JP2002180865A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2002180865A
JP2002180865A JP2000374482A JP2000374482A JP2002180865A JP 2002180865 A JP2002180865 A JP 2002180865A JP 2000374482 A JP2000374482 A JP 2000374482A JP 2000374482 A JP2000374482 A JP 2000374482A JP 2002180865 A JP2002180865 A JP 2002180865A
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泰之 入澤
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比呂志 田中
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D2041/1468Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an ammonia content or concentration of the exhaust gases

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly release NOX from a NOX absorbent. SOLUTION: The NOX absorbent for absorbing NOX in the case of a lean air/fuel ratio is arranged in an engine exhaust passage and a NOX ammonia sensor 29 is arranged it the engine exhaust passage in the downstream of the NOX absorbent 23. An extra amount of reducing agent for the release of NOX is found from a change in concentration of ammonia detected by the NOX ammonia sensor 29 when a rich air/fuel ratio is established for the release of NOX from the NOX absorbent 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンであ
るときにはNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比
がリッチになると吸収したNOX を排気ガス中に含まれ
る還元剤によって放出し還元するNOX 吸収剤を機関排
気通路内に配置し、リーン空燃比のもとで燃焼が行われ
ているときには排気ガス中のNOX がNOX 吸収剤に吸
収され、NOX 吸収剤からNOX を放出すべきときには
NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにす
るようにした内燃機関が公知である。
Absorbs NO X when the air-fuel ratio of the Related Art inflowing exhaust gas is lean, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbed and becomes rich NO X released by a reducing agent contained in the exhaust gas the the NO X absorbent to reduce placed engine exhaust passage, when the burning fuel under a lean air-fuel ratio is made NO X in the exhaust gas is absorbed in the NO X absorbent, NO from the NO X absorbent to when releasing the X it is known internal combustion engines, which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent rich.

【0003】このような内燃機関においてNOX 吸収剤
からのNOX の放出が完了したときにNOX 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比をリッチからリーンに切換える
ために、NOX 吸収剤下流の機関排気通路内に排気ガス
中のNOX 濃度を検出しうるNOX センサを配置し、N
X センサにより検出されたNOX 濃度が一定濃度以下
となったときにNOX 吸収剤からのNOX の放出が完了
したとみなしてNOX吸収剤に流入する排気ガスの空燃
比をリッチからリーンに切換えるようにした内燃機関が
公知である(特開2000−104533号公報参
照)。
In such an internal combustion engine, when the release of NO X from the NO X absorbent is completed, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is switched from rich to lean so that the NO X absorbent is downstream. the NO X sensor capable of detecting the concentration of NO X in the exhaust gas is arranged in the engine exhaust passage, N
The air-fuel ratio of the exhaust gas O X NO X concentration detected by the sensor flows into the NO X absorbent is regarded as release of the NO X from the NO X absorbent is completed when it becomes constant concentration less from rich 2. Description of the Related Art An internal combustion engine that switches to a lean mode is known (see JP-A-2000-104533).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらNOX
収剤からNOX が放出されている間は放出されたNOX
は還元剤により還元されるのでNOX 吸収剤からはNO
X が放出されず、従ってNOX 吸収剤からNOX が放出
されている間はNOX センサにより検出されるNOX
度はほとんど零に維持される。従ってNOX センサを用
いてNOX 吸収剤からのNOX の放出が完了したか否か
を判断することはできないことになる。
THE INVENTION Problems to be Solved] However NO X while absorbent from NO X is released released NO X
NO from the NO X absorbent because it is reduced by the reducing agent
X is not released, thus while the NO X from the NO X absorbent is released NO X concentration detected by the NO X sensor is maintained almost zero. Therefore, it is not possible to determine whether the release of NO X from the NO X absorbent has been completed using the NO X sensor.

【0005】ところが本発明者等がNOX 吸収剤につい
て実験および研究を行う過程で、NOX 吸収剤に流入す
る排気ガスの空燃比をリッチにしたときにNOX 吸収剤
に吸収されているNOX を還元するのに必要な量よりも
多量の還元剤がNOX 吸収剤に供給されるとNOX 吸収
剤からNOX を放出し還元するために使用されなかった
余剰の還元剤がアンモニアの形でNOX 吸収剤から排出
されることが判明したのである。
[0005] However, in the course of the present inventors, have carried out experiments and studies on the NO X absorbent, NO X the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent is absorbed in the NO X absorbent when the rich NO large amount of reducing agent than the amount required for reducing X is NO when supplied to the X absorbent from the NO X absorbent in excess that were not used to release and reduce NO X reducing agent is ammonia it is of has been found to be discharged from the NO X absorbent in the form.

【0006】従ってNOX 吸収剤から排出されるアンモ
ニアの量がわかれば余剰の還元剤の量がわかり、余剰の
還元剤量がわかればNOX 吸収剤に吸収されているNO
X を還元するのに必要な還元剤量がわかることになる。
このようにNOX 吸収剤に吸収されているNOX を還元
するのに必要な還元剤量がわかるとこの還元剤量を供給
しうるようにNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比
のリッチ度合およびリッチ時間を設定すればNOX 吸収
剤からのNOX の放出が完了したときにNOX吸収剤に
流入する排気ガスの空燃比をリッチからリーンに切換え
ることができる。また、NOX を還元するのに必要な還
元剤量がわかるとNOX 吸収剤が吸収しうるNOX 量が
わかり、NOX 吸収剤が吸収しうるNOX 量がわかると
NOX 吸収剤の劣化度合がわかることになる。
Therefore, if the amount of ammonia discharged from the NO X absorbent is known, the amount of the excess reducing agent is known, and if the amount of the excess reducing agent is known, the NO absorbed by the NO X absorbent is known.
The amount of reducing agent required to reduce X will be known.
Air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in this way the NO X absorbent as may provide the reducing agent amount Knowing the amount of reducing agent necessary for reducing the NO X that is absorbed in the NO X absorbent If the rich degree and rich time are set, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent can be switched from rich to lean when the release of NO X from the NO X absorbent is completed. Also, notice that the amount of NO X when the reducing agent amount is understood the NO X absorbent can absorb required for reducing the NO X, of the NO X absorbent Knowing the amount of NO X can absorb the NO X absorbent The degree of deterioration can be understood.

【0007】このように余剰の還元剤量がわかるとNO
X 吸収剤の状態がわかり、また適切にNOX 吸収剤から
のNOX 放出制御を行うことができる。
When the amount of the excess reducing agent is known, NO
Understand the state of the X absorbent, also can be appropriately NO X release control from the NO X absorbent.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】従って1番目の発明で
は、流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには
NOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチに
なると吸収したNOX を排気ガス中に含まれる還元剤に
よって放出し還元するNOX 吸収剤を機関排気通路内に
配置し、リーン空燃比のもとで燃焼が行われているとき
には排気ガス中のNOX がNOX 吸収剤に吸収され、N
X 吸収剤からNOX を放出すべきときにはNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにし
た内燃機関の排気浄化装置において、NOX 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比がリッチにされたときにNOX
吸収剤からNOX を放出し還元するために使用されなか
った余剰の還元剤がアンモニアの形でNOX 吸収剤から
排出され、NOX 吸収剤下流の排気通路内にアンモニア
濃度を検出しうるセンサを配置してこのセンサにより検
出されたアンモニア濃度の変化から余剰の還元剤量を表
す代表値を求めるようにしている。
In SUMMARY OF for the] Thus the first aspect, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean absorbs NO X, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbed and becomes rich NO X contained in the exhaust gas discharged by the reducing agent is arranged in the reduction to the NO X absorbent to the engine exhaust passage, NO X is NO X absorbed in the exhaust gas when the combustion under a lean air-fuel ratio has been made Absorbed by the agent, N
In the exhaust purification system of an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be rich when the O X absorbent should be released NO X, empty the exhaust gas flowing into the NO X absorbent NO X when the fuel ratio is made rich
Sensors excess of the reducing agent from the absorbent to release NO X was not used to reduce is discharged from the the NO X absorbent in the form of ammonia, it can detect ammonia concentration to the NO X absorbent in the exhaust passage downstream of And a representative value representing the surplus reducing agent amount is obtained from the change in the ammonia concentration detected by this sensor.

【0009】2番目の発明では1番目の発明において、
センサにより検出されたアンモニア濃度の積算値が代表
値とされる。3番目の発明では1番目の発明において、
センサにより検出されたアンモニア濃度の最大値が代表
値とされる。4番目の発明では1番目の発明において、
代表値が増大するほどNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤に供給さ
れる還元剤の総量を減少させるようにしている。
In the second invention, in the first invention,
The integrated value of the ammonia concentration detected by the sensor is used as a representative value. In the third invention, in the first invention,
The maximum value of the ammonia concentration detected by the sensor is set as a representative value. In the fourth invention, in the first invention,
And to reduce the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the more the NO X absorbent representative value increases is rich.

【0010】5番目の発明では4番目の発明において、
代表値が増大するほどNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比をリッチにする時間を短かくするようにしてい
る。6番目の発明では1番目の発明において、代表値に
対して基準値が予め設定されており、代表値が基準値よ
りも大きくなったときにはNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤に供
給される還元剤の総量を減少させ、代表値が基準値より
も小さくなったときにはNOX 吸収剤に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤に供給
される還元剤の総量を増大させるようにしている。
In the fifth invention, in the fourth invention,
And the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the more the NO X absorbent representative value is increased so that short time to rich. In a sixth aspect based on the first aspect, the reference value is set in advance for the representative value, and when the representative value becomes larger than the reference value, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent becomes rich. when in reducing the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent when the representative value is smaller than the reference value is set to the rich and to increase the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent.

【0011】7番目の発明では6番目の発明において、
代表値が基準値よりも大きくなったときにはNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする時間を短
かくし、代表値が基準よりも小さくなったときにはNO
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする時
間を長くするようにしている。8番目の発明では4番目
又は6番目の発明において、センサは排気ガス中のアン
モニア濃度に加えて排気ガス中のNOX 濃度の検出が可
能であり、リーン空燃比のもとで燃焼が行われていると
きにセンサによって検出されたNOX 濃度が予め定めら
れた設定値を越えたときにNOX 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えられる。
In the seventh invention, in the sixth invention,
When the representative value becomes larger than the reference value, the time for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is shortened, and when the representative value becomes smaller than the reference value, NO
The time for making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the X absorbent rich is lengthened. In 8th aspect of the present invention is the fourth or sixth invention, the sensor is capable of detecting of the NO X concentration in the exhaust gas in addition to the ammonia concentration in the exhaust gas, it is carried out the combustion under a lean air-fuel ratio air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is changed from lean to rich when the detected NO X concentration exceeds a predetermined set value by the sensor when being.

【0012】9番目の発明では1番目の発明において、
NOX 吸収剤に吸収されているNO X 量を推定するため
のNOX 吸収量推定手段を具備し、NOX 吸収量推定手
段により推定されたNOX 量に基づいて、NOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比を一時的にリッチにするリ
ッチ時間間隔を制御するようにしている。10番目の発
明では9番目の発明において、NOX 吸収量推定手段に
より推定されたNOX 吸収量が許容値を越えたときにN
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリ
ッチに一時的に切換えられる。
In a ninth aspect, in the first aspect,
NOX NO absorbed by absorbent X To estimate the amount
NOX Equipped with absorption amount estimation means, NOX Estimated amount of absorption
NO estimated by the stageX NO based on quantityX Absorbent
To temporarily enrich the air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the
The switch time interval is controlled. 10th departure
According to the ninth invention, the NO.X For absorption amount estimation means
NO estimated fromX When the absorption exceeds the allowable value, N
OX The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent changes from lean to
Switch to the switch temporarily.

【0013】11番目の発明では10番目の発明におい
て、NOX 吸収剤のNOX 吸収能力を推定するためのN
X 吸収能力推定手段を具備し、NOX 吸収能力推定手
段により推定されたNOX 吸収能力が低下するほど許容
値が低下せしめられる。12番目の発明では10番目の
発明において、センサは排気ガス中のアンモニア濃度に
加えて排気ガス中のNOX 濃度の検出が可能であり、リ
ーン空燃比のもとで燃焼が行われているときにNOX
収量推定手段により推定されたNOX 吸収量が許容値を
越えていないのにもかかわらずにセンサによって検出さ
れたNO X 濃度が予め定められた設定値を越えたときに
はNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンか
らリッチに切換えられる。
In the eleventh invention, the tenth invention
And NOX Absorbent NOX N for estimating absorption capacity
OX Equipped with absorption capacity estimation means, NOX Hand for estimating absorption capacity
NO estimated by the stageX Acceptable as absorption capacity decreases
The value is reduced. In the twelfth invention, the tenth
In the invention, the sensor measures the ammonia concentration in the exhaust gas.
In addition, NO in exhaust gasX Concentration can be detected.
NO when combustion is being performed under the air-fuel ratioX Sucking
NO estimated by yield estimation meansX Absorption amount is acceptable
Detected by the sensor despite not exceeding
NO X When the concentration exceeds a preset value
Is NOX Is the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent lean?
Is switched to rich.

【0014】13番目の発明では10番目の発明におい
て、センサは排気ガス中のアンモニア濃度に加えて排気
ガス中のNOX 濃度の検出が可能であり、リーン空燃比
のもとで燃焼が行われているときにNOX 吸収量推定手
段により推定されたNOX 吸収量が許容値を越えていな
いのにもかかわらずにセンサによって検出されたNO X
濃度が予め定められた設定値を越えたときには許容値が
低下せしめられる。
In the thirteenth invention, the tenth invention
The sensor adds to the concentration of ammonia in the exhaust gas
NO in gasX Concentration can be detected and lean air-fuel ratio
NO when combustion is taking place underX Estimated amount of absorption
NO estimated by the stageX Absorption amount does not exceed allowable value
NO detected by the sensor X 
When the concentration exceeds the preset value,
It is lowered.

【0015】14番目の発明では1番目の発明におい
て、代表値に基づいてNOX 吸収剤の劣化度合を検出す
るようにしている。15番目の発明では14番目の発明
において、NOX 吸収剤に供給される還元剤の総量から
余剰の還元剤量を減算した量が減少するにつれてNOX
吸収剤の劣化度合が大きくなると判断される。
[0015] In the first invention in the 14th invention, it is to detect the degree of deterioration of the NO X absorbent based on the representative value. According to a fifteenth aspect, in the fourteenth aspect, as the amount obtained by subtracting the surplus reducing agent amount from the total amount of the reducing agent supplied to the NO X absorbent decreases, the NO X
It is determined that the degree of deterioration of the absorbent increases.

【0016】16番目の発明では14番目の発明におい
て、NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチ
にするときにNOX 吸収剤の劣化度合が大きくなるにつ
れてリッチの度合が小さくされる。
[0016] In 14 th invention the 16th invention, the degree of rich is smaller as the degree of deterioration of the NO X absorbent increases when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to a rich .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明を筒内噴射式火花点
火機関に適用した場合を示している。しかしながら本発
明は圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。図1
を参照すると、1は機関本体、2はシリンダブロック、
3はシリンダブロック2内で往復動するピストン、4は
シリンダブロック2上に固定されたシリンダヘッド、5
はピストン3とシリンダヘッド4間に形成された燃焼
室、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排
気ポートを夫々示す。図1に示されるようにシリンダヘ
ッド4の内壁面の中央部には点火栓10が配置され、シ
リンダヘッド4内壁面周辺部には燃料噴射弁11が配置
される。また、ピストン3の頂面上には燃料噴射弁11
の下方から点火栓10の下方まで延びるキャビティ12
が形成されている。
FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a direct injection type spark ignition engine. However, the present invention can also be applied to a compression ignition type internal combustion engine. FIG.
, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block,
3 is a piston reciprocating in the cylinder block 2, 4 is a cylinder head fixed on the cylinder block 2, 5
Denotes a combustion chamber formed between the piston 3 and the cylinder head 4, 6 denotes an intake valve, 7 denotes an intake port, 8 denotes an exhaust valve, and 9 denotes an exhaust port. As shown in FIG. 1, an ignition plug 10 is arranged at the center of the inner wall surface of the cylinder head 4, and a fuel injection valve 11 is arranged around the inner wall surface of the cylinder head 4. A fuel injection valve 11 is provided on the top surface of the piston 3.
Cavity 12 extending from below to below ignition plug 10
Are formed.

【0018】各気筒の吸気ポート7は夫々対応する吸気
枝管13を介してサージタンク14に連結され、サージ
タンク14は吸気ダクト15およびエアフロメータ16
を介してエアクリーナ(図示セズ)に連結される。吸気
ダクト15内にはステップモータ17によって駆動され
るスロットル弁18が配置される。一方、各気筒の排気
ポート9は排気マニホルド19に連結され、この排気マ
ニホルド19は酸化触媒又は三元触媒20を内臓した触
媒コンバータ21および排気管22を介してNOX 吸収
剤23を内臓したケーシング24に連結される。排気マ
ニホルド19とサージタンク14とは再循環排気ガス
(以下EGRガスという)導管26を介して互いに連結
され、このEGRガス導管26内にはEGRガス制御弁
27が配置される。
The intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch 13, and the surge tank 14 is connected to an intake duct 15 and an air flow meter 16.
Through an air cleaner (shown in SEZ). A throttle valve 18 driven by a step motor 17 is arranged in the intake duct 15. Casing On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to an exhaust manifold 19, the exhaust manifold 19 where the the NO X absorbent 23 through the catalytic converter 21 and the exhaust pipe 22 an oxidation catalyst or three-way catalyst 20 has been built and visceral 24. The exhaust manifold 19 and the surge tank 14 are connected to each other via a recirculated exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR gas) conduit 26, and an EGR gas control valve 27 is disposed in the EGR gas conduit 26.

【0019】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31を介して相互に接続
されたRAM(ランダムアクセスメモリ)32、ROM
(リードオンリメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。エアフロメータ16は吸入空気量に比例した出
力電圧を発生し、この出力電圧が対応するAD変換器3
7を介して入力ポート35に入力される。排気マニホル
ド19には空燃比を検出するための空燃比センサ28が
取付けられ、この空燃比センサ28の出力信号が対応す
るAD変換器37を介して入力ポート35に入力され
る。また、NOX 吸収剤23を内臓したケーシング24
の出口に接続された排気管25内には排気ガス中のNO
X 濃度およびアンモニア濃度を共に検出可能なNOX
ンモニアセンサ29が配置され、このNOX アンモニア
センサ29の出力信号が対応するAD変換器37を介し
て入力ポート35に入力される。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a RAM (random access memory) 32 and a ROM interconnected via a bidirectional bus 31.
(Read only memory) 33, CPU (microprocessor) 34, input port 35 and output port 36. The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage
7 to the input port 35. An air-fuel ratio sensor 28 for detecting an air-fuel ratio is attached to the exhaust manifold 19, and an output signal of the air-fuel ratio sensor 28 is input to an input port 35 via a corresponding AD converter 37. Further, a casing 24 in which a built-in the NO X absorbent 23
In the exhaust pipe 25 connected to the outlet of the exhaust gas.
A NO X ammonia sensor 29 capable of detecting both the X concentration and the ammonia concentration is provided, and an output signal of the NO X ammonia sensor 29 is input to an input port 35 via a corresponding AD converter 37.

【0020】また、アクセルペダル40にはアクセルペ
ダル40の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷
センサ41が接続され、負荷センサ41の出力電圧は対
応するAD変換器37を介して入力ポート35に入力さ
れる。クランク角センサ42は例えばクランクシャフト
が30度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パ
ルスが入力ポート35に入力される。CPU34ではこ
のクランク角センサ42の出力パルスから機関回転数が
計算される。一方、出力ポート36は対応する駆動回路
38を介して点火栓10、燃料噴射弁11、ステップモ
ータ17およびEGR制御弁27に接続される。
A load sensor 41 for generating an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40. The output voltage of the load sensor 41 is supplied to an input port 35 via a corresponding AD converter 37. Is input to The crank angle sensor 42 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, for example, and the output pulse is input to the input port 35. The CPU 34 calculates the engine speed from the output pulse of the crank angle sensor 42. On the other hand, the output port 36 is connected to the ignition plug 10, the fuel injection valve 11, the step motor 17, and the EGR control valve 27 via the corresponding drive circuit 38.

【0021】次に図2を参照しつつ図1に示されるNO
X アンモニアセンサ29のセンサ部の構造について簡単
に説明する。図2を参照すると、NOX アンモニアセン
サ29のセンサ部は互いに積層された6つの酸化ジルコ
ニア等の酸素イオン伝導性固体電解質層からなり、これ
らの6つの固体電解質層を以下、上から順に第1層L
1 、第2層L2 、第3層L3 、第4層L4 、第5層L
5 、第6層L6 と称する。
Next, referring to FIG. 2, the NO shown in FIG.
The structure of the sensor section of the X ammonia sensor 29 will be briefly described. Referring to FIG. 2, NO X sensor section of the ammonia sensor 29 comprises an oxygen ion conductive solid electrolyte layer such as a six zirconium oxide which are laminated together, these six solid electrolyte layers below, first from top to bottom Layer L
1, the second layer L 2, the third layer L 3, the fourth layer L 4, the fifth layer L
5, referred to as the sixth layer L 6.

【0022】図2を参照すると、第1層L1 と第3層L
3 との間に例えば多孔質の又は細孔が形成されている第
1の拡散律速部材50と第2の拡散律速部材51とが配
置されており、これら拡散律速部材50と51間には第
1室52が、第2の拡散律速部材51と第2層L2 間に
は第2室53が形成されている。また、第3層L3 と第
5層L5 間には外気に連通している大気室54が形成さ
れている。一方、第1の拡散律速部材50の外端面は排
気ガスと接触している。従って排気ガスは第1の拡散律
速部材50を介して第1室52内に流入し、斯くして第
1室52内は排気ガスで満たされている。
Referring to FIG. 2, the first layer L 1 and the third layer L
3 are arranged, for example a first diffusion-controlling member 50 or the pores of the porous is formed and the second diffusion-controlling member 51 is between, between these diffusion-controlling member 50 and 51 second 1 room 52, the second diffusion-controlling member 51 is between the second layer L 2 is formed with a second chamber 53. Further, the third layer L 3 is between the fifth layer L 5 atmospheric chamber 54 communicating with the outside air are formed. On the other hand, the outer end surface of the first diffusion control member 50 is in contact with the exhaust gas. Therefore, the exhaust gas flows into the first chamber 52 via the first diffusion-controlling member 50, and thus the first chamber 52 is filled with the exhaust gas.

【0023】一方、第1室52に面する第1層L1 の内
周面上には陰極側第1ポンプ電極55が形成されてお
り、第1層L1 の外周面上には陽極側第1ポンプ電極5
6が形成されており、これら第1ポンプ電極55,56
間には第1ポンプ電圧源57により電圧が印加される。
第1ポンプ電極55,56間に電圧が印加されると第1
室52内の排気ガス中に含まれる酸素が陰極側第1ポン
プ電極55と接触して酸素イオンとなり、この酸素イオ
ンは第1層L1 内を陽極側第1ポンプ電極56に向けて
流れる。従って第1室52内の排気ガス中に含まれる酸
素は第1層L1 内を移動して外部に汲み出されることに
なり、このとき外部に汲み出される酸素量は第1ポンプ
電圧源57の電圧が高くなるほど多くなる。
On the other hand, is on the inner surface of the first layer L 1 that faces the first chamber 52 is formed with a cathode-side first pump electrode 55, is on the outer peripheral surface of the first layer L 1 the anode side First pump electrode 5
6 are formed, and these first pump electrodes 55 and 56 are formed.
During this time, a voltage is applied by the first pump voltage source 57.
When a voltage is applied between the first pump electrodes 55 and 56, the first
Becomes oxygen ions oxygen contained in the exhaust gas in the chamber 52 is in contact with the cathode side first pump electrode 55, the oxygen ions flowing towards the first layer L 1 to the anode side first pump electrode 56. Therefore, the oxygen contained in the exhaust gas in the first chamber 52 moves in the first layer L 1 and is pumped out. At this time, the amount of oxygen pumped out is changed by the first pump voltage source 57. Increases as the voltage of the signal increases.

【0024】一方、大気室54に面する第3層L3 の内
周面上には基準電極58が形成されている。ところで酸
素イオン伝導性固体電解質では固体電解質層の両側にお
いて酸素濃度に差があると酸素濃度の高い側から酸素濃
度の低い側に向けて固体電解質層内を酸素イオンが移動
する。図2に示す例では大気室54内の酸素濃度の方が
第1室52内の酸素濃度よりも高いので大気室54内の
酸素は基準電極58と接触することにより電荷を受け取
って酸素イオンとなり、この酸素イオンは第3層L3
第2層L2 および第1層L1 内を移動し、陰極側第1ポ
ンプ電極55において電荷を放出する。その結果、基準
電極58と陰極側第1ポンプ電極55間に符号59で示
す電圧V0 が発生する。この電圧V0 は大気圧室54内
と第1室52内の酸素濃度差に比例する。
On the other hand, the reference electrode 58 is formed on the inner surface of the third layer L 3 that faces the atmospheric chamber 54. By the way, in the oxygen ion conductive solid electrolyte, if there is a difference in oxygen concentration on both sides of the solid electrolyte layer, oxygen ions move in the solid electrolyte layer from the high oxygen concentration side to the low oxygen concentration side. In the example shown in FIG. 2, since the oxygen concentration in the atmosphere chamber 54 is higher than the oxygen concentration in the first chamber 52, the oxygen in the atmosphere chamber 54 receives a charge by contacting the reference electrode 58 and becomes oxygen ions. , This oxygen ion becomes the third layer L 3 ,
It moves in the second layer L 2 and the first layer L 1 , and discharges electric charges at the first pump electrode 55 on the cathode side. As a result, a voltage V 0 indicated by reference numeral 59 is generated between the reference electrode 58 and the cathode-side first pump electrode 55. This voltage V 0 is proportional to the oxygen concentration difference between the atmospheric pressure chamber 54 and the first chamber 52.

【0025】図2に示される例ではこの電圧V0 が、第
1室52内の酸素濃度が1p.p.m.のときに生ずる電圧に
一致するように第1ポンプ電圧源57の電圧がフィード
バック制御される。即ち、第1室52内の酸素は第1室
52内の酸素濃度が1p.p.m.となるように第1層L1
通って汲み出され、それによって第1室52内の酸素濃
度が1p.p.m.に維持される。
In the example shown in FIG. 2, the voltage of the first pump voltage source 57 is feedback-controlled so that the voltage V 0 matches the voltage generated when the oxygen concentration in the first chamber 52 is 1 ppm. You. That is, oxygen in the first chamber 52 the oxygen concentration in the first chamber 52 is pumped through the first layer L 1 so that 1P.Pm, oxygen concentration and thereby the first chamber 52 1p Maintained at .pm.

【0026】なお、陰極側第1ポンプ電極55はNOX
に対しては還元性の低い材料、例えば金Auと白金Pt
との合金から形成されており、従って排気ガス中に含ま
れるNOX は第1室52内ではほとんど還元されない。
従ってこのNOX は第2の拡散律速部材51を通って第
2室53内に流入する。一方、第2室53に面する第1
層L1 の内周面上には陰極側第2ポンプ電極60が形成
されており、この陰極側第2ポンプ電極60と陽極側第
1ポンプ電極556間には第2ポンプ電圧源61により
電圧が印加される。これらポンプ電極60,56間に電
圧が印加されると第2室53内の排気ガス中に含まれる
酸素が陰極側第2ポンプ電極60と接触して酸素イオン
となり、この酸素イオンは第1層L1 内を陽極側第1ポ
ンプ電極56に向けて流れる。従って第2室53内の排
気ガス中に含まれる酸素は第1層L1 内を移動して外部
に汲み出されることになり、このとき外部に汲み出され
る酸素量は第2ポンプ電圧源61の電圧が高くなるほど
多くなる。
The first pump electrode 55 on the cathode side is NO X
For materials with low reducibility, for example, gold Au and platinum Pt
Therefore, NO X contained in the exhaust gas is hardly reduced in the first chamber 52.
Therefore, this NO X flows into the second chamber 53 through the second diffusion control member 51. On the other hand, the first facing the second chamber 53
On the inner peripheral surface of the layer L 1, a cathode-side second pump electrode 60 is formed, and a voltage is applied between the cathode-side second pump electrode 60 and the anode-side first pump electrode 556 by a second pump voltage source 61. Is applied. When a voltage is applied between the pump electrodes 60 and 56, oxygen contained in the exhaust gas in the second chamber 53 comes into contact with the cathode-side second pump electrode 60 to become oxygen ions, and the oxygen ions are formed in the first layer. the L 1 flows toward the anode side first pump electrode 56. Therefore, oxygen contained in the exhaust gas in the second chamber 53 moves in the first layer L 1 and is pumped out. At this time, the amount of oxygen pumped out is changed by the second pump voltage source 61. Increases as the voltage of the signal increases.

【0027】一方、前述したように酸素イオン伝導性固
体電解質では固体電解質層の両側において酸素濃度に差
があると酸素濃度の高い側から酸素濃度の低い側に向け
て固体電解質層内を酸素イオンが移動する。図2に示す
例では大気室54内の酸素濃度の方が第2室53内の酸
素濃度よりも高いので大気室54内の酸素は基準電極5
8と接触することにより電荷を受け取って酸素イオンと
なり、この酸素イオンは第3層L3 、第2層L2 および
第1層L1 内を移動し、陰極側第2ポンプ電極60にお
いて電荷を放出する。その結果、基準電極58と陰極側
第2ポンプ電極60間に符号62で示す電圧V1 が発生
する。この電圧V1 は大気圧室54内と第2室53内の
酸素濃度差に比例する。
On the other hand, as described above, in the oxygen ion conductive solid electrolyte, if there is a difference in the oxygen concentration on both sides of the solid electrolyte layer, the oxygen ion flows in the solid electrolyte layer from the high oxygen concentration side to the low oxygen concentration side. Moves. In the example shown in FIG. 2, the oxygen concentration in the atmosphere chamber 54 is higher than the oxygen concentration in the second chamber 53, so that the oxygen in the atmosphere chamber 54
8 and receives oxygen to form oxygen ions. The oxygen ions move in the third layer L 3 , the second layer L 2 and the first layer L 1 , and charge the oxygen at the cathode-side second pump electrode 60. discharge. As a result, a voltage V 1 indicated by reference numeral 62 is generated between the reference electrode 58 and the cathode-side second pump electrode 60. This voltage V 1 is proportional to the oxygen concentration difference between the atmospheric pressure chamber 54 and the second chamber 53.

【0028】図2に示される例ではこの電圧V1 が、第
2室53内の酸素濃度が0.01p.p.m.のときに生ずる
電圧に一致するように第2ポンプ電圧源61の電圧がフ
ィードバック制御される。即ち、第2室53内の酸素は
第2室53内の酸素濃度が0.01p.p.m.となるように
第1層L1 を通って汲み出され、それによって第2室5
3内の酸素濃度が0.01p.p.m.に維持される。
In the example shown in FIG. 2, the voltage of the second pump voltage source 61 is fed back so that this voltage V 1 matches the voltage generated when the oxygen concentration in the second chamber 53 is 0.01 ppm. Controlled. That is, oxygen in the second chamber 53 the oxygen concentration in the second chamber 53 is pumped through the first layer L 1 so that 0.01P.Pm, whereby the second chamber 5
The oxygen concentration in 3 is maintained at 0.01 ppm.

【0029】なお、陰極側第2ポンプ電極60もNOX
に対しては還元性の低い材料、例えば金Auと白金Pt
との合金から形成されており、従って排気ガス中に含ま
れるNOX は陰極側第2ポンプ電極60と接触してもほ
とんど還元されない。一方、第2室53に面する第3層
3 の内周面上にはNOX 検出用の陰極側ポンプ電極6
3が形成されている。この陰極側ポンプ電極63はNO
X に対して強い還元性を有する材料、例えばロジウムR
hや白金Ptから形成されている。従って第2室53内
のNOX 、実際には大部分を占めるNOが陰極側ポンプ
電極63上においてN2 とO2 に分解される。図2に示
されるようにこの陰極側ポンプ電極63と基準電極58
間には一定電圧64が印加されており、従って陰極側ポ
ンプ電極63上において分解生成されたO2 は酸素イオ
ンとなって第3層L3 内を基準電極58に向けて移動す
る。このとき陰極側ポンプ電極63と基準電極58間に
はこの酸素イオン量に比例した符号65で示す電流I1
が流れる。
The cathode-side second pump electrode 60 is also NO X
For materials with low reducibility, for example, gold Au and platinum Pt
Is formed of an alloy of, thus NO X contained in the exhaust gas is hardly reduced even in contact with the cathode side second pump electrode 60. On the other hand, the cathode side pump electrode for NO X detection on the inner surface of the third layer L 3 facing the second chamber 53 6
3 are formed. This cathode side pump electrode 63 is NO
A material having a strong reducing property to X , for example, rhodium R
h and platinum Pt. Therefore, NO x in the second chamber 53, which is actually the majority of NO, is decomposed into N 2 and O 2 on the cathode side pump electrode 63. As shown in FIG. 2, the cathode-side pump electrode 63 and the reference electrode 58
A constant voltage 64 is applied between them, so that O 2 generated by decomposition on the cathode-side pump electrode 63 becomes oxygen ions and moves in the third layer L 3 toward the reference electrode 58. At this time, between the cathode side pump electrode 63 and the reference electrode 58, a current I 1 indicated by reference numeral 65 in proportion to the oxygen ion amount.
Flows.

【0030】前述したように第1室52内ではNOX
ほとんど還元されず、また第2室53内には酸素はほと
んど存在しない。従って電流I1 は排気ガス中に含まれ
るNOX 濃度に比例することになり、斯くして電流I1
から排気ガス中のNOX 濃度を検出できることになる。
一方、排気ガス中に含まれるアンモニアNH3 は第1室
52内においてNOとH2 Oに分解され(4NH3 +5
2 →4NO+6H2 O)、この分解されたNOは第2
の拡散律速部材51を通って第2室53内に流入する。
このNOは陰極側ポンプ電極63上においてN2 とO2
に分解され、分解生成されたO2 は酸素イオンとなって
第3層L3 内を基準電極58に向けて移動する。このと
きにも電流I1 は排気ガス中に含まれるNH3 濃度に比
例し、斯くして電流I1 から排気ガス中のNH3 濃度を
検出できることになる。
As described above, NO X is hardly reduced in the first chamber 52, and oxygen is hardly present in the second chamber 53. Therefore, the current I 1 is proportional to the NO X concentration contained in the exhaust gas, and thus the current I 1
It becomes possible to detect the concentration of NO X in the exhaust gas from.
On the other hand, ammonia NH 3 contained in the exhaust gas is decomposed into NO and H 2 O in the first chamber 52 (4NH 3 +5
O 2 → 4NO + 6H 2 O), and the decomposed NO
Flows into the second chamber 53 through the diffusion controlling member 51.
This NO is N 2 and O 2 on the cathode side pump electrode 63.
O 2 is generated as oxygen ions and moves in the third layer L 3 toward the reference electrode 58. Also at this time, the current I 1 is proportional to the NH 3 concentration contained in the exhaust gas, and thus the NH 3 concentration in the exhaust gas can be detected from the current I 1 .

【0031】図3は電流I1 と、排気ガス中のNOX
度およびNH3 濃度との関係を示している。図3から電
流I1 は排気ガス中のNOX 濃度およびNH3 濃度に比
例していることがわかる。一方、排気ガス中の酸素濃度
が高いほど、即ち空燃比がリーンであるほど第1室52
から外部に汲み出される酸素量が多くなり、符号66で
示す電流I2 が増大する。従ってこの電流I2 から排気
ガスの空燃比を検出することができる。
FIG. 3 shows the relationship between the current I 1 and the concentrations of NO X and NH 3 in the exhaust gas. FIG. 3 shows that the current I 1 is proportional to the NO x concentration and the NH 3 concentration in the exhaust gas. On the other hand, the higher the oxygen concentration in the exhaust gas, that is, the leaner the air-fuel ratio, the more the first chamber 52
The amount of oxygen pumped from the outside to the outside increases, and the current I 2 indicated by reference numeral 66 increases. Therefore it is possible to detect the air-fuel ratio of the exhaust gas from the current I 2.

【0032】なお、第5層L5 と第6層L6 との間には
NOX アンモニアセンサ29のセンサ部を加熱するため
の電気ヒータ67が配置されており、この電気モータ6
7によってNOX アンモニアセンサ29のセンサ部は7
00℃から800℃に加熱される。次に図4(A)を参
照しつつ図1に示す内燃機関の燃料噴射制御について説
明する。なお、図4(A)において縦軸は機関負荷Q/
N(吸入空気量Q/機関回転数N)を表しており、横軸
は機関回転数Nを表している。
[0032] Incidentally, the fifth layer L 5 electric heater 67 is disposed for heating the sensor portion of the NO X ammonia sensor 29 is provided between the sixth layer L 6, the electric motor 6
Sensor portion of the NO X ammonia sensor 29 by 7 7
Heated from 00 ° C to 800 ° C. Next, the fuel injection control of the internal combustion engine shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 4A, the vertical axis represents the engine load Q /
N (intake air amount Q / engine speed N), and the horizontal axis represents engine speed N.

【0033】図4(A)において実線X1 よりも低負荷
側の運転領域では成層燃焼が行われる。即ち、このとき
には図1に示されるように圧縮行程末期に燃料噴射弁1
1からキャビティ12内に向けて燃料Fが噴射される。
この燃料はキャビティ12の内周面により案内されて点
火栓10周りに混合気を形成し、この混合気が点火栓1
0によって着火燃焼せしめられる。このとき燃焼室5内
における平均空燃比はリーンとなっている。
FIG. 4 in the operating region of lower load than the solid line X 1 in (A) has a stratified charge combustion is performed. That is, at this time, as shown in FIG.
The fuel F is injected from 1 into the cavity 12.
This fuel is guided by the inner peripheral surface of the cavity 12 to form an air-fuel mixture around the ignition plug 10.
0 causes ignition combustion. At this time, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 5 is lean.

【0034】一方、図4(A)において実線X1 よりも
高負荷側の領域では吸気行程中に燃料噴射弁11から燃
料が噴射され、このときには均一混合気燃焼が行われ
る。なお、実線X1 と鎖線X2 の間ではリーン空燃比の
もとで均一混合気燃焼が行われ、鎖線X2 と鎖線X3
間では理論空燃比のもとで均一混合気燃焼が行われ、鎖
線X3 よりも高負荷側ではリッチ空燃比のもとで均一混
合気燃焼が行われる。
On the other hand, in the region of the high load side than the solid line X 1 in FIG. 4 (A) the fuel from the fuel injection valve 11 is injected during the intake stroke, uniform mixture combustion is performed at this time. In addition, between the solid line X 1 and a chain line X 2 is performed homogeneous mixture combustion under a lean air-fuel ratio, homogeneous mixture combustion line under a stoichiometric air-fuel ratio between the chain line X 2 and the chain line X 3 We, uniform mixture combustion under a rich air-fuel ratio in the high load side is performed than the chain line X 3.

【0035】本発明では空燃比を理論空燃比とするのに
必要な基本燃料噴射量TAUが図4(B)に示すように
機関負荷Q/Nおよび機関回転数Nの関数としてマップ
の形で予めROM33内に記憶されており、基本的には
この基本燃料噴射量TAUに補正係数Kを乗算すること
によって最終的な燃料噴射量TAUO(=K・TAU)
が算出される。この補正係数Kは図4(C)に示される
ように機関負荷Q/Nおよび機関回転数Nの関数として
マップの形で予めROM33内に記憶されている。
In the present invention, the basic fuel injection amount TAU required for setting the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio is shown in the form of a map as a function of the engine load Q / N and the engine speed N as shown in FIG. The final fuel injection amount TAUO (= K · TAU) is stored in advance in the ROM 33 and basically multiplied by the correction coefficient K to the basic fuel injection amount TAU.
Is calculated. This correction coefficient K is stored in the ROM 33 in advance in the form of a map as a function of the engine load Q / N and the engine speed N as shown in FIG.

【0036】この補正係数Kの値はリーン空燃比のもと
で燃焼が行われる図4(A)の鎖線X2 よりも低負荷側
の運転領域では1.0よりも小さく、リッチ空燃比のも
とで燃焼が行われる図4(A)の鎖線X3 よりも高負荷
側の運転領域では1.0よりも大きくなる。また、この
補正係数Kは鎖線X2 と鎖線X3 との間の運転領域では
1.0とされ、このとき空燃比は理論空燃比となるよう
に空燃比センサ28の出力信号に基づいてフィードバッ
ク制御される。
The value of the correction coefficient K is smaller than 1.0 in an operation region on the lower load side than the dashed line X 2 in FIG. 4A in which combustion is performed under a lean air-fuel ratio. It is larger than 1.0 even in the operating range of the high load side than the chain line X 3 shown in FIG. 4 (a) the original combustion is performed. Further, the correction coefficient K is in the operating region between the chain line X 2 and a chain line X 3 is 1.0, the air-fuel ratio at this time is based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 28 so that the theoretical air-fuel ratio feedback Controlled.

【0037】機関排気通路内に配置されたNOX 吸収剤
23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Na、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くとも一つと、白金
Ptのような貴金属とが担持されている。この場合、ケ
ーシング24内に例えばコージライトからなるパティキ
ュレートフィルタを配置し、このパティキュレートフィ
ルタ上にアルミナを担体とするNOX 吸収剤23を担持
させることもできる。
[0037] the NO X absorbent 23 disposed in the engine exhaust passage, for example alumina as a carrier, with, for example, on the carrier K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, barium Ba, calcium Ca And at least one selected from the group consisting of alkaline earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt. In this case, to place the particulate filter consisting of a casing 24 in the example cordierite, alumina on the particulate filter can be supported to the NO X absorbent 23 to a carrier.

【0038】いずれの場合であっても、機関吸気通路、
燃焼室5およびNOX 吸収剤23上流の排気通路内に供
給された空気および燃料(炭化水素)の比をNOX 吸収
剤23への流入排気ガスの空燃比と称するとこのNOX
吸収剤23は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
NOX を吸収し、流入排気ガスの空燃比が理論空燃比又
はリッチになると吸収したNOX を放出するNOX の吸
放出作用を行う。
In any case, the engine intake passage,
NO X in Toko to refer to the ratio of the combustion chamber 5 and the NO X absorbent is supplied to the 23 exhaust passage upstream of the air and fuel (hydrocarbons) and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23
The absorbent 23 absorbs the NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is performed to absorbing and releasing action of the NO X that releases NO X absorbed and becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich.

【0039】このNOX 吸収剤23を機関排気通路内に
配置すればNOX 吸収剤23は実際にNOX の吸放出作
用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムについて
は明らかでない部分もある。しかしながらこの吸放出作
用は図5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。次に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。
If this NO X absorbent 23 is disposed in the exhaust passage of the engine, the NO X absorbent 23 actually performs the absorption and release of NO X , but the detailed mechanism of this absorption and release is not clear in some parts. . However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but other noble metals, alkali metals, alkaline earths,
The same mechanism is obtained even when rare earth elements are used.

【0040】図1に示される内燃機関では使用頻度の高
い大部分の運転状態において空燃比がリーンの状態で燃
焼が行われる。このように空燃比がリーンの状態で燃焼
が行われている場合には排気ガス中の酸素濃度は高く、
このときには図5(A)に示されるようにこれら酸素O
2 がO2 -又はO2-の形で白金Ptの表面に付着する。一
方、流入排気ガス中のNOは白金Ptの表面上でO2 -
はO2-と反応し、NO 2 となる(2NO+O2 →2NO
2 )。次いで生成されたNO2 の一部は白金Pt上で酸
化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムBaOと
結合しながら図5(A)に示されるように硝酸イオンN
3 -の形で吸収剤内に拡散する。このようにしてNOX
がNOX 吸収剤23内に吸収される。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、吸収剤のNOX 吸収能力が飽和しない限りNO2
吸収剤内に吸収されて硝酸イオンNO3 -が生成される。
In the internal combustion engine shown in FIG.
When the air-fuel ratio is lean in most operating conditions,
Baking is performed. Combustion with lean air-fuel ratio
When the oxygen concentration in the exhaust gas is high,
At this time, as shown in FIG.
Two Is OTwo -Or O2-On the surface of platinum Pt. one
On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas becomes O on the surface of platinum Pt.Two -or
Is O2-Reacts with NO Two (2NO + OTwo → 2NO
Two ). NO generated nextTwo Part of the acid on platinum Pt
Is absorbed into the absorbent while being converted into barium oxide BaO.
While binding, as shown in FIG.
OThree -Diffuses into the absorbent in the form of NO in this wayX 
Is NOX It is absorbed in the absorbent 23. In the incoming exhaust gas
NO on the surface of platinum Pt as long as oxygen concentration is highTwo Is generated
NOX NO unless absorption capacity is saturatedTwo But
Nitrate ion NO absorbed in the absorbentThree -Is generated.

【0041】一方、流入排気ガスの空燃比がリッチにさ
れると流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、その結果白
金Ptの表面でのNO2 の生成量が低下する。NO2
生成量が低下すると反応が逆方向(NO3 -→NO2 )に
進み、斯くして吸収剤内の硝酸イオンNO3 -がNO2
形で吸収剤から放出される。このときNOX 吸収剤23
から放出されたNOX は図5(B)に示されるように流
入排気ガス中に含まれる多量の未燃HC,COと反応し
て還元せしめられる。このようにして白金Ptの表面上
にNO2 が存在しなくなると吸収剤から次から次へとN
2 が放出される。従って流入排気ガスの空燃比がリッ
チにされると短時間のうちにNOX 吸収剤23からNO
X が放出され、しかもこの放出されたNOX が還元され
るために大気中にNOX が排出されることはない。
On the other hand, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, and as a result, the amount of NO 2 generated on the surface of the platinum Pt decreases. When the production amount of NO 2 decreases, the reaction proceeds in the reverse direction (NO 3 → NO 2 ), and thus nitrate ions NO 3 in the absorbent are released from the absorbent in the form of NO 2 . At this time, the NO X absorbent 23
NO X released from the large amount of unburned HC contained in the inflowing exhaust gas as shown in FIG. 5 (B), is caused to reduction by reaction with CO. In this way, when NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt, N 2 is successively removed from the absorbent.
O 2 is released. Therefore NO air-fuel ratio from the NO X absorbent 23 in a short time when it is in the rich inflowing exhaust gas
X is released, and since the released NO X is reduced, NO X is not discharged into the atmosphere.

【0042】なお、この場合、流入排気ガスの空燃比を
理論空燃比にしてもNOX 吸収剤23からNOX が放出
される。しかしながら流入排気ガスの空燃比を理論空燃
比にした場合にはNOX 吸収剤23からNOX が徐々に
しか放出されないためにNO X 吸収剤23に吸収されて
いる全NOX を放出させるには若干長い時間を要する。
In this case, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is
NO even at stoichiometric air-fuel ratioX NO from absorbent 23X Is released
Is done. However, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is
NO if ratioX NO from absorbent 23X Gradually
NO because it is only released X Absorbed by the absorbent 23
All NOX It takes a slightly longer time to release.

【0043】ところでNOX 吸収剤23のNOX 吸収能
力には限度があり、従ってNOX 吸収剤23のNOX
収能力が飽和する前にNOX 吸収剤23からNOX を放
出させる必要がある。ところがNOX 吸収剤23はNO
X 吸収能力が十分なうちは排気ガス中に含まれるほとん
ど全てのNOX を吸収するがNOX 吸収能力の限界に近
ずくと一部のNOX を吸収しえなくなり、斯くしてNO
X 吸収剤23がNOX吸収能力の限界に近ずくとNOX
吸収剤23から排出されるNOX 量が増大しはじめる。
By the way is in the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent 23 is limited, thus NO X absorbing capacity of the NO X absorbent 23 needs to release NO X from the NO X absorbent 23 before saturation . However, the NO X absorbent 23 is NO
Among X absorbing capacity is sufficient to absorb almost all of the NO X contained in the exhaust gas is no longer E to absorb near Nuisance and part of the NO X in the limit of the NO X absorbing capacity, NO and thus
When the X absorbent 23 approaches the limit of NO X absorption capacity, NO X
The amount of NO X discharged from the absorbent 23 starts to increase.

【0044】そこで本発明による第1実施例を含むいく
つかの実施例ではNOX 吸収剤23から排出されるNO
X 量が増大しはじめたときにNOX 吸収剤23に流入す
る排気ガスの空燃比を一時的にリッチにしてNOX 吸収
剤23からNOX を放出させるようにしている。この場
合、NOX 吸収剤23に流入する排気ガスの空燃比をリ
ッチにする方法は種々の方法がある。例えば、燃焼室5
内における混合気の平均空燃比をリッチにすることによ
り排気ガスの空燃比をリッチにすることもできるし、膨
張行程末期又は排気行程中に追加の燃料を噴射すること
によって排気ガスの空燃比をリッチにすることもできる
し、またNOX 吸収剤23上流の排気通路内に追加の燃
料を噴射することによって排気ガスの空燃比をリッチに
することもできる。本発明による実施例では1番目の方
法、即ちリッチ空燃比のもとで均一混合気燃焼を行わせ
ることによって排気ガスの空燃比をリッチにするように
している。
[0044] Therefore NO in some embodiments including the first embodiment according to the present invention that is discharged from the NO X absorbent 23
Are after temporarily rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 the NO X absorbent 23 so as to release the NO X when X amount began to increase. In this case, the method of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 rich There are various ways. For example, combustion chamber 5
The air-fuel ratio of the exhaust gas can be made rich by making the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the air rich, or the air-fuel ratio of the exhaust gas can be made rich by injecting additional fuel at the end of the expansion stroke or during the exhaust stroke. it may also be rich, or can be an air-fuel ratio of the exhaust gas rich by injecting additional fuel to the NO X absorbent 23 in the exhaust passage upstream of. In the embodiment according to the present invention, the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich by performing the first method, that is, by performing the homogeneous mixture combustion under the rich air-fuel ratio.

【0045】ところで排気ガス中にはSOX が含まれて
おり、NOX 吸収剤23にはNOXばかりでなくSOX
も吸収される。このNOX 吸収剤23へのSOX の吸収
メカニズムはNOX の吸収メカニズムと同じであると考
えられる。即ち、NOX の吸収メカニズムを説明したと
きと同様に担体上に白金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と、前述したように流
入排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素O2 がO2 -
又はO2-の形で白金Ptの表面に付着しており、流入排
気ガス中のSO2 は白金Ptの表面上でO2 -又はO 2-
反応してSO3 となる。次いで生成されたSO3 の一部
は白金Pt上で更に酸化されつつ吸収剤内に吸収されて
酸化バリウムBaOと結合しながら、硫酸イオンSO4
2- の形で吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩BaSO4
を生成する。
The exhaust gas contains SO.X Contains
Yes, NOX NO in the absorbent 23XNot only SOX 
Is also absorbed. This NOX SO to absorbent 23X Absorption of
The mechanism is NOX Is considered to be the same as the absorption mechanism of
available. That is, NOX Explained the absorption mechanism of
Carry platinum Pt and barium Ba on the carrier as well
In the case where the flow is made as an example, the flow is
When the air-fuel ratio of the incoming and exhaust gas is lean, oxygen OTwo Is OTwo -
Or O2-Is attached to the surface of platinum Pt in the form of
SO in gas and gasTwo Is O on the surface of platinum PtTwo -Or O 2-When
React and SOThree Becomes Then the generated SOThree Part of
Is further oxidized on platinum Pt and absorbed in the absorbent.
Sulfate ions SO while binding with barium oxide BaOFour
2- And diffused into the absorbent in the form of a stable sulfate BaSOFour
 Generate

【0046】しかしながらこの硫酸塩BaSO4 は安定
していて分解しづらく、流入排気ガスの空燃比を単にリ
ッチにしただけでは硫酸塩BaSO4 は分解されずにそ
のまま残る。従ってNOX 吸収剤23内には時間が経過
するにつれて硫酸塩BaSO 4 が増大することになり、
斯くして時間が経過するにつれてNOX 吸収剤23が吸
収しうるNOX 量が低下することになる。即ち、時間が
経過するにつれてNO X 吸収剤23が劣化することにな
る。
However, this sulfate BaSOFour Is stable
And the air-fuel ratio of the incoming exhaust gas is simply reset.
Sulphate BaSOFour Is not disassembled
Will remain. Therefore NOX Time passes in the absorbent 23
The sulfate BaSO Four Will increase,
Thus, as time passes, NOX Absorbent 23 absorbs
NO that can be storedX The amount will be reduced. That is, time
NO as time goes by X The absorbent 23 will deteriorate.
You.

【0047】ところがこの場合、NOX 吸収剤23の温
度が一定温度、例えば600℃以上になるとNOX 吸収
剤23内において硫酸塩BaSO4 が分解し、このとき
NO X 吸収剤23に流入する排気ガスの空燃比をリッチ
にするとNOX 吸収剤23からSOX を放出させること
ができる。そこで本発明による実施例ではNOX 吸収剤
23からSOX を放出すべきときにNOX 吸収剤23の
温度が高い場合にはNOX 吸収剤23に流入する排気ガ
スの空燃比をリッチにしてNOX 吸収剤23からSOX
を放出させ、SOX を放出すべきときにNOX 吸収剤2
3の温度が低い場合にはNOX 吸収剤23の温度を上昇
させると共にNOX 吸収剤23に流入する排気ガスの空
燃比をリッチにするようにしている。
However, in this case, NOX Absorbent 23 temperature
NO when the temperature exceeds a certain temperature, for example, 600 ° C.X absorption
Sulfate BaSO in agent 23Four Decomposes, at this time
NO X Rich air-fuel ratio of exhaust gas flowing into absorbent 23
NOX Absorbent 23 to SOX Releasing
Can be. Therefore, in the embodiment according to the present invention, NOX Absorbent
23 to SOX To release NOX Absorbent 23
NO if temperature is highX Exhaust gas flowing into the absorbent 23
Richer air-fuel ratio and NOX Absorbent 23 to SOX 
To release SOX To release NOX Absorbent 2
NO if temperature of 3 is lowX Raise the temperature of the absorbent 23
NOX Empty exhaust gas flowing into the absorbent 23
The fuel ratio is made rich.

【0048】次に、NOX 吸収剤23からNOX を放出
すべくNOX 吸収剤23に流入する排気ガスの空燃比を
リッチにしたときの還元剤の量とNOX 吸収剤23から
排出された排気ガス中のアンモニアNH3 の濃度との関
係について説明する。まず初めに還元剤の量について説
明すると、NOX 吸収剤23に流入する排気ガスの空燃
比を理論空燃比にするのに必要な燃料量に対して過剰な
燃料がNOXの放出および還元のために使用されるので
この過剰な燃料の量がNOX の放出および還元に使用さ
れる還元剤の量に一致する。このことは、NOX 吸収剤
23からNOX を放出すべきときに燃焼室5内における
混合気の空燃比をリッチにした場合でも、膨張行程末期
又は排気行程中に追加の燃料を噴射した場合でも、NO
X 吸収剤23上流の排気通路内に追加の燃料を噴射した
場合でも当てはまる。
Next, NOX NO from absorbent 23X Release
NO to doX The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent 23 is
Amount of reducing agent and NO when enrichedX From absorbent 23
Ammonia NH in discharged exhaust gasThree Relationship with the concentration of
The staff will be described. First, let's talk about the amount of reducing agent.
NOX Air-fuel of exhaust gas flowing into absorbent 23
Ratio is too large for the amount of fuel required to achieve the stoichiometric air-fuel ratio.
NO fuelXUsed for release and reduction of
The amount of this excess fuel is NOX Used for release and reduction of
According to the amount of reducing agent used. This means NOX Absorbent
NO from 23X Should be released in the combustion chamber 5
Even when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made rich, even at the end of the expansion stroke
Alternatively, even if additional fuel is injected during the exhaust stroke, NO
X Additional fuel was injected into the exhaust passage upstream of the absorbent 23
Even so.

【0049】ところで本発明の実施例におけるようにN
X 吸収剤23からNOX を放出すべきときに燃焼室5
内における空燃比をリッチにするようにした場合には基
本燃料噴射量TAUに対する補正係数Kの値をKR とす
ると燃料噴射一回当りNOX吸収剤23に供給される還
元剤の量ΔQRは次式で表わされる。 ΔQR=TAU・(KR −1.0) ここでTAUは図4(B)に示される基本燃料噴射量で
あり、補正係数KR は空燃比をリッチ空燃比としたとき
のリッチの度合(理論空燃比/リッチ空燃比)を示して
いる。この燃料噴射一回当りの還元剤の量ΔQRを積算
するとNOX 吸収剤23に供給された還元剤の総量QR
となる。
Incidentally, as in the embodiment of the present invention, N
When NO X is to be released from the O X absorbent 23, the combustion chamber 5
When the air-fuel ratio is made rich within the range, assuming that the value of the correction coefficient K for the basic fuel injection amount TAU is K R , the amount ΔQR of the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 per fuel injection is It is expressed by the following equation. ΔQR = TAU · (K R −1.0) Here, TAU is the basic fuel injection amount shown in FIG. 4B, and the correction coefficient K R is the degree of richness when the air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio ( (Stoichiometric air-fuel ratio / rich air-fuel ratio). The total amount QR of the fuel injection when the integrated amount ΔQR once per reductant supplied to the NO X absorbent 23 reducing agent
Becomes

【0050】次にアンモニアの濃度について説明する
と、空燃比がリーンのとき、即ち酸化雰囲気のときには
アンモニアNH3 はほとんど発生しない。ところが空燃
比がリッチになると、即ち還元雰囲気になると吸入空気
中又は排気ガス中の窒素N2 が酸化触媒又は三元触媒2
0において炭化水素HCにより還元され、アンモニアN
3 が生成される。しかしながら空燃比がリッチになる
とNOX 吸収剤23からNOX が放出され、生成された
アンモニアNH3 はこのNOX を還元するために使用さ
れるのでNOX 吸収剤23からNOX が放出されている
間は、より正確に言うと供給された還元剤がNOX の放
出および還元のために使用されている間はNOX 吸収剤
23からアンモニアNH3 は排出されない。これに対し
てNOX 吸収剤23からのNOX の放出が完了した後も
空燃比がリッチにされていると、より正確に言うとNO
X 吸収剤23からNOX を放出し還元するために使用さ
れない余剰の還元剤が供給されるとアンモニアNH3
もはやNOX の還元のために消費されることがなくな
り、斯くしてこのときにはNOX 吸収剤23からアンモ
ニアNH3 が排出されることになる。
Next, the concentration of ammonia will be described. When the air-fuel ratio is lean, that is, in an oxidizing atmosphere, almost no ammonia NH 3 is generated. However, when the air-fuel ratio becomes rich, that is, when the atmosphere becomes a reducing atmosphere, the nitrogen N 2 in the intake air or the exhaust gas is reduced by the oxidation catalyst or the three-way catalyst 2.
0, reduced by hydrocarbons HC and ammonia N
H 3 is produced. However NO X from the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio becomes rich is released, the ammonia NH 3 generated is NO X is released from the NO X absorbent 23 since it is used to reduce the NO X while in, the ammonia NH 3 from the nO X absorbent 23 is not discharged while the more precisely the supplied reducing agent is used for the release and reduction of nO X. On the other hand, if the air-fuel ratio is made rich even after the release of NO X from the NO X absorbent 23, more precisely,
If an excess reducing agent is supplied which is not used for releasing and reducing NO X from the X absorbent 23, ammonia NH 3 is no longer consumed for reducing NO X , and thus at this time, NO 3 Ammonia NH 3 is discharged from the X absorbent 23.

【0051】このことはNOX 吸収剤23の上流に酸化
触媒又は三元触媒20が設けられていない場合でも生ず
る。即ち、NOX 吸収剤23も還元機能を有する白金P
t等の触媒を具えているので空燃比がリッチになるとN
X 吸収剤23においてアンモニアNH3 が生成される
可能性がある。しかしながらたとえアンモニアNH3
生成されたとしてもこのアンモニアNH3 はNOX 吸収
剤23から放出されたNOX を還元するために使用され
るためにNOX 吸収剤23からはアンモニアNH3 が排
出されない。ところがNOX 吸収剤23からNOX を放
出し還元するために使用されない余剰の還元剤が供給さ
れると前述したようにNOX 吸収剤23からアンモニア
NH3 が排出されることになる。
[0051] This is caused even when the oxidation catalyst or three-way catalyst 20 upstream of the NO X absorbent 23 is not provided. That is, platinum P of the NO X absorbent 23 also has a reduced function
t, etc., so that when the air-fuel ratio becomes rich, N
In O X absorbent 23 could ammonia NH 3 is produced. However if ammonia NH 3 as ammonia NH 3 is generated ammonia NH 3 is not discharged from the NO X absorbent 23 to be used to reduce the NO X released from the NO X absorbent 23 . However, when an excess reducing agent not used for releasing and reducing NO X from the NO X absorbent 23 is supplied, ammonia NH 3 is discharged from the NO X absorbent 23 as described above.

【0052】このようにNOX 吸収剤23に流入する排
気ガスの空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤2
3からNOX を放出し還元するために使用されない余剰
の還元剤が供給されるとこの余剰の還元剤はアンモニア
NH3 の形でNOX 吸収剤23から排出され、このとき
排出されるアンモニア量は余剰の還元剤の量に比例す
る。従ってこのとき排出されるアンモニア量から余剰の
還元剤量がわかることになる。
When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 is made rich, the NO X absorbent 2
When an excess reducing agent not used for releasing and reducing NO X is supplied from the NOx 3 , the excess reducing agent is discharged from the NO X absorbent 23 in the form of ammonia NH 3 , and the amount of ammonia discharged at this time Is proportional to the amount of excess reducing agent. Therefore, the surplus amount of the reducing agent can be determined from the amount of ammonia discharged at this time.

【0053】そこで本発明ではアンモニア濃度を検出可
能なNOX アンモニアセンサ29をNOX 吸収剤23下
流の排気通路内に配置し、このNOX アンモニアセンサ
29により検出されたアンモニア濃度の変化から余剰の
還元剤量を求めるようにしている。この場合、このアン
モニア濃度の積算値は余剰の還元剤量を表していると考
えられ、従ってアンモニア濃度の積算値は余剰の還元剤
量を表わす代表値であると言える。また、このアンモニ
ア濃度の最大値が余剰の還元剤量を表していると考える
こともでき、従ってアンモニア濃度の最大値は余剰の還
元剤量を表わす代表値であると言える。上述したように
本発明ではアンモニア濃度の変化から余剰の還元剤量を
求めるようにしているが具体的に言うとアンモニア濃度
の変化から余剰の還元剤量を表す上述の如き代表値を求
めるようにしている。これが本発明の基本である。
Therefore, in the present invention, a NO X ammonia sensor 29 capable of detecting the ammonia concentration is disposed in the exhaust passage downstream of the NO X absorbent 23, and an excess of the ammonia concentration detected by the NO X ammonia sensor 29 is used. The amount of reducing agent is determined. In this case, the integrated value of the ammonia concentration is considered to represent the surplus reducing agent amount, and therefore, it can be said that the integrated value of the ammonia concentration is a representative value representing the surplus reducing agent amount. Further, it can be considered that the maximum value of the ammonia concentration represents the surplus reducing agent amount, and therefore, it can be said that the maximum value of the ammonia concentration is a representative value representing the surplus reducing agent amount. As described above, in the present invention, the surplus reducing agent amount is obtained from the change in the ammonia concentration. More specifically, the representative value representing the surplus reducing agent amount is obtained from the change in the ammonia concentration. ing. This is the basis of the present invention.

【0054】さて、この代表値が求まると種々の制御が
可能となる。そこでまず初めに図6を参照しつつ最も基
本的な還元剤の供給制御について説明する。図6を参照
すると、ΣNOXはNOX 吸収剤23に吸収されている
NOX 量を示しており、I1 はNOX アンモニアセンサ
29の検出電流を示している。なお、図6においてNO
X およびNH3 は排気ガス中のNOX 濃度およびNH3
濃度の変化によるNOX アンモニアセンサ29の検出電
流の変化を夫々示しており、これら検出電流の双方がN
X アンモニアセンサ29の検出電流I1 に表われる。
また、A/Fは燃焼室5内における混合気の平均空燃比
を示しており、QRは供給された還元剤の総量を示して
いる。
When the representative value is obtained, various controls can be performed. Therefore, first, the most basic control of the supply of the reducing agent will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 6, .SIGMA.NOX shows the amount of NO X is absorbed in the NO X absorbent 23, I 1 represents the detection current of the NO X ammonia sensor 29. In FIG. 6, NO
X and NH 3 are the NO X concentration in the exhaust gas and NH 3
Shows each change of the detected current of the NO X ammonia sensor 29 due to changes in concentration, both of these detected current is N
Appearing on the detection current I 1 of the O X ammonia sensor 29.
A / F indicates the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5, and QR indicates the total amount of the supplied reducing agent.

【0055】図6に示されるようにNOX 吸収剤23に
吸収されているNOX 量ΣNOXが増大してNOX 吸収
剤23の吸収能力限界に近ずくとNOX 吸収剤23から
はNOX が排出しはじめるのでNOX アンモニアセンサ
29の検出電流I1 が上昇を開始する。図6に示す例で
はNOX 吸収剤23からNOX が排出しはじめてNO X
濃度が予め定められた設定値を越えたとき、即ちNOX
アンモニアセンサ29の検出電流I1 が予め定められた
設定値Is を越えたときにNOX 吸収剤23からNOX
を放出すべく空燃比A/Fがリーンからリッチに切換え
られる。空燃比A/Fがリーンからリッチに切換えられ
てもリッチ空燃比の排気ガスがNOX 吸収剤23に到達
するには時間を要するので空燃比A/Fがリッチに切換
えられた直後はNOX 吸収剤23から排出されるNOX
量が増大し続ける。次いでリッチ空燃比の排気ガス中に
含まれる還元剤によるNOX の還元作用が開始されるた
めにNOX 吸収剤23からはNOX が排出されなくな
る。従って空燃比がリーンからリッチに切換えられると
NOX アンモニア濃度センサ29の検出電流I1 は短時
間上昇した後、零まで低下する。
As shown in FIG.X Absorbent 23
NO absorbedX The amount ΣNOX increases and NOX absorption
NO when approaching the absorption capacity limit of agent 23X From absorbent 23
Is NOX Begins to emit NOX Ammonia sensor
29 detected current I1 Begins to rise. In the example shown in FIG.
Is NOX NO from absorbent 23X Begins to emit NO X 
When the concentration exceeds a predetermined set value, that is, NOX 
Detection current I of ammonia sensor 291 Is predetermined
NO when exceeding set value IsX NO from absorbent 23X 
Air-fuel ratio A / F switches from lean to rich to release fuel
Can be Air-fuel ratio A / F is switched from lean to rich
Even if the exhaust gas with rich air-fuel ratio is NOX Reached absorbent 23
It takes time, so the air-fuel ratio A / F is switched to rich
NO immediately after being obtainedX NO discharged from absorbent 23X 
Volume continues to increase. Then in the rich air-fuel ratio exhaust gas
NO by the contained reducing agentX The reduction action of
NOX NO from the absorbent 23X Will not be discharged
You. Therefore, when the air-fuel ratio is switched from lean to rich
NOX Detection current I of ammonia concentration sensor 291 Is short
And then drop to zero.

【0056】一方、空燃比がリーンからリッチに切換え
られるとNOX 吸収剤23に供給される還元剤の総量Q
Rは徐々に増大し、それに伴なってNOX 吸収剤23に
吸収されているNOX 量ΣNOXは徐々に減少する。と
ころで図6に示される例では還元剤の総量QRが目標値
QRS に達したときに空燃比をリッチからリーンに切換
えるようにしており、図6に示される場合にはNOX
収剤23に吸収されているNOX 量が零になった後に空
燃比がリッチからリーンに切換えられている。
Meanwhile, the total amount Q of the reducing agent an air-fuel ratio is supplied to the NO X absorbent 23 is switched from lean to rich
R gradually increases, and accordingly, the NO x amount ΣNO x absorbed by the NO x absorbent 23 gradually decreases. Meanwhile has to switch to a lean air-fuel ratio from the rich when the total amount QR of the reducing agent has reached the target value QR S in the example shown in FIG. 6, the NO X absorbent 23 in the case shown in FIG. 6 After the absorbed NO X amount becomes zero, the air-fuel ratio is switched from rich to lean.

【0057】この場合にはNOX 吸収剤23からNOX
を放出し還元するために使用されない余剰の還元剤が供
給されており、従ってこのときにはNOX 吸収剤23か
らアンモニアNH3 が排出されるので図6に示されるよ
うにNOX アンモニアセンサ29の検出電流I1 が上昇
する。この場合、図6においてハッチングで示される検
出電流I1 の積算値ΣIおよび検出電流I1 の最大値I
max は余剰の還元剤量を表している。従ってこの実施例
では次回のNOX 放出時に供給すべき還元剤量がこれら
積算値ΣI又は最大値Imax に基づき算出された余剰の
還元剤だけ減少せしめられる。従って次回のNOX 放出
時にはNOX 吸収剤23に吸収されているNOX を放出
し還元するのに必要な量の還元剤が供給されることにな
る。
[0057] from the NO X absorbent 23 is in this case NO X
Since the excess reducing agent not used for releasing and reducing the oxygen is supplied, and the ammonia NH 3 is discharged from the NO x absorbent 23 at this time, the detection by the NO x ammonia sensor 29 is performed as shown in FIG. current I 1 is increased. In this case, the integrated value ΔI of the detection current I 1 and the maximum value I of the detection current I 1 indicated by hatching in FIG.
max represents the amount of excess reducing agent. Therefore, in this embodiment used to lower the amount of reducing agent to be supplied to the next of the NO X emission only excess of the reducing agent calculated based on these integrated value ΣI or the maximum value Imax. Hence it is at the next of the NO X release amount of reducing agent required to reduce releases NO X that is absorbed in the NO X absorbent 23 is supplied.

【0058】一方、NOX 吸収剤23に吸収されている
SOX が増大してくるとNOX 吸収剤23のNOX 吸収
能力が低下してくるために空燃比がリーンからリッチに
切換えると再びNOX 吸収剤23からアンモニアが排出
される。このときには再び次回のNOX 放出時に供給す
べき還元剤量が検出電流I1 の積算値ΣI又は最大値I
max に基づき算出された余剰の還元剤だけ減少せしめら
れる。このようにしてこの実施例ではNOX 吸収剤23
からのNOX の放出完了時に空燃比をリッチからリーン
に切換え、NOX 吸収剤23への還元剤の供給を停止で
きることになる。
Meanwhile, again when the air-fuel ratio for NO X absorbing capacity of the SO X which is absorbed in the NO X absorbent 23 comes increased the NO X absorbent 23 is lowered is switched from lean to rich ammonia is discharged from the NO X absorbent 23. Integrated value of the amount of reducing agent to be supplied when again the next of the NO X emission in this case is detected current I 1 .SIGMA.I or maximum value I
The surplus reducing agent calculated based on max is reduced. The NO X absorbent 23 in this way is made in this embodiment
The air-fuel ratio is switched from rich to lean when the release of NO X from the NOx is completed, and the supply of the reducing agent to the NO X absorbent 23 can be stopped.

【0059】ところで供給すべき還元剤の目標値QRS
はNOX 吸収剤23が吸収しうるNOX 量を表してい
る。従ってこの実施例では目標値QRS が予め定められ
た設定値SSよりも小さくなったときにNOX 吸収剤2
3からSOX を放出させるようにしている。また、経時
変化によりNOX 吸収剤23が劣化した場合にも目標値
QRS は低下し、従ってこの目標値QRS からNOX
収剤23の劣化の度合がわかる。なお、NOX 吸収剤2
3が劣化していないときにはNOX は硝酸イオンの形で
NO X 吸収剤23の奥深くまで拡散するのでNOX 吸収
剤23の奥深くに硝酸塩が形成される。この場合、NO
X 吸収剤23からNOX を放出させるには空燃比のリッ
チの度合、即ち補正係数KR の値を大きくすることが好
ましい。これに対し、NOX 吸収剤23が劣化してくる
とNOX は硝酸イオンの形でNOX 吸収剤23の奥深く
まで拡散しなくなるのでこのときNOX 吸収剤23から
NOX を放出させるには空燃比のリッチの度合、即ち補
正係数KR の値をさほど大きくする必要がない。従って
本発明による実施例では空燃比をリッチにするときの補
正係数K R の値は図7に示されるように目標値QRS
大きいほど高くされる。
Incidentally, the target value QR of the reducing agent to be suppliedS 
Is NOX NO that can be absorbed by the absorbent 23X Represents the quantity
You. Therefore, in this embodiment, the target value QRS Is predetermined
NO when the set value is smaller than the set value SSX Absorbent 2
3 to SOX Is to be released. Also, over time
NO due to changeX Target value even when absorbent 23 has deteriorated
QRS Decreases, and therefore this target value QRS From NOX Sucking
The degree of deterioration of the absorbent 23 is understood. Note that NOX Absorbent 2
NO when 3 is not deterioratedX Is in the form of nitrate ions
NO X NO because it diffuses deep into the absorbent 23X absorption
Nitrate is formed deep inside the agent 23. In this case, NO
X NO from absorbent 23X Release the air-fuel ratio.
H, that is, the correction coefficient KR It is preferable to increase the value of
Good. In contrast, NOX Absorbent 23 deteriorates
And NOX Is NO in the form of nitrate ionsX Deep inside the absorbent 23
NO at this timeX From absorbent 23
NOX In order to release the air-fuel ratio,
Positive coefficient KR Need not be so large. Therefore
In the embodiment according to the present invention, the supplement for making the air-fuel ratio rich is
Positive coefficient K R Is the target value QR as shown in FIG.S But
The larger, the higher.

【0060】図8は図6に基づき説明した第1実施例を
実行するためのルーチンを示している。図8を参照する
と、まず初めにステップ100において図4(B)に示
すマップから基本燃料噴射量TAUが算出される。次い
でステップ101ではNOX 吸収剤23からNOX を放
出すべきことを示すNOX 放出フラグがセットされてい
るか否かが判別される。NOX 放出フラグがセットされ
ていないときにはステップ102に進んでNOX アンモ
ニアセンサ29の検出電流I1 が設定値IS を越えたか
否かが判別される。I1 ≦IS のときには、即ちNOX
吸収剤23のNO X 吸収能力に未だ余裕があるときには
ステップ105にジャンプする。
FIG. 8 shows the first embodiment described with reference to FIG.
2 shows a routine for execution. Referring to FIG.
First, in step 100, as shown in FIG.
The basic fuel injection amount TAU is calculated from the map. Next
NO in step 101X NO from absorbent 23X Release
NO indicating what should be issuedX The release flag is set
Is determined. NOX Release flag is set
If not, proceed to step 102 and NOX Ammo
Detection current I of the near sensor 291 Is the set value IS Has exceeded
It is determined whether it is not. I1 ≤IS , That is, NOX 
NO of absorbent 23 X When there is still room for absorption capacity
Jump to step 105.

【0061】ステップ105では図4(C)に示すマッ
プから補正係数Kが算出される。次いでステップ106
では基本燃料噴射量TAUに補正係数Kを乗算すること
によって最終的な燃料噴射量TAUO(=K・TAU)
が算出され、この噴射量TAUOでもって燃料噴射が行
われる。次いでステップ107では還元剤の目標値QR
S がSOX 放出のための設定値SSよりも小さくなった
か否かが判別され、QRS ≧SSのときには処理サイク
ルを完了する。
In step 105, the correction coefficient K is calculated from the map shown in FIG. Then step 106
Now, by multiplying the basic fuel injection amount TAU by the correction coefficient K, the final fuel injection amount TAUO (= K · TAU)
Is calculated, and fuel injection is performed with the injection amount TAUO. Next, at step 107, the target value QR of the reducing agent
It is determined whether S has become smaller than the set value SS for SO X release, and when QR S ≧ SS, the processing cycle is completed.

【0062】一方、ステップ102においてI1 >IS
になったと判断されると、即ちNO X 吸収剤23からN
X が排出しだすとステップ103に進んでNOX 放出
フラグがセットされ、次いでステップ104に進んでN
3 検出フラグがセットされる。次いでステップ105
に進む。NOX 放出フラグがセットされると次の処理サ
イクルではステップ101からステップ108に進んで
図7に示す関係から補正係数KR が算出される。次いで
ステップ109では基本燃料噴射量TAUに補正係数K
R を乗算することによって最終的な燃料噴射量TAUO
(=KR ・TAU)が算出され、この噴射量TAUOで
もって燃料噴射が行われる。このときリーン空燃比のも
とでの成層燃焼又はリーン空燃比のもとでの均一混合気
燃焼からリッチ空燃比のもとでの均一混合気燃焼に切換
えられ、それによってNOX 吸収剤23からのNOX
放出作用が開始される。
On the other hand, in step 102, I1 > IS 
Is determined, that is, NO X Absorbent 23 to N
OX Begins to be discharged and proceeds to step 103, NOX release
The flag is set and then the process proceeds to step 104 where N
HThree The detection flag is set. Then step 105
Proceed to. NOX When the release flag is set, the next processing
In cycle, go from step 101 to step 108
From the relationship shown in FIG.R Is calculated. Then
In step 109, the correction coefficient K is added to the basic fuel injection amount TAU.
R Is multiplied by the final fuel injection amount TAUO
(= KR ・ TAU) is calculated, and this injection amount TAUO
Thus, fuel injection is performed. At this time, the lean air-fuel ratio
Homogeneous mixture under stratified combustion or lean air-fuel ratio
Switching from combustion to homogeneous air-fuel mixture combustion under rich air-fuel ratio
Yes, so NOX NO from absorbent 23X of
The release action is started.

【0063】次いでステップ110では次式に基づいて
燃料噴射一回当りにNOX 吸収剤23に供給される還元
剤の量ΔQRが算出される。 ΔQR=TAU・(KR −1.0) 次いでステップ111ではこの還元剤量ΔQRをQRに
加算することによってNOX 吸収剤23に供給された還
元剤の総量QRが算出される。次いでステップ112で
は還元剤の総量QRが目標値QRS を越えたか否かが判
別され、QR≦QRS のときにはステップ107にジャ
ンプする。これに対してQR>QRS になるとステップ
113に進んでNOX 放出フラグがリセットされ、次い
でステップ114では還元剤の総量QRがクリアされ
る。次いでステップ107に進む。NOX 放出フラグが
リセットされると空燃比はリッチからリーンに切換えら
れる。
Next, at step 110, the amount ΔQR of the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 per one fuel injection is calculated based on the following equation. AQr = TAU · total amount QR of the (K R -1.0) then step 111 the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 by adding the reducing agent amount AQr the QR is calculated. Then the total amount QR of the reducing agent in step 112 is determined whether or not exceeds the target value QR S is, jumps to step 107 when the QR ≦ QR S. NO X releasing flag proceeds to step 113 becomes a QR> QR S contrast is reset, then the total amount QR of the reducing agent in step 114 is cleared. Next, the routine proceeds to step 107. If NO X release flag is reset the air-fuel ratio is switched from rich to lean.

【0064】一方、ステップ107においてQRS <S
Sになったと判断されたときにはステップ115に進ん
でNOX 吸収剤23からSOX を放出させる処理が行わ
れる。即ち、NOX 吸収剤23の温度をほぼ600℃以
上に維持しつつ空燃比がリッチとされる。NOX 吸収剤
23からのSOX の放出作用が完了するとステップ11
6に進んで予め定められている最大の還元剤総量QRma
x が目標値QRS とされる。
On the other hand, in step 107, QR S <S
Process for releasing SO X from the NO X absorbent 23 proceeds to step 115 when a determination is made that the S is performed. That is, the air-fuel ratio is made rich while maintaining the temperature of the NO X absorbent 23 almost 600 ° C. or higher. When the release operation of SO X from the NO X absorbent 23 is completed, step 11 is performed.
Proceeding to 6, the predetermined maximum total reducing agent amount QRma
x is the target value QR S.

【0065】図9は目標値QRS を算出するためのルー
チンを示している。図9を参照すると、まず初めにステ
ップ200においてNH3 検出フラグがセットされてい
るか否かが判別される。このNH3 検出フラグは図8の
ステップ102においてI1 >IS となったときにセッ
トされる。NH3 検出フラグがセットされているときに
はステップ201に進んで機関の運転領域が予められた
設定運転領域であるか否かが判別される。この設定運転
領域は機関負荷Q/Nおよび機関回転数Nから定まる狹
い運転領域である。機関の運転領域がこの設定運転領域
内にあるときにはステップ202に進む。
FIG. 9 shows a routine for calculating the target value QR S. Referring to FIG. 9, first, at step 200, it is determined whether or not the NH 3 detection flag is set. This NH 3 detection flag is set when I 1 > I S in step 102 of FIG. When the NH 3 detection flag is set, the routine proceeds to step 201, where it is determined whether or not the operation region of the engine is a preset operation region. This set operation region is a narrow operation region determined by the engine load Q / N and the engine speed N. When the operation region of the engine is within the set operation region, the process proceeds to step 202.

【0066】ステップ202ではNH3 検出フラグがセ
ットされてからの経過時間tが一定時間t1 を越えたか
否かが判別される。この一定時間t1 は空燃比がリーン
からリッチにされた後にNOX アンモニアセンサ29の
検出電流I1 が零まで低下し終わるまでの時間である。
t>t1 になるとステップ203に進んでNH3 検出フ
ラグがセットされてからの経過時間tが一定時間t2
越えたか否かが判別される。この一定時間t2 はNOX
吸収剤23からアンモニアが排出されたときにどのよう
なアンモニア量であってもNOX アンモニアセンサ29
がアンモニア濃度を検出しうるのに十分な時間である。
t≦t2 のときにはステップ204に進む。
In step 202, it is determined whether or not the elapsed time t since the setting of the NH 3 detection flag has exceeded a predetermined time t 1 . This fixed time t 1 is a time from when the air-fuel ratio is made rich to lean, until the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 ends to drop to zero.
t> whether becomes to t 1 NH 3 detection flag goes to step 203 the elapsed time t after the set exceeds a predetermined time t 2 is determined. This fixed time t 2 is NO X
NO X ammonia sensor 29 whatever the amount of ammonia when ammonia is discharged from the absorbent 23
Is sufficient time to detect ammonia concentration.
When t ≦ t 2, the process proceeds to step 204.

【0067】ステップ204ではNOX アンモニアセン
サ29の検出電流I1 が算出される。次いでステップ2
05ではこの検出電流I1 をΣIに加算することによっ
て検出電流の積算値ΣIが算出される。次いでステップ
203においてt>t2 になったと判別されたときには
ステップ206に進んで検出電流の積算値ΣIに比例定
数C1 を乗算した乗算結果が余剰の還元剤量QRR(=
1 ・ΣI)とされる。次いでステップ207では現在
の目標値QRS から余剰の還元剤量QRRを減算するこ
とにより目標値QRS が更新される。
[0067] detected current I 1 of the step 204 in NO X ammonia sensor 29 is calculated. Then step 2
05 In the integrated value ΣI of detected current by adding the detected current I 1 in ΣI is calculated. Next, when it is determined at step 203 that t> t 2 , the routine proceeds to step 206, where the multiplication result obtained by multiplying the integrated value ΣI of the detected current by the proportionality constant C 1 is a surplus reducing agent amount QRR (=
It is a C 1 · ΣI). Next, at step 207, the target value QR S is updated by subtracting the surplus reducing agent amount QRR from the current target value QR S.

【0068】次いでステップ208ではΣIがクリアさ
れ、同時にNH3 検出フラグがリセットされる。次いで
ステップ209では更新された目標値QRS が予め定め
られた限界値QRmin 以下であるか否かが判別される。
QRS <QRmin のときにはステップ210に進んでN
X 吸収剤23が劣化したことを示す劣化フラグがセッ
トされる。劣化フラグがセットされると例えば警告ラン
プが点灯される。
Next, at step 208, ΔI is cleared, and at the same time, the NH 3 detection flag is reset. Next, at step 209, it is determined whether or not the updated target value QR S is equal to or less than a predetermined limit value QRmin.
When QR S <QRmin, the routine proceeds to step 210, where N
Deterioration flag indicating that O X absorbent 23 is deteriorated is set. When the deterioration flag is set, for example, a warning lamp is turned on.

【0069】図10は目標値QRS を算出するためのル
ーチンの別の例を示している。図10を参照すると、ま
ず初めにステップ300においてNH3 検出フラグがセ
ットされているか否かが判別される。このNH3 検出フ
ラグは図8のステップ102においてI1 >IS となっ
たときにセットされる。NH3 検出フラグがセットされ
ているときにはステップ301に進んで機関の運転領域
が予められた設定運転領域であるか否かが判別される。
この設定運転領域は機関負荷Q/Nおよび機関回転数N
から定まる狹い運転領域である。機関の運転領域がこの
設定運転領域内にあるときにはステップ302に進む。
[0069] Figure 10 shows another example of the routine for calculating the target value QR S. Referring to FIG. 10, first, at step 300, it is determined whether or not the NH 3 detection flag is set. This NH 3 detection flag is set when I 1 > I S in step 102 of FIG. Whether the set operation region operating region of the engine was previously the routine proceeds to step 301, it is determined when the NH 3 detection flag has been set.
The set operation range includes the engine load Q / N and the engine speed N.
It is a narrow operating area determined from the following. When the operation region of the engine is within the set operation region, the process proceeds to step 302.

【0070】ステップ302ではNH3 検出フラグがセ
ットされてからの経過時間tが一定時間t1 を越えたか
否かが判別される。この一定時間t1 は前述したように
空燃比がリーンからリッチにされた後にNOX アンモニ
アセンサ29の検出電流I1が零まで低下し終わるまで
の時間である。t>t1 になるとステップ403に進ん
でNH3 検出フラグがセットされてからの経過時間tが
一定時間t2 を越えたか否かが判別される。この一定時
間t2 は前述したようにNOX 吸収剤23からアンモニ
アが排出されたときにどのようなアンモニア量であって
もNOX アンモニアセンサ29がアンモニア濃度を検出
しうるのに十分な時間である。t≦t2のときにはステ
ップ304に進む。
In step 302, it is determined whether or not the elapsed time t from when the NH 3 detection flag is set exceeds a predetermined time t 1 . This fixed time t 1 is a time from when the air-fuel ratio is made rich to lean as described above, until the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 ends to drop to zero. t> whether becomes to t 1 NH 3 detection flag goes to step 403 the elapsed time t after the set exceeds a predetermined time t 2 is determined. This fixed time t 2 is a time sufficient for the NO x ammonia sensor 29 to detect the ammonia concentration regardless of the amount of ammonia when the ammonia is discharged from the NO x absorbent 23 as described above. is there. When t ≦ t 2, the process proceeds to step 304.

【0071】ステップ304ではNOX アンモニアセン
サ29の検出電流I1 が算出される。次いでステップ3
05ではこの検出電流I1 がImax よりも大きいか否か
が判別される。I1 >Imax のときにはステップ306
に進んでI1 が検出電流の最大値Imax とされる。次い
でステップ303においてt>t2 になったと判別され
たときにはステップ307に進んで検出電流の最大値I
max に比例定数C2 を乗算した乗算結果が余剰の還元剤
量QRR(=C2 ・Imax )とされる。次いでステップ
308では現在の目標値QRS から余剰の還元剤量QR
Rを減算することにより目標値QRS が更新される。
[0071] detected current I 1 of the step 304 NO X ammonia sensor 29 is calculated. Then step 3
In 05 the detected current I 1 whether large is determined than Imax. When I 1 > Imax, step 306 is executed.
Willing I 1 is the maximum value Imax of detected current. Next, when it is determined in step 303 that t> t 2 , the routine proceeds to step 307, where the maximum value I of the detected current is calculated.
multiplication result obtained by multiplying the proportional constant C 2 to max is the excess reducing agent amount QRR (= C 2 · Imax) . Then excess reducing agent amount QR from step 308 current target value QR S
The target value QR S is updated by subtracting R.

【0072】次いでステップ309ではImax がクリア
され、同時にNH3 検出フラグがリセットされる。次い
でステップ310では更新された目標値QRS が予め定
められた限界値QRmin 以下であるか否かが判別され
る。QRS <QRmin のときにはステップ311に進ん
でNOX 吸収剤23が劣化したことを示す劣化フラグが
セットされる。劣化フラグがセットされると例えば警告
ランプが点灯される。
Next, at step 309, Imax is cleared, and at the same time, the NH 3 detection flag is reset. Next, at step 310, it is determined whether or not the updated target value QR S is equal to or less than a predetermined limit value QRmin. If QR S <QRmin, the routine proceeds to step 311, where a deterioration flag indicating that the NO X absorbent 23 has deteriorated is set. When the deterioration flag is set, for example, a warning lamp is turned on.

【0073】次に図11を参照しつつ第2実施例につい
て説明する。この実施例では図11(A)に示すように
余剰の還元剤量を表す代表値に対して予め基準値が設定
されている。具体的に言うと、第1の例ではNOX アン
モニアセンサ29の検出電流の積算値ΣIに対して基準
値Sr が予め設定されており、図11(B)に示される
ように代表値、即ち検出電流の積算値ΣIが基準値Sr
よりも大きくなったときには空燃比がリッチにされたと
きにNOX 吸収剤23に供給される還元剤の総量が減少
せしめられ、図11(C)に示されるように代表値、即
ち検出電流の積算値ΣIが基準値Sr よりも小さくなっ
たときには空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤
23に供給される還元剤の総量が増大せしめられる。即
ち、検出電流の積算値ΣIが基準値Sr となるように還
元剤の供給量が制御される。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 11 (A), a reference value is set in advance for a representative value representing the surplus reducing agent amount. More specifically, in the first example, the reference value Sr is set in advance for the integrated value ΔI of the detection current of the NO X ammonia sensor 29, and as shown in FIG. The integrated value 検 出 I of the detected current is the reference value Sr
Air-fuel ratio when it is larger than the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 when it is rich is made to decrease, the representative value as shown in FIG. 11 (C), i.e. the detection current When the integrated value ΔI becomes smaller than the reference value Sr, the total amount of the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio is made rich is increased. That is, the supply amount of the reducing agent is controlled such that the integrated value ΔI of the detected current becomes the reference value Sr.

【0074】また、第2の例では図11(A)に示され
るようにNOX アンモニアセンサ29の検出電流の最大
値Imax に対して基準値Imax が予め設定されており、
図11(B)に示されるように代表値、即ち検出電流の
最大値Imax が基準値Imaxrよりも大きくなったときに
は空燃比がリッチにされたときにNOX 吸収剤23に供
給される還元剤の総量が減少せしめられ、図11(C)
に示されるように代表値、即ち検出電流の最大値Imax
が基準値Imaxrよりも小さくなったときには空燃比がリ
ッチにされたときにNOX 吸収剤23に供給される還元
剤の総量が増大せしめられる。即ち、検出電流の最大値
Imax が基準値Imaxrとなるように還元剤の供給量が制
御される。
[0074] Moreover, the reference value Imax is set in advance for the maximum value Imax of detected current of the NO X ammonia sensor 29 as in the second example shown in FIG. 11 (A),
As shown in FIG. 11B, when the representative value, that is, the maximum value Imax of the detected current is larger than the reference value Imaxr, the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio is made rich. Is reduced, and FIG. 11 (C)
As shown in the figure, the representative value, that is, the maximum value Imax of the detection current
There total amount of reducing agent which air is supplied to the NO X absorbent 23 when it is rich is made to increase when it becomes smaller than the reference value Imaxr. That is, the supply amount of the reducing agent is controlled such that the maximum value Imax of the detected current becomes the reference value Imaxr.

【0075】この第2実施例では第1実施例と異なって
還元剤の供給量を減少させすぎたときには還元剤の供給
量を増大できるという利点がある。図12はこの第2実
施例の第1の例を実行するための目標値QRS の算出ル
ーチンを示している。なお、この第2実施例においても
運転制御ルーチンとして図8に示す運転制御ルーチンが
用いられる。
Unlike the first embodiment, the second embodiment has an advantage that the supply amount of the reducing agent can be increased when the supply amount of the reducing agent is excessively reduced. Figure 12 shows a calculation routine of the target value QR S for performing a first example of the second embodiment. The operation control routine shown in FIG. 8 is used as the operation control routine also in the second embodiment.

【0076】図12を参照すると、まず初めにステップ
400においてNH3 検出フラグがセットされているか
否かが判別される。このNH3 検出フラグは図8のステ
ップ102においてI1 >IS となったときにセットさ
れる。NH3 検出フラグがセットされているときにはス
テップ401に進んで機関の運転領域が予められた設定
運転領域であるか否かが判別される。この設定運転領域
は機関負荷Q/Nおよび機関回転数Nから定まる狹い運
転領域である。機関の運転領域がこの設定運転領域内に
あるときにはステップ402に進む。
Referring to FIG. 12, first, at step 400, it is determined whether or not the NH 3 detection flag is set. This NH 3 detection flag is set when I 1 > I S in step 102 of FIG. Whether the set operation region operating region of the engine was previously the routine proceeds to step 401, it is determined when the NH 3 detection flag has been set. This set operation region is a narrow operation region determined by the engine load Q / N and the engine speed N. When the operation region of the engine is within the set operation region, the routine proceeds to step 402.

【0077】ステップ402ではNH3 検出フラグがセ
ットされてからの経過時間tが一定時間t1 を越えたか
否かが判別される。この一定時間t1 は前述したように
空燃比がリーンからリッチにされた後にNOX アンモニ
アセンサ29の検出電流I1が零まで低下し終わるまで
の時間である。t>t1 になるとステップ403に進ん
でNH3 検出フラグがセットされてからの経過時間tが
一定時間t2 を越えたか否かが判別される。この一定時
間t2 は前述したようにNOX 吸収剤23からアンモニ
アが排出されたときにどのようなアンモニア量であって
もNOX アンモニアセンサ29がアンモニア濃度を検出
しうるのに十分な時間である。t≦t2のときにはステ
ップ404に進む。
In step 402, it is determined whether or not the elapsed time t since the setting of the NH 3 detection flag has exceeded a predetermined time t 1 . This fixed time t 1 is a time from when the air-fuel ratio is made rich to lean as described above, until the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 ends to drop to zero. t> whether becomes to t 1 NH 3 detection flag goes to step 403 the elapsed time t after the set exceeds a predetermined time t 2 is determined. This fixed time t 2 is a time sufficient for the NO x ammonia sensor 29 to detect the ammonia concentration regardless of the amount of ammonia when the ammonia is discharged from the NO x absorbent 23 as described above. is there. When t ≦ t 2, the process proceeds to step 404.

【0078】ステップ404ではNOX アンモニアセン
サ29の検出電流I1 が算出される。次いでステップ4
05ではこの検出電流I1 をΣIに加算することによっ
て検出電流の積算値ΣIが算出される。次いでステップ
403においてt>t2 になったと判別されたときには
ステップ406に進んで検出電流の積算値ΣIが基準値
Sr よりも大きいか否かが判別される。ΣI>Sr のと
きにはステップ407に進んで目標値QRS が予め定め
られた設定値αだけ減少せしめられ、次いでステップ4
09に進む。これに対してΣI≦Sr のときにはステッ
プ408に進んで目標値QRS が予め定められた設定値
αだけ増大せしめられ、次いでステップ409に進む。
[0078] detected current I 1 of the step 404 NO X ammonia sensor 29 is calculated. Then step 4
05 In the integrated value ΣI of detected current by adding the detected current I 1 in ΣI is calculated. Next, when it is determined in step 403 that t> t 2 , the routine proceeds to step 406, where it is determined whether the integrated value ΔI of the detected current is larger than the reference value Sr. If ΣI> Sr, the routine proceeds to step 407, where the target value QR S is reduced by a predetermined set value α, and then step 4
Go to 09. On the other hand, when ΔI ≦ Sr, the routine proceeds to step 408, where the target value QR S is increased by a predetermined set value α, and then the routine proceeds to step 409.

【0079】ステップ409ではΣIがクリアされ、同
時にNH3 検出フラグがリセットされる。次いでステッ
プ410では更新された目標値QRS が予め定められた
限界値QRmin 以下であるか否かが判別される。QRS
<QRmin のときにはステップ411に進んでNOX
収剤23が劣化したことを示す劣化フラグがセットされ
る。劣化フラグがセットされると例えば警告ランプが点
灯される。
At step 409, ΔI is cleared, and at the same time, the NH 3 detection flag is reset. Next, at step 410, it is determined whether or not the updated target value QR S is equal to or less than a predetermined limit value QRmin. QR S
<When the QRmin deterioration flag indicating that the NO X absorbent 23 is deteriorated proceeds to step 411 is set. When the deterioration flag is set, for example, a warning lamp is turned on.

【0080】次に図13から図15を参照しつつ第3実
施例について説明する。この実施例ではNOX 吸収剤2
3へのNOX 吸収量を推定し、NOX 吸収剤23に流入
する排気ガスの空燃比をリッチにした後に再びリッチに
するまでのリッチ時間間隔を推定NOX 吸収量に基づき
制御し、更にこのリッチ時間間隔を検出電流I1 に基づ
いて修正すると共に、リッチ時間を検出電流の積算値Σ
I又は検出電流の最大値Imax のような代表値に基づい
て制御するようにしている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. The NO X absorbent 2 In this example
Estimates the NO X absorption amount to 3, controlled based on the estimated NO X absorption rich time interval between re-rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 after the rich, further The rich time interval is corrected based on the detected current I 1 , and the rich time is calculated based on the integrated value of the detected current Σ
The control is performed based on a representative value such as I or the maximum value Imax of the detected current.

【0081】即ち、この第3実施例ではNOX 吸収剤2
3に吸収されているNOX 量を推定するためのNOX
収量推定手段を具備しており、図13に示されるように
NO X 吸収量推定手段により推定されたNOX 吸収量Σ
NOXが許容値NOXmax を越えたときに空燃比をリー
ンからリッチに一時的に切換えるようにしている。機関
から排出されるNOX 量は機関の運転状態が定まるとほ
ぼ定まり、従ってNOX 吸収剤23に吸収されるNOX
量も機関の運転状態が定まるとほぼ定まる。従ってこの
第3実施例では機関の運転状態に応じた単位時間当りの
NOX 吸収剤23へのNOX 吸収量NAを予め実験によ
り求めておき、このNOX 吸収量NAが機関負荷Q/N
および機関回転数Nの関数として図14に示すようにマ
ップの形で予めROM33内に記憶されている。
That is, in the third embodiment, NOX Absorbent 2
NO absorbed in 3X NO for estimating the amountX Sucking
It has a means for estimating the yield, as shown in FIG.
NO X NO estimated by the absorption amount estimation meansX Absorption Σ
When NOX exceeds the allowable value NOXmax, the air-fuel ratio is
To switch temporarily from rich to rich. organ
NO emitted fromX Once the engine operating condition is determined,
Settled and therefore NOX NO absorbed by the absorbent 23X 
The amount is almost determined when the operating condition of the engine is determined. So this
In the third embodiment, the per unit time according to the operating state of the engine is
NOX NO to absorbent 23X The absorption amount NA is determined in advance by experiments.
This NOX Absorption amount NA is engine load Q / N
And as a function of the engine speed N as shown in FIG.
It is stored in the ROM 33 in advance in the form of a tip.

【0082】この実施例では機関運転時に図14に示さ
れる機関運転状態に応じたNOX 吸収量NAが積算さ
れ、それによってNOX 吸収剤23に吸収されていると
推定されるNOX 量ΣNOXが算出される。ただし、空
燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比となる運転領域では
NOX 吸収剤23からNOX が放出されるのでこのよう
な運転領域ではNAの値は負となる。
In this embodiment, the NO X absorption amount NA according to the engine operation state shown in FIG. 14 is integrated during the operation of the engine, and the NO X amount XNOX which is estimated to be absorbed by the NO X absorbent 23 thereby. Is calculated. However, the value of NA becomes negative because the air-fuel ratio NO X is released from the NO X absorbent 23 is in the operating region becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio in such operating range.

【0083】一方、許容値NOXmax はNOX 吸収剤2
3に吸収されているSOX 量が増大するほど、即ちNO
X 吸収剤23の吸収能力が低下するほど小さくされる。
ところで噴射燃料中には燃料により定まるほぼ一定割合
のイオウが含まれており、従ってNOX 吸収剤23に吸
収されるSOX 量は噴射燃料量TAUの積算値ΣTAU
に比例する。従ってこの第3実施例では図15に示され
るように噴射燃料量の積算値ΣTAUが増大するほど許
容値NOXmax が次第に減少せしめられる。
[0083] On the other hand, the allowable value NOXmax is the NO X absorbent 2
As the amount of SO X absorbed in No. 3 increases, that is, NO
The smaller the absorption capacity of the X absorbent 23 is, the smaller the absorption capacity is.
By the way, the injected fuel contains sulfur at a substantially constant rate determined by the fuel. Therefore, the amount of SO X absorbed by the NO X absorbent 23 is calculated as the integrated value of the injected fuel amount TAUΣTAU
Is proportional to Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 15, as the integrated value ΣTAU of the injected fuel amount increases, the allowable value NOXmax is gradually reduced.

【0084】この第3実施例では基本的には前述したよ
うにNOX 吸収量ΣNOXが許容値NOXmax を越えた
ときに空燃比がリーンからリッチに一時的に切換えられ
る。この場合、機関運転中には図15に示されるように
許容値NOXmax は次第に低下する。従ってほぼ同一の
運転状態が継続しているときにはリッチ時間間隔が次第
に短かくなることがわかる。また、この第3実施例では
許容値NOXmax はリーン運転時にNOX 吸収剤23か
らNOX が放出しはじめるときのNOX 吸収量よりも小
さな値に設定されている。従ってこの第3実施例ではリ
ーン運転時にNOX 吸収剤23からNOX が放出しはじ
める前に空燃比がリーンからリッチに切換えられること
になる。
[0084] In the third embodiment is basically NO X absorption amount ΣNOX as the aforementioned air-fuel ratio temporarily switched from lean to rich when it exceeds the allowable value NOXmax. In this case, during the operation of the engine, the allowable value NOXmax gradually decreases as shown in FIG. Therefore, it can be understood that the rich time interval becomes gradually shorter when almost the same operation state continues. Further, the allowable value NOXmax In this third embodiment is set to a value smaller than the NO X absorption amount when NO X from the NO X absorbent 23 during the lean operation starts to release. Therefore the air-fuel ratio becomes the switched from lean to rich before the start NO X is released from the NO X absorbent 23 during lean operation in this third embodiment.

【0085】しかしながら算出されたNOX 吸収量ΣN
OXが実際のNOX 吸収量に対してずれを生じている場
合にはΣNOX<NOXmax であるにもかかわらずにN
X吸収剤23からNOX が放出しはじめることもあ
る。そこでこの第3実施例ではΣNOX<NOXmax で
あるにもかかわらずNOX 吸収剤23からNOX が放出
しはじめたときには、即ちNOX アンモニアセンサ29
の検出電流I1 が設定値IS を越えたときには空燃比を
リーンからリッチに一時的に切換え、許容値NOXmax
を予め定められた量Bだけ低下させるようにしている。
即ち、この第3実施例では許容値NOXmax を検出電流
1 によって修正するようにしている。
However, the calculated NO x absorption amountΣN
If OX deviates from the actual amount of absorbed NO x , even though ΣNO x <NO xmax, N
NO X may start to be released from the O X absorbent 23. So when the NO X from despite the NO X absorbent 23 is ΣNOX <NOXmax began to release in the third embodiment, i.e., NO X ammonia sensor 29
Of the detected current I 1 is rich temporarily switched air-fuel ratio when it exceeds the set value I S from lean, tolerance NOXmax
Is reduced by a predetermined amount B.
That is, in this third embodiment so that to correct the allowable value NOXmax by detection current I 1.

【0086】図16および図17は第3実施例を実行す
るためのルーチンを示している。図16および図17を
参照すると、まず初めにステップ500において図4
(B)に示すマップから基本燃料噴射量TAUが算出さ
れる。次いでステップ501ではNOX 吸収剤23から
NOX を放出すべきことを示すNOX 放出フラグがセッ
トされているか否かが判別される。NOX 放出フラグが
セットされていないときにはステップ502に進んで図
14に示すマップから単位時間当りのNOX吸収量NA
が算出される。次いでステップ503ではこのNOX
収量NAをΣNOXに加算することによってNOX 吸収
剤23に吸収されていると推定されるNOX 量ΣNOX
が算出される。
FIGS. 16 and 17 show a routine for executing the third embodiment. Referring to FIGS. 16 and 17, first at step 500, FIG.
The basic fuel injection amount TAU is calculated from the map shown in FIG. Then NO X release flag indicating that it should release the NO X from step 501 in the NO X absorbent 23 is whether it is set or not. If the NO X release flag has not been set, the routine proceeds to step 502, where the NO X absorption amount NA per unit time is obtained from the map shown in FIG.
Is calculated. Then the amount of NO X ΣNOX is estimated to be absorbed in the NO X absorbent 23 by adding in step 503 the NO X absorption NA to ΣNOX
Is calculated.

【0087】次いでステップ504では最終的な噴射量
TAUOをΣTAUに加算することによって噴射燃料の
積算値ΣTAUが算出される。次いでステップ505で
はこの積算値ΣTAUに基づいて図15に示す関係から
許容値NOXmax が算出される。次いでステップ506
では許容値NOXmax が修正量ΔXだけ減少せしめられ
る。次いでステップ507ではNOX アンモニアセンサ
29の検出電流I1 が設定値IS を越えたか否かが判別
される。I1 ≦IS のときにはステップ508に進んで
NOX 吸収量ΣNOXが許容値NOXmax を越えたか否
かが判別される。ΣNOX≦NOXmax のとき、即ちN
X 吸収剤23のNOX 吸収能力に未だ余裕があるとき
にはステップ509にジャンプする。
Next, at step 504, an integrated value ΣTAU of the injected fuel is calculated by adding the final injection amount TAUO to ΣTAU. Next, at step 505, the allowable value NOXmax is calculated from the relationship shown in FIG. 15 based on the integrated value ΣTAU. Then step 506
Then, the allowable value NOXmax is reduced by the correction amount ΔX. Then whether or not the detected current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 in step 507 exceeds the set value I S is determined. Whether NO X absorption amount ΣNOX proceeds to step 508 when I 1 ≦ I S has exceeded the allowable value NOXmax is determined. When ΣNOX ≦ NOXmax, ie, N
If there is still room in the NO X absorption capacity of the O X absorbent 23, the routine jumps to step 509.

【0088】ステップ509では図4(C)に示すマッ
プから補正係数Kが算出される。次いでステップ510
では基本燃料噴射量TAUに補正係数Kを乗算すること
によって最終的な燃料噴射量TAUO(=K・TAU)
が算出され、この噴射量TAUOでもって燃料噴射が行
われる。次いでステップ511では還元剤の目標値QR
S がSOX 放出のための設定値SSよりも小さくなった
か否かが判別され、QRS ≧SSのときには処理サイク
ルを完了する。
In step 509, the correction coefficient K is calculated from the map shown in FIG. Then step 510
Now, by multiplying the basic fuel injection amount TAU by the correction coefficient K, the final fuel injection amount TAUO (= K · TAU)
Is calculated, and fuel injection is performed with the injection amount TAUO. Next, at step 511, the target value QR of the reducing agent
It is determined whether S has become smaller than the set value SS for SO X release, and when QR S ≧ SS, the processing cycle is completed.

【0089】一方、ステップ508においてΣNOX>
NOXmax になったと判断されたときにはステップ51
2に進んでNOX 放出フラグがセットされ、次いでステ
ップ513に進んでNH3 検出フラグがセットされる。
次いでステップ509に進む。また、ステップ508に
おいてΣNOX>NOXmax であるか否かが判別される
前にステップ507においてI1 >IS になったと判断
されると、即ちNOX吸収剤23からNOX が排出しだ
すとステップ514に進んで修正量ΔXに予め定められ
た設定値Bが加算される。次いでステップ512に進ん
でNOX 放出フラグがセットされる。従ってこのとき許
容値NOXmax は設定値Bだけ減少せしめられる。
On the other hand, in step 508, {NOX>
When it is determined that NOXmax has been reached, step 51
NO X releasing flag proceeds to 2 is set, then NH 3 detection flag is set the routine proceeds to step 513.
Next, the routine proceeds to step 509. Further, when it is determined that becomes I 1> I S in step 507 before whether ΣNOX> NOXmax in step 508 is determined, i.e. from the NO X absorbent 23 when starts to discharge the NO X 514 The preset value B is added to the correction amount ΔX. Then NO X release flag is set the routine proceeds to step 512. Accordingly, at this time, the allowable value NOXmax is reduced by the set value B.

【0090】NOX 放出フラグがセットされると次の処
理サイクルではステップ501からステップ515に進
んで図7に示す関係から補正係数KR が算出される。次
いでステップ516では基本燃料噴射量TAUに補正係
数KR を乗算することによって最終的な燃料噴射量TA
UO(=KR ・TAU)が算出され、この噴射量TAU
Oでもって燃料噴射が行われる。このときリーン空燃比
のもとでの成層燃焼又はリーン空燃比のもとでの均一混
合気燃焼からリッチ空燃比のもとでの均一混合気燃焼に
切換えられ、それによってNOX 吸収剤23からのNO
X の放出作用が開始される。
When the NO X release flag is set, the routine proceeds from step 501 to step 515 in the next processing cycle, and the correction coefficient K R is calculated from the relationship shown in FIG. Next, at step 516, the final fuel injection amount TAU is multiplied by the correction coefficient K R to the basic fuel injection amount TAU.
UO (= K R · TAU) is calculated, and this injection amount TAU
Fuel injection is performed with O. At this time is switched from the homogeneous mixture combustion under stratified combustion or a lean air-fuel ratio at a lean air-fuel ratio uniform mixture combustion under a rich air-fuel ratio, then the the NO X absorbent 23 NO
The release action of X is started.

【0091】次いでステップ517では次式に基づいて
燃料噴射一回当りにNOX 吸収剤23に供給される還元
剤の量ΔQRが算出される。 ΔQR=TAU・(KR −1.0) 次いでステップ518ではこの還元剤量ΔQRをQRに
加算することによってNOX 吸収剤23に供給された還
元剤の総量QRが算出される。次いでステップ519で
は還元剤の総量QRが目標値QRS を越えたか否かが判
別され、QR≦QRS のときにはステップ511にジャ
ンプする。これに対してQR>QRS になるとステップ
520に進んでNOX 放出フラグがリセットされ、次い
でステップ521ではNOX 吸収量ΣNOXおよび還元
剤の総量QRがクリアされる。次いでステップ511に
進む。NOX 放出フラグがリセットされると空燃比はリ
ッチからリーンに切換えられる。
Next, at step 517, the amount ΔQR of the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 per one fuel injection is calculated based on the following equation. AQr = TAU · total amount QR of the (K R -1.0) then step 518 the reducing agent supplied to the NO X absorbent 23 by adding the reducing agent amount AQr the QR is calculated. Then the total amount QR of the reducing agent in step 519 it is determined whether or not exceeds the target value QR S is, jumps to step 511 when the QR ≦ QR S. NO X releasing flag proceeds to step 520 becomes a QR> QR S contrast is reset, then the total amount QR of the NO X absorption ΣNOX and a reducing agent in step 521 is cleared. Next, the routine proceeds to step 511. If NO X release flag is reset the air-fuel ratio is switched from rich to lean.

【0092】一方、ステップ511においてQRS <S
Sになったと判断されたときにはステップ522に進ん
でNOX 吸収剤23からSOX を放出させる処理が行わ
れる。即ち、NOX 吸収剤23の温度をほぼ600℃以
上に維持しつつ空燃比がリッチとされる。NOX 吸収剤
23からのSOX の放出作用が完了するとステップ52
3に進んで予め定められている最大の還元剤総量QRma
x が目標値QRS とされ、更にΣTAUが零とされる。
On the other hand, in step 511, QR S <S
When it is determined that S has been reached, the routine proceeds to step 522, where processing for releasing SO X from the NO X absorbent 23 is performed. That is, the air-fuel ratio is made rich while maintaining the temperature of the NO X absorbent 23 almost 600 ° C. or higher. When the release operation of SO X from the NO X absorbent 23 is completed, step 52 is performed.
Proceeding to 3, the predetermined maximum reducing agent total amount QRma
x is a target value QR S, is further ΣTAU is zero.

【0093】なお、この第3実施例では目標値QRS
図9、図10又は図12に示すルーチンにより算出され
る。
In the third embodiment, the target value QR S is calculated by the routine shown in FIG. 9, FIG. 10, or FIG.

【0094】[0094]

【発明の効果】NOX 吸収剤からのNOX 放出制御を適
切に行うことができる。
As described above, it is possible to appropriately control the release of NO X from the NO X absorbent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.

【図2】NOX アンモニアセンサのセンサ部の構造を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a structure of a sensor section of the NO X ammonia sensor.

【図3】NOX アンモニアセンサによる検出電流を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing a current detected by a NO X ammonia sensor.

【図4】基本燃料噴射量、補正係数等を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic fuel injection amount, a correction coefficient, and the like.

【図5】NOX 吸収剤のNOX 吸放出作用を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the NO X absorbing / releasing action of the NO X absorbent.

【図6】NOX アンモニアセンサの検出電流等を示すタ
イムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing a detection current and the like of a NO X ammonia sensor.

【図7】リッチ空燃比とするときの補正係数を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a correction coefficient when a rich air-fuel ratio is set.

【図8】機関の運転を制御するためのフローチャートで
ある。
FIG. 8 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図9】目標値QRS を算出するためのフローチャート
である。
9 is a flow chart for calculating a target value QR S.

【図10】目標値QRS を算出するためのフローチャー
トである。
10 is a flow chart for calculating a target value QR S.

【図11】NOX アンモニアセンサの検出電流等を示す
タイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart showing a detection current and the like of a NO X ammonia sensor.

【図12】目標値QRS を算出するためのフローチャー
トである。
12 is a flow chart for calculating a target value QR S.

【図13】NOX 吸収量と空燃比の変化を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 13 is a time chart showing changes in the NO X absorption amount and the air-fuel ratio.

【図14】NOX 吸収量のマップを示す図である。FIG. 14 is a view showing a map of an NO X absorption amount.

【図15】許容値を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing allowable values.

【図16】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 16 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図17】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 17 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…燃料噴射弁 23…NOX 吸収剤 29…NOX アンモニアセンサ11 ... Fuel injection valve 23 ... NO X absorbent 29 ... NO X ammonia sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/08 F01N 3/18 C 3/18 3/24 R 3/28 301C 3/24 B01D 53/34 129A 3/28 301 (72)発明者 加古 純一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA24 AA28 AB02 AB03 AB06 AB13 BA11 BA14 BA15 BA19 BA20 BA33 CA18 CB02 CB03 CB07 DA01 DA02 DA03 DA04 DA10 DB06 DB07 DB08 DB10 DB11 DB15 DC01 EA01 EA05 EA07 EA30 EA31 EA33 EA34 FA11 FB10 FB11 FB12 FC02 GA06 GB01X GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB06W GB10X GB16X HA08 HA10 HA36 HA37 HB05 3G301 HA01 HA13 LA03 MA01 NE13 NE15 NE23 PA01Z PD01Z PD03Z PE01Z PE03Z PF03Z 4D002 AA12 AC10 BA03 BA04 DA01 DA04 DA25 DA46 GA03 GB02 GB08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/08 F01N 3/18 C 3/18 3/24 R 3/28 301C 3/24 B01D 53/34 129A 3/28 301 (72) Inventor Junichi Kako 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA24 AA28 AB02 AB03 AB06 AB13 BA11 BA14 BA15 BA19 BA20 BA33 CA18 CB02 CB03 CB07 DA01 DA02 DA03 DA04 DA10 DB06 DB07 DB08 DB10 DB11 DB15 DC01 EA01 EA05 EA07 EA30 EA31 EA33 EA34 FA11 FB10 FB11 FB12 FC02 GA06 GB01X GB02W GB02Y NE0303 NE23 PA01Z PD01Z PD03Z PE01Z PE03Z PF03Z 4D002 AA12 AC10 BA03 BA04 DA01 DA04 DA25 DA46 GA03 GB02 GB08

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンであ
るときにはNOX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比
がリッチになると吸収したNOX を排気ガス中に含まれ
る還元剤によって放出し還元するNOX 吸収剤を機関排
気通路内に配置し、リーン空燃比のもとで燃焼が行われ
ているときには排気ガス中のNOX がNOX 吸収剤に吸
収され、NOX 吸収剤からNOX を放出すべきときには
NOX吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにす
るようにした内燃機関の排気浄化装置において、NOX
吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされたと
きにNOX 吸収剤からNOX を放出し還元するために使
用されなかった余剰の還元剤がアンモニアの形でNOX
吸収剤から排出され、NOX 吸収剤下流の排気通路内に
アンモニア濃度を検出しうるセンサを配置して該センサ
により検出されたアンモニア濃度の変化から上記余剰の
還元剤量を表す代表値を求めるようにした内燃機関の排
気浄化装置。
1. A absorbs NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and releasing the reducing agent an air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas contained in the exhaust gas absorbed NO X and becomes rich the the NO X absorbent to reduce placed engine exhaust passage, when the burning fuel under a lean air-fuel ratio is made NO X in the exhaust gas is absorbed in the NO X absorbent, NO from the NO X absorbent in the exhaust purification system of an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to be rich when should be released X, NO X
NO X in excess of the form of the reducing agent is ammonia which has not been used to release and reduce NO X from the NO X absorbent when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent is made rich
It is discharged from the absorber, finding a representative value representing the amount of reducing agent the surplus by placing sensors capable of detecting the ammonia concentration to the NO X absorbent in the exhaust passage downstream of the change in the ammonia concentration detected by the sensor Exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.
【請求項2】 上記センサにより検出されたアンモニア
濃度の積算値が上記代表値とされる請求項1に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an integrated value of the ammonia concentration detected by the sensor is set as the representative value.
【請求項3】 上記センサにより検出されたアンモニア
濃度の最大値が上記代表値とされる請求項1に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a maximum value of the ammonia concentration detected by the sensor is set as the representative value.
【請求項4】 上記代表値が増大するほどNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされたときにN
X 吸収剤に供給される還元剤の総量を減少させるよう
にした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Wherein N when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent as the representative value increases is rich
O X exhaust purification system of an internal combustion engine according to claim 1 which is adapted to reduce the total amount of reducing agent supplied to the absorber.
【請求項5】 上記代表値が増大するほどNOX 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比をリッチにする時間を短か
くするようにした請求項4に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
5. The exhaust gas control apparatus according to claim 4 which is adapted to shorten the time for the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the more the NO X absorbent the representative value increases rich.
【請求項6】 上記代表値に対して基準値が予め設定さ
れており、代表値が基準値よりも大きくなったときには
NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにさ
れたときにNOX 吸収剤に供給される還元剤の総量を減
少させ、代表値が基準値よりも小さくなったときにはN
X 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされ
たときにNOX 吸収剤に供給される還元剤の総量を増大
させるようにした請求項1に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
6.] A reference value for the representative values is set in advance, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is made rich when the representative value is greater than the reference value reducing the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent, N represents when the representative value is smaller than the reference value
O X fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent exhaust purification system of an internal combustion engine according to claim 1 which is adapted to increase the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent when it is rich.
【請求項7】 代表値が基準値よりも大きくなったとき
にはNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチ
にする時間を短かくし、代表値が基準よりも小さくなっ
たときにはNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を
リッチにする時間を長くするようにした請求項6に記載
の内燃機関の排気浄化装置。
7. When the representative value becomes larger than the reference value, the time for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is shortened, and when the representative value becomes smaller than the reference value, the NO X absorption is reduced. 7. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the time for making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the agent rich is lengthened.
【請求項8】 上記センサは排気ガス中のアンモニア濃
度に加えて排気ガス中のNOX 濃度の検出が可能であ
り、リーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに該
センサによって検出されたNOX 濃度が予め定められた
設定値を越えたときにNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比がリーンからリッチに切換えられる請求項4又
は6に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. The sensor is capable of detecting concentration of NO X in the exhaust gas in addition to the ammonia concentration in the exhaust gas, detected by the sensor when burning fuel under a lean air-fuel ratio has been made 7. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent is switched from lean to rich when the determined NO X concentration exceeds a predetermined set value. .
【請求項9】 NOX 吸収剤に吸収されているNOX
を推定するためのNOX 吸収量推定手段を具備し、該N
X 吸収量推定手段により推定されたNOX量に基づい
て、NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を一時的
にリッチにするリッチ時間間隔を制御するようにした請
求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
9. comprising a NO X absorption amount estimation means for estimating an amount of NO X is absorbed in the NO X absorbent, the N
The rich time interval for temporarily making the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent rich based on the NO X amount estimated by the O X absorption amount estimating means is controlled. Exhaust purification device for internal combustion engine.
【請求項10】 上記NOX 吸収量推定手段により推定
されたNOX 吸収量が許容値を越えたときにNOX 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに一
時的に切換えられる請求項9に記載の内燃機関の排気浄
化装置。
It is temporarily switched to a rich air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas from lean to the NO X absorbent when the 10. NO X absorption amount estimated by the NO X absorption amount estimation means exceeds the allowable value An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 9.
【請求項11】 NOX 吸収剤のNOX 吸収能力を推定
するためのNOX 吸収能力推定手段を具備し、該NOX
吸収能力推定手段により推定されたNOX 吸収能力が低
下するほど上記許容値が低下せしめられる請求項10に
記載の内燃機関の排気浄化装置。
11. comprising a NO X absorbing capacity estimation means for estimating the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent, the NO X
An exhaust purification system of an internal combustion engine according to claim 10 which is estimated by the absorption capacity estimation means the NO X absorption capacity is made to decrease the allowable value as reduced.
【請求項12】 上記センサは排気ガス中のアンモニア
濃度に加えて排気ガス中のNOX 濃度の検出が可能であ
り、リーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに上
記NOX 吸収量推定手段により推定されたNOX 吸収量
が上記許容値を越えていないのにもかかわらずに該セン
サによって検出されたNOX 濃度が予め定められた設定
値を越えたときにはNOX 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比がリーンからリッチに切換えられる請求項10に
記載の内燃機関の排気浄化装置。
12. The sensor is capable of detecting concentration of NO X in the exhaust gas in addition to the ammonia concentration in the exhaust gas, the NO X absorbent when burning fuel under a lean air-fuel ratio has been made When the NO X concentration detected by the sensor exceeds a predetermined set value even though the NO X absorption amount estimated by the amount estimating means does not exceed the allowable value, the NO X absorbent is The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is switched from lean to rich.
【請求項13】 上記センサは排気ガス中のアンモニア
濃度に加えて排気ガス中のNOX 濃度の検出が可能であ
り、リーン空燃比のもとで燃焼が行われているときに上
記NOX 吸収量推定手段により推定されたNOX 吸収量
が上記許容値を越えていないのにもかかわらずに該セン
サによって検出されたNOX 濃度が予め定められた設定
値を越えたときには上記許容値が低下せしめられる請求
項10に記載の内燃機関の排気浄化装置。
13. The sensor is capable of detecting concentration of NO X in the exhaust gas in addition to the ammonia concentration in the exhaust gas, the NO X absorbent when burning fuel under a lean air-fuel ratio has been made the allowable value decreases when the nO X absorbed amount estimated by the amount estimation means exceeds a set value of nO X concentration predetermined detected by the sensor in spite of not exceed the allowable value The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 10, wherein the exhaust gas purifying apparatus is used.
【請求項14】 上記代表値に基づいてNOX 吸収剤の
劣化度合を検出するようにした請求項1に記載の内燃機
関の排気浄化装置。
14. An exhaust purification system of an internal combustion engine according to claim 1 which is adapted to detect the degree of deterioration of the NO X absorbent based on the representative value.
【請求項15】 NOX 吸収剤に供給される還元剤の総
量から上記余剰の還元剤量を減算した量が減少するにつ
れてNOX 吸収剤の劣化度合が大きくなると判断される
請求項14に記載の内燃機関の排気浄化装置。
15. wherein the total amount of reducing agent supplied to the NO X absorbent to claim 14, the degree of deterioration of the NO X absorbent is determined to be larger as the amount obtained by subtracting the amount of reducing agent the excess is reduced Exhaust purification device for internal combustion engine.
【請求項16】 NOX 吸収剤に流入する排気ガスの空
燃比をリッチにするときにNOX 吸収剤の劣化度合が大
きくなるにつれてリッチの度合が小さくされる請求項1
4に記載の内燃機関の排気浄化装置。
16. A method according to claim degree of rich is smaller as the degree of deterioration of the NO X absorbent increases when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent to a rich 1
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 4.
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