JP2689829B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】大部分の機関運転領域においてリーン混
合気を燃焼せしめるようにした内燃機関において、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 吸収剤を機関排気通路内に配置し、リ
ーン混合気を燃焼せしめた際に発生するＮＯx をＮＯx
吸収剤により吸収し、ＮＯx 吸収剤のＮＯx 吸収能力が
飽和する前にＮＯx 吸収剤への流入排気ガスの空燃比を
一時的にリッチにしてＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出さ
せると共に放出されたＮＯx を還元するようにした内燃
機関が本出願人により既に提案されている（特願平３−
２８４０９５号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのＮＯx 吸
収剤はＮＯx 吸収剤の温度が比較的高いときには流入排
気ガス中の酸素濃度を低下せしめるとＮＯx をすみやか
に放出するがＮＯx 吸収剤の温度が低くなると流入排気
ガス中の酸素濃度を低下せしめてもＮＯx がなかなか放
出されない。従って上述の内燃機関ではＮＯx 吸収剤か
らＮＯx を放出すべく流入排気ガスの空燃比をリッチに
してもこのときＮＯx 吸収剤の温度が低いとＮＯx 吸収
剤からＮＯx がなかなか放出されず、従ってＮＯx 吸収
剤に吸収されている大部分のＮＯx を放出させるために
は流入排気ガスの空燃比をリッチにしておく時間を長く
しなければならないので燃料消費率が悪化するという問
題を生ずる。

【０００４】

【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、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 吸収剤を機
関排気通路内に配置し、ＮＯx 吸収剤上流の機関排気通
路内に酸化触媒を配置すると共に酸化触媒上流の機関排
気通路内に２次空気供給装置を配置し、ＮＯx 吸収剤か
らＮＯx を放出させるときにＮＯx 吸収剤の温度を上昇
すべきときには２次空気供給装置により三元触媒上流の
機関排気通路内に２次空気を供給すると共にＮＯx 吸収
剤に流入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにし
ている。

【０００５】

【作用】ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出すべきときにＮ
Ｏx 吸収剤の温度が低いときには２次空気を供給すると
共に排気ガスの空燃比をリッチにし、このとき酸化触媒
において発生する酸化反応熱によってＮＯx 吸収剤の温
度が上昇せしめられるのでＮＯx 吸収剤からＮＯx がす
みやかに放出される。

【０００６】

【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およびエアフローメータ１３
を介してエアクリーナ１４に連結され、吸気ダクト１２
内にはスロットル弁１５が配置される。一方、排気ポー
ト８は排気マニホルド１６を介して酸化触媒１７を内蔵
した触媒コンバータ１８に連結され、この触媒コンバー
タ１８は排気管１９を介してＮＯx 吸収剤２０を内蔵し
たケーシング２１に連結される。

【０００７】図１に示されるように排気マニホルド１６
には２次空気供給装置２２が設けられる。この２次空気
供給装置２２は排気マニホルド１６内に連結された２次
空気供給導管２３と、排気マニホルド１６内に向けての
み流通可能なリード弁からなる逆止弁２４と、２次空気
量を制御する２次空気制御弁２５と、エアフィルタ２６
とにより構成される。２次空気制御弁２５が開弁すると
排気脈動により排気マニホルド１６内に負圧が発生した
ときに２次空気が逆止弁２４を介して排気マニホルド１
６内に供給される。２次空気制御弁２５は例えばリニア
ソレノイド弁からなり、排気マニホルド１６内に供給さ
れる２次空気量は２次空気制御弁２５によって制御され
る。

【０００８】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、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。エアフローメータ１３は吸入空気量に比例した
出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３
５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２７が接続される。一方、出力ポート３６は対応
する駆動回路３８を介して夫々点火栓４、燃料噴射弁１
１および２次空気制御弁２５に接続される。

【０００９】図１に示す内燃機関では例えば次式に基づ
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を示しており、Ｋは補正
係数を示している。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、機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）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ＲＯＭ３
２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。

【００１０】図１に示される内燃機関では通常例えばＫ
＝０．６に維持されており、即ち機関シリンダ内に供給
される混合気の空燃比はリーンに維持されており、従っ
て図１に示される内燃機関では通常リーン混合気が燃焼
せしめられることになる。図３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３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の量は燃焼室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 の量は燃焼室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。

【００１１】ケーシング２１内に収容されているＮＯx
吸収剤２０は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯx吸収剤２０上流の排気通路内に供
給された空気および燃料の比をＮＯx 吸収剤２０への流
入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯx 吸収剤２０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Ｎ
Ｏx を放出するＮＯx の吸放出作用を行う。なお、ＮＯ
x 吸収剤２０上流の排気通路内に燃料或いは空気が供給
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２０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。

【００１２】上述のＮＯx 吸収剤２０を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯx 吸収剤２０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４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。

【００１３】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４
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上で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４（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２０内に吸収
される。

【００１４】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２０からＮＯx が放出されることにな
る。図３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流入排気ガ
スがリーンであってもＮＯx 吸収剤２０からＮＯx が放
出されることになる。

【００１５】この場合、ＮＯx 吸収剤２０の温度が比較
的高いと流入排気ガス中の酸素濃度が低下したときに上
述の逆方向反応（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）がすみやかに進行
するためにＮＯ₂ が吸収剤からすみやかに放出される。
ところがＮＯx 吸収剤２０の温度が低いと流入排気ガス
中の酸素濃度が低下しても逆方向反応（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ
₂ ）がなかなか進行せず、斯くしてＮＯx がＮＯx 吸収
剤２０からなかなか放出されないことになる。従ってＮ
Ｏx 吸収剤２０からＮＯx をすみやかに放出させるため
にはＮＯx 吸収剤２０の温度を或る程度高くしてやる必
要がある。

【００１６】一方、流入排気ガス中の酸素濃度を低下さ
せるために流入排気ガスの空燃比をリッチにすると図３
に示されるように機関からは多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排
出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂
^- と反応して酸化せしめられる。また、流入排気ガスの
空燃比をリッチにす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ＮＯ₂ が放出され、この
ＮＯ₂ は図４（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ＮＯx 吸収剤２０の温度が高ければ短
時間のうちにＮＯx 吸収剤２０からＮＯx が放出される
ことになる。

【００１７】即ち、流入排気ガスの空燃比をリッチにす
るとまず初めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上の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 ^- 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Ｎ
Ｏx および機関から排出されたＮＯx 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したときに
吸収剤から放出された全ＮＯx および機関から排出され
た全ＮＯx を還元せしめられるには白金Ｐｔ上のＯ₂ ^-
を消費するのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯと、全ＮＯx
を還元させるのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯがＮＯx 吸
収剤２０に流入するように流入ガスの空燃比のリッチの
度合を制御しなければならないことになる。

【００１８】図５は本発明による実施例において用いら
れている流入ガスの空燃比のリッチ制御を示している。
図５に示される実施例ではＮＯx 吸収剤２０からＮＯx
を放出すべきときには前述した燃料噴射時間ＴＡＵの算
出に用いられる補正係数Ｋを実線で示すようにＫＫ１
（＞１．０）まで増大せしめることによって燃焼室３内
に供給される混合気の空燃比がリッチとされ、次いで時
間Ｃ₁ の間空燃比がリッチ（Ｋ＝ＫＫ１）に保持され
る。次いで補正係数Ｋが徐々に減少せしめられ、次いで
補正係数Ｋが１．０に、即ち燃焼室３内に供給される混
合気の空燃比が理論空燃比に維持される。次いでリッチ
制御が開始されてからＣ₂ 時間経過すると再び補正係数
Ｋが１．０よりも小さくされて再びリーン混合気の燃焼
が開始される。

【００１９】燃焼室３内に供給される混合気の空燃比が
リッチ（Ｋ＝ＫＫ１）になるとＮＯx 吸収剤２０の温度
が高ければＮＯx 吸収剤２０に吸収されている大部分の
ＮＯx が急激に放出される。補正係数ＫＫ１の値はこの
とき白金Ｐｔ上のＯ₂ ^- を消費しかつ全ＮＯx を還元さ
せるのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯが発生するように定
められている。この場合、排気ガス温が高くなってＮＯ
x 吸収剤２０の温度が高くなるほどＮＯx 吸収剤２０か
ら放出されるＮＯx の量が増大する。従って図６（Ａ）
において実線で示されるように補正係数ＫＫ１の値は排
気ガス温Ｔが高くなるほど大きくされる。なお、図６
（Ａ）に示す補正係数ＫＫ１と排気ガス温Ｔとの関係は
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

【００２０】この場合、排気ガス温Ｔは直接検出するこ
ともできるが吸入空気量Ｑと機関回転数Ｎから推定する
こともできる。そこで本発明による実施例では排気ガス
温Ｔと吸入空気量Ｑ、機関回転数Ｎとの関係を予め実験
により求めておき、この関係を図７に示すようなマップ
の形で予めＲＯＭ３２内に記憶しておいてこのマップか
ら排気ガス温Ｔを算出するようにしている。

【００２１】一方、前述したように燃焼室３内に供給さ
れる混合気の空燃比がリッチ（Ｋ＝ＫＫ１）になるとＮ
Ｏx 吸収剤２０の温度が高いときにはＮＯx 吸収剤２０
に吸収されている大部分のＮＯx が急激に放出され、そ
の後は空燃比をリッチにしておいてもＮＯx 吸収剤２０
からは少しずつしかＮＯx が放出されない。従って空燃
比をリッチにし続けると未燃ＨＣ，ＣＯが大気に放出さ
れることになる。そこで図５に示されるように空燃比を
リッチ（Ｋ＝ＫＫ１）にした後は少しずつリッチの度合
を小さくし、次いで空燃比を理論空燃比（Ｋ＝１．０）
に維持してＮＯx 吸収剤２０から少しずつ放出されるＮ
Ｏx を順次還元せしめるようにしている。

【００２２】なお、空燃比をリッチにしたときにＮＯx
吸収剤２０から放出されるＮＯx の量が多いほどその後
ＮＯx 吸収剤２０から放出されるＮＯx の量が少なくな
り、従ってＮＯx 吸収剤２０がＮＯx を放出し終えるま
での時間が短くなる。前述したように排気ガス温Ｔが高
くなるほど空燃比をリッチにしたときにＮＯx 吸収剤２
０から放出されるＮＯx の量が多くなり、従って図６
（Ｂ）に示されるように空燃比をリッチにしてから再び
リーンに戻すまでの時間Ｃ₂ は排気ガス温Ｔが高くなる
ほど短くされる。なお、図６（Ｂ）に示す時間Ｃ₂ と排
気ガス温Ｔとの関係は予めＲＯＭ３２内に記憶されてい
る。

【００２３】ところで前述したように燃焼室３内に供給
される混合気の空燃比をリッチにしてもＮＯx 吸収剤２
０の温度が低いとＮＯx 吸収剤２０からＮＯx がなかな
か放出されない。そこで本発明による実施例ではＮＯx
吸収剤２０の温度が低い場合には空燃比がリッチにされ
たときに図５において鎖線で示すように２次空気制御弁
２５を開弁せしめて２次空気を排気マニホルド１６内に
供給するようにしている。このように空燃比がリッチに
されて機関から多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出されるとき
に排気マニホルド１６内に２次空気が供給されるとこの
２次空気によって未燃ＨＣ，ＣＯの一部が酸化触媒１７
においてただちに酸化せしめられる。その結果、このと
き発生する酸化熱によって酸化触媒１７から排出される
排気ガス温がただちに上昇せしめられ、斯くしてＮＯx
吸収剤２０がただちに温度上昇せしめられる。斯くして
ＮＯx 吸収剤２０からＮＯx がすみやかに放出されるこ
とになる。

【００２４】なお、排気ガス温Ｔが低いほどＮＯx 吸収
剤２０の温度は低くなっており、従ってＮＯx 吸収剤２
０の温度が低いほど２次空気量を増大して酸化触媒１７
で発生する酸化反応熱を増大させることが好ましい。従
って本発明による実施例では図８に示されるように排気
ガス温Ｔが低くなるほど２次空気制御弁２５の開度Ｓが
増大せしめられる。

【００２５】一方、２次空気を供給すると機関から排出
された未燃ＨＣ，ＣＯの一部は２次空気によって酸化せ
しめられるためにＮＯx を還元するための未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏの量が不足する。そこで本発明による実施例では２次
空気を供給したときでもＮＯx を還元するのに十分な未
燃ＨＣ，ＣＯが発生するように２次空気を供給するとき
には図５において鎖線で示されるように補正係数ＫＫが
ＫＫ２（＞ＫＫ１）まで増大せしめられる。即ち、空燃
比のリッチの度合が高められる。このＫＫ２は排気ガス
温ＴにかかわらずにＫＫ１よりも大きいが図８からわか
るように排気ガス温Ｔが高くなるにつれて２次空気の供
給量が少なくなるので図６（Ａ）に示されるようにＫＫ
２とＫＫ１の差は排気ガス温Ｔが高くなるほど小さくな
る。なお、図６（Ａ）に示す補正係数ＫＫ２と排気ガス
温Ｔとの関係は予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

【００２６】また、ＮＯx 吸収剤２０の温度が低くなる
のは排気ガス温が低いとき、即ち機関負荷Ｑ／Ｎが低い
とき、特にアイドリング運転時である。そこで本発明に
よる実施例では機関負荷Ｑ／Ｎが予め定められた設定負
荷（Ｑ／Ｎ）₀ よりも低いときに限って２次空気を供給
するようにしている。次に図９から図１１を参照して本
発明によるＮＯx 吸収剤２０の吸放出制御の一実施例に
ついて説明する。

【００２７】図９および図１０は一定時間毎に実行され
る割込みルーチンを示している。図９および図１０を参
照するとまず初めにステップ６０において補正係数Ｋが
１．０よりも小さいか否か、即ち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。Ｋ≧１．０のと
き、即ち燃焼室３内に供給される混合気が理論空燃比或
いはリッチのときにはステップ８８に進んで２次空気制
御弁２５が閉弁せしめられ、次いで処理サイクルを完了
する。これに対してＫ＜１．０のとき、即ちリーン混合
気が燃焼せしめられているときにはステップ６１に進ん
でＮＯx 吸収剤２０に吸収されているＮＯx 量Ｗが算出
される。即ち、燃焼室３から排出されるＮＯx 量は吸入
空気量Ｑが多くなるほど増大し、機関負荷Ｑ／Ｎが高く
なるほど増大するのでＮＯx 吸収剤２０に吸収されてい
るＮＯx 量ＷはＷとｋ₁ ・Ｑ・Ｑ／Ｎ（ｋ₁ は定数）と
の和によって表わされることになる。

【００２８】次いでステップ６２では実行フラグがセッ
トされているか否かが判別される。実行フラグがセット
されていないときにはステップ６３に進んでＮＯx 吸収
剤２０に吸収されているＮＯx 量Ｗが予め定められた設
定量Ｗ₀ よりも大きいか否かが判別される。この設定量
Ｗ₀ は例えばＮＯx 吸収剤２０が吸収しうる最大ＮＯx
量の３０パーセント程度である。Ｗ≦Ｗ₀ であればステ
ップ８８を経て処理サイクルを完了し、Ｗ＞Ｗ₀ であれ
ばステップ６４に進んで実行フラグがセットされる。従
って実行フラグがセットされるのはＷ＞Ｗ₀ となったと
きである。

【００２９】実行フラグがセットされるとステップ６５
に進んで機関負荷Ｑ／Ｎが設定負荷（Ｑ／Ｎ）₀ よりも
低いか否かが判別される。Ｑ／Ｎ≧（Ｑ／Ｎ）₀ のとき
にはステップ６６に進んで図６（Ａ）に示す関係および
図７に示すマップから補正係数ＫＫ１が算出される。次
いでステップ７０に進む。これに対してＱ／Ｎ＜（Ｑ／
Ｎ）₀ のときにはステップ６７に進んで図６（Ａ）に示
す関係および図７に示すマップから補正係数ＫＫ２が算
出される。次いでステップ６８では図７に示すマップお
よび図８に示す関係から２次空気制御弁２５の開度Ｓが
算出される。次いでステップ６９では２次空気を供給す
べきことを示す２次空気フラグがセットされ、次いでス
テップ７０に進む。

【００３０】ステップ７０ではＫＫにｋ₂ ・Ｗ（ｋ₂ は
定数）を乗算することによって最終的な補正係数ＫＫが
算出される。即ち、ＮＯx 吸収剤２０に吸収されている
ＮＯx 量Ｗが少ないほどリッチの度合（ＫＫ１又はＫＫ
２）が小さくされる。次いでステップ７１では図６
（Ｂ）に示す関係および図７に示すマップから時間Ｃ₂
が算出される。次いでステップ７２ではＣ₂ にｋ₃ ・Ｗ
（ｋ₃ は定数）を乗算することによって最終的な時間Ｃ
₂ が算出される。即ち、ＮＯx 吸収剤２０に吸収されて
いるＮＯx 量Ｗが少ないほど時間Ｃ₂ が短くされる。次
いで処理サイクルを完了する。

【００３１】実行フラグがセットされると次の処理サイ
クルでは図９のステップ６２から図１０のステップ７３
に進んでＮＯx 放出フラグがセットされる。次いでステ
ップ７４ではカウント値Ｃが１だけインクリメントされ
る。次いでステップ７５ではカウント値Ｃが時間Ｃ₁ よ
りも大きくなったか否かが、即ちリッチ制御を開始した
後一定のリッチ空燃比（ｋ＝ＫＫ１又はＫＫ２）に維持
すべき期間が経過したか否かが判別される。Ｃ＜Ｃ₁ の
ときにはステップ７６に進んで２次空気フラグがセット
されているか否かが判別される。２次空気フラグがセッ
トされ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５において実線で示すように２次空気
が供給されることなく補正係数ＫがＫＫ１に維持され
る。これに対して２次空気フラグがセットされていると
きにはステップ７７に進んで２次空気制御弁２５が開度
Ｓまで開弁せしめられる。従ってこのときには２次空気
が供給されると共に補正係数ＫがＫＫ２に維持される。

【００３２】ステップ７５においてＣ＞Ｃ₁ になったと
判断されたときにはステップ７８に進んでカウント値Ｃ
が時間Ｃ₂ よりも大きくなったか否かが、即ちリッチ制
御を開始してから時間Ｃ₂ が経過したか否かが判別され
る。Ｃ≦Ｃ₂ のときにはステップ７９に進んで補正係数
ＫＫから一定値αが減算される。次いでステップ８０で
は補正係数ＫＫが１．０よりも小さくなったか否かが判
別される。ＫＫ≦１．０になったときにはステップ８１
に進んでＫＫが１．０とされる。次いでステップ８２に
おいて２次空気制御弁２５が開弁している場合には２次
空気制御弁２５が閉弁せしめられる。

【００３３】次いでＣ＞Ｃ₂ になるとステップ７８から
ステップ８３に進んで実行フラグがリセットされ、次い
でステップ８４においてＮＯx 放出フラグがリセットさ
れる。次いでステップ８５において２次空気フラグがリ
セットされる。次いでステップ８６ではＮＯx 吸収剤２
０に吸収されているＮＯx 量Ｗが零とされ、次いでステ
ップ８７においてカウント値Ｃが零とされる。

【００３４】図１１は燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチ
ンを示しており、このルーチンは繰返し実行される。図
１１を参照するとまず初めにステップ９０において図２
に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが算出される。
次いでステップ９１では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９２に進んでＫ（例えば
Ｋ＝０．６）がＫｔとされる。次いでステップ９４では
基本燃料噴射時間ＴＰに補正係数Ｋｔを乗算することに
よって燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。従ってこのと
きにはリーン混合気が燃焼せしめられる。

【００３５】一方、ステップ９１においてＮＯx 放出フ
ラグがセットされていると判別されたときにはステップ
９３に進んで図９および図１０のルーチンにより算出さ
れている補正係数ＫＫがＫｔとされ、次いでステップ９
４に進む。従ってこのときには燃焼室３内に供給される
混合気が一時的にリッチにされ、次いで暫くの間、理論
空燃比に維持される。

【００３６】

【発明の効果】ＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出すべきと
きにはＮＯx 吸収剤の温度が上昇せしめられるのでＮＯ
x をＮＯx 吸収剤からすみやかに放出させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【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】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。

【図４】ＮＯx の吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図５】リッチ制御時の補正係数Ｋの変化を示す図であ
る。

【図６】補正係数ＫＫ１，ＫＫ２、時間Ｃ₂ と排気ガス
温Ｔとの関係を示す線図である。

【図７】排気ガス温Ｔのマップを示す図である。

【図８】２次空気制御弁の開度Ｓと排気ガス温Ｔとの関
係を示す線図である。

【図９】割込みルーチンを示すフローチャートである。

【図１０】割込みルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１１】燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１６…排気マニホルド １７…酸化触媒 ２０…ＮＯx 吸収剤 ２２…２次空気供給装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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 吸収剤を機関排気
   通路内に配置し、ＮＯx 吸収剤上流の機関排気通路内に
   酸化触媒を配置すると共に酸化触媒上流の機関排気通路
   内に２次空気供給装置を配置し、ＮＯx 吸収剤からＮＯ
   x を放出させるときにＮＯx 吸収剤の温度を上昇すべき
   ときには２次空気供給装置により酸化触媒上流の機関排
   気通路内に２次空気を供給すると共にＮＯx 吸収剤に流
   入する排気ガスの空燃比をリッチにするようにした内燃
   機関の排気浄化装置。