JP2002266628A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JP2002266628A
JP2002266628A JP2001062340A JP2001062340A JP2002266628A JP 2002266628 A JP2002266628 A JP 2002266628A JP 2001062340 A JP2001062340 A JP 2001062340A JP 2001062340 A JP2001062340 A JP 2001062340A JP 2002266628 A JP2002266628 A JP 2002266628A
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JP
Japan
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absorbent
exhaust gas
air
fuel ratio
rich
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Application number
JP2001062340A
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Japanese (ja)
Inventor
Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
Kenji Kato
健治 加藤
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately grasp a state of a maximum NOX absorbing amount of an NOX absorbent. SOLUTION: The NOX absorbent 23 is placed in an engine exhaust passage 22. A sensor 29 capable of detecting an NOX concentration inside exhaust gas is placed in the engine exhaust passage downstream of the NOX absorbent. When an NOX absorbing amount exceeds a determination value and the NOX concentration detected by the sensor is higher than a set value when an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOX absorbent is changed from lean to rich, it is determined that the maximum NOX absorbing amount which can be absorbed by the NOX absorbent has decreased.

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】内燃機関の燃焼室から排出される排気ガ
ス中の窒素酸化物(NOX )を浄化するためのNOX
化触媒を機関排気通路内に配置した排気浄化装置が公知
である。このNOX 浄化触媒として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 吸収剤が知られている。
BACKGROUND ART Nitrogen oxides in the exhaust gas discharged from the combustion chamber of an internal combustion engine (NO X) exhaust purification device arranged NO X purification catalyst in the engine exhaust passage for purifying are known. As the NO X purification catalyst absorbs NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas absorbed and becomes rich NO X
The NO X absorbent is known to be reduced and released by a reducing agent contained in the exhaust gas.

【0003】このようなNOX 吸収剤においては吸収す
ることができるNOX の量に限界がある。すなわちNO
X 吸収剤には最大NOX 吸収量がある。そしてNOX
収剤には吸収されているNOX の量がこの最大NOX
収量を越えるとNOX 吸収剤はもはやNOX を吸収する
ことはできず、このためNOX 吸収剤下流へとNOX
流出してしまう。したがってNOX 吸収剤に吸収されて
いるNOX の量が最大NOX 吸収量を越える前にNOX
吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチ
に切換えてNOX 吸収剤からNOX を放出し還元し、最
大NOX 吸収量が非常に少なくなったときにはNOX
収剤が劣化していると判定する必要がある。
[0003] There is a limit to the amount of the NO X which can be absorbed in such the NO X absorbent. That is, NO
The X absorbent has a maximum NO x absorption. The NO X amount of the absorbent is absorbed NO X is not able to absorb this maximum NO X absorbing amount exceeds the the NO X absorbent is longer NO X, to this end the NO X absorbent downstream NO X is leaked. Therefore NO X before the amount of the NO X that is absorbed in the NO X absorbent exceeds the maximum NO X absorption
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent is switched from lean to rich to release NO X from the NO X absorbent and reduced, and deterioration the NO X absorbent when the maximum NO X absorption amount becomes very small Needs to be determined.

【0004】例えばNOX 吸収剤に吸収されているNO
X の量が最大NOX 吸収量を越える前にNOX 吸収剤に
流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換え
るようにした排気浄化装置が特開平7−139340号
公報に開示されている。当該公報によれば内燃機関の燃
焼室内にて単位時間当たりに発生するNOX の量が吸気
圧力と機関回転数との関数になることから吸気圧力と機
関回転数とに基づいて単位時間当たりにNOX 吸収剤に
吸収されるNOX の量を推定し、この推定NO X 吸収量
が最大NOX 吸収量に達したときにNOX 吸収剤に流入
する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換えるよ
うにしている。
For example, NOX NO absorbed by absorbent
X Is the largest NOX NO before exceeding absorptionX For absorbent
Switching the air-fuel ratio of the incoming exhaust gas from lean to rich
An exhaust gas purifying apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-139340.
It is disclosed in the gazette. According to the publication, the fuel
NO generated per unit time in the furnaceX Amount of intake
Since it is a function of pressure and engine speed,
NO per unit time based onX For absorbent
NO absorbedX And the estimated NO X Absorption
Is the maximum NOX NO when the absorption amount is reachedX Flow into absorbent
Switch the air-fuel ratio of exhaust gas from lean to rich
I'm trying.

【0005】またNOX 吸収剤の劣化を判定するシステ
ムとしては特開2000−104536号公報に開示さ
れたシステムが公知である。当該公報によればNOX
蔵触媒下流に排気ガス中のNOX 濃度を検出することが
できるNOX センサを配置し、該NOX センサにより検
出されるNOX 濃度が所定値に達したときにNOX 吸蔵
触媒に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに
切換えるようにしたシステムにおいて、排気ガスの空燃
比をリーンからリッチに切換える処理を実行する間隔が
短かくなったときにはNOX 吸蔵触媒が劣化したと判定
するようにしている。
[0005] The system for determining the deterioration of the NO X absorbent is known a system disclosed in JP-A-2000-104536. The NO X sensor capable of detecting the concentration of NO X in the exhaust gas in the NO X storage catalyst downstream arranged according to the publication, when the NO X concentration detected by the NO X sensor has reached a predetermined value In a system in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X storage catalyst is switched from lean to rich, when the interval for executing the process of switching the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to rich becomes short, the NO X storage catalyst Is determined to have deteriorated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところでNOX 吸収剤
の最大NOX 吸収量は例えばNOX 吸収剤が劣化すると
少なくなる。ところが上述した特開平7−139340
号公報ではNOX 吸収剤の劣化状態とは無関係に最大N
X 吸収量は一定値とされている。したがて推定NOX
吸収量が最大NOX 吸収量に到達したときに既にNOX
吸収剤下流にNO X が流出している可能性がある。
However, NOX Absorbent
Maximum NOX The absorption amount is, for example, NOX When the absorbent deteriorates
Less. However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No.
NOX Maximum N regardless of the state of deterioration of the absorbent
OX The absorption amount is a constant value. Therefore estimated NOX 
NO absorption maximumX NO already when the absorption amount is reachedX 
NO downstream of the absorbent X May have leaked.

【0007】また上述した特開2000−104536
号公報によれば排気ガスの空燃比をリーンからリッチに
切換える処理を実行する間隔に基づいてNOX 吸蔵触媒
の劣化の有無を判定している。ところがこの排気ガスの
空燃比をリーンからリッチに切換える処理の実行間隔は
例えばNOX 吸蔵触媒に流入するNOX の量が多くなれ
ばたとえNOX 吸蔵触媒が劣化していなくても短くな
る。したがって当該公報のシステムではNOX 吸蔵触媒
の劣化を正確に判定することはできない。
The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-104536
According to the publication, the presence or absence of deterioration of the NO X storage catalyst is determined based on the interval at which the process of switching the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to rich is executed. However, the execution interval of the processing for switching the air-fuel ratio of the exhaust gas from lean to rich becomes shorter if the amount of NO X flowing into the NO X storage catalyst increases, for example, even if the NO X storage catalyst has not deteriorated. Therefore, the system disclosed in the publication cannot accurately determine the deterioration of the NO X storage catalyst.

【0008】そしてこのようにNOX 吸収剤に吸収され
ているNOX を還元浄化すべく排気ガスの空燃比をリー
ンからリッチに切換えるタイミングを決定したり、或い
はNOX 吸収剤の劣化を判定したりする以外の目的にお
いてもNOX 吸収剤の最大NOX 吸収量の状態を正確に
把握することはNOX 吸収剤を備えた排気浄化装置にと
っては極めて重要である。そこで本発明の目的はNOX
吸収剤を備えた内燃機関の排気浄化装置においてNOX
吸収剤の最大NOX 吸収量の状態を正確に把握すること
にある。
[0008] The thus or to determine when to switch to rich the air-fuel ratio from the lean exhaust gas so as to reduce and purify NO X that is absorbed in the NO X absorbent, or to determine the deterioration of the NO X absorbent it is extremely important for an exhaust purification apparatus to accurately grasp the state of the maximum NO X absorption of the NO X absorbent even purpose provided with the NO X absorbent in addition to or. Therefore, an object of the present invention is to provide NO X
NO X in the exhaust purification apparatus for an internal combustion engine having an absorbent
It is to accurately grasp the state of the maximum NO X absorption amount of the absorbent.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に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、該NOX 吸収剤に流入する排気
ガス中のNOXの量から該NOX 吸収剤に吸収されてい
るNOX の量を推定するNOX 吸収量推定手段を備え、
NOX 吸収剤から流出する排気ガス中のNOX 濃度を検
出しうるセンサをNOX 吸収剤下流の機関排気通路内に
配置し、上記NOX 吸収量推定手段により推定されるN
X 吸収量が判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をリーンからリッチに切換えるよ
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をリーンからリッチに切
換えたときに上記センサにより検出されるNOX 濃度が
予め定められた濃度よりも高いときにはNOX 吸収剤が
吸収しうる最大NOX 吸収量が少なくなったと判定す
る。すなわちこれによればNOX 吸収剤に吸収されてい
るNOX の量を推定することができる別個の二つの手
段、すなわちNOX 吸収量推定手段とセンサとのうちの
一方の手段、すなわちNOX 吸収量推定手段により推定
されるNO X 吸収量をNOX 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比をリーンからリッチに切換えるタイミングを決
定するのに用い、斯くして決定されたタイミングにおい
て排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換えたとき
に他方の手段、すなわちセンサによりNOX 吸収剤に吸
収されているNOX 量を推定するようにしている。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS]
In the first invention, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the engine is lean.
NO ifX Absorbs the exhaust gas flowing into the sky
NO absorbed when fuel ratio becomes richX In the exhaust gas
NO released and reduced by the reducing agentX Absorbent machine
In the exhaust passage, and the NOX Exhaust flowing into the absorbent
NO in gasXFrom the amount of NOX Absorbed by absorbent
NOX NO to estimate the amount ofX Equipped with absorption amount estimation means,
NOX NO in exhaust gas flowing out of absorbentX Check concentration
NO sensor that can outputX In the engine exhaust passage downstream of the absorbent
Place the above NOX N estimated by the absorption amount estimating means
OX NO when the absorption amount exceeds the judgment valueX Flow into absorbent
Switch the air-fuel ratio of exhaust gas from lean to rich
In the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine,X absorption
Air-fuel ratio of exhaust gas flowing into the agent from lean to rich
NO detected by the above sensor when changingX Concentration
NO when concentration is higher than predetermined concentrationX Absorbent
Maximum NO that can be absorbedX Judge that the absorption amount has decreased
You. That is, according to this, NOX Absorbed by absorbent
NOX Two separate hands that can estimate the amount of
Step, ie NOX Of the absorption amount estimating means and the sensor
One means, NOX Estimated by absorption amount estimation means
NO X NO absorptionX Exhaust gas flowing into the absorbent
The timing to switch the air-fuel ratio from lean to rich
At the timing thus determined.
The air-fuel ratio of exhaust gas from lean to rich
NO by the other means, ie, the sensorX Absorbed by absorbent
NO containedX I try to estimate the amount.

【0010】2番目の発明では、1番目の発明において
最大NOX 吸収量が少なくなったと判定したときに上記
判定値を小さくする。上記課題を解決するために3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、該NOX 吸収剤に流入する排気ガス中の
NOXの量から該NOX 吸収剤に吸収されているNOX
の量を推定するNOX 吸収量推定手段を備え、NOX
収剤から流出する排気ガス中のNOX 濃度を検出しうる
センサをNOX 吸収剤下流の機関排気通路内に配置し、
上記センサにより検出されるNOX 濃度が判定値を越え
たときにNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリ
ーンからリッチに切換え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
燃比をリーンからリッチに切換えたときに上記NOX
収量推定手段により推定されるNOX 吸収量が予め定め
られた量よりも少ないときにはNOX 吸収剤が吸収しう
る最大NOX 吸収量が少なくなったと判定する。すなわ
ちこれによればNOX 吸収剤に吸収されているNOX
量を推定することができる別個の二つの手段、すなわち
センサとNOX 吸収量推定手段とのうちの一方の手段、
すなわちセンサにより推定されるNOX 吸収量をNO X
吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチ
に切換えるタイミングを決定するのに用い、斯くして決
定されたタイミングにて排気ガスの空燃比をリーンから
リッチに切換えたときに他方の手段、すなわちNOX
収量推定手段によりNOX 吸収剤に吸収されているNO
X 量を推定するようにしている。
[0010] In the second invention, in the first invention
Maximum NOX Above when it is determined that the absorption amount has decreased
Decrease the judgment value. Third to solve the above problems
In the invention of the above, it is assumed that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing in is lean.
NOX And the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is reduced.
NO when absorbedX The return contained in the exhaust gas
NO released and reduced by base agentX Pass the absorbent through the engine exhaust
Placed in the road,X In the exhaust gas flowing into the absorbent
NOXFrom the amount of NOX NO absorbed by absorbentX 
NO to estimate the amount ofX Equipped with an absorption amount estimating means;X Sucking
NO in exhaust gas flowing out of absorbentX Can detect concentration
NO sensorX Placed in the engine exhaust passage downstream of the absorbent,
NO detected by the above sensorX Density exceeds judgment value
NO whenX The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent
Of exhaust from an internal combustion engine that switches from lean to rich
NOX Exhaust gas empties into the absorbent
When the fuel ratio is switched from lean to rich,X Sucking
NO estimated by yield estimation meansX The absorption amount is predetermined
NO if less thanX Absorbent will absorb
Maximum NOX It is determined that the absorption amount has decreased. Sand
According to this, NOX NO absorbed by absorbentX of
Two separate means by which the quantity can be estimated:
Sensor and NOX One means of absorption amount estimation means,
That is, NO estimated by the sensorX NO absorption X 
Lean to rich air-fuel ratio of exhaust gas flowing into absorbent
To determine when to switch to
The air-fuel ratio of the exhaust gas is changed from lean
When switching to rich, the other means, namely NOX Sucking
NO by yield estimation meansX NO absorbed by absorbent
X I try to estimate the amount.

【0011】4番目の発明では1番目または3番目の発
明において最大NOX 吸収量が少なくなったと判定され
たときにはNOX 吸収剤が劣化したと診断する。
In the fourth invention, when it is determined in the first or third invention that the maximum NO X absorption amount has decreased, it is diagnosed that the NO X absorbent has deteriorated.

【0012】[0012]

【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との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に示した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. Figure 1
1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3
Is a piston that reciprocates in the cylinder block 2, 4 is a cylinder head fixed on the cylinder block 2, 5 is a combustion chamber formed between the piston 3 and the cylinder head 4, 6 is an intake valve, 7 is intake air. Port 8 indicates an exhaust valve, and 9 indicates 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 cavity 12 is formed on the top surface of the piston 3 and extends from below the fuel injection valve 11 to below the ignition plug 10.

【0013】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(図示せず)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は酸化触媒または三元触媒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
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。
An intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch pipe 13, and the surge tank 14 is connected to an intake duct 15 and an air flow meter 16.
Through an air cleaner (not shown). A throttle valve 18 driven by a step motor 17 is arranged in the intake duct 15. On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to an exhaust manifold 19, and the exhaust manifold 19 has a catalyst converter 21 containing an oxidation catalyst or a three-way catalyst 20 and a casing containing a NO X absorbent 23 via an exhaust pipe 22. 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.

【0014】電子制御ユニット31はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス32を介して相互に接続
されたRAM(ランダムアクセスメモリ)33、ROM
(リードオンリメモリ)34、CPU(マイクロプロセ
ッサ)35、入力ポート36および出力ポート37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
8を介して入力ポート36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38を介して入力ポート36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NOX
濃度およびアンモニア濃度を共に検出可能なNOX アン
モニアセンサ29と、空燃比センサ30とが配置され、
これらNOX アンモニアセンサ29および空燃比センサ
30の出力信号が対応するAD変換器38を介して入力
ポート36に入力される。
The electronic control unit 31 is composed of a digital computer, and is connected to a RAM (random access memory) 33 and a ROM via a bidirectional bus 32.
(Read only memory) 34, CPU (microprocessor) 35, input port 36 and output port 37. The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the amount of intake air, and the output voltage
8 to the input port 36. 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 36 via a corresponding AD converter 38. The exhaust pipe 25 connected to the outlet of the casing 24 containing the NO X absorbent 23 contains NO X in the exhaust gas.
The concentration and ammonia concentration together detectable NO X ammonia sensor 29 is disposed and the air-fuel ratio sensor 30,
The output signals of the NO X ammonia sensor 29 and the air-fuel ratio sensor 30 are input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

【0015】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38を介して入力ポート36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36に入力される。CPU35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37は対応する駆動回路3
9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 36 via a corresponding AD converter 38. Is entered. The crank angle sensor 42 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, for example, and this output pulse is input to the input port 36. The CPU 35 calculates the engine speed from the output pulse of the crank angle sensor 42. On the other hand, the output port 37 is connected to the corresponding drive circuit 3
9, the ignition plug 10, the fuel injection valve 11, the step motor 17, and the EGR control valve 27 are connected.

【0016】次に図2を参照しつつ図1に示したNOX
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2
9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6
つの固体電解質層を以下、上から順に第1層L1 、第2
層L2 、第3層L3 、第4層L4 、第5層L5 、第6層
6 と称する。
Next, the NO X shown in FIG. 1 with reference to FIG.
The structure of the sensor section of the ammonia sensor 29 will be briefly described. Referring to FIG. 2 NO X ammonia sensor 2
The sensor section 9 comprises six oxygen ion conductive solid electrolyte layers such as zirconia oxide laminated on each other.
The first solid electrolyte layer is referred to as a first layer L 1 , a second layer
The layers are referred to as a layer L 2 , a third layer L 3 , a fourth layer L 4 , a fifth layer L 5 , and a sixth layer L 6 .

【0017】図2を参照すると第1層L1 と第3層L3
との間に例えば多孔質のまた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50,51間には第
1室52が形成され、第2の拡散律速部材51と第2層
2 との間には第2室53が形成されている。また第3
層L3 と第5層L5 との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5
0の外端面は排気ガスと接触している。したがって排気
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
A first diffusion-controlling member 50 and a second diffusion-controlling member 51 having, for example, a porous or fine pore are disposed between the first and second diffusion-controlling members 50 and 51. chamber 52 is formed, the second diffusion-controlling member 51 is provided between the second layer L 2 is formed with a second chamber 53. Third
Between the layers L 3 and the fifth layer L 5 atmospheric chamber 54 communicating with the outside air are formed. On the other hand, the first diffusion-controlling member 5
0 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.

【0018】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、第1
層L1 の外周面上には陽極側第1ポンプ電極56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5
5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。
したがって第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, a cathode-side first pump electrode 55 is formed on the inner peripheral surface of the first layer L 1 facing the first chamber 52,
An anode-side first pump electrode 56 is formed on the outer peripheral surface of the layer L 1 , and a voltage is applied between the first pump electrodes 55 and 56 by a first pump voltage source 57. When a voltage is applied between the first pump electrodes 55 and 56, oxygen contained in the exhaust gas in the first chamber 52 is changed to the cathode-side first pump electrode 5.
5 and becomes oxygen ions.
The inside layer L 1 flows toward the anode side first pump electrode 56.
Therefore, 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 reduced by the first pump voltage source 57. Increases as the voltage of the signal increases.

【0019】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に示した例では大気室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L
3 、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との間に符号
59で示した電圧V0 が発生する。この電圧V0 は大気
圧室54内と第1室52内との酸素濃度差に比例する。
Meanwhile, 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, the oxygen concentration in the atmosphere chamber 54 is higher than the oxygen concentration in the first chamber 52. And this oxygen ion is in the third layer L
3, the second layer L 2 and the first layer L 1 moves, releasing the charge at the cathode side first pump electrode 55. as a result,
A voltage V 0 indicated by reference numeral 59 is generated between the reference electrode 58 and the first pump electrode 55 on the cathode side. This voltage V 0 is proportional to the oxygen concentration difference between the atmospheric pressure chamber 54 and the first chamber 52.

【0020】図2に示した例ではこの電圧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。すなわち、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. . 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.

【0021】なお陰極側第1ポンプ電極55はNOX
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、したが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。したがってこの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6
0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との間には第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6
0,56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
を陽極側第1ポンプ電極56に向けて流れる。したがっ
て第2室53内の排気ガス中に含まれる酸素は第1層L
1 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。
[0021] Note that a material having a low reducibility respect to the cathode side first pump electrode 55 is NO X, for example, gold Au and are formed of an alloy of platinum Pt, thus NO X contained in the exhaust gas is first It is hardly reduced in the one room 52. Therefore, this NO X flows into the second chamber 53 through the second diffusion-controlling member 51. On the other hand, on the inner surface of the first layer L 1 that faces the second chamber 53 the cathode side second pump electrode 6
0 is formed, and a voltage is applied between the cathode-side second pump electrode 60 and the anode-side first pump electrode 556 by the second pump voltage source 61. These pump electrodes 6
When the voltage between 0,56 is applied oxygen contained in the exhaust gas in the second chamber 53 becomes oxygen ions in contact with the cathode side second pump electrode 60, the oxygen ions first layer L 1 Flows toward the first pump electrode 56 on the anode side. Therefore, the oxygen contained in the exhaust gas in the second chamber 53 is reduced to the first layer L
It moves inside 1 and is pumped out, and the amount of oxygen pumped out at this time increases as the voltage of the second pump voltage source 61 increases.

【0022】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に示し
た例では大気室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
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との間に符号62で示した電圧V
1 が発生する。この電圧V1 は大気圧室54内と第2室
53内と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 in the solid electrolyte layer moves 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 contacts the reference electrode 58 to receive a charge and generate oxygen ions. The oxygen ions move in the third layer L 3 , the second layer L 2, and the first layer L 1 , and discharge charges at the cathode-side second pump electrode 60. As a result, the voltage V indicated by reference numeral 62 is applied between the reference electrode 58 and the cathode-side second pump electrode 60.
1 occurs. This voltage V 1 is proportional to the oxygen concentration difference between the atmospheric pressure chamber 54 and the second chamber 53.

【0023】図2に示した例ではこの電圧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。すなわち第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53
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 controlled by feedback so that the voltage V 1 matches the voltage generated when the oxygen concentration in the second chamber 53 is 0.01 ppm. Is done. That 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 53
The oxygen concentration inside is maintained at 0.01 ppm.

【0024】なお陰極側第2ポンプ電極60もNOX
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、したが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L3 の内周面上にはNOX 検出用の陰極側ポンプ電極
63が形成されている。この陰極側ポンプ電極63はN
X に対して強い還元性を有する材料、例えばロジウム
Rhや白金Ptから形成されている。したがって第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 とに分解される。
図2に示したようにこの陰極側ポンプ電極63と基準電
極58との間には一定電圧64が印加されており、した
がって陰極側ポンプ電極63上において分解生成された
2 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との間にはこの酸素イオン量に比例した符号
65で示した電流I 1 が流れる。
The cathode side second pump electrode 60 is also NOX To
On the other hand, materials having low reducibility such as gold Au and platinum Pt
Alloys and therefore contained in exhaust gas
NOX Is in contact with the cathode-side second pump electrode 60
Hardly reduced. On the other hand, the third facing the second chamber 53
Layer LThree NO on the inner circumferenceX Cathode side pump electrode for detection
63 are formed. This cathode side pump electrode 63 is N
OX Materials that have a strong reducibility against, for example, rhodium
It is made of Rh or platinum Pt. Therefore the second room
NO in 53X In fact, most of the NO is on the cathode side
N on the pump electrode 63Two And OTwo And is decomposed into
As shown in FIG. 2, the cathode side pump electrode 63 and the reference
A constant voltage 64 is applied between the pole 58 and
As a result, it was decomposed and generated on the cathode side pump electrode 63.
OTwo Is oxygen ions and the third layer LThree Inside reference electrode 58
Move towards. At this time, the cathode side pump electrode 63 and the base
A sign proportional to the amount of oxygen ions between the quasi-electrode 58
Current I shown at 65 1 Flows.

【0025】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。したがって電流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
1 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とに分解され(4NH
3 +5O2 →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 とに分解され、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NH
3 濃度に比例し、斯くして電流I1 から排気ガス中のN
3 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. Thus current I 1 is proportional to the NO X concentration in the exhaust gas, it becomes possible to detect the concentration of NO X in the exhaust gas from the current I 1 and thus. On the other hand, ammonia NH 3 contained in exhaust gas is decomposed into NO and H 2 O in the first chamber 52 (4NH
3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O), this decomposed NO
Flows into the second chamber 53 through the second diffusion-controlling member 51. This NO is N 2 on the cathode side pump electrode 63.
And is decomposed into O 2, O 2 produced decomposition moves toward the reference electrode 58 of the third layer L 3 becomes oxygen ions. Also at this time, the current I 1 is reduced to the NH contained in the exhaust gas.
3 proportional to the concentration and thus the current I 1
The H 3 concentration can be detected.

【0026】図3は電流I1 と排気ガス中のNOX 濃度
およびNH3 濃度との関係を示している。図3から電流
1 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、すなわち空燃比がリーンであるほど第1室5
2から外部に汲み出される酸素量が多くなり、符号66
で示した電流I 2 が増大する。したがってこの電流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 current I1 And NO in exhaust gasX concentration
And NHThree The relationship with the concentration is shown. From Figure 3 the current
I1 Is NO in exhaust gasX Concentration and NHThree Proportional to concentration
You can see that it is doing. On the other hand, the oxygen concentration in the exhaust gas
The higher the air-fuel ratio, the leaner the air-fuel ratio,
The amount of oxygen pumped out from 2 increases, and
The current I indicated by Two Increase. Therefore, this current ITwo 
Thus, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be detected.

【0027】なお第5層L5 と第6層L6 との間にはN
X 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、この電気ヒータ67
によってNOX アンモニアセンサ29のセンサ部は70
0℃から800℃に加熱される。図4はNOX 吸収剤2
3下流の排気管25内に配置された空燃比センサ30の
出力電圧E(V)、すなわち一般的な表現を用いると空
燃比検出手段の出力信号レベルを示している。図4から
わかるように空燃比センサ30は排気ガスの空燃比がリ
ッチのときには0.9(V)程度の出力電圧を発生し、
排気ガスの空燃比がリーンのときには0.1(V)程度
の出力電圧を発生する。すなわち図4に示した例ではリ
ッチであることを示す出力信号レベルは0.9(V)で
あり、リーンであることを示す出力信号レベルは0.1
(V)である。
Note that N is provided between the fifth layer L 5 and the sixth layer L 6.
O X ammonia and an electric heater 67 for heating the sensor portion of the sensor 29 is disposed, the electric heater 67
Sensor portion of the NO X ammonia sensor 29 by 70
Heated from 0 ° C to 800 ° C. Figure 4 is the NO X absorbent 2
3 shows the output voltage E (V) of the air-fuel ratio sensor 30 disposed in the exhaust pipe 25 downstream of the exhaust pipe 25, that is, the output signal level of the air-fuel ratio detection means in a general expression. As can be seen from FIG. 4, the air-fuel ratio sensor 30 generates an output voltage of about 0.9 (V) when the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich,
When the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, an output voltage of about 0.1 (V) is generated. That is, in the example shown in FIG. 4, the output signal level indicating rich is 0.9 (V), and the output signal level indicating lean is 0.1 (V).
(V).

【0028】一方、前述したようにNOX アンモニアセ
ンサ29の電流I2 から排気ガスの空燃比を検出するこ
とができ、したがって空燃比検出手段としてNOX アン
モニアセンサ29を用いることもできる。この場合には
空燃比センサ30を設ける必要がない。次に図5(A)
を参照しつつ図1に示した内燃機関の燃料噴射制御につ
いて説明する。なお図5(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。
On the other hand, it is also possible to use a NO X from the current I 2 of the ammonia sensor 29 can detect the air-fuel ratio of the exhaust gas, thus NO X ammonia sensor 29 as an air-fuel ratio detecting means as described above. In this case, there is no need to provide the air-fuel ratio sensor 30. Next, FIG.
The fuel injection control of the internal combustion engine shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 5A, the vertical axis represents engine load Q / N (intake air amount Q / engine speed N).
The horizontal axis represents the engine speed N.

【0029】図5(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。すなわちこのと
きには図1に示した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。
[0029] Figure 5 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.

【0030】一方、図5(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 と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
の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. 5 (A) the fuel from the fuel injection valve 11 is injected during the intake stroke, uniform mixture combustion is performed at this time. In still between solid X 1 and a chain line X 2 is performed homogeneous mixture combustion under a lean air-fuel ratio, the uniform mixture combustion under a stoichiometric air-fuel ratio between the chain line X 2 and the chain line X 3 Done,
Uniform mixture combustion under a rich air-fuel ratio in the high load side is performed than the chain line X 3.

【0031】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5(B)に示したよう
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ROM34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・TA
U)が算出される。この補正係数Kは図5(C)に示し
たように機関負荷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ROM34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 formed as a function of the engine load Q / N and the engine speed N as shown in FIG. The basic fuel injection amount TAU is basically multiplied by the correction coefficient K to obtain the final fuel injection amount TAUO (= K · TA).
U) is calculated. The correction coefficient K is stored in the ROM 34 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.

【0032】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5(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5(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. 5A 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. 5 (a) where combustion takes place under. 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 feedback controlled based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 28 so that the theoretical air-fuel ratio Is done.

【0033】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。
[0033] The engine exhaust passage the NO X absorbent 23, for example alumina placed in a carrier, the carrier on, for example potassium 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.

【0034】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
された燃料(炭化水素)の量に対する空気の量の比をN
X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
空燃比また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。
[0034] Any engine intake passage even when the, the ratio of the amount of air to the amount of fuel supplied to the combustion chamber 5 and the NO X absorbent 23 in the exhaust passage upstream of (hydrocarbon) N
O X absorbent Toko called air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into 23 NO X absorbent 23 absorbs NO X when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas or the stoichiometric air-fuel ratio carry out the absorption and release action of NO X to release the NO X absorbed and become rich.

【0035】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6に示した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 engine exhaust passage, 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 the 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 the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0036】図1に示した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6(A)に示したようにこれら酸素O2
2 -または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 -
たはO2-と反応し、NO 2 となる(2NO+O2 →2N
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6(A)に示したように硝酸イオン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.
Combustion with lean air-fuel ratio in most operating conditions
Is performed. In this way, combustion occurs when the air-fuel ratio is lean.
If this is done, the oxygen concentration in the exhaust gas is high,
At this time, as shown in FIG.Two But
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 -Ma
Or O2-Reacts with NO Two (2NO + OTwo → 2N
OTwo ). NO generated nextTwo Part of is on platinum Pt
Barium oxide BaO being absorbed in the absorbent while being oxidized
6A, the nitrate ion N is combined 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.

【0037】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
の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
の形で吸収剤から放出される。このときNOX 吸収剤2
3から放出されたNOX は図6(B)に示したように流
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。したが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
NOX 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 platinum Pt decreases. NO 2
And the amount of production is reduced reaction backward (NO 3 - → NO 2)
The process proceeds, thus nitrate ions to the absorber NO 3 - is NO 2
Released from the absorbent in the form of At this time, the NO X absorbent 2
NO X released from 3 large amount of unburned HC contained in the inflowing exhaust gas as shown in FIG. 6 (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 X from the NO X absorbent 23 in a short time when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich is released, yet NO X is discharged into the atmosphere to the released NO X is reduced It will not be done.

【0038】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NOX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。と
ころでNOX 吸収剤23のNOX 吸収能力には限界があ
り、したがってNO X 吸収剤23のNOX 吸収能力が飽
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NOX 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N
X を吸収するがNOX 吸収能力の限界に近づくと一部
のNOX を吸収しえなくなり、斯くしてNOX 吸収剤2
3がNOX 吸収能力の限界に近づくとNOX 吸収剤23
から下流へ流出するNOX 量が増大しはじめる。
In this case, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is controlled.
NO even if stoichiometricX NO from absorbent 23X Is released
It is. However, the air-fuel ratio of the incoming exhaust gas is
NO if set toX NO from absorbent 23X Gradually
NO because it is not releasedXAbsorbed by absorbent 23
All NOX It takes a slightly longer time to release. When
NO at the timeX NO of absorbent 23X The absorption capacity is limited
And therefore NO X NO of absorbent 23X I'm tired of absorption
NO before summingX NO from absorbent 23X Must be released
It is necessary. But NOX Absorbent 23 is NOX Absorption capacity
Is sufficient, almost all N contained in exhaust gas
OX Absorbs NOX Partial when approaching the limit of absorption capacity
NOX Can no longer be absorbed, and thus NOX Absorbent 2
3 is NOX NO when approaching the limit of absorption capacityX Absorbent 23
NO that flows downstream fromX The volume starts to increase.

【0039】そこで本発明の第1実施例ではNOX 吸収
剤23に吸収されているトータルのNOX 吸収量を推定
し、このNOX 吸収量が最大NOX 吸収量に近づいたと
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、膨張行程末期または排気行程
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、または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
発明の実施例では1番目の方法、すなわちリッチ空燃比
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。
[0039] Therefore, in the first embodiment of the present invention estimates the NO X absorption of the total, which is absorbed in the NO X absorbent 23, NO X when the NO X absorption amount close to the maximum NO X absorption It is from the NO X absorbent 23 so as to release the NO X fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent 23 temporarily rich. 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, 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 combustion chamber 5 rich, and the exhaust gas can be made rich by injecting additional fuel at the end of the expansion stroke or during the exhaust stroke. the air-fuel ratio can either be rich or air-fuel ratio of the exhaust gas by injecting additional fuel to the NO X absorbent 23 in the exhaust passage upstream of it is also possible to rich. In the embodiment of the present invention, the first method, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas is made rich by performing uniform mixture combustion under the rich air-fuel ratio.

【0040】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。すなわち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 -
または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 -またはO
2-と反応してSO3 となる。次いで生成されたSO3
一部は白金Pt上でさら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Ba
SO4 を生成する。
By the way, the exhaust gas contains SO X , and the NO X absorbent 23 contains not only NO X but also SO X
Is also absorbed. It is considered that the mechanism of absorbing SO X into the NO X absorbent 23 is the same as the mechanism of absorbing NO X. That is, the case where platinum Pt and barium Ba are carried on the carrier as in the description of the NO X absorption mechanism will be described as an example. As described above, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, oxygen O 2 becomes O 2. 2 -
Or O 2− is attached to the surface of platinum Pt in the form of O 2− , and SO 2 in the inflowing exhaust gas is converted to O 2 or O 2 on the surface of platinum Pt.
Reacts with 2- to form SO 3 . Next, a part of the generated SO 3 is further oxidized on the platinum Pt, absorbed in the absorbent and combined with barium oxide BaO, and diffused into the absorbent in the form of sulfate ion SO 4 2− , thereby stabilizing. Sulfate Ba
Generate SO 4 .

【0041】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。したがってNOX 吸収剤23内には時間が
経過するにつれて硫酸塩BaSO4 が増大することにな
り、斯くして時間が経過するにつれてNOX 吸収剤23
が吸収しうるNOX 量が低下することになる。すなわち
時間が経過するにつれてNOX 吸収剤23が劣化するこ
とになる。
However, the sulfate BaSO 4 is stable and difficult to decompose, and the sulfate BaSO 4 remains without being decomposed simply by making the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas rich. The NO X absorbent 23 as thus NO X in the absorbent 23 hours will be sulfate BaSO 4 increases as elapses, thus to time has elapsed
Will decrease the amount of NO X that can be absorbed. That will be the NO X absorbent 23 deteriorates over time.

【0042】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。そこで本発明の実施例では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23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 of the present invention, NOX Absorbent 23
To SOX To release NOX Temperature of absorbent 23
NO if highXOf the exhaust gas flowing into the absorbent 23
NO with rich air-fuel ratioX Absorbent 23 to SOX Release
Let out, SOX To release NOX Absorbent 23
NO if temperature is lowX Raise the temperature of the absorbent 23
And NOX Air-fuel ratio of exhaust gas flowing into absorbent 23
Is made rich.

【0043】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から下
流へ流出する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。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
燃料は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2
3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、膨張行程末期ま
た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。
[0043] Then outflow from the amount and the NO X absorbent 23 of the reducing agent when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing from the NO X absorbent 23 in the NO X absorbent 23 to be released NO X rich downstream The relationship with the concentration of ammonia NH 3 in the exhaust gas will be described. First, the amount of the reducing agent will be described. Excess fuel to the fuel quantity required for the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 to the stoichiometric air-fuel ratio of the excess fuel because it is used for release and reduction of the NO X the amount is equal to the amount of reducing agent used in the release and reduction of NO X. This is the NO X absorbent 2
3 from the air-fuel ratio of the mixture in the combustion chamber 5 when releasing the NO X even when the rich, even when injecting additional fuel during the expansion stroke end or exhaust stroke, NO
This is true even when additional fuel is injected into the exhaust passage upstream of the X absorbent 23.

【0044】次にアンモニアの濃度について説明する。
空燃比がリーンのとき、すなわ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、すなわち還元雰囲気になると吸入
空気中または排気ガス中の窒素N2 が酸化触媒または三
元触媒20において炭化水素HCにより還元され、アン
モニアNH3 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、正確には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2
3から下流へアンモニアNH3 は流出しない。これに対
してNO X 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N
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
はもはや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から下流へ
アンモニアNH3 が流出することになる。
Next, the concentration of ammonia will be described.
When the air-fuel ratio is lean, that is, in an oxidizing atmosphere
Ammonia NHThree Rarely occurs. However, air fuel
Inhalation when the ratio becomes rich, that is, when the atmosphere becomes a reducing atmosphere
Nitrogen N in air or exhaust gasTwo Is an oxidation catalyst or three
Reduced by the hydrocarbon HC in the primary catalyst 20,
Monia NHThree Is generated. However, the air-fuel ratio
NOX NO from absorbent 23X Is released and raw
Ammonia NH formedThree Is this NOX To reduce
NO because it is used forX NO from absorbent 23X Is released
While the supplied reducing agent is NOX Release
And NO while used for reductionX Absorbent 2
Ammonia NH downstream from 3Three Does not leak. Against this
NO X NO from absorbent 23X After the release of
If the air-fuel ratio is made rich, more precisely, N
OX NO from absorbent 23X Used to release and reduce
If excess reducing agent not supplied is supplied, ammonia NHThree 
Is no longerX Will not be consumed for the reduction of
Therefore, at this time NOX Downstream from absorbent 23
Ammonia NHThree Will be leaked.

【0045】このことはNOX 吸収剤23の上流に酸化
触媒または三元触媒20が設けられていない場合でも生
ずる。すなわちNOX 吸収剤23も還元機能を有する白
金Pt等の触媒を具えているので空燃比がリッチになる
とNOX 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NH
3 が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から下流へはアンモニア
NH3 が流出しない。ところがNOX 吸収剤23からN
X 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から下
流へアンモニアNH3 が流出することになる。
[0045] 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, since the NO X absorbent 23 also includes a catalyst such as platinum Pt having a reducing function, ammonia NH 3 may be generated in the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio becomes rich. However, even if ammonia NH
Even if 3 is produced, this ammonia NH 3 is NO X
Since it is used to reduce NO X released from the absorbent 23, ammonia NH 3 does not flow downstream from the NO X absorbent 23. N However, from the NO X absorbent 23
O ammonia NH 3 X from the NO X absorbent 23 as excess of the reducing agent that is not used has been described above as being provided to release reduced to downstream will flow out.

【0046】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から下流へ流出し、この
とき流出するアンモニア量は余剰の還元剤の量に比例す
る。したがってこのとき流出す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。このアンモニア量はア
ンモニア濃度を検出可能なNOX アンモニアセンサ29
によって検出される。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、した
が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、したが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。
As described above, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 is made rich, the NO X absorbent 2
3 from the excess of the reducing agent that is not used to release and reduce NO X is supplied the excess of the reducing agent flows out from the NO X absorbent 23 downstream in the form of ammonia NH 3, ammonia flowing out at this time The amount is proportional to the amount of excess reducing agent. Therefore, the amount of excess reducing agent can be determined from the amount of ammonia flowing out at this time. The amount of ammonia is capable of detecting the ammonia concentration NO X ammonia sensor 29
Is detected by 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 indicating 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.

【0047】次に図7を参照しつつ還元剤の供給制御の
第1実施例について説明する。図7を参照するとΣNO
XはNOX 吸収剤23に吸収されているトータルのNO
X 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7においてNOX 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NOX
ンモニアセンサ29の検出電流I1 に表われる。またE
は空燃比センサ30の出力電圧を示しており、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いる。
Next, a first embodiment of the supply control of the reducing agent will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 7, ΣNO
X is the total being absorbed in the NO X absorbent 23 NO
X indicates the X amount, and I 1 is the NO X ammonia sensor 29
3 shows the detection current. Note NO X and NH 3 in FIG. 7 shows each change in the detected current of the NO X ammonia sensor 29 due to the change of the NO X concentration and the NH 3 concentration in the exhaust gas, both NO X ammonia sensor of the detection current It appears in the 29 detected currents I 1 . Also E
Represents the output voltage of the air-fuel ratio sensor 30, and A / F represents the average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5.

【0048】第1実施例ではNOX 吸収剤23への総N
X 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この総NOX 吸収量の推定値に基づ
き制御し、さらにこのリッチ時間間隔を検出電流I1
基づいて修正するようにしている。すなわちこの第1実
施例ではNOX 吸収剤23に吸収されているトータルの
NOX 量を推定するための総NOX 吸収量推定手段を具
備しており、図7に示したように総NOX 吸収量推定手
段により推定された総NOX 吸収量ΣNOXが許容値N
OXmax 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。
[0048] In the first embodiment the total N to the NO X absorbent 23
O X absorption to estimate, controlling based rich time interval air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 to be re-rich after the rich to the estimated value of the total NO X absorption, It is to be modified further based on the rich time interval detected current I 1. That this first embodiment is provided with a total NO X absorption amount estimation means for estimating an amount of NO X in total that are absorbed in the NO X absorbent 23, the total NO X as shown in FIG. 7 the total NO X absorption amount ΣNOX allowable value N, which is estimated by the absorption amount estimation means
When OXmax is exceeded, the air-fuel ratio is temporarily switched from lean to rich.

【0049】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、したがってNOX 吸収剤2
3にその時々で吸収されるNOX 量も機関の運転状態が
定まるとほぼ定まる。したがってこの第1実施例では機
関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8に示すようにマップの形で予めROM
34内に記憶されている。
The amount of NO X discharged from the engine Sadamari substantially the determined operating state of the engine, therefore the NO X absorbent 2
In No. 3, the amount of NO X absorbed at each time is also substantially determined when the operating state of the engine is determined. Accordingly advance determined by experiment the NO X absorption NA to the NO X absorbent 23 per unit time in accordance with the engine operating state in this first embodiment, the NO X absorption NA is the engine load Q / N and Engine speed N
ROM as a function of the map as shown in FIG.
34.

【0050】したがってこの実施例の総NOX 吸収量推
定手段によれば機関運転時に図8に示した機関運転状態
に応じたNOX 吸収量NAが積算され、それによってN
X吸収剤23に吸収されていると推定される総NOX
吸収量ΣNOXが算出される。ただし空燃比が理論空燃
比また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。
Therefore, according to the total NO X absorption amount estimating means of this embodiment, the NO X absorption amount NA according to the engine operating state shown in FIG.
Total NO X estimated to be absorbed by the O X absorbent 23
An absorption amount ΣNOX is calculated. However the air-fuel ratio is the value of NA becomes negative in this operating region because 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.

【0051】一方、許容値NOXmax はNOX 吸収剤2
3に吸収されているトータルのSO X 量が増大するほ
ど、すなわちNOX 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、したがって
NOX 吸収剤23にその時々で吸収されるSOX 量は噴
射燃料量TAUの積算値ΣTAUに比例する。したがっ
てこの第1実施例では図9に示した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。
On the other hand, the allowable value NOXmax is NOX Absorbent 2
Total SO absorbed in 3 X As the amount increases
Th, that is, NOX As the absorption capacity of the absorbent 23 decreases,
It will be made smaller. By the way, it depends on the fuel in the injected fuel.
Contains almost a fixed percentage of sulfur,
NOX SO absorbed at any time by the absorbent 23X Amount is jet
It is proportional to the integrated value ΣTAU of the injected fuel amount TAU. Accordingly
In the first embodiment of the leverage, as shown in FIG.
As the integrated value ΣTAU increases, the allowable value NOXmax gradually increases
Is reduced to

【0052】この第1実施例では基本的には前述したよ
うに総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、機関運転中においては図9に示したよ
うに許容値NOXmax は次第に低下する。したがってほ
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1実施
例では許容値NOXmax はリーン運転時にNOX 吸収剤
23から下流へNOX が流出しはじめるときの総NOX
吸収量よりも小さな値に設定されている。したがってこ
の第1実施例ではリーン運転時にNOX 吸収剤23から
下流へNOX が流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。
[0052] In the first embodiment is basically an air-fuel ratio is temporarily switched from lean to rich when the total NO X absorption amount ΣNOX as described above 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. The total NO X when this first embodiment tolerance NOXmax is to begin NO X from the NO X absorbent 23 downstream flows out during lean operation
The value is set to a value smaller than the absorption amount. Hence the air-fuel ratio before the start NO X from the NO X absorbent 23 downstream flows out during lean operation is switched from lean to rich in the first embodiment.

【0053】ところで算出された総NOX 吸収量ΣNO
Xが実際の総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NO
X 吸収剤23から下流へNOX が流出しはじめることが
ある。図7にはこのときのNOX アンモニアセンサ29
の検出電流I1 の変化が示されている。すなわちNO X
吸収剤23に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリ
ッチに切換えられたときには検出電流I1 は設定値IS
に達している。このことはΣNOX<NOXmax である
にもかかわらずNOX がNOX 吸収剤23から下流へ流
出しはじめたことを意味する。
By the way, the calculated total NOX Absorption amountΣNO
X is the actual total NOX If there is a deviation from the absorption amount
In this case, ΣNOX <NOXmax
X NO downstream from absorbent 23X May begin to leak
is there. FIG. 7 shows NO at this time.X Ammonia sensor 29
Detection current I1 Is shown. That is, NO X 
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the absorbent 23 changes from lean to
Switch to the detection current I1 Is the set value IS 
Has been reached. This means that ΣNOX <NOXmax
Nevertheless NOX Is NOX Flow downstream from absorbent 23
It means that it started to put out.

【0054】そこで第1実施例では総NOX 吸収量推定
手段により推定された総NOX 吸収量ΣNOXが許容値
NOXmax を越えたとき、すなわちNOX 吸収剤23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
られたときにNOX アンモニアセンサ29の検出電流I
1 が設定値IS よりも大きいとき、すなわちNOX 吸収
剤23下流の排気ガス中のNOX 濃度が予め定められた
濃度よりも高いときにはNOX 吸収剤23が最大限に吸
収することのできるNOX の量(以下、最大NOX 吸収
量と称す。)が低下したと判定する。
Therefore, in the first embodiment, when the total NO X absorption amount ΣNOX estimated by the total NO X absorption amount estimating means exceeds the allowable value NOXmax, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 is reduced. detection current I of the NO X ammonia sensor 29 when it is switched from lean to rich
When 1 is larger than the set value I S , that is, when the NO X concentration in the exhaust gas downstream of the NO X absorbent 23 is higher than a predetermined concentration, the NO X absorbent 23 can absorb the maximum. the amount of NO X (hereinafter, referred to as the maximum NO X absorption.) is determined to have decreased.

【0055】そして第1実施例では最大NOX 吸収量が
低下したと判定されたときには許容値NOXmax を予め
定められた量Bだけ低下させるようにし、最大NOX
収量の低下が比較的大きいとき、例えば許容値NOXma
x が予め定められた値NOXmin よりも小さくなったと
きにはNOX 吸収剤23が劣化したと判定する。なおΣ
NOX<NOXmax であるにもかかわらずNOX 吸収剤
23から下流へNOXが流出しはじめたとき、すなわち
NOX アンモニアセンサ29の検出電流I1 が設定値I
S を越えたときにNOX 吸収剤23に流入する排気ガス
の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
してもよい。
In the first embodiment, when it is determined that the maximum NO X absorption amount has decreased, the allowable value NOXmax is decreased by a predetermined amount B, and when the decrease in the maximum NO X absorption amount is relatively large. For example, the allowable value NOXma
It determines that x is the NO X absorbent 23 is deteriorated when it becomes smaller than the value NOXmin predetermined. Σ
NOX <When NO X from despite the NO X absorbent 23 is NOXmax downstream began to flow out, ie the detected current I 1 is set value I of the NO X ammonia sensor 29
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 when exceeding the S rich temporarily switched from lean, may be reduce by an amount B which is defined a tolerance NOXmax advance.

【0056】ところで空燃比がリーンからリッチに切換
えられると過剰な燃料、すなわち還元剤はNOX を還元
するために消費されるのでNOX 吸収剤23から下流へ
流出する排気ガスの空燃比はほぼ理論空燃比となる。こ
の場合、なぜそうなるのかという理由は明確ではないが
NOX 吸収剤23が劣化していないときにはNOX 吸収
剤23から下流へ流出する排気ガスの空燃比はわずかば
かりリーンとなり、NOX 吸収剤23が劣化するとNO
X 吸収剤23から下流へ流出する排気ガスの空燃比はわ
ずかばかりリッチとなる傾向がある。しかしながらいず
れの場合でもNOX 吸収剤23からのNOX の放出作用
が完了する頃になるとNOX 吸収剤23から下流へ流出
する排気ガスの空燃比は小さくなる。
[0056] Incidentally excess fuel air-fuel ratio is switched from lean to rich, i.e. reducing agent an air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the NO X absorbent 23 because they are consumed for the reduction of NO X downstream almost It becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the reason why this is so becomes the air-fuel ratio is only slightly lean of the exhaust gas is not clear when the NO X absorbent 23 has not deteriorated flowing out from the NO X absorbent 23 to downstream, the NO X absorbent NO if 23 deteriorates
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing downstream from the X absorbent 23 tends to be slightly rich. However, in any case, when the releasing operation of NO X from the NO X absorbent 23 is completed, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing downstream from the NO X absorbent 23 decreases.

【0057】図7は空燃比がリーンからリッチに切換え
られたときにNOX 吸収剤23から下流へ流出する排気
ガスの空燃比がわずかばかりリーンとなっている場合を
示しており、NOX 吸収剤23からのNOX の放出作用
が完了する頃になると、すなわち総NOX 吸収量ΣNO
Xが零に近づくと空燃比センサ30の出力電圧Eがリッ
チであることを示す出力信号レベルに向けて変化し、す
なわち上昇することがわかる。この出力信号レベルEの
変化は応答性がよく、したがってこの出力信号レベルE
の変化に基づいて空燃比をリッチからリーンに切換えれ
ばNOX 吸収剤23からのNOX の放出作用が完了した
ときに空燃比をリッチからリーンに切換えることができ
る。
[0057] Figure 7 shows the case where the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio is switched from lean to rich to downstream and has a just slightly lean, NO X absorption When the release action of NO X from the agent 23 is completed, that is, the total NO X absorption amount ΣNO
It can be seen that when X approaches zero, the output voltage E of the air-fuel ratio sensor 30 changes toward the output signal level indicating that it is rich, that is, rises. This change in the output signal level E has a good response, so that the output signal level E
It can be switched air-fuel ratio when the releasing action of the NO X from the NO X absorbent 23 be switched to the air-fuel ratio from rich to lean has been completed from rich to lean based on the change.

【0058】そこで図7に示した実施例では空燃比セン
サ30の出力電圧Eに対して基準電圧ES を設定してお
き、すなわち一般的な表現を用いると空燃比検出手段の
出力信号レベルEに対して基準レベルES を設定してお
き、出力信号レベルEが基準レベルES を越えたときに
空燃比をリッチからリーンに切換えるようにしている。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 7, a reference voltage E S is set for the output voltage E of the air-fuel ratio sensor 30. That is, using a general expression, the output signal level E of the air-fuel ratio detecting means is obtained. and the air-fuel ratio from rich to switch to a lean when previously set the reference level E S, the output signal level E exceeds the reference level E S against.

【0059】ところで空燃比センサ30の出力電圧Eは
NOX の放出作用の完了に対して応答性よく変化するが
空燃比センサ30やNOX 吸収剤23の性能のばらつ
き、或いは経時変化によって出力電圧Eは変化のしかた
がいろいろと変わる。したがって基準レベルES を一定
値に固定しておくとNOX の放出完了時に空燃比をリッ
チからリーンに切換えられなく場合が生じてくる。
The output voltage E of the air-fuel ratio sensor 30 changes with a good response to the completion of the NO X releasing operation. However, the output voltage E varies due to variations in the performance of the air-fuel ratio sensor 30 and the NO X absorbent 23 or changes over time. E changes in various ways. Therefore, if the reference level E S not be switched air-fuel ratio from rich to lean upon completion of release of the NO X it is fixed to a constant value arises.

【0060】一方、空燃比がリーンからリッチに切換え
られたときに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たとす
るとこのときにはNOX 吸収剤23から下流へアンモニ
アNH3 が流出するので図7に示したように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7においてハッチングで示される検出電流I1
積算値ΣIおよび検出電流I1 の最大値Imax は余剰の
還元剤量を表している。
On the other hand, if an excess reducing agent not used for releasing and reducing NO X is supplied from the NO X absorbent 23 when the air-fuel ratio is switched from lean to rich, at this time, the NO X absorbent 23 since ammonia NH 3 flows out to the downstream from the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 as shown in FIG. 7 is increased. In this case, the maximum value Imax of the integrated value ΣI and detected current I 1 of the detected current I 1 indicated by hatching in FIG. 7 represents the excess of reducing agent amount.

【0061】このNOX アンモニアセンサ29の検出電
流I1 はNOX の放出完了に対して応答遅れがあるが余
剰の還元剤量は検出電流I1 から正確に求まる。そこで
本発明ではNOX アンモニアセンサ29の検出電流I1
の変化に基づいて、すなわちアンモニア濃度の変化に基
づいてNOX 吸収剤23からのNOX の放出が完了した
ときに排気ガスの空燃比がリッチからリーンに切換えら
れるように基準レベルES を変化させるようにしてい
る。
Although the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 has a response delay with respect to the completion of the NO X release, the surplus reducing agent amount can be accurately obtained from the detection current I 1 . Therefore, in the present invention, the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 is used.
The reference level E S is changed based on the change in the exhaust gas, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas is switched from rich to lean when the release of NO X from the NO X absorbent 23 is completed based on the change in the ammonia concentration. I try to make it.

【0062】具体的に言うと検出電流I1 の積算値Σ
I、或いは検出電流I1 の最大値Imax に対して小さな
値の目標値を予め設定しておき、ΣIまたはImax が目
標値よりも大きくなったときには、すなわち余剰の還元
剤量が多いときにはリッチからリーンへの空燃比の切換
時期を早めて余剰の還元剤量が少くなくなるように基準
レベルES を低下させ、すなわち基準レベルES をリー
ンであることを示す出力信号レベル側へ変化させ、ΣI
またはImax が目標値よりも小さくなったとき、すなわ
ち余剰の還元剤量が零または零に近いときにはリッチか
らリーンへの空燃比の切換時期を遅らせて余剰の還元剤
量が多くなくなるように基準レベルES を上昇させ、す
なわち基準レベルES をリッチであることを示す出力信
号レベル側へ変化させるようにしている。
More specifically, the integrated value of the detected current I 1 Σ
I, or set in advance the target value of the smaller value relative to the maximum value Imax of detected current I 1, when ΣI or Imax becomes greater than the target value, that is, when the amount of reducing agent excess is large from rich The reference level E S is lowered so that the air-fuel ratio switching time to lean is advanced so that the surplus reducing agent amount becomes small , that is, the reference level E S is changed to the output signal level side indicating lean, and ΔI
Alternatively, when Imax is smaller than the target value, that is, when the surplus reducing agent amount is zero or close to zero, the switching timing of the air-fuel ratio from rich to lean is delayed so that the surplus reducing agent amount becomes small. E S is increased, that is, the reference level E S is changed to an output signal level indicating richness.

【0063】図10および図11は第1実施例を実行す
るためのルーチンを示している。図10および図11を
参照するとまず初めにステップ100において図5
(B)に示した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
図8に示したマップから単位時間当りのNOX 吸収量N
Aが算出される。次いでステップ103ではこのNOX
吸収量NAをΣNOXに加算することによってNOX
収剤23に吸収されていると推定される総NOX 吸収量
ΣNOXが算出される。
FIGS. 10 and 11 show a routine for executing the first embodiment. Referring to FIG. 10 and FIG. 11, first, in step 100, FIG.
The basic fuel injection amount TAU is calculated from the map shown in (B). Then NO X release flag indicating that it should release the NO X from step 101, the NO X absorbent 23 is whether it is set or not. When the NO X release flag is not set, the routine proceeds to step 102, where the NO X absorption amount N per unit time is obtained from the map shown in FIG.
A is calculated. Next, at step 103, this NO X
By adding the absorption amount NA to ΣNOX, the total NO X absorption amount ΣNOX estimated to be absorbed by the NO X absorbent 23 is calculated.

【0064】次いでステップ104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量
の積算値ΣTAUが算出される。次いでステップ105
ではこの積算値ΣTAUに基づいて図9に示した関係か
ら許容値NOXmax が算出される。次いでステップ10
6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108では総NOX 吸収量ΣNO
Xが許容値NOXmaxを越えたか否かが判別される。Σ
NOX≦NOXmax のとき、すなわちNOX 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1
09にジャンプする。
Next, at step 104, the final injection amount TAUO is added to ΣTAU to calculate the integrated value 噴射 TAU of the injected fuel amount. Then step 105
Then, the allowable value NOXmax is calculated from the relationship shown in FIG. 9 based on the integrated value ΣTAU. Then step 10
At 6, the allowable value NOXmax is reduced by the correction amount ΔX. Next, at step 108, the total NO X absorption amountΣNO
It is determined whether X has exceeded the allowable value NOXmax. Σ
When NOX ≦ NOXmax, i.e. the NO X absorbent 23
Step 1 when there is still room in of the NO X absorbing capacity
Jump to 09.

【0065】ステップ109では図5(C)に示したマ
ップから補正係数Kが算出される。次いでステップ11
0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・TA
U)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111ではNOX 吸収剤2
3からのSOX を放出するためのSOX 放出処理を行う
べきか否かが判断される。SOX 放出処理を行う必要の
ないときには処理サイクルを完了する。一方、ステップ
108においてΣNOX>NOXmax になったと判断さ
れたときにはステップ112に進んでNOX 放出フラグ
がセットされ、次いでステップ113に進んでNH3
出フラグがセットされる。次いでステップ109に進
む。
In step 109, the correction coefficient K is calculated from the map shown in FIG. Then step 11
At 0, the basic fuel injection amount TAU is multiplied by the correction coefficient K to obtain the final fuel injection amount TAUO (= K · TA
U) is calculated, and fuel injection is performed with this injection amount TAUO. Next, at step 111 NO X absorbent 2
It is determined whether or not to perform SO X release processing for releasing SO X from Step 3. When it is not necessary to perform the SO X release processing, the processing cycle is completed. On the other hand, when a determination is made that the ΣNOX> NOXmax in step 108 NO X release flag is set the routine proceeds to step 112, and then NH 3 detection flag is set the routine proceeds to step 113. Next, the routine proceeds to step 109.

【0066】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115に進
んでリッチ補正係数KR が算出される。次いでステップ
116では基本燃料噴射量TAUにリッチ補正係数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
とでの成層燃焼また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
の放出作用が開始される。
When the NO X release flag is set, the routine proceeds from step 101 to step 115 in the next processing cycle, where the rich correction coefficient K R is calculated. Next, at step 116, the rich correction coefficient K R is added to the basic fuel injection amount TAU.
Is multiplied by the final fuel injection amount TAUO
(= K R · TAU) is calculated, and fuel injection is performed with this injection amount TAUO. 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 X
The release action of is started.

【0067】次いでステップ117では空燃比センサ3
0の出力電圧Eが基準電圧ES を越えたか否かが判別さ
れる。E≦ES のときにはステップ111に進む。これ
に対してE>ES になるとステップ118に進んでΣN
OXが零とされ、NOX 放出フラグがリセットされる。
NOX 放出フラグがリセットされると空燃比がリッチか
らリーンに切換えられる。一方、ステップ111におい
てSOX 放出処理を行うべきであると判断されるとステ
ップ119に進んでNOX 吸収剤23からSO X を放出
させる処理が行われる。すなわち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。次いでNOX 吸収剤23からのSOX の放出作用
が完了するとΣTAUが零とされる。
Next, at step 117, the air-fuel ratio sensor 3
0 is the reference voltage ES Is determined whether or not
It is. E ≦ ES If so, the process proceeds to step 111. this
For E> ES Then, the routine proceeds to step 118, where ΣN
OX is set to zero, NOX The release flag is reset.
NOX Is the air-fuel ratio rich when the release flag is reset?
Is switched to lean. On the other hand, in step 111
SOX If it is determined that release treatment should be performed,
Go to step 119 and NOX Absorbent 23 to SO X Release
Is performed. That is, NOX Absorbent 23 temperature
The air-fuel ratio is rich while maintaining the
It is. Then NOX SO from absorbent 23X Release action of
Is completed, ΣTAU is made zero.

【0068】図12は許容値NOXmax を補正するため
のルーチンを示している。図12を参照すると初めにス
テップ120において総NOX 吸収量ΣNOXが許容値
NOXmax よりも多い(ΣNOX>NOXmax )か否か
が判別される。ステップ120においてΣNOX≦NO
Xmax であると判別されたときにはルーチンを終了する
がΣNOX>NOXmax であると判別されたときにはス
テップ121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 よりも大きい(I1 >IS )か
否かが判別される。
FIG. 12 shows a routine for correcting the allowable value NOXmax. Referring to FIG. 12, first, at step 120, it is determined whether or not the total NO X absorption amount XNOX is larger than the allowable value NOXmax (ΣNOX> NOXmax). In step 120, ΣNOX ≦ NO
Although the routine ends when it is judged that Xmax detected current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 is larger than the set value I S proceeds to step 121 when it is judged that ΣNOX> NOXmax (I 1> IS ) is determined.

【0069】ステップ121においてI1 ≦IS である
と判別されたときにはルーチンを終了するがI1 >IS
であると判別されたときにはステップ122に進んで図
10のステップ106においても用いられる許容値NO
Xmax に対する修正量ΔXが値Bだけ増大せしめられ
る。すなわちステップ120においてΣNOX>NOX
max であり且つステップ121においてI1 >IS であ
るときにはNOX 吸収剤23の最大NOX 吸収量が低下
したと判断し、ステップ122において修正量ΔXが増
大せしめられるのでその後に図10のルーチンが実行さ
れたときにはステップ106においてNOXmax がさら
に小さくされ、この小さくされたNOXmax に基づいて
ステップ108の判別が実行される。これによりNOX
吸収剤23下流に流出するNOX の量を少なく維持する
ことができる。
When it is determined in step 121 that I 1 ≤I S , the routine is terminated, but I 1 > I S
When it is determined that the allowable value NO is satisfied, the process proceeds to step 122, and the allowable value NO used in step 106 of FIG.
The correction amount ΔX for Xmax is increased by the value B. That is, in step 120, ΣNOX> NOX
determines that the maximum NO X absorption of the NO X absorbent 23 when a I 1> I S in is and step 121 a max is decreased, the routine thereafter in FIG. 10 since the correction amount ΔX is made to increase in step 122 Is executed, the NOXmax is further reduced in step 106, and the determination in step 108 is executed based on the reduced NOXmax. This allows NO X
The amount of NO X flowing downstream of the absorbent 23 can be kept low.

【0070】さて次いで図12のステップ123におい
て図9に示した関係から許容値NOXmax が算出され、
次いでステップ124においてこの算出されたNOXma
x が修正量ΔXだけ減少せしめられ、ステップ125に
進む。ステップ125ではこの修正後のNOXmax が許
容最小値NOXmin よりも小さい(NOXmax <NOX
min )か否かが判別される。ステップ125においてN
OXmax ≧NOXminであると判別されたときにはルー
チンを終了するがNOXmax <NOXmin であると判別
されたときにはステップ126に進んでNOX 吸収剤2
3が劣化したと診断し、その旨を表示する。
Next, at step 123 in FIG. 12, an allowable value NOXmax is calculated from the relationship shown in FIG.
Next, at step 124, the calculated NOXma
x is reduced by the correction amount ΔX, and the routine proceeds to step 125. In step 125, the corrected NOXmax is smaller than the allowable minimum value NOXmin (NOXmax <NOX
min)). N in step 125
OXmax ≧ when it is determined that NOXmin ends the routine but when it is judged that NOXmax <NOXmin NO X absorbent 2 proceeds to step 126
3 is deteriorated, and the fact is displayed.

【0071】図13は目標レベルES を算出するための
ルーチンを示している。図13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
11のステップ108においてΣNOX>NOXmax 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t 1 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202に進んでN
3 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NOX 吸収剤23から下流へアンモニアが流出した
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203に進
む。
FIG. 13 shows the target level E.S To calculate
Shows a routine. Referring first to FIG.
In step 200, NHThree The detection flag is set
Is determined. This NHThree Figure shows detection flag
In step 108 of step 11, ΣNOX> NOXmax
Set when it becomes NHThree Detection flag set
If so, the routine proceeds to step 201 where NHThree detection
The elapsed time t since the flag was set is a certain time t1 
Is determined. This fixed time t 1 Is air fuel
NO after ratio is made rich from leanX Ammonia
Current I of the sensor 291 Time until the temperature has dropped to zero
Between. t> t1 , The process proceeds to step 202 and N
HThree The elapsed time t since the detection flag was set is constant
Time tTwoIs determined. This fixed time tTwo
 Is NOX Ammonia leaked downstream from absorbent 23
NO matter what amount of ammoniaX Ammo
Enough for near sensor 29 to detect ammonia concentration
Time. t ≦ tTwo Proceeds to step 203
No.

【0072】ステップ203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
04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
202においてt>t2 になったと判別されたときには
ステップ205に進んで検出電流の積算値ΣIが目標値
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206に進んで目標レベルES 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
208に進む。これに対してΣI≦Sr のときにはステ
ップ207に進んで目標レベルES 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208に進
む。ステップ208ではΣIがクリアされ、NH3 検出
フラグがリセットされる。
[0072] detected current I 1 of the step 203 NO X ammonia sensor 29 is calculated. Then step 2
04 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 202 that t> t 2 , the routine proceeds to step 205, where it is determined whether the integrated value ΔI of the detected current is larger than the target value Sr. When ΣI> Sr, the routine proceeds to step 206, where the target level E S is decreased by a predetermined set value α, and then the routine proceeds to step 208. On the other hand, when ΔI ≦ Sr, the routine proceeds to step 207, where the target level E S is increased by a predetermined set value α, and then the routine proceeds to step 208. At step 208, ΔI is cleared and the NH 3 detection flag is reset.

【0073】図14は目標レベルES を算出するための
ルーチンの別の例を示している。図14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11のステップ108においてΣNOX>NO
Xmax 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N
3 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t
1 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302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から下流へアンモニアが流出したときにどのよう
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303に進む。
FIG. 14 shows another example of a routine for calculating the target level E S. Referring to FIG. 14, first, at step 300, it is determined whether or not the NH 3 detection flag is set. This NH 3 detection flag is set in step 108 of FIG.
Set when Xmax is reached. When the NH 3 detection flag is set, the routine proceeds to step 301, where N 3
H 3 elapsed time t from the detection flag is set whether exceeds a predetermined time t 1 is determined. This fixed time t
1 is a time until the detected current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 after the fuel-air ratio is from lean to rich as described above finishes reduced to zero. t> whether becomes to t 1 NH 3 detection flag goes to step 302 the elapsed time t after the set exceeds a predetermined time t 2 is determined. As described above, the fixed time t 2 is the same as the NO x ammonia sensor 29 regardless of the amount of ammonia when the ammonia flows downstream from the NO x absorbent 23.
Is sufficient time to detect ammonia concentration.
When t ≦ t 2, the process proceeds to step 303.

【0074】ステップ303では検出電流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304に進んでI1 が検出電流の最大値I
maxとされる。次いでステップ302においてt>t2
になったと判別されたときにはステップ305に進んで
検出電流の最大値Imax が目標値Imaxrよりも大きいか
否かが判別される。Imax >Imaxrのときにはステップ
306に進んで目標レベルES 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308に進む。
これに対してImax ≦Imaxrのときにはステップ307
に進んで目標レベルES 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308に進む。ステッ
プ308ではImax がクリアされ、NH3 検出フラグが
リセットされる。
[0074] detected current I 1 at step 303, Imax
It is determined whether or not it is greater than I 1> maximum value I of I 1 is detected current proceeds to step 304 when the Imax
max. Next, at step 302, t> t 2
When it is determined that the current value has reached, the routine proceeds to step 305, where it is determined whether the maximum value Imax of the detected current is greater than the target value Imaxr. When Imax> Imaxr, the routine proceeds to step 306, where the target level E S is decreased by a predetermined set value α, and then the routine proceeds to step 308.
On the other hand, when Imax.ltoreq.Imaxr, step 307 is executed.
Then, the target level E S is increased by a predetermined set value α, and then the routine proceeds to step 308. In step 308 Imax is cleared, NH 3 detection flag is reset.

【0075】次に第2実施例について説明する。図15
に示したようにNOX 吸収剤23に吸収されているトー
タルのNOX 吸収量ΣNOXが増大してNOX 吸収剤2
3の吸収能力限界に近づくとNOX 吸収剤23から下流
へとNOX が流出しはじめるのでNOX アンモニアセン
サ29の検出電流I1 が上昇しはじめる。図15に示し
た例ではNOX 吸収剤23から下流へNOX が流出しは
じめてNOX 濃度が予め定められた設定値を越えたと
き、すなわちNOX アンモニアセンサ29の検出電流I
1 が予め定められた設定値IS を越えたときにNOX
収剤23からNO X 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NO
X 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
ら下流へ流出する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
還元作用が開始されるためにNOX 吸収剤23から下流
へはNOX が流出しなくなる。したがって空燃比がリー
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。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からのNOX の放出作用が開始され、
斯くしてNOX吸収剤23に吸収されているNOX 量Σ
NOX は徐々に減少する。
Next, a second embodiment will be described. FIG.
NO as shown inX Toe absorbed by absorbent 23
Tal NOX Absorption amount ΣNOX increases and NOX Absorbent 2
NO when approaching the absorption capacity limit of 3X Downstream from absorbent 23
NOX Begins to leak NOX Ammonia ammonia
Detection current I1 Begins to rise. As shown in FIG.
NO in the exampleX NO downstream from absorbent 23X Is leaked
NOX If the concentration exceeds a preset value
I.e. NOX Detection current I of ammonia sensor 29
1 Is a predetermined set value IS NO when exceedingX Sucking
NO from collector 23 X Air / fuel ratio A / F is lean to release
Is switched to rich. Air-fuel ratio A / F from lean
Exhaust gas with rich air-fuel ratio is NO even if switched to rich
X Since it takes time to reach the absorbent 23, the air-fuel ratio A
NO immediately after / F is switched to richX Absorbent 23
NO that flows downstreamX Volume continues to increase. Next
NO due to the reducing agent contained in the exhaust gas with air-fuel ratioX of
NO for starting reduction actionX Downstream from absorbent 23
NOX Will not leak. Therefore, the air-fuel ratio is
NO when switching from rich to richX Ammonia sensor
29 detected current I1 Rises briefly and then drops to zero
You. On the other hand, when the air-fuel ratio is switched from lean to rich
NOX NO from absorbent 23X Release action of
Thus NOXNO absorbed by absorbent 23X Quantity
NOX Gradually decreases.

【0076】ところで第2実施例において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、すなわちNOX 吸収剤23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たときには総NO
X 吸収量ΣNOXは許容値NOXmax 近傍にあるはずで
ある。しかしながらNOX 吸収剤23が劣化すると最大
NOX 吸収量は低下する。したがってこのときにはI1
>IS となっても総NOX 吸収量ΣNOXは許容値NO
Xmax よりも低くなる。
In the second embodiment, when the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 exceeds the set value I S , that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent 23 is switched from lean to rich. Total NO when
The X absorption amount ΣNOX should be near the allowable value NOXmax. However the maximum NO X absorption when the NO X absorbent 23 is deteriorated is reduced. Therefore, at this time, I 1
> I total NO X absorption amount ΣNOX be a S permissible value NO
It becomes lower than Xmax.

【0077】そこで第2実施例ではNOX アンモニアセ
ンサ29の検出電流I1 が設定値I S を越えたときに総
NOX 吸収量ΣNOXが許容値NOXmax よりも小さい
ときにはNOX 吸収剤23の最大NOX 吸収量が低下し
たと判定し、総NOX 吸収量ΣNOXが許容最小値ΣN
OXmin よりも小さいときにはNOX 吸収剤23が劣化
したと判定する。
Therefore, in the second embodiment, NOX Ammonia
Current I of the sensor 291 Is the set value I S Total
NOX Absorption amount ΣNOX is smaller than allowable value NOXmax
Sometimes NOX Maximum NO of absorbent 23X The absorption is reduced
It is determined thatX Absorption amount ΣNOX is allowable minimum value ΣN
NO when smaller than OXminX Absorbent 23 deteriorates
It is determined that it has been performed.

【0078】図16は第2実施例を実行するためのルー
チンを示している。図16を参照するとまず初めにステ
ップ300において図5(B)に示したマップから基本
燃料噴射量TAUが算出される。次いでステップ301
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302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、すなわちNOX 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3
05にジャンプする。
FIG. 16 shows a routine for executing the second embodiment. Referring to FIG. 16, first, at step 300, the basic fuel injection amount TAU is calculated from the map shown in FIG. Then step 301
In NO X release flag showing that from the NO X absorbent 23 should be released NO X is whether it is set or not. NO X releasing flag when not set detected current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 proceeds to step 302 it is determined whether or not exceeds the set value I S is. When I 1 ≦ I S , that is, the NO X absorbent 23
Step 3 when there is still room in of the NO X absorbing capacity
Jump to 05.

【0079】ステップ305では図5(C)に示したマ
ップから補正係数Kが算出される。次いでステップ30
6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・TA
U)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307ではNOX 吸収剤2
3からSOX を放出するためのSOX 放出処理を行うべ
きか否かが判断される。SOX 放出処理を行う必要のな
いときには処理サイクルを完了する。
In step 305, the correction coefficient K is calculated from the map shown in FIG. Then step 30
In step 6, the basic fuel injection amount TAU is multiplied by the correction coefficient K to obtain the final fuel injection amount TAUO (= K · TA
U) is calculated, and fuel injection is performed with this injection amount TAUO. Next, at step 307 NO X absorbent 2
3 whether or not to perform the SO X release process for releasing SO X is determined from the. When it is not necessary to perform the SO X release processing, the processing cycle is completed.

【0080】一方、ステップ302においてI1 >IS
になったと判断されると、すなわちNOX 吸収剤23か
らNOX が流出しはじめるとステップ103に進んでN
X放出フラグがセットされ、次いでステップ304に
進んでNH3 検出フラグがセットされる。次いでステッ
プ305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301からステップ308
に進んでリッチ補正係数KR (>1.0)が算出され
る。次いでステップ309では基本燃料噴射量TAUに
リッチ補正係数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またはリーン空燃比の
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 の放出作用が開始される。
On the other hand, in step 302, I 1 > I S
If it is determined that becomes, that is, the NO X begins to flow out from the NO X absorbent 23 proceeds to step 103 N
O X release flag is set, then NH 3 detection flag is set the routine proceeds to step 304. Next, the routine proceeds to step 305. When the NO X release flag is set, in the next processing cycle, steps 301 to 308 are performed.
Then, the rich correction coefficient K R (> 1.0) is calculated. Then the final fuel injection amount TAUO (= K R · TAU) is calculated by multiplying the rich correction factor K R to step 309 in the basic fuel injection quantity TAU, the fuel injection is performed by the the injection amount TAUO. 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 the action of releasing of the NO X is started.

【0081】次いでステップ310では空燃比センサ3
0の出力電圧Eが基準電圧ES を越えたか否かが判別さ
れる。E≦ES のときにはステップ307に進む。これ
に対してE>ES になるとステップ111に進んでNO
X 放出フラグがリセットされる。NOX 放出フラグがリ
セットされると空燃比がリッチからリーンに切換えられ
る。
Next, at step 310, the air-fuel ratio sensor 3
0 of the output voltage E is whether exceeds the reference voltage E S is determined. Proceeds to step 307 when the E ≦ E S. On the other hand, if E> E S , the process proceeds to step 111 and NO
The X release flag is reset. When the NO X release flag is reset, the air-fuel ratio is switched from rich to lean.

【0082】一方、ステップ307においてSOX 放出
処理を行うべきであると判断されるとステップ112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。すなわちNOX 吸収剤23の温度をほぼ60
0℃以上に維持しつつ空燃比がリッチとされる。なおこ
の第2実施例では目標レベルES は図13または図14
に示すルーチンより算出される。
On the other hand, if it is determined in step 307 that the SO X release process should be performed, the process proceeds to step 112, where the process of releasing SO X from the NO X absorbent 23 is performed. That is, the temperature of the NO X absorbent 23 almost 60
The air-fuel ratio is made rich while maintaining the temperature at 0 ° C. or higher. In the second embodiment, the target level E S is set to the value shown in FIG.
Is calculated by the routine shown in FIG.

【0083】図17はNOX 吸収剤の最大NOX 吸収量
が低下し、さらにはNOX 吸収剤が劣化したことを判定
するためのルーチンである。図17では初めにステップ
400においてNOX アンモニアセンサ29の検出電流
1 が設定値IS よりも大きい(I1 >IS )か否かが
判別される。ステップ400においてI1 ≦IS である
と判別されたときにはルーチンを終了するがI1 >IS
であると判別されたときにはステップ401において総
NOX 吸収量ΣNOXが許容値NOXmax よりも予め定
められた値γだけ小さい値よりも小さい(ΣNOX<N
OXmax −γ)か否かが判別される。
[0083] Figure 17 is decreased maximum NO X absorption of the NO X absorbent, furthermore a routine for determining that the NO X absorbent is deteriorated. In FIG. 17, first, at step 400, it is determined whether or not the detection current I 1 of the NO X ammonia sensor 29 is larger than the set value I S (I 1 > I S ). When it is determined in step 400 that I 1 ≦ I S , the routine ends, but I 1 > I S
Is smaller than the total NO X absorption .SIGMA.NOX allowed values predetermined value γ value smaller than NOXmax in step 401 when it is judged that the (.SIGMA.NOX <N
OXmax−γ).

【0084】ステップ401においてΣNOX≧ΣNO
Xmax −γであると判別されたときにはルーチンを終了
するがΣNOX<ΣNOXmax −γであると判別される
とNOX 吸収剤23の最大NOX 吸収量が低下したと判
定し、ステップ402において総NOX 吸収量ΣNOX
が許容最小値ΣNOXmin よりも小さい(ΣNOX<Σ
NOXmin )か否かが判別される。ステップ402にお
いてΣNOX≧ΣNOXmin であると判別されたときに
はルーチンを終了するがΣNOX<ΣNOXmin である
と判別されたときにはステップ403においてNOX
収剤23が劣化したと診断し、その旨を表示する。
In step 401, ΣNOX ≧ ΣNO
The routine ends when it is judged that xmax-gamma but determines the maximum NO X absorption of .SIGMA.NOX <When it is determined that the ΣNOXmax -γ NO X absorbent 23 is decreased, the total NO in step 402 X absorption amountΣNOX
Is smaller than the allowable minimum value ΣNOXmin (ΣNOX <Σ
NOXmin) is determined. When it is judged that ΣNOX ≧ ΣNOXmin in step 402 to end the routine is a diagnosis of the NO X absorbent 23 is deteriorated in Step 403 when it is judged that ΣNOX <ΣNOXmin, so indicate.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明によればNOX 吸収剤に吸収され
ているNOX の量を推定することができる別個の二つの
手段、すなわちNOX 吸収量推定手段とセンサとのうち
の一方の手段により推定されるNOX 吸収量をNOX
収剤に流入する排気ガスの空燃比をリーンからリッチに
切換えるタイミングを決定するのに用い、斯くして決定
されたタイミングにて排気ガスの空燃比をリーンからリ
ッチに切換えたときに他方の手段により推定されるNO
X 吸収量から最大NOX 吸収量を把握する。このように
NOX 吸収量を推定することができる別個の二つの手段
を関連させることによりNOX 吸収剤の最大NOX 吸収
量の状態を正確に把握することができる。
Separate the two means can estimate the amount of the NO X that is absorbed in the NO X absorbent according to the present invention, i.e. NO X absorbed amount estimating means and the sensor and one of the using the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorption amount estimated by means in the NO X absorbent from lean to determine when to switch to a rich air-fuel ratio of the exhaust gas at were determined thus timing Estimated by the other means when switching from lean to rich
The maximum NO X absorption amount is determined from the X absorption amount. Thus the maximum NO X absorption of the state of the NO X absorbent by associating separate two means can estimate the NO X absorption amount can be accurately grasped.

【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】空燃比センサの出力電圧を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an output voltage of an air-fuel ratio sensor.

【図5】基本燃料噴射量、補正係数等を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a basic fuel injection amount, a correction coefficient, and the like.

【図6】NOX 吸収剤のNOX 吸放出作用を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the NO X absorbing / releasing action of the NO X absorbent.

【図7】空燃比センサの出力電圧、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. 7 is a time chart showing an output voltage of an air-fuel ratio sensor, a detection current of a NO X ammonia sensor, and the like.

【図8】NOX 吸収量のマップを示す図である。FIG. 8 is a view showing a map of an NO X absorption amount.

【図9】許容値を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing allowable values.

【図10】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 10 is a flowchart for controlling the operation of the engine.

【図11】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
FIG. 11 is a flowchart for controlling operation of the engine.

【図12】NOXmax を補正するためのフローチャート
である。
FIG. 12 is a flowchart for correcting NOXmax.

【図13】目標レベルES を算出するためのフローチャ
ートである。
13 is a flow chart for calculating a target level E S.

【図14】目標レベルES を算出するためのフローチャ
ートである。
14 is a flow chart for calculating a target level E S.

【図15】空燃比センサの出力電圧、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. 15 is a time chart showing an output voltage of the air-fuel ratio sensor, a detection current of the NO X ammonia sensor, and the like.

【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】NOX 吸収剤の劣化を診断するためのフロー
チャートである。
FIG. 17 is a flowchart for diagnosing deterioration of the NO X absorbent.

【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 30…空燃比センサ11 ... Fuel injection valve 23 ... NO X absorbent 29 ... NO X ammonia sensor 30 ... air-fuel ratio 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 3/28 301 F02D 41/04 305A F02D 41/04 305 41/14 310E 41/14 310 43/00 301E 43/00 301 301T 45/00 314Z 45/00 314 B01D 53/36 101A 101B Fターム(参考) 3G084 AA04 BA09 BA13 BA20 BA24 DA10 DA12 DA19 DA22 DA27 EB12 FA07 FA10 FA26 FA28 FA29 FA38 3G091 AA12 AA17 AA24 AB03 BA07 BA14 BA17 BA27 BA33 CA16 CB02 DA02 DB11 DC01 EA01 EA07 EA33 EA34 FB10 FC01 GA06 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W HA10 HA14 HA36 HA37 HB05 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA15 JA25 JA33 LB04 LC01 MA11 NA08 ND01 NE01 NE13 PA01Z PA11Z PA17Z PD01Z PD02Z PE01Z PE03Z PF03Z 4D048 AA06 AA08 AB02 AB07 BA30Y BA33Y BC01 BC05 CD06 DA01 DA02 DA08 DA20 EA04Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F01N 3/28 301 F02D 41/04 305A F02D 41/04 305 41/14 310E 41/14 310 43/00 301E 43/00 301 301T 45/00 314Z 45/00 314 B01D 53/36 101A 101B F-term (reference) 3G084 AA04 BA09 BA13 BA20 BA24 DA10 DA12 DA19 DA22 DA27 EB12 FA07 FA10 FA26 FA28 FA29 FA38 3G091 AA12 AA17 AA24 AB17 BA17 BA17 CB02 DA02 DB11 DC01 EA01 EA07 EA33 EA34 FB10 FC01 GA06 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W HA10 HA14 HA36 HA37 HB05 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA15 JA25 JA33 LB04 LC01 MA11 NA08 ND01 NE01 NE13 PA01Z PA11Z PA17Z01 PD01Z03A01 BA33Y BC01 BC05 CD06 DA01 DA02 DA08 DA20 EA04

Claims (4)

【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、該NOX 吸収剤に流入する排気ガス
中のNOX の量から該NOX 吸収剤に吸収されているN
X の量を推定するNOX 吸収量推定手段を備え、NO
X 吸収剤から流出する排気ガス中のNOX 濃度を検出し
うるセンサをNOX 吸収剤下流の機関排気通路内に配置
し、上記NOX 吸収量推定手段により推定されるNOX
吸収量が判定値を越えたときにNOX 吸収剤に流入する
排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切換えるように
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をリーンからリッチに切換え
たときに上記センサにより検出されるNOX 濃度が予め
定められた濃度よりも高いときにはNOX吸収剤が吸収
しうる最大NOX 吸収量が少なくなったと判定するよう
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 disposed engine exhaust passage, and is absorbed from the amount of the NO X in the exhaust gas flowing into the the NO X absorbent to the the NO X absorbent N
Comprising a NO X absorption amount estimation means for estimating the amount of O X, NO
A sensor capable of detecting concentration of NO X in the exhaust gas flowing out from the X absorbent disposed on the NO X absorbent downstream of the engine exhaust passage, NO X is estimated by the NO X absorption amount estimation means
In the exhaust purification apparatus for an internal combustion engine was switched to the rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent from lean when the absorption amount exceeds the judgment value, empty the exhaust gas flowing into the NO X absorbent ratio of as NO X concentration detected by the sensor when switched from lean to rich when it is determined that when higher than predetermined concentration has decreased a maximum NO X absorption of the NO X absorbent can absorb Exhaust purification device for internal combustion engine.
【請求項2】 最大NOX 吸収量が少なくなったと判定
したときに上記判定値を小さく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。
2. The method according to claim 1, wherein the determination value is reduced when it is determined that the maximum NO X absorption amount has decreased.
An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
【請求項3】 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、該NOX 吸収剤に流入する排気ガス
中のNOX の量から該NOX 吸収剤に吸収されているN
X の量を推定するNOX 吸収量推定手段を備え、NO
X 吸収剤から流出する排気ガス中のNOX 濃度を検出し
うるセンサをNOX 吸収剤下流の機関排気通路内に配置
し、上記センサにより検出されるNOX 濃度が判定値を
越えたときにNOX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比
をリーンからリッチに切換え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
の空燃比をリーンからリッチに切換えたときに上記NO
X 吸収量推定手段により推定されるNOX 吸収量が予め
定められた量よりも少ないときにはNOX吸収剤が吸収
しうる最大NOX 吸収量が少なくなったと判定するよう
にした内燃機関の排気浄化装置。
Wherein absorbing the 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 disposed engine exhaust passage, and is absorbed from the amount of the NO X in the exhaust gas flowing into the the NO X absorbent to the the NO X absorbent N
Comprising a NO X absorption amount estimation means for estimating the amount of O X, NO
A sensor capable of detecting the NO X concentration in the exhaust gas flowing out of the X absorbent is disposed in the engine exhaust passage downstream of the NO X absorbent, and when the NO X concentration detected by the sensor exceeds a determination value. 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 from lean to switch to rich, when switched to a rich air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO X absorbent from lean NO above
Exhaust purification for an internal combustion engine which is adapted when NO X absorption amount estimated by X absorption amount estimation means is less than a predetermined amount is determined to have become less maximum NO X absorption of the NO X absorbent can absorb apparatus.
【請求項4】 最大NOX 吸収量が少なくなったと判定
されたときにはNO X 吸収剤が劣化したと診断するよう
にした請求項1または3に記載の内燃機関の排気浄化装
置。
4. Maximum NOX Judge that the absorption amount has decreased
NO when done X Diagnose that the absorbent has deteriorated
An exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 3, wherein
Place.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007192169A (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Honda Motor Co Ltd Catalyst deterioration determination device
WO2008111639A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for judging deterioration of catalyst
JP2015190427A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 マツダ株式会社 Method and device for diagnosing deterioration in exhaust emission control system
JP2016223446A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 日本特殊陶業株式会社 Concentration calculation device and concentration calculation method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007192169A (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Honda Motor Co Ltd Catalyst deterioration determination device
JP4729405B2 (en) * 2006-01-20 2011-07-20 本田技研工業株式会社 Catalyst deterioration judgment device
WO2008111639A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for judging deterioration of catalyst
JP2008223611A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Toyota Motor Corp Catalyst deterioration judging device
JP4665923B2 (en) * 2007-03-13 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 Catalyst deterioration judgment device
US8033168B2 (en) 2007-03-13 2011-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration judgment device
JP2015190427A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 マツダ株式会社 Method and device for diagnosing deterioration in exhaust emission control system
JP2016223446A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 日本特殊陶業株式会社 Concentration calculation device and concentration calculation method

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