JP2888124B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP2888124B2
JP2888124B2 JP6007744A JP774494A JP2888124B2 JP 2888124 B2 JP2888124 B2 JP 2888124B2 JP 6007744 A JP6007744 A JP 6007744A JP 774494 A JP774494 A JP 774494A JP 2888124 B2 JP2888124 B2 JP 2888124B2
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absorbent
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exhaust
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upstream
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健治 加藤
哲郎 木原
孝充 浅沼
哲 井口
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Toyota Motor Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流入する排気の空燃比
がリーンのときに排気中のNOX を吸収し、排気酸素濃
度が低下したときに吸収したNOX を放出するNOX
収剤を用いた内燃機関の排気浄化装置に関し、詳細には
上記NOX 吸収剤の劣化を正確に検出することのできる
内燃機関の排気浄化装置に関する。
The present invention relates to an air-fuel ratio of the exhaust flowing absorbs NO X in the exhaust gas when the lean, NO X absorbent exhaust oxygen concentration to release the absorbed NO X when lowered It relates to an exhaust purification system of an internal combustion engine with, an exhaust purifying apparatus for an internal combustion engine that can accurately detect the deterioration of the the NO X absorbent in detail.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のNOX 吸収剤を用いた内燃機関
の排気浄化装置としては、国際公開公報第WO93−7
363号に記載されたものがある。上記の排気浄化装置
では、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中の
NOX を吸収し、流入する排気中の酸素濃度が低下した
ときに吸収したNOX を放出するNOX 吸収剤を内燃機
関の排気通路に配置し、通常は内燃機関をリーン空燃比
で運転して上記NOX 吸収剤に排気中のNOX を吸収さ
せる。また、NOX 吸収剤のNOX 吸収量が増大すると
NOX 吸収剤のNOX 吸収能力が低下するため、リーン
空燃比運転が一定の時間続き、NOX 吸収剤の吸収した
NOX 量が増大した場合には、内燃機関の運転空燃比を
短時間リーン空燃比からリッチ又は理論空燃比に切り換
えて排気中の酸素濃度を低下させ、NOX 吸収剤から吸
収したNOX を放出させるとともに、この放出されたN
X を排気中の未燃HC、CO等の成分により還元浄化
するようにしている(本明細書では、上記NOX 吸収剤
からのNOX の放出と還元、浄化の操作を、「NOX
収剤の再生」と呼ぶ)。このように一定時間毎にNO X
吸収剤の再生を行うことにより、NOX 吸収剤のNOX
吸収能力が回復してNOX の浄化能力が高く維持され
る。
2. Description of the Related Art This type of NOXInternal combustion engine using absorbent
International Patent Publication No. WO93-7
No. 363. The above exhaust gas purification device
Then, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust is lean,
NOXAbsorbed, and the oxygen concentration in the inflowing exhaust decreased.
NO absorbed sometimesXReleases NOXInternal combustion engine with absorbent
Located in the exhaust passage of
Driving with the above NOXNO in exhaust gasXAbsorbed
Let NOXAbsorbent NOXAs the absorption increases
NOXAbsorbent NOXLean due to reduced absorption capacity
If the air-fuel ratio operation continues for a certain period of time and NOXAbsorbent absorbed
NOXIf the amount increases, the operating air-fuel ratio of the internal combustion engine
Switch from short lean air-fuel ratio to rich or stoichiometric air-fuel ratio
Lower the oxygen concentration in the exhaustXAbsorb from absorbent
NO collectedXAnd the released N
OXPurification by unburned HC and CO in exhaust gas
(In this specification, the above NOXAbsorbent
NO fromXThe operation of release, reduction, and purification ofXSucking
Regeneration of the sorbent "). In this way, NO X
By regenerating the absorbent, NOXAbsorbent NOX
NO absorption capacity recoversXPurification capacity is maintained high
You.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、NOX
吸収剤は排気空燃比に応じて流入する排気中のNOX
吸収と放出、還元を交互に行い、排気中のNOX を浄化
する。しかし、上記のNOX 吸収剤は排気通路に配置さ
れ高温の排気に曝される等過酷な条件で使用されるため
使用中に劣化が生じる場合がある。例えば、後述するよ
うにNOX 吸収剤中の触媒(白金Pt等)の劣化や、吸
収材(例えば酸化バリウムBaO等)の硫黄被毒や熱劣
化などによりNOX 吸収剤に劣化を生じると、NOX
収剤の浄化能力が低下するため、排気中のNOX が浄化
されないまま大気に放出されるようになる。このため、
NOX 吸収剤の劣化の有無を判定して劣化したNOX
収剤を早期に交換、被毒回復等の処置をとることが必要
とされる。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, NO x
Absorbent release the absorbed of the NO X in the exhaust gas flowing in accordance with the exhaust air-fuel ratio, performs reduction alternately, to purify NO X in the exhaust gas. However, the above of the NO X absorbent in some cases deterioration in use to be used in harsh conditions that are exposed to exhaust hot it is disposed in an exhaust passage occurs. For example, deterioration of the catalyst in the NO X absorbent as described below (platinum Pt or the like), if due absorbers (e.g. barium oxide BaO, etc.) sulfur poisoning and thermal degradation of the resulting deterioration in the NO X absorbent, Since the purification ability of the NO X absorbent is reduced, NO X in the exhaust gas is released to the atmosphere without purification. For this reason,
The NO X absorbent early exchange that has deteriorated to determine the presence or absence of degradation of the NO X absorbent is required to take measures such as poisoning recovery.

【0004】ところで、NOX 吸収剤と同様に排気通路
に配置され、同様に排気の浄化を行うものとしては従来
より三元触媒が知られている。また、三元触媒も、使用
中に同様に劣化するため三元触媒の劣化の検出方法が種
々考案されている。これらの劣化検出方法は三元触媒の
2 ストレージ作用の低下を検出することにより触媒の
劣化を判定している(例えば、特開平3−331810
号参照)。
Meanwhile, disposed in the exhaust passage as well as the NO X absorbent, it is the three-way catalyst is known conventionally as for purifying similarly exhaust. In addition, since the three-way catalyst also deteriorates during use, various methods for detecting the deterioration of the three-way catalyst have been devised. In these deterioration detection methods, deterioration of the catalyst is determined by detecting a decrease in the O 2 storage function of the three-way catalyst (for example, see Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-331810).
No.).

【0005】ところが、NOX 吸収剤は三元触媒とはN
X の浄化のメカニズムが異なり、また三元触媒のよう
なO2 ストレージ効果を有していないため、三元触媒の
劣化検出と同様な方法ではNOX 吸収剤の劣化を検出す
ることはできず、正確にNO X 吸収剤の劣化を検出する
ことは困難であった。本発明は、上記問題に鑑みNOX
吸収剤の劣化の有無を正確に判定することが可能な手段
を提供することを目的としている。
However, NOXThe absorbent is a three-way catalyst and N
OXPurification mechanism is different
NaTwoBecause it does not have a storage effect,
NO in the same method as the deterioration detectionXDetects absorbent degradation
Can't be XDetecting absorbent degradation
It was difficult. In view of the above problems, the present inventionX
Means that can accurately determine the presence or absence of deterioration of the absorbent
It is intended to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
によれば、内燃機関の排気通路に配置された、流入する
排気空燃比がリーンのときにNOX を吸収し、流入する
排気の酸素濃度が低下したときに吸収したNOX を放出
するNOX 吸収剤と、前記NOX 吸収剤下流側の排気通
路に配置され、排気中のNOX 濃度を検出するNOX
ンサと、前記NOX 吸収剤が吸収したNOX の放出を終
了してNOX 吸収を再開した後の、NO X 吸収剤下流側
NOX 濃度の時間的変化に基づいて前記NOX 吸収剤の
劣化の有無を判定する劣化検出手段とを備えた内燃機関
の排気浄化装置が提供される。
The present invention according to claim 1 is provided.
According to the inflow arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine
NO when exhaust air-fuel ratio is leanXAbsorbs and flows in
NO absorbed when oxygen concentration in exhaust gas decreasedXRelease
NOXAbsorbent and the NOXExhaust air downstream of the absorbent
NO on exhaustXNO for detecting concentrationXC
Sensor and the NOXNO absorbed by the absorbentXEnd release of
NOXNO after resuming absorption XDownstream of absorbent
NOXThe NO based on the temporal change of the concentrationXAbsorbent
Internal combustion engine provided with deterioration detecting means for determining the presence or absence of deterioration
Is provided.

【0007】また、請求項2に記載の本発明によれば、
前記劣化検出手段は、前記NOX 吸収剤のNOX 吸収再
開後に前記NOX 濃度が所定値以上になるまでの時間が
予め定められた所定時間以下である場合に、前記NOX
吸収剤が劣化したと判定する。また、請求項3に記載の
本発明によれば、請求項1の前記劣化検出手段は、前記
NOX 吸収剤下流側のNOX 濃度増加速度の変化率を検
出する手段を備え、前記NOX 吸収再開後に前記NOX
濃度が所定値以上で、かつ前記NOX 濃度の増加速度変
化率が負になるまでの時間が予め定められた所定時間以
下である場合に前記NOX 吸収剤が劣化したと判定す
る。
Further, according to the present invention as set forth in claim 2,
The deterioration detecting means, when the NO X concentration after NO X absorption resumption of the the NO X absorbent is not more than a predetermined time which time is predetermined to be higher than a predetermined value, the NO X
It is determined that the absorbent has deteriorated. Further, according to the present invention described in claim 3, wherein the deterioration detecting means according to claim 1, comprising means for detecting the NO X concentration increases the rate of rate of change of the the NO X absorbent downstream, the NO X After the absorption restarts, the NO X
Determines that concentration is less than the predetermined value, and wherein the NO X absorbent when the time until NO X concentration increases speed variation rate is negative is equal to or less than a predetermined time a predetermined deteriorates.

【0008】また、請求項4に記載の本発明によれば、
内燃機関の排気通路に配置された、流入する排気空燃比
がリーンのときにNOX を吸収し、流入する排気の酸素
濃度が低下したときに吸収したNOX を放出するNOX
吸収剤と、前記NOX 吸収剤下流側の排気通路に配置さ
れ、排気中のNOX 濃度を検出する下流側NOX センサ
と、前記NOX 吸収剤上流側の排気中のNOX 濃度を検
出する上流側NOX 濃度検出手段と、前記NOX 吸収剤
が吸収したNOX の放出を終了してNOX 吸収を再開し
た後の、NOX 吸収剤下流側NOX 濃度とNOX 吸収剤
上流側NOX 濃度との関係の時間的変化に基づいて前記
NOX 吸収剤の劣化の有無を判定する劣化検出手段とを
備えた内燃機関の排気浄化装置が提供される。
Further, according to the present invention described in claim 4,
Disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into absorbs NO X when the lean, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing to release NO X absorbed when reduced NO X
And absorbent, said the NO X absorbent disposed in the exhaust passage downstream, and the downstream-side NO X sensor for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas, detecting the concentration of NO X in the exhaust gas of the the NO X absorbent upstream an upstream NO X concentration detecting means for the the NO X absorbent is after resuming NO X absorption end the release of the absorbed NO X, the NO X absorbent downstream NO X concentration and the NO X absorbent upstream exhaust purification apparatus for an internal combustion engine having a determining deterioration detecting means the presence or absence of deterioration of the the NO X absorbent based on the temporal change in the relationship between the side NO X concentration is provided.

【0009】さらに、請求項5に記載の本発明では、請
求項4の前記劣化検出手段は、前記上流側NOX 濃度と
前記下流側NOX 濃度との差を演算する手段を備え、前
記NOX 吸収再開後に前記NOX 濃度の差が所定値以下
になるまでの時間が予め定められた所定時間以下である
場合に前記NOX 吸収剤が劣化したと判定する。また、
請求項6に記載の本発明では、請求項4の前記劣化検出
手段は、前記下流側NOX 濃度と前記上流側NOX 濃度
との比を演算する手段を備え、前記NO X 吸収再開後に
前記NOX 濃度の比が所定値以上になるまでの時間が予
め定められた所定時間以下である場合に前記NOX 吸収
剤が劣化したと判定する。
Further, according to the present invention as set forth in claim 5, the contract
The deterioration detecting means according to claim 4, wherein the upstream side NOXConcentration and
The downstream side NOXEquipped with a means for calculating the difference from the concentration
Note NOXAfter the absorption is resumed, the NOXConcentration difference is below specified value
Is less than or equal to a predetermined time
NO in caseXIt is determined that the absorbent has deteriorated. Also,
According to the present invention described in claim 6, the deterioration detection according to claim 4 is performed.
The means comprises the downstream NOXConcentration and the upstream NOXconcentration
And means for calculating the ratio of XAfter resumption of absorption
NOXThe time required for the concentration ratio to exceed the specified value is estimated.
If the time is less than the predetermined timeXabsorption
It is determined that the agent has deteriorated.

【0010】また、請求項7に記載の本発明では、請求
項4から6のいずれかに記載した排気浄化装置におい
て、前記上流側NOX 濃度検出手段は、前記NOX 吸収
剤上流側の排気通路に設けられたNOX センサからなっ
ている。さらに、請求項8に記載の本発明では、請求項
4から6のいずれかに記載した排気浄化装置において、
前記上流側NOX 濃度検出手段は、前記機関の運転状態
を検出する手段と、検出された運転状態に基づいて、予
め定められた関係から上流側NOX 濃度を演算する手段
とを備えている。
[0010] In the present invention according to claim 7, in the exhaust purification apparatus according to any of claims 4 to 6, the upstream NO X concentration detecting means, the exhaust of the the NO X absorbent upstream consist NO X sensor provided in the passage. Further, according to the present invention described in claim 8, in the exhaust gas purification device according to any one of claims 4 to 6,
The upstream NO X concentration detecting means includes means for detecting an operating condition of the engine, based on the detected operating conditions, and means for calculating the upstream-side NO X concentration from a predetermined relationship .

【0011】[0011]

【作用】以下、図1を用いて本発明の作用を説明する。
図1(A) から(C) において、各図の横軸は時間を示し、
図1(A) は内燃機関の空燃比の変化を、図1(B) はNO
X 吸収剤に流入する排気(NOX 吸収剤上流側排気)中
のNOX 濃度を、図1(C) はNOX 吸収剤を通過した排
気(NOX 吸収剤下流側排気)中のNOX 濃度をそれぞ
れ示している。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIG.
1 (A) to 1 (C), the horizontal axis of each figure indicates time,
FIG. 1A shows the change in the air-fuel ratio of the internal combustion engine, and FIG.
The concentration of NO X in the exhaust gas (the NO X absorbent upstream exhaust) flowing into the X absorbent, FIG 1 (C) is NO X in the exhaust gas passing through the the NO X absorbent (the NO X absorbent downstream exhaust) The respective concentrations are shown.

【0012】図1は、前述の国際公開公報第WO93−
7363号に記載された排気浄化装置と同様のNOX
収剤再生操作を行う場合を示し、通常時はリーン空燃比
(例えば空燃比23程度)の運転を行い、一定期間毎に
短時間機関空燃比をリッチに切換えてNOX 吸収剤の再
生を行う(図1(A) 参照)。また、図1は説明のため、
運転条件が一定に保たれた場合について示している。
FIG. 1 shows the above-mentioned International Publication No. WO93-
Shows a case where the exhaust gas purification device similar to the NO X absorbent regenerating operation described in No. 7363, normal performs the operation of lean air-fuel ratio (for example, about the air-fuel ratio 23), a short time the engine air at regular intervals for reproducing of the NO X absorbent is switched to fuel ratio to rich (see FIG. 1 (a)). FIG. 1 is for explanation.
This shows a case where the operating conditions are kept constant.

【0013】このように空燃比を変化させた場合、図1
(B) に示すように、NOX 吸収剤上流側の排気NOX
度は機関空燃比がリッチに切換えられた時(図1区間I
I)に短時間増大するが、リーン空燃比運転が行われて
いる期間では略一定の値になる。また、図1(C) は上記
のように機関空燃比を変化させた場合のNOX 吸収剤下
流側の排気NOX 濃度変化のNOX 吸収剤の劣化の有無
による相違を示しており、図1(C) の実線はNOX 吸収
剤が正常な場合を、点線はNOX 吸収剤が劣化した場合
をそれぞれ示している。
When the air-fuel ratio is changed as described above, FIG.
As shown in (B), NO X when the exhaust concentration of NO X absorbent upstream of the engine air-fuel ratio is switched to rich (Figure 1 interval I
Although it increases for a short time in I), it becomes a substantially constant value during the period when the lean air-fuel ratio operation is performed. Further, FIG. 1 (C) shows the differences due to the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent downstream side of the exhaust NO X concentration change of the NO X absorbent in the case of changing the engine air-fuel ratio as described above, FIG. 1 where the solid line is the NO X absorbent is normal (C), the dotted line indicates the case where the NO X absorbent is deteriorated, respectively.

【0014】NOX 吸収剤は後述するメカニズムにより
排気空燃比がリーンのときに排気中のNOX を吸収し、
排気空燃比がリッチ(排気酸素濃度が低下)したときに
吸収したNOX を放出する。また、NOX 吸収剤の再生
(図1区間II)終了後はNO X 吸収剤に吸収されたNO
X が放出されたためにNOX 吸収剤のNOX 吸収能力は
高くなっており、NOX 吸収剤に流入する排気中のNO
X の殆どがNOX 吸収剤に吸収されて下流側排気のNO
X 濃度(図1(C) )は上流側(図1(B) )に較べて大幅
に低くなる。
NOXAbsorbent is controlled by the mechanism described below.
NO in exhaust when the exhaust air-fuel ratio is leanXAbsorbs
When the exhaust air-fuel ratio becomes rich (exhaust oxygen concentration decreases)
NO absorbedXRelease. NOXRegeneration of absorbent
(Section II in Fig. 1) NO after completion XNO absorbed by the absorbent
XWas released because NO was releasedXAbsorbent NOXAbsorption capacity
High and NOXNO in exhaust gas flowing into the absorbent
XMost of NOXNO in downstream exhaust gas absorbed by the absorbent
XThe concentration (Fig. 1 (C)) is significantly higher than the upstream side (Fig. 1 (B)).
Lower.

【0015】しかし、NOX 吸収剤中に吸収されたNO
X 量が増大してNOX 吸収剤の吸収可能な最大NOX
(飽和量)に近づくにつれてNOX 吸収剤のNOX 吸収
能力が低下するため、流入する排気中のNOX のうちN
X 吸収剤に吸収されずに下流側に流出するNOX 量が
増大し、再生終了後ある程度の時間が経過すると下流側
排気中のNOX 濃度は上昇を始め、上流側排気中のNO
X 濃度に漸近するようになる。
However, NO absorbed in the NO x absorbent
Maximum amount of NO X can be absorbed in the NO X absorbent X amount is increased because the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent toward the (saturation amount) is reduced, N out of the NO X in the exhaust gas flowing
The amount of NO X flowing out to the downstream side without being absorbed by the O X absorbent increases, and after a certain period of time after the end of the regeneration, the NO X concentration in the downstream side exhaust gas starts to increase, and the NO X concentration in the upstream side exhaust gas increases.
It becomes asymptotic to the X concentration.

【0016】ところが、NOX 吸収剤が劣化すると、N
X 吸収剤の飽和量が低下してくるため、NOX 吸収剤
が正常な場合に較べて少ないNOX 吸収量でNOX 吸収
剤の吸収能力が低下するようになる。このため、NOX
吸収剤劣化時(図1(C) 点線)には、正常時(図1(C)
実線)に較べて再生終了後に下流側排気中のNOX 濃度
が増大するまでの時間が短くなる。
[0016] However, when the NO X absorbent is degraded, N
The saturation amount of O X absorbent is lowered, the absorption capacity of the NO X absorbent in the low NO X absorption as compared with the case the NO X absorbent is normal will be lowered. Therefore, NO X
When the absorbent deteriorates (dotted line in Fig. 1 (C)), it is normal (Fig. 1 (C)
The time until the concentration of NO X in the downstream exhaust increases shortened after playing compared to solid line).

【0017】本発明は、このNOX 吸収剤の劣化の有無
による下流側排気中のNOX 濃度の時間的変化の相違を
検出することにより、NOX 吸収剤の劣化の判定を行う
ものである。すなわち、本発明では、劣化検出手段によ
りNOX 吸収剤下流側にNOX センサを配置して、NO
X 吸収剤再生(区間II)終了後のNOX 濃度の変化を監
視し、下流側排気のNOX 濃度変化が図1(C) の点線の
ような変化を示した場合にNOX 吸収剤が劣化したと判
定する。
The present invention, by detecting the differences in temporal variation of the NO X concentration downstream in the exhaust with and without deterioration of the the NO X absorbent, and performs determination of deterioration of the NO X absorbent . That is, in the present invention, by disposing the NO X sensor the NO X absorbent downstream by the deterioration detection means, NO
Monitoring the change in concentration of NO X X absorbent regeneration (section II) after completion of the the NO X absorbent when the NO X concentration change of the downstream side exhaust showed changes such as the dotted line shown in FIG. 1 (C) It is determined that it has deteriorated.

【0018】また、上記のように下流側排気中のNOX
濃度変化が図1(C) に点線で示したような状態になった
ことを客観的に判断するため、劣化検出手段は、例えば
NO X 吸収剤の再生(区間II)終了後、NOX 吸収剤下
流側排気中のNOX 濃度が所定値(図1(C) のN1 )に
達するまでの時間t1 (図1(C) )、または再生終了
後、下流側NOX 濃度の増加速度の変化率が正から負に
変化する変曲点(図1(C) のA点)に到達するまでの時
間t2 (図1(C) )をNOX 吸収剤劣化を表すパラメー
タとして用いて、t1 またはt2 が予め定めた所定の基
準時間以下になった時にNOX 吸収剤が劣化したと判断
する。
Further, as described above, the NO in the exhaust gas on the downstream side isX
The density change was as shown by the dotted line in Fig. 1 (C).
In order to determine objectively, the deterioration detection means, for example,
NO XAfter the regeneration of the absorbent (section II), NOXUnder absorbent
NO in outflow side exhaustXThe density is a predetermined value (N in FIG. 1 (C)).1)
Time to reach t1(Fig. 1 (C)) or the end of playback
After, downstream NOXChange rate of concentration increase rate changes from positive to negative
Time to reach the changing inflection point (point A in Fig. 1 (C))
Interval tTwo(Fig. 1 (C)) is NOXA parameter that indicates the deterioration of the absorbent
T as1Or tTwoIs a predetermined group
NO when it is less than quasi-hourXJudge that the absorbent has deteriorated
I do.

【0019】また、運転条件の変化等によりNOX 吸収
剤に流入する排気中のNOX 濃度が変化すると、NOX
吸収剤の状態が同一であっても下流側の排気中のNOX
濃度は変動する。このため、NOX 吸収剤下流側排気の
NOX 濃度の変化だけでなく、上流側排気のNOX 濃度
の変化をも考慮することにより更に正確にNOX 吸収剤
の劣化を判定することができる。
Further, when the concentration of NO X in the exhaust gas flowing to the NO X absorbent due to changes in the operating conditions change, NO X
NO X in the exhaust gas state is also downstream of the same absorbent
Concentrations vary. Therefore, not only the change of the NO X concentration of the NO X absorbent downstream exhaust, it is possible to determine more accurately the deterioration of the NO X absorbent by considering the variation of the NO X concentration upstream exhaust .

【0020】請求項4から8に記載の本発明では、下流
側NOX センサに加えてNOX 吸収剤上流側排気中のN
X 濃度を検出する手段を設け、再生終了後のNOX
収剤の下流側NOX 濃度と上流側NOX 濃度との関係の
時間的変化に基づいてNOX吸収剤の劣化を検出する。
すなわち、NOX 吸収剤の吸収能力は、流入する排気中
のNOX のうちどれだけのNOX を吸収できるかで表さ
れるため、再生後の上流側NOX 濃度と下流側NOX
度との関係の時間的変化からNOX 吸収剤の吸収能力を
求め、NOX 吸収剤の吸収能力が一定の値より低下する
までの時間によりNOX 吸収剤の劣化の有無を検出する
ようにしている。
[0020] In the present invention according to claims 4 8, downstream NO X sensor in addition to the NO X absorbent N in the upstream side exhaust
O X concentration means for detecting provided to detect the deterioration of the NO X absorbent based on the temporal change in the relationship between the downstream NO X concentration upstream concentration of NO X regeneration after the end of the NO X absorbent.
That is, the absorption capacity of the NO X absorbent, since represented by it can absorb and how much of the NO X out of the NO X in the exhaust gas flowing, the upstream NO X concentration and the downstream concentration of NO X after regeneration obtains the absorption capacity of the NO X absorbent from the temporal change in relationships, and to detect the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent by time until the absorption capacity of the NO X absorbent becomes lower than a certain value .

【0021】例えば、上流側排気中のNOX 濃度と下流
側排気中のNOX 濃度との差が所定値以下になるまでの
時間、または下流側排気中のNOX 濃度と上流側排気中
のNOX 濃度との比が所定値以上になるまでの時間をN
X 吸収剤の劣化を表すパラメータとして用いて、この
時間が予め定めた基準時間以下になったときにNOX
収剤が劣化したと判断される。
[0021] For example, until the difference between the NO X concentration and the concentration of NO X in the downstream exhaust in upstream exhaust becomes a predetermined value or less time, or in the downstream exhaust NO X concentration and the upstream side in the exhaust the time until the ratio of the NO X concentration becomes equal to or greater than a predetermined value N
Using as a parameter representing the degradation of O X absorbent, NO X absorbent is determined to have deteriorated when this time becomes equal to or less than a predetermined reference time.

【0022】また、NOX 吸収剤上流側排気中のNOX
濃度は、すなわち機関から排出される排気のNOX 濃度
であるため機関の回転数、負荷等の機関運転条件に依存
する。このため、NOX 吸収剤上流側排気中のNOX
度を、NOX 吸収剤上流側排気通路にNOX センサを設
けて直接検出する他、予め実測などにより機関の各運転
条件における排気中のNOX 濃度を求めておき、機関の
運転条件から間接的に求めることができる。
[0022] In addition, NO X absorbent NO X in the upstream side exhaust
Concentration, that is, the rotational speed of the engine for a concentration of NO X exhaust gas discharged from the engine, depending on the engine operating conditions such as a load. Therefore, the concentration of NO X in the NO X absorbent upstream exhaust, other detected directly by providing a NO X sensor the NO X absorbent upstream exhaust passage, in the exhaust gas in each operating condition of the engine in advance by actual measurement to previously obtain the NO X concentration can be indirectly determined from the operating conditions of the engine.

【0023】[0023]

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。図2は本発明の排気浄化装置を適用した内
燃機関の全体図である。図2において1はリーン空燃比
の燃焼を行うガソリンエンジン等の内燃機関、3は機関
1の燃焼室、6は機関の吸気ポート、8は排気ポートを
示す。各吸気ポート6は吸気枝管9を介してサージタン
ク10に接続されるとともに、各枝管9にはそれぞれの
吸気ポート6に燃料を噴射する燃料噴射弁11が配置さ
れている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is an overall view of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification device of the present invention is applied. 2, reference numeral 1 denotes an internal combustion engine such as a gasoline engine that performs combustion at a lean air-fuel ratio, 3 denotes a combustion chamber of the engine 1, 6 denotes an intake port of the engine, and 8 denotes an exhaust port. Each intake port 6 is connected to a surge tank 10 via an intake branch pipe 9, and each branch pipe 9 is provided with a fuel injection valve 11 for injecting fuel into each intake port 6.

【0024】また、サージタンク10は吸気通路12を
介してエアクリーナ13に接続され、吸気通路12内に
は運転者のアクセルペダル(図示せず)の操作に応じた
開度をとるスロットル弁14が配置されている。また、
サージタンク10にはサージタンク10内の絶対圧力に
比例した出力電圧を発生する吸気圧センサ15が設けら
れている。
The surge tank 10 is connected to an air cleaner 13 through an intake passage 12, and a throttle valve 14 having an opening corresponding to the operation of an accelerator pedal (not shown) by a driver is provided in the intake passage 12. Are located. Also,
The surge tank 10 is provided with an intake pressure sensor 15 that generates an output voltage proportional to the absolute pressure in the surge tank 10.

【0025】一方、機関1の排気ポート8は排気マニホ
ルド16を介して排気通路17に接続されており、排気
通路17には後述するNOX 吸収剤18を内蔵したケー
シング19が接続されている。また、図2に20で示す
のは、NOX 吸収剤18の下流側の排気通路に設けられ
た、排気中のNOX 濃度を検出するNOX センサであ
る。
On the other hand, the exhaust port 8 of the engine 1 is connected to an exhaust passage 17 via an exhaust manifold 16, and a casing 19 containing a NO X absorbent 18 described later is connected to the exhaust passage 17. Also, the illustrated 20 in Fig. 2, provided in the exhaust passage downstream of the NO X absorbent 18 is NO X sensor for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas.

【0026】図2に30で示すのは、機関1の電子制御
回路である。電子制御回路30はROM(リードオンリ
メモリ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)3
3、CPU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート3
5、出力ポート36をそれぞれ双方向性バス31で接続
した、公知の構成のディジタルコンピュータからなり、
機関1の燃料噴射量制御、点火時期制御等の機関の基本
制御を行うほか、本実施例ではNOX 吸収剤18の劣化
を検出する劣化検出手段としての役割を果たしている。
In FIG. 2, reference numeral 30 denotes an electronic control circuit of the engine 1. The electronic control circuit 30 includes a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 3
3, CPU (microprocessor) 34, input port 3
5. A digital computer having a known configuration in which the output ports 36 are connected to each other by the bidirectional bus 31,
Fuel injection amount control of the engine 1, besides performing basic control of the engine ignition timing control and the like, in the present embodiment plays a role as a deterioration detecting means for detecting deterioration of the NO X absorbent 18.

【0027】上記目的のため、制御回路30の入力ポー
ト35には、吸気圧センサ15からの吸気圧力に応じた
電圧信号と、NOX センサ20からNOX 吸収剤下流側
排気中のNOX 濃度を表す電圧信号がそれぞれAD変換
器37を介して入力されている他、機関のディストリビ
ュータ(図示せず)に設けられた機関回転数センサ21
から機関回転数を表すパルス信号が入力されている。
[0027] For the above object, the input port 35 of the control circuit 30, NO X concentrations voltage signal and, NO X absorbent in the downstream exhaust from NO X sensor 20 in accordance with the intake pressure from the intake pressure sensor 15 Are input via the AD converter 37, and an engine speed sensor 21 provided in a distributor (not shown) of the engine.
, A pulse signal representing the engine speed is input.

【0028】また、制御回路30の出力ポート36は、
それぞれ対応する駆動回路38を介して燃料噴射弁11
と点火プラグ4とに接続され、燃料噴射弁11からの燃
料噴射と機関の点火時期とを制御している。ケーシング
19に内蔵されたNOX 吸収剤18は、例えばアルミナ
等の担体を使用し、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なくとも一つと、白金Pt のような
貴金属とが担持された構成とされる。このNOX 吸収剤
18は流入する排気の空燃比がリーンの場合にはNOX
を吸収し、酸素濃度が低下するとNOX を放出するNO
X の吸放出作用を行う。
The output port 36 of the control circuit 30
The fuel injection valve 11 is connected via the corresponding drive circuit 38.
And the ignition plug 4, and controls the fuel injection from the fuel injection valve 11 and the ignition timing of the engine. The NO X absorbent 18 built in the casing 19, for example using a carrier such as alumina, alkali metal, such as the carrier on, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, cesium Cs, barium Ba, calcium Ca At least one selected from alkaline earths, rare earths such as lanthanum La and yttrium Y, and a noble metal such as platinum Pt are supported. NO X when the air-fuel ratio of the the NO X absorbent 18 is inflowing exhaust is lean
Absorb NO and release NO X when the oxygen concentration decreases
X absorbs and releases.

【0029】なお、上述の排気空燃比とは、ここではN
X 吸収剤18の上流側の排気通路や機関燃焼室、吸気
通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合計
との比を意味するものとする。従って、NOX 吸収剤1
8の上流側排気通路に燃料または空気が供給されない場
合には、排気空燃比は機関の空燃比(機関燃焼室内の燃
焼における空燃比)と等しくなる。
The above-mentioned exhaust air-fuel ratio is defined as N
O X absorbent 18 upstream of the exhaust passage and the engine combustion chamber is intended to mean the ratio of the sum of the sum and fuel respectively to the intake passage or the like supplied air quantity. Therefore, NO X absorbent 1
When no fuel or air is supplied to the upstream exhaust passage 8, the exhaust air-fuel ratio becomes equal to the air-fuel ratio of the engine (air-fuel ratio in combustion in the engine combustion chamber).

【0030】本実施例ではリーン空燃比の燃焼を行う機
関が使用されているため、通常運転時の排気空燃比はリ
ーンであり、NOX 吸収剤18は排気中のNOX の吸収
を行う。また、機関の空燃比がリーン空燃比からリッチ
又は理論空燃比に切り換えられて排気中の酸素濃度が低
下すると、NOX 吸収剤18は吸収したNOX の放出を
行う。
In this embodiment, since an engine that performs combustion at a lean air-fuel ratio is used, the exhaust air-fuel ratio during normal operation is lean, and the NO X absorbent 18 absorbs NO X in the exhaust gas. Further, when the air-fuel ratio of the engine is the oxygen concentration in the exhaust gas is switched from the lean air-fuel ratio to the rich or the stoichiometric air-fuel ratio decreases, NO X absorbent 18 performs the release of the absorbed NO X.

【0031】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、この吸放出作用
は図3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P
t 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。
The detailed mechanism of the absorption / release action is not clear in some parts. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, regarding this mechanism, platinum P
The case where t and barium Ba are supported will be described as an example, but other noble metals, alkali metals, alkaline earths,
The same mechanism is obtained even when rare earth elements are used.

【0032】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図3(A) に示
されるようにこれら酸素O2 がO2 - またはO2-の形で
白金Pt の表面に付着する。一方、機関からはNOX
大部分がNOの形で排出されるが、NOX 吸収剤に流入
する排気中のNOは白金Pt の表面上でこのO2 - また
はO2-と反応し、NO2 となる(2NO+O2 →2NO
2 ) 。次いで生成されたNO2 の一部は白金Pt上で酸
化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムBaOと
結合しながら、図3(A) に示されるように硝酸イオンN
3 - の形で吸収剤内に拡散する。このようにしてNO
X がNOX 吸収剤18内に吸収される。
That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases, and as shown in FIG. 3 (A), the oxygen O 2 is converted into O 2 or O 2− . It adheres to the surface of platinum Pt. On the other hand, NO X from the engine is largely discharged in the form of NO, NO in the exhaust gas flowing to the NO X absorbent on the surface of the platinum Pt this reacts with the O 2 - or O 2- as, NO 2 (2NO + O 2 → 2NO
2 ). Next, a part of the generated NO 2 is absorbed in the absorbent while being oxidized on the platinum Pt and combined with the barium oxide BaO, and as shown in FIG.
O 3 - is diffused in the absorbent in the form of. NO in this way
X is absorbed into the NO x absorbent 18.

【0033】従って、流入排気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
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。これに対して機関1
の空燃比がリッチ又は理論空燃比に切り換えられると、
流入排気中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が減少
する。これにより反応は逆方向(NO3 - →NO2 )に
進み、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。
Accordingly, as long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, NO 2 is generated on the surface of the platinum Pt, and as long as the NO x absorption capacity of the absorbent is not saturated, NO 2 is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - is generated. Institution 1
When the air-fuel ratio is switched to rich or stoichiometric,
The oxygen concentration in the inflow exhaust gas decreases, and the amount of generated NO 2 decreases. As a result, the reaction proceeds in the reverse direction (NO 3 → NO 2 ), and nitrate ions NO 3 in the absorbent are released from the absorbent in the form of NO 2 .

【0034】一方、流入排気中に未燃HC、CO等の成
分が存在すると、これらの成分は白金Pt 上の酸素O2
- またはO2-と反応して酸化され、白金Pt 上の酸素を
消費する。また、NOX 吸収剤18から放出されたNO
2 は図3(B) に示すようにHC、COと反応して還元さ
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。
On the other hand, if components such as unburned HC and CO are present in the inflow exhaust gas, these components become the oxygen O 2 on the platinum Pt.
- or O 2- reacts with oxidized to consume oxygen on the platinum Pt. Further, the NO released from the NO X absorbent 18
2 is reduced by reacting with HC and CO as shown in FIG. 3 (B). When NO 2 is no longer present on the surface of the platinum Pt, NO 2 is released from the absorbent one after another.

【0035】すなわち、流入排気中のHC、COは、ま
ず白金Pt 上のO2 - またはO2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Pt 上のO2 - またはO2-が消費さ
れてもまだHC、COが残っていればこのHC、COに
よって吸収剤から放出されたNOX 、および排気ととも
に流入するNOX が還元される。本実施例では、制御回
路30は前述の国際公開公報第WO93−7363号と
同様に、リーン空燃比運転が一定期間継続してNOX
収剤18のNOX 吸収量が増大したときに燃料噴射量を
増量して、短時間機関空燃比をリッチ空燃比に切り換え
ることにより排気中の酸素濃度を低下させるとともに排
気中の未燃HC、CO成分を増加させて上記NOX 吸収
剤からのNOX の放出と還元浄化とを行っている。
[0035] That is, HC in the inflowing exhaust gas, CO, first O 2 on the platinum Pt - immediately react with oxidized or O 2-, and then on the platinum Pt O 2 - or O 2- is consumed the HC, NO X flowing into NO X released from the absorbent by CO, and with the exhaust gas is reduced even yet HC, any remaining CO is. In this embodiment, the control circuit 30 is similar to the WO WO93-7363 described above, the fuel injection when the lean air-fuel ratio operation is NO X absorption of the NO X absorbent 18 continues for a predetermined period of time has increased by increasing the amount, NO X from the the NO X absorbent increases unburnt HC, CO components in the exhaust with lowering the oxygen concentration in the exhaust gas by switching the short engine air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio Release and reduction purification.

【0036】ところが、NOX 吸収剤が種々の原因で劣
化すると上記のNOX の吸放出作用が低下するため、浄
化されずにNOX 吸収剤下流側に流出するNOX 量が増
大するようになる。NOX 吸収剤の劣化は、上記白金P
t等の触媒作用の低下と、吸収剤BaO等のNOX 吸収
容量の低下により生じる。例えば、白金Ptの触媒作用
の低下は熱劣化などにより生じ、触媒作用が低下すると
流入する排気中のNOの酸化反応(2NO+O2 →2N
2 ) が低下してNO2 が生成されなくなる。この場
合、NOはそのままでは吸収剤BaOに吸収されないた
め、NOX 吸収剤をそのまま通過して下流側に流出す
る。このため、白金Ptが劣化すると正常な場合に較べ
てNOX 吸収剤下流側排気中のNO濃度が増大すること
になる。
[0036] However, since the NO X absorbent is absorbing and releasing action of degradation to the above of the NO X in a variety of causes is reduced, so the amount of NO X flowing out to the NO X absorbent downstream without being purified increases Become. Deterioration of the NO X absorbent, the platinum P
This is caused by a decrease in the catalytic action such as t and a decrease in the NO x absorption capacity of the absorbent BaO or the like. For example, the catalytic action of platinum Pt decreases due to thermal degradation and the like. When the catalytic action decreases, the oxidation reaction of NO in the inflowing exhaust gas (2NO + O 2 → 2N
O 2 ) decreases and NO 2 is not generated. In this case, NO is intact because it is not absorbed by the absorbent BaO, and passes through the the NO X absorbent flowing downstream. Therefore, so that the NO X NO concentration of the absorbent in the downstream exhaust increases as compared with the case of platinum Pt is normal when deteriorated.

【0037】また、吸収剤BaOの吸収容量の低下は例
えば熱劣化、硫黄被毒などにより生じる。例えば、機関
排気中には微量の硫黄酸化物(SOX )が含まれるが、
排気中のSOX は上述のNOX の吸収と同じメカニズム
でNOX 吸収剤に吸収されるため、NOX 吸収剤に吸収
されたSOX によりNOX 吸収剤の硫黄被毒が生じる場
合がある。すなわち、排気空燃比がリーンのとき排気中
のSOX (例えばSO 2 )は白金Pt上で酸化されてS
3 - 、SO4 - となり、酸化バリウムBaOと結合し
てBaSO4 を形成する。ところが、BaSO4 は比較
的安定であり、また、結晶が粗大化しやすいため一旦生
成されると分解放出されにくい。このため、吸収された
SOX は通常のNOX 吸収剤の再生操作では放出されず
にNOX吸収剤内に蓄積される傾向がある。このように
NOX 吸収剤中のBaSO4 の生成量が増大するとNO
X の吸収に関与できるBaOの量が減少してしまい、N
X の吸収容量が低下してしまう、いわゆる硫黄被毒
(またはSOX 被毒)が生じるのである。また、NOX
吸収剤を長時間使用して高温により吸収剤BaO自体が
劣化したような場合にも上記の硫黄被毒と同様に吸収容
量が低下する場合がある。
Further, the decrease in the absorption capacity of the absorbent BaO is an example.
For example, it is caused by thermal deterioration, sulfur poisoning, and the like. For example, institution
A small amount of sulfur oxides (SOX) Is included,
SO in exhaustXIs the above NOXSame mechanism as absorption
NOXNO is absorbed by the absorbentXAbsorbed by absorbent
SOXNOXWhere sulfur poisoning of the absorbent occurs
There is a case. That is, when the exhaust air-fuel ratio is lean,
SOX(Eg SO Two) Is oxidized on platinum Pt to form S
OThree -, SOFour -And binds to barium oxide BaO
BaSOFourTo form However, BaSOFourIs a comparison
Is stable, and the crystal tends to be coarse.
Once formed, it is difficult to decompose and release. Because of this, it was absorbed
SOXIs normal NOXNot released by absorbent regeneration operation
NOXTends to accumulate in the absorbent. in this way
NOXBaSO in absorbentFourNO when the amount of
XThe amount of BaO that can participate in the absorption of
O XSo-called sulfur poisoning that reduces the absorption capacity of
(Or SOXPoisoning) occurs. NOX
Using the absorbent for a long time and the high temperature caused the absorbent BaO itself
In the case of deterioration, the absorption capacity is the same as for sulfur poisoning described above.
The amount may decrease.

【0038】このようにNOX 吸収剤のNOX 吸収容量
が低下したような場合、白金Ptが正常であれば流入す
る排気中のNOの酸化反応(2NO+O2 →2NO2 )
は正常に行われるものの、NOX 吸収剤がすぐにNOX
で飽和してしまい、生成したNO2 を吸収できなくなる
ため白金Pt上で生成したNO2 は吸収剤に吸収されな
いまま下流側に流出するようになり、この場合もNOX
吸収剤下流側排気中のNO2 濃度が増大するようにな
る。
In the case such as NO X absorbing capacity of the thus the NO X absorbent is lowered, the oxidation reaction of NO in the exhaust gas platinum Pt flows if normal (2NO + O 2 → 2NO 2 )
Although is successful, NO X absorbent is immediately NO X
And the generated NO 2 cannot be absorbed, so that the NO 2 generated on the platinum Pt flows downstream without being absorbed by the absorbent. In this case also, NO X
The NO 2 concentration in the exhaust gas downstream of the absorbent increases.

【0039】従って、NOX 吸収剤が劣化するといずれ
の場合も再生終了後短時間でNOX吸収剤下流側排気中
のNOX (NOまたはNO2 )が増大するようになるた
め、前述のように再生終了後のNOX 吸収剤下流側での
排気NOX 濃度の変化を監視することによりNOX 吸収
剤の劣化を検出することができる。本実施例では、NO
X 吸収剤18下流側排気通路に設けたNOX センサ20
により下流側排気中のNOX 濃度を監視し、NOX 吸収
剤18の劣化の有無を判定している。
[0039] Therefore, since the NO X when the absorption agent is either when deteriorated in a short time after playing the NO X absorbent NO X in the downstream exhaust (NO or NO 2) is to increase, as described above it is possible to detect the deterioration of the NO X absorbent by monitoring the change in the exhaust concentration of NO X in the NO X absorbent downstream of after playing the. In this embodiment, NO
X absorbent 18 NO X sensor 20 provided on the downstream side exhaust passage
By monitoring the concentration of NO X in the downstream exhaust, and determine the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent 18.

【0040】排気中のNOX 成分濃度を検出するNOX
センサとしては種々のタイプがあるが、本実施例では、
排気中のNOX 成分濃度をリアルタイムで検出しNOX
成分濃度に応じた電気信号を発生することが可能なタイ
プのNOX センサであれば使用することができる。この
種のNOX センサとしては、例えばチタニア(酸化チタ
ン)を主成分とするN型酸化物半導体セラミックスを検
出素子として用いたセンサがある。この半導体型センサ
は、排気中のNOX (NOまたはNO2 )がセンサ表面
に吸着される際に素子セラミックス中の電子を捕捉する
ことにより生じる電気抵抗値の変化から排気中のNOX
濃度を検出するタイプのものである次に、上記NOX
ンサ20の出力を用いたNOX 吸収剤18の劣化判定操
作について説明する。
[0040] NO for detecting the NO X component concentration in the exhaust gas X
There are various types of sensors, but in this embodiment,
Detecting the NO X component concentration in the exhaust gas in real time NO X
It may be used as long as the type of the NO X sensor capable of generating an electrical signal corresponding to the component concentration. The NO X sensor of this type, for example, a sensor using a N-type oxide semiconductor ceramics titania (titanium oxide) as a main component as the detection element. In this semiconductor type sensor, when NO x (NO or NO 2 ) in the exhaust gas is adsorbed on the sensor surface, the change in the electric resistance value caused by capturing the electrons in the element ceramics causes the NO x in the exhaust gas to change.
The following is of a type that detects the concentration, described deterioration determination operation of the NO X absorbent 18 using the output of the NO X sensor 20.

【0041】図4は制御回路30により一定時間毎に実
行されるNOX 吸収剤劣化判定ルーチンのフローチャー
トの一例を示す。前述のように、NOX 吸収剤が劣化す
るとNOX 吸収剤再生終了後短時間で下流側排気のNO
X 濃度が増大するようになる。本実施例では、再生終了
後下流側排気のNOX 濃度が一定レベルに上昇するまで
の時間によりNOX 吸収剤の劣化の有無を判定してい
る。
[0041] Figure 4 shows an example of a flowchart of the NO X absorbent deterioration determining routine executed by the control circuit 30 at predetermined intervals. As described above, NO X when the absorbent is degraded the NO X absorbent playback end after a short time on the downstream side exhaust NO
X concentration increases. In this embodiment, it is determined whether the deterioration of the NO X absorbent by time to concentration of NO X after playback downstream exhaust rises to a certain level.

【0042】図4においてルーチンがスタートすると、
ステップ401では現在NOX 吸収剤18の再生操作が
実行中か否かが判定され、再生操作が実行中であればス
テップ403に進みカウンタCをクリアしてルーチンを
終了する。また、ステップ401てで再生操作実行中で
ない場合にはステップ405に進みカウンタCの値をプ
ラス1カウントアップする。本ルーチンは一定時間間隔
で実行されるため、これによりカウンタCの値は、NO
X 吸収剤18の再生操作終了時からの経過時間に対応し
た値となる。
When the routine starts in FIG.
In step 401, it is determined whether or not the regeneration operation of the NO X absorbent 18 is currently being executed. If the regeneration operation is being executed, the process proceeds to step 403, where the counter C is cleared and the routine ends. If it is determined in step 401 that the reproduction operation is not being performed, the flow advances to step 405 to increment the value of the counter C by one. Since this routine is executed at regular time intervals, the value of the counter C becomes NO
The value corresponds to the elapsed time from the end of the X absorbent 18 regeneration operation.

【0043】次いで、ステップ407ではNOX センサ
20からNOX 吸収剤18下流側排気のNOX 濃度NR
が読み込まれ、ステップ409では上記NOX 濃度NR
が所定値N1 (図1(C) 参照)以上であるか否かが判定
され、NR<N1 の場合はそのままルーチンを終了す
る。また、ステップ409でNR≧N1 の場合には、さ
らにステップ411でカウンタCの値が所定値C1 以下
か否かが判定される。
[0043] Next, the NO X sensor 20 in step 407 of the NO X absorbent 18 downstream exhaust NO X concentration NR
It is read, in step 409 the NO X concentration NR
Is greater than or equal to a predetermined value N 1 (see FIG. 1C). If NR <N 1 , the routine is terminated. In the case of NR ≧ N 1 in step 409, further the value of the counter C at step 411 whether or not a predetermined value C 1 or less is determined.

【0044】ステップ411でC≦C1 の場合には、N
X 吸収剤再生終了後短時間で下流側NOX 濃度がN1
まで上昇しており、NOX 吸収剤が劣化したと考えられ
るため、ステップ413に進みアラームフラグALMの
値を1にセットしてルーチンを終了する。また、ステッ
プ411でC>C1 の場合には下流側NOX 濃度の上昇
が遅く、NOX 吸収剤は正常に機能していると考えられ
るため、アラームフラグALMの値はそのままにしてル
ーチンを終了する。
If C ≦ C 1 in step 411, N
O X absorbent downstream NO X concentration in a short time after playing is N 1
Has been raised to, for the NO X absorbent is considered to have deteriorated, the routine ends is set to 1 the value of the alarm flag ALM proceeds to step 413. Also, slow increase in the downstream NO X concentration in the case of C> C 1 at step 411, it is considered that the NO X absorbent is functioning normally, the routine is left as the value of the alarm flag ALM finish.

【0045】なお、アラームフラグALMの値が1にセ
ットされると、別途制御回路30により実行される図示
しないルーチンにより、例えば警報が作動され運転者に
NO X 吸収剤の劣化が報知される。また、図2には図示
していないが、制御回路30にメインスイッチを切って
も記憶保持可能なバックアップRAMを設け、点検、修
理のためにこのバックアップRAMにフラグALMの値
を記憶するようにしても良い。なお、上記所定値N1
びC1 の値は、NOX 吸収剤の種類、サイズ等により異
なってくるため、実験等により決定することが好まし
い。
When the value of the alarm flag ALM is set to 1,
Is set by the control circuit 30.
A routine that does not trigger, for example, an alarm
NO XDeterioration of the absorbent is reported. Also shown in FIG.
But the main circuit is turned off to the control circuit 30
A backup RAM that can hold and store
The value of the flag ALM is stored in this backup RAM for
May be stored. The predetermined value N1Passing
And C1Is NOXDepends on the type and size of the absorbent
Therefore, it is preferable to decide by experiment
No.

【0046】図5はNOX 吸収剤の劣化判定ルーチンの
別の実施例を示す。本ルーチンも制御回路30により一
定時間毎に実行される。図4の実施例では、NOX 吸収
剤再生終了後に下流側NOX 濃度が所定値N1 に上昇す
るまでの時間により劣化の有無を判定していたが、本実
施例ではNOX 吸収剤再生終了後の下流側NOX 濃度の
増加曲線が変曲点に到達するまでの時間を検出すること
によりNOX 吸収剤の劣化を判定している。
[0046] Figure 5 shows another embodiment of a deterioration determination routine of the NO X absorbent. This routine is also executed by the control circuit 30 at regular intervals. Figure In fourth embodiments, although the downstream NO X concentration after the NO X absorbent playback end has been determined whether the degradation by time to rise to a predetermined value N 1, the NO X absorbent regeneration in this embodiment and determining the deterioration of the NO X absorbent by increasing curve of the downstream concentration of NO X after the end is detected the time to reach the inflection point.

【0047】図1(C) に示したように、再生終了後のN
X 吸収剤下流側のNOX 濃度は、ある時点から上昇を
始め、NOX 吸収剤のNOX 吸収量が飽和に近づくにつ
れて一定値に漸近するようになる。このため、再生終了
後の下流側NOX 濃度の増大速度は最初は大きく、次い
で小さくなるため下流側NOX 濃度の変化曲線には変曲
点(図1(C) のA点)が存在する。そこで、本実施例で
は再生終了後、下流側NOX 濃度の増加速度が負になっ
て、且つ下流側NOX 濃度が所定値以上である状態が生
じるまでの時間により、NOX 吸収剤18の劣化の有無
を判定している。
As shown in FIG. 1 (C), N
Concentration of NO X O X absorbent downstream, begin to rise from a certain point in time, NO X absorption of the NO X absorbent becomes asymptotic to a constant value as it approaches saturation. Therefore, increasing the speed of the downstream concentration of NO X after playing is initially large, the change curve of the downstream NO X concentration for then decreases there is the inflection point (A point in FIG. 1 (C)) . Therefore, after the playback end in this embodiment, is the increasing speed of the downstream NO X concentration is negative, and the downstream-side NO X concentration with time to occurring state is a predetermined value or more, of the NO X absorbent 18 The presence or absence of deterioration is determined.

【0048】図5において、ルーチンがスタートする
と、ステップ501から505では、図4、ステップ4
01から403と同様にカウンタCの操作が行われる。
また、ステップ507から513では、下流側NOX
度の増加速度の変化率が演算される。すなわち、ステッ
プ507ではNOX センサ20からNOX 濃度NRが読
み込まれ、ステップ509では前回ルーチン実行時のN
X 濃度NRi-1 を用いて、NOX 濃度の増加速度DN
Rが、DNR=NR−NRi-1 として計算される。
In FIG. 5, when the routine is started, in steps 501 to 505, the processing in FIG.
The operation of the counter C is performed in the same manner as in steps 01 to 403.
Further, in steps 507 513, the rate of increase in the rate of change of the downstream-side NO X concentration is calculated. In other words, the NO X sensor 20 in step 507 is NO X concentration NR loaded, N last time routine executed in step 509
Using the O X concentration NR i−1 , the rate of increase of the NO X concentration DN
R is calculated as DNR = NR−NR i−1 .

【0049】また、ステップ509では、ステップ50
7で算出した増加速度DNRと、前回ルーチン実行時の
増加速度DNRi-1 とを用いて、NOX 濃度増加速度の
変化率D2NRが、D2NR=DNR−DNRi-1 とし
て計算され、ステップ513では、次回のルーチン実行
に備えてNRi-1 とDNRi-1 の値が更新される。次い
で、ステップ515から519では、NOX 濃度NRと
上記により計算したD2NRとの値からNOX 吸収剤1
8の劣化の有無が判定される。すなわち、D2NRがゼ
ロまたは負(ステップ515)、NRが所定値N1 以上
(ステップ517)となったときに再生終了からの経過
時間がC1 以下の場合にNOX 吸収剤18が劣化したと
判定され、ステップ521でアラームフラグALMがセ
ット(=1)される。他の操作は図4と同様であるので
ここでは説明を省略する。
In Step 509, Step 50
An increase rate DNR calculated in 7, with an increase rate DNR i-1 at the previous routine is executed, the change rate D2NR of the NO X concentration increases the rate is calculated as D2NR = DNR-DNR i-1 , step 513 Then, the values of NR i-1 and DNR i-1 are updated in preparation for the next routine execution. Next, at steps 515 519, NO X concentration NR and the NO X absorbent from the value of D2NR and calculated by the 1
8 is determined. That, D2NR zero or negative (step 515), and NR is the NO X absorbent 18 when the elapsed time from the playback ends when a predetermined value N 1 or more (step 517) is a C 1 or less is deteriorated It is determined, and the alarm flag ALM is set (= 1) in step 521. Other operations are the same as those in FIG. 4, and the description is omitted here.

【0050】ところで、上記実施例では、NOX 吸収剤
再生終了後の下流側NOX 濃度変化のみに基づいてNO
X 吸収剤の劣化の有無を検出していたが、NOX 吸収剤
下流側のNOX 濃度は、NOX 吸収剤の劣化の状態が同
じであっても、NOX 吸収剤に流入する排気のNOX
度が変化すれば、それに応じて変動する。すなわち、機
関運転条件の変化などにより、NOX 吸収剤に流入する
排気のNOX 濃度が増減すれば下流側のNOX 濃度もそ
れに応じて増減することになる。このため、下流側のN
X 濃度のみに基づいてNOX 吸収剤の劣化の有無を判
定したのでは、機関運転条件の変化などにより誤判断を
生じるおそれがある。そこで、以下に説明する実施例で
は、下流側NOX 濃度に加えてNOX 吸収剤上流側NO
X 濃度をも検出し、これらのNOX 濃度の関係の変化に
基づいてNOX 吸収剤の劣化の有無を判定している。
[0050] In the above embodiment, based only on the downstream NO X concentration change of the NO X absorbent after playback NO
Although not detect the presence or absence of degradation of X absorbent, NO X concentration of the NO X absorbent downstream, even in the state of deterioration of the NO X absorbent is the same, of the exhaust gas flowing to the NO X absorbent If the NO X concentration changes, it changes accordingly. That is, due to changes in engine operating conditions, increases or decreases accordingly also concentration of NO X downstream if increase or decrease concentration of NO X exhaust gas flowing to the NO X absorbent. Therefore, the downstream N
O X concentration alone than was determine the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent based on, which may cause an erroneous determination due to changes in engine operating conditions. Therefore, in the embodiment described below, NO X absorbent upstream NO In addition to the downstream NO X concentration
The X concentration is also detected, and the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent is determined based on the change in the relationship between these NO X concentrations.

【0051】図6は、NOX 吸収剤の上流側と下流側の
NOX 濃度に基づくNOX 吸収剤劣化判定を行う排気浄
化装置の構成の一例を示す、図2と同様な図である。図
6において、図2と同様な要素は同一の参照符号で示し
ている。図6の実施例では、NOX 吸収剤18の上流側
の排気通路に、下流側のNOXセンサ20と同様なNO
X センサ25が設けられている点が図2の実施例と相違
している。 また、図7は図6の排気浄化装置のNOX
吸収剤劣化判定ルーチンの一例を示す。本ルーチンは制
御回路30により一定時間毎に実行される。
[0051] Figure 6 shows an example of a configuration of an exhaust purification device which performs the NO X absorbent deterioration determination based the NO X concentration upstream and downstream of the NO X absorbent is a view similar to FIG. 2. 6, the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. In the embodiment of FIG. 6, on the upstream side of the exhaust passage of the NO X absorbent 18, the downstream-side NO X sensor 20 a similar NO
The point that the X sensor 25 is provided is different from the embodiment of FIG. FIG. 7 shows the NO X of the exhaust gas purification apparatus of FIG.
4 shows an example of an absorbent deterioration determination routine. This routine is executed by the control circuit 30 at regular intervals.

【0052】図7のルーチンでは、再生終了後のNOX
吸収剤上流側NOX 濃度と下流側NOX 濃度との差が所
定値以下になるまでの時間に基づいてNOX 吸収剤18
の劣化の有無を判定する。NOX 吸収剤の上流側NOX
濃度と下流側NOX 濃度との差は、すなわちNOX 吸収
剤に実際に吸収されたNOX 量を表すためNOX 吸収剤
上流側と下流側のNOX 濃度差を監視することにより、
上流側のNOX 濃度の変動にかかわらずNOX 吸収剤の
吸収能力の変化を検出することができる。
In the routine of FIG. 7, NO X after the end of the reproduction
The difference between the absorber upstream NO X concentration and the downstream NO X concentration is based on the time until a predetermined value or less the NO X absorbent 18
Is determined as to whether or not there is any deterioration. Upstream NO X in the NO X absorbent
The difference between the concentration and the downstream-side NO X concentration, i.e. by monitoring the NO X concentration difference of the NO X absorbent upstream and downstream to represent the amount of NO X which is actually absorbed in the NO X absorbent,
It is possible to detect a change in the absorption capacity of the NO X absorbent regardless of a change in the NO X concentration on the upstream side.

【0053】図7においてルーチンがスタートすると、
ステップ701から705では図4、ステップ401か
ら405と同様なカウンタCの操作が行われる。次い
で、ステップ707と709では下流側NOX センサ2
0と上流側NOX センサ25とから、それぞれ下流側N
X 濃度NRDと上流側NOX 濃度NRUとが読み込ま
れ、ステップ711では上記により読み込んだNRDと
NRUとの差ΔNRが計算される。
When the routine starts in FIG.
In steps 701 to 705, the same operation of the counter C as in FIG. 4 and steps 401 to 405 is performed. Then, the downstream step 707 and 709 side NO X sensor 2
0 upstream NO X sensor 25. Each downstream N
O X concentration NRD and the upstream NO X concentration NRU is read, the difference ΔNR the read NRD and NRU by the step 711 is calculated.

【0054】次いでステップ713ではΔNRが所定値
ΔNR1 以下か否かが判定される。ΔNR>ΔNR1
ある場合、すなわち下流側NOX 濃度が上流側NOX
度に較べて充分に低い場合はNOX 吸収剤18の吸収能
力がまだ低下していないため、そのままルーチンを終了
する。一方、ΔNR≦ΔNR1 である場合にはNOX
収剤18のNOX 吸収能力が所定値以下に低下している
ため、ステップ715でカウンタCの値がC1 以下か否
かを判定する。また、ステップ715でC≦C 1 の場合
は、NOX 吸収剤の吸収能力の低下が短時間で生じてお
り、NOX 吸収剤18が劣化したと考えられるため、ス
テップ717に進みアラームフラグALMをセット(=
1)してルーチンを終了する。なお、上記所定値ΔNR
1 及びC 1 の値はNOX 吸収剤の種類、サイズ等により
異なり、実験等により決定することが好ましい。また、
図7の他の操作は図4のルーチンと略同様なので、ここ
では説明を省略する。
Next, at step 713, ΔNR is set to a predetermined value.
ΔNR1It is determined whether or not: ΔNR> ΔNR1so
In some cases, ie downstream NOXConcentration is upstream NOXDark
NO if low enoughXAbsorbency of absorbent 18
The routine ends because the power has not yet decreased
I do. On the other hand, ΔNR ≦ ΔNR1NO ifXSucking
NO for collector 18XAbsorption capacity has fallen below a specified value
Therefore, at step 715, the value of the counter C becomes C1Less than or equal
Is determined. In step 715, C ≦ C 1in the case of
Is NOXIf the absorption capacity of the absorbent decreases
NoXSince it is considered that the absorbent 18 has deteriorated,
Proceed to step 717 to set the alarm flag ALM (=
1) Then, the routine ends. The predetermined value ΔNR
1And C 1Is NOXDepending on the type and size of the absorbent
Differently, it is preferable to determine by experiment or the like. Also,
The other operations in FIG. 7 are substantially the same as the routine in FIG.
Then, the description is omitted.

【0055】上記実施例では、上流側NOX 濃度と下流
側NOX 濃度との差ΔNRを監視することにより、NO
X 吸収剤の吸収能力を判定しているが、濃度の差ΔNR
以外のパラメータを用いてNOX 吸収剤の吸収能力を判
定することも可能である。例えば、下流側NOX 濃度N
RDと上流側NOX 濃度NRUとの比RNR=NRD/
NRUによりNOX 吸収剤の吸収能力を判定することも
可能である。すなわち、上記濃度比RNRは、流入する
排気中のNOX のうち吸収されずに下流側に流出するN
X の割合を表すため、濃度比RNRが増大した場合は
NOX 吸収剤の吸収能力が低下したことを意味してい
る。そこで、濃度の差ΔNRが所定値以下になるまでの
時間を検出する代わりに、上記濃度比RNRが所定値R
NR1 (例えば0.8程度)以上になるまでの時間を検
出することによりNOX 吸収剤の劣化の有無を判定して
もよい。
[0055] In the above embodiment, by monitoring the difference ΔNR the upstream NO X concentration and the downstream NO X concentration, NO
Although the absorption capacity of the X absorbent is determined, the concentration difference ΔNR
It is also possible to determine the absorption capacity of the NO X absorbent with parameters other than. For example, the downstream NO X concentration N
RD upstream NO X concentration NRU and the ratio RNR = NRD /
It is also possible to determine the absorption capacity of the NO X absorbent by NRU. That is, the concentration ratio RNR is flowing downstream without being absorbed out of the NO X in the exhaust gas flowing N
To represent the proportion of O X, if the concentration ratio RNR is increased which means that the absorption capacity of the NO X absorbent is lowered. Therefore, instead of detecting the time until the density difference ΔNR becomes equal to or smaller than the predetermined value, the density ratio RNR is set to the predetermined value RNR.
May determine the presence or absence of deterioration of the NO X absorbent by detecting the time until more NR 1 (e.g., about 0.8).

【0056】図8は濃度比RNRによるNOX 吸収剤劣
化判定ルーチンのフローチャートを示す。図8のルーチ
ンでは、NOX 吸収剤下流側と上流側のNOX 濃度の比
RNRを計算し(ステップ811)、RNRが所定値R
NR1 以上(ステップ813)になったときに再生終了
時からの経過時間Cが所定値C0 以下である場合に(ス
テップ815)、NOX 吸収剤18が劣化したと判定し
てアラームフラグALMをセット(=1)している。な
お、図8の他のステップは図7のルーチンと略同様であ
るためここでは詳細な説明は省略する。
[0056] Figure 8 shows a flowchart of the NO X absorbent deterioration determining routine according to the concentration ratio RNR. In the routine of FIG. 8, and calculate the ratio RNR of the NO X concentration of the NO X absorbent downstream side and upstream side (step 811), RNR predetermined value R
NR 1 or when the elapsed time C from the playback end time when it is (step 813) is equal to or less than the predetermined value C 0 (step 815), the alarm flag is judged that the NO X absorbent 18 is deteriorated ALM Is set (= 1). Note that the other steps in FIG. 8 are substantially the same as those in the routine in FIG.

【0057】ところで、図6から図8の実施例ではNO
X 吸収剤18の上流側排気通路に設置した上流側NOX
センサ25により、NOX 吸収剤18の上流側のNOX
濃度を検出していたが、NOX 吸収剤の上流側NOX
度は、すなわち機関から排出される排気ガス中のNOX
濃度である。また、機関から排出される排気ガスのNO
X 濃度は機関負荷と吸入空気量などの機関運転条件によ
り決定される。そこで、上記のようにNOX 吸収剤18
上流側にNOX センサ25を設けずに機関運転条件から
NOX 吸収剤上流側のNOX 濃度を算出することも可能
である。
In the embodiments shown in FIGS. 6 to 8, NO
Upstream NO X installed in the exhaust passage upstream of the X absorbent 18
The sensor 25 detects the NO X on the upstream side of the NO X absorbent 18.
Although not detect the concentration, upstream concentration of NO X the NO X absorbent, namely NO X in the exhaust gas discharged from the engine
Concentration. In addition, NO of exhaust gas discharged from the engine
The X concentration is determined by engine operating conditions such as the engine load and the amount of intake air. Therefore, as described above the NO X absorbent 18
It is also possible to calculate the NO X concentration upstream of the NO X absorbent from the engine operating conditions without providing the NO X sensor 25 on the upstream side.

【0058】この場合、予め機関吸気圧力PM(すなわ
ち機関負荷)と回転数N(すなわち吸入空気量)とを変
えた条件下で機関の排気中のNOX 濃度RNUを実測し
て、吸気圧力PMと回転数Nとの関数として、NOX
度RNUを図9に示すような形式の数値テーブルの形で
制御回路30のROM32に格納しておき、図7ステッ
プ709と図8ステップ809では、NOX センサ25
からNOX 吸収剤18上流側NOX 濃度を読み込む代わ
りに、吸気圧センサ15と回転数センサ21とから、そ
れぞれ機関吸気圧PMと機関回転数Nとを読み込んで、
ROM32に格納した図9の数値テーブルから上流側N
X 濃度RNUを読み出すようにすれば良い。
[0058] In this case, the actually measured NO X concentration RNU in the exhaust gas of the engine under conditions changed and advance engine intake pressure PM (i.e. engine load) and the rotational speed N (i.e. intake air amount), the intake pressure PM and as a function of the rotational speed N, the NO X concentration RNU be stored in the ROM32 in the form control circuit 30 in the form of a numerical table such as shown in FIG. 9, FIG. 7 step 709 and FIG. 8 step 809, NO X sensor 25
From Instead of loading the the NO X absorbent 18 upstream NO X concentration, the rotational speed sensor 21. the intake pressure sensor 15, respectively reads the engine intake pressure PM and the engine speed N,
From the numerical table of FIG.
O X concentration can be so read the RNU.

【0059】このように、機関運転条件からNOX 吸収
剤上流側のNOX 濃度を算出するようにすることによ
り、NOX 吸収剤上流側のNOX センサ25を省略して
装置を簡素化することが可能となる。
As described above, by calculating the NO X concentration upstream of the NO X absorbent from the engine operating conditions, the NO X sensor 25 upstream of the NO X absorbent is omitted to simplify the apparatus. It becomes possible.

【0060】[0060]

【発明の効果】請求項1から3に記載の本発明によれ
ば、再生終了後のNOX 吸収剤下流側排気中のNOX
度の変化を監視することにより、従来困難であったNO
X 吸収剤の劣化検出を容易に行うことが可能となる。ま
た、請求項4から8に記載の本発明によれば、再生終了
後のNOX 吸収剤上流側と下流側の排気中のNOX 濃度
を監視することにより、機関運転条件の変化にかかわら
ず正確にNOX 吸収剤の劣化を検出することが可能とな
る。
According Effects of the Invention Claims 1 to the present invention described in 3, by monitoring the changes of the NO X concentration of the NO X absorbent in the downstream exhaust after reproduction end, which has heretofore been difficult NO
It becomes possible to easily detect the deterioration of the X absorbent. Further, according to the present invention according to claims 4 8, by monitoring the concentration of NO X in the exhaust gas in the NO X absorbent upstream side and the downstream side of the playback ends, regardless of changes in engine operating conditions precisely it is possible to detect the deterioration of the NO X absorbent.

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

【図1】本発明のNOX 吸収剤の劣化検出方法を説明す
る図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for detecting deterioration of a NO X absorbent according to the present invention.

【図2】本発明の排気浄化装置を適用する内燃機関の一
実施例の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an embodiment of an internal combustion engine to which the exhaust gas purification device of the present invention is applied.

【図3】NOX 吸収剤のNOX の吸放出作用を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the NO X absorbing / releasing action of a NO X absorbent.

【図4】図2の実施例のNOX 吸収剤の劣化検出操作の
一例を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of an operation for detecting deterioration of the NO X absorbent in the embodiment of FIG. 2;

【図5】図2の実施例のNOX 吸収剤の劣化検出操作の
一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of an operation for detecting deterioration of the NO X absorbent in the embodiment of FIG. 2;

【図6】本発明の排気浄化装置を適用する内燃機関の他
の実施例の概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of another embodiment of the internal combustion engine to which the exhaust gas purification device of the present invention is applied.

【図7】図6の実施例のNOX 吸収剤の劣化検出操作の
一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an operation for detecting deterioration of the NO X absorbent in the embodiment of FIG. 6;

【図8】図6の実施例のNOX 吸収剤の劣化検出操作の
一例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of an operation for detecting deterioration of the NO X absorbent in the embodiment of FIG. 6;

【図9】機関排気中のNOX 濃度を表す数値テーブルの
形式を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a format of a numerical value table representing the NO X concentration in the engine exhaust gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 17…排気通路 18…NOX 吸収剤 20、25…NOX センサ 30…制御回路1 ... engine 17 ... exhaust passage 18 ... NO X absorbent 20, 25 ... NO X sensor 30 ... control circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01M 15/00 G01M 15/00 Z (72)発明者 井口 哲 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−302508(JP,A) 特開 平2−207159(JP,A) 特開 平5−312109(JP,A) 特開 平6−93843(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/08 - 3/20 F02B 77/08 F02D 45/00 368 G01M 15/00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G01M 15/00 G01M 15/00 Z (72) Inventor Tetsu Iguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (56) References JP-A-5-302508 (JP, A) JP-A-2-207159 (JP, A) JP-A-5-312109 (JP, A) JP-A-6-93843 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) F01N 3/08-3/20 F02B 77/08 F02D 45/00 368 G01M 15/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に配置された、流入
する排気空燃比がリーンのときにNOX を吸収し、流入
する排気の酸素濃度が低下したときに吸収したNOX
放出するNOX 吸収剤と、 前記NOX 吸収剤下流側の排気通路に配置され、排気中
のNOX 濃度を検出するNOX センサと、 前記NOX 吸収剤が吸収したNOX の放出を終了してN
X 吸収を再開した後のNOX 吸収剤下流側NOX 濃度
の時間的変化に基づいて、前記NOX 吸収剤の劣化の有
無を判定する劣化検出手段とを備えた内燃機関の排気浄
化装置。
An NO arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine absorbs NO X when the inflowing exhaust air-fuel ratio is lean, and releases the absorbed NO X when the oxygen concentration of the inflowing exhaust decreases. and X absorbent, the disposed in an exhaust passage of the NO X absorbent downstream, the NO X sensor for detecting the concentration of NO X in the exhaust gas, to exit the release of the NO X wherein the NO X absorbent has absorbed N
The O X absorption based on the temporal variation of the NO X absorbent downstream concentration of NO X after restarting, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine having a determining deterioration detecting means the presence or absence of deterioration of the the NO X absorbent .
【請求項2】 前記劣化検出手段は、前記NOX 吸収剤
の前記NOX 吸収再開後に前記NOX 濃度が所定値以上
になるまでの時間が予め定められた所定時間以下である
場合に、前記NOX 吸収剤が劣化したと判定する請求項
1に記載の排気浄化装置。
Wherein said deterioration detecting means, wherein, when the NO X concentration after the NO X absorbent resumption of the NO X absorbent is not more than a predetermined time in which the time until the predetermined value or more predetermined said exhaust purifying apparatus according to claim 1 determines that the NO X absorbent is deteriorated.
【請求項3】 前記劣化検出手段は、前記NOX 吸収剤
下流側のNOX 濃度の増加速度の変化率を検出する手段
を備え、前記NOX 吸収再開後に前記NOX濃度が所定
値以上で、かつ前記NOX 濃度増加速度の変化率が負に
なるまでの時間が予め定められた所定時間以下である場
合に前記NOX 吸収剤が劣化したと判定する請求項1に
記載の排気浄化装置。
Wherein said deterioration detecting means, by said comprising means for detecting the rate of increase in the rate of change of the NO X concentration of the NO X absorbent downstream, the NO X concentration after the NO X absorbent restart is equal to or higher than a predetermined value and wherein the NO X concentration exhaust purifying apparatus according to the NO claim 1 determines that the X absorbent is deteriorated when the rate of increase of the rate of change is the time until the negative is below a predetermined time to a predetermined .
【請求項4】 内燃機関の排気通路に配置された、流入
する排気空燃比がリーンのときにNOX を吸収し、流入
する排気の酸素濃度が低下したときに吸収したNOX
放出するNOX 吸収剤と、 前記NOX 吸収剤下流側の排気通路に配置され、排気中
のNOX 濃度を検出する下流側NOX センサと、 前記NOX 吸収剤上流側の排気中のNOX 濃度を検出す
る上流側NOX 濃度検出手段と、 前記NOX 吸収剤が吸収したNOX の放出を終了してN
X 吸収を再開した後のNOX 吸収剤下流側NOX 濃度
とNOX 吸収剤上流側NOX 濃度との関係の時間的変化
に基づいて、前記NOX 吸収剤の劣化の有無を判定する
劣化検出手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置。
4. disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into absorbs NO X when the lean, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing to release NO X absorbed when reduced NO An X absorbent, a downstream NO X sensor disposed in an exhaust passage on the downstream side of the NO X absorbent to detect the NO X concentration in the exhaust, and a NO X concentration in the exhaust upstream of the NO X absorbent. an upstream NO X concentration detecting means for detecting the the NO X absorbent is completed the release of the absorbed NO X N
The O X absorption based on the temporal change of the relationship between the NO X absorbent downstream NO X concentration and the NO X absorbent upstream concentration of NO X after restarting, determines the presence or absence of deterioration of the the NO X absorbent An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a deterioration detection unit.
【請求項5】 前記劣化検出手段は、前記上流側NOX
濃度と前記下流側NOX 濃度との差を演算する手段を備
え、前記NOX 吸収再開後に前記NOX 濃度の差が所定
値以下になるまでの時間が予め定められた所定時間以下
である場合に前記NOX 吸収剤が劣化したと判定する請
求項4に記載の排気浄化装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the deterioration detecting means includes an upstream NO X
And means for calculating the difference between the concentration and the downstream NO X concentration, the case difference between the NO X concentration after NO X absorbent restart is equal to or less than a predetermined time that the time until a predetermined value or less predetermined exhaust purifying apparatus according to the NO X absorbent is determined according to claim 4 and is degraded.
【請求項6】 前記劣化検出手段は、前記下流側NOX
濃度と前記上流側NOX 濃度との比を演算する手段を備
え、前記NOX 吸収再開後に前記NOX 濃度の比が所定
値以上になるまでの時間が予め定められた所定時間以下
である場合に前記NOX 吸収剤が劣化したと判定する請
求項4に記載の排気浄化装置。
Wherein said deterioration detecting means, the downstream NO X
And means for calculating the ratio between the concentration and the upstream-side NO X concentration, the NO X when the ratio of the NO X concentration after absorption restart is equal to or less than a predetermined time which time is predetermined to be greater than a predetermined value exhaust purifying apparatus according to the NO X absorbent is determined according to claim 4 and is degraded.
【請求項7】 前記上流側NOX 濃度検出手段は、前記
NOX 吸収剤上流側の排気通路に設けられたNOX セン
サからなる請求項4から6のいずれか1項に記載の排気
浄化装置。
Wherein said upstream NO X concentration detecting means, an exhaust purifying apparatus according to any one of the the NO X absorbent claims 4 to 6 comprising a NO X sensor provided on the upstream side of the exhaust passage .
【請求項8】 前記上流側NOX 濃度検出手段は、前記
機関の運転状態を検出する手段と、検出された運転状態
に基づいて、予め定められた関係から上流側NOX 濃度
を演算する手段とを備えた請求項4から6のいずれか1
項に記載の排気浄化装置。
Wherein said upstream NO X concentration detecting means includes means for detecting an operating condition of the engine, based on the detected operating condition, means for calculating the upstream-side NO X concentration from a predetermined relationship 7. The method according to claim 1, further comprising:
Exhaust gas purifying apparatus according to the item.
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