JP3186393B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
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- JP3186393B2 JP3186393B2 JP33432593A JP33432593A JP3186393B2 JP 3186393 B2 JP3186393 B2 JP 3186393B2 JP 33432593 A JP33432593 A JP 33432593A JP 33432593 A JP33432593 A JP 33432593A JP 3186393 B2 JP3186393 B2 JP 3186393B2
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】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理
論空燃比又はリッチのときには吸収した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
剤に吸収されたNOx 量を推定すると共に推定されたN
Ox 量が許容値を越えたときにNOx 吸収剤に流入する
排気ガスの空燃比をリーンから理論空燃比又はリッチに
一時的に切換えてNOx吸収剤からNOx を放出させ、
次いでNOx 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比を再び
リーンに戻す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(国際出願PCT/JP93/0077
8号参照)。Absorbs NO x when the air-fuel ratio is lean of the Related Art inflowing exhaust gas, the engine of the NO x absorbent air-fuel ratio of the exhaust gas to release the NO x absorbed when the stoichiometric air-fuel ratio or rich flowing was disposed in the exhaust passage, was estimated with estimating the amount of NO x absorbed in the NO x absorbent N
O x amount to release NO x fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent from the NO x absorbent is changed over temporarily to the stoichiometric air-fuel ratio or from lean to rich when it exceeds the allowable value,
The applicant has already proposed an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent is returned to lean again (International Application No. PCT / JP93 / 0077).
No. 8).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが燃料および機
関の潤滑油内にはイオウが含まれており、このイオウは
SOx の形でNOx と共にNOx 吸収剤に吸収される。
しかしながらこのSOxはNOx 吸収剤の温度が高くか
つNOx 吸収剤に流入する排気ガスがリッチにされない
とNOx 吸収剤から放出されず、従ってNOx 吸収剤か
らNOx を放出すべくNOx 吸収剤に流入する排気ガス
の空燃比がリッチにされてもこのときNO x 吸収剤の温
度がさほど高くない場合にはNOx のみが放出されてS
Ox が放出されないことになる。従ってSOx はNOx
吸収剤に徐々に蓄積され、SOx の蓄積量が増大すると
それに伴なってNOx 吸収剤のNOx 吸収容量が減少す
ることになる。However, the fuel and the machine
Seki's lubricating oil contains sulfur, which is
SOxNO in the form ofxWith NOxAbsorbed by absorbent.
However, this SOxIs NOxIs the temperature of the absorbent high?
One NOxExhaust gas entering the absorbent is not enriched
And NOxNot released from the absorbent and therefore NOxAbsorbent or
NOxNO to releasexExhaust gas flowing into the absorbent
NO at this time even if the air-fuel ratio of xAbsorbent temperature
NO if not very highxOnly released S
OxWill not be released. Therefore SOxIs NOx
SOx gradually accumulates in the absorbentxWhen the accumulation amount of
NOxAbsorbent NOxAbsorption capacity is reduced
Will be.
【0004】ところでNOx 吸収剤からNOx を放出さ
せるために例えば混合気の空燃比をリッチにする場合を
考えるとこの場合には吸収されているNOx を放出させ
るのに必要な時間だけ混合気をリッチにさせる必要があ
る。従ってNOx 吸収剤に吸収されているNOx 量が少
ない場合には混合気をリッチにする時間を短かくしなけ
ればならないが短かくするといっても実際には限度があ
り、従って吸収されているNOx 量が少ないときに混合
気をリッチにするとリッチ時間を必要以上に長くしなけ
ればならないために燃料消費量が増大してしまう。従っ
てNOx 吸収剤からのNOx 放出作用は或る程度以上の
NOx が吸収されているときに行うことが好ましいこと
になる。前述の内燃機関ではNOx の放出作用を行うた
めの吸収NOx 量に対する許容値は或る程度以上のNO
x 量に設定されており、従ってこの点からみると前述の
内燃機関は好ましいことになる。[0004] mixed for the time required to release the NO x absorbed in this case consider the case where the air-fuel ratio of for example mixture in order to release the NO x absorbent from the NO x rich You need to be rich. Therefore NO if a small amount of NO x absorbed in the x absorbent is the time for the mixture rich must shorter there is actually a limit to say that shorter, thus being absorbed fuel consumption is increased to when the air-fuel mixture rich must longer than necessary rich time when the amount of nO x is low. Thus the NO x releasing action from the NO x absorbent will be preferably performed when the certain amount or more of the NO x is absorbed. Absorbing NO x tolerance for the amount of some extent or more NO for performing releasing action of the NO x in the above-mentioned internal combustion engine
x amount is set, and thus the above-mentioned internal combustion engine is preferable in this regard.
【0005】しかしながら前述の内燃機関ではNOx 吸
収剤のNOx 吸収容量を考慮して許容値が定められてい
ない。従ってNOx 吸収剤のNOx 吸収容量が減少した
場合にはNOx の吸収容量が飽和してもNOx の放出作
用が行われず、斯くしてNO x 吸収剤により吸収しえな
いNOx が大気中に放出されるという問題を生ずる。ま
た、NOx 吸収量が許容値を越えたという判定に加えて
他の予め定められた条件が全て成立したときにNOx を
放出すべく混合気の空燃比をリッチにするようにしたN
Ox 放出システムの場合においてもNOx 吸収剤のNO
x 吸収容量を考慮して許容値が定められていない場合に
は実際にはNOx 吸収量が飽和しておりかつ他の全ての
条件も成立しているにもかかわらずにNOx 吸収量が許
容値を越えていないと判断されるためにNOx の放出作
用が行われず、斯くしてNOx吸収剤により吸収しえな
いNOx が大気中に放出されるという問題を生ずる。However, in the above-mentioned internal combustion engine, NOxSucking
NO for collectorxThe allowable value is determined in consideration of the absorption capacity.
Absent. Therefore NOxAbsorbent NOxAbsorption capacity decreased
NO in casexNO even if the absorption capacity ofxRelease work
Is not performed and thus NO xCan not be absorbed by absorbent
NoxIs released into the atmosphere. Ma
NOxIn addition to the judgment that the absorption amount has exceeded the allowable value,
NO when all other predetermined conditions are satisfiedxTo
N to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture rich to release
OxNO even in the case of a release systemxAbsorbent NO
xWhen the allowable value is not determined considering the absorption capacity
Is actually NOxAbsorption is saturated and all other
NO even though the condition is satisfiedxAbsorption is allowed
NO because it is determined that the value has not been exceededxRelease work
Is not performed and thus NOxCan not be absorbed by absorbent
NoxIs released into the atmosphere.
【0006】[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、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
比が理論空燃比又はリッチのときには吸収したNOx を
放出するNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置した内燃
機関において、NOx 吸収剤に吸収されたNOx 量を推
定するNOx 量推定手段と、NOx 量推定手段により推
定されたNOx 量が許容値を越えたときにNOx 吸収剤
に流入する排気ガスの空燃比をリーンから理論空燃比又
はリッチに一時的に切換えることを許可する空燃比切換
許可手段と、排気ガス中のSO x の吸収により次第に低
下するNOx 吸収剤のNOx 吸収容量を推定するNOx
吸収容量推定手段とを具備し、NOx 吸収容量推定手段
により推定されたNOx 吸収容量が減少するほど許容値
を小さくするようにしている。According to the present invention, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, NO x is absorbed, and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes stoichiometric. in fuel ratio or an internal combustion engine arranged to the NO x absorbent to release the absorbed NO x in the engine exhaust passage when the rich, and the amount of NO x estimating means for estimating the amount of NO x absorbed in the NO x absorbent, NO air-fuel ratio to allow temporarily switched that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent from lean to the stoichiometric air-fuel ratio or rich when the amount of NO x estimated by x amount estimating means exceeds the allowable value a switching換許friendly means, gradually lower the absorption of the SO x in the exhaust gas
NO x to estimate the absorption of NO x capacity of the NO x absorbent to lower
Comprising an absorbent capacity estimating unit, absorption of NO x capacity is estimated is adapted to reduce the allowable value enough to reduce the absorption of NO x capacity estimation means.
【0007】[0007]
【作用】NOx 吸収剤のNOx 吸収容量が減少するほど
許容値が小さくされるのでNO x 吸収容量にかかわらず
にNOx 吸収容量が飽和する前にNOx を放出するため
の空燃比の切換許可が出される。[Action] NOxAbsorbent NOxAs the absorption capacity decreases
NO because tolerance is reduced xRegardless of absorption capacity
NOxNO before the absorption capacity is saturatedxTo release
Is issued.
【0008】[0008]
【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
よびおよび排気管16を介してNOx 吸収剤18を内蔵
したケーシング17に接続される。Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a piston, 3 is a combustion chamber, 4 is a spark plug, 5 is an intake valve, 6 is an intake port, 7 is an exhaust valve, and 8 is an exhaust port. Show. The intake port 6 is connected to a surge tank 10 via a corresponding branch pipe 9, and a fuel injection valve 11 for injecting fuel into the intake port 6 is attached to each branch pipe 9. The surge tank 10 is connected to an air cleaner 13 via an intake duct 12, and a throttle valve 14 is arranged in the intake duct 12. On the other hand, the exhaust port 8 is connected via an exhaust manifold 15 and an exhaust pipe 16 to a casing 17 containing a NO x absorbent 18.
【0009】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。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AD変換器
37を介して入力ポート35に入力される。スロットル
弁14にはスロットル開度がアイドリング開度になった
ときにオンとなるスロットルスイッチ20が取付けら
れ、このスロットルスイッチ20の出力信号は入力ポー
ト35に入力される。排気マニホルド15内には空燃比
センサ21が配置され、この空燃比センサ21の出力電
圧はAD変換器38を介して入力ポート35に入力され
る。また、入力ポート35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22が接続される。一
方、出力ポート36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。The electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) 34, and an input port 35 interconnected by a bidirectional bus 31. And an output port 36. A pressure sensor 19 that generates an output voltage proportional to the absolute pressure in the surge tank 10 is disposed in the surge tank 10, and the output voltage of the pressure sensor 19 is input to an input port 35 via an AD converter 37. . A throttle switch 20 that is turned on when the throttle opening reaches an idling opening is attached to the throttle valve 14, and an output signal of the throttle switch 20 is input to an input port 35. An air-fuel ratio sensor 21 is disposed in the exhaust manifold 15, and an output voltage of the air-fuel ratio sensor 21 is input to an input port 35 via an AD converter 38. The input port 35 is connected to a rotation speed sensor 22 that generates an output pulse representing the engine rotation speed. On the other hand, the output port 36 is connected to the ignition plug 4 and the fuel injection valve 11 via a corresponding drive circuit 39, respectively.
【0010】図1に示す内燃機関では例えば次式に基い
て燃料噴射時間TAUが算出される。 TAU=f・TP・K・FAF ここでfは係数、TPは基本燃料噴射時間、Kは補正係
数、FAFはフィードバック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。In the internal combustion engine shown in FIG. 1, the fuel injection time TAU is calculated based on, for example, the following equation. TAU = f · TP · K · FAF where f is a coefficient, TP is a basic fuel injection time, K is a correction coefficient, and FAF is a feedback correction coefficient. The basic fuel injection time TP indicates a fuel injection time required for setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the engine cylinder to the stoichiometric air-fuel ratio. The basic fuel injection time TP is obtained by an experiment in advance, and is stored in advance in the ROM 32 as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N in the form of a map as shown in FIG. The correction coefficient K is a coefficient for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder. If K = 1.0, the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, K <
At 1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, lean, and when K> 1.0, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder becomes empty. The fuel ratio becomes smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, that is, becomes rich.
【0011】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空燃比センサ21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FAF
はほぼ1.0を中心として上下動しており、このFAF
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。The feedback correction coefficient FAF is K = 1.
When 0, that is, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine cylinder is to be the stoichiometric air-fuel ratio, a coefficient for making the air-fuel ratio accurately match the stoichiometric air-fuel ratio based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 21 It is. This feedback correction coefficient FAF
Moves up and down about 1.0, and this FAF
Decreases when the mixture becomes rich, and increases when the mixture becomes lean. When K <1.0 or K> 1.0, the FAF is fixed at 1.0.
【0012】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。The target air-fuel ratio of the air-fuel mixture to be supplied into the engine cylinder, that is, the value of the correction coefficient K is changed according to the operating state of the engine, and is basically shown in FIG. 3 in the embodiment according to the present invention. As described above, it is predetermined as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N. That is, as shown in FIG. 3, K <1.0 in the low-load operation region on the lower load side than the solid line R, that is, the air-fuel mixture is lean, and K in the high-load operation region between the solid line R and the solid line S. = 1.
0, that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio, and K> 1.0, that is, the air-fuel mixture is rich in the full load operation region on the higher load side than the solid line S.
【0013】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。FIG. 4 schematically shows the concentration of typical components in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3. As can be seen from FIG. 4, the concentration of unburned HC and CO in the exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 increases, and the concentration of the exhaust gas from the combustion chamber 3 increases. The concentration of oxygen O 2 in the exhaust gas increases as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 becomes leaner.
【0014】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。NO contained in casing 17x
The absorbent 18 uses, for example, alumina as a carrier, and on this carrier,
For example, potassium K, sodium Na, lithium Li,
Alkali metals such as Cs, barium Ba, cal
Alkaline earths such as calcium Ca, lanthanum La,
At least one selected from rare earths such as thorium Y
And a noble metal such as platinum Pt. organ
Intake passage and NOxProvided in the exhaust passage upstream of the absorbent 18
The ratio of supplied air and fuel (hydrocarbon) is set to NO xabsorption
When this is referred to as the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the agent 18, this NOx
When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the absorbent 18
NOxAnd reduce the oxygen concentration in the incoming exhaust gas
And absorbed NOxReleases NOxPerform the absorption and release action of
U. Note that NOxFuel in the exhaust passage upstream of the absorbent 18
(Hydrocarbons) or inflow and exhaust when air is not supplied
The air-fuel ratio of the gas-gas is the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3.
Ratio, and in this case NOxAbsorbent 18 burns
When the air-fuel ratio of the mixture supplied to the firing chamber 3 is lean
Is NOxIn the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3
NO absorbed when oxygen concentration decreasesxTo release
Become.
【0015】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。If the above-described NO x absorbent 18 is arranged in the engine exhaust passage, the NO x absorbent 18 actually performs the absorption and release of NO x , but the detailed mechanism of the absorption and release is not clear. There is also. However, it is considered that this absorption / release action is performed by a mechanism as shown in FIG. Next, this mechanism will be described by taking as an example a case where platinum Pt and barium Ba are supported on a carrier, but the same mechanism can be obtained by using other noble metals, alkali metals, alkaline earths and rare earths.
【0016】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。That is, when the inflowing exhaust gas becomes considerably lean, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas greatly increases.
These oxygen O 2 as shown in (A) is O 2 - or O
It adheres to the surface of platinum Pt in the form of 2- . On the other hand, NO in the inflowing exhaust gas reacts with O 2 − or O 2− on the surface of the platinum Pt to become NO 2 (2NO + O 2 → 2NO 2 ). Next, a part of the produced NO 2 is absorbed in the absorbent while being oxidized on the platinum Pt, and is absorbed in the form of nitrate ion NO 3 − as shown in FIG. Diffuses into agent. In this way, NO x is absorbed in the NO x absorbent 18.
【0017】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NO x が放出されることになる。As long as the oxygen concentration in the incoming exhaust gas is high, platinum
NO on Pt surfaceTwoIs generated, and the NOxAbsorption capacity
NO unless power is saturatedTwoIs absorbed in the absorbent and nitric acid
Ion NOThree -Is generated. In contrast, the inflow exhaust gas
NO in the oxygen concentration in theTwoWhen the amount of
The reaction is reversed (NOThree -→ NOTwo) And thus suck
Nitrate ion NO in the collectorThree -Is NOTwoFrom the absorbent in the form of
Released. That is, the oxygen concentration in the inflow exhaust gas decreases.
NOxNO from absorbent 18xWill be released
You. As shown in FIG. 4, the degree of lean of the incoming exhaust gas
Lower the oxygen concentration in the incoming exhaust gas
If the degree of leanness of the inflow exhaust gas is reduced,
NO even if the air-fuel ratio of the exhaust gas is leanxAbsorbent 18
From NO xWill be released.
【0018】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。On the other hand, at this time, when the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 3 is made rich and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, as shown in FIG.
C and CO are discharged, and these unburned HC and CO are converted to platinum Pt.
It reacts with the above oxygen O 2 - or O 2- to be oxidized.
Further, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas becomes rich, the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas extremely decreases.
O 2 is released, and this NO 2 is reduced by reacting with unburned HC and CO as shown in FIG. 5 (B). In this way, when NO 2 is no longer present on the surface of platinum Pt, NO 2 is released from the absorbent one after another. Therefore NO x from the NO x absorbent 18 in a short time when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich, that is released.
【0019】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 および機関から放出された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。That is, the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is made rich.
First, unburned HC and CO are converted to O on platinum Pt.Two -or
Is O2-And immediately oxidized, then platinum
O on PtTwo -Or O2-Is consumed but unburned HC,
If CO remains, this unburned HC and CO will absorb
NO released fromxAnd NO released from the engine x
Is reduced. Therefore, the air-fuel ratio of the inflow exhaust gas is reset.
NO in a short timexAbsorbed by absorbent 18
NOxIs released, and the released NO
xNO in the atmosphere due to reductionxIs discharged
It can be blocked. NOxAbsorbent
18 has a function of a reduction catalyst, so that
NO even if the air-fuel ratio is stoichiometricxReleased from absorbent 18
NOxIs reduced. However, inflow and exhaust
NO if the air-fuel ratio of the gas is the stoichiometric air-fuel ratioxabsorption
NO from agent 18xIs released only gradually
xTotal NO absorbed in absorbent 18xTo release
Takes a little longer.
【0020】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。When the lean air-fuel mixture is burned as described above, NO x is absorbed by the NO x absorbent 18. However there is a limit to the absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 18, the NO x absorbent 18 when saturation absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 18 is not E longer absorb NO x.
Therefore NO absorption of NO x capacity of the x absorbent 18 must be released the NO x from the NO x absorbent 18 before the saturation, how much to the NO x absorbent 18 to the NO x
Needs to be estimated. Then this N
A method for estimating the O x absorption amount will be described.
【0021】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。[0021] is the amount of NO x absorbed per unit time per the NO x absorbent 18 to the amount of NO x discharged from the higher unit time per engine becomes higher the engine load increases when the lean air-fuel mixture is burned Increases and the higher the engine speed, the more NO is discharged from the engine per unit time.
NO x to x amount is absorbed per unit time the NO x absorbent 18 in order to increase is increased. Therefore, NO per unit time
amount of NO x absorbed in the x absorbent 18 becomes a function of the engine load and the engine speed. In this case, the engine load is absolute pressure PM and the engine speed N of the absolute amount of NO x that have at pressure representative absorbed in unit time per the NO x absorbent 18 since it is the surge tank 10 in the surge tank 10 Is a function of Therefore, in the embodiment according to the present invention, NO x per unit time
Absolute pressure PM of the amount of NO x NOXA that is absorbed by the absorbent 18
And as a function of the engine speed N obtained by experiments in advance,
Figure this amount of NO x NOXA as a function of PM and N 6
It is stored in the ROM 32 in advance in the form of a map shown in FIG.
【0022】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
量は機関回転数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6(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6(C)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7(A)に示すマップの形で予めROM3
2内に記憶されている。On the other hand, although the air-fuel ratio of the mixture fed into the engine cylinder NO x is released from the NO x absorbent 18 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or rich the NO x releasing amount at this time primarily exhaust gas Affected by volume and air-fuel ratio. That is, NO of the amount of NO x amount exhaust gas is discharged from the higher per unit time the NO x absorbent 18 increases increases, the air-fuel ratio is discharged from the higher per unit time the NO x absorbent 18 becomes rich
x amount increases. In this case, the amount of exhaust gas, that is, the amount of intake air, can be represented by the product of the engine speed N and the absolute pressure PM in the surge tank 10, and therefore, as shown in FIG. the amount of NO x NOXD released from the NO x absorbent 18 increases as N · PM increases. Further, since the air-fuel ratio corresponds to a value of the correction coefficient K NO x amount NOXD released from per unit time the NO x absorbent 18 as shown in FIG. 6 (C) increases as the value of K increases I do. The amount of NO x NOXD released from the unit time per the NO x absorbent 18 in advance in the form of a map shown in FIG. 7 (A) as a function of N · PM and K ROM 3
2 is stored.
【0023】また、NOx 吸収剤18の温度が高くなる
と吸収剤内の硝酸イオンNO3 - が分解しやすくなるの
でNOx 吸収剤18からのNOx 放出率が増大する。こ
の場合、NOx 吸収剤18の温度はほぼ排気ガスに比例
するので図7(B)に示されるようにNOx 放出率Kf
は排気ガス温Tが高くなるほど大きくなる。従ってNO
x 放出率Kfを考慮に入れた場合には単位時間当りNO
x 吸収剤18から放出されるNOx 量は図7(A)に示
されるNOXDとNOx 放出率Kfとの積で表わされる
ことになる。なお、本発明による実施例では排気ガス温
Tはサージタンク10内の絶対圧PMおよび機関回転数
Nの関数として図7(C)に示すマップの形で予めRO
M32内に記憶されている。Further, the NO x absorbent 18 nitrate ions NO 3 and the absorbent temperature is high in - that the NO x releasing rate from the NO x absorbent 18 is increased so easily decomposed. In this case, since the temperature of the NO x absorbent 18 is substantially proportional to the exhaust gas, the NO x release rate Kf as shown in FIG.
Increases as the exhaust gas temperature T increases. Therefore NO
When the x release rate Kf is taken into consideration, NO per unit time
amount of NO x released from the x absorbent 18 will be represented by the product of the NOXD and the NO x releasing factor Kf shown in FIG. 7 (A). In the embodiment according to the present invention, the exhaust gas temperature T is determined in advance as a function of the absolute pressure PM in the surge tank 10 and the engine speed N in the form of a map shown in FIG.
It is stored in M32.
【0024】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
Kf・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。As described above, the lean mixture burns.
NO per unit time xNOXA absorption
And a mixture of stoichiometric air-fuel ratio or rich mixture
NO per unit time when burnedxThe amount released
NO because it is expressed by Kf · NOXDxAbsorbed by absorbent 18
NO presumed to be collectedxThe quantity ΣNOX is expressed by the following equation.
Will be forgotten.
【0025】 ΣNOX=ΣNOX+NOXA−Kf・NOXD 前述したように本発明による実施例では基本的には図3
において実線R,Sにより区別けされる補正係数Kの値
に従って空燃比が制御される。従って図3の実線Rより
も低負荷側の領域ではリーン混合気(K<1.0)が燃
焼せしめられるのでNOx がNOx 吸収剤18に吸収さ
れ、図3の実線Rよりも高負荷側の領域では理論空燃比
の混合気(K=1.0)又はリッチ混合気(K>1.
0)が燃焼せしめられるのでNO吸収剤18からNOx
が放出されることになる。従って図3の実線Rを境にし
て低負荷運転と高負荷運転が交互に繰返されるとNOx
吸収剤18のNOx 吸収能力は飽和しないことになるが
実際には低負荷運転される機会が多く、従ってNOx 吸
収剤18のNOx 吸収能力は飽和してしまうことにな
る。従ってこの場合にはNOx 吸収剤18のNOx 吸収
能力が飽和する前にNO x 吸収剤18からNOx を放出
させることが必要となる。ΣNOX = ΣNOX + NOXA−Kf · NOXD As described above, in the embodiment according to the present invention, basically, FIG.
, The value of the correction coefficient K distinguished by the solid lines R and S
The air-fuel ratio is controlled in accordance with Therefore, from the solid line R in FIG.
The lean air-fuel mixture (K <1.0)
NO because it can be burnedxIs NOxAbsorbed by absorbent 18
In a region on the higher load side than the solid line R in FIG.
(K = 1.0) or a rich mixture (K> 1.
0) is burned, so NO from the NO absorbent 18x
Will be released. Therefore, the solid line R in FIG.
NO if low load operation and high load operation are alternately repeatedx
NO of absorbent 18xThe absorption capacity will not be saturated,
In practice, there are many opportunities for low load operation, and therefore NOxSucking
NO for collector 18xThe absorption capacity will be saturated
You. Therefore, in this case, NOxNO of absorbent 18xabsorption
NO before capacity saturates xNO from absorbent 18xRelease
It is necessary to make it.
【0026】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
- 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 - と反応してSO3
となる。ついで生成されたSO3 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SO4 2-の形で吸収剤内に拡
散する。次いでこの硫酸イオンSO4 2-はバリウムイオ
ンBa2+と結合して硫酸塩BaSO4 を生成する。吸収
剤内におけるこの硫酸塩BaSO4 の量が増大するとN
Ox 吸収剤18のNOx 吸収能力が低下する。従ってN
Ox 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 を放出させるためにはNOx 吸収
剤18のSOx 吸収量を推定する必要がある。However, the exhaust gas contains SO x , and the NO x absorbent 18 contains not only NO x but also SO x
Is also absorbed. Absorption mechanism of the SO x to the the NO x absorbent 18 is considered to be the same as the mechanism of absorption of NO x. That is, assuming that platinum Pt and barium Ba are supported on the carrier as in the case of describing the NO x absorption mechanism, as an example, when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean as described above, oxygen O 2 Is O 2
- is attached to the surface of the platinum Pt in the form of inflow exhaust SO 2 in the gas is O 2 on the surface of the platinum Pt - reacts with SO 3
Becomes Then the SO 3 generated while bonding with the barium oxide BaO is absorbed into the absorbent while being further oxidized on the platinum Pt, is diffused in the absorbent in the sulfate ions SO 4 2-form. Next, this sulfate ion SO 4 2- is combined with barium ion Ba 2+ to form sulfate BaSO 4 . As the amount of sulfate BaSO 4 in the absorbent increases, N
The NO x absorption capacity of the O x absorbent 18 decreases. Therefore N
Before the NO x absorption capacity of the O x absorbent 18 is saturated, the NO x
To release NO x from the absorbent 18 needs to estimate S O x absorption of the NO x absorbent 18.
【0027】ところで機関から単位時間当り排出される
排気ガス中に含まれるSOx 量は燃料噴射量TAUが増
大すればそれに伴なって増大し、機関回転数Nが高くな
ればそれに伴なって増大する。従ってNOx 吸収剤18
に単位時間当り吸収される吸収SOx 量SOXAは次式
で表わされることになる。 SOXA=k1 ・TAU・N(k1 は定数) 一方、NOx 吸収剤18の温度がNOx 吸収剤18によ
り定まる一定温度T0、例えば500℃よりも高くなる
と硫酸塩BaSO4 が分解し、このときNOx吸収剤1
8に流入する排気ガスの空燃比がリッチになるとNOx
吸収剤18からSOx が放出される。この場合、排気ガ
スの空燃比のリッチの度合を一定としたときのSOx 放
出率f(T)は図8(A)に示されるようにNOx 吸収
剤18の温度Tが高くなるほど高くなり、またNOx 吸
収剤18の温度を一定としたときのSOx 放出率f
(K)は補正係数Kが大きくなるほど、即ち排気ガスの
空燃比がリッチになるほど高くなる。従ってNOx 吸収
剤18から単位時間当り放出されるSOx 放出量SOX
Dは次式で表わされることになる。By the way the amount of SO x contained in exhaust gas discharged from the engine per unit time is increased becomes accompanied therewith when increased fuel injection amount TAU, increased becomes accompanied therewith higher the engine speed N I do. Therefore, the NO x absorbent 18
The absorbed SO x amount SOXA absorbed per unit time is expressed by the following equation. SOXA = k 1 · TAU · N (k 1 is a constant) On the other hand, the NO x absorbent 18 fixed temperature T 0 of the temperature determined by the NO x absorbent 18 becomes the decomposed sulfate BaSO 4 higher than, for example, 500 ° C. , NO x absorbent 1 this time
Air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into 8 becomes rich when NO x
SO x is released from the absorbent 18. In this case, when the degree of the richness of the air-fuel ratio of the exhaust gas is kept constant, the SO x release rate f (T) increases as the temperature T of the NO x absorbent 18 increases, as shown in FIG. And the SO x release rate f when the temperature of the NO x absorbent 18 is kept constant.
(K) increases as the correction coefficient K increases, that is, as the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes richer. Thus released per unit time from the NO x absorbent 18 SO x release amount SOX
D is represented by the following equation.
【0028】SOXD=k2 ・f(T)・f(K) 従ってNOx 吸収剤18に吸収されていると推定される
SOx 量ΣSOXは次式で表わされることになる。 ΣSOX=ΣSOX+SOXA−SOXD ところで本発明による実施例ではNOx 吸収剤18のN
Ox 吸収能力が飽和する以前においてNOx 吸収剤18
のNOx 吸収能力が許容値MAXを越えたときにNOx
の放出作用が行われる。NOx 吸収剤18にSOx が全
く吸収されていないときのNOx 吸収剤18のNOx 吸
収能力をMAX0 とするとSOx 量ΣSOXのSOx が
吸収されたときのNOx 吸収剤18のNOx 吸収能力は
(MAX0 −ΣSOX)となる。本発明による実施例で
はNOx 吸収剤18のNOx 吸収能力がNOx 吸収能力
(MAX0 −ΣSOX)よりも一定値αだけ低いNOx
吸収能力のときを許容値MAXであると定めてあり、従
って許容値MAXは次式で表わされることになる。SOXD = k 2 · f (T) · f ( K ) Accordingly, the SO x amount ΣSOX estimated to be absorbed by the NO x absorbent 18 is expressed by the following equation. ΣSOX = ΣSOX + SOXA-SOXD Incidentally N of the NO x absorbent 18 in this embodiment of the present invention
Before the O x absorption capacity is saturated, the NO x absorbent 18
NO x when the of the NO x absorption capacity has exceeded the allowable value MAX
Release action is performed. The NO x absorbent 18 in the SO x is the NO x absorbent 18 when the NO x absorbent 18 of the NO x absorbing ability when the MAX 0 SO x amount ΣSOX of the SO x absorption when not at all absorbed The NO x absorption capacity is (MAX 0 −ΣSOX). Absorption of NO x capacity of the NO x absorbent 18 in this embodiment of the present invention is absorption of NO x capacity (MAX 0 -ΣSOX) by a predetermined value α than low NO x
It is defined that the absorption value is the allowable value MAX, and therefore the allowable value MAX is represented by the following equation.
【0029】MAX=MAX0 −ΣSOX−α 図9はこの許容値MAXの変化とNOx 放出作用との関
係を示している。図9に示されるようにリーン混合気
(K<1.0)が燃焼せしめられているときにはNOx
吸収剤18に吸収されていると推定されるNOx 量ΣN
OXおよびSOx量ΣSOXは共に上昇し、SOx 量Σ
SOXが上昇するにつれて許容値MAXが減少せしめら
れる。NOx 量ΣNOXが許容値MAXを越えると混合
気は一時的にリッチ(K>1.0)にされ、このときN
Ox の放出作用が行われるためにNOx 量ΣNOXは急
激に低下する。一方このときNOx 吸収剤18の温度
T、即ち排気ガスの温度Tはさほど上昇しないので(T
<T0 )SOXの放出作用は行われない。次いで例えば
機関全負荷運転(K>1.0)が行われてNOx 吸収剤
18の温度T、即ち排気ガス温Tが上昇すると(T>T
0 )NOx の放出作用と共にSOx の放出作用が行わ
れ、斯くしてSOx 量ΣSOXが急激に低下する。[0029] MAX = MAX 0 -ΣSOX-α Figure 9 shows the relationship between the change and the NO x releasing action of the tolerance MAX. As shown in FIG. 9, when the lean mixture (K <1.0) is being burned, NO x
NO x amount ΣN estimated to be absorbed by the absorbent 18
OX and SO x amount {SOX rises together, SO x amount }
As the SOX increases, the allowable value MAX is decreased. When the NO x amount ΣNOX exceeds the allowable value MAX, the air-fuel mixture is temporarily made rich (K> 1.0).
The NO x amount ΣNO x sharply decreases due to the release of O x . On the other hand, at this time, the temperature T of the NO x absorbent 18, that is, the temperature T of the exhaust gas does not increase so much (T
<T 0 ) No release action of SOX is performed. Temperature T of then for example the engine full load operation (K> 1.0) is performed the NO x absorbent 18, that is, the exhaust gas temperature T rises (T> T
0 ) The release action of SO x is performed together with the release action of NO x , and thus the SO x amount ΣSOX decreases rapidly.
【0030】図10から図12は空燃比を制御するため
のルーチンを示しており、このルーチンは一定時間毎の
割込みによって実行される。図10から図12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101ではNOx 吸収剤18に吸収されていると推
定されるNOx 量ΣNOXが許容値MAXよりも大きく
なったか否かが判別される。ΣNOX≦MAXのときは
ステップ103に進んでNOx を放出すべきことを示す
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104に進んで図3に示す関係から補正係数Kが
算出される。FIGS. 10 to 12 show a routine for controlling the air-fuel ratio. This routine is executed by interruption every predetermined time. Referring to FIGS. 10 to 12, first, at step 100, the basic fuel injection time TP is calculated from the map shown in FIG. Then whether the amount of NO x ΣNOX is estimated to be absorbed in the NO x absorbent 18 at step 101 is greater than the allowable value MAX or not. When the .SIGMA.NOX ≦ MAX whether the NO x releasing flag showing that should be released NO x proceeds to step 103 has been set or not. If the NO x release flag has not been set, the routine proceeds to step 104, where the correction coefficient K is calculated from the relationship shown in FIG.
【0031】次いでステップ105では補正係数Kが
1.0よりも小さいか否かが判別される。K<1.0の
とき、即ちリーン混合気を燃焼すべき運転状態のときに
はステップ106に進んで図6(A)に示すマップから
単位時間当りのNOx 吸収量NOXAが算出される。次
いでステップ107ではNOx 放出量NOXDが零とさ
れ、次いでステップ108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11
7において次式に基き燃料噴射時間TAUが算出され
る。Next, at step 105, it is determined whether or not the correction coefficient K is smaller than 1.0. When K <1.0, i.e. absorption of NO x amount NOXA per unit time from the map shown in FIG. 6 (A) proceeds to step 106 when the operating state to combust a lean air-fuel mixture is calculated. Then the NO x releasing amount NOXD step 107 is made zero, then the feedback correction coefficient FAF in step 108 is fixed to 1.0. Then step 11
At 7, the fuel injection time TAU is calculated based on the following equation.
【0032】TAU=f・TP・K・FAF 一方、ステップ105においてK≧1.0であると判別
されたときにはステップ112に進んで図7(A)に示
すマップから単位時間当りのNOx 放出量NOXDが算
出される。次いでステップ113では図7(B)に示す
関係と図7(C)に示すマップからNOx 放出率Kfが
算出され、次いでステップ114では単位時間当りのN
Ox 吸収量NOXAが零とされる。次いでステップ11
5では補正係数Kが1.0よりも大きいか否かが判別さ
BR>れる。K>1.0のとき、即ちリッチ混合気を燃焼
すべき運転状態のときにはステップ108を経てステッ
プ117に進む。[0032] TAU = f · TP · K · FAF Meanwhile, willing FIG 7 (A) from the map shown in per unit time the NO x releasing in step 112 when it is judged that K ≧ 1.0 at step 105 The quantity NOXD is calculated. Then the NO x releasing factor Kf is calculated from the map shown in relation to FIG. 7 (C) shown in step 113 FIG. 7 (B), the then N per unit step 114 Time
O x absorption amount NOXA is made zero. Then step 11
In 5, it is determined whether the correction coefficient K is larger than 1.0.
BR> When K> 1.0, that is, when the operation state is such that the rich air-fuel mixture is to be burned, the process proceeds to step 117 via step 108.
【0033】これに対してK=1.0のとき、即ち理論
空燃比の混合気を燃焼すべきときにはステップ116に
進んで空燃比センサ21の出力信号に基きフィードバッ
ク補正係数FAFが算出され、次いでステップ117に
進む。ステップ116では空燃比センサ21によって空
燃比がリッチになったことが検出されるとFAFは減少
せしめられ、空燃比がリーンになったことが検出される
とFAFは増大せしめられるので空燃比は理論空燃比に
維持されることになる。On the other hand, when K = 1.0, that is, when the stoichiometric air-fuel mixture is to be burned, the routine proceeds to step 116, where the feedback correction coefficient FAF is calculated based on the output signal of the air-fuel ratio sensor 21. Proceed to step 117. In step 116, when the air-fuel ratio sensor 21 detects that the air-fuel ratio has become rich, the FAF is decreased, and when it is detected that the air-fuel ratio has become lean, the FAF is increased. The air-fuel ratio will be maintained.
【0034】ステップ117に続くステップ118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−Kf・NOXD 次いでステップ119では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120に進んでΣNOXが零とされ、次いでステ
ップ121に進む。ステップ121では補正係数Kが
1.0よりも大きいか否かが判別される。K>1.0の
とき、即ちリッチ混合気を燃焼すべきときにはステップ
122に進んで図7(C)に示すマップから求められた
排気ガス温Tが一定値T0 (図8(A))よりも高いか
否かが判別される。T>T0 のときにはステップ123
に進んで図8(A)に示す関係からf(T)が算出さ
れ、次いでステップ124に進んで図8(B)に示す関
係からf(K)が算出される。次いでステップ125で
は単位時間当りのSOx 放出量SOXD(=k2 ・f
(T)・f(K))が算出され、次いでステップ126
ではSOx 吸収量SOXAが零とされる。次いでステッ
プ129に進む。[0034] Based on the step 118 following equation continues to step 117 is absorbed in the NO x absorbent 18 NO x
The quantity ΣNOX is calculated. ΣNOX = ΣNOX + NOXA−Kf · NOXD Next, at step 119, it is determined whether or not the NO x amount ΣNOX has become negative. In step 121, it is determined whether the correction coefficient K is larger than 1.0. When K> 1.0, that is, when the rich air-fuel mixture is to be burned, the routine proceeds to step 122, where the exhaust gas temperature T obtained from the map shown in FIG. 7C is a constant value T 0 (FIG. 8A). Is determined. When T> T 0 , step 123
Then, f (T) is calculated from the relationship shown in FIG. 8A, and then the process proceeds to step 124, where f (K) is calculated from the relationship shown in FIG. 8B. Next, at step 125, the SO x release amount SOXD per unit time (= k 2 · f)
(T) · f (K)) is calculated, and then step 126
In this case, the SO x absorption amount SOXA is set to zero. Next, the routine proceeds to step 129.
【0035】一方、ステップ121においてK≦1.0
と判断されたとき、又はステップ122においてT≦T
0 と判断されたときにはステップ127に進んで単位時
間当り吸収されるSOx 吸収量SOXA(=k1 ・TA
U・N)が算出される。次いでステップ128において
SOx 放出量SOXDが零とされ、次いでステップ12
9に進む。ステップ129では次式に基いてSOx 量Σ
SOXが算出される。On the other hand, in step 121, K ≦ 1.0
Is determined, or in step 122, T ≦ T
When it is determined to be 0 , the process proceeds to step 127, where the SO x absorption amount SOXA (= k 1 · TA) absorbed per unit time.
U · N) is calculated. Release of SO x amount SOXD in step 128 and then is made zero, then step 12
Go to 9. In step 129, the SO x amount いて is calculated based on the following equation.
SOX is calculated.
【0036】ΣSOX=ΣSOX+SOXA−SOXD 次いでステップ130ではSOx 量ΣSOXが負になっ
たか否かが判別され、ΣSOX<0になったときにはス
テップ131においてΣSOXを零にした後ステップ1
32に進む。ステップ132では次式に基いて許容値M
AXが算出される。ΣSOX = ΣSOX + SOXA-SOXD Next, at step 130, it is determined whether or not the SO x amount ΣSOX has become negative.
Go to 32. In step 132, the allowable value M is calculated based on the following equation.
AX is calculated.
【0037】MAX=MAX0 −ΣSOX−α 一方、ステップ101においてΣNOX>MAXである
と判別されたときにはステップ102に進んでNOx 放
出フラグがセットされる。次いでステップ103からス
テップ109に進んで補正係数Kが一定値KKとされ
る。この一定値KKは混合気の空燃比が11から13程
度のリッチ混合気となる1.1から1.3程度の値であ
る。次いでステップ110ではNOx 量ΣNOXが零又
は負になったか否かが判別される。ΣNOX>0のとき
にはステップ112にジャンプする。これに対してΣN
OX≦0になるとステップ111に進んでNOx 放出フ
ラグがリセットされ、次いでステップ112に進む。従
ってΣNOX>MAXになるとΣNOX≦0となるまで
混合気がリッチ(K=KK)とされる。Meanwhile MAX = MAX 0 -ΣSOX-α, when it is judged that .SIGMA.NOX> MAX in step 101 is set the NO x releasing flag proceeds to step 102. Next, the routine proceeds from step 103 to step 109, where the correction coefficient K is set to a constant value KK. This constant value KK is a value of about 1.1 to 1.3 at which the air-fuel ratio of the mixture becomes a rich mixture of about 11 to 13. Then whether step 110 NO x amount ΣNOX has become zero or negative is determined. When ΣNOX> 0, the routine jumps to step 112. On the other hand, ΣN
When OX ≦ 0, the routine proceeds to step 111, where the NO x release flag is reset, and then proceeds to step 112. Therefore, when ΣNOX> MAX, the mixture is made rich (K = KK) until ΣNOX ≦ 0.
【0038】なお、これまで述べた実施例ではΣNOX
>MAXとなったらただちにNOxの放出作用を行うよ
うにしているがΣNOX>MAXとなりかつ他の予め定
められた条件が全て成立したときにNOx 放出のための
空燃比の切換許可を出すようにしてもよい。It should be noted that in the embodiment described so far, ΣNOX
> So that it is to perform the action of releasing immediately NO x When a MAX issue switching換許friendly fuel ratio for the NO x releasing when all met becomes and other predetermined conditions .SIGMA.NOX> MAX It may be.
【0039】[0039]
【発明の効果】NOx 吸収剤のNOx 吸収能力が低下し
た場合であってもNOx 吸収剤が飽和する前にNOx 吸
収剤からNOx を放出するための空燃比の切換許可を出
すことができる。Issues a switching換許friendly fuel ratio to release the NO x from the NO x absorbent before the NO x absorbent is saturated even when the absorption of NO x capacity of the NO x absorbent according to the present invention was reduced be able to.
【図1】内燃機関の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine.
【図2】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a map of a basic fuel injection time.
【図3】補正係数Kを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correction coefficient K;
【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。FIG. 4 shows unburned HC and C in exhaust gas discharged from the engine.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the concentrations of O and oxygen.
【図5】NOx の吸放出作用を説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining a NO x absorption / release effect.
【図6】NOx 吸収量NOXA等を示す図である。6 is a diagram showing the absorption of NO x amount NOXA like.
【図7】NOx 吸収量NOXD等を示す図である。7 is a diagram showing the absorption of NO x amount NOXD like.
【図8】SOx 放出率を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an SO x release rate.
【図9】空燃比制御のタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart of air-fuel ratio control.
【図10】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing air-fuel ratio control.
【図11】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing air-fuel ratio control.
【図12】空燃比制御を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing air-fuel ratio control.
16…排気管 18…NOx 吸収剤16 ... exhaust pipe 18 ... NO x absorbent
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−302508(JP,A) 国際公開93/25806(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 F02D 41/02 330 F01N 3/24 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-5-302508 (JP, A) WO 93/25806 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08 F02D 41/02 330 F01N 3/24
Claims (1)
きにはNOx を吸収し、流入する排気ガスの空燃比が理
論空燃比又はリッチのときには吸収したNOx を放出す
るNOx 吸収剤を機関排気通路内に配置した内燃機関に
おいて、NOx 吸収剤に吸収されたNOx 量を推定する
NOx 量推定手段と、該NOx 量推定手段により推定さ
れたNOx 量が許容値を越えたときにNOx 吸収剤に流
入する排気ガスの空燃比をリーンから理論空燃比又はリ
ッチに一時的に切換えることを許可する空燃比切換許可
手段と、排気ガス中のSO x の吸収により次第に低下す
るNOx 吸収剤のNOx 吸収容量を推定するNOx 吸収
容量推定手段とを具備し、該NOx 吸収容量推定手段に
より推定されたNOx 吸収容量が減少するほど上記許容
値を小さくするようにした内燃機関の排気浄化装置。1. A absorbs NO x when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, the engine and the NO x absorbent air-fuel ratio of the exhaust gas to release the NO x absorbed when the stoichiometric air-fuel ratio or rich flowing in an internal combustion engine disposed in the exhaust passage, and the amount of NO x estimating means for estimating the amount of NO x absorbed in the NO x absorbent, the amount of NO x estimated by the amount of NO x estimating means exceeds the allowable value to decrease gradually and the air-fuel ratio switching換許friendly means for permitting the temporarily switched that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NO x absorbent from lean to stoichiometric or rich, the absorption of the sO x in the exhaust gas when
Comprising the absorption of NO x capacity estimation means for estimating the NO x absorption of NO x capacity of the absorbent that, as the absorption of NO x capacity estimated by the absorption of NO x capacity estimation means to reduce the allowable value enough to reduce Exhaust purification device for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33432593A JP3186393B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33432593A JP3186393B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07189659A JPH07189659A (en) | 1995-07-28 |
JP3186393B2 true JP3186393B2 (en) | 2001-07-11 |
Family
ID=18276097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33432593A Expired - Lifetime JP3186393B2 (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3186393B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6698188B2 (en) | 2000-12-08 | 2004-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control apparatus of internal combustion engine |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33432593A patent/JP3186393B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07189659A (en) | 1995-07-28 |
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