JP2743760B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】リーン混合気を燃焼せしめるようにした
内燃機関において、流入排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯｘを吸収し、流入排気ガスがリッチになると
吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気通路
内に配置し、リーン混合気を燃焼せしめた際に発生する
ＮＯｘをＮＯｘ吸収剤により吸収し、ＮＯｘ吸収剤のＮ
Ｏｘ吸収能力が飽和する前にＮＯｘ吸収剤への流入排気
ガスの空燃比を一時的にリッチにしてＮＯｘ吸収剤から
ＮＯｘを放出させると共に放出されたＮＯｘを還元する
ようにした内燃機関が本出願人により既に提案されてい
る（特願平３−２８４０９５号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでＮＯｘ吸収剤
への流入排気ガスの空燃比をリッチにすると、例えば機
関シリンダ内に供給される混合気をリッチにすると機関
からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯ等が排出され、しかもＮＯ
ｘ吸収剤からは吸収されているＮＯｘが放出される。こ
のとき機関から排出された未燃ＨＣ，ＣＯ等の一部は機
関から排出されたＮＯｘを還元するために使用され、残
りの未燃ＨＣ，ＣＯ等はＮＯｘ吸収剤から放出されたＮ
Ｏｘを還元するために使用される。従ってこの場合、Ｎ
Ｏｘが大気中に放出されるのを抑制するためには機関か
ら排出されるＮＯｘおよびＮＯｘ吸収剤から放出される
ＮＯｘを共に還元しうる量の未燃ＨＣ，ＣＯ等を機関か
ら排出させる必要がある。

【０００４】しかしながら上述の内燃機関のようにＮＯ
ｘ吸収剤からＮＯｘを放出すべきときにＮＯｘ吸収剤へ
の流入排気ガスの空燃比を単にリッチにしただけでは機
関から排出される未燃ＨＣ，ＣＯ等は全てのＮＯｘを還
元しうるのに必要な量よりも少なくなるか多くなってし
まう。その結果、未燃ＨＣ，ＣＯ等の未燃成分の量が少
ないときには全てのＮＯｘをＮＯｘ吸収剤から放出する
ことができず、未燃成分の量が多いときには余剰の未燃
成分が酸化されることなくＮＯｘ吸収剤から排出される
という問題を生ずる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスがリーンである
ときにＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスがリッチにな
ると吸収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気
通路内に配置すると共に、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮ
Ｏｘの量を推定する手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤からＮ
Ｏｘを放出すべくＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガスの空
燃比をリッチにしたときのリッチの度合をＮＯｘ吸収剤
に吸収されたと推定されるＮＯｘ量が多いほど大きくす
るようにしている。

【０００６】

【作用】ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量が多い
ほどＮＯｘ放出時にＮＯｘ吸収剤から放出されるＮＯｘ
量が増大する。従ってＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮ
Ｏｘ量が多いほどリッチの度合が高められる。

【０００７】

【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に
連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１４が配
置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１５お
よび排気管１６を介してＮＯｘ吸収剤１７を内蔵したケ
ーシング１８に接続される。

【０００８】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。サージタンク１０内にはサージタンク１０内の
絶対圧に比例した出力電圧を発生する圧力センサ１９が
取付けられ、この圧力センサ１９の出力電圧がＡＤ変換
器３７を介して入力ポート３５に入力される。スロット
ル弁１４にはスロットル弁１４が一定角度回動する毎に
出力パルスを発生しかつスロットル弁１４がアイドリン
グ位置にあることを示す出力信号を発生するスロットル
センサ２０が取付けられる。これらの出力パルスおよび
出力信号は入力ポート３５に入力され、ＣＰＵ３４内に
おいてこの出力パルスからスロットル弁１４の開弁速度
が算出される。

【０００９】ケーシング１８上流の排気管１６内には排
気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度センサ２１
が取付けられ、この温度センサ２１の出力電圧がＡＤ変
換器３８を介して入力ポート３５に入力される。更に、
機関クランクシャフト２２に連結された変速機２３には
変速操作時であることを示す出力信号を発生するシフト
チェンジセンサ２４が取付けられ、このシフトチェンジ
センサ２４の出力信号が入力ポート３５に入力される。
また、入力ポート３５には機関回転数を表わす出力パル
スを発生する回転数センサ２５が接続される。一方、出
力ポート３６は対応する駆動回路３９を介して夫々点火
栓４および燃料噴射弁１１に接続される。

【００１０】図１に示す内燃機関では例えば次式に基い
て燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ ここでＴＰは基本燃料噴射時間を示しており、Ｋは補正
係数を示している。基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリン
ダ内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするの
に必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴射
時間ＴＰは予め実験により求められ、サージタンク１０
内の絶対圧ＰＭおよび機関回転数Ｎの関数として図２に
示すようなマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されて
いる。補正係数Ｋは機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を制御するための係数であってＫ＝１．０であ
れば機関シリンダ内に供給される混合気は理論空燃比と
なる。これに対してＫ＜１．０になれば機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも大きく
なり、即ちリーンとなり、Ｋ＞１．０になれば機関シリ
ンダ内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比よりも
小さくなる、即ちリッチとなる。

【００１１】この補正係数Ｋは機関の運転状態に応じて
制御され、図３はこの補正係数Ｋの制御の一実施例を示
している。図３に示す実施例では暖機運転中は機関冷却
水温が高くなるにつれて補正係数Ｋが徐々に低下せしめ
られ、暖機が完了すると補正係数Ｋは１．０よりも小さ
い一定値に、即ち機関シリンダ内に供給される混合気の
空燃比がリーンに維持される。次いでアイドリング運転
が行われれば補正係数Ｋは例えば１．０とされ、即ち機
関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論空燃比
とされ、加速運転が行われれば補正係数Ｋは１．０より
も大きくされる、即ち機関シリンダ内に供給される混合
気の空燃比はリッチにされる。図３からわかるように図
３に示される実施例では暖気運転時、アイドリング運転
時および加速運転時を除けば機関シリンダ内に供給され
る混合気の空燃比は一定のリーン空燃比に維持されてお
り、従って大部分の機関運転領域においてリーン混合気
が燃焼せしめられることになる。

【００１２】図４は燃焼室３から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ₂ の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。

【００１３】ケーシング１８内に収容されているＮＯｘ
吸収剤１７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。機関
吸気通路およびＮＯｘ吸収剤１７上流の排気通路内に供
給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮＯｘ剤１
７への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯｘ吸収
剤１７は流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
ｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸
収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸放出作用を行う。な
お、ＮＯｘ吸収剤１７上流の排気通路内に燃料（炭化水
素）或いは空気が供給されない場合には流入排気ガスの
空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空燃比に一致
し、従ってこの場合にはＮＯｘ吸収剤１７は燃焼室３内
に供給される混合気の空燃比がリーンのときにはＮＯｘ
を吸収し、燃焼室３内に供給される混合気中の酸素濃度
が低下すると吸収したＮＯｘを放出することになる。

【００１４】上述のＮＯｘ吸収剤１７を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯｘ吸収剤１７は実際にＮＯｘの吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図５に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００１５】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図５
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- 又はＯ
^{2 -} の形では白金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 ^- 又はＯ^{2 -}
と反応し、ＮＯ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ）。
次いで生成されたＮＯ₂ の一部は白金Ｐｔ上で酸化され
つつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合し
ながら図５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ ₃ ^-
の形で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯｘがＮ
Ｏｘ吸収剤１７内に吸収される。

【００１６】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 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下して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。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下す
るとＮＯｘ吸収剤１７からＮＯｘが放出されることにな
る。図４に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ流入
排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯｘ吸収剤１７
からＮＯｘが放出されることになる。

【００１７】一方、このとき燃焼室３内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図４に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ₂ ^- 又はＯ^{2 -} と反応して酸化せしめられ
る。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入
排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤か
らＮＯ₂ が放出され、このＮＯ₂ は図５（Ｂ）に示され
るように未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。
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ＮＯ₂ が放出される。従
って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のう
ちにＮＯｘ吸収剤１７からＮＯｘが放出されることにな
る。

【００１８】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず初めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ₂ ^- 又
はＯ^{2 -} とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白
金Ｐｔ上のＯ₂ ^- 又はＯ^{2 -} が消費されてもまだ未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸
収剤から放出されたＮＯｘおよび機関から排出されたＮ
Ｏｘが還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比
をリッチにすれば短時間のうちにＮＯｘ吸収剤１７に吸
収されている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
のを阻止することができることになる。また、ＮＯｘ吸
収剤１７は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガ
スの空燃比を理論空燃比にしてもＮＯｘ吸収剤１７から
放出されたＮＯｘが還元せしめられる。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１７からＮＯｘが徐々にしか放出されないために
ＮＯｘ吸収剤１７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。

【００１９】このように流入排気ガスの空燃比をリッチ
にすれば短時間のうちにＮＯｘ吸収剤１７からＮＯｘが
放出されるがこのときリッチの度合を高くしすぎると、
即ち未燃ＨＣ，ＣＯの量が過度に多くなりすぎると余剰
の未燃ＨＣ，ＣＯが大気中に放出されることになり、こ
のときリッチの度合を低くしすぎると、即ち未燃ＨＣ，
ＣＯの量が少なすぎると短時間のうちにＮＯｘ吸収剤１
７から全ＮＯｘを放出することができないことになる。
従って流入排気ガスの空燃比をリッチにしたときに吸収
剤から放出された全ＮＯｘおよび機関から排出された全
ＮＯｘを還元せしめるには白金Ｐｔ上のＯ₂ ^- 又はＯ
^{2 -} を消費するのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯと、全Ｎ
Ｏｘを還元させるのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯがＮＯ
ｘ吸収剤１７に流入するように流入ガスの空燃比のリッ
チの度合を制御する必要がある。

【００２０】ところでＮＯｘ吸収剤１７からＮＯｘが放
出されているときには大部分の未燃ＨＣ，ＣＯはＮＯｘ
吸収剤１７から放出されたＮＯｘを還元するために使用
されるので流入排気ガスの空燃比をリッチにしたときの
リッチの度合をＮＯｘ吸収剤１７に吸収されているＮＯ
ｘ量が多いほど高くすれば余剰な未燃ＨＣ，ＣＯが大気
中に放出されるのを阻止しつつＮＯｘ吸収剤１７から全
ＮＯｘを良好に放出させることができることになる。

【００２１】そこで本発明による実施例では実際にＮＯ
ｘ吸収剤１７に吸収されているＮＯｘ量とＮＯｘ吸収剤
１７が吸収しうる最大ＮＯｘ吸収量との比、即ちＮＯｘ
飽和度Ｓを推定し、ＮＯｘ吸収剤１７からＮＯｘを放出
すべきときの流入排気ガスのリッチの度合をＮＯｘ飽和
度Ｓが大きくなるほど高くするようにしている。即ち、
図６からわかるように通常機関シリンダ内に供給される
混合気の空燃比はリーンとされており、このときにはＮ
ＯｘがＮＯｘ吸収剤１７に吸収され続けるためにＮＯｘ
飽和度Ｓが上昇し続ける。

【００２２】一方、本発明による実施例では減速開始時
において燃料の供給を停止する前に機関シリンダ内に供
給される混合気の空燃比が一時的にリッチにされ、この
ときのリッチの度合はＮＯｘ飽和度Ｓが大きくなるほど
高められる。従ってこのときＮＯｘ飽和度Ｓは零まで下
降する。また、加速運転時又はシフトチェンジ時にも混
合気がリッチにされ、このときのリッチの度合もＮＯｘ
飽和度Ｓが大きくなるほど高められる。従ってこのとき
にもＮＯｘ飽和度Ｓは零まで下降する。また、アイドリ
ング運転中は混合気が理論空燃比とされ、このときＮＯ
ｘ吸収剤１７からは徐々にしかＮＯｘが放出されないた
めにＮＯｘ飽和度Ｓは徐々に低下する。また、リーン混
合気の燃焼が継続してＮＯｘ飽和度Ｓが許容最大飽和度
Ｓｏを越えたときには混合気が強制的にリッチにされ、
このときのリッチの度合は許容最大飽和度Ｓｏに応じた
度合とされる。従ってこのときにもＮＯｘ飽和度Ｓは零
まで下降する。

【００２３】次に図７から図１０を参照してＮＯｘ吸収
剤１７へのＮＯｘ吸収量の算出方法について説明する。
図７はＮＯｘ吸収量の算出ルーチンを示しており、この
ルーチンは一定時間毎の割込みによって実行される。図
７を参照するとまず初めにステップ１００において基本
燃料噴射時間ＴＰに対する補正係数Ｋが零であるか否か
が判別される。Ｋ＝０のとき、即ち燃料噴射が停止され
ているときには処理サイクルを完了する。これに対して
Ｋ＝０でないとき、即ち燃料噴射が行われているときに
はステップ１０１に進んで補正係数Ｋが１．０よりも小
さいか否かが判別される。

【００２４】Ｋ＜１．０のとき、即ちリーン混合気が燃
焼せしめられているときにはステップ１０２に進んで時
間割込み間隔の間にＮＯｘ吸収剤１７に吸収されると推
定されるＮＯｘ吸収量Ａが算出される。機関から排出さ
れるＮＯｘ量は図８（Ａ）に示されるようにサージタン
ク１０内の絶対圧ＰＭが高くなるほど多くなり、図８
（Ｂ）に示されるように機関回転数Ｎが高くなるほど多
くなる。このＮＯｘ吸収量Ａはサージタンク１０内の絶
対圧ＰＭおよび機関回転数Ｎの関数として図８（Ｃ）に
示すようなマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されて
いる。従ってステップ１０２では圧力センサ１９および
回転数センサ２５の出力信号に基いて図８（Ｃ）に示す
マップからＮＯｘ吸収量Ａが算出される。次いでステッ
プ１０３では全ＮＯｘ吸収量ＣにＮＯｘ吸収量Ａが加算
され、次いでステップ１０６に進む。従ってリーン混合
気が燃焼せしめられているときにはＮＯｘ吸収剤１７に
吸収されている全ＮＯｘ吸収量Ｃが徐々に増大せしめら
れる。

【００２５】一方、ステップ１０１においてＫ≧１．０
であると判断されたとき、即ち機関シリンダ内に供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比又はリッチのときには
ステップ１０４に進んで時間割込み間隔の間にＮＯｘ吸
収剤１７から放出されると推定されるＮＯｘ放出量Ｂが
算出される。ＮＯｘ吸収剤１７から放出されるＮＯｘ量
は図９（Ａ）に示されるようにＮＯｘ吸収剤１７の温
度、即ち排気ガス温Ｔが高くなるほど多くなり、図９
（Ｂ）に示されるように補正係数Ｋが大きくなるほど、
即ち機関シリンダ内に供給される混合気のリッチの度合
が高くなるほど多くなる。このＮＯｘ放出量Ｂは排気ガ
ス温Ｔと補正係数Ｋの関数として図９（Ｃ）に示すよう
なマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。従
ってステップ１０４では温度センサ２１の出力信号およ
び補正係数Ｋに基いて図９（Ｃ）に示すマップからＮＯ
ｘ放出量Ｂが算出される。次いでステップ１０４では全
ＮＯｘ吸収量ＣからＮＯｘ放出量Ｂが減算され、次いで
ステップ１０６に進む。従って機関シリンダ内に供給さ
れる混合気の空燃比が理論空燃比又はリッチになるとＮ
Ｏｘ吸収剤１７に吸収されている全ＮＯｘ吸収量Ｃが減
少せしめられる。

【００２６】ステップ１０６では全ＮＯｘ吸収量Ｃが負
になったか否かが判別される。Ｃ≧０のときにはステッ
プ１０８にジャンプし、Ｃ＜０のときにはステップ１０
７においてＣ＝０とした後、ステップ１０８に進む。ス
テップ１０８ではＮＯｘ吸収剤１７に吸収されている全
ＮＯｘ吸収量ＣとＮＯｘ吸収剤１７が吸収しうる最大Ｎ
Ｏｘ吸収量Ｃｏとの比であるＮＯｘ飽和度Ｓが算出され
る。次いでステップ１０９ではＮＯｘ飽和度Ｓが許容最
大飽和度Ｓｏ（図６）よりも大きくなるか否かが判別さ
れる。Ｓ≦Ｓｏのときには処理サイクルを完了する。こ
れに対してＳ＞Ｓｏになるとステップ１１０に進んでリ
ッチフラグ１がセットされ、次いでステップ１１１にお
いて補正係数Ｋ、即ちリッチ度合が算出される。この補
正係数Ｋは図１０に示されるようにＮＯｘ飽和度Ｓが大
きくなるにつれて大きくなる。リッチフラグ１がセット
されると後述するように補正係数Ｋに対応したリッチ度
合でもって機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
がリッチにされる。

【００２７】図１１から図１３は燃料噴射時間ＴＡＵを
算出するためのルーチンを示している。図１１から図１
３を参照するとまず初めにステップ２００において図２
に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。
次いでステップ２０１では目標補正係数Ｋｏが算出され
る。この目標補正係数Ｋｏはリーン混合気を燃焼すべき
運転状態のときにはＫｏ＜１．０、例えばＫｏ＝０．６
とされ、アイドリング運転時にはＫ＝１．０とされる。
次いでステップ２０２に進む。

【００２８】ステップ２０２からステップ２０４ではＮ
Ｏｘ飽和度Ｓが許容最大飽和度Ｓｏを越えたときにセッ
トされるリッチフラグ１を一定時間セットし続けるため
の処理が行われる。即ち、ステップ２０２ではリッチフ
ラグ１がセットされているか否かが判別され、リッチフ
ラグ１がリセットされているときにはステップ２０５に
ジャンプする。これに対してリッチフラグ１がセットさ
れているときにはステップ２０３に進んでリッチフラグ
１がセットされてから一定時間経過したか否かが判別さ
れる。一定時間経過したときにはステップ２０４に進ん
でリッチフラグ１がリセットされ、斯くしてリッチフラ
グ１は一定時間セットされ続けることになる。

【００２９】ステップ２０５からステップ２１６では減
速運転時にはまず初めに機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比を一定時間リッチにし、次いで燃料の供給
を停止する処理が行われる。即ち、ステップ２０５では
燃料噴射を停止すべきことを示すカットフラグがセット
されているか否かが判別される。カットフラグがリセッ
トされているときにはステップ２０６に進んでスロット
ルセンサ２０の出力信号に基いてスロットル弁１４がア
イドリング開度であるか否かが判別される。スロットル
弁１４がアイドリング開度であるときにはステップ２０
７に進んで機関回転数Ｎが燃料カット回転数、例えば１
１００r.p.m よりも高いか否かが判別される。スロット
ル弁１４がアイドリング開度でないか、或いはＮ≦１１
００r.p.m のときにはステップ２１７にジャンプする。
これに対してスロットル弁１４がアイドリング開度であ
りかつＮ＞１１００r.p.m のときには燃料噴射を停止す
べき減速運転時であると判断してステップ２０８に進
む。

【００３０】ステップ２０８では燃料噴射を停止すべき
ことを示すカットフラグがセットされ、次いでステップ
２０９では混合気をリッチにすべきことを示すリッチフ
ラグ２がセットされ、次いでステップ２１０ではＮＯｘ
飽和度Ｓ（図１０）から補正係数Ｋが算出される。後述
するようにカットフラグおよびリッチフラグ２が共にセ
ットされている間は混合気はリッチにされ、次いでリッ
チフラグ２がリセットされると燃料噴射が停止される。

【００３１】カットフラグがセットされるとステップ２
０５からステップ２１１に進んでスロットル弁１４がア
イドリング開度であるか否かが判別される。スロットル
弁１４がアイドリング開度であるときにはステップ２１
２に進んで機関回転数Ｎが復帰回転数、例えば８００r.
p.m よりも低くなったか否かが判別される。Ｎ≧８００
r.p.m のときにはステップ２１３に進んで、リッチフラ
グ２がセットされてから一定時間経過したか否かが判別
される。一定時間経過していないときにはステップ２１
７に進み、一定時間経過したときにはステップ２１４に
進んでリッチフラグ２がリセットされる。従ってリッチ
フラグ２は一定時間セットされ続け、この間混合気がリ
ッチにされる。

【００３２】一方、減速運転中にスロットル弁１４が開
弁せしめられたときにはステップ２１１からステップ２
１５にジャンプし、機関回転数Ｎが８００r.p.m 以下と
なったときにはステップ２１２からステップ２１５に進
む。ステップ２１５ではカットフラグがリセットされ、
ステップ２１６ではリッチフラグ２がリセットされる。

【００３３】ステップ２１７からステップ２１９では加
速時に混合気の空燃比をリッチにする処理が行われる。
即ち、ステップ２１７ではスロットルセンサ２０の出力
パルスに基いて算出されたスロットル弁１４の開弁速度
から加速時であるか否かが判別される。加速時であると
きにはステップ２１８に進んで混合気をリッチにすべき
ことを示すリッチフラグ３がセットされ、次いでステッ
プ２１９ではＮＯｘ飽和度Ｓ（図１０）から補正係数Ｋ
が算出される。次いでステップ２２１に進む。一方、加
速時でないときにはステップ２２０に進んでリッチフラ
グ３がリセットされ、従って加速運転が行われていると
きにリッチフラグ３がセットされることがわかる。

【００３４】ステップ２２１からステップ２２２では変
速機２３のシフトチェンジ時に混合気の空燃比をリッチ
にする処理が行われる。即ち、ステップ２２１ではシフ
トチェンジセンサ２４の出力信号に基いて変速機２３の
シフトチェンジ作用が行われているか否かが判別され
る。シフトチェンジ作用が行われているときにはステッ
プ２２２に進んで混合気をリッチにすべきことを示すリ
ッチフラグ４がセットされ、次いでステップ２２３では
ＮＯｘ飽和度Ｓ（図１０）から補正係数Ｋが算出され
る。次いでステップ２２５に進む。一方シフトチェンジ
が行われていないときにはステップ２２４に進んでリッ
チフラグ４がリセットされ、従ってシフトチェンジが行
われているときにリッチフラグ４がセットされることが
わかる。

【００３５】ステップ２２５ではリッチフラグ１、リッ
チフラグ２、リッチフラグ３およびリッチフラグ４のい
ずれかのリッチフラグがセットされているか否かが判別
される。いずれかのリッチフラグがセットされていると
きにはステップ２２７にジャンプする。これに対してい
ずれのリッチフラグもセットされていないときにはステ
ップ２２６に進んで目標係数Ｋｏが補正係数Ｋとされ、
次いでステップ２２７に進む。

【００３６】ステップ２２７ではカットフラグがセット
されているか否かが判別される。カットフラグがセット
されていないときにはステップ２３０にジャンプにして
燃料噴射時間ＴＡＵ（＝Ｋ・ＴＰ）が算出される。これ
に対してカットフラグがセットされているときにはステ
ップ２２８に進んで減速運転時のリッチフラグ２がセッ
トされているか否かが判別される。リッチフラグ２がセ
ットされているときにはステップ２３０に進んで混合気
の空燃比がリッチにされる。次いでリッチフラグ２がリ
セットされるとステップ２２９に進んで補正係数Ｋが零
とされ、斯くして燃料噴射が停止せしめられる。

【００３７】

【発明の効果】未燃ＨＣ，ＣＯが大気中に放出されるの
を阻止しつつ短時間でＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを放出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。

【図３】補正係数Ｋの変化を示す図である。

【図４】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。

【図５】ＮＯｘの吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図６】空燃比とＮＯｘ飽和度Ｓの変化を示すタイムチ
ャートである。

【図７】ＮＯｘ吸収量を算出するためのフローチャート
である。

【図８】ＮＯｘ吸収量を示す図である。

【図９】ＮＯｘ放出量を示す図である。

【図１０】ＮＯｘ飽和度Ｓと補正係数Ｋとの関係を示す
線図である。

【図１１】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフロー
チャートである。

【図１２】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフロー
チャートである。

【図１３】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１５…排気マニホルド １７…ＮＯｘ吸収剤

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入する排気ガスがリーンであるときに
   ＮＯｘを吸収し、流入する排気ガスがリッチになると吸
   収したＮＯｘを放出するＮＯｘ吸収剤を機関排気通路内
   に配置すると共に、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘの
   量を推定する手段を具備し、ＮＯｘ吸収剤からＮＯｘを
   放出すべくＮＯｘ吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を
   リッチにしたときのリッチの度合をＮＯｘ吸収剤に吸収
   されたと推定されるＮＯｘ量が多いほど大きくするよう
   にした内燃機関の排気浄化装置。