(57)【要約】    【課題】  ＮＯｘトラップ触媒のリッチスパイク条件をより的確なものとする。    【解決手段】  ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときであっても、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、リッチスパイクを禁止する。また、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、運転条件を変更して、排気中のＮＯｘ濃度を低下させてから（又は、排気温度を低下させて、ＮＯｘトラップ触媒の温度を低下させてから）、リッチスパイクを実施する。【選択図】  図７
2009036153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着し、吸着したＮＯｘを排気空燃比がリッチのときに脱離還元するＮＯｘトラップ触媒を備え、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、排気空燃比をリッチ化してＮＯｘトラップ触媒に吸着されているＮＯｘを脱離浄化する内燃機関の排気浄化装置において、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度を検出する手段と、機関から排出されてＮＯｘトラップ触媒に流入する排気中のＮＯｘ濃度を検出する手段とを備え、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときであっても、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、排気空燃比のリッチ化を禁止することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
排気通路に、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着し、吸着したＮＯｘを排気空燃比がリッチのときに脱離還元するＮＯｘトラップ触媒を備え、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、排気空燃比をリッチ化してＮＯｘトラップ触媒に吸着されているＮＯｘを脱離浄化する内燃機関の排気浄化装置において、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度を検出する手段と、機関から排出されてＮＯｘトラップ触媒に流入する排気中のＮＯｘ濃度を検出する手段とを備え、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、排気中のＮＯｘ濃度を低下させてから、排気空燃比をリッチ化することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
内燃機関及びモータの出力で走行するハイブリッド車両において、機関の運転条件を低負荷側に変更し、不足する出力分をモータにより補うことにより、排気中のＮＯｘ濃度を低下させることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
排気通路に、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着し、吸着したＮＯｘを排気空燃比がリッチのときに脱離還元するＮＯｘトラップ触媒を備え、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、排気空燃比をリッチ化してＮＯｘトラップ触媒に吸着されているＮＯｘを脱離浄化する内燃機関の排気浄化装置において、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度を検出する手段と、機関から排出されてＮＯｘトラップ触媒に流入する排気中のＮＯｘ濃度を検出する手段とを備え、
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、ＮＯｘトラップ触媒の温度を低下させてから、排気空燃比をリッチ化することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関及びモータの出力で走行するハイブリッド車両において、機関の運転条件を低負荷側に変更し、不足する出力分をモータにより補うことにより、排気温度を低下させて、ＮＯｘトラップ触媒の温度を低下させることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記ＮＯｘトラップ触媒の直前に三元触媒を配置することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度を検出する手段は、少なくとも、ＮＯｘトラップ触媒の温度と、ＮＯｘトラップ触媒に流入するガス流量とに基づいて、ＮＯｘ吸着速度を推定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気中のＮＯｘ濃度を検出する手段は、機関の運転条件に基づいて、ＮＯｘ濃度を推定することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つ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、ＮＯｘトラップ触媒を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特にディーゼル機関など、リーン運転を行う内燃機関では、排気通路にＮＯｘトラップ触媒を設け、排気空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘを吸着して、大気への放出を防止している。そして、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、排気空燃比をリッチ化（いわゆるリッチスパイク）することにより、ＮＯｘトラップ触媒に吸着されていたＮＯｘを脱離浄化している（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１６９９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来、ＮＯｘトラップ触媒に吸着したＮＯｘを、活性温度条件においてリッチスパイクで脱離浄化するには、ＳＶ（ガス流量）が低い条件で効率良く浄化できると考えていた。
【０００４】
それは、低ＳＶにおいて、還元剤であるＨＣ、ＣＯの接触確率が増加するので、脱離ＮＯｘの浄化に対して還元剤を有効に利用できると考えていたからである。
【０００５】
ところが、低ＳＶであれば必ずしも高いＮＯｘ浄化率を得られるとは限らないことがわかった。
【０００６】
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度（吸着効率）が同じ条件において、排気中のＮＯｘ濃度が高いときには、低ＳＶでもリッチスパイク中のＮＯｘ浄化率が非常に悪いことがわかった。
【０００７】
一方、低ＮＯｘ濃度のときは、高ＳＶでもリッチスパイク中のＮＯｘ浄化率は高い。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、リッチスパイクの実施条件をより的確なものとして、大気中へのＮＯｘの放出をより確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明では、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときであっても、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、排気空燃比のリッチ化を禁止する（第１の発明）。
【００１０】
また、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、排気中のＮＯｘ濃度を低下させてから、排気空燃比をリッチ化する（第２の発明）。
【００１１】
また、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、ＮＯｘトラップ触媒の温度を低下させてから、排気空燃比をリッチ化する（第３の発明）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高い場合は、ＮＯｘトラップ触媒が大量のＮＯｘを吸着できる状態になっており、その一方、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、リッチスパイクでの還元剤を有効に利用できないので、これらの場合は、リッチスパイクを禁止して、ＮＯｘトラップ触媒への吸着を続けることで、ＮＯｘの排出を防ぐことができる。
【００１３】
第２の発明によれば、機関から排出されるＮＯｘ濃度を減らすことにより、還元反応側にリッチスパイクでの還元剤を有効に利用することができ、ＮＯｘの排出を防ぐことができる。
【００１４】
第３の発明によれば、触媒温度を低下させて、酸化反応と還元反応との平衡バランスを還元反応側にシフトすることにより、リッチスパイクでの還元剤を有効に利用することができ、ＮＯｘの排出を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態として、排気浄化装置付きの内燃機関（ディーゼル機関）が搭載されるハイブリッド車両のシステム構成を示している。
【００１７】
このハイブリッド車両では、ディーゼル機関１の出力が、電磁クラッチ付きの無段変速機（ＣＶＴ）３１、車両駆動用モータと発電用ジェネレータとを兼ねるモータジェネレータ（ＭＧ）３２、ディファレンシャルギヤ３３を介して、駆動輪３４ａ、３４ｂに伝達されるようになっており、ディーゼル機関１及び／又はモータジェネレータ３２の出力で走行する。
【００１８】
ディーゼル機関１について説明すると、吸気通路２には過給機（ターボチャージャ）３の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ４で冷却され、吸気絞り弁５を通過した後、吸気コレクタ６を経て、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置により、すなわち、高圧燃料ポンプ７により高圧化されてコモンレール８に送られ、各気筒の燃料噴射弁９から燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼し、排気は排気通路１０へ流出する。
【００１９】
排気通路１０には過給機３の排気タービンが備えられ、排気タービンの直下には、排気浄化のため、フロント触媒として、酸化触媒１１が設けられている。
【００２０】
更に、下流（床下位置）には、リア触媒として、前段に三元触媒１２、後段にＮＯｘトラップ触媒１３が設けられている。ＮＯｘトラップ触媒１３は、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、流入する排気の空燃比がリッチのときにトラップしたＮＯｘを脱離浄化する。
【００２１】
ＮＯｘトラップ触媒１３の下流には、排気中の微粒子（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）１４が設けられている。その下流にはマフラー１５が設けられている。
【００２２】
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０には、機関１の制御のため、機関回転数Ｎｅ検出用の回転数センサ２１、アクセル開度ＡＰＯ検出用のアクセル開度センサ２２、吸入空気量Ｑａ検出用のエアフローメータ２３などから信号が入力されている。
【００２３】
また、排気浄化制御のための、ＥＣＵ２０への入力として、ＮＯｘトラップ触媒１３の温度（担体温度若しくは近傍の排気温度）Ｔｃを検出する触媒温度センサ２４が設けられている。
【００２４】
更に必要によっては、機関１の出口（あるいはＮＯｘトラップ触媒１３の入口）で排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２５、ＮＯｘトラップ触媒１３の出口で排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２６が設けられる。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、回転数センサ２１及びアクセル開度センサ２２などからの信号に基づいて、ハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）３５との協調の下、機関１とモータジェネレータ３２との出力分担を定める。そして、この出力分担に従って、ＥＣＵ２０により機関１（燃料噴射弁９及び吸気絞り弁５等）を制御し、ＨＣＵ３５によりモータジェネレータ３２を制御する。尚、ＥＣＵ２０とＨＣＵ３５は通信線３６によりつながれていて協調制御が可能である。
【００２６】
ところで、ディーゼル機関１は、通常リーンで運転されており、かかるリーン運転中、ＮＯｘトラップ触媒１３は、排気中のＮＯｘを吸着して、大気へのＮＯｘの放出を防止している。従って、リーン運転を継続すると、ＮＯｘトラップ触媒１３のＮＯｘ吸着能が飽和してしまい、それ以上のＮＯｘは大気中に放出されてしまう。
【００２７】
そこで、定期的に（ＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに）、排気空燃比をリッチ化（いわゆるリッチスパイク）することにより、ＮＯｘトラップ触媒１３に吸着されていたＮＯｘを脱離浄化している。
【００２８】
従来、ＮＯｘトラップ触媒１３に吸着したＮＯｘを、活性温度条件においてリッチスパイクで脱離浄化するには、ＳＶ（ガス流量）が低い条件で効率良く浄化できると考えていた。
【００２９】
それは、低ＳＶにおいて、還元剤であるＨＣ、ＣＯの接触確率が増加するので、脱離ＮＯｘの浄化に対して還元剤を有効に利用できると考えていたからである。
【００３０】
ところが、低ＳＶであれば必ずしも高いＮＯｘ浄化率を得られるとは限らないことがわかった。
【００３１】
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度（吸着効率）が同じ条件において、排気中のＮＯｘ濃度が高いときには、低ＳＶでもリッチスパイク中のＮＯｘ浄化率が非常に悪いことがわかった。
【００３２】
一方、低ＮＯｘ濃度のときは、高ＳＶでもリッチスパイク中のＮＯｘ浄化率は高い。
【００３３】
図２は、ディーゼル機関における、機関回転数と軸トルク（負荷）に対する機関の燃料消費率の分布を示す。
【００３４】
ハイブリッド車両の場合、機関とモータとの出力分配により、燃料消費率の低い領域で機関を運転する頻度が高くなる。燃料消費率の低い領域は、低回転かつ高負荷の領域である。
【００３５】
図３は、ディーゼル機関における、機関回転数と軸トルク（負荷）に対する機関排気中のＮＯｘ濃度の分布を示す。
【００３６】
機関の燃料消費率が低い領域において、ＮＯｘ濃度は高くなる。ＮＯｘトラップ触媒を用いる場合、ＮＯｘ濃度が高くなると、触媒に供給されるＮＯｘ量も多くなるため、ＮＯｘトラップ触媒が早く飽和状態になる恐れがある。
【００３７】
図４は、リーンとリッチスパイクを交互に実施してＮＯｘを浄化するときの、触媒温度に対するＮＯｘ転化率（ＮＯｘ浄化率）の変化を示す。尚、実線はガス流量小、破線はガス流量大である。
【００３８】
ＮＯｘ濃度が高い条件において、触媒に流入するガス流量が少ない、すなわち、低回転域で運転した場合(実線)、ガス流量が多い場合(破線)に比べて、ＮＯｘ性能の活性範囲が狭くなることがわかった。そのため、燃料消費率が低い運転領域ではリーンとリッチスパイクを交互に行ったとしてもＮＯｘが十分に浄化されずに大気中に放出してしまう可能性が高い。
【００３９】
図５は、ＮＯｘトラップ触媒が、空(ＮＯｘを吸着してない状態)からＮＯｘを吸着させ、飽和状態となるまでのＮＯｘ吸着速度の温度依存性を示す。尚、実線はガス流量小、破線はガス流量大である。
【００４０】
図４の傾向とは反対に、ＮＯｘトラップ触媒が空の状態であれば、ＮＯｘ濃度が高く、ガス流量が少ないときほど、多くのＮＯｘを吸着できる状態にあることがわかった。よって、図４に示したＮＯｘ性能の悪化は、リッチスパイク時のＮＯｘ濃度が高いことに起因していると考えられる。
【００４１】
図６は、リーンにおける、時間に対するＮＯｘ吸着速度の変化を示す。
【００４２】
リーン時間に対して、ＮＯｘ吸着速度は変化する。ある時間までは、目標のＮＯｘ吸着速度を上回る速度であり、ＮＯｘ濃度が高く、ガス流量が少ない条件では、ＮＯｘ吸着速度が目標値を上回る状態が長いと思われるので、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量と、そのときのＮＯｘ吸着速度の２つから、リッチスパイクの判定を行う方が良い。
【００４３】
図７は、以上の考えに基づく、リッチスパイク制御のフローチャートである。
【００４４】
Ｓ１では、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量を検出し、ＮＯｘ吸着量が予め定めた閾値を超えた（ＮＯｘ吸着量＞閾値）か否かを判定する。
【００４５】
ＮＯｘ吸着量の検出方法について説明すると、単位時間ごとに、図３のようなマップを参照し、機関運転条件（機関回転数と軸トルク）から、機関排気中のＮＯｘ濃度を算出する。
【００４６】
また、単位時間ごとに、エアフローメータにより、機関の吸入空気量Ｑａを検出することで、ＮＯｘトラップ触媒に流入するガス流量を検出する
また、単位時間ごとに、図５のようなマップを参照し、触媒温度センサにより検出される触媒温度Ｔｃと、ガス流量とから、ＮＯｘ吸着速度（吸着効率）を算出する。更に、図６の関係より、リーン運転時間に応じて補正するとよい。
【００４７】
そして、ＮＯｘ濃度とガス流量とから、ＮＯｘトラップ触媒に流入するＮＯｘ量を算出し、これとＮＯｘ吸着速度（吸着効率）とから、単位時間ごとのＮＯｘ吸着量を算出し、これを積算することで、ＮＯｘ吸着量（積算値）を求める。
【００４８】
Ｓ１での判定で、ＮＯｘ吸着量＞閾値でない場合は、この判定を繰り返し、ＮＯｘ吸着量＞閾値となったときに、Ｓ２へ進む。
【００４９】
Ｓ２では、ＮＯｘ吸着速度が所定値（予め定めた吸着限界相当の値）より高い（ＮＯｘ吸着速度＞所定値）か否かを判定する。尚、ＮＯｘ吸着速度は、既に述べたように、図５のようなマップを参照し、触媒温度と、ガス流量とから、算出する。更に、図６の関係より、リーン運転時間に応じて補正するとよい。
【００５０】
Ｓ２での判定で、ＹＥＳ（ＮＯｘ吸着速度＞所定値）の場合は、Ｓ３へ進み、ＮＯ（ＮＯｘ吸着速度＜所定値）の場合は、Ｓ４へ進む。Ｓ３、Ｓ４のいずれでも、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い（ＮＯｘ濃度＞所定値）か否かを判定する。尚、排気中のＮＯｘ濃度は、既に述べたように、図３のようなマップを参照し、機関運転条件（機関回転数と軸トルク）から、算出する。
【００５１】
ＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合（Ｓ２、Ｓ３で共にＹＥＳの場合）は、Ｓ１へ戻り、リッチスパイクを禁止する。
【００５２】
すなわち、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときであっても、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、リッチスパイクを禁止するのである。
【００５３】
ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より高い場合は、ＮＯｘトラップ触媒が大量のＮＯｘを吸着できる状態になっており、その一方、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、リッチスパイクでの還元剤を有効に利用できないので、これらの場合は、リッチスパイクを禁止して、ＮＯｘトラップ触媒への吸着を続けることで、ＮＯｘの排出を防ぐのである。
【００５４】
ＮＯｘ吸着速度が所定値より高く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より低い場合（Ｓ２でＹＥＳ、Ｓ３でＮＯの場合）は、Ｓ７へ進んで、リッチスパイクを実施する。
【００５５】
ＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より低い場合（Ｓ２でＮＯ、Ｓ４でＮＯの場合）も、Ｓ７へ進んで、リッチスパイクを実施する。
【００５６】
すなわち、ＮＯｘ濃度＜所定値の場合は、リッチスパイクによるＮＯｘ脱離浄化が可能であり、直ちに、Ｓ７へ進んで、リッチスパイクを実施するのである。具体的には、吸気絞り弁５を絞り制御することにより、空燃比をリッチ化し、これにより、ＮＯｘトラップ触媒からＮＯｘを脱離させて、還元浄化する。
【００５７】
このように、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超え、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より低い場合は、直ちに、リッチスパイクを実施するのである。
【００５８】
ＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合（Ｓ２でＮＯ、Ｓ４でＹＥＳの場合）は、Ｓ５へ進む。
【００５９】
Ｓ５では、ハイブリッド車両において、機関の出力割合を低下させる。すなわち、燃料噴射量を減量するか、一部気筒の燃料カットにより、機関の運転条件を低負荷側へ変更し、不足する出力分をモータジェネレータにより補うことで、排気中のＮＯｘ濃度を低下させる。
【００６０】
そして、次のＳ６で、図３の関係から、排気中のＮＯｘ濃度を再検出し、ＮＯｘ濃度が所定値より低下したか否かを確認する。そして、ＮＯｘ濃度が低下するまで、Ｓ５へ戻って、機関出力割合を低下させ、ＮＯｘ濃度が低下した時点（ＮＯｘ濃度＞所定値の判定がＮＯとなった時点）で、Ｓ７のリッチスパイクへ移行する。
【００６１】
このように、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、排気中のＮＯｘ濃度を低下させてから、リッチスパイクを実施する。このようにして、機関から排出されるＮＯｘ濃度を減らすことにより、還元反応側にリッチスパイクでの還元剤を有効に利用することができ、ＮＯｘの排出を防ぐことができる。
【００６２】
図８は、本発明の他の実施形態を示すリッチスパイク制御のフローチャートである。
【００６３】
Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ７の処理は、図７と同じであり、Ｓ５、Ｓ６に代えて、Ｓ５’、Ｓ６’の処理を実施する。
【００６４】
Ｓ４での判定で、ＮＯｘ濃度＞所定値の場合（すなわち、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合）は、Ｓ５’へ進む。
【００６５】
Ｓ５’では、ハイブリッド車両において、機関の出力割合を低下させる。すなわち、燃料噴射量を減量するか、一部気筒の燃料カットにより、機関の運転条件を低負荷側へ変更し、不足する出力分をモータジェネレータにより補うことで、排気温度を低下させて、ＮＯｘトラップ触媒の温度を低下させる。尚、目的が違うだけで、処理内容は図７のＳ５と同じである。
【００６６】
そして、次のＳ６’で、触媒温度センサにより触媒温度Ｔｃを検出し、触媒温度Ｔｃが所定値より低下（活性下限温度付近まで低下）したか否かを確認する。そして、触媒温度が低下するまで、Ｓ５’へ戻って、機関出力割合を低下させ、触媒温度が低下した時点で、Ｓ７のリッチスパイクへ移行する。
【００６７】
このように、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着量が閾値を超えたときに、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度が所定値より低く、かつ、排気中のＮＯｘ濃度が所定値より高い場合は、触媒温度を活性下限温度付近まで低下させてから、リッチスパイクを実施する。
【００６８】
このように、触媒温度を低下させて、酸化反応と還元反応との平衡バランスを還元反応側にシフトすることにより、リッチスパイクでの還元剤を有効に利用することができ、ＮＯｘの排出を防ぐことができる。
【００６９】
また、図１に示した実施形態では、ＮＯｘトラップ触媒１３の前段（直上流）に三元触媒１２を設けているが、その意味について説明する。
【００７０】
図９は、三元触媒における、排気ガスの空気過剰率λに対するＮＯｘ転化率（ＮＯｘ浄化率）の変化を示す。リッチ側（低λ）において、排気ガス中のＮＯｘは、触媒上でＨＣ、ＣＯと反応してＮ２に還元される。よって、リッチスパイク中にＮＯｘトラップ触媒に流入するＮＯｘ濃度を低減するには、機関でＮＯｘ濃度を減らす他、ＮＯｘトラップ触媒の上流(直前)に三元触媒を配置することも有効である。
【００７１】
従って、図１の実施形態では、ＮＯｘトラップ触媒１３の直上流に三元触媒１２を配置している。
【００７２】
ＮＯｘトラップ触媒１３のＮＯｘ吸着量が閾値を超えて、リッチスパイクを行うときに、ＮＯｘトラップ触媒１３のＮＯｘ吸着速度が目標値以下で、かつＮＯｘ濃度が高くならないようにするためである。
【００７３】
言い換えれば、ＮＯｘトラップ触媒１３の入口側のＮＯｘ濃度がリッチスパイクによって酸化反応側によらないように、直前の三元触媒１２で予めＮＯｘを還元しておくことにより、還元反応側へ平衡状態をシフトさせておくようにしている。
【００７４】
尚、以上の説明では、ＮＯｘトラップ触媒のＮＯｘ吸着速度（単位時間当たりのＮＯｘ吸着量）は、ＮＯｘトラップ触媒の温度と、ＮＯｘトラップ触媒に流入するガス流量とに基づいて、推定するようにしたが、図１に示したように、ＮＯｘトラップ触媒１３の上流側及び下流側にＮＯｘセンサ２５、２６を有する場合は、これらのセンサ出力に基づいて検出するようにしてもよい。排気中のＮＯｘ濃度についても同様であり、また、ＮＯｘ吸着量についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両のシステム構成図
【図２】機関運転条件と燃料消費率との関係を示す図
【図３】機関運転条件とＮＯｘ濃度との関係を示す図
【図４】触媒温度及びガス流量とＮＯｘ転化率との関係を示す図
【図５】触媒温度及びガス流量とＮＯｘ吸着速度との関係を示す図
【図６】リーン運転時間とＮＯｘ吸着速度との関係を示す図
【図７】リッチスパイク制御のフローチャート
【図８】他の実施形態を示すリッチスパイク制御のフローチャート
【図９】空気過剰率と三元触媒のＮＯｘ転化率との関係を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１  ディーゼル機関
２  吸気通路
５  吸気絞り弁
９  燃料噴射弁
１０  排気通路
１１  酸化触媒
１２  三元触媒
１３  ＮＯｘトラップ触媒
１４  ＤＰＦ
２０  エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２１  回転数センサ
２２  アクセル開度センサ
２３  エアフローメータ
２４  触媒温度センサ
３１  無段変速機
３２  モータジェネレータ
３５  ハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）
３６  通信線
【図１】
2009036153.tif 000003
【図２】
2009036153.tif 000004
【図３】
2009036153.tif 000005
【図４】
2009036153.tif 000006
【図５】
2009036153.tif 000007
【図６】
2009036153.tif 000008
【図７】
2009036153.tif 000009
【図８】
2009036153.tif 000010
【図９】
2009036153.tif 000011