JP3788331B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、希薄燃焼式内燃機関の排気エミッション向上を目的として、希薄燃焼式内燃機関の排気系にＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。
【０００３】
このような技術としては、例えば、特開２０００−５４８２４号公報に記載されているような「内燃機関の排気浄化装置」が知られている。上記の公報に記載された内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒と、その吸蔵還元型ＮＯx触媒より上流の排気通路に設けられ酸素貯蔵能力を有する排気浄化触媒とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されるＮＯx量と吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されるＮＯx量との収支を積算することによって吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を推定演算するとともに、排気浄化触媒が酸素の吸放出を行っている間はＮＯx吸蔵量の推定演算を禁止するよう構成されている。
【０００４】
更に、上記公報に記載された内燃機関の排気浄化装置は、上記の推定演算によって得られたＮＯx吸蔵量が所定量に達した際には、内燃機関から排出される排気の空燃比を一時的にリッチ空燃比とするリッチスパイク制御を行うとともにＮＯx吸蔵量の推定演算を継続し、その推定演算により得られたＮＯx吸蔵量が所定量未満となった時点でリッチスパイク制御の実行を終了するよう構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されるＮＯx量及び吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されるＮＯx量は、内燃機関の運転状態をパラメータとして推定されており、吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際の状態が反映されていないため、吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際のＮＯx吸蔵量と推定量との間に誤差を生じる場合がある。
【０００６】
吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際のＮＯx吸蔵量と推定量との間に誤差が生じると、リッチスパイク制御の実行時において実際のＮＯx吸蔵量に対して推定量が過少或いは過多となり、その結果、リッチスパイク制御の実行が吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx放出完了前に終了され、あるいは吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx放出完了より過剰に遅れて終了される虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、吸蔵還元型ＮＯx触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置において、リッチスパイク制御を好適に行える技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第１の発明は、希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯxをＮ2に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、前記吸蔵還元型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触媒からＮＯxを放出させるＮＯx還元処理を実行する時期か否かを判定する還元剤処理実行時期判定手段と、前記還元剤処理実行時期判定手段により実行時期であると判定されたときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させると共に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出させるように前記還元剤供給手段から供給される還元剤量を目標還元剤量に制御する還元剤量制御手段と、前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を減量し、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がストイキのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を増量する還元剤量補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元されているときには該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに鑑み、還元剤供給時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の酸素濃度により還元剤供給量の過不足を把握し、還元剤供給量を補正することにある。
【００１０】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要が生じたときに還元剤供給手段が該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給する。ここで、還元剤が吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給され、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxが還元されているときの吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。一方、目標還元剤量が必要量に対して過剰であり、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了した後に更に還元剤が供給されると、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はリッチ空燃比に変化する。また、目標還元剤量が必要量に対して不足していると、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。
【００１１】
そこで、還元剤量補正手段は、目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒下流の排気の空燃比に基づいて還元剤の過不足を判断し、還元剤供給量の補正を行うことが可能となる。即ち、目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒下流の排気の空燃比が、リッチのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を減量し、該空燃比がストイキのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を増量する。
【００１４】
本発明においては、前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチの場合、前記還元剤量補正手段は、前記酸素濃度検出手段により検出されたストイキ後のリッチの継続時間が長い程、次回の還元剤供給量を減量することができる。
【００１５】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、ストイキではＮＯxの還元が行われているが、ＮＯxの還元が完了した後に供給される還元剤に起因して空燃比がリッチとなる。従って、リッチの継続時間が長い程還元剤が過剰に供給されていることになるので、ストイキ後のリッチ継続時間が長い程次回還元剤供給時に還元剤を減量させて過剰供給を抑制することが可能となる。
【００１６】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第２の発明は、
希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯxをＮ2に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記吸蔵還元型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触媒からＮＯxを放出させるＮＯx還元処理を実行する時期か否かを判定する還元剤処理実行時期判定手段と、
前記還元剤処理実行時期判定手段により実行時期であると判定されたときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させると共に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出させるように、前記還元剤供給手段から供給される還元剤量を制御する還元剤量制御手段と、
前記還元剤量制御手段により供給された還元剤量に対する前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がストイキからリッチに変化した時点を還元剤供給終了時期と判断する還元剤終了時期判断手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元されているときには該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに鑑み、ストイキからリッチ空燃比に変化した時点でＮＯxの還元が完了したとして、このときを還元剤供給終了時期と判断することにある。
【００１８】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要が生じたときに還元剤供給手段が該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給する。ここで、還元剤が吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給され、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxが還元されているときの吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了した後に更に還元剤が供給されると還元剤の過多となり、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はリッチ空燃比に変化する。また、還元剤の供給量が必要量に対して不足していると、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。
【００１９】
そこで、還元剤終了時期判断手段は、還元剤供給時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキからリッチに変化したときにはＮＯxの還元が完了したとして還元剤供給の終了時期を判断することが可能となる。
【００２０】
尚、空燃比がストイキからリッチに変化した時点に対応する還元剤量を次回の還元剤供給量の基準と設定することもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る排気浄化装置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００２４】
エンジン１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と接続されている。このコモンレール４には、該コモンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出力するコモンレール圧センサ４ａが取り付けられている。
【００２５】
前記コモンレール４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａがエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられたクランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されている。
【００２６】
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
【００２７】
前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
【００２８】
次に、エンジン１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。
【００２９】
前記吸気枝管８は、吸気管９に接続され、この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続されている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１１が取り付けられている。
【００３０】
前記吸気管９における吸気枝管８の直上流に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸気絞り弁１３には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１４が取り付けられている。
【００３１】
前記エアフローメータ１１と前記吸気絞り弁１３との間に位置する吸気管９には、排気が持つエネルギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９には、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６が設けられている。
【００３２】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナボックス１０内のエアクリーナ（図示省略）によって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプレッサハウジング１５ａに流入する。
【００３３】
コンプレッサハウジング１５ａに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【００３４】
一方、エンジン１には、排気枝管１８が接続され、排気枝管１８の各枝管が排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００３５】
前記排気枝管１８は、前記遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、この排気管１９は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。
【００３６】
前記排気管１９の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）２０が設けられている。フィルタ２０より上流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ２４が取り付けられている。一方、フィルタ２０より下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ３７が取り付けられている。
【００３７】
前記した空燃比センサ３７より下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁２１が設けられている。この排気絞り弁２１には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁２１を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ２２が取り付けられている。
【００３８】
このように構成された排気系では、エンジン１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂへ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気は、該排気が持つエネルギを利用してタービンハウジング１５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング１５ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００３９】
前記タービンハウジング１５ｂから排出された排気は、排気管１９を介してフィルタ２０へ流入し、排気中のパティキュレートマター（以下、単にＰＭという。）が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。フィルタ２０にてＰＭを捕集され且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００４０】
また、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循環させる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）２５を介して連通されている。このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ通路２５内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧＲ弁とする。）２６が設けられている。
【００４１】
前記ＥＧＲ通路２５の途中でＥＧＲ弁２６より上流には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。前記ＥＧＲクーラ２７には、冷却水通路（図示省略）が設けられエンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環する。
【００４２】
このように構成された排気再循環機構では、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が前記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て吸気枝管８へ導かれる。
【００４３】
その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。
【００４４】
ＥＧＲ通路２５を介して排気枝管１８から吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００４５】
ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）の発生量が抑制される。
【００４６】
更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少することもない。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０について説明する。
【００４８】
図２は、フィルタ２０の断面図である。図２（Ａ）は、フィルタ２０の横方向断面を示す図である。図２（Ｂ）は、フィルタ２０の縦方向断面を示す図である。
【００４９】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにフィルタ２０は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞された排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞された排気流出通路５１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５３を示している。従って、排気流入通路５０および排気流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換言すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各排気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包囲され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０によって包囲されるように配置される。
【００５０】
フィルタ２０は例えばコージェライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流出通路５１内に流出する。
【００５１】
本発明による実施例では各排気流入通路５０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に吸蔵還元型ＮＯx触媒が坦持されている。
【００５２】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０に担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒の働きについて説明する。
【００５３】
フィルタ２０は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もしくはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐｔ）とを担持し、更にＯ2ストレージ能力のあるセリア（Ｃｅ2Ｏ3）を添加して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を採用した。
【００５４】
このように構成されたＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵（吸収、吸着）する。
【００５５】
一方、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒から放出された窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめることができる。
【００５６】
ところで、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、エンジン１から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒に吸蔵されることになるが、エンジン１の希薄燃焼運転が長期間継続されると、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。
【００５７】
特に、エンジン１のようなディーゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排気の空燃比がリーン空燃比となるため、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し易い。尚、ここでリーン空燃比とは、ディーゼル機関にあっては例えば２０乃至５０で、三元触媒ではＮＯxを浄化できない領域を意味する。
【００５８】
従って、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高め、ＮＯx触媒に吸蔵された窒素酸化物（ＮＯx）を還元させる必要がある。
【００５９】
このように酸素濃度を低下させる方法としては、排気中の燃料添加や、再循環するＥＧＲガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にＥＧＲガス量を増大させる低温燃焼（特許第３１１６８７６号）、気筒２内への膨張行程中の燃料噴射等の方法が考えられる。本実施の形態では、フィルタ２０より上流の排気管１９を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【００６０】
還元剤供給機構は、図１に示されるように、その噴孔が排気枝管１８内に臨むように取り付けられ、ＥＣＵ３５からの信号により開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁２８と、前述した燃料ポンプ６から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、還元剤供給路２９に設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断する遮断弁３１と、を備えている。
【００６１】
このような還元剤供給機構では、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ印加される。そして、ＥＣＵ３５からの信号により該還元剤噴射弁２８が開弁して排気枝管１８内へ還元剤としての燃料が噴射される。
【００６２】
還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させる。
【００６３】
このようにして形成された酸素濃度の低い排気はフィルタ２０に流入し、フィルタ２０に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放出させつつ窒素（Ｎ2）に還元することになる。
【００６４】
その後、ＥＣＵ３５からの信号により還元剤噴射弁２８が閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添加が停止されることになる。
【００６５】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。このＥＣＵ３５は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００６６】
ＥＣＵ３５には、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、クランクポジションセンサ３３、アクセル開度センサ３６、空燃比センサ３７等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。
【００６７】
一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、還元剤噴射弁２８、ＥＧＲ弁２６、遮断弁３１等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ３５が制御することが可能になっている。
【００６８】
ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すように、双方向性バス３５０によって相互に接続された、ＣＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バックアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備えている。
【００６９】
前記入力ポート３５６は、クランクポジションセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７０】
前記入力ポート３５６は、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、アクセル開度センサ３６、空燃比センサ３７等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサのＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７１】
前記出力ポート３５７は、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、遮断弁３１等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、あるいは遮断弁３１へ送信する。
【００７２】
前記ＲＯＭ３５２は燃料噴射弁３を制御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、フィルタ２０に還元剤を添加して吸蔵されたＮＯxを還元させるＮＯx浄化制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
【００７３】
前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示す燃料噴射量制御マップ、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、エンジン１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態とＥＧＲ弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と還元剤の目標添加量（若しくは排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量制御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁２８の開弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等である。
【００７４】
前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【００７５】
前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジン１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【００７６】
前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、ＥＧＲ制御、ＮＯx浄化制御等を実行する。
【００７７】
例えば、ＮＯx浄化制御では、ＣＰＵ３５１は、フィルタ２０に流入する排気中の酸素濃度を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）に低くする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【００７８】
リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５１は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実行条件としては、例えば、フィルタ２０が活性状態にある、排気温度センサ２４の出力信号値（排気温度）が所定の上限値以下である、被毒回復制御が実行されていない、等の条件を例示することができる。
【００７９】
上記したようなリッチスパイク制御実行条件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料を噴射させるべく当該還元剤噴射弁２８を制御することにより、フィルタ２０に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【００８０】
具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１の出力信号値（吸入空気量）、空燃比センサの出力信号、燃料噴射量等を読み出す。
【００８１】
ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算出する。
【００８２】
続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量をパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤噴射弁制御マップへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁２８の開弁時間（目標開弁時間）を算出する。
【００８３】
還元剤噴射弁２８の目標開弁時間が算出されると、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させる。
【００８４】
ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤噴射弁２８を閉弁させる。
【００８５】
このように還元剤噴射弁２８が目標開弁時間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そして、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標空燃比の混合気を形成してフィルタ２０に流入する。
【００８６】
この結果、フィルタ２０に流入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化することになり、以て、フィルタ２０が窒素酸化物（ＮＯx）の吸蔵と還元とを交互に短周期的に繰り返すことになる。
【００８７】
このように、フィルタ２０に流入する排気の空燃比をスパイク的に目標リッチ空燃比とし、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収された窒素酸化物（ＮＯx）を還元することが可能となる。
【００８８】
ところで、リッチスパイク制御により吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元中には、該吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されたＮＯx及び酸素Ｏ2に起因して、フィルタ２０から流出する排気の空燃比はストイキとなる。つまり、還元剤添加中であって、ＮＯxの還元が完了するまではフィルタ２０下流の排気の空燃比はストイキとなる。従って、ストイキが継続した期間だけＮＯxの還元が行われていることになる。一方、ＮＯxの還元が完了したにもかかわらず還元剤が更に添加されると、還元剤は吸蔵還元型ＮＯx触媒で反応せずにフィルタ２０を通過するのでフィルタ２０下流の排気の空燃比はリッチ空燃比となる。
【００８９】
ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置では、リッチスパイク制御に係る目標リッチ空燃比は、還元剤供給機構やフィルタ２０がある代表的な状態にあることを想定して決定された固定値であるため、使用時間の経過や環境の変化等によって、吸蔵還元型ＮＯx触媒の性能、還元剤供給機構の特性、燃料噴射弁３の特性等が変化すると、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）量に対して還元剤の添加量に過不足が生じる虞がある。
【００９０】
また、従来の内燃機関の排気浄化装置では、リッチスパイク制御時に添加する還元剤の量をそれまでの機関運転状態により算出していた。このような制御は、オープンループで行われ、余裕を持った量の還元剤が添加されていた。従って、還元剤の過不足が生じる虞があり、過剰添加の場合には酸化されない還元剤を大気中へ放出してしまい、一方、添加量過少の場合には吸蔵還元型ＮＯx触媒が飽和して大気中へＮＯxを放出してしまう虞がある。更に、還元剤の過剰添加により燃費が悪化する虞がある。
【００９１】
そこで、本実施の形態では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元される際に該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに着目し、フィルタ２０下流の排気の空燃比を計測することで還元剤添加量の過不足を推定する。これに従って次回の還元剤添加量の補正を行い還元剤添加量の過不足を抑制する。
【００９２】
ここで、図４は、還元剤添加前後のフィルタ２０下流の排気の空燃比の推移を示したタイムチャート図である。
【００９３】
領域▲１▼は、還元剤が添加されておらず、通常のリーン空燃比での運転がなされている状態である。このような状態では、排気中のＮＯxが吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵される。
【００９４】
領域▲１▼と領域▲２▼との境界で還元剤の添加が開始されている。
【００９５】
領域▲２▼は、還元剤の添加により、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）が放出され、放出された窒素酸化物（ＮＯx）は窒素（Ｎ2）に還元されている状態である。還元剤の添加量とＮＯxの還元量との均衡が保たれている間、空燃比センサ３７はストイキを出力する。
【００９６】
領域▲２▼と領域▲３▼との境界で吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了している。このときに還元剤の添加を終了させることが望ましい。
【００９７】
領域▲３▼は、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されていないにもかかわらず還元剤が添加されている状態である。このように過剰に添加された還元剤は吸蔵還元型ＮＯx触媒でＮＯxと反応せずに、フィルタ２０をすり抜け、空燃比センサ３７の出力がリッチ空燃比となる。
【００９８】
領域▲３▼と領域▲４▼との境界で還元剤の添加が終了されている。従って、図４は、領域▲３▼に相当する還元剤の量が過剰に添加されたときの空燃比センサ３７の出力信号を表している。
【００９９】
領域▲４▼以降は、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵される。
【０１００】
以上のように還元剤添加時にフィルタ２０下流の排気の空燃比が変動する。ここで、領域▲２▼と領域▲３▼との境界で吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxの還元が終了しているので、この時点で還元剤の添加を終了させると過不足の無い還元剤の添加が可能となる。これ以前に還元剤の添加を終了すると、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが残存してＮＯx吸蔵能力が低下してしまう。一方、これ以後に還元剤の添加を終了すると、大気中へ還元剤を放出する虞が生じる。
【０１０１】
本実施の形態では、空燃比センサ３７の出力信号に基づいて、還元剤添加終了時の排気の空燃比がストイキのときは、必要量に対し還元剤が不足しているとして増量補正を行う。一方、還元剤添加終了時の排気の空燃比がリッチのときは、必要量に対し還元剤が過剰であるとして減量補正を行う。このように、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元するために必要となる還元剤が添加されたか否か判定しつつ還元剤量（還元剤添加時間としても良い。）をフィードバック制御する。
【０１０２】
ここで、図５は、還元剤添加時間と空燃比との関係を示したタイムチャート図である。上段は還元剤の添加時間が不足している場合を表し、中段は還元剤の添加時間が適当である場合を表し、下段は還元剤の添加時間が過剰に長い場合を表している。
【０１０３】
上段の還元剤添加時間が短い場合には、必要添加時間までの還元剤不足分を求め、この還元剤不足分を補正値としている。一方、下段の還元剤添加時間が長すぎる場合には、還元剤過多分を求め、この値を補正値としている。
【０１０４】
次に、本実施の形態による還元剤添加量（還元剤添加時間としても良い）の算出方法について説明する。
【０１０５】
図６は、還元剤添加量を算出するためのフローを示したフローチャート図である。
【０１０６】
ステップＳ１０１では、還元剤添加量τをマップより算出してこの算出値に基づいたリッチスパイク制御を行う。
【０１０７】
ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる目標還元剤添加量τｍａｐを算出し添加する。算出された目標還元剤添加量τｍａｐはバックアップＲＡＭ３５４に還元剤添加量τとして記憶される。
【０１０８】
尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯx量をカウントするＮＯxカウンタにより、実際のＮＯx吸蔵量を求め、ＮＯx吸蔵量に対応した還元剤を供給するようにしても良い。
【０１０９】
ステップＳ１０２では、還元剤添加後の排気の空燃比がリッチであるか否か判定する。本実施の形態では、還元剤添加後の空燃比がストイキの場合には還元剤を増量し、一方、還元剤添加後の空燃比がリッチ空燃比の場合には還元剤を減量する。
【０１１０】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
【０１１１】
ステップＳ１０３では、還元剤の増量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値に所定値１を加算する。ここで、所定値１は還元剤添加量τと比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τに所定値１を加えた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τに所定値１を加算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。
【０１１２】
ステップＳ１０４では、還元剤の減量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値から所定値１を減算する。ここで、所定値１は還元剤添加量τと比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τから所定値１を減じた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τから所定値１を減算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０２へ戻る。
【０１１３】
ステップＳ１０５では、還元剤添加後の排気の空燃比がストイキであるか否か判定する。
【０１１４】
ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。
【０１１５】
ステップＳ１０６では、還元剤の減量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値から所定値２を減算する。ここで、所定値２は所定値１と比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τから所定値２を減じた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τから所定値２を減算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０５へ戻る。
【０１１６】
ステップＳ１０７では、補正回数を示すカウンターの値が所定値Ｎ以上となったか否か判定される。還元剤添加量τの補正が所定回数行われた場合には、還元剤添加量τが収束したものとして扱う。
【０１１７】
ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合には本ルーチンを終了し、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【０１１８】
ステップＳ１０８では、還元剤の増量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値に所定値２を加算する。ここで、所定値２は所定値１と比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τに所定値２を加えた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τに所定値２を加算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０５へ戻る。
【０１１９】
このようにして、還元剤添加量τを収束させることができ、空燃比センサ３７の出力信号に基づいて還元剤添加量を補正することが可能となる。
【０１２０】
ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置では、ＮＯx吸蔵量から求まる還元剤量をマップにより算出して添加するオープンループ制御を行っていた。このような制御では、還元剤噴射弁、吸蔵還元型ＮＯx触媒、エアフローメータ等の経年変化により、還元剤の添加量に過不足が生じる虞があった。
【０１２１】
その点、本実施の形態による内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元される際に該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに着目し、フィルタ２０下流の排気の空燃比を計測することで還元剤添加量の過不足を推定する。即ち、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキであるかリッチであるかにより、還元剤の過不足量を求めることができ、還元剤添加量をフィードバック制御することが可能である。
【０１２２】
以上述べたように、本実施の形態による内燃機関の排気浄化装置によれば、フィルタ２０下流の空燃比センサ３７の出力信号に基づいてフィルタ２０からＮＯxを還元させるための還元剤添加量を補正することができ、フィルタ２０に目標空燃比の排気を供給することが可能となる。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【０１２３】
即ち、第１の実施の形態では、機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる目標還元剤添加量τｍａｐを算出し添加する。その後のフィードバック制御により還元剤の補正量を算出する。
【０１２４】
一方、本実施の形態では、初期の還元剤添加量は求めずに還元剤の添加を開始する。そして、空燃比がストイキからリッチとなったときの還元剤添加量（還元剤添加時間）に基づいてフィードバック制御を行う。
【０１２５】
尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、初期の還元剤添加量の算出方法が異なるが、適用対象となるエンジン１やその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【０１２６】
本実施の形態では、フィルタ２０に還元剤の添加が必要となった場合に燃料添加が開始される。そのときの空燃比センサ３７の出力信号をＣＰＵ３５１がモニターし、空燃比がストイキからリッチに変化した場合にはフィルタ２０に吸蔵されたＮＯxの還元が完了したとして燃料添加を終了させる。このときに、添加された燃料の添加量（添加時間）を第１の実施の形態による図６のステップＳ１０１の還元剤添加量τとし、図６のステップＳ１０２以下と同様にしてフィードバック制御を行う。
【０１２７】
このように、本実施の形態によれば、フィルタ２０下流の排気の空燃比に基づいて、還元剤供給中に排気の空燃比がリッチに変化したときを還元剤の添加終了時期として求めることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態によれば、還元剤添加量を予め記憶させておく必要が無く、装置の簡略化を図ることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキか否かにより吸蔵されたＮＯxの還元完了時期を求めることができる。このようにして求めたＮＯx還元の完了時期に基づいて還元剤添加量を補正することができる。従って、ＮＯx還元を行うときに必要となる還元剤の量を供給することが可能となり、リッチスパイク制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す概略構成図である。
【図２】 （Ａ）は、パティキュレートフィルタの横方向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフィルタの縦方向断面を示す図である。
【図３】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図４】 還元剤供給前後のフィルタ２０下流の排気の空燃比の推移を示したタイムチャート図である。
【図５】 還元剤添加時間と空燃比との関係を示したタイムチャート図である。
【図６】 還元剤添加量を算出するためのフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１・・・・エンジン
１ａ・・・クランクプーリ
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・コモンレール
４ａ・・・コモンレール圧センサ
５・・・・燃料供給管
６・・・・燃料ポンプ
６ａ・・・ポンププーリ
８・・・・吸気枝管
９・・・・吸気管
１８・・・排気枝管
１９・・・排気管
２０・・・パティキュレートフィルタ
２１・・・排気絞り弁
２４・・・排気温度センサ
２４・・・排気温度センサ
２６・・・ＥＧＲ弁
２７・・・ＥＧＲクーラ
２８・・・還元剤噴射弁
２９・・・還元剤供給路
３１・・・遮断弁
３３・・・クランクポジションセンサ
３５・・・ＥＣＵ
３６・・・アクセル開度センサ
３７・・・空燃比センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、希薄燃焼式内燃機関の排気エミッション向上を目的として、希薄燃焼式内燃機関の排気系にＮＯx触媒を配置する技術が提案されている。
【０００３】
このような技術としては、例えば、特開２０００−５４８２４号公報に記載されているような「内燃機関の排気浄化装置」が知られている。上記の公報に記載された内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒と、その吸蔵還元型ＮＯx触媒より上流の排気通路に設けられ酸素貯蔵能力を有する排気浄化触媒とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されるＮＯx量と吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されるＮＯx量との収支を積算することによって吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量を推定演算するとともに、排気浄化触媒が酸素の吸放出を行っている間はＮＯx吸蔵量の推定演算を禁止するよう構成されている。
【０００４】
更に、上記公報に記載された内燃機関の排気浄化装置は、上記の推定演算によって得られたＮＯx吸蔵量が所定量に達した際には、内燃機関から排出される排気の空燃比を一時的にリッチ空燃比とするリッチスパイク制御を行うとともにＮＯx吸蔵量の推定演算を継続し、その推定演算により得られたＮＯx吸蔵量が所定量未満となった時点でリッチスパイク制御の実行を終了するよう構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されるＮＯx量及び吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されるＮＯx量は、内燃機関の運転状態をパラメータとして推定されており、吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際の状態が反映されていないため、吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際のＮＯx吸蔵量と推定量との間に誤差を生じる場合がある。
【０００６】
吸蔵還元型ＮＯx触媒の実際のＮＯx吸蔵量と推定量との間に誤差が生じると、リッチスパイク制御の実行時において実際のＮＯx吸蔵量に対して推定量が過少或いは過多となり、その結果、リッチスパイク制御の実行が吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx放出完了前に終了され、あるいは吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx放出完了より過剰に遅れて終了される虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、吸蔵還元型ＮＯx触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置において、リッチスパイク制御を好適に行える技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第１の発明は、希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯxをＮ2に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、前記吸蔵還元型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触媒からＮＯxを放出させるＮＯx還元処理を実行する時期か否かを判定する還元剤処理実行時期判定手段と、前記還元剤処理実行時期判定手段により実行時期であると判定されたときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させると共に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出させるように前記還元剤供給手段から供給される還元剤量を目標還元剤量に制御する還元剤量制御手段と、前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を減量し、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がストイキのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を増量する還元剤量補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元されているときには該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに鑑み、還元剤供給時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の酸素濃度により還元剤供給量の過不足を把握し、還元剤供給量を補正することにある。
【００１０】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要が生じたときに還元剤供給手段が該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給する。ここで、還元剤が吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給され、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxが還元されているときの吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。一方、目標還元剤量が必要量に対して過剰であり、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了した後に更に還元剤が供給されると、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はリッチ空燃比に変化する。また、目標還元剤量が必要量に対して不足していると、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。
【００１１】
そこで、還元剤量補正手段は、目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒下流の排気の空燃比に基づいて還元剤の過不足を判断し、還元剤供給量の補正を行うことが可能となる。即ち、目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒下流の排気の空燃比が、リッチのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を減量し、該空燃比がストイキのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を増量する。
【００１４】
本発明においては、前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチの場合、前記還元剤量補正手段は、前記酸素濃度検出手段により検出されたストイキ後のリッチの継続時間が長い程、次回の還元剤供給量を減量することができる。
【００１５】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、ストイキではＮＯxの還元が行われているが、ＮＯxの還元が完了した後に供給される還元剤に起因して空燃比がリッチとなる。従って、リッチの継続時間が長い程還元剤が過剰に供給されていることになるので、ストイキ後のリッチ継続時間が長い程次回還元剤供給時に還元剤を減量させて過剰供給を抑制することが可能となる。
【００１６】
上記課題を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置は、以下の手段を採用した。即ち、第２の発明は、
希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯxをＮ2に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記吸蔵還元型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触媒からＮＯxを放出させるＮＯx還元処理を実行する時期か否かを判定する還元剤処理実行時期判定手段と、
前記還元剤処理実行時期判定手段により実行時期であると判定されたときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させると共に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出させるように、前記還元剤供給手段から供給される還元剤量を制御する還元剤量制御手段と、
前記還元剤量制御手段により供給された還元剤量に対する前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がストイキからリッチに変化した時点を還元剤供給終了時期と判断する還元剤終了時期判断手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の最大の特徴は、内燃機関の排気浄化装置において、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元されているときには該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに鑑み、ストイキからリッチ空燃比に変化した時点でＮＯxの還元が完了したとして、このときを還元剤供給終了時期と判断することにある。
【００１８】
このように構成された内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元させる必要が生じたときに還元剤供給手段が該吸蔵還元型ＮＯx触媒へ還元剤を供給する。ここで、還元剤が吸蔵還元型ＮＯx触媒に供給され、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxが還元されているときの吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了した後に更に還元剤が供給されると還元剤の過多となり、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はリッチ空燃比に変化する。また、還元剤の供給量が必要量に対して不足していると、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比はストイキとなる。
【００１９】
そこで、還元剤終了時期判断手段は、還元剤供給時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキからリッチに変化したときにはＮＯxの還元が完了したとして還元剤供給の終了時期を判断することが可能となる。
【００２０】
尚、空燃比がストイキからリッチに変化した時点に対応する還元剤量を次回の還元剤供給量の基準と設定することもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る排気浄化装置を適用するエンジン１とその吸排気系の概略構成を示す図である。
【００２３】
図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００２４】
エンジン１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３を備えている。各燃料噴射弁３は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と接続されている。このコモンレール４には、該コモンレール４内の燃料の圧力に対応した電気信号を出力するコモンレール圧センサ４ａが取り付けられている。
【００２５】
前記コモンレール４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。この燃料ポンプ６は、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）の回転トルクを駆動源として作動するポンプであり、該燃料ポンプ６の入力軸に取り付けられたポンププーリ６ａがエンジン１の出力軸（クランクシャフト）に取り付けられたクランクプーリ１ａとベルト７を介して連結されている。
【００２６】
このように構成された燃料噴射系では、クランクシャフトの回転トルクが燃料ポンプ６の入力軸へ伝達されると、燃料ポンプ６は、クランクシャフトから該燃料ポンプ６の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で燃料を吐出する。
【００２７】
前記燃料ポンプ６から吐出された燃料は、燃料供給管５を介してコモンレール４へ供給され、コモンレール４にて所定圧まで蓄圧されて各気筒２の燃料噴射弁３へ分配される。そして、燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、燃料噴射弁３が開弁し、その結果、燃料噴射弁３から気筒２内へ燃料が噴射される。
【００２８】
次に、エンジン１には、吸気枝管８が接続されており、吸気枝管８の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート（図示省略）を介して連通している。
【００２９】
前記吸気枝管８は、吸気管９に接続され、この吸気管９は、エアクリーナボックス１０に接続されている。前記エアクリーナボックス１０より下流の吸気管９には、該吸気管９内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１１が取り付けられている。
【００３０】
前記吸気管９における吸気枝管８の直上流に位置する部位には、該吸気管９内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１３が設けられている。この吸気絞り弁１３には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１３を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１４が取り付けられている。
【００３１】
前記エアフローメータ１１と前記吸気絞り弁１３との間に位置する吸気管９には、排気が持つエネルギを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）１５のコンプレッサハウジング１５ａが設けられ、コンプレッサハウジング１５ａより下流の吸気管９には、前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ１６が設けられている。
【００３２】
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス１０に流入した吸気は、該エアクリーナボックス１０内のエアクリーナ（図示省略）によって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管９を介してコンプレッサハウジング１５ａに流入する。
【００３３】
コンプレッサハウジング１５ａに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング１５ａに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング１５ａ内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ１６にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁１３によって流量を調節されて吸気枝管８に流入する。吸気枝管８に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の燃料噴射弁３から噴射された燃料を着火源として燃焼される。
【００３４】
一方、エンジン１には、排気枝管１８が接続され、排気枝管１８の各枝管が排気ポート（図示省略）を介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００３５】
前記排気枝管１８は、前記遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂと接続されている。前記タービンハウジング１５ｂは、排気管１９と接続され、この排気管１９は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。
【００３６】
前記排気管１９の途中には、吸蔵還元型ＮＯx触媒を担持したパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタという。）２０が設けられている。フィルタ２０より上流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ２４が取り付けられている。一方、フィルタ２０より下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ３７が取り付けられている。
【００３７】
前記した空燃比センサ３７より下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁２１が設けられている。この排気絞り弁２１には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁２１を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ２２が取り付けられている。
【００３８】
このように構成された排気系では、エンジン１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝管１８から遠心過給機１５のタービンハウジング１５ｂへ流入する。タービンハウジング１５ｂに流入した排気は、該排気が持つエネルギを利用してタービンハウジング１５ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング１５ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００３９】
前記タービンハウジング１５ｂから排出された排気は、排気管１９を介してフィルタ２０へ流入し、排気中のパティキュレートマター（以下、単にＰＭという。）が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。フィルタ２０にてＰＭを捕集され且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁２１によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００４０】
また、排気枝管１８と吸気枝管８とは、排気枝管１８内を流通する排気の一部を吸気枝管８へ再循環させる排気再循環通路（以下、ＥＧＲ通路とする。）２５を介して連通されている。このＥＧＲ通路２５の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記ＥＧＲ通路２５内を流通する排気（以下、ＥＧＲガスとする。）の流量を変更する流量調整弁（以下、ＥＧＲ弁とする。）２６が設けられている。
【００４１】
前記ＥＧＲ通路２５の途中でＥＧＲ弁２６より上流には、該ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２７が設けられている。前記ＥＧＲクーラ２７には、冷却水通路（図示省略）が設けられエンジン１を冷却するための冷却水の一部が循環する。
【００４２】
このように構成された排気再循環機構では、ＥＧＲ弁２６が開弁されると、ＥＧＲ通路２５が導通状態となり、排気枝管１８内を流通する排気の一部が前記ＥＧＲ通路２５へ流入し、ＥＧＲクーラ２７を経て吸気枝管８へ導かれる。
【００４３】
その際、ＥＧＲクーラ２７では、ＥＧＲ通路２５内を流通するＥＧＲガスとエンジン１の冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。
【００４４】
ＥＧＲ通路２５を介して排気枝管１８から吸気枝管８へ還流されたＥＧＲガスは、吸気枝管８の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒２の燃焼室へ導かれる。
【００４５】
ここで、ＥＧＲガスには、水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれているため、ＥＧＲガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物（ＮＯx）の発生量が抑制される。
【００４６】
更に、ＥＧＲクーラ２７においてＥＧＲガスが冷却されると、ＥＧＲガス自体の温度が低下するとともにＥＧＲガスの体積が縮小されるため、ＥＧＲガスが燃焼室内に供給されたときに該燃焼室内の雰囲気温度が不要に上昇することがなくなるとともに、燃焼室内に供給される新気の量（新気の体積）が不要に減少することもない。
【００４７】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０について説明する。
【００４８】
図２は、フィルタ２０の断面図である。図２（Ａ）は、フィルタ２０の横方向断面を示す図である。図２（Ｂ）は、フィルタ２０の縦方向断面を示す図である。
【００４９】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにフィルタ２０は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路５０、５１を具備するいわゆるウォールフロー型である。これら排気流通路は下流端が栓５２により閉塞された排気流入通路５０と、上流端が栓５３により閉塞された排気流出通路５１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５３を示している。従って、排気流入通路５０および排気流出通路５１は薄肉の隔壁５４を介して交互に配置される。換言すると排気流入通路５０および排気流出通路５１は各排気流入通路５０が４つの排気流出通路５１によって包囲され、各排気流出通路５１が４つの排気流入通路５０によって包囲されるように配置される。
【００５０】
フィルタ２０は例えばコージェライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路５０内に流入した排気は図２（Ｂ）において矢印で示されるように周囲の隔壁５４内を通って隣接する排気流出通路５１内に流出する。
【００５１】
本発明による実施例では各排気流入通路５０および各排気流出通路５１の周壁面、即ち各隔壁５４の両側表面上および隔壁５４内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に吸蔵還元型ＮＯx触媒が坦持されている。
【００５２】
次に、本実施の形態に係るフィルタ２０に担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒の働きについて説明する。
【００５３】
フィルタ２０は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、もしくはセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属と、バリウム（Ｂａ）もしくはカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類と、ランタン（Ｌａ）もしくはイットリウム（Ｙ）等の希土類とから選択された少なくとも１つと、白金（Ｐｔ）等の貴金属とを担持して構成されている。尚、本実施の形態では、アルミナからなる担体上にバリウム（Ｂａ）と白金（Ｐｔ）とを担持し、更にＯ2ストレージ能力のあるセリア（Ｃｅ2Ｏ3）を添加して構成される吸蔵還元型ＮＯx触媒を採用した。
【００５４】
このように構成されたＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵（吸収、吸着）する。
【００５５】
一方、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出する。その際、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒から放出された窒素酸化物（ＮＯx）を窒素（Ｎ2）に還元せしめることができる。
【００５６】
ところで、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、エンジン１から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒に吸蔵されることになるが、エンジン１の希薄燃焼運転が長期間継続されると、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素酸化物（ＮＯx）がＮＯx触媒にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。
【００５７】
特に、エンジン１のようなディーゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排気の空燃比がリーン空燃比となるため、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和し易い。尚、ここでリーン空燃比とは、ディーゼル機関にあっては例えば２０乃至５０で、三元触媒ではＮＯxを浄化できない領域を意味する。
【００５８】
従って、エンジン１が希薄燃焼運転されている場合は、ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が飽和する前にＮＯx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高め、ＮＯx触媒に吸蔵された窒素酸化物（ＮＯx）を還元させる必要がある。
【００５９】
このように酸素濃度を低下させる方法としては、排気中の燃料添加や、再循環するＥＧＲガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にＥＧＲガス量を増大させる低温燃焼（特許第３１１６８７６号）、気筒２内への膨張行程中の燃料噴射等の方法が考えられる。本実施の形態では、フィルタ２０より上流の排気管１９を流通する排気中に還元剤たる燃料（軽油）を添加する還元剤供給機構を備え、この還元剤供給機構から排気中へ燃料を添加することにより、フィルタ２０に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。
【００６０】
還元剤供給機構は、図１に示されるように、その噴孔が排気枝管１８内に臨むように取り付けられ、ＥＣＵ３５からの信号により開弁して燃料を噴射する還元剤噴射弁２８と、前述した燃料ポンプ６から吐出された燃料を前記還元剤噴射弁２８へ導く還元剤供給路２９と、還元剤供給路２９に設けられて該還元剤供給路２９内の燃料の流通を遮断する遮断弁３１と、を備えている。
【００６１】
このような還元剤供給機構では、燃料ポンプ６から吐出された高圧の燃料が還元剤供給路２９を介して還元剤噴射弁２８へ印加される。そして、ＥＣＵ３５からの信号により該還元剤噴射弁２８が開弁して排気枝管１８内へ還元剤としての燃料が噴射される。
【００６２】
還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気の酸素濃度を低下させる。
【００６３】
このようにして形成された酸素濃度の低い排気はフィルタ２０に流入し、フィルタ２０に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）を放出させつつ窒素（Ｎ2）に還元することになる。
【００６４】
その後、ＥＣＵ３５からの信号により還元剤噴射弁２８が閉弁し、排気枝管１８内への還元剤の添加が停止されることになる。
【００６５】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。このＥＣＵ３５は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００６６】
ＥＣＵ３５には、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、クランクポジションセンサ３３、アクセル開度センサ３６、空燃比センサ３７等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。
【００６７】
一方、ＥＣＵ３５には、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、還元剤噴射弁２８、ＥＧＲ弁２６、遮断弁３１等が電気配線を介して接続され、上記した各部をＥＣＵ３５が制御することが可能になっている。
【００６８】
ここで、ＥＣＵ３５は、図３に示すように、双方向性バス３５０によって相互に接続された、ＣＰＵ３５１と、ＲＯＭ３５２と、ＲＡＭ３５３と、バックアップＲＡＭ３５４と、入力ポート３５６と、出力ポート３５７とを備えるとともに、前記入力ポート３５６に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）３５５を備えている。
【００６９】
前記入力ポート３５６は、クランクポジションセンサ３３のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７０】
前記入力ポート３５６は、コモンレール圧センサ４ａ、エアフローメータ１１、排気温度センサ２４、アクセル開度センサ３６、空燃比センサ３７等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサのＡ／Ｄ３５５を介して入力し、それらの出力信号をＣＰＵ３５１やＲＡＭ３５３へ送信する。
【００７１】
前記出力ポート３５７は、燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、遮断弁３１等と電気配線を介して接続され、ＣＰＵ３５１から出力される制御信号を、前記した燃料噴射弁３、吸気絞り用アクチュエータ１４、排気絞り用アクチュエータ２２、ＥＧＲ弁２６、還元剤噴射弁２８、あるいは遮断弁３１へ送信する。
【００７２】
前記ＲＯＭ３５２は燃料噴射弁３を制御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁１３を制御するための吸気絞り制御ルーチン、排気絞り弁２１を制御するための排気絞り制御ルーチン、ＥＧＲ弁２６を制御するためのＥＧＲ制御ルーチン、フィルタ２０に還元剤を添加して吸蔵されたＮＯxを還元させるＮＯx浄化制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
【００７３】
前記ＲＯＭ３５２は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）との関係を示す燃料噴射量制御マップ、エンジン１の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、エンジン１の運転状態と吸気絞り弁１３の目標開度との関係を示す吸気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と排気絞り弁２１の目標開度との関係を示す排気絞り弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態とＥＧＲ弁２６の目標開度との関係を示すＥＧＲ弁開度制御マップ、エンジン１の運転状態と還元剤の目標添加量（若しくは排気の目標空燃比）との関係を示す還元剤添加量制御マップ、還元剤の目標添加量と還元剤噴射弁２８の開弁時間との関係を示す還元剤噴射弁制御マップ等である。
【００７４】
前記ＲＡＭ３５３は、各センサからの出力信号やＣＰＵ３５１の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ３３がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【００７５】
前記バックアップＲＡＭ３５４は、エンジン１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【００７６】
前記ＣＰＵ３５１は、前記ＲＯＭ３５２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作して、燃料噴射弁制御、吸気絞り制御、排気絞り制御、ＥＧＲ制御、ＮＯx浄化制御等を実行する。
【００７７】
例えば、ＮＯx浄化制御では、ＣＰＵ３５１は、フィルタ２０に流入する排気中の酸素濃度を比較的に短い周期でスパイク的（短時間）に低くする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
【００７８】
リッチスパイク制御では、ＣＰＵ３５１は、所定の周期毎にリッチスパイク制御実行条件が成立しているか否かを判別する。このリッチスパイク制御実行条件としては、例えば、フィルタ２０が活性状態にある、排気温度センサ２４の出力信号値（排気温度）が所定の上限値以下である、被毒回復制御が実行されていない、等の条件を例示することができる。
【００７９】
上記したようなリッチスパイク制御実行条件が成立していると判定された場合は、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８からスパイク的に還元剤たる燃料を噴射させるべく当該還元剤噴射弁２８を制御することにより、フィルタ２０に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。
【００８０】
具体的には、ＣＰＵ３５１は、ＲＡＭ３５３に記憶されている機関回転数、アクセル開度センサ３６の出力信号（アクセル開度）、エアフローメータ１１の出力信号値（吸入空気量）、空燃比センサの出力信号、燃料噴射量等を読み出す。
【００８１】
ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる還元剤の添加量（目標添加量）を算出する。
【００８２】
続いて、ＣＰＵ３５１は、前記目標添加量をパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤噴射弁制御マップへアクセスし、還元剤噴射弁２８から目標添加量の還元剤を噴射させる上で必要となる還元剤噴射弁２８の開弁時間（目標開弁時間）を算出する。
【００８３】
還元剤噴射弁２８の目標開弁時間が算出されると、ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させる。
【００８４】
ＣＰＵ３５１は、還元剤噴射弁２８を開弁させた時点から前記目標開弁時間が経過すると、還元剤噴射弁２８を閉弁させる。
【００８５】
このように還元剤噴射弁２８が目標開弁時間だけ開弁されると、目標添加量の燃料が還元剤噴射弁２８から排気枝管１８内へ噴射されることになる。そして、還元剤噴射弁２８から噴射された還元剤は、排気枝管１８の上流から流れてきた排気と混ざり合って目標空燃比の混合気を形成してフィルタ２０に流入する。
【００８６】
この結果、フィルタ２０に流入する排気の空燃比は、比較的に短い周期で酸素濃度が変化することになり、以て、フィルタ２０が窒素酸化物（ＮＯx）の吸蔵と還元とを交互に短周期的に繰り返すことになる。
【００８７】
このように、フィルタ２０に流入する排気の空燃比をスパイク的に目標リッチ空燃比とし、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収された窒素酸化物（ＮＯx）を還元することが可能となる。
【００８８】
ところで、リッチスパイク制御により吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元中には、該吸蔵還元型ＮＯx触媒から放出されたＮＯx及び酸素Ｏ2に起因して、フィルタ２０から流出する排気の空燃比はストイキとなる。つまり、還元剤添加中であって、ＮＯxの還元が完了するまではフィルタ２０下流の排気の空燃比はストイキとなる。従って、ストイキが継続した期間だけＮＯxの還元が行われていることになる。一方、ＮＯxの還元が完了したにもかかわらず還元剤が更に添加されると、還元剤は吸蔵還元型ＮＯx触媒で反応せずにフィルタ２０を通過するのでフィルタ２０下流の排気の空燃比はリッチ空燃比となる。
【００８９】
ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置では、リッチスパイク制御に係る目標リッチ空燃比は、還元剤供給機構やフィルタ２０がある代表的な状態にあることを想定して決定された固定値であるため、使用時間の経過や環境の変化等によって、吸蔵還元型ＮＯx触媒の性能、還元剤供給機構の特性、燃料噴射弁３の特性等が変化すると、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されている窒素酸化物（ＮＯx）量に対して還元剤の添加量に過不足が生じる虞がある。
【００９０】
また、従来の内燃機関の排気浄化装置では、リッチスパイク制御時に添加する還元剤の量をそれまでの機関運転状態により算出していた。このような制御は、オープンループで行われ、余裕を持った量の還元剤が添加されていた。従って、還元剤の過不足が生じる虞があり、過剰添加の場合には酸化されない還元剤を大気中へ放出してしまい、一方、添加量過少の場合には吸蔵還元型ＮＯx触媒が飽和して大気中へＮＯxを放出してしまう虞がある。更に、還元剤の過剰添加により燃費が悪化する虞がある。
【００９１】
そこで、本実施の形態では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元される際に該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに着目し、フィルタ２０下流の排気の空燃比を計測することで還元剤添加量の過不足を推定する。これに従って次回の還元剤添加量の補正を行い還元剤添加量の過不足を抑制する。
【００９２】
ここで、図４は、還元剤添加前後のフィルタ２０下流の排気の空燃比の推移を示したタイムチャート図である。
【００９３】
領域▲１▼は、還元剤が添加されておらず、通常のリーン空燃比での運転がなされている状態である。このような状態では、排気中のＮＯxが吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵される。
【００９４】
領域▲１▼と領域▲２▼との境界で還元剤の添加が開始されている。
【００９５】
領域▲２▼は、還元剤の添加により、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されていた窒素酸化物（ＮＯx）が放出され、放出された窒素酸化物（ＮＯx）は窒素（Ｎ2）に還元されている状態である。還元剤の添加量とＮＯxの還元量との均衡が保たれている間、空燃比センサ３７はストイキを出力する。
【００９６】
領域▲２▼と領域▲３▼との境界で吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの還元が完了している。このときに還元剤の添加を終了させることが望ましい。
【００９７】
領域▲３▼は、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵されていないにもかかわらず還元剤が添加されている状態である。このように過剰に添加された還元剤は吸蔵還元型ＮＯx触媒でＮＯxと反応せずに、フィルタ２０をすり抜け、空燃比センサ３７の出力がリッチ空燃比となる。
【００９８】
領域▲３▼と領域▲４▼との境界で還元剤の添加が終了されている。従って、図４は、領域▲３▼に相当する還元剤の量が過剰に添加されたときの空燃比センサ３７の出力信号を表している。
【００９９】
領域▲４▼以降は、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが吸蔵される。
【０１００】
以上のように還元剤添加時にフィルタ２０下流の排気の空燃比が変動する。ここで、領域▲２▼と領域▲３▼との境界で吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されていたＮＯxの還元が終了しているので、この時点で還元剤の添加を終了させると過不足の無い還元剤の添加が可能となる。これ以前に還元剤の添加を終了すると、吸蔵還元型ＮＯx触媒にＮＯxが残存してＮＯx吸蔵能力が低下してしまう。一方、これ以後に還元剤の添加を終了すると、大気中へ還元剤を放出する虞が生じる。
【０１０１】
本実施の形態では、空燃比センサ３７の出力信号に基づいて、還元剤添加終了時の排気の空燃比がストイキのときは、必要量に対し還元剤が不足しているとして増量補正を行う。一方、還元剤添加終了時の排気の空燃比がリッチのときは、必要量に対し還元剤が過剰であるとして減量補正を行う。このように、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxを還元するために必要となる還元剤が添加されたか否か判定しつつ還元剤量（還元剤添加時間としても良い。）をフィードバック制御する。
【０１０２】
ここで、図５は、還元剤添加時間と空燃比との関係を示したタイムチャート図である。上段は還元剤の添加時間が不足している場合を表し、中段は還元剤の添加時間が適当である場合を表し、下段は還元剤の添加時間が過剰に長い場合を表している。
【０１０３】
上段の還元剤添加時間が短い場合には、必要添加時間までの還元剤不足分を求め、この還元剤不足分を補正値としている。一方、下段の還元剤添加時間が長すぎる場合には、還元剤過多分を求め、この値を補正値としている。
【０１０４】
次に、本実施の形態による還元剤添加量（還元剤添加時間としても良い）の算出方法について説明する。
【０１０５】
図６は、還元剤添加量を算出するためのフローを示したフローチャート図である。
【０１０６】
ステップＳ１０１では、還元剤添加量τをマップより算出してこの算出値に基づいたリッチスパイク制御を行う。
【０１０７】
ＣＰＵ３５１は、前記した機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる目標還元剤添加量τｍａｐを算出し添加する。算出された目標還元剤添加量τｍａｐはバックアップＲＡＭ３５４に還元剤添加量τとして記憶される。
【０１０８】
尚、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯx量をカウントするＮＯxカウンタにより、実際のＮＯx吸蔵量を求め、ＮＯx吸蔵量に対応した還元剤を供給するようにしても良い。
【０１０９】
ステップＳ１０２では、還元剤添加後の排気の空燃比がリッチであるか否か判定する。本実施の形態では、還元剤添加後の空燃比がストイキの場合には還元剤を増量し、一方、還元剤添加後の空燃比がリッチ空燃比の場合には還元剤を減量する。
【０１１０】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
【０１１１】
ステップＳ１０３では、還元剤の増量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値に所定値１を加算する。ここで、所定値１は還元剤添加量τと比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τに所定値１を加えた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τに所定値１を加算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。
【０１１２】
ステップＳ１０４では、還元剤の減量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値から所定値１を減算する。ここで、所定値１は還元剤添加量τと比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τから所定値１を減じた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τから所定値１を減算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０２へ戻る。
【０１１３】
ステップＳ１０５では、還元剤添加後の排気の空燃比がストイキであるか否か判定する。
【０１１４】
ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。
【０１１５】
ステップＳ１０６では、還元剤の減量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値から所定値２を減算する。ここで、所定値２は所定値１と比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τから所定値２を減じた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τから所定値２を減算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０５へ戻る。
【０１１６】
ステップＳ１０７では、補正回数を示すカウンターの値が所定値Ｎ以上となったか否か判定される。還元剤添加量τの補正が所定回数行われた場合には、還元剤添加量τが収束したものとして扱う。
【０１１７】
ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合には本ルーチンを終了し、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進む。
【０１１８】
ステップＳ１０８では、還元剤の増量補正が行われる。ＣＰＵ３５１は、バックアップＲＡＭ３５４に記憶されている現在指令の還元剤添加量τを読み込み、この値に所定値２を加算する。ここで、所定値２は所定値１と比較すると小さい値である。このようにして、還元剤添加量τに所定値２を加えた量の還元剤でリッチスパイク制御が行われる。また、現在指令の還元剤添加量τに所定値２を加算した値を新たに現在指令の還元剤添加量τとして記憶させる。その後、ステップＳ１０５へ戻る。
【０１１９】
このようにして、還元剤添加量τを収束させることができ、空燃比センサ３７の出力信号に基づいて還元剤添加量を補正することが可能となる。
【０１２０】
ここで、従来の内燃機関の排気浄化装置では、ＮＯx吸蔵量から求まる還元剤量をマップにより算出して添加するオープンループ制御を行っていた。このような制御では、還元剤噴射弁、吸蔵還元型ＮＯx触媒、エアフローメータ等の経年変化により、還元剤の添加量に過不足が生じる虞があった。
【０１２１】
その点、本実施の形態による内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxが還元される際に該吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキとなることに着目し、フィルタ２０下流の排気の空燃比を計測することで還元剤添加量の過不足を推定する。即ち、還元剤供給終了時の吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキであるかリッチであるかにより、還元剤の過不足量を求めることができ、還元剤添加量をフィードバック制御することが可能である。
【０１２２】
以上述べたように、本実施の形態による内燃機関の排気浄化装置によれば、フィルタ２０下流の空燃比センサ３７の出力信号に基づいてフィルタ２０からＮＯxを還元させるための還元剤添加量を補正することができ、フィルタ２０に目標空燃比の排気を供給することが可能となる。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【０１２３】
即ち、第１の実施の形態では、機関回転数とアクセル開度と吸入空気量と燃料噴射量とをパラメータとしてＲＯＭ３５２の還元剤添加量制御マップへアクセスし、排気の空燃比を予め設定された目標空燃比とする上で必要となる目標還元剤添加量τｍａｐを算出し添加する。その後のフィードバック制御により還元剤の補正量を算出する。
【０１２４】
一方、本実施の形態では、初期の還元剤添加量は求めずに還元剤の添加を開始する。そして、空燃比がストイキからリッチとなったときの還元剤添加量（還元剤添加時間）に基づいてフィードバック制御を行う。
【０１２５】
尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、初期の還元剤添加量の算出方法が異なるが、適用対象となるエンジン１やその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【０１２６】
本実施の形態では、フィルタ２０に還元剤の添加が必要となった場合に燃料添加が開始される。そのときの空燃比センサ３７の出力信号をＣＰＵ３５１がモニターし、空燃比がストイキからリッチに変化した場合にはフィルタ２０に吸蔵されたＮＯxの還元が完了したとして燃料添加を終了させる。このときに、添加された燃料の添加量（添加時間）を第１の実施の形態による図６のステップＳ１０１の還元剤添加量τとし、図６のステップＳ１０２以下と同様にしてフィードバック制御を行う。
【０１２７】
このように、本実施の形態によれば、フィルタ２０下流の排気の空燃比に基づいて、還元剤供給中に排気の空燃比がリッチに変化したときを還元剤の添加終了時期として求めることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態によれば、還元剤添加量を予め記憶させておく必要が無く、装置の簡略化を図ることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の空燃比がストイキか否かにより吸蔵されたＮＯxの還元完了時期を求めることができる。このようにして求めたＮＯx還元の完了時期に基づいて還元剤添加量を補正することができる。従って、ＮＯx還元を行うときに必要となる還元剤の量を供給することが可能となり、リッチスパイク制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す概略構成図である。
【図２】 （Ａ）は、パティキュレートフィルタの横方向断面を示す図である。（Ｂ）は、パティキュレートフィルタの縦方向断面を示す図である。
【図３】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図である。
【図４】 還元剤供給前後のフィルタ２０下流の排気の空燃比の推移を示したタイムチャート図である。
【図５】 還元剤添加時間と空燃比との関係を示したタイムチャート図である。
【図６】 還元剤添加量を算出するためのフローを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１・・・・エンジン
１ａ・・・クランクプーリ
２・・・・気筒
３・・・・燃料噴射弁
４・・・・コモンレール
４ａ・・・コモンレール圧センサ
５・・・・燃料供給管
６・・・・燃料ポンプ
６ａ・・・ポンププーリ
８・・・・吸気枝管
９・・・・吸気管
１８・・・排気枝管
１９・・・排気管
２０・・・パティキュレートフィルタ
２１・・・排気絞り弁
２４・・・排気温度センサ
２４・・・排気温度センサ
２６・・・ＥＧＲ弁
２７・・・ＥＧＲクーラ
２８・・・還元剤噴射弁
２９・・・還元剤供給路
３１・・・遮断弁
３３・・・クランクポジションセンサ
３５・・・ＥＣＵ
３６・・・アクセル開度センサ
３７・・・空燃比センサ
Claims (2)
- 希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気の空燃比がリーンのときにはＮＯxを吸蔵し流入する排気の空燃比がリッチのときに吸蔵したＮＯxをＮ2に還元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒下流の排気の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記吸蔵還元型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触媒からＮＯxを放出させるＮＯx還元処理を実行する時期か否かを判定する還元剤処理実行時期判定手段と、
前記還元剤処理実行時期判定手段により実行時期であると判定されたときに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒を昇温させると共に該吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されているＮＯxを放出させるように前記還元剤供給手段から供給される還元剤量を目標還元剤量に制御する還元剤量制御手段と、
前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を減量し、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がストイキのときは前記還元剤供給手段から供給される次回の還元剤量を増量する還元剤量補正手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記還元剤供給手段から前記吸蔵還元型ＮＯ x 触媒への前記目標還元剤量の還元剤の供給が終了した時点で、前記酸素濃度検出手段により検出された検出値がリッチの場合、前記還元剤量補正手段は、前記酸素濃度検出手段により検出されたストイキ後のリッチの継続時間が長い程、次回の還元剤供給量を減量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。
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