(57)【要約】【課題】ＮＯｘ吸収剤の温度が低いときにもＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを良好に放出させる。【解決手段】内燃機関の排気通路内にＮＯｘ吸収剤を配置し、ＮＯｘ吸収剤上流の排気通路内に燃料添加弁２８を配置する。ＮＯｘ吸収剤の温度が予め定められた設定温度よりも低いときにＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときには、流入排気ガスの空燃比をまず基本となるリーン空燃比よりもリーン度合いが小さいリーン空燃比に切り換えてリーン時間だけ保持し、次いでリッチ空燃比に切り換えるようにし、ＮＯｘ吸収剤の温度が設定温度よりも高いときにＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときには、流入排気ガスの空燃比をリーン度合いが小さいリーン空燃比に保持することなくリッチ空燃比に切り換える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本となるリーン空燃比のもとで燃焼が行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を配置し、該ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比を制御する手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときにはＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比をまず基本となるリーン空燃比よりもリーン度合いが小さいリーン空燃比に切り換えてリーン時間だけ保持し、次いでリッチ空燃比に切り換えるようにした内燃機関の排気制御装置。
【請求項２】
ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比を前記リッチ空燃比から前記基本となるリーン空燃比まで戻し、次いで再びＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときになるまで前記基本となるリーン空燃比に保持するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
ＮＯｘ吸収剤の温度を求める手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤の温度が予め定められた設定温度よりも低いときにＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときには、ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比をまず基本となるリーン空燃比よりもリーン度合いが小さいリーン空燃比に切り換えてリーン時間だけ保持し、次いでリッチ空燃比に切り換えるようにし、ＮＯｘ吸収剤の温度が予め定められた設定温度よりも高いときにＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときには、ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比を前記リーン度合いが小さいリーン空燃比に保持することなく前記リッチ空燃比に切り換えるようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
ＮＯｘ吸収剤の劣化度合いを求める手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤の劣化度合いが大きいときには小さいときに比べて前記設定温度を高く設定するようにした請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
ＮＯｘ吸収剤の温度を求める手段を具備し、該求められたＮＯｘ吸収剤の温度に応じて前記リーン時間を設定するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
ＮＯｘ吸収剤内を流通する排気ガス量を求める手段を具備し、該求められた排気ガス量に応じて前記リーン時間を設定するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
ＮＯｘ吸収剤の劣化度合いを求める手段を具備し、該求められたＮＯｘ吸収剤の劣化度合いに応じて前記リーン時間を設定するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
ＮＯｘ吸収剤への流入排気ガスの空燃比を前記リッチ度合いが小さいリーン空燃比にリーン時間だけ保持することにより得られるＮＯｘ吸収剤の温度又はその上昇幅が目標値になるように前記リーン時間を設定するようにした請求項１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関する。
【背景技術】
【０００２】
流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気通路内に配置し、ＮＯｘ吸収剤上流の機関排気通路内に燃料添加弁を配置し、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときには燃料添加弁からＮＯｘ吸収剤に燃料を添加してＮＯｘ吸収剤内に流入する排気ガスの空燃比が一時的にリッチ空燃比になるようにした内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。この内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに発生するＮＯｘがＮＯｘ吸収剤に吸収される。一方、ＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が飽和に近づくと排気ガスの空燃比が一時的にリッチ空燃比にされ、それによってＮＯｘ吸収剤からＮＯｘが放出され還元される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６２６６６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、例えばアイドリング運転が長時間にわたって継続されるとこのときのＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの温度が低いのでＮＯｘ吸収剤の温度も低くなる。このようにＮＯｘ吸収剤の温度が低いときにはＮＯｘ吸収剤からのＮＯｘ放出速度が低いので、ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比をただ単にリッチ空燃比に切り換えてもＮＯｘ吸収剤から良好にＮＯｘを放出させることができないという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために本発明によれば、基本となるリーン空燃比のもとで燃焼が行われる内燃機関の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を配置し、該ＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比を制御する手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるべきときにはＮＯｘ吸収剤内への流入排気ガスの空燃比をまず基本となるリーン空燃比よりもリーン度合いが小さいリーン空燃比に切り換えてリーン時間だけ保持し、次いでリッチ空燃比に切り換えるようにしている。
【発明の効果】
【０００６】
ＮＯｘ吸収剤の温度が低いときにもＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを良好に放出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花点火式内燃機関に適用することもできる。
【０００８】
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内にそれぞれ燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口はエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内には電気制御式スロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排気後処理装置２０に連結される。
【０００９】
排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１２を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１２内には電気制御式ＥＧＲ制御弁１３が配置される。また、ＥＧＲ通路１２周りにはＥＧＲ通路１２内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置１４が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１４内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管１５を介してコモンレール１６に連結される。このコモンレール１６内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ１７から燃料が供給され、コモンレール１６内に供給された燃料は各燃料供給管１５を介して燃料噴射弁３に供給される。
【００１０】
排気後処理装置２０は排気タービン７ｂの出口に連結された排気管２１と、排気管２１に連結された触媒コンバータ２２と、触媒コンバータ２２に連結された排気管２３とを具備する。触媒コンバータ２２内には上流側から順にＮＯｘ吸蔵還元触媒２４及びパティキュレートフィルタ２５が配置される。また、排気管２３には触媒コンバータ２２から排出された排気ガスの温度を検出するための温度センサ２６と、触媒コンバータ２２から排出された排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ２７とが配置される。触媒コンバータ２２から排出された排気ガスの温度はＮＯｘ吸蔵還元触媒２４及びパティキュレートフィルタ２５の温度を表している。
【００１１】
一方、図１に示されるように排気マニホルド５には燃料添加弁２８が取り付けられる。この燃料添加弁２８にはコモンレール１６から燃料が添加され、燃料添加弁２８から排気マニホルド５内に燃料が添加される。本発明による実施例ではこの燃料は軽油からなる。なお、燃料添加弁２８を排気管２１に取り付けることもできる。
【００１２】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。エアフローメータ８、温度センサ２６、及び空燃比センサ２７の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９の踏み込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４０が接続され、負荷センサ４０の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４１が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４１からの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが算出される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０駆動装置、ＥＧＲ制御弁１３、燃料ポンプ１７、及び燃料添加弁２８に接続される。
【００１３】
図２はＮＯｘ吸蔵還元触媒２４の構造を示している。図２に示される実施例ではＮＯｘ吸蔵還元触媒２４はハニカム構造をなしており、薄肉の隔壁６０により互いに分離された複数個の排気ガス流通路６１を具備する。各隔壁６０の両側表面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図３（Ａ）及び（Ｂ）はこの触媒担体６５の表面部分の断面を図解的に示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように触媒担体６５の表面上には貴金属触媒６６が分散して担持されており、更に触媒担体６５の表面上にはＮＯｘ吸収剤６７の層が形成されている。
【００１４】
本発明による実施例では貴金属触媒６６として白金Ｐｔが用いられており、ＮＯｘ吸収剤６７を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つが用いられている。
【００１５】
機関吸気通路、燃焼室２及びＮＯｘ吸蔵還元触媒２４上流の排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯｘ吸収剤６７は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘの吸放出作用を行う。
【００１６】
すなわち、ＮＯｘ吸収剤６７を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、すなわち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるＮＯは図３（Ａ）に示されるように白金Ｐｔ６６上において酸化されてＮＯ２となり、次いでＮＯｘ吸収剤６７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ３−の形でＮＯｘ吸収剤６７内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮＯｘ吸収剤６７内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ６６の表面でＮＯ２が生成され、ＮＯｘ吸収剤６７のＮＯｘ吸収能力が飽和しない限りＮＯ２がＮＯｘ吸収剤６７内に吸収されて硝酸イオンＮＯ３−が生成される。
【００１７】
これに対し、排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比にされると排気ガス中の酸化濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ３−→ＮＯ２）に進み、斯くして図３（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤６７内の硝酸イオンＮＯ３−がＮＯ２の形でＮＯｘ吸収剤６７から放出される。次いで放出されたＮＯｘは排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。
【００１８】
図１に示される内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が継続されており、燃料添加弁２８から燃料が添加されない限りＮＯｘ吸収剤６７内に流入する排気ガスの空燃比はリーンに維持され、このとき排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸収剤６７内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にＮＯｘ吸収剤６７のＮＯｘ吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯｘ吸収剤６７によりＮＯｘを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤６７の吸収能力が飽和する前に燃料添加弁２８から燃料を添加することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出させるようにしている。
【００１９】
一方、図４（Ａ）及び（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２５の構造を示している。なお、図４（Ａ）はパティキュレートフィルタ２５の正面図を示しており、図４（Ｂ）はパティキュレートフィルタ２５の側面断面図を示している。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにパティキュレートフィルタ２５はハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路７０，７１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓７２により閉塞された排気ガス流入通路７０と、上流端が栓７３により閉塞された排気ガス流出通路７１とにより構成される。なお、図４（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓７３を示している。したがって排気ガス流入通路７０及び排気ガス流出通路７１は薄肉の隔壁７４を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路７０及び排気ガス流出通路７１は各排気ガス流入通路７０が４つの排気ガス流出通路７１によって包囲され、各排気ガス流出通路７１が４つの排気ガス流入通路７０によって包囲されるように配置される。
【００２０】
パティキュレートフィルタ２５は例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、したがって排気ガス流入通路７０内に流入した排気ガスは図４（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁７４内を通って隣接する排気ガス流出通路７１内に流出する。
【００２１】
本発明による実施例では各排気ガス流入通路７０及び各排気ガス流出通路７１の周壁面、すなわち各隔壁７４の両側表面上及び隔壁７４内の細孔内壁面上にも例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、この触媒担体６５の表面上には図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように白金Ｐｔからなる貴金属触媒６６が分散して担持されており、ＮＯｘ吸収剤６７の層が形成されている。
【００２２】
したがってリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のＮＯｘがパティキュレートフィルタ２５上のＮＯｘ吸収剤６７内にも吸収される。このＮＯｘ吸収剤６７に吸収されたＮＯｘも燃料添加弁２８から燃料を添加することによって放出される。
【００２３】
一方、排気ガス中に含まれる粒子状物質はパティキュレートフィルタ２５上に捕集され、順次酸化される。しかしながら捕集される粒子状物質の量が酸化される粒子状物質の量よりも多くなると粒子状物質がパティキュレートフィルタ２５上に次第に堆積し、この場合粒子状物質の堆積量が増大すると機関出力の低下を招いてしまう。したがって粒子状物質の堆積量が増大したときには堆積した粒子状物質を除去しなければならない。この場合、空気過剰のもとでパティキュレートフィルタ２５の温度を６００℃程度まで上昇させると堆積した粒子状物質が酸化され、除去される。
【００２４】
そこで本発明による実施例ではパティキュレートフィルタ２５上に堆積した粒子状物質の量が許容量を越えたときにはパティキュレートフィルタ２５に流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ燃料添加弁２８から燃料を添加してこの添加された燃料の酸化反応熱によりパティキュレートフィルタ２５の温度を上昇させ、それによって堆積した粒子状物質を酸化除去するようにしている。
【００２５】
なお、図１においてＮＯｘ吸蔵還元触媒２４を省くこともできる。また、図１においてパティキュレートフィルタ２５として、ＮＯｘ吸収剤６７を担持していないパティキュレートフィルタを用いることもできる。
【００２６】
さて、本発明による実施例では図５にＸで示されるようにＮＯｘ量積算値ΣＮＯｘが許容値ＭＡＸを越える毎に燃料添加弁２８から燃料が連続パルス状に添加され、それによりＮＯｘ吸蔵還元触媒２４上及びパティキュレートフィルタ２５上に担持されたＮＯｘ吸収剤６７内に流入する排気ガスの空燃比が一時的にリッチに切り換えられる。その結果、ＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘが放出され還元される。なお、機関燃焼行程又は排気行程に燃料噴射弁３から追加の燃料を噴射することによりＮＯｘ吸収剤６７に燃料を添加するようにしてもよい。
【００２７】
この場合、本発明による実施例ではＮＯｘ吸収剤６７に単位時間当り吸収されるＮＯｘ量ｄＮＯｘが要求トルクＴＱ及び機関回転数Ｎの関数として図６に示されるようなマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、このＮＯｘ量ｄＮＯｘを積算することによってＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＮＯｘ量の積算値ΣＮＯｘが算出される。
【００２８】
しかしながら、ＮＯｘ吸収剤６７の温度が低いときに流入排気ガスの空燃比をただ単にリッチ空燃比に切り換えてもＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを良好に放出できないことは冒頭で述べた通りである。
【００２９】
そこで本発明による実施例では、ＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃを検出し、ＮＯｘ吸収剤６７内への流入排気ガスの空燃比をリッチ空燃比に切り換える方法をＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃに応じて変更するようにしている。このことを図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【００３０】
図７（Ａ）はＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが予め定められた設定温度ＴｃＳよりも低い場合を示している。図７（Ａ）に示されるように、Ｘで示される時期すなわちＮＯｘ量積算値ΣＮＯｘが許容値ＭＡＸを越えＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出すべきときになるまでは、燃料添加弁２８からの燃料添加が行われておらず（図５参照）、このときＮＯｘ吸収剤６７内への流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧはリーン空燃比に維持されている。このときのリーン空燃比を基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢと称すると、図１に示される内燃機関ではこの基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢは内燃機関の燃焼空燃比に一致する。
【００３１】
次いで、図７（Ａ）にＸで示されるようにＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出すべきときになると、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがまず基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢよりもリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに切り換わるように燃料添加弁２８からの燃料添加が開始される。次いで、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬにリーン時間ｔＬだけ保持されると、引き続いて流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリッチ空燃比ＡＦＲに切り換わるように燃料添加が行われる。次いで、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリッチ空燃比ＡＦＲにリッチ時間ｔＲだけ保持されると燃料添加が停止され、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧが基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢまで戻される。
【００３２】
流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに切り換えられ保持されると、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧが基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢのときに比べて排気ガス中の未燃ＨＣ,ＣＯ量が増大され、この増大された未燃ＨＣ,ＣＯが過剰酸素のもとでＮＯｘ吸収剤６７において酸化されるので、ＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが急激に上昇する。このようにＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが高くなった状態で、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリッチ空燃比ＡＦＲに切り換えられるので、ＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを良好に放出させることができる。
【００３３】
また、本発明による実施例では図５からもわかるように、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧはリッチ空燃比ＡＦＲから基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢまで戻され、次いで再びＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出させるべきときになるまで基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢに保持される。すなわち、リッチ時間ｔＲが経過してから再びＮＯｘ量積算値ΣＮＯｘが許容値ＭＡＸを越えるまでの期間には燃料添加弁２８からの燃料添加が禁止される。このようにすると、必要なときだけＮＯｘ吸収剤６７が昇温され、ＮＯｘ放出還元のために添加燃料を有効に利用することができる。なお、ＮＯｘ吸収剤６７内へのＮＯｘ吸収はＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが設定温度ＴｃＳよりも低くても良好に行われる。
【００３４】
一方、ＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが上述した設定温度ＴｃＳよりも高いときには、図７（Ｂ）にＸで示されるようにＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを放出すべきときになると、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに切り換えられることなく、直ちにリッチ空燃比ＡＦＲに切り換えられる。次いで、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリッチ空燃比ＡＦＲにリッチ時間ｔＲだけ保持されると燃料添加が停止され、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧが基本となるリーン空燃比ＡＦＬＢまで戻される。すなわち、この場合にはＮＯｘ吸収剤６７を昇温する必要がない。
【００３５】
これまでの説明でわかるように、設定温度ＴｃＳはＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを良好に放出させるのに必要な温度である。ところが、ＮＯｘ吸収剤６７からＮＯｘを良好に放出させるのに必要な温度はＮＯｘ吸収剤６７の劣化度合いに応じて変動する。そこで本発明による実施例では、ＮＯｘ吸収剤６７の劣化度合いＤＥＴを検出し、設定温度ＴｃＳをＮＯｘ吸収剤６７の劣化度合いＤＥＴに応じて設定し、すなわち図８に示されるように劣化度合いＤＥＴが大きくなるほど高くなるように設定している。この設定温度ＴｃＳは図８に示されるマップの形でＲＯＭ３２内に予め記憶されている。なお、ＮＯｘ吸収剤６７の劣化度合いＤＥＴを求めるには様々な方法があり、例えば燃料添加を行ったときに生ずるＮＯｘ吸収剤６７の温度上昇幅が小さいときほど劣化度合いＤＥＴが大きいと判断することができる。
【００３６】
一方、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに切り換えられてからリーン時間ｔＬだけ経過したときのＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃを図７（Ａ）に示されるようにＴｃＹで表すと、ＴｃＹが上述した設定温度ＴｃＳにほぼ一致していれば、添加燃料量を少なく維持しつつ良好なＮＯｘ放出作用を得ることができる。そうすると、リーン時間ｔＬは流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧをリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに保持したときにＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃをほぼ設定温度ＴｃＳまで上昇させるのに必要な時間であるということになる。
【００３７】
この場合、リーン時間ｔＬは図９（Ａ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが低いときほど長くなり、図９（Ｂ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤６７内を流通する排気ガス量を表す吸入空気量Ｇａが多くなるほど長くなり、図９（Ｃ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤６７の劣化度合いＤＥＴが大きくなるほど長くなる。本発明による実施例ではリーン時間ｔＬはＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃ及び劣化度合いＤＥＴ並びに吸入空気量Ｇａの関数として図９（Ｄ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００３８】
なお、リーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬに保持すべきときには、例えば燃料添加弁２８において単位時間当たりに行われるパルス状燃料添加回数を少なくすれば、流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧをリーンにすることができ、多くすればリッチにすることができる。
【００３９】
図１０にＮＯｘ放出制御ルーチンを示す。
【００４０】
図１０を参照するとまず初めにステップ１００ではＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＮＯｘ量ΣＮＯｘが算出される。本発明による実施例では、図６に示すマップから単位時間当り吸収されるＮＯｘ量ｄＮＯｘが算出され、このｄＮＯｘがＮＯｘ吸収剤６７に吸収されているＮＯｘ量ΣＮＯｘに加算される。次いでステップ１０１では吸収ＮＯｘ量ΣＮＯＸが許容値ＭＡＸを越えたか否かが判別され、ΣＮＯＸ＞ＭＡＸとなったときにはステップ１０２に進んで設定温度ＴｃＳが図８のマップから算出される。続くステップ１０３では、ＮＯｘ吸収剤６７の温度Ｔｃが設定温度ＴｃＳよりも低いか否かが判別される。Ｔｃ＜ＴｃＳのときには次いでステップ１０４に進み、図９（Ｄ）のマップからリーン時間ｔＬが算出される。続くステップ１０５では流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリーン度合いが小さいリーン空燃比ＡＦＬＬにリーン時間ｔＬだけ保持されるよう燃料添加弁２８から燃料が添加される。次いでステップ１０６に進む。これに対し、Ｔｃ≧ＴｃＳのときにはステップ１０３からステップ１０６にジャンプする。ステップ１０６では流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧがリッチ空燃比ＡＦＲにリッチ時間ｔＲだけ保持されるよう燃料添加弁２８から燃料が添加される。続くステップ１０７では吸収ＮＯｘ量ΣＮＯｘがゼロに戻される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】圧縮着火式内燃機関の全体図である。
【図２】ＮＯｘ吸蔵還元触媒の側面断面図である。
【図３】触媒担体の表面部分の断面図である。
【図４】パティキュレートフィルタの構造を示す図である。
【図５】ＮＯｘ放出制御を説明するためのタイムチャートである。
【図６】単位時間当りのＮＯｘ吸収量ｄＮＯｘのマップを示す図である。
【図７】流入排気ガスの空燃比ＡＦＥＧの変化を示すタイムチャートである。
【図８】設定温度ＴｃＳのマップを示す図である。
【図９】リーン時間ｔＬのマップを示す図である。
【図１０】ＮＯｘ放出制御を行うためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
５    排気マニホルド
２０    排気後処理装置
２１，２３    排気管
２４    ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２５    パティキュレートフィルタ
２８    燃料添加弁
【図１】
2007297918.tif 000003
【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】
2007297918.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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