JP3287083B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP3287083B2
JP3287083B2 JP28502193A JP28502193A JP3287083B2 JP 3287083 B2 JP3287083 B2 JP 3287083B2 JP 28502193 A JP28502193 A JP 28502193A JP 28502193 A JP28502193 A JP 28502193A JP 3287083 B2 JP3287083 B2 JP 3287083B2
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JP
Japan
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air
fuel ratio
absorbent
fuel
exhaust gas
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信之 柴垣
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Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/40Engine management systems

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したNOx を放出す
るNO x 吸収剤を機関排気通路内に配置し、NOx 吸収
剤からNOx を放出すべきときには機関シリンダ内に供
給される混合気の空燃比をリーンから理論空燃比又はリ
ッチに予め定められた一定時間切換え、次いで混合気の
空燃比を再びリーンに戻す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(国際公開WO93/07
363号参照)。この内燃機関ではNOx 吸収剤からN
x を放出すべく混合気の空燃比が理論空燃比にされた
ときには機関排気通路内に設けられた空燃比センサの出
力信号に基いて空燃比が理論空燃比となるようにフィー
ドバック制御され、NOx 吸収剤からNOx を放出すべ
く混合気がリッチにされたときには空燃比はオープンル
ープ制御される。
2. Description of the Related Art When the air-fuel ratio of exhaust gas flowing in is lean.
NOxAnd the air-fuel ratio of the exhaust gas
NO absorbed at stoichiometric air-fuel ratio or richxEmit
NO xThe absorbent is placed in the engine exhaust passage, and NOxabsorption
NO from agentxWhen it should be released into the engine cylinder.
Change the air-fuel ratio of the supplied mixture from lean to stoichiometric or
Switch for a predetermined period of time, and then
An internal combustion engine that returns the air-fuel ratio to lean again
Has already been proposed by humans (International Publication WO93 / 07)
No. 363). In this internal combustion engine, NOxAbsorbent to N
OxAir-fuel ratio was adjusted to stoichiometric to release air
Sometimes the output of the air-fuel ratio sensor provided in the engine exhaust passage is
Force the air-fuel ratio to reach the stoichiometric air-fuel ratio based on the force signal.
Feedback control, NOxNO from absorbentxRelease
The air-fuel ratio is open
Controlled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで混合気の空燃
比がリッチにされたときには比較的短時間のうちにNO
x 吸収剤からのNOx 放出作用が完了するが混合気の空
燃比が理論空燃比にされたときにはNOx 吸収剤からの
NOx 放出作用が完了するまでに時間を要する。従って
主に混合気の空燃比が理論空燃比にされたときにNOx
吸収剤からのNO x 放出作用を行うようにした内燃機関
ではNOx 吸収剤からのNOx 放出作用が完了するまで
に時間を要することになる。
SUMMARY OF THE INVENTION
When the ratio is made rich, NO
xNO from absorbentxThe release action is completed but the mixture is empty
NO when the fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratioxFrom the absorbent
NOxIt takes time to complete the release action. Therefore
NO when mainly the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratiox
NO from absorbent xInternal combustion engine with emission function
Then NOxNO from absorbentxUntil the release action is completed
It takes time.

【0004】この場合、NOx 吸収剤からのNOx 放出
時間を短かくするためには混合気を大巾にリッチにすれ
ばよいことになる。しかしながら混合気を大巾にリッチ
にすると混合気がリーンからリッチに切換えられるとき
に大きなトルク変化を生じる。従ってNOx 吸収剤から
のNOx 放出時間を短かくしつつトルク変化の発生を抑
制するためには空燃比を理論空燃比よりもわずかばかり
リッチにすることが好ましいことになる。ところが上述
の内燃機関ではこのように空燃比を理論空燃比よりもわ
ずかばかりリッチに制御するには空燃比をオープンルー
プ制御しなければならない。しかしながら実際問題とし
てオープンループ制御により空燃比を理論空燃比よりも
わずかばかりリッチに維持することは困難である。
[0004] In this case, greatly so it is sufficient to rich the air-fuel mixture in order to shorten the the NO x releasing time from the NO x absorbent. However, if the air-fuel mixture is made significantly rich, a large torque change occurs when the air-fuel mixture is switched from lean to rich. Therefore it would be preferable to just slightly rich than the stoichiometric air-fuel ratio in order to suppress the occurrence of short-hidden while the torque change the NO x releasing time from the NO x absorbent. However, in the above-described internal combustion engine, open-loop control of the air-fuel ratio must be performed to control the air-fuel ratio slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio. However, as a practical matter, it is difficult to maintain the air-fuel ratio slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio by open-loop control.

【0005】[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、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはNOx を吸収し、流入する排気ガスの空燃
比が理論空燃比又はリッチのときには吸収したNOx
放出するNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置し、リー
ン混合気が燃焼せしめられているときには排気ガス中の
NOx がNOx吸収剤に吸収され、理論空燃比の混合気
又はリッチ混合気が燃焼せしめられたときにはNOx
収剤からNOx が放出せしめられる内燃機関において、
機関排気通路内に空燃比センサを配置し、リーン混合気
が燃焼せしめられている機関運転状態から理論空燃比の
混合気を燃焼すべき機関運転状態となったときには空燃
比センサの出力信号に基いて空燃比の平均値が理論空燃
比に対しわずかばかりリッチ側となるように混合気の空
燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段を具備
し、この空燃比制御手段は理論空燃比の混合気を燃焼す
べき機関運転状態になった後NO x 吸収剤からのNO x
放出作用が完了したとき又は完了したと推定されたとき
に空燃比の平均値が理論空燃比に対しわずかばかりリッ
チ側となる空燃比フィードバック制御から空燃比の平均
値が理論空燃比となるフィードバック制御に切換えるよ
うにしている。
According to the present invention, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, NO x is absorbed, and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes stoichiometric. when the fuel ratio or rich is arranged to the NO x absorbent to release the absorbed NO x in the engine exhaust passage, when the lean air-fuel mixture is burned NO x in the exhaust gas is absorbed in the NO x absorbent, in an internal combustion engine which NO x is made to release from the NO x absorbent when the air-fuel mixture or a rich air-fuel mixture of the theoretical air-fuel ratio has been burned,
The air-fuel ratio sensor disposed in the engine exhaust passage, a lean mixture
When the air-fuel ratio is changed from the engine operating state to the engine operating state in which the stoichiometric air-fuel mixture is to be burned, the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio based on the output signal of the air-fuel ratio sensor. Air-fuel ratio control means for feedback-controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes stoichiometric.
NO x from the NO x absorbent after becoming the engine operating condition to
When the release action is completed or presumed to be completed
The average value of the air-fuel ratio slightly
From the air-fuel ratio feedback control on the
Switch to feedback control where the value becomes the stoichiometric air-fuel ratio
I'm trying.

【0006】[0006]

【作用】[Action] 1番目の発明では、理論空燃比の混合気を燃焼In the first invention, a mixture of stoichiometric air-fuel ratio is burned
すべき機関運転状態となったときには空燃比センサの出When the engine is in the required operating state, the air-fuel ratio sensor
力信号に基いて空燃比の平均値が理論空燃比に対しわずThe average value of the air-fuel ratio is different from the stoichiometric air-fuel ratio based on the force signal.
かばかりリッチ側となるように混合気の空燃比がフィーThe air-fuel ratio of the air-fuel mixture is
ドバック制御され、この間にNOFeedback control, and NO x x 吸収剤からNONO from absorbent x x But
放出される。次いで空燃比の平均値が理論空燃比に対しReleased. Next, the average value of the air-fuel ratio is
わずかばかりリッチ側となる空燃比フィードバック制御Air-fuel ratio feedback control on the slightly rich side
が開始された後NONO after is started x x 吸収剤からのNONO from absorbent x x 放出作用が完Complete release action
了したとき又は完了したと推定されたときに空燃比の平Of the air-fuel ratio when
均値が理論空燃比となるフィードバック制御に切換えらSwitch to feedback control so that the average value becomes the stoichiometric air-fuel ratio.
れる。It is.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【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18を内蔵したケ
ーシング17に接続される。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6 is attached to each branch pipe 9. The surge tank 10 is connected to an air cleaner 13 via an intake duct 12, and a throttle valve 14 is arranged in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected via an exhaust manifold 15 and an exhaust pipe 16 to a casing 17 containing a NO x absorbent 18.

【0011】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
配置され、この圧力センサ19の出力電圧は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にはスロットル開度がアイドリング開度になった
ときにオンとなるスロットルスイッチ20が取付けら
れ、このスロットルスイッチ20の出力信号は入力ポー
ト35に入力される。排気マニホルド15内には空燃比
センサ21が配置され、この空燃比センサ21の出力電
圧はAD変換器38を介して入力ポート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22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。
The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, and an input port 35 interconnected by a bidirectional bus 31. And an output port 36. A pressure sensor 19 that generates an output voltage proportional to the absolute pressure in the surge tank 10 is disposed in the surge tank 10, and the output voltage of the pressure sensor 19 is input to an input port 35 via an AD converter 37. . A throttle switch 20 that is turned on when the throttle opening reaches an idling opening is attached to the throttle valve 14, and an output signal of the throttle switch 20 is input to an input port 35. An air-fuel ratio sensor 21 is disposed in the exhaust manifold 15, and an output voltage of the air-fuel ratio sensor 21 is input to an input port 35 via an AD converter 38. The input port 35 is connected to a rotation speed sensor 22 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 36 is connected to the ignition plug 4 and the fuel injection valve 11 via a corresponding drive circuit 39, respectively.

【0012】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=f・TP・K・FAF ここでfは定数、TPは基本燃料噴射時間、Kは補正係
数、FAFはフィードバック補正係数を夫々示す。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。
In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the fuel injection time TAU is calculated based on, for example, the following equation. TAU = f · TP · K · FAF where f is a constant, TP is a basic fuel injection time, K is a correction coefficient, and FAF is a feedback correction coefficient. The basic fuel injection time TP indicates a fuel injection time required to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder a stoichiometric air-fuel ratio. The basic fuel injection time TP is obtained by an experiment in advance, and is stored in advance in the ROM 32 as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N in the form of a map as shown in FIG. The correction coefficient K is a coefficient for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder. If K = 1.0, the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, K <
At 1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, lean, and when K> 1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes empty. The fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes rich.

【0013】フィードバック補正係数FAFは基本的に
はK=1.0のとき、即ち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べきときに空燃比セン
サ21の出力信号に基いて空燃比を理論空燃比に正確に
一致させるための係数である。このフィードバック補正
係数FAFはほぼ1.0を中心として上下動しており、
このFAFは混合気がリッチになると減少し、混合気が
リーンになると増大する。なお、K<1.0又はK>
1.0のときにはFAFは1.0に固定される。
The feedback correction coefficient FAF is basically equal to the output signal of the air-fuel ratio sensor 21 when K = 1.0, that is, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder should be the stoichiometric air-fuel ratio. It is a coefficient for making the air-fuel ratio accurately match the stoichiometric air-fuel ratio based on the above. The feedback correction coefficient FAF moves up and down about 1.0.
This FAF decreases when the mixture becomes rich, and increases when the mixture becomes lean. In addition, K <1.0 or K>
When it is 1.0, the FAF is fixed at 1.0.

【0014】機関シリンダ内に供給すべき混合気の目標
空燃比、即ち補正係数Kの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
3に示されるようにサージタンク10内の絶対圧PMお
よび機関回転数Nの関数として予め定められている。即
ち、図3に示されるように実線Rよりも低負荷側の低負
荷運転領域ではK<1.0、即ち混合気がリーンとさ
れ、実線Rと実線Sの間の高負荷運転領域ではK=1.
0、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とされ、実線Sよ
りも高負荷側の全負荷運転領域ではK>1.0、即ち混
合気がリッチとされる。更に、アイドリング運転時には
K=1.0、即ち理論空燃比とされる。
The target air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be supplied into the engine cylinder, that is, the value of the correction coefficient K is changed according to the operating state of the engine, and is basically shown in FIG. 3 in the embodiment according to the present invention. As described above, it is predetermined as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N. That is, as shown in FIG. 3, K <1.0 in the low-load operation region on the lower load side than the solid line R, that is, the air-fuel mixture is lean, and K in the high-load operation region between the solid line R and the solid line S. = 1.
0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio, and K> 1.0, that is, the air-fuel mixture is rich in the full load operation region on the higher load side than the solid line S. Further, during idling operation, K = 1.0, that is, the stoichiometric air-fuel ratio.

【0015】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。
FIG. 4 schematically shows the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 4, the concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 increases, and the concentration of the exhaust gas from the combustion chamber 3 increases. The concentration of oxygen O 2 in the exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.

【0016】ケーシング17内に収容されているNOx
吸収剤18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18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NO x 吸収
剤18への流入排気ガスの空燃比と称するとこのNOx
吸収剤18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、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したNOx を放出するNOx の吸放出作用を行
う。なお、NOx 吸収剤18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18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。
NO contained in casing 17x
The absorbent 18 uses, for example, alumina as a carrier, and on this carrier,
For example, potassium K, sodium Na, lithium Li,
Alkali metals such as Cs, barium Ba, cal
Alkaline earths such as calcium Ca, lanthanum La,
At least one selected from rare earths such as thorium Y
And a noble metal such as platinum Pt. organ
Intake passage and NOxProvided in the exhaust passage upstream of the absorbent 18
The ratio of supplied air and fuel (hydrocarbon) is set to NO xabsorption
When this is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the agent 18, this NOx
When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the absorbent 18
NOxAnd reduce the oxygen concentration in the incoming exhaust gas
And absorbed NOxReleases NOxPerform the absorption and release action of
U. Note that NOxFuel in the exhaust passage upstream of the absorbent 18
(Hydrocarbons) or inflow and exhaust when air is not supplied
The air-fuel ratio of the gas-gas is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3.
Ratio, and in this case NOxAbsorbent 18 burns
When the air-fuel ratio of the mixture supplied to the firing chamber 3 is lean
Is NOxIn the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3
NO absorbed when oxygen concentration decreasesxTo release
Become.

【0017】上述のNOx 吸収剤18を機関排気通路内
に配置すればこのNOx 吸収剤18は実際にNOx の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図5に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金PtおよびバリウムBaを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
If the above-described NO x absorbent 18 is arranged in the exhaust passage of the engine, the NO x absorbent 18 actually performs the absorption and release of NO x , but the detailed mechanism of the absorption and release is not clear. There is also. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.

【0018】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O2 -
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NO3 -
形で吸収剤内に拡散する。このようにしてNOx がNO
x 吸収剤18内に吸収される。
That is, the exhaust gas flowing in becomes considerably lean.
And the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increased, and FIG.
As shown in FIG.TwoIs OTwo -Or O
2-On the surface of platinum Pt. On the other hand, inflow exhaust
NO in the gas becomes O 2 on the surface of platinum Pt.Two -Or O2-When
React, NOTwo(2NO + OTwo→ 2NOTwo). Next
NO generatedTwoIs partially oxidized on platinum Pt
Is absorbed in the absorbent and does not bind to barium oxide BaO.
As shown in FIG. 5A, nitrate ions NOThree -of
It diffuses into the absorbent in form. NO in this wayxIs NO
xIt is absorbed in the absorbent 18.

【0019】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18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18
からNO x が放出されることになる。
As long as the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is high, platinum
NO on Pt surfaceTwoIs generated, and the NOxAbsorption capacity
NO unless power is saturatedTwoIs absorbed in the absorbent and nitric acid
Ion NOThree -Is generated. In contrast, the inflow exhaust gas
NO in the oxygen concentration in theTwoWhen the amount of
Reaction is reversed (NOThree -→ NOTwo) And thus suck
Nitrate ion NO in the collectorThree -Is NOTwoFrom the absorbent in the form of
Released. That is, the oxygen concentration in the inflow exhaust gas decreases.
NOxNO from absorbent 18xWill be released
You. As shown in FIG. 4, the degree of lean of the incoming exhaust gas
Lower the oxygen concentration in the incoming exhaust gas
If the degree of leanness of the inflow exhaust gas is reduced,
NO even if the air-fuel ratio of the exhaust gas is leanxAbsorbent 18
From NO xWill be released.

【0020】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、これは未燃HC,COは白金Pt
上の酸素O2 - 又はO2 - と反応して酸化せしめられ
る。また、流入排気ガス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18からNOx が放出されることにな
る。
On the other hand, at this time, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is made rich and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, as shown in FIG.
C and CO are exhausted, and the unburned HC and CO are platinum Pt.
It reacts with the above oxygen O 2 - or O 2- to be oxidized. Further, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas is extremely reduced, so that NO 2 is released from the absorbent, and this NO 2 is unreacted as shown in FIG. It is reduced by reacting with the fuel HC and CO.
In this way, when NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt, NO 2 is released from the absorbent one after another. Therefore NO x from the NO x absorbent 18 in a short time when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, that is released.

【0021】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃HC,COが白金Pt上のO2 -
はO2 - とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白
金Pt上のO2 - 又はO2 - 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
x 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18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
収剤18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18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18からNOx が徐々にしか放出されないために
NOx 吸収剤18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。
[0021] That is, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is rich First the unburned HC, CO are O 2 on the platinum Pt - or O 2 - immediately be reacted with oxidized and then O on the platinum Pt Unburned H even if 2 - or O 2- is consumed
C, CO is any remaining This unburned HC, discharged from the NO x and engine released from the absorbent by CO N
O x is reduced. Thus the NO x absorbed in the NO x absorbent 18 in a short period of time if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich is released, yet NO to the atmosphere for the released NO x is reduced x can be prevented from being discharged. Furthermore, the NO x absorbent 18 is NO x because the has function even if the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas the stoichiometric air-fuel ratio emitted from the NO x absorbent 18 of the reduction catalyst is made to reduction. However, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is set to the stoichiometric air-fuel ratio, NO x
Since NO x is gradually released from the absorbent 18, it takes a slightly longer time to release all the NO x absorbed in the NO x absorbent 18.

【0022】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られるとNOx がNOx 吸収剤18に吸収され、理論空
燃比の混合気又はリッチ混合気が燃焼せしめられるとN
x吸収剤18からNOx が放出される。しかしながら
上述したように理論空燃比の混合気が燃焼せしめられて
いることきにはNOx 吸収剤18からのNOx の放出作
用が完了するまでに時間を要し、従ってNOx 吸収剤1
8から十分にNOx が放出されないうちに図3に示すリ
ーン混合気を燃焼すべき運転状態(K<1.0)に移行
するとNOx 吸収剤18のNOx 吸収能力が飽和してN
x 吸収剤18がNOx を吸収しえなくなる危険性があ
る。このような危険性を回避するためにはNOx 吸収剤
18からできるだけ速くNOx を放出させる必要があ
り、そのために本発明による実施例では空燃比を理論空
燃比にすべき機関運転状態となったときには混合気の空
燃比を空燃比の平均値が理論空燃比よりもわずかばかり
リッチとなるようにフィードバック制御するようにして
いる。
As described above, when the lean air-fuel mixture is burned, NO x is absorbed by the NO x absorbent 18, and when the air-fuel mixture or the rich air-fuel mixture of the stoichiometric air-fuel ratio is burned, N NO is absorbed.
NO x is released from the O x absorbent 18. However it takes time until the releasing action of the NO x from the NO x absorbent 18 to the Ki that the mixture of the theoretical air-fuel ratio is combusted as described above is completed, therefore the NO x absorbent 1
Sufficient NO x from 8 shifts to the operating state (K <1.0) to combust a lean air-fuel mixture as shown in FIG. 3 before it is released when the NO x absorbent 18 of the NO x absorbing capacity is saturated N
O x absorbent 18 is at risk of being not E absorbs NO x. In order to avoid such a risk must be released as quickly as possible NO x from the NO x absorbent 18, a engine operating condition to be an air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio in this embodiment of the present invention to its In such a case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0023】そこでまず初めに図6および図7を参照し
つつ空燃比のフィードバック制御について説明する。図
6に示されるように空燃比センサ21は混合気がリッチ
のときには0.9(V)程度の出力電圧Vを発生し、混
合気がリーンのときには0.1(V)程度の出力電圧V
を発生する。図7はこの空燃比センサ21の出力信号に
基いて行われる空燃比のフィードバック制御を示してお
り、図7に示すルーチンは一定時間毎の割込みによって
行われる。
First, feedback control of the air-fuel ratio will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the air-fuel ratio sensor 21 generates an output voltage V of about 0.9 (V) when the air-fuel mixture is rich, and outputs an output voltage V of about 0.1 (V) when the air-fuel mixture is lean.
Occurs. FIG. 7 shows the feedback control of the air-fuel ratio performed based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 21. The routine shown in FIG. 7 is performed by interruption every predetermined time.

【0024】図7を参照するとまず初めにステップ50
においてフィードバック制御を実行すべきことを示すフ
ラグFがセットされているか否かが判別される。フラグ
Fがセットされていないときには処理サイクルを完了
し、従ってこのときにはフィードバック制御は行われな
い。これに対してフラグFがセットされているときには
ステップ51に進んで空燃比センサ21の出力電圧Vが
0.45(V)程度の基準電圧Vrよりも小さいか否か
が判別される。V≦Vrのとき、即ち空燃比がリーンの
ときにはステップ52に進んでディレイカウント値CD
Lが1だけディクリメントされる。次いでステップ53
ではディレイカウント値CDLが最小値TDRよりも小
さくなったか否かが判別され、CDL<TDRになった
ときにはステップ54に進んでCDLをTDRとした後
ステップ55に進む。従って図6に示されるようにV≦
Vrになるとディレイカウント値CDLが徐々に減少せ
しめられ、次いでCDLは最小値TDRに維持される。
Referring to FIG. 7, first of all, step 50 is executed.
It is determined whether the flag F indicating that the feedback control should be executed is set. When the flag F is not set, the processing cycle is completed, and therefore, at this time, the feedback control is not performed. On the other hand, when the flag F is set, the routine proceeds to step 51, where it is determined whether or not the output voltage V of the air-fuel ratio sensor 21 is lower than a reference voltage Vr of about 0.45 (V). When V ≦ Vr, that is, when the air-fuel ratio is lean, the routine proceeds to step 52, where the delay count value CD
L is decremented by one. Then step 53
Then, it is determined whether or not the delay count value CDL has become smaller than the minimum value TDR. When CDL <TDR, the routine proceeds to step 54, where CDL is set to TDR, and thereafter, the routine proceeds to step 55. Therefore, as shown in FIG.
When it reaches Vr, the delay count value CDL is gradually decreased, and then the CDL is maintained at the minimum value TDR.

【0025】一方、ステップ51においてV>Vrであ
ると判別されたとき、即ち空燃比がリッチのときにはス
テップ56に進んでディレイカウント値CDLが1だけ
インクリメントされる。次いでステップ57ではディレ
イカウント値CDLが最大値TDLよりも大きくなった
か否かが判別され、CDL>TDLになったときにはス
テップ58に進んでCDLをTDLとした後ステップ5
5に進む。従って図6に示されるようにV>Vrになる
とディレイカウント値CDLが徐々に増大せしめられ、
次いでCDLは最大値TDLに維持される。
On the other hand, when it is determined in step 51 that V> Vr, that is, when the air-fuel ratio is rich, the routine proceeds to step 56, where the delay count value CDL is incremented by one. Next, at step 57, it is determined whether or not the delay count value CDL has become larger than the maximum value TDL. When CDL> TDL, the routine proceeds to step 58, where CDL is set to TDL, and then at step 5
Go to 5. Therefore, as shown in FIG. 6, when V> Vr, the delay count value CDL is gradually increased, and
Then, the CDL is maintained at the maximum value TDL.

【0026】ステップ55では前回の処理サイクルから
今回の処理サイクルの間にディレイカウント値CDLの
符号が正から負へ又は負から正へ反転したか否かが判別
される。ディレイカウント値CDLの符号が反転したと
きにはステップ59に進んで正から負への反転か否か、
即ちリッチからリーンへの反転であるか否かが判別され
る。リッチからリーンへの反転のときにはステップ60
に進んでフィードバック補正係数FAFにリッチスキッ
プ値RSRが加算され、斯くして図6に示されるように
FAFはリッチスキップ値RSRだけ急激に増大せしめ
られる。これに対してリーンからリッチへの反転のとき
にはステップ61に進んでFAFからリーンスキップ値
RSLが減算され、斯くして図6に示されるようにFA
Fはリーンスキップ値RSLだけ急激に減少せしめられ
る。
In step 55, it is determined whether or not the sign of the delay count value CDL has been inverted from positive to negative or from negative to positive between the previous processing cycle and the current processing cycle. When the sign of the delay count value CDL is inverted, the process proceeds to step 59 to determine whether the inversion is from positive to negative.
That is, it is determined whether or not the inversion is from rich to lean. Step 60 when reversing from rich to lean
Then, the rich skip value RSR is added to the feedback correction coefficient FAF, and thus the FAF is rapidly increased by the rich skip value RSR as shown in FIG. On the other hand, at the time of inversion from lean to rich, the routine proceeds to step 61, where the lean skip value RSL is subtracted from FAF, and thus, as shown in FIG.
F is rapidly decreased by the lean skip value RSL.

【0027】一方、ステップ55においてディレイカウ
ント値CDLの符号が反転していないと判別されたとき
にはステップ62に進んでディレイカウント値CDLが
負であるか否かが判別される。CDL≦0のときにはス
テップ63に進んでフィードバック補正係数FAFにリ
ッチ積分値KIR(KIR<RSR)が加算され、斯く
して図6に示されるようにFAFは徐々に増大せしめら
れる。一方、CDL>0のときにはステップ64に進ん
でFAFからリーン積分値KILが減算され、斯くして
図6に示されるようにFAFは徐々に減少せしめられ
る。
On the other hand, when it is determined in step 55 that the sign of the delay count value CDL has not been inverted, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the delay count value CDL is negative. When CDL ≦ 0, the routine proceeds to step 63, where the rich integral value KIR (KIR <RSR) is added to the feedback correction coefficient FAF, and the FAF is gradually increased as shown in FIG. On the other hand, when CDL> 0, the routine proceeds to step 64, where the lean integral value KIL is subtracted from the FAF, and thus the FAF is gradually reduced as shown in FIG.

【0028】このようなフィードバック制御方法を採用
すると図6からわかるように例えば空燃比が一時的にリ
ーンになったとしてもこれによってFAFが影響を受け
ないようにすることができる。図8(A)は空燃比が理
論空燃比に維持されている場合を示している。このとき
実際の空燃比は理論空燃比14.6を中心して上下動
し、斯くしてこのときには実際の空燃比の平均値は理論
空燃比14.6となる。これに対して図8(B)はリッ
チ積分値KIRをリーン積分値KILよりも大きくした
場合を示している。この場合には実際の空燃比は全体と
してリッチ側に片寄りつつ変動し、リッチである時間お
よびこの間のリッチの度合がリーンである時間およびこ
の間のリーンの度合よりも大きくなる。従ってこのとき
には空燃比の平均値は理論空燃比に対してすこしばかり
リッチ側となる。
When such a feedback control method is employed, as shown in FIG. 6, even if the air-fuel ratio temporarily becomes lean, for example, the FAF can be prevented from being affected by this. FIG. 8A shows a case where the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. At this time, the actual air-fuel ratio moves up and down around the stoichiometric air-fuel ratio of 14.6. Therefore, at this time, the average value of the actual air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio of 14.6. On the other hand, FIG. 8B shows a case where the rich integral value KIR is made larger than the lean integral value KIL. In this case, the actual air-fuel ratio fluctuates while leaning toward the rich side as a whole, and the rich time and the rich degree during this time are larger than the lean time and the lean degree during this time. Therefore, at this time, the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0029】なお、空燃比の平均値を理論空燃比よりも
すこしばかりリッチ側にするには図6に示されるリッチ
スキップ値RSRをリーンスキップ値RSLより大きく
してもよく、また図6に示される最小値TDRの絶対値
を最大値TDLより大きくしてもよい。図9から図11
はリッチ積分値KIRをリーン積分値KILよりも大き
くすることによって空燃比の平均値を理論空燃比に対し
てわずかばかりリッチ側にずらすようにした第1実施例
を示している。この実施例では図9に示すようにK=
1.0になったときには、即ち空燃比を理論空燃比とす
べき運転状態(アイドリング運転時および図3のK=
1.0の運転領域)になったときには空燃比の平均値が
理論空燃比に対してわずかばかりリッチ側となるように
空燃比がフィードバック制御される。
In order to make the average value of the air-fuel ratio slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the rich skip value RSR shown in FIG. 6 may be made larger than the lean skip value RSL. The absolute value of the minimum value TDR may be larger than the maximum value TDL. 9 to 11
Shows a first embodiment in which the rich integrated value KIR is made larger than the lean integrated value KIL so that the average value of the air-fuel ratio is slightly shifted to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. In this embodiment, as shown in FIG.
1.0, that is, an operation state in which the air-fuel ratio should be set to the stoichiometric air-fuel ratio (during idling operation and K =
(Operating range of 1.0), the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0030】また、この第1実施例ではK=1.0にな
るとカウント値Cのカウントアップ作用が開始され、カ
ウント値Cが設定値C0 に達すると空燃比の平均値が理
論空燃比となるように空燃比がフィードバック制御され
る。図10および図11は図9に示される空燃比制御を
実行するための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。
In the first embodiment, when K = 1.0, the count-up operation of the count value C starts, and when the count value C reaches the set value C 0 , the average value of the air-fuel ratio becomes equal to the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio is feedback-controlled so that FIGS. 10 and 11 show a routine for executing the air-fuel ratio control shown in FIG. 9, and this routine is executed by interruption every predetermined time.

【0031】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101で
は減速運転時であって燃料の供給が停止されているか否
かが判別される。燃料の供給が停止されていないときに
はステップ102に進んでアイドルスイッチ20がオン
であるか否か、即ちスロットル弁14がアイドリング開
度であるか否かが判別される。アイドルスイッチ20が
オンでないときにはステップ103に進んで図3に示す
関係に基いて機関の運転状態から補正係数Kが算出され
る。次いでステップ104ではK=1.0であるか否か
が判別される。K=1.0でないとき、即ちリーン混合
気又はリッチ混合気を燃焼すべき運転状態のときにはス
テップ105に進んでカウント値Cが零とされ、次いで
ステップ110に進む。
Referring to FIGS. 10 and 11, first, at step 100, the basic fuel injection time TP is calculated from the map shown in FIG. Next, at step 101, it is determined whether or not the fuel supply is stopped during the deceleration operation. If the fuel supply is not stopped, the routine proceeds to step 102, where it is determined whether or not the idle switch 20 is on, that is, whether or not the throttle valve 14 is at the idling opening. If the idle switch 20 is not on, the routine proceeds to step 103, where the correction coefficient K is calculated from the operating state of the engine based on the relationship shown in FIG. Next, at step 104, it is determined whether or not K = 1.0. When K is not 1.0, that is, when the operating state is such that the lean air-fuel mixture or the rich air-fuel mixture is to be burned, the routine proceeds to step 105, where the count value C is set to zero, and then proceeds to step 110.

【0032】一方、ステップ102においてアイドルス
イッチ20がオンになったときにはステップ106に進
んでK=1.0とされる。次いでステップ107におい
てカウント値Cが1だけインクリメントされ、ステップ
110に進む。また、ステップ104においてK=1.
0であると判別されたときにはステップ107に進んで
カウント値Cが1だけインクリメントされ、次いでステ
ップ110に進む。従ってカウント値Cのカウントアッ
プ作用が開始されるのはK=1のとき、即ちアイドリン
グ運転時と図3に示すK=1の領域のときである。
On the other hand, when the idle switch 20 is turned on at step 102, the routine proceeds to step 106, where K = 1.0. Next, at step 107, the count value C is incremented by one, and the routine proceeds to step 110. In step 104, K = 1.
When it is determined to be 0, the process proceeds to step 107, where the count value C is incremented by 1, and then proceeds to step 110. Therefore, the count-up operation of the count value C is started when K = 1, that is, at the time of idling operation and in the region of K = 1 shown in FIG.

【0033】一方、ステップ101において燃料の供給
が停止されていると判別されたときにはステップ108
に進んでK=0とされる。次いでステップ109におい
てカウント値Cが零とされ、ステップ110に進む。ス
テップ110ではK=1.0であるか否かが判別され
る。K=1.0でないとき、即ちリーン混合気又はリッ
チ混合気を燃焼すべきときにはステップ111に進んで
フィードバック補正係数FAFが1.0とされる。次い
でステップ112ではフラグFがリセットされ、次いで
ステップ119では次式に基いて燃料噴射時間TAUが
算出される。
On the other hand, if it is determined in step 101 that the supply of fuel has been stopped, step 108
And K = 0. Next, at step 109, the count value C is set to zero, and the routine proceeds to step 110. In step 110, it is determined whether or not K = 1.0. When K is not 1.0, that is, when a lean air-fuel mixture or a rich air-fuel mixture is to be burned, the routine proceeds to step 111, where the feedback correction coefficient FAF is set to 1.0. Next, at step 112, the flag F is reset, and then at step 119, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.

【0034】TAU=f・TP・K・FAF 従ってこのときには空燃比が予め定められたリーン空燃
比又はリッチ空燃比にオープンループ制御される。一
方、ステップ110においてK=1.0であると判別さ
れたとき、即ち空燃比を理論空燃比とすべきときにはス
テップ113に進んでカウント値Cが設定値C0 (図
9)よりも大きくなったか否かが判別される。C≦C0
のときにはステップ114に進んで基準リッチ積分値K
IR0 と一定値k1 との和がリッチ積分値KIRとさ
れ、次いでステップ115では基準リーン積分値KIL
0 から一定値k2 を減算した減算結果がリーン積分値K
ILとされる。次いでステップ118においてフラグF
がセットされ、ステップ119に進む。フラグFがセッ
トされると図7に示すフィードバック制御ルーチンにお
いてフィードバック補正係数FAFが算出され、空燃比
フィードバック制御が開始される。
TAU = f.TP.K.FAF Therefore, at this time, the air-fuel ratio is controlled in an open loop to a predetermined lean air-fuel ratio or rich air-fuel ratio. On the other hand, when it is determined in step 110 that K = 1.0, that is, when the air-fuel ratio should be the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to step 113, where the count value C becomes larger than the set value C 0 (FIG. 9). Is determined. C ≦ C 0
In step 114, the routine proceeds to step 114, where the reference rich integration value K
The sum of IR 0 and the constant value k 1 is set as the rich integral value KIR, and then at step 115, the reference lean integral value KIL
0 by subtracting the constant value k 2 from the subtraction result is a lean integration value K
IL. Next, at step 118, the flag F
Is set, and the routine proceeds to step 119. When the flag F is set, the feedback correction coefficient FAF is calculated in the feedback control routine shown in FIG. 7, and the air-fuel ratio feedback control is started.

【0035】C>C0 になるとステップ116に進んで
リッチ積分値KIRが基準リッチ積分値KIR0 とさ
れ、次いでステップ117に進んでリーン積分値KIL
が基準リーン積分値KIL0 とされる。次いでステップ
118を経てステップ119に進む。従ってK=1.0
となった後C>C0 となるまでの間はリッチ積分値KI
Rが増大され、リーン積分値KILが減少せしめられる
ので空燃比は空燃比の平均値が理論空燃比に対してわず
かばかりリッチになるようにフィードバック制御され、
C>C0 になるとリッチ積分値KIRおよびリーン積分
値KILは夫々基準値KIR0 ,KIL0 に戻されるの
で空燃比は空燃比の平均値が理論空燃比となるようにフ
ィードバック制御される。
When C> C 0 , the routine proceeds to step 116, where the rich integral value KIR is set to the reference rich integral value KIR 0, and then, to step 117, the lean integral value KIL
Is the reference lean integral value KIL 0 . Next, the routine proceeds to step 119 via step 118. Therefore, K = 1.0
And then C> C 0 until the rich integrated value KI
Since R is increased and the lean integral value KIL is decreased, the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes slightly rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.
When C> C 0 , the rich integral value KIR and the lean integral value KIL are returned to the reference values KIR 0 and KIL 0 , respectively, so that the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

【0036】図12から図16はリッチスキップ値RS
Rをリーンスキップ値RSLよりも大きくすることによ
って空燃比の平均値を理論空燃比に対してわずかばかり
リッチ側にずらすようにした第2実施例を示している。
この実施例では図12に示すようにK=1.0になった
ときには、即ち空燃比を理論空燃比とすべき運転状態
(アイドリング運転時および図3のK=1.0の運転領
域)になったときには空燃比の平均値が理論空燃比に対
してわずかばかりリッチ側となるように空燃比がフィー
ドバック制御される。
FIGS. 12 to 16 show the rich skip value RS.
The second embodiment shows that the average value of the air-fuel ratio is slightly shifted to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio by making R larger than the lean skip value RSL.
In this embodiment, when K = 1.0 as shown in FIG. 12, that is, in an operating state where the air-fuel ratio should be the stoichiometric air-fuel ratio (during idling operation and an operating region where K = 1.0 in FIG. 3). When this happens, the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0037】また、この第2実施例ではNOx 吸収剤1
8に吸収されていると推定されるNOx 量ΣNOXが算
出され、このNOx 量ΣNOXが零になると空燃比の平
均値が理論空燃比となるように空燃比がフィードバック
制御される。従ってこの第2実施例ではNOx 吸収剤1
8から全NOx が放出されたと推定されたときに空燃比
の平均値がわずかばかりリッチ側から理論空燃比に切換
えられる。このようにこの第2実施例ではNOx 吸収剤
18に吸収されていると推定されるNOx 量ΣNOXに
基いて空燃比の切換えが行われ、従ってまず初めにこの
NOx 量ΣNOXの算出方法について説明する。
In the second embodiment, the NO x absorbent 1
8 the amount of NO x ΣNOX is estimated to be absorbed is calculated, the air-fuel ratio so that the average value of the air-fuel ratio when the amount of NO x ΣNOX becomes zero is the stoichiometric air-fuel ratio is feedback controlled. Thus the NO x absorbent in the second embodiment 1
All NO x from 8 is switched to the stoichiometric air-fuel ratio from the rich side average of the air-fuel ratio has just slightly when it is estimated to have been released. Thus switching of the second embodiment in an air-fuel ratio based on the amount of NO x ΣNOX is estimated to be absorbed in the NO x absorbent 18 is performed, thus First method of calculating the amount of NO x ΣNOX Will be described.

【0038】リーン混合気が燃焼せしめられているとき
には機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関から排出
されるNOx 量が増大するために単位時間当りNOx
収剤18に吸収されるNOx 量が増大し、また機関回転
数が高くなるほど単位時間当り機関から排出されるNO
x 量が増大するために単位時間当りNOx 吸収剤18に
吸収されるNOx が増大する。従って単位時間当りNO
x 吸収剤18に吸収されるNOx 量は機関負荷と機関回
転数の関数となる。この場合、機関負荷はサージタンク
10内の絶対圧でもって代表することができるので単位
時間当りNOx吸収剤18に吸収されるNOx 量はサー
ジタンク10内の絶対圧PMと機関回転数Nの関数とな
る。従って本発明による実施例では単位時間当りNOx
吸収剤18に吸収されるNOx 量NOXAを絶対圧PM
および機関回転数Nの関数として予め実験により求め、
このNOx 量NOXAがPMおよびNの関数として図1
3(A)に示すマップの形で予めROM32内に記憶さ
れている。
[0038] is the amount of NO x absorbed per unit time per the NO x absorbent 18 to the amount of NO x discharged from the higher unit time per engine becomes higher the engine load increases when the lean air-fuel mixture is burned Increases and the higher the engine speed, the more NO is discharged from the engine per unit time.
NO x to x amount is absorbed per unit time the NO x absorbent 18 in order to increase is increased. Therefore, NO per unit time
amount of NO x absorbed in the x absorbent 18 becomes a function of the engine load and the engine speed. In this case, the engine load is absolute pressure PM and the engine speed N of the absolute amount of NO x that have at pressure representative absorbed in unit time per the NO x absorbent 18 since it is the surge tank 10 in the surge tank 10 Is a function of Therefore, in the embodiment according to the present invention, NO x per unit time
Absolute pressure PM of the amount of NO x NOXA that is absorbed by the absorbent 18
And as a function of the engine speed N obtained by experiments in advance,
1 The amount of NO x NOXA as a function of PM and N
It is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG.

【0039】一方、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NOx 吸収剤
18からNOx が放出されるがこのときのNOx 放出量
は主に排気ガス量と空燃比の影響を受ける。即ち、排気
ガス量が増大するほど単位時間当りNOx 吸収剤18か
ら放出されるNOx 量が増大し、空燃比がリッチとなる
ほど単位時間当りNOx 吸収剤18から放出されるNO
x 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空気
量は機関回転数Nとサージタンク10内の絶対圧PMと
の積でもって代表することができ、従って図13(B)
に示されるように単位時間当りNOx 吸収剤18から放
出されるNOx 量NOXDはN・PMが大きくなるほど
増大する。また、空燃比は補正係数Kの値に対応してい
るので図13(C)に示されるように単位時間当りNO
x 吸収剤18から放出されるNO x 量NOXDはKの値
が大きくなるほど増大する。この単位時間当りNOx
収剤18から放出されるNOx 量NOXDはN・PMと
Kの関数として図14(A)に示すマップの形で予めR
OM32内に記憶されている。
On the other hand, the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder
NO when the air-fuel ratio becomes rich or stoichiometricxAbsorbent
18 to NOxIs released, but NO at this timexRelease amount
Is mainly affected by the amount of exhaust gas and the air-fuel ratio. That is, exhaust
NO per unit time as gas amount increasesxAbsorbent 18
NO released fromxThe amount increases and the air-fuel ratio becomes rich
NO per unit timexNO released from absorbent 18
xThe amount increases. In this case, the exhaust gas amount, that is, the intake air
The quantity is the engine speed N and the absolute pressure PM in the surge tank 10.
Can be represented by the product of
NO per unit time as shown inxRelease from absorbent 18
NO issuedxThe amount NOXD increases as NPM increases
Increase. The air-fuel ratio corresponds to the value of the correction coefficient K.
Therefore, as shown in FIG.
xNO released from absorbent 18 xNOXD is the value of K
Increases as the value increases. NO per unit timexSucking
NO released from sorbent 18xNOXD is NPM
R as a function of K in the form of a map shown in FIG.
It is stored in the OM32.

【0040】また、NOx 吸収剤18の温度が高くなる
と吸収剤内の硝酸イオンNO3 - が分解しやすくなるの
でNOx 吸収剤18からのNOx 放出率が増大する。こ
の場合、NOx 吸収剤18の温度はほぼ排気ガスに比
例するので図14(B)に示されるようにNOx 放出率
Kfは排気ガス温Tが高くなるほど大きくなる。従って
NOx 放出率Kfを考慮に入れた場合には単位時間当り
NOx 吸収剤18から放出されるNOx 量は図14
(A)に示されるNOXDとNOx 放出率Kfとの積で
表わされることになる。なお、本発明による実施例では
排気ガス温T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14(C)に示すマップの
形で予めROM32内に記憶されている。
Further, the NO x absorbent 18 nitrate ions NO 3 and the absorbent temperature is high in - that the NO x releasing rate from the NO x absorbent 18 is increased so easily decomposed. In this case, since the temperature of the NO x absorbent 18 is substantially proportional to the exhaust gas temperature , the NO x release rate Kf increases as the exhaust gas temperature T increases, as shown in FIG. Thus the amount of NO x released from per unit time the NO x absorbent 18 when taking into account the NO x releasing factor Kf is 14
Will be expressed by the product of the NOXD and the NO x releasing factor Kf shown in (A). In the embodiment according to the present invention, the exhaust gas temperature T is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG. 14C as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N.

【0041】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られたときには単位時間当りのNO x 吸収量がNOXA
で表わされ、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃
焼せしめられたときには単位時間当りのNOx 放出量は
Kf・NOXDで表わされるのでNOx 吸収剤18に吸
収されていると推定されるNOx 量ΣNOXは次式で表
わされることになる。
As described above, the lean mixture burns.
NO per unit time xNOXA absorption
And a mixture of stoichiometric air-fuel ratio or rich mixture
NO per unit time when burnedxThe amount released
NO because it is expressed by Kf · NOXDxAbsorbed by absorbent 18
NO presumed to be collectedxThe quantity ΣNOX is expressed by the following equation.
Will be forgotten.

【0042】 ΣNOX=ΣNOX+NOXA−Kf・NOXD 図15および図16は図12に示される空燃比制御を実
行するためのルーチンを示しており、このルーチンは一
定時間の割込みによって実行される。図15および図1
6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では減速運転時であって燃料の供
給が停止されているか否かが判別される。燃料の供給が
停止されていないときにはステップ202に進んでアイ
ドルスイッチ20がオンであるか否か、即ちスロットル
弁14がアイドリング開度であるか否かが判別される。
アイドルスイッチ20がオンでないときにはステップ2
03に進んで図3に示す関係に基いて機関の運転状態か
ら補正係数Kが算出され、次いでステップ205に進
む。
ΣNOX = ΣNOX + NOXA−Kf · NOXD FIGS. 15 and 16 show a routine for executing the air-fuel ratio control shown in FIG. 12, and this routine is executed by interruption for a predetermined time. FIG. 15 and FIG.
Referring to FIG. 6, first in step 200, FIG.
The basic fuel injection time TP is calculated from the map shown in FIG.
Next, at step 201, it is determined whether or not the fuel supply is stopped during the deceleration operation. If the fuel supply has not been stopped, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether or not the idle switch 20 is on, that is, whether or not the throttle valve 14 is at the idling opening.
Step 2 when the idle switch 20 is not on
In step 03, the correction coefficient K is calculated from the operating state of the engine based on the relationship shown in FIG.

【0043】一方、ステップ202においてアイドルス
イッチ20がオンになったときにはステップ204に進
んでK=1.0とされ、次いでステップ205に進む。
従ってK=1.0となるのはアイドリング運転時又は図
3に示すK=1.0の領域である。ステップ205では
K<1.0であるか否か、即ちリーン混合気を燃焼すべ
き運転状態であるか否かが判別される。K<1.0のと
き、即ちリーン混合気の燃焼すべき運転状態のときには
ステップ206に進んで図13(A)に示すマップから
単位時間当りのNOx 吸収量NOXAが算出される。次
いでステップ207ではNOx 放出量NOXDが零とさ
れ、次いでステップ211においてフィードバック補正
係数FAFが1.0に固定される。次いでステップ21
2においてフラグFがリセットされ、次いでステップ2
22に進む。
On the other hand, when the idle switch 20 is turned on in step 202, the routine proceeds to step 204, where K = 1.0, and then to step 205.
Therefore, K = 1.0 is obtained during the idling operation or in the region where K = 1.0 shown in FIG. In step 205, it is determined whether or not K <1.0, that is, whether or not the operating state is such that the lean air-fuel mixture is to be burned. When K <1.0, i.e. when the operating state to combust a lean air-fuel mixture absorption of NO x amount NOXA per unit time from the map shown in FIG. 13 (A) proceeds to step 206 is calculated. Then the NO x releasing amount NOXD step 207 is made zero, then the feedback correction coefficient FAF in step 211 is fixed to 1.0. Then step 21
2 the flag F is reset, then step 2
Proceed to 22.

【0044】一方、ステップ205においてK<1.0
でないと判別されたときにはステップ208に進んでK
>1.0であるか否か、即ちリッチ混合気を燃焼すべき
運転状態であるか否かが判別される。K>1.0のと
き、即ちリッチ混合気を燃焼すべき運転状態のときには
ステップ209に進んで図14(A)に示すマップから
単位時間当りの放出NOx 量NOXDが算出され、図1
4(B)に示す関係と図14(C)に示すマップからN
x 放出率Kfが算出される。次いでステップ210で
は単位時間当りのNOx 吸収量NOXAが零とされる。
次いでステップ211では補正係数Kが1.0に固定さ
れ、次いでステップ212においてフラグFがリセット
された後ステップ222に進む。ステップ222では次
式に基いて燃料噴射時間TAUが算出される。
On the other hand, in step 205, K <1.0
If it is determined that it is not the case, the routine proceeds to step 208, where K
It is determined whether or not> 1.0, that is, whether or not the operation state is such that the rich air-fuel mixture should be burned. K> 1.0 time, i.e. released amount of NO x NOXD per unit time from the map shown in FIG. 14 (A) proceeds to step 209 when the operating state to combust a rich air-fuel mixture is calculated, Figure 1
From the relationship shown in FIG. 4 (B) and the map shown in FIG.
O x emission rate Kf is calculated. Then absorption of NO x amount NOXA per unit in step 210 the time is made zero.
Next, at step 211, the correction coefficient K is fixed at 1.0, and then at step 212, the flag F is reset, and then the routine proceeds to step 222. In step 222, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.

【0045】TAU=f・TP・K・FAF 従ってこのときには空燃比が予め定められたリーン空燃
比又はリッチ空燃比にオープンループ制御される。次い
でステップ223では次式に基いてNOx 吸収剤18に
吸収されているNOx 量ΣNOXが算出される。 ΣNOX=ΣNOX+NOXA−Kf・NOXD 次いでステップ224ではNOx 量ΣNOXが負になっ
たか否かが判別され、ΣNOX<0になったときにはス
テップ225に進んでΣNOXが零とされる。一方、ス
テップ208においてK>1.0でないとき、即ちK=
1.0であって空燃比を理論空燃比とすべきときにはス
テップ213に進んでNOx 量ΣNOXが零であるか否
かが判別される。ΣNOX=0でないときにはステップ
214に進んで基準リッチスキップ値RSR0 と一定値
3 との和がリッチスキップ値RSRとされ、次いでス
テップ215では基準リーンスキップ値RSL0 から一
定値k4 を減算した減算結果がリーンスキップ値RSL
とされる。次いでステップ216において図14(A)
に示すマップからNOx 放出量NOXDが算出され、図
14(B)に示す関係と図14(C)に示すマップから
NOx 放出率Kfが算出される。次いでステップ220
ではNOx 吸収量NOXAが零とされる。次いでステッ
プ221においてフラグFがセットされ、ステップ22
2に進む。フラグFがセットされると図7に示すフィー
ドバック制御ルーチンにおいてフィードバック補正係数
FAFが算出され、空燃比フィードバック制御が開始さ
れる。
TAU = f ・ TP ・ K ・ FAF Accordingly, at this time, the air-fuel ratio is controlled in an open loop to a predetermined lean air-fuel ratio or a rich air-fuel ratio. Then the amount of NO x ΣNOX being absorbed in the NO x absorbent 18 on the basis of the following equation at step 223 is calculated. .SIGMA.NOX = .SIGMA.NOX + whether NOXA-Kf · NOXD then the amount of NO x .SIGMA.NOX step 224 becomes negative is discriminated, are .SIGMA.NOX is zero proceeds to step 225 when it is .SIGMA.NOX <0. On the other hand, if K> 1.0 is not satisfied in step 208, that is, K =
When a 1.0 to be the stoichiometric air-fuel ratio whether the amount of NO x ΣNOX proceeds to step 213 it is zero or not. The sum of a constant value k 3 a reference rich skip value RSR 0 proceeds to step 214 when not .SIGMA.NOX = 0 is set to the rich skip value RSR, then subtracting the predetermined value k 4 from the reference lean skip value RSL 0 in step 215 Subtraction result is lean skip value RSL
It is said. Next, in step 216, FIG.
The NO x releasing amount NOXD is calculated from the map shown in, the NO x releasing factor Kf is calculated from the map shown in relation to FIG. 14 (C) shown in FIG. 14 (B). Then step 220
In absorption of NO x amount NOXA it is made zero. Next, at step 221, the flag F is set, and at step 22
Proceed to 2. When the flag F is set, the feedback correction coefficient FAF is calculated in the feedback control routine shown in FIG. 7, and the air-fuel ratio feedback control is started.

【0046】ΣNOX=0になるとステップ217に進
んでリッチスキップ値RSRが基準リップスキップ値R
SR0 とされ、次いでステップ218に進んでリーンス
キップ値RSLが基準リーンスキップ値RSL0 とされ
る。次いでステップ219ではNOx 放出量NOXDが
零とされる。次いでステップ220,221を経てステ
ップ222に進む。従ってK=1.0となった後ΣNO
X=0となるまでの間はリッチスキップ値RSRが増大
され、リーンスキップ値RSLが減少せしめられるので
空燃比は空燃比の平均値が理論空燃比に対してわずかば
かりリッチになるようにフィードバック制御され、ΣN
OX=0になるとリッチスキップ値RSRおよびリーン
スキップ値RSLは夫々基準値RSR0 ,RSL0 に戻
されるので空燃比は空燃比の平均値が理論空燃比となる
ようにフィードバック制御される。
When ΣNOX = 0, the routine proceeds to step 217, where the rich skip value RSR is changed to the reference lip skip value R.
Is a SR 0, then the lean skip value RSL is the reference lean skip value RSL 0 proceeds to step 218. Next, at step 219 NO x emissions NOXD is made zero. Next, the routine proceeds to step 222 via steps 220 and 221. Therefore, after K = 1.0, ΣNO
Until X = 0, the rich skip value RSR is increased and the lean skip value RSL is decreased, so that the air-fuel ratio is controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio. ΣN
When OX = 0, the rich skip value RSR and the lean skip value RSL are returned to the reference values RSR 0 and RSL 0 , respectively, so that the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

【0047】このようにΣNOX=0となるまでの間は
空燃比の平均値が理論空燃比に対してわずかばかりリッ
チ側に維持されており、従ってこのときには空燃比の平
均値が理論空燃比であるときに比べてNOx 吸収剤18
からのNOx 放出量NOXDは増大する。従ってステッ
プ216に進んだときにはK=1.0となっているがス
テップ216ではリッチ側となっている空燃比の平均値
に対応したKの値(K>1.0)に基いて図14(A)
に示すマップからNOx 放出量NOXDが算出される。
As described above, until ΣNOX = 0, the average value of the air-fuel ratio is maintained slightly on the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, at this time, the average value of the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. the NO x absorbent 18 as compared to a case
The NO x releasing amount NOXD from increases. Therefore, when the process proceeds to step 216, K = 1.0. However, in step 216, based on the value of K (K> 1.0) corresponding to the average value of the air-fuel ratio on the rich side, FIG. A)
The NO x releasing amount NOXD is calculated from the map shown in FIG.

【0048】一方、ステップ201において燃料の供給
が停止されていると判別されたときにはステップ226
に進んでNOx 吸収量NOXAが零とされ、次いでステ
ップ227に進んでNOx 放出量NOXDが零とされ
る。次いでステップ228においてK=0とされ、次い
でステップ229においてフラグFがリセットれた後
ステップ222に進む。
On the other hand, when it is determined in step 201 that the supply of fuel has been stopped, the flow proceeds to step 226.
Willing absorption of NO x amount NOXA to is made zero, then the NO x releasing amount NOXD proceeds to step 227 is made zero. Then is the K = 0 in step 228, then the routine proceeds to step 222 after the flag F is reset in step 229.

【0049】図17から図20に第3実施例を示す。図
17に示されるようにこの第3実施例ではNOx 吸収剤
18下流の機関排気通路内に第2の空燃比センサ40が
設けられている。この第2の空燃比センサ40は空燃比
に対して空燃比センサ21と同様な出力特性を有し、こ
の第2の空燃比センサ40の出力信号はAD変換器41
を介して入力ポート35に入力される。
FIGS. 17 to 20 show a third embodiment. Second air-fuel ratio sensor 40 is provided in the NO x absorbent 18 in the downstream of the engine exhaust passage in this third embodiment, as shown in Figure 17. The second air-fuel ratio sensor 40 has the same output characteristics as the air-fuel ratio sensor 21 with respect to the air-fuel ratio, and the output signal of the second air-fuel ratio
Through the input port 35.

【0050】この第3実施例においても図18に示すよ
うにK=1.0になったときには、即ち空燃比を理論空
燃比とすべき運転状態(アイドリング運転時および図3
のK=1.0の運転領域)になったときには空燃比の平
均値が理論空燃比に対してわずかばかりリッチ側となる
ように空燃比がフィードバック制御される。このときこ
の第3実施例では最小値TDR(図6)の絶対値を増大
させ、最大値TDL(図6)を減少させることによって
空燃比の平均値を理論空燃比に対してわずかばかりリッ
チ側にずらすようにしている。
Also in the third embodiment, as shown in FIG. 18, when K = 1.0, that is, an operation state in which the air-fuel ratio should be the stoichiometric air-fuel ratio (during the idling operation and FIG.
(K = 1.0 operating range), the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio. At this time, in the third embodiment, the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio by increasing the absolute value of the minimum value TDR (FIG. 6) and decreasing the maximum value TDL (FIG. 6). I am trying to shift it.

【0051】また、この第3実施例では第2の空燃比セ
ンサ40の出力信号からNOx 吸収剤18からのNOx
放出作用が完了したか否かを判断しており、図18に示
されるように第2の空燃比センサ40の出力電圧Vが一
定値V0 よりも高くなったときに空燃比の平均値が理論
空燃比となるように空燃比がフィードバック制御され
る。このようにこの第3実施例ではNOx 吸収剤18か
らのNOx 放出作用が完了したことを第2の空燃比セン
サ40の出力電圧の変化から検出するようにしており、
従って以下このことについて説明する。
In the third embodiment, the output signal of the second air-fuel ratio sensor 40 is used to determine the NO x from the NO x absorbent 18.
It is determined whether or not the release operation has been completed. When the output voltage V of the second air-fuel ratio sensor 40 becomes higher than the constant value V 0 as shown in FIG. The air-fuel ratio is feedback-controlled so as to become the stoichiometric air-fuel ratio. Thus, in this third embodiment is to detect the fact that the NO x releasing action from the NO x absorbent 18 has been completed from the change in output voltage of the second air-fuel ratio sensor 40,
Therefore, this will be described below.

【0052】即ち、燃焼室3内に供給される混合気がリ
ッチになると図4に示されるように燃焼室3からは酸素
2 および未燃HC,COを含んだ排気ガスが排出され
るがこの酸素O2 と未燃HC,COとはほとんど反応せ
ず、斯くしてこの酸素O2 はNOx 吸収剤18を通り過
ぎてNOx 吸収剤18から排出されることになる。一
方、燃焼室3内に供給される混合気がリッチになるとN
x 吸収剤18からNO x が放出される。このとき排気
ガス中に含まれる未燃HC,COは放出されたNOx
還元するために使用されるのでNOx 吸収剤18からN
x が放出されている間はNOx 吸収剤18から全く未
燃HC,COが排出されないことになる。従ってNOx
吸収剤18からNOx が放出され続けている間はNOx
吸収剤18から排出される排気ガス中には酸素O2 が含
まれているが未燃HC,COが全く含まれておらず、従
ってこの間はNOx 吸収剤18から排出される排気ガス
の空燃比はわずかばかりリーンとなっている。
That is, the mixture supplied to the combustion chamber 3 is recycled.
As shown in FIG.
OTwoAnd exhaust gas containing unburned HC and CO
This oxygen OTwoReacts almost with unburned HC and CO
And thus this oxygen OTwoIs NOxPass through the absorbent 18
NOxIt will be discharged from the absorbent 18. one
On the other hand, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes rich, N
OxNO from absorbent 18 xIs released. At this time exhaust
Unburned HC and CO contained in the gas are released NOxTo
NO because it is used to reducexAbsorbent 18 to N
OxIs released while NO is releasedxNot yet from absorbent 18
Combustion HC and CO will not be emitted. Therefore NOx
NO from absorbent 18xNO while release is continuedx
The exhaust gas discharged from the absorbent 18 contains oxygen O 2TwoContains
Although unburned HC and CO are not contained at all,
I mean no during this timexExhaust gas discharged from absorbent 18
Has a slightly lean air-fuel ratio.

【0053】次いでNOx 吸収剤18からのNOx の放
出作用が完了すると排気ガスに含まれている未燃HC,
COはNOx 吸収剤18内でNOx の還元のために作用
されることなくそのままNOx 吸収剤18から排出され
る。従ってこのとき燃焼室3内に供給されている混合気
がリッチの場合にはNOx 吸収剤18から排出される排
気ガスの空燃比もリッチとなる。即ち、NOx 吸収剤1
8からのNOx の放出作用が完了すればNOx 吸収剤1
8から排出される排気ガスがリーンからリッチに変化す
ることになる。従ってNOx 吸収剤18からのNOx
出作用が完了すれば図18に示されるように第2の空燃
比センサ40の出力電圧Vが立上がることになる。
Next, when the action of releasing NO x from the NO x absorbent 18 is completed, the unburned HC contained in the exhaust gas,
CO is discharged from it the NO x absorbent 18 without being acting for the reduction of the NO x in the the NO x absorbent 18. Therefore, at this time, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is rich, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the NO x absorbent 18 also becomes rich. That is, the NO x absorbent 1
When the release action of NO x from NO. 8 is completed, NO x absorbent 1
The exhaust gas discharged from 8 changes from lean to rich. Hence the output voltage V of the second air-fuel ratio sensor 40 that rises as the NO x releasing action from the NO x absorbent 18 is shown in Figure 18 when completed.

【0054】図19および図20は図18に示される空
燃比制御を実行するための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
19および図20を参照するとまず初めにステップ30
0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301では減速運転時で
あって燃料の供給が停止されているか否かが判別され
る。燃料の供給が停止されていないときにはステップ3
02に進んでアイドルスイッチ20がオンであるか否
か、即ちスロットル弁14がアイドリング開度であるか
否かが判別される。アイドルスイッチ20がオンでない
ときにはステップ303に進んで図3に示す関係に基い
て機関の運転状態から補正係数Kが算出される。次いで
ステップ306に進む。
FIGS. 19 and 20 show a routine for executing the air-fuel ratio control shown in FIG. 18, and this routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIG. 19 and FIG.
0, the basic fuel injection time TP from the map shown in FIG.
Is calculated. Next, at step 301, it is determined whether or not the fuel supply is stopped during the deceleration operation. Step 3 when the fuel supply is not stopped
In step 02, it is determined whether or not the idle switch 20 is on, that is, whether or not the throttle valve 14 is at the idling opening. If the idle switch 20 is not on, the routine proceeds to step 303, where the correction coefficient K is calculated from the operating state of the engine based on the relationship shown in FIG. Next, the routine proceeds to step 306.

【0055】一方、ステップ302においてアイドルス
イッチ20がオンになったときにはステップ304に進
んでK=1.0とされ、次いでステップ306に進む。
また、ステップ301において燃料の供給が停止されて
いると判別されたときにはステップ305に進んでK=
0とされ、次いでステップ306に進む。ステップ30
6ではK=1.0であるか否かが判別される。K=1.
0でないとき、即ちリーン混合気又はリッチ混合気を燃
焼すべきときにはステップ307に進んで空燃比の平均
値をわずかばかりリッチにする処理が完了したことを示
すフラグXがリセットされる。次いでステップ308に
進んでフィードバック補正係数FAFが1.0とされ
る。次いでステップ309ではフラグFがリセットさ
れ、次いでステップ318では次式に基いて燃料噴射時
間TAUが算出される。
On the other hand, when the idle switch 20 is turned on in step 302, the routine proceeds to step 304, where K = 1.0, and then proceeds to step 306.
When it is determined in step 301 that the supply of fuel has been stopped, the routine proceeds to step 305, where K =
It is set to 0, and then the process proceeds to step 306. Step 30
At 6, it is determined whether or not K = 1.0. K = 1.
If it is not 0, that is, if the lean air-fuel mixture or the rich air-fuel mixture is to be burned, the routine proceeds to step 307, where the flag X indicating that the processing for slightly increasing the average value of the air-fuel ratio is completed is reset. Next, the routine proceeds to step 308, where the feedback correction coefficient FAF is set to 1.0. Next, at step 309, the flag F is reset, and then at step 318, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.

【0056】TAU=f・TP・K・FAF 従ってこのときには空燃比が予め定められたリーン空燃
比又はリッチ空燃比にオープンループ制御される。一
方、ステップ306においてK=1.0であると判別さ
れたとき、即ち空燃比を理論空燃比とすべきときにはス
テップ310に進んでフラグXがセットされているか否
かが判別される。K=1.0となったときにはフラグX
はリセットされているのでステップ311に進み、第2
の空燃比センサ40の出力電圧Vが一定値V0 (図1
8)よりも大きくなったか否かが判別される。リーン混
合気の燃焼が行われている状態からK=1.0となった
ときにはV≦V0 であるのでステップ312に進む。
TAU = f ・ TP ・ K ・ FAF Therefore, at this time, the air-fuel ratio is controlled in an open loop to a predetermined lean air-fuel ratio or rich air-fuel ratio. On the other hand, when it is determined in step 306 that K = 1.0, that is, when the air-fuel ratio is to be the stoichiometric air-fuel ratio, the routine proceeds to step 310, where it is determined whether the flag X is set. When K = 1.0, the flag X
Has been reset, the process proceeds to step 311 and the second
Output voltage V is a constant value V 0 which is the air-fuel ratio sensor 40 (FIG. 1
It is determined whether or not it becomes larger than 8). When K = 1.0 from the state in which the lean air-fuel mixture is being burned, V ≦ V 0 , and the process proceeds to step 312.

【0057】ステップ312では基準最小値TDR0
ら一定値k5 を減算した減算結果が最小値TDRとされ
る。即ち、最小値TDRの絶対値が基準最小値TDR0
の絶対値に対して一定値k5 だけ増大せしめられる。次
いでステップ313では基準最大値TDL0 から一定値
6 を減算した減算結果が最大値TDLとされる。次い
でステップ317においてフラグFがセットされ、ステ
ップ318に進む。フラグFがセットされると図7に示
すフィードバック制御ルーチンにおいてフィードバック
補正係数FAFが算出され、空燃比フィードバック制御
が開始される。
[0057] subtraction result obtained by subtracting the constant value k 5 from the reference minimum value TDR 0 at step 312 is the minimum value TDR. That is, the absolute value of the minimum value TDR is equal to the reference minimum value TDR 0.
It is made to increase by a constant value k 5 with respect to absolute values. Then the subtraction result obtained by subtracting the constant value k 6 from the reference maximum value TDL 0 at step 313 is the maximum value TDL. Next, at step 317, the flag F is set, and the routine proceeds to step 318. When the flag F is set, the feedback correction coefficient FAF is calculated in the feedback control routine shown in FIG. 7, and the air-fuel ratio feedback control is started.

【0058】ステップ311においてV>V0 になった
と判断されるとステップ314においてフラグXがセッ
トされ、次いでステップ315に進む。フラグXがセッ
トされると次の処理サイクルからはステップ310から
ステップ315にジャンプする。ステップ315では最
小値TDRが基準最小値TDR0 とされ、次いでステッ
プ316では最大値TDLが基準最大値TDL0 とされ
る。次いでステップ317を経てステップ318に進
む。
If it is determined in step 311 that V> V 0 , the flag X is set in step 314, and then the routine proceeds to step 315. When the flag X is set, the process jumps from step 310 to step 315 from the next processing cycle. In step 315, the minimum value TDR is set to the reference minimum value TDR 0, and then in step 316, the maximum value TDL is set to the reference maximum value TDL 0 . Next, the routine proceeds to step 318 via step 317.

【0059】従ってK=1.0となった後はV>V0
なるまでの間は最小値TDRの絶対値が増大され、最大
値TDLが減少せしめられるので空燃比は空燃比の平均
値が理論空燃比に対してわずかばかりリッチになるよう
にフィードバック制御され、V>V0 になると最小値T
DRおよび最大値TDLは夫々基準値TDR0 ,DTL
0 に戻されるので空燃比は空燃比の平均値が理論空燃比
となるようにフィードバック制御される。
Therefore, after K = 1.0, the absolute value of the minimum value TDR is increased and the maximum value TDL is decreased until V> V 0 , so that the air-fuel ratio becomes the average value of the air-fuel ratio. Is controlled to be slightly rich with respect to the stoichiometric air-fuel ratio, and when V> V 0 , the minimum value T
DR and maximum value TDL are reference values TDR 0 and DTL, respectively.
Since the air-fuel ratio is returned to 0 , the air-fuel ratio is feedback-controlled so that the average value of the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

【0060】[0060]

【発明の効果】リーン混合気からNOx を放出するため
に空燃比が変化したときのトルク変化を抑制しつつNO
x 吸収剤から短時間のうちにNOx の放出を完了するこ
とができ、更にNOx 吸収剤からのNOx 放出作用が完
了したときに空燃比の平均値が理論空燃比に切換えられ
るのでNOx 放出完了後にHC,COが大気中に放出さ
れるのを阻止することができる。
NO while suppressing the torque change when the air-fuel ratio changes in order to release the NO x from a lean air-fuel mixture, according to the present invention
From x absorbent in a short period of time can complete the release of NO x, the average value of the air-fuel ratio is switched to the stoichiometric air-fuel ratio when the addition is NO x releasing action from the NO x absorbent has been completed NO It is possible to prevent HC and CO from being released into the atmosphere after the completion of x release.

【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】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a map of a basic fuel injection time.

【図3】補正係数Kを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correction coefficient K;

【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。
FIG. 4 shows unburned HC and C in exhaust gas discharged from the engine.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the concentrations of O and oxygen.

【図5】NOx の吸放出作用を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining a NO x absorption / release effect.

【図6】フィードバック補正係数FAFの変化を示すタ
イムチャートである。
FIG. 6 is a time chart showing a change in a feedback correction coefficient FAF.

【図7】フィードバック制御を行うためのフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart for performing feedback control.

【図8】空燃比の変化を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change in an air-fuel ratio.

【図9】空燃比制御の第1実施例を示すタイムチャート
である。
FIG. 9 is a time chart showing a first embodiment of air-fuel ratio control.

【図10】空燃比制御の第1実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for executing a first embodiment of air-fuel ratio control.

【図11】空燃比制御の第1実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart for executing a first embodiment of air-fuel ratio control.

【図12】空燃比制御の第2実施例を示すタイムチャー
トである。
FIG. 12 is a time chart showing a second embodiment of the air-fuel ratio control.

【図13】NOx 吸収量NOXA等を示す図である。13 is a diagram showing the absorption of NO x amount NOXA like.

【図14】NOx 放出量NOXD等を示す図である。14 is a diagram showing the the NO x releasing amount NOXD like.

【図15】空燃比制御の第2実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart for executing a second embodiment of the air-fuel ratio control.

【図16】空燃比制御の第2実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for executing a second embodiment of the air-fuel ratio control.

【図17】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。FIG. 17 is an overall view showing another embodiment of the internal combustion engine.

【図18】空燃比制御の第3実施例を示すタイムチャー
トである。
FIG. 18 is a time chart showing a third embodiment of the air-fuel ratio control.

【図19】空燃比制御の第3実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart for executing a third embodiment of the air-fuel ratio control.

【図20】空燃比制御の第3実施例を実行するためのフ
ローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart for executing a third embodiment of the air-fuel ratio control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16…排気管 18…NOx 吸収剤16 ... exhaust pipe 18 ... NO x absorbent

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/28 301 F01N 3/28 301C ZAB ZAB F02D 41/14 310 F02D 41/14 310C (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/04 305 F01N 3/08 F01N 3/18 F01N 3/24 F01N 3/28 F02D 41/14 310 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI F01N 3/28 301 F01N 3/28 301C ZAB ZAB F02D 41/14 310 F02D 41/14 310C (58) Fields surveyed (Int.Cl. . 7, DB name) F02D 41/04 305 F01N 3/08 F01N 3/18 F01N 3/24 F01N 3/28 F02D 41/14 310

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはNOx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収した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
気が燃焼せしめられているときには排気ガス中のNOx
がNOx 吸収剤に吸収され、理論空燃比の混合気又はリ
ッチ混合気が燃焼せしめられたときにはNOx 吸収剤か
らNOx が放出せしめられる内燃機関において、機関排
気通路内に空燃比センサを配置し、リーン混合気が燃焼
せしめられている機関運転状態から理論空燃比の混合気
を燃焼すべき機関運転状態となったときには空燃比セン
サの出力信号に基いて空燃比の平均値が理論空燃比に対
しわずかばかりリッチ側となるように混合気の空燃比を
フィードバック制御する空燃比制御手段を具備し、該空
燃比制御手段は理論空燃比の混合気を燃焼すべき機関運
転状態になった後NO x 吸収剤からのNO x 放出作用が
完了したとき又は完了したと推定されたときに空燃比の
平均値が理論空燃比に対しわずかばかりリッチ側となる
空燃比フィードバック制御から空燃比の平均値が理論空
燃比となるフィードバック制御に切換える内燃機関の排
気浄化装置。
1. A absorbs NO x when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the engine and the NO x absorbent air-fuel ratio of the exhaust gas to release the NO x absorbed when the stoichiometric air-fuel ratio or rich flowing It is arranged in the exhaust passage, and when the lean mixture is combusted, NO x in the exhaust gas
Arranged but is absorbed in the NO x absorbent, the air-fuel mixture or a rich air-fuel mixture NO x is an internal combustion engine is caused to release from the NO x absorbent is when combusted in the theoretical air-fuel ratio, the air-fuel ratio sensor in the engine exhaust passage And the lean mixture burns
When the engine operation state in which the stoichiometric air-fuel ratio air-fuel mixture is to be burned from the restricted engine operation state, the average value of the air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio based on the output signal of the air-fuel ratio sensor. air-fuel ratio of the mixture so as to comprise an air-fuel ratio control means for feedback controlling a spatial
The fuel ratio control means operates the engine to burn a stoichiometric mixture.
Is the NO x releasing action from the NO x absorbent after becoming the rolling state
When the air-fuel ratio is
The average value is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio
From the air-fuel ratio feedback control, the average value of the air-fuel ratio
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that switches to feedback control that provides a fuel ratio .
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