(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーン雰囲気時にＮＯｘを吸蔵しリッチ雰囲気時にＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
前記内燃機関からのＮＯｘの排出量を取得する排出量算出手段と、
前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵量を取得する吸蔵量算出手段とを備え、
前記排出量取得手段によって算出された前記ＮＯｘの排出量の積算値が所定の第１の排出量となった際に前記吸蔵量算出手段によって算出されたＮＯｘの吸蔵量を第１の吸蔵量とし、
前記排出量取得手段によって算出された前記ＮＯｘの排出量の積算値が所定の第２の排出量となった際に前記吸蔵量算出手段によって算出されたＮＯｘの吸蔵量を第２の吸蔵量とし、
前記第２の排出量は前記第１の排出量よりも大きいとし、
前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が所定の閾値よりも小さいことを判別する判別手段と、
その判別手段によって前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が前記閾値よりも小さいことが判別された際に前記ＮＯｘ触媒を再生する再生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】
前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が、前記閾値よりも大きい第２閾値よりも大きいことを判別する第２判別手段と、
前記第２判別手段によって前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が前記第２閾値よりも大きいことが判別された際にＮＯｘ触媒の還元処理の間の間隔を広げる調節手段とを備えた請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの量と前記ＮＯｘの排出量の積算量との比を浄化率として、
前記ＮＯｘの排出量の積算値が前記第１の排出量となった時点での前記浄化率が所定の目標浄化率となるように前記第１の排出量は設定され、
前記ＮＯｘの排出量の積算値が前記第２の排出量となる時点までの平均の前記浄化率が前記所定の目標浄化率となるように前記第２の排出量は設定された請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディーゼルエンジンやリーンバーンガソリンエンジンのように理論空燃比よりも高い空燃比のリーン燃焼を行う内燃機関においては、通常の三元触媒が使用できないために、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化のために吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ触媒、Ｌｅａｎ  ＮＯｘ  Ｔｒａｐ、ＬＮＴ）が用いられることが多い。
【０００３】
ＬＮＴでは、リーン雰囲気において吸蔵剤にＮＯｘが吸蔵される。そして理論空燃比よりも燃料過剰なリッチ雰囲気に切り替えることにより、吸蔵されたＮＯｘを還元して排出するリッチパージと呼ばれる操作を行って排気を浄化する。リッチパージにおいては、空燃比がリッチ雰囲気であり、かつ所定の温度条件（例えば触媒が機能するために摂氏３００度以上。以下では温度は全て摂氏を用いる。）が満たされることにより、吸蔵されたＮＯｘが無害な窒素に還元される。
【０００４】
ＬＮＴの使用では、硫黄成分による被毒の問題（硫黄被毒あるいはＳ被毒）と熱による劣化（熱劣化）に対する対策が必要である。硫黄被毒とは、触媒（あるいは吸蔵剤）が燃料中の硫黄と結合してしまうことであり、その結果、触媒が排気浄化のための機能を果たせなくなる現象のことで、特定の条件下でＳ被毒前の状態に戻すことが可能である。一方、熱劣化とは、触媒が所定の温度以上（例えば７００度以上）にさらされることにより、白金などの触媒が周囲の触媒と結合することにより、表面積が減少することであり、その結果、触媒が排気浄化のための機能を果たせなくなる現象のことで、熱劣化前の状態に戻すことはできない。以下ではＬＮＴの劣化とはＳ被毒と熱劣化の両方を指すとする。
【０００５】
硫黄被毒（Ｓ被毒）から触媒を再生する（Ｓ被毒再生あるいはＳ再生）ためには、リッチ雰囲気とし、かつ所定の温度条件（例えば６５０度以上）を満たす必要がある。この目的のために、例えばメイン噴射のあとにポスト噴射を行う、あるいは排気管へ燃料添加弁から燃料を添加する等の方策がとられる。ＮＯｘ触媒においてＳ被毒が進行したとみなされる毎に、通常こうしたＳ再生を行って、触媒の機能を維持し続ける。
【０００６】
触媒のＳ被毒が進行しているにも関わらずＳ再生を行わないと、ＬＮＴのＮＯｘ浄化機能が低減してしまう。逆に不必要な頻度で頻繁にＳ再生を行うと、Ｓ再生には燃料を用いるので、燃費の悪化を招いてしまう。また、触媒の熱劣化の場合は、触媒の機能を回復できないので、ＮＯｘ浄化機能が低下していることを警告しなければならない。したがってＬＮＴの劣化度を検出して、適切な時期にＳ再生を行ったり，Ｓ被毒と熱劣化の判別を行わなければならない。
【０００７】
例えば下記特許文献１では、ＬＮＴにおいて吸蔵されたＮＯｘの還元を開始してから終了するまでの時間からＬＮＴに吸蔵されていたＮＯｘの量を推定する技術が開示されている。そしてＮＯｘ還元のためにかかった時間が短いほどＮＯｘの吸蔵量が小さいので、ＬＮＴの劣化が進行したと判断している。特許文献１では、ＮＯｘ還元反応の終了をＬＮＴから排出される排気ガスがリーンからリッチへかわることによって検出している。
【０００８】
【特許文献１】特許第２６９２３８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしＮＯｘの吸蔵量は、エンジンから排出されるＮＯｘの量の影響をうける。一般にエンジンからのＮＯｘ排出量は、エンジンなどの個々の装置ごとの特性や、制御系の遅れなどの要因から狙いどおりの値とはならない場合がある。上記特許文献１の手法は、エンジンからのＮＯｘ排出量が予め設定された値である状況下で有効な手法である。
【００１０】
エンジンからのＮＯｘ排出量が小さければＬＮＴが劣化していなくてもＮＯｘの吸蔵量は少なくなるので、特許文献１の手法ではＬＮＴが劣化していると誤判定されてしまう。また逆にＬＮＴが劣化していてもエンジンからのＮＯｘ排出量が大きければＬＮＴのＮＯｘ吸蔵量も大きくなるので、特許文献１の手法ではＬＮＴは劣化していないと誤判定されてしまう。
【００１１】
したがってエンジンからのＮＯｘ排出量の影響をうけて誤判定することがないＬＮＴの劣化度判定方法が必要となる。しかしそうした判定方法は従来技術では提案されていない。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、内燃機関からのＮＯｘの排出量の増減の影響を受けることなく、ＮＯｘ触媒の劣化度を検出できる内燃機関の排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、リーン雰囲気時にＮＯｘを吸蔵しリッチ雰囲気時にＮＯｘを還元するＮＯｘ触媒を排気通路に備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記内燃機関からのＮＯｘの排出量を取得する排出量算出手段と、前記ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘの吸蔵量を取得する吸蔵量算出手段とを備え、前記排出量取得手段によって算出された前記ＮＯｘの排出量の積算値が所定の第１の排出量となった際に前記吸蔵量算出手段によって算出されたＮＯｘの吸蔵量を第１の吸蔵量とし、前記排出量取得手段によって算出された前記ＮＯｘの排出量の積算値が所定の第２の排出量となった際に前記吸蔵量算出手段によって算出されたＮＯｘの吸蔵量を第２の吸蔵量とし、前記第２の排出量は前記第１の排出量よりも大きいとし、前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が所定の閾値よりも小さいことを判別する判別手段と、その判別手段によって前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が前記閾値よりも小さいことが判別された際に前記ＮＯｘ触媒を再生する再生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
これにより本発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関からの異なる２つのＮＯｘの排出量積算値に対する２つのＮＯｘ吸蔵量の差が所定の閾値よりも小さいときにＮＯｘ触媒を再生する。したがって従来技術のようにＮＯｘ排出量の大小による誤判定を起こすことなく精度よくＮＯｘ触媒の劣化度が検出できて、ＮＯｘ触媒の再生が行える。よってＮＯｘ触媒の劣化度が精度よく検出できることにより、適切なタイミングで触媒の再生処理が行えるので、触媒の性能を高く維持でき、かつ不必要に頻繁な再生によって燃費が悪化することも回避できる。
【００１５】
また前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が、前記閾値よりも大きい第２閾値よりも大きいことを判別する第２判別手段と、前記第２判別手段によって前記第２の吸蔵量と前記第１の吸蔵量との差が前記第２閾値よりも大きいことが判別された際にＮＯｘ触媒の還元処理の間の間隔を広げる調節手段とを備えたとしてもよい。
【００１６】
これにより、内燃機関からの異なる２つのＮＯｘの排出量積算値に対するＮＯｘ吸蔵量の差が所定の第２閾値よりも大きいときには、ＮＯｘ触媒の還元処理の間隔を広げる。したがってＮＯｘ吸蔵量の差が所定の第２閾値よりも大きいことによってＮＯｘ触媒の劣化度が小さいことを精度よく検出して、劣化度が小さい場合にはＮＯｘ触媒の還元処理の間隔を広げて、還元処理による燃費の悪化を抑制できる。よって上記効果とあいまって、適切なタイミングで触媒の再生処理を行って触媒の性能を高く維持し、かつ不必要に頻繁な再生によって燃費が悪化することを回避するとともに、不必要に頻繁なＮＯｘ還元によって燃費が悪化することも回避できる。
【００１７】
また前記ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘの量と前記ＮＯｘの排出量の積算量との比を浄化率として、前記ＮＯｘの排出量の積算値が前記第１の排出量となった時点での前記浄化率が所定の目標浄化率となるように前記第１の排出量は設定され、前記ＮＯｘの排出量の積算値が前記第２の排出量となる時点までの平均の前記浄化率が前記所定の目標浄化率となるように前記第２の排出量は設定されたとしてもよい。
【００１８】
これにより、ＮＯｘの排出量の積算値が第１の排出量となった時点での浄化率が所定の目標浄化率となるので、その時点までの平均浄化率が目標浄化率以上とできる。さらにＮＯｘの排出量の積算値が前記第２の排出量となる時点までの平均の前記浄化率が前記所定の目標浄化率となるので、第１及び第２の排出量になるまでの平均浄化率を目標浄化率以上とできる。したがってＮＯｘ触媒の劣化度を精度よく検出して、適切なタイミングでの触媒再生やＮＯｘ還元処理の間隔を設定するとともに、目標浄化率以上のＮＯｘ浄化率も達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下で本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置１の装置構成の概略図である。図１における排気浄化装置１は、４気筒のディーゼルエンジン２（以下では単にエンジンと称する）に対して構成されている。図１の内燃機関及び排気浄化装置１は主に、エンジン２、吸気管３、排気管４、排気還流管５（ＥＧＲ管）、電子制御装置７（ＥＣＵ）からなる。
【００２０】
エンジン２への空気（新気、吸気）は吸気管３をとおって供給される。吸気管３には吸気スロットル３１が配置されている。吸気スロットル３１の開度が調節されることによってエンジン２に供給される吸気量が増減する。
【００２１】
エンジン２にはインジェクタ２１、エンジン回転数センサ２２が装備されている。インジェクタ２１からの噴射によってシリンダ内に燃料が供給される。エンジン回転数センサ２２によってエンジン２の（単位時間あたりの）回転数が計測される。エンジン回転数センサ２２は、例えばエンジン２から連結されたクランクの回転角度を計測するクランク角センサとすればよい。そしてクランク角センサの検出値がＥＣＵ７へ送られてエンジンの回転数が算出されるとすればよい。
【００２２】
ＥＧＲ管５は、排気管５から吸気管３への排気還流（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、ＥＧＲ）をおこなう。ＥＧＲ管５にはＥＧＲバルブ５１が装備されている。例えばリッチパージ時には、ＥＧＲバルブ５１を開き、吸気スロットル３１を絞って新気量を減らすことなどが行われる。またＥＧＲバルブ５１を開いて排ガスを還流することでエンジン内の燃焼温度を低下させて、エンジン２からのＮＯｘの排出量を減少させることもできる。
【００２３】
エンジン２からの排気ガスは排気管４へ排出される。排気管４上には、ＬＮＴ６（ＮＯｘ触媒）が装備されている。ＬＮＴ６は例えばセラミック製の基材上に担体の層が形成されて、担体上に吸蔵剤と触媒とが担持された構造であるとすればよい。担体としては例えばガンマアルミナを用いれば表面の凹凸による大きな表面積によって多くの吸蔵剤、触媒が担持できて好適である。また吸蔵剤としては例えばバリウム、リチウム、カリウムなど、触媒としては例えば白金などを用いればよい。
【００２４】
ＬＮＴ６においては、理論空燃比よりも燃料が希薄な（通常、Ａ／Ｆ値（空燃比値）は１７以上）リーン雰囲気時に排気中のＮＯｘが吸蔵剤に吸蔵される。そして理論空燃比よりも燃料が過剰な（通常、Ａ／Ｆ値は１４．５以下）リッチ雰囲気に空燃比が調節され、上述のように所定の温度条件が満たされると、吸蔵剤に吸蔵されていたＮＯｘが、燃料中の成分から生成された還元剤によって還元されて無害な窒素となって排出される。リッチ雰囲気を形成するためには例えば、インジェクタ２１からメイン噴射後に燃料を短いインターバルで噴射するリッチ燃焼や、長いインターバルで噴射するポスト噴射などの手法が用いられる。
【００２５】
ＬＮＴ６の入口側と出口側とにはＡ／Ｆセンサ６１、６２が配置されている。Ａ／Ｆセンサ６１、６２によって空燃比が計測される。またアクセル開度センサ８１が配置されて、運転者によるアクセルの踏み込みの情報が計測される。
【００２６】
上で述べたエンジン回転数センサ２２、Ａ／Ｆセンサ６１、６２、アクセル開度センサ８１の計測値はＥＣＵ７へ送られる。またＥＣＵ７によりインジェクタ２１によるエンジン２への燃料噴射のタイミングや噴射量、吸気スロットル３１とＥＧＲバルブ５１との開度が調節される。ＥＣＵ７は各種演算をおこなうＣＰＵや各種情報の記憶を行うメモリ７１を有する構造とすればよい。
【００２７】
本実施形態では、以上の装置構成のもとで、ＬＮＴ６における触媒の劣化度を判定する。そしてＬＮＴ６の触媒の劣化が進行していると判定された場合にはＳ再生を実行し、ＬＮＴが劣化していないと判定された場合にはＮＯｘ還元処理間の間隔を長くする操作をおこなう。そうした処理の手順が図２に示されている。図２の処理がＥＣＵ７によって順次実行されるとすればよい。
【００２８】
まず手順Ｓ１０でエンジン２からのＮＯｘの排出量を積算する。この処理のために例えば、エンジン回転数と負荷とを座標軸とする運転状態を示す平面を複数の領域に区画し、各々の領域におけるエンジン２からの単位時間当たりのＮＯｘ排出量をメモリ７１に記憶しておけばよい。そしてＳ１０では運転状態の推移に従って、対応する領域のＮＯｘ排出量を積算していく処理をおこなえばよい。ここでエンジン回転数はエンジン回転数センサ２２によって計測すればよい。また負荷はアクセル開度センサ８１の計測値とすればよい。また負荷ではなく、エンジン２における燃料の噴射量としてもよい。その場合、燃料の噴射量の値はＥＣＵ７による指令値を用いればよい。
【００２９】
次にＳ２０では、Ｓ１０で求められたＮＯｘ排出量の積算値が第１の排出量より大きいかどうかが判断される。ここで第１の排出量の値は予め定めておけばよい。ＮＯｘ排出量の積算値が第１の排出量より大きい場合は（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０へ進む。ＮＯｘ排出量の積算値が第１の排出量以下の場合は（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ１０へ戻り、積算値が第１の排出量を超えるまで上記手順を繰り返す。
【００３０】
Ｓ３０ではＬＮＴ６に吸蔵されたＮＯｘの還元処理（リッチパージ）を実行する。この手順では上述のとおり、通常のリーン雰囲気がリッチ雰囲気に切り替えられ、所定の温度条件を達成することによって、ＬＮＴ６に吸蔵されていたＮＯｘが還元されて排出される。
【００３１】
Ｓ３０でのＮＯｘ還元処理が終了したら、次にＳ４０で、ＮＯｘ還元のためにかかった時間からＬＮＴ６に吸蔵されていたＮＯｘの量を推定する。推定方法を説明する。一般にＮＯｘの還元を実行するために空燃比をリッチにすると、上流側のＡ／Ｆセンサ６１の計測値はただちにリッチとなるが、下流側のＡ／Ｆセンサ６２の計測値はＮＯｘの還元中はほぼ理論空燃比が維持され、ＮＯｘ還元終了後にリッチとなる。
【００３２】
したがってＮＯｘ還元のためにかかった時間は、上流側のＡ／Ｆセンサ６１の計測値がリッチとなってから下流側のＡ／Ｆセンサ６２がリッチとなるまでの時間となる。そしてＮＯｘの吸蔵量が少ないほど早くＮＯｘ還元処理が終了する性質があるので、ＮＯｘ還元のためにかかった時間からＮＯｘ吸蔵量が推定できる。手順Ｓ３０のためにＮＯｘ還元のためにかかった時間とＬＮＴ６に吸蔵されていたＮＯｘの量（ＮＯｘ吸蔵量）との間の関係を予め求めておいてメモリ７１に記憶しておき、これを用いればよい。上記関係としては例えば、ＮＯｘ還元のためにかかった時間にあらかじめ定めておいた係数を乗じた数値をＬＮＴ６におけるＮＯｘ吸蔵量としてもよい。
【００３３】
またＳ３０では、ＮＯｘ還元のためにかかった時間ではなく、横軸を時間、縦軸を空燃比としたときの上流側のＡ／Ｆセンサ６１の計測値のプロットと下流側のＡ／Ｆセンサ６２の計測値のプロットとの間の面積を用いてもよい。そして手順Ｓ３０のために、同面積とＬＮＴ６のＮＯｘ吸蔵量との間の関係を予め求めておいてメモリ７１に記憶しておき、これを用いればよい。上記関係としては例えば、上記面積値にあらかじめ定めておいた係数を乗じた数値をＬＮＴ６におけるＮＯｘ吸蔵量としてもよい。
【００３４】
さらに上で述べたような時間あるいは面積からＮＯｘ吸蔵量への関係において、排気ガス流量を上記時間あるいは面積に乗算してもよい。その理由は、排気ガス流量が多いほど一般に排気ガス中の還元剤も多いので、より多くの還元反応が行われたと考えられるからである。これにより排気ガス流量の大きさも考慮して、より精度よくＮＯｘ吸蔵量が算出できる。排気ガス流量は例えば吸気管３にエアフロメータを設置して、これにより計測された吸気量を排気量とみなしてもよい。
【００３５】
なお下流側のＡ／Ｆセンサ６２を、酸素濃度を計測するＯ２センサに置き換えてもよい。Ｏ２センサの場合、Ａ／Ｆセンサよりもオンオフ値に近いかたちでリッチかリーンかの情報が得られる特徴があるので、より明確にＬＮＴ６の出口側がリッチになったか否か、つまりＮＯｘの還元が終了したか否かが検知できる。
【００３６】
次に手順Ｓ５０からＳ８０で、上記Ｓ１０からＳ４０までと同じ手順を繰り返す。ただし第１の排出量を、より大きな値である第２の排出量に置き換える。
【００３７】
上記のとおり本実施形態では、リッチパージを実行するタイミングを、エンジン２からのＮＯｘ排出量の積算値が所定の値となる（あるいは、それを超える）ことによって決定している。上で述べた第１及び第２の排出量は、ＬＮＴ６の劣化度を判定するために独自に設定された排出量としてもよい。あるいは第１及び第２の排出量のうちのどちらかは、通常用いているリッチパージを実行するタイミングを決定する排出量としてもよい。
【００３８】
次にＳ９０で吸蔵量の差分値を算出する。ここで吸蔵量の差分値とは、Ｓ８０で求められたＮＯｘ吸蔵量とＳ４０で求められたＮＯｘ吸蔵量との差の値である。次にＳ１００で、基準吸蔵量差分値を算出する。ここで基準吸蔵量差分値とは、予め基準として定めておいたＬＮＴ６の劣化度とエンジン２からのＮＯｘ排出量に設定された状況下において、ＮＯｘ排出量積算値が第２の排出量のときのＬＮＴ６におけるＮＯｘ吸蔵量とＮＯｘ排出量積算値が第１の排出量のときのＬＮＴ６におけるＮＯｘ吸蔵量との差の値である。なおこの基準吸蔵量差分値は予め算出してメモリ７１に記憶しておき、Ｓ１００ではそれを呼び出すのみとしてもよい。
【００３９】
次にＳ１１０で第１閾値、第２閾値を算出する。以下で示されるように、第１閾値は、その値よりも吸蔵量差分値が小さければＬＮＴ６の劣化度が高く、Ｓ再生が必要と判断される閾値である。その目的のために第１閾値は、Ｓ１００で求めた基準吸蔵量差分値よりも所定値分小さい値に設定すればよい。
【００４０】
また第２閾値は、その値よりも吸蔵量差分値が大きければＬＮＴ６の劣化度が低いので、リッチパージ間の間隔を広げる処理を行う閾値である。その目的のために第２閾値は、Ｓ１００で求めた基準吸蔵量差分値よりも所定値分大きい値に設定すればよい。第１閾値を設定するための上記所定値は第２閾値を設定するための上記所定値と異なる値としてもよい。
【００４１】
次にＳ１２０及びＳ１３０ではＳ９０で求めた吸蔵量差分値と、Ｓ１１０で設定された第１閾値、第２閾値との大小関係が判断される。図２のとおり、吸蔵量差分値が第１閾値よりも小さければ（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ＬＮＴ６の劣化度が大きいと判断されるので、Ｓ１４０へ進んでＳ被毒再生が実行される。また吸蔵量差分値が第１閾値以上で（Ｓ１２０：ＮＯ）、第２閾値以下（Ｓ１３０：ＮＯ）ならば、劣化度が中程度であると判断されて、この一連の処理を終了する。
【００４２】
また吸蔵量差分値が第２閾値よりも大きい（Ｓ１２０：ＮＯかつＳ１３０：ＹＥＳ）ならば、ＬＮＴ６の劣化度が低いと判断して、Ｓ１５０へ進んでＮＯｘ還元処理の間の間隔を広げる操作をおこなう。ここでのＮＯｘ還元処理の間の間隔を広げる操作とは例えば、ＮＯｘの還元処理を実行するタイミングを決定するＮＯｘ排出量積算値を増加させることとすればよい。
【００４３】
以下で上記Ｓ１２０からＳ１５０の処理の効果を図３を用いて説明する。図３には横軸を時間、縦軸をＮＯｘ吸蔵量としたときの３つの応答例が示されている。図３の原点はＬＮＴ６が新品の時、あるいはリッチパージが実行されてＮＯｘ吸蔵量がゼロとなった状態に対応している。図３の応答１００、１０１、１０２は、エンジン２が運転してＮＯｘを排出し続けることによってＬＮＴ６におけるＮＯｘ吸蔵量が増加する様子を示している。
【００４４】
応答１００は基準となる特性であり、ＬＮＴ６の劣化度が中程度で、かつエンジン２からのＮＯｘ排出量も中程度の場合の応答である。応答１０１はＬＮＴ６の劣化度が小さく、かつエンジン２からのＮＯｘ排出量も小さい場合の応答である。応答１０２はＬＮＴ６の劣化度が大きく、かつエンジン２からのＮＯｘ排出量も大きい場合の応答である。
【００４５】
劣化度の大きい場合ほど、つまり応答１０１、応答１００、応答１０２の順で、早い時間でＮＯｘ吸蔵量が飽和状態に近づき、応答曲線が水平に近くなる。この理由は図４によって説明される。図４には横軸にＮＯｘ吸蔵量、縦軸にＮＯｘ浄化率をとった場合のＬＮＴ６の吸蔵特性が示されている。ＮＯｘ吸蔵量が少ないうちは高いＮＯｘ浄化率を維持するが、ＮＯｘ吸蔵量が増加することによって吸蔵性能が低減していき、あるところからＮＯｘ浄化率が低下していく。こうした吸蔵性能の低減は、図４のとおり、ＬＮＴ６の劣化が進行するほど、少ないＮＯｘ吸蔵量からあらわれる。したがってＬＮＴ６の劣化度が大きいほど、ＮＯｘ吸蔵量ははやい段階で頭打ちとなる。
【００４６】
一般にエンジン２からのＮＯｘ排出量が同じならば、ＬＮＴ６の劣化度が大きいほど、ＮＯｘ吸蔵量が小さい。しかしＮＯｘ排出量が大きければ、例えＬＮＴ６の劣化度が大きくても、ＮＯｘ吸蔵量は大きくなる場合がある。上述のとおり、図３の応答１００、１０１、１０２においては、応答１０１，１００，１０２の順でＮＯｘ排出量が大きい。その結果、図３では初期の時間帯では、劣化度から想像されるのとは逆に、劣化度の大きい応答１０２、１００、１０１の順でＮＯｘ吸蔵量が大きくなっている。以上が図３のような応答曲線が得られる理由である。
【００４７】
点２００、２０１、２０２はＮＯｘ排出量の積算値が第１の排出量に達した時点を示している。図３のように点２００、２０１、２０２におけるＮＯｘ排出量はそれぞれＡ０、Ａ１、Ａ２である。図２における手順Ｓ４０ではＡ０、Ａ１、Ａ２が算出される。また点２０３、２０４、２０５はＮＯｘ排出量の積算値が第２の排出量に達した時点を示している。図３のように点２０３、２０４、２０５におけるＮＯｘ排出量はそれぞれＢ０、Ｂ１、Ｂ２である。図２における手順Ｓ８０ではＢ０、Ｂ１、Ｂ２が算出される。
【００４８】
図３のΔ０、Δ１、Δ２が、図２のＳ９０で算出される吸蔵量差分値である。図３のとおり、Δ０、Δ１、Δ２はそれぞれＢ０−Ａ０、Ｂ１−Ａ１、Ｂ２−Ａ２の値である。Δ０をＳ１００で求める（あるいは呼び出す）基準吸蔵量差分値としてもよい。
【００４９】
上述のとおり、点２００、２０１、２０２を比較すると、ＮＯｘ排出量の影響で、ＬＮＴ６の劣化度の大きい点２０２、２００、２０１の順でＮＯｘ吸蔵量が大きい。従来技術においては、ＮＯｘ吸蔵量が少ないほどＬＮＴ６が劣化していると判定していた。したがって例えば点２００、２０１、２０２のみを見て劣化度を判定する場合には、Ａ１、Ａ０、Ａ２の順でＮＯｘ吸蔵量が少ないので、応答１０１、１００、１０２の順でＬＮＴ６の劣化度が高いと誤判定してしまう。
【００５０】
しかし本発明では上のように吸蔵量差分値Δ０、Δ１、Δ２を算出し、図２のＳ１２０でこれが小さいほどＬＮＴ６の劣化度が大きいと判定する。図３ではΔ２、Δ０、Δ１の順で小さい値となっている。これは上で説明したように劣化度が大きいほど早い時間でＮＯｘ吸蔵量が飽和に近づくからである。したがってＬＮＴ６の劣化度が大きい応答１０２、１００、１０１の順に、吸蔵量差分値もΔ２、Δ０、Δ１の順で小さくなっている。したがって吸蔵量差分値の小ささからＬＮＴ６の劣化度が正確に検出できる。これが本発明の手法によってＬＮＴ６の劣化度が正確に検出できる理由である。
【００５１】
図２のＳ１４０では、吸蔵量差分値がある第１閾値よりも小さいのでＬＮＴ６の劣化度が大きいと判断して、Ｓ被毒再生を実行する。そしてＳ１５０では、吸蔵量差分値がある第２閾値よりも大きいのでＬＮＴ６の劣化度が小さいと判断する。ＬＮＴ６の劣化度が小さい場合には、より多くのＮＯｘが吸蔵できるので、１回のＮＯｘ吸蔵時間を長くする、あるいは、ＮＯｘ還元処理の間隔を広げる処理を行う。これによりリッチパージの実行による燃費の悪化を抑制できる。以上がＳ１２０からＳ１５０の処理の効果である。
【００５２】
第１の排出量および第２の排出量とを以下の様に目標浄化率から決定してもよい。ここで浄化率（あるいはＮＯｘ浄化率）とは、ＬＮＴ６へのＮＯｘ吸蔵量とエンジンからのＮＯｘ排出量との比である。そして目標浄化率とは排気浄化のために必要とされる浄化率である。第１の排出量は例えば、ＮＯｘ排出量の積算値が前記第１の排出量となった時点での浄化率が所定の目標浄化率となるように決定する。また第２の排出量は例えば、ＮＯｘ排出量の積算値が第２の排出量となった時点までの平均の浄化率が所定の目標浄化率となるように決定する。
【００５３】
その場合の算出方法は、例えば基準特性（図３の応答１００）におけるＮＯｘ排出量積算値とＮＯｘ浄化率との関数関係を求めておく。その関数関係において、ＮＯｘ浄化率が所定の目標浄化率である点におけるＮＯｘ排出量積算値が第１の排出量である。また、同じ関数関係において、ある点から原点までにおけるＮＯｘ浄化率の平均値が所定の目標浄化率であるとき、その点のＮＯｘ排出量積算値が第２の排出量である。
【００５４】
このとき図４などから明らかに、第１の排出量に至るまでのすべての時点での浄化率は目標浄化率よりも高くなる。したがって第１の排出量に至るまでの平均浄化率は目標浄化率よりも高くなる。また上記算出方法では、第２の排出量が第１の排出量よりも常に大きくなる。以上のように目標浄化率を用いて第１、第２の排出量を決定することによって、第１、第２の排出量に至るまでの浄化率を目標浄化率以上にすることができる。以上が本発明の実施形態である。
【００５５】
上記実施形態においてＳ１０、Ｓ５０の手順が排出量算出手段を構成する。Ｓ４０、Ｓ８０の手順が吸蔵量算出手段を構成する。Ａ０またはＡ１またはＡ２の値が第１の吸蔵量を構成する。Ｂ０またはＢ１またはＢ２の値が第２の吸蔵量を構成する。Ｓ１２０の手順が判断手段を構成する。第１閾値が閾値として機能する。Ｓ１４０の手順が再生手段を構成する。Ｓ１３０の手順が第２判別手段を構成する。Ｓ１５０の手順が調節手段を構成する。また上の実施形態で内燃機関はディーゼルエンジンでなく、リ−ンバーンガソリンエンジン等、リーン燃焼を行う他のエンジンでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例としての内燃機関及びその排気浄化装置の概要図。
【図２】触媒劣化度判定処理のフローチャート。
【図３】ＮＯｘ吸蔵量の時間応答を示す図。
【図４】ＮＯｘ浄化率とＮＯｘ吸蔵量との関係を示す図。
【符号の説明】
【００５７】
１  排気浄化装置
２  ディーゼルエンジン（内燃機関）
３  吸気管
４  排気管（排気通路）
５  ＥＧＲ管
６  ＮＯｘ触媒（ＬＮＴ）
７  ＥＣＵ
２２  エンジン回転数センサ
３１  吸気スロットル
５１  ＥＧＲバルブ
６１、６２  Ａ／Ｆセンサ
８１  アクセル開度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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