防止すべく目標空燃比は基準ベッド温度の対応値よりリーン側に補正され、更にリーン運転時間の延長に伴うＮＯx吸蔵量の増加に対応してＮＯxパージの継続時間は延長される。
【００３８】
また、ベッド温度Ｔbedが６００℃のときには、図２の特性に従ってＮＯx触媒１８のＮＯx性能は低下して吸蔵可能なＮＯx量が減少するため、リーン運転時間は基準ベッド温度の対応値より短縮（例えば、上記補正値０．７に基づいて短縮）される一方、図３の特性に従ってＨＣ性能は向上するため、ＮＯxパージの迅速化を図るべく目標空燃比は基準ベッド温度の対応値よりリッチ側に補正され、更にリーン運転時間の短縮に伴うＮＯx吸蔵量の減少に対応してＮＯxパージの継続時間は短縮される。
【００３９】
以上のように本実施形態では、基準ベッド温度に対応する制御パラメータをベッド温度Ｔbedに応じた補正値により補正してリーン運転やＮＯxパージに適用している。そして、図２，３に示すＮＯx及びＨＣの浄化特性はＮＯx触媒１８の仕様などに応じて大幅に相違するため、これらのＮＯx及びＨＣの浄化特性を前提として全ての温度領域で常に最適な制御パラメータを適用することは非常に困難であるが、基準ベッド温度Ｔbedに対応する制御パラメータ及び各ベッド温度Ｔbedの補正値が台上試験で得られた値で、例えば特許文献１の技術のような算出処理に基づく推定値に比較すると非常に高い信頼性を有しており、しかも、その信頼性の高い基準ベッド温度の制御パラメータを基準として各ベッド温度Ｔbedでの制御パラメータを補正処理により求めていることから、誤差の少ない現実に則した最適な制御パラメータを得ることができる。
【００４０】
その結果、ベッド温度Ｔbedに関わらずリーン運転中のＮＯx吸蔵及びＮＯxパージ中のＮＯx放出還元を常に最適な環境の下で実行でき、もって無用な燃料消費による燃費悪化などの不具合を防止した上で、ＮＯx触媒１８が有する浄化性能を最大限に発揮することができる。
加えて、基準ベッド温度としてＮＯx及びＨＣに関して最も良好な浄化性能が発揮されるベッド温度Ｔbedを設定しているため、基準ベッド温度に対応する制御パラメータの信頼性が更に向上し、ひいては当該制御パラメータに基づいて算出される各ベッド温度Ｔbedでの制御パラメータの信頼性も向上し、一層適切なリーン運転及びＮＯxパージの制御を実現することができる。
【００４１】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、筒内噴射型ガソリン内燃機関１を対象とした排気浄化装置に具体化したが、吸蔵型ＮＯx触媒１８を備えた内燃機関であれば種別はこれに限定されることはなく、例えばディーゼル機関に適用してもよい。
また、上記実施形態では、ＮＯx触媒１８の入口温度Ｔinから推定したベッド温度Ｔbedを指標としたが、ベッド温度Ｔbedと相関する値であればこれに限ることはない。例えばベッド温度Ｔbedに代えて入口温度Ｔinを指標とし、基準入口温度に対応して設定された制御パラメータに基づき、補正処理により実際の入口温度に対応する最適な制御パラメータを算出するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、リーン運転に関する制御パラメータ及びＮＯxパージに関する制御パラメータに対して共に基準ベッド温度を基準とした補正処理を行ったが、何れか一方のみに対して補正処理を実行するようにしてもよい。
また、ＮＯｘパージに関する制御パラメータは、エンジン水温や吸気温度によって補正しても構わない。
【００４３】
また、ＮＯｘパージやリーン運転に関する制御パラメータは、ＮＯｘ触媒の劣化度合いを示す指標によって補正しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施形態の内燃機関の排気浄化装置を示す全体構成図である。
【図２】ＮＯx触媒のベッド温度に対するＮＯx浄化特性を示す図である。
【図３】ＮＯx触媒のベッド温度に対するＨＣ浄化特性を示す図である。
【図４】ＥＣＵが実行する制御パラメータ最適化ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１    内燃機関
１６  排気通路
１８  ＮＯx触媒
２１  ＥＣＵ（制御手段）
２４  温度センサ（触媒温度検出手段）
【図１】
2007002676.tif 000003
【図２】
2007002676.tif 000004
【図３】
2007002676.tif 000005
【図４】
2007002676.tif 000006