WO1993025806A1 - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents

Description

明 細 書 内燃機関の排気浄化装置 技術分野

本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。 背景技術

ディーゼル機関において N0 _X を浄化するために機関排気通路を一 対の排気枝通路に分岐し、 これら排気枝通路の分岐部に切換弁を配 置し、 切換弁を一定期間経過する毎に切換えて排気ガスをいずれか —方の排気技通路内に交互に導びき、 各排気枝通路内に夫々 N 0 _X を 酸化吸収しう る触媒を配置したディーゼル機関が公知である （特開 昭 62— 106826号公報参照） 。 このディーゼル機閬では一方の排気枝 通路内に導びかれた排気ガス中の ΝΟ χ がその排気枝通路内に配置さ れた触媒に酸化吸収せしめられる。 この間、 他方の排気技通路への 排気ガスの流入が停止せしめられると共にこの排気枝通路内には気 体状の還元剤が供給され、 この還元剤によってこの排気技通路内に 配置された触媒に蓄積されている Ν0 _Χ が還元せしめられる。 次いで

—定期間経過すると切換弁の切換作用によってそれまで排気ガスが 導びかれていた排気枝通路への排気ガスの導入が停止され、 それま で排気ガスの導入が停止されていた排気技通路への排気ガスの導入 が再開される。 即ち、 このディーゼル機関では各排気枝通路につい てみると一定期間排気ガスが流通せしめられてこの間に排気ガス中 の Ν0 _Χ が触媒に酸化吸収せしめられ、 次いで一定期間排気ガスの流 入が停止せしめられると共に還元剤が供給されて触媒に蓄積されて いた Ν 0 _Χ が還元せしめられる。 しかしながら機関から排出される N0_X の量は機関の運転状態によ り変化し、 従って排気ガスが流通せしめられている一定期間内に触 媒に酸化吸収される N0_X 量はその間の機関の運転状態により変化す る。 従って多量の N0_X が排出される機関の運転状態が続行した場合 には排気ガスが流通せしめられている一定期間内に触媒の Ν0_Χ 酸化 吸収能力が飽和してしまい、 斯く して Ν0_Χ を触媒に酸化吸収しえな く なつてしまうので Ν0_Χ が大気中に放出されるという問題を生じる。 これに対して Ν0_Χ の排出量が少ない機関の運転状態が続行した場 合には排気ガスが流通せしめられている一定期間内には少量の Ν0_Χ しか触媒に酸化吸収されない。 従ってこの場合には排気ガスの流入 が停止されて還元剤が供給されたときに一部の還元剤しか Ν0_Χ の還 元のために使用されないで還元剤が余剰となり、 この余剰の還元剤 が大気中に放出されるという問題を生ずる。 発明の開示

本発明の目的は機関から排出される Ν0_Χ 量の大小にかかわらずに 大気中に放出される有害成分を良好に低減するこ とのできる排気浄 化装置を提供することにある。

本発明によれば、 流入する排気ガスの空燃比がリーンであるとき に Ν0_Χ を吸収し、 流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させると吸 収した ΝΟχ を放出する Ν0_Χ 吸収剤を機関排気通路内に配置し、 Ν0_Χ 吸収剤に吸収されている Ν0_Χ 量を推定する ΝΟχ 量推定手段と、 Ν0_Χ 量推定手段により Ν0_Χ 吸収剤に吸収されていると推定された Ν0_Χ 量 が予め定められた許容量を越えたときに Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気 ガス中の酸素濃度を低下されて ΝΟχ 吸収剤から Ν0_Χ を放出させる Ν0_Χ 放出手段とを具備した内燃機関の排気浄化装置が提供される。 図面の簡単な説明

第 1図は内燃機関の全体図、 第 2図は基本燃料噴射時間のマップ を示す図、 第 3図は補正係数 Kを示す図、 第 4図は機関から排出さ れる排気ガス中の未燃 HC， COおよび酸素の濃度を概略的に示す線図、 第 5図は N0_X の吸放出作用を説明するための図、 第 6図は機関から 排出される N0_X 量を示す図、 第 7図は N0_X 吸収剤の N0_X 吸収容量を 示す線図、 第 8図は N0_X の放出特性を示す図、 第 9図は補正係数 k の変化を示す図、 第 10図は、 C , , C ₂ , a, ^を示す線図、 第 11 闵は排気ガス温 Tのマップを示す図、 第 12図および第 13図は時間割 込みルーチンを示すフローチャー ト、 第 14図は燃料噴射時間 TAUを 算出するためのフローチャー ト、 第 15図および第 16囡は別の実施例 の時間割込みルーチンを示すフローチャー ト、 第 17図から第 19図は 別の実施例の燃料噴射時間 TAUを算出するためのフローチャー ト、 第 20図は補正係数 K _t を示す線図、 第 21図は別の実施例を示す内燃 機関の全体図、 第 22図は更に別の実施例を示すディ一ゼル機関の全 体図、 第 23図は機関から排出される ΝΟχ 量を示す図、 第 24図は Ν0_Χ 吸収剤の Ν0_Χ 吸収特性を示す線図、 第 25図は Ν0_Χ 吸収剤内に残存す る Ν0_Χ の残存率を示す線図、 第 26図は Ν0_Χ 放出制御を示すフローチ ヤー ト、 第 27図は更に別の実施例を示すディーゼル機関の全体図、 第 28図から第 30図は Ν0_Χ 放出制御を示すフローチャー トである。 発明を実施するための最良の形態

第 1図は本発明をガソ リ ン機関に適用した場合を示している。

第 1図を参照すると、 1 は機閬本体、 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 は排気マ二ホル ド 15および排気管 16を介して N0 _X 吸収剤 17を内蔵したケ一シ ング 18 に接続される。

電子制御ュニ 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、 入力ポ一 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が取付けられ、 この圧力セ ンサ 19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、 スロ ッ トル弁 14にはスロ ッ ト ル弁 14がア イ ド リ ング開度であるこ とを検出するア イ ドルス ィ ツチ 20が取付けられ、 このアイ ドルス ィ ツチ 20の出力信号が入力ポ 一ト 35に入力される。

一方、 ク ラ ンク シャ フ ト 21には変速機、 例えば自動変速機 22が連 結されている。 この自動変速機 22には変速ギア位置を検出するため のギア位置検出器 23と、 車速を検出するための車速セ ンサ 24とが取 付けられており、 これらギア位置検出器 23と車速セ ンサ 24の出力信 号が入力ポー ト 35に入力される。 また、 ケーシ ング 18上流の排気管 16内には排気ガス温に比例した出力電圧を発生する温度センサ 25が 取付けられ、 こ の温度セ ンサ 25の出力電圧が 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 26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。

第 1 図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 = 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、 サージタ ンク 10内の絶対圧 PMおよび機関回転数 Nの関数として第 2図に示すよう なマ ッ プの形で予め R0M32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 つて 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、 Κ〉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。

この補正係数 Κの値はサージタンク 10内の絶対圧 ΡΜおよび機関回 転数 Νに対して予め定められており、 第 3図はこの補正係数 Κの値 の一実施例を示している。 第 3図に示される実施例ではサージタ ン ク 10内の絶対圧 ΡΜが比較的低い領域、 即ち機関低中負荷運転領域で は補正係数 Κの値が 1.0より も小さい値とされ、 従ってこ のときに は機閩シリ ンダ内に供給される混合気の空燃比がリーンとされる。 一方、 サージタ ンク 10内の絶対圧 ΡΜが比較的高い領域、 即ち機関高 負荷運転領域では補正係数 Κの値が 1.0とされ、 従ってこのときに は機関シリ ンダ内に供給される混合気の空燃比が理論空燃比とされ る。 また、 サージタ ンク 10内の絶対圧 ΡΜが最も高く なる領域、 即ち 機関全負荷運転領域では補正係数 Κの値は 1.0より も大きな値とさ れ、 従ってこ のときには機関シリ ンダ内に供給される混合気の空燃 比がリ ツチとされる。 内燃機関では通常、 低中負荷運転される頻度 が最も高く 、 従って運転期間中の大部分においてリ 一ン混合気が燃 焼せしめられる こ とになる。

第 4図は燃焼室 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。 第 4図からわかるよう 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 ツ 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 0₂ 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。

ケ一シ ング 18内に収容されている N0_X 吸収剤 17は例えばアルミナ を担体と し、 この担体上に例えば力 リ ウム K、 ナ ト リ ウム Na、 リ チ ゥ ム L i、 セ シウ ム Csのよ う なアルカ リ金属、 ノ、'リ ウム Ba、 カルシゥ 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 ΝΟχ 吸収剤 17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 Ν0_Χ 吸収剤 17への 流入排気ガスの空燃比と称する とこの Ν0_Χ 吸収剤 17は流入排気ガス の空燃比がリ ー ンのときには Ν0_Χ 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 Ν0_Χ を放出する ΝΟχ の吸放出作用を行う。 なお、 ΝΟχ 吸収剤 17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 Ν0_Χ 吸収剤 17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 Ν0_Χ 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 Ν0_Χ を放出するこ とになる。

上述の Ν0_Χ 吸収剤 17を機関排気通路内に配置すればこ の Ν0_Χ 吸収 剤 17は実際に Ν0_Χ の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメ 力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 放出作用は第 5図に示すようなメ 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 ゥム 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。

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、 第 5図 （ A ) に示されるようにこれら酸素 0₂ が 0₂ - 又は 0²-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 0₂ - 又は 0²—と反応し、 N0₂ となる （ 2 N0+ O ₂ → 2 N0₂) _o 次いで生成された N0₂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 ゥム BaOと結合 しながら第 5図 （ A ) に示されるように硝酸イオン N0₃- の形で吸 収剤内に拡散する。 このようにして N0_X が N0_X 吸収剤 17内に吸収さ れる。

流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金 Ptの表面で N0₂が生成 され、 吸収剤の ΝΟχ 吸収能力が飽和しない限り Ν0₂が吸収剤内に吸 収されて硝酸イ オン Ν0₃- 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 Ν0₂の生成量が低下すると反応が逆方向 (Ν0₃- →Ν0₂)に進み、 斯く して吸収剤内の硝酸イオ ン Ν0₃- が Ν0₂ 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 Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ が放出されるこ とになる。 第 4図 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 Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ が放出されるこ とになる。

一方、 このとき燃焼室 3内に供給される混合気がリ ツチにされて 流入排気ガスの空燃比がリ ツチになると第 4図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 0₂ - 又は O ^z—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 ツ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 ₂が放出され、 この N0₂は第 5図 ( 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 N0₂が存在しな く なると吸収剤か ら次から次へと N0₂が放出される。 従って流入排気ガスの空燃比を リ ツチにすると短時間のう ちに ΝΟχ 吸収剤 Πから Ν0_Χ が放出される ことになる。

即ち、 流入排気ガスの空燃比をリ ツチにするとまず初めに未燃 HC, COが白金 Pt上の 0₂ ― 又は 0 ^z—とただちに反応して酸化せしめられ、 次いで白金 Pt上の 0₂ - 又は 0²-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 N0_X お よび機関から排出された ΝΟχ が還元せしめられる。 従って流入排気 ガスの空燃比をリ ツチにすれば短時間のう ちに Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収 されている Ν0_Χ が放出され、 しかもこの放出された ΝΟχ が還元され るために大気中に Ν0_Χ 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、 Ν0_Χ 吸収剤 17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 Ν0_Χ 吸収剤 17から放出さ れた Ν0_Χ 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 ΝΟχ 吸収剤 Πから Ν0_Χ が徐々にしか放 出されないために Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている全 Ν0_Χ を放出させ るには若干長い時間を要する。

ところで前述したように流入排気ガスの空燃比のリーンの度合を 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 Ν0_Χ 吸 収剤 17から Ν0_Χ が放出される。 従って Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ を放出 させるには流入排気ガス中の酸素濃度を低下させればよいことにな る。 ただし、 N0_X 吸収剤 17から ΝΟχ が放出されても流入排気ガスの 空燃比がリ ー ンであると Ν0_Χ 吸収剤 Πにおいて Ν0_Χ が還元されず、 従ってこの場合には Ν0_Χ 吸収剤 17の下流に Ν0_Χ を還元しう る触媒を 設けるか、 或いは Ν0_Χ 吸収剤 17の下流に還元剤を供給する必要があ る。 むろんこのように ΝΟχ 吸収剤 17の下流において Ν0_Χ を還元する ことは可能であるがそれより もむしろ Ν0_Χ 吸収剤 17において Ν0_Χ を 還元する方が好ましい。 従って本発明による実施例では Ν0_Χ 吸収剤 Πから Ν0_Χ を放出すべきときには流入排気ガスの空燃比がリ ッチに され、 それによつて ΝΟχ 吸収剤 17から放出された Ν0_Χ を Ν0_Χ 吸収剤 17において還元するようにしている。

ところで本発明による実施例では上述したように全負荷運転時に は燃焼室 3内に供給される混合気がリ ツチとされ、 また高負荷運転 時には混合気が理論空燃比とされるので全負荷運転時および高負荷 運転時に Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ が放出されることになる。 しかしな がらこのような全負荷運転或いは高負荷運転が行われる頻度が少な ければ全食荷運転時および高負荷運転時にのみ Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ が放出されたとしてもリーン混合気が燃焼せしめられている間に ΝΟχ 吸収剤 17による Ν0_Χ の吸収能力が飽和してしまい、 斯く して ΝΟχ 吸 収剤 17により Ν0_Χ を吸収できな く なってしまう。 従って本発明によ る実施例ではリーン混合気が継続して燃焼せしめられているときに は周期的に燃焼室 3内に供給される混合気がリ ツチとされ、 この間 に Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ を放出させるようにしている。

ところでこの場合、 燃焼室 3内に供給される混合気がリ ツチにさ れる周期が長いとリー ン混合気の燃焼が行われている間に Ν0_Χ 吸収 剤 17の Ν0_Χ 吸収能力が飽和してしまい、 斯く して Ν0_Χ を Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収し'えな く なるために Ν0_Χ が大気に放出されてしまう という 問題を生じる。 これに対して機関から排出される Ν0_Χ 量が多い機関 運転状態が継続した場合であっても N0_X 吸収剤 17の N0_X 吸収能力が 飽和する前に N0_X 吸収剤 17から N0_X を放出しう るように混合気がリ ツチにされる周期を短かくすると今度は'燃料消費量が増大してしま う という問題を生じる。

そこで本発明では N0_X 吸収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量を求め、 ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量が予め定められた許容量を越 えたときに混合気をリ ツチにするよう にしている。 このよう に Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量が予め定められた許容量を越えた ときに混合気をリ ッチにすると Ν0_Χ 吸収剤 17の Ν0_Χ 吸収能力が飽和 することがないので Ν0_Χ が大気に放出されることがな く なり、 また 混合気をリ ツチにする頻度も少な くすることができるので燃料消費 量が増大するのを抑制する こ とができるこ とになる。

ところで Ν0_Κ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量を求める場合にお いて Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量を直接求めるこ とは困難 である。 そこで本発明では機関から排出された排気ガス中の Ν0_Χ 量 から Ν0_Χ 吸収剤 17内に吸収された Ν0_Χ 量を推定するようにしている。 即ち、 機関回転数 Νが高く なるほど機関から単時間当り排出される 排気ガス量が増大するので機関回転数 Νが高く なるにつれて機関か ら単位時間当り排出される Ν0_Χ 量は増大する。 また、 機関負荷が高 く なるほど、 即ちサージタ ンク 10内の絶対圧 ΡΜが高く なるほど各燃 焼室 3から排出される排気ガス量が増大し、 しかも燃焼温度が高く なるので機関食荷が高く なるほど、 即ちサージタ ンク 10内の絶対圧 ΡΜが高く なるほど機関から単位時間当り排出される Ν0_Χ 量が増大す る。

第 6図 （ Α ) は実験により求められた単位時間当りに機関から排 出される Ν0_Χ 量と、 サージタ ンク 10内の絶対圧 ΡΜ、 機関回転数 Νと の関係を示しており、 第 6図 （Α ) において各曲線は同一 Ν0_Χ 量を 示している。 第 6図 （ A ) に示されるように単位時間当り機閬から 排出される N0_X 量はサージタ ンク 10内の絶対圧 PMが高く なるほど多 く なり、 機関回転数 Nが高く なるほど多く なる。 なお、 第 6図 （ A ) に示される ΝΟχ 量は第 6図 （ Β ) に示すようなマップの形で予め

R0M32内に記憶されている。

一方、 第 7図は Ν0_Χ 吸収剤 Πが吸収しう る Ν0_Χ の吸収容量 N0_X CAP と、 ΝΟχ 吸収剤 17の温度を代表する排気ガス温 Τとの関係を示して いる。 Ν0_Χ 吸収剤 17の温度が低く なると、 即ち排気ガス温 Τが低く なると Ν0_Χ の酸化作用 （ 2 Ν0+ Ο ₂ → 2 Ν0₂)が弱まるために Ν0_Χ 吸 収容量 N0_X CAP が低下し、 また N0_X 吸収剤 17の温度が高く なると、 即ち排気ガス温 Tが高く なると N0_X 吸収剤 17に吸収されていた ΝΟχ が分解して自然放出するために Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP は小さ く なる。 従って N0_X 吸収容量 N0_X CAP は排気ガス温 Tがほぼ 300°Cからほぼ

500 の間で大き く なる。

一方、 第 8図は NO ¾収剤 17に流入する排気ガスの空燃比をリー ンからリ ツチに切換えたときに ΝΟχ 吸収剤 17から放出される Ν0_Χ 量 の実験結果を示している。 なお、 第 8図において実線は ΝΟχ 吸収剤 17の温度、 即ち排気ガス温 Τが高いときを示しており、 破線は Ν0_Χ 吸収剤 17の温度、 即ち排気ガス温 Τが低いときを示している。 ΝΟχ 吸収剤 17内における Ν0_Χ の分解速度は Ν0_Χ 吸収剤 17の温度が高く な るほど速く なる。 従って第 8図の実線で示されるように Ν0_Χ 吸収剤 17の温度が高いときには、 即ち排気ガス温 Τが高いときには多量の ΝΟχ が短時間のう ちに Ν0_Χ 吸収剤 17から放出され、 Ν0_Χ 吸収剤 17の 温度、 即ち排気ガス温 Τが低いときには第 8図において破線で示さ れるように少量の Ν0_Χ が長期間に亘つて Ν0_Χ 吸収剤 17から放出され 続ける。 即ち、 排気ガス温 Τが高く なるほど単位時間当り Ν0_Χ 吸収 剤 17から放出される Ν0_Χ 量が増大し、 Ν0_Χ の放出時間が短かく なる こ とがわかる。

ところで機関から排出される未燃 HC, COの量が N0_X 吸収剤 17から 放出された全 N0_X を還元しう る量より も少ないときには一部の N0_X は還元される こ とな く大気中に放出され、 これに対して機関から排 出される未燃 HC, COの量が N0_X 吸収剤 17から放出された全 N0_X を還 元しう る量より も多いときには余剰の未燃 HC, COが大気中に放出さ れる。 従って N0_X および未燃 HC, COが大気中に放出されるのを阻止 するためには N0_X 吸収剤 17から放出された N0_X を還元するのに丁度 必要な量の未燃 H COを機関から排出させる こ とが必要となり、 そ のためには第 8図に示す曲線に対応して未燃 HC， COの量を増大させ る こ とが必要となる。

ところで前述したように機閔から排出される未燃 HC, COの量は燃 焼室 3内に供給される混合気のリ ツチの度合に比例している。 従つ て本発明による実施例では第 9図に示されるように基本燃料噴射時 間 TPに対する補正係数 kの値、 即ち混合気のリ ツチの度合を第 8図 に示す N0_X 濃度の変化パターンにできるだけ近いパターンでもって 変化させるよう にしている。 なお、 こ こで補正係数 kは前述した補 正係数 Kとの間に K = 1 + kなる閬係があり、 従って k = 0のとき には混合気が理論空燃比となり、 k > 0 のときには混合気がリ ツチ となる。

第 9図において実線で示されるように N0_X 吸収剤 17から Ν0_Χ を放 出すべき ときには時間 Cが C , に達するまでは補正係数 kが単位時 間毎に ずつ上昇せしめられ、 次いで時間 Cが C i と C ₂ の間では 補正係数 kが一定に保持され、 次いで時間 Cが C ₂ を越える と補正 係数 kが単位時間毎に ずつ下降せしめられる。 これら o , β , C , , C₂ の値は補正係数 kの変化パターンが第 8図において実線 で示される N0_X 濃度の変化パターンにできるだけ近く なるように定 められている。

一方、 N0_X 吸収剤 17の温度、 即ち排気ガス温 Tが低いときの補正 係数 kの変化パター ンも第 8図において破線で示される排気ガス温 Tが低いときの N0_X 濃度の変化パター ンにできるだけ近く なるよう に定められている。 この場合、 第 9図において補正係数 kの変化パ ターンを破線のようにするためには実線で示す変化パターンに比べ て な， /?を共に小さ く し、 かつ C , , C z を共に大き くすればよい ことがわかる。 即ち、 補正係数 kの変化パターンを第 8図に示す ΝΟχ 濃度の変化パターンに近ずけるには第 10図に示されるように排気ガ ス温 Τが高く なるにつれて or , )9を大き く し、 d , C z を小さ く すればよいことになる。 なお、 第 10図に示す C , ， C _z , a , βと 排気ガス温 Τとの関係は予め R0M32内に記憶されている。

なお、 本発明による実施例では排気ガス温 Τを検出するための温 度センサ 25が設けられており、 従ってこの温度センサ 25により検出 された排気ガス温 Τに基いて第 7図に示される ΝΟχ 吸収容量 N0_X CAP および第 10図に示される or , /5 , C , , C ₂ が決定される。 しかし ながら排気ガス温 Tはサージタ ンク 10内の絶対圧 PMおよび機関面転 数 Nから推定することができる。 従って温度センサ 25を設ける代り に排気ガス温 Tを第 11図に示すようなマップの形で予め R0M32内に 記憶しておき、 このマップから得られた排気ガス温 Tに基いて N0_X 吸収量 N0_X CAP および or , β , C , , C _z を決定することもできる。

次に第 12図から第 14図を参照しつつ N0_X 放出制御の第 1実施例に ついて説明する。

第 12図および第 13図は一定時間毎の割込みによつて実行される時 間割込みルーチ ンを示している。

第 12図および第 13図を参照するとまず初めにステップ 100におい て Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ を放出すべきであることを示す Ν0_Χ 放出フ ラグがセ ッ トされているか否かが判別される。 N0_X 放出フラグがセ ッ トされていないときにはステップ 101に進んで補正係数 が 1.0 より も小さいか否か、 即ち混合気をリーンにすべき運転状態である か否かが判別される。 K <1.0 のとき、 即ち混合気をリーンにすべ き運転状態のときにはステップ 102に進んでカウ ン ト値 Dが零とさ れ、 次いでステップ 103に進む。

ステ ップ 103では圧力セ ンサ 19により検出されたサージタ ンク 10 内の絶対圧 ΡΜおよび機関画転数 Νに基いて第 6図 （ Β ) に示すマツ プから単位時間当り機閬から排出される Ν0_Χ 量 Nijが算出される。 次いでステップ 104では Ν0_Χ 量 Nijに割込み時間間隔 Δ t を乗算し、 これらの積 Nij · Δ tが∑ N0_X に加算される。 積 Nij · Δ t は割込 み時間間隔 Δ t の間に機関から排出された N0_X 量を表しており、 こ のとき機関から排出された N0_X は N0_X 吸収剤 17に吸収されるので Σ ΝΟχ は Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量の推定値を表してい るこ とになる。

次いでステップ 105では温度センサ 25により検出された排気ガス 温 Τに基いて第 7図に示す関係から Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP が箕出さ れる。 次いでステップ 106では ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量の推定値∑ Ν0_Χ が Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP を越えたか否かが判別さ れる。 ∑ Οχ ≤ Ν0χ CAP のときには処理サイ クルを完了する。 この ときにはリーン混合気の燃焼が行われており、 機関から排出される ΝΟχ 力 Ν0_Χ 吸収剤 17内に吸収される。

一方、 ステップ 106において∑ N0_X >Ν0χ CAP である と判別され ると、 即ち N0_X 吸収剤 17の N0_X 吸収能力が飽和したと判断されると ステップ 107に進んで N0_X 放出フラグがセ ッ トされる。 次いでステ ップ 108では排気ガス温 Tに基いて第 10図に示す関係から C _t , C z , , /9が箕出され、 処理サイ クルを完了する。 Ν0_Χ 放出フ ラ グがセ ッ ト される と次の処理サイ クルではステ ップ 100からステ ツ プ 109に進み、 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 110ではカウ ン ト値 cが C » より も小さいか否かが判別 される。 C < C , のときにはステ ップ 111に進んで補正係数 kに α が加算される。 次いで処理サイ ク ルを完了する。 補正係数 kに対す る αの加算作用は C ^ C , となるまで継続して行われ、 従って第 9 図に示されるようにこの間補正係数 kの値は増大し続ける。

一方、 ステップ 110において C ^ C , になったと判断される とス テ ツプ 112に進んでカウ ン ト値 Cが C ₂ より も小さ く なつたか否か が判別され、 C < C₂ のときには処理サイ ク ルを完了する。 従って 第 9図に示されるよう に C ^ C ₂ となるまで補正係数 kが一定に保 持されることになる。

次いでステ ップ 112において C C ₂ になったと判断されたとき にはステップ 113に進んで補正係数 kから ^が減算される。 次いで ステップ 114では補正係数 kが零又は負になつたか否かが判別され、 k > 0のときには処理サイ クルを完了する。 従って第 9図に示され るように k ^ O となるまで補正係数 kが減少せしめられる。 なお、 後述するように k > 0になるとこの間燃焼室 3内に供給される混合 気がリ ツチとされ、 この間リ ツチの度合が第 9図に示すパターンで もつて変化せしめられる。

一方、 ステ ップ 114において k 0になったと判断されるとステ ップ 115に進んで N0_X 放出フラグがリ セ ッ ト される。 次いでステ ツ プ 116では∑N0_X が零とされる。 即ち、 このとき N0_X 吸収剤 17に吸 収されていた全 N0_X が放出されたと考えられるので N0_X 吸収剤 Πに 吸収されている N0_X の推定値∑N0_X が零とされる。 次いでステ ップ 117においてカウ ン ト値 Cおよび補正係数 kが零とされ、 処理サイ クルを完了する。 一方、 ステ ップ 101において k 1 . 0 であると判別されたとき、 即ち混合気をリ ッチ又は理論空燃比にすべき機関運転状態のときに はステップ 1 18に進んでカウ ン ト値 Dが 1 だけィ ンク リ メ ン 卜され る。 次いでステ ップ 1 19ではカウ ン ト値 Dが一定値 D。 より も大き く なつたか否かが判別される。 D > D。 になったときにはステ ップ 120に進んで∑N0 _X が零とされる。 即ち、 リ ツチ混合気或いは理論 空燃比の混合気の燃焼が一定時間継続したときには N0 _X 吸収剤 17か ら全 N 0 _X が放出されたと考えられるのでこのときには N0 _X 吸収剤 17 に吸収されている N 0 _X 量の推定値∑N0 _X が零とされる。

第 14図は燃料噴射時間 TAUの算出ルーチンを示しており、 このル 一チンは繰返し実行される。

第 14図を参照する とまず初めにステツプ 150において第 2図に示 すマ ツプから基本燃料噴射時間 TPが算出される。 次いでステツプ 151 では機関の運転状態に応じて定まる第 3図に示す補正係数 Kが算出 される。 次いでステップ 152では Ν Ο χ 放出フラグがセ ッ トされてい るか否かが判別され、 Ν0 _Χ 放出フラグがセ ッ トされていないときに はステップ 153に進んで補正係数 Κが K _t とされる。 次いでステ ツ プ 155では基本燃料噴射時間 T Pに K _t を乗算するこ とによって燃料 噴射時間 TAUが算出される。 従ってこのとき燃焼室 3 内に供給され る混合気は第 3図に示されるように機関の運転状態に応じてリ ーン、 理論空燃比又はリ ツチとされる。

一方、 ステップ 152において N0 _X 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 154に進んで K _t が第 12図および第 13闵に示すルーチンにより算出されている補正係数 k と 1 との和 ( k + 1 ) とされ、 次いでステップ 155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リ ッチとされ、 このとき リ ッチ の度合は第 9図に示すパターンでもって変化せしめられる。 第 15図から第 20図は第 2実施例を示している。 前述したように第 1実施例では N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値∑ N0_X が N0_X 吸収剤 17の Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP を越えると燃焼室 3内に供 給される混合気の空燃比がリーンからリ ツチに切換えられて N0_X 吸 収剤 17から N0_X が放出されるが更に機関高負荷運転時および機関全 負荷運転時にも N0_X 吸収剤 17からの N0_X の放出作用が行われる。 第 2実施例においては機関高負荷運転時および機関全負荷運転時以外 の機関運転状態においても混合気がリ ツチにされて N0_X 吸収剤 17か らの N0_X 放出作用が行われ、 このとき N0_X 吸収剤 17に吸収されてい た全 N0_X が放出されたと考えられるときには N0_X 吸収剤 17に吸収さ れている N0_X 量の推定値∑ N0_X が零とされる。

即ち、 第 1実施例では第 3図からわかるように機関負荷が低負荷 領域内で増大せしめられる加速運転が行われたときには、 即ち緩加 速運転が行われたときには混合気がリ ーンに維持されており、 機関 負荷が低負荷から高負荷になる加速運転が行なわれたときには、 即 ち急加速運転が行われたときには混合気がリーンから理論空燃比に 切換えられる。 これに対して第 2実施例では急加速運転時には良好 な加速運転を確保するために混合気が加速の度合に応じたリ ッチ混 合気とされ、 このときに N0_X の放出作用が行われる。

また、 自動変速機 22においてシフ トダウ ンが行われたときには機 関回転数が増大するがこのとき機関面転数の増大に遅れがあるとシ フ トダウ ンが行われたときに トルク ショ ックが発生する。 そこで第 2実施例ではシフ トダウ ンが行われたときに混合気をリ ツチにして 機関回転数をただちに上昇させ、 それによつて トルク ショ ックが発 生するのを阻止するようにしている。 このときにも N0_X の放出作用 が行われる。

また、 第 1実施例では N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X の推定 値 Σ ΝΟχ が第 7図に示される Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP に達したときに 混合気がリーンからリ ツチに切換えられて N0_X の放出作用が行われ るが第 2実施例においては N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X の推 定値∑ N0_X が第 7図に示される N0_X 吸収容量 N0_X CAP の 70%に達し たときに混合気がリーンからリ ツチに切換えられて N0_X の放出作用 が ί亍われる。

また、 第 2実施例においてはス口 ッ トル弁 14がァイ ドリ ング開度 となるアイ ドリ ング運転時および減速運転時には燃焼室 3内に供給 される混合気の空燃比が理論空燃比とされる。 ところで Ν0_Χ を放出 させるために混合気をリ ツチにするときには混合気の空燃比をリー ンと リ ツチとの間で切換えるより も混合気の空燃比を理論空燃比と リ ツチとの間で切換える方が燃料消費量が少なくてすみ、 しかも ト ルクの変動が少な く なる。 従って第 2実施例では混合気の空燃比を 理論空燃比からリ ツチに切換えることによって Ν0_Χ を放出させる機 会を増大するために Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量の推定値 ∑ ΝΟχ が第 7図に示される Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP の 30%を越えてい る場合にはスロ ッ トル弁 14がァィ ドリ ング開度になつたときに混合 気を一時的にリ ツチにして N0_X の放出作用を行うようにしている。 この場合、 Ν0_Χ の放出作用が完了すれば混合気が理論空燃比に維持 される。

次に第 15図から第 19図を参照しつつ Ν0_Χ 放出制御の第 2実施例に ついて説明する。

第 15図および第 16図は一定時間毎の割込みによつて実行される時 間割込みルーチンを示している。

第 15図および第 16図を参照するとまず初めにステップ 200におい て Ν0_Χ 吸収剤 17から Ν0_Χ を放出すべきであることを示す ΝΟχ 放出フ ラグがセ ッ トされているか否かが判別される。 Ν0_Χ 放出フラグがセ ッ 卜されていないときにはステップ 201に進んで補正係数 が 1.0 より も小さいか否か、 即ち混合気をリーンにすべき運転状態である か否かが判別される。 K < 1.0 のとき、 即ち混合気をリ ーンにすべ き運転状態のときにはステップ 202に進む。

ステップ 202では圧力センサ 19により検出されたサージタ ンク 10 内の絶対圧 ΡΜおよび機関画転数 Νに基いて第 6図 （ Β ) に示すマツ プから単位時間当り機関から排出される Ν0_Χ 量 Nijが箕出される。 次いでステップ 203では N0_X 量 Nijに割込み時間間隔 Δ t を乗算し、 これらの積 Nij · 厶 tが∑ N0_X に加箕される。 この∑ N0_X は前述し たように ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量の推定値を表わして いる。 次いでステップ 204では Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Ν0_Χ 量の推定値∑ Ν0_Χ が第 7図に示す Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP の 30%であ る 30% CAPより も大きいか否かが判別される。 Σ ΝΟχ ≤30 CAPの ときにはステップ 205に進んで許可フラグがリセ ッ トされ、 次いで 処理サイ クルを完了する。 これに対して∑ N0_X >30% CAPのときに はステップ 206に進んで許可フラグがセ ッ トされ、 次いでステップ 207に進む。

ステ ップ 207では N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値 ∑ ΝΟχ が第 7図に示す Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP の 70%である 70% CAP を越えたか否かが判別される。 ∑ N0_X ≤70 CAPのときには処理サ ィ クルを完了する。

一方、 ステップ 207において∑N0_X >70% CAPであると判別され ると、 即ち N0_X 吸収剤 17に N0_X 吸収能力の 70%以上の N0_X が吸収さ れていると判断されるとステツプ 208に進んで ΝΟχ 放出フラグがセ ッ トされる。 次いでステップ 209では排気ガス温 Τに基いて第 10図 に示す閲係から C , , C z , a, ^が箕出され、 処理サイ クルを完 了する。 N,0_X 放出フラグがセ ッ トされると次の処理サイ クルではス テ ツプ 200からステ ップ 210に進み、 カウ ン ト値 C力く 1 だけイ ンク リ メ ン トされる。 次いでステ ップ 211ではカウ ン ト値 Cが C , より も小さいか否かが判別される。 C C ! のときにはステップ 212に 進んで補正係数 kに o が加算される。 次いで処理サイ クルを完了す る。 補正係数 kに対する orの加算作用は C ≥ C , となるまで継続し て行われ、 従って第 9図に示されるようにこの間補正係数 kの値は 増大し続ける。

一方、 ステ ップ 211において C ≥ C , になったと判断されるとス テ ップ 213に進んで力ゥ ン ト値 Cが C ₂ より も小さ く なつたか否か が判別され、 C < C ₂ のときには処理サイ クルを完了する。 従って 第 9図に示されるように C ≥ C ₂ となるまで補正係数 kが一定に保 持される。

次いでステップ 213において C ≥ C ₂ になったと判断されたとき にはステ ップ 214に進んで補正係数 kから） 5が減算される。 次いで ステツプ 215では補正係数 kが零又は食になつたか否かが判別され、 k > 0 のときには処理サイ クルを完了する。 従って第 9図に示され るように k ≤ 0 となるまで補正係数 kが減少せしめられる。 なお、 後述するように k > 0 になるとこの間燃焼室 3内に供給される混合 気がリ ッチとされ、 この間リ ッチの度合が第 9図に示すパターンで もって変化せしめられる。

一方、 ステップ 215において k 0 になったと判断される とステ ッブ 216に進んで N0_X 放出フラグがリ セ ッ ト される。 次いでステッ プ 217では∑ N0_X が零とされる。 即ち、 このとき N0_X 吸収剤 17に吸 収されていた全 ΝΟχ が放出されたと考えられるので Ν0_Χ 吸収剤 17に 吸収されている Ν0_Χ の推定値∑ N0_X が零とされる。 次いでステップ 218において力ゥ ン ト値 Cおよび補正係数 kが零とされ、 処理サイ クルを完了する。 一方、 ステ ップ 201において k ≥1.0 であると判別されたとき、 即ち混合気をリ ッチ又は理論空燃比にすべき機関運転状態のときに はステップ 219に進んで車速セ ンサ 24の出力信号から車速 Vが一定 値、 例えば 130km/ h以上であるか否かが判断される。 車速 Vが 130 km/ hを越えるような運転が行われると N0_X 吸収剤 17から N0_X が完 全に放出されるのでこのときにはステップ 221に進んで N0_X 吸収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量の推定値∑ N0_X が零とされる。 これに対 して V ≤ 130km/ hのときにはステップ 220に進んで k ≥ 1.0 とな つてから一定時間を経過したか否かが判別される。 一定時間経過し たときにはステップ 221に進んで∑ N0_X が零とされる。 即ち、 リ ッ チ混合気或いは理論空燃比の混合気の燃焼が一定時間継続したとき には N0_X 吸収剤 17から全 N0_X が放出されたと考えられるのでこのと きには N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値∑ N0_X が零と される。

第 17図から第 19図は燃料噴射時間 TAUの算出ルーチンを示してお り、 このルーチンは橾返し実行される。

第 17図から第 19図を参照するとまず初めにステップ 250において 第 2興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 251では機関の運転状態に応じて定まる第 3図に示す補正 係数 Kが算出される。 次いでステップ 252ではアイ ドルスィ ツチ 20 の出力信号に基いてス口 ッ トル弁 14がァィ ドリ ング開度であるか否 かが判別される。 スロ ッ トル弁 14がァイ ドリ ング開度でないときに はステップ 261に進んでリ ツチフラグがリ セ ッ トされ、 次いでステ ップ 262に進む。

ステップ 262では補正係数 が 1.0より も小さいか否かが判別さ れ、 K≥1.0 のとき、 即ち混合気の空燃比をリ ツチ又は理論空燃比 とすべきときにはステップ 268にジャ ンプする。 これに対して Κ≤ 1 . 0 のとき、 即ち混合気の空燃比をリ ーンにすべきときにはステ ツ プ 263に進んで現在のサ一ジタ ンク 10内の絶対圧 PMと前画の処理サ ィ クルにおいて検出されたサージタ ンク 10内の絶対圧 PM ,との圧力 差厶 PMが算出される。 次いでステ ップ 264では圧力差 Δ ΡΜが一定値 X 0 より も大きいか否か、 即ち急加速運転が行われているか否かが 判別され、 厶 PM X。 のとき、 即ち急加速運転が行われていないと きにはステ 'ンプ 268に進む。

ステップ 268ではギア位置検出器 23の出力信号に基いて自動変速 機 22のシフ トダウ ン作用が行われているか否かが判別され、 シフ ト ダゥ ン作用が行われていないときにはステ ップ 272にジヤ ンプする。 ステップ 272では N0_X 放出フラグがセ ッ トされているか否かが判別 され、 N0 _X 放出フラグがセ ッ トされていないときにはステップ 273 に進んで補正係数 Kが K _t とされる。 次いでステ ップ 275では基本 燃料噴射時間 TPに K _t を乗算するこ とによって燃料噴射時間 TAUが 箕出される。 従ってこのとき燃焼室 3 内に供給される混合気は第 3 図に示されるよう に機関の運転状態に応じてリ ーン、 理論空燃比又 はリ ツチとされる。

一方、 ステップ 274において ΝΟ χ 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 274に進んで K _t が第 15図および第 16図に示すルーチンにより箕出されている補正係数 k と 1 との和 ( k + 1 ) とされ、 次いでステップ 275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リ ッチとされ、 このとき リ ッチ の度合は第 9冈に示すパターンでもって変化せしめられる。

一方、 ステ ッフ。 252においてス口 ッ トル弁 14がァィ ドリ ング開度 であると判別されたときにはステップ 253に進んでリ ッチフラグが セ ッ トされているか否かが判別される。 リ ッチフラグがセ ッ ト され ていないときにはステップ 254に進んで許可フラグがセ ッ ト されて いるか否かが判別される。 許可フラグがセ ッ ト されているときには ステ ップ 255に進んでリ ツチフラグがセ ッ ト され、 次いでステ ップ 256において補正係数 K_t が 1.2とされる。 次いでステップ 275に 進む。 これに対して許可フラグがセ ッ トされていないときにはステ ップ 260に進んで補正係数 K_t が 1.0とされ、 次いでステ ップ 275 に進む。

従ってスロ ッ ドル弁 14がァイ ドリ ング開度になったときに許可フ ラグがセ ッ ト されていれば、 即ち ΝΟχ 吸収剤 17に Ν0_Χ 吸収容量

NOx CAP の 30%以上の N0_X が吸収されている ときには混合気がリ ッ チとされ、 このとき N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量が NOx 吸 収容量 N0_X CAP の 30%以下のときには混合気の空燃比が理論空燃比 とされる。

リ ツチフラグがセ ッ トされるとステップ 253からステップ 257に 進んでリ ツチフラグがセ ッ トされてから一定時間が経過したか否か が判別される。 一定時間が経過したときにはステップ 258に進んで リ ッチフラグがリ セ ッ トされ、 次いでステ ップ 259において N0_X 吸 収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量の推定値∑N0_X が零とされる。 次い でステップ 260において補正係数 K_t が 1.0とされる。 ステ ップ 259 において∑N0_X が零にされると第 15図および第 16図に示すルーチン において許可フラグがリ セ ッ トされるので次の処理サイ クルではス テツプ 253, 254を経てステップ 260に進む。 従って Ν0_Χ 吸収剤 17に 吸収されている Ν0_Χ 量の推定値∑N0_X が Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP の 30 %以上のときには混合気が一時的にリ ツチにされ、 次いで混合気の 空燃比が理論空燃比にされる。

一方、 ステ ップ 264において Δ PM > X。 である と判別されたとき、 即ち急加速運転時にはステップ 265に進んで第 20図に示す関係に基 き ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値∑N0_X から補正係 数 K_t が算出される。 第 20図に示されるように補正係数 K_t は 1.0 より も大き く、 またこの補正係数 K_t は推定値∑N0_X が大き く なる ほど大き く なる。 従って急加速運転が行われると混合気がリ ッチに される。 次いでステップ 266では厶 PM> X。 となってから一定時間 が経過したか否かが判別され、 一定時間が経過するとステップ 267 に進んで N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値 ΣΝΟχ が零 とされる。

一方、 ステップ 268において自動変速機 22においてシフ トダウ ン 作用が行われていると判断されたときにはステップ 269に進んで補 正係数 K_t が 1.2とされる。 従ってシフ トダウ ン作用が行われると ただちに混合気がリ ツチにされることがわかる。 次いでステツプ 270 ではシフ トダウ ン作用が開始されてから一定時間が経過したか否か が判別され、 一定時間を経過したときにはステップ 271に進んで N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値∑N0_X が零とされる。

なお、 Ν0_Χ を放出するために混合気が一定時間リ ツチにされると 各ステップ 259, 267, 271において ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されている ΝΟχ 量の推定値∑N0_X が零とされるがこのとき推定量∑N0_X を零と せず、 推定量∑Ν0_Χ を Ν0_Χ 吸収容量 N0_X CAP の 30%程度或いはそれ 以下とすることもできる。

第 21図は内燃機関の別の実施例を示している。 この実施例ではケ ージング 18の出口側が排気管 27を介して三元触媒 28を内蔵した触媒 コ ンバータ 29に連結されている。 この三元触媒 28はよ く知られてい るように空燃比が理論空燃比付近に維持されているときに CO, HCお よび N0_X に対して高い浄化効率を発揮するがこの三元触媒 28は空燃 比がある程度リ ッチになっているときでも N0_X に対して高い浄化効 率を有する。 第 21図に示す実施例ではこの特性を利用して N0_X を浄 化するた,めに N0_X 吸収剤 17の下流に三元触媒 28を設けている。 即ち、 前述したように N0_X 吸収剤 17から N0_X を放出すべく機関シ リ ンダ内に供給される混合気をリ ツチにすると ΝΟχ 吸収剤 17に吸収 されている Ν0_Χ が Ν0_Χ 吸収剤 17から急激に放出される。 このとき Ν0_Χ は放出時に還元されるが全ての Ν0_Χ が還元されない可能性がある。 しかしながら Ν0_Χ 吸収剤 17の下流に三元触媒 28を配置しておく と Ν0_Χ 放出時に還元されなかった Ν0_Χ は三元触媒 28により還元されること になる。 従って ΝΟχ 吸収剤 17の下流に三元触媒 28を配置するこ とに よって Ν0_Χ の浄化性能を一層向上することができることになる。

これまで述べた実施例では Ν0_Χ 吸収剤としてアル力 リ金属、 アル カ リ土類、 希土類から選ばれた少く とも一つと貴金属とをアルミナ 上に担持した ΝΟχ 吸収剤 17が用いられている。 しかしながらこのよ うな Ν0_Χ 吸収剤 17を用いる代りにアル力 リ土類と銅の複合酸化物、 即ち Ba— Cu— 0系の Ν0_Χ 吸収剤を用いることもできる。 このような アルカ リ土類と銅の複合酸化物としては例えば Mn0₂ · BaCu0₂を用い ることができ、 この場合、 白金 Pt或いはセリ ウム Ceを添加すること もできる。 この Mn0₂ · BaCu0₂系の N0_X 吸収剤では銅 Cuがこれまで述 ベた N0_X 吸収剤 17の白金 Ptと同様な触媒作用をなし、 空燃比がリー ンのときには銅 Cuにより N0_X が酸化されて （ 2 N0+ O ₂ → 2 0₂)硝 酸イ オン N0₃- の形で吸収剤内に拡散される。

一方、 空燃比をリ ツチにすれば同様に吸収剤から N0_X が放出され、 この N0_X は銅 Cuの触媒作用によって還元せしめられる。 しかしなが ら銅 Cuの N0_X 還元力は白金 Ptの N0_X 還元力に比べて弱く、 従って Ba 一 Cu— 0系の吸収剤を用いた場合にはこれまで述べた N0_X 吸収剤 17 に比べて ΝΟχ 放出時に還元されない Ν0_Χ 量が若干増大する。 従って Ba— Cu— 0系の吸収剤を用いた場合には第 21図に示されるように吸 収剤の下流に三元触媒 28を配置することが好ましい。

第 22図および第 27図は本発明をディーゼル機関に適用した場合を 示している。 なお、 第 22図および第 22図において第 1図と同様な構 成要素は同一の符号で示す。

ディーゼル機関では通常あらゆる運転状態において空気過剰率が 1 . 0以上、 即ち燃焼室 3内の混合気の平均空燃比がリ ーンの状態で 燃焼せしめられる。 従ってこのとき排出される N0_X は N0 _X 吸収剤 17 に吸収される。 一方、 ΝΟ χ 吸収剤 17から Ν0 _Χ を放出すべきときには ΝΟ χ 吸収剤 17上流の機関排気通路内に炭化水素が供給され、 それに よって Ν0_Χ 吸収剤 17への流入排気ガスの空燃比がリ ツチにされる。 第 22図を参照するとこの実施例ではアクセルペダ 50の踏み込み 量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ 51が設けられ、 この負 荷センサ 51の出力電圧は AD変換器 40を介して入力ポー ト 35に入力さ れる。 また、 この実施例では吸気ダク ト 12内に吸気遮断弁 52が配置 され、 この吸気遮断弁 52は負圧ダィ アフラム装置 53のダィ ァフラム 54に連結される。 負圧ダイ アフラム装置 53のダイアフラム食圧室 55 は電磁切換弁 56を介して大気又は負圧タ ンク 57に選択的に連結され、 一方、 電子制御ュニッ ト 30の出力ポー ト 36は対応する躯動画路 39を 介して電磁切換弁 56に接続される。 ダイァフラム室 55は通常大気に 開放されており、 このとき吸気遮断弁 52は第 22図に示されるように 全開位置に保持されている。

また、 排気管 16内には還元剤供給弁 58が配置されており、 この還 元剂供給弁 58は供給ポンプ 59を介して還元剤タンク 60に連結される。 電子制御ュニツ ト 30の出力ボー ト 36は夫々対応する駆動回路 39を介 して還元剤供給弁 58および供給ポンプ 59に接続される。 還元剤タ ン ク 60内にはガソ リ ン、 イ ソオクタ ン、 へキサン、 へブタ ン、 軽油、 灯油のような炭化水素、 或いは液体の状態で保存しう るブタ ン、 プ ロバンのような炭化水素が充塡されている。

第 22図に示すディーゼル機関においても機関から排出された排気 ガス中の N0_X 量から N0_X 吸収剤 17内に吸収された N0_X 量が推定され る。 即ち、 ディーゼル機関においても機関回転数 Nが高く なるほど 機関から単時間当り排出される排気ガス量が増大するので機閲回転 数 Nが高く なるにつれて機関から単位時間当り排出される N0_X 量は 増大する。 また、 機関負荷が高く なるほど、 即ちアクセルペダル 50 の踏込み量が増大するほど各燃焼室 3から排出される排気ガス量が 増大し、 しかも燃焼温度が高く なるので機関負荷が高く なるほど、 即ちァクセルペダル 50の踏込み量が増大するほど機関から単位時間 当り排出される N0_X 量が増大する。

第 23図 （ A ) は実験により求められた単位時間当りに機関から排 出される N0_X 量と、 アクセルペダル 50の踏込み量 Acc、 機関回転数 Nとの関係を示しており、 第 23図 （ A ) において各曲線は同一 ΝΟχ 量を示している。 第 23図 （ Α ) に示されるように単位時間当り機閲 から排出される Ν0_Χ 量はアクセルペダル 50の踏込み量 Accが増大す るほど多く なり、 機関画転数 Nが高く なるほど多く なる。 なお、 第 23図 ( A ) に示される N0_X 量は第 23図 ( B ) に示すようなマップの 形で予め R0M32内に記憶されている。

ディーゼル機関においては燃焼室 3内の混合気は空気過剰のもと で、 即ち平均空燃比がリーンの状態で燃焼せしめられており、 この とき機関から排出された N0_X は N0_X 吸収剤 17に吸収される。 第 24図 は N0_X 吸収剤 17への N0_X 吸収量と N0_X 吸収剤 17から流出した排気ガ ス中の ΝΟχ 濃度との関係を示している。 また、 第 24図において Ν0_Χ 吸収量 Αは Ν0_Χ 吸収剤 17が Ν0_Χ を良好に吸収しうる許容吸収限界量 を示している。

第 24図からわかるように Ν0_Χ 吸収量がほぼ許容吸収限界量 Αより も少ないときには排気ガス中の全 N0_X が N0_X 吸収剤 17に吸収され、 従ってこのとき N0_X 吸収剤 17から流出した排気ガス中の N0_X 濃度は 零となっている。 これに対して N0_X 吸収量が許容吸収限界量 Aを越 えると N0_X 吸収量が増大するにつれて N0_X 吸収率が徐々に低下し、 斯く して N0_X 吸収剤 17から流出した排気ガス中の N0_X 濃度が次第に 高く なる。 このときには N0_X 吸収剤 17に流入する排気ガス中の N0_X 量を H , ( = 1.0)とする とこの N0_X のう ちの ， Ζ Η ^- Κ ,)だけが ΝΟκ 吸収剤 17に吸収される こ とになる。

一方、 この実施例では減速運転が行われたときに Ν0_Χ の放出作用 が行われる。 即ち、 減速運転が行われる と切換弁 56の切換え作用に よってダイ ァフラム室 53が負圧タ ンク 57に連結され、 それによつて 吸気遮断弁 52が全閉近 く まで閉弁せしめられる。 同時に供給ポンプ 61が躯動されると共に還元剤供給弁 58が開弁せしめられ、 それによ つて還元剤タ ンク 60内に充塡されている炭化水素が還元剤供給弁 58 から排気管 16内に供給される。 このときの炭化水素の供給量は Ν0_Χ 吸収剤 Πに流入する流入排気ガスの空燃比がリ ツチとなるよう に定 められており、 従ってこのときに Ν0_Χ 吸収剤 Πから Ν0_Χ が放出され し と しな ο

このように吸気遮断弁 52が閉弁せしめられると機関から排出され る排気ガス量が減少し、 斯く して少量の還元剤を供給するこ とによ つて Ν0_Χ 吸収剤 17に流入する排気ガスの空燃比をリ ツチにするこ と ができる。 即ち、 ΝΟχ の放出作用を行う ときに吸気遮断弁 52を閉弁 するこ とによって還元剤の消費量を低減する こ とができる こ とにな る。 また、 吸気遮断弁 52を閉弁しても機関の運転状態に影響を与え ないのは減速運転時だけであり、 しかもこのとき吸気遮断弁 52が閉 弁せしめられるとェ ンジンブレーキが強力に作用する。 従って本発 明による実施例では減速運転時に吸気遮断弁 52を閉弁し、 このとき ΝΟχ の放出作用を行うようにしている。

第 25図は Ν0_Χ の放出が開始された後に Ν0_Χ 吸収剤 17内に依然と し て残存している N0_X 残存率を示している。 第 25図において実線で示 されるように N0_X の放出作用が開始されると N0_X 残存率は徐々に減 少する。 この場合、 第 25図の実線で示されるように N0_X 残存量は時 間の経過に伴なつて一様に低下するのではな く、 N0_X 残存量は ΝΟχ 放出作用の初期には比較的速く減少し、 後期には比較的緩やかに滅 少する。 また、 軽油、 灯油などの比較的揮発性の低い還元剤を使用 した場合には還元剤が気化するのに時間を要するために第 25図にお いて破線で示されるように還元剤の供給されてもただちに Ν0_Χ の放 出作用が行われず、 斯く して全 ΝΟχ が放出されるまでに時間を要す る と な る ο

第 25図からわかるように Ν0_Χ の放出作用が t。 時間程度行われる とほぼ全 N0_X が N0_X 吸収剤 17から放出され、 従って本発明による実 施例では減速運転が開始されたときに t。 時間に亘つて吸気遮断弁 52が閉弁せしめられ、 t。 時間に亘つて還元剤が排気管 16内に供給 される。 ところが減速運転期間が短かいと N0_X 残存率が零にならな いうちに N0_X の放出作用が停止されてしまう。 このような場合に全 ΝΟχ の放出作用が完了したと判断して Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されてい る ΝΟχ の推定値 Σ ΝΟχ が許容吸収限界量 Α (第 24図） に達したとき に再び N0_X の放出作用を行うようにすると ΝΟχ の放出作用を行う前 に Ν0_Χ 吸収剤 17の吸収能力が飽和してしまい、 斯く して多量の Ν0_Χ が大気中に放出されることになる。

ところで減速運転期間が短く、 従って Ν0_Χ 残存率が零にならない 場合には減速運転開始直前における Ν0_Χ 残存率を Η ₂ (-1.0)とする と ΝΟχ の放出作用が完了したときの Ν0_Χ 残存率は Κ ₂ / Η _ζ(= Κ ₂) で表わされる。 従って本発明による実施例では Ν0_Χ の放出時に全 Ν0_Χ が放出されなかったときには Κ ₂ ♦ Σ ΝΟχ なる量の Ν0_Χ が依然とし て Ν0_Χ 吸,収剤 17内に残存しているものと推定し、 次に行われる ΝΟχ の放出時期を早めるよう にしている。

次に第 26図を参照して N0_X の放出制御について説明する。 なお、 第 26図に示す N0_X の放出制御ルーチ ンは一定時間毎の割込みによつ て実行される。

第 26図を参照する とまず初めにステップ 300においてア ク セルぺ ダル 50の踏込み量および機関画転数 Nに基いて第 23図 （ B ) に示す マ ップから単位時間当り機関から排出される N0_X 量 Nijが算出され る。 次いでステ ップ 301では N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量 の推定値∑N0_X が許容吸収限界量 Α (第 24図） を越えたか否かが判 别される。 ∑ N0_X ≤ Aのときにはステ ップ 302に進んで N0_X 量 Nij に割込み時間間隔厶 t を乗算し、 これらの積 Nij ' Δ t が∑N0_X に 加算される。 積 Nij ♦ Δ t は割込み時間間隔 Δ t の間に機関から排 出された N0_X 量を表しており、 従って∑N0_X は Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収 された Ν0_Χ 量の推定値を表わしている。 次いでステ ップ 303では NO の放出作用の実行を許可する実行許可フラグ F , がリ セ ッ トされ、 次いでステップ 306に進む。

一方、 ステップ 301において∑ N0_X 〉 Aになったと判断されたと きにはステ ップ 304に進んで Nij · △ t に K , (第 24図） を乗算した 積 Nij · Δ t が∑N0_X に加算される。 次いでステ ップ 305に 進んで実行許可フラグがセ ッ トされ、 次いでステップ 306に進む。 ステップ 306では実行許可フラグがセ ッ ト されているか否かが判別 される。 実行許可フラグがセ ッ ト されていないときにはステツブ 314 に進んでカ ウ ン ト値 Τが零とされ、 次いで処理サイ クルを完了する。 一方、 ステ ップ 306において実行許可フラグがセ ッ トされている と判断される とステ ップ 307に進んで Ν0_Χ の放出作用を行うべき条 件、 即ち ΝΟχ 吸収剤 17の再生条件が成立しているか否かが判別され る。 この場合、 ア ク セルペダル 50の踏込み量が零でありかつ機関回 転数 Nが予め定められた回転数より も高いとき、 即ち減速運転時に N0_X 吸収剤 17の再生条件が成立していると判断される。 なお、 この 場合、 排気ガス温が N0_X 吸収剤 17の温度を活性化温度にしう る温度 以上であることを再生条件に加えることができる。

ステップ 307において再生条件が成立したと判断されたときには ステップ 308に進んで ΝΟχ 吸収剤 17の再生が実行される。 即ち、 吸 気遮断弁 52が閉弁せしめられ、 還元剤供給弁 58から還元剤が供給さ れる。 次いでステップ 309ではカウ ン ト値 Τに割込み時間間隔△ t が加算される。 次いでステップ 310では再生を開始してからの経過 時間 Tが t。（第 25図） を越えたか否かが判別され、 T < t。 のとき には処理サイ クルを完了する。 これに対して T≥ t 。 になると N0_X 吸収剤 17の再生作用が停止され、 ステップ 312に進んで N0_X 吸収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値 Σ ΝΟχ が零とされる。 次いでス テツブ 314を経て処理サイ クルを完了する。

一方、 再生条件が成立しな く なるとステップ 311に進んで再生を 開始してからの経過時間 Τがー定時間 t _ft を越えたか否かが判別さ れる。 この一定時間 t A は第 25図に示されるように t。 より も若干 短かい時間であって N0_X 残存率が零であるとみなしうる時簡を表わ している。 従って T〉 T _A のときにはステップ 312に進んで N0_X 吸 収剤 17に吸収されている N0_X 量の推定値∑N0_X が零とされる。

これに対してステップ 311において T≤ t A であると判断された とき、 即ち減速運転期間が短かくて N0_X が依然として N0_X 吸収剤 17 内に残存しているときにはステップ 313に進んで N0_X 吸収剤 17に吸 収されている N0_X 量の推定値∑ N0_X が∑ N0_X に K ₂(第 25図） を乗箕 したものとされる。 従って次の割込みルーチンではステップ 302に おいてこの∑ Οχ に Nij · 厶 tが加算されることになる。

第 27図に示す実施例では N0_X 吸収剤 17下流の排気通路 60内に N0_X 濃度セ ンサ 62が配置される。 この ΝΟχ 濃度セ ンサ 62は Ν0_Χ 吸収剤 17 から流出する排気ガス中の Ν0_Χ 濃度に比例した出力電圧を発生し、 この出力電圧が AD変換器 41を介して入力ポー ト 35に入力される。 ま た、 出力ボー ト 36は対応する駆動回路 39を介して警告灯 63に接続さ れる。

この実施例においても基本的には Ν0_Χ 吸収剤 17に吸収されている Οκ 量の推定値 Σ ΝΟχ が許容吸収限界量 Αを越えたときには再生条 件が成立すると N0_X の再生が実行される。 更にこの実施例では実際 に吸収されている N0_X 量が推定値∑ N0_X より も多いか或いは N0_X 吸 収剤 17が劣化しているか或いはその他の理由によって N0_X 吸収剤 17 の吸収能力が低下したこ とを検出し、 N0_X 吸収剤 Πの吸収能力が低 下したときには例えば N0_X 吸収剤 17の再生時間を長く して N0_X 吸収 剤 17の再生作用を促進するようにしている。

次に第 28図から第 30図を参照して N0_X の放出制御について説明す る。 なお、 第 28図から第 30図に示す N0_X の放出制御ルーチンは一定 時間毎の割込みによつて実行される。

第 28図から第 30図を参照するとまず初めにステツプ 400において ァクセルペダル 50の踏込み量および機関画転数 Nに基いて第 23図

( B ) に示すマップから単位時間当り機関から排出される N0_X 量 Nij が算出される。 次いでステップ 401では ΝΟχ 吸収剤 17に吸収されて いる Ν0_Χ 量の推定値 Σ ΝΟχ が許容吸収限界量 Α (第 24図） を越えた か否かが判別される。 Σ ΝΟχ ≤ Αのときにはステップ 402に進んで ΝΟχ 量 Nijに割込み時間間隔 Δ tを乗算し、 これらの積 Nij * が∑ N0_X に加算される。 積 Nij · Δ t は割込み時間間隔 Δ t の間に 機関から排出された N0_X 量を表しており、 従って Σ ΝΟχ は Ν0_Χ 吸収 剤 17に吸収された ΝΟχ 量の推定量を表わしている。 次いでステップ

403では Ν0_Χ の放出作用の実行を許可する実行許可フラグ F , がリ セ ッ ト され、 次いでステップ 415に進む。

一方、 ステップ 401において∑ N0_X > Aになったと判断されたと きにはステ ップ 404に進んで N0_X 濃度セ ンサ 62により検出されてい る N0_X 濃度 NORが読込まれる。 次いでステ ップ 405では N0_X 濃度 NOR が一定値 W。 より も大きいか否かが判別される。 N0R≤ W。 のとき には N0_X 吸収剤 17が劣化しておらず、 従って N0_X 吸収剤 17には推定 値∑ N0_X どう りの N0_X が吸収されている ものと考えられるのでステ ップ 406に進んで N0_X 吸収剤 17の再生を促進すべきであるこ とを示 す再生促進フラグ F ₂ をリ セ ッ トする。 次いでステップ 407では力 ゥ ン ト値 Cが零とされ、 次いでステ ップ 408では Nij · Δ t に K , (第 24図） を乗算した積 K , · Nij · 厶 t が∑N0_X に加箕される。 次いでステ ツプ 409に進んで実行許可フラグがセ ッ トされ、 次いで ステ ップ 415に進む。 ステ ップ 415では実行許可フラグがセ ッ トさ れているか否かが判別される。 実行許可フラグがセ ッ ト されていな いときにはステップ 423に進んでカウ ン ト値 Tが零とされ、 次いで 処理サイ クルを完了する。

—方、 ステ ップ 415において実行許可フラグがセ ッ ト されている と判断されるとステ ップ 416に進んで ΝΟχ の放出作用を行うべき条 件、 即ち Ν0_Χ 吸収剤 17の再生条件が成立しているか否かが判別され る。 この場合、 前述したようにア ク セルペダル 50の踏込み量が零で ありかつ機関画転数 Νが予め定められた回転数より も高いとき、 即 ち減速運転時に Ν0_Χ 吸収剤 17の再生条件が成立していると判断され る。

ステ ップ 416において再生条件が成立したと判断されたときには ステ ップ 417に進んで再生促進フラグがセ ッ トされているか否かが 判別される。 再生促進フラグがセ ッ 卜 されていないときにはステ ツ プ 148に進んで Ν0_Χ 吸収剤 17の再生が実行される。 即ち、 吸気遮断 弁 52が閉弁せしめられ、 還元剤供給弁 58から還元剤が供給される。 次いでステ ップ 419では力ゥ ン ト値 Tに割込み時間間隔 Δ t が加算 される。 次いでステ ップ 420では再生を開始してからの経過時間 T が t 。（第 25図） を越えたか否かが判別され、 T < t 。 のときには処 理サイ クルを完了する。 これに対して T≥ t 。 になると ΝΟχ 吸収剤 17の再生作用が停止され、 ステ ップ 422に進んで Ν0_Χ 吸収剤 17に吸 収されている Ν0_Χ 量の推定値∑N0_X が零とされる。 次いでステ ップ 423を経て処理サイ クルを完了する。

—方、 再生条件が成立しな く なるとステ ップ 416に進んで再生を 開始してからの経過時間 Τがー定時間 t A を越えたか否かが判別さ れる。 こ の一定時間 t _A は前述したように t 。 より も若干短かい時 間であって N0_X 残存率が零である とみなしう る時間を表わしている。 従って T > T_A のときにはステップ 422に進んで N0_X 吸収剤 17に吸 収されている N0_X 量の推定値∑N0_X が零とされる。

これに対してステ ップ 421において T≤ t _A である と判断された とき、 即ち減速運転期間が短かく て N0_X が依然として N0_X 吸収剤 17 内に残存している ときにはステップ 424に進んで N0_X 吸収剤 17に吸 収されている N0_X 量の推定値∑N0_X が∑N0_X に K ₂ (第 25図） を乗算 したものとされる。

一方、 ステ ップ 405において N0R>W。 である と判別される と、 即ち N0_X 濃度が高いと判別されるとステ ップ 410に進んで再生促進 フラグ F ₂ がセ ッ ト され、 次いでステ ップ 411においてカウ 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 412ではカウ ン ト値 Cが一定値 C。 より も大き く なったか否かが判別され、 C≤ C。 のときにはステップ 408に進む。 次いでステ ップ 409および 415を 経てステ ップ 416に進む。

次いで,ステップ 416において再生条件が成立したと判断される と ステ ップ 417を経てステ ップ 405に進み、 再生促進処理が行われる。 この再生促進処理では例えば供給ポンプ 59への印加電圧が増大せし められて還元剤の供給量が増大せしめられる。 或いは N0 _X 吸収剤 17 上流の排気通路内にバーナー （図示せず） を配置してこのバーナー により排気ガスの温度が上昇せしめられる。 次いでステ ップ 426で は力ゥ ン ト値 Τに割込み時間間隔厶 t が加算され、 次いでステ ップ

427では再生促進処理を開始してからの経過時間 Tがー定時間 t , より も大き く なつたか否かが判別される。 この一定時間 t , はステ ップ 420における t 。 より も長い時間である。 T≥ t , になると ΝΟ χ 吸収剤 17の再生促進処理が停止され、 ステップ 428に進んで Ν0_Χ 吸 収剤 Πに吸収されている Ν0 _Χ 量の推定値∑N0 _X が零とされる。

Οχ 吸収剤 17が劣化していたり、 或いは異常が生じていたり しな い限り は一旦再生促進処理が行われる と、 或いは再生促進処理が何 画か繰返される と再び∑ Ν0_Χ Αとなったときにステップ 405では

N0R≤W。 であると判断される。 しかしながら N0_X 吸収剤 17が劣化 したり或いは異常が生じている と再生処理を何回橾返してもステ ツ プ 405において N0R〉W。 であると判断され、 従ってステ ップ 412 において C > C。 である と判断される こ とになる。 この場合にはス テ ップ 413に進んで例えば再生実行フラグ F , をリ セ ッ ト して無駄 な再生処理を禁止等の異常処理が行われる。 次いでステップ 414で は例えば警告灯 63が点灯され、 N0_X 吸収剤 17に異常が生じている こ とが運転者に知らされる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときに N0_X を吸収 し、 流入する排気ガス中の酸素濃度を低下させると吸収した N0_X を 放出する N0_X 吸収剤を機関排気通路内に配置し、 ΝΟχ 吸収剤に吸収 されている Ν0_Χ 量を推定する Ν0_Χ 量推定手段と、 該 Ν0_Χ 量推定手段 により Ν0_Χ 吸収剤に吸収されていると推定された ΝΟχ 量が予め定め られた許容量を越えたときに Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気ガス中の酸 素濃度を低下されて ΝΟχ 吸収剤から Ν0_Χ を放出させる ΝΟχ 放出手段 とを具備した内燃機関の排気浄化装置。

2. 上記 ΝΟχ 量推定手段が燃焼室から機関排気通路内に排出され る Ν0_Χ 量に基いて Ν0_Χ 吸収剤に吸収されている Ν0_Χ を推定する請求 項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

3. 上記 Ν0_Χ 量推定手段が機関負荷および機関画転数に応じて機 関から機関排気通路内に単位時間当り排出される Ν0_Χ 量を箕出する ΝΟχ 量算出手段と、 該 Ν0_Χ 量箕出手段により算出された Ν0_Χ 量を積 算する積箕手段とにより構成される請求項 2に記載の内燃機関の排 気浄化装置。

4 . 上記 Ν0_Χ 量箕出手段が機関から機閬排気通路内に単位時間当 り排出される Ν0_Χ 量を機関負荷および機関回転数の関数として予め 記憶しているメ モリを具備し、 上記積算手段が該メモリ に記憶され かつ機関負荷および機関面転数から定まる Ν0_Χ 量を積算する請求項 3に記載の内燃機関の排気浄化装置。

5. 機関負荷を制御するために機関吸気通路内に配置されたス ロ ッ トル弁を具備し、 該スロ ッ ト ル弁下流の機関吸気通路内の負圧を 機閬負荷の代表値として用いる請求項 3に記載の内燃機関の排気浄 化装置。

6. 機関負荷を制御するためのアクセルペダルを具備し、 該ァク セルペダルの踏込み量を機関負荷の代表値として用いる請求項 3 に 記載の内燃機関の排気浄化装置。

7 . 上記許容量が N0_X 吸収剤の最大 N0_X 吸収容量である請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

8 . 上記許容量が N0_X 吸収剤の最大 ΝΟχ 吸収容量より も小さな予 め定められた吸収量である請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装 置。

9 . 上記許容量が Ν0_Χ 吸収剤の温度を代表する温度の関数である 請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

10. ΝΟχ 吸収剤の温度を代表する温度が排気ガス温である請求項 9に記載の内燃機関の排気浄化装置。

11. 上記 Ν0_Χ 放出手段は上記 Ν0_Χ 量推定手段により推定された ΝΟχ 量が上記許容値を越えたときに予め定められた期間 Ν0_Χ 吸収剤に流 入する排気ガスの空燃比をリーンからリ ツチに切換える請求項 1 に 記載の内燃機関の排気浄化装置。

12. 上記 ΝΟχ 放出手段は上記 Ν0_Χ 量推定手段により推定された Ν0_Χ 量が上記許容値を越えたときに予め定められた期間燃焼室内に供給 される混合気の空燃比をリーンからリ ッチに切換える請求項 11に記 載の内燃機関の排気浄化装置。

13. ΝΟχ 吸収剤上流の機関排気通路内に還元剤を供給するための 還元剤供給手段を具備し、 上記 Ν0_Χ 放出手段は上記 Ν0_Χ 量推定手段 により推定された Ν0_Χ 量が上記許容値を越えたときに予め定められ た期間 Ν0_Χ 吸収剤上流の機関排気通路内に該還元剤供給手段から還 元剤を供給させる請求項 11に記載の内燃機関の排気浄化装置。

14. 上記'還元剤が炭化水素からなる請求項 13に記載の内燃機関の 排気浄化装置。

15. 上記炭化水素がガソ リ ン、 イ ソオ ク タ ン、 へキサ ン、 ヘプタ ン、 ブタ ン、 プロパン、 軽油、 灯油から選ばれた少く とも一つから なる請求項 14に記載の内燃機関の排気浄化装置。

16. 上記 N0_X 放出手段は上記 N0_X 量推定手段により推定された N0_X 量が上記許容値を越えたときには減速運転中の予め定められた期間 ΝΟχ 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比をリ一ンからリ ッチに切換 える請求項 11に記載の内燃機関の排気浄化装置。

17. 通常全開しており減速運転中に閉弁せしめられる吸気遮断弁 を機関排気通路内に配置した請求項 16に記載の内燃機関の排気浄化

3

8

18. 上記 Ν0_Χ 量推定手段は、 Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気ガスの空 燃比が上記予め定められた期間リ ツチにされたときには Ν0_Χ 吸収剤 に吸収されていると推定される ΝΟχ 量を零にする請求項 11に記載の 内燃機関の排気浄化装置。

19. 上記 Ν0_Χ 量推定手段は、 Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気ガスの空 燃比が上記予め定められた期間より も短かい期間リ ツチにされたと きには Ν0_Χ 吸収剤に Ν0_Χ が残存していると推定する請求項 11に記載 の内燃機関の排気浄化装置。

20. 上記 Ν0_Χ 量推定手段は Ν0_Χ 吸収剤に残存している ΝΟχ 量を考 慮に入れて Ν0_Χ 吸収剤に吸収されている Ν0_Χ 量を推定する請求項 19 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

21. 上記 Ν0_Χ 量推定手段は Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気ガスの空燃 比がリ ッチにされる時間が短かいほど Ν0_Χ 吸収剤に残存していると 推定される Ν0_Χ 量を増大させる請求項 19に記載の内燃機関の排気浄 化装置。

22. ΝΟχ 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリ ツチにされる時 間と、 Ν0_Χ 吸収剤に残存していると推定される Ν0_Χ の残存率との閬 係を予め記憶したメ モ リ を具備し、 上記 N0_X 量推定手段は該メ モ リ に記憶された ΝΟχ の残存率に基いて ΝΟχ 吸収剤に残存している Ν0_Χ 量を推定する請求項 21に記載の内燃機関の排気浄化装置。

23. ΝΟχ 吸収剤から流出した排気ガス中の Ν0_Χ 濃度を検出する Ν0_Χ 濃度検出手段と、 上記 Ν0_Χ 量推定手段により推定された Ν0_Χ 量が上 記許容量を越えたときに該 Ν0_Χ 濃度が予め定められた濃度より も高 い場合には Ν0_Χ 吸収剤からの Ν0_Χ の放出作用を促進する Ν0_Χ 放出促 進手段とを具備した請求項 11に記載の内燃機関の排気浄化装置。

24. 上記 Ν0_Χ 放出促進手段は Ν0_Χ 吸収剤に流入する排気ガスの空 燃比をリ ッ チにする時間を長くするこ とによ って Ν0_Χ の放出作用を 促進する請求項 23に記載の内燃機関の排気浄化装置。

25. 上記 Ν0_Χ 放出促進手段は ΝΟχ 吸収剤に流入する排気ガスの空 燃比のリ ッ チの度合を高めるこ とによ って Ν0_Χ の放出作用を促進す る請求項 23に記載の内燃機関の排気浄化装置。

26. 上記 Ν0_Χ 放出促進手段による Ν0_Χ 放出の促進作用が予め定め られた回数以上行われたとしても上記 Ν0_Χ 量推定手段により推定さ れた Ν0_Χ 量が上記許容量を越えたときに上記 Ν0_Χ 濃度が予め定めら れた濃度より も高い場合には Ν0_Χ 吸収剤が劣化していると判断する 劣化判断手段を具備した請求項 23に記載の内燃機関の排気浄化装置。

27. 上記 Ν0_Χ 量推定手段は Ν0_Χ 吸収剤の ΝΟχ 吸収能力が低下した ときには Ν0_Χ 吸収能力の低下を考慮に入れて Ν0_Χ 吸収剤に吸収され る Ν0_Χ 量を推定する請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

28. ΝΟχ 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリーンとされてい る時間と、 Ν0_Χ 吸収剤の Ν0_Χ 吸収能力との閬係を予め記憶したメ モ リを具備し、 該 Ν0_Χ 量推定手段は該メ モ リ に記憶された Ν0_Χ 吸収能 力に基いて ΝΟχ 吸収剤に吸収される Ν0_Χ 量を推定する請求項 27に記 載の内燃機関の排気浄化装置。

29. 上記 N 0 _X 量推定手段により推定された N 0 _X 量が上記許容値を 越えたか否かとは無関係に機関の運転状態に応じて燃焼室内に供給 される混合気の空燃比をリ ツ チにする空燃比制御手段を具備した請 求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

30. 上記空燃比制御手段は機関負荷が予め定められた負荷より も 高いときに燃焼室内に供給される混合気の空燃比をリ ツ チにする請 求項 29に記載の内燃機関の排気浄化装置。

31 . 上記空燃比制御手段はアイ ドリ ング運転に移行したときに燃 焼室内に供給される混合気の空燃比を一時的にリ ツチにする請求項 29に記載の内燃機関の排気浄化装置。

32. 上記空燃比制御手段は加速度が予め定められた値より も大き い加速運転時に燃焼室内に供給される混合気の空燃比をリ ツチにす る請求項 29に記載の内燃機関の排気浄化装置。

33. 上記空燃比制御手段は変速機のシフ トダウ ン作用時に燃焼室 内に供給される混合気の空燃比をリ ッチにする請求項 29に記載の内 燃機関の排気浄化装置。

34. 上記 N0 _X 量推定手段は予め定められた時間以上混合気の空燃 比がリ ツチにされたときには N0 _X 吸収剤に吸収されていると推定さ れる N0 _X 量を零にする請求項 29に記載の内燃機関の排気浄化装置。

35. ΝΟ χ 吸収剤が力 リ ウム、 ナ ト リ ウ ム、 リ チウ ム、 セ シウ ムか らなるアルカ リ金属、 ノ リ ウム、 カルシウ ムからなるアルカ リ土類 ラ ンタ ン、 ィ ッ ト リ ウ ムからなる希土類から選ばれた少く とも 1 つ と、 白金とを舍む請求項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。

36. ΝΟ χ 吸収剤がバリ ゥム、 銅の複合酸化物からなる請求項 1 に 記載の内燃機関の排気浄化装置。

37. ΝΟ χ 吸収剤下流の機関排気通路内に三元触媒を配置した請求 項 1 に記載の内燃機関の排気浄化装置。