JP4697073B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。

流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯ_xを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸蔵触媒を機関排気通路内に配置した内燃機関が公知である。この内燃機関ではリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに発生するＮＯ_xがＮＯ_x吸蔵触媒に吸蔵される。一方、ＮＯ_x吸蔵触媒のＮＯ_x吸蔵能力が飽和に近づくと排気ガス中に還元剤を供給することによって排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされ、それによってＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xが放出され還元される。

ところで燃料および潤滑油内にはイオウが含まれており、従って排気ガス中にはＳＯ_xが含まれている。このＳＯ_xはＮＯ_xと共にＮＯ_x吸蔵触媒に吸蔵される。ところがこのＳＯ_xは排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけではＮＯ_x吸蔵触媒から放出されず、従ってＮＯ_x吸蔵触媒に吸蔵されているＳＯ_xの量が次第に増大していく。その結果吸蔵しうるＮＯ_x量が次第に減少してしまう。

そこでＮＯ_x吸蔵触媒にＳＯ_xが送り込まれるのを阻止するためにＮＯ_x吸蔵触媒上流の機関排気通路内にＳＯ_xトラップ触媒を配置した内燃機関が公知である（特許文献１参照）。この内燃機関では排気ガス中に含まれるＳＯ_xがＳＯ_xトラップ触媒により捕獲され、斯くしてＮＯ_x吸蔵触媒にＳＯ_xが流入するのが阻止される。その結果、ＳＯ_xの吸蔵によりＮＯ_xの吸蔵能力が低下するのを阻止することができる。

ところでこの場合、ＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xを放出させるためにＳＯ_xトラップ触媒の上流に還元剤を供給するとＳＯ_xトラップ触媒の温度が高いときやＳＯ_xトラップ触媒のＳＯ_xトラップ量が多いときにＳＯ_xトラップ触媒からＳＯ_xが放出され、この放出されたＳＯ_xがＮＯ_x吸蔵触媒に吸蔵されることになる。従って上述のＳＯ_xトラップ触媒を用いた内燃機関ではＮＯ_x放出時にはＳＯ_xトラップ触媒の下流に還元剤を供給してＮＯ_x吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにしている。
特開２００５−１３３６１０号公報

しかしながらこのようにＳＯ_xトラップ触媒の下流に還元剤を供給すべくＳＯ_xトラップ触媒の下流に還元剤供給弁を配置するようにした場合には機関本体から還元剤供給弁までの距離が長くなるために実際問題として還元剤供給管の取り回しが難かしくなり、更に還元剤が十分に霧化しないうちにＮＯ_x吸蔵触媒内に送り込まれることになるのでＮＯ_x吸蔵触媒からの良好なＮＯ_xの放出作用が確保できないという問題がある。

上記問題を解決するために本発明によれば、機関排気通路内に排気ガス中に含まれるＳＯ_xを捕獲しうるＳＯ_xトラップ触媒を配置し、ＳＯ_xトラップ触媒下流の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯ_xを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸蔵触媒を配置した内燃機関において、ＳＯ_xトラップ触媒の上流に還元剤を供給するための還元剤供給手段を具備しており、ＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xを放出させるために還元剤供給手段により還元剤を供給したときにＳＯ_xトラップ触媒が、捕獲したＳＯ_xを放出しないか、或いは捕獲したＳＯ_xを放出したとしてもＳＯ_xをＳＯ_xトラップ触媒下流に排出しないＳＯ_x放出抑制状態となる運転状態が存在しており、ＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出させるべく還元剤供給手段により還元剤を供給する前にＳＯ _x トラップ触媒がＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かを予め予測する予測手段を具備しており、予測手段によりＳＯ_xトラップ触媒がＳＯ_x放出抑制状態になると予測される運転状態のときに還元剤供給手段により還元剤を供給してＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xを放出させるようにしている。

ＳＯ_xトラップ触媒からのＳＯ_x放出作用を行わせないようにしつつＮＯ_x吸蔵触媒から良好にＮＯ_xを放出させることができる。

図１に圧縮着火式内燃機関の全体図を示す。
図１を参照すると、１は機関本体、２は各気筒の燃焼室、３は各燃焼室２内に夫々燃料を噴射するための電子制御式燃料噴射弁、４は吸気マニホルド、５は排気マニホルドを夫々示す。吸気マニホルド４は吸気ダクト６を介して排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａの出口に連結され、コンプレッサ７ａの入口は吸入空気量を検出するためのエアフローメータ８を介してエアクリーナ９に連結される。吸気ダクト６内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁１０が配置され、更に吸気ダクト６周りには吸気ダクト６内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１１が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１１内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。一方、排気マニホルド５は排気ターボチャージャ７の排気タービン７ｂの入口に連結され、排気タービン７ｂの出口は排出管１２を介してＳＯ_xトラップ触媒１３の入口に連結される。また、ＳＯ_xトラップ触媒１３の出口は排気管１４を介してＮＯ_x吸蔵触媒１５に連結され、ＮＯ_x吸蔵触媒１５の出口は排気管１６に連結される。また、排気マニホルド５の例えば１番気筒のマニホルド枝管５ａ内には排気ガス中に例えば炭化水素からなる還元剤を供給するための還元剤供給弁１７が取付けられる。

排気マニホルド５と吸気マニホルド４とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路１８を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路１８内には電子制御式ＥＧＲ制御弁１９が配置される。また、ＥＧＲ通路１８周りにはＥＧＲ通路１８内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２０が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２０内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁３は燃料供給管２１を介してコモンレール２２に連結される。このコモンレール２２内へは電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２３から燃料が供給され、コモンレール２２内に供給された燃料は各燃料供給管２１を介して燃料噴射弁３に供給される。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。ＳＯ_xトラップ触媒１３にはＳＯ_xトラップ触媒１３の温度を検出するための温度センサ２４が取付けられ、この温度センサ２４の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。排気管１４内にはＳＯ_xトラップ触媒１３から流出した排気ガス中の酸素濃度を検出するためのＯ₂濃度センサ２５が配置され、このＯ₂濃度センサ２５の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。排気管２６内には空燃比を検出するための空燃比センサ２６が配置され、この空燃比センサ２６の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、ＮＯ_x吸蔵触媒１５にはＮＯ_x吸蔵触媒１５の前後差圧を検出するための差圧センサ２７が取付けられており、この差圧センサ２７の出力信号は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。

アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁３、スロットル弁１０駆動用ステップモータ、還元剤供給弁１７、ＥＧＲ制御弁１９および燃料ポンプ２３に接続される。

まず初めに図１に示されるＮＯ_x吸蔵触媒１５について説明すると、このＮＯ_x吸蔵触媒１５は三次元網目構造のモノリス担体或いはペレット状担体上に担持されているか、又はハニカム構造をなすパティキュレートフィルタ上に担持されている。このようにＮＯ_x吸蔵触媒１５は種々の担体上に担持させることができるが、以下ＮＯ_x吸蔵触媒１５をパティキュレートフィルタ上に担持した場合について説明する。

図２（Ａ）および（Ｂ）はＮＯ_x吸蔵触媒１５を担持したパティキュレートフィルタ１５ａの構造を示している。なお、図２（Ａ）はパティキュレートフィルタ１５ａの正面図を示しており、図２（Ｂ）はパティキュレートフィルタ１５ａの側面断面図を示している。図２（Ａ）および（Ｂ）に示されるようにパティキュレートフィルタ１５ａはハニカム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路６０，６１を具備する。これら排気流通路は下流端が栓６２により閉塞された排気ガス流入通路６０と、上流端が栓６３により閉塞された排気ガス流出通路６１とにより構成される。なお、図２（Ａ）においてハッチングを付した部分は栓６３を示している。従って排気ガス流入通路６０および排気ガス流出通路６１は薄肉の隔壁６４を介して交互に配置される。云い換えると排気ガス流入通路６０および排気ガス流出通路６１は各排気ガス流入通路６０が４つの排気ガス流出通路６１によって包囲され、各排気ガス流出通路６１が４つの排気ガス流入通路６０によって包囲されるように配置される。

パティキュレートフィルタ１５ａは例えばコージライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気ガス流入通路６０内に流入した排気ガスは図２（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁６４内を通って隣接する排気ガス流出通路６１内に流出する。
このようにＮＯ_x吸蔵触媒１５をパティキュレートフィルタ１５ａ上に担持させた場合には、各排気ガス流入通路６０および各排気ガス流出通路６１の周壁面、即ち各隔壁６４の両側表面上および隔壁６４内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる触媒担体が担持されており、図３はこの触媒担体４５の表面部分の断面を図解的に示している。図３に示されるように触媒担体４５の表面上には貴金属触媒４６が分散して担持されており、更に触媒担体４５の表面上にはＮＯ_x吸収剤４７の層が形成されている。

本発明による実施例では貴金属触媒４６として白金Ｐｔが用いられており、ＮＯ_x吸収剤４７を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、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が用いられている。

機関吸気通路、燃焼室２およびＮＯ_x吸蔵触媒１５上流の排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯ_x吸収剤４７は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ_xを吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ_xを放出するＮＯ_xの吸放出作用を行う。

即ち、ＮＯ_x吸収剤４７を構成する成分としてバリウムＢａを用いた場合を例にとって説明すると、排気ガスの空燃比がリーンのとき、即ち排気ガス中の酸素濃度が高いときには排気ガス中に含まれるＮＯは図３に示されるように白金Ｐｔ４６上において酸化されてＮＯ₂となり、次いでＮＯ_x吸収剤４７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら硝酸イオンＮＯ₃ ^-の形でＮＯ_x吸収剤４７内に拡散する。このようにしてＮＯ_xがＮＯ_x吸収剤４７内に吸収される。排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔ４６の表面でＮＯ₂が生成され、ＮＯ_x吸収剤４７のＮＯ_x吸収能力が飽和しない限りＮＯ₂がＮＯ_x吸収剤４７内に吸収されて硝酸イオンＮＯ₃ ^-が生成される。

これに対し、還元剤供給弁１７から還元剤を供給することによって排気ガスの空燃比をリッチ或いは理論空燃比にすると排気ガス中の酸素濃度が低下するために反応が逆方向（ＮＯ₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、斯くしてＮＯ_x吸収剤４７内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ₂の形でＮＯ_x吸収剤４７から放出される。次いで放出されたＮＯ_xは排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯによって還元される。

このように排気ガスの空燃比がリーンであるとき、即ちリーン空燃比のもとで燃焼が行われているときには排気ガス中のＮＯ_xがＮＯ_x吸収剤４７内に吸収される。しかしながらリーン空燃比のもとでの燃焼が継続して行われるとその間にＮＯ_x吸収剤４７のＮＯ_x吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯ_x吸収剤４７によりＮＯ_xを吸収できなくなってしまう。そこで本発明による実施例ではＮＯ_x吸収剤４７の吸収能力が飽和する前に還元剤供給弁１７から還元剤を供給することによって排気ガスの空燃比を一時的にリッチにし、それによってＮＯ_x吸収剤４７からＮＯ_xを放出させるようにしている。

ところで排気ガス中にはＳＯ_x、即ちＳＯ₂が含まれており、このＳＯ₂がＮＯ_x吸蔵触媒１５に流入するとこのＳＯ₂は白金Ｐｔ４６において酸化されてＳＯ₃となる。次いでこのＳＯ₃はＮＯ_x吸収剤４７内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ₄ ^2-の形でＮＯ_x吸収剤４７内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ₄を生成する。しかしながらＮＯ_x吸収剤４７が強い塩基性を有するためにこの硫酸塩ＢａＳＯ₄は安定していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは硫酸塩ＢａＳＯ₄は分解されずにそのまま残る。従ってＮＯ_x吸収剤４７内には時間が経過するにつれて硫酸塩ＢａＳＯ₄が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれてＮＯ_x吸収剤４７が吸収しうるＮＯ_x量が低下することになる。

ところでこの場合、ＮＯ_x吸蔵触媒１５の温度を６００℃以上のＳＯ_x放出温度まで上昇させた状態でＮＯ_x吸蔵触媒１５に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯ_x吸収剤４７からＳＯ_xが放出される。ただし、この場合ＮＯ_x吸収剤４７からは少しずつしかＳＯ_xが放出されない。従ってＮＯ_x吸収剤４７から全ての吸収ＳＯ_xを放出させるには長時間に亘って空燃比をリッチにしなければならず、斯くして多量の燃料或いは還元剤が必要になるという問題がある。また、ＮＯ_x吸収剤４７から放出されたＳＯ_xは大気中に排出されることになり、このことも好ましいことではない。

そこで本発明ではＮＯ_x吸蔵触媒１５の上流にＳＯ_xトラップ触媒１３を配置してこのＳＯ_xトラップ触媒１３により排気ガス中に含まれるＳＯ_xを捕獲し、それによってＮＯ_x吸蔵触媒１５にＳＯ_xが流入しないようにしている。次にこのＳＯ_xトラップ触媒１３について説明する。

このＳＯ_xトラップ触媒１３は例えばハニカム構造のモノリス触媒からなり、ＳＯ_xトラップ触媒１３の軸線方向にまっすぐに延びる多数の排気ガス流通孔を有する。図４（Ａ），（Ｂ）はこのようにＳＯ_xトラップ触媒１３をハニカム構造のモノリス触媒から形成した場合の、各排気ガス流通孔の内周壁、即ち基材５０の表面部分の断面を図解的に示している。図４（Ａ），（Ｂ）に示されるように基材５０の表面上にはアルミナ粒子の集合体からなるコート層５１が形成されており、このコート層５１の表面上には貴金属触媒５２が分散して担持されている。

本発明による実施例では貴金属触媒５２として白金が用いられており、コート層５１を構成する成分としては例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、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が用いられている。即ち、ＳＯ_xトラップ触媒１３のコート層５１は強塩基性を呈している。

さて、排気ガス中に含まれるＳＯ_x、即ちＳＯ₂は図４（Ｂ）に示されるように白金Ｐｔ５２において酸化され、次いでコート層５１内に捕獲される。即ち、ＳＯ₂は硫酸イオンＳＯ₄ ^2-の形でコート層５１内に拡散し、硫酸塩を形成する。

図４（Ａ）においてコート層５１内における濃淡は捕獲されたＳＯ_xの濃度を示している。図４（Ａ）からわかるようにコート層５１内におけるＳＯ_x濃度はコート層５１の表面近傍が最も高く、奥部に行くに従って次第に低くなっていく。コート層５１の表面近傍におけるＳＯ_x濃度が高くなるとコート層５１の表面の塩基性が弱まり、ＳＯ_xの捕獲能力が弱まる。ここで排気ガス中に含まれるＳＯ_xのうちでＳＯ_xトラップ触媒１３に捕獲されるＳＯ_xの割合をＳＯ_xトラップ率と称すると、コート層５１の表面の塩基性が弱まればそれに伴なってＳＯ_xトラップ率が低下することになる。

図５にＳＯ_xトラップ率の時間的変化を示す。図５に示されるようにＳＯ_xトラップ率は初めは１００パーセントに近いが時間が経過するとＳＯ_xトラップ率は急速に低下する。そこで本発明による実施例では図６に示されるようにＳＯ_xトラップ率が予め定められた率よりも低下したときには排気ガスの空燃比がリーンのもとでＳＯ_xトラップ触媒１３の温度を上昇させる昇温制御を行い、それによってＳＯ_xトラップ率を回復させるようにしている。

即ち、排気ガスの空燃比がリーンのもとでＳＯ_xトラップ触媒１３の温度を上昇させるとコート層５１内の表面近傍に集中的に存在するＳＯ_xはコート層５１内におけるＳＯ_x濃度が均一となるようにコート層５１の奥部に向けて拡散していく。即ち、コート層５１内に生成されている硝酸塩はコート層５１の表面近傍に集中している不安定な状態からコート層５１内の全体に亘って均一に分散した安定した状態に変化する。コート層５１内の表面近傍に存在するＳＯ_xがコート層５１の奥部に向けて拡散するとコート層５１の表面近傍のＳＯ_x濃度が低下し、斯くしてＳＯ_xトラップ触媒１３の昇温制御が完了すると図６に示されるようにＳＯ_xトラップ率が回復する。

ＳＯ_xトラップ触媒１３の昇温制御を行ったときにＳＯ_xトラップ触媒１３の温度をほぼ４５０℃程度にすればコート層５１の表面近傍に存在するＳＯ_xをコート層５１内に拡散させることができ、ＳＯ_xトラップ触媒１３の温度を６００℃程度まで上昇させるとコート層５１内のＳＯ_x濃度をかなり均一化することができる。従ってＳＯ_xトラップ触媒１３の昇温制御時にはＳＯ_xトラップ触媒１３の温度を６００℃程度まで昇温させることが好ましい。

本発明では基本的には車両を購入してから廃車するまでＳＯ_xトラップ触媒１３を交換することなくそのまま使用することを考えている。近年では特に燃料内に含まれるイオウの量が減少せしめられており、従ってＳＯ_xトラップ触媒１３の容量を或る程度大きくすればＳＯ_xトラップ触媒１３を交換することなく廃車するまでそのまま使用することができる。例えば車両の耐用走行距離を５０万kmとするとＳＯ_xトラップ触媒１３の容量は、走行距離が２５万km程度まで昇温制御することなく高いＳＯ_xトラップ率でもってＳＯ_xを捕獲し続けることのできる容量とされる。この場合、最初の昇温制御は走行距離が２５万km程度で行われる。

さて、図１に示される実施例ではＳＯ_xトラップ触媒１３の上流に還元剤供給手段である還元剤供給弁１７が配置されており、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべきときには還元剤供給弁１７から還元剤が供給される。このときのＳＯ_xトラップ触媒１３内のＳＯ_xの挙動について図７（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ説明する。なお、図７（Ａ），（Ｂ）は図４（Ａ），（Ｂ）と同様にＳＯ_xトラップ触媒１３の基材５０の表面部分の断面を図解的に示している。

本発明による実施例では還元剤として燃料、即ち軽油が用いられており、還元剤供給弁１７からはミスト状、即ち微粒子状の燃料が排気ガス中に添加される。この燃料の一部は蒸発してガス状になるが大部分は微粒子の形でコート層５１上に付着し、次いで蒸発する。

ところでコート層５１の表面において局所的に次の三つの条件が成立している表面部分が存在するとその表面部分からＳＯ_xが放出される。
（１）添加燃料と排気ガス中の酸素が反応して酸素濃度が零になっている。
（２）余剰の添加燃料が存在している。
（３）コート層５１の温度がＳＯ_x放出温度以上である。
この（１），（２），（３）の三つの条件が成立すると図７（Ａ）に示されるようにコート層５１内に捕獲されていたＳＯ_xがコート層５１内から放出される。

これに対し、上記（１），（２），（３）のいずれか一つの条件でも成立しないときにはコート層５１からのＳＯ_xの放出は生じない。また、上記（１），（２），（３）の三つの条件が局所的に成立してＳＯ_xが放出されても図７（Ｂ）に示されるようにコート層５１の表面上に還元成分よりも酸素の多い領域が存在すると放出されたＳＯ_xが再びコート層５１内に捕獲されてしまう。この場合にはＳＯ_xトラップ触媒１３の下流にはＳＯ_xが排出されない。

このようにＮＯ_x吸蔵触媒１３からＮＯ_xを放出すべく還元剤供給弁１７から燃料が添加されたときにＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが放出されないか、或いはＳＯ_xが放出されたとしてもＳＯ_xがＳＯ_xトラップ触媒１３の下流に排出されないときにはＳＯ_xがＮＯ_x吸蔵触媒１５内に流入することがなく、従ってＮＯ_x吸蔵触媒１５のＮＯ_x吸収能力が低下することがない。

ところで機関を運転すると、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるために還元剤供給弁１７から還元剤を供給したときにＳＯ_xトラップ触媒１３が、捕獲したＳＯ_xを放出しないか、或いは捕獲したＳＯ_xを放出したとしてもＳＯ_xをＳＯ_xトラップ触媒１３下流に排出しないＳＯ_x放出抑制状態になる運転状態が存在している。従って本発明ではこのようにＳＯ_xトラップ触媒がＳＯ_x放出抑制状態となる運転状態のときに還元剤供給弁１７から還元剤を供給してＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるようにしている。

さて、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべく燃料が添加されたときには図８に示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する流入ガスの空燃比はリッチとなる。次いで前述したように大部分の燃料はＳＯ_xトラップ触媒１３に一旦付着し、次いで蒸発して酸素と反応する。従って燃料添加が行われると図８において実線で示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３から流出した。排気ガス中のＯ₂濃度は一時的に低下することになる。

この場合のＯ₂濃度の低下量は酸素と燃料の反応量、即ち燃料の燃焼量に依存しており、燃料の燃焼量が多くなると図８において破線で示されるようにＯ₂濃度が低下する。コート層５１からのＳＯ_xの放出作用は燃料の燃焼量が或る限度を越えると生じ、従ってＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されないか否かはＯ₂濃度の低下量から判断することができる。今、図８において破線で示すＯ₂濃度がＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xの排出されない限度であるとすると破線で示すＯ₂濃度よりもＯ₂濃度が高いときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態にあると判断することができる。

本発明による実施例ではＯ₂濃度に対して、ＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されないと判断される判定値が予め実験により求められており、この判定値が燃焼室２内の空燃比Ａ／Ｆの関数として図９に示されている。図９には更に還元剤供給弁１７から還元剤、即ち燃料が添加される前のＳＯ_xトラップ触媒１３からの流出排気ガス中のＯ₂濃度Ｘも示されている。本発明による実施例では、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべく燃料が供給されたときにＳＯ_xトラップ触媒１３から流出した排気ガス中のＯ₂濃度が図９においてＸで示されるＯ₂濃度から判定値以下に低下したときにはＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されると判断され、Ｏ₂濃度がＯ₂濃度Ｘから判定値まで低下しなかったときにはＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されないと判断、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態にあると判断される。

ところで図９においてＡで示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＯ₂濃度が低いとき、即ち空燃比Ａ／Ｆが小さいときにはＮＯ_xを放出すべく添加される燃料は少量となる。添加すべき燃料が少量のときには添加した燃料は短時間のうちに蒸発するのでこのときＳＯ_xが放出する状態、即ちＯ₂濃度が零で余剰ＨＣが存在する状態になりやすく、従って図９からわかるようにこのときの判定値は比較的高い値Ｂとなる。

これに対し、図９においてＣで示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＯ₂濃度が高いとき、即ち空燃比Ａ／Ｆが大きいときにはＮＯ_xを放出すべく添加される燃料は多量となる。添加すべき燃料が多量になるとＳＯ_xトラップ触媒１３に付着した燃料は徐々にしか蒸発しないのでこのときＳＯ_xが放出する状態、即ちＯ₂濃度が零で余剰ＨＣが存在する状態になりずらく、従ってこのときの判定値は比較的低い値Ｄとなる。また、図９においてＣで示されるようにＯ₂濃度が高いときにはコート層５１から放出されたＳＯ_xが再びコート層５１内に捕獲されやすくなり、従ってＳＯ_xがＳＯ_xトラップ触媒１３から排出されずらくなる。従ってこの意味からもこのときの判定値は比較的低い値Ｄとなる。

ＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが放出しやすくなると添加燃料が少量燃焼しただけで、即ちＯ₂濃度が少し低下しただけでＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されるようになり、斯くして判定値が高くなる。従って、ＳＯ_xトラップ触媒１３の温度が高くなるとＳＯ_xが放出しやすくなるので判定値が高くなり、ＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量が増大するとＳＯ_xが放出しやすくなるので判定値が高くなる。また、排気ガス量が増大すると、即ち吸入空気量が増大すると排気ガスの空燃比をリッチにするのに必要な燃料量が増大し、このように燃料量が増大するとＳＯ_xが放出しやすくなるので判定値が高くなる。

図１０（Ａ）は図９に示される判定値の基準値ＤＯを示しており、図１０（Ｂ）はこの基準値ＤＯに対する補正値Ｋを示している。なお、図１０（Ａ），（Ｂ）において各実線は等しい値の線を示しており、これは以下の同様な図面においても同じである。図１０（Ａ）に示されるように基準値ＤＯは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ＤＯの値は実線ＤＯ₁から実線ＤＯｉに向けて次第に高くなる。一方、図１０（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸおよび吸入空気量Ｇａとの関数であり、補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

さて、本発明による実施例では、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるのに必要な還元剤よりも少量の還元剤を還元剤供給弁１７から供給して、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるべく還元剤を供給したときにＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かを予め予測する予測手段を具備している。更に、この実施例ではこの予測手段によってＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると予測されたときにＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるべく還元剤が供給される。

即ち、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるのに必要な燃料を添加したときのＯ₂濃度の低下量と、この燃料の量に対し予め定められた割合の燃料、例えば１／４の燃料を添加したときのＯ₂濃度の低下量とはほぼ比例する。従ってＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるのに必要な燃料よりも少量の燃料を添加することによって、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かを予測できることになる。

この場合、本発明による実施例では、予測手段による少量の燃料添加に対し、ＳＯ_x放出をひき起こさないＯ₂濃度の低下量の限界値が予め定められている。即ち、予測手段による少量の燃料添加が行われたときにＯ₂濃度がこの限界値よりも低下したときにはＮＯ_x放出のために燃料が添加されたときにＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されると判断され、予測手段による少量の燃料添加が行われたときにＯ₂濃度がこの限界値まで低下しなかったときにはＮＯ_x放出のために燃料が添加されたときにＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが排出されないと判断される。

図１１（Ａ）はこの限界値の基準値ＤＴ示しており、図１１（Ｂ）はこの基準値ＤＴに対する補正値Ｋを示している。図１１（Ａ）に示されるように判定値の基準値ＤＯと同様にこの基準値ＤＴも燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ＤＴの値は実線ＤＴ₁から実線ＤＴｉに向けて次第に高くなる。一方、図１１（Ｂ）に示されるようにこの補正係数ＫもＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸおよび吸入空気量Ｇａとの関数であり、補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

次に図１２を参照しつつ排気ガス中の有害成分を浄化するための浄化処理ルーチンについて説明する。
図１２を参照するとまず初めにステップ１００においてＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるためのＮＯ_x放出処理が実行中であるか否かが判別される。ＮＯ_x放出処理が実行中でないときにはステップ１０１に進んでＮＯ_x吸蔵触媒１５に単位時間当り吸蔵されるＮＯ_x量ＮＯＸＡが算出される。このＮＯ_x量ＮＯＸＡは要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図１３（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

次いでステップ１０２ではこのＮＯＸＡがＮＯ_x吸蔵触媒１５に吸蔵されているＮＯ_x量ΣＮＯＸに加算される。次いでステップ１０３では吸蔵ＮＯ_x量ΣＮＯＸが許容値ＮＸを越えたか否かが判別され、ΣＮＯＸ＞ＮＸとなったときにはステップ１０４に進んでＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出するためのＮＯ_x放出処理が実行される。このＮＯ_x放出処理の第１実施例が図１５および図１６に示されている。ＮＯ_x放出処理が実行されるとステップ１０５に進み、ＮＯ_x放出処理実行中はステップ１００からステップ１０５にジャンプする。

ステップ１０５では差圧センサ２７によりパティキュレートフィルタ１５ａの前後差圧ΔＰが検出される。次いでステップ１０６では差圧ΔＰが許容値ＰＸを越えたか否かが判別され、ΔＰ＞ＰＸとなったときにはステップ１０７に進んでパティキュレートフィルタ１５ａの昇温制御が行われる。この昇温制御はパティキュレートフィルタ１５ａに流入する排気ガスの空燃比をリーンに維持しつつ還元剤供給弁１７から還元剤を供給することによって行われる。

一方、燃料中には或る割合でイオウが含まれており、従って排気ガス中に含まれるＳＯ_x量、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３に捕獲されるＳＯ_x量は燃料噴射量に比例する。燃料噴射量は要求トルクおよび機関回転数の関数であり、従ってＳＯ_xトラップ触媒１３に捕獲されるＳＯ_x量も要求トルクおよび機関回転数の関数となる。本発明による実施例ではＳＯ_xトラップ触媒１３に単位時間当り捕獲されるＳＯ_x量ＳＯＸＺが要求トルクＴＱおよび機関回転数Ｎの関数として図１３（Ｂ）に示されるようなマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。図１２におけるステップ１０８ではこのマップから単位時間当り捕獲されるＳＯ_x量ＳＯＸＺが算出される。次いでステップ１０９ではこのＳＯＸＺがＳＯ_xトラップ触媒１３に捕獲されているＳＯ_x量ΣＳＯＸに加算される。

次に図１２のステップ１０４において実行されるＮＯ_x放出処理について説明する。
本発明による実施例ではＮＯ_x吸蔵触媒１５からのＮＯ_x放出制御のために機関の運転領域が複数個の運転領域に区分けされている。図１４に示される例では機関の運転領域は、機関負荷Ｌ、機関回転数ＮおよびＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣを夫々ＸＹＺ軸とし、各軸を夫々１・・ｉ・・，１・・ｊ・・，１・・ｋ・・の各領域に分けることによって多数の運転領域に区分けされている。

前述したように本発明による実施例では少量の燃料を添加してＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かを予測する予測手段と、ＳＯ_x放出のために燃料を添加したときにＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるか否かを判定する判定手段とを具備しており、図１４に示される各運転領域（ｉｊｋ）毎に予測手段による予測と判定手段による判定が行われる。

この場合、これらの各運転領域（ｉｊｋ）において、判定手段によりＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判定され続ける限りは予測手段による予測を行うことなくＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべく還元剤が供給される。これに対し、判定手段によりＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態でないと判定されたときには再び予測手段による予測が行われる。

また、本発明による実施例では、各運転領域（ｉｊｋ）において、予測手段によりＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態にならないと予測されたときにはそのときの運転状態が記憶される。次いで同一の運転領域において再び予測手段による予測を行うべきときに前回予測されたときと同じ運転状態のときには予測を行うのが停止され、ＮＯ_x吸蔵触媒１５からのＮＯ_x放出のための還元剤の供給が停止される。

次に図１５および図１６を参照しつつＮＯ_x放出処理の第１実施例について説明する。この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中の酸素濃度の変化に基づいて行われ、少量の還元剤が供給されて酸素濃度が低下したときの酸素濃度最小値が予め定められている限界値よりも高いときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると予測される。

また、この実施例ではＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるか否かはＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中の酸素濃度の変化に基づいて判定され、還元剤が供給されて酸素濃度が低下したときの酸素濃度最小値が予め定められている判定値よりも高いときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判定される。

図１５および図１６を参照すると、まず初めにステップ２００において図１４における現在の運転領域（ｉｊｋ）が決定される。次いでステップ２０１では現在の運転領域（ｉｊｋ）についてＮＯ_x放出制御を実行すべきであることを示すＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされているか否かが判別される。ＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされていないとき、即ちＮＯ_x放出制御を実行すべきでないときにはステップ２０２に進んで同一運転状態であるか否かが判別される。このステップ２０２については後で説明する。ステップ２０２において同一運転状態でないと判断されたときにはステップ２０３に進む。

ステップ２０３ではＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かを予測するために添加すべき燃料の量ＱＴｐが算出され、次いでステップ２０４において燃料の添加作用が行われる。次いでステップ２０５では燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３からの流出排気ガス中のＯ₂濃度最小値ＤＴｍｉｎが検出される。次いでステップ２０６では図１１（Ａ）から算出された基準値ＤＴに図１１（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって限界値ＤＴＡ（＝ＤＴ・Ｋ）が算出される。

次いでステップ２０７ではＯ₂濃度最小値ＤＴｍｉｎが限界値ＤＴＡよりも大きいか否かが判別される。Ｏ₂濃度最小値ＤＴｍｉｎが限界値ＤＴＡよりも大きいとき、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると予測されるときにはステップ２０８に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされる。次いでステップ２０９に進む。ＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされるとＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされている限りステップ２０１からステップ２０９にジャンプする。

ステップ２０９ではＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出させるのに必要な燃料の量ＱＴｍが算出され、次いでステップ２０４において燃料の添加作用が行われる。次いでステップ２１１では燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３からの流出する排気ガス中のＯ₂濃度最小値ＤＯｍｉｎが検出される。次いでステップ２１２では図１０（Ａ）から算出された基準値ＤＯに図１０（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって判定値ＤＯＡ（＝ＤＯ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２１３では吸蔵ＮＯ_x量ΣＮＯＸがクリアされる。

次いでステップ２１４ではＯ₂濃度最小値ＤＯｍｉｎが判定値ＤＯＡよりも大きいか否かが判別される。Ｏ₂濃度最小値ＤＯｍｉｎが判定値ＤＯＡよりも大きいとき、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるときには処理サイクルを完了する。このときにはＳＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされており、従ってＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべきときに再び同じ運転領域（ｉｊｋ）であれば予測手段による予測が行われることなくＮＯ_xの放出作用が行われることになる。

これに対し、ステップ２１４においてＯ₂濃度最小値ＤＯｍｉｎが限界値ＤＯＡよりも小さいとき、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態でないと判断されたときにはステップ２１５に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がリセットされる。ＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がリセットされると次の処理サイクルでは再び予測手段による予測が行われる。

一方、ステップ２０７においてＯ₂濃度最小値ＤＴｍｉｎが限界値ＤＴＡよりも小さいと判断されたとき、即ちＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態にならないと予測されたときにはステップ２１６に進んで現在の空燃比Ａ／Ｆや車速、および排気ガス量、即ち吸入空気量が記憶され、次いで処理サイクルを完了する。一方、ステップ２０２では現在の運転領域（ｉｊｋ）についてステップ２１６において記憶された運転状態と同一であるか否かが判別される。同一の運転状態であれば予測手段による予測を行っても再びＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態にならないと判断されるので処理サイクルを完了し、予測手段による予測は行わない。これに対し、ステップ２０２において同一の運転状態でないと判断されたときにはステップ２０３に進んで予測手段による予測が行われる。なお、運転状態が同一というのは完全同一ではなく、空燃比Ａ／Ｆや車速や吸入空気量がほぼ等しいことを意味している。

ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出すべきときに還元剤、即ち燃料を膨張行程後半又は排気行程時に燃料噴射弁３によって燃焼室２内に供給することができる。この場合には燃料噴射弁３が還元剤供給手段を構成し、従ってこの場合には還元剤供給弁１７は不要となる。図１７（Ａ）はこの場合の判定値ＤＯＡの基準値ＤＯを示しており、図１７（Ｂ）はこの場合の限界値ＤＴＡの基準値ＤＴを示している。なお、この場合基準値ＤＯに対する補正係数Ｋは図１０（Ｂ）に示される補正係数Ｋと同じであり、限界値ＤＴに対する補正係数Ｋは図１１（Ｂ）に示される補正係数Ｋと同じである。

ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出するための還元剤、即ち燃料を燃焼室２内に供給した場合には未燃ＨＣがガス状になるばかりでなく反応性の高いＣＯが発生する。従ってこの場合にはＳＯ_xトラップ触媒１３の温度が低くてもＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが放出されやすくなり、斯くして図１７（Ａ）に示される基準値ＤＯおよび図１７（Ｂ）に示される限界値ＤＴは、図１０（Ａ）に示される基準値ＤＯおよび図１１（Ａ）に示される限界値ＤＴに比べてＳＯ_xトラップ触媒１３の温度が低いときにＳＯ_xが放出されやすい値となっている。

図１８から図２３に第２実施例を示す。この実施例では図１８に示されるようにＯ₂濃度センサ２５に加えて更にＳＯ_xトラップ触媒１３上流の排気管１２内にもう一つのＯ₂濃度センサ７０が配置されている。この実施例では図１９に示されるように還元剤、即ち燃料が添加された直後に生ずるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＯ₂濃度差ΔＤＴｍａｘ、ΔＤＯｍａｘに基づいて予測手段による予測および判定手段による判定が行われる。

即ち、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガス中のＯ₂濃度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＯ₂濃度との濃度差に基づいて行われ、少量の還元剤、即ち燃料が供給されて濃度差が増大したときの濃度差最大値ΔＤＴｍａｘが予め定められている限界値ΔＤＴＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると予測される。

また、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるか否かはＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガス中のＯ₂濃度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＯ₂濃度との濃度差に基づいて判定され、還元剤即ち燃料が供給されて濃度差が増大したときの濃度差最大値ΔＤＯｍａｘが予め定められている判定値ΔＤＯＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判定される。

図２０（Ａ）は濃度差最大値ΔＤＴｍａｘに対する限界値ΔＤＴＡの基準値ΔＤＴを示しており、図２０（Ｂ）はこの基準値ΔＤＴに対する補正係数Ｋを示している。図２０（Ａ）に示されるように基準値ΔＤＴは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＤＴの値は実線ΔＤＴ₁から実線ΔＤＴｉに向けて次第に高くなる。一方、図２０（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

一方、図２１（Ａ）は濃度差最大値ΔＤＯｍａｘに対する判定値ΔＤＯＡの基準値ΔＤＯを示しており、図２１（Ｂ）はこの基準値ΔＤＯに対する補正係数Ｋを示している。図２１（Ａ）に示されるように基準値ΔＤＯは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＤＯの値は実線ΔＤＯ₁から実線ΔＤＯｉに向けて次第に高くなる。一方、図２１（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

次に図２２および図２３に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンについて説明する。このＮＯ_x放出処理ルーチンにおいて図１５および図１６に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンと異なるところはステップ２０５ａ，２０６ａ，２０７ａ，２１１ａ，２１２ａ，２１４ａのみであり、その他のステップについては図１５および図１６に示されるステップと同じである。従って以下、ステップ２０５ａ，２０６ａ，２０７ａ，２１１ａ，２１２ａ，２１４ａとそれに関連するステップのみについて説明し、残りのステップについては説明を省略する。

図２２および図２３に示されるようにステップ２０５ａでは一対のＯ₂濃度センサ２５，７０の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＯ₂濃度の濃度差最大値ΔＤＴｍａｘが検出される。次いでステップ２０６ａでは図２０（Ａ）から算出された基準値ΔＤＴに図２０（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって限界値ΔＤＴＡ（＝ΔＤＴ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２０７ａでは濃度差最大値ΔＤＴｍａｘが限界値ΔＤＴＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＤＴｍａｘ＜ΔＤＴＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると判断され、ステップ２０８に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされる。これに対し、ΔＤＴｍａｘ≦ΔＤＴＡのときにはステップ２１６に進んで現在の運転状態が記憶される。

一方、ステップ２１１ａでは一対のＯ₂濃度センサ２５，７０の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＯ₂濃度の濃度差最大値ΔＤＯｍａｘが検出される。次いでステップ２１２ａでは図２１（Ａ）から算出された基準値ΔＤＯに図２１（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって判定値ΔＤＯＡ（＝ΔＤＯ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２１３を経てステップ２１４ａでは濃度差最大値ΔＤＯｍａｘが判定値ΔＤＯＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＤＯｍａｘ＜ΔＤＯＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判断され、処理サイクルを完了する。一方、ステップ２１４ａにおいてΔＤＯｍａｘ≧ΔＤＯＡであると判別されたときにはステップ２１５に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がリセットされる。

図２４から図２９に第３実施例を示す。この実施例では図２４に示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３上流の排気管１２内にＨＣ濃度センサ７１が配置され、ＳＯ_xトラップ触媒１３下流の排気管１４内にもＨＣ濃度センサ７２が配置される。ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出するために添加された燃料がＳＯ_xトラップ触媒１３内で燃焼すればＳＯ_xトラップ触媒１３前後におけるＨＣ濃度の濃度差は大きくなり、この場合ＳＯ_xトラップ触媒１３内における燃料の燃焼量が多くなるほど、即ちＨＣ濃度の濃度差が大きくなるほどＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが放出されやすくなる。

従ってＳＯ_xトラップ触媒１３前後におけるＨＣ濃度の濃度差からＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否か、或いはＳＯ_x放出抑制状態であるか否かを判断することができる。従ってこの実施例では図９に示されるように還元剤、即ち燃料が添加された直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＨＣ濃度差ΔＨＴｍａｘ、ΔＨＯｍａｘに基づいて予測手段による予測および判定手段による判定が行われる。

即ち、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガス中のＨＣ濃度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＨＣ濃度との濃度差に基づいて行われ、少量の還元剤即ち、燃料が供給されて濃度差が増大したときの濃度差最大値ΔＨＴｍａｘが予め定められている限界値ΔＨＴＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると予測される。

また、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるか否かはＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガス中のＨＣ濃度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガス中のＨＣ濃度との濃度差に基づいて判定され、還元剤、即ち燃料が供給されて濃度差が増大したときの濃度差最大値ΔＨＯｍａｘが予め定められている判定値ΔＨＯＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判定される。

図２６（Ａ）は濃度差最大値ΔＤＨＴｍａｘに対する限界値ΔＨＴＡの基準値ΔＨＴを示しており、図２６（Ｂ）はこの基準値ΔＨＴに対する補正係数Ｋを示している。図２６（Ａ）に示されるように基準値ΔＨＴは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＨＴの値は実線ΔＨＴ₁から実線ΔＨＴｉに向けて次第に高くなる。一方、図２６（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

一方、図２７（Ａ）は濃度差最大値ΔＨＯｍａｘに対する判定値ΔＨＯＡの基準値ΔＨＯを示しており、図２７（Ｂ）はこの基準値ΔＨＯに対する補正係数Ｋを示している。図２７（Ａ）に示されるように基準値ΔＨＯは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＨＯの値は実線ΔＨＯ₁から実線ΔＨＯｉに向けて次第に高くなる。一方、図２７（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

次に図２８および図２９に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンについて説明する。このＮＯ_x放出処理ルーチンにおいて図１５および図１６に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンと異なるところはステップ２０５ｂ，２０６ｂ，２０７ｂ，２１１ｂ，２１２ｂ，２１４ｂのみであり、その他のステップについては図１５および図１６に示されるステップと同じである。従って以下、ステップ２０５ｂ，２０６ｂ，２０７ｂ，２１１ｂ，２１２ｂ，２１４ｂとそれに関連するステップのみについて説明し、残りのステップについては説明を省略する。

図２８および図２９に示されるようにステップ２０５ｂでは一対のＨＣ濃度センサ７１，７２の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＨＣ濃度の濃度差最大値ΔＨＴｍａｘが検出される。次いでステップ２０６ｂでは図２６（Ａ）から算出された基準値ΔＨＴに図２６（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって限界値ΔＨＴＡ（＝ΔＨＴ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２０７ｂでは濃度差最大値ΔＨＴｍａｘが限界値ΔＨＴＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＨＴｍａｘ＜ΔＨＴＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると判断され、ステップ２０８に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされる。これに対し、ΔＨＴｍａｘ≧ΔＨＴＡのときにはステップ２１６に進んで現在の運転状態が記憶される。

一方、ステップ２１１ｂでは一対のＨＣ濃度センサ７１，７２の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後のＨＣ濃度の濃度差最大値ΔＨＯｍａｘが検出される。次いでステップ２１２ｂでは図２７（Ａ）から算出された基準値ΔＨＯに図２７（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって判定値ΔＨＯＡ（＝ΔＨＯ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２１３を経てステップ２１４では濃度差最大値ΔＨＯｍａｘが判定値ΔＨＯＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＨＯｍａｘ＜ΔＨＯＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判断され、処理サイクルを完了する。一方、ステップ２１４ｂにおいてΔＨＯｍａｘ≧ΔＨＯＡであると判別されたときにはステップ２１５に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がリセットされる。

図３０から図３５に第４実施例を示す。この実施例では図３０に示されるようにＳＯ_xトラップ触媒１３上流の排気管１２内に温度センサ７３が配置され、ＳＯ_xトラップ触媒１３下流の排気管１４内にも温度センサ７４が配置される。ＮＯ_x吸蔵触媒１５からＮＯ_xを放出するために添加された燃料がＳＯ_xトラップ触媒１３内で燃焼すればＳＯ_xトラップ触媒１３前後における排気ガスの温度差は大きくなり、この場合ＳＯ_xトラップ触媒１３内における燃料の燃焼量が多くなるほど、即ち排気ガスの温度差が大きくなるほどＳＯ_xトラップ触媒１３からＳＯ_xが放出されやすくなる。

従ってＳＯ_xトラップ触媒１３前後における排気ガスの温度差からＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否か、或いはＳＯ_x放出抑制状態であるか否かを判断できることになる。そこでこの実施例では図３１に示されるように還元剤、即ち燃料が添加された直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後の排気ガスの温度差ΔＥＴｍａｘ、ΔＥＯｍａｘに基づいて予測手段による予測および判定手段による判定が行われる。

即ち、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガスの温度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガスの温度との温度差に基づいて行われ、少量の還元剤、即ち燃料が供給されて温度差が増大したときの温度差最大値ΔＥＴｍａｘが予め定められている限界値ΔＥＴＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると予測される。

また、この実施例では、ＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であるか否かはＳＯ_xトラップ触媒１３に流入する排気ガスの温度とＳＯ_xトラップ触媒１３から流出する排気ガスの温度との温度差に基づいて判定され、還元剤、即ち燃料が供給されて温度差が増大したときの温度差最大値ΔＥＯｍａｘが予め定められている判定値ΔＥＯＡよりも小さいときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判定される。

図３２（Ａ）は温度差最大値ΔＥＴｍａｘに対する限界値ΔＥＴＡの基準値ΔＥＴを示しており、図３２（Ｂ）はこの基準値ΔＥＴに対する補正係数Ｋを示している。図３２（Ａ）に示されるように基準値ΔＥＴは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＥＴの値は実線ΔＥＴ₁から実線ΔＥＴｉに向けて次第に高くなる。一方、図３２（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

一方、図３３（Ａ）は濃度差最大値ΔＥＯｍａｘに対する判定値ΔＥＯＡの基準値ΔＥＯを示しており、図３３（Ｂ）はこの基準値ΔＥＯに対する補正係数Ｋを示している。図３３（Ａ）に示されるように基準値ΔＥＯは燃焼室２内における空燃比Ａ／ＦとＳＯ_xトラップ触媒１３の温度ＴＣとの関数であり、基準値ΔＥＯの値は実線ΔＥＯ₁から実線ΔＥＯｉに向けて次第に高くなる。一方、図３３（Ｂ）に示されるように補正係数ＫはＳＯ_xトラップ触媒１３のＳＯ_xトラップ量ΣＳＯＸと吸入空気量Ｇａとの関数であり、この補正係数Ｋの値は実線Ｋ₁から実線Ｋｉに向けて次第に高くなる。

次に図３４および図３５に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンについて説明する。このＮＯ_x放出処理ルーチンにおいて図１５および図１６に示されるＮＯ_x放出処理ルーチンと異なるところはステップ２０５ｃ，２０６ｃ，２０７ｃ，２１１ｃ，２１２ｃ，２１４ｃのみであり、その他のステップについては図１５および図１６に示されるステップと同じである。従って以下、ステップ２０５ｃ，２０６ｃ，２０７ｃ，２１１ｃ，２１２ｃ，２１４ｃとそれに関連するステップのみについて説明し、残りのステップについては説明を省略する。

図３４および図３５に示されるようにステップ２０５ｃでは一対の温度センサ７３，７４の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後の排気ガスの温度差最大値ΔＥＴｍａｘが検出される。次いでステップ２０６ｃでは図３２（Ａ）から算出された基準値ΔＥＴに図３２（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって限界値ΔＥＴＡ（＝ΔＥＴ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２０７ｃでは温度差最大値ΔＥＴｍａｘが限界値ΔＥＴＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＥＴｍａｘ＜ΔＥＴＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態になると判断され、ステップ２０８に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がセットされる。これに対し、ΔＥＴｍａｘ≦ΔＥＴＡのときにはステップ２１６に進んで現在の運転状態が記憶される。

一方、ステップ２１１ｃでは一対の温度センサ７３，７４の出力信号に基づいて燃料添加直後におけるＳＯ_xトラップ触媒１３前後の排気ガスの温度差最大値ΔＥＯｍａｘが検出される。次いでステップ２１２ｃでは図３３（Ａ）から算出された基準値ΔＥＯに図３３（Ｂ）から算出された補正係数Ｋを乗算することによって判定値ΔＥＯＡ（＝ΔＥＯ・Ｋ）が算出される。次いでステップ２１３を経てステップ２１４では温度差最大値ΔＥＯｍａｘが判定値ΔＥＯＡよりも小さいか否かが判別される。ΔＥＯｍａｘ＜ΔＥＯＡのときにはＳＯ_xトラップ触媒１３がＳＯ_x放出抑制状態であると判断され、処理サイクルを完了する。一方、ステップ２１４ｃにおいてΔＥＯｍａｘ≦ΔＥＯＡであると判別されたときにはステップ２１５に進んでＮＯ_x放出許可フラグＦ（ｉｊｋ）がリセットされる。

圧縮着火式内燃機関の全体図である。 パティキュレートフィルタの構造を示す図である。 ＮＯ_x吸蔵触媒の触媒担体の表面部分の断面図である。 ＳＯ_xトラップ触媒の基材の表面部分の断面図である。 ＳＯ_xトラップ率を示す図である。 昇温制御を説明するための図である。 ＳＯ_xトラップ触媒の基材の表面部分の断面図である。 Ｏ₂濃度の変化を示すタイムチャートである。 判定値を説明するための図である。 判定値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 限界値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 浄化処理を行うためのフローチャートである。 吸蔵ＮＯ_x量ＮＯＸＡのマップ等を示す図である。 区分けされた運転領域を示す図である。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 判定値の基準値等のマップを示す図である。 圧縮着火式内燃機関の第２実施例を示す全体図である。 Ｏ₂濃度の変化を示すタイムチャートである。 限界値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 判定値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 圧縮着火式内燃機関の第３実施例を示す全体図である。 ＨＣ濃度の変化を示すタイムチャートである。 限界値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 判定値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 圧縮着火式内燃機関の第４実施例を示す全体図である。 排気ガス温の変化を示すタイムチャートである。 限界値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 判定値の基準値および補正係数のマップを示す図である。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。 ＮＯ_x放出処理を行うためのフローチャートである。

符号の説明

４ 吸気マニホルド
５ 排気マニホルド
７ 排気ターボチャージャ
１３ ＳＯ_xトラップ触媒
１５ ＮＯ_x吸蔵触媒
１７ 還元剤供給弁
２５，７０ Ｏ₂濃度センサ
７１，７２ ＨＣ濃度センサ
７３，７４ 温度センサ

Claims (16)

1. 機関排気通路内に排気ガス中に含まれるＳＯ_xを捕獲しうるＳＯ_xトラップ触媒を配置し、ＳＯ_xトラップ触媒下流の排気通路内に、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＮＯ_xを吸蔵し流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸蔵したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸蔵触媒を配置した内燃機関において、上記ＳＯ_xトラップ触媒の上流に還元剤を供給するための還元剤供給手段を具備しており、ＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xを放出させるために該還元剤供給手段により還元剤を供給したときに上記ＳＯ_xトラップ触媒が、捕獲したＳＯ_xを放出しないか、或いは捕獲したＳＯ_xを放出したとしてもＳＯ_xをＳＯ_xトラップ触媒下流に排出しないＳＯ_x放出抑制状態となる運転状態が存在しており、ＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出させるべく上記還元剤供給手段により還元剤を供給する前にＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かを予め予測する予測手段を具備しており、該予測手段によりＳＯ_xトラップ触媒がＳＯ_x放出抑制状態になると予測される運転状態のときに上記還元剤供給手段により還元剤を供給してＮＯ_x吸蔵触媒からＮＯ_xを放出させるようにした内燃機関の排気浄化装置。
2. 上記予測手段は、ＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出させるのに必要な還元剤よりも少量の還元剤を上記還元剤供給手段により供給することによってＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かを予測し、ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になると予測されたときにＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出させるべく還元剤を供給するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中の酸素濃度の変化に基づいて行われ、上記少量の還元剤が供給されて該酸素濃度が低下したときの酸素濃度最小値が予め定められている限界値よりも高いときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になると予測される請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中の酸素濃度との濃度差に基づいて行われ、上記少量の還元剤が供給されて該濃度差が増大したときの濃度差最大値が予め定められている限界値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると予測される請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガス中のＨＣ濃度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中のＨＣ濃度との濃度差に基づいて行われ、上記少量の還元剤が供給されて該濃度差が増大したときの濃度差最大値が予め定められている限界値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると予測される請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態になるか否かの予測はＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガスの温度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガスの温度との温度差に基づいて行われ、上記少量の還元剤が供給されて該温度差が増大したときの温度差最大値が予め定められている限界値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると予測される請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. ＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出させるべく上記還元剤供給手段により還元剤を供給したときにＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であるか否かを判定する判定手段を具備した請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であるか否かはＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中の酸素濃度の変化に基づいて判定され、上記還元剤が供給されて該酸素濃度が低下したときの酸素濃度最小値が予め定められている判定値よりも高いときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると判定される請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であるか否かはＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中の酸素濃度との濃度差に基づいて判定され、上記還元剤が供給されて該濃度差が増大したときの濃度差最大値が予め定められている判定値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると判定される請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
10. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であるか否かはＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガス中のＨＣ濃度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガス中のＨＣ濃度との濃度差に基づいて判定され、上記還元剤が供給されて該濃度差が増大したときの濃度差最大値が予め定められている判定値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると判定される請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
11. 上記ＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であるか否かはＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガスの温度とＳＯ _x トラップ触媒から流出する排気ガスの温度との温度差に基づいて判定され、上記還元剤が供給されて該温度差が増大したときの温度差最大値が予め定められている判定値よりも小さいときにはＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると判定される請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
12. 機関の運転領域を予め定められた複数個の運転領域に区分けして各運転領域毎に上記予測手段による予測と上記判定手段による判定を行うようにした請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
13. 上記の各運転領域において、上記判定手段によりＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態であると判定され続ける限りは上記予測手段による予測を行うことなくＮＯ _x 吸蔵触媒からＮＯ _x を放出すべく還元剤が供給され、上記判定手段によりＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態でないと判定されたときには再び上記予測手段による予測を行うようにした請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
14. 上記の各運転領域において、上記予測手段によりＳＯ _x トラップ触媒が上記ＳＯ _x 放出抑制状態にならないと予測されたときにはそのときの運転状態が記憶され、同一の運転領域において再び上記予測手段による予測を行うべきときに前回予測されたときと同じ運転状態のときには予測を行うのを停止し、ＮＯ _x 吸蔵触媒からのＮＯ _x 放出のための還元剤の供給を停止するようにした請求項１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
15. 上記ＳＯ _x トラップ触媒は、ＳＯ _x トラップ触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中に含まれるＳＯ _x を捕獲し、排気ガスの空燃比がリーンのもとでＳＯ _x トラップ触媒の温度が上昇すると捕獲したＳＯ _x が次第にＮＯ _x トラップ触媒の内部に拡散していく性質を有し、ＳＯ _x トラップ触媒によるＳＯ _x トラップ率が予め定められた率よりも低下したときには排気ガスの空燃比がリーンのもとでＳＯ _x トラップ触媒の温度を上昇させ、それによってＳＯ _x トラップ率を回復させるようにした請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
16. 上記ＳＯ _x トラップ触媒は基材上に形成されたコート層と、コート層上に担持された貴金属触媒からなり、コート層内にはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は希土類金属が分散して含有されている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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