JP2002195026A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＯx 触媒における現在のＮＯx 吸蔵能力を
的確に知ることによりエミッション悪化を防止し、ＮＯ
x 触媒の許容吸蔵量の回復によって燃費の悪化も防止す
ること。 【解決手段】 現在のＮＯx 触媒２４に吸蔵されている
ＮＯx を還元するのに必要な必要還元剤量がＡ／Ｆセン
サ３２からの出力に基づき算出され、ＮＯx 触媒２４の
吸蔵量と必要還元剤量との関係を表す直線が算出され
る。この直線と現在のＮＯx 触媒２４の吸蔵量との比較
結果に応じてＮＯx 触媒２４の許容吸蔵量が設定され
る。ここで、ＮＯx 触媒２４における硫黄被毒度合いに
よって許容吸蔵量が少なくなると、空燃比リッチ制御及
び昇温され許容吸蔵量が回復される。これにより、ＮＯ
x 触媒２４における現在のＮＯx 吸蔵能力を的確に知る
ことができ、エミッション悪化が未然に防止され、ＮＯ
x 触媒２４の許容吸蔵量の回復によって燃費の悪化も防
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関からの排
気ガスを浄化するための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】従来、内燃機関の排気浄化装置に関連す
る先行技術文献としては、特開平１１−１４１３７０号
公報にて開示されたものが知られている。このもので
は、ＮＯx 触媒（ＮＯx 吸収剤）に流入する排気ガスの
空燃比をリーン側からリッチ側に一時的に切換えるリッ
チスパイクを時間間隔を隔てて繰返し与えることによ
り、ＮＯx 触媒（ＮＯx 吸収剤）から吸収されているＮ
Ｏx を放出させ還元する技術が示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のもの
では、時間を徐変しながらＮＯx 触媒の適正還元剤量を
算出するため、適正還元剤量の算出完了までに時間がか
かり、この算出中に運転条件が変化すると適正還元剤量
が求まらず、還元剤量の過不足によるエミッション悪化
を招くという不具合があった。

【０００４】また、前述のものでは、ＮＯx 触媒の劣化
度合いに応じて許容吸蔵量を低下させるとしており、許
容吸蔵量が徐々に少なくなる方向にある。ここで、周知
のように、ＮＯx 触媒は硫黄被毒によって許容吸蔵量が
一旦、低下するが所定の制御により回復させることがで
きる。しかし、ＮＯx 触媒の許容吸蔵量が回復され実際
には多くなっていても、許容吸蔵量が少なく設定された
ままでは、ＮＯx 触媒を有効に利用することができず、
結果として燃費の悪化を招くという不具合があった。

【０００５】そこで、この発明はかかる不具合を解決す
るためになされたもので、ＮＯx 触媒における現在のＮ
Ｏx 吸蔵能力を的確に知ることによりエミッション悪化
を防止し、ＮＯx 触媒の許容吸蔵量の回復によって燃費
の悪化も防止可能な内燃機関の排気浄化装置の提供を課
題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】まず、本発明の考え方に
ついて説明する。図１９及び図２０の特性図に示すよう
に、吸蔵されたＮＯx 量（流入するＮＯx が全て吸蔵さ
れたと推定して求めた量）を全て還元するのに必要な燃
料噴射量である必要還元剤量は、ＮＯx 触媒が吸蔵する
ＮＯx 吸蔵量に比例する（Ｂ点まで）。しかし、ＮＯx
触媒が入ＮＯxを吸蔵しきれず漏出する点（Ｃ点）にお
いては、Ａ，Ｂ点を通る直線に対して出ＮＯx として漏
出した量に応じて必要還元剤量は減る。したがって、直
線は途中から折れ曲がる。ＮＯx 触媒からＮＯx が漏出
しているかを直接検出することはＮＯx 濃度を測定する
例えば、ＮＯx センサ等を用いなければ分からないの
で、ＮＯx 吸蔵量と必要還元剤量との関係式より推定す
る。この変曲点に相当するＮＯx 吸蔵量を許容吸蔵量と
する。

【０００７】請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、現在のＮＯx 触媒に吸蔵されているＮＯx を還元す
るのに必要な必要還元剤量が第２の空燃比検出手段から
の出力に基づき還元剤量演算手段にて算出され、この必
要還元剤量とＮＯx 触媒の吸蔵量とから関係式が関係式
演算手段で算出され、関係式学習手段で学習され更新さ
れる。この関係式と現在のＮＯx 触媒の吸蔵量とが比較
手段で比較される。そして、この比較結果に応じてＮＯ
x 触媒の許容吸蔵量が許容吸蔵量設定手段にて設定さ
れ、許容吸蔵量学習手段で学習され更新される。ここ
で、判定手段にてＮＯx 触媒における硫黄被毒度合いが
判定され、硫黄被毒回復が必要なときには、回復制御手
段によって内燃機関に対する空燃比がリッチ側に制御、
かつ、触媒温度が昇温制御され、ＮＯx 触媒に吸蔵され
ているＳＯx が還元され硫黄被毒が回復されたのち、許
容吸蔵量再学習手段で許容吸蔵量が再度学習される。こ
れにより、ＮＯx 触媒における現在のＮＯx 吸蔵能力を
的確に知ることができ、エミッション悪化が未然に防止
され、ＮＯx 触媒の許容吸蔵量の回復によって燃費の悪
化も防止される。

【０００８】請求項２の内燃機関の排気浄化装置におけ
る還元剤量演算手段では、１回目には第２の空燃比検出
手段から所定範囲のリッチ信号が出力されると予測され
るだけの還元剤量が供給され、２回目には第２の空燃比
検出手段による１回目の空燃比挙動に基づき適正還元剤
量が逆算される。即ち、第２の空燃比検出手段からの所
定範囲のリッチ信号が出力された分が差引かれることで
必要還元剤量が正確に算出される。

【０００９】請求項３の内燃機関の排気浄化装置では、
適正還元剤量がＮＯx 触媒の下流側で過剰な空燃比を積
算した過剰空燃比積算値によって求められる。即ち、空
燃比が理論空燃比を越えリッチ側となった空燃比が積算
されることで過剰還元剤量が算出され、この過剰分が与
えられた還元剤量から減算されることで正確に求められ
る。

【００１０】請求項４の内燃機関の排気浄化装置では、
適正還元剤量が第１の空燃比検出手段からの出力がリッ
チ側に変化開始した時点から第２の空燃比検出手段から
の出力がリッチ側に変化し始めるまでの時間を求め、更
に、排気ガスが第１の空燃比検出手段から第２の空燃比
検出手段に至るまでのガス輸送遅れ時間を減算すること
で正確に求められる。

【００１１】請求項５の内燃機関の排気浄化装置におけ
る関係式演算手段では、リッチ側へパージ制御したとき
のＮＯx 触媒の吸蔵量に対応する還元剤量を表す点が少
なくとも２点以上求められる。これにより、ＮＯx 触媒
の吸蔵量に対する必要還元剤量を示す関係式としての直
線が簡単に求められる。

【００１２】請求項６の内燃機関の排気浄化装置では、
吸蔵量がＮＯx 触媒がＮＯx を吸蔵しきれずに漏出する
ことのない十分小さい領域に設定されることで、関係式
としての直線を正確に求めることができる。

【００１３】請求項７の内燃機関の排気浄化装置におけ
る関係式学習手段では、今回算出された直線の傾きと基
準傾きとの偏差が所定範囲内であるときには、直線が更
新され記憶される。これにより、求められた傾きを用い
た直線に対する信頼性が向上される。

【００１４】請求項８の内燃機関の排気浄化装置におけ
る比較手段では、現在のＮＯx 触媒の吸蔵量に対応する
還元剤量を表す点が関係式に対し所定範囲内または所定
範囲外にあるか、即ち、関係式の近傍にあるか否かによ
って、適切な還元剤量が正確に求められる。

【００１５】請求項９の内燃機関の排気浄化装置におけ
る許容吸蔵量設定手段では、比較手段での比較結果で現
在のＮＯx 触媒の吸蔵量に対する還元剤量を表す点が関
係式に対し所定範囲内、即ち、関係式の近傍にあるとき
にはＮＯx 触媒の吸蔵能力に余裕があるとして許容吸蔵
量が増量される。また、この点が関係式に対し所定範囲
外、即ち、関係式の近傍にないときにはＮＯx 触媒の吸
蔵能力を越えている可能性があるとして許容吸蔵量が減
量される。これにより、ＮＯx 触媒からＮＯxが漏出す
ることが防止されると共に、ＮＯx 触媒の吸蔵能力が最
大限に発揮される。

【００１６】請求項１０の内燃機関の排気浄化装置にお
ける許容吸蔵量設定手段では、許容吸蔵量学習が完了す
るまでの初回においては許容吸蔵量が少ない方から多く
なる方に向かって探される。これにより、ＮＯx 触媒の
吸蔵能力を越えて許容吸蔵量が設定されることがないた
め、ＮＯx 触媒からＮＯx が漏出することが未然に防止
される。

【００１７】請求項１１の内燃機関の排気浄化装置にお
ける許容吸蔵量学習手段では、比較手段での比較結果が
所定範囲内で最大となる許容吸蔵量が学習値とされ、内
燃機関の運転状態毎に学習値が設定され、次回に用いら
れる。これにより、現在のＮＯx 触媒の吸蔵能力を最大
限に発揮するための適切な許容吸蔵量が正確に求められ
る。

【００１８】請求項１２の内燃機関の排気浄化装置にお
ける判定手段では、現在のＮＯx 触媒の許容吸蔵量と所
定値とが比較され、許容吸蔵量が所定値以下であると硫
黄被毒度合いが進んでいると判定される。これにより、
ＮＯx 触媒に対して硫黄被毒回復制御を行なう好適なタ
イミングが求められる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。

【００２０】図１は本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関とそ
の周辺機器を示す概略構成図である。

【００２１】図１において、内燃機関１０は直列４気筒
（＃１気筒〜＃４気筒）４サイクルの火花点火式として
構成されている。内燃機関１０の上流側の図示しないエ
アクリーナから吸入された空気は吸気通路１１、サージ
タンク１２、吸気マニホルド１３を通過し、吸気マニホ
ルド１３内で＃１気筒〜＃４気筒に対応する＃１インジ
ェクタ１４ａ〜＃４インジェクタ１４ｄから噴射された
燃料と混合され、所定の空燃比（Air-Fuel Ratio）の混
合気として各気筒（＃１気筒〜＃４気筒）に分配供給さ
れる。また、内燃機関１０の＃１気筒〜＃４気筒に設け
られた点火プラグ１５ａ〜１５ｄには図示しない点火回
路から逐次、高電圧が供給され、＃１気筒〜＃４気筒の
混合気が所定タイミングで点火燃焼される。そして、燃
焼後の排気ガスは排気マニホルド２１に接続された排気
通路２３の上流側に設置された触媒コンバータとしての
三元触媒２２を通過し、この排気通路２３の下流側に設
置された触媒コンバータとしてのＮＯx 触媒２４を通過
したのち大気中に排出される。

【００２２】また、排気通路２３途中で三元触媒２２の
上流側には、排気ガス中の空燃比を検出するＡ／Ｆセン
サ３１が配設されている。そして、排気通路２３途中で
ＮＯx 触媒２４の下流側には排気ガス中の空燃比を検出
するＡ／Ｆセンサ３２が配設されている。

【００２３】ＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制
御ユニット）４０は、周知の各種演算処理を実行する中
央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納した
ＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、入出力回路及び
それらを接続するバスライン等からなる論理演算回路と
して構成されている。ＥＣＵ４０によってＡ／Ｆセンサ
３１からの空燃比信号やＡ／Ｆセンサ３２からの空燃比
信号及び図示しない各種センサからの各種入力信号４１
が読込まれ演算処理され、＃１インジェクタ１４ａ〜＃
４インジェクタ１４ｄ、図示しない点火回路や各種アク
チュエータに各種出力信号４２が出力され、内燃機関１
０の運転状態が制御される。なお、ＥＣＵ４０によるＡ
／Ｆセンサ３１からの空燃比信号に基づく空燃比フィー
ドバック制御については周知であり、本実施例の説明中
では省略されている。

【００２４】次に、本発明の実施の形態の一実施例にか
かる内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵ４
０による処理手順について各制御毎に説明する。

【００２５】《ＮＯx 触媒２４に対するＮＯx 吸蔵及び
回復制御のメインルーチン：図２参照》なお、このＮＯ
x 吸蔵及び回復制御ルーチンはイグニッションスイッチ
（図示略）のＯＮ（オン）後、ＥＣＵ４０にて繰返し実
行される。

【００２６】図２において、まず、ステップＳ１０１で
内燃機関１０の運転状態がリーン制御領域にあるかが判
定される。ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即
ち、リーン制御領域にないときには後述のＮＯx 触媒２
４の吸蔵量が算出できないためリーン制御領域になるま
で待ってステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０
２では、後述の吸蔵量演算処理によってΣ吸蔵量が算出
される。なお、Σ吸蔵量は積算演算された吸蔵量を表
す。

【００２７】次にステップＳ１０３に移行して、ステッ
プＳ１０２で算出されたΣ吸蔵量が許容吸蔵量以上であ
るかが判定される。この許容吸蔵量とは、ＮＯx 触媒２
４の現在の能力で吸蔵可能なＮＯx の吸蔵量であり、後
述の許容吸蔵量学習処理によって算出される。ステップ
Ｓ１０３の判定条件が成立せず、即ち、Σ吸蔵量が許容
吸蔵量未満と少ないときにはＮＯx 触媒２４に未だ吸蔵
余裕があるためステップＳ１０２に戻り、同様の処理が
繰返し実行される。一方、ステップＳ１０３の判定条件
が成立、即ち、Σ吸蔵量が許容吸蔵量以上と多くなると
ステップＳ１０４に移行し、リーン制御が一旦終了とさ
れる。

【００２８】次にステップＳ１０５に移行して、直線学
習フラグが「１」にセットされているかが判定される。
ステップＳ１０５の判定条件が成立、即ち、直線学習フ
ラグが「０」のままであり、未だＮＯx 触媒２４の特性
を表す直線が学習済でないときにはステップＳ１０６に
移行し、後述の直線学習処理が実行されたのちステップ
Ｓ１０１に戻り、同様の処理が繰返し実行される。一
方、ステップＳ１０５の判定条件が成立、即ち、直線学
習フラグが「１」にセットされており、直線が学習済で
あるときにはステップＳ１０７に移行し、許容吸蔵量学
習フラグが「１」にセットされているかが判定される。
ステップＳ１０７の判定条件が成立せず、即ち、許容吸
蔵量学習フラグが「０」のままであり、ＮＯx 触媒２４
の許容吸蔵量が未だ学習済でないときにはステップＳ１
０８に移行し、後述の許容吸蔵量学習処理が実行された
のちステップＳ１０１に戻り、同様の処理が繰返し実行
される。

【００２９】一方、ステップＳ１０７の判定条件が成
立、即ち、許容吸蔵量学習フラグが「１」にセットされ
ており、ＮＯx 触媒２４の許容吸蔵量が学習済であると
きにはステップＳ１０９に移行し、後述の適正還元剤量
演算処理で算出された適正還元剤量が必要還元剤量とし
て設定される。次にステップＳ１１０に移行して、リッ
チパージ制御が開始される。このリッチパージ制御と
は、リーン燃焼中に吸蔵したＮＯx を空燃比を一時的に
リッチにして、吸蔵したＮＯx をＮＯx 触媒から放出さ
せ還元することである。次にステップＳ１１１に移行し
て、リッチパージ制御による供給還元剤量が必要還元剤
量に等しくなったかが判定される。ステップＳ１１１の
判定条件が成立せず、即ち、未だ供給還元剤量が必要還
元剤量に等しくなっていないときにはリッチパージ制御
が繰返される。そして、ステップＳ１１１で供給還元剤
量が必要還元剤量に等しくなるとステップＳ１１２に移
行し、リッチパージ制御が終了されたのちステップＳ１
０１に戻り、同様の処理が繰返し実行される。

【００３０】〈イニシャルルーチン：図３参照〉なお、
このイニシャルルーチンはイグニッションスイッチ（図
示略）のＯＮ（オン）直後に１回だけ、学習値を除いて
ＥＣＵ４０にて実行される。

【００３１】図３において、ステップＳ２０１で、各フ
ラグや変数が「０」に初期設定されたのち、本ルーチン
を終了する。

【００３２】〈リーン制御ルーチン：図４参照〉なお、
このリーン制御ルーチンは所定時間毎にＥＣＵ４０にて
繰返し実行される。

【００３３】図４において、ステップＳ３０１で、Ａ／
Ｆセンサ３１からの空燃比信号やＡ／Ｆセンサ３２から
の空燃比信号及び図示しない各種センサからの各種入力
信号４１が読込まれ運転条件検出処理が実行され、更
に、ステップＳ３０２にて、運転状態に見合った後述の
ＴＡＵ（燃料噴射量）演算処理が実行され、このときの
ＴＡＵが算出される。次にステップＳ３０３に移行し
て、後述の許容吸蔵量学習処理で算出された許容吸蔵量
学習値が許容吸蔵量に設定される。なお、許容吸蔵量学
習値の初期値としては、ＮＯx 触媒２４における耐久後
の低い値を予め入れておき、最初、許容吸蔵量を小さい
方から大きい方へ探すことでエミッション悪化を防止す
ることができる。

【００３４】次にステップＳ３０４に移行して、後述の
直線学習処理による直線上のポイント１が算出されポイ
ント１終了フラグが「１」にセットされているかが判定
される。ステップＳ３０４の判定条件が成立せず、ポイ
ント１終了フラグが「０」のままであり、未だポイント
１が未確定であるときにはステップＳ３０５に移行し、
ステップＳ３０３で設定された許容吸蔵量がα1 、即
ち、関係式である直線上のα1 （入ＮＯx 量）が横軸の
Ｘ1 に設定される。一方、ステップＳ３０４の判定条件
が成立するときにはステップＳ３０６に移行し、後述の
直線学習処理による直線上のポイント２が算出されポイ
ント２終了フラグが「１」にセットされているかが判定
される。ステップＳ３０６の判定条件が成立せず、ポイ
ント２終了フラグが「０」のままであり、未だポイント
２が未確定であるときにはステップＳ３０７に移行し、
ステップＳ３０３で設定された許容吸蔵量がα2 、即
ち、関係式である直線上のα2 （入ＮＯx 量）が横軸の
Ｘ2 に設定される。

【００３５】一方、ステップＳ３０６の判定条件が成
立、即ち、ポイント１終了フラグが「１」及びポイント
２終了フラグが「１」にセットされているとき、または
ステップＳ３０５またはステップＳ３０７における処理
ののちステップＳ３０８に移行し、後述の吸蔵量演算処
理が実行される。次にステップＳ３０９に移行して、後
述の吸蔵量演算処理によって算出されたΣ吸蔵量がステ
ップＳ３０３で設定された許容吸蔵量以上であるかが判
定される。ステップＳ３０９の判定条件が成立せず、即
ち、Σ吸蔵量が許容吸蔵量未満と少ないときにはＮＯx
触媒２４に未だ吸蔵余裕があるためステップＳ３０１に
戻り、同様の処理が繰返し実行される。そして、ステッ
プＳ３０９の判定条件が成立、即ち、Σ吸蔵量が許容吸
蔵量以上となるとＮＯx 触媒２４に吸蔵余裕がないため
リーン制御できないとして、本ルーチンを終了する。

【００３６】〈ＴＡＵ（燃料噴射量）演算のサブルーチ
ン：図５参照〉なお、このＴＡＵ演算ルーチンは、図４
のステップＳ３０２または後述の図７のステップＳ６０
１または後述の図１２のステップＳ１１０１または後述
の図１５のステップＳ１４０１による割込毎にＥＣＵ４
０にて実行される。

【００３７】図５において、ステップＳ４０１で、その
ときの運転条件に見合った基本噴射量ＴＰが算出され
る。次にステップＳ４０２に移行して、リーン制御中で
あるかが判定される。ステップＳ４０２の判定条件が成
立、即ち、リーン制御中であるときにはステップＳ４０
３に移行し、ＴＡＵが次式（１）にて算出されたのち、
本ルーチンを終了する。ここで、ＬＦＡＦは空燃比フィ
ードバック係数の学習値、ＫＡＦ1 は目標空燃比にする
ための係数である。

【００３８】

【数１】 ＴＡＵ＝ＴＰ×ＬＦＡＦ×ＫＡＦ1 ・・・（１）

【００３９】一方、ステップＳ４０２の判定条件が成立
せず、即ち、リーン制御中でないときにはステップＳ４
０４に移行し、ＴＡＵが次式（２）にて算出されたの
ち、本ルーチンを終了する。ここで、ＫＡＦ2 は目標空
燃比にするための係数である。

【００４０】

【数２】 ＴＡＵ＝ＴＰ×ＬＦＡＦ×ＫＡＦ2 ・・・（２）

【００４１】〈吸蔵量演算のサブルーチン：図６参照〉
なお、この吸蔵量演算ルーチンは図４のステップＳ３０
８による割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００４２】図６において、ステップＳ５０１で、吸蔵
量が次式（３）にて算出される。ここで、ＮＯx 濃度は
内燃機関１０の機関回転数と負荷とをパラメータとする
マップ（図示略）により算出される。ここで、計測時間
とは前回吸蔵量算出から今回吸蔵量算出までに要した時
間である。

【００４３】

【数３】 吸蔵量←（単位時間当たり吸入空気量）×（ＮＯx 濃度）×（計測時間） ×（ＮＯx 密度） ・・・（３）

【００４４】次にステップＳ５０２に移行して、前回ま
でのΣ吸蔵量にステップＳ５０１で算出された吸蔵量が
加算されてΣ吸蔵量が算出されたのち、本ルーチンを終
了する。

【００４５】〈リッチパージ制御ルーチン：図７参照〉
なお、このリッチパージ制御ルーチンは、図２のステッ
プＳ１１０〜ステップＳ１１２までのリッチパージ制御
中、ＥＣＵ４０にて繰返し実行される。

【００４６】図７において、まず、ステップＳ６０１
で、上述の図５によるＴＡＵ演算処理が実行される。次
にステップＳ６０２に移行して、直線学習フラグが
「１」にセットされているかが判定される。ステップＳ
６０２の判定条件が成立せず、即ち、直線学習フラグが
「０」のままであり、未だ直線が学習済でないときには
ステップＳ６０３に移行し、後述の直線学習処理が実行
される。

【００４７】一方、ステップＳ６０２の判定条件が成
立、即ち、直線学習フラグが「１」にセットされてお
り、直線が学習済であるときにはステップＳ６０４に移
行し、許容吸蔵量学習フラグが「１」にセットされてい
るかが判定される。ステップＳ６０４の判定条件が成立
せず、即ち、許容吸蔵量学習フラグが「０」のままであ
り、未だ許容吸蔵量学習値が算出されていないときには
ステップＳ６０５に移行し、後述の許容吸蔵量学習処理
が実行される。

【００４８】一方、ステップＳ６０４の判定条件が成
立、即ち、許容吸蔵量学習フラグが「１」にセットされ
ているときにはステップＳ６０６に移行し、後述の適正
還元剤量演算処理で算出された適正還元剤量が必要還元
剤量として設定される。次にステップＳ６０７に移行し
て、１噴射当たり還元剤量ＦＱが次式（４）にて算出さ
れる。

【００４９】

【数４】 ＦＱ←ＴＡＵ×（単位時間当たり噴射量）×（還元剤密度） ・・・（４）

【００５０】次にステップＳ６０８に移行して、１噴射
が終了するまで待ってステップＳ６０９に移行する。ス
テップＳ６０９では、前回の必要還元剤量からステップ
Ｓ６０７で算出された１噴射当たり還元剤量ＦＱが減算
され今回の必要還元剤量とされる。次にステップＳ６１
０に移行して、必要還元剤量が「０」となったかが判定
される。ステップＳ６１０の判定条件が成立せず、即
ち、必要還元剤量が「０」となっておらず、未だ必要還
元剤量が必要であるときにはステップＳ６０７に戻り、
同様の処理が繰返し実行される。そして、ステップＳ６
１０の判定条件が成立、即ち、必要還元剤量が「０」と
なったとき、またはステップＳ６０３またはステップＳ
６０５の処理ののちステップＳ６１１に移行し、Σ吸蔵
量が「０」に戻されたのち、本ルーチンを終了する。

【００５１】〈直線学習のサブルーチン：図８参照〉な
お、この直線学習ルーチンは、図２のステップＳ１０６
または図７のステップＳ６０３の割込毎にＥＣＵ４０に
て実行される。

【００５２】図８において、ステップＳ７０１では、ポ
イント１終了フラグが「１」にセットされているかが判
定される。ステップＳ７０１の判定条件が成立せず、即
ち、ポイント１終了フラグが「０」のままであり、未だ
ポイント１が未確定であるときにはステップＳ７０２に
移行し、後述のポイント１演算処理による直線上のポイ
ント１が算出されたのち、本ルーチンを終了する。一
方、ステップＳ７０１の判定条件が成立、即ち、ポイン
ト１終了フラグが「１」にセットされているときにはス
テップＳ７０３に移行し、後述のポイント２演算処理に
よる直線上のポイント２が算出される。次にステップＳ
７０４に移行して、ステップＳ７０２で算出されたポイ
ント１とステップＳ７０３で算出されたポイント２とか
ら後述の直線演算処理によって直線が算出され、本ルー
チンを終了する。

【００５３】〈許容吸蔵量学習のサブルーチン：図９参
照〉なお、この許容吸蔵量学習ルーチンは、図２のステ
ップＳ１０８または図７のステップＳ６０５の割込毎に
ＥＣＵ４０にて実行される。

【００５４】図９において、ステップＳ８０１で、適正
還元剤量算出フラグが「１」にセットされているかが判
定される。ステップＳ８０１の判定条件が成立せず、即
ち、適正還元剤量算出フラグが「０」のままであり、未
だ適正還元剤量が算出されていないときにはステップＳ
８０２に移行し、後述の適正還元剤量演算処理が実行さ
れ、適正還元剤量が算出される。一方、ステップＳ８０
１の判定条件が成立、即ち、適正還元剤量算出フラグが
「１」で、既に適正還元剤量が算出されているときには
ステップＳ８０２がスキップされる。

【００５５】次にステップＳ８０３に移行して、今回の
計算還元剤量(i) が次式（５）にて算出される。ここ
で、ａは後述の直線演算処理で算出される直線の傾き、
ｂは後述の直線演算処理で算出される直線の切片であ
る。

【００５６】

【数５】 計算還元剤量(i) ←ａ×許容吸蔵量(i) ＋ｂ ・・・（５）

【００５７】次にステップＳ８０４に移行して、今回の
還元剤量が直線上にあるかを知るため、今回の計算還元
剤量(i) から許容量ＫＧを減算した値が今回の適正還元
剤量(i) を越えているかが判定される。ステップＳ８０
４の判定条件が成立するときには今回の計算還元剤量
(i) が直線より上にあり、許容吸蔵量が大き過ぎるとし
てステップＳ８０５に移行し、許容吸蔵量から所定量Ｋ
が減算され許容吸蔵量学習値とされ、本ルーチンを終了
する。

【００５８】一方、ステップＳ８０４の判定条件が成立
せず、即ち、今回の計算還元剤量(i) から許容量ＫＧを
減算した値が今回の適正還元剤量(i) 以下と小さいとき
にはステップＳ８０６に移行し、前回の還元剤量が直線
上にあったかを知るため、前回の計算還元剤量(i-1) か
ら許容量ＫＧを減算した値が前回の適正還元剤量(i-1)
を越えているかが判定される。ステップＳ８０６の判定
条件が成立しないときには今回の計算還元剤量(i) 及び
前回の計算還元剤量(i-1) が共に直線上にあるため、許
容吸蔵量を今より大きくできる可能性があるとしてステ
ップＳ８０７に移行し、許容吸蔵量に所定量Ｋが加算さ
れ許容吸蔵量学習値とされ、本ルーチンを終了する。

【００５９】一方、ステップＳ８０６の判定条件が成
立、即ち、前回の計算還元剤量(i-1)から許容量ＫＧを
減算した値が前回の適正還元剤量(i-1) を越えていると
きにはステップＳ８０８に移行し、前回の計算還元剤量
(i-1) が直線上になく今回の計算還元剤量(i) が直線上
にあるので、現在の許容吸蔵量が適正値であるとして許
容吸蔵量学習フラグが「１」にセットされ、本ルーチン
を終了する。

【００６０】〈ポイント１及びポイント２演算のサブル
ーチン：図１０参照〉なお、このポイント１及びポイン
ト２演算ルーチンは、図８のステップＳ７０２またはス
テップＳ７０３の割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００６１】図１０において、ステップＳ９０１で、後
述の適正還元剤量演算処理が実行される。次にステップ
Ｓ９０２に移行して、ポイント１終了フラグが「１」に
セットされているかが判定される。ステップＳ９０２の
判定条件が成立せず、即ち、ポイント１終了フラグが
「０」のままであり、未だポイント１が未確定であると
きにはステップＳ９０３に移行し、ステップＳ９０１で
算出された適正還元剤量がＹ1 とされる。次にステップ
Ｓ９０４に移行して、ポイント１終了フラグが「１」に
セットされたのち、本ルーチンを終了する。

【００６２】一方、ステップＳ９０２の判定条件が成
立、即ち、ポイント１終了フラグが「１」にセットされ
ているときにはステップＳ９０５に移行し、ステップＳ
９０１で算出された適正還元剤量がＹ2 とされる。次に
ステップＳ９０６に移行して、ポイント２終了フラグが
「１」にセットされたのち、本ルーチンを終了する。

【００６３】〈直線演算のサブルーチン：図１１参照〉
なお、この直線演算ルーチンは図８のステップＳ７０４
の割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００６４】図１１において、まず、ステップＳ１００
１で、直線の傾きａ1 が次式（６）にて算出される。

【００６５】

【数６】 ａ1 ＝（Ｙ2 −Ｙ1 ）／（Ｘ2 −Ｘ1 ） ・・・（６）

【００６６】次にステップＳ１００２に移行して、ステ
ップＳ１００１で算出された直線の傾きａ1 と予め格納
されている直線の傾きａとの偏差の絶対値が所定値未満
であるかが判定される。ステップＳ１００２の判定条件
が成立するときにはＮＯx 触媒２４が正常であるとして
ステップＳ１００３に移行し、ステップＳ１００１で算
出された直線の傾きａ1 が予め格納されている直線の傾
きａとして設定される。次にステップＳ１００４に移行
して、直線の切片ｂが次式（７）にて算出される。

【００６７】

【数７】 ｂ＝Ｙ1 −ａＸ1 ・・・（７）

【００６８】一方、ステップＳ１００２の判定条件が成
立せず、即ち、ステップＳ１００１で算出された直線の
傾きａ1 と予め格納されている直線の傾きａとの偏差の
絶対値が所定値以上と大きいときにはＮＯx 触媒２４が
劣化している可能性等があり直線が求められないためス
テップＳ１００３及びステップＳ１００４がスキップさ
れる。次にステップＳ１００５に移行して、直線学習フ
ラグが「１」にセットされたのち、本ルーチンを終了す
る。

【００６９】〈適正還元剤量演算のサブルーチン：図１
２参照〉なお、この適正還元剤量演算ルーチンは図９の
ステップＳ８０２または図１０のステップＳ９０１の割
込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００７０】図１２において、まず、ステップＳ１１０
１で、上述の図５によるＴＡＵ演算処理が実行される。
次にステップＳ１１０２に移行して、１噴射当たり還元
剤量ＦＱが上式（４）にて算出される。次にステップＳ
１１０３に移行して、１噴射が終了するまで待ってステ
ップＳ１１０４に移行する。ステップＳ１１０４では、
前回までのΣＦＱにステップＳ１１０２で算出された１
噴射当たり還元剤量ＦＱが加算され今回のΣＦＱが設定
される。なお、ΣＦＱは積算演算された１噴射当たり還
元剤量ＦＱを表す。

【００７１】次にステップＳ１１０５に移行して、ＮＯ
x 触媒２４の下流側の空燃比でありＡ／Ｆセンサ３２の
出力信号に基づくＮＯx 触媒後空燃比が所定値“１”未
満であるかが判定される。ステップＳ１１０５の判定条
件が成立せず、即ち、ＮＯx触媒後空燃比がリーンまた
はストイキ近傍にあるときにはステップＳ１１０６に移
行し、ＮＯx 触媒後空燃比が所定値“２”未満であるか
が判定される。ステップＳ１１０６の判定条件が成立、
即ち、ＮＯx 触媒後空燃比が所定値“２”未満とほぼス
トイキ近傍にあるときにはステップＳ１１０７に移行
し、前回までのΣ空燃比に今回の空燃比が加算され今回
のΣ空燃比が設定される。なお、Σ空燃比は積算演算さ
れた空燃比を表す。

【００７２】次にステップＳ１１０８に移行して、カウ
ンタＮが「＋１」インクリメントされたのち、ステップ
Ｓ１１０１に戻り、同様の処理が繰返し実行される。一
方、ステップＳ１１０６の判定条件が成立せず、即ち、
ＮＯx 触媒後空燃比が所定値以上と大きくリーン側にあ
るときにはステップＳ１１０７及びステップＳ１１０８
をスキップしてステップＳ１１０１に戻り、同様の処理
が繰返し実行される。

【００７３】一方、ステップＳ１１０５の判定条件が成
立、即ち、ＮＯx 触媒後空燃比がリッチであるときには
ステップＳ１１０９に移行し、リーン制御へ移行された
のちステップＳ１１１０に移行し、Σ空燃比をカウンタ
Ｎ値で除算して還元中平均空燃比が算出される。次にス
テップＳ１１１１に移行して、Σ空燃比が「０」に戻さ
れ、カウンタＮが「０」にクリアされる。

【００７４】次にステップＳ１１１２に移行して、後述
の空燃比リッチ間の過剰空燃比積算処理が実行される。
この空燃比リッチ間の過剰空燃比とは、適正還元剤量を
算出するためリーン側からリッチ側へ空燃比制御したと
き、余分な噴射量によりＮＯx 触媒後空燃比が理論空燃
比を越え実際にリッチとなった空燃比をいう。次にステ
ップＳ１１１３に移行して、後述の適正量演算処理が実
行される。次にステップＳ１１１４に移行して、適正還
元剤量算出フラグが「１」にセットされる。次にステッ
プＳ１１１５に移行して、ΣＦＱが「０」に戻されたの
ち、本ルーチンを終了する。

【００７５】〈空燃比リッチ間の過剰空燃比積算のサブ
ルーチン：図１３参照〉なお、この空燃比リッチ間の過
剰空燃比積算ルーチンは図１２のステップＳ１１１２の
割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００７６】図１３において、ステップＳ１２０１で、
空燃比が算出される。次にステップＳ１２０２に移行し
て、ＮＯx 触媒後空燃比が還元中平均空燃比を越えてい
るかが判定される。ステップＳ１２０２の判定条件が成
立せず、即ち、ＮＯx 触媒後空燃比が還元中平均空燃比
以下と小さいときにはステップＳ１２０３に移行し、過
剰空燃比が設定される。次にステップＳ１２０４に移行
して、カウンタＮが「＋１」インクリメントされる。次
にステップＳ１２０５に移行して、前回までのΣ過剰空
燃比に今回の過剰空燃比が加算され今回のΣ過剰空燃比
が設定されたのちステップＳ１２０１に戻り、同様の処
理が繰返し実行される。なお、Σ過剰空燃比は積算演算
された過剰空燃比を表す。

【００７７】一方、ステップＳ１２０２の判定条件が成
立、即ち、ＮＯx 触媒後空燃比が還元中平均空燃比を越
え大きいときにはステップＳ１２０６に移行し、Σ過剰
空燃比がカウンタＮ値で除算されリッチ間平均空燃比が
算出される。次にステップＳ１２０７に移行して、Σ過
剰空燃比が「０」に戻され、カウンタＮが「０」にクリ
アされたのち、本ルーチンを終了する。

【００７８】〈適正量演算のサブルーチン：図１４参
照〉なお、この適正量演算ルーチンは図１２のステップ
Ｓ１１１３の割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００７９】図１４において、ステップＳ１３０１で、
還元中平均空燃比からリッチ間平均空燃比が減算され、
それらの偏差としてのΔ空燃比が算出される。次にステ
ップＳ１３０２に移行して、過剰還元剤量が次式（８）
にて算出される。ここで、１４．７は理論空燃比（スト
イキ）の空燃比である。

【００８０】

【数８】 過剰還元剤量←（吸入空気量）×（Δ空燃比）／１４．７ ・・・（８）

【００８１】次にステップＳ１３０３に移行して、ΣＦ
Ｑから過剰還元剤量が減算され適正還元剤量が算出され
たのち、本ルーチンを終了する。

【００８２】〈適正還元剤量演算のサブルーチンの変形
例：図１５参照〉なお、この適正還元剤量演算ルーチン
の変形例は図９のステップＳ８０２または図１０のステ
ップＳ９０１の割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００８３】図１５において、まず、ステップＳ１４０
１で、上述の図５によるＴＡＵ演算処理が実行される。
次にステップＳ１４０２に移行して、噴射開始されたの
ちステップＳ１４０３に移行し、内燃機関排出空燃比が
リッチ側に変化したかが判定される。ステップＳ１４０
３で内燃機関排出空燃比がリッチ側に変化するまで待っ
てステップＳ１４０４に移行する。ステップＳ１４０４
では、内燃機関排出空燃比がリッチ側に変化開始した時
刻が記憶される。次にステップＳ１４０５に移行して、
ＮＯx 触媒後空燃比がリッチであるかが判定される。

【００８４】ステップＳ１４０５でＮＯx 触媒後空燃比
がリッチとなるまで待ってステップＳ１４０６に移行す
る。ステップＳ１４０６では、リーン制御へ移行された
のちステップＳ１４０７に移行し、ＮＯx 触媒後空燃比
がリッチになった時刻が記憶される。次にステップＳ１
４０８に移行して、後述の適正量演算処理が実行され
る。次にステップＳ１４０９に移行して、適正還元剤量
算出フラグが「１」にセットされたのち、本ルーチンを
終了する。

【００８５】〈適正量演算のサブルーチン：図１６参
照〉なお、この適正量演算ルーチンは図１５のステップ
Ｓ１４０８の割込毎にＥＣＵ４０にて実行される。

【００８６】図１６において、ステップＳ１５０１で、
予めＥＣＵ４０のＲＯＭに格納されている運転領域毎の
ガス輸送遅れ時間ＴＤＬＹが算出されたのちステップＳ
１５０２に移行する。ステップＳ１５０２では、図１５
のステップＳ１４０７で記憶されたＮＯx 触媒後空燃比
がリッチになった時刻から図１５のステップＳ１４０４
で記憶された内燃機関排出空燃比がリッチ側に変化開始
した時刻及びステップＳ１５０１で算出されたガス輸送
遅れ時間ＴＤＬＹが減算され必要噴射時間が算出され
る。次にステップＳ１５０３に移行して、ステップＳ１
５０２で算出された必要噴射時間に基づき必要噴射回数
が算出される。ここで、必要噴射回数は必要噴射時間を
噴射周期で除算することで求められる。

【００８７】次にステップＳ１５０４に移行して、適正
還元剤量が次式（９）にて算出されたのち、本ルーチン
を終了する。

【００８８】

【数９】 適正還元剤量←ＴＡＵ×（単位時間当たり噴射量）×（還元剤密度） ×（必要噴射回数） ・・・（９）

【００８９】〈硫黄被毒度合い判定ルーチン：図１７参
照〉なお、この硫黄被毒度合い判定ルーチンは許容吸蔵
量学習フラグが「１」にセット、即ち、ＮＯx 触媒２４
における許容吸蔵量が学習済となったのちの所定時間毎
にＥＣＵ４０にて繰返し実行される。

【００９０】図１７において、ステップＳ１６０１で、
現在の許容吸蔵量が所定値以下であるかが判定される。
この所定値とは、ＮＯx 触媒２４の硫黄被毒度合いを判
定するため予め設定された値である。ステップＳ１６０
１の判定条件が成立、即ち、現在の許容吸蔵量が所定値
以下と少なくなっているときにはステップＳ１６０２に
移行し、後述の硫黄被毒回復制御処理が実行される。次
にステップＳ１６０３に移行して、ステップＳ１６０２
による硫黄被毒回復制御処理の実施により硫黄被毒が回
復（許容吸蔵量が回復）されているはずなので、再度許
容吸蔵量を学習させるため許容吸蔵量学習フラグが
「０」にリセットされたのち、本ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ１６０１の判定条件が成立せず、即
ち、現在の許容吸蔵量が所定値を越え大きいときには何
もすることなく、本ルーチンを終了する。

【００９１】〈硫黄被毒回復制御のサブルーチン：図１
８参照〉なお、この硫黄被毒回復制御ルーチンは図１７
のステップＳ１６０２の割込毎にＥＣＵ４０にて実行さ
れる。

【００９２】図１８において、ステップＳ１７０１で、
点火時期変更として、例えば、所定量遅角されたのちス
テップＳ１７０２に移行し、点火時期遅角によるトルク
ダウンを補うためにスロットル開度変更として、例え
ば、所定開度ｕｐ（開側へ制御）されることにより、排
気ガスが昇温される。次にステップＳ１７０３に移行し
て、ＮＯx 触媒２４の触媒推定温度が所定値を越えてい
るかが判定される。ステップＳ１７０３の判定条件が成
立せず、即ち、触媒推定温度が所定値以下と低いときに
はステップＳ１７０１に戻り、同様の処理が繰返し実行
される。

【００９３】一方、ステップＳ１７０３の判定条件が成
立、即ち、触媒推定温度が所定値を越え高くなるとステ
ップＳ１７０４に移行し、カウンタＮが「＋１」インク
リメントされたのちステップＳ１７０５に移行する。ス
テップＳ１７０５では、空燃比リッチ制御が実行された
のちステップＳ１７０６に移行し、カウンタＮ値が所定
回数以上であるかが判定される。ステップＳ１７０６の
判定条件が成立せず、即ち、カウンタＮ値が所定回数未
満と小さいときにはステップＳ１７０３に戻り、同様の
処理が繰返し実行される。一方、ステップＳ１７０６の
判定条件が成立、即ち、カウンタＮ値が所定回数以上と
なるとステップＳ１７０７に移行し、空燃比リッチ制御
が終了され、本ルーチンを終了する。

【００９４】このように、本実施例の内燃機関の排気浄
化装置は、内燃機関１０で検出される種々のパラメータ
に基づき内燃機関１０の運転状態を検出するＥＣＵ４０
にて達成される運転状態検出手段と、内燃機関１０の運
転状態に基づき燃料噴射量ＴＡＵを算出するＥＣＵ４０
にて達成される燃料噴射量演算手段と、燃料噴射量ＴＡ
Ｕに基づき内燃機関１０に燃料を供給する燃料供給手段
と、内燃機関１０の排気通路２３途中に設置され、排気
ガスを浄化する三元触媒２２と、内燃機関１０の排気通
路２３途中の三元触媒２２の下流側に設置され、排気ガ
ス中のＮＯx （窒素酸化物）を浄化するＮＯx 触媒２４
と、内燃機関１０の排気通路２３途中の三元触媒２２の
上流側に配設され、排気ガス中の空燃比を検出する第１
の空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ３１と、内燃機
関１０の排気通路２３途中のＮＯx 触媒２４の下流側に
配設され、排気ガス中の空燃比または酸素濃度を検出す
る第２の空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ３２と、
現在のＮＯx 触媒２４に吸蔵されているＮＯx を還元す
るのに必要な燃料噴射量である必要還元剤量をＡ／Ｆセ
ンサ３２からの出力に基づいて算出するＥＣＵ４０にて
達成される還元剤量演算手段と、ＮＯx 触媒２４の吸蔵
量と必要還元剤量との関係式を算出するＥＣＵ４０にて
達成される関係式演算手段と、前記関係式演算手段で算
出された関係式を学習するＥＣＵ４０にて達成される関
係式学習手段と、現在のＮＯx 触媒２４の吸蔵量と学習
された関係式とを比較するＥＣＵ４０にて達成される比
較手段と、前記比較手段による比較結果に応じてＮＯx
触媒２４の許容吸蔵量を設定するＥＣＵ４０にて達成さ
れる許容吸蔵量設定手段と、前記許容吸蔵量設定手段で
設定された許容吸蔵量を学習するＥＣＵ４０にて達成さ
れる許容吸蔵量学習手段と、ＮＯx 触媒２４における硫
黄被毒度合いを判定するＥＣＵ４０にて達成される判定
手段と、前記判定手段による判定結果で硫黄被毒回復が
必要なときには、内燃機関１０に対する空燃比をリッチ
側に制御、かつ、触媒温度を昇温制御し、ＮＯx 触媒２
４が吸蔵しているＳＯx を還元し硫黄被毒を回復させる
ＥＣＵ４０にて達成される回復制御手段と、前記回復制
御手段によるＮＯx 触媒２４の硫黄被毒回復後は、許容
吸蔵量を再度学習するＥＣＵ４０にて達成される許容吸
蔵量再学習手段とを具備するものである。

【００９５】したがって、現在のＮＯx 触媒２４に吸蔵
されているＮＯx を還元するのに必要な必要還元剤量が
Ａ／Ｆセンサ３２からの出力に基づき算出され、ＮＯx
触媒２４の吸蔵量と必要還元剤量とから算出され学習に
よって更新される関係式としての直線と現在のＮＯx 触
媒２４の吸蔵量とが比較される。そして、この比較結果
に応じてＮＯx 触媒２４の許容吸蔵量が設定され、学習
によって更新される。ここで、ＮＯx 触媒２４における
硫黄被毒度合いが判定され、硫黄被毒回復が必要なとき
には、内燃機関に対する空燃比がリッチ側に制御、か
つ、触媒温度が昇温制御され、ＮＯx 触媒２４が吸蔵し
ているＮＯx が還元され硫黄被毒が回復されたのち、許
容吸蔵量が再度学習される。これにより、ＮＯx 触媒２
４における現在のＮＯx 吸蔵能力を的確に知ることがで
き、エミッション悪化が未然に防止され、ＮＯx 触媒２
４の許容吸蔵量の回復によって燃費の悪化も防止され
る。

【００９６】また、本実施例の内燃機関の排気浄化装置
のＥＣＵ４０にて達成される還元剤量演算手段は、１回
目にＡ／Ｆセンサ３２が所定範囲のリッチ信号を出力す
ると予測される還元剤量を供給し、２回目ではＡ／Ｆセ
ンサ３２による１回目の空燃比挙動に基づいて適正還元
剤量を逆算し、必要還元剤量を算出するものである。こ
の適正還元剤量は、ＮＯx 触媒２４の下流側における過
剰な空燃比を積算した過剰空燃比積算値から算出するも
のである。また、適正還元剤量は、Ａ／Ｆセンサ３１か
らの出力がリッチ側に変化開始した時点からＡ／Ｆセン
サ３２からの出力がリッチ側に変化し始めるまでの時間
とガス輸送遅れ時間とに基づいて算出するものである。

【００９７】つまり、１回目にはＡ／Ｆセンサ３１から
所定範囲のリッチ信号が出力されると予測されるだけの
還元剤量が供給され、２回目にはＡ／Ｆセンサ３２によ
る１回目の空燃比挙動に基づき適正還元剤量が逆算され
る。即ち、Ａ／Ｆセンサ３２からの所定範囲のリッチ信
号が出力された分が差引かれることで必要還元剤量が正
確に算出される。この適正還元剤量がＮＯx 触媒２４の
下流側で過剰な空燃比を積算した過剰空燃比積算値によ
って求められる。即ち、空燃比が理論空燃比を越えリッ
チ側となった空燃比が積算されることで過剰還元剤量が
算出され、この過剰分が与えられた還元剤量から減算さ
れることで正確に求められる。また、変形例では、適正
還元剤量がＡ／Ｆセンサ３１からの出力がリッチ側に変
化開始した時点からＡ／Ｆセンサ３２からの出力がリッ
チ側に変化し始めるまでの時間を求め、更に、排気ガス
がＡ／Ｆセンサ３１からＡ／Ｆセンサ３２に至るまでの
ガス輸送遅れ時間を減算することで正確に求められる。

【００９８】そして、本実施例の内燃機関の排気浄化装
置のＥＣＵ４０にて達成される関係式演算手段は、２回
のリッチ側へのパージ制御に対応するＮＯx 触媒２４の
吸蔵量とそれに対応する還元に必要な還元剤量とを表す
点から直線を算出するものである。この吸蔵量は、ＮＯ
x 触媒２４がＮＯx を吸蔵しきれずに漏出することのな
い十分小さい領域に設定するものである。つまり、リッ
チ側へパージ制御したときのＮＯx 触媒２４の吸蔵量に
対する還元剤量を表す点が少なくとも２点以上求められ
る。これにより、ＮＯx 触媒の吸蔵量に対する必要還元
剤量を示す関係式としての直線が簡単かつ正確に求めら
れる。

【００９９】更に、本実施例の内燃機関の排気浄化装置
のＥＣＵ４０にて達成される関係式学習手段は、今回算
出された直線の傾きａが予め設定された基準傾きａ1 に
対し所定範囲内にあるときのみ、更新学習するものであ
る。つまり、今回算出された直線の傾きと基準傾きとの
偏差が所定範囲内であるときには、直線が更新され記憶
される。これにより、求められた傾きを用いた直線に対
する信頼性が向上される。また、本実施例の内燃機関の
排気浄化装置のＥＣＵ４０にて達成される比較手段は、
現在のＮＯx 触媒２４の吸蔵量とその還元に必要な還元
剤量とを表す点が、関係式としての直線に対し所定範囲
内または所定範囲外にあるかを比較するものである。し
たがって、現在のＮＯx 触媒２４の吸蔵量に対する還元
剤量を表す点が関係式に対し所定範囲内または所定範囲
外にあるか、即ち、関係式の近傍にあるか否かによっ
て、適切な還元剤量が正確に求められる。

【０１００】そして、本実施例の内燃機関の排気浄化装
置のＥＣＵ４０にて達成される許容吸蔵量設定手段は、
比較手段による比較結果が所定範囲内にあるときには許
容吸蔵量を増量、また、比較手段による比較結果が所定
範囲外にあるときには許容吸蔵量を減量するものであ
る。つまり、比較手段での比較結果で現在のＮＯx 触媒
２４の吸蔵量に対する還元剤量を表す点が関係式に対し
所定範囲内、即ち、直線の近傍にあるときにはＮＯx 触
媒２４の吸蔵能力に余裕があるとして許容吸蔵量が増量
される。また、この点が直線に対し所定範囲外、即ち、
直線の近傍にないときにはＮＯx 触媒２４の吸蔵能力を
越えている可能性があるとして許容吸蔵量が減量され
る。これにより、ＮＯx 触媒２４からＮＯx が漏出する
ことが防止されると共に、ＮＯx 触媒２４の吸蔵能力が
最大限に発揮される。

【０１０１】加えて、本実施例の内燃機関の排気浄化装
置のＥＣＵ４０にて達成される許容吸蔵量設定手段は、
許容吸蔵量学習が完了するまでの初回には許容吸蔵量を
少ない方から多くなる方に向かって探すものである。こ
れにより、ＮＯx 触媒２４の吸蔵能力を越えて許容吸蔵
量が設定されることがないため、ＮＯx 触媒２４からＮ
Ｏx が漏出することが未然に防止される。また、本実施
例の内燃機関の排気浄化装置のＥＣＵ４０にて達成され
る許容吸蔵量学習手段は、比較手段による比較結果が所
定範囲内で最大となる許容吸蔵量を学習値とし、内燃機
関１０の運転状態毎に学習値を設定し、次回に反映する
ものである。これにより、現在のＮＯx触媒の吸蔵能力
を最大限に発揮するための適切な還元剤量が正確に求め
られる。そして、本実施例の内燃機関の排気浄化装置の
ＥＣＵ４０にて達成される判定手段は、現在のＮＯx 触
媒２４の許容吸蔵量が所定値以下であるかによって硫黄
被毒度合いを判定するものである。これにより、ＮＯx
触媒に対して硫黄被毒回復制御を行なう好適なタイミン
グが求められる。

【０１０２】ところで、上記実施例では、第２の空燃比
検出手段としてＡ／Ｆセンサ３２を用いているが、上記
変形例では、Ｏ₂ センサを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関とその
周辺機器を示す概略構成図である。

【図２】 図２は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵにお
けるＮＯx 触媒に対するＮＯx 吸蔵及び回復制御の処理
手順を示すフローチャートである。

【図３】 図３は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵにお
けるイニシャル処理を示すフローチャートである。

【図４】 図４は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵにお
けるリーン制御の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】 図５は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵにお
けるＴＡＵ演算の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】 図６は図４における吸蔵量演算の処理手順を
示すフローチャートである。

【図７】 図７は本発明の実施の形態の一実施例にかか
る内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵにお
けるリッチパージ制御の処理手順を示すフローチャート
である。

【図８】 図８は図２及び図７における直線学習の処理
手順を示すフローチャートである。

【図９】 図９は図２及び図７における許容吸蔵量学習
の処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】 図１０は図８におけるポイント１及びポイ
ント２演算の処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】 図１１は図８における直線演算の処理手順
を示すフローチャートである。

【図１２】 図１２は図９及び図１０における適正還元
剤量演算の処理手順を示すサブルーチンである。

【図１３】 図１３は図１２における空燃比リッチ間の
過剰空燃比積算の処理手順を示すサブルーチンである。

【図１４】 図１４は図１２における適正量演算の処理
手順を示すサブルーチンである。

【図１５】 図１５は図９及び図１０における適正還元
剤量演算の処理手順の変形例を示すサブルーチンであ
る。

【図１６】 図１６は図１５における適正量演算の処理
手順を示すサブルーチンである。

【図１７】 図１７は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の排気浄化装置で使用されているＥＣＵ
における硫黄被毒度合い判定の処理手順を示すフローチ
ャートである。

【図１８】 図１８は図１７における硫黄被毒回復制御
の処理手順を示すサブルーチンである。

【図１９】 図１９は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の排気浄化装置で用いられているＮＯx
触媒におけるＮＯx 吸蔵量と必要還元剤量との関係を示
す特性図である。

【図２０】 図２０は本発明の実施の形態の一実施例に
かかる内燃機関の排気浄化装置で用いられているＮＯx
触媒への入ＮＯx 及び出ＮＯx におけるＮＯx 濃度を示
す特性図である。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ インジェクタ（燃料
供給手段） ２２ 三元触媒 ２３ 排気通路 ２４ ＮＯx 触媒 ３１ Ａ／Ｆセンサ（第１の空燃比検出手段） ３２ Ａ／Ｆセンサ（第２の空燃比検出手段） ４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA17 AA28 AB03 AB06 BA11 BA33 CA18 CB02 CB05 DA01 DA02 DB11 DB13 DC02 EA18 EA30 EA34 EA35 FB10 FB12 HA36 HA37 HA42

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関で検出される種々のパラメータ
   に基づき前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検
   出手段と、 前記内燃機関の運転状態に基づき燃料噴射量を算出する
   燃料噴射量演算手段と、 前記燃料噴射量に基づき前記内燃機関に燃料を供給する
   燃料供給手段と、 前記内燃機関の排気通路途中に設置され、排気ガスを浄
   化する三元触媒と、 前記内燃機関の排気通路途中の前記三元触媒の下流側に
   設置され、排気ガス中のＮＯx （窒素酸化物）を浄化す
   るＮＯx 触媒と、 前記内燃機関の排気通路途中の前記三元触媒の上流側に
   配設され、排気ガス中の空燃比を検出する第１の空燃比
   検出手段と、 前記内燃機関の排気通路途中の前記ＮＯx 触媒の下流側
   に配設され、排気ガス中の空燃比または酸素濃度を検出
   する第２の空燃比検出手段と、 現在の前記ＮＯx 触媒に吸蔵されているＮＯx を還元す
   るのに必要な燃料噴射量である必要還元剤量を前記第２
   の空燃比検出手段からの出力に基づいて算出する還元剤
   量演算手段と、 前記ＮＯx 触媒の吸蔵量と前記必要還元剤量との関係式
   を算出する関係式演算手段と、 前記関係式演算手段で算出された前記関係式を学習する
   関係式学習手段と、 現在の前記ＮＯx 触媒の吸蔵量と学習された前記関係式
   とを比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に応じて前記ＮＯx 触媒の
   許容吸蔵量を設定する許容吸蔵量設定手段と、 前記許容吸蔵量設定手段で設定された前記許容吸蔵量を
   学習する許容吸蔵量学習手段と、 前記ＮＯx 触媒における硫黄被毒度合いを判定する判定
   手段と、 前記判定手段による判定結果で硫黄被毒回復が必要なと
   きには、前記内燃機関に対する空燃比をリッチ側に制
   御、かつ、触媒温度を昇温制御し、前記ＮＯx 触媒が吸
   蔵しているＳＯx （硫黄酸化物）を還元し硫黄被毒を回
   復させる回復制御手段と、 前記回復制御手段による前記ＮＯx 触媒の硫黄被毒回復
   後は、前記許容吸蔵量を再度学習する許容吸蔵量再学習
   手段とを具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化
   装置。
2. 【請求項２】 前記還元剤量演算手段は、１回目に前記
   第２の空燃比検出手段が所定範囲のリッチ信号を出力す
   ると予測される還元剤量を供給し、２回目では前記第２
   の空燃比検出手段による１回目の空燃比挙動に基づいて
   適正還元剤量を逆算し、前記必要還元剤量を算出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装
   置。
3. 【請求項３】 前記適正還元剤量は、前記ＮＯx 触媒の
   下流側における過剰な空燃比を積算した過剰空燃比積算
   値から算出することを特徴とする請求項２に記載の内燃
   機関の排気浄化装置。
4. 【請求項４】 前記適正還元剤量は、前記第１の空燃比
   検出手段からの出力がリッチ側に変化開始した時点から
   前記第２の空燃比検出手段からの出力がリッチ側に変化
   し始めるまでの時間とガス輸送遅れ時間とに基づいて算
   出することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排
   気浄化装置。
5. 【請求項５】 前記関係式演算手段は、少なくとも２つ
   以上の異なる前記ＮＯx 触媒の吸蔵量とそれに対応する
   還元に必要な還元剤量とを表す点から直線を算出するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装
   置。
6. 【請求項６】 前記吸蔵量は、前記ＮＯx 触媒がＮＯx
   を吸蔵しきれずに漏出することのない十分小さい領域に
   設定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の
   排気浄化装置。
7. 【請求項７】 前記関係式学習手段は、今回算出された
   直線の傾きが予め設定された基準傾きに対し所定範囲内
   にあるときのみ、更新学習することを特徴とする請求項
   ５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 【請求項８】 前記比較手段は、現在の前記ＮＯx 触媒
   の吸蔵量とそれに対応する還元に必要な還元剤量とを表
   す点が、前記関係式に対し所定範囲内または所定範囲外
   にあるかを比較することを特徴とする請求項１に記載の
   内燃機関の排気浄化装置。
9. 【請求項９】 前記許容吸蔵量設定手段は、前記比較手
   段による比較結果が所定範囲内にあるときには前記許容
   吸蔵量を増量、また、前記比較手段による比較結果が所
   定範囲外にあるときには前記許容吸蔵量を減量すること
   を特徴とする請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装
   置。
10. 【請求項１０】 前記許容吸蔵量設定手段は、前記許容
    吸蔵量学習が完了するまでの初回には前記許容吸蔵量を
    少ない方から多くなる方に向かって探すことを特徴とす
    る請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
11. 【請求項１１】 前記許容吸蔵量学習手段は、前記比較
    手段による比較結果が所定範囲内で最大となる前記許容
    吸蔵量を学習値とし、前記内燃機関の運転状態毎に学習
    値を設定し、次回に反映することを特徴とする請求項１
    に記載の内燃機関の排気浄化装置。
12. 【請求項１２】 前記判定手段は、現在の前記ＮＯx 触
    媒の前記許容吸蔵量と所定値との比較によって硫黄被毒
    度合いを判定することを特徴とする請求項１に記載の内
    燃機関の排気浄化装置。