(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に備えられたＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行により還元する内燃機関の排気浄化触媒還元方法であって、
前記リッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くするとともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項２】
内燃機関の排気系に備えられたＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行により還元する内燃機関の排気浄化触媒還元方法であって、
前記リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くするとともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行するとき、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて前記燃料濃度低下開始のタイミングを設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど前記燃料濃度低下開始のタイミングを早くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行するとき、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じてリッチスパイク全体の期間に対する最大燃料濃度期間の割合を設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど前記割合を小さくする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を表す値として、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が求められる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるにつれて前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が増大しているものとする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達したときに前記リッチスパイクを実行する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵容量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じて設定される
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温として、前記リッチスパイクの実行に伴って前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温の平均値を用いる
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に設けられて酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストについて、このスタートキャタリストによる還元剤の消費量分の還元剤量を前記リッチスパイクの初期に供給する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、
リッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいて前記スタートキャタリストによる還元剤の消費量を求める
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元方法。
【請求項１４】
内燃機関の排気系にＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関の排気浄化触媒還元装置であって、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を求めるＮＯｘ吸蔵量検出手段と、
前記ＮＯｘ吸蔵量検出手段により求められたＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ吸蔵量判定基準値との比較結果に基づいて、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行を決定するリッチスパイク実行決定手段と、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を求める触媒劣化度検出手段と、
前記リッチスパイク実行決定手段にてリッチスパイクの実行が決定されることに基づいてリッチスパイクを実行し、該リッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くし、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて前記燃料濃度の低下の程度を設定するリッチスパイク実行手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項１５】
内燃機関の排気系にＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関の排気浄化触媒還元装置であって、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を求めるＮＯｘ吸蔵量検出手段と、
前記ＮＯｘ吸蔵量検出手段により求められたＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ吸蔵量判定基準値との比較結果に基づいて、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行を決定するリッチスパイク実行決定手段と、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を求める触媒劣化度検出手段と、
前記リッチスパイク実行決定手段にてリッチスパイクの実行が決定されることに基づいてリッチスパイクを実行し、該リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くし、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて前記燃料濃度の低下の程度を設定するリッチスパイク実行手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記リッチスパイク実行手段は、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する際、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて燃料濃度低下開始のタイミングを設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記リッチスパイク実行手段は、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合が高まるほど前記燃料濃度低下開始のタイミングを早くする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項１８】
請求項１４または１５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記リッチスパイク実行手段は、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する際、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じてリッチスパイク全体の期間に対する最大燃料濃度期間の割合を設定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記リッチスパイク実行手段は、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合が高まるほど前記割合を小さくする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２０】
請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記触媒劣化度検出手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を表す値として、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔を求める
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記触媒劣化度検出手段は、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるにつれて前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が増大している旨検出する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２２】
請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記リッチスパイク実行決定手段は、前記ＮＯｘ吸蔵量判定基準値としてＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量を用い、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達したときに前記リッチスパイクの実行を決定する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温を求める触媒床温検出手段と、
該触媒床温検出手段にて求められた床温に応じて前記ＮＯｘ吸蔵容量を設定するＮＯｘ吸蔵容量設定手段とをさらに備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記触媒床温検出手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温として、前記リッチスパイク実行手段によるリッチスパイクの実行に伴って前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の平均床温を求める
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２５】
請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に設けられて酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストについて、このスタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めるスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段をさらに備え、
前記リッチスパイク実行手段は、前記スタートキャタリスト還元剤消費量検出手段により求められた前記消費量分の還元剤量の供給を前記リッチスパイクの初期に付加する
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、
前記スタートキャタリスト還元剤消費量検出手段は、リッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいて前記スタートキャタリストによる還元剤の消費量を求める
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒還元装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系に備えられたＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘをリッチスパイクの実行により還元する内燃機関の排気浄化触媒還元方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化システムとして、成層燃焼あるいはリーン燃焼の実行中に排気中のＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比あるいは更に高燃料濃度（リッチ）の燃焼が開始されて排気中の酸素濃度が低下すると吸蔵したＮＯｘを放出し還元浄化するＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いた排気浄化管理システムが知られている（特開２０００−３５６１２４）。このようなシステムでは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が所定値に到達すると、リッチスパイクを実行して高濃度の燃料を内燃機関に供給することで、排気中に大量の炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の未燃ガスを排出させている。この未燃ガスが還元剤としてＮＯｘ吸蔵還元触媒に作用することにより吸蔵されているＮＯｘが還元されるので、再度ＮＯｘ吸蔵還元触媒によりＮＯｘを吸蔵させることが可能となる。
【０００３】
更に上記開示技術では、エンジン負荷に応じてＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸収率が変化することに鑑みてリッチスパイクの期間やリッチ程度を調整することで、燃料消費を最小限として燃費の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでリッチスパイク時などの還元雰囲気において、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されているＮＯｘを離脱させて還元させることができる単位時間当たりの最大のＮＯｘ量（以下、「最大ＮＯｘ浄化速度」と称する）は一定でなくリッチスパイクの途中において変化し、特にＮＯｘ吸蔵量が少なくなると低下する傾向にある。したがって前記開示技術のごとくリッチスパイクの期間中に空燃比を一定に維持していると、最大ＮＯｘ浄化速度の低下に伴ってＮＯｘの還元に使用されずに、すなわち完全に酸化されずにＮＯｘ吸蔵還元触媒を通過するＣＯやＨＣが増加する。このため燃料が浪費されると共に排気エミッションも悪化するおそれがある。
【０００５】
更にこのようにリッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化も関係していることが判明した。したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮しないと、やはりリッチスパイク時に過剰に燃料を噴射する事態が生じて、燃料を浪費するとともに排気エミッションを悪化させるおそれがある。
【０００６】
本発明は、リッチスパイク中での最大ＮＯｘ浄化速度の変化を考慮してリッチスパイクを制御することで燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
【００１０】
（１）請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に備えられたＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行により還元する内燃機関の排気浄化触媒還元方法であって、前記リッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くするとともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定することを要旨としている。
【００１１】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒内に吸蔵されていたＮＯｘは、リッチスパイク期間中、放出されて還元浄化されＮＯｘ吸蔵量は次第に低下する。これに伴い最大ＮＯｘ浄化速度も低下するので単位時間当たりに必要とされる還元剤量も少なくなる。上記発明では、リッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くするようにしているため、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が低下して単位時間当たりに必要とされる還元剤量が少なくなることに対応して単位時間当たりの還元剤供給量を低下させることができる。したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することができる。
また上記発明では、リッチスパイクの期間中に燃料濃度を低くすることに加えて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定している。前述したごとくリッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化も関係している。したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮したことにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００１２】
（２）請求項２に記載の発明は、内燃機関の排気系に備えられたＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行により還元する内燃機関の排気浄化触媒還元方法であって、前記リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くするとともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定することを要旨としている。
【００１３】
このように、リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くすることにより、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が低下して単位時間当たりに必要とされる還元剤量が少なくなることに対応して単位時間当たりの還元剤供給量を低下させることができる。したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することができる。
また上記発明では、リッチスパイクの期間中に燃料濃度を低くすることに加えて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定している。前述したごとくリッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化も関係している。したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮したことにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００１６】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行するとき、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて前記燃料濃度低下開始のタイミングを設定することを要旨としている。
【００１７】
燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する場合は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度低下開始のタイミングを設定している。このように燃料濃度低下開始のタイミングを変更することにより、リッチスパイク全体として、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を変更していることになる。
【００１８】
したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮したことにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００１９】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど前記燃料濃度低下開始のタイミングを早くすることを要旨としている。
【００２０】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほどＮＯｘ吸蔵容量は小さくなり、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下する。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど、燃料濃度低下開始のタイミングを早くすることにより適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００２１】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行するとき、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じてリッチスパイク全体の期間に対する最大燃料濃度期間の割合を設定することを要旨としている。
【００２２】
このように燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する場合においては、リッチスパイク全体の期間に対する最大燃料濃度期間の割合をＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて変更しても良い。このことによりリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮することができ、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とをより適切に防止することができる。
【００２３】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど前記割合を小さくすることを要旨としている。
【００２４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほどＮＯｘ吸蔵容量は小さくなり、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下する。このためＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど、リッチスパイク全体に対する最大燃料濃度期間を短くすることにより適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００２５】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を表す値として、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が求められることを要旨としている。
【００２６】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化が進むとＮＯｘ吸蔵容量が小さくなるため、リッチスパイクによりＮＯｘ吸蔵還元触媒内に吸蔵されているＮＯｘが完全に還元されるまでの期間が短くなる。すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングから流出側の排気成分変化タイミングまでの間隔が短くなる。したがってこの間隔をＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を反映する値として求めることができる。こうして適切な還元剤をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００２７】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるにつれて前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が増大しているものとすることを要旨としている。
【００２８】
このようにＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるほど、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合としては大きいとすることにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じた適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００２９】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達したときに前記リッチスパイクを実行することを要旨としている。
【００３０】
このようにリッチスパイクは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達した場合に実行するように設定することで、高いＮＯｘ吸蔵量状態からリッチスパイクを開始でき、高効率にＮＯｘを還元できるので燃料の浪費を一層抑制できる。
【００３１】
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵容量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じて設定されることを要旨としている。
【００３２】
ＮＯｘ吸蔵容量はＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じて変化する。したがってＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じてＮＯｘ吸蔵容量を設定することにより、適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００３３】
（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温として、前記リッチスパイクの実行に伴って前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温の平均値を用いることを要旨としている。
【００３４】
このようにＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における床温の平均値を用いて求めたＮＯｘ吸蔵容量を用いることにより、適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００３５】
（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に設けられて酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストについて、このスタートキャタリストによる還元剤の消費量分の還元剤量を前記リッチスパイクの初期に供給することを要旨としている。
【００３６】
尚、内燃機関始動時に多量に放出されるＨＣやＣＯ等を除去するために酸素貯蔵機能を有する三元触媒であるスタートキャタリストを、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に配置しているような場合には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒へ流れ込む還元剤量はスタートキャタリストによる還元剤の消費に影響される。
【００３７】
したがってスタートキャタリストによる還元剤の消費量分の還元剤量を前記リッチスパイクの初期に供給することにより、適切な還元剤量を確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００３８】
（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元方法において、リッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいて前記スタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めることを要旨としている。
【００３９】
リッチスパイクが開始されても、スタートキャタリストによる還元剤の消費が行われている間は、還元剤はＮＯｘ吸蔵還元触媒に到達しない。したがってリッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴うＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいて前記スタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めることができる。
【００４３】
（１４）請求項１４に記載の発明は、内燃機関の排気系にＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関の排気浄化触媒還元装置であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を求めるＮＯｘ吸蔵量検出手段と、前記ＮＯｘ吸蔵量検出手段により求められたＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ吸蔵量判定基準値との比較結果に基づいて、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行を決定するリッチスパイク実行決定手段と、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を求める触媒劣化度検出手段と、前記リッチスパイク実行決定手段にてリッチスパイクの実行が決定されることに基づいてリッチスパイクを実行し、該リッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くし、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて前記燃料濃度の低下の程度を設定するリッチスパイク実行手段とを備えることを要旨としている。
【００４４】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒内に吸蔵されていたＮＯｘは、リッチスパイク期間中、放出されて還元浄化されＮＯｘ吸蔵量は次第に低下する。これに伴い最大ＮＯｘ浄化速度も低下するので単位時間当たりに必要とされる還元剤量も少なくなる。上記発明では、リッチスパイク実行手段がリッチスパイクの途中から次第に燃料濃度を低くするようにしているため、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が低下して単位時間当たりに必要とされる還元剤量が少なくなることに対応して単位時間当たりの還元剤供給量を低下させることができる。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することができる。
また上記発明では、リッチスパイクの期間中に燃料濃度を低くすることに加えて、リッチスパイク実行手段はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定している。前述したごとくリッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化も関係している。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともにＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮して、燃料濃度の低下程度を設定することにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００４５】
（１５）請求項１５に記載の発明は、内燃機関の排気系にＮＯｘ吸蔵還元触媒を備える内燃機関の排気浄化触媒還元装置であって、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量を求めるＮＯｘ吸蔵量検出手段と、前記ＮＯｘ吸蔵量検出手段により求められたＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ吸蔵量判定基準値との比較結果に基づいて、空燃比を理論空燃比よりも高燃料濃度にするリッチスパイクの実行を決定するリッチスパイク実行決定手段と、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を求める触媒劣化度検出手段と、前記リッチスパイク実行決定手段にてリッチスパイクの実行が決定されることに基づいてリッチスパイクを実行し、該リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くし、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて前記燃料濃度の低下の程度を設定するリッチスパイク実行手段とを備えることを要旨としている。
【００４６】
このようにリッチスパイク実行手段は、リッチスパイクの途中から段階的に燃料濃度を低くすることにより、リッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が低下して単位時間当たりに必要とされる還元剤量が少なくなることに対応して単位時間当たりの還元剤供給量を低下させることができる。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することができる。
また上記発明では、リッチスパイクの期間中に燃料濃度を低くすることに加えて、リッチスパイク実行手段はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を設定している。前述したごとくリッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合はＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化も関係している。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともにＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮して、燃料濃度の低下程度を設定することにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００４９】
（１６）請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記リッチスパイク実行手段は、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する際、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じて燃料濃度低下開始のタイミングを設定することを要旨としている。
【００５０】
リッチスパイク実行手段は、燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行すると共に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度低下開始のタイミングを設定している。このようにリッチスパイク実行手段は燃料濃度低下開始のタイミングを変更することにより、リッチスパイク全体として、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を変更している。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮したことにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００５１】
（１７）請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記リッチスパイク実行手段は、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合が高まるほど前記燃料濃度低下開始のタイミングを早くすることを要旨としている。
【００５２】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど、ＮＯｘ吸蔵容量は小さくなり、リッチスパイク実行手段によるリッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下する。このためリッチスパイク実行手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど、燃料濃度低下開始のタイミングを早くすることにより適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００５３】
（１８）請求項１８に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記リッチスパイク実行手段は、前記燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行する際、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合に応じてリッチスパイク全体の期間に対する最大燃料濃度期間の割合を設定することを要旨としている。
【００５４】
リッチスパイク実行手段は、燃料濃度の低下をリッチスパイクの途中から実行すると共に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて前記割合を設定している。このようにリッチスパイク実行手段は前記割合を変更することにより、リッチスパイク全体として、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じて燃料濃度の低下の程度を変更している。したがってリッチスパイク実行手段は、リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下とともに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化を考慮できることにより、より適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【００５５】
（１９）請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記リッチスパイク実行手段は、前記触媒劣化度検出手段により求められた劣化度合が高まるほど前記割合を小さくすることを要旨としている。
【００５６】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど、ＮＯｘ吸蔵容量は小さくなり、リッチスパイク実行手段によるリッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下する。このためリッチスパイク実行手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるほど前記割合を小さくしてリッチスパイク全体に対する最大燃料濃度期間を短くすることにより、適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００５７】
（２０）請求項２０に記載の発明は、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記触媒劣化度検出手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を表す値として、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔を求めることを要旨としている。
【００５８】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が高まるとＮＯｘ吸蔵容量が小さくなるため、リッチスパイクによりＮＯｘ吸蔵還元触媒内に吸蔵されているＮＯｘが完全に還元されるまでの期間が短くなる。すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングから流出側の排気成分変化タイミングまでの間隔が短くなる。したがって触媒劣化度検出手段は、この間隔をＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合を反映する値として求めることができる。このことによりリッチスパイク実行手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じた適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００５９】
（２１）請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記触媒劣化度検出手段は、前記リッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるにつれて前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合が増大している旨検出することを要旨としている。
【００６０】
このように触媒劣化度検出手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングと流出側の排気成分変化タイミングとの間隔が短くなるほど、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合は大きいとすることにより、リッチスパイク実行手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の劣化度合に応じた適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００６１】
（２２）請求項２２に記載の発明は、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記リッチスパイク実行決定手段は、前記ＮＯｘ吸蔵量判定基準値としてＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量を用い、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達したときに前記リッチスパイクの実行を決定することを要旨としている。
【００６２】
このようにリッチスパイク実行決定手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒におけるＮＯｘ吸蔵量が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量に到達した場合にリッチスパイクを実行するように設定することで、リッチスパイク実行手段は高いＮＯｘ吸蔵量状態からリッチスパイクを開始でき、高効率にＮＯｘを還元できるので燃料の浪費を一層抑制できる。
【００６３】
（２３）請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温を求める触媒床温検出手段と、該触媒床温検出手段にて求められた床温に応じて前記ＮＯｘ吸蔵容量を設定するＮＯｘ吸蔵容量設定手段とをさらに備えることを要旨としている。
【００６４】
ＮＯｘ吸蔵容量はＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じて変化する。したがってＮＯｘ吸蔵容量設定手段は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温に応じてＮＯｘ吸蔵容量を設定することにより、リッチスパイク実行決定手段は高精度にリッチスパイクの実行を決定でき、リッチスパイク実行手段は適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となる。このため燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００６５】
（２４）請求項２４に記載の発明は、請求項２３に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記触媒床温検出手段は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の床温として、前記リッチスパイク実行手段によるリッチスパイクの実行に伴って前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の平均床温を求めることを要旨としている。
【００６６】
このように触媒床温検出手段が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に還元剤が流入されている期間における床温の平均値を求め、この平均値を、ＮＯｘ吸蔵容量を設定するための床温として用いて、ＮＯｘ吸蔵容量設定手段がＮＯｘ吸蔵容量を設定する。このことにより、リッチスパイク実行決定手段は高精度にリッチスパイクの実行を決定でき、リッチスパイク実行手段は適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００６７】
（２５）請求項２５に記載の発明は、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に設けられて酸素貯蔵機能を有するスタートキャタリストについて、このスタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めるスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段をさらに備え、前記リッチスパイク実行手段は、前記スタートキャタリスト還元剤消費量検出手段により求められた前記消費量分の還元剤量の供給を前記リッチスパイクの初期に付加することを要旨としている。
【００６８】
尚、内燃機関始動時に多量に放出されるＨＣやＣＯ等を除去するために酸素貯蔵機能を有する三元触媒であるスタートキャタリストを、ＮＯｘ吸蔵還元触媒の排気系上流側に配置しているような場合には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒へ流れ込む還元剤量はスタートキャタリストによる還元剤の消費に影響される。
【００６９】
したがってスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段によりスタートキャタリストによる還元剤の消費量を求め、リッチスパイク実行手段がこの消費量分の還元剤量の供給をリッチスパイクの初期に付加することにより、適切な還元剤量を確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【００７０】
（２６）請求項２６に記載の発明は、請求項２５に記載の内燃機関の排気浄化触媒還元装置において、前記スタートキャタリスト還元剤消費量検出手段は、リッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴う前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいて前記スタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めることを要旨としている。
【００７１】
リッチスパイクが開始されても、スタートキャタリストによる還元剤の消費が行われている間は、還元剤はＮＯｘ吸蔵還元触媒に到達しない。したがってスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段は、リッチスパイク開始タイミングからリッチスパイクの実行に伴うＮＯｘ吸蔵還元触媒の流入側の排気成分変化タイミングまでの間隔に基づいてスタートキャタリストによる還元剤の消費量を求めることができる。
【００７２】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された筒内噴射型ガソリンエンジン（以下「エンジン」と略す）２及びその電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成を示す。エンジン２の各気筒には燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射バルブ６と点火プラグ８とがそれぞれ設けられている。燃焼室に吸気バルブ（図示略）を介して接続された吸気経路１０の途中にはモータによって開度が調節されるスロットルバルブ１２が設けられている。このスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）により各気筒へ供給される吸入空気量ＧＡ（ｍｇ／ｓｅｃ）が調整される。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ１４により検出され、吸入空気量ＧＡは吸入空気量センサ１６により検出されて、ＥＣＵ４に読み込まれている。燃焼室に排気バルブ（図示略）を介して接続された排気経路１８の途中には上流側にスタートキャタリスト２０が、下流側にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が設けられている。スタートキャタリスト２０の上流側には排気成分から空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２４が、スタートキャタリスト２０とＮＯｘ吸蔵還元触媒２２との間には排気成分中の酸素を検出する第１酸素センサ２６が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の下流には排気成分中の酸素を検出する第２酸素センサ２８が設けられている。
【００７３】
ここでスタートキャタリスト２０は酸素貯蔵機能を有する三元触媒であり、エンジン２の始動時に排気中に多量に放出されるＨＣやＣＯ等を浄化するために設けられている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２はＮＯｘ吸蔵機能を有する三元触媒であり、成層燃焼にて発生するＮＯｘを一時吸蔵し、理論空燃比での均質燃焼時あるいは後述するリッチスパイク時にＮＯｘを離脱させて還元する触媒である。
【００７４】
又、燃料噴射バルブ６は、単に燃焼室内にて燃焼させてエンジン２の出力トルクを得るための燃料を噴射するのみでなく、後述するごとくリッチスパイク時に理論空燃比よりも大量の燃料を供給して燃焼室内で酸化しきれなかった燃料を排気と共に還元剤としてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給する役目も果たしている。
【００７５】
ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は前述したセンサ１４，１６，２４，２６，２８以外に、アクセルペダル３０の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ３２、クランク軸（図示略）の回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ３４、エンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ３６からそれぞれ信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも、図示省略しているが、車速センサなどのエンジン制御に必要なセンサが設けられている。ＥＣＵ４は、上述した各種センサからの検出内容に基づいて、エンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期及びスロットル開度ＴＡ等を適宜制御する。このことにより、例えば燃焼形態については運転状態に応じて成層燃焼と均質燃焼との間で切り替えがなされている。これらの燃焼形態は、本実施の形態１では冷間時などの状態を除いた通常運転時においては、エンジン回転数ＮＥと負荷率ｅｋｌｑとのマップに基づいて決定されている。ここで負荷率ｅｋｌｑは、最大機関負荷に対する現在の負荷の割合を示すものとして、例えばアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとするマップから求められる値である。そして成層燃焼の継続によりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２におけるＮＯｘ吸蔵量がＮＯｘ吸蔵量判定基準値（ここではＮＯｘ吸蔵容量）以上となると、後述するごとく燃料噴射量を増量してリッチスパイクを実行する。
【００７６】
次に本実施の形態において、ＥＣＵ４により実行されるリッチスパイクについて説明する。図２，３にリッチスパイク実行処理を示す。本処理は一定時間周期（ｔｓ）で繰り返し実行される処理である。
【００７７】
リッチスパイク実行処理（図２，３）が開始されると、まず初期ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ（ｍｇ）がマップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔから触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅに基づいて算出される（Ｓ１１０）。マップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔは図４に示したごとく構成されている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２においては触媒床温に応じてＮＯｘ吸蔵容量が変化するため、マップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔは触媒床温を複数の領域、図４の例では７つの床温領域ｔｍｐ（１）〜ｔｍｐ（７）に分割して、各床温領域毎にＮＯｘ吸蔵容量（○印）を保持している。この各ＮＯｘ吸蔵容量の値はＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が未使用（未劣化）であった時に各床温領域毎にＮＯｘ吸蔵容量を測定して得られた値である。したがってステップＳ１１０では触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅの位置により、図４の例では２つの床温領域ｔｍｐ（３），ｔｍｐ（４）のＮＯｘ吸蔵容量値を用いて補間計算して初期ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔを求めている。尚、触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅは、ＥＣＵ４にて別途行われる床温推定処理によりエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとから推定されている。この床温推定処理としては、例えば、エンジン２の安定運転時のエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとから求められる排気温として触媒床温を推定できる。そしてエンジン２の過渡時においては吸入空気量ＧＡによる時定数に基づいて排気温に追随するように触媒床温を繰り替えし算出することで、触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅを求める。尚、このように推定する代わりにＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に温度センサを設けて、直接、触媒床温を測定して用いても良い。
【００７８】
次に平均検出時間差βａｖｅ（ｓｅｃ）に基づいてマップＭｅｋｎｏｘからＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘを算出する（Ｓ１１２）。このＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘは、初期ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔからの劣化の程度を示す係数である。ここで平均検出時間差βａｖｅは後述するαａｖｅβａｖｅ計測処理（図９，１０）にて得られているリッチスパイクの実行に伴う第１酸素センサ２６での出力変化タイミングと第２酸素センサ２８での出力変化タイミングとの時間間隔の平均値を求めた値である。マップＭｅｋｎｏｘは図５（Ａ）に示すごとくであり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の使用による劣化に伴ってＮＯｘ吸蔵容量の低下度合を予め実験により求めたマップである。平均検出時間差βａｖｅはＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化によるＮＯｘ吸蔵容量の低下に伴って小さくなるため、平均検出時間差βａｖｅの低下と共にＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘは「１．０」から「０．０」に向けて次第に小さくなる。
【００７９】
次に次式１のごとく現在のＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘ（ｍｇ）が、ＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘと初期ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔとの積により求められる（Ｓ１１４）。
【００８０】
【数１】
ｅｎｏｘｍａｘ  ←  ｅｋｎｏｘ  ×  ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ  …  ［式１］
次にＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔ（ｍｇ）がＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘ以上か否かが判定される（Ｓ１１６）。ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔは、現在、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に吸蔵されているＮＯｘ量を表すものであり、ＥＣＵ４によりエンジン運転状態に基づいて求められるエンジン２からのＮＯｘ排出量と還元剤によるＮＯｘ還元量とに基づいてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に吸蔵されているＮＯｘ量として推定計算されている値である。例えば負荷率ｅｋｌｑ及びエンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン２からのＮＯｘ排出量を計算し、空燃比ＡＦ及び吸入空気量ＧＡに基づいてエンジン２からの還元剤によるＮＯｘ還元量を計算する。尚、本実施の形態においては、リッチスパイクの間（リッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」）は、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔの計算は停止され、値が固定されているものとする。
【００８１】
ここでｅｎｏｘｃｎｔ＜ｅｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ１１６で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
一方、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｅｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ１１６で「ＹＥＳ」）、今回、ステップＳ１１６にて「ＹＥＳ」と判定された最初の周期か否かが判定される（Ｓ１１８）。最初であれば（Ｓ１１８で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓに対してリッチスパイク開始時の初期値が設定される（Ｓ１１９）。初期値としてはＮＯｘ吸蔵還元触媒２２を還元するために必要な値、具体的には「１．０」を越える値が設定される。
【００８２】
次にリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１２０）。リッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓは、ＥＣＵ４が別途実行している燃料噴射量制御処理に対して、次の式２のごとくリッチスパイク用のパラメータにて燃料噴射量制御を実行させるためのフラグである。
【００８３】
すなわち燃料噴射量制御処理では次式２のごとくにして燃料噴射時間τが設定される。
【００８４】
【数２】
τ  ←  τｂ×（ＦＡＦ＋Ｋｇ）×ｅｋｒｉｃｈｓ  ＋  τ０  …  ［式２］
ここでτｂはエンジン運転状態から決定される理論空燃比を達成するための基本燃料噴射時間、ＦＡＦは空燃比フィードバック補正係数、Ｋｇは空燃比フィードバック補正係数の学習値、τ０は噴射無効時間である。尚、ｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」の場合は、前記式２の内、ＦＡＦ＝１．０に固定している。そしてリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓには「１．０」を越える値が設定されることにより、図６の時刻ｔ０〜ｔ３に示すごとく理論空燃比よりも燃料濃度が濃くなってリッチスパイクが実行される。
【００８５】
ステップＳ１２０の次には、図５（Ｂ）に示すマップＭｂｄにより平均検出時間差βａｖｅに基づいてＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙが求められる（Ｓ１２２）。ＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙは、前記図６において、スタートキャタリスト２０により還元剤が消費される期間ａ（時刻ｔ０〜ｔ１）を除いたＮＯｘ還元リッチ期間ｄ（時刻ｔ１〜ｔ３：ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に対する実質的なリッチスパイクの全期間）に対するＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂ（時刻ｔ１〜ｔ２：ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に対する還元剤の最大燃料濃度期間）の割合（ｂ／ｄ）を示すものである。リッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給するパターンが、平均検出時間差βａｖｅ（ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合）に応じて異なるために、マップＭｂｄは平均検出時間差βａｖｅに基づいてＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙを変更している。具体的には、平均検出時間差βａｖｅが小さくなるほど、すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒２２が劣化するほど、ＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙを「１．０」側から「０．０」側に近づけることによりリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの低下を早期に開始させている。
【００８６】
次にＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘに基づいてマップＭｓｑからＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑが求められる（Ｓ１２４）。ＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑは、ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘに対応するＮＯｘ吸蔵量を還元するために必要な還元剤量をリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの時間積分値で表したものであり、図６におけるハッチング部分の面積に相当する。マップＭｓｑ自体は図７に示すごとくであり、ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘの増加に対応してＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑも増加するように設定されている。
【００８７】
次に次式３によりＮＯｘ還元リッチ期間ｄが算出される（Ｓ１２６）。
【００８８】
【数３】
ｄ  ←  ２・Ｓｑ／｛（ｙ＋１）・ｅｋｒｉｃｈｓ｝    …  ［式３］
尚、式３におけるリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓは、リッチスパイク開始時の値である。
【００８９】
上記式３は次の関係から導き出されたものである。すなわち図６から明らかなごとく、ＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑは、ＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂ、ＮＯｘ還元リッチ期間ｄ及びリッチスパイク開始時のリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓとは次式４に示す関係にある。
【００９０】
【数４】
Ｓｑ  ＝  （ｂ＋ｄ）・ｅｋｒｉｃｈｓ／２        …  ［式４］
ＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙは、ｂ／ｄであることから、ＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂは、次式５のように表される。
【００９１】
【数５】
ｂ  ＝  ｙ・ｄ        …  ［式５］
式４のｂに式５の右辺を代入すると、次式６に示す関係が導かれる。
【００９２】
【数６】
Ｓｑ  ＝  （ｄ・ｙ＋ｄ）・ｅｋｒｉｃｈｓ／２
＝（ｙ＋１）・ｄ・ｅｋｒｉｃｈｓ／２            …  ［式６］
したがって式６の関係からＮＯｘ還元リッチ期間ｄは前記式３のごとくに表されることが解る。
【００９３】
このようにしてＮＯｘ還元リッチ期間ｄが求められたので、ＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂが前記式５に示した計算により求められる（Ｓ１２８）。
次にマップＭａから平均検出遅延時間αａｖｅに基づいてスタートキャタリスト還元期間ａが求められる（Ｓ１３０）。ここで平均検出遅延時間αａｖｅは後述するαａｖｅβａｖｅ計測処理（図９，１０）にて得られているリッチスパイクの実行開始タイミングからリッチスパイクに伴う第１酸素センサ２６での出力変化タイミングまでの時間の平均値を求めた値である。マップＭａは図８に示すごとくであり、平均検出遅延時間αａｖｅの長さに対応させてスタートキャタリスト還元期間ａも長く設定されている。
【００９４】
次にスタートキャタリスト還元期間ａとＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂとの合計により、リッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘが算出される（Ｓ１３２）。そしてスタートキャタリスト還元期間ａとＮＯｘ還元リッチ期間ｄとの合計によりリッチスパイク期間Ｔｒｓが算出される（Ｓ１３４）。
【００９５】
そして次に次式７のごとく、リッチスパイク減少補正値ｄｋが算出される（Ｓ１３６）。
【００９６】
【数７】
ｄｋ  ←  ｅｋｒｉｃｈｓ・ｔｓ／（ｄ  −  ｂ）    …  ［式７］
ここでｔｓは本処理の制御周期であり、「ｄ−ｂ」は図６においてリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓが次第に減少する期間（時刻ｔ２〜ｔ３）を表している。すなわち前記式７は減少期間（時刻ｔ２〜ｔ３）におけるリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの制御周期毎の減少分を表している。
【００９７】
こうして一旦本処理を終了する。
前述したごとくｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」ではＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔの値は固定されているので、次の制御周期では、ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｅｎｏｘｍａｘ（Ｓ１１６で「ＹＥＳ」）の状態である。そしてステップＳ１１８の判定では、最初の周期ではないので（Ｓ１１８で「ＮＯ」）、次にリッチスパイクの開始からリッチスパイク期間Ｔｒｓが経過したか否かが判定される（Ｓ１３８）。
【００９８】
最初の内はリッチスパイクを開始したばかりであるので経過しておらず（Ｓ１３８で「ＮＯ」）、次にリッチスパイクの開始からリッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘが経過したか否かが判定される（Ｓ１４０）。リッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘも経過していなければ（Ｓ１４０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。したがってリッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘを経過していない期間は（Ｓ１４０で「ＮＯ」）、初期値を維持したままのリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓによるリッチスパイクが継続する（図６：ｔ０〜ｔ２）。
【００９９】
リッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘが経過すると（Ｓ１４０で「ＹＥＳ」、図６：ｔ２）、次に次式８が満足されているか否かが判定される（Ｓ１４２）。
【０１００】
【数８】
ｅｋｒｉｃｈｓ  −  ｄｋ  ＞  １．０    …  ［式８］
上記式８の左辺はリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓが、リッチスパイク減少補正値ｄｋを減算しても「１．０」以下にならない状態を表している。
【０１０１】
前記式８が満足されていれば（Ｓ１４２で「ＹＥＳ」）、次式９に示すごとく、リッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓがリッチスパイク減少補正値ｄｋだけ減少補正される（Ｓ１４４）。
【０１０２】
【数９】
ｅｋｒｉｃｈｓ  ←  ｅｋｒｉｃｈｓ  −  ｄｋ    …  ［式９］
こうして一旦本処理を終了する。このようにリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓが減少された分、前記式２にて求められる燃料噴射時間τは短くなり、リッチスパイクにおけるリッチ度合は低下する。
【０１０３】
以後、リッチスパイク期間Ｔｒｓを経過しない限り（Ｓ１３８で「ＮＯ」）、又、前記式８を満足している限り（Ｓ１４２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ１４４によりリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓが減少される（図６：ｔ２〜ｔ３）。尚、万一、何らかの原因でリッチスパイク期間Ｔｒｓを経過する前に、前記式８が満足されなくなれば（Ｓ１４２で「ＮＯ」）、リッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓには「１．０」が設定されてガードされる（Ｓ１４６）。
【０１０４】
そしてリッチスパイク期間Ｔｒｓが経過すると（Ｓ１３８で「ＹＥＳ」、図６：ｔ３）、リッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ１４８）。このことにより燃料噴射量制御は前記式２にて燃料噴射時間を計算して噴射する状態から、通常の計算、ここでは成層燃焼時の燃料噴射量計算により得られた燃料噴射時間により、理論空燃比よりも少ない燃料量を燃料噴射バルブ６から噴射する状態に戻る（ｔ３〜）。
【０１０５】
次にＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔを「０」に戻して（Ｓ１５０）、一旦本処理を終了する。尚、ｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＦＦ」となったことにより、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔの計算が開始される。
【０１０６】
次の制御周期では、直前の制御周期においてｅｎｏｘｃｎｔ＝「０」に戻されているので、ステップＳ１１６で「ＮＯ」と判定されるようになり、以後、前述した処理を繰り返すことになる。
【０１０７】
次に平均検出遅延時間αａｖｅ及び平均検出時間差βａｖｅを計測するためのαａｖｅβａｖｅ計測処理について説明する。本処理を図９，１０に示す。本処理は一定の短時間周期で繰り返し実行される処理である。
【０１０８】
本処理が開始されると、まずリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ２１０）。ここでｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、次に計測開始フラグｘαβが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ２１２）。エンジン始動時の初期設定ではｘαβ＝「ＯＦＦ」とされているので（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）、このまま本処理を一旦終了する。
【０１０９】
前述したリッチスパイク実行処理（図２：Ｓ１２０）にてｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」に設定された場合には（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、次に計測開始フラグｘαβが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ２１４）。ここで最初はｘαβ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、計測開始フラグｘαβに「ＯＮ」を設定し（Ｓ２１６）、そして検出遅延時間α及び検出時間差βを計測するためのタイマーカウントを開始設定して（Ｓ２１８）、一旦本処理を終了する。
【０１１０】
次の制御周期ではｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）及びｘαβ＝「ＯＮ」（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）であることから、α計測終了フラグｘαが「ＯＦＦ」否かが判定される（Ｓ２１９）。エンジン始動時の初期設定ではｘα＝「ＯＦＦ」とされているので（Ｓ２１９で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク実行に伴う第１酸素センサ２６の出力変化があったか否かが判定される（Ｓ２２０）。これは図６の時刻ｔ１に示す出力変化である。
【０１１１】
第１酸素センサ２６に出力変化が生じていなければ（Ｓ２２０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。以後、第１酸素センサ２６に出力変化が生じない限り（Ｓ２２０で「ＮＯ」）、タイマーカウントのみが継続される。この間はスタートキャタリスト２０に貯蔵されている酸素により、リッチスパイク初期に供給される排気中の還元剤が消費されて、第１酸素センサ２６の出力には変化が生じない。
【０１１２】
スタートキャタリスト２０の貯蔵酸素がなくなり、リッチスパイクによる還元剤がスタートキャタリスト２０を抜けてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に到達するようになると、第１酸素センサ２６での酸素濃度が急速に低下して、図６の時刻ｔ１に示すごとくに第１酸素センサ２６に出力変化を生じる（Ｓ２２０で「ＹＥＳ」）。したがってこのタイミングでタイマーカウント値を読み込んで今回のリッチスパイクの検出遅延時間αとして設定する（Ｓ２２２）。そしてα計測終了フラグｘαに「ＯＮ」が設定される（Ｓ２２３）。
【０１１３】
次に第２酸素センサ２８の出力変化があったか否かが判定される（Ｓ２２４）。これは図６の時刻ｔ４に示す出力変化である。最初の内は第２酸素センサ２８に出力変化は生じていないので（Ｓ２２４で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
【０１１４】
次の制御周期では、ｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」（Ｓ２１０で「ＹＥＳ」）、ｘαβ＝「ＯＮ」（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、及びｘα＝「ＯＮ」（Ｓ２１９で「ＮＯ」）であることから、以後、第２酸素センサ２８に出力変化が生じない限り（Ｓ２２４で「ＮＯ」）、タイマーカウントのみが継続される。この期間はＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されているＮＯｘにより、排気中の還元剤が消費されて、第２酸素センサ２８の出力には変化が生じない。
【０１１５】
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されていたＮＯｘが全て還元されると、通常これに対応してリッチスパイクは終了する（図２：Ｓ１３８で「ＹＥＳ」、図６：時刻ｔ３）。すなわち図２のステップＳ１４８の実行によりリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓには「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ２１０で「ＮＯ」）。しかし計測開始フラグｘαβ＝「ＯＮ」のままであるので（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、第２酸素センサ２８の出力変化のチェック（Ｓ２２４）が継続する。
【０１１６】
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２において吸蔵されていたＮＯｘが全て還元されたことにより、一時的に第２酸素センサ２８の出力変化が生じると（Ｓ２２４で「ＹＥＳ」）、次にタイマーカウント値からステップＳ２２２にて記憶した検出遅延時間αを減算した値が今回のリッチスパイクにおける検出時間差βとして設定される（Ｓ２２６）。
【０１１７】
次にリッチスパイクが新たにＮ回（例えばＮ＝４）実行されて終了したか否かが判定される（Ｓ２２８）。これはリッチスパイクがＮ回実行される毎に、平均検出遅延時間αａｖｅ及び平均検出時間差βａｖｅを求めるためになされる判定である。したがってリッチスパイクが前回の平均検出遅延時間αａｖｅ及び平均検出時間差βａｖｅの算出以後に、Ｎ回終了していなければ（Ｓ２２８で「ＮＯ」）、計測開始フラグｘαβに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ２３４）、α計測終了フラグｘαに「ＯＦＦ」を設定して（Ｓ２３５）、一旦本処理を終了する。
【０１１８】
次の制御周期ではｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＦＦ」（Ｓ２１０で「ＮＯ」）、ｘαβ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）、本処理では実質的な処理を行わない状態に戻る。そしてリッチスパイクが実行されると、前述したごとく新たに検出遅延時間αと検出時間差βとを計測する。このようにして検出遅延時間αと検出時間差βとを求めて蓄積する。
【０１１９】
このようにしてＮ回のリッチスパイクが終了すると（Ｓ２２８で「ＹＥＳ」）、すなわち検出遅延時間αと検出時間差βとをＮ個蓄積すると、次に各リッチスパイクにおける検出遅延時間αの平均値が算出されて、平均検出遅延時間αａｖｅとして設定される（Ｓ２３０）。更に各リッチスパイクにおける検出時間差βの平均値が算出されて、平均検出時間差βａｖｅとして設定される（Ｓ２３２）。そして計測開始フラグｘαβに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ２３４）、α計測終了フラグｘαに「ＯＦＦ」を設定して（Ｓ２３５）、一旦本処理を終了する。
【０１２０】
このような処理を繰り返すことにより、リッチスパイクをＮ回終了する毎に平均検出遅延時間αａｖｅ及び平均検出時間差βａｖｅを更新している。
上述した構成においてＥＣＵ４により行われているＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔを算出する処理がＮＯｘ吸蔵量検出手段としての処理に、床温推定処理によりエンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＧＡとから触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅを推定する処理が触媒床温検出手段としての処理に、リッチスパイク実行処理（図２，３）のステップＳ１１０〜Ｓ１１４がＮＯｘ吸蔵容量設定手段としての処理に、ステップＳ１１６，Ｓ１２０がリッチスパイク実行決定手段としての処理に、ステップＳ１２２〜Ｓ１４４がリッチスパイク実行手段としての処理に、αａｖｅβａｖｅ計測処理（図９，１０）のステップＳ２２４，Ｓ２２６，Ｓ２３２が触媒劣化度検出手段としての処理に、ステップＳ２１８，Ｓ２２０，Ｓ２２２，Ｓ２３０がスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段としての処理に相当する。
【０１２１】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２内に吸蔵されているＮＯｘはリッチスパイク期間中に放出・還元されてＮＯｘ吸蔵量は次第に低下し、これに伴い最大ＮＯｘ浄化速度も低下する。このため単位時間当たりに必要とされる還元剤量も少なくする必要がある。リッチスパイク実行処理（図２，３）では、リッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘ経過以後に燃料濃度を次第に低下させることによりＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に流れ込む排気中の単位時間当たりの還元剤供給量を低減させている。したがってリッチスパイク中の最大ＮＯｘ浄化速度の低下を考慮して適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが可能となり、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを防止することができる。
【０１２２】
（ロ）．リッチスパイク期間の途中における最大ＮＯｘ浄化速度の低下度合はＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化も関係している。すなわちＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合が高まるとリッチスパイク期間中において最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下し始める。
【０１２３】
このためリッチスパイク実行処理（図２，３）では、平均検出時間差βａｖｅが小さくなるとＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙを小さくしている、すなわちＮＯｘ還元リッチ期間ｄに対するＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂの割合を小さくしている（Ｓ１２２）。このことにより最大ＮＯｘ浄化速度が早期に低下し始めることに対応して燃料濃度低下開始のタイミングを早くでき、適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが可能となる。こうして燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【０１２４】
（ハ）．αａｖｅβａｖｅ計測処理（図９，１０）による平均検出時間差βａｖｅの算出（Ｓ２２４，Ｓ２２６，Ｓ２３２）により、容易にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合が判明する。そしてこの平均検出時間差βａｖｅが小さくなるほど、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合は大きいとすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の劣化度合に応じた適切な還元剤量を、適切なタイミングにＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが可能となる（Ｓ１１０〜Ｓ１２４）。したがって燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【０１２５】
（ニ）．リッチスパイクは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２におけるＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘに到達した場合にリッチスパイクを実行するように設定している（Ｓ１１６で「ＹＥＳ」，Ｓ１２０）。このため最高のＮＯｘ吸蔵量状態からリッチスパイクを開始でき、高効率にＮＯｘを還元できるので燃料の浪費を一層抑制できる。
【０１２６】
（ホ）．ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘは触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅに応じて変化する。したがって触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅに応じてＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘを設定すること（Ｓ１１０〜Ｓ１１４）により高精度にリッチスパイクの実行を決定でき、適切な還元剤量を適切なタイミングでＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが可能となる。このため燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを、より適切に防止することができる。
【０１２７】
（ヘ）．ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２へ流れ込む還元剤量はスタートキャタリスト２０による還元剤の消費に影響される。したがって平均検出遅延時間αａｖｅの算出（Ｓ２１８，Ｓ２２０，Ｓ２２２，Ｓ２３０）によりスタートキャタリスト２０による還元剤の消費量を求め、この消費量分の還元剤量の供給（スタートキャタリスト還元期間ａ）をリッチスパイクの初期に付加すること（Ｓ１３０〜Ｓ１３４）により、適切な還元剤量を確実にＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが可能となる。こうして燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを適切に防止することができる。
【０１２８】
［実施の形態２］
本実施の形態は、リッチスパイク実行処理（図２，３）の代わりに図１１，１２のリッチスパイク実行処理が一定時間周期で実行され、更にαａｖｅβａｖｅ計測処理（図９，１０）の代わりに図１３，１４のαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理が一定時間周期で実行される点が前記実施の形態１と異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。
【０１２９】
リッチスパイク実行処理（図２，３）について説明する。本処理が開始されると、まず図１５に示すＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘ（▼印）から触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅに基づいて現在のＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘが算出される（Ｓ３１０）。このＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘは、後述するαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理（図１３，１４）にて、未使用時のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ吸蔵容量である初期ＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘｉｎｉｔを表す前記マップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ（図４）の値から計算されて繰り返し更新されているマップである。尚、ＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘ（図１５▼印）の初期値としては前記図４に示したマップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ（図１５○印）の値が用いられる。
【０１３０】
次にＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔがステップＳ３１０にて求められたＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘ以上か否かが判定される（Ｓ３１２）。ｅｎｏｘｃｎｔ＜ｅｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ３１２で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。
【０１３１】
ｅｎｏｘｃｎｔ≧ｅｎｏｘｍａｘであれば（Ｓ３１２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ３１２で「ＹＥＳ」と判定された最初の周期か否かが判定される（Ｓ３１４）。最初であれば（Ｓ３１４で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓに対してリッチスパイク開始時の初期値が設定される（Ｓ３１６）。初期値としては前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１３２】
次にリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓに「ＯＮ」が設定される（Ｓ３１８）。リッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓの機能は前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１３３】
そして前記図５（Ｂ）に示したマップＭｂｄにより、平均検出時間差βａｖｅの代わりに現在の検出時間差βに基づいてＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙが求められる（Ｓ３２０）。この検出時間差βは、後述するαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理（図１３，１４）にてリッチスパイク毎に繰り返し計測されている値である。マップＭｂｄ及びＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙについては前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１３４】
次にＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘに基づいて前記図７に示したマップＭｓｑからＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑが求められる（Ｓ３２２）。ＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑ及びマップＭｓｑは実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１３５】
次に前記式３によりＮＯｘ還元リッチ期間ｄが算出され（Ｓ３２４）、ＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂが前記式５に示した計算により求められる（Ｓ３２６）。
次に前記図８に示したマップＭａから平均検出遅延時間αａｖｅ代わりに現在の検出遅延時間αに基づいてスタートキャタリスト還元期間ａが求められる（Ｓ３２８）。この検出遅延時間αは、後述するαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理（図１３，１４）にてリッチスパイク毎に繰り返し計測されている値である。マップＭａについては前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１３６】
次にスタートキャタリスト還元期間ａとＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂとの合計により、リッチスパイク最大リッチ期間Ｔｍａｘが算出され（Ｓ３３０）、スタートキャタリスト還元期間ａとＮＯｘ還元リッチ期間ｄとの合計によりリッチスパイク期間Ｔｒｓが算出される（Ｓ３３２）。
【０１３７】
そして次に前記式７のごとくリッチスパイク減少補正値ｄｋが算出される（Ｓ３３４）。そして一旦本処理を終了する。
次の制御周期では、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔの値は固定されているのでｅｎｏｘｃｎｔ≧ｅｎｏｘｍａｘ（Ｓ３１２で「ＹＥＳ」）であり、そしてステップＳ３１４の判定では、最初の周期ではないので（Ｓ３１４で「ＮＯ」）、次にリッチスパイク期間Ｔｒｓが経過したか否かが判定される（Ｓ３３６）。リッチスパイク期間Ｔｒｓが経過していない期間は（Ｓ３３６で「ＮＯ」）、ステップＳ３３８〜Ｓ３４４が実行される。この一連の処理は前記実施の形態１のステップＳ１４０〜Ｓ１４６と同じ処理であり、ここでは例えば図１６に示したパターンでリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓが変化する。
【０１３８】
そしてリッチスパイク期間Ｔｒｓが経過すると（Ｓ３３６で「ＹＥＳ」）、リッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓに「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ３４６）。このことで燃料噴射量制御は前記式２の計算から、通常の計算、ここでは成層燃焼時の燃料噴射量計算により得られた燃料噴射時間により理論空燃比よりも少ない燃料量を燃料噴射バルブ６から噴射する状態に戻り、ＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔの計算が開始されるようになる。
【０１３９】
そしてＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔを「０」に戻して（Ｓ３４８）、一旦本処理を終了する。次の制御周期では、ｅｎｏｘｃｎｔ＝「０」に戻されているので、ステップＳ３１２で「ＮＯ」と判定されるようになり、以後、前述した処理を繰り返すことになる。
【０１４０】
次に検出遅延時間α及び検出時間差βを計測しＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘを更新するためのαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理（図１３，１４）について説明する。
【０１４１】
本処理が開始されると、まずリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ４１０）。ｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＦＦ」であれば（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、次に計測開始フラグｘαβが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４１２）。エンジン始動時の初期設定でｘαβ＝「ＯＦＦ」とされているので（Ｓ４１２で「ＹＥＳ」）、このまま本処理を一旦終了する。
【０１４２】
前述したリッチスパイク実行処理（図１１：Ｓ３１８）にてｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」に設定された場合には（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）、次に計測開始フラグｘαβが「ＯＮ」か否かが判定される（Ｓ４１４）。ここで最初はｘαβ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ４１４で「ＮＯ」）、計測開始フラグｘαβに「ＯＮ」を設定し（Ｓ４１６）、平均検出遅延時間α及び平均検出時間差βを計測するためのタイマーカウントを開始設定して（Ｓ４１８）、一旦本処理を終了する。
【０１４３】
次の制御周期ではｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＮ」（Ｓ４１０で「ＹＥＳ」）及びｘαβ＝「ＯＮ」（Ｓ４１４で「ＹＥＳ」）であることから、α計測終了フラグｘαが「ＯＦＦ」か否かが判定される（Ｓ４１９）。エンジン始動時の初期設定でｘα＝「ＯＦＦ」とされているので（Ｓ４１９で「ＹＥＳ」）、次にリッチスパイク実行に伴う第１酸素センサ２６の出力変化があったか否かが判定される（Ｓ４２０）。この出力変化は前記実施の形態１にて説明したごとくである。
【０１４４】
第１酸素センサ２６に出力変化が生じていなければ（Ｓ４２０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。以後、第１酸素センサ２６に出力変化が生じない限り（Ｓ４２０で「ＮＯ」）、タイマーカウントのみが継続される。この期間は前記実施の形態１にて説明したごとくスタートキャタリスト２０により第１酸素センサ２６の出力には変化が生じない。
【０１４５】
スタートキャタリスト２０の貯蔵酸素がなくなり、リッチスパイクによる還元剤がスタートキャタリスト２０を抜けてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に到達するようになると、第１酸素センサ２６での酸素濃度が急速に低下して前記実施の形態１にて説明したごとくの出力変化を生じる（Ｓ４２０で「ＹＥＳ」）。したがってこのタイミングでタイマーカウント値を読み込んで今回のリッチスパイクの検出遅延時間αとして設定する（Ｓ４２２）。
【０１４６】
次にこのタイミングで前記実施の形態１にて述べたごとくに求められている触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅを、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ還元開始時の床温ｅｔｅｍｐＡとして設定する（Ｓ４２４）。そしてα計測終了フラグｘαに「ＯＮ」を設定し（Ｓ４２５）、次に第２酸素センサ２８の出力変化があったか否かを判定する（Ｓ４２６）。この出力変化は前記実施の形態１にて述べたごとくである。第２酸素センサ２８に出力変化が生じていなければ（Ｓ４２６で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。以後、ステップＳ４１０で「ＹＥＳ」、ステップＳ４１４で「ＹＥＳ」、ステップＳ４１９で「ＮＯ」と判定されるので、第２酸素センサ２８に出力変化が生じない限り（Ｓ４２６で「ＮＯ」）、タイマーカウントのみが継続される。この期間はＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されているＮＯｘにより、排気中の還元剤が消費されて、第２酸素センサ２８の出力には変化が生じない。
【０１４７】
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に吸蔵されていたＮＯｘが全て還元されると、通常これに対応してリッチスパイクは終了する（図１１：Ｓ３３６で「ＹＥＳ」）。すなわち図１１にてステップＳ３４６が実行されてリッチスパイク開始フラグｅｘｒｉｃｈｓには「ＯＦＦ」が設定される（Ｓ４１０で「ＮＯ」）。しかし計測開始フラグｘαβ＝「ＯＮ」のままであるので（Ｓ４１２で「ＮＯ」）、第２酸素センサ２８の出力変化のチェック（Ｓ４２６）が継続する。
【０１４８】
そしてＮＯｘ吸蔵還元触媒２２において吸蔵されていたＮＯｘが全て還元されたことにより、一時的に第２酸素センサ２８の出力変化が生じると（Ｓ４２６で「ＹＥＳ」）、次にタイマーカウント値からステップＳ４２２にて記憶した検出遅延時間αを減算した値が今回のリッチスパイクにおける検出時間差βとして設定される（Ｓ４２８）。
【０１４９】
そしてこのタイミングで求められている触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅを、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２のＮＯｘ還元終了時の床温ｅｔｅｍｐＢとして設定する（Ｓ４３０）。
【０１５０】
次にリッチスパイクがＭ回（例えばＭ＝８）終了したか否かが判定される（Ｓ４３２）。これはリッチスパイクがＭ回実行される毎に、最新の検出遅延時間α、検出時間差β、還元開始時触媒床温ｅｔｅｍｐＡ及び還元終了時触媒床温ｅｔｅｍｐＢに基づいて前記リッチスパイク実行処理（図１１，１２）のステップＳ３１０にて用いるＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘを更新するためになされる判定である。したがってリッチスパイクがＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘを前回更新した後にＭ回終了していなければ（Ｓ４３２で「ＮＯ」）、計測開始フラグｘαβに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４４２）、α計測終了フラグｘαに「ＯＦＦ」を設定して（Ｓ４４３）、一旦本処理を終了する。
【０１５１】
次の制御周期ではｅｘｒｉｃｈｓ＝「ＯＦＦ」（Ｓ４１０で「ＮＯ」）、ｘαβ＝「ＯＦＦ」であるので（Ｓ４１２で「ＹＥＳ」）、本処理では実質的な処理を行わない状態に戻る。そしてリッチスパイクが実行されると、前述したごとく新たに検出遅延時間αと検出時間差βとを計測し、新たに還元開始時触媒床温ｅｔｅｍｐＡと還元終了時触媒床温ｅｔｅｍｐＢとを設定する。ここでは検出遅延時間α、検出時間差β、還元開始時触媒床温ｅｔｅｍｐＡ及び還元終了時触媒床温ｅｔｅｍｐＢは蓄積するのではなくリッチスパイク毎に更新している。
【０１５２】
このようにしてＭ回分のリッチスパイクが終了すると（Ｓ４３２で「ＹＥＳ」）、次に今回（Ｍ回目）のリッチスパイクにおける還元開始時触媒床温ｅｔｅｍｐＡと還元終了時触媒床温ｅｔｅｍｐＢとに基づいてリッチスパイク中の平均触媒床温ｅｔｅｍｐＣが次式１０に示すごとく算出される（Ｓ４３４）。
【０１５３】
【数１０】
ｅｔｅｍｐＣ  ←  （ｅｔｅｍｐＡ＋ｅｔｅｍｐＢ）／２    …  ［式１０］
すなわち図１６のタイミングチャートに示すごとく平均触媒床温ｅｔｅｍｐＣは、ＮＯｘ還元リッチ期間ｄのほぼ中央でのＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の床温に相当する。
【０１５４】
次に平均触媒床温ｅｔｅｍｐＣが前記図１５の床温領域ｔｍｐ（１）〜ｔｍｐ（７）のいずれかか否かが決定される（Ｓ４３６）。ここで床温領域ｉであったものとする。尚、ｉは床温領域の番号（図１５の例では「１〜７」のいずれか）を表している。
【０１５５】
次に前記図５（Ａ）に示したマップＭｅｋｎｏｘにより、平均検出時間差βａｖｅの代わりに今回のリッチスパイクにより得られた検出時間差βに基づいてＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘが求められる（Ｓ４３８）。そしてこのＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘに基づいて次式１１に示すごとく、床温領域ｉにおけるＮＯｘ吸蔵容量Ｍｎｏｘｍａｘ（ｉ）を算出し、前記図１５に示したＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘの床温領域ｉにおける値（図１５において床温領域ｉの▼印）を更新する。
【０１５６】
【数１１】
Ｍｎｏｘｍａｘ（ｉ）  ←  Ｍｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ（ｉ）  ×  ｅｋｎｏｘ
…  ［式１１］
ここでＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔ（ｉ）は未使用時のＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の床温領域ｉにおけるＮＯｘ吸蔵容量（図１５において床温領域ｉの○印）を示している。
【０１５７】
そして計測開始フラグｘαβに「ＯＦＦ」を設定し（Ｓ４４２）、α計測終了フラグｘαに「ＯＦＦ」を設定して（Ｓ４４３）、一旦本処理を終了する。
このような処理を繰り返すことにより、リッチスパイクをＭ回終了する毎に、直前に終了したリッチスパイクによる検出時間差β、還元開始時触媒床温ｅｔｅｍｐＡ及び還元終了時触媒床温ｅｔｅｍｐＢに基づいてＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘを更新している。
【０１５８】
上述した構成においてＥＣＵ４により行われているＮＯｘ吸蔵量ｅｎｏｘｃｎｔを算出する処理がＮＯｘ吸蔵量検出手段としての処理に、リッチスパイク実行処理（図１１，１２）のステップＳ３１２，Ｓ３１６がリッチスパイク実行決定手段としての処理に、ステップＳ３２０〜Ｓ３４２がリッチスパイク実行手段としての処理に、αβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理（図１３，１４）のステップＳ４２６，Ｓ４２８が触媒劣化度検出手段としての処理に、ステップＳ４２４，Ｓ４３０，Ｓ４３４が触媒床温検出手段としての処理に、ステップＳ３１０，Ｓ４３６〜Ｓ４４０がＮＯｘ吸蔵容量設定手段としての処理に、ステップＳ４１８，Ｓ４２０，Ｓ４２２がスタートキャタリスト還元剤消費量検出手段としての処理に相当する。
【０１５９】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態１の（イ）〜（ニ）及び（ヘ）の効果を生じる。
（ロ）．ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に対するリッチスパイクのほぼ中央当たりの触媒床温（平均触媒床温ｅｔｅｍｐＣ）を求めて（Ｓ４２４，Ｓ４３０，Ｓ４３４）、ＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘにおいて、この平均触媒床温ｅｔｅｍｐＣに対応する床温領域ｉのＮＯｘ吸蔵容量Ｍｎｏｘｍａｘ（ｉ）を、この時のリッチスパイクにて得られた検出時間差βに基づいて更新している（Ｓ４３６〜Ｓ４４０）。このため常に高精度なＮＯｘ吸蔵容量マップを設定でき、触媒床温ｅｔｅｍｐａｖｅに応じたＮＯｘ吸蔵容量ｅｎｏｘｍａｘを高精度に得られる。したがって適切な還元剤量をＮＯｘ吸蔵還元触媒２２に供給することが、より高精度にできるので、燃料の浪費と排気エミッションの悪化とを一層適切に防止することができる。
【０１６０】
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、リッチスパイク実行処理、αａｖｅβａｖｅ計測処理、αβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理は一定時間周期で実行されていたが、一定クランク角周期で実行されるものであっても良い。
【０１６１】
（ｂ）．前記各実施の形態においては、リッチスパイク減少補正値ｄｋをステップＳ１３６，Ｓ３３４（図３，１２）にて算出したが、リッチスパイク減少補正値ｄｋを一定にしても良い。例えば、リッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの初期値を一定とし、かつ「ＮＯｘ還元リッチ期間ｄ−ＮＯｘ還元最大リッチ期間ｂ」の値が常に一定になるようにマップＭｂｄにおける平均検出時間差βａｖｅ（検出時間差β）とＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙとの関係を設定しておくことにより、前記式７により算出されるリッチスパイク減少補正値ｄｋを一定の値にできる。したがってリッチスパイク減少補正値ｄｋの計算（Ｓ１３６，Ｓ３３４）は実行せずに一定の値をリッチスパイク減少補正値ｄｋに設定できる。
【０１６２】
（ｃ）．前記各実施の形態においては、制御周期毎にリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓに対して、予め計算したリッチスパイク減少補正値ｄｋ分の減少を実行したが、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２２の性質によっては、図１７に示すごとく減少初期と減少終期とでリッチスパイク減少補正値ｄｋの値を変更しても良い。
【０１６３】
又、制御周期毎にリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓを減少させるのではなく、図１８に示すごとく複数の制御周期にわたってリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓを一定にして用いることにより段階的にリッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓを減少させても良い。
【０１６４】
（ｄ）．前記実施の形態１のステップＳ１１２，Ｓ１２２では平均検出時間差βａｖｅを用いたが検出時間差βを用いても良い。又、ステップＳ１３０では平均検出遅延時間αａｖｅを用いたが検出遅延時間αを用いても良い。又、前記実施の形態２のステップＳ３２０では検出時間差βを用いたが平均検出時間差βａｖｅを計算して用いても良い。又、ステップＳ３２８では検出遅延時間αを用いたが平均検出遅延時間αａｖｅを算出して用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１としてのエンジン及びＥＣＵの概略構成図。
【図２】実施の形態１のリッチスパイク実行処理のフローチャート。
【図３】実施の形態１のリッチスパイク実行処理のフローチャート。
【図４】未使用時のＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵容量を示すマップＭｎｏｘｍａｘｉｎｉｔの構成説明図。
【図５】ＮＯｘ吸蔵劣化係数ｅｋｎｏｘを求めるためのマップＭｅｋｎｏｘ及びＮＯｘ還元最大リッチ期間割合ｙを求めるためのマップＭｂｄの構成説明図。
【図６】実施の形態１の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図７】ＮＯｘ還元リッチスパイク補正係数積分値Ｓｑを求めるためのマップＭｓｑの構成説明図。
【図８】スタートキャタリスト還元期間ａを求めるためのマップＭａの構成説明図。
【図９】実施の形態１のαａｖｅβａｖｅ計測処理のフローチャート。
【図１０】実施の形態１のαａｖｅβａｖｅ計測処理のフローチャート。
【図１１】実施の形態２のリッチスパイク実行処理のフローチャート。
【図１２】実施の形態２のリッチスパイク実行処理のフローチャート。
【図１３】実施の形態２のαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理のフローチャート。
【図１４】実施の形態２のαβ計測及びＮＯｘ吸蔵容量マップ更新処理のフローチャート。
【図１５】実施の形態２において更新されるＮＯｘ吸蔵容量マップＭｎｏｘｍａｘの一例を示す構成説明図。
【図１６】実施の形態２の処理の一例を示すタイミングチャート。
【図１７】リッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの他の減少パターンを示すタイミングチャート。
【図１８】リッチスパイク補正係数ｅｋｒｉｃｈｓの他の減少パターンを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…ＥＣＵ、６…燃料噴射バルブ、８…点火プラグ、１０…吸気経路、１２…スロットルバルブ、１４…スロットル開度センサ、１６…吸入空気量センサ、１８…排気経路、２０…スタートキャタリスト、２２…ＮＯｘ吸蔵還元触媒、２４…空燃比センサ、２６…第１酸素センサ、２８…第２酸素センサ、３０…アクセルペダル、３２…アクセル開度センサ、３４…エンジン回転数センサ、３６…冷却水温センサ。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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