JPH07208151A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine

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JPH07208151A
JPH07208151A JP6007744A JP774494A JPH07208151A JP H07208151 A JPH07208151 A JP H07208151A JP 6007744 A JP6007744 A JP 6007744A JP 774494 A JP774494 A JP 774494A JP H07208151 A JPH07208151 A JP H07208151A
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absorbent
concentration
exhaust
downstream
upstream
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Kenji Kato
健治 加藤
Tetsuo Kihara
哲郎 木原
Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
Satoru Iguchi
哲 井口
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide an exhaust emission control device of an internal combustion engine which can detect the deterioration of an NOX absorbent accurately depending on the density on the downstream side of the absorbent after reopening the absorption, after the NOX is discharged once. CONSTITUTION:At an exhaust gas passage 17 on the downstream side of an NOX absorbent 18, an NOX sensor 20 to detect the NOX density in the exhaust gas is provided, and it is decided that the NOX absorbent 18 is deteriorated at the time the output of the NOX sensor 20 is raised to a specific value after finishing the regeneration of the NOX absorbent is preliminary decided given time or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

【0003】[0003]

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

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

【0005】ところが、NOX 吸収剤は三元触媒とはN
X の浄化のメカニズムが異なり、また三元触媒のよう
なO2 ストレージ効果を有していないため、三元触媒の
劣化検出と同様な方法ではNOX 吸収剤の劣化を検出す
ることはできず、正確にNO X 吸収剤の劣化を検出する
ことは困難であった。本発明は、上記問題に鑑みNOX
吸収剤の劣化の有無を正確に判定することが可能な手段
を提供することを目的としている。
However, NOXThe absorbent is N with a three-way catalyst.
OXThe purification mechanism is different, and like a three-way catalyst
O2Because it does not have a storage effect,
NO in the same way as deterioration detectionXDetects deterioration of absorbent
I can not do it, NO XDetects absorbent deterioration
It was difficult. In view of the above problems, the present invention is NOX
Means that can accurately determine whether or not the absorbent has deteriorated
Is intended to provide.

【0006】[0006]

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

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

【0008】また、請求項4に記載の本発明によれば、
内燃機関の排気通路に配置された、流入する排気空燃比
がリーンのときにNOX を吸収し、流入する排気の酸素
濃度が低下したときに吸収したNOX を放出するNOX
吸収剤と、前記NOX 吸収剤下流側の排気通路に配置さ
れ、排気中のNOX 濃度を検出する下流側NOX センサ
と、前記NOX 吸収剤上流側の排気中のNOX 濃度を検
出する上流側NOX 濃度検出手段と、前記NOX 吸収剤
が吸収したNOX の放出を終了してNOX 吸収を再開し
た後の、NOX 吸収剤下流側NOX 濃度とNOX 吸収剤
上流側NOX 濃度との関係の時間的変化に基づいて前記
NOX 吸収剤の劣化の有無を判定する劣化検出手段とを
備えた内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to the present invention as defined in claim 4,
Disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into absorbs NO X when the lean, the oxygen concentration of the exhaust gas flowing to release NO X absorbed when reduced NO X
An absorbent, a downstream NO x sensor arranged in the exhaust passage downstream of the NO x absorbent to detect the NO x concentration in the exhaust, and a NO x concentration in the exhaust upstream of the NO x absorbent. an upstream NO X concentration detecting means for the the NO X absorbent is after resuming NO X absorption end the release of the absorbed NO X, the NO X absorbent downstream NO X concentration and the NO X absorbent upstream There is provided an exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: a deterioration detecting unit that determines whether or not the NO X absorbent is deteriorated based on a temporal change in a relationship with a side NO X concentration.

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

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

【0011】[0011]

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

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

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

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

【0015】しかし、NOX 吸収剤中に吸収されたNO
X 量が増大してNOX 吸収剤の吸収可能な最大NOX
(飽和量)に近づくにつれてNOX 吸収剤のNOX 吸収
能力が低下するため、流入する排気中のNOX のうちN
X 吸収剤に吸収されずに下流側に流出するNOX 量が
増大し、再生終了後ある程度の時間が経過すると下流側
排気中のNOX 濃度は上昇を始め、上流側排気中のNO
X 濃度に漸近するようになる。
However, the NO absorbed in the NO x absorbent
Maximum amount of NO X can be absorbed in the NO X absorbent X amount is increased because the NO X absorbing capacity of the NO X absorbent toward the (saturation amount) is reduced, N out of the NO X in the exhaust gas flowing
The amount of NO X that is not absorbed by the O X absorbent and flows out to the downstream side increases, and after a certain amount of time has elapsed after the end of regeneration, the NO X concentration in the downstream exhaust gas begins to rise, and the NO X in the upstream exhaust gas
It becomes asymptotic to the X concentration.

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

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

【0018】また、上記のように下流側排気中のNOX
濃度変化が図1(C) に点線で示したような状態になった
ことを客観的に判断するため、劣化検出手段は、例えば
NO X 吸収剤の再生(区間II)終了後、NOX 吸収剤下
流側排気中のNOX 濃度が所定値(図1(C) のN1 )に
達するまでの時間t1 (図1(C) )、または再生終了
後、下流側NOX 濃度の増加速度の変化率が正から負に
変化する変曲点(図1(C) のA点)に到達するまでの時
間t2 (図1(C) )をNOX 吸収剤劣化を表すパラメー
タとして用いて、t1 またはt2 が予め定めた所定の基
準時間以下になった時にNOX 吸収剤が劣化したと判断
する。
Further, as described above, NO in the exhaust gas on the downstream side isX
The change in concentration became as shown by the dotted line in Fig. 1 (C).
In order to objectively judge that
NO XNO after regeneration of absorbent (section II)XUnder absorbent
NO in the exhaust gas on the flow sideXConcentration is a predetermined value (N in Fig. 1 (C))1) To
Time t to reach1(Fig. 1 (C)) or playback end
After, NO on the downstream sideXThe rate of change of concentration increase rate changes from positive to negative
Time to reach the changing inflection point (point A in Figure 1 (C))
Interval t2(Figure 1 (C)) NOXParameter indicating deterioration of absorbent
Used as a1Or t2Is a predetermined group
NO when it is less than the quasi-timeXDetermined that the absorbent has deteriorated
To do.

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

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

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

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

【0023】[0023]

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

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

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

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

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

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

【0029】なお、上述の排気空燃比とは、ここではN
X 吸収剤18の上流側の排気通路や機関燃焼室、吸気
通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合計
との比を意味するものとする。従って、NOX 吸収剤1
8の上流側排気通路に燃料または空気が供給されない場
合には、排気空燃比は機関の空燃比(機関燃焼室内の燃
焼における空燃比)と等しくなる。
The above-mentioned exhaust air-fuel ratio is N in this case.
It means the ratio of the total amount of air and the total amount of fuel supplied to the exhaust passage on the upstream side of the O X absorbent 18, the engine combustion chamber, the intake passage, and the like. Therefore, NO X absorbent 1
When fuel or air is not supplied to the upstream exhaust passage 8 of No. 8, the exhaust air-fuel ratio becomes equal to the air-fuel ratio of the engine (air-fuel ratio in combustion in the engine combustion chamber).

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

【0031】この吸放出作用の詳細なメカニズムについ
ては明らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用
は図3に示すようなメカニズムで行われているものと考
えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白金P
t およびバリウムBa を担持させた場合を例にとって説
明するが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、
希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
There are some points where the detailed mechanism of this absorption and release action is not clear. However, it is considered that this absorbing / releasing action is performed by the mechanism shown in FIG. Next, regarding this mechanism, platinum P on the carrier
A case of supporting t and barium Ba will be described as an example, but other precious metals, alkali metals, alkaline earth metals,
The same mechanism can be achieved by using rare earths.

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

【0033】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Pt の表面でNO2 が生成され、吸収剤のNOX
収能力が飽和しない限りNO2 が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンNO3 - が生成される。これに対して機関1
の空燃比がリッチ又は理論空燃比に切り換えられると、
流入排気中の酸素濃度が低下してNO2 の生成量が減少
する。これにより反応は逆方向(NO3 - →NO2 )に
進み、吸収剤内の硝酸イオンNO3 - がNO2 の形で吸
収剤から放出される。
[0033] Thus, NO 2 is produced on the surface of the platinum Pt so long as the oxygen concentration is high in the inflowing exhaust gas, so long as NO 2 to NO X absorbing capacity of the absorbent is not saturated is absorbed in the absorbent and nitrate ions NO 3 - is generated. Organization 1
When the air-fuel ratio of is switched to rich or stoichiometric air-fuel ratio,
The oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases and the amount of NO 2 produced decreases. Thus the reaction is reverse (NO 3 - → NO 2) proceeds, the nitrate ions NO in absorbent 3 - are released from the absorbent in the form of NO 2.

【0034】一方、流入排気中に未燃HC、CO等の成
分が存在すると、これらの成分は白金Pt 上の酸素O2
- またはO2-と反応して酸化され、白金Pt 上の酸素を
消費する。また、NOX 吸収剤18から放出されたNO
2 は図3(B) に示すようにHC、COと反応して還元さ
れる。このようにして白金Pt の表面上にNO2 が存在
しなくなると吸収剤から次から次へとNO2 が放出され
る。
On the other hand, when unburned HC, CO, and other components are present in the inflowing exhaust gas, these components cause oxygen O 2 on platinum Pt.
- or O 2- reacts with oxidized to consume oxygen on the platinum Pt. In addition, the NO released from the NO X absorbent 18
2 is reduced by reacting with HC and CO as shown in FIG. 3 (B). When NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt in this manner, NO 2 is released from the absorbent one after another.

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

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

【0037】また、吸収剤BaOの吸収容量の低下は例
えば熱劣化、硫黄被毒などにより生じる。例えば、機関
排気中には微量の硫黄酸化物(SOX )が含まれるが、
排気中のSOX は上述のNOX の吸収と同じメカニズム
でNOX 吸収剤に吸収されるため、NOX 吸収剤に吸収
されたSOX によりNOX 吸収剤の硫黄被毒が生じる場
合がある。すなわち、排気空燃比がリーンのとき排気中
のSOX (例えばSO 2 )は白金Pt上で酸化されてS
3 - 、SO4 - となり、酸化バリウムBaOと結合し
てBaSO4 を形成する。ところが、BaSO4 は比較
的安定であり、また、結晶が粗大化しやすいため一旦生
成されると分解放出されにくい。このため、吸収された
SOX は通常のNOX 吸収剤の再生操作では放出されず
にNOX吸収剤内に蓄積される傾向がある。このように
NOX 吸収剤中のBaSO4 の生成量が増大するとNO
X の吸収に関与できるBaOの量が減少してしまい、N
X の吸収容量が低下してしまう、いわゆる硫黄被毒
(またはSOX 被毒)が生じるのである。また、NOX
吸収剤を長時間使用して高温により吸収剤BaO自体が
劣化したような場合にも上記の硫黄被毒と同様に吸収容
量が低下する場合がある。
Also, a decrease in the absorption capacity of the absorbent BaO is an example.
For example, it is caused by heat deterioration and sulfur poisoning. For example, institution
A small amount of sulfur oxide (SOX) Is included,
SO in the exhaustXIs the above NOXSame mechanism as absorption of
And NOXNO is absorbed by the absorbentXAbsorbed in absorbent
SOXDue to NOXWhen the sulfur poisoning of the absorbent occurs
There is a match. That is, when the exhaust air-fuel ratio is lean
SOX(Eg SO 2) Is oxidized on platinum Pt to give S
O3 -, SOFour -And binds to barium oxide BaO
BaSOFourTo form. However, BaSOFourIs a comparison
Is stable, and the crystals tend to become coarse, so once
Once formed, it is difficult to decompose and release. Because of this, it was absorbed
SOXIs normal NOXNot released during absorbent regeneration operation
NOXIt tends to accumulate in the absorbent. in this way
NOXBaSO in the absorbentFourNO increases when the amount of
XThe amount of BaO that can be involved in the absorption of
O XThe so-called sulfur poisoning that reduces the absorption capacity of
(Or SOXPoisoning) occurs. Also, NOX
When the absorbent is used for a long time, the high temperature causes the absorbent BaO itself to
Even if it deteriorates, the absorption capacity is the same as the above sulfur poisoning.
The amount may decrease.

【0038】このようにNOX 吸収剤のNOX 吸収容量
が低下したような場合、白金Ptが正常であれば流入す
る排気中のNOの酸化反応(2NO+O2 →2NO2 )
は正常に行われるものの、NOX 吸収剤がすぐにNOX
で飽和してしまい、生成したNO2 を吸収できなくなる
ため白金Pt上で生成したNO2 は吸収剤に吸収されな
いまま下流側に流出するようになり、この場合もNOX
吸収剤下流側排気中のNO2 濃度が増大するようにな
る。
In the case such as NO X absorbing capacity of the thus the NO X absorbent is lowered, the oxidation reaction of NO in the exhaust gas platinum Pt flows if normal (2NO + O 2 → 2NO 2 )
Is normally performed, but the NO X absorbent immediately becomes NO X.
In saturated will be, the NO 2 generated in the generated NO 2 to the platinum Pt to become unable to absorb it to flow out to leave the downstream side is not absorbed by the absorbent, also in this case NO X
The NO 2 concentration in the exhaust gas on the downstream side of the absorbent increases.

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

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

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

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

【0043】次いで、ステップ407ではNOX センサ
20からNOX 吸収剤18下流側排気のNOX 濃度NR
が読み込まれ、ステップ409では上記NOX 濃度NR
が所定値N1 (図1(C) 参照)以上であるか否かが判定
され、NR<N1 の場合はそのままルーチンを終了す
る。また、ステップ409でNR≧N1 の場合には、さ
らにステップ411でカウンタCの値が所定値C1 以下
か否かが判定される。
[0043] Next, the NO X sensor 20 in step 407 of the NO X absorbent 18 downstream exhaust NO X concentration NR
Is read, and in step 409, the above NO x concentration NR is read.
Is greater than or equal to a predetermined value N 1 (see FIG. 1 (C)), and if NR <N 1 , the routine is ended. If NR ≧ N 1 in step 409, it is further determined in step 411 whether the value of the counter C is less than or equal to the predetermined value C 1 .

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

【0045】なお、アラームフラグALMの値が1にセ
ットされると、別途制御回路30により実行される図示
しないルーチンにより、例えば警報が作動され運転者に
NO X 吸収剤の劣化が報知される。また、図2には図示
していないが、制御回路30にメインスイッチを切って
も記憶保持可能なバックアップRAMを設け、点検、修
理のためにこのバックアップRAMにフラグALMの値
を記憶するようにしても良い。なお、上記所定値N1
びC1 の値は、NOX 吸収剤の種類、サイズ等により異
なってくるため、実験等により決定することが好まし
い。
The value of the alarm flag ALM is set to 1.
When executed, the control circuit 30 separately executes the drawing.
Routines that do not
NO XThe deterioration of the absorbent is notified. Also shown in FIG.
I haven't done so, but I turned off the main switch to the control circuit 30
A backup RAM that can hold and store
The value of the flag ALM in this backup RAM for reasons
May be stored. The predetermined value N1Over
And C1Value is NOXDepends on the type and size of the absorbent
Therefore, it is preferable to decide by experiment etc.
Yes.

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

【0047】図1(C) に示したように、再生終了後のN
X 吸収剤下流側のNOX 濃度は、ある時点から上昇を
始め、NOX 吸収剤のNOX 吸収量が飽和に近づくにつ
れて一定値に漸近するようになる。このため、再生終了
後の下流側NOX 濃度の増大速度は最初は大きく、次い
で小さくなるため下流側NOX 濃度の変化曲線には変曲
点(図1(C) のA点)が存在する。そこで、本実施例で
は再生終了後、下流側NOX 濃度の増加速度が負になっ
て、且つ下流側NOX 濃度が所定値以上である状態が生
じるまでの時間により、NOX 吸収剤18の劣化の有無
を判定している。
As shown in FIG. 1 (C), N
Concentration of NO X O X absorbent downstream, begin to rise from a certain point in time, NO X absorption of the NO X absorbent becomes asymptotic to a constant value as it approaches saturation. For this reason, the rate of increase of the downstream NO x concentration after the end of regeneration is high at first and then decreases, so that there is an inflection point (point A in FIG. 1 (C)) on the change curve of the downstream side NO x concentration. . Therefore, after the playback end in this embodiment, is the increasing speed of the downstream NO X concentration is negative, and the downstream-side NO X concentration with time to occurring state is a predetermined value or more, of the NO X absorbent 18 Whether or not there is deterioration is determined.

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

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

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

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

【0052】図7のルーチンでは、再生終了後のNOX
吸収剤上流側NOX 濃度と下流側NOX 濃度との差が所
定値以下になるまでの時間に基づいてNOX 吸収剤18
の劣化の有無を判定する。NOX 吸収剤の上流側NOX
濃度と下流側NOX 濃度との差は、すなわちNOX 吸収
剤に実際に吸収されたNOX 量を表すためNOX 吸収剤
上流側と下流側のNOX 濃度差を監視することにより、
上流側のNOX 濃度の変動にかかわらずNOX 吸収剤の
吸収能力の変化を検出することができる。
In the routine of FIG. 7, NO X after the end of reproduction is completed.
Based on the time until the difference between the upstream NO x concentration and the downstream NO x concentration falls below a predetermined value, the NO x absorbent 18
The presence or absence of deterioration is determined. Upstream NO X in the NO X absorbent
The difference between the concentration and the downstream-side NO X concentration, i.e. by monitoring the NO X concentration difference of the NO X absorbent upstream and downstream to represent the amount of NO X which is actually absorbed in the NO X absorbent,
A change in the absorption capacity of the NO X absorbent can be detected regardless of fluctuations in the NO X concentration on the upstream side.

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

【0054】次いでステップ713ではΔNRが所定値
ΔNR1 以下か否かが判定される。ΔNR>ΔNR1
ある場合、すなわち下流側NOX 濃度が上流側NOX
度に較べて充分に低い場合はNOX 吸収剤18の吸収能
力がまだ低下していないため、そのままルーチンを終了
する。一方、ΔNR≦ΔNR1 である場合にはNOX
収剤18のNOX 吸収能力が所定値以下に低下している
ため、ステップ715でカウンタCの値がC1 以下か否
かを判定する。また、ステップ715でC≦C 1 の場合
は、NOX 吸収剤の吸収能力の低下が短時間で生じてお
り、NOX 吸収剤18が劣化したと考えられるため、ス
テップ717に進みアラームフラグALMをセット(=
1)してルーチンを終了する。なお、上記所定値ΔNR
1 及びC 1 の値はNOX 吸収剤の種類、サイズ等により
異なり、実験等により決定することが好ましい。また、
図7の他の操作は図4のルーチンと略同様なので、ここ
では説明を省略する。
Next, at step 713, ΔNR is a predetermined value.
ΔNR1It is determined whether or not the following. ΔNR> ΔNR1so
If yes, ie downstream NOXConcentration is upstream NOXDark
NO if it is sufficiently lower thanXAbsorbency of absorbent 18
Since the power is not yet reduced, the routine ends as it is
To do. On the other hand, ΔNR ≦ ΔNR1NO ifXSucking
NO of collecting agent 18XAbsorption capacity has dropped below a specified value
Therefore, in step 715, the value of the counter C is C1Whether or not
To determine. In step 715, C ≦ C 1in the case of
Is NOXThe absorption capacity of the absorbent has deteriorated in a short time.
No, noXSince it is considered that the absorbent 18 has deteriorated,
Proceed to step 717 and set alarm flag ALM (=
1) Then, the routine ends. The above-mentioned predetermined value ΔNR
1And C 1Is NOXDepending on the type and size of the absorbent
Differently, it is preferable to determine by experiment. Also,
Since the other operations in FIG. 7 are substantially the same as those in the routine in FIG.
Then, the description is omitted.

【0055】上記実施例では、上流側NOX 濃度と下流
側NOX 濃度との差ΔNRを監視することにより、NO
X 吸収剤の吸収能力を判定しているが、濃度の差ΔNR
以外のパラメータを用いてNOX 吸収剤の吸収能力を判
定することも可能である。例えば、下流側NOX 濃度N
RDと上流側NOX 濃度NRUとの比RNR=NRD/
NRUによりNOX 吸収剤の吸収能力を判定することも
可能である。すなわち、上記濃度比RNRは、流入する
排気中のNOX のうち吸収されずに下流側に流出するN
X の割合を表すため、濃度比RNRが増大した場合は
NOX 吸収剤の吸収能力が低下したことを意味してい
る。そこで、濃度の差ΔNRが所定値以下になるまでの
時間を検出する代わりに、上記濃度比RNRが所定値R
NR1 (例えば0.8程度)以上になるまでの時間を検
出することによりNOX 吸収剤の劣化の有無を判定して
もよい。
In the above embodiment, the NO Δ is monitored by monitoring the difference ΔNR between the upstream NO x concentration and the downstream NO x concentration.
The absorption capacity of the X absorbent is determined, but the difference in concentration ΔNR
It is also possible to determine the absorption capacity of the NO X absorbent using parameters other than. For example, the downstream NO X concentration N
Ratio of RD and upstream NO X concentration NRU RNR = NRD /
It is also possible to determine the absorption capacity of the NO x absorbent by NRU. That is, the concentration ratio RNR is N out of the NO x in the inflowing exhaust gas that is not absorbed and flows out to the downstream side.
Since it represents the ratio of O x , when the concentration ratio RNR increases, it means that the absorption capacity of the NO x absorbent decreases. Therefore, instead of detecting the time until the density difference ΔNR becomes a predetermined value or less, the density ratio RNR is set to a predetermined value RNR.
The presence or absence of deterioration of the NO X absorbent may be determined by detecting the time until it becomes NR 1 (for example, about 0.8) or more.

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

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

【0058】この場合、予め機関吸気圧力PM(すなわ
ち機関負荷)と回転数N(すなわち吸入空気量)とを変
えた条件下で機関の排気中のNOX 濃度RNUを実測し
て、吸気圧力PMと回転数Nとの関数として、NOX
度RNUを図9に示すような形式の数値テーブルの形で
制御回路30のROM32に格納しておき、図7ステッ
プ709と図8ステップ809では、NOX センサ25
からNOX 吸収剤18上流側NOX 濃度を読み込む代わ
りに、吸気圧センサ15と回転数センサ21とから、そ
れぞれ機関吸気圧PMと機関回転数Nとを読み込んで、
ROM32に格納した図9の数値テーブルから上流側N
X 濃度RNUを読み出すようにすれば良い。
In this case, the NO x concentration RNU in the exhaust gas of the engine is actually measured under the condition that the engine intake pressure PM (that is, engine load) and the rotational speed N (that is, intake air amount) are changed in advance, and the intake pressure PM The NO x concentration RNU is stored in the ROM 32 of the control circuit 30 in the form of a numerical table having a format as shown in FIG. 9 as a function of the rotational speed N and NO in step 709 of FIG. 7 and step 809 of FIG. X sensor 25
Instead of reading the NO X absorbent 18 upstream NO X concentration from, the engine intake pressure PM and the engine speed N are read from the intake pressure sensor 15 and the engine speed sensor 21, respectively,
From the numerical table of FIG. 9 stored in the ROM 32, the upstream side N
O X concentration can be so read the RNU.

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

【0060】[0060]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内燃機関 17…排気通路 18…NOX 吸収剤 20、25…NOX センサ 30…制御回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 17 ... Exhaust passage 18 ... NO X absorbent 20, 25 ... NO X sensor 30 ... Control circuit

フロントページの続き (72)発明者 井口 哲 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内Front page continuation (72) Inventor Satoshi Iguchi 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Automobile Co., Ltd.

Claims (8)

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