JP2016223441A

JP2016223441A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2016223441A
Application number: JP2016100368A
Authority: JP
Inventors: 孝佳田中; Takayoshi Tanaka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: US10415490B2; DE112016002413T5; US20180171910A1; CN107614843A; CN107614843B; JP6245309B2

Abstract

【課題】本発明は、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒とが排気通路に配置された内燃機関に適用される制御装置において、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３を減少させることを課題とする。
【解決手段】本発明は、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒とが排気通路に配置された内燃機関に適用される制御装置であって、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３を減少させる必要がある場合に、ＳＣＲ触媒の温度がＮＨ_３の酸化可能な下限温度以上であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比より高い所定のリーン空燃比に制御し、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度未満であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比より低く、且つ理論空燃比より高い所定の弱リーン空燃比に制御するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、選択還元型触媒（ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒）が排気
通路に配置された内燃機関に適用される制御装置に関する。

三元触媒と吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ（NO_X Storage Reduction）触媒）とＳＣＲ触媒と
が排気通路に配置された内燃機関において、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が大気中に排出される可能性がある場合に、内燃機関で燃焼に供される混合気の空燃比を弱リーン空燃比にすることにより、内燃機関から排出されたＮＯ_Ｘ、及びＮＳＲ触媒から脱離したＮＯ_ＸをＳＣＲ触媒へ到達させて、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３を消費させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献２には、ＳＣＲ触媒とＳＣＲ触媒より上流の排気に尿素又はＮＨ_３を噴射する噴射ノズルとが排気通路に配置された内燃機関において、ＳＣＲ触媒の温度が急激に上昇するときに、噴射ノズルからの尿素又はＮＨ_３の噴射を停止させるとともに、内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘの量を増大させることにより、ＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３をＮＯ_Ｘと反応させる技術が開示されている。

特開２０１２−２３７２９６号公報特許第４５４２４５５号公報

ところで、上記した特許文献１に記載の技術によると、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が大気中へ排出される可能性がある場合に、混合気の空燃比が内燃機関の運転条件に適したリーン空燃比よりも低い弱リーン空燃比に制御されるため、燃料消費率が悪化する可能性がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒とが排気通路に配置された内燃機関に適用される制御装置において、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒から排出されるＮＨ_３の量を少なく抑えることができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒とが排気通路に配置された内燃機関に適用される制御装置であって、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３を減少させる必要がある場合に、ＳＣＲ触媒の温度がＮＨ_３の酸化可能な下限温度以上であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比より高い所定のリーン空燃比に制御し、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度未満であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比より低く、且つ理論空燃比より高い所定の弱リーン空燃比に制御するようにした。

詳細には、本発明は、排気通路に配置され、ＮＳＲ触媒を具備する第一排気浄化装置と、前記第一排気浄化装置より下流の排気通路に配置され、ＳＣＲ触媒を具備する第二排気浄化装置と、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、該制御装置は、前記ＳＣ
Ｒ触媒に吸着されているＮＨ_３の量であるＮＨ_３吸着量を取得する取得手段と、前記ＳＣＲ触媒の温度を検出する検出手段と、前記取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上であるときに、前記検出手段により検出される温度がＮＨ_３の酸化可能な下限温度以上であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比より高い所定のリーン空燃比に制御し、前記検出手段により検出される温度が前記下限温度未満であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比より低く、且つ単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる所定の弱リーン空燃比に制御する制御手段と、を備えるようにした。ここでいう「所定の閾値」は、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が該所定の閾値以上であるときに、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関が運転されると、ＳＣＲ触媒から脱離して大気中へ排出されるＮＨ_３の量が許容量（例えば、刺激性のある臭気を生じさせない量の最大値）を超えると考えられるＮＨ_３吸着量、又は該ＮＨ_３吸着量から所定のマージンを差し引いた量であり、予め実験等を利用して適合作業によって求めておくものとする。

このような構成によれば、取得手段により取得されたＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上になったときに、検出手段により検出される温度が前記下限温度未満であれば、混合気の空燃比が所定の弱リーン空燃比に制御される。その際の所定の弱リーン空燃比は、前記所定のリーン空燃比より低く、且つ単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる空燃比である。ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度未満であるときに混合気の空燃比が前記所定の弱リーン空燃比に制御されると、比較的多量のＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒から流出する。その結果、ＳＣＲ触媒に吸着されていたＮＨ_３は、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘと反応して消費される。

一方、取得手段により取得されたＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上になったときに、検出手段により検出される温度が前記下限温度以上であれば、混合気の空燃比が所定のリーン空燃比に制御される。その際の所定のリーン空燃比は、内燃機関の燃焼安定性やドライバビリティを確保することができる空燃比の範囲内で最も高い空燃比であってもよく、又はＮＨ_３以外の排気エミッションが規制値を超えない範囲内で最も高い空燃比であってもよい。なお、取得手段により取得されたＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上となったときの内燃機関の運転状態がリーン運転領域（混合気の空燃比がリーン空燃比に設定される運転領域）に属している場合は、前記所定のリーン空燃比は、内燃機関の運転状態に応じて決定される空燃比と同等にされてもよい。混合気の空燃比が前記所定のリーン空燃比に制御されると、比較的多量の酸素を含む排気がＳＣＲ触媒へ供給されることになる。ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度以上であるときに、比較的多量の酸素を含む排気がＳＣＲ触媒へ供給されると、該ＳＣＲ触媒に吸着されていたＮＨ_３が排気中の酸素と反応してＮＯ_Ｘに転化されるとともに、ＮＨ_３から転化したＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３と反応して還元される。

したがって、本発明の内燃機関の制御装置によれば、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上となったときに、該ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３の量を減少させることができる。その結果、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値を超過することが抑制されるため、前述の許容量より多いＮＨ_３がＳＣＲ触媒から排出されることも抑制される。また、本発明の内燃機関の制御装置は、ＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上になったときに、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度以上であれば、混合気の空燃比を前記所定の弱リーン空燃比より高い所定のリーン空燃比に制御することで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させるため、前述の従来技術に比べ、混合気の空燃比を所定の弱リーン空燃比まで低下させる機会を少なく抑えることができる。その結果、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒から排出されるＮＨ_３の量を少なく抑えることができる。

ここで、前記制御手段は、前記取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上であるときに、前記検出手段により検出される温度が前記下限温度より高い所定温度以上であれば、前記選択還元型触媒を昇温させるための昇温処理を実行してもよい。

ＳＣＲ触媒は、該ＳＣＲ触媒の温度がある程度高くなると、該ＳＣＲ触媒の温度が高くなるほど該ＳＣＲ触媒の吸着可能なＮＨ_３の量が少なくなる特性を有する。そのため、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度より高い所定温度以上になると、ＳＣＲ触媒において単位時間あたりに酸化されるＮＨ_３の量に比して、単位時間あたりにＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が多くなる。そこで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上であるときに、ＳＣＲ触媒の温度が前記所定温度以上であれば、ＳＣＲ触媒を昇温させることにより、ＳＣＲ触媒から積極的にＮＨ_３を脱離させるようにしてもよい。その際、昇温処理によるＳＣＲ触媒の温度上昇量が過剰に多くなると、昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が過剰に多くなる可能性がある。昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が過剰に多くなると、大気中に排出されるＮＨ_３が刺激性のある臭気を発生させる可能性がある。そのため、昇温処理は、該昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が刺激性のある臭気を発生させない量に収まるように行われるものとする。

なお、ＳＣＲ触媒を昇温させる方法として、燃料噴射量を増量させる方法や、排気中へ燃料を添加する方法が用いられると、内燃機関の燃料消費率が悪化する可能性がある。そのため、前記昇温処理は、内燃機関の点火時期を遅角させる方法、又は内燃機関の排気弁の開弁時期を進角させる方法によって行われてもよい。その場合、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。また、昇温処理が実行される際の混合気の空燃比は、内燃機関の運転状態に応じて決定される空燃比と同等に設定されてもよいが、前記所定のリーン空燃比と同等に設定されもよい。昇温処理が実行される際に、混合気の空燃比が前記所定のリーン空燃比に設定されると、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。

ここで、前述した内燃機関の制御装置は、第一排気浄化装置がＮＳＲ触媒と三元触媒とを具備する場合にも有効である。第一排気浄化装置がＮＳＲ触媒と三元触媒とを具備する構成においては、混合気の空燃比が理論空燃比、又は理論空燃比より低いリッチ空燃比に制御されたときに、ＮＳＲ触媒に加え、三元触媒においてもＮＨ_３が生成される。そのため、第一排気浄化装置がＮＳＲ触媒と三元触媒とを具備する場合は、第一排気浄化装置がＮＳＲ触媒のみを具備する場合に比べ、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上となる機会が多くなる。よって、本発明に係わる内燃機関の制御装置を、第一排気浄化装置がＮＳＲ触媒と三元触媒とを具備する構成に適用すると、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させる際の燃料消費率の悪化をより効果的に少なく抑えることができる。

本発明によれば、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒から排出されるＮＨ_３の量を少なく抑えることができる。

本発明を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。混合気の空燃比と内燃機関のＮＯ_Ｘ排出量と三元触媒のＮＯ_Ｘ排出量とＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ排出量との相関を示す図である。ＳＣＲ触媒の温度とＮＨ_３吸着量の減少速度との相関を示す図である。昇温処理における目標温度Ｔｓｔｒｇを決定する方法を示す図である。排気流量と所定量との相関を示す図である。ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させる際にＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明を適用する内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、理論空燃比より高い空燃比（リーン空燃比）の混合気により運転可能な火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。

内燃機関１は、燃料噴射弁２を備えている。燃料噴射弁２は、吸気通路（例えば、吸気ポート）へ燃料を噴射する弁装置であってもよく、又は気筒内へ燃料を噴射する弁装置であってもよい。内燃機関１は、排気管３と接続されている。排気管３は、内燃機関１の気筒内で燃焼されたガス（排気）が流通させる管である。排気管３の途中には、第一触媒ケーシング４が配置されている。第一触媒ケーシング４は、アルミナ等のコート層によって被覆されたハニカム構造体と、前記コート層に担持される貴金属（例えば、白金、パラジウム、又はロジウム等）とから構成される三元触媒を収容する。

第一触媒ケーシング４より下流の排気管３には、第二触媒ケーシング５が配置される。第二触媒ケーシング５は、アルミナ等のコート層によって被覆されたハニカム構造体と、コート層に担持される貴金属（白金、パラジウム、ロジウム等）と、コート層に担持されるＮＯ_Ｘ吸蔵剤（アルカリ類、アルカリ土類等）とから構成される吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ触媒）を収容する。

第二触媒ケーシング５より下流の排気管３には、第三触媒ケーシング６が配置される。第三触媒ケーシング６は、コーディライトやＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系の耐熱鋼から成るハニカム構造体と、ハニカム構造体を被覆するゼオライト系のコート層と、コート層に担持される貴金属（白金やパラジウム等）とから構成される選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）を収容する。

ここで、前記第一触媒ケーシング４と前記第二触媒ケーシング５との組合せは、本発明に係わる「第一排気浄化装置」に相当する。また、前記第三触媒ケーシング６は、本発明に係わる「第二排気浄化装置」に相当する。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ７が併設される。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ７は、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）８、酸素濃度センサ（Ｏ_２センサ）９、第一ＮＯ_Ｘセンサ１０、第二ＮＯ_Ｘセンサ１１、温度センサ１２、アクセルポジションセンサ１３、クランクポジションセンサ１４、及びエアフローメータ１５等の各種センサと電気的に接続されている。

空燃比センサ８は、第一触媒ケーシング４より上流の排気管３に取り付けられ、第一触媒ケーシング４へ流入する排気の空燃比に相関する電気信号を出力する。酸素濃度センサ９は、第一触媒ケーシング４と第二触媒ケーシング５との間の排気管３に取り付けられ、第一触媒ケーシング４から流出した排気に含まれる酸素の濃度に相関する電気信号を出力する。第一ＮＯ_Ｘセンサ１０は、第二触媒ケーシング５と第三触媒ケーシング６との間の排気管３に取り付けられ、第二触媒ケーシング５から流出する排気（言い換えると、第三触媒ケーシング６へ流入する排気）に含まれるＮＯ_Ｘの濃度に相関する電気信号を出力す
る。第二ＮＯ_Ｘセンサ１１は、第三触媒ケーシング６より下流の排気管３に取り付けられ、第三触媒ケーシング６から流出する排気に含まれるＮＯ_Ｘの濃度に相関する電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ１３は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力する。クランクポジションセンサ１４は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力する。エアフローメータ１５は、内燃機関１の気筒内に吸入される空気量（吸入空気量）に相関する電気信号を出力する。

ＥＣＵ７は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、内燃機関１の運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ７は、クランクポジションセンサ１４の出力信号に基づいて演算される機関回転速度とアクセルポジションセンサ１３の出力信号（アクセル開度）とに基づいて混合気の目標空燃比を演算する。ＥＣＵ７は、目標空燃比とエアフローメータ１５の出力信号（吸入空気量）に基づいて燃料噴射弁２の目標燃料噴射量（燃料噴射期間）を演算し、目標燃料噴射量に従って燃料噴射弁２を作動させる。

なお、ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転状態が低回転・低負荷領域又は中回転・中負荷領域（以下、「リーン運転領域」と称する）に属するときは、目標空燃比を理論空燃比より高いリーン空燃比に設定する。ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転状態が高負荷領域又は高回転領域（以下、「リッチ運転領域」と称する）は、目標空燃比を理論空燃比又は理論空燃比より低いリッチ空燃比に設定する。このように、内燃機関１の運転状態がリーン運転領域に属するときに、目標空燃比がリーン空燃比に設定されると、燃料消費量を少なく抑えることができる。また、ＥＣＵ７は、空燃比センサ８の出力信号が前記目標空燃比と一致するように目標燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御や、酸素濃度センサ９の出力信号に基づいて空燃比フィードバック制御に使用される補正係数の学習制御等を行う。

ところで、目標空燃比がリーン空燃比に設定される場合は、第一触媒ケーシング４に収容された三元触媒のＮＯ_Ｘ浄化性能が低くなる。そのため、目標空燃比がリーン空燃比に設定されている場合は、第二触媒ケーシング５のＮＳＲ触媒と第三触媒ケーシング６のＳＣＲ触媒によって排気中のＮＯ_Ｘを浄化する必要がある。

前記ＮＳＲ触媒は、第二触媒ケーシング５へ流入する排気の酸素濃度が高いとき（排気の空燃比がリーンであるとき）は、排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵又は吸着する。ＮＳＲ触媒は、第二触媒ケーシング５へ流入する排気の酸素濃度が低く、且つ炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が排気に含まれるとき（排気の空燃比がリッチであるとき）は、該ＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_Ｘを放出し、放出されたＮＯ_Ｘを窒素（Ｎ_２）に還元させる。

そこで、ＥＣＵ７は、前記リーン運転領域においては、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵量が一定量以上になったときに、リッチスパイク処理を実行する。リッチスパイク処理は、排気中の酸素濃度が低く且つＨＣやＣＯの濃度が高くなるように、燃料噴射量や吸入空気量を調整する処理である。より具体的には、リッチスパイク処理は、燃料噴射弁２の燃料噴射量を増加させる処理、又は吸気絞り弁（スロットル弁）の開度を減少させる処理の少なくなくとも一つを実行する処理である。なお、燃料噴射弁２が気筒内に直接燃料を噴射するように配置される場合は、気筒の排気行程中に燃料噴射弁２から燃料を噴射させる方法によりリッチスパイク処理が実行されてもよい。また、リッチスパイク処理は、前回のリッチスパイク処理終了時からの運転時間（好ましくは、目標空燃比がリーン空燃比に設定された運転時間）が一定時間以上になったときに実行されてもよく、又は前回のリッチスパイク処理終了時からの走行距離（好ましくは、目標空燃比がリーン空燃比に設定された走行距離）が一定距離以上になったときに実行されてもよい。

前記ＳＣＲ触媒は、排気中に含まれるアンモニア（ＮＨ_３）を吸着する。ＳＣＲ触媒は、該ＳＣＲ触媒に吸着されたＮＨ_３と排気中のＮＯ_Ｘを反応させることにより、ＮＯ_Ｘを窒素（Ｎ_２）に還元させる。なお、ＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３は、三元触媒やＮＳＲ触媒において生成される。例えば、リッチスパイク処理が実行された場合に、三元触媒においてＮＯ_Ｘの一部がＮＨ_３に還元され、ＮＳＲ触媒において該ＮＳＲ触媒から流出したＮＯ_Ｘの一部がＮＨ_３に還元される。その際、ＮＳＲ触媒において生成されるＮＨ_３の量は、リッチスパイク処理が実行される間隔や、リッチスパイク処理が実行されるときの空燃比等によって変化する。よって、ＳＣＲ触媒へＮＨ_３を供給する場合は、リッチスパイク処理の実行間隔がＮＨ_３の生成に適した間隔に設定され、又はリッチスパイク処理実行時の空燃比がＮＨ_３の生成に適した空燃比（例えば、１４．１程度）に設定されればよい。

ところで、内燃機関１の運転状態が前記リッチ運転領域に属するときは、混合気の目標空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比に設定されるため、排気中に含まれるＮＯ_Ｘが第一触媒ケーシング４の三元触媒で浄化される。よって、第三触媒ケーシング６のＳＣＲ触媒へ到達するＮＯ_Ｘの量が零又は極めて少なくなるため、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３がほとんど消費されないことになる。また、混合気の目標空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比に設定されるときは、第一触媒ケーシング４の三元触媒、及び第二触媒ケーシング５のＮＳＲ触媒によってＮＨ_３が生成されるため、第三触媒ケーシング６のＳＣＲ触媒に吸着されるＮＨ_３の量が増加する。よって、内燃機関１の運転状態が前記リッチ運転領域に属する機会が多くなると、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着能力が飽和する可能性がある。ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着能力が飽和すると、比較的多量のＮＨ_３が大気中に排出されて、臭気を発生させる可能性がある。

そこで、本実施形態においては、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上になると、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させる処理（以下、「ＮＨ_３低減処理」と称する）を実行するようにした。なお、ここでいう「所定の閾値」は、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が該所定の閾値以上であるときに、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関１が運転されると、ＳＣＲ触媒から脱離して大気中へ排出されるＮＨ_３の量が許容量（例えば、刺激性のある臭気を生じさせない量の最大値）を超えると考えられるＮＨ_３吸着量から所定のマージンを差し引いた量であり、予め実験等を利用して適合作業によって求めておくものとする。なお、ここでいう「ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件」とは、例えば、加速運転のように、排気の流量が急速に多くなり易く、且つ排気の温度が急速に高くなり易い運転条件である。

以下、本実施形態におけるＮＨ_３低減処理の実行方法について述べる。先ず、ＥＣＵ７は、ＮＨ_３低減処理を実行するにあたり、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を取得する。ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量は、第三触媒ケーシング６のＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３の量から、ＮＨ_３消費量（ＮＯ_Ｘの還元に寄与するＮＨ_３の量）及びＮＨ_３スリップ量（ＳＣＲ触媒をすり抜けるＮＨ_３の量）を減算した値を積算することによって求められる。

ここで、ＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３の量は、第一触媒ケーシング４の三元触媒で生成されるＮＨ_３の量と第二触媒ケーシング５のＮＳＲ触媒で生成されるＮＨ_３の量との総量である。三元触媒で生成されるＮＨ_３の量は、排気の空燃比と排気流量と三元触媒の温度とに相関する。そのため、それらの相関を予め求めておけば、排気の空燃比と排気流量と三元触媒の温度とを引数として、三元触媒で生成されるＮＨ_３の量を求めることができる。一方、ＮＳＲ触媒で生成されるＮＨ_３の量は、排気の空燃比と排気流量とＮＳＲ触媒の温度とに相関する。そのため、それらの相関を予め求めておけば、排気の空燃比と排気流量とＮＳＲ触媒の温度とを引数として、ＮＳＲ触媒で生成されるＮＨ_３の量を求めるこ
とができる。

前記ＮＨ_３消費量は、前記ＳＣＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘの量（ＮＯ_Ｘ流入量）とＳＣＲ触媒のＮＯ_Ｘ浄化率とをパラメータとして演算される。その際、ＮＯ_Ｘ流入量は、第一ＮＯ_Ｘセンサ１０の測定値（第三触媒ケーシング６へ流入する排気のＮＯ_Ｘ濃度）と排気流量（エアフローメータ１５の測定値と燃料噴射量との総量）を乗算することにより演算される。一方、ＳＣＲ触媒のＮＯ_Ｘ浄化率は、排気流量とＳＣＲ触媒の温度とをパラメータとして演算される。なお、ＳＣＲ触媒のＮＯ_Ｘ浄化率と排気流量とＳＣＲ触媒の温度との相関は、予め実験的に求めておくものとする。

前記ＮＨ_３スリップ量は、ＮＨ_３吸着量の前回の演算値と、ＳＣＲ触媒の温度と、排気の流量と、をパラメータとして求められる。ここで、排気の流量が一定であれば、ＮＨ_３吸着量が多くなるほど、およびまたはＳＣＲ触媒の温度が高くなるほど、ＳＣＲ触媒から流出する排気のＮＨ_３濃度が高くなる。また、ＳＣＲ触媒から流出する排気のＮＨ_３濃度が一定であれば、排気の流量が多くなるほど、単位時間あたりのＮＨ_３スリップ量が多くなる。これらの相関を踏まえると、ＮＨ_３吸着量の前回の演算値とＳＣＲ触媒の温度とをパラメータとしてＳＣＲ触媒から流出する排気のＮＨ_３濃度を求め、次いでそのＮＨ_３濃度に排気の流量を乗算することで、ＮＨ_３スリップ量を求めることができる。

上記した方法によって求められるＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上に達すると、ＥＣＵ７は、ＮＨ_３低減処理を実行する。先ず、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の温度がＮＨ_３の酸化可能な下限温度未満であれば、混合気の目標空燃比を理論空燃比より高い所定の弱リーン空燃比に設定する。ここでいう「弱リーン空燃比」は、単位時間あたりに三元触媒へ流入するＮＯ_Ｘの量に比して、単位時間あたりに三元触媒で浄化されるＮＯ_Ｘの量が少なくなる（三元触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が零より大きくなる空燃比）であって、且つ単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して、単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる空燃比である。好ましくは、所定の弱リーン空燃比は、図２に示すように、単位時間あたりに三元触媒へ流入するＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりに三元触媒で浄化されるＮＯ_Ｘの量が少なくなる空燃比であって、且つ単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる空燃比の範囲（図２中のＡ／Ｆ１〜Ａ／Ｆ２の範囲）において、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が最大となる空燃比（図２中のＡ／Ｆｍａｘ）である。このような空燃比Ａ／Ｆｍａｘが所定の弱リーン空燃比に定められると、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵量が比較的少ない状態でＮＨ_３低減処理が実行される場合であっても、比較的多量のＮＯ_Ｘを第三触媒ケーシング６のＳＣＲ触媒へ供給することができる。ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度未満であるときに、比較的多量のＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒へ供給されると、ＳＣＲ触媒においてＮＯ_Ｘの還元に消費されるＮＨ_３の量が多くなる。その結果、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を効果的に減少させることができる。ところで、第三触媒ケーシング６より上流に第二触媒ケーシング５のみが配置される場合は、前記所定の弱リーン空燃比は、単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して、単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる空燃比の範囲において、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が最大となる空燃比に設定されればよい。また、第三触媒ケーシング６より上流に第一触媒ケーシング４のみが配置される場合は、前記所定の弱リーン空燃比は、単位時間あたりに三元触媒へ流入するＮＯ_Ｘの量に比して、単位時間あたりに三元触媒で浄化されるＮＯ_Ｘの量が少なくなる空燃比の範囲において、三元触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が最大となる空燃比に設定されればよい。

次に、ＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上であるときに、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度以上であれば、ＥＣＵ７は、混合気の目標空燃比を前記所定の弱リーン空燃比より高い所定のリーン空燃比に設定する。ここでいう「所定のリーン空燃比」は、内燃機関１の
燃焼安定性やドライバビリティを確保することができる空燃比の範囲内で最も高い空燃比であってもよく、又はＮＨ_３以外の排気エミッションが規制値を超えない範囲内で最も高い空燃比であってもよい。なお、ＮＨ_３低減処理を実行する際の内燃機関１の運転状態が前記リーン運転領域に属している場合は、前記所定のリーン空燃比は、内燃機関１の運転状態に応じて決定される空燃比と同等に設定されてもよい。混合気の目標空燃比が前記所定のリーン空燃比に設定される場合は、酸素濃度の高い排気がＳＣＲ触媒へ流入することになる。ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度以上であるときに、酸素濃度の高い排気がＳＣＲ触媒へ供給されると、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３の酸化が促進される。ここで、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が酸化されると、ＮＯ_Ｘが生成される。このようにして生成されたＮＯ_Ｘは、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３と反応して還元される。よって、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度以上であるときに、混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比に設定することで、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３の酸化を促進させると、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を効果的に減少させることができる。

ところで、ＳＣＲ触媒が吸着可能なＮＨ_３の量（吸着容量）は、該ＳＣＲ触媒の温度が高くなるほど少なくなる傾向がある。そのため、図３に示すように、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度（図３中のＴｓｌ）より高い所定温度（図３中のＴｓｍ）以上になると、ＳＣＲ触媒において単位時間あたりに酸化されるＮＨ_３の量（酸化速度）に比して、単位時間あたりにＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量（脱離速度）が多くなる。そこで、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の温度が前記下限温度Ｔｓｌより高い所定温度Ｔｓｍ以上であるときは、ＳＣＲ触媒の温度を昇温させる処理（昇温処理）を実行するものとする。

ＳＣＲ触媒の温度が前記所定温度Ｔｓｍ以上であるときに前記昇温処理が実行されると、単位時間あたりにＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が増加するため、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。ところで、前記昇温処理によってＳＣＲ触媒の温度が高められると、それに伴ってＳＣＲ触媒の吸着容量が減少する。そのため、前記昇温処理によりＳＣＲ触媒の温度が高められた後における吸着容量は、前記昇温処理の実行前のＮＨ_３吸着量（現在のＮＨ_３吸着量）より少なくなる可能性がある。その際、前記昇温処理によりＳＣＲ触媒の温度が高められた後における吸着容量と現在のＮＨ_３吸着量との差が過剰に大きくなると、前記昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が過剰に多くなる可能性がある。そして、前記昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が過剰に多くなると、大気中に排出されたＮＨ_３が刺激性のある臭気を発生させる可能性がある。そのため、昇温処理は、該昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が刺激性のある臭気を発生させない量（前述の許容量と同量以下）に収まるように行われるものとする。具体的には、ＥＣＵ７は、図４に示すように、ＳＣＲ触媒の現在のＮＨ_３吸着量から所定量を減算して、昇温処理の実行後におけるＳＣＲ触媒の吸着容量の目標値（図４中の目標容量）を演算する。ここでいう「所定量」は、前記許容量から所定のマージンを差し引いた量である。なお、所定量は、固定値であってもよいが、排気流量に応じて変更される可変値であってもよい。例えば、排気が大気中へ排出された際のＮＨ_３の臭いは、排気中に含まれるＮＨ_３の濃度が高くなるほど強くなる。そのため、前記所定量は、図５に示すように、排気流量が少なくなるほど小さい値に設定されてもよい。次に、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の吸着容量が前記目標容量と等しくなるＳＣＲ触媒の温度（図４中のＴｓｔｒｇ）を求め、その温度Ｔｓｔｒｇを昇温処理におけるＳＣＲ触媒の目標温度に設定する。その際、図４に示すような、ＳＣＲ触媒の吸着容量とＳＣＲ触媒の温度との相関を予め実験的に求めておくものとする。次に、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の現在の温度（図４中のＴｓｐｔ）と前記目標温度Ｔｓｔｒｇとの差に基づいて、点火時期の遅角量や排気弁の開弁時期の進角量を演算すればよい。なお、点火時期の遅角量や排気弁の開弁時期の進角量は、予め決定されている固定値としてもよい。その場合は、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の温度が目標温度Ｔｓｔｒｇに達した時点で昇温処理を終了すればよい。このような方法によって昇温処理が実行されると、刺激性のある臭気を発生させること
なく、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。

なお、昇温処理が実行される際の混合気の目標空燃比は、内燃機関１の運転状態に応じて決定される空燃比に設定されてもよいが、前記所定のリーン空燃比に設定されてもよい。昇温処理が実行される際に、混合気の目標空燃比が前記所定のリーン空燃比に設定されると、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３の脱離が促進されるとともに、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３、又はＳＣＲ触媒から脱離したＮＨ_３の酸化が促進される。その結果、大気中へ排出されるＮＨ_３の量を前記許容量以下に抑えつつ、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を速やかに減少させることができる。また、昇温処理の実行時における混合気の空燃比が前記所定のリーン空燃比に設定されると、燃料消費率の悪化を少なく抑えることもできる。

ところで、ＳＣＲ触媒を昇温させる方法として、燃料噴射量を増量させる方法や、排気中へ燃料を添加する方法が用いられると、内燃機関１の燃料消費率が悪化する可能性がある。そのため、前記昇温処理は、内燃機関１の点火時期を遅角させる方法、又は内燃機関１の排気弁の開弁時期を進角させる方法によって行われることが望ましい。このような方法によって昇温処理が行われると、昇温処理の実行に伴う燃料消費率の悪化を少なく抑えることができる。

ここで、本実施形態におけるＮＨ_３低減処理の実行手順について図６に沿って説明する。図６は、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させる際にＥＣＵ７が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されており、ＥＣＵ７によって周期的に実行される。

図６の処理ルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ずＳ１０１の処理において、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３を読み込む。ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３は、前述したように、三元触媒及びＮＳＲ触媒で生成されるＮＨ_３の総量から前記ＮＨ_３消費量及び前記ＮＨ_３スリップ量を減算した値を積算することによって求められる。このような方法によってＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を求めることにより、本発明に係わる「取得手段」が実現される。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０１の処理で読み込まれたＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３が所定の閾値Ａｄｔｈｒｅ１以上であるか否かを判別する。所定の閾値Ａｄｔｈｒｅ１は、前述したように、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が該所定の閾値Ａｄｔｈｒｅ１以上であるときに、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関１が運転されると、ＳＣＲ触媒から脱離して大気中へ排出されるＮＨ_３の量が許容量を超えると考えられるＮＨ_３吸着量から所定のマージンを差し引いた量である。Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合（Ａｄｎｈ３≧Ａｄｎｈ３ｔｈｒｅ）は、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関１が運転されると、ＳＣＲ触媒から許容量以上のＮＨ_３が脱離する可能性があるとみなすことができるため、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３以降の処理においてＮＨ_３低減処理を実行する。

先ず、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３の処理においてＳＣＲ触媒の温度Ｔｓを読み込む。具体的には、ＥＣＵ７は、温度センサ１２の測定値をＳＣＲ触媒の温度Ｔｓとして読み込む。なお、第二触媒ケーシング５と第三触媒ケーシング６との間の排気管３にも温度センサが取り付けられている場合は、その温度センサの測定値と前記温度センサ１２の測定値との差からＳＣＲ触媒の温度Ｔｓを演算してもよい。これらの方法によってＳＣＲ触媒の温度Ｔｓを求めることにより、本発明に係わる「検出手段」が実現される。

Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０３の処理で読み込まれた温度Ｔｓが下限
温度Ｔｓｌ未満であるか否かを判別する。下限温度Ｔｓｌは、前述したように、ＮＨ_３が酸化可能な温度の下限値である。Ｓ１０４の処理において肯定判定された場合（Ｔｓ＜Ｔｓｌ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０５の処理へ進む。

Ｓ１０５の処理では、ＥＣＵ７は、混合気の目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇを所定の弱リーン空燃比Ａ／Ｆｓｌに設定する。所定の弱リーン空燃比Ａ／Ｆｓｌは、前述の図２の説明で述べたように、三元触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が零より大きくなる空燃比であって、且つ単位時間あたりにＮＳＲ触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりにＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる空燃比の範囲において、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が最大となる空燃比（図２中のＡ／Ｆｍａｘ）である。このように混合気の目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇが所定の弱リーン空燃比Ａ／Ｆｓｌに設定されると、ＮＳＲ触媒から流出する排気が比較的多量のＮＯ_Ｘを含むことになる。比較的多量のＮＯ_Ｘを含む排気がＳＣＲ触媒へ流入すると、ＳＣＲ触媒においてＮＯ_Ｘの還元に寄与するＮＨ_３の量が増加する。その結果、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３を効果的に減少させることができる。ＥＣＵ７は、Ｓ１０５の処理を実行し終えると、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。

また、前記Ｓ１０４の処理において否定判定された場合（Ｔｓ≧Ｔｓｌ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０６の処理へ進み、前記Ｓ１０３の処理で読み込まれた温度Ｔｓが所定温度Ｔｓｍ未満であるか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の温度Ｔｓが前記下限温度Ｔｓｌ以上、且つ所定温度Ｔｓｍ未満の温度範囲に属しているか否かを判別する。所定温度Ｔｓｍは、前述したように、ＳＣＲ触媒において単位時間あたりに酸化されるＮＨ_３の量に比して、単位時間あたりにＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が多くなる温度の最小値である。Ｓ１０６の処理において肯定判定された場合（Ｔｓ＜Ｔｓｍ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７の処理へ進む。

Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ７は、混合気の目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇを所定のリーン空燃比Ａ／Ｆｌに設定する。所定のリーン空燃比Ａ／Ｆｌは、前述したように、前記所定の弱リーン空燃比Ａ／Ｆｓｌより高い空燃比であって、且つ内燃機関１の燃焼安定性やドライバビリティを確保することができる空燃比の範囲内で最も高い空燃比（又は、ＮＨ_３以外の排気エミッションが規制値を超えない範囲内で最も高い空燃比）である。なお、現時点における内燃機関１の運転状態が前記リーン運転領域に属している場合は、所定のリーン空燃比Ａ／Ｆｌは、内燃機関１の運転状態に応じて決定される空燃比であってもよい。このように混合気の目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇが所定のリーン空燃比Ａ／Ｆｌに設定されると、比較的多量の酸素を含んだ排気がＳＣＲ触媒へ供給されることになる。その場合、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３と酸素とが反応してＮＯ_Ｘが生成されるとともに、そのＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３と反応することになる。その結果、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３を効果的に減少させることができる。ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０７の処理を実行し終えると、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。

また、前記Ｓ１０６の処理において否定判定された場合（Ｔｓ≧Ｔｓｍ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８の処理へ進む。Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ７は、昇温処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ７は、内燃機関１の点火時期を遅角させる処理、又は内燃機関１の排気弁の開弁時期を進角させる処理を実行することにより、ＳＣＲ触媒の昇温を促進させる。その際、ＥＣＵ７は、前述の図４の説明で述べたように、昇温処理の実行中にＳＣＲ触媒から脱離するＮＨ_３の量が前記所定量以下に収まるように、ＳＣＲ触媒の目標温度Ｔｓｔｒｇを演算する。そして、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒の温度Ｔｓが前記目標温度Ｔｓｔｒｇまで上昇するように昇温処理を実行する。このように昇温処理が実行されると、刺激性のある臭気を発生させることなく、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。なお、ＥＣＵ７は、昇温処理を実行する際に、混合気の目標空燃比を前記所定のリーン空
燃比に設定してもよい。昇温処理の実行時における混合気の目標空燃比が前記所定のリーン空燃比に設定されると、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３の脱離を促進させることができるとともに、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３及びＳＣＲ触媒から脱離したＮＨ_３の酸化を促進させることもできる。よって、昇温処理の実行後において、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関１が運転されても、大気中に排出されるＮＨ_３の量をより確実に許容量以下に抑えることができる。さらに、燃料消費率の悪化を少なく抑えることもできる。ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０８の処理を実行し終えると、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。

また、前記Ｓ１０２の処理において否定判定された場合（Ａｄｎｈ３＜Ａｄｎｈ３ｔｈｒｅ）は、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３が脱離し易い運転条件で内燃機関１が運転されても、ＳＣＲ触媒から許容量以上のＮＨ_３が脱離しないとみなすことができる。そのため、ＥＣＵ７は、Ｓ１０９の処理へ進み、前記Ｓ１０１の処理で読み込まれたＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Ａｄｎｈ３が前記所定の閾値Ａｄｔｈｒｅ１より少ない所定の終了判定値Ａｄｔｈｒｅ２以下であるか否かを判別する。Ｓ１０９の処理において否定判定された場合（Ａｄｎｈ３＞Ａｄｔｈｒｅ２）は、ＥＣＵ７は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。その際、ＮＨ_３低減処理が実行中であれば、そのＮＨ_３低減処理が引き続き実行される。一方、Ｓ１０９の処理において肯定判定された場合（Ａｄｎｈ３≦Ａｄｔｈｒｅ２）は、ＥＣＵ７は、Ｓ１１０の処理へ進む。

Ｓ１１０の処理が実行される際に、ＮＨ_３低減処理が実行中であれば、ＥＣＵ７は、混合気の目標空燃比Ａ／Ｆｔｒｇを内燃機関１の運転状態に応じた空燃比に復帰させることにより、ＮＨ_３低減処理を終了する。また、Ｓ１１０の処理が実行される際に、ＮＨ_３低減処理が実行されていなければ、ＥＣＵ７は、ＮＨ_３低減処理の非実行状態を継続する。

以上述べたようにＥＣＵ７が図６の処理ルーチンを実行することにより、本発明に係わる「制御手段」が実現される。したがって、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上になったときに、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させることができる。その結果、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値を超過することが抑制されるため、ＳＣＲ触媒から排出されるＮＨ_３の量を前記許容量以下に抑えることができる。また、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上になったときに、ＳＣＲ触媒の温度が下限温度以上であれば、混合気の空燃比を所定の弱リーン空燃比より高い所定のリーン空燃比にすることで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を減少させるため、混合気の空燃比を所定の弱リーン空燃比まで低下させる機会を少なく抑えることもできる。その結果、燃料消費率の悪化を少なく抑えつつ、ＳＣＲ触媒から排出されるＮＨ_３の量を前記許容量以下に抑えることができる。

１内燃機関
２燃料噴射弁
３排気管
４第一触媒ケーシング
５第二触媒ケーシング
６第三触媒ケーシング
７ＥＣＵ
８空燃比センサ
１０第一ＮＯ_Ｘセンサ
１１第二ＮＯ_Ｘセンサ
１２温度センサ

Claims

排気通路に配置され、吸蔵還元型触媒を具備する第一排気浄化装置と、
前記第一排気浄化装置より下流の排気通路に配置され、選択還元型触媒を具備する第二排気浄化装置と、
を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
前記選択還元型触媒に吸着されているＮＨ_３の量であるＮＨ_３吸着量を取得する取得手段と、
前記選択還元型触媒の温度を検出する検出手段と、
前記取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が所定の閾値以上であるときに、前記検出手段により検出される温度がＮＨ_３の酸化可能な下限温度以上であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比より高い所定のリーン空燃比に制御し、前記検出手段により検出される温度が前記下限温度未満であれば、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を前記所定のリーン空燃比より低く、且つ単位時間あたりに前記吸蔵還元型触媒に吸蔵されるＮＯ_Ｘの量に比して単位時間あたりに前記吸蔵還元型触媒から流出するＮＯ_Ｘの量が多くなる所定の弱リーン空燃比に制御する制御手段と、
を備える内燃機関の制御装置。
請求項１において、前記制御手段は、前記取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が前記所定の閾値以上であるときに、前記検出手段により検出される温度が前記下限温度より高い所定温度以上であれば、前記選択還元型触媒を昇温させるための昇温処理を実行する内燃機関の制御装置。
請求項２において、前記制御手段は、内燃機関の点火時期を遅角させることにより、前記昇温処理を行う内燃機関の制御装置。
請求項２において、前記制御手段は、内燃機関の排気弁の開弁時期を進角させることにより、前記昇温処理を行う内燃機関の制御装置。
請求項１乃至４の何れか一項において、前記第一排気浄化装置は、前記吸蔵還元型触媒に加えて三元触媒を具備する内燃機関の制御装置。