JP3805562B2

JP3805562B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3805562B2
Application number: JP15717099A
Authority: JP
Inventors: 敏明米倉; 敏和知; 秀昭片柴; 裕史大内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: DE10001134C2; US20010032456A1; JP2000345830A; US6345498B2; DE10001134A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１９図は特開平８−２３２６４４号公報で開示された内燃機関１の排気浄化装置を示す構成図である。図１９において、１は内燃機関、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は排気ポートである。吸気ポート６は対応する枝管９を介してサージタンクに１０に連結され、各枝管９には各々吸気ポート６内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１１が取り付けられる。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。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吸蔵触媒１８を内蔵したケーシング１７に接続される。
【０００３】
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、常時電源に接続されたバックアップＲＡＭ３５、入力ポート３６および出力ポート３７、ＡＤ変換器３８、駆動回路３９を備える。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出力する圧力センサ１９が配置され、この圧力センサ１９の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。ＮＯｘ吸蔵触媒１８下流の排気マニホルド１５内にはＯ２センサと呼ばれるスイッチングタイプの空燃比センサ２０が配置され、この空燃比センサ２０の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。ＮＯｘ吸蔵触媒１８下流の排気管２１内にはＯ２センサと呼ばれるスイッチングタイプの別の空燃比センサ２２が配置され、この空燃比センサ２２の出力は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に接続される。また、入力ポート３６には機関回転数Ｎを表す出力パルスを発生する回転数センサ２３および車速を表す出力パルスを発生する車速センサ２４が接続される。出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して各々点火栓４および燃料噴射弁１１に接続される。
【０００４】
前記従来装置の動作について説明する。通常は、燃焼室３で希薄空燃比（以下、リーンと称する）の混合気を燃焼し、ＮＯｘ吸蔵触媒１８が吸蔵した窒素酸化物ＮＯｘの量が一定量を超えると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガスの空燃比が濃厚空燃比（以下、リッチと称する）となるように制御することにより、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ放出作用が開始される。
【０００５】
また、ＮＯｘ吸蔵触媒１８は使用するうちに次第に劣化し、劣化すればするほどＮＯｘ吸蔵能力が低下してついにはＮＯｘを吸蔵できなくなってしまう。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒１８を用いた場合にはＮＯｘ吸蔵触媒１８がどの程度劣化しているかを検出することが必要となる。ところで、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガスの空燃比をリッチにした場合、ＮＯｘ吸蔵触媒１８からのＮＯｘ放出作用が行われている間は、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から流出する排気ガスの空燃比がわずかばかりリーンとなっている。そして、ＮＯｘ吸蔵触媒１８からのＮＯｘ放出作用が完了すると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から流出する排気ガスの空燃比がリッチになることが判明している。この場合、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されているＮＯｘ量が少なくなるほど、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされた後、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から流出する排気ガスの空燃比がリッチになるまでの時間が短くなる。従って、上記時間からＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化度合いを検出できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化は大きく分けて２種類ある。その１つは熱劣化などのように一度劣化してしまえば元に戻らないものである。もう１つはサルファ被毒による劣化などのように何らかの再生処理を施せば、ＮＯｘ吸蔵触媒１８の吸蔵能力がある程度まで回復するものである。前述の特開平８−２３２６４４号公報で開示された内燃機関１の排気浄化装置においては、上記２種類の劣化を同一に扱っており、劣化判定後のＮＯｘ吸蔵容量にあわせたＮＯｘ吸蔵許容量を設定している。また、同公報においては、劣化の判定を行うためのリッチ運転を１つのパターンとして設定された空燃比Ａ／Ｆにより行っているため、図２０に示すように判定のための空燃比Ａ／Ｆのリッチ度合いが大きければ劣化度合いの差が出にくく、逆に、図２１に示すように判定のための空燃比Ａ／Ｆのリッチ度合いが小さければ差は出るものの、判定のためのリッチ運転が長時間続くことになり、燃費の点で不利である。
【０００７】
この発明の目的は、前述の問題点を解決するためになされたもので、ＮＯｘ吸蔵触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチにされてからＮＯｘ吸蔵触媒より流出する排気ガスの空燃比がリッチになるまでの時間を利用し、ＮＯｘ触媒の劣化度合いをより正確に把握す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である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ＮＯｘ吸蔵触媒と空燃比センサと第１ＮＯｘ量推定手段と判別手段と空燃比切替手段と第２ＮＯｘ量推定手段と劣化判断手段とを備え、ＮＯｘ吸蔵触媒が流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵しリッチのときに吸蔵したＮＯｘを浄化放出し、空燃比センサがＮＯｘ吸蔵触媒より下流の排気ガス中の酸素濃度を検出し、第１ＮＯｘ量推定手段がＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されていると堆定される第１ＮＯｘ推定量を求め、判別手段が第１ＮＯｘ量推定手段で求められた第１ＮＯｘ推定量がＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ最大許容吸蔵量になっていると推定しうる判定レベルを超えたか否かを判別し、空燃比切替手段が判別手段での堆定ＮＯｘ量が上記判定レベルを超えた判別結果によりＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべく上記排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切替え、第２ＮＯｘ量推定手段が空燃比切替手段での排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切り替えられてから上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに対応する出力レベルに変化するまでの時間の長さにより第２ＮＯｘ推定量を推定し、劣化判断手段が第２ＮＯｘ推定量手段による第２ＮＯｘ推定量と前記第１ＮＯｘ推定手段による第１ＮＯｘ推定量との比較によりＮＯｘ吸蔵触媒の劣化の度合いを判断するとともに上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化するまでの時間が所定値より短く劣化度合いの判断が困難なときリーンからリッチに切り替えるときの上記排気ガスのリッチ度合いを小さくし上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化するまでの時間を長くして劣化度合いの判断を正確に行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、請求項１に記載のＮＯｘ吸蔵触媒より上流の排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサを備え、空燃比をリーンからリッチに切替えたとき、上記上流の空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化したときに時間の計測を開始する手段を前記第２ＮＯｘ量推定手段が備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、請求項１または２に記載の劣化判定手段の劣化度合いが所定のレベルを超えた判断した結果によりサルファ再生制御を実行するサルファ再生手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、請求項１または２または３に記載の劣化判定手段の劣化度合いが所定のレベルを超えた判断した結果により警告を発生する警報発生手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について図１〜図１７を用いて説明する。図１は内燃機関１の排気ガス浄化装置を示す構成図である。図１において、電子制御ユニット３００は、前記ディジタルコンピュータからなる電子制御ユニット３０に相当するものであって、第１ＮＯｘ量推定手段３０１、判別手段３０２、空燃比切替手段３０３、第２ＮＯｘ量推定手段３０４、劣化判断手段３０５、サルファ再生手段３０６、警報発生手段３０７を備えたことが前記電子制御ユニット３０と異なる。電子制御ユニット３００のディジタルコンピュータにおける双方向性バス３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＣＰＵ３４、バックアップＲＡＭ３５、入力ポート３６、出力ポート３７、ＡＤ変換器３８、駆動回路３９など要素は前記図１９と同じである。そして、第１ＮＯｘ量推定手段３０１、判別手段３０２、空燃比切替手段３０３、第２ＮＯｘ量推定手段３０４、劣化判断手段３０５、サルファ再生手段３０６、警報発生手段３０７などの各手段は、ＣＰＵ３４がＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従いＲＡＭ３３を記憶手段として用い、図１２〜図１５および図１７の制御処理を実行する。４０は警報発生手段３０７からの出力により動作する警報表示器である。また、内燃機関１、ピストン２、燃焼室３、点火栓４、吸気弁５、吸気ポート６、排気弁７、排気ポート８、枝管９、サージタンク１０、燃料噴射弁１１、吸気ダクト１２、エアクリーナ１３、スロットル弁１４、排気マニホルド１５、排気管１６、ケーシング１７、ＮＯｘ吸蔵触媒１８、圧力センサ１９、空燃比センサ２０、排気管２１、空燃比センサ２２、回転数センサ２３、車速センサ２４などの要素は、前記図１９と同じである。
【００１３】
次に実施の形態１の動作について説明する。電子制御ユニット３００は例えば燃料噴射時間ＴＡＶ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦを算出する。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各々示す。基本燃料噴射時間ＴＰは、燃焼室３に供給される混合気の空燃比を理論空燃比（ストイキ）とするのに必要な燃料噴射時間であって、予め実験により求められ、図２に示すようなマップの形で、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、ＲＯＭ３２に予め記憶されている。補正係数Ｋは、上記混合気の空燃比を制御するための係数であって、補正係数Ｋ＝１．０であれば混合気の空燃比がストイキとなり、補正係数Ｋ＜１．０であれば混合気の空燃比がストイキよりも大きい希薄空燃比（リーン）となり、補正係数Ｋ＞１．０であれば混合気の空燃比がストイキよりも小さい濃厚空燃比（リッチ）となる。
【００１４】
フィードバック補正係数ＦＡＦは、基本的には、補正係数Ｋ＝１．０のとき、即ち前記混合気の空燃比をストイキとすべきとき、空燃比センサ２０の出力信号に基づいて、混合気の空燃比をストイキ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、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、補正係数Ｋ＜１．０または補正係数Ｋ＞１．０のときにはフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定される。
【００１５】
前記混合気の制御目標空燃比としての補正係数Ｋの値は、内燃機関１の運転状態に応じて変化し、実施の形態１では、絶対圧ＰＭと機関回転数Ｎと補正係数Ｋとの関係を表す図３に示されるように、前記絶対圧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。図３において、実線Ｒよりも低負荷側の低負荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気の空燃比がリーンとされ、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ストイキとされ、実線Ｓよりも高負荷側の全負荷運転領域ではＫ＞１．０、即ち混合気の空燃比がリッチとされる。
【００１６】
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としての未燃な炭化水素ＨＣ、一酸化炭素ＣＯ、酸素Ｏ_２の濃度を概略的に示している。図４から分かるように、炭化水素ＨＣおよび一酸化炭素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、酸素Ｏ_２の濃度は上記混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【００１７】
前記ＮＯｘ吸蔵触媒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なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とを担持している。機関吸気通路およびＮＯｘ吸蔵触媒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、ＮＯｘ吸蔵触媒１８への流入排気ガスの空燃比と称すると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときＮＯｘを吸蔵し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸蔵した窒素酸化物ＮＯｘを放出する、窒素酸化物ＮＯｘの吸放出作用を行う。なお、ＮＯｘ吸蔵触媒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、ＮＯｘ吸蔵触媒１８は上記混合気の空燃比がリーンの時にはＮＯｘを吸蔵し、上記混合気の酸素濃度が低下すると、吸蔵した窒素酸化物ＮＯｘを放出することになる。
【００１８】
ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ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が、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘの吸放出作用を表す図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。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として説明するが、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。
【００１９】
ＮＯｘ吸蔵触媒１８への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幅に増大する。そして、図５（Ａ）に示すように、酸素Ｏ_２が酸素イオンＯ_２ ⁻の形で白金Ｐｔの表面に付着する。流入排気ガス中の窒素酸化物ＮＯｘは白金Ｐｔの表面上で酸素イオンＯ_２ ⁻と反応し、二酸化窒素ＮＯ_２となる。（２ＮＯ＋Ｏ_２ ⁻＞２ＮＯ_２）。この生成された二酸化窒素ＮＯ_２の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつＮＯｘ吸蔵触媒１８内に吸蔵されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図５（Ａ）に示すように、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形でＮＯｘ吸蔵触媒１８内に拡散する。このようにして、窒素酸化物ＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒１８内に吸蔵される。
【００２０】
前記流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り、白金Ｐｔの表面で二酸化窒素ＮＯ_２が生成され、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しない限り、二酸化窒素ＮＯ_２がＮＯｘ吸蔵触媒１８内に吸蔵され、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻が生成される。これに対し、流入排気ガスの酸素濃度が低下し、二酸化窒素ＮＯ_２の生成量が低下すると、反応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ_２）に進み、ＮＯｘ吸蔵触媒１８内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻が二酸化窒素ＮＯ_２の形でＮＯｘ吸蔵触媒１８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吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出されることになる。一方、図４に示すように、流入排気ガスのリーンの度合いが低くなれば、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いを低くすれば、たとえ流入排気ガスの空燃比がリーンであっても、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出されることになる。
【００２１】
また、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に示するように、未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが多量となる。これらの炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯは白金Ｐｔ上の酸素イオンＯ_２ ⁻と反応して酸化される。一方、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、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出される。この窒素酸化物ＮＯｘである二酸化窒素ＮＯ_２は図５（Ｂ）に示すように、未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯと反応して還元される。このようにして、白金Ｐｔの表面上に二酸化窒素ＮＯ_２が存在しなくなると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から二酸化窒素ＮＯ_２が次から次へと放出される。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吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出されることになる。
【００２２】
即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると、始めに、炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが白金Ｐｔ上の酸素イオンＯ_２ ⁻とただちに反応して酸化され、次いで、白金Ｐｔ上の酸素イオンＯ_２ ⁻が消費されてもまだ炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが残っていれば、これらの炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯによってＮＯｘ吸蔵触媒１８から放出された窒素酸化物ＮＯｘおよび燃焼室３から排出された窒素酸化物ＮＯｘが還元される。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吸蔵触媒１８に吸蔵されている窒素酸化物ＮＯｘが放出され、この放出された窒素酸化物ＮＯｘが還元されるため、大気中に窒素酸化物ＮＯｘが排出されるのを阻止することができる。
【００２３】
上述したようにリーンの混合気が燃焼すると、窒素酸化物ＮＯｘがＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵される。しかしながら、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ吸蔵能力には限度があり、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ吸蔵能力が飽和すれば、ＮＯｘ吸蔵触媒１８はもはや窒素酸化物ＮＯｘを吸蔵できなくなる。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ吸蔵能力が飽和する前に、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘを放出させる必要がある。そのためには、ＮＯｘ吸蔵触媒１８が窒素酸化物ＮＯｘをどの程度吸蔵しているかを推定する必要がある。
【００２４】
このＮＯｘ吸蔵量の堆定方法について説明する。リーンの混合気が燃焼するときは、機関負荷が高くなるほど、単位時間当たり燃焼室３から排出されるＮＯｘ量が増大するため、単位時間当たりＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されるＮＯｘ量（以下、ＮＯｘ吸蔵量と称する）ＮＯＸＡが増大し、また、機関回転数が高くなるほど、単位時間当たり燃焼室３から排出されるＮＯｘ量が増大するため、単位時間当たりＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されるＮＯｘが増大する。従って、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡは機関負荷と機関回転数Ｎの関数となる。この場合、機関負荷は前記絶対圧ＰＭでもって代表することができるので、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡは絶対圧ＰＭと機関回転数Ｎの関数となる。従って、実施の形態１ではＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡが、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られ、図６（Ａ）に示すマップの形で、絶対圧ＰＭおよび機関回転数Ｎの関数として、ＲＯＭ３２内に予め記憶されている。
【００２５】
一方、燃焼室３に供給される混合気の空燃比がストイキまたはリッチになると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８からＮＯｘが放出されるが、このＮＯｘ放出量は主に排気ガス量と混合気の空燃比との影響を受ける。即ち、排気ガス量が増大するほど、単位時間当たりＮＯｘ吸蔵触媒１８から放出されるＮＯｘ量（以下、ＮＯｘ放出量）ＮＯＸＤが増大し、混合気の空燃比がリッチとなるほど、ＮＯｘ放出量ＮＯＸＤが増大する。従って、ＮＯｘ放出量ＮＯＸＤは吸入空気量と機関回転数Ｎとの関数となる。この場合、図７（Ａ）に示するように、ＮＯｘ放出量ＮＯＸＤはＮ・ＰＭが大きくなるほど増大する。この実施の形態１では、ＮＯｘ放出量ＮＯＸＤは、図６（Ｂ）に示すマップの形で、Ｎ・ＰＭとＫの関数としてＲＯＭ３２に予め記憶されている。
【００２６】
上述したように、混合気の空燃比がリーンの場合はＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡで表され、混合気の空燃比がストイキまたはリッチの場合はＮＯｘ放出量ＮＯＸＤで表されるので、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されていると推定される第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸ＝ΣＮＯＸ＋ＮＯＸＡ−ＮＯＸＤで表されることになる。上記ΣＮＯＸは前回の処理サイクルまでのＮＯｘ推定量である。
【００２７】
そこで、実施の形態１では、空燃比制御のタイムチャートを表す図８に示すように、第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸがＮＯｘ最大許容吸蔵量ＭＡＸに達したときには混合気の空燃比を一時的にリッチに制御することによって、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘを放出させるようにしている。
【００２８】
ところで、排気ガス中にはＳＯｘが含まれており、ＮＯｘ吸蔵触媒１８には窒素酸化物ＮＯｘばかりでなく硫黄酸化物ＳＯｘも吸蔵される。このＮＯｘ吸蔵触媒１８への硫黄酸化物ＳＯｘの吸蔵メカニズムは窒素酸化物ＮＯｘの吸蔵メカニズムと同じであると考えられる。即ち、ＮＯｘ吸蔵メカニズムを説明したときと同様に、担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例として説明すると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８への流入排気ガスの空燃比がリーンの時には酸素Ｏ_２が酸素イオンＯ_２ ⁻の形で白金Ｐｔの表面に付着している。上記ＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガス（以下、流入排気ガスと称する）中のＳＯ_２は白金Ｐｔの表面で酸素イオンＯ_２ ⁻と反応してＳＯ_３となる。この生成されたＳＯ_３の一部は、白金Ｐｔ上で更に酸化されつつＮＯｘ吸蔵触媒１８内で酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硫酸イオンＳＯ_４ ^２−の形でＮＯｘ吸蔵触媒１８内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ_４を生成する。
【００２９】
しかしながら、硫酸塩ＢａＳＯ_４は安定していて分解しづらく、図８に示すような短時間だけ混合気の空燃比をリッチにしてもほとんど全ての硫酸塩ＢａＳＯ_４は分解されずにそのまま残る。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒１８内には時間が経過するにつれて硫酸塩ＢａＳＯ_４が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれて、ＮＯｘ吸蔵触媒１８が吸蔵しうる最大ＮＯｘ吸蔵量が次第に低下することになる。言い換えると、時間が経過するにつれてＮＯｘ吸蔵触媒１８の性能が次第に劣化することになる。ＮＯｘ吸蔵触媒１８が吸蔵しうる最大ＮＯｘ吸蔵量が低下すると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８へのＮＯｘ吸蔵量が少ないうちにＮＯｘ吸蔵触媒１８からＮＯｘを放出させる必要がある。そのためには、ＮＯｘ吸蔵触媒１８が吸蔵しうる最大ＮＯｘ吸蔵量、即ちＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化の度合いを正確に検出することが必要となる。
【００３０】
実施の形態１ではＮＯｘ吸蔵触媒１８が実際に吸蔵していると思われるＮＯｘ吸蔵量、即ちＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化の度合いを次のように検出している。混合気の空燃比がリーンからリッチに変化した後、空燃比センサ２２の電圧がリーンを示す電圧からリッチを示す電圧に変化するまでの時間により、ＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化の度合いを検出する。即ち、燃焼室３に供給される混合気がリッチになると、図４に示すように、燃焼室３からは未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素および酸素Ｏ_２を含んだ排気ガスが排出される。しかし、酸素Ｏ_２は炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯとほとんど反応せずにＮＯｘ吸蔵触媒１８を通り過ぎて大気中に排出されることになる。
【００３１】
一方、前記混合気がリッチになると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出される。この排気ガス中に含まれる未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯはＮＯｘ吸蔵触媒１８から放出された窒素酸化物ＮＯｘを還元するために使用される。このため、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出されている間は、ＮＯＸ吸蔵触媒１８から未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが全く排出されないことになる。従って、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘが放出され続けている間は、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から排出される排気ガス中には、酸素Ｏ_２は含まれているが、未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯが全く含まれておらず、ＮＯｘ吸蔵触媒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。
【００３２】
次いで、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されているＮＯｘが全部放出されると、排気ガス中の未燃な炭化水素ＨＣや一酸化炭素ＣＯはＮＯｘ吸蔵触媒１８内で窒素酸化物ＮＯｘの還元のために使用されることなくそのままＮＯｘ吸蔵触媒１８から排出され、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から排出される排気ガスの空燃比がリッチとなる。即ち、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されていた窒素酸化物ＮＯｘが全部放出されると、ＮＯｘ吸蔵触媒１８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。この場合、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡは、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切り替えられた後、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から排出される排気ガスの空燃比がリッチになるまでの時間におおよそ比例している。従って、この経過時間からＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡが分かることになる。
【００３３】
このことについて、空燃比Ａ／Ｆと空燃比センサ２０，２２の出力電圧との関係を表す図９を参照し、もう少し詳しく説明する。図９に示すように、空燃比センサ２０，２２は、燃焼室３に供給される混合気の空燃比がリッチの時には０．９ボルト程度の出力電圧Ｖを出力し、上記混合気の空燃比がリーンの時には０．１ボルト程度の出力電圧Ｖを出力し、上記混合気の空燃比がストイキ付近では０．４５ボルト程度の出力電圧Ｖを出力する。
【００３４】
図１０はＮＯｘ吸蔵触媒１８に流入する排気ガスの空燃比（以下、流入排気ガス空燃比と称する）Ａ／Ｆｉｎの変化と、空燃比センサ２２の出力電圧Ｖの変化と、ＮＯｘ吸蔵触媒１８から流出した排気ガスの空燃比（以下、流出排気ガス空燃比と称する）Ａ／Ｆｏｕｔの変化との関係を示している。図１０に示すように、流入排気ガス空燃比Ａ／Ｆｉｎがリーンからリッチに切り替えられると、流出排気ガス空燃比Ａ／Ｆｏｕｔはストイキ近くまで急速に減少する。しかし、ＮＯｘ吸蔵触媒１８がＮＯｘ放出中は、流出排気ガス空燃比Ａ／Ｆｏｕｔはわずかばかりリーンの状態に保持される。このため、空燃比センサ２２の出力電圧Ｖは０．１ボルト程度である。次いで、ＮＯｘ吸蔵触媒１８に吸蔵されている窒素酸化物ＮＯｘが全部放出されると、流出排気ガス空燃比Ａ／Ｆｏｕｔは急速に小さくなってリッチとなり、空燃比センサ２２の電圧Ｖは０．９ボルト付近まで急速に上昇する。
【００３５】
図１１はＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡが異なる場合の空燃比センサ２２の出力電圧Ｖの変化を示している。なお、図１１における１００ｍｇ、２００ｍｇ、３００ｍｇ、４００ｍｇなど数値は、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡを示している。図１１に示すのように、ＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡが多いほど空燃比センサ２２の電圧Ｖの立ち上がりが遅く開始している。
【００３６】
ところで、ＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化の度合いを検出するためには第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯｘがＮＯｘ最大許容吸蔵量ＭＡＸになったときに流入排気ガス空燃比Ａ／Ｆｉｎをリーンからリッチに切り替え、このときの経過時間ｔを求める必要がある。その経過時間ｔにより、第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯＸを求め、第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸと第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯＸとを比較する。図１２および図１３は図１１に示す空燃比センサ２２の出力電圧Ｖの変化に要する経過時間ｔに基づきＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化の度合いを判断するルーチンを示している。
【００３７】
図１２および図１３を参照すると、ステップ１００において図２に基づき基本燃料噴射量ＴＰが算出される。ステップ１０１ではＮＯｘ吸蔵触媒１８から窒素酸化物ＮＯｘを放出すべきであることを示すＮＯｘ放出フラグがセットされているか否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットされていない時には、ステップ１０２においてＮＯｘ放出フラグがリセットされた直後か否かが判別される。ＮＯｘ放出フラグがセットからリセットヘ変わった直後でなければ、ステップ１０３において図３に基づき補正係数Ｋが算出される。ステップ１０４では補正係数Ｋが１．０であるか否かが判別される。補正係数Ｋ＝１．０の時には、ステップ１１９において空燃比のフィードバック制御が行われる。このフィードバック制御は図１４に示されている。上記ステップ１０４での判別結果が補正係数Ｋ＝１．０でないときには、ステップ１０５においてフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、ステップ１０６において燃料噴射時間ＴＡＶ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦが算出される。
【００３８】
次いで、ステップ１０７では補正係数Ｋが１．０よりも小さいか否かが判別される。補正係数Ｋ＜１．０のとき、即ちリーンの混合気を燃焼すべきときには、ステップ１０８において図６（Ａ）に基づきＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡが算出され、ステップ１０９においてＮＯｘ放出量ＮＯＸＤがゼロに設定され、ステップ１１２に進む。ステップ１０７での判別結果が補正係数Ｋ≧１．０であるとき、即ちストイキの混合気またはリッチの混合気を燃焼すべきときには、ステップ１１０において図６（Ｂ）に基づきＮＯｘ排出量ＮＯＸＤが算出され、ステップ１１１においてＮＯｘ吸蔵量ＮＯＸＡがゼロに設定され、ステップ１１２に進む。
【００３９】
ステップ１１２では第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸ＝ΣＮＯＸ＋ＮＯＸＡ−ＮＯＸＤが算出され、ステップ１１３では第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸが負になったか否かが判別される。第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸ＜０のときには、ステップ１１４において第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸがゼロに設定される。ステップ１１５では第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸが最大許容吸蔵量ＭＡＸを超えたか否かが判別される。第１ＮＯｘ推定量１ΣＮＯＸ＞最大許容吸蔵量ＭＡＸのときには、ステップ１１６においてＮＯｘ放出フラグがセットされる。ＮＯｘ放出フラグがセットされると、ステップ１１７においてＮＯｘ放出処理が行われる。このＮＯｘ放出処理は図１５に示されている。一方、ＮＯｘ放出フラグがセットからリセットに変化した直後であると判定される（ステップ１０２参照）と、ステップ１１８において劣化判定が行われる。この劣化判定は図１６に示されている。
【００４０】
前記図１２のステップ１１９において行われる空燃比センサ２０の出力電圧Ｖ１に基づいて空燃比をストイキに維持するためのフィードバック制御について図１４を参照しつつ説明する。前述のように空燃比センサ２０は混合気がリッチの時には０．９ボルト程度の出力電圧Ｖ１を発生する。図１４に示すように、ステップ１３０において出力電圧Ｖ１が０．４５ボルト程度の第１基準電圧Ｖｒ１よりも小さいか否かが判別される。出力電圧Ｖ１≦第１基準電圧Ｖｒ１のとき、即ち空燃比がリーンのときにはステップ１３１においてディレイカウント値ＣＤＬが１だけディクリメントされる。次いで、ステップ１３２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が判別される。ディレイカウント値ＣＤＬ＜最小値ＴＤＲのときはステップ１３３においてディレイカウント値ＣＤＬを最小値ＴＤＲと設定後にステップ１３７に進む。従って、出力電圧Ｖ１≦第１基準電圧Ｖｒ１になると、ディレイカウント値ＣＬＤがルーチン処理の１サイクルごとに徐々に減少し、ついには、ディレイカウント値ＣＤＬは最小値ＴＤＲに維持される。
【００４１】
一方、ステップ１３０において出力電圧Ｖ１＞第１基準電圧Ｖｒ１であると判別された空燃比がリッチのときには、ステップ１３４において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１３５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る。ディレイカウント値ＣＤＬ＞最大値ＴＤＬのときはステップ１３６においてディレイカウント値ＣＤＬを最大値ＴＤＬと設定した後にステップ１３７に進む。従って、出力電圧Ｖ１＞第１基準電圧Ｖｒ１になると、ディレイカウント値ＣＤＬがルーチン処理の１サイクルごとに徐々に増大し、ついには、ディレイカウント値ＣＤＬは最大値ＴＤＬに維持される。
【００４２】
ステップ１３７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また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１３８において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。リッチからリーンヘの反転のときにはステップ１３９において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、フィードバック補正係数ＦＡＦはリッチスキップ値ＲＳＲだけ急激に増大する。上記ステップ１３８での判別結果がリーンからリッチヘの反転でないときにはステップ１４０においてフィードバック補正係数ＦＡＦからリーンスキップ値ＲＳＬが減算され、斯くして、フィードバック補正係数ＦＡＦはリーンスキップ値ＲＳＬだけ急激に減少する。
【００４３】
一方、前記ステップ１３７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１４１においてディレイカウント値ＣＤＬが負であるか否か判別される。ディレイカウント値ＣＤＬ≦０のときにはステップ１４２において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、フィードバック補正係数ＦＡＦは処理ルーチンの１サイクルごとに徐々に増大する。一方、前記ステップ１４１での判別結果がディレイカウント値ＣＤＬ＞０のときにはステップ１４３においてフィードバック補正係数ＦＡＦからリーン積分値ＫＩＬが減算され、斯くして、フィードバック補正係数ＦＡＦは処理ルーチンの１サイクルごとに徐々に減少する。このようにして空燃比がストイキに制御される。
【００４４】
図１２のステップ１１８において行われるＮＯｘ放出制御について図１５を参照しつつ説明する。図１５に示すように、前回の処理サイクルにおけるＮＯｘ放出制御のときの経過時間ｔ’が予め定められた第１基準時間ｔ１より小さいか否かが判別される。経過時間ｔ’≧第１基準時間ｔ１のときにはステップ１７２において補正係数Ｋが例えば１．２程度のリッチで比較的大きな一定値ＫＫ２とされ、経過時間ｔ’＜第１基準時間ｔ１のときにはステップ１７１において補正係数Ｋが例えば１．０５程度のリッチではあるが比較的小さな一定値ＫＫ１とされる。次いで、ステップ１７３ではフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定され、ステップ１７４では経過時間ｔが１だけインクリメントされ（経過時間ｔ←ｔ＋１）、ステップ１７５では空燃比センサ２２の出力電圧Ｖ２が予め定められた第２基準電圧Ｖｒ２（例えば０．４５ボルト）より大きくなったか否かが判別される。出力電圧Ｖ２＞第２基準電圧Ｖｒ２であると、ステップ１７６において経過時間ｔ’をインクリメントされた経過時間ｔに更新する。次いで、ステップ１７７ではステップ１７６で更新された経過時間ｔが第２基準時間ｔ２より小さいか否かが判別される。ただし、第２基準時間ｔ２は補正係数ＫがＫＫｌであるかＫＫ２であるかによって異なった値の定数である。経過時間ｔ≧第２基準時間ｔ２のときにはステップ１７８において図１６（Ａ）および（Ｂ）に示す関係から経過時間ｔに基づいてＮＯＸ吸蔵触媒１８が吸蔵している第２ＮＯｘ堆定量２ΣＮＯＸが算出される。その後、ステップ１７９において第１ＮＯｘ推定値１ΣＮＯＸにある値α（０．９から１．０の範囲内の値が望ましい）を乗じた値α・ΣＮＯＸと第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯＸとが比較される。第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯＸ≧α・ΣＮＯＸである場合には触媒の劣化は許容範囲内であるとし、ステップ１８０においてＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ最大許容吸蔵量ＭＡＸを第２ＮＯｘ堆定量２ΣＮＯＸに更新する。
【００４５】
前記ステップ１７７において経過時間ｔ＜第２基準時間ｔ２、または、ステップ１７９において第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯＸ＜α・ΣＮＯＸである場合に、ステップ１８２で行われるサルファ再生制御について図１７を参照しつつ説明する。図１７に示すように、ステップ２００において前回の処理サイクルにおけるＮＯｘ放出制御においてサルファ再生制御を実施したか否かを判別するＳ再生フラグが立っているか否かを判別する。前回の処理サイクルでサルファ再生が行われていなければ今回のサイクルにおける被毒等の原因でＮＯｘ吸蔵触媒１８が劣化したものと判断し、ステップ２０１においてサルファ再生を実行する。一方、前記ステップ２００での判別結果により前回の処理サイクルでサルファ再生が行われていればステップ２０２において今回の処理サイクルにおけるＮＯｘ浄化の経過時間ｔが第２基準時間ｔ２より大きいか否かが判別される。経過時間ｔ＞第２基準時間ｔ２であればステップ２０１においてサルファ再生制御を実行する。ステップ２０２での判別結果が経過時間ｔ≦第２基準時間ｔ２であればステップ２０３において補正係数Ｋが大きい方の定数ＫＫ２に等しいか否かが判別される。Ｋ＝ＫＫ２であれば劣化の範囲が許容範囲とみなしステップ２０１においてサルファ再生制御を実行する。ステップ２０３ので判定結果として補正係数ＫがＫＫ２でなくＫＫｌであればステップ２０４においてＮＯｘ吸蔵触媒１８は劣化していると判定し、警報表示器４０を動作させて音または画像または音声などでＮＯｘ吸蔵触媒１８の劣化をドライバーに通知する。排気ガス中の硫黄酸化物ＳＯｘによりＮＯｘ吸蔵触媒１８の触媒性能が低下することがサルファ被毒と言われ、この原因である硫酸塩ＢａＳＯ_４を分解し、ＮＯｘ吸蔵触媒１８のＮＯｘ吸蔵能力を回復させることがサルファ再生と言う。このサルファ再生制御は、リッチ雰囲気中でかつＮＯｘ吸蔵触媒１８の入口温度を６００〜７００℃の運転を一定時間（例えば１００秒間）維続する運転のことである。
【００４６】
実施の形態２．
前記実施の形態１では図１５のＮＯｘ放出制御におけるステップ１７３でフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定された後、ステップ１７４で経過時間ｔを１だけインクリメントした（経過時間ｔ←ｔ＋１）が、図１８に示すように、ステップ１７３とステップ１７４との間にステップ１７３’を挿入し、このステップ１７３’においてＮＯｘ吸蔵触媒１８上流の空燃比センサ２０の出力電圧Ｖ１／分である出力電圧Ｖ１’が第１基準電圧Ｖｒ１より大きいか否かを判別し、出力電圧Ｖ１’＞第１基準電圧Ｖｒ１のときにはステップ１７４において経過時間ｔ’を１だけインクリメントし、出力電圧Ｖ１’≦第１基準電圧Ｖｒ１のときにはＮＯｘ放出制御の処理を終了する。従って、この図１８に示す実施の形態２によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒１８上流の空燃比センサ２０により排気ガスの空燃比を計測し、排気ガスがリッチになってから経過時間の計測を開始するので、空燃比切替手段により空燃比がリーンからリッチに切替えられてから実際に排気ガスがリッチになるまでの遅れ時間に影響されずに、経過時間ｔを計測できるので、より正確に第２ＮＯｘ推定量２ΣＮＯｘを算出することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１、２の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されていると推定される第１ＮＯｘ堆定量が判定レベルを超えたとき、ＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ吸蔵量が最大吸蔵量になっていると推定し、ＮＯｘ吸蔵触媒への流入排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切り替えられ、このとき、空燃比センサの出力レベルの変化に要する時間から第２ＮＯｘ堆定量が推定され、第１ＮＯｘ推定量と第２ＮＯｘ推定量との比較によりＮＯｘ吸蔵触媒の劣化が判定され、上記空燃比センサの出力レベルの変化に要する時間が所定時間より短いとき、リッチ運転時のリッチ度合いを小さくして、出力レベルの変化に要する時間を長くとることにより、ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化度合いの判断がより正確となった。
【００４８】
請求項３の発明によれば、劣化度合いが所定のレベルを超えたと判断されたとき、サルファ再生制御が実行されるので、ＮＯｘ吸蔵触媒の吸蔵能力をより正確に引き出すことが可能となる。
【００４９】
請求項４の発明によれば、ＮＯｘ吸蔵触媒の吸蔵能力が劣化したことを警告することにより、排気ガスが悪化した状態での車両走行継続を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のシステム構成図である。
【図２】同実施の形態１の基本燃料噴射時間のマップを示す図である。
【図３】同実施の形態１の補正係数Ｋを示す図である。
【図４】同実施の形態１の排気ガス中の未燃ＨＣ、ＣＯおよびＯ２の濃度を示す図である。
【図５】同実施の形態１のＮＯｘ吸放出作用を説明する図である。
【図６】同実施の形態１のＮＯｘ吸収量ＮＯＸＡおよびＮＯｘ放出量ＮＯＸＤを示す図である。
【図７】同実施の形態１のＮＯｘ放出量ＮＯＸＤを示す図である。
【図８】同実施の形態１の空燃比制御のタイムチャートである。
【図９】同実施の形態１の空燃比と空燃比センサの出力電圧との関係を示すタイムチャートである。
【図１０】同実施の形態１の空燃比と空燃比センサの出力電圧との関係を示すタイムチャートである。
【図１１】同実施の形態１の空燃比と空燃比センサの出力電圧との関係を示すタイムチャートである。
【図１２】同実施の形態１の空燃比制御のフローチャートである。
【図１３】同実施の形態１の空燃比制御のフローチャートである。
【図１４】同実施の形態１のフィードバック制御のフローチャートである。
【図１５】同実施の形態１のＮＯｘ放出処理のフローチャートである。
【図１６】同実施の形態１の経過時間ｔとＮＯｘ吸蔵量との関係を示す図である。
【図１７】同実施の形態１のサルファ再生制御のフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態２の空燃比制御のフローチャートである。
【図１９】従来の内燃機関の排気浄化装置を示す構成図である。
【図２０】同従来の空燃比と空燃比センサの応答時間との関係を示す図である。
【図２１】同従来の空燃比と空燃比センサの応答時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１内燃機関、１８ＮＯｘ吸蔵触媒、２０，２２空燃比センサ、
４０警報表示器、３００電子制御ユニット、
３０１第１ＮＯｘ量推定手段、３０２判別手段、３０３空燃比切替手段、
３０４第２ＮＯｘ量推定手段、３０５劣化判断手段、
３０６サルファ再生手段、３０７警報発生手段。

Claims

流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸蔵しリッチのときに吸蔵したＮＯｘを浄化放出するＮＯｘ吸蔵触媒と、このＮＯｘ吸蔵触媒より下流の排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサと、上記ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されていると堆定される第１ＮＯｘ推定量を求める第１ＮＯｘ量推定手段と、この第１ＮＯｘ量推定手段で求められた第１ＮＯｘ推定量がＮＯｘ吸蔵触媒のＮＯｘ最大許容吸蔵量になっていると推定しうる判定レベルを超えたか否かを判別する判別手段と、この判別手段での堆定ＮＯｘ量が上記判定レベルを超えた判別結果によりＮＯｘ吸蔵触媒からＮＯｘを放出すべく上記排気ガスの空燃比をリーンからリッチに切替える空燃比切替手段と、この空燃比切替手段での排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切り替えられてから上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに対応する出力レベルに変化するまでの時間の長さにより第２ＮＯｘ推定量を推定する第２ＮＯｘ量推定手段と、この第２ＮＯｘ推定量手段による第２ＮＯｘ推定量と前記第１ＮＯｘ推定手段による第１ＮＯｘ推定量との比較により上記ＮＯｘ吸蔵触媒の劣化の度合いを判断するとともに上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化するまでの時間が所定値より短く劣化度合いの判断が困難なときリーンからリッチに切り替えるときの上記排気ガスのリッチ度合いを小さくし上記空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化するまでの時間を長くして劣化度合いの判断を正確に行う劣化判断手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
ＮＯｘ吸蔵触媒より上流の排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサを備え、空燃比をリーンからリッチに切替えたとき、上記上流の空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化したときに時間の計測を開始する手段を前記第２ＮＯｘ量推定手段が備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記劣化判定手段の劣化度合いが所定のレベルを超えたと判断した結果によりサルファ再生制御を実行するサルファ再生手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記劣化判定手段の劣化度合いが所定のレベルを超えたと判断した結果により警告を発生する警報発生手段を備えたことを特徴とする請求項１または２または３記載の内燃機関の排気浄化装置。