JP3750351B2

JP3750351B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3750351B2
Application number: JP16454998A
Authority: JP
Inventors: 圭司岡田; 彰田山; 俊一椎野; 博文土田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2018-06-12
Also published as: JPH11347369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、詳しくは、排気通路に備えられたＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力を推定する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、排気空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯ_X を吸収し、排気空燃比が理論空燃比またはリッチであるときに吸収したＮＯ_X を放出して還元処理するＮＯ_X 吸収剤を備えた内燃機関の排気浄化装置が知られている。
ＮＯ_X 吸収剤は、排気空燃比がリーンであるときにＮＯ_X を吸収して大気中に排出されるＮＯ_X 量を低減するが、吸収できるＮＯ_X 量には限界があり、吸収量が吸収できる限界を超えてしまうと、機関から排出されたＮＯ_X はＮＯ_X 吸収剤に吸収されずにそのまま大気中に排出される。
このため、ＮＯ_X 吸収剤におけるＮＯ_X 吸収量が吸収できる限界に達していることが推定されると、排気空燃比を一時的にリッチに切替えて、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されているＮＯ_X の放出・還元処理を行うようにしている。
しかしながら、このようなＮＯ_X 吸収剤にあっては使用を繰り返すうちに劣化が進行するため、ＮＯ_X の吸収能力は経時的に低下していく。従って、随時、ＮＯ_X の吸収能力を把握して、リッチに切替えるタイミングや、どの程度リッチにシフトさせるのか、ＮＯ_X を放出させる際の制御に反映することが望ましい。或いは、リーンでの運転を禁止するなどして、ＮＯ_X が大気に排出されることを防止するための対策を講ずることが望ましい。
【０００３】
そこで、特開平８−２３２６４４号、特開平８−２３２６４６号公報等に開示された技術では、ＮＯ_X 吸収剤の下流側に空燃比センサを設け、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリーンからリッチに制御したときのＮＯ_X 吸収剤下流における空燃比変化をモニタすることでＮＯ_X 吸収剤の吸収量を推定している。
すなわち、図９に示したように、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリーンからリッチに切替えたとき、ＮＯ_X 吸収剤下流における空燃比は、ＮＯ_X の放出が行われている期間、略理論空燃比に維持され、ＮＯ_X の放出が終了するとリッチになるから、この特性を利用してＮＯ_X 吸収剤下流における空燃比が理論空燃比に維持される期間ｔを計測して、ＮＯ_X 吸収能力を推定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリーンからリッチにした後、ＮＯ_X 吸収剤下流における空燃比が略理論空燃比に維持される期間をＮＯ_X の放出が行われている期間としているが、実際にはこのときＮＯ_X 吸収剤に吸収されていた酸素も放出しており、ＮＯ_X 吸収剤下流に設けられた空燃比センサはこの放出された酸素も同時に検出している。
このため、従来のようにＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリーンからリッチにした後、ＮＯ_X 吸収剤下流における空燃比が略理論空燃比に維持される期間を計測するだけでは、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されたＮＯ_X 量をＮＯ_X 吸収剤に吸収された酸素量から切り分けて検出することができず、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力、すなわちＮＯ_X 吸収剤の経時的な劣化を正確に捉えることができない。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、ＮＯ_X 吸収剤に吸収された酸素の影響を排除して、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されたＮＯ_X 量を正確に求めることができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明は、図１にも示すとおり、内燃機関Ａの排気通路に、排気空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯ_X を吸収し、排気空燃比が理論空燃比又はリッチであるときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤Ｂと、ＮＯ_X 吸収剤Ｂの下流側で排気空燃比を検出する空燃比センサＣと、を備える内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯ_X 吸収剤Ｂの温度を検出する温度検出手段Ｄと、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化する排気空燃比リッチ化手段Ｅと、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化したとき、空燃比センサＣの出力に基づいてＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定する合計放出量推定手段Ｆと、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化したとき、ＮＯ_X 吸収剤Ｂの温度に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素が排気ガス中の未燃成分と反応したことによる合計発熱量を推定する合計発熱量推定手段Ｇと、前記合計放出量と前記合計発熱量とに基づいてＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X 放出量を推定するＮＯ_X 放出量推定手段Ｈとを備えたことを特徴とする。
かかる構成によると、排気空燃比リッチ化手段Ｅにより排気空燃比がリッチ化されると、合計放出量推定手段ＦはＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定し、合計発熱量推定手段ＧはＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素が排気ガス中の未燃成分と反応したことによる合計発熱量を推定する。そして、このように合計放出量と合計発熱量が推定できれば、所定の関係を用いて、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X 放出量を、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出された酸素放出量から分離して求めることができる。従って、こうして求められたＮＯ_X 放出量に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤ＢのＮＯ_X 吸収能力を正確に把握することが可能となる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明によれば、合計放出量推定手段Ｆは、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化したとき、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比とＮＯ_X 吸収剤Ｂから流出する排気空燃比との差の積分値に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定することを特徴とする。
かかる構成によると、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比とＮＯ_X 吸収剤Ｂから流出する排気空燃比との差の積分値が、排気空燃比をリッチ化している間に、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されるＮＯ_X と酸素の放出量の合計に相関するから、ＮＯ_X 吸収剤Ｂが放出したＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定することが可能となる。
【０００８】
また、請求項３記載の発明によれば、合計発熱量推定手段Ｇは、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化したことによるＮＯ_X 吸収剤Ｂの温度上昇に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X と酸素の合計発熱量を推定することを特徴とする。
かかる構成によると、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化したことによるＮＯ_X 吸収剤Ｂの温度上昇は、排気空燃比をリッチ化している間に、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されるＮＯ_X と酸素が、排気ガス中の未燃分と反応して発生する発熱量に相関するから、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されるＮＯ_X と酸素の合計発熱量を推定することが可能となる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明によれば、排気空燃比リッチ化手段Ｅは、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに吸収されたＮＯ_X 量が飽和量に達して、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに吸収されたＮＯ_X を放出させる必要があるときに、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに流入する排気空燃比をリッチ化することを特徴とする。
かかる構成によると、例えばリーンでの運転を継続して、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに吸収されたＮＯ_X 量が飽和量に達した場合に、ＮＯ_X 吸収剤Ｂに吸収されたＮＯ_X を放出させつつも、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されたＮＯ_X 放出量を、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出された酸素放出量から分離して求めることができ、ＮＯ_X 吸収剤ＢのＮＯ_X 吸収能力を正確に把握することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の実施の形態の構成を示す。機関１には、スロットル弁２で調量された吸入空気が供給され、この吸入空気は燃料噴射弁３から噴射された燃料と混合して、燃焼室内に混合気を形成する。
燃料噴射弁３は、吸気ポートの部分に燃料を噴射するものであってもよいし、燃焼室内に直接燃料を噴射するものであってもよい。
燃焼室内に形成された混合気は、点火栓４による火花点火によって着火燃焼し、排気は排気通路９に介装されたＮＯ_X 吸収触媒５（ＮＯ_X 吸収剤）で浄化された後、大気中に放出される。
【００１１】
ＮＯ_X 吸収触媒５は、排気空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯ_X を吸収し、排気空燃比が理論空燃比又はリッチであるときに吸収したＮＯ_X を放出するものであり、また、当該ＮＯ_X 吸収触媒５には三元触媒層がコーティングされており、放出したＮＯ_X をこの三元触媒層で還元処理する機能を有している。
【００１２】
燃料墳射弁３による噴射時期、噴射量、及び点火栓４による点火時期等を制御するコントロールユニット６は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射弁３に対して噴射パルス信号を出力し、点火栓４のパワートランジスタに対しては点火信号を出力する。
燃料噴射信号の演算においては、運転条件に応じて目標空燃比を決定し、この目標空燃比の混合気が形成されるように燃料噴射量が演算される。目標空燃比は、例えば低回転・低負荷領域において、理論空燃比よりもリーンな空燃比が設定される構成となっている。
【００１３】
各種センサとしては、機関１の吸入空気流量を検出するエアフロメータ７、スロットル弁２の開度を検出するスロットルセンサ８、ＮＯ_X 吸収触媒５の上流側の排気通路９に配置されて排気空燃比を検出する第１空燃比センサ１０、ＮＯ_X 吸収触媒５の下流側の排気通路９に配置されて排気空燃比を検出する第２空燃比センサ１１などが設けられる他、コントロールユニット６には機関１の冷却水の温度を検出する温度センサ１２、吸入負圧（Ｂｏｏｓｔ）を検出する負圧センサ１３、機関１の回転数（Ｎｅ）を検出するクランク角センサ１４、ＮＯ_X 吸収触媒５の温度（Ｔｈｓｔ）を検出する温度センサ１５（ＮＯ_X 吸収剤の温度を検出する手段）などからの出力が入力されている。
【００１４】
第１空燃比センサ１０は、排気中の酸素濃度に基づいて排気空燃比を検出するセンサであり、理論空燃比のみを検出するＯ₂ センサであってもよいし、排気空燃比を広域に検出できる広域空燃比センサであってもよい。
第２空燃比センサ１１は、本実施の形態では排気空燃比を広域に検出できる広域空燃比センサとしている。
コントロールユニット６は、通常は、第１空燃比センサ１０で検出された排気空燃比を目標空燃比に近づけるように、燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック係数を設定する。
一方、ＮＯ_X 脱離・還元処理時には、第２空燃比センサ１１を用いてＮＯ_X 吸収触媒５下流側の排気空燃比を検出しつつ、ＮＯ_X 吸収触媒５から放出されるＮＯ_X 放出量を算出する。
【００１５】
かかるＮＯ_X 放出量を算出するフローチャートを図３に示す。なお、本フローチャートは、イグニッションスイッチがＯＮされたときに、各種変数（Ｔｍａｘ、ｄＡＦ、ＤＡＬＴＡＦ、Ｏｈｓｔ、ＤＬＴＴ、Ｑｈｓｔ）が０にクリアされ、また、フラグＦＬＧＲＩＣＨも０にクリアされるものとする。
【００１６】
まず、ステップ１において、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X の放出が必要であるか否かを判断する。基本的な考え方は、ＮＯ_X 吸収触媒５に吸収されたＮＯ_X 量が飽和量に達したか否かを判断するものであり、例えば、リーンの継続時間など運転状態の履歴から、ＮＯ_X 吸収触媒５に吸収されたＮＯ_X 量を推定し、この推定量を飽和量と比較することにより、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X の放出が必要であるか否かを判断することが可能である。
ステップ１において、ＮＯ_X の放出が必要でない場合はこのままルーチンを終了し、必要であると判断された場合はステップ２に進んで、現在の運転状態がＮＯ_X の放出処理（ＮＯ_X の脱離・還元処理）に適しているか否かを判断する。現在の運転状態がＮＯ_X の放出処理に適していないと判断された場合は、ステップ１５に進んで、ＮＯ_X の放出処理に用いる各種変数（Ｔｍａｘ、ｄＡＦ、ＤＡＬＴＡＦ、Ｏｈｓｔ、ＤＬＴＴ、Ｑｈｓｔ）を０にクリアすると共に、ステップ１６で第１空燃比センサ１０の出力に基づく通常の空燃比制御（フィードバック制御）を行い、ステップ１７でＮＯ_X 放出のために排気空燃比をリッチ化していることを示すフラグＦＬＧＲＩＣＨを０にクリアする。
【００１７】
ステップ２において現在の運転状態がＮＯ_X の放出処理に適していると判断された場合、ステップ３に進んで、フラグＦＬＧＲＩＣＨが１であるか否かを確認する。ＦＬＧＲＩＣＨに１がセットされているとき、ＮＯ_X 放出のために排気空燃比をリッチ化していることを表し、ステップ８に進むが、初回の場合は、ＦＬＧＲＩＣＨは０にイニシャライズされているから、ステップ３ではＮＯと判断して、ステップ４〜ステップ７を実行する。
【００１８】
すなわち、ＮＯ_X の放出が必要で、且つ現在の運転状態がＮＯ_X の放出を行うのに適している状態であるから、ステップ４ではＮＯ_X 吸収触媒５に吸収されたＮＯ_X を放出させるために、排気空燃比のリッチ化（ＮＯ_X の放出処理）を行う（図５（ａ）参照）。排気空燃比のリッチ化は、燃料噴射弁３から噴射される燃料量を増量して、燃焼室内に形成される空燃比をリッチ化することにより行われるが、排気通路９に直接燃料を供給することにより、行うことも可能である。つまり、こうしたステップが排気空燃比リッチ化手段に相当する。
【００１９】
そして、ステップ５では、ＮＯ_X 吸収触媒５に吸収されたＮＯ_X を放出させるために、排気空燃比のリッチ化を行っていることを表すフラグＦＬＧＲＩＣＨに１をセットする。
【００２０】
ステップ６では、排気空燃比のリッチ化を行っている状態で、ＮＯ_X 吸収触媒５に流入する排気ガスの温度Ｔｉｎを推定する。排気ガス温度Ｔｉｎは、機関１の運転状態を代表するパラメータとして、機関回転数Ｎｅと吸入負圧Ｂｏｏｓｔを基に予め実験により求められた図４を内容とするマップを検索すると共に、排気空燃比のリッチ化を行ったことによる排気温度の変化を考慮するために、排気空燃比のリッチ化度合いや、点火時期を考慮した補正を加えることにより求めることが可能である。
この推定した排気ガス温度Ｔｉｎは、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X 及び酸素の放出が始まる直前におけるＮＯ_X 吸収触媒５の初期温度を表すものであり、後述するＮＯ_X 放出量の算出に用いられる（図５（ｃ）参照）。
【００２１】
ステップ７では、推定した排気ガス温度ＴｉｎをＴｍａｘの初期値として代入し、ステップ８へ進む。ここで、ＴｍａｘはＮＯ_X の放出処理を実行しているときにおけるＮＯ_X 吸収触媒５の最高温度を表す変数である。
ステップ８では、ＮＯ_X 吸収触媒５に取付けられた温度センサ１５の出力に基づいて、現在のＮＯ_X 吸収触媒５の温度Ｔｈｓｔとこれまでの最高温度Ｔｍａｘとを比較する。Ｔｈｓｔ≧Ｔｍａｘが成立する場合、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X と酸素の放出が継続しており、すなわち、排気空燃比のリッチ化により発生したＣＯ（排気中の未燃成分）との反応熱でＮＯ_X 吸収触媒５の温度が上昇しているものと判断し、ステップ９に進んで、今回のＮＯ_X 吸収触媒５の温度Ｔｈｓｔを最高温度Ｔｍａｘに置き換える。
【００２２】
次にステップ１０では、ＮＯ_X 吸収触媒５の入口側と出口側の空燃比の差ｄＡＦを次式により求める（図５（ｂ）参照）。
ｄＡＦ＝ＡＦｏｕｔ−ＡＦｉｎ
入口側空燃比ＡＦｉｎはステップ４におけるリッチ化の程度により決まる値であり、ステップ４での制御内容から知ることは可能であるが、ＮＯ_X 吸収触媒５の上流側に設けられた第１空燃比センサ１０の出力に基づいて求めることも可能である。また、出口側空燃比ＡＦｏｕｔはＮＯ_X 吸収触媒５の下流側に設けられた第２空燃比センサ１１の出力に基づいて決められる。
そして、ステップ１１では空燃比の差ｄＡＦの積算値ＤＡＬＴＡＦを計算して、本ルーチンをする。
つまり、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X と酸素の放出が継続している間、ステップ８〜ステップ１１を繰り返すことにより、ＮＯ_X 吸収触媒５の入口側と出口側の空燃比の差ｄＡＦの積算値ＤＡＬＴＡＦが求められる。この積算値ＤＡＬＴＡＦは、図８（ｂ）に示したように、ＮＯ_X 放出処理を実行している間、ＮＯ_X 吸収触媒５から放出されるＮＯ_X と酸素の放出量に相関する値であり、後述するステップ１３で、ＮＯ_X 吸収触媒５が放出したＮＯ_X と酸素の合計放出量Ｏｈｓｔを求める際に用いられる。
【００２３】
一方、ステップ８でＴｈｓｔ≧Ｔｍａｘが成立しない場合、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X と酸素の放出が終了したものと判断して（図８（ｂ）（ｃ）参照）、ステップ１２に進んで、ＮＯ_X の放出処理を実行しているときのＮＯ_X 吸収触媒５の最高温度Ｔｍａｘと、ＮＯ_X の放出処理を開始したときのＮＯ_X 吸収触媒５の初期温度Ｔｉｎとの温度差ＤＬＴＴを次式により求める。
ＤＬＴＴ＝Ｔｍａｘ−Ｔｉｎ
この温度差ＤＬＴＴは、図８（ｃ）に示したように、ＮＯ_X 放出処理を実行している間、ＮＯ_X 吸収触媒５から放出されるＮＯ_X と酸素が、排気ガス中のＣＯと反応して発生する発熱量に相関する値であり、次に説明するステップ１３で求める合計発熱量Ｑｈｓｔを演算する際に用いられる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X 及び酸素が放出されている期間を、ＮＯ_X 吸収触媒５の温度上昇が継続している期間に対応させて求めているが、先に説明した公知技術（図９参照）のように、ＮＯ_X 吸収触媒５の下流側に設けられた第２空燃比センサ１１の出力に基づいて、ＮＯ_X 吸収触媒５の下流側空燃比が略理論空燃比に維持されている期間を、ＮＯ_X 吸収触媒５からＮＯ_X 及び酸素が放出されている期間として判断することも可能である。
【００２５】
ステップ１３では、ＮＯ_X 吸収触媒５が放出したＮＯ_X と酸素による合計発熱量Ｑｈｓｔを求める。この合計発熱量Ｑｈｓｔは、ステップ１２で求めた温度差ＤＬＴＴをもとに予め実験により求められた図６に示す内容のテーブル検索することにより求められる。こうした計算が合計発熱量推定手段に相当する。
また、ステップ１３では、ＮＯ_X 吸収触媒５が放出したＮＯ_X と酸素の合計放出量Ｏｈｓｔを求める。この合計放出量Ｏｈｓｔは、ステップ１１で求めた積算値ＤＡＬＴＡＦをもとに予め実験により求められた図７に示す内容のテーブル検索することにより求められる。こうした計算が合計放出量推定手段相当する。
【００２６】
次に、ステップ１４では、ＮＯ_X の放出処理を実行したことにより、ＮＯ_X 吸収触媒５から放出されたＮＯ_X 放出量Ｍ_nox と酸素放出量Ｍ_O をそれぞれ算出する。このステップがＮＯ_X 放出量推定手段に相当する。
すなわち、次の反応式で示されるように、ＮＯ_X 吸収触媒から放出されたＮＯ_X と酸素がリッチ化された排気ガス中のＣＯと反応した場合、
２ＣＯ＋ＮＯ₂ →２ＣＯ₂ ＋１／２Ｎ₂ ＋Ｑｎ［ＫＪ／ｍｏｌ］
２ＣＯ＋Ｏ₂ →２ＣＯ₂ ＋Ｑ_O ［ＫＪ／ｍｏｌ］
の関係が成り立ち、この場合、代表的な触媒内温度である例えば、８００［Ｋ］におけるそれぞれの発熱量は、Ｑｎ＝５０９［ＫＪ／ｍｏｌ］、Ｑ_O ＝４２６
［ＫＪ／ｍｏｌ］であるから、ステップ１３で求めた合計発熱量Ｑｈｓｔと合計放出量Ｏｈｓｔを用いて、次式を解くことで、
Ｑｎ×Ｍ_nox ＋Ｑ_O ×Ｍ_O ＝Ｑｈｓｔ
Ｍ_nox ＋Ｍ_O ＝Ｏｈｓｔ
ＮＯ_X 放出量Ｍ_nox と酸素放出量Ｍ_O をそれぞれ算出する可能である。
【００２７】
このようにしてＮＯ_X 吸収触媒５に吸収されたＮＯ_X 量が飽和した状態から、ＮＯ_X 放出処理を行うことにより、ＮＯ_X 吸収触媒５から放出されたＮＯ_X 放出量Ｍ_nox を、このとき放出される酸素放出量Ｍ_O から分離して求めることが可能となり、ＮＯ_X 吸収触媒５のＮＯ_X 吸収能力を正確に見極めることができる。
【００２８】
従って、例えば、ステップ１４で求めたＮＯ_X 放出量Ｍ_nox が、予め定めた所定値よりも小さい場合には、機関１のリーンでの運転を的確に禁止することができ、ＮＯ_X が大気中に放出されることを防止することができる他、ＮＯ_X 吸収触媒５の劣化を示す警告灯を点灯させるなど、必要な措置を講ずることが可能となる。
【００２９】
そして、ＮＯ_X 放出量Ｍ_nox の算出が終わると、ステップ１５では各種変数（Ｔｍａｘ、ｄＡＦ、ＤＡＬＴＡＦ、Ｏｈｓｔ、ＤＬＴＴ、Ｑｈｓｔ）を０にクリアにすると共に、ステップ１６で第１空燃比センサ１０の出力に基づく通常空燃比制御（フィードバック制御）に復帰し、ステップ１７でＮＯ_X 放出のために排気空燃比をリッチ化していることを示すフラグＦＬＧＲＩＣＨを０にクリアすることで本ルーチンを終了する。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１記載の発明にあっては、排気空燃比リッチ化手段により排気空燃比がリッチ化されると、合計放出量推定手段はＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定し、合計発熱量推定手段はＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素が排気ガス中の未燃成分と反応したことによる合計発熱量を推定する。そして、このように合計放出量と合計発熱量が推定できれば、所定の関係を用いて、ＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X 放出量を、ＮＯ_X 吸収剤から放出された酸素放出量から分離して求めることができる。従って、こうして求められたＮＯ_X 放出量に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力を正確に把握することが可能となるという効果が得られる。
【００３１】
請求項２記載の発明にあっては、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比とＮＯ_X 吸収剤から流出する排気空燃比との差の積分値が、排気空燃比をリッチ化している間に、ＮＯ_X 吸収剤Ｂから放出されるＮＯ_X と酸素の放出量の合計に相関するから、ＮＯ_X 吸収剤が放出したＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定することが可能となるという効果が得られる。
【００３２】
請求項３記載の発明にあっては、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化したことによるＮＯ_X 吸収剤の温度上昇は、排気空燃比をリッチ化している間に、ＮＯ_X 吸収剤から放出されるＮＯ_X と酸素が、排気ガス中の未燃分と反応して発生する発熱量に相関するから、ＮＯ_X 吸収剤から放出されるＮＯ_X と酸素の合計発熱量を推定することが可能となるという効果が得られる。
【００３３】
請求項４記載の発明にあっては、例えばリーンでの運転を継続して、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されたＮＯ_X 量が飽和量に達した場合に、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されたＮＯ_X を放出させつつも、ＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X 放出量を、ＮＯ_X 吸収剤から放出された酸素放出量から分離して求めることができ、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収能力を正確に把握することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の基本構成を示す対応図である。
【図２】本実施の形態における内燃機関の排気浄化装置の基本構成図である。
【図３】本実施の形態における作用を説明するフローチャートである。
【図４】排気ガス温度を推定するためのテーブルである。
【図５】ＮＯ_X 放出処理時の排気空燃比とＮＯ_X 吸収触媒温度の変化特性を示す図である。
【図６】温度差ＤＬＴＴと合計発熱量Ｑｈｓｔとの関係を示すテーブルである。
【図７】積算値ＤＡＬＴＡＦと合計放出量Ｏｈｓｔとの関係を示すテーブルである。
【図８】合計放出量Ｏｈｓｔと合計発熱量Ｑｈｓｔを説明するタイムチャートである。
【図９】従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ内燃機関
ＢＮＯ_X 吸収剤
Ｃ空燃比センサ
Ｄ温度検出手段
Ｅ排気空燃比リッチ化手段
Ｆ合計放出量推定手段
Ｇ合計発熱量推定手段
ＨＮＯ_X 放出量推定手段
１機関
２スロットル弁
３燃料噴射弁
４点火栓
５ＮＯ_X 吸収触媒（ＮＯ_X 吸収剤）
６コントロールユニット
７エアフロメータ
８スロットルセンサ
９排気通路
１０第１空燃比センサ
１１第２空燃比センサ
１２温度センサ
１３負圧センサ
１４クランク角センサ
１５温度センサ

Claims

内燃機関の排気通路に、排気空燃比がリーンであるときに排気中のＮＯ_X を吸収し、排気空燃比が理論空燃比又はリッチであるときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤と、ＮＯ_X 吸収剤の下流側で排気空燃比を検出する空燃比センサと、を備える内燃機関の排気浄化装置において、
ＮＯ_X 吸収剤の温度を検出する温度検出手段と、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化する排気空燃比リッチ化手段と、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化したとき、空燃比センサの出力に基づいてＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素との合計放出量を推定する合計放出量推定手段と、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化したとき、ＮＯ_X 吸収剤の温度に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素とが排気ガス中の未燃成分と反応したことによる合計発熱量を推定する合計発熱量推定手段と、前記合計放出量と前記合計発熱量とに基づいてＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X 放出量を推定するＮＯ_X 放出量推定手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記合計放出量推定手段は、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化したとき、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比とＮＯ_X 吸収剤から流出する排気空燃比との差の積分値に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素の合計放出量を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記合計発熱量推定手段は、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化したことによるＮＯ_X 吸収剤の温度上昇に基づいて、ＮＯ_X 吸収剤から放出されたＮＯ_X と酸素の合計発熱量を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記排気空燃比リッチ化手段は、ＮＯ_X 吸収剤に吸収されたＮＯ_X 量が飽和量に達して、ＮＯ_X 剤に吸収されたＮＯ_X を放出させる必要があるときに、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気空燃比をリッチ化することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。