(57)【要約】【課題】内燃機関への燃料の供給を停止する機会をより増やす。【解決手段】リーン空燃比で運転可能な内燃機関の排気浄化装置において、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する又はＳＣＲ触媒へアンモニアを供給する場合に、リッチ空燃比とする強リッチ制御と、該強リッチ制御の後に少なくとも１回、リッチ空燃比の範囲で強リッチ制御よりも空燃比を高くする弱リッチ制御とを実施し、強リッチ制御を実施しているとき、または、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の状態で弱リッチ制御を実施しているときに、内燃機関への燃料の供給を停止させる要求があれば、内燃機関への燃料の供給を停止させる。【選択図】図８
2016125446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーン空燃比で運転可能な内燃機関の排気浄化装置において、
前記内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒と、
前記三元触媒よりも下流の前記排気通路に設けられ、リーン空燃比のときにＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比以下の場合にＮＯｘの還元又はアンモニアの生成が可能な吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流の前記排気通路に設けられ、アンモニアを吸着し、吸着していたアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量を推定するＮＯｘ吸蔵量取得部と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する又は前記選択還元型ＮＯｘ触媒へアンモニアを供給する場合に、前記内燃機関の空燃比をリッチ空燃比とする強リッチ制御と、該強リッチ制御の後に少なくとも１回、リッチ空燃比の範囲で強リッチ制御よりも空燃比を高くする弱リッチ制御と、を含むリッチスパイクを実施する空燃比制御部と、
前記リッチスパイクを実施しているときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、前記強リッチ制御を実施しているとき、または、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の状態で前記弱リッチ制御を実施しているときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる燃料供給停止部と、
を備える内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記燃料供給停止部は、前記弱リッチ制御を実施しているときであって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで前記弱リッチ制御を継続し、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下になってから前記内燃機関への燃料の供給を停止させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記燃料供給停止部は、前記弱リッチ制御を実施しているときであって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が、前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いＮＯｘの量であって前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量で還元可能なＮＯｘの量である吸蔵量閾値以下の場合には、前記内燃機関への燃料の供給を停止させ、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が、前記吸蔵量閾値よりも多い場合には、前記内燃機関への燃料の供給を停止させない、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記空燃比制御部は、前記弱リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合で、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多い場合には、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで前記弱リッチ制御を実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量を推定するアンモニア吸着量取得部を更に備え、
前記空燃比制御部は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下のときであって前記弱リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量が目標アンモニア量以上となるまで前記弱リッチ制御を実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記空燃比制御部は、前記強リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合には、前記リッチスパイクを実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記強リッチ制御は、前記三元触媒に吸蔵されている酸素を放出させる制御である請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記弱リッチ制御は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する制御である請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記弱リッチ制御は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを吸着させる制御である請求項１から７の何れか１項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】
内燃機関の排気通路に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＮＳＲ触媒ともいう。）を配置する技術が知られている。このＮＳＲ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する。
【０００３】
また、ＮＳＲ触媒よりも下流側に、選択還元型ＮＯｘ触媒（以下、ＳＣＲ触媒ともいう。）を設けることができる。このＳＣＲ触媒は、還元剤によりＮＯｘを選択還元する触媒である。そして、ＮＳＲ触媒において排気中のＨＣやＨ２がＮＯｘと反応することでアンモニアが生成される。このアンモニアは、ＳＣＲ触媒において還元剤として利用することができる。
【０００４】
ここで、ＮＳＲ触媒へ還元剤を供給するためのリッチスパイクを実施しているときに、燃料カットを実施する要求が発生した場合には、リッチスパイクを継続して行い、ＮＯｘの還元が完了した後に燃料カットを実施する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７１８８９号公報
【特許文献２】特開２００１−０８２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料カットを実施する要求がある場合に、燃料カットを実施せずにリッチスパイクを継続すると、内燃機関でトルクが発生するため、車両の減速感が低下する。また、車両停止時に内燃機関を停止させる所謂アイドルストップの要求がある場合、または、ハイブリッド車両において車両の駆動源を内燃機関から電動モータへ切り換える要求がある場合に、これらを実施しないと、燃費が悪化する虞がある。しかし、内燃機関への燃料の供給を停止することを優先してリッチスパイクを停止すると、その後にＮＳＲ触媒においてＮＯｘが飽和してしまい、該ＮＳＲ触媒からＮＯｘが流出する虞がある。ＮＳＲ触媒よりも下流にＳＣＲ触媒を備えていたとしても、ＳＣＲ触媒でアンモニアが不足するとＮＯｘの還元が困難となる。そして、ＮＯｘの還元を優先させてリッチスパイクを継続すると、内燃機関への燃料の供給を停止する機会が少なくなる。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関への燃料の供給を停止する機会をより増やすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気浄化装置は、リーン空燃比で運転可能な内燃機関の排気浄化装置において、前記内燃機関の排気通路に設けられ酸素吸蔵能力を有する三元触媒と、前記三元触媒よりも下流の前記排気通路に設けられ、リーン空燃比のときにＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比以下の場合にＮＯｘの還元又はアンモニアの生成が可能な吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流の前記排気通
路に設けられ、アンモニアを吸着し、吸着していたアンモニアを還元剤としてＮＯｘを還元する選択還元型ＮＯｘ触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量を推定するＮＯｘ吸蔵量取得部と、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する又は前記選択還元型ＮＯｘ触媒へアンモニアを供給する場合に、前記内燃機関の空燃比をリッチ空燃比とする強リッチ制御と、該強リッチ制御の後に少なくとも１回、リッチ空燃比の範囲で強リッチ制御よりも空燃比を高くする弱リッチ制御と、を含むリッチスパイクを実施する空燃比制御部と、前記リッチスパイクを実施しているときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、前記強リッチ制御を実施しているとき、または、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の状態で前記弱リッチ制御を実施しているときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる燃料供給停止部と、を備える。
【０００９】
弱リッチ制御は強リッチ制御の後に行われる。強リッチ制御では、主に、三元触媒から酸素が放出される。比較的に低い空燃比とすることで、三元触媒から速やかに酸素が放出される。弱リッチ制御では、主に、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）に吸蔵さているＮＯｘの還元、または、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）へのアンモニアの供給が行われる。三元触媒から酸素を放出させるのに適した空燃比よりも、ＮＳＲ触媒でのＮＯｘの還元、または三元触媒若しくはＮＳＲ触媒でのアンモニアの生成に適した空燃比の方が高い。まずは強リッチ制御を実施して、三元触媒から酸素を放出させ、その後に弱リッチ制御を実施して、ＮＯｘの還元またはアンモニアの生成を行う。強リッチ制御は、ＮＯｘの還元及びアンモニアの生成に適した空燃比よりも低い空燃比であり、ＮＯｘの還元及びアンモニアの生成を最も効率よく行うことができる空燃比よりも低い空燃比である。ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元するときには、ＮＯｘ吸蔵量取得部により推定されるＮＯｘ吸蔵量に基づいて、リッチスパイクを実施する時期を決定することができる。
【００１０】
ところで、ＮＯｘの還元が完了したときには、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量は所定ＮＯｘ吸蔵量まで減少している。ここで、所定ＮＯｘ吸蔵量は、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘの還元が完了したときのＮＯｘ吸蔵量であり、例えば０としてもよい。この状態は、センサなどによって検出することができる。このため、ＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になったことは正確に検出することができる。一方、弱リッチ制御によりＮＯｘ吸蔵量が減少している途中では、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度が低下する。弱リッチ制御によりＮＯｘが還元されている途中では、内燃機関の運転状態などにより、単位時間当たりのＮＯｘの還元量が変わるため、内燃機関の運転状態などに基づいてＮＯｘ吸蔵量を推定しなければならない。したがって、弱リッチ制御が実施されているときにＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまでの間のＮＯｘ吸蔵量の推定精度は、ＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になったときのＮＯｘ吸蔵量の推定精度よりも低い。このため、リッチスパイクによりＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が減少している途中で内燃機関への燃料の供給を停止すると、その後のＮＯｘ吸蔵量の推定精度に影響する。
【００１１】
一方、強リッチ制御が行われている場合、または、弱リッチ制御を実施しているがＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の場合には、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量がほとんど変化しない。ここで、強リッチ制御が実施されているときには、三元触媒から酸素が放出されており、この状態ではＮＳＲ触媒に流入する排気の空燃比がリーン空燃比となるため、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量は減少しない。また、弱リッチ制御を実施しているがＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の場合には、主に、ＳＣＲ触媒へアンモニアを供給するためにリッチスパイクが実施されており、このときには、ＮＯｘ吸蔵量は所定ＮＯｘ吸蔵量以下となっており、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量はほとんど減少しない。このため、強リッチ制御を実施している場合、または、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の状態で弱リッチ制御を実施している場合には、内燃機関への燃料の供給を停止したとしても、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度にはほとんど影響しない。したがっ
て、リッチスパイクを実施しているときに、内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、強リッチ制御を実施しているとき、または、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下の状態で弱リッチ制御を実施しているときであれば、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度を低下させることなく内燃機関への燃料の供給を停止することができる。そして、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度が低下しなければ、ＮＯｘ吸蔵量の推定値に基づいてリッチスパイクを実施する適正な時期を求めることができるため、ＮＯｘ浄化率を高めることができる。このように、ＮＯｘ浄化率を低下させることなく、内燃機関への燃料の供給を停止させる機会を増やすことができる。
【００１２】
また、前記燃料供給停止部は、前記弱リッチ制御を実施しているときであって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで前記弱リッチ制御を継続し、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下になってから前記内燃機関への燃料の供給を停止させることができる。
【００１３】
すなわち、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になれば、ＮＳＲ触媒において十分な量のＮＯｘを吸蔵することが可能となるため、リッチスパイクを終了する。これにより、内燃機関への燃料の供給を停止することができる。ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下となれば、リーン空燃比で運転するときにＮＯｘを吸蔵する能力が高いために、ＮＯｘ浄化率を高くすることができる。
【００１４】
また、前記燃料供給停止部は、前記弱リッチ制御を実施しているときであって前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いときに、前記内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合には、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が、前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多いＮＯｘの量であって前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量で還元可能なＮＯｘの量である吸蔵量閾値以下の場合には、前記内燃機関への燃料の供給を停止させ、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が、前記吸蔵量閾値よりも多い場合には、前記内燃機関への燃料の供給を停止させないようにしてもよい。
【００１５】
ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量に減少するまで待っていると時間がかかり、内燃機関への燃料の供給を停止する機会が減少する虞がある。ここで、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量より多い状態でリッチスパイクを終了しても、ＮＳＲ触媒においてＮＯｘが飽和していなければＮＯｘを吸蔵することは可能である。しかし、リッチスパイク終了時のＮＯｘ吸蔵量が多すぎると、リッチスパイク終了後すぐにＮＯｘを吸蔵することが困難となり、ＮＯｘ浄化率が低下する虞がある。一方、リッチスパイク終了後にＮＳＲ触媒においてＮＯｘを吸蔵することができなくなったとしても、ＳＣＲ触媒に十分な量のアンモニアが吸着されていれば、リーン空燃比で運転中にＮＳＲ触媒から流出するＮＯｘをＳＣＲ触媒で還元することができる。したがって、ＳＣＲ触媒でＮＯｘを還元することが可能であれば、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで待たずにリッチスパイクを終了させても、システム全体としてのＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。このように、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になるまで待つ必要がない状態であるか否かを判定するために、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量と、ＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量（すなわち、吸蔵量閾値）と、を比較している。吸蔵量閾値は、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が多くなるほど、大きくなる。ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下であれば、仮にＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が多い場合には、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が多い状態であるため、主にＳＣＲ触媒でＮＯｘを浄化することができる。また、仮にＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が少ない場合には、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が少ない状態ではあるが、ＮＳＲ触媒でＮ
Ｏｘを吸蔵することができる。すなわち、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下であれば、ＮＳＲ触媒またはＳＣＲ触媒の少なくとも一方でＮＯｘを浄化することができるため、システム全体としてのＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。そして、リッチスパイクをより早い時期に終了させることができるため、内燃機関への燃料の供給を停止する機会を増やすことができる。
【００１６】
また、前記空燃比制御部は、前記弱リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合で、且つ、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量よりも多い場合には、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで前記弱リッチ制御を実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とすることができる。
【００１７】
リッチスパイクを実施する目的がＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘの還元であった場合には、ＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下になったときに内燃機関への燃料の供給を停止することができる。しかし、ＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量より多い状態でリッチスパイクを終了させているため、ＮＳＲ触媒においてＮＯｘが飽和するまでの期間が短くなる。また、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度が低くなる。したがって、例えば、リーン空燃比で運転しているときにＮＳＲ触媒においてＮＯｘが飽和する虞がある。一方、内燃機関への燃料の供給を再開するときにリッチスパイクを再開させて、ＮＳＲ触媒に残存するＮＯｘを還元しておけば、リーン空燃比で運転しているときにＮＳＲ触媒においてＮＯｘが飽和することを抑制できる。
【００１８】
また、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量を推定するアンモニア吸着量取得部を更に備え、前記空燃比制御部は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘの量が前記所定ＮＯｘ吸蔵量以下のときであって前記弱リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合には、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に吸着されているアンモニアの量が目標アンモニア量以上となるまで前記弱リッチ制御を実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とすることができる。
【００１９】
ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下であっても、リッチスパイクを実施する目的がＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給であった場合には、弱リッチ制御が実施される。この場合、リッチスパイクを途中で終了させたとしても、ＮＳＲ触媒でＮＯｘを吸蔵することができる。また、リッチスパイクを途中で終了させたとしても、ＮＯｘ吸蔵量の推定精度に影響はない。このため、内燃機関への燃料の供給を停止する要求があれば、すぐに内燃機関への燃料の供給を停止することができる。しかし、弱リッチ制御が途中で終了したことで、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量は目標アンモニア量に達していない。ここで、目標アンモニア量は、リッチスパイク時に目標となるアンモニアの吸着量である。この目標アンモニア量は、ＳＣＲ触媒においてＮＯｘを十分に還元可能なアンモニア量として設定される。したがって、ＳＣＲ触媒へアンモニアを供給している途中でリッチスパイクを終了させると、リーン空燃比で運転中にアンモニアが不足して、ＳＣＲ触媒におけるＮＯｘ浄化率が低下する虞がある。一方、内燃機関への燃料の供給を停止後にリッチスパイクを再開させて、ＳＣＲ触媒へアンモニアを供給すれば、リーン空燃比で運転中にアンモニアが不足することを抑制できる。
【００２０】
また、前記空燃比制御部は、前記強リッチ制御を実施しているときに前記内燃機関への燃料の供給を停止させた後に燃料の供給を再開する場合には、前記リッチスパイクを実施してから、理論空燃比またはリーン空燃比とすることができる。
【００２１】
すなわち、強リッチ制御の途中で内燃機関への燃料の供給を停止したことにより強リッ
チ制御が行われていないため、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘの還元またはＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給も完了していない。内燃機関への燃料の供給を停止後にリッチスパイクを再開することにより、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘの還元またはＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給を完了させることができる。すなわち、速やかに内燃機関への燃料の供給を停止することで内燃機関への燃料の供給の機会を増やし、その後、リッチスパイクを再開することによりＮＯｘ浄化率の低下を抑制できる。
【００２２】
また、前記強リッチ制御は、前記三元触媒に吸蔵されている酸素を放出させる制御であってもよい。
【００２３】
ここで、リッチスパイクの後にはリーン空燃比で運転されることもあれば理論空燃比で運転されることもある。リーン空燃比で運転される場合には、ＮＳＲ触媒またはＳＣＲ触媒でＮＯｘを浄化する。一方、理論空燃比で運転される場合には、ＮＳＲ触媒及びＳＣＲ触媒におけるＮＯｘ浄化率が低いため、三元触媒でＮＯｘを浄化することになる。しかし、リーン空燃比で運転されていると三元触媒において酸素過剰となり、その後に理論空燃比で運転するときにＮＯｘを浄化することが困難となる虞がある。これに対し、リッチスパイクで最初に強リッチ制御を実施しておくことで、三元触媒から酸素を速やかに放出することができるため、その後に理論空燃比での運転に移行したとしてもＮＯｘを還元することができる。
【００２４】
また、前記弱リッチ制御は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元する制御であってもよい。
【００２５】
空燃比を理論空燃比以下とすることにより、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元することができる。また、ＮＳＲ触媒においてＮＯｘの還元に適した空燃比は、三元触媒から酸素を速やかに放出するのに適した空燃比よりも高い。このため、強リッチ制御の後に空燃比を高くして弱リッチ制御を実施している。
【００２６】
また、前記弱リッチ制御は、前記選択還元型ＮＯｘ触媒にアンモニアを吸着させる制御であってもよい。
【００２７】
空燃比を理論空燃比以下とすることにより、三元触媒またはＮＳＲ触媒においてアンモニアを生成することができる。また、三元触媒またはＮＳＲ触媒においてアンモニアの生成に適した空燃比は、三元触媒から酸素を速やかに放出するのに適した空燃比よりも高い。このため、強リッチ制御の後に空燃比を高くして弱リッチ制御を実施している。なお、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘの還元時と、ＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給時と、で同じ空燃比であってもよく、異なる空燃比であってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、内燃機関への燃料の供給を停止する機会をより増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。
【図２】ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイクを実施しているときの空燃比の推移を示したタイムチャートである。
【図３】ＳＣＲ触媒へアンモニアを供給するためのリッチスパイクを実施しているときの三元触媒前Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。
【図４】リッチスパイクを実施したときのＮＳＲ触媒におけるＮＯｘ吸蔵量の推移を示したタイムチャートである。
【図５】第一制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。
【図６】第二制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。
【図７】第三制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。
【図８】実施例１に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。
【図９】実施例２に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。
【図１０】実施例３に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ガソリン機関である。内燃機関１は、たとえば車両に搭載される。
【００３２】
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、上流側から順に、三元触媒３、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒４（以下、ＮＳＲ触媒４という。）、選択還元型ＮＯｘ触媒５（以下、ＳＣＲ触媒５という。）が備えられている。
【００３３】
三元触媒３は、触媒雰囲気が理論空燃比またはその付近でＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを浄化する。この三元触媒３は、酸素吸蔵能力を有している。すなわち、流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときに過剰分の酸素を吸蔵し、流入する排気の空燃比がリッチ空燃比であるときに不足分の酸素を放出することにより、排気を浄化する。このような酸素吸蔵能力により、三元触媒３がＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを理論空燃比以外であっても浄化することができる。
【００３４】
また、ＮＳＲ触媒４は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する。すなわち、リーン空燃比のときにＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比以下のときにＮＯｘを還元する。ＮＳＲ触媒４に供給する還元剤には、内燃機関１から排出される未燃燃料であるＨＣまたはＣＯを利用することができる。
【００３５】
なお、三元触媒３またはＮＳＲ触媒４を排気が通過するときに、排気中のＮＯｘがＨＣまたはＨ２と反応してアンモニア（ＮＨ３）が生成されることがある。例えば、水性ガスシフト反応または水蒸気改質反応により排気中のＣＯやＨ２ＯからＨ２が発生すれば、該Ｈ２が三元触媒３またはＮＳＲ触媒４においてＮＯと反応してアンモニアが生成される。アンモニアは、三元触媒３またはＮＳＲ触媒４を通過する排気の空燃比が理論空燃比以下のときに生成される。
【００３６】
ＳＣＲ触媒５は、還元剤を吸着しておき、ＮＯｘが通過するときに、吸着していた還元剤によりＮＯｘを選択還元する。ＳＣＲ触媒５へ供給する還元剤には、三元触媒３またはＮＳＲ触媒４にて生成されるアンモニアを利用することができる。
【００３７】
また、三元触媒３よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する第一空燃比セ
ンサ１１が取り付けられている。また、三元触媒３よりも下流で且つＮＳＲ触媒４よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比及び排気のＮＯｘ濃度を検出する第一ＮＯｘセンサ１２が取り付けられている。
【００３８】
また、ＮＳＲ触媒４よりも下流で且つＳＣＲ触媒５よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比及び排気のＮＯｘ濃度を検出する第二ＮＯｘセンサ１３が取り付けられている。さらに、ＳＣＲ触媒５よりも下流の排気通路２には、排気の空燃比及び排気のＮＯｘ濃度を検出する第三ＮＯｘセンサ１４が取り付けられている。なお、上記センサは、全て取り付ける必要はなく、後述するリッチスパイクにおいて適宜選択して取り付けてもよい。
【００３９】
また、内燃機関１には、該内燃機関１へ燃料を供給する噴射弁６が取り付けられている。さらに、内燃機関１には、気筒内に電気火花を発生させる点火プラグ９が設けられている。一方、内燃機関１には、吸気通路７が接続されている。吸気通路７の途中には、内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットル８が設けられている。スロットル８よりも上流の吸気通路７には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１９が取り付けられている。
【００４０】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１６を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１７、および機関回転速度を検知するクランクポジションセンサ１８が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。一方、ＥＣＵ１０には、噴射弁６、スロットル８、点火プラグ９が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０により噴射弁６の開閉時期、スロットル８の開度、点火プラグ９の点火時期が制御される。
【００４１】
ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態（例えば、機関回転速度及びアクセル開度）に基づいて目標空燃比を設定する。そして、実際の空燃比が目標空燃比となるように、スロットル８または噴射弁６を制御する。なお、本実施例に係る内燃機関１は、リーンバーン運転（すなわち、リーン空燃比での運転）が行われる。ただし、内燃機関１の冷間始動時や高負荷運転時などにおいては、理論空燃比で運転される場合もある。
【００４２】
さらに、ＥＣＵ１０は、リーンバーン運転を行っているときに、内燃機関１からの排気の空燃比を一時的に所定のリッチ空燃比まで低下させる所謂リッチスパイクを実施する。リッチスパイクは、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するため、または、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するために実施される。また、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイク実施すること、または、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクを実施することに伴い、三元触媒３から酸素を放出するためのリッチスパイクを実施する。リッチスパイクは、噴射弁６から噴射する燃料の量またはスロットル８の開度を調整することにより実施される。
【００４３】
ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイクは、例えば、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が、リッチスパイクが必要とされる所定の上限吸蔵量となった場合に実施される。ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量は、たとえば、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されるＮＯｘ量から、ＮＳＲ触媒４で還元されるＮＯｘ量を減算することで求めることができる。ＮＳＲ触媒４に吸蔵されるＮＯｘ量は、ＮＳＲ触媒４に流入するＮＯｘ量と、ＮＳＲ触媒４から流出するＮＯｘ量と、の差を積算することにより算出される。ＮＳＲ触媒４に流入するＮＯｘ量及びＮＳＲ触媒４から流出するＮＯｘ量は、第一ＮＯｘセンサ１２及び第二ＮＯｘセンサ１３の検出値とエアフローメータ１９により検出される吸入空気量とに
基づいて算出することができる。また、ＮＳＲ触媒４に流入するＮＯｘ量は、内燃機関１の運転状態に基づいて推定することもできる。ここで、ＮＳＲ触媒４に流入するＮＯｘ量は、三元触媒３から流出するＮＯｘ量であり、該三元触媒３から流出するＮＯｘ量は、三元触媒３に流入するＮＯｘ量及び三元触媒３におけるＮＯｘ浄化率に基づいて算出することができる。また、リーン空燃比で運転しているときには、ＮＳＲ触媒４で還元されるＮＯｘ量が０として考える。ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量の算出方法は周知の技術を用いることができるため、詳細は省略する。ＥＣＵ１０は、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量を常時推定している。ＮＳＲ触媒４に吸蔵さているＮＯｘの還元するためにリッチスパイクを実施する場合には、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下となるまで実施される。この所定ＮＯｘ吸蔵量は、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘの還元が完了したといえる値である。所定ＮＯｘ吸蔵量は略０である。例えば、リッチスパイクによりＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘの還元が終了すると、後述のように、ＮＳＲ触媒４から流出する排気の空燃比が理論空燃比となるため、ＮＳＲ触媒４から流出する排気の空燃比が理論空燃比となるまでリッチスパイクを実施してもよい。本実施例においてはＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量を算出するＥＣＵ１０が、本発明におけるＮＯｘ吸蔵量取得部に相当する。
【００４４】
また、ＥＣＵ１０は、リッチスパイクを実施することにより、三元触媒３またはＮＳＲ触媒４にてアンモニアを生成させ、該アンモニアをＳＣＲ触媒５へ供給する。このＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクは、ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニア量が所定の下限吸着量まで減少したときに実施される。すなわち、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量を所定の下限吸着量以上に維持するようにリッチスパイクが実施される。下限吸着量は、ＳＣＲ触媒５におけるＮＯｘ浄化率が許容される範囲となるように設定される。なお、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクは、所定の間隔で実施してもよい。そしてリッチスパイクは、ＳＣＲ触媒５が吸着しているアンモニア量が、目標となるアンモニア量（以下、目標アンモニア量ともいう。）となるまで実施される。この目標アンモニア量は、ＳＣＲ触媒５におけるＮＯｘ浄化率が許容される範囲で、且つ、ＳＣＲ触媒５の温度が変動したとしてもＳＣＲ触媒５からのアンモニアの流出を抑制し得る範囲で設定される。なお、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクは、予め設定された時間だけ実施してもよく、ＳＣＲ触媒５からアンモニアが流出するまで実施してもよい。ここで、第三ＮＯｘセンサ１４は、ＮＯｘと同様にしてアンモニアも検出してしまう。この特性を利用すれば、ＳＣＲ触媒５からアンモニアが流出したことを検出できる。
【００４５】
また、ＥＣＵ１０は、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量を推定する。本実施例では、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の単位時間当たりの変化量を積算することにより、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量を求める。ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の単位時間当たりの変化量は、アンモニア吸着量の単位時間当たりの増加量から単位時間当たりの減少量を減算することにより求めることができる。ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の単位時間当たりの増加量は、ＮＳＲ触媒４において生成される単位時間当たりのアンモニア量とすることができる。また、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の単位時間当たりの減少量は、ＳＣＲ触媒５で消費される単位時間当たりのアンモニア量、及び、ＳＣＲ触媒５から脱離する単位時間当たりのアンモニア量とすることができる。そして、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の単位時間当たりの変化量を積算することにより、現時点におけるアンモニア吸着量を算出する。これらの値は、例えば、燃料噴射量、ＳＣＲ触媒５の温度、内燃機関１の吸入空気量などに基づいて算出することができる。ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量の算出方法は周知の技術を用いることができるため、詳細は省略する。ＥＣＵ１０は、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量を常時推定している。本実施例においてはＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量を算出するＥＣＵ１０が、本発明におけるアンモニア吸着量取得部に相当する。
【００４６】
また、ＥＣＵ１０は、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するため、または、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためにリッチスパイクを実施する前に、三元触媒３から酸素を放出するためのリッチスパイクを実施する。このリッチスパイクは、ＮＯｘを還元するため、または、アンモニアを供給するためのリッチスパイクよりも空燃比を低くして行われる。すなわち、リッチスパイク全体としては、リッチ空燃比の範囲で、比較的低い空燃比の後に、比較的高い空燃比とする。
【００４７】
また、ＥＣＵ１０は、車両の減速等で所定の燃料カット条件が成立したときに、燃料カットを実施する。すなわち、噴射弁６からの燃料噴射を停止させることで、内燃機関１への燃料の供給を停止させる。なお、車両停止時に内燃機関１を停止させる所謂アイドルストップを行う場合、及び、ハイブリッド車両において車両の駆動源を内燃機関１から電動モータへ切り換える場合も、噴射弁６からの燃料噴射を停止させるため、本実施例においては、これらの場合も燃料カットに含めるものとする。なお、本実施例においては燃料カットを実施するＥＣＵ１０が、本発明における燃料供給停止部に相当する。
【００４８】
ここで、リッチスパイクの途中でリッチスパイクを停止して燃料カットを実施すると、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量の推定精度が低下する虞がある。また、リッチスパイクを途中で停止させることによりＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘの還元が不十分となり、次回のリッチスパイクが実施されるまでにＮＳＲ触媒４においてＮＯｘが飽和して該ＮＳＲ触媒４からＮＯｘが流出する虞もある。一方、燃料カットの要求があるのにもかかわらず燃料カットを実施せずにリッチスパイクを継続すると、車両の減速感が十分に得られない虞がある。そこで本実施例では、そのときの状況に応じて、リッチスパイクを優先してリッチスパイクを継続するのか、又は、燃料カットを優先してリッチスパイクを途中で停止するのか選択する。
【００４９】
ここで、図２は、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイクを実施しているときの空燃比の推移を示したタイムチャートである。「ＮＳＲ触媒後Ａ／Ｆ」は、ＮＳＲ触媒４よりも下流の空燃比、すなわち、ＮＳＲ触媒４から流出する排気の空燃比及びＳＣＲ触媒５へ流入する排気の空燃比を示している。「三元触媒後Ａ／Ｆ」は、三元触媒３よりも下流の排気の空燃比、すなわち、三元触媒３から流出する排気の空燃比及びＮＳＲ触媒４へ流入する排気の空燃比を示している。「三元触媒前Ａ／Ｆ」は、三元触媒３よりも上流の排気の空燃比、すなわち、三元触媒３に流入する排気の空燃比を示している。
【００５０】
図２において、Ｔ１で示した時点においてリッチスパイクを開始している。Ｔ１からＴ２までの期間は、三元触媒３に吸蔵されている酸素を速やかに減少させるためのリッチスパイクが実施される。ここで、図２におけるリッチスパイクは、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ還元のために実施されるが、このリッチスパイクが完了した後に、リーン空燃比で運転されるとは限らない。すなわち、内燃機関１の運転状態によっては、理論空燃比で運転される場合もある。三元触媒３には、酸素吸蔵能力があるため、リッチスパイクを実施する前に内燃機関１がリーン空燃比で運転されていた場合には、三元触媒３に多くの酸素が吸蔵されており、酸素過多の状態となっている。このような場合には、三元触媒３によるＮＯｘの還元が困難であるが、内燃機関１がリーン空燃比で運転される場合には、ＮＳＲ触媒４でＮＯｘを吸蔵したり、ＳＣＲ触媒５でＮＯｘを還元したりすることができるため問題ない。しかし、内燃機関１がリーン空燃比で運転されることにより三元触媒３に多くの酸素が吸蔵された後に、内燃機関１が理論空燃比で運転されると、三元触媒３でのＮＯｘの還元が困難なことに加えて、ＮＳＲ触媒４及びＳＣＲ触媒５でＮＯｘを浄化することが困難になり得る。このため、Ｔ１からＴ２の期間において、三元触媒３に吸蔵されている酸素を速やかに放出させることにより、理論空燃比での運転に移行したとしてもＮＯｘ
を還元できるようにしている。このときの空燃比は、三元触媒３から酸素を速やかに放出させるために比較的低い空燃比（すなわち、強リッチ空燃比）に設定される。
【００５１】
そして、Ｔ２で示した時点において三元触媒３からの酸素の放出が完了する。このときには、三元触媒後Ａ／Ｆが理論空燃比となる。すなわち、Ｔ１からＴ２までの期間は、三元触媒３から酸素が放出されるにしたがって、三元触媒後Ａ／Ｆが減少していき、Ｔ２で示した時点で理論空燃比まで低下している。この間のＮＳＲ触媒後Ａ／Ｆは、三元触媒３から放出される酸素により、リーン空燃比となっている。
【００５２】
すなわち、三元触媒３から酸素が放出されている間は、三元触媒３よりも下流の排気の空燃比がリーン空燃比となっており、三元触媒３からの酸素の放出が完了すると、該三元触媒３よりも下流の排気の空燃比が理論空燃比以下となる。したがって、本実施例では、三元触媒３よりも下流の排気の空燃比が理論空燃比となった時点Ｔ２で空燃比を変化させて、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイクに移行してもよい。一方、三元触媒３に吸蔵されている酸素の量（以下、酸素吸蔵量という。）を推定する技術が周知であるため、該三元触媒３の酸素吸蔵量の推定値に応じて空燃比を切り換えてもよい。
【００５３】
Ｔ２からＴ３の期間は、ＮＳＲ触媒４においてＮＯｘが還元されるようにリッチスパイクが実施される期間を示している。この期間の三元触媒前Ａ／Ｆは、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘの還元に適した空燃比であり、Ｔ１からＴ２までの期間の空燃比よりも高い空燃比（すなわち、弱リッチ空燃比）である。Ｔ３は、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘの還元が完了する時点であり、ＮＳＲ触媒後Ａ／Ｆが理論空燃比となる時点である。図２においては、ＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘの還元が完了すると、リーン空燃比での運転に移行している。
【００５４】
また、図３は、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクを実施しているときの三元触媒前Ａ／Ｆの推移を示したタイムチャートである。実線は、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給する場合を示し、破線は、図２におけるＮＳＲ触媒４でＮＯｘを還元する場合を示している。Ｔ１からＴ２の期間は図２と同じである。Ｔ２からＴ４までの期間において三元触媒３またはＮＳＲ触媒４でアンモニアが生成される。このＴ２からＴ４までの三元触媒前Ａ／Ｆは、三元触媒３またはＮＳＲ触媒４でのアンモニアの生成に適した空燃比であり、Ｔ１からＴ２の期間よりも高い空燃比である。また、図２におけるＴ２からＴ３の期間よりも、図３におけるＴ２からＴ４の期間のほうが、三元触媒前Ａ／Ｆが高い。ただし、図２におけるＴ２からＴ３の期間と、図３におけるＴ２からＴ４の期間と、で三元触媒前Ａ／Ｆを同じにしてもよい。Ｔ４は、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量が目標アンモニア量に到達する時点である。ＳＣＲ触媒５へのアンモニアの吸着が完了すると、リーン空燃比での運転に移行している。
【００５５】
なお、リッチスパイクを実施しているときに、ＮＳＲ触媒４にＮＯｘが吸蔵されている間は、三元触媒３において生成されるアンモニアがＮＳＲ触媒４で反応してしまうため、ＮＳＲ触媒４から流出するアンモニア量が少ない。したがって、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量が目標アンモニア量に到達し難い。このため、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを吸着させる必要がある場合であって、ＮＳＲ触媒４にＮＯｘが吸蔵されている場合には、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘが還元されてから、ＳＣＲ触媒５へアンモニアが供給される。ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘが還元された後には、ＮＳＲ触媒４においてアンモニアを生成することができないが、三元触媒３で生成されるアンモニアがＮＳＲ触媒４を通過してＳＣＲ触媒５へ供給される。
【００５６】
このように、リッチスパイクには、三元触媒３から酸素を放出させるもの、ＮＳＲ触媒
４に吸蔵されているＮＯｘを還元するもの、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するもの、の３つの態様が考えられる。なお、以下では、三元触媒３から酸素を放出させるためのリッチスパイクを第一制御といい、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイクを第二制御といい、ＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクを第三制御という。第二制御または第三制御は、第一制御後に該第一制御に連続して実施される。なお、第一制御の後に第二制御を実施し、さらにその後に第三制御を行うこともできる。この場合、第二制御と第三制御とで同じ空燃比に設定してもよく、第二制御よりも第三制御のほうが空燃比が高くなるようにしてもよい。すなわち、リッチスパイクにおいて、空燃比を三段階に変化させてもよい。また、本実施例においてはリッチスパイクを実施するＥＣＵ１０が、本発明における空燃比制御部に相当する。また、本実施例においては第一制御が、本発明における強リッチ制御に相当し、第二制御または第三制御が、本発明における弱リッチ制御に相当する。
【００５７】
そして、本実施例では、第一制御または第三制御を実施している場合には、燃料カットの要求があったときに、リッチスパイクよりも燃料カットを優先させる。すなわち、リッチスパイクを直ちに停止させ、燃料カットを実施する。一方、第二制御を実施している場合には、燃料カットの要求があったときに、燃料カットよりもリッチスパイクを優先させる。すなわち、燃料カットを禁止してリッチスパイクを継続する。
【００５８】
ここで、図４は、リッチスパイクを実施したときのＮＳＲ触媒４におけるＮＯｘ吸蔵量の推移を示したタイムチャートである。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の時点は、図２に対応している。
【００５９】
ここで、第一制御を実施しているとき（Ｔ１からＴ２の期間）には、ＮＳＲ触媒４ではＮＯｘが還元されていないために、該ＮＳＲ触媒４の推定ＮＯｘ吸蔵量はほとんど変化しない。したがって、第一制御を実施している場合には、燃料カットの要求があったときにリッチスパイクを停止したとしても、ＮＳＲ触媒４の推定ＮＯｘ吸蔵量の算出精度に影響がない。また、第一制御は、理論空燃比での運転に備えて三元触媒３から速やかに酸素を放出させるために行っているが、燃料カットを行う場合には理論空燃比にならないので、第一制御を継続させる必要もない。すなわち、第一制御を実施している場合には、燃料カットの要求があったときにリッチスパイクを途中で停止して燃料カットを実施することで、ＮＳＲ触媒４の推定ＮＯｘ吸蔵量の算出精度に影響を与えることなく、減速感を得ることができる。さらに、ＮＳＲ触媒４の推定ＮＯｘ吸蔵量の算出精度の低下を抑制することで、リッチスパイクの時期を適切に設定することができるため、ＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。
【００６０】
一方、第二制御を実施しているとき（Ｔ２からＴ３の期間）には、ＮＳＲ触媒４の実際のＮＯｘ吸蔵量が変化するため、推定ＮＯｘ吸蔵量にも影響がある。この場合にもＮＯｘ吸蔵量の推定は可能ではあるが、第二制御の完了するＴ３の時点以降のＮＯｘ吸蔵量の推定よりも推定精度が低くなる。例えば、第二制御は、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が十分に少なくなるまで実施されるが、この場合には、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量は略０となるため、推定値も略０とすればよい。このときには、ＮＳＲ触媒後Ａ／Ｆが理論空燃比となるため、空燃比を第二ＮＯｘセンサ１３で検出すれば、ＮＯｘ吸蔵量が略０となったことを精度よく検出できる。すなわち、リッチスパイク中に実際のＮＯｘ吸蔵量が変化しているときの推定ＮＯｘ吸蔵量を用いなくても、ＮＯｘ吸蔵量が略０になったことを精度よく検出できる。一方、Ｔ２からＴ３の期間では、内燃機関１の運転状態によって、例えば図４のＡ１、Ａ２、またはＡ３で示した実線によって実際のＮＯｘ吸蔵量が低下し得る。この場合、内燃機関１の運転状態に基づいてＮＯｘ吸蔵量を推定することになるが、ＮＯｘ吸蔵量が略０となった場合と比較して、推定精度が低くなる。すなわち、Ｔ２からＴ３の期間では、推定ＮＯｘ吸蔵量に多少の誤差が含まれる。
【００６１】
したがって、第二制御の途中で該第二制御を停止させると、推定ＮＯｘ吸蔵量の精度が低くなる虞がある。この後に、推定ＮＯｘ吸蔵量に基づいて、リッチスパイクの時期を決定すると、リッチスパイクが実施される前にＮＳＲ触媒４においてＮＯｘが飽和する虞がある。すなわち、ＮＯｘ浄化率が低下する虞がある。このため、本実施例では、第二制御が実施されている場合には、燃料カットの要求があったとしても、第二制御を優先してリッチスパイクを継続させ、その後に燃料カットを実施する。なお、本実施例においては、第二制御中に燃料カットの要求がある場合には、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になるまで、すなわち、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が略０になるまで第二制御を行う。このようにすることで、推定ＮＯｘ吸蔵量を正確に求めることができる。
【００６２】
次に、第三制御を実施している場合には、ＮＳＲ触媒４にはＮＯｘが吸蔵されていない。このため、燃料カットの要求があったときにリッチスパイクを停止したとしても、ＮＳＲ触媒４の推定ＮＯｘ吸蔵量の算出精度に影響がないので、ＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。すなわち、第三制御を実施している場合には、燃料カットの要求があったときに直ぐにリッチスパイクを停止して燃料カットを開始することで、減速感を得ることができる。
【００６３】
図５は、第一制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。減速要求は、燃料カットの要求としてもよい。なお、車両の減速要求がない場合の三元触媒前Ａ／Ｆも合わせて示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、図２と同じ時点を示している。Ｔ１０は、減速要求が発生した時点を示している。燃料カットフラグは、燃料カットの状態を示しており、燃料カットを実施するときにＯＮとなり、燃料カットを実施しないときにＯＦＦとなる。減速要求フラグは、車両を減速させる要求の状態を示しており、この要求があるときにＯＮとなり、要求がないときにＯＦＦとなる。減速要求は、例えば、車両の運転者のアクセルペダル１６の踏込量（すなわち、アクセル開度）に基づいて判断される。この場合、アクセルペダル１６の踏込量が０となったとき（すなわち、アクセル開度が０になったとき）に減速要求フラグがＯＮとなり、アクセルペダル１６の踏込量が０よりも大きくなると減速要求フラグがＯＦＦとなる。なお、本実施例においては減速要求フラグがＯＮとなっている場合が、本発明における「内燃機関への燃料の供給を停止させる要求がある場合」に相当する。ここで、第一制御を実施している場合には、減速要求があると（すなわち、図５における減速要求フラグがＯＮになると）、速やかに燃料カットフラグがＯＮとなり、燃料カットが実施される。燃料カットが実施されることにより、リッチスパイクは終了する。
【００６４】
図６は、第二制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。なお、車両の減速要求がない場合の三元触媒前Ａ／Ｆも合わせて示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、図２と同じ時点を示している。Ｔ２０は、減速要求が発生した時点を示している。第二制御を実施している場合には、減速要求が発生した時点Ｔ２０（すなわち、減速要求フラグがＯＮとなった時点）では、燃料カットは実施されない。すなわち、図６におけるＴ２０以降も燃料カットフラグがＯＦＦのまま維持される。そして、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が、所定ＮＯｘ吸蔵量となる時点Ｔ３で、リッチスパイクが終了し、燃料カットフラグがＯＮとなり、燃料カットが実施される。
【００６５】
図７は、第三制御を実施しているときに車両の減速要求があった場合の燃料カットフラグ、及び、減速要求フラグの推移を示したタイムチャートである。なお、車両の減速要求がない場合の三元触媒前Ａ／Ｆも合わせて示している。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、図３と同じ時点を示している。Ｔ３０は、減速要求が発生した時点を示している。第三制御を
実施している場合には、減速要求が発生した時点Ｔ３０（すなわち、減速要求フラグがＯＮとなった時点）に直ぐに燃料カットフラグがＯＮとなり、速やかに燃料カットが実施される。燃料カットが実施されることにより、リッチスパイクは終了する。
【００６６】
図８は、本実施例に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。
【００６７】
ステップＳ１０１では、減速要求があるか否か判定される。例えば、車両の運転者がアクセルペダル１６の踏込量を０としたときに、減速要求があると判定される。なお、ステップＳ１０１では、減速要求があるか否か判定することに代えて、アイドルストップ要求があるか否か判定してもよいし、車両の駆動源を内燃機関１から電動モータへ切り換える要求があるか否か判定してもよい。本ステップＳ１０１では、内燃機関１への燃料の供給を停止させる要求があるか否か判定している。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本フローチャートを終了させる。
【００６８】
ステップＳ１０２では、リッチスパイクを実施中であるか否か判定される。すなわち、第一制御、第二制御、第三制御の何れかが実施されているか否か判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進んですぐに燃料カットが実施される。すなわち、減速要求があったときにリッチスパイクが実施されていなければ、すぐに燃料カットが実施される。なお、ステップＳ１０４では、他の燃料カット条件も成立している場合に限り燃料カットを実施してもよい。例えば、減速要求があり且つ機関回転速度が所定の範囲にある場合に限り燃料カットを実施してもよい。
【００６９】
ステップＳ１０３では、第一制御または第三制御を実施中であるか否か判定される。本ステップＳ１０３では、図５及び図７で説明したように、燃料カットを速やかに実行してもよいか否か判定している。ステップＳ１０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、燃料カットが実行される。すなわち、リッチスパイクを直ちに終了して燃料カットへ移行する。
【００７０】
一方、ステップＳ１０３で否定判定がなされた場合には第二制御が実施されている場合であり、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７では、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下であるか否か判定される。ステップＳ１０７で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０７が再度処理される。すなわち、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量となるまではリッチスパイクが継続される。一方、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０８へ進んで、減速要求があるか否か判定される。第二制御を継続している間に減速要求がなくなっている場合もあるため、このような場合には、ステップＳ１０８で否定判定がなされて、本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０４へ進んで燃料カットが実施される。
【００７１】
また、ステップＳ１０４で燃料カットが実施された後、ステップＳ１０５へ進み、燃料カットが終了したか否か判定される。例えば、機関回転速度が閾値まで低下した場合には、燃料カットを終了させる。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進んで内燃機関１への燃料の供給が再開される。一方、ステップＳ１０５で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５が再度処理される。
【００７２】
以上説明したように本実施例によれば、減速要求があった場合（すなわち、内燃機関１への燃料の供給を停止する要求があった場合）に、リッチスパイクの態様に応じて燃料カ
ットを実施するか否か判断することで、内燃機関１への燃料の供給を停止する機会を増やすことができる。
【００７３】
＜実施例２＞
本実施例では、第一制御、第二制御、または、第三制御の途中で燃料カットが実施された場合において、燃料カット終了後にリッチスパイクを再開する。すなわち、リッチスパイクの途中で燃料カットを実施したことにより、リッチスパイクを実施した目的を達成していないことになるため、この目的を達成するようにリッチスパイクを実施する。その他の装置などは実施例１と同じため説明を省略する。
【００７４】
第一制御の途中で燃料カットが実施された場合には、第一制御の後に実施される予定であった第二制御または第三制御が実施されていない。このため、燃料カットを実施した目的を達成していない。したがって、燃料カット終了後にリッチスパイクを再開する。燃料カットが実施されると三元触媒３に多くの酸素が吸蔵されるため、燃料カット終了後にリッチスパイクを再開するときには、第一制御を実施後に、第二制御または第三制御を実施する。
【００７５】
第二制御の途中で燃料カットの要求があった場合であって、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下となるまでリッチスパイクを継続した場合には、第二制御が完了してから燃料カットに移行したといえる。この場合、リッチスパイクを実施した目的を達成しているため、燃料カット後にリッチスパイクを再開する必要はない。
【００７６】
第三制御の途中で燃料カットが実施された場合には、ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニア量が目標アンモニア量に達していないため、アンモニア吸着量が目標アンモニア量に達するまで第三制御を実施する。なお、燃料カットが実施されると三元触媒３に多くの酸素が吸蔵されるため、第三制御の途中で燃料カットが実施された場合には、燃料カット終了後にまずは第一制御を実施し、その後に第三制御を実施する。
【００７７】
図９は、本実施例に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。なお、図８に示したフローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７８】
図９に示したフローチャートでは、ステップＳ１０５で肯定判定がなされるとステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０１では、リッチスパイクが再開される。第一制御または第三制御を中断して燃料カットを実施したため、リッチスパイクの目的を達成していないため、ステップＳ２０１においてリッチスパイクを再開する。第一制御の途中で燃料カットが実施された場合には、ステップＳ２０１において、第一制御を実施した後に、第二制御または第三制御が実施される。第一制御は、例えば三元触媒３から流出する排気の空燃比が理論空燃比となるまで実施する。一方、第三制御の途中で燃料カットが実施された場合には、第一制御を実施した後に第三制御を実施する。リッチスパイク中断前の第三制御によってもアンモニアが吸着されているため、中断後の第三制御は、目標アンモニア量までの不足分だけ行えばよい。なお、ＳＣＲ触媒５へ供給されるアンモニア量は、第二ＮＯｘセンサ１３の検出値及びエアフローメータ１９により検出される吸入空気量に基づいて算出することができる。ここで、第二ＮＯｘセンサ１３は、ＮＯｘと同様にしてアンモニアも検出してしまう。この第二ＮＯｘセンサ１３の特性を利用してＳＣＲ触媒５に流入する排気のアンモニア濃度を検出することができる。このアンモニア濃度と吸入空気量とから、燃料カット前にＳＣＲ触媒５へ供給されたアンモニア量を算出することができるため、燃料カット後の第三制御で供給する必要のあるアンモニア量を算出することができる。また、例えば、予め設定された時間だけ第三制御を実施する場合には、中断前の第三制御
を実施した時間と、中断後の第三制御を実施する時間と、の合計が予め設定された時間となればよい。さらに、第三ＮＯｘセンサ１４によりアンモニアが検出されるまで第三制御を実施してもよい。ステップＳ２０１の処理が終了すると本フローチャートを終了させる。
【００７９】
一方、ステップＳ１０２で否定判定がなされた場合、及び、ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０２へ進んで燃料カットが実施される。その後、ステップＳ２０３へ進んで燃料カットが終了したか否か判定される。ステップＳ２０３で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２０３が再度処理される。一方、ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０４へ進む。
【００８０】
ステップＳ２０４では、通常復帰処理が実施される。通常復帰処理とは、燃料カット後に行われる燃料供給のための処理であって、ＮＳＲ触媒４に吸蔵されているＮＯｘを還元するためのリッチスパイク及びＳＣＲ触媒５へアンモニアを供給するためのリッチスパイクを行わないときの処理である。燃料カット後にリーン空燃比で運転する場合には、内燃機関１における空燃比をリーン空燃比に設定する。一方、燃料カット後に理論空燃比で運転する場合には、内燃機関１における空燃比を一旦リッチ空燃比として三元触媒３から酸素を放出した後に理論空燃比とする。すなわち、燃料カットにより三元触媒３において酸素が過剰となっており、また、理論空燃比で運転するとＮＳＲ触媒４及びＳＣＲ触媒５におけるＮＯｘ浄化も期待できないため、三元触媒３においてＮＯｘを浄化可能な状態としてから理論空燃比での運転に移行する。ステップＳ２０４の処理が終了すると、本フローチャートを終了させる。
【００８１】
以上説明したように本実施例によれば、リッチスパイク中に燃料カットが実施された場合であっても、燃料カット終了後にリッチスパイクを再開するため、ＮＯｘ浄化率の低下をより抑制できる。
【００８２】
＜実施例３＞
本実施例では、第二制御を実施しているときに第二制御を途中で終了させて燃料カットを実施する場合について説明する。その他の装置などは実施例１と同じため説明を省略する。
【００８３】
ここで、上記実施例では、第二制御中に燃料カットの要求がある場合に、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になるまで、すなわち、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が略０になるまで第二制御を行っている。このようにすることで、推定ＮＯｘ吸蔵量を正確に求めることができる。しかし、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になるまで燃料カットを実施しないと、十分な減速感が得られない虞もある。そこで、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が、ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量となったときに、第二制御を終了させて燃料カットを実施してもよい。ここで、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になる前にリッチスパイクを停止させ、その後のリーン空燃比のときにＮＳＲ触媒４でＮＯｘが飽和して該ＮＳＲ触媒４からＮＯｘが流出したとしても、ＳＣＲ触媒５にアンモニアが吸着されていれば、該ＳＣＲ触媒５でＮＯｘを還元することができるため問題はない。したがって、ＳＣＲ触媒５でＮＯｘを還元することが可能であれば、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで待たずにリッチスパイクを終了させても、システム全体としてのＮＯｘ浄化率が低下することを抑制できる。このように、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量になるまで待つ必要がない状態であるか否かを判定するための方法の一つとして、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量と、ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量（すなわち、吸蔵量閾値）と、を比較する。吸蔵量閾値は、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量が多くなるほど、大きくなる。
【００８４】
ここで、リッチスパイクを途中で終了させたために、リッチスパイク終了時のＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が多い場合には、その後にリーン空燃比で運転されているときに吸蔵可能なＮＯｘ量が少なくなる。このような場合、リーン空燃比で運転中にＮＳＲ触媒４からＮＯｘが流出し得る。ここで、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」が、「ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量（吸蔵量閾値）」以下であれば、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が多い場合には、ＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量も多いため、リーン空燃比で運転中にＮＳＲ触媒４からＮＯｘが流出しても、ＳＣＲ触媒５でＮＯｘを還元することができる。逆に、リッチスパイク終了時のＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が少ない場合には、リッチスパイク終了時のＳＣＲ触媒５のアンモニア吸着量も少ないことになるが、この場合にはＮＳＲ触媒４でＮＯｘを吸蔵することができる。
【００８５】
一方、「ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量」よりも、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」が多くなると、システム全体としてのＮＯｘ浄化率が許容範囲よりも低くなる虞がある。なお、第二制御を途中で停止させるとＮＯｘ吸蔵量の推定精度が低下するため、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」と、「ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量」と、の関係を正確に把握することが困難な場合もある。したがって、原則として、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下になるまで第二制御を実施し、燃料カットを実施する要求が強い場合に限りＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下になったときに第二制御を終了させてもよい。
【００８６】
なお、「ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量」を、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」で除算した値は、リッチスパイクを終了した後にリーン運転可能な時間と相関関係にある。そして、このリーン運転可能な時間が長いほど燃費が向上する。したがって、第二制御の途中で燃料カットを実施した場合には、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」が小さくならないため、リーン運転可能な時間が短くなり燃費は悪化し得る。しかし、減速感をより大きくすることはできるため、燃費と減速感とでどちらを優先するのかによって、第二制御を終了し且つ燃料カットを開始する時期を決定してもよい。ただし、運転条件によっては、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量となるまで第二制御を継続した後に燃料カットを実施した場合よりも、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量がＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量となるまで第二制御を継続した後に燃料カットを実施した場合のほうが、燃費が良い場合もあり得る。したがって、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量をどの程度まで減少させた後に燃料カットを実施するのかは、内燃機関１の運転状態と関連付けて予め実験またはシミュレーション等により求めてもよい。
【００８７】
このように、本実施例では、第二制御を実施しているときに燃料カットの要求があった場合に、「ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量」が、「ＳＣＲ触媒５に吸着されているアンモニアで還元可能なＮＯｘ量（吸蔵量閾値）」以下であるときには、燃料カットを実施する。一方、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が、吸蔵量閾値よりも多いときには、燃料カットを実施しない。この場合、図８に示したフローチャートのステップＳ１０７において、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が所定ＮＯｘ吸蔵量以下であるか否か判定することに代えて、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下であるか否か判定してもよい。さらに、以下のようにして、燃料カット終了後に、リッチスパイクを再開してもよい。このようにリッチスパイクを再開する場合には、第一制御を実施してから、第二制御を実施する。
【００８８】
図１０は、本実施例に係る燃料カット制御のフローを示したフローチャートである。本フローチャートは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。なお、上記フローチャートと同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８９】
図１０に示したフローチャートでは、ステップＳ１０３で否定判定がなされるとステップＳ３０１へ進む。ステップＳ３０１では、ＮＳＲ触媒４のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下であるか否か判定される。すなわち、第二制御を中断してもよい状態であるか否か判定される。ステップＳ３０１で否定判定がなされた場合にはステップＳ３０１が再度処理される。一方、ステップＳ３０１で肯定判定がなされると、ステップＳ３０２へ進み、減速要求があるか否か判定される。そして、ステップＳ３０２で否定判定がなされた場合には、燃料カットを実施する必要がないため、本フローチャートを終了させる。一方、ステップＳ３０２で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０４へ進む。その後、ステップＳ１０５へ進み、ステップＳ１０５で肯定判定がなされると、ステップＳ２０１においてリッチスパイクが再開される。この場合、先ず第一制御を実施し、第一制御の終了後に第二制御を実施する。燃料カットが実施される前の第二制御によってもＮＯｘが還元されているため、燃料カットが実施された後の第二制御では、残りのＮＯｘを還元すればよい。例えば、ＮＳＲ触媒４から流出する排気の空燃比が理論空燃比となるまで第二制御を実施してもよい。
【００９０】
ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下であれば、システム全体としてのＮＯｘ浄化率を高く維持することができる。そして、ＮＳＲ触媒のＮＯｘ吸蔵量が吸蔵量閾値以下の場合にリッチスパイクを終了させれば、リッチスパイクをより早い時期に終了させることができるため、内燃機関１への燃料の供給を停止する機会を増やすことができる。
【符号の説明】
【００９１】
１     内燃機関
２     排気通路
３     三元触媒
４     吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＳＲ触媒）
５     選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）
６     噴射弁
７     吸気通路
８     スロットル
９     点火プラグ
１０   ＥＣＵ
１１   第一空燃比センサ
１２   第一ＮＯｘセンサ
１３   第二ＮＯｘセンサ
１４   第三ＮＯｘセンサ
１６   アクセルペダル
１７   アクセル開度センサ
１８   クランクポジションセンサ
１９   エアフローメータ
【図１】
2016125446.tif 000003
【図２】
2016125446.tif 000004
【図３】
2016125446.tif 000005
【図４】
2016125446.tif 000006
【図５】
2016125446.tif 000007
【図６】
2016125446.tif 000008
【図７】
2016125446.tif 000009
【図８】
2016125446.tif 000010
【図９】
2016125446.tif 000011
【図１０】
2016125446.tif 000012