JP2001032745A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
- Publication number
- JP2001032745A JP2001032745A JP11207689A JP20768999A JP2001032745A JP 2001032745 A JP2001032745 A JP 2001032745A JP 11207689 A JP11207689 A JP 11207689A JP 20768999 A JP20768999 A JP 20768999A JP 2001032745 A JP2001032745 A JP 2001032745A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nox
- concentration
- catalyst
- exhaust gas
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒のＮＯx劣化とＨＣ劣化を簡単に判定で
きるシステムを構築する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排気管３１にＮ
Ｏx触媒３６を設け、その上流に入ガスＮＯxセンサ５２
を設け、下流に出ガスＮＯxセンサ５４を設け、さら
に、入ガスＮＯxセンサ５２の上流に、排気管３１内に
炭化水素（ＨＣ）を間欠的に供給するＨＣ供給装置４０
を設ける。入ガスＮＯxセンサ５２、出ガスＮＯxセンサ
５４は酸素ポンプを利用したＮＯxセンサで構成されて
いて、このＮＯxセンサは、ＨＣの間欠供給に対して干
渉影響を受け、出力が一瞬低下する特性がある。この特
性を利用して、ＨＣ間欠供給時における入ガスＮＯxセ
ンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４の出力変化から、Ｎ
Ｏx触媒３６のＨＣ劣化を判定する。ＮＯx触媒３６のＮ
Ｏx劣化は、出ガスＮＯxセンサ３６の出力から判定す
る。
きるシステムを構築する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排気管３１にＮ
Ｏx触媒３６を設け、その上流に入ガスＮＯxセンサ５２
を設け、下流に出ガスＮＯxセンサ５４を設け、さら
に、入ガスＮＯxセンサ５２の上流に、排気管３１内に
炭化水素（ＨＣ）を間欠的に供給するＨＣ供給装置４０
を設ける。入ガスＮＯxセンサ５２、出ガスＮＯxセンサ
５４は酸素ポンプを利用したＮＯxセンサで構成されて
いて、このＮＯxセンサは、ＨＣの間欠供給に対して干
渉影響を受け、出力が一瞬低下する特性がある。この特
性を利用して、ＨＣ間欠供給時における入ガスＮＯxセ
ンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４の出力変化から、Ｎ
Ｏx触媒３６のＨＣ劣化を判定する。ＮＯx触媒３６のＮ
Ｏx劣化は、出ガスＮＯxセンサ３６の出力から判定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
される排気ガスを浄化する排気浄化装置に関し、特に、
触媒による酸化作用あるいは還元作用を利用して排気を
浄化する排気浄化装置に係るものである。
される排気ガスを浄化する排気浄化装置に関し、特に、
触媒による酸化作用あるいは還元作用を利用して排気を
浄化する排気浄化装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガス中の有
害成分の大気への排出量を低減するための一手段とし
て、触媒の酸化作用あるいは還元作用を利用して有害成
分を浄化するシステムがある。
害成分の大気への排出量を低減するための一手段とし
て、触媒の酸化作用あるいは還元作用を利用して有害成
分を浄化するシステムがある。
【０００３】近年の触媒に関する研究開発により触媒の
性能向上は目覚ましいものがあり、小型でも浄化性能が
高い触媒装置の実現が可能になった。その結果、近年、
車両用内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化システム
として、触媒を組み込んだ排気浄化装置が多用されるに
至っている。
性能向上は目覚ましいものがあり、小型でも浄化性能が
高い触媒装置の実現が可能になった。その結果、近年、
車両用内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化システム
として、触媒を組み込んだ排気浄化装置が多用されるに
至っている。
【０００４】現在、実用に供されている排気ガス浄化用
の触媒には、酸化触媒、三元触媒、ＮＯx触媒などがあ
り、これら触媒を、内燃機関の燃焼形態や空燃比、ある
いは浄化すべき有害物質の種類などに応じて使い分けて
いる。
の触媒には、酸化触媒、三元触媒、ＮＯx触媒などがあ
り、これら触媒を、内燃機関の燃焼形態や空燃比、ある
いは浄化すべき有害物質の種類などに応じて使い分けて
いる。
【０００５】これら触媒のうち、ＮＯx触媒には、選択
還元型ＮＯx触媒と吸蔵還元型ＮＯx触媒がある。選択還
元型ＮＯx触媒とは、酸素過剰の雰囲気で炭化水素（Ｈ
Ｃ）の存在下でＮＯxを還元または分解する触媒をい
い、一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒とは、流入排気ガスの
空燃比がリーンのときはＮＯxを吸収し、流入排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出しＮ2に
還元する触媒をいう。これらＮＯx触媒は、排気ガス中
のＨＣを酸化して浄化する酸化作用と、排気ガス中のＮ
Ｏxを還元して浄化する還元作用を備えている。
還元型ＮＯx触媒と吸蔵還元型ＮＯx触媒がある。選択還
元型ＮＯx触媒とは、酸素過剰の雰囲気で炭化水素（Ｈ
Ｃ）の存在下でＮＯxを還元または分解する触媒をい
い、一方、吸蔵還元型ＮＯx触媒とは、流入排気ガスの
空燃比がリーンのときはＮＯxを吸収し、流入排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出しＮ2に
還元する触媒をいう。これらＮＯx触媒は、排気ガス中
のＨＣを酸化して浄化する酸化作用と、排気ガス中のＮ
Ｏxを還元して浄化する還元作用を備えている。
【０００６】一般に、触媒を長期に亘って使用している
と、その触媒が有する酸化作用や還元作用が衰えていく
という現象がある。上記ＮＯx触媒も例に漏れず、長期
に亘って使用していると、酸化作用の衰えによりＨＣ浄
化能力が低下したり、還元作用の衰えによりＮＯx浄化
能力が低下したりする。このようにＨＣ浄化能力の低下
（以下、これをＨＣ劣化ということもある）やＮＯx浄
化能力の低下（以下、これをＮＯx劣化ということもあ
る）を生じたＮＯx触媒を使用し続けると、排気ガス中
の有害物質を浄化しきれなくなり、有害物質を含む排気
ガスを大気中に排出する虞れがある。したがって、この
ような浄化能力の低下したＮＯx触媒に対しては交換等
の措置が必要であり、そのためには触媒の浄化能力の管
理（換言すれば、触媒の劣化判定）が極めて重要であ
る。
と、その触媒が有する酸化作用や還元作用が衰えていく
という現象がある。上記ＮＯx触媒も例に漏れず、長期
に亘って使用していると、酸化作用の衰えによりＨＣ浄
化能力が低下したり、還元作用の衰えによりＮＯx浄化
能力が低下したりする。このようにＨＣ浄化能力の低下
（以下、これをＨＣ劣化ということもある）やＮＯx浄
化能力の低下（以下、これをＮＯx劣化ということもあ
る）を生じたＮＯx触媒を使用し続けると、排気ガス中
の有害物質を浄化しきれなくなり、有害物質を含む排気
ガスを大気中に排出する虞れがある。したがって、この
ような浄化能力の低下したＮＯx触媒に対しては交換等
の措置が必要であり、そのためには触媒の浄化能力の管
理（換言すれば、触媒の劣化判定）が極めて重要であ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】触媒の劣化判定技術に
関しては、例えば特開平９−１４４５３１号公報に開示
されているものがある。この公報に記載された技術で
は、内燃機関の排気通路に排気ガス中の有害成分を酸化
または還元して浄化する触媒（ＮＯx触媒や三元触媒な
ど）を設け、この触媒の下流に、排気ガス中のＮＯx濃
度を測定するＮＯxセンサと、排気ガス中のＮＯx以外の
有害物質（ＨＣやＣＯ）の濃度を測定するガスセンサ
（ＨＣセンサやＣＯセンサ）を設置し、ＮＯxセンサの
出力値が所定の値を越えたときに触媒の還元作用が劣化
したものと判定し、前記ガスセンサの出力値が所定の値
を超えたときに触媒の酸化作用が劣化したものと判定し
ている。
関しては、例えば特開平９−１４４５３１号公報に開示
されているものがある。この公報に記載された技術で
は、内燃機関の排気通路に排気ガス中の有害成分を酸化
または還元して浄化する触媒（ＮＯx触媒や三元触媒な
ど）を設け、この触媒の下流に、排気ガス中のＮＯx濃
度を測定するＮＯxセンサと、排気ガス中のＮＯx以外の
有害物質（ＨＣやＣＯ）の濃度を測定するガスセンサ
（ＨＣセンサやＣＯセンサ）を設置し、ＮＯxセンサの
出力値が所定の値を越えたときに触媒の還元作用が劣化
したものと判定し、前記ガスセンサの出力値が所定の値
を超えたときに触媒の酸化作用が劣化したものと判定し
ている。
【０００８】このように、酸化作用と還元作用を併有す
る触媒の劣化を判定するためには従来は二種類のセン
サ、即ち、酸化作用の劣化を判定するために必要なデー
タを得るためのセンサと、還元作用の劣化を判定するた
めに必要なデータを得るためのセンサが必要であった。
その理由は、触媒における酸化作用の劣化と還元作用の
劣化は必ずしも同じ進度で進むとは限らないからであ
る。
る触媒の劣化を判定するためには従来は二種類のセン
サ、即ち、酸化作用の劣化を判定するために必要なデー
タを得るためのセンサと、還元作用の劣化を判定するた
めに必要なデータを得るためのセンサが必要であった。
その理由は、触媒における酸化作用の劣化と還元作用の
劣化は必ずしも同じ進度で進むとは限らないからであ
る。
【０００９】このようにセンサの数が多くなると、コス
トアップになるだけでなく、メンテナンスの対象も多く
なるという不具合もあった。本発明はこのような従来の
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解
決しようとする課題は、簡単な構造ながら、触媒の浄化
能力を知ることができ、これから触媒の劣化程度を知る
ことができる内燃機関の排気浄化装置を提供することに
ある。
トアップになるだけでなく、メンテナンスの対象も多く
なるという不具合もあった。本発明はこのような従来の
技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解
決しようとする課題は、簡単な構造ながら、触媒の浄化
能力を知ることができ、これから触媒の劣化程度を知る
ことができる内燃機関の排気浄化装置を提供することに
ある。
【００１０】また、本発明が解決しようとする別の課題
は、酸素ポンプ式のＮＯx濃度検出手段の出力特性を利
用することにより、ＮＯx濃度検出手段にＨＣ濃度検出
機能を付与し、排気浄化装置の簡略化を図ることにあ
る。
は、酸素ポンプ式のＮＯx濃度検出手段の出力特性を利
用することにより、ＮＯx濃度検出手段にＨＣ濃度検出
機能を付与し、排気浄化装置の簡略化を図ることにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本出願に係る発明は前記
課題を解決するために、以下の手段を採用した。 （１）本出願に係る第１の発明の内燃機関の排気浄化装
置は、内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめるＨ
Ｃ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポン
プを有し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスのＮ
Ｏx濃度を検出するＮＯx濃度検出手段と、前記ＨＣ濃度
増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せしめ
た時における前記ＮＯx濃度検出手段の検出値に基づい
て排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定するＨＣ濃度増大量
推定手段と、を備えることを特徴とする。
課題を解決するために、以下の手段を採用した。 （１）本出願に係る第１の発明の内燃機関の排気浄化装
置は、内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめるＨ
Ｃ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポン
プを有し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスのＮ
Ｏx濃度を検出するＮＯx濃度検出手段と、前記ＨＣ濃度
増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せしめ
た時における前記ＮＯx濃度検出手段の検出値に基づい
て排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定するＨＣ濃度増大量
推定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有
するＮＯx濃度検出手段は、流入する排気ガスのＨＣ濃
度（炭化水素濃度）が急速に増大したときに、ＨＣ濃度
増大量に応じた干渉影響を受け、流入する排気ガスのＮ
Ｏx濃度が変化していないにも拘わらず該ＮＯx濃度検出
手段の検出値が一瞬低下する。第１の発明を初めとする
本出願に係る総ての発明はＮＯx濃度検出手段のこの出
力特性を利用している。
するＮＯx濃度検出手段は、流入する排気ガスのＨＣ濃
度（炭化水素濃度）が急速に増大したときに、ＨＣ濃度
増大量に応じた干渉影響を受け、流入する排気ガスのＮ
Ｏx濃度が変化していないにも拘わらず該ＮＯx濃度検出
手段の検出値が一瞬低下する。第１の発明を初めとする
本出願に係る総ての発明はＮＯx濃度検出手段のこの出
力特性を利用している。
【００１３】内燃機関の排気浄化装置においては、例え
ばＮＯxに対する還元剤として作用させるためや、触媒
上で酸化させて排気ガス温度を上昇させるためなど、種
々の目的から排気ガスのＨＣ濃度を一時的にあるいは継
続的に増大させる操作を行うことがある。この場合、Ｈ
Ｃ濃度の管理が非常に重要である。
ばＮＯxに対する還元剤として作用させるためや、触媒
上で酸化させて排気ガス温度を上昇させるためなど、種
々の目的から排気ガスのＨＣ濃度を一時的にあるいは継
続的に増大させる操作を行うことがある。この場合、Ｈ
Ｃ濃度の管理が非常に重要である。
【００１４】この第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置では、前記ＨＣ濃度増大手段により排気ガスのＨＣ
濃度を急速に増大せしめた時に、ＨＣ濃度増大量推定手
段が、前記ＮＯx濃度検出手段の検出値の低下量に基づ
いて、排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定する。
装置では、前記ＨＣ濃度増大手段により排気ガスのＨＣ
濃度を急速に増大せしめた時に、ＨＣ濃度増大量推定手
段が、前記ＮＯx濃度検出手段の検出値の低下量に基づ
いて、排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定する。
【００１５】この第１の発明において、ＨＣ濃度増大手
段によりＨＣ濃度を増大する前における排気ガスのＨＣ
濃度は低い方が好ましい。ＨＣ濃度増大前の排気ガスの
ＨＣ濃度がＨＣ濃度増大後の排気ガスのＨＣ濃度に比べ
て極めて低い場合には、ＨＣ濃度増大量推定手段により
推定されたＨＣ濃度増大量は、ＨＣ濃度増大後における
排気ガスのＨＣ濃度にほぼ等しくなるので、したがっ
て、推定されたＨＣ濃度増大量は、ＨＣ濃度増大後にお
ける排気ガスのＨＣ濃度とみなすこともできる。
段によりＨＣ濃度を増大する前における排気ガスのＨＣ
濃度は低い方が好ましい。ＨＣ濃度増大前の排気ガスの
ＨＣ濃度がＨＣ濃度増大後の排気ガスのＨＣ濃度に比べ
て極めて低い場合には、ＨＣ濃度増大量推定手段により
推定されたＨＣ濃度増大量は、ＨＣ濃度増大後における
排気ガスのＨＣ濃度にほぼ等しくなるので、したがっ
て、推定されたＨＣ濃度増大量は、ＨＣ濃度増大後にお
ける排気ガスのＨＣ濃度とみなすこともできる。
【００１６】また、ＨＣ濃度に排気ガス流量と流通時間
を乗ずればＨＣ供給量になることから、この第１の発明
においては、排気ガス流量と流通時間が予めわかってい
るか若しくは検出できるようにしておくことにより、Ｈ
Ｃ濃度増大量推定手段により推定されるＨＣ濃度増大量
はＨＣ供給量と等価であるということができる。
を乗ずればＨＣ供給量になることから、この第１の発明
においては、排気ガス流量と流通時間が予めわかってい
るか若しくは検出できるようにしておくことにより、Ｈ
Ｃ濃度増大量推定手段により推定されるＨＣ濃度増大量
はＨＣ供給量と等価であるということができる。
【００１７】したがって、前記第１の発明は、（イ）内
燃機関の排気通路にＨＣを間欠的に供給するＨＣ供給手
段と、（ロ）酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有
し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスのＮＯx濃
度を検出するＮＯx濃度検出手段と、（ハ）前記ＨＣ供
給手段によるＨＣ供給時における前記ＮＯx濃度検出手
段の検出値に基づいてＨＣ供給量を推定するＨＣ供給量
推定手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置と等価で
あるということができる。
燃機関の排気通路にＨＣを間欠的に供給するＨＣ供給手
段と、（ロ）酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有
し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスのＮＯx濃
度を検出するＮＯx濃度検出手段と、（ハ）前記ＨＣ供
給手段によるＨＣ供給時における前記ＮＯx濃度検出手
段の検出値に基づいてＨＣ供給量を推定するＨＣ供給量
推定手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置と等価で
あるということができる。
【００１８】（２）本出願に係る第２の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、前記第１の発明を前提として、さら
に、前記ＨＣ濃度増大量推定手段により推定された推定
ＨＣ濃度増大量と前記ＨＣ濃度増大手段により増大すべ
き目標ＨＣ濃度増大量との比較値が所定の許容範囲から
外れたときにＨＣ濃度増大手段が故障であると判定する
故障判定手段、を備えることを特徴とする。
の排気浄化装置は、前記第１の発明を前提として、さら
に、前記ＨＣ濃度増大量推定手段により推定された推定
ＨＣ濃度増大量と前記ＨＣ濃度増大手段により増大すべ
き目標ＨＣ濃度増大量との比較値が所定の許容範囲から
外れたときにＨＣ濃度増大手段が故障であると判定する
故障判定手段、を備えることを特徴とする。
【００１９】第２の発明において、推定ＨＣ濃度増大量
と目標ＨＣ濃度増大量との比較値とは、前者と後者の差
であってもよいし、前者と後者の比（商）であってもよ
い。要するに、推定ＨＣ濃度増大量と目標ＨＣ濃度増大
量の誤差に基づく数値であってＨＣ濃度増大手段の故障
判定の指標となり得るものであればよい。
と目標ＨＣ濃度増大量との比較値とは、前者と後者の差
であってもよいし、前者と後者の比（商）であってもよ
い。要するに、推定ＨＣ濃度増大量と目標ＨＣ濃度増大
量の誤差に基づく数値であってＨＣ濃度増大手段の故障
判定の指標となり得るものであればよい。
【００２０】（３）本出願に係る第３の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた触
媒と、前記触媒に流入する前記内燃機関の排気ガスのＨ
Ｃ濃度を増大せしめるＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン
伝導体を用いた酸素ポンプを有し前記触媒の下流に設置
されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する触媒下流ＮＯx濃
度検出手段と、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を
急速に増大せしめた時における前記触媒下流ＮＯx濃度
検出手段の検出値に基づいて前記触媒のＨＣ浄化能力を
推定するＨＣ浄化能力推定手段と、を備えることを特徴
とする。
の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられた触
媒と、前記触媒に流入する前記内燃機関の排気ガスのＨ
Ｃ濃度を増大せしめるＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン
伝導体を用いた酸素ポンプを有し前記触媒の下流に設置
されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する触媒下流ＮＯx濃
度検出手段と、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を
急速に増大せしめた時における前記触媒下流ＮＯx濃度
検出手段の検出値に基づいて前記触媒のＨＣ浄化能力を
推定するＨＣ浄化能力推定手段と、を備えることを特徴
とする。
【００２１】前記触媒がＨＣ浄化能力を有している場
合、触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度が同一であるときに
は、触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度は触媒のＨＣ浄化能
力が高ければ高いほど低くなる。
合、触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度が同一であるときに
は、触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度は触媒のＨＣ浄化能
力が高ければ高いほど低くなる。
【００２２】第３の発明においては、ＨＣ濃度増大手段
により触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せし
め、その時に触媒下流ＮＯx濃度検出手段で検出した検
出値から触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度を推定する。こ
れから、ＨＣ浄化能力推定手段が触媒のＨＣ浄化能力を
推定する。
により触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せし
め、その時に触媒下流ＮＯx濃度検出手段で検出した検
出値から触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度を推定する。こ
れから、ＨＣ浄化能力推定手段が触媒のＨＣ浄化能力を
推定する。
【００２３】（４）本出願に係る第４の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、前記第３の発明を前提として、さら
に、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有し前記触
媒の上流に設置されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する
触媒上流ＮＯx濃度検出手段を備え、前記ＨＣ浄化能力
推定手段は、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急
速に増大せしめた時における前記触媒上流ＮＯx濃度検
出手段の検出値と前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値とを比較し、その比較値に基づいて前記触媒のＨＣ
浄化能力を推定することを特徴とする。
の排気浄化装置は、前記第３の発明を前提として、さら
に、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有し前記触
媒の上流に設置されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する
触媒上流ＮＯx濃度検出手段を備え、前記ＨＣ浄化能力
推定手段は、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急
速に増大せしめた時における前記触媒上流ＮＯx濃度検
出手段の検出値と前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値とを比較し、その比較値に基づいて前記触媒のＨＣ
浄化能力を推定することを特徴とする。
【００２４】触媒のＨＣ浄化能力が同等である場合、触
媒下流のＨＣ濃度は、触媒上流のＨＣ濃度の大きさによ
って異なる。したがって、触媒のＨＣ浄化能力をより正
確に判定するためには、触媒上流のＨＣ濃度を知る必要
がある。
媒下流のＨＣ濃度は、触媒上流のＨＣ濃度の大きさによ
って異なる。したがって、触媒のＨＣ浄化能力をより正
確に判定するためには、触媒上流のＨＣ濃度を知る必要
がある。
【００２５】第４の発明においては、触媒上流の排気ガ
スのＨＣ濃度を、ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急
速に増大せしめた時における触媒上流ＮＯx濃度検出手
段の検出値から推定する。そして、ＨＣ浄化能力推定手
段は、触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度に対応する触媒上
流ＮＯx濃度検出手段の検出値と、触媒下流の排気ガス
のＨＣ濃度に対応する触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値とを比較した比較値の大きさから、触媒のＨＣ浄化
能力を推定する。
スのＨＣ濃度を、ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急
速に増大せしめた時における触媒上流ＮＯx濃度検出手
段の検出値から推定する。そして、ＨＣ浄化能力推定手
段は、触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度に対応する触媒上
流ＮＯx濃度検出手段の検出値と、触媒下流の排気ガス
のＨＣ濃度に対応する触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値とを比較した比較値の大きさから、触媒のＨＣ浄化
能力を推定する。
【００２６】前記比較値は、触媒上流ＮＯx濃度検出手
段の検出値（前者）と触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値（後者）の差であってもよいし、両者の比（商）で
あってもよい。比較値を差（前者−後者）で表した場合
には、比較値が大きいほどＨＣ浄化能力が高く、比較値
を後者と前者の比（後者／前者）で表した場合には、比
較値が小さいほどＨＣ浄化能力が高いこととなる。
段の検出値（前者）と触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検
出値（後者）の差であってもよいし、両者の比（商）で
あってもよい。比較値を差（前者−後者）で表した場合
には、比較値が大きいほどＨＣ浄化能力が高く、比較値
を後者と前者の比（後者／前者）で表した場合には、比
較値が小さいほどＨＣ浄化能力が高いこととなる。
【００２７】（５）本出願に係る第５の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、前記第３の発明を前提として、さら
に、前記ＨＣ濃度増大手段によって増大せしめられるＨ
Ｃ濃度増大量は内燃機関の運転状態に応じて予め設定さ
れていることを特徴とする。
の排気浄化装置は、前記第３の発明を前提として、さら
に、前記ＨＣ濃度増大手段によって増大せしめられるＨ
Ｃ濃度増大量は内燃機関の運転状態に応じて予め設定さ
れていることを特徴とする。
【００２８】ＨＣ濃度増大手段によって増大せしめられ
るＨＣ濃度増大量が内燃機関の運転状態に応じて予め設
定されている場合には、触媒上流にＮＯx濃度検出手段
を設けなくても触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度を推定す
ることができるし、また、ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ
濃度を急速に増大せしめた時における触媒上流ＮＯx濃
度検出手段の検出値を予め推定することもできるので、
触媒上流ＮＯx濃度検出手段を省くことができる。
るＨＣ濃度増大量が内燃機関の運転状態に応じて予め設
定されている場合には、触媒上流にＮＯx濃度検出手段
を設けなくても触媒上流の排気ガスのＨＣ濃度を推定す
ることができるし、また、ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ
濃度を急速に増大せしめた時における触媒上流ＮＯx濃
度検出手段の検出値を予め推定することもできるので、
触媒上流ＮＯx濃度検出手段を省くことができる。
【００２９】（６）本出願に係る第６の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、前記第３の発明、または第４の発
明、または第５の発明を前提として、さらに、前記ＨＣ
浄化能力推定手段によって推定した前記触媒のＨＣ浄化
能力が所定の能力以下のときに前記触媒はＨＣ劣化した
と判定するＨＣ劣化判定手段を備えることを特徴とす
る。
の排気浄化装置は、前記第３の発明、または第４の発
明、または第５の発明を前提として、さらに、前記ＨＣ
浄化能力推定手段によって推定した前記触媒のＨＣ浄化
能力が所定の能力以下のときに前記触媒はＨＣ劣化した
と判定するＨＣ劣化判定手段を備えることを特徴とす
る。
【００３０】（７）本出願に係る第７の発明の内燃機関
の排気浄化装置は、前記第３の発明、または第４の発
明、または第５の発明を前提として、さらに、前記ＨＣ
濃度増大手段によるＨＣ濃度増大が行われていない時に
おける前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検出値から前
記触媒のＮＯx浄化能力を求め、ＮＯx浄化能力が所定の
能力以下のときに前記触媒がＮＯx劣化したと判定する
ＮＯx劣化判定手段を備えることを特徴とする。
の排気浄化装置は、前記第３の発明、または第４の発
明、または第５の発明を前提として、さらに、前記ＨＣ
濃度増大手段によるＨＣ濃度増大が行われていない時に
おける前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検出値から前
記触媒のＮＯx浄化能力を求め、ＮＯx浄化能力が所定の
能力以下のときに前記触媒がＮＯx劣化したと判定する
ＮＯx劣化判定手段を備えることを特徴とする。
【００３１】本出願の前記第１から第７の発明におい
て、「ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急速に増大せ
しめた時」には、次のまたはが含まれる。 排気ガス中にＨＣを間欠的に供給する場合のＨＣ間欠
供給時 排気ガス中にＨＣを連続供給している場合であって瞬
時にＨＣ供給量を急増させた時
て、「ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急速に増大せ
しめた時」には、次のまたはが含まれる。 排気ガス中にＨＣを間欠的に供給する場合のＨＣ間欠
供給時 排気ガス中にＨＣを連続供給している場合であって瞬
時にＨＣ供給量を急増させた時
【００３２】本出願の前記第１から第７の発明におい
て、ＨＣ濃度増大手段は、排気通路にＨＣを間欠的に供
給するＨＣ供給装置で構成することができる。ＨＣ濃度
増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめるＨＣ
成分としては、ガソリンや軽油など内燃機関の燃料を採
用することができる。内燃機関の燃料をＨＣ成分とする
場合には、ＨＣ濃度増大手段は、内燃機関の膨張行程や
排気行程において内燃機関の燃焼室に燃料を副噴射する
副噴射装置で構成することができる。内燃機関として
は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン（希薄燃焼
可能なガソリンエンジン、所謂リーンバーンガソリンエ
ンジンを含む）を例示することができる。
て、ＨＣ濃度増大手段は、排気通路にＨＣを間欠的に供
給するＨＣ供給装置で構成することができる。ＨＣ濃度
増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめるＨＣ
成分としては、ガソリンや軽油など内燃機関の燃料を採
用することができる。内燃機関の燃料をＨＣ成分とする
場合には、ＨＣ濃度増大手段は、内燃機関の膨張行程や
排気行程において内燃機関の燃焼室に燃料を副噴射する
副噴射装置で構成することができる。内燃機関として
は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン（希薄燃焼
可能なガソリンエンジン、所謂リーンバーンガソリンエ
ンジンを含む）を例示することができる。
【００３３】本出願の前記第１から第７の発明におい
て、ＮＯx濃度検出手段における「酸素ポンプ」とは、
酸素をイオン化して酸素イオン伝導体を介して汲み上げ
る機能をいう。
て、ＮＯx濃度検出手段における「酸素ポンプ」とは、
酸素をイオン化して酸素イオン伝導体を介して汲み上げ
る機能をいう。
【００３４】本出願に係る前記第３から第７の発明にお
いて、触媒としては、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元
型ＮＯx触媒を例示することができる。吸蔵還元型ＮＯx
触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮ
Ｏxを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する触媒であ
る。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えばアルミナを担
体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮ
ａ、リチウムＬｉ、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と、白金Ｐｔのような貴金属と
が担持されてなる。
いて、触媒としては、吸蔵還元型ＮＯx触媒や選択還元
型ＮＯx触媒を例示することができる。吸蔵還元型ＮＯx
触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮ
Ｏxを吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下す
ると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する触媒であ
る。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えばアルミナを担
体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮ
ａ、リチウムＬｉ、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と、白金Ｐｔのような貴金属と
が担持されてなる。
【００３５】選択還元型ＮＯx触媒は、酸素過剰の雰囲
気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触
媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換
して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属
を担持した触媒、等が含まれる。
気で炭化水素の存在下でＮＯxを還元または分解する触
媒をいい、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換
して担持した触媒、ゼオライトまたはアルミナに貴金属
を担持した触媒、等が含まれる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の一実施の形態を図１から図１１の図面に基
いて説明する。尚、以下に記載する実施の形態は、本発
明に係る排気浄化装置を内燃機関としての車両用ディー
ゼルエンジンに適用した態様である。
気浄化装置の一実施の形態を図１から図１１の図面に基
いて説明する。尚、以下に記載する実施の形態は、本発
明に係る排気浄化装置を内燃機関としての車両用ディー
ゼルエンジンに適用した態様である。
【００３７】図１は内燃機関の排気浄化装置の一実施の
形態における全体構成を示す図である。エンジン１は６
気筒ディーゼルエンジンであり、１番気筒（＃１）から
６番気筒（＃６）の各気筒１１，１２，１３，１４，１
５，１６の燃焼室には吸気管２、吸気マニホールド３を
介して新気が導入される。吸気管２の途中には、エアフ
ロメータ７と、ターボチャージャ４のコンプレッサ４ａ
と、インタークーラ５と、吸気絞り弁６が設けられてい
る。吸気絞り弁６は、エンジン１の運転状態に応じてエ
ンジンコントロール用電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０
０によって制御される。
形態における全体構成を示す図である。エンジン１は６
気筒ディーゼルエンジンであり、１番気筒（＃１）から
６番気筒（＃６）の各気筒１１，１２，１３，１４，１
５，１６の燃焼室には吸気管２、吸気マニホールド３を
介して新気が導入される。吸気管２の途中には、エアフ
ロメータ７と、ターボチャージャ４のコンプレッサ４ａ
と、インタークーラ５と、吸気絞り弁６が設けられてい
る。吸気絞り弁６は、エンジン１の運転状態に応じてエ
ンジンコントロール用電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０
０によって制御される。
【００３８】また、エンジン１には、各気筒１１〜１６
に燃料を噴射する燃料噴射弁２１，２２，２３，２４，
２５，２６が設けられている。燃料噴射弁２１〜２６の
開弁時期及び開弁時間は、エンジン１の運転状態に応じ
てＥＣＵ１００により制御される。
に燃料を噴射する燃料噴射弁２１，２２，２３，２４，
２５，２６が設けられている。燃料噴射弁２１〜２６の
開弁時期及び開弁時間は、エンジン１の運転状態に応じ
てＥＣＵ１００により制御される。
【００３９】各気筒１１〜１６の燃焼室で生じた排気ガ
スは、排気マニホールド３０を介して排気管３１に排出
され、図示しないマフラーを介して大気に排出される。
排気マニホールド３０に流入した排気ガスの一部は、排
気還流管３２を介して吸気マニホールド３に再循環可能
になっている。排気還流管３２の途中には、ＥＧＲクー
ラ３３とＥＧＲ弁３４が設けられている。ＥＧＲ弁３４
は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ１００によっ
て開度制御され、排気還流量を制御する。
スは、排気マニホールド３０を介して排気管３１に排出
され、図示しないマフラーを介して大気に排出される。
排気マニホールド３０に流入した排気ガスの一部は、排
気還流管３２を介して吸気マニホールド３に再循環可能
になっている。排気還流管３２の途中には、ＥＧＲクー
ラ３３とＥＧＲ弁３４が設けられている。ＥＧＲ弁３４
は、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ１００によっ
て開度制御され、排気還流量を制御する。
【００４０】排気管３１の途中には、ターボチャージャ
４のタービン４ｂと、排気絞り弁３５と、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒３６を内蔵したケーシング３７が設けられてい
る。吸蔵還元型ＮＯx触媒３６については後で詳述す
る。
４のタービン４ｂと、排気絞り弁３５と、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒３６を内蔵したケーシング３７が設けられてい
る。吸蔵還元型ＮＯx触媒３６については後で詳述す
る。
【００４１】排気ガスはタービン４ｂを駆動し、タービ
ン４ｂに連結されたコンプレッサ４ａを駆動して、吸気
を過給する。排気絞り弁３５は、エンジン１の運転状態
に応じてエンジンコントロール用電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）１００によって制御される。
ン４ｂに連結されたコンプレッサ４ａを駆動して、吸気
を過給する。排気絞り弁３５は、エンジン１の運転状態
に応じてエンジンコントロール用電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）１００によって制御される。
【００４２】排気管３１において排気絞り弁３５とケー
シング３７の間には、このエンジン１の燃料である軽油
を排気管３１内に供給するＨＣ供給装置（ＨＣ濃度増大
手段）４０が設置されている。ＨＣ供給装置４０は、図
示しない燃料タンクの軽油を昇圧して圧送する供給ポン
プ４１と、供給ポンプ４１で昇圧された軽油を排気管３
１内に導入する導入管４２と、導入管４２の途中に設け
られた制御弁４３を備えている。
シング３７の間には、このエンジン１の燃料である軽油
を排気管３１内に供給するＨＣ供給装置（ＨＣ濃度増大
手段）４０が設置されている。ＨＣ供給装置４０は、図
示しない燃料タンクの軽油を昇圧して圧送する供給ポン
プ４１と、供給ポンプ４１で昇圧された軽油を排気管３
１内に導入する導入管４２と、導入管４２の途中に設け
られた制御弁４３を備えている。
【００４３】排気管３１においてＨＣ供給装置４０より
も下流であってケーシング３７よりも上流には、ケーシ
ング３７に流入する排気ガス（以下、入ガスという）の
温度に対応した出力信号をＥＣＵ１００に出力する入ガ
ス温センサ５１と、入ガスのＮＯx濃度に対応した出力
信号をＥＣＵ１００に出力する入ガスＮＯxセンサ（触
媒上流ＮＯx濃度検出手段）５２が取り付けられてい
る。
も下流であってケーシング３７よりも上流には、ケーシ
ング３７に流入する排気ガス（以下、入ガスという）の
温度に対応した出力信号をＥＣＵ１００に出力する入ガ
ス温センサ５１と、入ガスのＮＯx濃度に対応した出力
信号をＥＣＵ１００に出力する入ガスＮＯxセンサ（触
媒上流ＮＯx濃度検出手段）５２が取り付けられてい
る。
【００４４】また、排気管３１においてケーシング３７
よりも下流には、ケーシング３７から流出する排気ガス
（以下、出ガスという）の温度に対応した出力信号をＥ
ＣＵ１００に出力する出ガス温センサ５３と、出ガスの
ＮＯx濃度に対応した出力信号をＥＣＵ１００に出力す
る出ガスＮＯxセンサ（触媒下流ＮＯx濃度検出手段）５
４が取り付けられている。
よりも下流には、ケーシング３７から流出する排気ガス
（以下、出ガスという）の温度に対応した出力信号をＥ
ＣＵ１００に出力する出ガス温センサ５３と、出ガスの
ＮＯx濃度に対応した出力信号をＥＣＵ１００に出力す
る出ガスＮＯxセンサ（触媒下流ＮＯx濃度検出手段）５
４が取り付けられている。
【００４５】入ガス温センサ５１と出ガス温センサ５３
の出力信号に基づいて、ＥＣＵ１００は吸蔵還元型ＮＯ
x触媒３６の触媒温度を演算する。入ガスＮＯxセンサ５
２と出ガスＮＯxセンサ５４については後で詳述する。
の出力信号に基づいて、ＥＣＵ１００は吸蔵還元型ＮＯ
x触媒３６の触媒温度を演算する。入ガスＮＯxセンサ５
２と出ガスＮＯxセンサ５４については後で詳述する。
【００４６】ＥＣＵ１００はデジタルコンピュータから
なり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リ
ードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力
ポート、出力ポートを具備し、エンジン１の燃料噴射量
制御等の基本制御を行うほか、この実施の形態では、Ｈ
Ｃ供給装置４０のＨＣ供給制御等を行っている。
なり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リ
ードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力
ポート、出力ポートを具備し、エンジン１の燃料噴射量
制御等の基本制御を行うほか、この実施の形態では、Ｈ
Ｃ供給装置４０のＨＣ供給制御等を行っている。
【００４７】これら制御のために、ＥＣＵ１００の入力
ポートには、アクセル開度センサ６１からの入力信号
と、クランク角センサ６２からの入力信号が入力され
る。アクセル開度センサ６１はアクセル開度に比例した
出力電圧をＥＣＵ１００に出力し、ＥＣＵ１００はアク
セル開度センサ６１の出力信号に基づいてエンジン負荷
を演算する。クランク角センサ６２はクランクシャフト
が一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ１００に出
力し、ＥＣＵ１００はこの出力パルスに基づいてエンジ
ン回転数を演算する。これらエンジン負荷とエンジン回
転数によってエンジン運転状態が判別される。
ポートには、アクセル開度センサ６１からの入力信号
と、クランク角センサ６２からの入力信号が入力され
る。アクセル開度センサ６１はアクセル開度に比例した
出力電圧をＥＣＵ１００に出力し、ＥＣＵ１００はアク
セル開度センサ６１の出力信号に基づいてエンジン負荷
を演算する。クランク角センサ６２はクランクシャフト
が一定角度回転する毎に出力パルスをＥＣＵ１００に出
力し、ＥＣＵ１００はこの出力パルスに基づいてエンジ
ン回転数を演算する。これらエンジン負荷とエンジン回
転数によってエンジン運転状態が判別される。
【００４８】次に、ケーシング３７に内蔵された吸蔵還
元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒ということもあ
る）３６について説明する。吸蔵還元型ＮＯx触媒３６
は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体
上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬ
ｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢ
ａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬ
ａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なく
とも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてな
る。
元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒ということもあ
る）３６について説明する。吸蔵還元型ＮＯx触媒３６
は、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体
上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬ
ｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢ
ａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬ
ａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なく
とも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてな
る。
【００４９】このＮＯx触媒３６は、流入排気ガスの空
燃比（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮＯ
xを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作用を行う。尚、
排気空燃比とは、ここではＮＯx触媒３６の上流側の排
気通路やエンジン燃焼室、吸気通路等にそれぞれ供給さ
れた空気量の合計と燃料（炭化水素）の合計の比を意味
するものとする。したがって、ＮＯx触媒３６よりも上
流の排気通路内に燃料、還元剤あるいは空気が供給され
ない場合には、排気空燃比はエンジン燃焼室内に供給さ
れる混合気の空燃比に一致する。
燃比（以下、排気空燃比と称す）がリーンのときはＮＯ
xを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作用を行う。尚、
排気空燃比とは、ここではＮＯx触媒３６の上流側の排
気通路やエンジン燃焼室、吸気通路等にそれぞれ供給さ
れた空気量の合計と燃料（炭化水素）の合計の比を意味
するものとする。したがって、ＮＯx触媒３６よりも上
流の排気通路内に燃料、還元剤あるいは空気が供給され
ない場合には、排気空燃比はエンジン燃焼室内に供給さ
れる混合気の空燃比に一致する。
【００５０】ＮＯx触媒３６の吸放出作用は、図２に示
すようなメカニズムで行われているものと考えられる。
以下、このメカニズムについて担体上に白金Ｐｔおよび
バリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明する
が、他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ土類，希土類
を用いても同様なメカニズムとなる。
すようなメカニズムで行われているものと考えられる。
以下、このメカニズムについて担体上に白金Ｐｔおよび
バリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明する
が、他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ土類，希土類
を用いても同様なメカニズムとなる。
【００５１】まず、流入排気ガスの空燃比がかなりリー
ンになると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、
図２（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の
形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに
含まれるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反
応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
ンになると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、
図２（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の
形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに
含まれるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反
応し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
【００５２】次いで、生成されたＮＯ2は、白金Ｐｔ上
で酸化されつつＮＯx触媒３６内に吸収されて酸化バリ
ウムＢａＯと結合しながら、図２（Ａ）に示されるよう
に硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx触媒３６内に拡散す
る。このようにしてＮＯxがＮＯx触媒３６内に吸収され
る。
で酸化されつつＮＯx触媒３６内に吸収されて酸化バリ
ウムＢａＯと結合しながら、図２（Ａ）に示されるよう
に硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx触媒３６内に拡散す
る。このようにしてＮＯxがＮＯx触媒３６内に吸収され
る。
【００５３】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒３６のＮＯx
吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒３６内に
吸収されて硝酸イオンＮＯ3 -が生成される。
Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒３６のＮＯx
吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒３６内に
吸収されて硝酸イオンＮＯ3 -が生成される。
【００５４】これに対して、排気空燃比が理論空燃比ま
たはリッチ空燃比になると流入排気ガス中の酸素濃度が
低下するため、ＮＯ2の生成量が低下し、反応が逆方向
（ＮＯ3 -→ＮＯ2）に進み、ＮＯx触媒３６内の硝酸イオ
ンＮＯ3 -がＮＯ2またはＮＯの形でＮＯx触媒３６から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯx触媒３６からＮＯxが放出されることになる。
たはリッチ空燃比になると流入排気ガス中の酸素濃度が
低下するため、ＮＯ2の生成量が低下し、反応が逆方向
（ＮＯ3 -→ＮＯ2）に進み、ＮＯx触媒３６内の硝酸イオ
ンＮＯ3 -がＮＯ2またはＮＯの形でＮＯx触媒３６から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯx触媒３６からＮＯxが放出されることになる。
【００５５】一方、このとき、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ
は、白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-と反応して酸化せし
められる。また、流入排気ガス中の酸素濃度の低下によ
りＮＯx触媒３６から放出されたＮＯ2またはＮＯは、図
２（Ｂ）に示されるように未燃ＨＣ、ＣＯと反応して還
元せしめられてＮ2となる。
は、白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-と反応して酸化せし
められる。また、流入排気ガス中の酸素濃度の低下によ
りＮＯx触媒３６から放出されたＮＯ2またはＮＯは、図
２（Ｂ）に示されるように未燃ＨＣ、ＣＯと反応して還
元せしめられてＮ2となる。
【００５６】即ち、流入排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよび
エンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられ
る。
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよび
エンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられ
る。
【００５７】このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2
またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒３６から次
から次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還
元せしめられる。したがって、排気空燃比を理論空燃比
またはリッチ空燃比にすると短時間のうちにＮＯx触媒
３６からＮＯxが放出され、Ｎ2に還元される。
またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒３６から次
から次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還
元せしめられる。したがって、排気空燃比を理論空燃比
またはリッチ空燃比にすると短時間のうちにＮＯx触媒
３６からＮＯxが放出され、Ｎ2に還元される。
【００５８】このように、排気空燃比がリーンになると
ＮＯxがＮＯx触媒３６に吸収され、排気空燃比を理論空
燃比あるいはリッチ空燃比にするとＮＯxがＮＯx触媒３
６から短時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。し
たがって、大気中へのＮＯxの排出を阻止することがで
きる。
ＮＯxがＮＯx触媒３６に吸収され、排気空燃比を理論空
燃比あるいはリッチ空燃比にするとＮＯxがＮＯx触媒３
６から短時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。し
たがって、大気中へのＮＯxの排出を阻止することがで
きる。
【００５９】ところで、ディーゼルエンジンの場合は、
ストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１３〜１４）よりもは
るかにリーン域で燃焼が行われるので、通常の機関運転
状態ではＮＯx触媒３６に流入する排気ガスの空燃比は
非常にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒３
６に吸収され、ＮＯx触媒３６から放出されるＮＯx量は
極めて少ない。
ストイキ（理論空燃比、Ａ／Ｆ＝１３〜１４）よりもは
るかにリーン域で燃焼が行われるので、通常の機関運転
状態ではＮＯx触媒３６に流入する排気ガスの空燃比は
非常にリーンであり、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒３
６に吸収され、ＮＯx触媒３６から放出されるＮＯx量は
極めて少ない。
【００６０】また、ガソリンエンジンの場合には、燃焼
室に供給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にす
ることにより排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッ
チ空燃比にし、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、Ｎ
Ｏx触媒３６に吸収されているＮＯxを放出させることが
できるが、ディーゼルエンジンの場合には、燃焼室に供
給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にすると燃
焼の際に煤が発生するなどの問題があり採用することは
できない。
室に供給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にす
ることにより排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリッ
チ空燃比にし、排気ガス中の酸素濃度を低下させて、Ｎ
Ｏx触媒３６に吸収されているＮＯxを放出させることが
できるが、ディーゼルエンジンの場合には、燃焼室に供
給する混合気をストイキまたはリッチ空燃比にすると燃
焼の際に煤が発生するなどの問題があり採用することは
できない。
【００６１】したがって、ディーゼルエンジンでは、Ｎ
Ｏx触媒３６のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイ
ミングで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の
酸素濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮ
Ｏxを放出し還元する必要がある。尚、前記還元剤とし
ては、一般に、ディーゼルエンジンの燃料である軽油を
使用する場合が多い。
Ｏx触媒３６のＮＯx吸収能力が飽和する前に所定のタイ
ミングで、排気ガス中に還元剤を供給して排気ガス中の
酸素濃度を低下せしめ、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮ
Ｏxを放出し還元する必要がある。尚、前記還元剤とし
ては、一般に、ディーゼルエンジンの燃料である軽油を
使用する場合が多い。
【００６２】そのため、この実施の形態では、ＥＣＵ１
００によりエンジン１の運転状態の履歴からＮＯx触媒
３６に吸収されたＮＯx量を推定し、その推定ＮＯx量が
予め設定した所定値に達したときに、所定時間だけ制御
弁４３を開弁して所定量の燃料を排気管３１内に供給
し、ＮＯx触媒３６に流入する排気ガス中の酸素濃度を
低下させ、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯxを放出さ
せ、Ｎ2に還元するようにしている。つまり、この実施
の形態では、ＨＣ供給装置４０によって排気管３１に炭
化水素（軽油）を間欠的に供給する。尚、供給ポンプ４
１は基本的には常時運転される。
００によりエンジン１の運転状態の履歴からＮＯx触媒
３６に吸収されたＮＯx量を推定し、その推定ＮＯx量が
予め設定した所定値に達したときに、所定時間だけ制御
弁４３を開弁して所定量の燃料を排気管３１内に供給
し、ＮＯx触媒３６に流入する排気ガス中の酸素濃度を
低下させ、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯxを放出さ
せ、Ｎ2に還元するようにしている。つまり、この実施
の形態では、ＨＣ供給装置４０によって排気管３１に炭
化水素（軽油）を間欠的に供給する。尚、供給ポンプ４
１は基本的には常時運転される。
【００６３】したがって、この実施の形態では、制御弁
４３が閉弁していて排気管３１に燃料が供給されていな
いときには、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒３６に吸収
され、制御弁４３が開弁して排気管３１に燃料が供給さ
れているときには、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯxが
放出され、Ｎ2に還元されることになる。
４３が閉弁していて排気管３１に燃料が供給されていな
いときには、排気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒３６に吸収
され、制御弁４３が開弁して排気管３１に燃料が供給さ
れているときには、ＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯxが
放出され、Ｎ2に還元されることになる。
【００６４】次に、入ガスＮＯxセンサ５２及び出ガス
ＮＯxセンサ５４について説明する。入ガスＮＯxセンサ
５２及び出ガスＮＯxセンサ５４に用いられるＮＯxセン
サは酸素ポンプ（Ｏ2ポンプ）を応用したものであり、
ＳＡＥ（Society of Aoutomotive Engineers）９８０１
７０号等にも開示されているように既に公知である。こ
のＮＯxセンサのＮＯx濃度測定原理について図３を参照
して説明する。
ＮＯxセンサ５４について説明する。入ガスＮＯxセンサ
５２及び出ガスＮＯxセンサ５４に用いられるＮＯxセン
サは酸素ポンプ（Ｏ2ポンプ）を応用したものであり、
ＳＡＥ（Society of Aoutomotive Engineers）９８０１
７０号等にも開示されているように既に公知である。こ
のＮＯxセンサのＮＯx濃度測定原理について図３を参照
して説明する。
【００６５】まず、ＮＯxセンサの基本構造について説
明すると、ＮＯxセンサは、ジルコニア等の酸素イオン
伝導体からなる一対の隔壁２０１，２０２に挟まれて形
成されるガス通路２０３を有している。このガス通路２
０３において図３の紙面と平行をなす両側面は絶縁材か
らなる図示しない側壁によって閉塞されており、ガスは
ガス通路２０３を図３において左側から右側に向かって
流れるようになっている。尚、隔壁２０１，２０２は互
いに電気的に絶縁されている。
明すると、ＮＯxセンサは、ジルコニア等の酸素イオン
伝導体からなる一対の隔壁２０１，２０２に挟まれて形
成されるガス通路２０３を有している。このガス通路２
０３において図３の紙面と平行をなす両側面は絶縁材か
らなる図示しない側壁によって閉塞されており、ガスは
ガス通路２０３を図３において左側から右側に向かって
流れるようになっている。尚、隔壁２０１，２０２は互
いに電気的に絶縁されている。
【００６６】ガス通路２０３の両端部と中央部には多孔
質素材からなる絞り部材２０４，２０５，２０６が設け
られており、これら絞り部材２０４，２０５，２０６の
間に第１反応室２１１と第２反応室２１２が形成されて
いる。絞り部材２０４，２０５，２０６は、ガス通路２
０３を流通するガス流量を、ＮＯx濃度の測定に適する
流量に制限する絞りとして機能する。
質素材からなる絞り部材２０４，２０５，２０６が設け
られており、これら絞り部材２０４，２０５，２０６の
間に第１反応室２１１と第２反応室２１２が形成されて
いる。絞り部材２０４，２０５，２０６は、ガス通路２
０３を流通するガス流量を、ＮＯx濃度の測定に適する
流量に制限する絞りとして機能する。
【００６７】このＮＯxセンサを、絞り部材２０４が設
けられた側をガス流の上流側に位置せしめてガス流内に
配置したとき、ガスは絞り部材２０４、第１反応室２１
１、絞り部材２０５、第２反応室２１２、絞り部材２０
６の順に通過して下流へと流れる。
けられた側をガス流の上流側に位置せしめてガス流内に
配置したとき、ガスは絞り部材２０４、第１反応室２１
１、絞り部材２０５、第２反応室２１２、絞り部材２０
６の順に通過して下流へと流れる。
【００６８】隔壁２０１において第１反応室２１１に対
応する部位には、第１反応室２１１側を陰極、隔壁２０
１の外面側を陽極として所定の大きさの電圧を印加する
第１閉回路２２０が設けられている。
応する部位には、第１反応室２１１側を陰極、隔壁２０
１の外面側を陽極として所定の大きさの電圧を印加する
第１閉回路２２０が設けられている。
【００６９】また、隔壁２０２において第２反応室２１
２に対応する部位には、第２反応室２１２側を陰極、隔
壁２０２の外面側を陽極として所定の大きさの電圧を印
加する第２閉回路２３０が設けられている。
２に対応する部位には、第２反応室２１２側を陰極、隔
壁２０２の外面側を陽極として所定の大きさの電圧を印
加する第２閉回路２３０が設けられている。
【００７０】次に、このＮＯxセンサのＮＯx濃度測定原
理を説明する。このＮＯxセンサではＮＯx濃度を直接的
に測定するわけではなく、ＮＯxをＮ2とＯ2に分解し、
ＮＯxを分解して得たＯ2の濃度を測定し、これから化学
量論的にＮＯx濃度を求めるのであるが、この原理によ
り排気ガスのＮＯx濃度を測定する場合、排気ガス中に
はもともと酸素が存在するため、排気ガス中のＮＯxを
Ｎ2とＯ2に分解する前に排気ガス中の酸素を取り除いて
おかないと、ＮＯx濃度を求めることができない。
理を説明する。このＮＯxセンサではＮＯx濃度を直接的
に測定するわけではなく、ＮＯxをＮ2とＯ2に分解し、
ＮＯxを分解して得たＯ2の濃度を測定し、これから化学
量論的にＮＯx濃度を求めるのであるが、この原理によ
り排気ガスのＮＯx濃度を測定する場合、排気ガス中に
はもともと酸素が存在するため、排気ガス中のＮＯxを
Ｎ2とＯ2に分解する前に排気ガス中の酸素を取り除いて
おかないと、ＮＯx濃度を求めることができない。
【００７１】そのために、このＮＯxセンサでは、初め
に第１反応室２１１において排気ガス中の酸素を除去
し、次に第２反応室２１２において排気ガス中のＮＯx
をＮ2とＯ2に分解しＮＯx濃度を測定する。
に第１反応室２１１において排気ガス中の酸素を除去
し、次に第２反応室２１２において排気ガス中のＮＯx
をＮ2とＯ2に分解しＮＯx濃度を測定する。
【００７２】即ち、第１閉回路２２０によって隔壁２０
１には電圧が印加されているので、第１反応室２１１内
の排気ガス中の酸素のみが選択的にイオン化されて酸素
イオンとなる。尚、この段階ではＮＯxがＮ2とＯ2に分
解されることはない。そして、隔壁２０１が酸素イオン
伝導体で構成されていることから、この酸素イオンが隔
壁２０１を第１閉回路２２０の陰極側から陽極側へ流
れ、その結果、第１閉回路２２０に電流が流れる。この
ように、空間内の酸素をイオン化して酸素イオン伝導体
を介して取り出す一連の機能を一般に「酸素ポンプ」と
称している。
１には電圧が印加されているので、第１反応室２１１内
の排気ガス中の酸素のみが選択的にイオン化されて酸素
イオンとなる。尚、この段階ではＮＯxがＮ2とＯ2に分
解されることはない。そして、隔壁２０１が酸素イオン
伝導体で構成されていることから、この酸素イオンが隔
壁２０１を第１閉回路２２０の陰極側から陽極側へ流
れ、その結果、第１閉回路２２０に電流が流れる。この
ように、空間内の酸素をイオン化して酸素イオン伝導体
を介して取り出す一連の機能を一般に「酸素ポンプ」と
称している。
【００７３】ここで、絞り部材２０４による流量絞り性
能を所定に設定し、第１閉回路２２０に印加する電圧の
大きさを所定に設定すれば、酸素ポンプによって第１反
応室２１１内の酸素を外部に汲み出す速度を、絞り部材
２０４を通り第１反応室２１１内に新たに流入してくる
酸素の流入速度よりも大きくすることが可能であり、そ
のように設定すれば第１反応室２１１内の酸素を殆どな
くすことができ、したがって、第１反応室２１１内の排
気ガスの酸素濃度をほぼ零にすることができる。
能を所定に設定し、第１閉回路２２０に印加する電圧の
大きさを所定に設定すれば、酸素ポンプによって第１反
応室２１１内の酸素を外部に汲み出す速度を、絞り部材
２０４を通り第１反応室２１１内に新たに流入してくる
酸素の流入速度よりも大きくすることが可能であり、そ
のように設定すれば第１反応室２１１内の酸素を殆どな
くすことができ、したがって、第１反応室２１１内の排
気ガスの酸素濃度をほぼ零にすることができる。
【００７４】そして、第１反応室２１１において酸素濃
度を零にされた排気ガスは、絞り部材２０５を通って第
２反応室２１２内に流入する。第２反応室２１２にはＮ
Ｏxの還元を促進させるための触媒（図示せず）が設け
られており、この触媒作用によって第２反応室２１２内
の排気ガス中のＮＯxはＮ2とＯ2に分解せしめられる。
度を零にされた排気ガスは、絞り部材２０５を通って第
２反応室２１２内に流入する。第２反応室２１２にはＮ
Ｏxの還元を促進させるための触媒（図示せず）が設け
られており、この触媒作用によって第２反応室２１２内
の排気ガス中のＮＯxはＮ2とＯ2に分解せしめられる。
【００７５】ここで、第２閉回路２３０によって隔壁２
０２には電圧が印加されているので、ＮＯxの分解によ
って生じた酸素はイオン化して酸素イオンとなり、この
酸素イオンが酸素イオン伝導体で構成されている隔壁２
０２を第２閉回路２３０の陰極側から陽極側へ流れ、そ
の結果、第２閉回路２３０に電流が流れる。この第２閉
回路２３０に流れる電流を電流計２３１で測定し、この
電流値から酸素濃度を求め、さらにこの酸素濃度に基づ
いて化学量論的にＮＯx濃度を求める。
０２には電圧が印加されているので、ＮＯxの分解によ
って生じた酸素はイオン化して酸素イオンとなり、この
酸素イオンが酸素イオン伝導体で構成されている隔壁２
０２を第２閉回路２３０の陰極側から陽極側へ流れ、そ
の結果、第２閉回路２３０に電流が流れる。この第２閉
回路２３０に流れる電流を電流計２３１で測定し、この
電流値から酸素濃度を求め、さらにこの酸素濃度に基づ
いて化学量論的にＮＯx濃度を求める。
【００７６】以上がＮＯxセンサの基本原理であるが、
本出願人は、このＮＯxセンサをある条件下で使用した
ときに該ＮＯxセンサの出力が特異な挙動を示すことに
着目した。まず、入ガスＮＯxセンサ５２のように、吸
蔵還元型ＮＯx触媒の上流に設置されてＮＯx触媒に流入
する排気ガスのＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサの場合
を、図４を参照して説明する。
本出願人は、このＮＯxセンサをある条件下で使用した
ときに該ＮＯxセンサの出力が特異な挙動を示すことに
着目した。まず、入ガスＮＯxセンサ５２のように、吸
蔵還元型ＮＯx触媒の上流に設置されてＮＯx触媒に流入
する排気ガスのＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサの場合
を、図４を参照して説明する。
【００７７】説明を簡単にするために、今、ＮＯx濃度
およびＨＣ濃度が共に一定の定常な排気ガスの流れの中
にＮＯxセンサを設置しているものとする。このときの
ＮＯxセンサの出力は当然のことながらほぼ一定値ｎ1
（この例では約１００ｐｐｍ）となる。
およびＨＣ濃度が共に一定の定常な排気ガスの流れの中
にＮＯxセンサを設置しているものとする。このときの
ＮＯxセンサの出力は当然のことながらほぼ一定値ｎ1
（この例では約１００ｐｐｍ）となる。
【００７８】次に、このＮＯx濃度一定の排気ガスのＨ
Ｃ濃度だけを一時的に（間欠的に）急速に増大させる
と、排気ガスのＮＯx濃度は一定であるにも拘わらず、
ＮＯxセンサの出力（即ち、ＮＯx濃度検出値）はＨＣ濃
度に応じた干渉影響を受け、図４に示すように、一度低
下した後、再びＨＣ濃度増大前の定常値（ｎ1）に戻る
という挙動を示す。
Ｃ濃度だけを一時的に（間欠的に）急速に増大させる
と、排気ガスのＮＯx濃度は一定であるにも拘わらず、
ＮＯxセンサの出力（即ち、ＮＯx濃度検出値）はＨＣ濃
度に応じた干渉影響を受け、図４に示すように、一度低
下した後、再びＨＣ濃度増大前の定常値（ｎ1）に戻る
という挙動を示す。
【００７９】ＮＯxセンサの出力がこのような挙動を示
す理由は次のように推察される。排気ガスのＨＣ濃度を
急激に増大させると、ＮＯxセンサの第１反応室２１１
において増大したＨＣとＮＯxの一部が反応し、ＮＯxが
還元されてＮ2となり、その結果、第１反応室２１１内
の排気ガスのＮＯx濃度が低下する。このＮＯx濃度を低
下せしめられた排気ガスが第２反応室２１２に流入する
こととなるので、排気ガスのＨＣ濃度を増大させたとき
にはＮＯxセンサの出力が一瞬低下すると推察される。
す理由は次のように推察される。排気ガスのＨＣ濃度を
急激に増大させると、ＮＯxセンサの第１反応室２１１
において増大したＨＣとＮＯxの一部が反応し、ＮＯxが
還元されてＮ2となり、その結果、第１反応室２１１内
の排気ガスのＮＯx濃度が低下する。このＮＯx濃度を低
下せしめられた排気ガスが第２反応室２１２に流入する
こととなるので、排気ガスのＨＣ濃度を増大させたとき
にはＮＯxセンサの出力が一瞬低下すると推察される。
【００８０】そして、本出願人はこの現象に再現性があ
ることを実験により確認している。図５はこの実験結果
の一例を示しており、この場合の実験条件としては、Ｎ
Ｏx濃度及びＨＣ濃度が一定の定常な排気ガスが流れる
排気管内にＮＯxセンサを配置し、このＮＯxセンサより
も上流の排気管内にＨＣを瞬時に供給することによって
排気ガスのＨＣ濃度を急速増大せしめた。この実験結果
から、ＨＣ濃度増大量（ＨＣ供給量）が大きいほどＮＯ
xセンサの出力低下が大きくなり、また、ＨＣ濃度増大
量（ＨＣ供給量）を同一にした場合には、排気ガスのＮ
Ｏx濃度が大きいほどＮＯxセンサの出力低下が大きくな
ることがわかる。
ることを実験により確認している。図５はこの実験結果
の一例を示しており、この場合の実験条件としては、Ｎ
Ｏx濃度及びＨＣ濃度が一定の定常な排気ガスが流れる
排気管内にＮＯxセンサを配置し、このＮＯxセンサより
も上流の排気管内にＨＣを瞬時に供給することによって
排気ガスのＨＣ濃度を急速増大せしめた。この実験結果
から、ＨＣ濃度増大量（ＨＣ供給量）が大きいほどＮＯ
xセンサの出力低下が大きくなり、また、ＨＣ濃度増大
量（ＨＣ供給量）を同一にした場合には、排気ガスのＮ
Ｏx濃度が大きいほどＮＯxセンサの出力低下が大きくな
ることがわかる。
【００８１】したがって、このＮＯxセンサによって、
ＨＣ供給前の排気ガスのＮＯx濃度と、ＨＣ供給後のＮ
Ｏxセンサ出力の低下量（以下、これを「落ち込み量」
という）を検出することにより、ＨＣ供給量を求めるこ
とができる。そこで、この実施の形態では、ＨＣ供給装
置４０から排気管３１に実際に供給されたＨＣの供給量
を入ガスＮＯxセンサ５２の出力に基づいて推定演算す
ることができるように、予め実験により、排気ガスのＮ
Ｏx濃度と、ＨＣ供給量と、ＨＣ供給後のＮＯxセンサ出
力の落ち込み量との関係（即ち、図５に相当する関係）
を求め、これをＨＣ供給量マップとしてＥＣＵ１００の
ＲＯＭに記憶させておく。
ＨＣ供給前の排気ガスのＮＯx濃度と、ＨＣ供給後のＮ
Ｏxセンサ出力の低下量（以下、これを「落ち込み量」
という）を検出することにより、ＨＣ供給量を求めるこ
とができる。そこで、この実施の形態では、ＨＣ供給装
置４０から排気管３１に実際に供給されたＨＣの供給量
を入ガスＮＯxセンサ５２の出力に基づいて推定演算す
ることができるように、予め実験により、排気ガスのＮ
Ｏx濃度と、ＨＣ供給量と、ＨＣ供給後のＮＯxセンサ出
力の落ち込み量との関係（即ち、図５に相当する関係）
を求め、これをＨＣ供給量マップとしてＥＣＵ１００の
ＲＯＭに記憶させておく。
【００８２】次に、出ガスＮＯxセンサ５４のように、
吸蔵還元型ＮＯx触媒の下流に設置されて、ＮＯx触媒に
よってＮＯxを浄化された排気ガスのＮＯx濃度を検出す
るＮＯxセンサの場合を、図６を参照して説明する。
吸蔵還元型ＮＯx触媒の下流に設置されて、ＮＯx触媒に
よってＮＯxを浄化された排気ガスのＮＯx濃度を検出す
るＮＯxセンサの場合を、図６を参照して説明する。
【００８３】説明を簡単にするために、ＮＯx触媒には
ＮＯx濃度およびＨＣ濃度が共に一定の定常な排気ガス
が流入するものとする。この場合には、ＮＯx触媒のＮ
Ｏx浄化率が変わらなければＮＯx触媒によりＮＯxを浄
化された排気ガスのＮＯx濃度はほぼ一定になるはずで
あるから、ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサの出力は当然の
ことながらほぼ一定値ｎ2（この例では約１００ｐｐ
ｍ）となる。
ＮＯx濃度およびＨＣ濃度が共に一定の定常な排気ガス
が流入するものとする。この場合には、ＮＯx触媒のＮ
Ｏx浄化率が変わらなければＮＯx触媒によりＮＯxを浄
化された排気ガスのＮＯx濃度はほぼ一定になるはずで
あるから、ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサの出力は当然の
ことながらほぼ一定値ｎ2（この例では約１００ｐｐ
ｍ）となる。
【００８４】ここで、ＮＯx触媒に流入するＮＯx濃度一
定の排気ガスのＨＣ濃度だけを一時的に（間欠的に）急
速に増大させると、ＮＯxセンサの出力（即ち、ＮＯx濃
度検出値）が図６に示すように、一度低下した後、今度
は一転してＨＣ濃度増大前よりも大きくなり、その後再
び、ＨＣ濃度増大前の定常値（ｎ2）に戻るという挙動
を示す。
定の排気ガスのＨＣ濃度だけを一時的に（間欠的に）急
速に増大させると、ＮＯxセンサの出力（即ち、ＮＯx濃
度検出値）が図６に示すように、一度低下した後、今度
は一転してＨＣ濃度増大前よりも大きくなり、その後再
び、ＨＣ濃度増大前の定常値（ｎ2）に戻るという挙動
を示す。
【００８５】ＮＯxセンサの出力がこのような挙動を示
す理由は次のように推察される。まず、ＮＯxセンサの
出力が一瞬低下する理由について推察する。ＨＣ濃度の
高い排気ガスがＮＯx触媒に流入すると、排気ガス中の
一部のＨＣはＮＯx触媒に付着している酸素と反応して
酸化し、また、他の一部のＨＣはＮＯx触媒から放出さ
れたＮＯxを還元するための還元剤として消費される。
そして、ＮＯx触媒において酸素やＮＯxと反応し得なか
った残りのＨＣはＮＯx触媒を素通りしＮＯx触媒の下流
へと流れることとなる。ここで、ＮＯx濃度を急激に増
大させた排気ガスをＮＯx触媒に供給した場合には、Ｎ
Ｏx触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度も急激に高くなるの
で、この排気ガスがＮＯx触媒下流のＮＯxセンサに流入
すると、前述したＮＯx触媒上流に設置したＮＯxセンサ
の場合と同様にＨＣ濃度に応じた干渉影響を受け、ＮＯ
x触媒下流のＮＯxセンサの出力が一瞬低下すると推察さ
れる。
す理由は次のように推察される。まず、ＮＯxセンサの
出力が一瞬低下する理由について推察する。ＨＣ濃度の
高い排気ガスがＮＯx触媒に流入すると、排気ガス中の
一部のＨＣはＮＯx触媒に付着している酸素と反応して
酸化し、また、他の一部のＨＣはＮＯx触媒から放出さ
れたＮＯxを還元するための還元剤として消費される。
そして、ＮＯx触媒において酸素やＮＯxと反応し得なか
った残りのＨＣはＮＯx触媒を素通りしＮＯx触媒の下流
へと流れることとなる。ここで、ＮＯx濃度を急激に増
大させた排気ガスをＮＯx触媒に供給した場合には、Ｎ
Ｏx触媒下流の排気ガスのＨＣ濃度も急激に高くなるの
で、この排気ガスがＮＯx触媒下流のＮＯxセンサに流入
すると、前述したＮＯx触媒上流に設置したＮＯxセンサ
の場合と同様にＨＣ濃度に応じた干渉影響を受け、ＮＯ
x触媒下流のＮＯxセンサの出力が一瞬低下すると推察さ
れる。
【００８６】ところで、ＮＯx触媒のＨＣ浄化能力（酸
化作用）が低下すると（即ち、ＨＣ劣化が進行すると）
ＮＯx触媒を通過するＨＣ量が増えるので、ＮＯx触媒に
流入する排気ガスのＨＣ濃度を急激に増大させたときに
おけるＮＯx触媒下流のＨＣ濃度の増大は、ＨＣ劣化後
の方がＨＣ劣化前よりも大きくなる。したがって、ＮＯ
x触媒上流のＨＣ濃度の増大条件が同じ場合であって
も、ＮＯx触媒のＨＣ劣化後の方がＨＣ劣化前よりも、
ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサ出力の低下量（落ち込み
量）は大きくなる。
化作用）が低下すると（即ち、ＨＣ劣化が進行すると）
ＮＯx触媒を通過するＨＣ量が増えるので、ＮＯx触媒に
流入する排気ガスのＨＣ濃度を急激に増大させたときに
おけるＮＯx触媒下流のＨＣ濃度の増大は、ＨＣ劣化後
の方がＨＣ劣化前よりも大きくなる。したがって、ＮＯ
x触媒上流のＨＣ濃度の増大条件が同じ場合であって
も、ＮＯx触媒のＨＣ劣化後の方がＨＣ劣化前よりも、
ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサ出力の低下量（落ち込み
量）は大きくなる。
【００８７】このことから、ＮＯx触媒上流の排気ガス
のＨＣ濃度を急激に増大したときにおけるＮＯx触媒下
流のＮＯxセンサの出力低下の状態から、ＮＯx触媒のＨ
Ｃ浄化能力に対する劣化（即ち、ＨＣ劣化）の程度を判
定することができる。
のＨＣ濃度を急激に増大したときにおけるＮＯx触媒下
流のＮＯxセンサの出力低下の状態から、ＮＯx触媒のＨ
Ｃ浄化能力に対する劣化（即ち、ＨＣ劣化）の程度を判
定することができる。
【００８８】そこで、この実施の形態では、ＮＯx触媒
上流の排気ガスのＨＣ濃度を急激に増大したときにおけ
るＮＯx触媒上流のＮＯxセンサ出力の落ち込み量とＮＯ
x触媒下流のＮＯxセンサ出力の落ち込み量を演算し、こ
れら落ち込み量の比較値を求め、この比較値に基づいて
ＮＯx触媒がＨＣ劣化したか否か判定することにした。
上流の排気ガスのＨＣ濃度を急激に増大したときにおけ
るＮＯx触媒上流のＮＯxセンサ出力の落ち込み量とＮＯ
x触媒下流のＮＯxセンサ出力の落ち込み量を演算し、こ
れら落ち込み量の比較値を求め、この比較値に基づいて
ＮＯx触媒がＨＣ劣化したか否か判定することにした。
【００８９】尚、ＮＯxセンサの出力が増大する理由は
次のように推察される。吸蔵還元型ＮＯx触媒は、排気
ガスのＨＣ濃度を増大することにより吸収されていたＮ
Ｏxを放出した場合、排気ガスのＨＣ濃度を増大前の濃
度に戻しても、即座にＮＯxの放出が停止するわけでは
なく、若干の間、ＮＯxの放出が続く（以下、これを
「ＮＯxのしみ出し」という）という特性を有してい
る。つまり、ＮＯxに対して還元剤として作用するＨＣ
の供給がなくなったにもかかわらず、ＮＯx触媒からＮ
Ｏxのしみ出しがあるためＮＯx触媒下流のＮＯx濃度が
上昇する。したがって、ＮＯx触媒からＮＯxのしみ出し
が生じている間は、ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサの出力
が、ＨＣ濃度増大前の出力よりも大きくなると推察され
る。尚、本出願人は、ＮＯx触媒下流に配置されたＮＯx
センサの図６に示すような出力特性についても、再現性
があることを実験により確認している。
次のように推察される。吸蔵還元型ＮＯx触媒は、排気
ガスのＨＣ濃度を増大することにより吸収されていたＮ
Ｏxを放出した場合、排気ガスのＨＣ濃度を増大前の濃
度に戻しても、即座にＮＯxの放出が停止するわけでは
なく、若干の間、ＮＯxの放出が続く（以下、これを
「ＮＯxのしみ出し」という）という特性を有してい
る。つまり、ＮＯxに対して還元剤として作用するＨＣ
の供給がなくなったにもかかわらず、ＮＯx触媒からＮ
Ｏxのしみ出しがあるためＮＯx触媒下流のＮＯx濃度が
上昇する。したがって、ＮＯx触媒からＮＯxのしみ出し
が生じている間は、ＮＯx触媒下流のＮＯxセンサの出力
が、ＨＣ濃度増大前の出力よりも大きくなると推察され
る。尚、本出願人は、ＮＯx触媒下流に配置されたＮＯx
センサの図６に示すような出力特性についても、再現性
があることを実験により確認している。
【００９０】次に、この実施の形態における内燃機関の
排気浄化装置の作用を説明する。前述したように、この
実施の形態では、ＥＣＵ１００によりエンジン１の運転
状態の履歴からＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯx量を推
定し、その推定ＮＯx量が予め設定した所定値に達した
ときに、ＨＣ供給装置４０によって所定量の炭化水素
（軽油）をＮＯx触媒３６の上流の排気管３１に間欠的
に供給し、これによって、ＮＯx触媒３６に吸収された
ＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する。
排気浄化装置の作用を説明する。前述したように、この
実施の形態では、ＥＣＵ１００によりエンジン１の運転
状態の履歴からＮＯx触媒３６に吸収されたＮＯx量を推
定し、その推定ＮＯx量が予め設定した所定値に達した
ときに、ＨＣ供給装置４０によって所定量の炭化水素
（軽油）をＮＯx触媒３６の上流の排気管３１に間欠的
に供給し、これによって、ＮＯx触媒３６に吸収された
ＮＯxを放出し、Ｎ2に還元する。
【００９１】ＨＣ供給装置４０によるＨＣの間欠供給
は、ＮＯx触媒３６に流入する入ガスのＨＣ濃度を一時
的に急速に増大せしめることになるので、このときに入
ガスＮＯxセンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４は前述し
た出力変化を示す。そこで、この実施の形態では、ＥＣ
Ｕ１００は、これら二つのＮＯxセンサ５２，５４の出
力に基づいて、 （１）ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率の演算及びＮＯx劣
化判定 （２）実ＨＣ供給量の推定及びＨＣ供給装置の故障判定 （３）ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数の演算及びＨＣ劣
化判定 を行う。以下、それぞれの処理について説明する。
は、ＮＯx触媒３６に流入する入ガスのＨＣ濃度を一時
的に急速に増大せしめることになるので、このときに入
ガスＮＯxセンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４は前述し
た出力変化を示す。そこで、この実施の形態では、ＥＣ
Ｕ１００は、これら二つのＮＯxセンサ５２，５４の出
力に基づいて、 （１）ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率の演算及びＮＯx劣
化判定 （２）実ＨＣ供給量の推定及びＨＣ供給装置の故障判定 （３）ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数の演算及びＨＣ劣
化判定 を行う。以下、それぞれの処理について説明する。
【００９２】（１）ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率の演算
及びＮＯx劣化判定 この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、ＨＣ供給
装置４０から排気管３１にＨＣ供給がされていない時
（ＨＣ非供給時）における入ガスＮＯxセンサ５２と出
ガスＮＯxセンサ５４の出力値から、ＮＯx触媒３６のＮ
Ｏx浄化能力（還元作用）の大きさを表すＮＯx浄化率を
演算し、さらにこれに基づいてＮＯx触媒３６がＮＯx劣
化したか否か判定する。
及びＮＯx劣化判定 この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、ＨＣ供給
装置４０から排気管３１にＨＣ供給がされていない時
（ＨＣ非供給時）における入ガスＮＯxセンサ５２と出
ガスＮＯxセンサ５４の出力値から、ＮＯx触媒３６のＮ
Ｏx浄化能力（還元作用）の大きさを表すＮＯx浄化率を
演算し、さらにこれに基づいてＮＯx触媒３６がＮＯx劣
化したか否か判定する。
【００９３】即ち、ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率は、Ｈ
Ｃ非供給時における出ガスＮＯxセンサ５４の出力値
（検出値）を入ガスＮＯxセンサ５２の出力値（検出
値）で除した商を求め、この商を１から引いた値として
求められる。例えば、入ガスＮＯxセンサ５２により検
出されたＮＯx濃度が１００ｐｐｍで、出ガスＮＯxセン
サ５４により検出されたＮＯx濃度が３０ｐｐｍであれ
ば、この時のＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率は７０％とい
うことになる。
Ｃ非供給時における出ガスＮＯxセンサ５４の出力値
（検出値）を入ガスＮＯxセンサ５２の出力値（検出
値）で除した商を求め、この商を１から引いた値として
求められる。例えば、入ガスＮＯxセンサ５２により検
出されたＮＯx濃度が１００ｐｐｍで、出ガスＮＯxセン
サ５４により検出されたＮＯx濃度が３０ｐｐｍであれ
ば、この時のＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率は７０％とい
うことになる。
【００９４】ＮＯx触媒３６がＮＯx劣化していない場合
には、ＨＣ供給装置４０によるＨＣの間欠供給により、
ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率を初期の状態に回復するこ
とができる。ところが、ＮＯx触媒３６のＮＯx劣化が進
行すると、ＨＣ供給装置４０によるＨＣの間欠供給を行
っても、ＮＯx浄化率を初期の状態に回復させることが
できなくなる。
には、ＨＣ供給装置４０によるＨＣの間欠供給により、
ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率を初期の状態に回復するこ
とができる。ところが、ＮＯx触媒３６のＮＯx劣化が進
行すると、ＨＣ供給装置４０によるＨＣの間欠供給を行
っても、ＮＯx浄化率を初期の状態に回復させることが
できなくなる。
【００９５】そこで、この実施の形態では、ＥＣＵ１０
０は、常時、ＨＣ非供給時における出ガスＮＯxセンサ
５４の出力値（検出値）と入ガスＮＯxセンサ５２の出
力値（検出値）に基づいてＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率
を演算し、ＮＯx触媒３６の初期のＮＯx浄化率（以下、
初期ＮＯx浄化率という）と比較してＮＯx劣化の程度を
求め、そのＮＯx劣化の程度が所定以上に大きくなった
とき（例えば、ＮＯx浄化率が５０％以下になったと
き）にＮＯx触媒３６がＮＯx劣化したと判定する。
０は、常時、ＨＣ非供給時における出ガスＮＯxセンサ
５４の出力値（検出値）と入ガスＮＯxセンサ５２の出
力値（検出値）に基づいてＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率
を演算し、ＮＯx触媒３６の初期のＮＯx浄化率（以下、
初期ＮＯx浄化率という）と比較してＮＯx劣化の程度を
求め、そのＮＯx劣化の程度が所定以上に大きくなった
とき（例えば、ＮＯx浄化率が５０％以下になったと
き）にＮＯx触媒３６がＮＯx劣化したと判定する。
【００９６】尚、この実施の形態では、ＮＯx劣化程度
を求める際の基準となる初期ＮＯx浄化率は次のように
して求めた（図７参照）。まだ全くＮＯxの浄化に供さ
れていない新品のＮＯx触媒３６に、ＮＯx濃度一定（例
えば、１００ｐｐｍ）の排気ガスを流し続け、ＮＯx触
媒３６を一旦、ＮＯxで飽和させる。この時、入ガスＮ
Ｏxセンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４の出力は同じに
なる。
を求める際の基準となる初期ＮＯx浄化率は次のように
して求めた（図７参照）。まだ全くＮＯxの浄化に供さ
れていない新品のＮＯx触媒３６に、ＮＯx濃度一定（例
えば、１００ｐｐｍ）の排気ガスを流し続け、ＮＯx触
媒３６を一旦、ＮＯxで飽和させる。この時、入ガスＮ
Ｏxセンサ５２と出ガスＮＯxセンサ５４の出力は同じに
なる。
【００９７】次に、所定の一定時間（例えば、６〜７
秒）間隔で、通常のＨＣ間欠供給と同じ条件でＮＯx触
媒３６の上流にＨＣを供給する。尚、図７においてＡ点
は、ＨＣ間欠供給開始点を示している。すると、ＨＣ非
供給時において出ガスＮＯxセンサ５４で検出されるＮ
Ｏx濃度が徐々に低下していき、ＨＣ間欠供給を開始し
てから所定時間経過後（例えば、１００〜１２０秒後）
に収束してほぼ一定値を示す（図７においてＢ点）。こ
のように収束した直後に、出ガスＮＯxセンサ５４の出
力値と入ガスＮＯxセンサ５２の出力値から演算して得
られたＮＯx浄化率を、ＮＯx触媒３６の初期ＮＯx浄化
率とした。
秒）間隔で、通常のＨＣ間欠供給と同じ条件でＮＯx触
媒３６の上流にＨＣを供給する。尚、図７においてＡ点
は、ＨＣ間欠供給開始点を示している。すると、ＨＣ非
供給時において出ガスＮＯxセンサ５４で検出されるＮ
Ｏx濃度が徐々に低下していき、ＨＣ間欠供給を開始し
てから所定時間経過後（例えば、１００〜１２０秒後）
に収束してほぼ一定値を示す（図７においてＢ点）。こ
のように収束した直後に、出ガスＮＯxセンサ５４の出
力値と入ガスＮＯxセンサ５２の出力値から演算して得
られたＮＯx浄化率を、ＮＯx触媒３６の初期ＮＯx浄化
率とした。
【００９８】次に、この実施の形態におけるＮＯx触媒
３６のＮＯx劣化判定処理ルーチンを図８を参照して説
明する。このルーチンを構成する各ステップからなるフ
ローチャートはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、
フローチャートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ
１００のＣＰＵによって実行される。
３６のＮＯx劣化判定処理ルーチンを図８を参照して説
明する。このルーチンを構成する各ステップからなるフ
ローチャートはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、
フローチャートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ
１００のＣＰＵによって実行される。
【００９９】＜ステップ１０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０１において、ＨＣ供給装置４０から排
気管３１にＨＣが供給されていないとき（ＨＣ非供給
時）に入ガスＮＯxセンサ５２で検出された入ガスＮＯx
濃度と、出ガスＮＯxセンサ５４で検出された出ガスＮ
Ｏx濃度を読み込む。
は、ステップ１０１において、ＨＣ供給装置４０から排
気管３１にＨＣが供給されていないとき（ＨＣ非供給
時）に入ガスＮＯxセンサ５２で検出された入ガスＮＯx
濃度と、出ガスＮＯxセンサ５４で検出された出ガスＮ
Ｏx濃度を読み込む。
【０１００】＜ステップ１０２＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０２に進み、ステップ１０１で読み込ん
だ入ガスＮＯx濃度と出ガスＮＯx濃度から現時点におけ
るＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率（以下、現ＮＯx浄化率
という）を演算する。
は、ステップ１０２に進み、ステップ１０１で読み込ん
だ入ガスＮＯx濃度と出ガスＮＯx濃度から現時点におけ
るＮＯx触媒３６のＮＯx浄化率（以下、現ＮＯx浄化率
という）を演算する。
【０１０１】＜ステップ１０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ１０３に進み、予め求めておいた初期ＮＯ
x浄化率とステップ１０１で求めた現ＮＯx浄化率の差を
算出し、この差が予め設定した判定値αよりも大きいか
否か判定する。
は、ステップ１０３に進み、予め求めておいた初期ＮＯ
x浄化率とステップ１０１で求めた現ＮＯx浄化率の差を
算出し、この差が予め設定した判定値αよりも大きいか
否か判定する。
【０１０２】＜ステップ１０４＞ステップ１０３で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１０４に
進んで、ＮＯx触媒３６がＮＯx劣化したと判定し、本ル
ーチンを終了する。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１０４に
進んで、ＮＯx触媒３６がＮＯx劣化したと判定し、本ル
ーチンを終了する。
【０１０３】＜ステップ１０５＞ステップ１０３で否定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１０５に
進んで、ＮＯx触媒３６はまだＮＯx劣化していないと判
定し、本ルーチンを終了する。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ１０５に
進んで、ＮＯx触媒３６はまだＮＯx劣化していないと判
定し、本ルーチンを終了する。
【０１０４】尚、ＮＯx触媒３６の上流の排気ガスのＮ
Ｏx濃度は、エンジン１の運転状態（運転条件）から推
定することが可能であるので、エンジン１の運転状態と
ＮＯx触媒３６の入ガスのＮＯx濃度とを対応させたマッ
プを予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておき、この
マップを参照して入ガスのＮＯx濃度を推定するように
すれば、上述した「ＮＯx浄化率の演算とＮＯx劣化判
定」に関する限りは、入ガスＮＯxセンサ５２を省略す
ることも可能である。
Ｏx濃度は、エンジン１の運転状態（運転条件）から推
定することが可能であるので、エンジン１の運転状態と
ＮＯx触媒３６の入ガスのＮＯx濃度とを対応させたマッ
プを予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておき、この
マップを参照して入ガスのＮＯx濃度を推定するように
すれば、上述した「ＮＯx浄化率の演算とＮＯx劣化判
定」に関する限りは、入ガスＮＯxセンサ５２を省略す
ることも可能である。
【０１０５】この実施の形態では、ＥＣＵ１００がこの
ＮＯx劣化判定処理ルーチンを実行することにより、本
発明に係るＮＯx劣化判定手段が実現される。
ＮＯx劣化判定処理ルーチンを実行することにより、本
発明に係るＮＯx劣化判定手段が実現される。
【０１０６】（２）実ＨＣ供給量の推定及びＨＣ供給装
置の故障判定 次に、この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、Ｈ
Ｃ供給装置４０により排気管３１にＨＣが間欠供給され
たときにおける入ガスＮＯxセンサ５２の出力変化に基
づいて、排気管３１内に実際に供給されたＨＣ供給量
（以下、実ＨＣ供給量という）を演算して推定し、この
実ＨＣ供給量に基づいてＨＣ供給装置４０が故障してい
るか否かを判定する。
置の故障判定 次に、この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、Ｈ
Ｃ供給装置４０により排気管３１にＨＣが間欠供給され
たときにおける入ガスＮＯxセンサ５２の出力変化に基
づいて、排気管３１内に実際に供給されたＨＣ供給量
（以下、実ＨＣ供給量という）を演算して推定し、この
実ＨＣ供給量に基づいてＨＣ供給装置４０が故障してい
るか否かを判定する。
【０１０７】即ち、ＥＣＵ１００は、ＨＣ供給装置４０
が排気管３１内にＨＣを供給する直前に入ガスＮＯxセ
ンサ５２で検出した入ガスＮＯx濃度と、ＨＣ供給直後
に入ガスＮＯxセンサ５２に生じる出力変化における落
ち込み量に基づき、前述した図示しないＨＣ供給量マッ
プを参照して排気管３１に供給された実ＨＣ供給量を演
算する。
が排気管３１内にＨＣを供給する直前に入ガスＮＯxセ
ンサ５２で検出した入ガスＮＯx濃度と、ＨＣ供給直後
に入ガスＮＯxセンサ５２に生じる出力変化における落
ち込み量に基づき、前述した図示しないＨＣ供給量マッ
プを参照して排気管３１に供給された実ＨＣ供給量を演
算する。
【０１０８】次に、ＥＣＵ１００は、ＨＣ供給装置４０
により排気管３１に供給すべき目標ＨＣ供給量（ＥＣＵ
１００の指令によりＨＣ供給装置４０から供給すべきと
されたＨＣ供給量）と、前記実ＨＣ供給量とを比較し、
その比較値（両者の差または商など）に基づいて両者の
誤差が予め設定した許容誤差範囲に入っているか否か判
定する。そして、両者の誤差が許容誤差範囲内であれば
ＨＣ供給装置４０は正常に稼働していると判定し、許容
誤差範囲から外れた場合にはＨＣ供給装置４０が異常で
あると判定する。
により排気管３１に供給すべき目標ＨＣ供給量（ＥＣＵ
１００の指令によりＨＣ供給装置４０から供給すべきと
されたＨＣ供給量）と、前記実ＨＣ供給量とを比較し、
その比較値（両者の差または商など）に基づいて両者の
誤差が予め設定した許容誤差範囲に入っているか否か判
定する。そして、両者の誤差が許容誤差範囲内であれば
ＨＣ供給装置４０は正常に稼働していると判定し、許容
誤差範囲から外れた場合にはＨＣ供給装置４０が異常で
あると判定する。
【０１０９】次に、この実施の形態におけるＨＣ供給装
置の故障判定処理ルーチンを図９を参照して説明する。
このルーチンを構成する各ステップからなるフローチャ
ートはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチ
ャートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００の
ＣＰＵによって実行される。
置の故障判定処理ルーチンを図９を参照して説明する。
このルーチンを構成する各ステップからなるフローチャ
ートはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチ
ャートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００の
ＣＰＵによって実行される。
【０１１０】＜ステップ２０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０１において、ＨＣ供給装置４０によっ
てＨＣを供給する前に入ガスＮＯxセンサ５２で検出し
た入ガスＮＯx濃度を読み込む。
は、ステップ２０１において、ＨＣ供給装置４０によっ
てＨＣを供給する前に入ガスＮＯxセンサ５２で検出し
た入ガスＮＯx濃度を読み込む。
【０１１１】＜ステップ２０２＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０２に進み、ＨＣ供給直後の入ガスＮＯ
xセンサ５２の出力変化に基づいて、その落ち込み量を
演算する。
は、ステップ２０２に進み、ＨＣ供給直後の入ガスＮＯ
xセンサ５２の出力変化に基づいて、その落ち込み量を
演算する。
【０１１２】＜ステップ２０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０３に進み、ステップ２０１で読み込ん
だ入ガスＮＯx濃度と、ステップ２０２で演算した落ち
込み量に基づき、ＨＣ供給量マップを参照して、実ＨＣ
供給量を演算する。
は、ステップ２０３に進み、ステップ２０１で読み込ん
だ入ガスＮＯx濃度と、ステップ２０２で演算した落ち
込み量に基づき、ＨＣ供給量マップを参照して、実ＨＣ
供給量を演算する。
【０１１３】＜ステップ２０４＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ２０４に進み、目標ＨＣ供給量とステップ
２０３で演算した実ＨＣ供給量との差を算出し、その差
（絶対値）が予め設定した許容範囲βよりも小さいか否
か判定する。
は、ステップ２０４に進み、目標ＨＣ供給量とステップ
２０３で演算した実ＨＣ供給量との差を算出し、その差
（絶対値）が予め設定した許容範囲βよりも小さいか否
か判定する。
【０１１４】＜ステップ２０５＞ステップ２０４で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０５に
進み、ＨＣ供給装置４０が正常に作動していると判定
し、本ルーチンを終了する。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０５に
進み、ＨＣ供給装置４０が正常に作動していると判定
し、本ルーチンを終了する。
【０１１５】＜ステップ２０６＞ステップ２０４で否定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０６に
進み、ＨＣ供給装置４０が故障していると判定し、本ル
ーチンを終了する。尚、ステップ２０６で故障判定され
た場合には、ＥＣＵ１００は、図示しないメーターパネ
ルの警告灯を点灯するなどの処理をすることも可能であ
る。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ２０６に
進み、ＨＣ供給装置４０が故障していると判定し、本ル
ーチンを終了する。尚、ステップ２０６で故障判定され
た場合には、ＥＣＵ１００は、図示しないメーターパネ
ルの警告灯を点灯するなどの処理をすることも可能であ
る。
【０１１６】尚、この実施の形態では、このＨＣ供給装
置の故障判定処理ルーチンのうちステップ２０１からス
テップ２０３をＥＣＵ１００が実行することにより、本
発明に係るＨＣ濃度増大量推定手段が実現され、ステッ
プ２０４からステップ２０６をＥＣＵ１００が実行する
ことにより、本発明に係る故障判定手段が実現される。
置の故障判定処理ルーチンのうちステップ２０１からス
テップ２０３をＥＣＵ１００が実行することにより、本
発明に係るＨＣ濃度増大量推定手段が実現され、ステッ
プ２０４からステップ２０６をＥＣＵ１００が実行する
ことにより、本発明に係る故障判定手段が実現される。
【０１１７】（３）ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数の演
算及びＨＣ劣化判定 次に、この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、Ｈ
Ｃ供給装置４０により排気管３１にＨＣが間欠供給され
たときにおける入ガスＮＯxセンサ５２と出ガスＮＯxセ
ンサ５４の出力変化に基づいて、ＮＯx触媒３６のＨＣ
浄化能力（酸化作用）の大きさを表すＨＣ浄化指数（比
較値）を演算し、さらにこれに基づいてＮＯx触媒３６
がＨＣ劣化したか否か判定する。
算及びＨＣ劣化判定 次に、この排気浄化装置において、ＥＣＵ１００は、Ｈ
Ｃ供給装置４０により排気管３１にＨＣが間欠供給され
たときにおける入ガスＮＯxセンサ５２と出ガスＮＯxセ
ンサ５４の出力変化に基づいて、ＮＯx触媒３６のＨＣ
浄化能力（酸化作用）の大きさを表すＨＣ浄化指数（比
較値）を演算し、さらにこれに基づいてＮＯx触媒３６
がＨＣ劣化したか否か判定する。
【０１１８】ＨＣ浄化指数は、ＨＣ供給装置４０から排
気管３１内にＨＣが供給された直後に生じる出ガスＮＯ
xセンサ５４の出力変化における落ち込み量（ｂ）を入
ガスＮＯxセンサ５２の出力変化における落ち込み量
（ａ）で除した商（ｂ／ａ）として求める。
気管３１内にＨＣが供給された直後に生じる出ガスＮＯ
xセンサ５４の出力変化における落ち込み量（ｂ）を入
ガスＮＯxセンサ５２の出力変化における落ち込み量
（ａ）で除した商（ｂ／ａ）として求める。
【０１１９】図１０は、ＨＣ間欠供給時における入ガス
ＮＯxセンサ５２及び出ガスＮＯxセンサ５４の出力変化
の一例を示したものであり、図１０（Ａ）はＮＯx触媒
３６がＨＣ劣化していないときの出力波形を示し、図１
０（Ｂ）はＮＯx触媒３６のＨＣ劣化が相当に進んだと
きの出力波形を示す。前述したように、ＨＣ劣化が進む
とＮＯx触媒３６を通過するＨＣが多くなるので、ＨＣ
浄化指数（ｂ／ａ）が大きくなり、完全に劣化してＨＣ
浄化能力がなくなるとＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）は「１」
になる。
ＮＯxセンサ５２及び出ガスＮＯxセンサ５４の出力変化
の一例を示したものであり、図１０（Ａ）はＮＯx触媒
３６がＨＣ劣化していないときの出力波形を示し、図１
０（Ｂ）はＮＯx触媒３６のＨＣ劣化が相当に進んだと
きの出力波形を示す。前述したように、ＨＣ劣化が進む
とＮＯx触媒３６を通過するＨＣが多くなるので、ＨＣ
浄化指数（ｂ／ａ）が大きくなり、完全に劣化してＨＣ
浄化能力がなくなるとＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）は「１」
になる。
【０１２０】そこで、この実施の形態では、ＥＣＵ１０
０は、常時、ＨＣ間欠供給直後における出ガスＮＯxセ
ンサ５４の出力の落ち込み量（ｂ）と入ガスＮＯxセン
サ５２の出力の落ち込み量（ａ）を演算し、これらから
ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）を演算し、こ
のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）が予め設定した判定値γより
も大きくなったときにＮＯx触媒３６がＨＣ劣化したと
判定する。尚、判定値γは、この排気浄化装置において
出ガスに許容されるＨＣ濃度（許容出ガスＨＣ濃度）か
ら決定される値であり、例えばγ＝０．５と設定するこ
とことができる。
０は、常時、ＨＣ間欠供給直後における出ガスＮＯxセ
ンサ５４の出力の落ち込み量（ｂ）と入ガスＮＯxセン
サ５２の出力の落ち込み量（ａ）を演算し、これらから
ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）を演算し、こ
のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）が予め設定した判定値γより
も大きくなったときにＮＯx触媒３６がＨＣ劣化したと
判定する。尚、判定値γは、この排気浄化装置において
出ガスに許容されるＨＣ濃度（許容出ガスＨＣ濃度）か
ら決定される値であり、例えばγ＝０．５と設定するこ
とことができる。
【０１２１】次に、この実施の形態におけるＨＣ劣化判
定処理ルーチンを図１１を参照して説明する。このルー
チンを構成する各ステップからなるフローチャートはＥ
ＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの
各ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００のＣＰＵに
よって実行される。
定処理ルーチンを図１１を参照して説明する。このルー
チンを構成する各ステップからなるフローチャートはＥ
ＣＵ１００のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの
各ステップにおける処理は総てＥＣＵ１００のＣＰＵに
よって実行される。
【０１２２】＜ステップ３０１＞まず、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０１において、ＨＣ供給直後の入ガスＮ
Ｏxセンサ５２の出力変化に基づいてその落ち込み量
（ａ）を演算し、ＨＣ供給直後の出ガスＮＯxセンサ５
４の出力変化に基づいてその落ち込み量（ｂ）を演算す
る。
は、ステップ３０１において、ＨＣ供給直後の入ガスＮ
Ｏxセンサ５２の出力変化に基づいてその落ち込み量
（ａ）を演算し、ＨＣ供給直後の出ガスＮＯxセンサ５
４の出力変化に基づいてその落ち込み量（ｂ）を演算す
る。
【０１２３】＜ステップ３０２＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０２に進み、ステップ３０１で演算して
求めた両ＮＯxセンサ５２，５４の出力の落ち込み量
（ａ，ｂ）に基づいて、現時点のＨＣ浄化指数（ｂ／
ａ）を算出する。
は、ステップ３０２に進み、ステップ３０１で演算して
求めた両ＮＯxセンサ５２，５４の出力の落ち込み量
（ａ，ｂ）に基づいて、現時点のＨＣ浄化指数（ｂ／
ａ）を算出する。
【０１２４】＜ステップ３０３＞次に、ＥＣＵ１００
は、ステップ３０３に進み、ステップ３０２で求めた現
時点のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）が予め設定した判定値γ
よりも大きいか否か判定する。
は、ステップ３０３に進み、ステップ３０２で求めた現
時点のＨＣ浄化指数（ｂ／ａ）が予め設定した判定値γ
よりも大きいか否か判定する。
【０１２５】＜ステップ３０４＞ステップ３０３で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０４に
進んで、ＮＯx触媒３６がＨＣ劣化したと判定し、本ル
ーチンを終了する。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０４に
進んで、ＮＯx触媒３６がＨＣ劣化したと判定し、本ル
ーチンを終了する。
【０１２６】＜ステップ３０５＞ステップ３０３で否定
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０５に
進んで、ＮＯx触媒３６はまだＨＣ劣化していないと判
定し、本ルーチンを終了する。
判定した場合には、ＥＣＵ１００は、ステップ３０５に
進んで、ＮＯx触媒３６はまだＨＣ劣化していないと判
定し、本ルーチンを終了する。
【０１２７】この実施の形態では、このＨＣ劣化判定処
理ルーチンのうちステップ３０１からステップ３０２を
ＥＣＵ１００が実行することにより、本発明に係るＨＣ
浄化能力推定手段が実現され、ステップ３０３からステ
ップ３０５をＥＣＵ１００が実行することにより、本発
明に係るＨＣ劣化判定手段が実現される。
理ルーチンのうちステップ３０１からステップ３０２を
ＥＣＵ１００が実行することにより、本発明に係るＨＣ
浄化能力推定手段が実現され、ステップ３０３からステ
ップ３０５をＥＣＵ１００が実行することにより、本発
明に係るＨＣ劣化判定手段が実現される。
【０１２８】尚、ＨＣ間欠供給直後における入ガスＮＯ
xセンサ５２の出力変化は再現性があり、ＨＣの間欠供
給量に対応してほぼ一定に変化するので、ＨＣ間欠供給
直後における入ガスＮＯxセンサ５２の出力の落ち込み
量（ａ）はＨＣの間欠供給量がわかっていれば推定する
ことができる。
xセンサ５２の出力変化は再現性があり、ＨＣの間欠供
給量に対応してほぼ一定に変化するので、ＨＣ間欠供給
直後における入ガスＮＯxセンサ５２の出力の落ち込み
量（ａ）はＨＣの間欠供給量がわかっていれば推定する
ことができる。
【０１２９】したがって、ＨＣ供給装置４０によるＨＣ
の間欠供給量がエンジンの運転状態に応じて予め設定さ
れている場合には、予め実験により、ＨＣ間欠供給量と
入ガスＮＯxセンサ５２の出力の落ち込み量（ａ）との
関係を求め、これをＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させて
おき、このマップを参照して入ガスＮＯxセンサ５２の
出力の落ち込み量（ａ）を推定するようにすれば、上述
した「ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数の演算及びＨＣ劣
化判定」に関する限りは、入ガスＮＯxセンサ５２を省
略することが可能である。
の間欠供給量がエンジンの運転状態に応じて予め設定さ
れている場合には、予め実験により、ＨＣ間欠供給量と
入ガスＮＯxセンサ５２の出力の落ち込み量（ａ）との
関係を求め、これをＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させて
おき、このマップを参照して入ガスＮＯxセンサ５２の
出力の落ち込み量（ａ）を推定するようにすれば、上述
した「ＮＯx触媒３６のＨＣ浄化指数の演算及びＨＣ劣
化判定」に関する限りは、入ガスＮＯxセンサ５２を省
略することが可能である。
【０１３０】このように、この実施の形態の内燃機関の
排気浄化装置では、ＮＯx触媒３６の上流と下流に一つ
ずつＮＯxセンサ５２，５４を設けただけであるが、こ
れらＮＯxセンサ５２，５４の出力を前述の如く所定に
処理することによって、ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化能力
（ＮＯx浄化率）を求めて、ＮＯx劣化判定を行うことが
でき、また、実ＨＣ供給量を推定して、ＨＣ供給装置４
０の故障判定を行うことができ、さらにＮＯx触媒３６
のＨＣ浄化能力（ＨＣ浄化指数）を求めて、ＨＣ劣化判
定をすることができる。
排気浄化装置では、ＮＯx触媒３６の上流と下流に一つ
ずつＮＯxセンサ５２，５４を設けただけであるが、こ
れらＮＯxセンサ５２，５４の出力を前述の如く所定に
処理することによって、ＮＯx触媒３６のＮＯx浄化能力
（ＮＯx浄化率）を求めて、ＮＯx劣化判定を行うことが
でき、また、実ＨＣ供給量を推定して、ＨＣ供給装置４
０の故障判定を行うことができ、さらにＮＯx触媒３６
のＨＣ浄化能力（ＨＣ浄化指数）を求めて、ＨＣ劣化判
定をすることができる。
【０１３１】〔他の実施の形態〕前述した実施の形態で
は、排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せしめるのに、Ｈ
Ｃ供給装置４０による排気管３１へのＨＣの間欠供給を
採用しているが、これに代えて、例えばエンジンの膨張
行程や排気行程において燃焼室に燃料を副噴射すること
により、排気ガスのＨＣ濃度を急速増大させるようにし
てもよい。
は、排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せしめるのに、Ｈ
Ｃ供給装置４０による排気管３１へのＨＣの間欠供給を
採用しているが、これに代えて、例えばエンジンの膨張
行程や排気行程において燃焼室に燃料を副噴射すること
により、排気ガスのＨＣ濃度を急速増大させるようにし
てもよい。
【０１３２】前述した実施の形態では本発明をディーゼ
ルエンジンに適用した例で説明したが、本発明を希薄燃
焼可能なガソリンエンジンに適用することもできる。ガ
ソリンエンジンの場合には、燃焼室に供給する混合気を
ストイキあるいはリッチ空燃比にすることにより排気空
燃比を理論空燃比あるいはリッチ空燃比にし、排気ガス
中の酸素濃度を低下させて、ＮＯx触媒３６に吸収され
ているＮＯxを放出・還元させることができる。
ルエンジンに適用した例で説明したが、本発明を希薄燃
焼可能なガソリンエンジンに適用することもできる。ガ
ソリンエンジンの場合には、燃焼室に供給する混合気を
ストイキあるいはリッチ空燃比にすることにより排気空
燃比を理論空燃比あるいはリッチ空燃比にし、排気ガス
中の酸素濃度を低下させて、ＮＯx触媒３６に吸収され
ているＮＯxを放出・還元させることができる。
【０１３３】前述した実施の形態では、ケーシング３７
に内蔵する触媒を吸蔵還元型ＮＯx触媒としたが、この
触媒を選択還元型ＮＯx触媒とすることもできる。触媒
を選択還元型ＮＯx触媒とした場合にも、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒の場合と同様の作用・効果が奏される。
に内蔵する触媒を吸蔵還元型ＮＯx触媒としたが、この
触媒を選択還元型ＮＯx触媒とすることもできる。触媒
を選択還元型ＮＯx触媒とした場合にも、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒の場合と同様の作用・効果が奏される。
【０１３４】
【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめる
ＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポ
ンプを有し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスの
ＮＯx濃度を検出するＮＯx濃度検出手段と、前記ＨＣ濃
度増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せし
めた時における前記ＮＯx濃度検出手段の検出値に基づ
いて排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定するＨＣ濃度増大
量推定手段と、を備えることにより、ＨＣ濃度検出手段
がなくても、ＮＯx濃度検出手段の検出値から排気ガス
のＨＣ濃度増大量（ＨＣ供給量）を推定することができ
る。
よれば、内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大せしめる
ＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用いた酸素ポ
ンプを有し内燃機関の排気通路に設置されて排気ガスの
ＮＯx濃度を検出するＮＯx濃度検出手段と、前記ＨＣ濃
度増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を急速に増大せし
めた時における前記ＮＯx濃度検出手段の検出値に基づ
いて排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定するＨＣ濃度増大
量推定手段と、を備えることにより、ＨＣ濃度検出手段
がなくても、ＮＯx濃度検出手段の検出値から排気ガス
のＨＣ濃度増大量（ＨＣ供給量）を推定することができ
る。
【０１３５】また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装
置において、故障判定手段を備えた場合には、ＨＣ濃度
増大手段が故障か否かを判定することができ、故障時の
早期対応が可能になる。
置において、故障判定手段を備えた場合には、ＨＣ濃度
増大手段が故障か否かを判定することができ、故障時の
早期対応が可能になる。
【０１３６】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によ
れば、内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記触
媒に流入する前記内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大
せしめるＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用い
た酸素ポンプを有し前記触媒の下流に設置されて排気ガ
スのＮＯx濃度を検出する触媒下流ＮＯx濃度検出手段
と、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急速に増大
せしめた時における前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の
検出値に基づいて前記触媒のＨＣ浄化能力を推定するＨ
Ｃ浄化能力推定手段と、を備えることにより、触媒のＮ
Ｏx浄化能力を知ることができるだけでなく、触媒のＨ
Ｃ浄化能力を推定することができる。
れば、内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記触
媒に流入する前記内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大
せしめるＨＣ濃度増大手段と、酸素イオン伝導体を用い
た酸素ポンプを有し前記触媒の下流に設置されて排気ガ
スのＮＯx濃度を検出する触媒下流ＮＯx濃度検出手段
と、前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急速に増大
せしめた時における前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の
検出値に基づいて前記触媒のＨＣ浄化能力を推定するＨ
Ｃ浄化能力推定手段と、を備えることにより、触媒のＮ
Ｏx浄化能力を知ることができるだけでなく、触媒のＨ
Ｃ浄化能力を推定することができる。
【０１３７】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にお
いて、前記触媒の上流に触媒上流ＮＯx濃度検出手段を
備えた場合には、触媒のＨＣ浄化能力をより正確に推定
することができる。
いて、前記触媒の上流に触媒上流ＮＯx濃度検出手段を
備えた場合には、触媒のＨＣ浄化能力をより正確に推定
することができる。
【０１３８】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にお
いて、ＨＣ劣化判定手段を備えた場合には、触媒がＨＣ
劣化したか否か判定することができ、劣化後の早期対応
が可能になる。
いて、ＨＣ劣化判定手段を備えた場合には、触媒がＨＣ
劣化したか否か判定することができ、劣化後の早期対応
が可能になる。
【０１３９】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置にお
いて、ＮＯx劣化判定手段を備えた場合には、触媒がＮ
Ｏx劣化したか否かを判定することができ、劣化後の早
期対応が可能になる。
いて、ＮＯx劣化判定手段を備えた場合には、触媒がＮ
Ｏx劣化したか否かを判定することができ、劣化後の早
期対応が可能になる。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実
施の形態の概略構成図である。
施の形態の概略構成図である。
【図２】 吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸放出作用を説
明するための図である。
明するための図である。
【図３】 前記実施の形態におけるＮＯxセンサの概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図４】 ＨＣ間欠供給時における入ガスＮＯxセンサ
の出力変化の一例を示す図である。
の出力変化の一例を示す図である。
【図５】 ＨＣ間欠供給量とＮＯxセンサ出力の落ち込
み量との関係を示す図である。
み量との関係を示す図である。
【図６】 ＨＣ間欠供給時における出ガスＮＯxセンサ
の出力変化の一例を示す図である。
の出力変化の一例を示す図である。
【図７】 出ガスＮＯxセンサの出力が収束する様子を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図８】 前記実施の形態におけるＮＯx劣化判定処理
ルーチンである。
ルーチンである。
【図９】 前記実施の形態におけるＨＣ供給装置故障判
定処理ルーチンである。
定処理ルーチンである。
【図１０】 前記実施の形態においてＨＣ劣化前と劣化
後の入ガスＮＯxセンサと出ガスＮＯxセンサの出力変化
の一例を示す図である。
後の入ガスＮＯxセンサと出ガスＮＯxセンサの出力変化
の一例を示す図である。
【図１１】 前記実施の形態におけるＨＣ劣化判定処理
ルーチンである。
ルーチンである。
１ ディーゼルエンジン ２１〜２６ 燃料噴射弁 ３１ 排気管（排気通路） ３６ 吸蔵還元型ＮＯx触媒 ４０ ＨＣ供給装置（ＨＣ濃度増大手段） ５２ 入ガスＮＯxセンサ（触媒上流ＮＯx濃度検出手
段） ５４ 出ガスＮＯxセンサ（触媒下流ＮＯx濃度検出手
段） １００ ＥＣＵ（ＨＣ濃度増大量推定手段、故障判定手
段、ＨＣ浄化能力推定手段、ＨＣ劣化判定手段、ＮＯx
劣化判定手段）
段） ５４ 出ガスＮＯxセンサ（触媒下流ＮＯx濃度検出手
段） １００ ＥＣＵ（ＨＣ濃度増大量推定手段、故障判定手
段、ＨＣ浄化能力推定手段、ＨＣ劣化判定手段、ＮＯx
劣化判定手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA00 DA04 DA10 DA27 EA05 EA11 EB09 EB22 FA10 FA28 FA38 3G091 AA02 AB02 AB06 BA14 BA15 BA33 CA18 DB10 DB15 EA01 EA07 HA36 HA37 3G301 JA20 JA25 JA26 JB09 LA00 NB03 NC04 NE19 PA11Z PD01Z PE03Z
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度を増大せ
しめるＨＣ濃度増大手段と、 酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有し内燃機関の
排気通路に設置されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する
ＮＯx濃度検出手段と、 前記ＨＣ濃度増大手段により排気ガスのＨＣ濃度を急速
に増大せしめた時における前記ＮＯx濃度検出手段の検
出値に基づいて排気ガスのＨＣ濃度増大量を推定するＨ
Ｃ濃度増大量推定手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記ＨＣ濃度増大量推定手段により推定
された推定ＨＣ濃度増大量と前記ＨＣ濃度増大手段によ
り増大すべき目標ＨＣ濃度増大量との比較値が所定の許
容範囲から外れたときにＨＣ濃度増大手段が故障である
と判定する故障判定手段、 を備え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。 - 【請求項３】 内燃機関の排気通路に設けられた触媒
と、 前記触媒に流入する前記内燃機関の排気ガスのＨＣ濃度
を増大せしめるＨＣ濃度増大手段と、 酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを有し前記触媒の
下流に設置されて排気ガスのＮＯx濃度を検出する触媒
下流ＮＯx濃度検出手段と、 前記ＨＣ濃度増大手段によりＨＣ濃度を急速に増大せし
めた時における前記触媒下流ＮＯx濃度検出手段の検出
値に基づいて前記触媒のＨＣ浄化能力を推定するＨＣ浄
化能力推定手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 酸素イオン伝導体を用いた酸素ポンプを
有し前記触媒の上流に設置されて排気ガスのＮＯx濃度
を検出する触媒上流ＮＯx濃度検出手段を備え、 前記ＨＣ浄化能力推定手段は、前記ＨＣ濃度増大手段に
よりＨＣ濃度を急速に増大せしめた時における前記触媒
上流ＮＯx濃度検出手段の検出値と前記触媒下流ＮＯx濃
度検出手段の検出値とを比較し、その比較値に基づいて
前記触媒のＨＣ浄化能力を推定することを特徴とする請
求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項５】 前記ＨＣ濃度増大手段によって増大せし
められるＨＣ濃度増大量は内燃機関の運転状態に応じて
予め設定されていることを特徴とする請求項３に記載の
内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項６】 前記ＨＣ浄化能力推定手段によって推定
した前記触媒のＨＣ浄化能力が所定の能力以下のときに
前記触媒はＨＣ劣化したと判定するＨＣ劣化判定手段を
備えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記
載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項７】 前記ＨＣ濃度増大手段によるＨＣ濃度増
大が行われていない時における前記触媒下流ＮＯx濃度
検出手段の検出値から前記触媒のＮＯx浄化能力を求
め、このＮＯx浄化能力が所定の能力以下のときに前記
触媒がＮＯx劣化したと判定するＮＯx劣化判定手段を備
えることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載
の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20768999A JP4277374B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20768999A JP4277374B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001032745A true JP2001032745A (ja) | 2001-02-06 |
| JP4277374B2 JP4277374B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=16543956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20768999A Expired - Lifetime JP4277374B2 (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4277374B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007043546A1 (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| WO2007069780A1 (ja) | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化システム |
| JP2009510324A (ja) * | 2005-09-29 | 2009-03-12 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 排気後処理システムの診断方法 |
| JP2009540212A (ja) * | 2006-06-13 | 2009-11-19 | ボルボ ラストバグナー アーベー | ディーゼル触媒システム |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP20768999A patent/JP4277374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009510324A (ja) * | 2005-09-29 | 2009-03-12 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 排気後処理システムの診断方法 |
| JP4718613B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-07-06 | ボルボ ラストバグナー アーベー | 排気後処理システムの診断方法 |
| WO2007043546A1 (ja) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US7752838B2 (en) | 2005-10-05 | 2010-07-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying exhaust gas of an internal combustion engine |
| WO2007069780A1 (ja) | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化システム |
| US7980059B2 (en) | 2005-12-15 | 2011-07-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| JP2009540212A (ja) * | 2006-06-13 | 2009-11-19 | ボルボ ラストバグナー アーベー | ディーゼル触媒システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4277374B2 (ja) | 2009-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0165953B1 (ko) | 내연기관의 배기 정화 장치 | |
| EP2149686B1 (en) | Method of controlling nox purification system and nox purification system | |
| JP3228006B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化要素劣化検出装置 | |
| US6345498B2 (en) | Exhaust gas purifier for internal combustion engine | |
| JP2004257324A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| US9599055B2 (en) | Exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine | |
| WO2008108499A1 (ja) | ＮＯｘ触媒の劣化診断装置 | |
| US10859018B1 (en) | Exhaust gas purification system using three-way catalyst and method of controlling the same | |
| JP3237440B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP6248978B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3613670B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| US20180328252A1 (en) | Exhaust Gas Control System for Internal Combustion Engine and Method of Controlling Exhaust Gas Control System for Internal Combustion Engine | |
| JP2001303937A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2001032745A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4289033B2 (ja) | 排気ガス浄化システム | |
| JP3552603B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4120563B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2000297704A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3376932B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2001227325A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP4419562B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3485076B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP2003206728A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置及びその劣化判定方法 | |
| JP4059189B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3512062B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081007 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081204 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090217 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090302 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130319 Year of fee payment: 4 |