JPH07139340A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH07139340A JPH07139340A JP5284960A JP28496093A JPH07139340A JP H07139340 A JPH07139340 A JP H07139340A JP 5284960 A JP5284960 A JP 5284960A JP 28496093 A JP28496093 A JP 28496093A JP H07139340 A JPH07139340 A JP H07139340A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を正確に推定す
る。 【構成】 内燃機関１の排気通路１２に、排気空燃比が
リーンの時に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 吸収剤１８を配
置し、排気中のＮＯX を吸収させる。また、ＮＯX 吸収
剤に吸収されたＮＯX 量を表すＮＯX 吸収量カウンタを
設け、機関がリーン空燃比で運転されている時には一定
時間毎にカウンタに機関の運転状態に応じた所定の加算
量を加算し、リッチ又は理論空燃比で運転されている時
には、ＮＯX 吸収剤の温度と、機関空燃比を理論空燃比
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
剰燃料の量とに応じて設定される減算量を一定時間毎に
カウンタから減算する。
る。 【構成】 内燃機関１の排気通路１２に、排気空燃比が
リーンの時に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 吸収剤１８を配
置し、排気中のＮＯX を吸収させる。また、ＮＯX 吸収
剤に吸収されたＮＯX 量を表すＮＯX 吸収量カウンタを
設け、機関がリーン空燃比で運転されている時には一定
時間毎にカウンタに機関の運転状態に応じた所定の加算
量を加算し、リッチ又は理論空燃比で運転されている時
には、ＮＯX 吸収剤の温度と、機関空燃比を理論空燃比
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
剰燃料の量とに応じて設定される減算量を一定時間毎に
カウンタから減算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、詳細にはリーン空燃比の燃焼を行う内燃機関
の排気中に含まれるＮＯX を効果的に除去可能な排気浄
化装置に関する。
置に関し、詳細にはリーン空燃比の燃焼を行う内燃機関
の排気中に含まれるＮＯX を効果的に除去可能な排気浄
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の内燃機関の排気浄化装置として
は、本願出願人が国際出願番号第ＰＣＴ／ＪＰ９３１０
０７７８号で提案したものがある。上記にて提案した排
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、上記ＮＯX 吸収剤に排気中のＮＯ
X を吸収させる。また、リーン空燃比運転が続き、ＮＯ
X 吸収剤が吸収したＮＯX 量が所定量を越えた場合に
は、内燃機関の運転空燃比を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ＮＯX 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 吸収剤の再生操作」と呼ぶ）。
は、本願出願人が国際出願番号第ＰＣＴ／ＪＰ９３１０
０７７８号で提案したものがある。上記にて提案した排
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、上記ＮＯX 吸収剤に排気中のＮＯ
X を吸収させる。また、リーン空燃比運転が続き、ＮＯ
X 吸収剤が吸収したＮＯX 量が所定量を越えた場合に
は、内燃機関の運転空燃比を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ＮＯX 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 吸収剤の再生操作」と呼ぶ）。
【０００３】また、上記装置では、ＮＯX 吸収剤が吸収
したＮＯX 吸収量を推定するためにＮＯX 吸収剤のＮＯ
X 吸収量を表すＮＯX 吸収量カウンタを設け、機関がリ
ーン空燃比で運転されているときには、一定時間毎に上
記ＮＯX 吸収量カウンタに機関運転状態に応じて決定さ
れる所定の加算量を加算し、機関がリッチ又は理論空燃
比で運転されているときにには、運転時間に応じて上記
ＮＯX 吸収量カウンタの値を減少させている。
したＮＯX 吸収量を推定するためにＮＯX 吸収剤のＮＯ
X 吸収量を表すＮＯX 吸収量カウンタを設け、機関がリ
ーン空燃比で運転されているときには、一定時間毎に上
記ＮＯX 吸収量カウンタに機関運転状態に応じて決定さ
れる所定の加算量を加算し、機関がリッチ又は理論空燃
比で運転されているときにには、運転時間に応じて上記
ＮＯX 吸収量カウンタの値を減少させている。
【０００４】すなわち、機関運転中には機関から負荷、
回転数等の機関運転条件に応じた量のＮＯX が発生する
が、機関がリーン空燃比で運転されている場合（すなわ
ち、ＮＯX 吸収剤に流入する排気の空燃比がリーンであ
る場合）には、発生したＮＯ X 量のうち一定の割合がＮ
ＯX 吸収剤に吸収されるため、ＮＯX 吸収剤中に吸収さ
れたＮＯX の量は機関のＮＯX 発生量に応じて増大す
る。また、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されてい
る場合には、ＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出されるた
め、ＮＯX 吸収剤中に吸収されているＮＯX の量は機関
がリッチ又は理論空燃比で運転されている時間に応じて
減少する。上記装置では、機関運転空燃比がリーン空燃
比のときに一定時間毎に所定量ずつ加算され、機関運転
空燃比がリッチ又は理論空燃比のときに運転時間に応じ
て所定量が減算されるＮＯX 吸収量カウンタを設けるこ
とによりＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定している。
回転数等の機関運転条件に応じた量のＮＯX が発生する
が、機関がリーン空燃比で運転されている場合（すなわ
ち、ＮＯX 吸収剤に流入する排気の空燃比がリーンであ
る場合）には、発生したＮＯ X 量のうち一定の割合がＮ
ＯX 吸収剤に吸収されるため、ＮＯX 吸収剤中に吸収さ
れたＮＯX の量は機関のＮＯX 発生量に応じて増大す
る。また、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されてい
る場合には、ＮＯX 吸収剤からＮＯX が放出されるた
め、ＮＯX 吸収剤中に吸収されているＮＯX の量は機関
がリッチ又は理論空燃比で運転されている時間に応じて
減少する。上記装置では、機関運転空燃比がリーン空燃
比のときに一定時間毎に所定量ずつ加算され、機関運転
空燃比がリッチ又は理論空燃比のときに運転時間に応じ
て所定量が減算されるＮＯX 吸収量カウンタを設けるこ
とによりＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の装置
のように機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている
場合に運転時間にのみ基づいてＮＯX 吸収剤の吸収量カ
ウンタの値を減少させていると、実際にＮＯX 吸収剤に
吸収されているＮＯX 量とＮＯX 吸収量カウンタの値と
の間に誤差を生じる問題がある。
のように機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている
場合に運転時間にのみ基づいてＮＯX 吸収剤の吸収量カ
ウンタの値を減少させていると、実際にＮＯX 吸収剤に
吸収されているＮＯX 量とＮＯX 吸収量カウンタの値と
の間に誤差を生じる問題がある。
【０００６】すなち、単位時間当たりにＮＯX 吸収剤か
ら放出されるＮＯX の量（ＮＯX 放出速度）は常に一定
ではなく、後述するように、ＮＯX 吸収剤の温度や排気
中に含まれる未燃ＨＣ、ＣＯ等の成分の量に応じて変化
する。このため、上述の装置のようにリッチ又は理論空
燃比の運転時間のみに基づいて（すなわち、ＮＯX 吸収
剤からのＮＯX 放出速度を一定と仮定して）ＮＯX 吸収
量カウンタの値を減少させていると、機関運転状態やＮ
ＯX 吸収剤温度によってはカウンタの減少量と実際にＮ
ＯX 吸収剤から放出されたＮＯX の量との間に大きな誤
差を生じてしまう場合がある。
ら放出されるＮＯX の量（ＮＯX 放出速度）は常に一定
ではなく、後述するように、ＮＯX 吸収剤の温度や排気
中に含まれる未燃ＨＣ、ＣＯ等の成分の量に応じて変化
する。このため、上述の装置のようにリッチ又は理論空
燃比の運転時間のみに基づいて（すなわち、ＮＯX 吸収
剤からのＮＯX 放出速度を一定と仮定して）ＮＯX 吸収
量カウンタの値を減少させていると、機関運転状態やＮ
ＯX 吸収剤温度によってはカウンタの減少量と実際にＮ
ＯX 吸収剤から放出されたＮＯX の量との間に大きな誤
差を生じてしまう場合がある。
【０００７】上記の排気浄化装置では、ＮＯX 吸収量カ
ウンタの値を用いてＮＯX 吸収剤に吸収されたＮＯX の
量を判断し、リーン空燃比運転時にＮＯX 吸収量が増大
して所定値を越えた場合には強制的に機関の空燃比をリ
ッチ空燃比に切り換えることにより、ＮＯX 吸収剤の上
記再生操作を行うようにしている。従って、現実にＮＯ
X 吸収剤中に吸収されているＮＯX 量とＮＯX 吸収量カ
ウンタの値との間に誤差を生じると、実際にはＮＯX 吸
収剤のＮＯX 吸収量が少なく再生操作を行う必要がない
にもかかわらずＮＯX 吸収量カウンタの値が所定値を越
えたためにリッチ空燃比運転への切換が行われて燃費が
悪化したり、逆に、実際にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収
量が増加して再生操作を行う必要があるにもかかわら
ず、ＮＯX吸収量カウンタの値が所定値を越えないため
に再生操作が行われず、ＮＯX 吸収剤の吸収能力が低下
して排気中のＮＯX を吸収できなくなる等の問題を生じ
るおそれがある。
ウンタの値を用いてＮＯX 吸収剤に吸収されたＮＯX の
量を判断し、リーン空燃比運転時にＮＯX 吸収量が増大
して所定値を越えた場合には強制的に機関の空燃比をリ
ッチ空燃比に切り換えることにより、ＮＯX 吸収剤の上
記再生操作を行うようにしている。従って、現実にＮＯ
X 吸収剤中に吸収されているＮＯX 量とＮＯX 吸収量カ
ウンタの値との間に誤差を生じると、実際にはＮＯX 吸
収剤のＮＯX 吸収量が少なく再生操作を行う必要がない
にもかかわらずＮＯX 吸収量カウンタの値が所定値を越
えたためにリッチ空燃比運転への切換が行われて燃費が
悪化したり、逆に、実際にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収
量が増加して再生操作を行う必要があるにもかかわら
ず、ＮＯX吸収量カウンタの値が所定値を越えないため
に再生操作が行われず、ＮＯX 吸収剤の吸収能力が低下
して排気中のＮＯX を吸収できなくなる等の問題を生じ
るおそれがある。
【０００８】本発明は、上記問題を解決するためにＮＯ
X 吸収剤中に吸収されたＮＯX 量を正確に推定すること
を可能とする手段を提供することを目的としている。
X 吸収剤中に吸収されたＮＯX 量を正確に推定すること
を可能とする手段を提供することを目的としている。
【０００９】
【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、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 吸収剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転さ
れているときに、機関運転状態に応じて決定される所定
の加算量を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収
量を表すＮＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関
がリッチ又は理論空燃比で運転されているときに、所定
の減算量を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから
減算することにより、前記ＮＯX吸収剤のＮＯX 吸収量
を推定する吸収量推定手段と、前記機関がリッチ空燃比
で運転されているときに、機関空燃比を理論空燃比にす
るために必要とされる燃料量を越えて過剰に機関に供給
された燃料の量を検出する過剰燃料量検出手段と、機関
がリッチ空燃比で運転されているときに、前記過剰燃料
量に基づいてＮＯX吸収量カウンタの前記減算量を決定
する減算量設定手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置
が提供される。
によれば、内燃機関の排気通路に配置された、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 吸収剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転さ
れているときに、機関運転状態に応じて決定される所定
の加算量を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収
量を表すＮＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関
がリッチ又は理論空燃比で運転されているときに、所定
の減算量を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから
減算することにより、前記ＮＯX吸収剤のＮＯX 吸収量
を推定する吸収量推定手段と、前記機関がリッチ空燃比
で運転されているときに、機関空燃比を理論空燃比にす
るために必要とされる燃料量を越えて過剰に機関に供給
された燃料の量を検出する過剰燃料量検出手段と、機関
がリッチ空燃比で運転されているときに、前記過剰燃料
量に基づいてＮＯX吸収量カウンタの前記減算量を決定
する減算量設定手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置
が提供される。
【００１０】また、請求項２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、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
剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転されていると
きに、機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮ
ＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチま
たは理論空燃比で運転されているときに、所定の減算量
を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算する
ことにより、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定す
る吸収量推定手段と、前記ＮＯX 吸収剤の温度を検出す
る温度検出手段と、機関がリッチ空燃比で運転されてい
るときに、前記ＮＯX 吸収剤温度に基づいてＮＯX 吸収
量カウンタの前記減算量を決定する減算量設定手段とを
備えた内燃機関の排気浄化装置が提供される。
内燃機関の排気通路に配置された、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
剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転されていると
きに、機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮ
ＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチま
たは理論空燃比で運転されているときに、所定の減算量
を一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算する
ことにより、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定す
る吸収量推定手段と、前記ＮＯX 吸収剤の温度を検出す
る温度検出手段と、機関がリッチ空燃比で運転されてい
るときに、前記ＮＯX 吸収剤温度に基づいてＮＯX 吸収
量カウンタの前記減算量を決定する減算量設定手段とを
備えた内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１１】また、請求項３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、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
剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転されていると
きに、機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮ
ＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチ又
は理論空燃比で運転されているときに、所定の減算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算するこ
とにより、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する
吸収量推定手段と、前記機関吸入空気量を検出する手段
と、前記機関の運転空燃比を検出する手段と、前記ＮＯ
X 吸収剤の温度を検出する手段と、前記機関がリッチ空
燃比で運転されているときに、前記機関吸入空気量と、
前記機関運転空燃比と、前記ＮＯX 吸収剤温度とに基づ
いてＮＯX 吸収量カウンタの前記減算量を決定する減算
量設定手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置が提供さ
れる。
内燃機関の排気通路に配置された、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
剤と、前記内燃機関がリーン空燃比で運転されていると
きに、機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮ
ＯX 吸収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチ又
は理論空燃比で運転されているときに、所定の減算量を
一定時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算するこ
とにより、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する
吸収量推定手段と、前記機関吸入空気量を検出する手段
と、前記機関の運転空燃比を検出する手段と、前記ＮＯ
X 吸収剤の温度を検出する手段と、前記機関がリッチ空
燃比で運転されているときに、前記機関吸入空気量と、
前記機関運転空燃比と、前記ＮＯX 吸収剤温度とに基づ
いてＮＯX 吸収量カウンタの前記減算量を決定する減算
量設定手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置が提供さ
れる。
【００１２】
【作用】機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている
時のＮＯX 吸収剤からのＮＯX放出速度は、後に説明す
るようにＮＯX 吸収剤の温度が高いほど、またＮＯX 吸
収剤に供給されるＣＯ等の還元成分や未燃ＨＣ等の量が
多いほど大きくなる。そこで、機関がリッチ又は理論空
燃比で運転されているときのＮＯX 吸収剤中に吸収され
ているＮＯX 量の単位時間当たりの減少量（すなわち単
位時間当たりのＮＯX 放出量）は、排気中の未燃ＨＣ、
ＣＯ成分が多いほど、またＮＯX 吸収剤の温度が高いほ
ど大きい。一方、排気中の未燃ＨＣ、ＣＯの濃度は機関
の運転空燃比が低くなる程（すなわちリッチ空燃比にな
る程）高くなる。すなわち、機関を理論空燃比で運転す
るために必要とされる量を越えて過剰に機関に供給され
た燃料は未燃ＨＣ、ＣＯとして機関から排気とともに排
出されるため、上記過剰に供給された燃料の量が多いほ
どＮＯX 吸収剤に供給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が増大
する。
時のＮＯX 吸収剤からのＮＯX放出速度は、後に説明す
るようにＮＯX 吸収剤の温度が高いほど、またＮＯX 吸
収剤に供給されるＣＯ等の還元成分や未燃ＨＣ等の量が
多いほど大きくなる。そこで、機関がリッチ又は理論空
燃比で運転されているときのＮＯX 吸収剤中に吸収され
ているＮＯX 量の単位時間当たりの減少量（すなわち単
位時間当たりのＮＯX 放出量）は、排気中の未燃ＨＣ、
ＣＯ成分が多いほど、またＮＯX 吸収剤の温度が高いほ
ど大きい。一方、排気中の未燃ＨＣ、ＣＯの濃度は機関
の運転空燃比が低くなる程（すなわちリッチ空燃比にな
る程）高くなる。すなわち、機関を理論空燃比で運転す
るために必要とされる量を越えて過剰に機関に供給され
た燃料は未燃ＨＣ、ＣＯとして機関から排気とともに排
出されるため、上記過剰に供給された燃料の量が多いほ
どＮＯX 吸収剤に供給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が増大
する。
【００１３】請求項１に記載の本発明では、上記機関に
過剰に供給された燃料の量、すなわちＮＯX 吸収剤に供
給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が多いほど、ＮＯX 吸収量
カウンタの減算量が大きく設定される。このため、ＮＯ
X 吸収量カウンタの減算量はＮＯX 吸収剤の実際のＮＯ
X 放出速度に対応したものとなり、ＮＯX 吸収量カウン
タの値と実際のＮＯX 吸収剤中のＮＯX 量との間に大き
な誤差が生じない。
過剰に供給された燃料の量、すなわちＮＯX 吸収剤に供
給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が多いほど、ＮＯX 吸収量
カウンタの減算量が大きく設定される。このため、ＮＯ
X 吸収量カウンタの減算量はＮＯX 吸収剤の実際のＮＯ
X 放出速度に対応したものとなり、ＮＯX 吸収量カウン
タの値と実際のＮＯX 吸収剤中のＮＯX 量との間に大き
な誤差が生じない。
【００１４】また、請求項２に記載の本発明では、ＮＯ
X 吸収剤の温度が高いほどＮＯX 吸収量カウンタの減算
量が大きく設定される。このため、上記と同様にＮＯX
吸収量カウンタの減算量がＮＯX 吸収剤の実際のＮＯX
吸収剤放出速度に対応したものとなり、ＮＯX 吸収量カ
ウンタの値と実際のＮＯX 吸収剤中のＮＯX 量との間に
大きな誤差が生じない。
X 吸収剤の温度が高いほどＮＯX 吸収量カウンタの減算
量が大きく設定される。このため、上記と同様にＮＯX
吸収量カウンタの減算量がＮＯX 吸収剤の実際のＮＯX
吸収剤放出速度に対応したものとなり、ＮＯX 吸収量カ
ウンタの値と実際のＮＯX 吸収剤中のＮＯX 量との間に
大きな誤差が生じない。
【００１５】また、前述のように機関運転空燃比が低く
なるほど排気中の未燃ＨＣ、ＣＯ濃度が増大する。ここ
で、排気流量は吸入空気量に比例して増大するため、機
関運転空燃比と吸入空気量とが定まればＮＯX 吸収剤に
供給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が決まることになる。請
求項３に記載の本発明では、機関運転空燃比と吸入空気
量とを検出することにより上記未燃ＨＣ、ＣＯの量を求
め、この未燃ＨＣ、ＣＯの量が多いほど、またＮＯX 吸
収剤の温度が高いほどＮＯX 吸収量カウンタの減算量が
大きく設定される。これにより、ＮＯX 吸収量カウンタ
の減算量はＮＯX 吸収剤の実際のＮＯ X 放出速度に対応
した量となる。
なるほど排気中の未燃ＨＣ、ＣＯ濃度が増大する。ここ
で、排気流量は吸入空気量に比例して増大するため、機
関運転空燃比と吸入空気量とが定まればＮＯX 吸収剤に
供給される未燃ＨＣ、ＣＯの量が決まることになる。請
求項３に記載の本発明では、機関運転空燃比と吸入空気
量とを検出することにより上記未燃ＨＣ、ＣＯの量を求
め、この未燃ＨＣ、ＣＯの量が多いほど、またＮＯX 吸
収剤の温度が高いほどＮＯX 吸収量カウンタの減算量が
大きく設定される。これにより、ＮＯX 吸収量カウンタ
の減算量はＮＯX 吸収剤の実際のＮＯ X 放出速度に対応
した量となる。
【００１６】
【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１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１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、２は機
関１のピストン、３は燃焼室、４は点火プラグを示す。
また、６は機関の吸気ポート、５は吸気弁、８は排気ポ
ート、７は排気弁を示し、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。
て説明する。図１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１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、２は機
関１のピストン、３は燃焼室、４は点火プラグを示す。
また、６は機関の吸気ポート、５は吸気弁、８は排気ポ
ート、７は排気弁を示し、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。
【００１７】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。
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。
【００１８】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。図１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ＲＯ
Ｍ（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）３
４、入力ポート３５、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
御等の基本制御を行うほか、本実施例ではＮＯX 吸収量
カウンタの演算を行いＮＯX 吸収剤１７のＮＯX 吸収量
を推定する請求項１から３に記載した吸収量推定手段と
カウンタ減算量を決定する減算量設定手段としての機能
を果たしている。
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。図１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ＲＯ
Ｍ（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）３
４、入力ポート３５、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
御等の基本制御を行うほか、本実施例ではＮＯX 吸収量
カウンタの演算を行いＮＯX 吸収剤１７のＮＯX 吸収量
を推定する請求項１から３に記載した吸収量推定手段と
カウンタ減算量を決定する減算量設定手段としての機能
を果たしている。
【００１９】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からの電圧信号と、ＮＯ
X 吸収剤１８の下流側排気通路に設けられた排気温度セ
ンサ２０から排気温度に応じた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それぞれ入力
されている。
ト３５には、吸気圧センサ１５からの電圧信号と、ＮＯ
X 吸収剤１８の下流側排気通路に設けられた排気温度セ
ンサ２０から排気温度に応じた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それぞれ入力
されている。
【００２０】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
料噴射と点火プラグ４の点火時期を制御している。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ＮＯX の吸放出作用を行う。
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
料噴射と点火プラグ４の点火時期を制御している。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ＮＯX の吸放出作用を行う。
【００２１】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
ＯX 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。
ＯX 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。
【００２２】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は吸収した還元剤の放出を
行う。
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は吸収した還元剤の放出を
行う。
【００２３】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２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。
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２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。
【００２４】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２(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、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ2 - またはＯ2-と反応し、Ｎ
Ｏ2 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２
(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１
８内に吸収される。
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図２(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、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ2 - またはＯ2-と反応し、Ｎ
Ｏ2 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２
(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１
８内に吸収される。
【００２５】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 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。 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ＮＯ2 は図２(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Ｎ
Ｏ2 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。
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。 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ＮＯ2 は図２(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Ｎ
Ｏ2 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。
【００２６】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。従って、白金Ｐt に供
給されるＨＣ、ＣＯの量が多ければ、白金Ｐt 表面上で
のＮＯ2 の消費量が増大し、それに応じて吸収剤から放
出されるＮＯX の量も増大する。すなわち、ＮＯX 吸収
剤に供給されるＨＣ、ＣＯ成分の量が多いほどＮＯX 吸
収剤からのＮＯ X 放出量が増大することになる。
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。従って、白金Ｐt に供
給されるＨＣ、ＣＯの量が多ければ、白金Ｐt 表面上で
のＮＯ2 の消費量が増大し、それに応じて吸収剤から放
出されるＮＯX の量も増大する。すなわち、ＮＯX 吸収
剤に供給されるＨＣ、ＣＯ成分の量が多いほどＮＯX 吸
収剤からのＮＯ X 放出量が増大することになる。
【００２７】また、排気とともにＮＯX 吸収剤に流入す
るＨＣ、ＣＯ成分の量は、機関に供給された燃料の量か
ら、機関を理論空燃比で運転するのに必要とされる燃料
の量を引いた燃料量、すなわち過剰燃料量に比例して増
大する。このため、単位時間にＮＯX 吸収剤から放出さ
れるＮＯX 量（ＮＯX 放出速度）は、この単位時間に機
関に供給された過剰燃料の量に応じて増大する。
るＨＣ、ＣＯ成分の量は、機関に供給された燃料の量か
ら、機関を理論空燃比で運転するのに必要とされる燃料
の量を引いた燃料量、すなわち過剰燃料量に比例して増
大する。このため、単位時間にＮＯX 吸収剤から放出さ
れるＮＯX 量（ＮＯX 放出速度）は、この単位時間に機
関に供給された過剰燃料の量に応じて増大する。
【００２８】図３に、単位時間当たりに機関に供給され
る上記過剰燃料の量と、機関排気通路に配置されたＮＯ
X 吸収剤からのＮＯX 放出量（ＮＯX 放出速度）との関
係の一例を示す。図３に示すように、過剰燃料量に略比
例してＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出速度が増大する。
従って、機関に単位時間当たりに供給される過剰燃料の
量を検出することによりＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出
速度を知ることができる。
る上記過剰燃料の量と、機関排気通路に配置されたＮＯ
X 吸収剤からのＮＯX 放出量（ＮＯX 放出速度）との関
係の一例を示す。図３に示すように、過剰燃料量に略比
例してＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出速度が増大する。
従って、機関に単位時間当たりに供給される過剰燃料の
量を検出することによりＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出
速度を知ることができる。
【００２９】一方、ＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出速度
は、ＮＯX 吸収剤に供給される過剰燃料の量以外にも、
ＮＯX 吸収剤の温度による影響を受け、ＮＯX 吸収剤温
度によりＮＯX 放出速度の最大値がほぼ定まる。図４
は、機関の過剰燃料の量を充分に多くとった場合のＮＯ
X 吸収剤の温度とＮＯX 放出速度との関係を示す図であ
る。図４に示すように、充分な過剰燃料の存在下ではＮ
ＯX 放出速度はＮＯX 吸収剤の温度が高くなるほど増大
する傾向を示す。このように、温度上昇ともにＮＯX 放
出速度が増大するのは、ＮＯX 吸収剤の温度が高くなる
と吸収剤中のＢａＯと結合した硝酸イオンが分離し易く
なるためと考えられる。
は、ＮＯX 吸収剤に供給される過剰燃料の量以外にも、
ＮＯX 吸収剤の温度による影響を受け、ＮＯX 吸収剤温
度によりＮＯX 放出速度の最大値がほぼ定まる。図４
は、機関の過剰燃料の量を充分に多くとった場合のＮＯ
X 吸収剤の温度とＮＯX 放出速度との関係を示す図であ
る。図４に示すように、充分な過剰燃料の存在下ではＮ
ＯX 放出速度はＮＯX 吸収剤の温度が高くなるほど増大
する傾向を示す。このように、温度上昇ともにＮＯX 放
出速度が増大するのは、ＮＯX 吸収剤の温度が高くなる
と吸収剤中のＢａＯと結合した硝酸イオンが分離し易く
なるためと考えられる。
【００３０】従って、機関に供給される過剰燃料の量が
多くてもＮＯX 吸収剤の温度が低ければ、ＮＯX 吸収剤
のＮＯX 放出速度は小さくなり、逆にＮＯX 吸収剤の温
度が高くても、機関に供給される過剰燃料の量が少なけ
ればＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は小さくなることに
なる。従って、リッチ又は理論空燃比運転時のＮＯX吸
収剤からのＮＯX 放出速度を正確に知るためには、ＮＯ
X 吸収剤の温度と機関に供給される過剰燃料の量との両
方を検出する必要がある。本実施例では、後述のよう
に、ＮＯX 吸収剤温度をＮＯX 吸収剤１８の下流側排気
通路に設けた排気温度センサ２０を用いて検出し、機関
に供給される過剰燃料の量を、機関運転空燃比と機関吸
入空気量とを用いて検出している。
多くてもＮＯX 吸収剤の温度が低ければ、ＮＯX 吸収剤
のＮＯX 放出速度は小さくなり、逆にＮＯX 吸収剤の温
度が高くても、機関に供給される過剰燃料の量が少なけ
ればＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は小さくなることに
なる。従って、リッチ又は理論空燃比運転時のＮＯX吸
収剤からのＮＯX 放出速度を正確に知るためには、ＮＯ
X 吸収剤の温度と機関に供給される過剰燃料の量との両
方を検出する必要がある。本実施例では、後述のよう
に、ＮＯX 吸収剤温度をＮＯX 吸収剤１８の下流側排気
通路に設けた排気温度センサ２０を用いて検出し、機関
に供給される過剰燃料の量を、機関運転空燃比と機関吸
入空気量とを用いて検出している。
【００３１】次に、本実施例の機関の空燃比制御につい
て説明する。本実施例では、前述の国際出願番号第ＰＣ
Ｔ／ＪＰ９３１００７７８号と同じ空燃比制御を行う。
以下、この空燃比制御について簡単に説明する。本実施
例では、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量、すなわち燃
料噴射時の燃料噴射弁１１の開弁時間（燃料噴射時間）
ＴＡＵは、制御回路３０により、例えばＴＡＵ＝ＴＰ×
Ｋとして算出される。
て説明する。本実施例では、前述の国際出願番号第ＰＣ
Ｔ／ＪＰ９３１００７７８号と同じ空燃比制御を行う。
以下、この空燃比制御について簡単に説明する。本実施
例では、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量、すなわち燃
料噴射時の燃料噴射弁１１の開弁時間（燃料噴射時間）
ＴＡＵは、制御回路３０により、例えばＴＡＵ＝ＴＰ×
Ｋとして算出される。
【００３２】ここで、ＴＰは機関燃焼室内に供給される
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ１５により検出されたサージタンク１０内絶対
圧ＰＭと機関回転数Ｎとの関数として、予め実験等によ
り求められ、図５に示すような数値テーブルの形で制御
回路３０のＲＯＭ３２に格納されている。
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ１５により検出されたサージタンク１０内絶対
圧ＰＭと機関回転数Ｎとの関数として、予め実験等によ
り求められ、図５に示すような数値テーブルの形で制御
回路３０のＲＯＭ３２に格納されている。
【００３３】また、Ｋは機関空燃比を制御するための補
正係数であり、Ｋ＝１．０に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、Ｋ＞１．０に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく（すなわちリッチ空燃比）
になり、Ｋ＜１．０に設定すると機関空燃比は理論空燃
比より大きく（すなわちリーン空燃比）になる。補正係
数Ｋの値は、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として、例えば図６に示すような関数で
与えられている。すなわち、図６に示すように、本実施
例ではＰＭが比較的低い領域（機関低中負荷運転領域）
では補正係数Ｋは１．０より小さく設定され、機関はリ
ーン空燃比で運転される。また、ＰＭが比較的高い領域
（機関高負荷運転領域）では補正係数Ｋの値は１．０と
され、機関は理論空燃比で運転される。また，更にＰＭ
が高い領域（機関全負荷運転領域）では、補正係数Ｋの
値は１．０より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。特に車両用機関等では、通常低中
負荷運転が行われる頻度が最も高い、このため、これら
の機関では運転中の大部分の期間リーン空燃比で運転さ
れることになる。
正係数であり、Ｋ＝１．０に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、Ｋ＞１．０に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく（すなわちリッチ空燃比）
になり、Ｋ＜１．０に設定すると機関空燃比は理論空燃
比より大きく（すなわちリーン空燃比）になる。補正係
数Ｋの値は、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として、例えば図６に示すような関数で
与えられている。すなわち、図６に示すように、本実施
例ではＰＭが比較的低い領域（機関低中負荷運転領域）
では補正係数Ｋは１．０より小さく設定され、機関はリ
ーン空燃比で運転される。また、ＰＭが比較的高い領域
（機関高負荷運転領域）では補正係数Ｋの値は１．０と
され、機関は理論空燃比で運転される。また，更にＰＭ
が高い領域（機関全負荷運転領域）では、補正係数Ｋの
値は１．０より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。特に車両用機関等では、通常低中
負荷運転が行われる頻度が最も高い、このため、これら
の機関では運転中の大部分の期間リーン空燃比で運転さ
れることになる。
【００３４】前述のように、ＮＯX 吸収剤は機関がリー
ン空燃比で運転されている時には排気中のＮＯX を吸収
し、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている時に
は吸収したＮＯX を放出する。従って、リッチ又は理論
空燃比の運転が適度に行われれば、ＮＯX 吸収剤のＮＯ
X 吸収量はある程度のレベル以上には増大せず、特別な
再生操作を行う必要はない。しかし、機関運転状況によ
ってリーン空燃比での運転が長時間継続するような場合
があると、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量が増大し、ＮＯ
X 吸収能力が飽和してしまう恐れがある。
ン空燃比で運転されている時には排気中のＮＯX を吸収
し、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている時に
は吸収したＮＯX を放出する。従って、リッチ又は理論
空燃比の運転が適度に行われれば、ＮＯX 吸収剤のＮＯ
X 吸収量はある程度のレベル以上には増大せず、特別な
再生操作を行う必要はない。しかし、機関運転状況によ
ってリーン空燃比での運転が長時間継続するような場合
があると、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量が増大し、ＮＯ
X 吸収能力が飽和してしまう恐れがある。
【００３５】本実施例では、以下に説明するＮＯX 吸収
量カウンタによりＮＯX 吸収剤１８の吸収したＮＯX 量
を積算し、ＮＯX 吸収量が所定量以上になった時には、
図６の領域にかかわらず、所定時間補正係数Ｋの値を
１．０以上に設定して（例えばＫ＝１．２）、機関をリ
ッチ空燃比で運転し、ＮＯX 吸収剤の再生操作を行うこ
とによりＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量が飽和することを
防止している。
量カウンタによりＮＯX 吸収剤１８の吸収したＮＯX 量
を積算し、ＮＯX 吸収量が所定量以上になった時には、
図６の領域にかかわらず、所定時間補正係数Ｋの値を
１．０以上に設定して（例えばＫ＝１．２）、機関をリ
ッチ空燃比で運転し、ＮＯX 吸収剤の再生操作を行うこ
とによりＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量が飽和することを
防止している。
【００３６】次に、本実施例のＮＯX 吸収量カウンタを
用いたＮＯX 吸収量の推定について説明する。前述のよ
うに、機関がリーン空燃比で運転されている時には、Ｎ
ＯX 吸収剤は排気中のＮＯX を吸収しＮＯX 吸収剤のＮ
ＯX 吸収量は増大する。このとき、単位時間当たりにＮ
ＯX 吸収剤が吸収するＮＯX 量、すなわちＮＯX 吸収剤
中に吸収されたＮＯX の単位時間当たりの増加量は、排
気中に含まれるＮＯX の量、すなわち機関が単位時間当
たりに発生するＮＯX の量に比例すると考えられる。従
って、機関がリーン空燃比で運転されている場合には、
機関が発生するＮＯX 量に一定の係数を乗じた量を一定
時間毎に積算することによりＮＯX 吸収剤が吸収したＮ
ＯX の総量を算出することができる。
用いたＮＯX 吸収量の推定について説明する。前述のよ
うに、機関がリーン空燃比で運転されている時には、Ｎ
ＯX 吸収剤は排気中のＮＯX を吸収しＮＯX 吸収剤のＮ
ＯX 吸収量は増大する。このとき、単位時間当たりにＮ
ＯX 吸収剤が吸収するＮＯX 量、すなわちＮＯX 吸収剤
中に吸収されたＮＯX の単位時間当たりの増加量は、排
気中に含まれるＮＯX の量、すなわち機関が単位時間当
たりに発生するＮＯX の量に比例すると考えられる。従
って、機関がリーン空燃比で運転されている場合には、
機関が発生するＮＯX 量に一定の係数を乗じた量を一定
時間毎に積算することによりＮＯX 吸収剤が吸収したＮ
ＯX の総量を算出することができる。
【００３７】また、逆に機関がリッチ又は理論空燃比で
運転されている場合には、ＮＯX 吸収剤は吸収したＮＯ
X を放出し、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量は減少する。
ここで、単位時間当たりにＮＯX 吸収剤から放出される
ＮＯX 量は、機関の空燃比とＮＯX 吸収剤の温度等によ
り定まる量となる。そこで、機関がリッチ又は理論空燃
比で運転されている場合には、一定時間毎にＮＯX 吸収
剤からのＮＯX 放出量に相当する量を積算することによ
りＮＯX 吸収剤から放出されたＮＯX の総量を算出する
ことができる。
運転されている場合には、ＮＯX 吸収剤は吸収したＮＯ
X を放出し、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量は減少する。
ここで、単位時間当たりにＮＯX 吸収剤から放出される
ＮＯX 量は、機関の空燃比とＮＯX 吸収剤の温度等によ
り定まる量となる。そこで、機関がリッチ又は理論空燃
比で運転されている場合には、一定時間毎にＮＯX 吸収
剤からのＮＯX 放出量に相当する量を積算することによ
りＮＯX 吸収剤から放出されたＮＯX の総量を算出する
ことができる。
【００３８】従って、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表
すＮＯX 吸収量カウンタを設け、機関がリーン空燃比で
運転されている時には、機関のＮＯX 発生量に比例する
加算量を一定時間毎にＮＯX 吸収量カウンタに加算し、
逆に機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている時に
は、ＮＯX 吸収剤からの単位時間当たりのＮＯX 放出量
に相当する減算量を一定時間毎にＮＯX 吸収量カウンタ
から減算することにより、現在ＮＯX 吸収剤中に吸収さ
れているＮＯX の量を正確に推定することができる。
すＮＯX 吸収量カウンタを設け、機関がリーン空燃比で
運転されている時には、機関のＮＯX 発生量に比例する
加算量を一定時間毎にＮＯX 吸収量カウンタに加算し、
逆に機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている時に
は、ＮＯX 吸収剤からの単位時間当たりのＮＯX 放出量
に相当する減算量を一定時間毎にＮＯX 吸収量カウンタ
から減算することにより、現在ＮＯX 吸収剤中に吸収さ
れているＮＯX の量を正確に推定することができる。
【００３９】ところで、リーン空燃比運転中の機関ＮＯ
X 発生量は、機関負荷（すなわち吸気圧力ＰＭ）が高い
程、また機関回転数Ｎが大きい程大きくなる。また、機
関ＮＯX 発生量は機関運転空燃比によっても変化する。
本実施例では、機関運転空燃比は吸気圧力ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として決定されるため（図６参照）、結
局、機関のＮＯX 発生量は吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎ
のみの関数となる。そこで、本実施例では、機関ＮＯX
発生量を予め実験等により、吸気圧力ＰＭと機関回転数
Ｎとの関数として求めておき、このＮＯX 発生量に一定
の係数を乗じたものを一定時間毎のＮＯX 吸収量カウン
タの加算量（ＮＯX 吸収量）αとして図７に示すような
数値テーブルの形でＲＯＭ３２に格納してある。そして
機関がリーン空燃比で運転されている時には、吸気圧力
ＰＭと機関回転数Ｎとの値を用いてこの数値テーブルか
ら加算量αの値を読みだし、一定時間毎にＮＯX 吸収量
カウンタの値に加算量αを加算するようにしている。
X 発生量は、機関負荷（すなわち吸気圧力ＰＭ）が高い
程、また機関回転数Ｎが大きい程大きくなる。また、機
関ＮＯX 発生量は機関運転空燃比によっても変化する。
本実施例では、機関運転空燃比は吸気圧力ＰＭと機関回
転数Ｎとの関数として決定されるため（図６参照）、結
局、機関のＮＯX 発生量は吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎ
のみの関数となる。そこで、本実施例では、機関ＮＯX
発生量を予め実験等により、吸気圧力ＰＭと機関回転数
Ｎとの関数として求めておき、このＮＯX 発生量に一定
の係数を乗じたものを一定時間毎のＮＯX 吸収量カウン
タの加算量（ＮＯX 吸収量）αとして図７に示すような
数値テーブルの形でＲＯＭ３２に格納してある。そして
機関がリーン空燃比で運転されている時には、吸気圧力
ＰＭと機関回転数Ｎとの値を用いてこの数値テーブルか
ら加算量αの値を読みだし、一定時間毎にＮＯX 吸収量
カウンタの値に加算量αを加算するようにしている。
【００４０】次に、本実施例におけるリッチ又は理論空
燃比運転時のＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出速度の推定
について説明する。前述のように、ＮＯX 吸収剤からの
ＮＯX 放出速度を正確に決定するためには、機関に供給
される過剰燃料の量とＮＯX 吸収剤１８の温度とを知る
必要があり、本実施例ではＮＯX 吸収剤温度ＴをＮＯX
吸収剤１８の下流側排気通路に設けた排気温度センサ２
０を用いて検出し、機関に供給される過剰燃料の量を、
機関運転空燃比と機関吸入空気量とを用いて検出してい
る。すなわち、排気温度センサ２０により検出される排
気温度は、ＮＯX 吸収剤１８を通過してきた排気の温度
であり、ほぼＮＯX 吸収剤１８自体の温度に等しくなっ
ていると考えられるため、ＮＯX 吸収剤１８下流側の排
気温度センサ２０により排気温度を検出することにより
ＮＯX 吸収剤１８の温度を検出することができる。
燃比運転時のＮＯX 吸収剤からのＮＯX 放出速度の推定
について説明する。前述のように、ＮＯX 吸収剤からの
ＮＯX 放出速度を正確に決定するためには、機関に供給
される過剰燃料の量とＮＯX 吸収剤１８の温度とを知る
必要があり、本実施例ではＮＯX 吸収剤温度ＴをＮＯX
吸収剤１８の下流側排気通路に設けた排気温度センサ２
０を用いて検出し、機関に供給される過剰燃料の量を、
機関運転空燃比と機関吸入空気量とを用いて検出してい
る。すなわち、排気温度センサ２０により検出される排
気温度は、ＮＯX 吸収剤１８を通過してきた排気の温度
であり、ほぼＮＯX 吸収剤１８自体の温度に等しくなっ
ていると考えられるため、ＮＯX 吸収剤１８下流側の排
気温度センサ２０により排気温度を検出することにより
ＮＯX 吸収剤１８の温度を検出することができる。
【００４１】また、機関運転空燃比の逆数は吸入空気量
の単位量当たりに供給された燃料の量を表すため、機関
運転空燃比の逆数に吸入空気量を乗じた値は機関に供給
された燃料の総量になる。また、機関を理論空燃比にす
るために必要とされる燃料の量も、同様に理論空燃比の
逆数に機関吸入空気量を乗じた値となるため、結局、機
関に供給される過剰燃料の量は、機関運転空燃比と吸入
空気量とを用いて、 ｛（１／運転空燃比）−（１／理論空燃比）｝×吸入空
気量 として表される。
の単位量当たりに供給された燃料の量を表すため、機関
運転空燃比の逆数に吸入空気量を乗じた値は機関に供給
された燃料の総量になる。また、機関を理論空燃比にす
るために必要とされる燃料の量も、同様に理論空燃比の
逆数に機関吸入空気量を乗じた値となるため、結局、機
関に供給される過剰燃料の量は、機関運転空燃比と吸入
空気量とを用いて、 ｛（１／運転空燃比）−（１／理論空燃比）｝×吸入空
気量 として表される。
【００４２】一方、機関吸入空気量Ｑは、機関吸気圧力
ＰＭと機関回転数Ｎによって定まり、機関運転空燃比は
前述の燃料噴射量補正係数Ｋの値によって決定される。
そこで、本実施例では、予め実験などにより機関吸入吸
入空気量Ｑを吸気圧力ＰＭと回転数Ｎとの関数として求
め、図８に示すような数値テーブルの形でＲＯＭ３２に
格納しておき、吸気圧力ＰＭと回転数Ｎとを用いてこの
数値テーブルから機関吸入空気量Ｑを決定する。
ＰＭと機関回転数Ｎによって定まり、機関運転空燃比は
前述の燃料噴射量補正係数Ｋの値によって決定される。
そこで、本実施例では、予め実験などにより機関吸入吸
入空気量Ｑを吸気圧力ＰＭと回転数Ｎとの関数として求
め、図８に示すような数値テーブルの形でＲＯＭ３２に
格納しておき、吸気圧力ＰＭと回転数Ｎとを用いてこの
数値テーブルから機関吸入空気量Ｑを決定する。
【００４３】また、上式の｛（１／運転空燃比）−（１
／理論空燃比）｝の値は、補正係数Ｋの値を用いて、 （Ｋ−１．０）×Ａ として計算することができる（Ａは一定の係数）。従っ
て、過剰燃料の量から計算されるＮＯX 放出速度は
｛（Ｋ−１．０）×Ａ｝×Ｑとして表されることにな
る。
／理論空燃比）｝の値は、補正係数Ｋの値を用いて、 （Ｋ−１．０）×Ａ として計算することができる（Ａは一定の係数）。従っ
て、過剰燃料の量から計算されるＮＯX 放出速度は
｛（Ｋ−１．０）×Ａ｝×Ｑとして表されることにな
る。
【００４４】本実施例では、各Ｋの値について上記（Ｋ
−１．０）×Ａを予め計算しておき、この値に実際のＮ
ＯX 放出速度をＮＯX 吸収量カウンタの値に換算するた
めの一定値を乗じた数値ＦＡＤＪとしてＲＯＭ３２に図
９に示すような数値テーブルの形で格納してある。従っ
て、本実施例では、過剰燃料の量から計算されるＮＯ X
吸収量カウンタの減算量は、図８から求めたＱと図９か
ら求めたＦＡＤＪとの積、ＦＡＤＪ×Ｑとして表され
る。
−１．０）×Ａを予め計算しておき、この値に実際のＮ
ＯX 放出速度をＮＯX 吸収量カウンタの値に換算するた
めの一定値を乗じた数値ＦＡＤＪとしてＲＯＭ３２に図
９に示すような数値テーブルの形で格納してある。従っ
て、本実施例では、過剰燃料の量から計算されるＮＯ X
吸収量カウンタの減算量は、図８から求めたＱと図９か
ら求めたＦＡＤＪとの積、ＦＡＤＪ×Ｑとして表され
る。
【００４５】更に、前述のように、ＮＯX 吸収剤のＮＯ
X 放出速度はＮＯX 吸収剤温度によっても影響を受け、
機関に供給される過剰燃料の量が多くてもＮＯX 吸収剤
の温度が低ければ、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は小
さくなり、逆にＮＯX 吸収剤の温度が高くても、機関に
供給される過剰燃料の量が少なければＮＯX 吸収剤のＮ
ＯX 放出速度は小さくなる。すなわち、過剰燃料の量が
充分に多い場合にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度はＮ
ＯX 吸収剤の温度によって決定され、過剰燃料の量が少
ない場合にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は過剰燃料
の量によって決定されることになる。
X 放出速度はＮＯX 吸収剤温度によっても影響を受け、
機関に供給される過剰燃料の量が多くてもＮＯX 吸収剤
の温度が低ければ、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は小
さくなり、逆にＮＯX 吸収剤の温度が高くても、機関に
供給される過剰燃料の量が少なければＮＯX 吸収剤のＮ
ＯX 放出速度は小さくなる。すなわち、過剰燃料の量が
充分に多い場合にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度はＮ
ＯX 吸収剤の温度によって決定され、過剰燃料の量が少
ない場合にはＮＯX 吸収剤のＮＯX 放出速度は過剰燃料
の量によって決定されることになる。
【００４６】そこで、本実施例では、図４に示した過剰
燃料が充分に存在する条件下での各温度条件におけるＮ
ＯX 放出速度を予め実験等により求めておき、この放出
速度に相当するＮＯX 吸収量カウンタの減算量ＴＤＥＣ
を、図１０に示すような形の、排気温度Ｔを用いた数値
テーブルの形でＲＯＭ３２に格納しておき、上記過剰燃
料量から求めたカウンタ減算量ＦＡＤＪ×Ｑの値と、排
気温度から求めたカウンタ減算量ＴＤＥＣとの値のう
ち、小さい方の数値をカウンタ減算量として採用するよ
うにしている。
燃料が充分に存在する条件下での各温度条件におけるＮ
ＯX 放出速度を予め実験等により求めておき、この放出
速度に相当するＮＯX 吸収量カウンタの減算量ＴＤＥＣ
を、図１０に示すような形の、排気温度Ｔを用いた数値
テーブルの形でＲＯＭ３２に格納しておき、上記過剰燃
料量から求めたカウンタ減算量ＦＡＤＪ×Ｑの値と、排
気温度から求めたカウンタ減算量ＴＤＥＣとの値のう
ち、小さい方の数値をカウンタ減算量として採用するよ
うにしている。
【００４７】図１１は上記に説明したＮＯX 吸収量カウ
ンタの演算動作を示すフローチャートである。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。図１
１に置いてルーチンがスタートすると、ステップ１１０
１では、吸気圧力ＰＭ、機関回転数Ｎ、ＮＯX 吸収剤温
度Ｔ、及び前述の補正係数Ｋの値がＲＡＭ３３から読み
込まれる。吸気圧力ＰＭ、機関回転数Ｎ、ＮＯX 吸収剤
温度Ｔの値は一定時間毎にそれぞれ対応するセンサ１
５、２０、２１から読み込まれ、その最新の値が常時Ｒ
ＡＭ３３に格納されている。次いでステップ１１０３で
は、補正係数Ｋの値から機関が現在リーン空燃比で運転
されているか、またはリッチ空燃比又は理論空燃比で運
転されているか否かが判定される。そして、ステップ１
１０３で機関がリーン空燃比で運転されている場合（Ｋ
＜１．０の場合）にはステップ１１０５に進み、吸気圧
力ＰＭと機関回転数Ｎとの値を用いてＲＯＭ３２に格納
されている図７の数値テーブルからリーン空燃比運転時
のＮＯX 吸収量カウンタ加算量αを決定し、ステップ１
１０９で上記により求めた加算量αをＮＯX 吸収量カウ
ンタＣの値に加算する。また、α加算後ステップ１１０
９、１１１１では、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値は最大
値ＣＦでガードされる。ここでＣＦはＮＯX 吸収剤の吸
収し得る最大ＮＯX 量に相当するカウンタの値である。
すなわち、ＮＯX 吸収剤が最大にＮＯX を吸収した場合
にはそれ以上ＮＯX を吸収できなくなるため、カウンタ
の加算が停止される。
ンタの演算動作を示すフローチャートである。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。図１
１に置いてルーチンがスタートすると、ステップ１１０
１では、吸気圧力ＰＭ、機関回転数Ｎ、ＮＯX 吸収剤温
度Ｔ、及び前述の補正係数Ｋの値がＲＡＭ３３から読み
込まれる。吸気圧力ＰＭ、機関回転数Ｎ、ＮＯX 吸収剤
温度Ｔの値は一定時間毎にそれぞれ対応するセンサ１
５、２０、２１から読み込まれ、その最新の値が常時Ｒ
ＡＭ３３に格納されている。次いでステップ１１０３で
は、補正係数Ｋの値から機関が現在リーン空燃比で運転
されているか、またはリッチ空燃比又は理論空燃比で運
転されているか否かが判定される。そして、ステップ１
１０３で機関がリーン空燃比で運転されている場合（Ｋ
＜１．０の場合）にはステップ１１０５に進み、吸気圧
力ＰＭと機関回転数Ｎとの値を用いてＲＯＭ３２に格納
されている図７の数値テーブルからリーン空燃比運転時
のＮＯX 吸収量カウンタ加算量αを決定し、ステップ１
１０９で上記により求めた加算量αをＮＯX 吸収量カウ
ンタＣの値に加算する。また、α加算後ステップ１１０
９、１１１１では、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値は最大
値ＣＦでガードされる。ここでＣＦはＮＯX 吸収剤の吸
収し得る最大ＮＯX 量に相当するカウンタの値である。
すなわち、ＮＯX 吸収剤が最大にＮＯX を吸収した場合
にはそれ以上ＮＯX を吸収できなくなるため、カウンタ
の加算が停止される。
【００４８】ステップ１１０３でＫ≧１．０の場合、す
なわち機関がリッチ空燃比又は理論空燃比で運転されて
いる場合には、ステップ１１１３から１１２３が実行さ
れ、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値は機関に供給される過
剰燃料量に応じて減算される。すなわち、ステップ１１
１３ではステップ１１０１で読み込んだ吸気圧力ＰＭと
機関回転数Ｎとの値から、ＲＯＭ３２に格納された図８
の数値テーブルを用いて機関吸入空気量が読みだされ、
ステップ１１１５では、同様にＲＯＭ３２に格納された
図９の数値テーブルを用いて補正係数Ｋの値からＦＡＤ
Ｊが読みだされる。また、ステップ１１１７では、ステ
ップ１１０１で読み込んだＮＯX 吸収剤温度Ｔを用いて
ＲＯＭ３２に格納された図１０の数値テーブルから、Ｎ
ＯX 吸収剤温度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣが読み
だされる。
なわち機関がリッチ空燃比又は理論空燃比で運転されて
いる場合には、ステップ１１１３から１１２３が実行さ
れ、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値は機関に供給される過
剰燃料量に応じて減算される。すなわち、ステップ１１
１３ではステップ１１０１で読み込んだ吸気圧力ＰＭと
機関回転数Ｎとの値から、ＲＯＭ３２に格納された図８
の数値テーブルを用いて機関吸入空気量が読みだされ、
ステップ１１１５では、同様にＲＯＭ３２に格納された
図９の数値テーブルを用いて補正係数Ｋの値からＦＡＤ
Ｊが読みだされる。また、ステップ１１１７では、ステ
ップ１１０１で読み込んだＮＯX 吸収剤温度Ｔを用いて
ＲＯＭ３２に格納された図１０の数値テーブルから、Ｎ
ＯX 吸収剤温度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣが読み
だされる。
【００４９】次いで、ステップ１１１９では、上記によ
り決定されたＱとＦＡＤＪとの値から計算される過剰燃
料量に基づくカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪの値と、上記
により求めたＮＯX 吸収剤温度Ｔに基づくカウンタ減算
量ＴＤＥＣの値とが比較され、ステップ１１２１、１１
２３ではＱ×ＦＡＤＪの値とＴＤＥＣの値とのうち小さ
い方の値をカウンタ減算量ＮＯＸＤＥＣとして採用す
る。
り決定されたＱとＦＡＤＪとの値から計算される過剰燃
料量に基づくカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪの値と、上記
により求めたＮＯX 吸収剤温度Ｔに基づくカウンタ減算
量ＴＤＥＣの値とが比較され、ステップ１１２１、１１
２３ではＱ×ＦＡＤＪの値とＴＤＥＣの値とのうち小さ
い方の値をカウンタ減算量ＮＯＸＤＥＣとして採用す
る。
【００５０】ステップ１１２５では、上記により決定し
た減算量ＮＯＸＤＥＣがＮＯX 吸収量カウンタＣから減
算され、ステップ１１２７では、ＮＯX 吸収量カウンタ
Ｃの値が最小値ゼロでガードされる。なお、Ｃ＝ゼロ
は、ＮＯX 吸収剤が吸収したＮＯX の全量を放出したこ
とを意味する。このように、機関がリッチ空燃比又は理
論空燃比で運転されているときに、機関に供給された過
剰燃料の量（すなわち、ＮＯX 吸収剤に供給される未燃
ＨＣ、ＣＯの量）に基づいてＮＯX 吸収量カウンタの値
の減算量を設定することにより、ＮＯX 吸収量カウンタ
の値はリッチ又は理論空燃比運転時に機関運転状態に応
じて正確に減少されるため、ＮＯX 吸収量カウンタの値
を用いて正確にＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する
ことができる。
た減算量ＮＯＸＤＥＣがＮＯX 吸収量カウンタＣから減
算され、ステップ１１２７では、ＮＯX 吸収量カウンタ
Ｃの値が最小値ゼロでガードされる。なお、Ｃ＝ゼロ
は、ＮＯX 吸収剤が吸収したＮＯX の全量を放出したこ
とを意味する。このように、機関がリッチ空燃比又は理
論空燃比で運転されているときに、機関に供給された過
剰燃料の量（すなわち、ＮＯX 吸収剤に供給される未燃
ＨＣ、ＣＯの量）に基づいてＮＯX 吸収量カウンタの値
の減算量を設定することにより、ＮＯX 吸収量カウンタ
の値はリッチ又は理論空燃比運転時に機関運転状態に応
じて正確に減少されるため、ＮＯX 吸収量カウンタの値
を用いて正確にＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する
ことができる。
【００５１】次に本実施例のＮＯX 吸収剤の再生操作の
実行タイミングについて説明する。本実施例では、ＮＯ
X 吸収量カウンタの値が所定値以上になった場合には、
図６の運転領域にかかわらず一定時間（数秒程度）空燃
比補正係数Ｋの値を１．０以上（例えばＫ＝１．２程
度）に設定し、機関をリッチ空燃比で運転することによ
り前述のＮＯX 吸収剤再生操作を行う。図１２は、上記
再生操作実行のための制御フラグＦＲの設定動作を示す
フローチャートである。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。
実行タイミングについて説明する。本実施例では、ＮＯ
X 吸収量カウンタの値が所定値以上になった場合には、
図６の運転領域にかかわらず一定時間（数秒程度）空燃
比補正係数Ｋの値を１．０以上（例えばＫ＝１．２程
度）に設定し、機関をリッチ空燃比で運転することによ
り前述のＮＯX 吸収剤再生操作を行う。図１２は、上記
再生操作実行のための制御フラグＦＲの設定動作を示す
フローチャートである。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。
【００５２】図１２において、ステップ１２０１では図
１１のルーチンにより計算されたＮＯX 吸収量カウンタ
Ｃの値がＲＡＭ３３から読みだされる。次いでステップ
１２０３では再生操作制御フラグＦＲがセット（＝１）
されているか否かが判定され、ＦＲ≠１の場合、つま
り、現在再生操作実行中でない場合にはステップ１２０
５で、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値が所定値Ｃ0 以上か
否か、すなわち、再生操作を実行する必要があるか否か
が判定される。ここで、所定値Ｃ0 は前述のＮＯ X 吸収
剤の最大ＮＯX 吸収量ＣＦの７０パーセント程度の値に
設定される。
１１のルーチンにより計算されたＮＯX 吸収量カウンタ
Ｃの値がＲＡＭ３３から読みだされる。次いでステップ
１２０３では再生操作制御フラグＦＲがセット（＝１）
されているか否かが判定され、ＦＲ≠１の場合、つま
り、現在再生操作実行中でない場合にはステップ１２０
５で、ＮＯX 吸収量カウンタＣの値が所定値Ｃ0 以上か
否か、すなわち、再生操作を実行する必要があるか否か
が判定される。ここで、所定値Ｃ0 は前述のＮＯ X 吸収
剤の最大ＮＯX 吸収量ＣＦの７０パーセント程度の値に
設定される。
【００５３】ステップ１２０５でＣ≧Ｃ0 であった場合
には、ＮＯX 吸収剤の再生操作を行う必要があるため、
ステップ１２０９で再生操作制御フラグＦＲがセット
（＝１）される。ここで、フラグＦＲがセットされる
と、別途実行される燃料噴射制御ルーチンでは、空燃比
補正係数Ｋの値がＫ＞１．０にセットされ、機関空燃比
はリッチに切り換えられ、ＮＯX 吸収剤からのＮＯX の
放出と還元浄化とが開始される。また、ステップ１２０
５でＣ＜Ｃ0 であった場合には、フラグＦＲの値は変更
せずにそのままルーチンを終了する。
には、ＮＯX 吸収剤の再生操作を行う必要があるため、
ステップ１２０９で再生操作制御フラグＦＲがセット
（＝１）される。ここで、フラグＦＲがセットされる
と、別途実行される燃料噴射制御ルーチンでは、空燃比
補正係数Ｋの値がＫ＞１．０にセットされ、機関空燃比
はリッチに切り換えられ、ＮＯX 吸収剤からのＮＯX の
放出と還元浄化とが開始される。また、ステップ１２０
５でＣ＜Ｃ0 であった場合には、フラグＦＲの値は変更
せずにそのままルーチンを終了する。
【００５４】ステップ１２０３でＦＲ＝１であった場合
には、ステップ１２０９で再生操作実行開始からの経過
時間を表すカウンタＣＴがプラス１カウントアップさ
れ、ステップ１２１１では再生操作開始後の経過時間Ｃ
Ｔが所定時間ＣＴ0 に達しているか否かが判断され、経
過時間がＣＴ0 に達していない場合（ＣＴ＜ＣＴ0 ）の
場合には、そのままルーチンを終了する。また、ステッ
プ１２１１で再生操作開始後所定時間が経過している
（ＣＴ≧ＣＴ0 ）場合には、ステップ１２１３で再生操
作フラグＦＲがリセット（＝０）される。これにより、
別途実行される燃料噴射制御ルーチンでは、空燃比補正
係数Ｋの値は図６の運転領域に基づいて決定され、ＮＯ
X 吸収剤の再生操作は終了する。次いでステップ１２１
５では、経過時間カウンタＣＴの値がクリア（＝０）さ
れ、本ルーチンは終了する。
には、ステップ１２０９で再生操作実行開始からの経過
時間を表すカウンタＣＴがプラス１カウントアップさ
れ、ステップ１２１１では再生操作開始後の経過時間Ｃ
Ｔが所定時間ＣＴ0 に達しているか否かが判断され、経
過時間がＣＴ0 に達していない場合（ＣＴ＜ＣＴ0 ）の
場合には、そのままルーチンを終了する。また、ステッ
プ１２１１で再生操作開始後所定時間が経過している
（ＣＴ≧ＣＴ0 ）場合には、ステップ１２１３で再生操
作フラグＦＲがリセット（＝０）される。これにより、
別途実行される燃料噴射制御ルーチンでは、空燃比補正
係数Ｋの値は図６の運転領域に基づいて決定され、ＮＯ
X 吸収剤の再生操作は終了する。次いでステップ１２１
５では、経過時間カウンタＣＴの値がクリア（＝０）さ
れ、本ルーチンは終了する。
【００５５】上述のように、本ルーチンでは一旦ＮＯX
吸収量カウンタの値が所定値Ｃ0 を越えてＮＯX 吸収剤
の再生操作が開始されると、その後図１１のルーチン実
行によりカウンタの値がＣ0 より小さくなった場合でも
所定時間ＣＴ0 の間は再生操作が実行される。なお、Ｎ
ＯX 吸収剤からのＮＯX の放出速度は極めて大きいた
め、ＮＯX 吸収剤の再生操作実行時間ＣＴ0 は比較的短
い時間に設定され、本実施例では例えば１秒程度に設定
される。また、図１１のルーチンは再生操作中にも実行
されるため、再生操作が実行されることによりＮＯX 吸
収量カウンタの値は減少し、完全にＮＯX 吸収剤の再生
が行われた場合には、カウンタＣの値は０になる（図１
１ステップ１１２７、１１２９）。
吸収量カウンタの値が所定値Ｃ0 を越えてＮＯX 吸収剤
の再生操作が開始されると、その後図１１のルーチン実
行によりカウンタの値がＣ0 より小さくなった場合でも
所定時間ＣＴ0 の間は再生操作が実行される。なお、Ｎ
ＯX 吸収剤からのＮＯX の放出速度は極めて大きいた
め、ＮＯX 吸収剤の再生操作実行時間ＣＴ0 は比較的短
い時間に設定され、本実施例では例えば１秒程度に設定
される。また、図１１のルーチンは再生操作中にも実行
されるため、再生操作が実行されることによりＮＯX 吸
収量カウンタの値は減少し、完全にＮＯX 吸収剤の再生
が行われた場合には、カウンタＣの値は０になる（図１
１ステップ１１２７、１１２９）。
【００５６】なお、本実施例では、ＮＯX 吸収剤の温度
はＮＯX 吸収剤１８下流側の排気通路に設置された排気
温度センサ２０により検出しているが、機関の負荷状態
が決まれば排気温度（ＮＯX 吸収剤温度）は略決定され
るため、予め実験等により、排気温度を機関の負荷状態
（吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎ）の関数として求めて数
値テーブルーの形でＲＯＭ３２に格納しておき、吸気圧
力ＰＭと機関回転数Ｎとから排気温度を決定するように
すれば、排気温度センサ２０を省略することも可能であ
る。
はＮＯX 吸収剤１８下流側の排気通路に設置された排気
温度センサ２０により検出しているが、機関の負荷状態
が決まれば排気温度（ＮＯX 吸収剤温度）は略決定され
るため、予め実験等により、排気温度を機関の負荷状態
（吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎ）の関数として求めて数
値テーブルーの形でＲＯＭ３２に格納しておき、吸気圧
力ＰＭと機関回転数Ｎとから排気温度を決定するように
すれば、排気温度センサ２０を省略することも可能であ
る。
【００５７】また、図１１のルーチンでは、過剰燃料量
に基づくカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪとＮＯX 吸収剤温
度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣとを個別に求め、小
さい方を減算量ＮＯＸＤＥＣとして採用しているが、例
えば、 ＮＯＸＤＥＣ＝（Ｑ×ＦＡＤＪ）−ＴＡＤＪ の形でＱ×ＦＡＤＪを、ＮＯX 吸収剤温度により設定さ
れる温度補正量ＴＡＤＪにより補正する形で減算量ＮＯ
ＸＤＥＣを設定してもよい。
に基づくカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪとＮＯX 吸収剤温
度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣとを個別に求め、小
さい方を減算量ＮＯＸＤＥＣとして採用しているが、例
えば、 ＮＯＸＤＥＣ＝（Ｑ×ＦＡＤＪ）−ＴＡＤＪ の形でＱ×ＦＡＤＪを、ＮＯX 吸収剤温度により設定さ
れる温度補正量ＴＡＤＪにより補正する形で減算量ＮＯ
ＸＤＥＣを設定してもよい。
【００５８】また、本実施例では上述のように、過剰燃
料量とＮＯX 吸収剤温度との両方に基づいてカウンタ減
算量ＮＯＸＤＥＣを決定しているが、過剰燃料量に基づ
くカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪ、またはＮＯX 吸収剤温
度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣのどちらか一方のみ
の演算を行い、カウンタ減算量ＮＯＸＤＥＣの値として
採用するようにして演算を簡素化することも可能であ
る。
料量とＮＯX 吸収剤温度との両方に基づいてカウンタ減
算量ＮＯＸＤＥＣを決定しているが、過剰燃料量に基づ
くカウンタ減算量Ｑ×ＦＡＤＪ、またはＮＯX 吸収剤温
度に基づくカウンタ減算量ＴＤＥＣのどちらか一方のみ
の演算を行い、カウンタ減算量ＮＯＸＤＥＣの値として
採用するようにして演算を簡素化することも可能であ
る。
【００５９】また、本実施例ではＮＯX 吸収剤のＮＯX
最大吸収量（図１１、ステップ１１０９のＣＦに相当）
及び、ＮＯX 吸収剤の再生操作を実行するＮＯX 吸収量
（図１２、ステップ１２０５のＣ0 に相当）は一定値と
しているが、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 最大吸収量はＮＯX
吸収剤の温度によっても変化するため、ＮＯX 吸収剤の
温度に応じて上記ＣＦ及びＣ0 の値を変更するようにす
れば、更に適切なＮＯ X 吸収剤の再生操作を行うことが
できる。
最大吸収量（図１１、ステップ１１０９のＣＦに相当）
及び、ＮＯX 吸収剤の再生操作を実行するＮＯX 吸収量
（図１２、ステップ１２０５のＣ0 に相当）は一定値と
しているが、ＮＯX 吸収剤のＮＯX 最大吸収量はＮＯX
吸収剤の温度によっても変化するため、ＮＯX 吸収剤の
温度に応じて上記ＣＦ及びＣ0 の値を変更するようにす
れば、更に適切なＮＯ X 吸収剤の再生操作を行うことが
できる。
【００６０】
【発明の効果】本発明の排気浄化装置によれば、上述の
ように、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている
ときの、ＮＯX 吸収量カウンタの減算量を機関に供給さ
れる過剰燃料量やＮＯX 吸収剤温度に基づいて設定する
ようにしたことにより、ＮＯX吸収剤の現実のＮＯX 吸
収量を正確に推定することが可能となるため、ＮＯX 吸
収剤の適切な再生操作を行うことができる利点がある。
ように、機関がリッチ又は理論空燃比で運転されている
ときの、ＮＯX 吸収量カウンタの減算量を機関に供給さ
れる過剰燃料量やＮＯX 吸収剤温度に基づいて設定する
ようにしたことにより、ＮＯX吸収剤の現実のＮＯX 吸
収量を正確に推定することが可能となるため、ＮＯX 吸
収剤の適切な再生操作を行うことができる利点がある。
【図１】本発明の排気浄化装置の一実施例を示す内燃機
関の全体図である。
関の全体図である。
【図２】本発明に使用するＮＯX 吸収剤のＮＯX の吸放
出メカニズムを説明するための図である。
出メカニズムを説明するための図である。
【図３】機関に供給される過剰燃料の量とＮＯX 吸収剤
のＮＯX 放出速度との関係を示す図である。
のＮＯX 放出速度との関係を示す図である。
【図４】ＮＯX 吸収剤温度とＮＯX 放出速度との関係を
示す図である。
示す図である。
【図５】図１の機関の基本燃料噴射量決定に使用するの
数値テーブルの形態を示す図である。
数値テーブルの形態を示す図である。
【図６】燃料噴射量の補正係数Ｋの設定例を示す図であ
る。
る。
【図７】リーン空燃比運転時のＮＯX 吸収量カウンタ加
算量の決定に使用する数値テーブルの形態を示す図であ
る。
算量の決定に使用する数値テーブルの形態を示す図であ
る。
【図８】機関吸入空気量の決定に使用する数値テーブル
の形態を示す図である。
の形態を示す図である。
【図９】過剰燃料量の演算のための係数ＦＡＤＪの決定
に使用する数値テーブルの形態を示す図である。
に使用する数値テーブルの形態を示す図である。
【図１０】ＮＯX 吸収剤の温度に基づＮＯX 放出速度演
算のための係数ＴＤＥＣの決定に使用する数値テーブル
の形態を示す図である。
算のための係数ＴＤＥＣの決定に使用する数値テーブル
の形態を示す図である。
【図１１】ＮＯX 吸収量カウンタの演算動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１２】ＮＯX 吸収剤再生操作制御フラグの設定動作
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１…内燃機関 １０…サージタンク １１…燃料噴射弁 １５…吸気圧センサ １７…排気通路 １８…ＮＯX 吸収剤 ２０…排気温度センサ ２１…回転数センサ ３０…電子制御回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ａ 8011−3Ｇ 45/00 ３１４ Ｒ ３６６ Ｆ
Claims (3)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配置された、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 吸収剤と、 前記内燃機関がリーン空燃比で運転されているときに、
機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を一定時
間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮＯX 吸
収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチまたは理
論空燃比で運転されているときに、所定の減算量を一定
時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算することに
より、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する吸収
量推定手段と、 前記機関がリッチ空燃比で運転されているときに、機関
空燃比を理論空燃比にするために必要とされる燃料量を
越えて過剰に機関に供給された燃料の量を検出する過剰
燃料量検出手段と、 機関がリッチ空燃比で運転されているときに、前記過剰
燃料量に基づいてＮＯ X 吸収量カウンタの前記減算量を
決定する減算量設定手段とを備えた内燃機関の排気浄化
装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気通路に配置された、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 吸収剤と、 前記内燃機関がリーン空燃比で運転されているときに、
機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を一定時
間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮＯX 吸
収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチまたは理
論空燃比で運転されているときに、所定の減算量を一定
時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算することに
より、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する吸収
量推定手段と、 前記ＮＯX 吸収剤の温度を検出する温度検出手段と、 機関がリッチ空燃比で運転されているときに、前記ＮＯ
X 吸収剤温度に基づいてＮＯX 吸収量カウンタの前記減
算量を決定する減算量設定手段とを備えた内燃機関の排
気浄化装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気通路に配置された、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 吸収剤と、 前記内燃機関がリーン空燃比で運転されているときに、
機関運転状態に応じて決定される所定の加算量を一定時
間毎に前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を表すＮＯX 吸
収量カウンタに加算し、前記内燃機関がリッチまたは理
論空燃比で運転されているときに、所定の減算量を一定
時間毎に前記ＮＯX 吸収量カウンタから減算することに
より、前記ＮＯX 吸収剤のＮＯX 吸収量を推定する吸収
量推定手段と、 前記機関吸入空気量を検出する手段と、 前記機関の運転空燃比を検出する手段と、 前記ＮＯX 吸収剤の温度を検出する手段と、 前記機関がリッチ空燃比で運転されているときに、前記
機関吸入空気量と、前記機関運転空燃比と、前記ＮＯX
吸収剤温度とに基づいてＮＯX 吸収量カウンタの前記減
算量を決定する減算量設定手段とを備えた内燃機関の排
気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28496093A JP3287082B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28496093A JP3287082B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139340A true JPH07139340A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3287082B2 JP3287082B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=17685313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28496093A Expired - Lifetime JP3287082B2 (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3287082B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5956948A (en) * | 1997-06-16 | 1999-09-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas-purifying system for internal combustion engines |
| US6116023A (en) * | 1997-06-09 | 2000-09-12 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal combustion engine with NOx absorbent catalyst |
| EP1167711A2 (en) | 2000-06-26 | 2002-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control method and apparatus of an internal combustion engine |
| US6484494B2 (en) | 2000-10-25 | 2002-11-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic control unit for controlling air fuel ratio to reduce NOx occluded in NOx catalyst |
| US6860101B2 (en) | 2001-10-15 | 2005-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| EP1426572A3 (en) * | 2002-11-29 | 2005-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus and method for internal combustion engine |
| US7146800B2 (en) | 2003-06-17 | 2006-12-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device and exhaust purification method of internal combustion engine |
| US7685812B2 (en) | 2003-10-10 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device and exhaust purification method of internal combustion engine |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP28496093A patent/JP3287082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6116023A (en) * | 1997-06-09 | 2000-09-12 | Nissan Motor Co., Ltd. | Internal combustion engine with NOx absorbent catalyst |
| US5956948A (en) * | 1997-06-16 | 1999-09-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas-purifying system for internal combustion engines |
| EP1167711A2 (en) | 2000-06-26 | 2002-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control method and apparatus of an internal combustion engine |
| US6519934B2 (en) | 2000-06-26 | 2003-02-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control method and apparatus of an internal combustion engine |
| US6484494B2 (en) | 2000-10-25 | 2002-11-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Electronic control unit for controlling air fuel ratio to reduce NOx occluded in NOx catalyst |
| US6860101B2 (en) | 2001-10-15 | 2005-03-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
| EP1426572A3 (en) * | 2002-11-29 | 2005-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus and method for internal combustion engine |
| US7000385B2 (en) | 2002-11-29 | 2006-02-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas purification apparatus and method for internal combustion engine |
| US7146800B2 (en) | 2003-06-17 | 2006-12-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device and exhaust purification method of internal combustion engine |
| US7685812B2 (en) | 2003-10-10 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device and exhaust purification method of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3287082B2 (ja) | 2002-05-27 |
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