JPH0814030A - 内燃機関の排気浄化要素劣化検出装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化要素劣化検出装置Info
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- JPH0814030A JPH0814030A JP6149446A JP14944694A JPH0814030A JP H0814030 A JPH0814030 A JP H0814030A JP 6149446 A JP6149446 A JP 6149446A JP 14944694 A JP14944694 A JP 14944694A JP H0814030 A JPH0814030 A JP H0814030A
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- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9495—Controlling the catalytic process
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＯX 吸収剤又は三元触媒の劣化の度合を正
確に検出する。 【構成】 機関排気通路内にＮＯX 吸収剤又は三元触媒
からなる排気浄化要素１８を配置する。排気浄化要素１
８下流の排気通路内に出力電流又は出力電圧が空燃比に
比例するＯ2 センサ２２を配置する。混合気の空燃比を
一時的にリーンからリッチ、又はリッチからリーンに切
換え、この空燃比切換期間中のＯ2 センサ２２の出力電
流又は電圧のピーク値からＮＯX 吸収剤又は三元触媒の
劣化の度合を検出する。
確に検出する。 【構成】 機関排気通路内にＮＯX 吸収剤又は三元触媒
からなる排気浄化要素１８を配置する。排気浄化要素１
８下流の排気通路内に出力電流又は出力電圧が空燃比に
比例するＯ2 センサ２２を配置する。混合気の空燃比を
一時的にリーンからリッチ、又はリッチからリーンに切
換え、この空燃比切換期間中のＯ2 センサ２２の出力電
流又は電圧のピーク値からＮＯX 吸収剤又は三元触媒の
劣化の度合を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化要素
劣化検出装置に関する。
劣化検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より排気ガス中の有害成分を浄化す
るために三元触媒が用いられている。この三元触媒は空
燃比がリーンになると排気ガス中の酸素を取込んで蓄え
ておく、いわゆるＯ2 ストレージ機能を有し、このＯ2
ストレージ機能によって排気ガス中の有害三成分ＨＣ，
ＣＯおよびＮＯX が良好に浄化せしめられる。従ってこ
のＯ2 ストレージ機能が弱まると浄化能力が低下する、
即ち三元触媒が劣化することになる。
るために三元触媒が用いられている。この三元触媒は空
燃比がリーンになると排気ガス中の酸素を取込んで蓄え
ておく、いわゆるＯ2 ストレージ機能を有し、このＯ2
ストレージ機能によって排気ガス中の有害三成分ＨＣ，
ＣＯおよびＮＯX が良好に浄化せしめられる。従ってこ
のＯ2 ストレージ機能が弱まると浄化能力が低下する、
即ち三元触媒が劣化することになる。
【０００３】ところで排気通路内の或る点よりも上流の
排気通路又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料
量との比をその或る点における排気ガスの空燃比と称す
ると三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンから
リッチに変化したときに排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣ
Ｏが三元触媒に蓄えられている酸素を奪い、この奪った
酸素により未燃ＨＣおよびＣＯは酸化せしめられる。こ
のように三元触媒に蓄えられている酸素によって未燃Ｈ
ＣおよびＣＯが酸化せしめられる間は三元触媒から流出
する排気ガスの空燃比はほぼ理論空燃比となっており、
三元触媒に蓄えられている酸素が無くなると三元触媒か
ら流出する排気ガスの空燃比がリッチとなる。この場
合、Ｏ2 ストレージ機能が強いほど三元触媒から流出す
る排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持される時間
が長く、Ｏ2 ストレージ機能が弱まってくると三元触媒
から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持
される時間が短かくなってくる。
排気通路又は吸気通路内に供給された全空気量と全燃料
量との比をその或る点における排気ガスの空燃比と称す
ると三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンから
リッチに変化したときに排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣ
Ｏが三元触媒に蓄えられている酸素を奪い、この奪った
酸素により未燃ＨＣおよびＣＯは酸化せしめられる。こ
のように三元触媒に蓄えられている酸素によって未燃Ｈ
ＣおよびＣＯが酸化せしめられる間は三元触媒から流出
する排気ガスの空燃比はほぼ理論空燃比となっており、
三元触媒に蓄えられている酸素が無くなると三元触媒か
ら流出する排気ガスの空燃比がリッチとなる。この場
合、Ｏ2 ストレージ機能が強いほど三元触媒から流出す
る排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持される時間
が長く、Ｏ2 ストレージ機能が弱まってくると三元触媒
から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持
される時間が短かくなってくる。
【０００４】そこで三元触媒に流入する排気ガスがリー
ンからリッチに切換えられた後、三元触媒から流出する
排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持されている時
間を検出してこの時間が短かくなるにつれて三元触媒の
劣化の度合が進行していると判断するようにした内燃機
関が公知である（特開平２−１３０２４５号公報参
照）。
ンからリッチに切換えられた後、三元触媒から流出する
排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持されている時
間を検出してこの時間が短かくなるにつれて三元触媒の
劣化の度合が進行していると判断するようにした内燃機
関が公知である（特開平２−１３０２４５号公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら三元触媒
から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持
される時間は極めて短かく、このような短い時間を誤差
なく正確に検出してこの検出結果から劣化の度合を正確
に判断することは困難である。また、三元触媒から流出
する排気ガスの空燃比が理論空燃比に維持されていると
きに何らの理由によりスパイク状にリッチになることが
あり、このようなリッチスパイクが発生すると三元触媒
の劣化の度合を完全に誤判断してしまうという問題があ
る。
から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持
される時間は極めて短かく、このような短い時間を誤差
なく正確に検出してこの検出結果から劣化の度合を正確
に判断することは困難である。また、三元触媒から流出
する排気ガスの空燃比が理論空燃比に維持されていると
きに何らの理由によりスパイク状にリッチになることが
あり、このようなリッチスパイクが発生すると三元触媒
の劣化の度合を完全に誤判断してしまうという問題があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、排気ガス中の有害成分を浄化しう
る排気浄化要素を機関排気通路内に配置し、排気浄化要
素は排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比がリーン
からリッチにに切換えられたときに排気浄化要素から流
出した排気ガスの空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維
持された後にリッチに変化する性質を有し、上述のほぼ
理論空燃比に維持される時間が排気浄化要素の劣化の進
行に伴い短かくなる内燃機関において、排気浄化要素下
流の機関排気通路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度
に比例した出力を発生する酸素濃度センサと、排気浄化
要素に流入する排気ガスの空燃比を予め定められた時間
だけ一時的にリーンからリッチに切換える空燃比切換手
段と、空燃比切換手段により排気浄化要素に流入する排
気ガスの空燃比がリッチに切換えられている期間内にお
ける酸素濃度センサの出力ピーク値を求めるピーク値検
出装置とを具備し、この出力ピーク値から排気浄化要素
の劣化の度合を判断するようにしている。
めに本発明によれば、排気ガス中の有害成分を浄化しう
る排気浄化要素を機関排気通路内に配置し、排気浄化要
素は排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比がリーン
からリッチにに切換えられたときに排気浄化要素から流
出した排気ガスの空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維
持された後にリッチに変化する性質を有し、上述のほぼ
理論空燃比に維持される時間が排気浄化要素の劣化の進
行に伴い短かくなる内燃機関において、排気浄化要素下
流の機関排気通路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度
に比例した出力を発生する酸素濃度センサと、排気浄化
要素に流入する排気ガスの空燃比を予め定められた時間
だけ一時的にリーンからリッチに切換える空燃比切換手
段と、空燃比切換手段により排気浄化要素に流入する排
気ガスの空燃比がリッチに切換えられている期間内にお
ける酸素濃度センサの出力ピーク値を求めるピーク値検
出装置とを具備し、この出力ピーク値から排気浄化要素
の劣化の度合を判断するようにしている。
【０００７】また、本発明によれば上記問題点を解決す
るために上記１番目の発明において、排気浄化要素は流
入する排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸
収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収
していたＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤から構成され
る。また、本発明によれば上記問題点を解決するために
上記１番目の発明において、排気浄化要素は三元触媒か
ら構成される。
るために上記１番目の発明において、排気浄化要素は流
入する排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸
収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収
していたＮＯX を放出するＮＯX 吸収剤から構成され
る。また、本発明によれば上記問題点を解決するために
上記１番目の発明において、排気浄化要素は三元触媒か
ら構成される。
【０００８】更に本発明によれば上記問題点を解決する
ために、排気ガス中の有害成分を浄化しうる排気浄化要
素を機関排気通路内に配置し、排気浄化要素は排気浄化
要素に流入する排気ガスの空燃比がリッチからリーンに
切換えられたときに排気浄化要素から流出した排気ガス
の空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維持された後にリ
ーンに変化する性質を有し、上述のほぼ理論空燃比に維
持される時間が排気浄化要素の劣化の進行に伴い短かく
なる内燃機関において、排気浄化要素下流の機関排気通
路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度に比例した出力
を発生する酸素濃度センサと、排気浄化要素に流入する
排気ガスの空燃比を予め定められた時間だけ一時的にリ
ッチからリーンに切換える空燃比切換手段と、空燃比切
換手段により排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比
がリーンに切換えられている期間内における酸素濃度セ
ンサの出力ピーク値を求めるピーク値検出手段とを具備
し、出力ピーク値から排気浄化要素の劣化の度合を判断
するようにしている。
ために、排気ガス中の有害成分を浄化しうる排気浄化要
素を機関排気通路内に配置し、排気浄化要素は排気浄化
要素に流入する排気ガスの空燃比がリッチからリーンに
切換えられたときに排気浄化要素から流出した排気ガス
の空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維持された後にリ
ーンに変化する性質を有し、上述のほぼ理論空燃比に維
持される時間が排気浄化要素の劣化の進行に伴い短かく
なる内燃機関において、排気浄化要素下流の機関排気通
路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度に比例した出力
を発生する酸素濃度センサと、排気浄化要素に流入する
排気ガスの空燃比を予め定められた時間だけ一時的にリ
ッチからリーンに切換える空燃比切換手段と、空燃比切
換手段により排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比
がリーンに切換えられている期間内における酸素濃度セ
ンサの出力ピーク値を求めるピーク値検出手段とを具備
し、出力ピーク値から排気浄化要素の劣化の度合を判断
するようにしている。
【０００９】また、本発明によれば上記問題点を解決す
るために上記４番目の発明において、排気浄化要素は三
元触媒から構成される。
るために上記４番目の発明において、排気浄化要素は三
元触媒から構成される。
【００１０】
【作用】１番目の発明では排気浄化要素に流入する排気
ガスの空燃比が予め定められた時間だけ一時的にリーン
からリッチに切換えられると通常この間に排気浄化要素
から流出した排気ガスの空燃比は一時的にほぼ理論空燃
比に維持された後にリッチに変化する。このとき、排気
浄化要素が劣化しているほど上述のほぼ理論空燃比に維
持される時間が短かくなり、ほぼ理論空燃比に維持され
ている時間が短かくなるとそれに伴なって酸素濃度セン
サの出力ピーク値が変化する。従ってこの出力ピーク値
から排気浄化要素の劣化の度合を判断しうる。
ガスの空燃比が予め定められた時間だけ一時的にリーン
からリッチに切換えられると通常この間に排気浄化要素
から流出した排気ガスの空燃比は一時的にほぼ理論空燃
比に維持された後にリッチに変化する。このとき、排気
浄化要素が劣化しているほど上述のほぼ理論空燃比に維
持される時間が短かくなり、ほぼ理論空燃比に維持され
ている時間が短かくなるとそれに伴なって酸素濃度セン
サの出力ピーク値が変化する。従ってこの出力ピーク値
から排気浄化要素の劣化の度合を判断しうる。
【００１１】２番目の発明では排気浄化要素としてＮＯ
X 吸収剤が使用される。この場合にはＮＯX 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えら
れるとＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出され、このＮＯX
が放出されている間はＮＯX吸収剤から流出する排気ガ
スの空燃比がほぼ理論空燃比となる。ＮＯX 吸収剤が劣
化するとＮＯX 吸収容量が小さくなり、従ってＮＯX の
放出期間が短かくなるためにＮＯX 吸収剤から流出する
排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持される時間は
短くなる。
X 吸収剤が使用される。この場合にはＮＯX 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えら
れるとＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出され、このＮＯX
が放出されている間はＮＯX吸収剤から流出する排気ガ
スの空燃比がほぼ理論空燃比となる。ＮＯX 吸収剤が劣
化するとＮＯX 吸収容量が小さくなり、従ってＮＯX の
放出期間が短かくなるためにＮＯX 吸収剤から流出する
排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維持される時間は
短くなる。
【００１２】３番目の発明では排気浄化要素として三元
触媒が使用される。この場合には三元触媒に流入する排
気ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えられると三
元触媒内に蓄えられていた酸素が順次消費され、この間
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃
比となる。三元触媒が劣化すると蓄えうる酸素量が少な
くなり、従って酸素が消費される時間が短かくなるため
に三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空
燃比に維持される時間は短かくなる。
触媒が使用される。この場合には三元触媒に流入する排
気ガスの空燃比がリーンからリッチに切換えられると三
元触媒内に蓄えられていた酸素が順次消費され、この間
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃
比となる。三元触媒が劣化すると蓄えうる酸素量が少な
くなり、従って酸素が消費される時間が短かくなるため
に三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空
燃比に維持される時間は短かくなる。
【００１３】４番目の発明では排気浄化要素に流入する
排気ガスの空燃比が予め定められた時間だけ一時的にリ
ッチからリーンに切換えられると通常この間に排気浄化
要素から流出した排気ガスの空燃比は一時的にほぼ理論
空燃比に維持された後にリーンに変化する。このとき、
排気浄化要素が劣化しているほど上述のほぼ理論空燃比
に維持される時間が短かくなり、ほぼ理論空燃比に維持
されている時間が短かくなるとそれに伴なって酸素濃度
センサの出力ピーク値が変化する。従ってこの出力ピー
ク値から排気浄化要素の劣化の度合を判断しうる。
排気ガスの空燃比が予め定められた時間だけ一時的にリ
ッチからリーンに切換えられると通常この間に排気浄化
要素から流出した排気ガスの空燃比は一時的にほぼ理論
空燃比に維持された後にリーンに変化する。このとき、
排気浄化要素が劣化しているほど上述のほぼ理論空燃比
に維持される時間が短かくなり、ほぼ理論空燃比に維持
されている時間が短かくなるとそれに伴なって酸素濃度
センサの出力ピーク値が変化する。従ってこの出力ピー
ク値から排気浄化要素の劣化の度合を判断しうる。
【００１４】５番目の発明では排気浄化要素として三元
触媒が使用される。この場合には三元触媒に流入する排
気ガスの空燃比がリッチからリーンに切換えられると三
元触媒内に順次酸素が蓄えられ、この間三元触媒から流
出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比となる。三元
触媒が劣化すると蓄えうる酸素量が少なくなり、従って
酸素の蓄え量が飽和するまでの時間が短かくなるために
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃
比に維持される時間は短かくなる。
触媒が使用される。この場合には三元触媒に流入する排
気ガスの空燃比がリッチからリーンに切換えられると三
元触媒内に順次酸素が蓄えられ、この間三元触媒から流
出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比となる。三元
触媒が劣化すると蓄えうる酸素量が少なくなり、従って
酸素の蓄え量が飽和するまでの時間が短かくなるために
三元触媒から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃
比に維持される時間は短かくなる。
【００１５】
【実施例】図１を参照すると、１は機関本体、２はピス
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に
連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１４が配
置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１５お
よび排気管１６を介して排気浄化要素１８を内蔵したケ
ーシング１７に接続される。この実施例においては排気
浄化要素１８はＮＯX 吸収剤からなる。
トン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６は吸気
ポート、７は排気弁、８は排気ポートを夫々示す。吸気
ポート６は対応する枝管９を介してサージタンク１０に
連結され、各枝管９には夫々吸気ポート６内に向けて燃
料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けられる。サージタ
ンク１０は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１３に
連結され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１４が配
置される。一方、排気ポート８は排気マニホルド１５お
よび排気管１６を介して排気浄化要素１８を内蔵したケ
ーシング１７に接続される。この実施例においては排気
浄化要素１８はＮＯX 吸収剤からなる。
【００１６】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ＲＡ
Ｍ、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。
サージタンク１０内にはサージタンク１０内の絶対圧に
比例した出力電圧を発生する圧力センサ１９が配置さ
れ、この圧力センサ１９の出力電圧は対応するＡＤ変換
器３８を介して入力ポート３５に入力される。排気管１
６内には排気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度
センサ２０が配置され、こ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
吸収剤１８下流の排気管２１内には酸素濃度センサ（以
下、Ｏ2 センサと称する）２２が配置され、このＯ2 セ
ンサ２２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
数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ２３およ
び車速を表わす出力パルスを発生する車速センサ２４が
接続される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路
３９を介して夫々点火栓４および燃料噴射弁１１に接続
される。
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ＲＡ
Ｍ、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。
サージタンク１０内にはサージタンク１０内の絶対圧に
比例した出力電圧を発生する圧力センサ１９が配置さ
れ、この圧力センサ１９の出力電圧は対応するＡＤ変換
器３８を介して入力ポート３５に入力される。排気管１
６内には排気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度
センサ２０が配置され、こ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
吸収剤１８下流の排気管２１内には酸素濃度センサ（以
下、Ｏ2 センサと称する）２２が配置され、このＯ2 セ
ンサ２２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
数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ２３およ
び車速を表わす出力パルスを発生する車速センサ２４が
接続される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路
３９を介して夫々点火栓４および燃料噴射弁１１に接続
される。
【００１７】図１に示す内燃機関では基本的には次式に
基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ ここでＴＰは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係数を夫々示
す。基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給され
る混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴
射時間を示している。この基本燃料噴射時間ＴＰは予め
実験により求められ、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭ
および機関回転数Ｎの関数として図２に示すようなマッ
プの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。補正係数
Ｋは機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を制御
するための係数であってＫ＝１．０であれば機関シリン
ダ内に供給される混合気は理論空燃比となる。これに対
してＫ＜１．０になれば機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比は理論空燃比よりも大きくなり、即ちリー
ンとなり、Ｋ＞１．０になれば機関シリンダ内に供給さ
れる混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、即
ちリッチとなる。
基いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ ここでＴＰは基本燃料噴射時間、Ｋは補正係数を夫々示
す。基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリンダ内に供給され
る混合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴
射時間を示している。この基本燃料噴射時間ＴＰは予め
実験により求められ、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭ
および機関回転数Ｎの関数として図２に示すようなマッ
プの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。補正係数
Ｋは機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を制御
するための係数であってＫ＝１．０であれば機関シリン
ダ内に供給される混合気は理論空燃比となる。これに対
してＫ＜１．０になれば機関シリンダ内に供給される混
合気の空燃比は理論空燃比よりも大きくなり、即ちリー
ンとなり、Ｋ＞１．０になれば機関シリンダ内に供給さ
れる混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、即
ちリッチとなる。
【００１８】機関シリンダ内に供給すべき混合気の目標
空燃比、即ち補正係数Ｋの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
３に示されるようにサージタンク１０内の絶対圧ＰＭお
よび機関回転数Ｎの関数として予め定められている。即
ち、図３に示されるように実線Ｒよりも低負荷側の低負
荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気がリーンとさ
れ、実線Ｒと実線Ｓの間の高負荷運転領域ではＫ＝１．
０、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とされ、実線Ｓよ
りも高負荷側の全負荷運転領域ではＫ＞１．０、即ち混
合気がリッチとされる。
空燃比、即ち補正係数Ｋの値は機関の運転状態に応じて
変化せしめられ、本発明による実施例では基本的には図
３に示されるようにサージタンク１０内の絶対圧ＰＭお
よび機関回転数Ｎの関数として予め定められている。即
ち、図３に示されるように実線Ｒよりも低負荷側の低負
荷運転領域ではＫ＜１．０、即ち混合気がリーンとさ
れ、実線Ｒと実線Ｓの間の高負荷運転領域ではＫ＝１．
０、即ち混合気の空燃比が理論空燃比とされ、実線Ｓよ
りも高負荷側の全負荷運転領域ではＫ＞１．０、即ち混
合気がリッチとされる。
【００１９】図４は燃焼室３から排出される排気ガス中
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４から
わかるように燃焼室３から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出され
る排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室３内に供給され
る混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【００２０】ケーシング１７内に収容されているＮＯX
吸収剤１８は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯX 吸収剤１８上流の排気通路内に供
給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮＯ X 吸収
剤１８への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX
吸収剤１８は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯX を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行
う。なお、ＮＯX 吸収剤１８上流の排気通路内に燃料
（炭化水素）或いは空気が供給されない場合には流入排
気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比に一致し、従ってこの場合にはＮＯX 吸収剤１８は燃
焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンのときに
はＮＯX を吸収し、燃焼室３内に供給される混合気中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX を放出することに
なる。
吸収剤１８は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少くとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯX 吸収剤１８上流の排気通路内に供
給された空気および燃料（炭化水素）の比をＮＯ X 吸収
剤１８への流入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯX
吸収剤１８は流入排気ガスの空燃比がリーンのときには
ＮＯX を吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と吸収したＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行
う。なお、ＮＯX 吸収剤１８上流の排気通路内に燃料
（炭化水素）或いは空気が供給されない場合には流入排
気ガスの空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空燃
比に一致し、従ってこの場合にはＮＯX 吸収剤１８は燃
焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンのときに
はＮＯX を吸収し、燃焼室３内に供給される混合気中の
酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX を放出することに
なる。
【００２１】上述のＮＯX 吸収剤１８を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯX 吸収剤１８は実際にＮＯX の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図５に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
に配置すればこのＮＯX 吸収剤１８は実際にＮＯX の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図５に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００２２】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図５
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ
2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガ
ス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ2-と反応
し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2)。次いで生
成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収
剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら図
５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸
収剤内に拡散する。このようにしてＮＯX がＮＯX 吸収
剤１８内に吸収される。
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図５
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ2 がＯ2 - 又はＯ
2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガ
ス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ2 - 又はＯ2-と反応
し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2)。次いで生
成されたＮＯ2 の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収
剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら図
５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ3 - の形で吸
収剤内に拡散する。このようにしてＮＯX がＮＯX 吸収
剤１８内に吸収される。
【００２３】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2)に進み、斯くして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
とＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出されることにな
る。図４に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ流入
排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯX 吸収剤１８
からＮＯXが放出されることになる。
Ｐｔの表面でＮＯ2 が生成され、吸収剤のＮＯX 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ2 が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ3 - が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ2 の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ3 - →ＮＯ2)に進み、斯くして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形で吸収剤から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
とＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出されることにな
る。図４に示されるように流入排気ガスのリーンの度合
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従っ
て流入排気ガスのリーンの度合を低くすればたとえ流入
排気ガスの空燃比がリーンであってもＮＯX 吸収剤１８
からＮＯXが放出されることになる。
【００２４】一方、このとき燃焼室３内に供給される混
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図４に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-と反応して酸化せしめられる。
また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気
ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出され、このＮＯ2 は図５（Ｂ）に示されるよ
うに未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。この
ようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなる
と吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
ＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出されることになる。
合気がリッチにされて流入排気ガスの空燃比がリッチに
なると図４に示されるように機関からは多量の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ
上の酸素Ｏ2 - 又はＯ2-と反応して酸化せしめられる。
また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると流入排気
ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮ
Ｏ2 が放出され、このＮＯ2 は図５（Ｂ）に示されるよ
うに未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。この
ようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2 が存在しなくなる
と吸収剤から次から次へとＮＯ2 が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
ＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出されることになる。
【００２５】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤１８に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
１８は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤１８から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯX 吸収
剤１８からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤１８に吸収されている全ＮＯX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
るとまず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ2 - 又
はＯ2-とただちに反応して酸化せしめられ、次いで白金
Ｐｔ上のＯ2 - 又はＯ2-が消費されてもまだ未燃ＨＣ，
ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによって吸収剤
から放出されたＮＯX および機関から排出されたＮＯ X
が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすれば短時間のうちにＮＯX 吸収剤１８に吸収さ
れているＮＯX が放出され、しかもこの放出されたＮＯ
X が還元されるために大気中にＮＯX が排出されるのを
阻止することができることになる。また、ＮＯX 吸収剤
１８は還元触媒の機能を有しているので流入排気ガスの
空燃比を理論空燃比にしてもＮＯX 吸収剤１８から放出
されたＮＯX が還元せしめられる。しかしながら流入排
気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯX 吸収
剤１８からＮＯX が徐々にしか放出されないためにＮＯ
X吸収剤１８に吸収されている全ＮＯX を放出させるに
は若干長い時間を要する。
【００２６】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られるとＮＯX がＮＯX 吸収剤１８に吸収される。しか
しながらＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力には限度が
あり、ＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が飽和すれば
ＮＯX 吸収剤１８はもはやＮＯX を吸収しえなくなる。
従ってＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が飽和する前
にＮＯX 吸収剤１８からＮＯX を放出させる必要があ
り、そのためにはＮＯX吸収剤１８にどの程度のＮＯX
が吸収されているかを推定する必要がある。次にこのＮ
ＯX 吸収量の推定方法について説明する。
られるとＮＯX がＮＯX 吸収剤１８に吸収される。しか
しながらＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力には限度が
あり、ＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が飽和すれば
ＮＯX 吸収剤１８はもはやＮＯX を吸収しえなくなる。
従ってＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が飽和する前
にＮＯX 吸収剤１８からＮＯX を放出させる必要があ
り、そのためにはＮＯX吸収剤１８にどの程度のＮＯX
が吸収されているかを推定する必要がある。次にこのＮ
ＯX 吸収量の推定方法について説明する。
【００２７】リーン混合気が燃焼せしめられているとき
には機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関から排出
されるＮＯX 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸
収剤１８に吸収されるＮＯX 量が増大し、また機関回転
数が高くなるほど単位時間当り機関から排出されるＮＯ
X 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸収剤１８に
吸収されるＮＯX が増大する。従って単位時間当りＮＯ
X 吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量は機関負荷と機関回
転数の関数となる。この場合、機関負荷はサージタンク
１０内の絶対圧でもって代表することができるので単位
時間当りＮＯX吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量はサー
ジタンク１０内の絶対圧ＰＭと機関回転数Ｎの関数とな
る。従って本発明による実施例では単位時間当りＮＯX
吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量ＮＯＸＡを絶対圧ＰＭ
および機関回転数Ｎの関数として予め実験により求め、
このＮＯX 量ＮＯＸＡがＰＭおよびＮの関数として図６
（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
には機関負荷が高くなるほど単位時間当り機関から排出
されるＮＯX 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸
収剤１８に吸収されるＮＯX 量が増大し、また機関回転
数が高くなるほど単位時間当り機関から排出されるＮＯ
X 量が増大するために単位時間当りＮＯX 吸収剤１８に
吸収されるＮＯX が増大する。従って単位時間当りＮＯ
X 吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量は機関負荷と機関回
転数の関数となる。この場合、機関負荷はサージタンク
１０内の絶対圧でもって代表することができるので単位
時間当りＮＯX吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量はサー
ジタンク１０内の絶対圧ＰＭと機関回転数Ｎの関数とな
る。従って本発明による実施例では単位時間当りＮＯX
吸収剤１８に吸収されるＮＯX 量ＮＯＸＡを絶対圧ＰＭ
および機関回転数Ｎの関数として予め実験により求め、
このＮＯX 量ＮＯＸＡがＰＭおよびＮの関数として図６
（Ａ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶され
ている。
【００２８】一方、機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比が理論空燃比又はリッチになるとＮＯX 吸収剤
１８からＮＯX が放出されるがこのときのＮＯX 放出量
は主に排気ガス量と空燃比の影響を受ける。即ち、排気
ガス量が増大するほど単位時間当りＮＯX 吸収剤１８か
ら放出されるＮＯX 量が増大し、空燃比がリッチとなる
ほど単位時間当りＮＯX 吸収剤１８から放出されるＮＯ
X 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空気
量と機関回転数Ｎとサージタンク１０内の絶対圧ＰＭと
の積でもって代表することができ、従って図７（Ａ）に
示されるように単位時間当りＮＯX 吸収剤１８から放出
されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＮ・ＰＭが大きくなるほど増
大する。また、空燃比は補正係数Ｋの値に対応している
ので図７（Ｂ）に示されるように単位時間当りＮＯX 吸
収剤１８から放出されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＫの値が大
きくなるほど増大する。この単位時間当りＮＯX 吸収剤
１８から放出されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＮ・ＰＭとＫの
関数として図６（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３
２内に記憶されている。
の空燃比が理論空燃比又はリッチになるとＮＯX 吸収剤
１８からＮＯX が放出されるがこのときのＮＯX 放出量
は主に排気ガス量と空燃比の影響を受ける。即ち、排気
ガス量が増大するほど単位時間当りＮＯX 吸収剤１８か
ら放出されるＮＯX 量が増大し、空燃比がリッチとなる
ほど単位時間当りＮＯX 吸収剤１８から放出されるＮＯ
X 量が増大する。この場合、排気ガス量、即ち吸入空気
量と機関回転数Ｎとサージタンク１０内の絶対圧ＰＭと
の積でもって代表することができ、従って図７（Ａ）に
示されるように単位時間当りＮＯX 吸収剤１８から放出
されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＮ・ＰＭが大きくなるほど増
大する。また、空燃比は補正係数Ｋの値に対応している
ので図７（Ｂ）に示されるように単位時間当りＮＯX 吸
収剤１８から放出されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＫの値が大
きくなるほど増大する。この単位時間当りＮＯX 吸収剤
１８から放出されるＮＯX 量ＮＯＸＤはＮ・ＰＭとＫの
関数として図６（Ｂ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３
２内に記憶されている。
【００２９】上述したようにリーン混合気が燃焼せしめ
られたときには単位時間当りのＮＯ X 吸収量がＮＯＸＡ
で表わされ、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃
焼せしめられたときには単位時間当りのＮＯX 放出量は
ＮＯＸＤで表わされるのでＮＯX 吸収剤１８に吸収され
ていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸは次式で表わされ
ることになる。
られたときには単位時間当りのＮＯ X 吸収量がＮＯＸＡ
で表わされ、理論空燃比の混合気又はリッチ混合気が燃
焼せしめられたときには単位時間当りのＮＯX 放出量は
ＮＯＸＤで表わされるのでＮＯX 吸収剤１８に吸収され
ていると推定されるＮＯX 量ΣＮＯＸは次式で表わされ
ることになる。
【００３０】ΣＮＯＸ＝ΣＮＯＸ＋ＮＯＸＡ−ＮＯＸＤ そこで本発明による実施例では図８に示されるようにＮ
ＯX 吸収剤１８に吸収されていると推定されるＮＯX 量
ΣＮＯＸが許容最大値ＮＭＡＸに達したときには基本燃
料噴射時間ＴＰに対する補正係数をｔi 時間だけＫＫ１
（＞１．０）にし、即ち混合気の空燃比をｔｉ時間だけ
一時的にリッチにし、それによってＮＯ X 吸収剤１８か
らＮＯX を放出させるようにしている。
ＯX 吸収剤１８に吸収されていると推定されるＮＯX 量
ΣＮＯＸが許容最大値ＮＭＡＸに達したときには基本燃
料噴射時間ＴＰに対する補正係数をｔi 時間だけＫＫ１
（＞１．０）にし、即ち混合気の空燃比をｔｉ時間だけ
一時的にリッチにし、それによってＮＯ X 吸収剤１８か
らＮＯX を放出させるようにしている。
【００３１】ところが排気ガス中にはＳＯX が含まれて
おり、ＮＯX 吸収剤１８にはＮＯXばかりでなくＳＯX
も吸収される。このＮＯX 吸収剤１８へのＳＯX の吸収
メカニズムはＮＯX の吸収メカニズムと同じであると考
えられる。即ち、ＮＯX の吸収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
させた場合を例にとって説明すると、前述したように流
入排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素Ｏ2 がＯ2
- 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、流入
排気ガス中のＳＯ2 は白金Ｐｔの表面でＯ2 - 又はＯ2-
と反応してＳＯ3 となる。次いで生成されたＳＯ3 の一
部は白金Ｐｔ上で更に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、硫酸イオンＳＯ
4 2- の形で吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ
4 を生成する。
おり、ＮＯX 吸収剤１８にはＮＯXばかりでなくＳＯX
も吸収される。このＮＯX 吸収剤１８へのＳＯX の吸収
メカニズムはＮＯX の吸収メカニズムと同じであると考
えられる。即ち、ＮＯX の吸収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
させた場合を例にとって説明すると、前述したように流
入排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素Ｏ2 がＯ2
- 又はＯ2-の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、流入
排気ガス中のＳＯ2 は白金Ｐｔの表面でＯ2 - 又はＯ2-
と反応してＳＯ3 となる。次いで生成されたＳＯ3 の一
部は白金Ｐｔ上で更に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、硫酸イオンＳＯ
4 2- の形で吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ
4 を生成する。
【００３２】しかしながらこの硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定
していて分解しづらく、図８に示されるような短時間ｔ
ｉ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ＢａＳＯ4 は分解されずにそのまま残る。従って
ＮＯX 吸収剤１８内には時間が経過するにつれて硫酸塩
ＢａＳＯ4 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 吸収剤１８が吸収しうるＮＯX 量が
次第に低下することになる。即ち、云い換えると時間が
経過するにつれてＮＯX 吸収剤１８が次第に劣化するこ
とになる。ＮＯX 吸収剤１８が劣化すればＮＯX 吸収剤
１８が吸収しうるＮＯX 量が低下するので何らの対処を
する必要があり、そのためにはＮＯX 吸収剤１８の劣化
の度合を検出する必要がある。そこで次に本発明による
ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を検出する方法について
説明する。
していて分解しづらく、図８に示されるような短時間ｔ
ｉ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ＢａＳＯ4 は分解されずにそのまま残る。従って
ＮＯX 吸収剤１８内には時間が経過するにつれて硫酸塩
ＢａＳＯ4 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 吸収剤１８が吸収しうるＮＯX 量が
次第に低下することになる。即ち、云い換えると時間が
経過するにつれてＮＯX 吸収剤１８が次第に劣化するこ
とになる。ＮＯX 吸収剤１８が劣化すればＮＯX 吸収剤
１８が吸収しうるＮＯX 量が低下するので何らの対処を
する必要があり、そのためにはＮＯX 吸収剤１８の劣化
の度合を検出する必要がある。そこで次に本発明による
ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を検出する方法について
説明する。
【００３３】ＮＯX 吸収剤１８に流入する排気ガスの空
燃比をリーンからリッチに切換えると、即ち本発明によ
る実施例では混合気の空燃比をリーンからリッチに切換
えると前述したようにＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放
出される。このときＮＯX 吸収剤１８から放出されるＮ
ＯX 量は排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣＯの量に比例し
ており、排気ガス中の全未燃ＨＣおよびＣＯを酸化する
のに必要な全酸素を提供しうる量のＮＯX がＮＯX 吸収
剤１８から放出される。従ってこのとき排気ガス中の全
未燃ＨＣおよびＣＯはＮＯX 吸収剤１８から放出された
ＮＯX 中の酸素により酸化され、一方ＮＯX 吸収剤１８
から放出された全ＮＯX は還元せしめられる。斯くして
このときＮＯX 吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃
比はほぼ理論空燃比となる。
燃比をリーンからリッチに切換えると、即ち本発明によ
る実施例では混合気の空燃比をリーンからリッチに切換
えると前述したようにＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放
出される。このときＮＯX 吸収剤１８から放出されるＮ
ＯX 量は排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣＯの量に比例し
ており、排気ガス中の全未燃ＨＣおよびＣＯを酸化する
のに必要な全酸素を提供しうる量のＮＯX がＮＯX 吸収
剤１８から放出される。従ってこのとき排気ガス中の全
未燃ＨＣおよびＣＯはＮＯX 吸収剤１８から放出された
ＮＯX 中の酸素により酸化され、一方ＮＯX 吸収剤１８
から放出された全ＮＯX は還元せしめられる。斯くして
このときＮＯX 吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃
比はほぼ理論空燃比となる。
【００３４】次いでＮＯX 吸収剤１８から全ＮＯX が放
出されると排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣＯは酸化され
ることなくＮＯX 吸収剤１８を通過し、斯くしてＮＯX
吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃比はリッチとな
る。即ち、ＮＯX 吸収剤１８に流入する排気ガスの空燃
比をリーンからリッチに切換えるとＮＯX 吸収剤１８か
らＮＯX が放出されている間はＮＯX 吸収剤１８から流
出する排気ガスの空燃比はほぼ理論空燃比に維持されて
おり、ＮＯX 吸収剤１８からのＮＯX の放出作用が完了
するとＮＯX 吸収剤１８から流出した排気ガスの空燃比
はリッチとなる。
出されると排気ガス中の未燃ＨＣおよびＣＯは酸化され
ることなくＮＯX 吸収剤１８を通過し、斯くしてＮＯX
吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃比はリッチとな
る。即ち、ＮＯX 吸収剤１８に流入する排気ガスの空燃
比をリーンからリッチに切換えるとＮＯX 吸収剤１８か
らＮＯX が放出されている間はＮＯX 吸収剤１８から流
出する排気ガスの空燃比はほぼ理論空燃比に維持されて
おり、ＮＯX 吸収剤１８からのＮＯX の放出作用が完了
するとＮＯX 吸収剤１８から流出した排気ガスの空燃比
はリッチとなる。
【００３５】ところで前述したようにＮＯX 吸収剤１８
が劣化するにつれてＮＯX 吸収剤１８が吸収しうるＮＯ
X 量が次第に低下し、従ってＮＯX 吸収剤１８が劣化す
るにつれてＮＯX 吸収剤１８に流入する排気ガスの空燃
比をリーンからリッチに切換えたときにＮＯX 吸収剤１
８から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維
持される時間が次第に短かくなる。次にこのことについ
て図９を参照しつつ説明する。
が劣化するにつれてＮＯX 吸収剤１８が吸収しうるＮＯ
X 量が次第に低下し、従ってＮＯX 吸収剤１８が劣化す
るにつれてＮＯX 吸収剤１８に流入する排気ガスの空燃
比をリーンからリッチに切換えたときにＮＯX 吸収剤１
８から流出する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比に維
持される時間が次第に短かくなる。次にこのことについ
て図９を参照しつつ説明する。
【００３６】図９は基本燃料噴射時間ＴＰに対する補正
係数を予め定められた一定のｔo 時間だけＫＫ３（＞
１．０）としたときの、即ち混合気の空燃比を予め定め
られた一定のｔo 時間だけリッチにしたときのＮＯX 吸
収剤１８から流出する排気ガスの空燃比の変化をＡ／Ｆ
で示している。なお、図９においてＩはＮＯX 吸収剤１
８が新品であるときを示しており、IIはＮＯX 吸収剤１
８が少し劣化したときを示しており、III はＮＯX 吸収
剤１８が更に劣化したときを示しており、IVはＮＯX 吸
収剤１８が完全に劣化したときを示している。図９に示
されるようにＮＯ X 吸収剤１８が劣化するにつれて排気
ガスの空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持される時間
が次第に短かくなり、ＮＯX 吸収剤１８が完全に劣化す
ると排気ガスＡ／Ｆの空燃比Ａ／Ｆは全く理論空燃比に
維持されなくなる。
係数を予め定められた一定のｔo 時間だけＫＫ３（＞
１．０）としたときの、即ち混合気の空燃比を予め定め
られた一定のｔo 時間だけリッチにしたときのＮＯX 吸
収剤１８から流出する排気ガスの空燃比の変化をＡ／Ｆ
で示している。なお、図９においてＩはＮＯX 吸収剤１
８が新品であるときを示しており、IIはＮＯX 吸収剤１
８が少し劣化したときを示しており、III はＮＯX 吸収
剤１８が更に劣化したときを示しており、IVはＮＯX 吸
収剤１８が完全に劣化したときを示している。図９に示
されるようにＮＯ X 吸収剤１８が劣化するにつれて排気
ガスの空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持される時間
が次第に短かくなり、ＮＯX 吸収剤１８が完全に劣化す
ると排気ガスＡ／Ｆの空燃比Ａ／Ｆは全く理論空燃比に
維持されなくなる。
【００３７】従って排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論
空燃比に維持される時間を検出すればＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合が検出できることになるが排気ガスの空燃
比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持される時間は通常１秒
間以下の極めて短かい時間であり、このような短かい時
間からＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を算出すると誤差
が大きくなってＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を正確に
判断することができないという問題がある。また、排気
ガスの空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持されている
ときに何らの理由によって排気ガス空燃比Ａ／Ｆがスパ
イク状にリッチになることがあり、このようなリッチス
パイクが発生するとＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を完
全に誤判断することになる。
空燃比に維持される時間を検出すればＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合が検出できることになるが排気ガスの空燃
比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持される時間は通常１秒
間以下の極めて短かい時間であり、このような短かい時
間からＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を算出すると誤差
が大きくなってＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を正確に
判断することができないという問題がある。また、排気
ガスの空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比に維持されている
ときに何らの理由によって排気ガス空燃比Ａ／Ｆがスパ
イク状にリッチになることがあり、このようなリッチス
パイクが発生するとＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を完
全に誤判断することになる。
【００３８】いずれにしても排気ガスの空燃比が常時変
動している内燃機関において排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの
微視的な変化からＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を判断
することは本質的に困難なことであり、このような場合
には排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが多少変動してもＮＯX 吸
収剤１８の劣化の度合の判断に大きな影響を与えないも
う少し巨視的な角度から空燃比Ａ／Ｆの変動を追う必要
がある。即ち、図９からわかるようにＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合が進行すると排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの全
体的な変化パターンが変化し、この全体的な変化パター
ンはリッチスパイクが発生しようとしまいとほとんど変
化しない。従ってこの全体的な変化パターンからＮＯX
吸収剤１８の劣化の度合を判断するとＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合を比較的正確に判断できることになる。
動している内燃機関において排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの
微視的な変化からＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合を判断
することは本質的に困難なことであり、このような場合
には排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが多少変動してもＮＯX 吸
収剤１８の劣化の度合の判断に大きな影響を与えないも
う少し巨視的な角度から空燃比Ａ／Ｆの変動を追う必要
がある。即ち、図９からわかるようにＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合が進行すると排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの全
体的な変化パターンが変化し、この全体的な変化パター
ンはリッチスパイクが発生しようとしまいとほとんど変
化しない。従ってこの全体的な変化パターンからＮＯX
吸収剤１８の劣化の度合を判断するとＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合を比較的正確に判断できることになる。
【００３９】しかしながら実際問題として排気ガスの変
化パターンが図９のＩからIVのいずれの変化パターンに
相当するのかを判断することは困難である。そこで本発
明者らが検討を重ねた結果、ＮＯX 吸収剤１８下流の排
気通路内に排気ガス中の酸素濃度に比例した電流又は電
圧を発生するＯ2 センサ２２を配置するとこのＯ2 セン
サ２２が排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの変化パターンに対応
した電流又は電圧を発生することを見い出したのであ
る。
化パターンが図９のＩからIVのいずれの変化パターンに
相当するのかを判断することは困難である。そこで本発
明者らが検討を重ねた結果、ＮＯX 吸収剤１８下流の排
気通路内に排気ガス中の酸素濃度に比例した電流又は電
圧を発生するＯ2 センサ２２を配置するとこのＯ2 セン
サ２２が排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの変化パターンに対応
した電流又は電圧を発生することを見い出したのであ
る。
【００４０】このＯ2 センサ２２はジルコニアからなる
カップ状筒体の内側面および外側面上に夫々白金薄膜か
らなる陽極および陰極が形成されている。この陰極は多
孔質層により覆われており、陽極と陰極間に一定電圧が
印加される。図１０はこのＯ 2 センサ２２と接触する排
気ガスの空燃比と、陽極と陰極間に流れる電流Ｉm （ｍ
Ａ）との関係を示している。図１０に示されるようにこ
のＯ2 センサ２２では排気ガスの空燃比が大きくなるほ
ど電流値Ｉm （ｍＡ）が増大する。なお、このＯ2 セン
サ２２は排気ガスの空燃比が理論空燃比（＝１４．６）
のときに１．８（ｍＡ）程度の電流が流れ、排気ガスの
空燃比が或る程度以上リッチになると電流Ｉm （ｍＡ）
は零となる。
カップ状筒体の内側面および外側面上に夫々白金薄膜か
らなる陽極および陰極が形成されている。この陰極は多
孔質層により覆われており、陽極と陰極間に一定電圧が
印加される。図１０はこのＯ 2 センサ２２と接触する排
気ガスの空燃比と、陽極と陰極間に流れる電流Ｉm （ｍ
Ａ）との関係を示している。図１０に示されるようにこ
のＯ2 センサ２２では排気ガスの空燃比が大きくなるほ
ど電流値Ｉm （ｍＡ）が増大する。なお、このＯ2 セン
サ２２は排気ガスの空燃比が理論空燃比（＝１４．６）
のときに１．８（ｍＡ）程度の電流が流れ、排気ガスの
空燃比が或る程度以上リッチになると電流Ｉm （ｍＡ）
は零となる。
【００４１】このＯ2 センサ２２をＮＯX 吸収剤１８下
流の排気通路内に配置し、図９に示すように混合気の空
燃比を一定時間ｔo だけリッチにすると図９に示される
ようにＯ2 センサ２２の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小値、
即ちピーク値はＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大きく
なるほど小さくなる。即ち、ＮＯX 吸収剤１８が新品の
ときにはＩで示されるように電流値Ｉm の最小ピーク値
は１．８（ｍＡ）程度となり、IIおよびIII に示される
ようにＮＯX 吸収剤１８の劣化が進むにつれて最小ピー
ク値が次第に小さくなってIVに示されるようにＮＯX 吸
収剤１８が完全に劣化すると電流値Ｉm の最小ピーク値
は零となる。
流の排気通路内に配置し、図９に示すように混合気の空
燃比を一定時間ｔo だけリッチにすると図９に示される
ようにＯ2 センサ２２の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小値、
即ちピーク値はＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大きく
なるほど小さくなる。即ち、ＮＯX 吸収剤１８が新品の
ときにはＩで示されるように電流値Ｉm の最小ピーク値
は１．８（ｍＡ）程度となり、IIおよびIII に示される
ようにＮＯX 吸収剤１８の劣化が進むにつれて最小ピー
ク値が次第に小さくなってIVに示されるようにＮＯX 吸
収剤１８が完全に劣化すると電流値Ｉm の最小ピーク値
は零となる。
【００４２】この電流値Ｉm の最小ピーク値は排気ガス
の空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比である時間が短かくな
り、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがリッチである時間が長く
なるほど小さくなり、従ってこの電流値Ｉm の最小ピー
ク値は排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの変化パターンに対応し
ていることになる。無論、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆにリ
ッチスパイクがはいったとしても電流値Ｉm の最小ピー
ク値にはほとんど影響が出ず、従ってＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合をかなり正確に検出できることになる。
の空燃比Ａ／Ｆがほぼ理論空燃比である時間が短かくな
り、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆがリッチである時間が長く
なるほど小さくなり、従ってこの電流値Ｉm の最小ピー
ク値は排気ガスの空燃比Ａ／Ｆの変化パターンに対応し
ていることになる。無論、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆにリ
ッチスパイクがはいったとしても電流値Ｉm の最小ピー
ク値にはほとんど影響が出ず、従ってＮＯX 吸収剤１８
の劣化の度合をかなり正確に検出できることになる。
【００４３】図１に示す実施例ではＯ2 センサ２２の陽
極と陰極間に流れる電流値Ｉm はＯ 2 センサ２２内にお
いて電圧に変換され、この電圧が対応するＡＤ変換器３
８を介して入力ポート３６内に入力される。電子制御ユ
ニット３０内ではこの電圧から図９に示す電流値Ｉm の
最小ピーク値に対応する最小ピーク電圧値Ｖmin が算出
され、図１１（Ａ）に示されるようにこの最小ピーク電
圧値Ｖmin が小さくなるほどＮＯX 吸収剤１８の劣化の
度合が大きいと判断される。
極と陰極間に流れる電流値Ｉm はＯ 2 センサ２２内にお
いて電圧に変換され、この電圧が対応するＡＤ変換器３
８を介して入力ポート３６内に入力される。電子制御ユ
ニット３０内ではこの電圧から図９に示す電流値Ｉm の
最小ピーク値に対応する最小ピーク電圧値Ｖmin が算出
され、図１１（Ａ）に示されるようにこの最小ピーク電
圧値Ｖmin が小さくなるほどＮＯX 吸収剤１８の劣化の
度合が大きいと判断される。
【００４４】更に本発明による実施例では最小ピーク電
圧値Ｖmin に基いてＮＯX 量ΣＮＯＸに対する許容最大
値ＮＭＡＸおよびＮＯX 放出のためのリッチ時間ｔi が
制御される。即ち、ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大
きくなるほどＮＯX 吸収剤１８が吸収しうるＮＯX 量は
少なくなり、従ってＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大
きくなるほどＮＯX 放出のために混合気の空燃比をリッ
チにする間隔を短かくする必要がある。そこで本発明に
よる実施例では図１１（Ｂ）に示されるように最小ピー
ク電圧値Ｖmin が小さくなるにつれて許容最大値ＮＭＡ
Ｘが小さくされる。また、ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度
合が大きくなるほど吸収しているＮＯX量が少ないので
図１１（Ｃ）に示されるように最小ピーク電圧値Ｖmin
が小さくなるにつれてＮＯX 放出時のリッチ時間ｔi が
短かくされる。
圧値Ｖmin に基いてＮＯX 量ΣＮＯＸに対する許容最大
値ＮＭＡＸおよびＮＯX 放出のためのリッチ時間ｔi が
制御される。即ち、ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大
きくなるほどＮＯX 吸収剤１８が吸収しうるＮＯX 量は
少なくなり、従ってＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が大
きくなるほどＮＯX 放出のために混合気の空燃比をリッ
チにする間隔を短かくする必要がある。そこで本発明に
よる実施例では図１１（Ｂ）に示されるように最小ピー
ク電圧値Ｖmin が小さくなるにつれて許容最大値ＮＭＡ
Ｘが小さくされる。また、ＮＯX 吸収剤１８の劣化の度
合が大きくなるほど吸収しているＮＯX量が少ないので
図１１（Ｃ）に示されるように最小ピーク電圧値Ｖmin
が小さくなるにつれてＮＯX 放出時のリッチ時間ｔi が
短かくされる。
【００４５】本発明による実施例では例えば車両が２〜
３km走行する毎にＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が検出
され、この検出結果に基いて許容最大値ＮＭＡＸとリッ
チ時間ｔi が更新される。また、本発明による実施例で
はＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が限度を越えると混合
気の空燃比がリッチとされてＮＯX 吸収剤１８からのＳ
ＯX の放出が行われる。なお、混合気の空燃比がリッチ
にされてもＮＯX 吸収剤１８から少量ずつしかＳＯX が
放出されず、従ってＮＯX 吸収剤１８からＳＯ X を放出
すべきときには混合気の空燃比はかなり長い時間に亘っ
てリッチにされる。
３km走行する毎にＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が検出
され、この検出結果に基いて許容最大値ＮＭＡＸとリッ
チ時間ｔi が更新される。また、本発明による実施例で
はＮＯX 吸収剤１８の劣化の度合が限度を越えると混合
気の空燃比がリッチとされてＮＯX 吸収剤１８からのＳ
ＯX の放出が行われる。なお、混合気の空燃比がリッチ
にされてもＮＯX 吸収剤１８から少量ずつしかＳＯX が
放出されず、従ってＮＯX 吸収剤１８からＳＯ X を放出
すべきときには混合気の空燃比はかなり長い時間に亘っ
てリッチにされる。
【００４６】図１２および図１３は空燃比の制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の割
込みによって実行される。図１２および図１３を参照す
るとまず初めにステップ１００において図２に示す関係
に基いて基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。次いでス
テップ１０１ではＮＯX 吸収剤１８の劣化を判定すべき
であることを示す劣化判定フラグがセットされているか
否かが判別される。劣化判定フラグがセットされていな
いときにはステップ１０２に進んでＮＯX 吸収剤１８か
ら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ときにはステップ１０３に
進んでＮＯX 吸収剤１８からＳＯX を放出すべきである
ことを示すＳＯX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。ＳＯX 放出フラグがセットされていない
ときにはステップ１０４に進む。ステップ１０４では機
関の運転状態に基き図３に示す関係に基き補正係数Ｋが
算出され、次いでステップ１０５では基本燃料噴射時間
ＴＰに補正係数Ｋを乗算することによって燃料噴射時間
ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋ）が算出される。次いでステップ１
１２では現在リーン混合気が燃焼せしめられているか否
かが判別される。リーン混合気が燃焼せしめられている
ときにはステップ１１３に進んで図６（Ａ）に基き単位
時間当りのＮＯX 吸収量ＮＯＸＡが算出され、次いでス
テップ１１４に進んでＮＯX 放出量ＮＯＸＤが零とされ
る。次いでステップ１１７に進む。これに対してステッ
プ１１２において現在理論空燃比の混合気又はリッチ混
合気が燃焼せしめられていると判断されたときにはステ
ップ１１５に進んで図６（Ｂ）に基き単位時間当りのＮ
ＯX 放出量ＮＯＸＤが算出され、次いでステップ１１６
に進んでＮＯX 吸収量ＮＯＸＡが零とされる。次いでス
テップ１１７に進む。
ンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の割
込みによって実行される。図１２および図１３を参照す
るとまず初めにステップ１００において図２に示す関係
に基いて基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。次いでス
テップ１０１ではＮＯX 吸収剤１８の劣化を判定すべき
であることを示す劣化判定フラグがセットされているか
否かが判別される。劣化判定フラグがセットされていな
いときにはステップ１０２に進んでＮＯX 吸収剤１８か
ら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ときにはステップ１０３に
進んでＮＯX 吸収剤１８からＳＯX を放出すべきである
ことを示すＳＯX 放出フラグがセットされているか否か
が判別される。ＳＯX 放出フラグがセットされていない
ときにはステップ１０４に進む。ステップ１０４では機
関の運転状態に基き図３に示す関係に基き補正係数Ｋが
算出され、次いでステップ１０５では基本燃料噴射時間
ＴＰに補正係数Ｋを乗算することによって燃料噴射時間
ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋ）が算出される。次いでステップ１
１２では現在リーン混合気が燃焼せしめられているか否
かが判別される。リーン混合気が燃焼せしめられている
ときにはステップ１１３に進んで図６（Ａ）に基き単位
時間当りのＮＯX 吸収量ＮＯＸＡが算出され、次いでス
テップ１１４に進んでＮＯX 放出量ＮＯＸＤが零とされ
る。次いでステップ１１７に進む。これに対してステッ
プ１１２において現在理論空燃比の混合気又はリッチ混
合気が燃焼せしめられていると判断されたときにはステ
ップ１１５に進んで図６（Ｂ）に基き単位時間当りのＮ
ＯX 放出量ＮＯＸＤが算出され、次いでステップ１１６
に進んでＮＯX 吸収量ＮＯＸＡが零とされる。次いでス
テップ１１７に進む。
【００４７】ステップ１１７では次式に基いてＮＯX 吸
収剤１８に吸収されているＮＯX 量ΣＮＯＸが算出され
る。 ΣＮＯＸ←ΣＮＯＸ＋ＮＯＸＡ−ＮＯＸＤ 次いでステップ１１８では現在の車速ＳＰがΣＳＰに加
算される。このΣＳＰは車両の累積走行距離を示してい
る。次いでステップ１１９ではＮＯX 量ΣＮＯＸが許容
最大値ＮＭＡＸよりも大きくなったか否かが判別され
る。ΣＮＯＸ≦ＮＭＡＸのときにはステップ１２３にジ
ャンプしてＮＯX 量ΣＮＯＸが負になったか否かが判別
され、ΣＮＯＸ＜０になったときにはステップ１２４に
進んでΣＮＯＸが零とされた後、処理サイクルを完了す
る。
収剤１８に吸収されているＮＯX 量ΣＮＯＸが算出され
る。 ΣＮＯＸ←ΣＮＯＸ＋ＮＯＸＡ−ＮＯＸＤ 次いでステップ１１８では現在の車速ＳＰがΣＳＰに加
算される。このΣＳＰは車両の累積走行距離を示してい
る。次いでステップ１１９ではＮＯX 量ΣＮＯＸが許容
最大値ＮＭＡＸよりも大きくなったか否かが判別され
る。ΣＮＯＸ≦ＮＭＡＸのときにはステップ１２３にジ
ャンプしてＮＯX 量ΣＮＯＸが負になったか否かが判別
され、ΣＮＯＸ＜０になったときにはステップ１２４に
進んでΣＮＯＸが零とされた後、処理サイクルを完了す
る。
【００４８】一方、ステップ１１９においてΣＮＯＸ＞
ＮＭＡＸになったと判別されたときはステップ１２０に
進んで累積走行距離ΣＳＰが設定値ＸO よりも大きいか
否かが判別される。ΣＳＰ＜ＸO のときにはステップ１
２１に進んで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次の処理サイクルではステ
ップ１０２がステップ１０６に進んで基本燃料噴射時間
ＴＰに補正係数ＫＫ１（＞１．０）を乗算することによ
って燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。次いでステップ
１０７ではｔi 時間経過したか否かが判別される。ｔi
時間経過したときにはステップ１０８に進んでＮＯX 放
出フラグがリセットされる。従ってΣＳＰ＜ＸO である
間は図８に示されるようにΣＮＯＸ＞ＮＭＡＸとなる毎
に混合気の空燃比がｔi 時間だけリッチにされ、この間
にＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出される。
ＮＭＡＸになったと判別されたときはステップ１２０に
進んで累積走行距離ΣＳＰが設定値ＸO よりも大きいか
否かが判別される。ΣＳＰ＜ＸO のときにはステップ１
２１に進んで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次の処理サイクルではステ
ップ１０２がステップ１０６に進んで基本燃料噴射時間
ＴＰに補正係数ＫＫ１（＞１．０）を乗算することによ
って燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。次いでステップ
１０７ではｔi 時間経過したか否かが判別される。ｔi
時間経過したときにはステップ１０８に進んでＮＯX 放
出フラグがリセットされる。従ってΣＳＰ＜ＸO である
間は図８に示されるようにΣＮＯＸ＞ＮＭＡＸとなる毎
に混合気の空燃比がｔi 時間だけリッチにされ、この間
にＮＯX 吸収剤１８からＮＯX が放出される。
【００４９】一方、ステップ１１９においてΣＮＯＸ＞
ＮＭＡＸであると判別されてステップ１２０に進んだと
きにステップ１２０においてΣＳＰ＞ＸO になったと判
別されたときにはステップ１２２に進んで劣化判定フラ
グがセットされる。劣化判定フラグがセットされると図
１４に示すルーチンにおいてＮＯX 吸収剤１８の劣化判
定が行われる。
ＮＭＡＸであると判別されてステップ１２０に進んだと
きにステップ１２０においてΣＳＰ＞ＸO になったと判
別されたときにはステップ１２２に進んで劣化判定フラ
グがセットされる。劣化判定フラグがセットされると図
１４に示すルーチンにおいてＮＯX 吸収剤１８の劣化判
定が行われる。
【００５０】即ち、図１４は一定時間毎に実行される劣
化判定ルーチンを示しており、まず初めにステップ２０
０において劣化判定フラグがセットされたか否かが判別
される。劣化判定フラグがセットされたときにはステッ
プ２０１に進んで劣化判定フラグがセットされてから一
定時間経過したか否かが判別される。即ち、ＮＯX 放出
フラグがセットされるのはΣＮＯＸ＞ＮＭＡＸのときで
あるが通常このときにはＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収
能力はまだ飽和していない。従ってステップ２０１では
ＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が必ず飽和するまで
一定時間経過するまで待っている。一定時間経過してい
ないときにはステップ２０２に進んで図３から補正係数
Ｋが算出され、次いでステップ２０３に進んで燃料噴射
時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋ）が算出される。従ってこのと
きには混合気の空燃比は機関の運転状態により定まる空
燃比となる。
化判定ルーチンを示しており、まず初めにステップ２０
０において劣化判定フラグがセットされたか否かが判別
される。劣化判定フラグがセットされたときにはステッ
プ２０１に進んで劣化判定フラグがセットされてから一
定時間経過したか否かが判別される。即ち、ＮＯX 放出
フラグがセットされるのはΣＮＯＸ＞ＮＭＡＸのときで
あるが通常このときにはＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収
能力はまだ飽和していない。従ってステップ２０１では
ＮＯX 吸収剤１８のＮＯX 吸収能力が必ず飽和するまで
一定時間経過するまで待っている。一定時間経過してい
ないときにはステップ２０２に進んで図３から補正係数
Ｋが算出され、次いでステップ２０３に進んで燃料噴射
時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋ）が算出される。従ってこのと
きには混合気の空燃比は機関の運転状態により定まる空
燃比となる。
【００５１】一方、ステップ２０１において一定時間経
過したと判別されたときにはステップ２０４に進んで補
正係数ＫＫ３（＞１．０）に基本燃料噴射時間ＴＰを乗
算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＫＫ
３）が算出される。次いでステップ２０５ではＯ2 セン
サ２２の出力電圧の最小ピーク値Ｖmin が算出される。
次いでステップ２０６では一定時間ｔo が経過したか否
かが判別される。一定時間ｔo が経過していないときに
は処理サイクルを完了する。従ってこのときには図９に
示されるように混合気の空燃比は一定時間ｔo だけリッ
チにされ、この間の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小ピーク値
に対応する最小ピーク電圧値Ｖmin が算出されることに
なる。従ってこの最小ピーク電圧値Ｖmin からＮＯX 吸
収剤１８の劣化の度合が算出できることになる。
過したと判別されたときにはステップ２０４に進んで補
正係数ＫＫ３（＞１．０）に基本燃料噴射時間ＴＰを乗
算することによって燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＫＫ
３）が算出される。次いでステップ２０５ではＯ2 セン
サ２２の出力電圧の最小ピーク値Ｖmin が算出される。
次いでステップ２０６では一定時間ｔo が経過したか否
かが判別される。一定時間ｔo が経過していないときに
は処理サイクルを完了する。従ってこのときには図９に
示されるように混合気の空燃比は一定時間ｔo だけリッ
チにされ、この間の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小ピーク値
に対応する最小ピーク電圧値Ｖmin が算出されることに
なる。従ってこの最小ピーク電圧値Ｖmin からＮＯX 吸
収剤１８の劣化の度合が算出できることになる。
【００５２】ステップ２０６において一定時間ｔo が経
過したと判断されるとステップ２０７に進んで最小ピー
ク電圧値Ｖmin に基き図１１（Ｂ）に示す関係から許容
最大値ＮＭＡＸが算出され、次いでステップ２０８に進
んで最小ピーク電圧値Ｖminに基き図１１（Ｃ）に示す
関係からリッチ時間ｔi が算出される。即ち、許容最大
値ＮＭＡＸおよびリッチ時間ｔi が更新される。次いで
ステップ２０９では劣化判定フラグがリセットされ、次
いでステップ２１０において累積走行距離ΣＳＰが零と
される。次いでステップ２１１では最小ピーク電圧値Ｖ
min が限度ＭＩＮよりも小さくなったか否かが判別され
る。Ｖmin ≧ＭＩＮのときには処理サイクルを完了す
る。
過したと判断されるとステップ２０７に進んで最小ピー
ク電圧値Ｖmin に基き図１１（Ｂ）に示す関係から許容
最大値ＮＭＡＸが算出され、次いでステップ２０８に進
んで最小ピーク電圧値Ｖminに基き図１１（Ｃ）に示す
関係からリッチ時間ｔi が算出される。即ち、許容最大
値ＮＭＡＸおよびリッチ時間ｔi が更新される。次いで
ステップ２０９では劣化判定フラグがリセットされ、次
いでステップ２１０において累積走行距離ΣＳＰが零と
される。次いでステップ２１１では最小ピーク電圧値Ｖ
min が限度ＭＩＮよりも小さくなったか否かが判別され
る。Ｖmin ≧ＭＩＮのときには処理サイクルを完了す
る。
【００５３】これに対してＶmin ＜ＭＩＮになるとステ
ップ２１２に進んでＳＯX 放出フラグがセットされる。
ＳＯX 放出フラグがセットされると図１２のステップ１
０３からステップ１０９に進んで補正係数ＫＫ２（＞
１．０）を基本燃料噴射時間ＴＰに乗算することによっ
て燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＫＫ２）が算出され
る。従って図１５に示されるようにＳＯX 放出フラグが
セットされると混合気の空燃比がリッチにされる。この
ときＮＯX 吸収剤１８から徐々に放出されるＳＯXによ
り全ＨＣおよびＣＯを酸化せしめることができるように
空燃比のリッチの度合は小さくされる。このときにもＮ
ＯX 吸収剤１８からＳＯX が放出されている間はＮＯX
吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃比はほぼ理論空
燃比に維持される。次いでＮＯX 吸収剤１８からのＳＯ
X の放出が完了するとＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖが低
下する。従って図１２のステップ１１０ではＯ2 センサ
２２の出力電圧Ｖが一定電圧Ｖ0 よりも低下したか否か
が判別され、Ｖ＜Ｖ0 になったときにはステップ１１１
に進んでＳＯX 放出フラグがリセットされる。
ップ２１２に進んでＳＯX 放出フラグがセットされる。
ＳＯX 放出フラグがセットされると図１２のステップ１
０３からステップ１０９に進んで補正係数ＫＫ２（＞
１．０）を基本燃料噴射時間ＴＰに乗算することによっ
て燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・ＫＫ２）が算出され
る。従って図１５に示されるようにＳＯX 放出フラグが
セットされると混合気の空燃比がリッチにされる。この
ときＮＯX 吸収剤１８から徐々に放出されるＳＯXによ
り全ＨＣおよびＣＯを酸化せしめることができるように
空燃比のリッチの度合は小さくされる。このときにもＮ
ＯX 吸収剤１８からＳＯX が放出されている間はＮＯX
吸収剤１８から流出する排気ガスの空燃比はほぼ理論空
燃比に維持される。次いでＮＯX 吸収剤１８からのＳＯ
X の放出が完了するとＯ2 センサ２２の出力電圧Ｖが低
下する。従って図１２のステップ１１０ではＯ2 センサ
２２の出力電圧Ｖが一定電圧Ｖ0 よりも低下したか否か
が判別され、Ｖ＜Ｖ0 になったときにはステップ１１１
に進んでＳＯX 放出フラグがリセットされる。
【００５４】図１６に別の実施例を示す。なお、この実
施例において図１と同様な構成要素は同一の符号で示
す。図１６を参照するとこの実施例においても排気管１
６には排気浄化要素１６を内蔵したケーシング１７が連
結されているがこの実施例では排気浄化要素１６が三元
触媒からなる。また、この実施例ではＯ2 センサ２２に
加えて別のＯ2 センサ２５が排気マニホルド１５内に配
置され、このＯ2 センサ２５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。このＯ2
センサ２５はＯ2 センサ２２とは異なって排気ガスの空
燃比がリーンのときには０．１（Ｖ）程度の出力電圧を
発生し、排気ガスの空燃比がリッチのときには０．９
（Ｖ）程度の出力電圧を発生する。
施例において図１と同様な構成要素は同一の符号で示
す。図１６を参照するとこの実施例においても排気管１
６には排気浄化要素１６を内蔵したケーシング１７が連
結されているがこの実施例では排気浄化要素１６が三元
触媒からなる。また、この実施例ではＯ2 センサ２２に
加えて別のＯ2 センサ２５が排気マニホルド１５内に配
置され、このＯ2 センサ２５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。このＯ2
センサ２５はＯ2 センサ２２とは異なって排気ガスの空
燃比がリーンのときには０．１（Ｖ）程度の出力電圧を
発生し、排気ガスの空燃比がリッチのときには０．９
（Ｖ）程度の出力電圧を発生する。
【００５５】この実施例において燃料噴射時間ＴＡＵは
基本的に次式に基いて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ ここでＴＰは図２に示される基本燃料噴射時間を示して
おり、Ｋは補正係数を示し、ＦＡＦはフィードバック補
正係数を示す。フィードバック補正係数ＦＡＦはＫ＝
１．０のとき、即ち機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比とすべきときにＯ2 センサ２５の
出力信号に基いて空燃比を理論空燃比に正確に一致させ
るための係数である。このフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆはほぼ１．０を中心として上下動しており、このＦＡ
Ｆは混合気がリッチになると減少し、混合気がリーンに
なると増大する。なお、Ｋ＜１．０又はＫ＞１．０のと
きにはＦＡＦは１．０に固定される。
基本的に次式に基いて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ ここでＴＰは図２に示される基本燃料噴射時間を示して
おり、Ｋは補正係数を示し、ＦＡＦはフィードバック補
正係数を示す。フィードバック補正係数ＦＡＦはＫ＝
１．０のとき、即ち機関シリンダ内に供給される混合気
の空燃比を理論空燃比とすべきときにＯ2 センサ２５の
出力信号に基いて空燃比を理論空燃比に正確に一致させ
るための係数である。このフィードバック補正係数ＦＡ
Ｆはほぼ１．０を中心として上下動しており、このＦＡ
Ｆは混合気がリッチになると減少し、混合気がリーンに
なると増大する。なお、Ｋ＜１．０又はＫ＞１．０のと
きにはＦＡＦは１．０に固定される。
【００５６】三元触媒１８は三元触媒１８に流入する排
気ガスの空燃比、図１６に示す実施例では混合気の空燃
比が理論空燃比を中心としてリーン側とリッチ側に交互
に変動せしめられたときに未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX
に対する浄化率が最も高くなる。これは三元触媒１８の
酸素を蓄える機能、いわゆるＯ2 ストレージ機能に基く
ものである。即ち、三元触媒１８は排気ガスの空燃比が
リーンになると排気ガス中から酸素を奪ってこれを蓄
え、その結果ＮＯX が還元される。これに対して排気ガ
スの空燃比がリッチになると未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒
１８に蓄えられている酸素を奪い、その結果未燃ＨＣ，
ＣＯが酸化せしめられる。このように三元触媒１８はＯ
2 ストレージ機能に基いて未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX
を浄化するようにしており、このＯ2 ストレージ機能が
弱まってくると浄化率が低下してくる、即ち三元触媒１
８が劣化することになる。
気ガスの空燃比、図１６に示す実施例では混合気の空燃
比が理論空燃比を中心としてリーン側とリッチ側に交互
に変動せしめられたときに未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX
に対する浄化率が最も高くなる。これは三元触媒１８の
酸素を蓄える機能、いわゆるＯ2 ストレージ機能に基く
ものである。即ち、三元触媒１８は排気ガスの空燃比が
リーンになると排気ガス中から酸素を奪ってこれを蓄
え、その結果ＮＯX が還元される。これに対して排気ガ
スの空燃比がリッチになると未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒
１８に蓄えられている酸素を奪い、その結果未燃ＨＣ，
ＣＯが酸化せしめられる。このように三元触媒１８はＯ
2 ストレージ機能に基いて未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯX
を浄化するようにしており、このＯ2 ストレージ機能が
弱まってくると浄化率が低下してくる、即ち三元触媒１
８が劣化することになる。
【００５７】図１７は三元触媒１８に流入する排気ガス
の空燃比を実線ＩＮで示すように強制的にリーンからリ
ッチ、次いでリッチからリーンに変化させた場合を示し
ている。なお、破線ＯＵＴはこのとき三元触媒１８から
流出する排気ガスの空燃比を示している。図１７を参照
すると、三元触媒１８に流入する排気ガスの空燃比ＩＮ
をリーンからリッチに切換えると排気ガス中の酸素が三
元触媒１８に取込まれている間は三元触媒１８から流出
する排気ガスの空燃比ＯＵＴはほぼ理論空燃比に維持さ
れ、次いで酸素のストレージ能力が飽和すると三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵＴはリッチにな
る。従ってＯ2 ストレージ能力が高いほど三元触媒１８
からの流出排気ガスの空燃比ＯＵＴがほぼ理論空燃比に
維持される時間が長くなる。
の空燃比を実線ＩＮで示すように強制的にリーンからリ
ッチ、次いでリッチからリーンに変化させた場合を示し
ている。なお、破線ＯＵＴはこのとき三元触媒１８から
流出する排気ガスの空燃比を示している。図１７を参照
すると、三元触媒１８に流入する排気ガスの空燃比ＩＮ
をリーンからリッチに切換えると排気ガス中の酸素が三
元触媒１８に取込まれている間は三元触媒１８から流出
する排気ガスの空燃比ＯＵＴはほぼ理論空燃比に維持さ
れ、次いで酸素のストレージ能力が飽和すると三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵＴはリッチにな
る。従ってＯ2 ストレージ能力が高いほど三元触媒１８
からの流出排気ガスの空燃比ＯＵＴがほぼ理論空燃比に
維持される時間が長くなる。
【００５８】一方、三元触媒１８に流入する排気ガスの
空燃比ＩＮをリッチからリーンに切換えると三元触媒１
８に蓄えられている酸素が消費されている間は三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵＴはほぼ理論空
燃比に維持され、次いで蓄えられていた全酸素が消費さ
れると三元触媒１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵ
Ｔはリッチになる。従ってこの場合にもＯ2 ストレージ
能力が高いほど三元触媒１８からの流出排気ガスの空燃
比ＯＵＴがほぼ理論空燃比に維持される時間が長くな
る。
空燃比ＩＮをリッチからリーンに切換えると三元触媒１
８に蓄えられている酸素が消費されている間は三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵＴはほぼ理論空
燃比に維持され、次いで蓄えられていた全酸素が消費さ
れると三元触媒１８から流出する排気ガスの空燃比ＯＵ
Ｔはリッチになる。従ってこの場合にもＯ2 ストレージ
能力が高いほど三元触媒１８からの流出排気ガスの空燃
比ＯＵＴがほぼ理論空燃比に維持される時間が長くな
る。
【００５９】図１９は基本燃料噴射時間ＴＰに対する補
正係数を予め定められた一定のｔo時間だけＫＫＲ（＞
１．０）としたときの、即ち混合気の空燃比を予め定め
られた一定のｔo 時間だけリッチにしたときの三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比の変化をＡ／Ｆで示
している。なお、図１９においてＩは三元触媒１８が新
品であるときを示しており、IIは三元触媒１８が少し劣
化したときを示しており、III は三元触媒１８が更に劣
化したときを示しており、IVは三元触媒１８が完全に劣
化したときを示している。図１９に示されるように三元
触媒１８が劣化するにつれて排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが
ほぼ理論空燃比に維持される時間が次第に短かくなり、
三元触媒１８が完全に劣化すると排気ガスＡ／Ｆの空燃
比Ａ／Ｆは全く理論空燃比に維持されなくなる。
正係数を予め定められた一定のｔo時間だけＫＫＲ（＞
１．０）としたときの、即ち混合気の空燃比を予め定め
られた一定のｔo 時間だけリッチにしたときの三元触媒
１８から流出する排気ガスの空燃比の変化をＡ／Ｆで示
している。なお、図１９においてＩは三元触媒１８が新
品であるときを示しており、IIは三元触媒１８が少し劣
化したときを示しており、III は三元触媒１８が更に劣
化したときを示しており、IVは三元触媒１８が完全に劣
化したときを示している。図１９に示されるように三元
触媒１８が劣化するにつれて排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが
ほぼ理論空燃比に維持される時間が次第に短かくなり、
三元触媒１８が完全に劣化すると排気ガスＡ／Ｆの空燃
比Ａ／Ｆは全く理論空燃比に維持されなくなる。
【００６０】一方、図１９に示すように混合気の空燃比
を一定時間ｔo だけリッチにすると図１９に示されるよ
うにＯ2 センサ２２の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小ピーク
値は三元触媒１８の劣化の度合が大きくなるほど小さく
なる。即ち、三元触媒１８が新品のときにはＩで示され
るように電流値Ｉm の最小ピーク値は１．８（ｍＡ）程
度となり、IIおよびIII に示されるように三元触媒１８
の劣化が進むにつれて最小ピーク値が次第に小さくなっ
てIVに示されるように三元触媒１８が完全に劣化すると
電流値Ｉm の最小ピーク値は零となる。従って図１８に
示されるように電流値Ｉm の最小ピーク値に対応するＯ
2 センサ２２の出力電圧の最小ピーク電圧値Ｖmin が低
くなるほど三元触媒１８の劣化の度合が大きくなること
になる。
を一定時間ｔo だけリッチにすると図１９に示されるよ
うにＯ2 センサ２２の電流値Ｉm （ｍＡ）の最小ピーク
値は三元触媒１８の劣化の度合が大きくなるほど小さく
なる。即ち、三元触媒１８が新品のときにはＩで示され
るように電流値Ｉm の最小ピーク値は１．８（ｍＡ）程
度となり、IIおよびIII に示されるように三元触媒１８
の劣化が進むにつれて最小ピーク値が次第に小さくなっ
てIVに示されるように三元触媒１８が完全に劣化すると
電流値Ｉm の最小ピーク値は零となる。従って図１８に
示されるように電流値Ｉm の最小ピーク値に対応するＯ
2 センサ２２の出力電圧の最小ピーク電圧値Ｖmin が低
くなるほど三元触媒１８の劣化の度合が大きくなること
になる。
【００６１】図２０および図２１は空燃比の制御ルーチ
ンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の割
込みによって実行される。図２０および図２１を参照す
ると、まず初めにステップ３００において図２に示す関
係から基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。次いでステ
ップ３０１ではΣＳＰに車速ＳＰを加算することによっ
て累積走行距離ΣＳＰが算出される。次いでステップ３
０２では累積走行距離ΣＳＰが設定値ＸO よりも大きく
なったか否かが判別される。ΣＳＰ≦ＸO のときにはス
テップ３０４に進んで三元触媒１８の劣化判定を行うべ
きであることを示す劣化判定フラグがセットされている
か否かが判別される。劣化判定フラグがセットされてい
ないときにはステップ３０５に進む。
ンを示しており、このルーチンは例えば一定時間毎の割
込みによって実行される。図２０および図２１を参照す
ると、まず初めにステップ３００において図２に示す関
係から基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。次いでステ
ップ３０１ではΣＳＰに車速ＳＰを加算することによっ
て累積走行距離ΣＳＰが算出される。次いでステップ３
０２では累積走行距離ΣＳＰが設定値ＸO よりも大きく
なったか否かが判別される。ΣＳＰ≦ＸO のときにはス
テップ３０４に進んで三元触媒１８の劣化判定を行うべ
きであることを示す劣化判定フラグがセットされている
か否かが判別される。劣化判定フラグがセットされてい
ないときにはステップ３０５に進む。
【００６２】ステップ３０５では補正係数Ｋが１．０と
され、次いでステップ３０６ではＯ 2 センサ２５の出力
信号に基いてフィードバック補正係数ＦＡＦが算出され
る。次いでステップ３１６に進んで次式に基き燃料噴射
時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ このとき混合気の空燃比は理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御される。
され、次いでステップ３０６ではＯ 2 センサ２５の出力
信号に基いてフィードバック補正係数ＦＡＦが算出され
る。次いでステップ３１６に進んで次式に基き燃料噴射
時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋ・ＦＡＦ このとき混合気の空燃比は理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御される。
【００６３】一方、ステップ３０２においてΣＳＰ＞Ｘ
O であると判別されたときにはステップ３０３に進んで
劣化判定フラグがセットされ、次いでステップ３０４を
経てステップ３０７に進む。ステップ３０７では劣化判
定フラグがセットされてから一定時間が経過したか否か
が判別される。一定時間が経過していないときにはステ
ップ３０５に進んで補正係数ＫがＫＫＬ（＜１．０）と
され、次いでステップ３０９においてフィードバック補
正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次いでステップ３
１６に進む。従って劣化判定フラグがセットされてから
一定時間が経過するまでは混合気の空燃比がリーンに維
持される。
O であると判別されたときにはステップ３０３に進んで
劣化判定フラグがセットされ、次いでステップ３０４を
経てステップ３０７に進む。ステップ３０７では劣化判
定フラグがセットされてから一定時間が経過したか否か
が判別される。一定時間が経過していないときにはステ
ップ３０５に進んで補正係数ＫがＫＫＬ（＜１．０）と
され、次いでステップ３０９においてフィードバック補
正係数ＦＡＦが１．０に固定される。次いでステップ３
１６に進む。従って劣化判定フラグがセットされてから
一定時間が経過するまでは混合気の空燃比がリーンに維
持される。
【００６４】ステップ３０７において一定時間経過した
と判断されたときにはステップ３１０に進んで補正係数
ＫがＫＫＲ（＞１．０）とされ、次いでステップ３１１
においてフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定
される。次いでステップ３１２ではＯ2 センサ２２の出
力電圧の最小ピーク電圧値Ｖmin が算出される。次いで
ステップ３１３では予め定められた一定時間ｔo が経過
したか否かが判別され、一定時間経過していないときに
はステップ３１６に進む。従って一定時間ｔoの間、混
合気の空燃比がリッチとされ、この間の最小ピーク電圧
値Ｖmin から三元触媒１８の劣化の度合が判断される。
と判断されたときにはステップ３１０に進んで補正係数
ＫがＫＫＲ（＞１．０）とされ、次いでステップ３１１
においてフィードバック補正係数ＦＡＦが１．０に固定
される。次いでステップ３１２ではＯ2 センサ２２の出
力電圧の最小ピーク電圧値Ｖmin が算出される。次いで
ステップ３１３では予め定められた一定時間ｔo が経過
したか否かが判別され、一定時間経過していないときに
はステップ３１６に進む。従って一定時間ｔoの間、混
合気の空燃比がリッチとされ、この間の最小ピーク電圧
値Ｖmin から三元触媒１８の劣化の度合が判断される。
【００６５】一定時間ｔo が経過するとステップ３１３
からステップ３１４に進んで劣化判定フラグがリセット
され、次いでステップ３１５においてΣＳＰが零とされ
る。図２０および図２１に示す実施例では混合気の空燃
比を一定時間ｔo 、リッチにすることにより三元触媒１
８の劣化の度合を検出するようにしているが図２２に示
すように混合気の空燃比を一定時間ｔo 、リッチからリ
ーンに切換えることにより三元触媒１８の劣化の度合を
検出することもできる。この場合には図２２に示される
ように三元触媒１８の劣化の度合が大きくなるほどＯ2
センサ２２の電流値Ｉm の最大ピーク値が高くなる。
からステップ３１４に進んで劣化判定フラグがリセット
され、次いでステップ３１５においてΣＳＰが零とされ
る。図２０および図２１に示す実施例では混合気の空燃
比を一定時間ｔo 、リッチにすることにより三元触媒１
８の劣化の度合を検出するようにしているが図２２に示
すように混合気の空燃比を一定時間ｔo 、リッチからリ
ーンに切換えることにより三元触媒１８の劣化の度合を
検出することもできる。この場合には図２２に示される
ように三元触媒１８の劣化の度合が大きくなるほどＯ2
センサ２２の電流値Ｉm の最大ピーク値が高くなる。
【００６６】
【発明の効果】排気浄化要素の劣化の度合を正確に検出
することができる。
することができる。
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。
【図３】補正係数Ｋを示す図である。
【図４】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図５】ＮＯX の吸放出作用を説明するための図であ
る。
る。
【図６】ＮＯX 吸収量ＮＯＸＡおよびＮＯX 放出量ＮＯ
ＸＤを示す図である。
ＸＤを示す図である。
【図７】ＮＯX 放出量ＮＯＸＤを示す図である。
【図８】空燃比制御のタイムチャートである。
【図９】ＮＯX 吸収剤の劣化の検出方法を説明するため
の図である。
の図である。
【図１０】Ｏ2 センサの陽極と陰極間を流れる電流値を
示す図である。
示す図である。
【図１１】劣化の度合等を示す図である。
【図１２】空燃比を制御するためのフローチャートであ
る。
る。
【図１３】空燃比を制御するためのフローチャートであ
る。
る。
【図１４】劣化を判定するためのフローチャートであ
る。
る。
【図１５】ＳＯX の放出制御を示すタイムチャートであ
る。
る。
【図１６】内燃機関の別の実施例の全体図である。
【図１７】三元触媒の流入排気ガスと流出排気ガスの空
燃比を示す図である。
燃比を示す図である。
【図１８】劣化の度合を示す図である。
【図１９】三元触媒の劣化の検出方法を説明するための
図である。
図である。
【図２０】空燃比を制御するためのフローチャートであ
る。
る。
【図２１】空燃比を制御するためのフローチャートであ
る。
る。
【図２２】三元触媒の劣化の別の検出方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
１６…排気管 １８…排気浄化要素 ２２…Ｏ2 センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｇ (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
Claims (5)
- 【請求項１】 排気ガス中の有害成分を浄化しうる排気
浄化要素を機関排気通路内に配置し、該排気浄化要素は
排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比がリーンから
リッチに切換えられたときに排気浄化要素から流出した
排気ガスの空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維持され
た後にリッチに変化する性質を有し、上記のほぼ理論空
燃比に維持される時間が排気浄化要素の劣化の進行に伴
い短かくなる内燃機関において、排気浄化要素下流の機
関排気通路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度に比例
した出力を発生する酸素濃度センサと、排気浄化要素に
流入する排気ガスの空燃比を予め定められた時間だけ一
時的にリーンからリッチに切換える空燃比切換手段と、
該空燃比切換手段により排気浄化要素に流入する排気ガ
スの空燃比がリッチに切換えられている期間内における
酸素濃度センサの出力ピーク値を求めるピーク値検出手
段とを具備し、該出力ピーク値から排気浄化要素の劣化
の度合を判断するようにした内燃機関の排気浄化要素劣
化検出装置。 - 【請求項２】 上記排気浄化要素は流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸収し、流入する排
気ガスの空燃比がリッチになると吸収していたＮＯX を
放出するＮＯX 吸収剤からなる請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化要素劣化検出装置。 - 【請求項３】 上記排気浄化要素は三元触媒からなる請
求項１に記載の内燃機関の排気浄化要素劣化検出装置。 - 【請求項４】 排気ガス中の有害成分を浄化しうる排気
浄化要素を機関排気通路内に配置し、該排気浄化要素は
排気浄化要素に流入する排気ガスの空燃比がリッチから
リーンに切換えられたときに排気浄化要素から流出した
排気ガスの空燃比が一時的にほぼ理論空燃比に維持され
た後にリーンに変化する性質を有し、上記のほぼ理論空
燃比に維持される時間が排気浄化要素の劣化の進行に伴
い短かくなる内燃機関において、排気浄化要素下流の機
関排気通路内に配置されて排気ガス中の酸素濃度に比例
した出力を発生する酸素濃度センサと、排気浄化要素に
流入する排気ガスの空燃比を予め定められた時間だけ一
時的にリッチからリーンに切換える空燃比切換手段と、
該空燃比切換手段により排気浄化要素に流入する排気ガ
スの空燃比がリーンに切換えられている期間内における
酸素濃度センサの出力ピーク値を求めるピーク値検出手
段とを具備し、該出力ピーク値から排気浄化要素の劣化
の度合を判断するようにした内燃機関の排気浄化要素劣
化検出装置。 - 【請求項５】 上記排気浄化要素は三元触媒からなる請
求項１に記載の内燃機関の排気浄化要素劣化検出装置。
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