JP2007315235A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することを課題とする。
【解決手段】内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含んで構成される吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤を該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に供給したときの該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気中における還元剤量に基づいて該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。

内燃機関の排気浄化システムにおいては、排気通路における触媒よりも下流側にＨＣセンサ等の排気成分センサを設け、内燃機関の運転状態と該排気成分センサの検出値とに基づいて触媒の機能診断を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、排気通路における触媒の上流側の排気温度と該触媒の下流側の排気温度との差に基づいて、排気中のＨＣが触媒において酸化することで発生した発熱量を推定し、この推定された発熱量が判定値よりも小さいときに触媒が劣化状態にあると判定する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

内燃機関の排気通路に設ける触媒として吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）が知られている。ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘを硝酸塩として吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含んで構成されている。ＮＯｘ触媒は、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときには排気中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵材に吸蔵し、周囲雰囲気が還元雰囲気のときには吸蔵していたＮＯｘを放出し還元する。

このようなＮＯｘ触媒が排気通路に設けられている場合、ＮＯｘ触媒に還元剤を供給することで該ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とし、それによって該ＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御が行われる。
特開２００３−１７６７１４号公報 特開２００３−１０６１４０号公報

ＮＯｘ触媒において、ＮＯｘ吸蔵材の劣化が進行すると該ＮＯｘ触媒に吸蔵可能なＮＯｘの量が減少する。このような場合、ＮＯｘ還元制御が実行されたときに還元されるＮＯｘの量も必然的に減少する。従って、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高い状態でＮＯｘ還元制御を実行する場合において、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが低い状態でＮＯｘ還元制御を実行する場合と同等の量の還元剤をＮＯｘ触媒に供給すると還元剤の供給量が過剰な量となる虞がある。

そのため、ＮＯｘ還元制御の実行時においては、ＮＯｘ触媒に供給する還元剤の量をＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いに応じた量に制御するのが好ましい。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、ＮＯｘ触媒の貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤を該ＮＯｘ触媒に供給したときの該ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気中における還元剤量に基づいて該ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定するものである。

より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含んで構成される吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とすべく該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側から該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気中における還元剤量を検出する還元剤量検出手段と、
前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤を前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に供給し、このときに前記還元剤量検出手段によって検出される還元剤量に基づいて前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定する劣化度合い推定手段と、
を備えることを特徴とする。

還元剤供給手段からＮＯｘ触媒に還元剤が供給されると該還元剤は該ＮＯｘ触媒の貴金属における酸化に優先的に使用される。そして、貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤を供給することで、該貴金属において酸化されなかった還元剤がＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘの還元に使用される。

ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化が進行するほど該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されるＮＯｘの量が減少する。その結果、貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤がＮＯｘ触媒に供給されたときに還元されるＮＯｘの量も必然的に減少する。つまり、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高くなるほど、該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘの還元に使用される還元剤の量は少なくなる。

貴金属において酸化もされずＮＯｘの還元にも使用されなかった還元剤はＮＯｘ触媒よりも下流側に流出する。そのため、貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤をＮＯｘ触媒に供給した場合、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高くなるほど該ＮＯｘ触媒よりも下流側に流出する還元剤の量（以下、流出還元剤量と称する）が多くなる。

従って、貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤をＮＯｘ触媒に供給したときの流出還元剤量に基づいて該ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが出来る。

また、この場合、流出還元剤量が多いほどＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高いと判断出来る。

本発明においては、ＮＯｘ触媒の温度が、貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値以上であり且つＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値以下であるときに、上記のような劣化度合い推定手段によるＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定を行ってもよい。

ＮＯｘ触媒の貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値とは、該貴金属の酸化能力が活性化することが可能な温度の下限値よりも高い温度である。ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値とは、該ＮＯｘ吸蔵材にＮＯｘが硝酸塩として吸蔵されることが可能な温度の上限値よりも低い温度である。

上記によれば、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いをより高い精度で推定することが出来る。

本発明においては、還元剤量検出手段が、ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気通路に設けられた酸化機能を有する後段触媒と、該後段触媒で酸化された還元剤の量である還元剤酸化
量を算出する還元剤酸化量算出手段と、を有しても良い。

ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気通路に酸化機能を有する後段触媒が設けられている場合、ＮＯｘ触媒よりも下流側に流出した還元剤が該後段触媒で酸化される。

従って、上記のような構成の場合、流出還元剤量を還元剤酸化量算出手段によって算出される還元剤酸化量として検出することが出来る。また、この場合、還元剤の外部への排出を抑制しつつＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが出来る。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが出来る。

以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜内燃機関の吸排気系の概略構成＞
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。

内燃機関１は車両駆動用のディーゼルエンジンである。この内燃機関１には、吸気通路３および排気通路２が接続されている。吸気通路３にはエアフローメータ１１が設けられている。排気通路２には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒４（以下、単にＮＯｘ触媒４と称する）５および酸化触媒５が設けられている。

ＮＯｘ触媒４は、排気中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と貴金属とが担体に担持された構成となっている。ＮＯｘ吸蔵材としては、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金属やバリウム（Ｂａ）等のアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）等の希土類を例示することが出来る。また、貴金属としては白金（Ｐｔ）等を例示することが出来る。ＮＯｘ触媒４は、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のＮＯｘをＮＯｘ吸蔵材に吸蔵し周囲雰囲気が還元雰囲気のときに該吸蔵していたＮＯｘを還元する。

また、酸化触媒５はＮＯｘ触媒４より下流側に設けられている。

ＮＯｘ触媒４より上流側の排気通路２には排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁６が設けられている。

さらに、排気通路２におけるＮＯｘ触媒４と酸化触媒５との間には、排気の空燃比を検出するＡ／Ｆセンサ７および排気の温度を検出する第一温度センサ８が設けられている。また、酸化触媒５より下流側には第二温度センサ９が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、この内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０が併設されている。ＥＣＵ１０には、エアフローメータ１１およびＡ／Ｆセンサ７、第一温度センサ８、第二温度センサ９が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。ＥＣＵ１０は、第一温度センサ８の出力値に基づいてＮＯｘ触媒４の温度を推定し、第二温度センサ９の出力値に基づいて酸化触媒５の温度を推定する。

また、ＥＣＵ１０には燃料添加弁６が電気的に接続されており、ＥＣＵ１０によって該
燃料添加弁６が制御される。

＜ＮＯｘ還元制御＞
本実施例では、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘを還元させるべくＮＯｘ還元制御が行われる。本実施例に係るＮＯｘ還元制御は、燃料添加弁６から燃料を添加し、それによってＮＯｘ触媒４に燃料を供給することで実行される。ＮＯｘ触媒４に燃料が供給されることで該ＮＯｘ触媒４の周囲雰囲気の空燃比が低下し該周囲雰囲気が還元雰囲気となる。その結果、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘが還元される。

また、ＮＯｘ還元制御における燃料添加弁６からの燃料添加は間欠的に行われる。これにより、ＮＯｘ触媒４の過度な昇温を抑制しつつ該ＮＯｘ触媒４の周囲雰囲気の空燃比を十分に低下させることが出来る。

ここで、ＮＯｘ触媒４においては、ＮＯｘ吸蔵材の劣化が進行するほど、周囲雰囲気が酸化雰囲気であるときに該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されるＮＯｘの量が減少する。その結果、ＮＯｘ還元制御が実行されることで還元されるＮＯｘの量も必然的に減少する。

そのため、ＮＯｘ還元制御の実行時において、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高いときに、該ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが低いときと同量の還元剤をＮＯｘ触媒４に供給した場合、貴金属において酸化もされずＮＯｘの還元にも使用されずに該ＮＯｘ触媒４より下流側に流出する燃料の量（以下、流出燃料量と称する）が増加することになる。これにより、排気エミッションや燃費の悪化を招く虞がある。

そこで、本実施例では、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定する。そして、該ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高いほど、ＮＯｘ還元制御の実行時においては、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されているＮＯｘの量が少ないと判断し、燃料添加弁６からの燃料添加量を減量補正する。これによれば、ＮＯｘ還元制御の実行時におけるＮＯｘ触媒４への燃料供給量が過剰な量となることを抑制することが出来、以って、排気エミッションや燃費の悪化を抑制することが出来る。

＜ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合い推定方法＞
以下、本実施例に係るＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定するためのルーチンについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートに示すルーチンは、ＥＣＵ１０に予め記憶されており、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。

本ルーチンでは、ＥＣＵ１０は、先ずＳ１０１において、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合い推定の実行条件が成立したか否かを判別する。ここで、この実行条件としては、前回のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定実行時から所定時間以上の時間が経過しており、且つ、ＮＯｘ吸蔵材にある程度の量のＮＯｘが吸蔵されていると判断出来る場合等を例示することが出来る。このＳ１０１において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ１０２において、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘ触媒４の温度Ｔｎｃが、該ＮＯｘ触媒４の貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値Ｔ１以上であり且つ該ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値Ｔ２以下であるか否かを判別する。

ＮＯｘ触媒４の貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値Ｔ１とは、該貴金属の酸化能力が活性化することが可能な温度の下限値よりも高い温度である。尚、貴金属は
その劣化に伴って酸化能力が活性化し難くなる。そのため、温度Ｔ１はＮＯｘ触媒４の貴金属の劣化度合いが高くなるほど高い値に設定される。また、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値Ｔ２とは、ＮＯｘ吸蔵材にＮＯｘが硝酸塩として吸蔵されることが可能な温度の上限値よりも低い温度である。

Ｓ１０２において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０３に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０は本ルーチンの実行を一旦終了する。

Ｓ１０３において、ＥＣＵ１０は、ＮＯｘ触媒４の周囲雰囲気を還元雰囲気とすべく燃料添加弁６からの燃料添加を実行する。このときの燃料添加は、通常のＮＯｘ還元制御と同様、間欠的に行われる。また、燃料添加一回当たりの燃料添加量および燃料添加期間は、ＮＯｘ触媒４に流入する排気の空燃比がＮＯｘの還元が可能な値にまで低下し且つＮＯｘ触媒４の過剰な温度上昇が抑制されるように制御される。

次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０４に進み、Ａ／Ｆセンサ７によって検出されるＮＯｘ触媒４より下流側の排気（以下、下流側排気と称する）の空燃比Ｒｄが所定空燃比Ｒｄｒ以下となったか否かを判別する。

上述したように、ＮＯｘ触媒４に燃料が供給された場合、貴金属において酸化されなかった燃料がＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘの還元に使用される。そして、貴金属において酸化もされずＮＯｘの還元にも使用されなかった燃料がＮＯｘ触媒４よりも下流側に流出する。このようにＮＯｘ触媒４よりも下流側に燃料が流出すると下流側排気の空燃比が低下する。

ここで、所定空燃比Ｒｄｒは、ＮＯｘ触媒４よりも下流側に燃料が流出していると判断出来る値であって理論空燃比よりも低い値としてもよい。つまり、下流側排気の空燃比Ｒｄが該所定空燃比Ｒｄｒ以下である場合、貴金属における酸化に消費される燃料の量よりも多くの燃料がＮＯｘ触媒４に供給されていると判断出来る。

Ｓ１０４において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０５に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１に進む。

Ｓ１１１に進んだＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの燃料添加量を増量し、その後、Ｓ１０３に戻る。

一方、Ｓ１０５に進んだＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの燃料添加の停止条件が成立したか否かを判別する。ここで、この停止条件としては、燃料添加弁６からの燃料添加量の積算量が所定添加量以上となった場合等を例示することが出来る。Ｓ１０５において、肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０６に進み、否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０３に戻る。

Ｓ１０６において、ＥＣＵ１０は燃料添加弁６からの燃料添加を停止する。

次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０７に進み、今回の燃料添加弁６からの燃料添加が実行されていた間における流出燃料量Ｑｆｏｕｔを算出する。

ここで、本実施例に係る流出燃料量Ｑｆｏｕｔの算出方法について説明する。本実施例において、燃料添加弁６による燃料添加は間欠的に行われる。そして、燃料添加弁６から添加された燃料がＮＯｘ触媒４よりも下流に流出し酸化触媒５に到達したときは、該燃料が酸化することで発生する酸化熱によって該酸化触媒５の温度は上昇する。また、燃料が
酸化触媒５に到達していないときは該酸化触媒５の温度は下降する。つまり、燃料添加弁６からの間欠的な燃料添加が実行されている間、添加された燃料の少なくとも一部が酸化触媒５に到達する場合、酸化触媒５の温度は上昇および下降を繰り返すように変動する。

そこで、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁６からの間欠的な燃料添加が実行されている間、第二温度センサ９の検出値に基づいて推定される酸化触媒５の温度から第一温度センサ８によって検出される排気の温度（即ち、酸化触媒５に流入する排気の温度）を減算することで温度差ΔＴｇｃを算出し、該温度差ΔＴｇｃの履歴を記憶する。そして、ＥＣＵ１０は、記憶された温度差ΔＴｇｃの履歴に基づいて、酸化触媒５において酸化された燃料の量である酸化燃料量を算出する。このとき、温度差ΔＴｇｃが大きいほど酸化燃料量が多いと判断する。

本実施例においては、このように算出された酸化燃料量が燃料添加弁６からの燃料添加が実行されていた間における流出燃料量Ｑｆｏｕｔとなる。

尚、Ａ／Ｆセンサ７に加えて、酸化触媒５よりも下流側にもＡ／Ｆセンサが設けられている場合は、燃料添加弁６からの間欠的な燃料添加が実行されている間における酸化触媒５の上流側と下流側との排気の空燃比の差の履歴に基づいて酸化燃料量を算出することが出来る。

ＥＣＵ１０は、Ｓ１０７の次にＳ１０８に進み、流出燃料量Ｑｆｏｕｔに基づいてＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃを算出する。ここで、流出燃料量ＱｆｏｕｔとＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃとの関係について、図３に基づいて説明する。図３は、燃料添加弁６からの燃料添加量の積算量Ｑｆａｌｌに対する酸化燃料量ＱｆｏおよびＮＯｘ還元燃料量Ｑｆｒ、流出燃料量Ｑｆｏｕｔの割合を示す図である。酸化燃料量Ｑｆｏは、貴金属での酸化に消費された燃料量である。ＮＯｘ還元燃料量Ｑｆｒは、ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されていたＮＯｘの還元に使用された燃料量である。また、図３において、（ａ）はＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが低い場合を表しており、（ｂ）はＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高い場合を表している。

貴金属が劣化していない状態または貴金属の劣化度合いが同等であれば、図３に示すように、酸化燃料量ＱｆｏはＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いにかかわらず同量である。一方、上述したように、ＮＯｘ吸蔵材の劣化が高いほど、該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されるＮＯｘの量は減少しているため、ＮＯｘ還元燃料量Ｑｆｒも減少する。そして、図３に示すように、ＮＯｘ還元燃料量Ｑｆｒが減少した分、流出燃料量Ｑｆｏｕｔが増加する。

そこで、Ｓ１０８において、ＥＣＵ１０は、流出燃料量Ｑｆｏｕｔが多いほどＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃが高いと判断する。尚、流出燃料量ＱｆｏｕｔとＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃとの関係は予めＥＣＵ１０に記憶されている。ここで、流出燃料量Ｑｆｏｕｔに対するＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃの値は、燃料添加弁６により燃料添加が実行されている間における内燃機関１の吸入空気量およびＮＯｘ触媒４の温度に応じて変化する。より詳しくは、内燃機関１の吸入空気量が多いほど排気の流量も多くなるため、添加された燃料がＮＯｘ触媒４よりも下流に流出し易くなる。また、ＮＯｘ触媒４の温度が低いほど、ＮＯｘが還元し難くなるため、添加された燃料がＮＯｘ触媒４よりも下流に流出し易くなる。従って、内燃機関１の吸入空気量が多いほど、また、ＮＯｘ触媒４の温度が低いほど、同一の流出燃料量Ｑｆｏｕｔ対するＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃは低い値となっている。

次に、ＥＣＵ１０は、Ｓ１０９に進み、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いＤｃを記憶し、その後、本ルーチンの実行を一旦終了する。

以上説明したルーチンによれば、ＮＯｘ触媒４の貴金属における酸化に消費される燃料の量よりも多くの燃料を該ＮＯｘ触媒４に供給し、そのときの流出燃料量に基づいて該ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが出来る。

また、上記ルーチンにおいては、ＮＯｘ触媒４の温度Ｔｎｃが、該ＮＯｘ触媒４の貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値Ｔ１以上であり且つ該ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値Ｔ２以下であるときに、上記のような方法でＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定が行われる。

ＮＯｘ触媒４の貴金属の酸化能力が十分に活性化している状態であれば、燃料が供給されたときに該貴金属における酸化に消費される燃料の量がより安定した量となる。また、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される状態であれば、ＮＯｘ触媒４の周囲雰囲気が酸化雰囲気であるときにＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されるＮＯｘの量がより安定した量となる。その結果、燃料添加弁６からＮＯｘ触媒４に対して燃料が供給されたときにＮＯｘの還元に使用される燃料の量もより安定した量となる。

従って、ＮＯｘ触媒４の温度が上記範囲内にあるときにＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することで、該劣化度合いの推定値のバラツキを抑制することが出来る。即ち、より高い精度でＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定することが出来る。

（変形例）
本実施例においては、燃料添加弁６からの燃料添加が実行されていた間における流出燃料量の基準量Ｑｆｏｕｔ０を設定してもよい。ここで、流出燃料量の基準量Ｑｆｏｕｔ０とは、ＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが許容範囲の上限値にあるときに燃料添加弁６からの燃料添加が実行されたと仮定した場合の流出燃料量である。

そして、上記方法で算出された実際の流出燃料量が基準量Ｑｆｏｕｔ０よりも多い場合に、ＮＯｘ吸蔵材が過剰に劣化した状態にあると判定し、実際の流出燃料量が基準量Ｑｆｏｕｔ０以下の場合は、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが許容範囲内であると判定してもよい。

上記の場合、流出燃料量の基準量Ｑｆｏｕｔ０は、燃料添加弁６からの燃料添加が実行されている間における吸入空気量およびＮＯｘ触媒４の温度、燃料添加量の積算量等に基づいて設定される。

本実施例に係るＮＯｘ触媒４のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定を、通常のＮＯｘ還元制御時に実行してもよい。この場合、推定されたＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いに基づいて、次回のＮＯｘ還元制御の実行時における燃料添加弁６からの燃料添加量を補正する。

また、本実施例においては、ＮＯｘ触媒４をＮＯｘが硝酸塩としてＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されることが可能な温度の上限値よりも高い温度にまで一旦上昇させ、その後、内燃機関１での燃料噴射量の積算量が所定噴射量となったときに上記のようなＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定を実行してもよい。

ＮＯｘ触媒４をＮＯｘが硝酸塩としてＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されることが可能な温度の上限値よりも高い温度にまで上昇させることで、該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘを一旦除去することが出来る。従って、上記によれば、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定するときにおける、該ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合い以外の要因に起因するＮＯｘの吸蔵量のバラツキを抑制することが出来る。そのため、ＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いをより高い精度で推定
することが出来る。

実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図。 実施例に係るＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定するためのルーチンを示すフローチャート。 燃料添加弁からの燃料添加量の積算量に対する酸化燃料量およびＮＯｘ還元燃料量、流出燃料量の割合を示す図。図３の(ａ)はＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが低い場合を示す図。図３の（ｂ）はＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高い場合を示す図。

符号の説明

１・・・内燃機関
２・・・排気通路
３・・・吸気通路
４・・・吸蔵還元型ＮＯｘ触媒
５・・・酸化触媒
６・・・燃料添加弁
７・・・Ａ／Ｆセンサ
８・・・第一温度センサ
９・・・第二温度センサ
１０・・ＥＣＵ
１１・・エアフローメータ

Claims (4)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中のＮＯｘを硝酸塩として吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と貴金属とを含んで構成される吸蔵還元型ＮＯｘ触媒と、
   該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とすべく該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒より上流側から該吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
   前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気中における還元剤量を検出する還元剤量検出手段と、
   前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の貴金属における酸化に消費される量よりも多くの還元剤を前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に供給し、このときに前記還元剤量検出手段によって検出される還元剤量に基づいて前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いを推定する劣化度合い推定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記劣化度合い推定手段が、前記還元剤量検出手段によって検出される還元剤量が多いほど前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いが高いと判断することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化システム。
3. 前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の温度が、貴金属の酸化能力が十分に活性化する温度の下限値以上であり且つＮＯｘ吸蔵材に硝酸塩が安定して吸蔵される温度の上限値以下であるときに、前記劣化度合い推定手段によるＮＯｘ吸蔵材の劣化度合いの推定を行うことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化システム。
4. 前記還元剤量検出手段が、
   前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の前記排気通路に設けられた酸化機能を有する後段触媒と、
   該後段触媒で酸化された還元剤の量である還元剤酸化量を算出する還元剤酸化量算出手段と、を有し、
   前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも下流側の排気中における還元剤量を前記還元剤酸化量算出手段によって算出される還元剤酸化量として検出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。

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