JP6988648B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ（NO_X Storage Reduction）触媒）と選択還
元型触媒（ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒）とを含む、内燃機関の排気
浄化装置に関する。

希薄燃焼運転される内燃機関の排気浄化装置として、排気通路に配置される三元触媒と、三元触媒より下流の排気通路に配置されるＮＳＲ触媒と、ＮＳＲ触媒より下流の排気通路に配置されるＳＣＲ触媒と、を備えたものが知られている。また、上記したような内燃機関の排気浄化装置において、排気の空燃比が理論空燃比以下の空燃比になる運転状態から排気の空燃比が理論空燃比よりリーンなリーン空燃比になる運転状態へ内燃機関の運転状態を移行（以下では、「リーン復帰」と記す場合もある。）させるにあたり、先ず、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が目標吸着量になるまでの期間は、ＮＳＲ触媒およびまたは三元触媒においてＮＨ_３が生成されるのに適した所定のリッチ空燃比となるように排気の空燃比を調整し、次いで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が目標吸着量になった後に、排気の空燃比がリッチ空燃比となる運転状態から排気の空燃比がリーン空燃比となる運転状態へ内燃機関の運転状態を移行させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１７−０３１９６０号公報

ところで、上記した従来技術における目標吸着量は、内燃機関がリーン復帰した際に、ＮＳＲ触媒が排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵可能な状態にあることを想定して定められている。つまり、内燃機関がリーン復帰した際に、ＮＳＲ触媒で吸蔵しきれなかった少量のＮＯ_ＸをＳＣＲ触媒で浄化することを想定して、上記の目標吸着量が定められている。

しかしながら、排気の空燃比が理論空燃比以下の空燃比になる運転状態では、排気の空燃比がリーン空燃比になる運転状態に比べ、内燃機関から排出される排気の温度が高くなり易く、且つＮＳＲ触媒で発生する反応熱（ＮＯ_Ｘの還元反応熱等）も多くなり易い。そのため、ＮＳＲ触媒の温度が、該ＮＳＲ触媒によって排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵し得る温度範囲より高くなる可能性がある。ＮＳＲ触媒の温度が上記の温度範囲より高い状態で内燃機関がリーン復帰すると、該内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘの大部分がＮＳＲ触媒に吸蔵されずにＳＣＲ触媒へ流入するため、たとえ目標吸着量のＮＨ_３がＳＣＲ触媒に吸着されていても、ＳＣＲ触媒で浄化されないＮＯ_Ｘの量が多くなり、それに伴って排気エミッションが悪化する虞がある。

本発明は、上記したような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触媒とを含む、内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関がリーン復帰する際の排気エミッションの悪化を抑制することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関の排気通路に配置されるＮＳＲ触媒と、ＮＳＲ触媒より下流の排気通路に配置されるＳＣＲ触媒と、を含む内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関のリーン復帰要求が発生した際に、ＮＳＲ触媒の温度が該Ｎ
ＳＲ触媒によって排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵することができる温度範囲の上限値（以下、「吸蔵限界温度」と記す場合もある。）より高い状態であっても、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘ量と当量なＮＨ_３量（以下、「下限吸着量」と記す場合もある。）以上であれば、内燃機関をリーン復帰させる一方で、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少なければ、内燃機関をリーン復帰させないようにした。

詳細には、本発明は、内燃機関の排気通路に配置され、排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵する一方で、排気の空燃比がリッチ空燃比であるときは排気中の還元剤を利用して吸蔵していたＮＯ_Ｘを還元するＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ触媒）と、ＮＳＲ触媒より下流の排気通路に配置され、排気中のＮＨ_３を吸着し且つ吸着していたＮＨ_３を還元剤として利用することで排気中のＮＯ_Ｘを還元する選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒）と、を含む内燃機関の排気浄化装置である。該排気浄化装置は、ＮＳＲ触媒の温度を取得する温度取得手段と、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３量であるＮＨ_３吸着量を取得するＮＨ_３吸着量取得手段と、内燃機関の運転状態をリッチ空燃比の混合気を燃焼させるリッチ運転状態からリーン空燃比の混合気を燃焼させるリーン運転状態へ移行させるためのリーン復帰要求が発生したときに、温度取得手段により取得される温度が吸蔵限界温度より高く且つＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が下限吸着量以上であれば、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる一方で、温度取得手段により取得される温度が吸蔵限界温度より高く且つＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少なければ、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させない、制御手段と、を備える。

ここで、例えば、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯ_Ｘを還元及び浄化させること等を目的として、内燃機関の運転状態がリーン運転状態からリッチ運転状態へ移行されると、それに伴ってＮＳＲ触媒へ流入する排気の空燃比もリーン空燃比からリッチ空燃比へ変化するため、ＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_Ｘが該ＮＳＲ触媒から脱離するとともに、脱離したＮＯ_Ｘが排気中の未燃燃料成分（ＨＣやＣＯ等）と反応することで窒素（Ｎ_２）やアンモニア（ＮＨ_３）等に還元される。斯様にしてＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_Ｘが還元されることで、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵量が略零になると、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させるためのリーン復帰要求が発生する。

ところで、内燃機関がリッチ運転されることで、ＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_Ｘの還元反応が生起されると、その反応熱によってＮＳＲ触媒の温度が上昇する。それにより、上記リーン復帰要求が発生した際のＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高くなっている場合が想定される。ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高い状態で、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されると、内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘの大部分がＮＳＲ触媒に吸蔵されずにＳＣＲ触媒へ流入することになる。その際、ＳＣＲ触媒に上記下限吸着量以上のＮＨ_３が吸着されていれば、内燃機関から排出されるＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒によって還元及び浄化される。しかしながら、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰する際に、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高い上に、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少なければ、前述したように、ＮＳＲ触媒に吸蔵されずにＳＣＲ触媒へ流入したＮＯ_Ｘの一部が、ＳＣＲ触媒で還元及び浄化されることなく、大気中へ排出されてしまう。

これに対し、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、上記リーン復帰要求が発生したときに、ＮＳＲ触媒の温度が吸蔵限界温度より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少なければ、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させないようにした。これにより、内燃機関から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒の持つ三元活性能力によって浄化されるため、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制することができる。なお、内燃機関がリッチ運転を継続すると、ＮＳＲ触媒でＮＯ_Ｘが還元され
る際に生成されるＮＨ_３がＳＣＲ触媒へ供給されることで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が増加する。そして、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が上記下限吸着量以上まで増加すると、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されることになる。その場合、内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘの大部分がＮＳＲ触媒に吸蔵されずにＳＣＲ触媒へ流入することになるが、ＳＣＲ触媒に吸着されているＮＨ_３を還元剤として利用することで、それらのＮＯ_Ｘを還元及び浄化することができる。その結果、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行された際に、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加が抑制される。

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、上記リーン復帰要求が発生した際に、ＮＳＲ触媒の温度が吸蔵限界温度より高いものの、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量以上であれば、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ速やかに移行される。そして、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行された際に、ＮＳＲ触媒に吸蔵されずにＳＣＲ触媒へ流入したＮＯ_Ｘは、ＳＣＲ触媒で還元及び浄化されるため、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加が抑制される。

よって、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関をリーン復帰させる際に、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加が抑制されるため、排気エミッションの悪化が抑制される。

なお、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、上記リーン復帰要求が発生したときに、温度取得手段により取得される温度が上記吸蔵限界温度以下であれば、制御手段が、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させるようにしてもよい。内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させた際に、ＮＳＲ触媒の温度が吸蔵限界温度以下であれば、内燃機関から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵される。それにより、内燃機関の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰した際に、大気中に排出されるＮＯ_Ｘ量の増加が抑制される。

ここで、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度が小さいとき（酸素濃度が大きいとき）は、排気中に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）がＮＳＲ触媒上で酸化されることで、反応性の高いＮＯ_Ｘ（以下では、「活性ＮＯ_Ｘ」と称する場合もある。）が生成される。斯様にして生成される活性ＮＯ_Ｘが酸素過剰な雰囲気に曝され続けると、該活性ＮＯ_Ｘが酸化される。その際、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度以下であれば、活性ＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵される。ところで、上記活性ＮＯ_Ｘが酸化される前に、後述する還元性中間体が生成されると、上記活性ＮＯ_Ｘが還元性中間体と反応することでＮ_２に還元される。ここでいう還元性中間体は、ラジカル状の炭化水素と活性ＮＯ_Ｘとが反応することで生成される、還元性の高い中間体である。ラジカル状の炭化水素は、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度が大きいときに、排気中の炭化水素がＮＳＲ触媒で部分酸化されることで生成される。よって、活性ＮＯ_Ｘが酸化されるのに要する時間よりも短い周期で排気の炭化水素濃度を間欠的に大きくすれば、還元性中間体を利用した活性ＮＯ_Ｘの還元反応を連続的に生起させることが可能となる。また、斯様なメカニズムによるＮＯ_Ｘ還元は、排気中のＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒に吸蔵させる必要がないため、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高い状況であっても発現する。

そこで、上記リーン復帰要求が発生した際に、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少ない状態であっても、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させるとともに、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁から排気中に燃料を間欠的に添加させる方法が考えられる。ここでいう「所定の振幅」は、還元性中間体を生成することができ且つ活性ＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒に吸蔵させることな
く還元性中間体と反応させることのできる炭化水素濃度を実現することができる振幅である。また、「所定の周期」は、活性ＮＯ_Ｘが酸化されるのに要する時間より短い周期である。

ところで、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度に対してある程度高くなると、活性ＮＯ_Ｘの酸化速度に対して、燃料添加弁による間欠的な燃料添加動作が追いつかなくなることで、ＮＳＲ触媒によって浄化されないＮＯ_Ｘ量が増加する可能性がある。また、内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘ量がある程度多くなると、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させても、ＮＳＲ触媒で浄化しきれないＮＯ_Ｘ量が増加する可能性がある。

これに対し、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、上記リーン復帰要求が発生したときに、温度取得手段により取得される温度が上記吸蔵限界温度より高く且つＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が上記下限吸着量より少ない状態であっても、温度取得手段により取得される温度が上記吸蔵限界温度より高い所定の閾値以下であり且つ内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘ量が所定量以下であれば、制御手段が、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させるとともに、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁を制御するようにしてもよい。斯様な構成によれば、ＮＳＲ触媒の温度が上記吸蔵限界温度より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が上記下限吸着量より少ない場合であっても、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制しつつ、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させることが可能になる。

なお、上記した「所定の閾値」は、例えば、ＮＳＲ触媒の温度が該所定の閾値より高くなると、活性ＮＯ_Ｘの酸化速度に対して、燃料添加弁による間欠的な燃料添加動作が追いつかなくなると考えられる、ＮＳＲ触媒の温度、又は該温度から所定のマージンを差し引いた温度である。また、上記した「所定量」は、例えば、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度を上記所定の振幅及び上記所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁が制御された際に、ＮＳＲ触媒で浄化することができる最大のＮＯ_Ｘ量、又は該ＮＯ_Ｘ量から所定のマージンを差し引いた量である。

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒との間の排気通路に配置されるＮＯ_Ｘセンサを更に備えるようにしてもよい。その場合、ＮＨ_３吸着量取得手段は、ＮＯ_Ｘセンサの検出値に基づいて、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量を取得してもよい。

本発明によれば、ＮＳＲ触媒とＳＣＲ触媒とを含む、内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関がリーン復帰する際の排気エミッションの悪化を抑制することができる。

第１の実施例において、本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 ＮＳＲ触媒の床温とＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵能力との相関を示す図である。 第１の実施例において、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）、ＮＳＲ触媒の床温（Ｔｎｓｒ）、ＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量（Σｎｈ３）、及びＳＣＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量）の経時変化を示すタイミングチャートである。 第１の実施例において、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させる際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 ＮＳＲ触媒の床温とＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ還元効率との相関を示す図である。 第２の実施例において、本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。 第２の実施例において、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）、ＮＳＲ触媒の床温（Ｔｎｓｒ）、ＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量（Σｎｈ３）、燃料添加フラグ（Ｆａｄｄ）、及びＳＣＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量）の経時変化を示すタイミングチャートである。 第２の実施例において、内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させる際にＥＣＵによって実行され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。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図５に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関とその吸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、軽油を燃料として用いる圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。なお、内燃機関１は、リーン運転可能な火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）であってもよい。

内燃機関１は、不図示の気筒内に、燃料としての軽油を噴射するための燃料噴射弁２を備えている。また、内燃機関１には、吸気通路３と排気通路４とが接続されている。吸気通路３は、大気中から取り込まれた新気（空気）を内燃機関１へ導く通路である。吸気通路３の途中には、吸気通路３の通路断面積を変更することで、該吸気通路３を流れる新気の流量を調整するための吸気絞り弁１６が配置される。また、排気通路４は、気筒から排出される既燃ガス（排気）を流通させるための通路である。排気通路４の途中には、第１触媒ケーシング５が配置されている。第１触媒ケーシング５より下流の排気通路４には、第２触媒ケーシング６が配置されている。

第１触媒ケーシング５は、筒状のケーシング内にＮＳＲ触媒が担持された触媒担体と、を収容している。前記触媒担体は、例えば、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（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等）と、コート層に担持されるセリア（ＣｅＯ_２）等の助触媒と、コート層に担持されるＮＯ_Ｘ吸蔵材（アルカリ類やアルカリ土類等の塩基性層）と、を含む。斯様なＮＳＲ触媒は、排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵し、且つ排気の空燃比がリッチ空燃比であるときは吸蔵していたＮＯ_Ｘを放出させつつ排気中の未燃燃料成分（ＨＣやＣＯ等）と反応させることで、Ｎ_２に還元させる。

第２触媒ケーシング６は、筒状のケーシング内に、ＳＣＲ触媒が担持された触媒担体を収容している。前記触媒担体は、例えば、ハニカム形状の横断面を有するモノリスタイプの基材に、ゼオライト系の触媒担体をコーティングしたものである。そして、前記触媒担体には、遷移金属元素であるＣｕやＦｅ等がイオン交換されて担持されている。斯様なＳＣＲ触媒は、排気中に含まれる還元剤を吸着し、且つその吸着された還元剤を利用して排
気中のＮＯ_ＸをＮ_２に還元させる。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ７が併設されている。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。ＥＣＵ７は、第１排気温度センサ８、第１ＮＯ_Ｘセンサ９、第２排気温度センサ１０、第２ＮＯ_Ｘセンサ１１、第３排気温度センサ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、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、それら各種センサの測定値が入力される。

第１排気温度センサ８は、第１触媒ケーシング５より上流の排気通路４に配置され、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の温度に相関する電気信号を出力する。第１ＮＯ_Ｘセンサ９は、第１触媒ケーシング５と第２触媒ケーシング６との間の排気通路４に配置され、ＮＳＲ触媒から流出する排気のＮＯ_Ｘ濃度に相関する電気信号を出力する。第２排気温度センサ１０は、第１触媒ケーシング５と第２触媒ケーシング６との間の排気通路４に配置され、ＮＳＲ触媒から流出する排気（ＳＣＲ触媒へ流入する排気）の温度に相関する電気信号を出力する。第２ＮＯ_Ｘセンサ１１は、第２触媒ケーシング６より下流の排気通路４に配置され、ＳＣＲ触媒から流出する排気のＮＯ_Ｘ濃度に相関する電気信号を出力する。第３排気温度センサ１２は、第２触媒ケーシング６より下流の排気通路４に配置され、ＳＣＲ触媒から流出する排気の温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、不図示の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の機関出力軸（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、吸気絞り弁１６より上流の吸気通路３に配置され、内燃機関１の気筒内へ吸入される新気（空気）の量（質量）に相関する電気信号を出力する。

また、ＥＣＵ７は、上記した各種センサに加え、燃料噴射弁２や吸気絞り弁１６等の各種機器が電気的に接続され、それらの各種機器を制御することができるようになっている。例えば、ＥＣＵ７は、アクセルポジションセンサ１３の測定値から演算される機関負荷やクランクポジションセンサ１４の測定値から演算される機関回転速度に基づいて、燃料噴射弁２の燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する。また、ＥＣＵ７は、内燃機関１の運転状態が低負荷運転領域や中負荷運転領域にある場合には、気筒内で燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりリーンなリーン空燃比となるように、吸気絞り弁１６の開度を制御することで、内燃機関１をリーン運転させる一方で、内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域にある場合には、気筒内で燃焼に供される混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチなリッチ空燃比となるように、吸気絞り弁１６の開度を制御することで、内燃機関１をリッチ運転させる。さらに、内燃機関１がリーン運転されている場合には、ＥＣＵ７は、内燃機関１を一時的にリッチ運転させて、未燃燃料成分を含むリッチ空燃比の排気を第１触媒ケーシング５へ流入させることで、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯ_Ｘを還元及び浄化させる処理（以下、「触媒再生処理」と記す場合もある。）を行う。斯様な触媒再生処理は、例えば、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵量が一定量以上になったときや、前回の触媒再生処理終了時からのリーン運転時間が所定時間以上になったとき等に実行される。

なお、内燃機関１の運転状態が低中負荷領域から高負荷運転領域へ移行した場合や内燃機関１のリーン運転中に触媒再生処理が実行された場合は、第１触媒ケーシング５のＮＳＲ触媒へ流入する排気の空燃比がリーン空燃比からリッチ空燃比へ変化することで、前述したように、ＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_Ｘが、該ＮＳＲ触媒から脱離しつつ排気中の未燃燃料成分と反応することで、Ｎ_２やＮＨ_３等に還元される。そして、ＮＳＲ触媒で生成されたＮＨ_３は、排気とともに第２触媒ケーシング６へ流入し、ＳＣＲ触媒に吸着される。ＳＣＲ触媒に吸着されたＮＨ_３は、内燃機関１のリーン運転時にＮＳＲ触媒をすり抜ける少量のＮＯ_Ｘや、触媒再生処理の開始直後等にＮＳＲ触媒から漏れ出る少量のＮＯ
_Ｘ等を還元するために利用される。

ところで、内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域にある場合や触媒再生処理が実行される場合のように、内燃機関１がリッチ運転される場合には、排気からＮＳＲ触媒へ伝達される熱量が多くなったり、ＮＳＲ触媒で発生する反応熱量が多くなったりすることで、ＮＳＲ触媒の温度が上昇し易い。ここで、ＮＳＲ触媒の床温とＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵能力（ＮＯ_Ｘ吸蔵容量）との関係を図２に示す。図２に示すように、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵能力は、該ＮＳＲ触媒の床温が所定の温度範囲（図２中のＴ１〜Ｔ２の温度範囲）にあるときに発現する。よって、内燃機関１のリッチ運転中にＮＳＲ触媒の床温が上記所定の温度範囲の上限値（吸蔵限界温度）Ｔ２より高くなると、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行した際に、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒で吸蔵されなくなる可能性がある。その際、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘの略全てを還元することができる程度の比較的多量なＮＨ_３が吸着されていなければ、ＮＳＲ触媒及びＳＣＲ触媒で浄化されないＮＯ_Ｘの量が増加することで、大気中に排出されるＮＯ_Ｘ量が増加してしまう。

そこで、本実施例においては、内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域から低中負荷運転領域へ移行した場合や、触媒再生処理の終了条件（例えば、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵量が略零になったこと、又は触媒再生処理の実行時間が所定時間以上になったこと等）が成立した場合のように、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる必要が生じた場合（リーン復帰要求が発生した場合）に、ＮＳＲ触媒の床温が吸蔵限界温度より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量より少なければ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させないようにした。ここでいう「下限吸着量」は、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量と当量なＮＨ_３吸着量、すなわち、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘを還元するために必要となる最小のＮＨ_３量、又は該ＮＨ_３量に所定のマージンを加算した量である。なお、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量は、燃料噴射量や混合気の空燃比に相関するため、燃料噴射量や混合気の空燃比をパラメータとして下限吸着量が設定されればよい。

図３は、本実施例において、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）、ＮＳＲ触媒の床温（Ｔｎｓｒ）、ＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量（Σｎｈ３）、及びＳＣＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量）の経時変化を示すタイミングチャートである。

図３中のｔ０〜ｔ１の期間では、内燃機関１の運転状態が低中負荷運転領域にあるため、内燃機関１がリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎの混合気で運転（リーン運転）される。それにより、第１触媒ケーシング５へ流入する排気の空燃比も混合気と同等のリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎになる。第１触媒ケーシング５へ流入する排気の空燃比がリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎになる状態では、ＮＳＲ触媒においてＮＯ_Ｘの還元反応が殆ど発現しないため、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度以下の温度で推移する。その結果、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘの略全てがＮＳＲ触媒によって吸蔵される。よって、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量は、略零となる。また、上記ｔ０〜ｔ１の期間では、ＮＳＲ触媒においてＮＯ_Ｘ還元反応が発現しないことでＮＨ_３が生成されず、且つＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零になるため、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が略一定量で推移するとともに、ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零で推移する。

図３中のｔ１において、内燃機関１の運転状態が低中負荷運転領域から高負荷運転領域へ移行し、又は触媒再生処理が開始されると、混合気の空燃比Ａ／Ｆがリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎから所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１へ変更されることで、内燃機関１の運転状態がリーン運転状態からリッチ運転状態へ移行する。混合気の空燃比Ａ／Ｆをリーン空燃比
Ａ／Ｆｌｅａｎから所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１へ変更する際には、内燃機関１の要求トルクを満たすように燃料噴射量が決定されるとともに、混合気の空燃比Ａ／Ｆが所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１となるように吸気絞り弁１６の開度が決定されるものとする。これにより、内燃機関１の要求トルクを満たしつつ、混合気の空燃比Ａ／Ｆを所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１にすることができる。なお、ここでいう所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１は、ＮＳＲ触媒に吸蔵されているＮＯ_Ｘの還元に適した空燃比であり、実験やシミュレーションの結果等に基づいて予め設定されている。

上記した方法によって混合気の空燃比Ａ／Ｆがリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎから所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１に変更されると（図３中のｔ１）、それに伴って第１触媒ケーシング５へ流入する排気の空燃比も混合気と同等のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１になる。これにより、事前のリーン運転中にＮＳＲ触媒に吸蔵されたＮＯ_Ｘが、ＮＳＲ触媒から脱離しつつ排気中の未燃燃料成分と反応することで、Ｎ_２やＮＨ_３に還元される。また、排気の空燃比がリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎから所定のリッチ空燃比Ａ／Ｆ１に変更されると、ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が増加するが、ＮＳＲ触媒の持つ三元活性能力と排気中の未燃燃料成分との働きによって、内燃機関１のリッチ運転中にＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_ＸもＮ_２やＮＨ_３に還元される。その結果、内燃機関１のリッチ運転中におけるＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零になる。また、ＮＳＲ触媒におけるＮＯ_Ｘの還元反応で生成されたＮＨ_３が排気とともに第２触媒ケーシング６へ流入することで、それらのＮＨ_３がＳＣＲ触媒に吸着される。それにより、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が増加する。なお、内燃機関１のリッチ運転中は、ＮＳＲ触媒に吸蔵されていたＮＯ_ＸやＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘの還元反応が発現することで、その反応熱によってＮＳＲ触媒の温度が上昇する。

その後、内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域から低中負荷運転領域へ移行し、又は触媒再生処理の終了条件が成立すると（図３中のｔ２）、リーン復帰要求が発生する。図３に示す例では、リーン復帰要求が発生した時点で、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが前述の吸蔵限界温度Ｔ２より高く、且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が前述の下限吸着量（図３中のΣｎｈ３ｔｈｒｅ）より少なくなっている。そのため、リーン復帰要求が発生した時点（図３中のｔ２）では、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ変更されず、内燃機関１のリッチ運転が継続される。ただし、リーン復帰要求が発生した以降におけるリッチ運転では、混合気の空燃比Ａ／Ｆが、ＮＯ_Ｘの還元に適したリッチ空燃比Ａ／Ｆ１よりも理論空燃比寄りの弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２に設定されるものとする。ここでいう弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２は、ＮＳＲ触媒がＮＯ_ＸからＮＨ_３を生成するのに適した空燃比であり、実験やシミュレーションの結果等に基づいて予め設定されている。混合気の空燃比Ａ／Ｆが弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２に設定されることで、内燃機関１のリッチ運転が継続されると、ＮＳＲ触媒の持つ三元活性能力と排気中の未燃燃料成分との働きによって、排気中のＮＯ_ＸがＮＨ_３へ効率的に還元されることになる。その結果、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが上記吸蔵限界温度Ｔ２以下へ低下し難くなるものの、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量を略零に維持しつつ、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を効果的に増加させることができる。なお、第１触媒ケーシング５と第２触媒ケーシング６との間の排気通路４に尿素添加弁のように、ＮＨ_３又はＮＨ_３の前駆体である添加剤を添加するための添加弁が別途に設けられている構成においては、内燃機関１が弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２の混合気でリッチ運転されているときに、上記添加弁から添加剤を添加させることで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３をより速やかに増加させるようにしてもよい。

内燃機関１が上記弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２の混合気でリッチ運転されることで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が上記下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上まで増加すると（図３中のｔ３）、混合気の空燃比Ａ／Ｆが弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２からリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎへ変更されることで、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行される。内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行した
直後は、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが上記吸蔵限界温度Ｔ２より高いため、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘの大部分がＮＳＲ触媒に吸蔵されない。それにより、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が増加する。ただし、ＳＣＲ触媒に上記下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上のＮＨ_３が吸着されているため、ＮＳＲ触媒に吸蔵されないＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒でＮＨ_３と反応することでＮ_２に還元される。その結果、ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量を略零に維持することが可能となる。上記したように、ＮＳＲ触媒に吸蔵されないＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒で還元及び浄化されると、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が減少していく。ただし、内燃機関１がリーン運転されているときは、ＮＳＲ触媒においてＮＯ_Ｘの還元反応が殆ど発現せず、且つ内燃機関１から排出される排気の温度も低めになるため、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが速やかに低下する。そして、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが上記吸蔵限界温度Ｔ２以下へ低下すると（図３中のｔ４）、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵されるようになるため、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零になり、それに応じてＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３の減少が抑制される。

上記の図３に示した手順で内燃機関１の運転状態が制御されると、リーン復帰要求が発生した際のＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ない場合であっても、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制しつつ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させることが可能になる。なお、リーン復帰要求が発生した時点で、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が上記下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上であれば、図３中のｔ２〜ｔ３の期間における処理（内燃機関１を弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２の混合気でリッチ運転させる処理）を経ずに、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させればよい。その場合も、ＮＳＲ触媒に吸蔵されないＮＯ_ＸがＳＣＲ触媒で還元及び浄化されるため、ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量を略零に維持することができる。また、リーン復帰要求が発生した時点でＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが上記吸蔵限界温度Ｔ２以下である場合も、図３中のｔ２〜ｔ３の期間における処理を経ずに、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させればよい。その場合、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵されることになるため、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零となり、それに伴ってＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量も略零に維持される。

以下では、本実施例における内燃機関１をリーン復帰させる手順について、図４に沿って説明する。図４は、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる際にＥＣＵ７によって実行され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、内燃機関１がリッチ運転されているときにＥＣＵ７によって繰り返し実行される処理ルーチンであり、予めＥＣＵ７のＲＯＭ等に記憶されている。

図４の処理ルーチンでは、ＥＣＵ７は、先ずＳ１０１の処理において内燃機関１がリッチ運転中であるか否かを判別する。該Ｓ１０１の処理で否定判定された場合（内燃機関１がリーン運転中である場合）は、ＥＣＵ７は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、該Ｓ１０１の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０２の処理へ進む。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ７は、リーン復帰要求が発生しているか否かを判別する。ここでいう「リーン復帰要求が発生している」とは、前述したように、内燃機関１の運転状態が高負荷運転領域から低中負荷運転領域へ移行した状態や、触媒再生処理の終了条件が成立した状態をいう。該Ｓ１０２の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、該Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３の処理へ進む。

Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ７は、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒを取得する。例えば、ＥＣＵ７は、第１排気温度センサ８と第２排気温度センサ１０との少なくとも一方の測定値
からＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒを推定することで、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒを取得する。なお、ＥＣＵ７が該Ｓ１０３の処理を実行することにより、本発明に係る「温度取得手段」が実現される。

Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ７は、前記Ｓ１０３の処理で取得された床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高いか否かを判別する。ここでいう「吸蔵限界温度Ｔ２」は、前述したように、ＮＳＲ触媒が排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵することができる床温範囲の上限値である。より具体的には、「吸蔵限界温度Ｔ２」は、ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ吸蔵能力が内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量以上となる床温Ｔｎｓｒの上限値である。該Ｓ１０４の処理において否定判定された場合（Ｔｎｓｒ≦Ｔ２）は、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されても、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒によって吸蔵させることができる。そのため、該Ｓ１０４の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８の処理へ進み、混合気の空燃比Ａ／Ｆをリッチ空燃比Ａ／Ｆ１から所定のリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎへ変更することで、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる。一方、該Ｓ１０４の処理で肯定判定された場合（Ｔｎｓｒ＞Ｔ２）は、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されても、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒によって吸蔵させることができない。そのため、該１０４の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０５の処理へ進む。

Ｓ１０５の処理では、ＥＣＵ７は、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を取得する。その際、ＥＣＵ７は、別途の処理ルーチン等によって演算されたＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を読み込むことで、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を取得すればよい。なお、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を演算する方法としては、例えば、ＮＳＲ触媒からＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３量と、ＳＣＲ触媒でＮＯ_Ｘの還元に消費されるＮＨ_３量と、の収支を積算する方法を用いることができる。その際、ＮＳＲ触媒からＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３量は、内燃機関１がリッチ運転されているときの第１ＮＯ_Ｘセンサ９の測定値と排気流量（エアフローメータ１５によって測定される吸入空気量と燃料噴射弁２から噴射された燃料量との総和）とから演算することができる。これは、ＮＯ_Ｘセンサが排気中のＮＯ_Ｘに加えＮＨ_３にも反応する性質を利用したものである。ただし、内燃機関１のリッチ運転時にＮＳＲ触媒から排出される排気には、ＮＨ_３に加え、少量のＮＯ_Ｘが含まれている可能性がある。そこで、内燃機関１のリッチ運転時にＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）を求め、第１ＮＯ_Ｘセンサ９の測定値と排気流量とから演算されるＮＯ_Ｘ及びＮＨ_３の総量から、上記ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量を減算することで、ＮＳＲ触媒からＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３量を求めればよい。その際、内燃機関１のリッチ運転時にＮＳＲ触媒から排出されるＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）は、ＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）とＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ還元効率とから演算することができる。ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量は、内燃機関１の運転状態から推定されてもよく、又は第１触媒ケーシング５より上流の排気通路４に別途のＮＯ_Ｘセンサを取り付けて該ＮＯ_Ｘセンサの測定値と排気流量とから演算されてもよい。ＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ還元効率は、図５に示すように、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒに相関する。そのため、ＮＳＲ触媒の床温ＴｎｓｒとＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ還元効率との相関を予めマップ又は関数式の形態で求めておき、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒを引数として上記のマップ又は関数式からＮＳＲ触媒のＮＯ_Ｘ還元効率を導出すればよい。なお、第１触媒ケーシング５と第２触媒ケーシング６との間の排気通路４に別途のＮＨ_３センサを取り付けることで、該ＮＨ_３センサの測定値と排気流量とに基づいてＮＳＲ触媒からＳＣＲ触媒へ供給されるＮＨ_３量が演算されてもよい。一方、ＳＣＲ触媒でＮＯ_Ｘの還元に消費されるＮＨ_３量は、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量と当量のＮＨ_３量を演算することで求めることができる。上記したようにＥＣＵ７が該Ｓ１０５の処理を実行することで、本発明に係る「ＮＨ_３吸着量取得手段」が実現される。

ＥＣＵ７は、上記したＳ１０５の処理を実行し終えると、Ｓ１０６の処理へ進む。Ｓ１０６の処理では、ＥＣＵ７は、Ｓ１０５の処理で取得されたＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上であるか否かを判別する。ここでいう「下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ」は、前述したように、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量と当量なＮＨ_３吸着量、又は該ＮＨ_３吸着量に所定のマージンを加算した量である。該Ｓ１０６の処理で否定判定された場合（Σｎｈ３≧Σｎｈ３ｔｈｒｅ）は、内燃機関１がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されても、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸをＳＣＲ触媒によって還元及び浄化することが可能である。そのため、該Ｓ１０６の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８の処理を実行する。一方、該Ｓ１０６の処理で肯定判定された場合（Σｎｈ３＜Σｎｈ３ｔｈｒｅ）に、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されると、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸをＳＣＲ触媒によって還元及び浄化しきれない可能性がある。そのため、該Ｓ１０６の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７の処理へ進む。

Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ７は、混合気の空燃比Ａ／Ｆをリッチ空燃比Ａ／Ｆ１から弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２へ変更することで、内燃機関１のリッチ運転を継続させる。ここでいう「弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２」は、前述したように、ＮＳＲ触媒がＮＯ_ＸからＮＨ_３を生成するのに適した空燃比である。その場合、前述の図３におけるｔ２〜ｔ３の期間のように、ＮＳＲ触媒においてＮＨ_３が効率的に生成されるため、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３を効果的に増加させることができる。そして、本処理ルーチンの次回以降の実行時において、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上に増加していれば、前記Ｓ１０６の処理で肯定判定されてＳ１０８の処理が実行されることになる。それによって内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されると、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒によって吸蔵されないものの、ＳＣＲ触媒によって還元及び浄化されるため、大気中に排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制することができる。

ここで、ＥＣＵ７がＳ１０１〜Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６〜Ｓ１０８の処理を実行することにより、本発明に係る「制御手段」が実現される。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させる際に、大気中へ排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制することができるため、排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図６乃至図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では、内燃機関１のリーン復帰要求が発生した際にＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少なければ、内燃機関１をリーン復帰させずに弱リッチ空燃比Ａ／Ｆ２でリッチ運転させる例について述べたが、本実施例では、内燃機関１のリーン復帰要求が発生した際にＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少なくても、燃料添加処理によって排気中のＮＯ_Ｘを還元可能であれば、燃料添加処理を行いつつ内燃機関１をリーン復帰させる例について述べる。

図６は、本実施例において、本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例では、図６に示すように、第１触媒ケーシング５より上流の排気通
路４に、該排気通路４を流通する排気へ燃料を添加するための燃料添加弁１７が取り付けられる。該燃料添加弁１７による燃料添加タイミングや燃料添加量は、ＥＣＵ７によって制御されるようになっている。その他の構成は、前述した第１の実施例と同様である。

ここで、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度が小さいとき（酸素濃度が大きいとき）は、排気中に含まれるＮＯがＮＳＲ触媒上で酸化されることで、ＮＯ_３やＮＯ_２ ⁻等のように反応性の高いＮＯ_Ｘ（活性ＮＯ_Ｘ）が生成される。活性ＮＯ_Ｘが酸素過剰な雰囲気に曝され続けると、該活性ＮＯ_Ｘが酸化される。その際、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２以下であれば、活性ＮＯ_Ｘが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形でＮＳＲ触媒に吸蔵される。なお、活性ＮＯ_Ｘが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻に変化する前に、還元性中間体が生成されると、活性ＮＯ_Ｘが還元性中間体と反応することでＮ_２に還元される。ここでいう還元性中間体は、ラジカル状の炭化水素と活性ＮＯ_Ｘとが反応することで生成される、Ｒ−ＮＣＯやＲ−ＮＨ_２等である。ラジカル状の炭化水素は、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度が大きいときに、排気中の炭化水素がＮＳＲ触媒で部分酸化されることで生成される。よって、活性ＮＯ_Ｘが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻へ変化するのに要する時間よりも短い周期で排気の炭化水素濃度を間欠的に大きくすれば、還元性中間体を利用した活性ＮＯ_Ｘの還元反応を連続的に生起させることが可能となる。また、斯様なメカニズムによるＮＯ_Ｘ還元は、排気中のＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒に吸蔵させる必要がないため、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高い場合であっても発現する。

そこで、内燃機関１のリーン復帰要求が発生したときに、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少なければ、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７を制御しつつ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させる方法が考えられる。ここでいう「所定の振幅」は、還元性中間体を生成することができ且つ活性ＮＯ_Ｘを硝酸イオンＮＯ_３ ⁻へ変化させることなく還元性中間体と反応させることのできる炭化水素濃度を実現することができる振幅である。また、「所定の周期」は、活性ＮＯ_Ｘが硝酸イオンＮＯ_３ ⁻へ変化するのに要する時間より短い周期である。

しかしながら、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２に対してある程度高くなると、活性ＮＯ_Ｘから硝酸イオンＮＯ_３ ⁻への変化速度が大きくなることで、該変化速度にに対して燃料添加弁１７による間欠的な燃料添加動作が追いつかなくなる可能性がある。その場合、ＮＳＲ触媒によって浄化されないＮＯ_Ｘ量が増加する虞がある。また、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量がある程度多くなると、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させても、ＮＳＲ触媒で浄化しきれないＮＯ_Ｘ量が増加する可能性がある。

よって、本実施例では、内燃機関１のリーン復帰要求が発生したときに、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ない状態であっても、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり且つ内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）が所定量Ａｎｏｘ以下であれば、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７を制御しつつ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ復帰させるようにした。ここでいう「所定の閾値Ｔｔｈｒｅ」は、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが該所定の閾値Ｔｔｈｒｅより高くなると、活性ＮＯ_Ｘから硝酸イオンＮＯ_３ ⁻への変化速度に対して、燃料添加弁１７による間欠的な燃料添加動作が追いつかなくなると考えられる、ＮＳＲ触媒の床温又は該床温から所定のマージンを差し引いた温度である。また、「所定量Ａｎｏｘ」は、ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度を上記所定の振幅及び上記所定の周期でもって振動させるべく
燃料添加弁１７が制御された際に、ＮＳＲ触媒で浄化することができる最大のＮＯ_Ｘ量又は該ＮＯ_Ｘ量から所定のマージンを差し引いた量である。ＮＳＲ触媒へ流入する排気の炭化水素濃度を上記所定の振幅及び上記所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７が制御された際に、ＮＳＲ触媒で浄化することができる最大のＮＯ_Ｘ量は、ＮＳＲ触媒５０の床温ＴｎｓｒやＮＳＲ触媒へ流入する排気の温度が高くなるほど少なくなる傾向があるため、床温Ｔｎｓｒや第１排気温度センサ８の測定値に基づいて、上記所定量Ａｎｏｘが決定されればよい。

図７は、本実施例において、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）、ＮＳＲ触媒の床温（Ｔｎｓｒ）、ＮＳＲ触媒へ流入するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量）、ＮＳＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量）、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量（Σｎｈ３）、燃料添加フラグ（Ｆａｄｄ）、及びＳＣＲ触媒から流出するＮＯ_Ｘ量（ＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量）の経時変化を示すタイミングチャートである。ここでいう「燃料添加フラグＦａｄｄ」は、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく、燃料添加弁１７から間欠的に燃料を添加させる場合にＯＮにされるフラグである。

図７中のｔ２では、前述の図３と同様に、リーン復帰要求が発生しており、その際のＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少なくなっている。ただし、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが上記所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり且つＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が上記所定量Ａｎｏｘより少なくなっている。そのため、図７に示す例では、リーン復帰要求が発生したときに（図７中のｔ２）、混合気の空燃比Ａ／Ｆがリッチ空燃比Ａ／Ｆ１からリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎへ変更されることで、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させるとともに、燃料添加フラグＦａｄｄがＯＦＦからＯＮへ切り換えられることで、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７から間欠的に燃料を添加させている。これにより、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行した直後において、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高いときには、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘは、ＮＳＲ触媒に吸蔵されないものの、ＮＳＲ触媒で生成される還元性中間体によってＮ_２に還元されることになる。その結果、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行された直後におけるＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零となり、それに伴ってＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量も略零となる。

内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行した後において、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２以下に低下すると（図７中のｔ３０）、燃料添加フラグＦａｄｄがＯＮからＯＦＦにされることで、燃料添加弁１７からの燃料添加が終了される。図７中のｔ３０以降では、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵されるため、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零になり、それに伴ってＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量も略零に維持される。

上記の図７に示した手順で内燃機関１の運転状態が制御されると、リーン復帰要求が発生した際のＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ない場合であっても、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり且つＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が所定量Ａｎｏｘ以下であれば、大気中に排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制しつつ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ速やかに移行させることができる。なお、リーン復帰要求が発生した際のＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ない場合において、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅより高く、又はＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が所定量Ａｎｏｘより多ければ、前述の図３と同様の手順によって、内燃機関１を弱リッチ
空燃比Ａ／Ｆ２の混合気でリッチ運転させればよい。その後は、ＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅ以上まで増加したとき、又は燃料添加処理の実行条件（ＮＳＲ触媒５０の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり、且つＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量Ａｎｏｘｉｎが所定量Ａｎｏｘ以下であること）が成立したときに、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させればよい。

以下では、本実施例における内燃機関１をリーン復帰させる手順について、図８に沿って説明する。図８は、本実施例において、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる際にＥＣＵ７によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、図８の処理ルーチンにおいて、前述の図４の処理ルーチンと同様の処理には同一の符号を付している。

図８の処理ルーチンでは、Ｓ１０６の処理で肯定判定された場合に、ＥＣＵ７がＳ２０１の処理を実行する。Ｓ２０１の処理では、ＥＣＵ７は、Ｓ１０３の処理で取得されたＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅより高いか否かを判別する。該Ｓ２０１の処理で肯定判定された場合（Ｔｎｓｒ＞Ｔｔｈｒｅ）は、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７から間欠的に燃料を添加させても、排気中のＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒で浄化することが困難である。そのため、該Ｓ２０１の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ７は、Ｓ１０７の処理を実行することで、内燃機関１のリッチ運転を継続させる。一方、該Ｓ２０１の処理で否定判定された場合（Ｔｎｓｒ≦Ｔｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ７は、Ｓ２０２の処理へ進む。

Ｓ２０２の処理では、ＥＣＵ７は、ＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量Ａｎｏｘｉｎが所定量Ａｎｏｘより多いか否かを判別する。その際の所定量Ａｎｏｘは、前述したように、ＮＳＲ触媒５０の床温Ｔｎｓｒや第１排気温度センサ８の測定値に基づいて決定されるものとする。具体的には、所定量Ａｎｏｘは、ＮＳＲ触媒５０の床温Ｔｎｓｒや第１排気温度センサ８の測定値が高温になるほど少なめの量に決定されればよい。該Ｓ２０２の処理で肯定判定された場合（Ａｎｏｘｉｎ＞Ａｎｏｘ）は、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７から間欠的に燃料を添加させても、排気中のＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒で浄化することが困難である。そのため、該Ｓ２０２の処理で肯定判定された場合も、上記Ｓ２０１で肯定判定された場合と同様に、ＥＣＵ７がＳ１０７の処理を実行することで、内燃機関１のリッチ運転を継続させる。一方、該Ｓ２０２の処理で否定判定された場合（Ａｎｏｘｉｎ≦Ａｎｏｘ）は、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ないものの、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり且つＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が所定量Ａｎｏｘ以下であるため、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させても、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させれば、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸをＮＳＲ触媒で還元及び浄化させることが可能である。よって、該Ｓ２０２の処理で否定判定された場合には、ＥＣＵ７は、Ｓ２０３及びＳ２０４の処理を実行する。

Ｓ２０３の処理では、ＥＣＵ７は、上記燃料添加フラグＦａｄｄをＯＮに設定する。続いて、ＥＣＵ７は、Ｓ２０４の処理へ進み、混合気の空燃比Ａ／Ｆをリッチ空燃比Ａ／Ｆ１からリーン空燃比Ａ／Ｆｌｅａｎへ変更することで、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる。斯様にしてＳ２０３及びＳ２０４の処理が実行されると、ＮＳＲ触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく燃料添加弁１７から間欠的に燃料が添加されつつ、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行されることになる。これにより、内燃機関１の運転状態がリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行した直後において、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高いときには、内燃機関１から排出されるＮＯ_Ｘ
が、ＮＳＲ触媒に吸蔵されないものの、ＮＳＲ触媒で生成される還元性中間体によってＮ_２に還元されることになる。その結果、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量を略零に維持することができ、それに伴ってＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量も略零に維持するこができる。

なお、ＥＣＵ７は、上記のＳ２０３及びＳ２０４の処理を実行し終えると、Ｓ１０３の処理へ戻る。そして、Ｓ１０３の処理で再度取得されるＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２以下に低下していれば、Ｓ１０４の処理で否定判定されることになる。その場合、ＥＣＵ７は、Ｓ１０８の処理を実行する前に、Ｓ２０５の処理を実行する。Ｓ２０５処理では、ＥＣＵ７は、燃料添加フラグＦａｄｄをＯＦＦに設定する。これにより、燃料添加弁１７からの間欠的な燃料添加が終了されるが、内燃機関１から排出されるＮＯ_ＸがＮＳＲ触媒に吸蔵されるため、ＮＳＲ出ＮＯ_Ｘ量及びＳＣＲ出ＮＯ_Ｘ量が略零に維持される。

以上述べた実施例によれば、リーン復帰要求が発生した際のＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが吸蔵限界温度Ｔ２より高く且つＳＣＲ触媒のＮＨ_３吸着量Σｎｈ３が下限吸着量Σｎｈ３ｔｈｒｅより少ない場合であっても、ＮＳＲ触媒の床温Ｔｎｓｒが所定の閾値Ｔｔｈｒｅ以下であり且つＮＳＲ入ＮＯ_Ｘ量が所定量Ａｎｏｘ以下であれば、大気中に排出されるＮＯ_Ｘ量の増加を抑制しつつ、内燃機関１の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ速やかに移行させることができる。つまり、リーン復帰要求が発生したときに、内燃機関１のリーン復帰が制限される機会を少なく抑えることができる。

１ 内燃機関
２ 燃料噴射弁
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ 第１触媒ケーシング
６ 第２触媒ケーシング
７ ＥＣＵ
８ 第１排気温度センサ
９ 第１ＮＯ_Ｘセンサ
１０ 第２排気温度センサ
１１ 第２ＮＯ_Ｘセンサ
１２ 第３排気温度センサ
１５ エアフローメータ
１６ 吸気絞り弁
１７ 燃料添加弁

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路に配置され、排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵する一方で、排気の空燃比がリッチ空燃比であるときは排気中の還元剤を利用して吸蔵していたＮＯ_Ｘを還元させるＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒と、
   前記ＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒から排出される排気の全量が常時流入するように前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒より下流の前記排気通路に配置され、前記ＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒から流出する排気中のＮＨ_３を吸着し且つ吸着していたＮＨ_３を還元剤として利用することで前記ＮＯ _Ｘ 吸蔵還元型触媒から流出する排気中のＮＯ_Ｘを還元する選択還元型触媒と、
   を含む内燃機関の排気浄化装置において、
   前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒の温度を取得する温度取得手段と、
   前記選択還元型触媒に吸着されているＮＨ_３量であるＮＨ_３吸着量を取得するＮＨ_３吸着量取得手段と、
   前記内燃機関の運転状態をリッチ空燃比の混合気を燃焼させるリッチ運転状態からリーン空燃比の混合気を燃焼させるリーン運転状態へ移行させるためのリーン復帰要求が発生したときに、前記温度取得手段により取得される温度が前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒によって排気中のＮＯ_Ｘを吸蔵することができる温度範囲の上限値である吸蔵限界温度より高く且つ前記ＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が前記内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘ量と当量なＮＨ_３量である下限吸着量以上であれば、前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる一方で、前記リーン復帰要求が発生したときに、前記温度取得手段により取得される温度が前記吸蔵限界温度より高く且つ前記ＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が前記下限吸着量より少なければ、前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させない、制御手段と、
   を備える、
   内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記リーン復帰要求が発生したときに、前記温度取得手段により取得される温度が前記吸蔵限界温度以下であれば、前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させる、
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒より上流の前記排気通路に配置され、該排気通路を流通する排気に燃料を添加する燃料添加弁を更に備え、
   前記制御手段は、前記燃料添加弁による燃料添加量及び燃料添加タイミングを制御する機能を更に有しており、
   前記リーン復帰要求が発生したときに、前記温度取得手段により取得される温度が前記吸蔵限界温度より高く且つ前記ＮＨ_３吸着量取得手段により取得されるＮＨ_３吸着量が前記下限吸着量より少ない状態であっても、前記温度取得手段により取得される温度が前記吸蔵限界温度より高い所定の閾値以下であり且つ前記内燃機関から排出されるＮＯ_Ｘ量が所定量以下であれば、前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態をリッチ運転状態からリーン運転状態へ移行させるとともに、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気の炭化水素濃度を所定の振幅及び所定の周期でもって振動させるべく前記燃料添加弁を制御する、請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記所定量は、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒に流入する排気の炭化水素濃度を前記所定の振幅及び前記所定の周期でもって振動させるべく前記燃料添加弁が制御された際に、前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒で浄化可能な最大のＮＯ_Ｘ量又は該ＮＯ_Ｘ量から所定のマージンを差し引いた量である、
   請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記ＮＯ_Ｘ吸蔵還元型触媒と前記選択還元型触媒との間の前記排気通路に配置され、該排気通路を流通する排気のＮＯ_Ｘ濃度を検出するＮＯ_Ｘセンサを更に備え、
   前記ＮＨ_３吸着量取得手段は、前記ＮＯ_Ｘセンサの検出値に基づいて、前記選択還元型触媒のＮＨ_３吸着量を取得する、
   請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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