(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出、浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えることを禁止するとともに、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より高く第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じてリッチの度合いが徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項３】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、一時的に排気ガスの空燃比を理論空燃比付近にしてＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させ、第１の所定温度Ｔ１以上となったら排気ガスの空燃比をリッチに切り替えてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させると同時にＮＯｘを還元浄化させるようにしたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くしていくことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じてリッチの度合いが徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項６】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項７】
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えるタイミングを遅くすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項８】
機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項９】
請求項８記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始した後に、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１より高くなった時に、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にすることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１０】
請求項９記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にする際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くしていくことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１１】
請求項８記載の内燃機関の排気ガス浄化方法において、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始した後に、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の上昇に応じて、排気ガスの空燃比を徐々にリッチ空燃比にすることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１２】
機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することとし、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より低い場合には理論空燃比に設定し、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１以上で第２の所定温度Ｔ２より低い場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の温度に応じてリッチの度合が徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１３】
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は、内燃機関の運転状態より推定されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１４】
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は、排気ガス温度から推定されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１５】
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は、触媒温度検出センサにより検出されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス浄化方法。
【請求項１６】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出、浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えることを禁止するとともに、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より高く第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項１７】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、一時的に排気ガスの空燃比を理論空燃比付近にしてＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させ、第１の所定温度Ｔ１以上となったら排気ガスの空燃比をリッチに切り替えてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させると同時にＮＯｘを還元浄化させるようにしたことを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項１８】
流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項１９】
機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【請求項２０】
機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することとし、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より低い場合には理論空燃比に設定し、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１以上で第２の所定温度Ｔ２より低い場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の温度に応じてリッチの度合が徐々に深くなるように設定することを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＮＯｘ吸蔵触媒を用いた内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＯｘ吸蔵触媒を用いた排気ガス浄化システムは、内燃機関のリーン運転状態で排出されるＮＯｘをＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵させ、所定の周期ごとに内燃機関の運転状態をリッチ運転状態に切り替えてＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵したＮＯｘを放出させると同時に還元処理していた（例えば特許第２６００４９２号等が知られている）。
【０００３】
一般に触媒は所定の温度（活性化温度）以下では十分に機能しないことが知られており、ＮＯｘ吸蔵触媒についても同様に活性化温度以下では十分機能しないため、従来のＮＯｘ吸蔵触媒を用いた排気ガス浄化システムの空燃比制御においても、ＮＯｘ吸蔵触媒が所定の温度以下であると判断される場合にはリーン運転を禁止するなどの処理が行なわれていた。
【０００４】
ところが、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘの吸蔵、放出の温度特性を詳細に調べると図４のようになり、図中のＮＯｘ吸蔵触媒温度Ｔ０からＴ１の区間は、ＮＯｘの吸蔵は可能であるが、ＮＯｘの放出が行なわれない（放出速度が０）温度領域、Ｔ１からＴ２の区間はＮＯｘの吸蔵は十分に行なえるが、ＮＯｘの放出が十分に行なわれない（放出速度が遅い）温度領域であることがわかった。このため、ＮＯｘパージのために空燃比のリッチ化を行なう際には温度を考慮しないと十分な効果が得られないことが分った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に着目した従来の発明は、現在吸蔵されているＮＯｘ量の推定や、吸蔵可能なＮＯｘ量の推定に触媒の温度を考慮するものや、硫黄酸化物（ＳＯｘ）によるＮＯｘの吸蔵能力の低下を再生するため、これを放出する際にＮＯｘ吸蔵触媒の温度を推定するものがある。しかしながら、吸蔵したＮＯｘを放出，還元を目的として空燃比をリッチに切り替える場合の、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度、特にＮＯｘ吸蔵触媒が低温である場合に吸蔵したＮＯｘを十分放出することができないことを考慮した発明はなされていなかった。
【０００６】
このため、ＮＯｘ吸蔵触媒温度がＮＯｘを十分放出することが出来ない領域であるのに空燃比をリッチに切り替えてしまい、排気ガスの悪化（特に、ＨＣ，ＣＯ）を引き起こしたり、この領域でのリーン運転を禁止してしまうことで、燃費に対するメリットを縮小させてしまったりする問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が所定温度よりも低温である場合には、空燃比をリッチに切り替える事を禁止する、あるいは、一旦理論空燃比近傍にしてＮＯｘ吸蔵触媒を昇温させ、その後徐々に空燃比をリッチ化することで、排気ガスの悪化を防ぐとともに、リーン運転時間を確保し燃費を良好にするというものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出、浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えることを禁止するとともに、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より高く第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くなるように設定する。
【０００９】
請求項２による発明は、請求項１の発明において、吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更する際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度の上昇に応じてリッチ度合いが徐々に深くなるように設定するものである。
【００１０】
請求項３による発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、一時的に排気ガスの空燃比を理論空燃比付近にしてＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させ、第１の所定温度Ｔ１以上となったら排気ガスの空燃比をリッチに切り替えてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させると同時にＮＯｘを還元浄化させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４による発明は、請求項３の発明において、排気ガスの空燃比をリッチに変更する際に、最初はリッチの度合いを浅く設定して、その後徐々に深く設定する。
【００１２】
請求項５による発明は、請求項４の発明において、排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じてリッチの度合いが徐々に深くなるように設定する。
【００１３】
請求項６による発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を使用し、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替えるようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項７による発明は、請求項１から請求項６の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えるタイミングを遅くする。
【００１５】
請求項８による発明は、機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始することを特徴とする。
【００１６】
請求項９による発明は、請求項８の発明において、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始した後に、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１より高くなった時に、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にすることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０による発明は、請求項９の発明において、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にする際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くしていくように設定する。
【００１８】
請求項１１による発明は、請求項８の発明において、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始した後に、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の上昇に応じて、排気ガスの空燃比を徐々にリッチ空燃比にすることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２による発明は、機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化方法において、ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することとし、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より低い場合には理論空燃比に設定し、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１以上で第２の所定温度Ｔ２より低い場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の温度に応じてリッチの度合が徐々に深くなるように設定することを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は内燃機関の運転状態より推定されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は排気ガス温度から推定されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１５の発明は、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度は触媒温度検出センサにより検出されることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６の発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出、浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替えることを禁止するとともに、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より高く第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、最初はリッチの度合いを浅く設定し、その後徐々に深くなるように設定することを特徴とする。
【００２４】
請求項１７の発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際に、一時的に排気ガスの空燃比を理論空燃比付近にしてＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させ、第１の所定温度Ｔ１以上となったら排気ガスの空燃比をリッチに切り替えてＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出させると同時にＮＯｘを還元浄化させるようにしたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１８の発明は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化することを目的として、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比を強制的にリーンからリッチに切り替える内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定温度Ｔ２よりも低い場合には、ＮＯｘの放出，浄化のために一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することを特徴とする。
【００２６】
請求項１９の発明は、機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化する内燃機関の排気ガス浄化装置において、
ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、
ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、強制的に排気ガスの空燃比をリッチ空燃比に切り替えることを禁止し、直ちに理論空燃比での運転を開始することを特徴とする。
【００２７】
請求項２０の発明は、機関の運転状態に応じて、リーン空燃比、理論空燃比、リッチ空燃比とを切り替えて内燃機関の空燃比を制御すると共に、流入する排気ガスが酸素濃度過剰下でＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元浄化するＮＯｘ吸蔵触媒を備え、機関の運転状態に応じてリーン空燃比から理論空燃比に切り替える時に、強制的にリッチ空燃比に切り替えてから理論空燃比に切り替えることで、リーン運転中にＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出させると同時に還元浄化するようにした内燃機関の排気ガス浄化装置において、ＮＯｘ吸蔵触媒について、ＮＯｘの吸蔵は可能であるがＮＯｘの放出が行われない温度領域を所定温度Ｔ０から第１の所定温度Ｔ１の領域とし、ＮＯｘの吸蔵は十分に行えるがＮＯｘの放出が十分に行われない温度領域を第１の所定温度Ｔ１から第２の所定温度Ｔ２の領域とした場合、一時的に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える際の空燃比を、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定することとし、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定温度Ｔ１より低い場合には理論空燃比に設定し、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が第１の所定温度Ｔ１以上で第２の所定温度Ｔ２より低い場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の温度に応じてリッチの度合が徐々に深くなるように設定することを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る内燃機関の排気ガス浄化装置について図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の排気ガス浄化装置のシステム構成を示す図である。
【００２９】
図１に示す内燃機関１は、多気筒内燃機関の燃料制御装置の一気筒を抜き出して示している。この内燃機関１に通じる吸気管３０には、内燃機関１に吸入される空気量を計測する吸入空気量センサ２、内燃機関１に吸入される空気量を制御するスロットルバルブが設置されている。
吸入空気量センサ２によって流量計測された吸入空気は、内燃機関１の燃焼室４に導入され、燃料噴射インジェクタ５から供給された燃料と共に、混合気を形成する。そして、点火プラグ１１によって点火され混合気は燃焼する。
燃焼室４を有するシリンダには、上下動作するピストン１４が配置され、ピストンロッド１５を介してクランクシャフト１２を回転駆動する。クランクシャフト１２近傍に設置されたクランク角センサ１３は、内燃機関の回転速度を検出する。
【００３０】
一方、内燃機関１の燃焼室４は排気管４０に通じており、排気管４０内には、排気ガス浄化のための三元触媒６と、ＮＯｘ吸蔵触媒７が設けられている。また、三元触媒６の上流には排気ガス中の空燃比を検出するための空燃比センサ８と、さらに三元触媒６の下流には排気ガス温度センサ９が設けられている。
エンジン制御コントローラ２０は、マイクロコンピュータユニットにより構成され、吸入空気量センサ２、空燃比センサ８、排気ガス温度センサ９、クランク角センサ１３等の各センサからの信号を取り込み、これらの信号に基づき燃料噴射インジェクタ５及び点火プラグ１１等を駆動する。
【００３１】
上述のＮＯｘ吸蔵触媒７は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。このＮＯｘ吸蔵触媒７は、流入する排気ガスが酸素濃度過剰の時はＮＯｘを吸収し、排気ガスの酸素濃度が低下するとＮＯｘを放出すると同時に還元，浄化する。
【００３２】
次に、この実施の形態１に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の動作について図２を参照しながら説明する。図２はこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の動作を示すフローチャートである。
【００３３】
図２のフローチャートは内燃機関の運転状態（エンジン回転数、エンジン負荷、水温、アクセル開度等）によって、内燃機関の運転時の空燃比を決定する処理を表わしており、この処理は所定の周期ごと、例えば所定時間（１０ｍｓｅｃ毎）や所定クランク角（クランク角１８０度毎）に繰り返し実施される。
【００３４】
まず、ステップＳ０１で各種センサからの信号を読み込む。次にステップＳ０２では、ステップＳ０１で読み込んだ排気温度センサ９の信号に基づきＮＯｘ吸蔵触媒７の温度（Ｔｃａｔ）を推定する。続いて、ステップＳ０３の運転領域判定ステップでは、ステップＳ０１で読み込んだ各種センサ入力から現在の運転状態が、リーン空燃比での運転領域（Ａ）か、理論空燃比（ストイキオ空燃比）での運転領域（Ｂ）か、リッチ空燃比での運転領域（Ｃ）かを判定する。
【００３５】
上記Ｓ０３のステップにおいて、リーン空燃比での運転領域（Ａ）と判断された場合はステップＳ０４以降の処理を実施する。また、理論空燃比での運転領域（Ｂ）と判断された場合は、ステップＳ２０以降の処理を実施する。また、リッチ空燃比での運転領域（Ｃ）と判断された場合は、ステップＳ３０へ進みエンジン運転状態に応じたリッチ空燃比でエンジンを運転し処理を終了する。
【００３６】
以下、各運転領域について処理を説明する。
最初にステップＳ０３で、リーン空燃比での運転領域と判断された場合（Ａ）から説明する。まずステップＳ０４でＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ０よりも高温かどうか判定する。ここで所定温度Ｔ０より低温であると判断された場合（ＮＯの場合）は、ＮＯｘ吸蔵触媒７の活性化温度に達しておらずＮＯｘの吸蔵、放出ともに不可能な温度領域であることを意味し、この場合はリーン運転することを禁止し、ストイキオで運転する（ステップＳ２１へ進む）。一方、ステップＳ０４でＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ０よりも高温であると判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ＮＯｘ吸蔵触媒７によるＮＯｘの吸蔵は可能な温度領域であることを意味し、この場合はリーン運転することが許可され、ステップＳ０５以下の処理へ進む。
【００３７】
ステップＳ０５では、ＮＯｘパージの実施タイミングを判断する。すなわち、これまでのリーン運転時間が所定時間以上に達しているかどうかを判定し、所定時間以上リーン運転が継続していたと判断した場合（ＹＥＳの場合）は、ＮＯｘパージ実施タイミングであると判断され、ステップＳ０８以降の処理を実施する。所定時間以上経過していない場合（ＮＯの場合）は、ＮＯｘパージ実施タイミングではないと判断され、ステップＳ０６へ進みリーン空燃比でエンジンを運転し、ステップＳ０７でリーン運転時間タイマをインクリメントし、処理を終了する。
【００３８】
ステップＳ０８では、ＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定の温度Ｔ１よりも高温であるかどうかを判定し、ＮＯｘパージが可能かどうかを判断する。すなわち、ＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）がＴ１より高温であれば、ＮＯｘの放出が可能であり、ＮＯｘパージを実施できると判断し（ＹＥＳ）、ステップＳ０９以下の処理に進みＮＯｘパージを実施する。そうでない場合は、ＮＯｘ吸蔵触媒７からＮＯｘの放出が出来ないので、ＮＯｘパージを実施出来ないと判断し（ＮＯ）、ステップＳ０６へ進み、空燃比の切り替えをせずにリーン運転を継続する。
【００３９】
ステップＳ０９〜Ｓ１２はＮＯｘパージの処理を示している。
まず、ステップＳ０９では、ＮＯｘ吸蔵触媒７の温度に応じたＮＯｘパージ実施時の空燃比（Ａ／Ｆ）を設定する。実際には、図３に示す様なマップに基づき、現在のＮＯｘ吸蔵触媒の温度ＴをパラメータとしてＮＯｘパージ時の設定空燃比（Ａ／Ｆ）を読み込む。このマップにおいて、ＮＯｘ吸蔵触媒温度がＴ１からＴ２までの領域では触媒温度が高いほど設定空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ度合いが深くなるようにしている。これは、触媒温度がＴ１からＴ２までの領域は、ＮＯｘの放出が可能ではあるが、十分ではない領域であるため、ＮＯｘ吸蔵触媒７のＮＯｘ放出特性に合わせて徐々にリッチ度合いが深くなるように設定している。
【００４０】
次に、ステップＳ１０ではステップＳ０９で設定された空燃比（Ａ／Ｆ）でエンジンを運転し、ＮＯｘ吸蔵触媒７に吸蔵されているＮＯｘの放出と還元浄化を同時に行なう。その後ステップＳ１１に進みＮＯｘパージの終了判定を行なう。
【００４１】
ステップＳ１１では、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されていたＮＯｘが十分放出されたかを判定し、ＮＯｘパージを終了するか継続するかの判断を行なう。具体的には、リーン運転中に吸蔵したと推定される推定ＮＯｘ吸蔵量と、ＮＯｘパージ中に供給された還元材量（ＨＣ，ＣＯ量）を比較して両者が化学量論的に等しくなればＮＯｘが十分放出，還元できたと判断する。ここでＮＯｘパージ終了と判断した場合（ＹＥＳ）はステップＳ１２へ進み、リーン運転時間タイマをリセットし、処理を終了する。ＮＯｘパージ終了でないと判断した場合（ＮＯ）はステップＳ１２をスキップして処理を終了する。
【００４２】
次に、ステップＳ０３において理論空燃比での運転領域（Ｂ）と判断された場合について説明する。
ステップＳ２０では、リーン運転時間タイマが０かどうか判断する。ＮＯｘ吸蔵触媒７にＮＯｘが吸蔵された状態で空燃比（Ａ／Ｆ）をストイキオとすると、吸蔵していたＮＯｘが放出され、浄化されずに大気に放出されてしまうという現象が起こる。このため、ＮＯｘ吸蔵触媒にＮＯｘが吸蔵された状態かどうかを判断し、ＮＯｘが吸蔵されている場合には空燃比（Ａ／Ｆ）を強制的にリッチにしてＮＯｘパージを行なう必要がある。リーン運転タイマが０で無い場合は、ストイキオ運転領域に入る前にリーン運転されており、その間に吸蔵されたＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒から十分放出されずに残っていることを意味し、ＮＯｘパージが必要となる。
【００４３】
すなわち、ステップＳ２０でリーン運転時間タイマが０と判断された場合（ＹＥＳ）は、ストイキオ運転領域に入る前にリーン運転されておらず、ＮＯｘ吸蔵触媒にＮＯｘが吸蔵されていないとして、ステップＳ２１へ進みエンジンを理論空燃比で運転して処理を終了する。逆に、リーン運転時間タイマが０ではないと判断された場合（ＮＯ）は、ストイキオ運転領域に入る前にリーン運転されており、その間に吸蔵されたＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒から十分放出されずに残っているとして、ステップＳ２２以下のステップに進みＮＯｘパージを行なう。
【００４４】
ステップＳ２２ではステップＳ０８と同様にＮＯｘ吸蔵触媒温度が所定の温度Ｔ１よりも高温であるかどうかを判定し、ＮＯｘパージが可能かどうかを判断する。ＮＯｘ吸蔵触媒温度がＴ１より高温であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２３以下の処理に進みＮＯｘパージを実施する。そうでない場合（ＮＯ）は、ステップＳ２１進み、理論空燃比で運転して処理を終了する。
【００４５】
ところで、ＮＯｘ吸蔵触媒７にＮＯｘが吸蔵された状態で空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比（ストイキオ）とすると、吸蔵していたＮＯｘが浄化されずに大気に放出されてしまうと前記したが、ステップＳ２２からステップＳ２１に移行する場合は、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が所定温度Ｔ１以下であるため、ＮＯｘの放出が行なわれない状態である。従って、吸蔵しているＮＯｘが浄化されずに大気に放出される恐れは無い。また、この後理論空燃比（ストイキオ）での運転を継続した場合は、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が上昇して行き、所定温度Ｔ１に到達する。そうなった場合はステップＳ２２でＹＥＳと判定され、ＮＯｘパージを実施することになり、この段階で吸蔵されていたＮＯｘが放出されると同時に浄化されるので排気ガスが悪化することは無い。
【００４６】
ステップＳ２３ではステップＳ０９と同様にＮＯｘパージ時の設定空燃比（Ａ／Ｆ）を読み込む。ここでの設定空燃比（Ａ／Ｆ）も図４と同様に触媒温度がＴ１からＴ２までの領域では、触媒温度が高いほど設定空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ度合いが深くなるようにしている。その後は、ステップＳ１０以下の処理へ進み、ステップＳ２２で設定された空燃比（Ａ／Ｆ）でエンジンを運転し、ＮＯｘパージの終了判定へと進み処理を終了する。
【００４７】
以上のように実施の形態１によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が所定温度Ｔ１よりも低温である場合にはＮＯｘパージを禁止するとともに、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が所定温度Ｔ１よりも高温で、なおかつ、所定温度Ｔ２よりも低温である場合にはＮＯｘパージのリッチ度合いを、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ放出特性に合わせて徐々に深くなるように設定することができる。その結果、排気ガスの悪化を招くことなく、リーン運転領域を確保して燃費も良好に保つことができる。
【００４８】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る内燃機関の排気ガス浄化装置について図面を参照しながら説明する。システム構成については、実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
図５はこの発明の実施の形態２に係る内燃機関の排気ガス浄化装置の動作を示すフローチャートであり、この図に基づいて、本実施の形態の動作について詳しく述べる。
【００４９】
図５のフローチャートは図２のフローチャートの一部を変更したものであり、共通のステップについては図２と同一の番号を付している。図５において図２から変更されているのは、図２のステップＳ０８とステップＳ２２のＮＯｘ吸蔵触媒温度の判定を行なうステップが省略されている点と、ステップＳ０９及びＳ２３のＮＯｘパージ時の空燃比（Ａ／Ｆ）の設定部分が、ステップＳ１０９及びＳ１２３に変更されている点のみである。以下、この変更部分について説明し、変更の無い部分については説明を省略する。
【００５０】
まず変更点の第一点は、ステップＳ０５においてリーン運転時間が所定時間以上かどうかを判定し、所定時間以上リーン運転が継続していたと判断した場合（ＹＥＳ）である。図２においては、ステップＳ０８においてＮＯｘ吸蔵触媒温度の判定を行なったが、図５のフローチャートでは、ＮＯｘ吸蔵触媒温度の判定を行なわずにステップＳ１０９へ進み、ＮＯｘパージを実施するようになっている。
【００５１】
ステップＳ１０９において、図３に示すマップに基づき、現在のＮＯｘ吸蔵触媒温度ＴをパラメータとしてＮＯｘパージ時の設定空燃比（Ａ／Ｆ）を読み込む。このマップでは、所定温度Ｔ１よりも触媒温度が低い領域では設定空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比（ストイキオ）になるように設定されている。
【００５２】
すなわち、図３の様なマップ設定にしているために、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が所定温度Ｔ１よりも高温である場合には、図２に示した実施の形態１と同様の動作となる。そして、所定温度Ｔ１よりも低温である場合には、ＮＯｘパージ時の設定空燃比（Ａ／Ｆ）がストイキオとなる。この場合、実施の形態１の図２のステップＳ２２の説明で述べたように、ＮＯｘ吸蔵触媒中に吸蔵されたＮＯｘが浄化されずに大気に放出されることはなく、理論空燃比（ストイキオ）での運転を継続することで、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させる効果が得られる。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が上昇して行くと、所定温度Ｔ１を超えるようになり、吸蔵したＮＯｘが徐々に放出されるようになる。更に、図３のマップ設定では、所定温度Ｔ１よりも高温の部分で設定空燃比（Ａ／Ｆ）のリッチ度合いが徐々に深くなって行くので、放出されるＮＯｘの量に応じた還元剤（ＨＣ，ＣＯ）が供給され、排気ガスを浄化することができる。
【００５３】
変更点の第２点は、ステップＳ２０においてリーン運転領域からストイキオ運転領域に切り替わり、ＮＯｘ吸蔵触媒にＮＯｘが吸蔵された状態であると判断された場合である。この場合も変更点の第１点目と同様にＮＯｘ吸蔵触媒温度の判定を行なわずにステップＳ１２３へ進み、ＮＯｘパージを実施するようになっている。
【００５４】
ステップＳ１２３では、Ｓ１０９と同様にマップに基づき、現在のＮＯｘ吸蔵触媒温度をパラメータとしてＮＯｘパージ時の設定空燃比（Ａ／Ｆ）を読み込む。ここで使用するマップも図３のマップと同様に所定温度Ｔ１より低温側では設定空燃比（Ａ／Ｆ）をストイキオとなるようにしている。これにより、図２のステップＳ２２で記述したのと同様の動作を行なうことが可能になり、全く同じ効果が得られる。
【００５５】
以上のように実施の形態２によれば、実施の形態１よりも全体の処理を簡略化でき、さらに、リーン運転領域でＮＯｘ吸蔵触媒温度が低温の場合には、ＮＯｘ吸蔵触媒を積極的に昇温して排気ガスを良好に保つことができる。
【００５６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る内燃機関の排気ガス浄化装置について説明する。本実施の形態３は、実施の形態１（図２）および実施の形態２（図５）のフローチャートにおけるステップＳ０５のリーン運転時間を判定する所定時間を、ＮＯｘ吸蔵触媒温度が所定温度Ｔ２より低温の場合には通常より長く設定する。
【００５７】
図６はこの発明の実施の形態３による内燃機関の排気ガス浄化装置の動作を示すフローチャートであり、図２（実施の形態１）および図５（実施の形態２）のフローチャートの一部分を示す。
図６において、ステップＳ０４でＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ０よりも高温かどうか判定し、ここでＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ０よりも高温であると判断された場合（ＹＥＳの場合）は、ＮＯｘ吸蔵触媒７によるＮＯｘの吸蔵は可能な温度領域であるとして、リーン運転することが許可され、ステップＳ３０１以下の処理へ進む。Ｓ３０１では、ＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ２よりも低温であるかどうか判定する。ここで、ＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ２以上であれば、Ｓ３０２でリーン運転時間を判定する所定時間ｔをｔ１とする。一方、ＮＯｘ吸蔵触媒温度（Ｔｃａｔ）が所定温度Ｔ２より低温であれば、Ｓ３０３でリーン運転時間を判定する所定時間ｔを上記ｔ１より長いｔ２とする。その後、ステップＳ０５において、これまでのリーン運転時間が所定時間ｔ以上に達しているかどうかを判定する。
【００５８】
上述の様に処理することにより、リーン運転時間をさらに長く確保するとともに、排気ガスの悪化も最小限にとどめることができる。ＮＯｘ吸蔵触媒７の温度が低い領域は、一般に運転状態が低回転、低負荷の場合であり、このような状態ではエンジンからのＮＯｘの排出量が少なく、通常の場合よりもリーン運転時間を長くしてもＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されずに下流に漏れ出てくるＮＯｘの量は非常に少なく、排気ガスの悪化は最小限にとどまる一方で、リーン運転時間が長く確保できるようになるため、燃費を稼ぐことが可能になる。
【００５９】
その他の実施の形態．
上記実施の形態においては、ＮＯｘ吸蔵触媒７の温度を排気ガス温度センサ９の出力値から推定するようにしているが、エンジンの運転状態（エンジン回転、エンジン負荷、Ａ／Ｆ、水温等）から、例えば排気温度を推定し（エンジンの回転と負荷のマップにして、マップから読み出した値を空燃比で補正する等して排気温度を推定）、これに基づいてＮＯｘ吸蔵触媒７の温度を推定するようにしても良い。さらに、ＮＯｘ吸蔵触媒７の温度を直接計測する触媒温度検出装置を設けることもできる。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１及び請求項１６の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定値Ｔ１より低いと判断された場合は吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的とした空燃比のリッチ化を禁止するとともに、第１の所定値Ｔ１より高く第２の所定値Ｔ２より低いと判断された場合は、吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更する際にリッチ度合いを浅く設定してその後徐々に深くしていくようにしたので、排気ガスの悪化（特にＨＣ，ＣＯ）を抑制するとともに、リーン運転時間を確保し燃費を良好にすることができる。
【００６１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更する際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度の上昇とともにリッチ度合いが徐々に深くなるようにしたので、排気ガスの悪化を良好に抑制することができ、燃費も良好にすることができる。
【００６２】
請求項３及び請求項１７の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定値Ｔ１より低いと判断された場合は吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更する際に、一時的に理論空燃比付近に設定しＮＯｘ吸蔵触媒の温度を昇温させ、その後に排気ガスの空燃比をリッチに切り替える様にしたので、排気ガスの悪化を抑制するとともに、燃費を良好に保つことができる。
【００６３】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明において、空燃比をリッチに変更する際に、リッチの度合いを最初は浅く設定して、その後徐々に深くしていくようにしたので、排気ガスの悪化を良好に抑制するとともに、燃費を良好に保つことができる。
【００６４】
請求項５の発明によれば、請求項４の発明において、空燃比をリッチに変更する際に、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度の上昇とともにリッチ度合いが徐々に深くなるようにしたので、排気ガスの悪化をより良好に抑制することができ、燃費も良好にすることができる。
【００６５】
請求項６及び請求項１８の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定値Ｔ２より低いと判断された場合は、吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更する際の空燃比をＮＯｘ吸蔵触媒の温度に応じて設定するようにしたので、排気ガスの悪化を招くことなく、燃費を良好に保つことができるとともに、空燃比制御も簡略化できる。
【００６６】
請求項７の発明によれば、請求項１から請求項６の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第２の所定値Ｔ２より低いと判断された場合は、吸蔵したＮＯｘの放出、還元を目的として空燃比をリッチに変更するタイミングを遅くするようにしたので、排気ガスの悪化を抑制するとともに、リーン運転時間を最大限に確保し燃費をより良好にすることができる。
【００６７】
請求項８及び請求項１９の発明によれば、車両の運転状態が変化して，リーン空燃比での運転から、理論空燃比での運転に変更する際に、一旦、強制的にリッチ空燃比とすることで、リーン空燃比運転中に吸蔵したＮＯｘの放出、還元を行なうものにおいて、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度が第１の所定値Ｔ１より低いと判断された場合は、上記の強制的リッチ空燃比とすることを禁止し、直ちに理論空燃比とする様にしたので、排気ガス（ＨＣ，ＣＯ）の悪化を抑制することができる。
【００６８】
請求項９の発明によれば、請求項８の発明において、強制的リッチ空燃比とすることを禁止し,直ちに理論空燃比とするとともに、理論空燃比での運転中に触媒温度が上昇し、第１の所定温度Ｔ１以上となったときに空燃比を強制的にリッチにするようにしたので、排気ガスの悪化を良好に抑制することができる。
【００６９】
請求項１０の発明によれば、請求項９の発明において、触媒温度が第１の所定温度Ｔ１以上となったとき空燃比を強制的にリッチにする際に、リッチの度合いを最初は浅く設定して、その後徐々に深くしていくようにしたので、排気ガスの悪化を良好に抑制することができる。
【００７０】
請求項１１の発明によれば、請求項９の発明において、理論空燃比での運転中に触媒温度が上昇し、第１の所定温度以上となったときに、触媒温度の上昇に応じて徐々に空燃比をリッチにしていくようにしたので、排気ガスを良好に浄化することができる。
【００７１】
請求項１２及び請求項２０の発明によれば、車両の運転状態が変化して,リーン空燃比での運転から、理論空燃比での運転に変更する際に、一旦、強制的にリッチ空燃比とすることで、リーン空燃比運転中に吸蔵したＮＯｘの放出、還元を行なうものにおいて、リッチ空燃比を触媒温度に応じて設定するようにしたので、排気ガスを良好に浄化することができるとともに構成を簡略化できる。
【００７２】
請求項１３の発明によれば、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度を内燃機関の運転状態により推定するようにしたので、装置のコストを安くすることができる。
【００７３】
請求項１４の発明によれば、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度を排気ガスの温度から推定するようにしたので、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度をより正確に推定することが可能となり、排気ガスの悪化を抑制する効果を高くすることができる。
【００７４】
請求項１５の発明によれば、請求項１から請求項１２の発明において、ＮＯｘ吸蔵触媒の温度を検出するセンサを備えるようにしたので、排気ガスの悪化を抑制する効果をさらに高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による内燃機関の排気ガス浄化のシステム構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による内燃機関の排気ガス浄化方法のフローチャートを示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態によるＮＯｘパージ時の空燃比を設定するマップを示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態で使用するＮＯｘ吸蔵触媒の温度特性を表わす図である。
【図５】  この発明の実施の形態２による内燃機関の排気ガス浄化方法のフローチャートを示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態３による内燃機関の排気ガス浄化方法のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  内燃機関、２  吸入空気量センサ、３  スロットルバルブ、４  燃焼室、５  燃料噴射インジェクタ、６  三元触媒、７  ＮＯｘ吸蔵触媒、８  空燃比センサ、９  排気ガス温度センサ、１１  点火プラグ、１３  クランク角センサ、２０  エンジン制御コントローラ、３０  吸気管、４０  排気管。
【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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