JPH116421A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス浄化装置

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JPH116421A JP9172756A JP17275697A JPH116421A JP H116421 A JPH116421 A JP H116421A JP 9172756 A JP9172756 A JP 9172756A JP 17275697 A JP17275697 A JP 17275697A JP H116421 A JPH116421 A JP H116421A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘ量をより正
確に推定することを可能とした排気ガス浄化装置を提供
する。 【解決手段】 クランク角１度毎に実行される処理で、
各気筒毎に設けられた気筒内圧センサによって検出され
た気筒内圧に応じて気筒内温度を算出し、さらに気筒内
圧及び気筒内温度に基づいて、該当気筒の１サイクルで
発生するＮＯｘ発生量ＮＯｘＣＹＣを算出する。そのＮ
Ｏｘ発生量ＮＯｘＣＹＣを積算することにより、積算Ｎ
Ｏｘ量ＮＯｘＩＮＴを算出し（Ｓ１８）、積算ＮＯｘ量
ＮＯｘＩＮＴが、所定量ＮＯｘＲＥＦに達すると、排気
ガス浄化手段１６のＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘ量
が飽和状態に達したと判定する（Ｓ１９）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス浄化装置に関し、特に排気系に窒素酸化物の吸収剤を
内蔵する排気ガス浄化手段を備えた内燃機関の排気ガス
浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関に供給する混合気の空燃比を理
論空燃比よりリーン側に設定する（いわゆるリーンバー
ン制御を実行する）と、窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と
いう）の排出量が増加する傾向があるため、機関の排気
系にＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤を内蔵する排気ガス
浄化手段を設け、排気ガスの浄化を行う技術が従来より
知られている。このＮＯｘ吸収剤は、空燃比が理論空燃
比よりリーン側に設定され、排気ガス中の酸素濃度が比
較的高い（ＮＯｘが多い）状態（以下「排気ガスリーン
状態」という）においては、ＮＯｘを吸収する一方、逆
に空燃比が理論空燃比よりリッチ側に設定され、排気ガ
ス中の酸素濃度が低く、ＨＣ、ＣＯ成分が多い状態（以
下「排気ガスリッチ状態」という）においては、吸収し
たＮＯｘを放出する特性を有する。このＮＯｘ吸収剤を
内蔵する排気ガス浄化手段は、排気ガスリッチ状態にお
いては、ＮＯｘ吸収剤から放出されるＮＯｘはＨＣ、Ｃ
Ｏにより還元されて、窒素ガスとして排出され、またＨ
Ｃ、ＣＯは酸化されて水蒸気及び二酸化炭素として排出
されるように構成されている。
【０００３】上記ＮＯｘ吸収剤が、吸収できるＮＯｘ量
には当然限界があるため、リーンバーン制御のみを長時
間継続することはできない。そのため、吸収されたＮＯ
ｘを放出させるために空燃比を一時的にリッチ化し、Ｎ
Ｏｘ吸収剤からＮＯｘを放出させるとともに放出された
ＮＯｘを還元する手法が従来より知られている（例えば
特開平７−１３９３４０号公報）。以下、この一時的な
リッチ化を、「還元リッチ化」という。
【０００４】この公報には、還元リッチ化を適切に実行
すべく、ＮＯｘ吸収剤に吸収されているＮＯｘ量を推定
するためのＮＯｘ量推定カウンタを設け、このＮＯｘ量
推定カウンタの値をリーンバーン制御実行中はインクリ
メントし、還元リッチ化の実行中または理論空燃比での
運転中はデクリメントするようにした吸収ＮＯｘ量推定
手法が記載されている。より具体的には、リーンバーン
制御実行中は、機関運転状態に応じた所定加算量が、一
定時間毎にＮＯｘ量推定カウンタのカウント値に加算さ
れ、還元リッチ化の実行中または理論空燃比での運転中
は、ＮＯｘ吸収剤の温度と、還元リッチ化実行時に、理
論空燃比にするために必要な燃料量を越えて機関に供給
された過剰燃料量とに応じて設定される減算量が、一定
時間毎にＮＯｘ量推定カウンタのカウント値から減算さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の吸収ＮＯｘ量推定手法では、実際の気筒内圧、ある
いは気筒内温度を考慮していないため、推定された吸収
ＮＯｘ量の誤差が大きくなり、還元リッチ化の実行時期
が望ましい時期より早まってしまう場合や遅くなってし
まう場合があった。その結果、リッチ化のための燃料量
が必要以上に増加して燃費を悪化させたり、還元リッチ
化の時期が遅れてＮＯｘの排出量が増加することがあっ
た。
【０００６】本発明は、上述した点に鑑みなされたもの
であり、ＮＯｘ吸収剤に吸収されたＮＯｘ量をより正確
に推定することを可能とした排気ガス浄化装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスリー
ン状態において排気ガス中の窒素酸化物を吸収する窒素
酸化物吸収剤を内蔵する排気ガス浄化手段を備えた内燃
機関の排気ガス浄化装置において、前記機関の気筒内圧
を検出する気筒内圧検出手段と、検出された気筒内圧に
応じて、前記機関で発生する窒素酸化物の量を算出する
窒素酸化物発生量算出手段と、該推定した窒素酸化物の
発生量に基づいて、前記窒素酸化物吸収剤に吸収された
窒素酸化物の量が飽和状態になったことを判定する飽和
状態判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】この構成によれば、機関の気筒内圧が検出
され、検出された気筒内圧に応じて、機関における窒素
酸化物の発生量が算出され、該算出された窒素酸化物の
発生量に基づいて窒素酸化物吸収剤に吸収された窒素酸
化物の量が飽和状態になったことが判定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
【００１０】図１は、本発明の実施の一形態に係る内燃
機関（以下「エンジン」という）及びその排気ガス浄化
装置の構成を示す図であり、例えば４気筒のエンジン１
の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。
スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ
４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じ
た電気信号を出力してエンジン制御用電子コントロール
ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１１】燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁
３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接
続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の
開弁時間が制御される。
【００１２】一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７が設けられており、この
絶対圧センサ７により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気
温（ＴＡ)センサ８が取付けられており、吸気温ＴＡを
検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給す
る。
【００１３】エンジン１の本体に装着されたエンジン水
温（ＴＷ）センサ９はサーミスタ等から成り、エンジン
水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出
力してＥＣＵ５に供給する。
【００１４】エンジン１の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン回転数（ＮＥ）センサ１０
及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１が取り付けられてい
る。エンジン回転数センサ１０は、エンジン１の各気筒
の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではク
ランク角１８０゜毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力し、気
筒判別センサ１１は、特定の気筒の所定クランク角度位
置で気筒判別信号パルスを出力するものであり、これら
の各信号パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００１５】排気管１２には排気ガスを浄化する排気ガ
ス浄化手段１６が設けられ、排気ガス浄化手段１６は、
ＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤及び酸化、還元作用を有
する触媒を内蔵する。ＮＯｘ吸収剤は、エンジン１に供
給される混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設
定され、排気ガス中の酸素濃度が比較的高い（ＮＯｘが
多い）状態（排気ガスリーン状態）においては、ＮＯｘ
を吸収する一方、逆にエンジン１に供給される空燃比が
理論空燃比よりリッチ側に設定され、排気ガス中の酸素
濃度が低く、ＨＣ、ＣＯ成分が多い状態（排気ガスリッ
チ状態）においては、吸収したＮＯｘを放出する特性を
有する。排気ガス浄化手段１６は、排気ガスリーン状態
においては、ＮＯｘ吸収剤にＮＯｘを吸収させる一方、
排気ガスリッチ状態においては、ＮＯｘ吸収剤から放出
されるＮＯｘがＨＣ、ＣＯにより還元されて、窒素ガス
として排出され、またＨＣ、ＣＯは酸化されて水蒸気及
び二酸化炭素として排出されるように構成されている。
ＮＯｘ吸収剤としては、例えば酸化バリウム（Ｂａ０）
が使用され、触媒としては例えば白金（Ｐｔ）が使用さ
れる。このＮＯｘ吸収剤は、一般にその温度が高くなる
ほど、吸収したＮＯｘを放出しやすくなる特性を有す
る。なお、ＮＯｘ吸収剤は、排気ガスリーン状態におい
ても、酸素濃度が低下し、ＮＯｘの生成量が減少する
と、ＮＯｘの放出を行う。
【００１６】従来技術のところで説明したように、ＮＯ
ｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力の限界、すなわち最大ＮＯｘ
吸収量まで、ＮＯｘを吸収すると、それ以上ＮＯｘを吸
収できなくなるので、ＮＯｘを放出させて還元するため
に空燃比の還元リッチ化を実行する。この還元リッチ化
は、リッチ化の度合が小さすぎると、放出されたＮＯｘ
の還元が不十分となる一方、リッチ化の度合が大きすぎ
ると、ＨＣ、ＣＯの排出量が増大するので、還元リッチ
化のリッチ化の度合を適切に制御することにより、良好
な排気ガス特性を維持することが可能となる。
【００１７】排気ガス浄化手段１６の上流位置には、比
例型空燃比センサ１４（以下「ＬＡＦセンサ１４」とい
う）が装着されており、このＬＡＦセンサ１４は排気ガ
ス中の酸素濃度（空燃比）にほぼ比例した電気信号を出
力し、ＥＣＵ５に供給する。また、排気管１２の分岐部
にはエンジン１の各気筒に対応して、排気圧力ＰＥＸを
検出する排気圧力センサ１８及び排気温度ＴＥＸを検出
する排気温度センサ１９が装着されており、これらのセ
ンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００１８】エンジン１の各気筒には、それぞれ気筒内
圧ＰＣＹＬを検出する気筒内圧検出手段としての気筒内
圧センサ１７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ
５に供給される。
【００１９】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブ
タイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バ
ルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換
機構３０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁
リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選
択時は２つに吸気弁のうちの一方を休止させて、空燃比
を理論空燃比よりリーン化する場合においても安定した
燃焼を確保するようにしている。
【００２０】バルブタイミング切換機構３０は、バルブ
タイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この
油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがＥＣＵ５接続さ
れている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ５に供給さ
れ、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してエンジン１の運転状態
に応じたバルブタイミングの切換制御を行う。
【００２１】ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号波
形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナロ
グ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」とい
う）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラ
ム、該演算プログラムで使用されるテーブルやマップ、
演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射弁６
に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成される。
【００２２】ＣＰＵ５ｂは、上述の各種エンジンパラメ
ータ信号に基づいて、後述するように、空燃比フィード
バック制御領域や空燃比フィードバック制御を行わない
複数の特定運転領域の種々のエンジン運転状態を判別す
るとともに、該判別されたエンジン運転状態に応じて、
下記数式１に基づき、前記ＴＤＣ信号パルスに同期する
燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算する。
【００２３】
【数１】 ＴＯＵＴ＝ＴＩ×ＫＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×Ｋ１＋Ｋ２ ここに、ＴＩは燃料噴射弁５の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて決定される。
【００２４】ＫＣＭＤＭは最終目標空燃比係数であり、
後述するようにエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡ、エンジン水温ＴＷ等のエンジン運転パラメータに
応じて設定される目標空燃比係数ＫＣＭＤに対して燃料
冷却補正を行って算出される。目標空燃比係数ＫＣＭＤ
は、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ／Ａに比例
し、理論空燃比のとき値１．０をとるので、目標当量比
ともいう。
【００２５】ＫＬＡＦは、ＬＡＦセンサ１４の検出値か
ら算出される検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤ
に一致するようにＰＩＤ制御により算出される空燃比補
正係数である。
【００２６】Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数
であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン
加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決
定される。
【００２７】ＣＰＵ５ｂは上述のようにして求めた燃料
噴射時間ＴＯＵＴに基づいて燃料噴射弁６を開弁させる
駆動信号を出力回路５ｄを介して燃料噴射弁６に供給す
る。
【００２８】図２は、目標当量比ＫＣＭＤを算出し、検
出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤに一致するよう
にＰＩＤ制御により空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出する
処理のフローチャートである。この処理は、例えばＴＤ
Ｃ信号パルスの発生に同期して実行される。
【００２９】先ずステップＳ１では、目標当量比ＫＣＭ
Ｄを算出する。目標当量比ＫＣＭＤは、基本的には、エ
ンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて算
出し、エンジン水温ＴＷの低温状態や所定の高負荷運転
状態では、それらの運転状態に応じた値に変更される。
【００３０】ステップＳ２では、下記式により目標当量
比ＫＣＭＤの燃料冷却補正を行い、最終目標空燃比係数
ＫＣＭＤＭを算出する。
【００３１】ＫＣＭＤＭ＝ＫＣＭＤ×ＫＥＴＣ ＫＥＴＣは、燃料冷却補正係数であり、ＫＣＭＤ値が増
加するほど増加するように設定される。燃料冷却補正
は、ＫＣＭＤ値が増加し、燃料噴射量が増加するほど噴
射による燃料冷却効果が大きくなることを考慮して行う
ものである。
【００３２】ステップＳ３では、後述する図３及び４の
還元リッチ化制御処理を実行し、ステップＳ４では、Ｌ
ＡＦセンサ１４の検出値を当量比に換算して、検出当量
比ＫＡＣＴを算出する。続くステップＳ５では、検出当
量比ＫＡＣＴと目標当量比ＫＣＭＤの偏差に基づくＰＩ
Ｄ制御により、検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭ
Ｄに一致するように空燃比補正係数ＫＬＡＦを算出す
る。
【００３３】図３及び４は、図２のステップＳ３で実行
される還元リッチ化制御処理のフローチャートである。
【００３４】図３のステップＳ１１では、エンジン１が
ＬＡＦセンサ１４の検出値に応じたフィードバック制御
を実行する運転状態にあることを「１」で示すフィード
バック制御フラグＦＬＡＦＦＢが「１」か否かを判別
し、ＦＬＡＦＦＢ＝１であってフィードバック制御を実
行する運転状態にあるときは、空燃比を理論空燃比より
リーン側に設定するリーンバーン制御を実行する運転状
態であることを「０」で示すリーンバーン制御フラグＦ
ＫＢＳＭＪＧが「０」か否かを判別し（ステップＳ１
２）、ＦＫＢＳＭＪＧ＝０であってリーンバーン制御を
実行する運転状態であるときは、目標当量比ＫＣＭＤ
が、理論空燃比より若干リーン側の値に設定される所定
当量比ＫＣＭＤＬＢ（例えば、０．９８）以下か否かを
判別する（ステップＳ１３）。
【００３５】そして、ステップＳ１１〜Ｓ１３のいずれ
かの答が否定（ＮＯ）であるときは、還元リッチ化の実
行中であることを「１」で示す還元リッチ化フラグＦＲ
ＲＯＫを「０」に設定して（ステップＳ１４）、還元リ
ッチ化を実行することなく本処理を終了する。
【００３６】ステップＳ１１〜Ｓ１３の答が全て肯定
（ＹＥＳ）である状態、すなわちリーンバーン制御が実
行可能であるときは、図６の処理により算出されるＮＯ
ｘ発生量ＮＯｘＣＹＣを読み込む（ステップＳ１７）。
【００３７】図６の処理は、気筒毎のＮＯｘ発生量ＮＯ
ｘＣＹＣを算出する処理のフローチャートであり、本処
理は例えばクランク角１度毎に（クランク軸が１度回転
する毎に）ＣＰＵ５ｂで実行される。
【００３８】先ずステップＳ５１では、燃焼気筒、すな
わち燃焼期間（点火から燃料終了までの期間）中の気筒
が変化したか否か判別し、変化していないときは、ボイ
ル・シャルルの法則を示す下記数式２により、気筒内温
度ＴＣＹＬ（°Ｋ）を算出する（ステップＳ５２）。
【００３９】
【数２】ＴＣＹＬ＝ＰＣＹＬ・ＶＣＹＬ／ｍＲ ここで、ＶＣＹＬは、クランク角度から決まる燃焼室の
体積、Ｒは、ガス定数、ｍは、ガスのモル数である。モ
ル数ｍは、排気圧力ＰＥＸ及び排気温度ＴＥＸに応じて
設定されたマップを、燃焼気筒に対応するセンサによっ
て検出された排気圧力ＰＥＸ及び排気温度ＴＥＸに応じ
て検索して算出する。排気圧力ＰＥＸ及び排気温度ＴＥ
Ｘによって、体積効率ηVが変化が検出できるからであ
る。
【００４０】次いで拡大ゼルトビッチのモデルに基づく
下記数式３により、クランク角１度当たりのＮＯｘ発生
量（以下「単位発生量」という）ＤＮＯｘを算出し（ス
テップＳ５３）、単位発生量ＤＮＯｘを積算することに
より積算値ＴＮＯｘを算出する（ステップＳ５４）。
【００４１】
【数３】 ここで、ＮＥはエンジン回転数、ＫＣＹＬは、実験的に
求められる比例定数である。なお、上記数式３は、ＮＯ
ｘの中のＮＯの発生量を算出する式であるが、エンジン
の気筒内で生成されるＮＯ2の量は、ＮＯに比べて無視
しうる程度であるので、ＮＯｘ発生量とみなすことがで
きる。
【００４２】拡大ゼルトビッチのモデルは、ガスの温度
によってガス中の成分（ＮＯｘ及びＮＯｘの生成反応に
関係する成分）がどのような方向に向かって反応してい
くかを定め、且つＮＯｘ発生量をそのときのガス温度及
び圧力によって近似的に求めるためのモデルであり、例
えば、文献"Experimental and Theoretical Investigat
ion of Nitric Oxide Formation in Internal Combusti
on Engines" Combust.Sci. Technol., vol.1, pp313-32
6, 1970に示されている。
【００４３】ステップＳ５１の答が肯定（ＹＥＳ）とな
る、すなわち燃焼気筒が変化すると、積算値ＴＮＯｘを
ＮＯｘ発生量ＮＯｘＣＹＣとし（ステップＳ５５）、積
算値ＴＮＯｘを「０」の戻して（ステップＳ５６）、本
処理を終了する。
【００４４】図３に戻り、続くステップＳ１８では、ス
テップＳ１７で読み込んだＮＯｘ発生量ＮＯｘＣＹＣを
下記式により積算して積算ＮＯｘ量ＮＯｘＩＮＴを算出
する。
【００４５】 ＮＯｘＩＮＴ＝ＮＯｘＩＮＴ＋ＮＯｘＣＹＣ 次いで積算ＮＯｘ量ＮＯｘＩＮＴが、所定量ＮＯｘＲＥ
Ｆ以上か否かを判別する（ステップＳ１９）。そして、
ＮＯｘＩＮＴ＜ＮＯｘＲＥＦである間は、還元リッチ化
を実行することなく直ちに本処理を終了する。この場合
には、図２のステップＳ２で設定されたリーンバーン制
御時の最終目標空燃比係数ＫＣＭＤＭ（例えばＡ／Ｆ２
２相当の値）を使用したリーンバーン制御が実行され
る。所定量ＮＯｘＲＥＦは、排気ガス浄化手段１６のＮ
Ｏｘ吸収剤の最大ＮＯｘ吸収量とほぼ等しく、若干小さ
い値に設定されている。
【００４６】ステップＳ１９でＮＯｘＩＮＴ≧ＮＯｘＲ
ＥＦとなると、還元リッチ化を実行すべくステップＳ２
０に進む。ステップＳ２０では、還元リッチ化フラグＦ
ＲＲＯＫが「１」か否かを判別する。最初は、ＦＲＲＯ
Ｋ＝０であるので、これを「１」に設定し（ステップＳ
２１）、ステップＳ３１に進んでエンジン回転数ＮＥが
第１の所定回転数ＮＫＣＭＤＲＲＬ（例えば１０００ｒ
ｐｍ）より高いか否かを判別し、ＮＥ＞ＮＫＣＭＤＲＲ
Ｌであるときは、エンジン回転数ＮＥが第１の所定回転
数ＮＫＣＭＤＲＲＬより高い第２の所定回転数ＮＫＣＭ
ＤＲＲＨ（例えば、２０００ｒｐｍ）より高いか否かを
判別する（ステップＳ３２）。そして、ＮＥ≦ＮＫＣＭ
ＤＲＲＬであって低回転領域にあるときは、ダウンカウ
ントタイマタイマｔｍＲＲを低回転用所定時間ＴＭＲＲ
Ｌ（例えば３００ｍｓｅｃ）に設定し（ステップＳ３
５）、ＮＫＣＭＤＲＲＬ＜ＮＥ≦ＮＫＣＭＤＲＲＨであ
って中回転領域にあるときは、タイマｔｍＲＲを、低回
転用所定時間ＴＭＲＲＬより長い中回転用所定時間ＴＭ
ＲＲＭ（例えば５００ｍｓｅｃ）に設定し（ステップＳ
３４）、ＮＥ＞ＮＫＣＭＤＲＲＨであって高回転領域に
あるときは、タイマｔｍＲＲを中回転用所定時間ＴＭＲ
ＲＭより長い高回転用所定時間ＴＭＲＲＨ（例えば８０
０ｍｓｅｃ）に設定して（ステップＳ３３）、ステップ
Ｓ３６に進む。
【００４７】ステップＳ３６では、ステップＳ３３、Ｓ
３４またはＳ３５で設定したタイマｔｍＲＲをスタート
させる。次いで図５（ｂ）に示すＫＣＭＤＲＲマップを
検索して還元リッチ化目標当量比ＫＣＭＤＲＲを算出し
（ステップＳ３８）、最終目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを
還元リッチ化目標当量比ＫＣＭＤＲＲに設定して（ステ
ップＳ３９）、本処理を終了する。
【００４８】ＫＣＭＤＲＲマップは、エンジン回転数Ｎ
Ｅ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて還元リッチ化目標
当量比ＫＣＭＤＲＲが設定されたマップであり、エンジ
ン回転数ＮＥが増加するほど、また吸気管内絶対圧ＰＢ
Ａが増加するほど、ＫＣＭＤＲＲ値が増加するように設
定されている。なお、すべての設定値は１．０（Ａ／Ｆ
１４．７相当の値）より大きい値である。
【００４９】還元リッチ化フラグＦＲＲＯＫがステップ
Ｓ２１で「１」に設定され、還元リッチ化が開始される
と、以後はステップＳ２０の答が肯定（ＹＥＳ）とな
り、ステップＳ３７に進んで、タイマｔｍＲＲの値が
「０」か否かを判別する。最初は、ｔｍＲＲ＞０である
ので、前記ステップＳ３８に進み、ｔｍＲＲ＝０となる
と、還元リッチ化フラグＦＲＲＯＫを「０」に設定し
（ステップＳ４０）、積算ＮＯｘ量ＮＯｘＩＮＴを
「０」に戻して（ステップＳ４１）、還元リッチ化を終
了する。ステップＳ４０、Ｓ４１を実行する場合は、最
終目標空燃比係数ＫＣＭＤＭは図２のステップＳ２で算
出された値が保持されるので、リーンバーン制御が再開
される。
【００５０】以後は、ステップＳ１９の答が否定（Ｎ
Ｏ）となるので、リーンバーン制御を継続し、ＮＯｘＩ
ＮＴ≧ＮＯｘＲＥＦとなると、還元リッチ化が実行され
る。
【００５１】以上のように本実施形態では、各気筒の気
筒内圧ＰＣＹＬを検出し、検出した気筒内圧ＰＣＹＬに
基づいて、各気筒の１サイクルごとのＮＯｘ発生量ＮＯ
ｘＣＹＣを算出し、該算出したＮＯｘ発生量ＮＯｘＣＹ
Ｃを積算して得られる積算ＮＯｘ量ＮＯｘＩＮＴが、排
気ガス浄化手段１６のＮＯｘ吸収剤の最大吸収量にほぼ
対応する所定量ＮＯｘＲＥＦに達したとき、ＮＯｘ吸収
剤に吸収されたＮＯｘ量が飽和状態に達したと判定する
ようにしたので、従来の手法に比べてＮＯｘ吸収剤に吸
収されたＮＯｘ量をより正確に推定し、ＮＯｘ吸収剤に
吸収されたＮＯｘ量の飽和状態の正確な判定が可能とな
る。その結果、還元リッチ化の開始時期が適切なものと
なり、燃費の悪化あるいはＮＯｘ排出量の増加を防止す
ることができる。
【００５２】本実施形態では、図６の処理が窒素酸化物
発生量算出手段に相当し、図３のステップＳ１８、Ｓ１
９が、飽和状態判定手段に相当する。
【００５３】なお、本発明は上述した実施形態に限るも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述し
た実施形態では、エンジン１の４つの気筒のそれぞれに
気筒内圧センサ１７を設けるようにしたが、特定の１つ
の気筒にのみ設けるようにしてもよい。その場合には、
その特定の１つの気筒の燃焼期間終了直後に、検出した
気筒内圧力ＰＣＹＬに基づいて１サイクル当たりのＮＯ
ｘ発生量ＮＯｘＣＹＣを算出し、前記特定の気筒以外の
気筒の燃焼期間終了直後においては、前記算出したＮＯ
ｘ発生量ＮＯｘＣＹＣをそのまま加算することにより、
積算ＮＯｘ量ＮＯｘＩＮＴを算出する。
【００５４】また、上述した実施形態では、排気圧力セ
ンサ１８及び排気温度センサ１９は、４つの気筒のそれ
ぞれに対応して排気管１２の分岐部に設けるようにした
が、排気管集合部にそれぞれ１つずつ設け、その検出値
をすべての気筒についての演算に適用するようにしてよ
い。
【００５５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、、
機関の気筒内圧が検出され、検出された気筒内圧に応じ
て、機関における窒素酸化物の発生量が算出され、該算
出された窒素酸化物の発生量に基づいて窒素酸化物吸収
剤に吸収された窒素酸化物の量が飽和状態になったこと
が判定されるので、窒素酸化物吸収剤に吸収された窒素
酸化物量をより正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる内燃エンジン及
びその排気ガス浄化装置の構成を示す図である。
【図２】空燃比センサの出力に応じた空燃比フィードバ
ック制御を実行する処理のフローチャートである。
【図３】還元リッチ化を実行する処理のフローチャート
である。
【図４】還元リッチ化を実行する処理のフローチャート
である。
【図５】図３及び４の処理で使用するマップを示す図で
ある。
【図６】ＮＯｘの発生量を算出する処理のフローチャー
トである。
【符号の説明】
１ 内燃エンジン ５ 電子コントロールユニット（窒素酸化物発生量算出
手段、飽和状態判定手段） １２ 排気管 １６ 排気ガス浄化手段 １７ 気筒内圧センサ（気筒内圧検出手段）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
    リーン状態において排気ガス中の窒素酸化物を吸収する
    窒素酸化物吸収剤を内蔵する排気ガス浄化手段を備えた
    内燃機関の排気ガス浄化装置において、 前記機関の気筒内圧を検出する気筒内圧検出手段と、検
    出された気筒内圧に応じて、前記機関で発生する窒素酸
    化物の量を算出する窒素酸化物発生量算出手段と、該推
    定した窒素酸化物の発生量に基づいて、前記窒素酸化物
    吸収剤に吸収された窒素酸化物の量が飽和状態になった
    ことを判定する飽和状態判定手段とを備えたことを特徴
    とする内燃機関の排気ガス浄化装置。
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