JP2013177884A - 内燃機関の排出ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酸素センサの出力特性を変更可能にすると共に、触媒を有効に活用して排気エミッションを低減できるようにする。
【解決手段】ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側に酸素センサ２８を設置したシステムにおいて、酸素センサ２８の外部に設けた定電流回路によりセンサ電極間に定電流を流すことで、酸素センサ２８の出力特性を変更できるようにする。更に、エンジン１１のリーン燃焼制御中には、酸素センサ２８のリーン成分に対する検出応答性を高めることで、触媒１９の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出されたときに、それを酸素センサ２８で早期に検出できようにする。一方、リッチ燃焼制御中には、酸素センサ２８のリッチ成分に対する検出応答性を高めることで、触媒１９の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出されたときに、それを酸素センサ２８で早期に検出できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排出ガス浄化用の触媒と、この触媒の下流側又は触媒の途中に設置された排出ガスセンサとを備えた内燃機関の排出ガス浄化装置に関する発明である。

内燃機関の排出ガス浄化システムでは、例えば、特許文献１（特許第３９９７５９９号公報）に記載されているように、排気管に排出ガス浄化用の触媒（例えば三元触媒やＮＯ_X 吸蔵還元型触媒）を設置すると共に、触媒の上流側や下流側に排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサ（空燃比センサ又は酸素センサ）を設置し、排出ガスセンサの出力に基づいて空燃比をフィードバック制御して触媒の排出ガス浄化率を高めるようにしたものがある。

ところで、酸素センサ等の排出ガスセンサは、排出ガスの空燃比がリッチ／リーンで変化する際に、実際の空燃比の変化に対してセンサ出力の変化に遅れが生じるのが実状であり、検出応答性の点で改善の余地が残されている。

そこで、例えば、特許文献２（特公平８−２０４１４号公報）に記載されているように、酸素センサ等のガスセンサの内部に、少なくとも１つの補助電気化学電池を組み込み、この補助電気化学電池をガスセンサの一方の電極に接続して、補助電気化学電池に印加電流を与えてイオンポンピングを行うことで、印加電流に応じてガスセンサの出力特性を変化させて検出応答性を高めることができるようにしたものがある。

また、特許文献３（特開昭５６−８９０５１号公報）に記載されているように、隔膜層、基準極電子伝導層、固体電解質層、測定極電子伝導層を積層してセンサ素子を構成した酸素センサにおいて、直流電源により供給される電流によって測定極側から基準極側に向けて酸素イオンの移動を生じさせることで、測定極側の酸素分圧を排出ガス（被検出ガス）中の酸素分圧よりも低下させて、理論空燃比よりもリーンな空燃比を検出できるようにしたものもある［図１１（ａ）参照］。

特許第３９９７５９９号公報 特公平８−２０４１４号公報 特開昭５６−８９０５１号公報

内燃機関の運転状態等によって触媒に流入する排出ガスの空燃比が変化し、それに伴って触媒の下流側や触媒内の排出ガスの空燃比も変化する。しかし、上記特許文献１の排出ガス浄化システムでは、排出ガスセンサの出力特性を変化させる機能を備えていないため、触媒の下流側や触媒内の空燃比の変化に対するセンサ出力変化の遅れの影響を受けて、触媒を有効に活用できないことがあり、排気エミッションを効果的に低減することができないという問題がある。

また、上記特許文献２では、ガスセンサの出力特性を変化させる技術が開示されているが、この技術では、ガスセンサの内部に補助電気化学電池を組み込む必要があるため、補助電気化学電池を備えていない一般的なガスセンサに対してセンサ構造を大きく変更する必要があり、実用化にあたっては、ガスセンサの設計変更が強いられたり、ガスセンサの製造コストが高くなる等の不都合が生じる。

また、上記特許文献３の技術では、次のような問題がある。
酸素センサの出力Ｅは、下記の基本式（ネルンストの式）で表すことができる。
Ｅ＝（Ｒ×Ｔ）／（４×Ｆ）×ｌｎ（Ｐ1 ／Ｐ2 ）
ここで、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー定数、Ｐ1 は大気側（基準極側）の酸素分圧、Ｐ2 は排気側（測定極側）の酸素分圧である。

従って、酸素センサの出力Ｅを安定化させる（出力Ｅのばらつきを小さくする）には、基準極側の酸素濃度を安定化させて基準極側の酸素分圧Ｐ1 を安定化させることが重要である。

しかし、上記特許文献３の酸素センサは、基準極側が大気に晒されておらず、測定極側から基準極側に酸素を供給する構成となっているため、測定極側の酸素濃度の影響を受けて基準極側の酸素濃度を一定に保つことができなくなる可能性がある。例えば、触媒の下流側に酸素センサを設置した場合には、酸素センサで検出する排出ガスの酸素濃度が著しく低下することがあり、このような場合、測定極側の酸素濃度が著しく低下して、測定極側から基準極側に酸素をほとんど供給できなくなって、基準極側の酸素濃度を一定に保つことができなくなる可能性がある［図１１（ｂ）参照］。これにより、酸素センサのリッチ側の出力が不安定になって、酸素センサの検出精度が低下するという問題がある。

また、上記特許文献３の酸素センサは、測定極側から基準極側に酸素を供給するように電流を流すことで、酸素センサの出力特性線をリーン側にシフトさせることができるが、基準極側が大気に晒されておらず、基準極側から測定極側には酸素をほとんど供給できないため、酸素センサの出力特性線をほとんどリッチ側にシフトさせることができないという欠点もある［図１１（ｃ）参照］。

そこで、本発明は、上記課題を解決することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関（１１）の排出ガス浄化用の触媒（１８，１９）と、この触媒（１８，１９）の下流側又は該触媒（１８，１９）に設置され、一対のセンサ電極（３３，３４）間に固体電解質体（３２）が設けられると共に該一対のセンサ電極（３３，３４）のうちの一方のセンサ電極（３４）が大気に晒されたセンサ素子（３１）により排出ガス中の所定成分の濃度を検出する排出ガスセンサ（２８）とを備えた内燃機関の排出ガス浄化装置において、センサ電極（３３，３４）間に定電流を流して排出ガスセンサ（２８）の出力特性を変更する定電流供給手段（２７）と、排出ガスセンサ（２８）の出力特性を変更する変更要求又は内燃機関（１１）の運転状態に応じてセンサ電極（３３，３４）間に流す定電流の向きを決定し、該決定した向きで定電流が流れるように定電流供給手段（２７）を制御する電流制御手段（２５）とを備えた構成としたものである。

この構成では、定電流供給手段によりセンサ電極間に定電流を流すことで排出ガスセンサの出力特性を変更することができる。この場合、排出ガスセンサの内部に補助電気化学電池等を組み込む必要がないため、排出ガスセンサの大幅な設計変更やコストアップを招くことなく排出ガスセンサの出力特性を変化させることができる。

更に、排出ガスセンサの出力特性を変更する変更要求又は内燃機関の運転状態に応じてセンサ電極間に流す定電流の向きを決定し、該決定した向きで定電流が流れるように定電流供給手段を制御することで、内燃機関の運転状態等によって触媒に流入する排出ガスの状態が変化して触媒の下流側や触媒内の排出ガスの状態が変化しても、それに応じて排出ガスセンサの出力特性を変化させて検出応答性を高めることができる。これにより、触媒の下流側や触媒内の排出ガスの状態の変化に対するセンサ出力変化の遅れの影響をあまり受けずに触媒を有効に活用することが可能となり、排気エミッションを効果的に低減することができる。

また、一方のセンサ電極（大気側センサ電極）が大気に晒されているため、他方のセンサ電極（排気側センサ電極）側の酸素濃度に左右されずに大気側センサ電極側の酸素濃度を常に一定（大気相当）に維持することができ、触媒の下流側に排出ガスセンサを設置した場合（つまり排出ガスセンサで検出する排出ガスの酸素濃度が著しく低下することがある場合）でも、排出ガスセンサの出力を安定化させる（出力のばらつきを小さくする）ことができる。

更に、排気側センサ電極側から大気側センサ電極側に酸素を供給するように電流を流すことで、排出ガスセンサの出力特性線をリーン側にシフトさせることができると共に、大気側センサ電極側から排気側センサ電極側に酸素を供給するように電流を流すことで、排出ガスセンサの出力特性線をリッチ側にシフトさせることができ、排出ガスセンサの出力特性線をリーン側とリッチ側のいずれの方向にもシフトさせることができるという利点もある。

本発明は、請求項２のように、前記触媒として、該触媒に流入する排出ガスの空燃比がリーンのときに該排出ガス中のＮＯ_X を吸蔵し、該触媒に流入する排出ガスの空燃比がリッチになったときに該触媒に吸蔵されているＮＯ_X を還元浄化して放出するＮＯ_X 吸蔵還元型触媒（１９）を備えたシステムに適用しても良い。このようにすれば、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒を有効に活用して排気エミッションを低減することができる。

この場合（つまりＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側又はＮＯ_X 吸蔵還元型触媒に排出ガスセンサを設置したシステムの場合）、請求項３のように、内燃機関（１１）に供給する混合気の空燃比をリーンに制御するリーン燃焼制御中には排出ガスセンサ（２８）のリーン成分に対する検出応答性を高める方向に定電流が流れるように定電流供給手段（２７）を制御し、内燃機関（１１）に供給する混合気の空燃比をリッチに制御するリッチ燃焼制御中には排出ガスセンサ（２８）のリッチ成分に対する検出応答性を高める方向に定電流が流れるように定電流供給手段（２７）を制御するようにすると良い。

リーン燃焼制御中は、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒に流入する排出ガスの空燃比がリーンになって、排出ガス中のＮＯ_X （リーン成分）がＮＯ_X 吸蔵還元型触媒に吸蔵されるが、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒のＮＯ_X 吸蔵量が多くなると、排出ガス中のＮＯ_X がＮＯ_X 吸蔵還元型触媒を通過してＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側に排出されるようになる。このため、リーン燃焼制御中に排出ガスセンサのリーン応答性（リーン成分に対する検出応答性）を高めるようにすれば、リーン燃焼制御中にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒のＮＯ_X 吸蔵量が多くなって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出される状態になったときに、その状態を排出ガスセンサで早期に検出することができる。これにより、リーン燃焼制御の開始後にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側にＮＯ_X が排出される状態になったときに、リーン燃焼制御を早期に停止することができ、ＮＯ_X の排出量を低減することができる。

リッチ燃焼制御中は、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒に流入する排出ガスの空燃比がリッチになって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒に吸蔵されているＮＯ_X が排出ガス中のＨＣやＣＯ（リッチ成分）によって還元浄化されて放出されるが、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒のＮＯ_X 吸蔵量が少なくなると、排出ガス中のＨＣやＣＯがＮＯ_X 吸蔵還元型触媒を通過してＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側に排出されるようになる。このため、リッチ燃焼制御中に排出ガスセンサのリッチ応答性（リッチ成分に対する検出応答性）を高めるようにすれば、リッチ燃焼制御中にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒のＮＯ_X 吸蔵量が少なくなって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出される状態になったときに、その状態を排出ガスセンサで早期に検出することができる。これにより、リッチ燃焼制御の開始後にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒の下流側にＨＣやＣＯが排出される状態になったときに、リッチ燃焼制御を早期に停止することができ、ＨＣやＣＯの排出量を低減することができる。

また、本発明は、請求項４のように、前記触媒として、排出ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯ_X を浄化する三元触媒（１８）を備えたシステムに適用しても良い。このようにすれば、三元触媒を有効に活用して排気エミッションを低減することができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２はセンサ素子の断面構成を示す断面図である。 図３は排出ガスの空燃比（空気過剰率λ）とセンサ素子の起電力との関係を示す起電力特性図である。 図４はセンサ素子周辺のガス成分の状態を示す概略図である。 図５はセンサ出力の挙動を説明するタイムチャートである。 図６はセンサ素子周辺のガス成分の状態を示す概略図である。 図７はリーン応答性／リッチ応答性を高める場合における酸素センサの出力特性図である。 図８は触媒活用制御の実行例を説明するタイムチャートである。 図９は触媒活用制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は実施例１の効果を説明する図である。 図１１は従来技術の問題を説明する図である。 図１２は実施例２のエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図１３はセンサ応答性制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。

内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１３と、このスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１４とが設けられている。また、エンジン１１の各気筒毎に、それぞれ筒内噴射又は吸気ポート噴射を行う燃料噴射弁１５が取り付けられ、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ１６が取り付けられている。各点火プラグ１６の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管１７には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯ_X 等を浄化する三元触媒１８が設けられ、この三元触媒１８の下流側に、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９が設けられている。このＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９は、触媒１９に流入する排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯ_X を吸蔵し、触媒１９に流入する排出ガスの空燃比がリッチになったときに触媒１９に吸蔵されているＮＯ_X を還元浄化して放出する特性を持っている。

また、三元触媒１８の上流側と下流側には、それぞれ排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサ２０，２１が設置されている。これらの排出ガスセンサ２０，２１としては、排出ガスの空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサ（リニアＡ／Ｆセンサ）又は排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサ（Ｏ₂ センサ）が用いられる。更に、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側には、排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサ２８（Ｏ₂ センサ）が排出ガスセンサとして設置されている。

また、本システムには、エンジン１１のクランク軸（図示せず）が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２２や、エンジン１１の吸入空気量を検出する空気量センサ２３や、エンジン１１の冷却水温を検出する冷却水温センサ２４等の各種のセンサが設けられている。クランク角センサ２２の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）２５に入力される。このＥＣＵ２５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

次に、図２に基づいて酸素センサ２８の構成を説明する。
酸素センサ２８は、コップ型構造のセンサ素子３１を有しており、実際には当該センサ素子３１は素子全体が図示しないハウジングや素子カバー内に収容される構成となっており、エンジン１１の排気管１７内に配設されている。

センサ素子３１において、固体電解質層３２（固体電解質体）は、断面コップ状に形成されており、その外表面には排気側電極層３３が設けられ、内表面には大気側電極層３４が設けられている。固体電解質層３２は、ＺｒＯ₂ 、ＨｆＯ₂ 、ＴｈＯ₂ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 等にＣａＯ、ＭｇＯ、Ｙ₂ Ｏ₃ 、Ｙｂ₂ Ｏ₃ 等を安定剤として固溶させた酸素イオン伝導性酸化物焼結体からなる。また、各電極層３３，３４は共に白金等の触媒活性の高い貴金属からなり、その表面には多孔質の化学メッキ等が施されている。これらの電極層３３，３４が一対の対向電極（センサ電極）となっている。固体電解質層３２にて囲まれる内部空間は大気室３５となっており、その大気室３５内にはヒータ３６が収容されている。このヒータ３６は、センサ素子３１を活性化するのに十分な発熱容量を有しており、その発熱エネルギによりセンサ素子３１全体が加熱される。酸素センサ２８の活性温度は、例えば３５０〜４００℃程度である。尚、大気室３５は、大気が導入されることでその内部が所定酸素濃度に保持され、大気側電極層３４が大気室３５内の大気に晒されている。

センサ素子３１では、固体電解質層３２の外側（電極層３３側）が排気雰囲気、固体電解質層３２の内側（電極層３４側）が大気雰囲気となっており、これら双方の酸素濃度の差（酸素分圧の差）に応じて電極層３３，３４間で起電力が発生する。つまり、センサ素子３１では、空燃比がリッチかリーンかで異なる起電力が発生する。これにより、酸素センサ２８は、排出ガスの酸素濃度（すなわち空燃比）に応じた起電力信号を出力する。

図３に示すように、センサ素子３１は、空燃比が理論空燃比（空気過剰率λ＝１）に対してリッチかリーンかで異なる起電力を発生し、理論空燃比（空気過剰率λ＝１）付近で起電力が急変する特性を有する。具体的には、燃料リッチ時のセンサ起電力は約０．９Ｖであり、燃料リーン時のセンサ起電力は約０Ｖである。

図２に示すように、センサ素子３１の排気側電極層３３は接地され、大気側電極層３４にはマイコン２６が接続されている。排出ガスの空燃比（酸素濃度）に応じてセンサ素子３１にて起電力が発生すると、その起電力に相当するセンサ検出信号がマイコン２６に対して出力される。マイコン２６は、例えばＥＣＵ２５内に設けられており、センサ検出信号に基づいて空燃比を算出する。尚、マイコン２６は、上述した各種センサの検出結果に基づいてエンジン回転速度や吸入空気量を算出するようにしても良い。

ところで、エンジン１１の運転時には、排出ガスの実空燃比が逐次変化し、例えばリッチとリーンとで繰り返し変化することがある。こうした実空燃比の変化に際し、酸素センサ２８の検出応答性が低いと、それに起因してエンジン性能に影響が及ぶことが懸念される。例えば、エンジン１１の高負荷運転時において排出ガス中のＮＯ_X 量が意図よりも増えてしまう等が生じる。

実空燃比がリッチとリーンとで変化する際の酸素センサ２８の検出応答性について説明する。エンジン１１から排出される排出ガスにおいて実空燃比（ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側の実空燃比）がリッチ／リーンで変化する際には排出ガスの成分組成が変わる。このとき、その変化の直前における排出ガス成分の残留により、変化後の空燃比に対する酸素センサ２８の出力変化（すなわちセンサ出力の応答性）が遅くなる。具体的には、リッチからリーンへの変化時には、図４（ａ）に示すように、リーン変化直後にリッチ成分であるＨＣ等が排気側電極層３３付近に残留し、このリッチ成分により、センサ電極でのリーン成分（ＮＯ_X 等）の反応が妨げられる。その結果、酸素センサ２８としてリーン出力の応答性が低下する。また、リーンからリッチへの変化時には、図４（ｂ）に示すように、リッチ変化直後にリーン成分であるＮＯ_X 等が排気側電極層３３付近に残留し、このリーン成分により、センサ電極でのリッチ成分（ＨＣ等）の反応が妨げられる。その結果、酸素センサ２８としてリッチ出力の応答性が低下する。

酸素センサ２８の出力変化を図５のタイムチャートで説明する。図５において、実空燃比がリッチ及びリーンで変化すると、その実空燃比の変化に応じてセンサ出力（酸素センサ２８の出力）がリッチガス検出値（０．９Ｖ）とリーンガス検出値（０Ｖ）とで変化する。但し、この場合、実空燃比の変化に対してセンサ出力は遅れを伴い変化する。図５では、リッチ→リーンの変化時には、実空燃比の変化に対してセンサ出力がＴＤ１の遅れで変化し、リーン→リッチの変化時には、実空燃比の変化に対してセンサ出力がＴＤ２の遅れで変化するようになっている。

そこで、本実施例１では、図２に示すように、大気側電極層３４に定電流供給手段としての定電流回路２７を接続し、その定電流回路２７による定電流Ｉｃｓの供給をマイコン２６により制御して、一対のセンサ電極間（排気側電極層３３と大気側電極層３４との間）に所定方向で電流を流すことで、酸素センサ２８の出力特性を変更して検出応答性を変化させるようにしている。この場合、マイコン２６は、一対のセンサ電極間に流れる定電流Ｉｃｓの向きと量とを設定し、その設定した定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。

詳しくは、定電流回路２７は、大気側電極層３４に対して、正逆両方向いずれかの向きで定電流Ｉｃｓを供給するものであり、更にその定電流量を可変に調整できるものである。つまり、マイコン２６は、ＰＷＭ制御により定電流Ｉｃｓを可変に制御する。この場合、定電流回路２７では、マイコン２６から出力されるデューティ信号に応じて定電流Ｉｃｓが調整され、その電流量調整された定電流Ｉｃｓがセンサ電極間（排気側電極層３３と大気側電極層３４との間）に流れることとなる。

尚、本実施例では、排気側電極層３３→大気側電極層３４の向きに流れる定電流Ｉｃｓを負の定電流（−Ｉｃｓ）、大気側電極層３４→排気側電極層３３の向きに流れる定電流Ｉｃｓを正の定電流（＋Ｉｃｓ）としている。

例えば、リッチからリーンへの変化時の検出応答性（リーン感度）を高める場合には、図６（ａ）に示すように、固体電解質層３２内を通じて大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給されるように定電流Ｉｃｓ（負の定電流Ｉｃｓ）が流される。この場合、大気側から排気側に酸素が供給されることにより、排気側電極層３３の周囲に存在（残留）しているリッチ成分（ＨＣ）について酸化反応が促進され、それに伴いリッチ成分をいち早く除去できる。これにより、排気側電極層３３においてリーン成分（ＮＯ_X ）が反応しやすくなり、結果として酸素センサ２８のリーン出力の応答性が向上する。

また、リーンからリッチへの変化時の検出応答性（リッチ感度）を高める場合には、図６（ｂ）に示すように、固体電解質層３２内を通じて排気側電極層３３から大気側電極層３４に酸素が供給されるように定電流Ｉｃｓ（正の定電流Ｉｃｓ）が流される。この場合、排気側から大気側に酸素が供給されることにより、排気側電極層３３の周囲に存在（残留）しているリーン成分（ＮＯ_X ）について還元反応が促進され、それに伴いリーン成分をいち早く除去できる。これにより、排気側電極層３３においてリッチ成分（ＨＣ）が反応しやすくなり、結果として酸素センサ２８のリッチ出力の応答性が向上する。

図７は、リーン変化時の検出応答性（リーン感度）を高める場合、及びリッチ変化時の検出応答性（リッチ感度）を高める場合における酸素センサ２８の出力特性（起電力特性）を示す図である。

リーン変化時の検出応答性（リーン感度）を高める場合において、上記のとおり固体電解質層３２内を通じて大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給されるように負の定電流Ｉｃｓが流されると（図６（ａ）参照）、図７の（ａ）に示すように、出力特性線がリッチ側にシフトする（より詳細には、リッチ側かつ起電力減少側にシフトする）。この場合、実際の空燃比がストイキ近傍のリッチ域にあってもセンサ出力がリーン出力となる。これは、酸素センサ２８の出力特性として、リーン変化時の検出応答性（リーン感度）が高められていることを意味する。

また、リッチ変化時の検出応答性（リッチ感度）を高める場合において、上記のとおり固体電解質層３２内を通じて排気側電極層３３から大気側電極層３４に酸素が供給されるように正の定電流Ｉｃｓが流されると（図６（ｂ）参照）、図７の（ｂ）に示すように、出力特性線がリーン側にシフトする（より詳細には、リーン側かつ起電力増加側にシフトする）。この場合、実際の空燃比がストイキ近傍のリーン域にあってもセンサ出力がリッチ出力となる。これは、酸素センサ２８の出力特性として、リッチ変化時の検出応答性（リッチ感度）が高められていることを意味する。

本実施例１では、ＥＣＵ２５（又はマイコン２６）により後述する図９の触媒活用制御ルーチンを実行することで、エンジン１１の運転状態に応じてセンサ電極間（排気側電極層３３と大気側電極層３４との間）に流す定電流Ｉｃｓの向きを決定し、該決定した向きで定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。これにより、エンジン１１の運転状態によってＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９に流入する排出ガスの状態が変化してＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側の排出ガスの状態が変化しても、それに応じて酸素センサ２８の出力特性を変化させて検出応答性を高めることができる。

具体的には、図８のタイムチャートに示すように、エンジン運転中に所定のリーン運転実行条件が成立しているときには、エンジン１１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）よりもリーンに制御してリーン燃焼させるリーン燃焼制御を実行する。このリーン燃焼制御中に酸素センサ２８の出力が所定のリーン判定閾値（例えば０．４５Ｖ）以下になった時点ｔ1 で、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒２８の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出され始めたと判断して、リーン燃焼制御を停止して、エンジン１１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）よりもリッチに制御してリッチ燃焼させるリッチ燃焼制御を実行する。このリッチ燃焼制御中に酸素センサ２８の出力が所定のリッチ判定閾値（例えば０．４５Ｖ）以上になった時点ｔ2 で、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒２８の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出され始めたと判断して、リッチ燃焼制御を停止して、リーン燃焼制御を実行する。このようにして、リーン燃焼制御とリッチ燃焼制御とを交互に実行する。

その際、リーン燃焼制御中には、酸素センサ２８のリーン感度を高めてリーン応答性（リーン成分に対する検出応答性）を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。この場合、大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（負の定電流Ｉｃｓ）が流れるように定電流回路２７を制御する。一方、リッチ燃焼制御中には、酸素センサ２８のリッチ感度を高めてリッチ応答性（リッチ成分に対する検出応答性）を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。この場合、排気側電極層３３から大気側電極層３４に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（正の定電流Ｉｃｓ）が流れるように定電流回路２７を制御する。

リーン燃焼制御中は、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９に流入する排出ガスの空燃比がリーンになって、排出ガス中のＮＯ_X （リーン成分）がＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９に吸蔵されるが、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９のＮＯ_X 吸蔵量が多くなると、排出ガス中のＮＯ_X がＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９を通過してＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側に排出されるようになる。このため、リーン燃焼制御中に酸素センサ２８のリーン応答性（リーン成分に対する検出応答性）を高めるようにすれば、リーン燃焼制御中にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９のＮＯ_X 吸蔵量が多くなって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出される状態になったときに、その状態を酸素センサ２８で早期に検出することができる。これにより、リーン燃焼制御の開始後にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＮＯ_X が排出される状態になったときに、リーン燃焼制御を早期に停止することができ、従来のセンサ出力特性を変化させる機能を備えていないシステム（図８の破線参照）に比べて、ＮＯ_X の排出量を低減することができる。

一方、リッチ燃焼制御中は、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９に流入する排出ガスの空燃比がリッチになって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９に吸蔵されているＮＯ_X が排出ガス中のＨＣやＣＯ（リッチ成分）によって還元浄化されて放出されるが、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９のＮＯ_X 吸蔵量が少なくなると、排出ガス中のＨＣやＣＯがＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９を通過してＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側に排出されるようになる。このため、リッチ燃焼制御中に酸素センサ２８のリッチ応答性（リッチ成分に対する検出応答性）を高めるようにすれば、リッチ燃焼制御中にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９のＮＯ_X 吸蔵量が少なくなって、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出される状態になったときに、その状態を酸素センサ２８で早期に検出することができる。これにより、リッチ燃焼制御の開始後にＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＨＣやＣＯが排出される状態になったときに、リッチ燃焼制御を早期に停止することができ、従来のセンサ出力特性を変化させる機能を備えていないシステム（図８の破線参照）に比べて、ＨＣやＣＯの排出量を低減することができる。

以下、本実施例１でＥＣＵ２５（又はマイコン２６）が実行する図９の触媒活用制御ルーチンの処理内容を説明する。

図９に示す触媒活用制御ルーチンは、ＥＣＵ２５の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう電流制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、リーン運転実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、リーン運転実行条件は、例えば、次の(1) 〜(3) の条件を全て満たすことである。

(1) エンジン１１の冷却水温が所定温度以上であること
(2) ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９が活性状態であること（例えば、触媒１９の推定温度又は検出温度が活性温度以上であること、或は、エンジン始動後の経過時間が所定時間以上であること）
(3) システムの各部（例えば燃料系や排気系等）に異常がないこと

これら(1) 〜(3) の条件を全て満たせば、リーン運転実行条件が成立するが、上記(1) 〜(3) の条件のうちのいずれか１つでも満たさない条件があれば、リーン運転実行条件が不成立となる。

このステップ１０１で、リーン運転実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１０２〜１０８の処理を繰り返し実行する。まず、ステップ１０２に進み、エンジン１１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）よりもリーンに制御してリーン燃焼させるリーン燃焼制御を実行する。

この後、ステップ１０３に進み、リーン燃焼制御中は、酸素センサ２８のリーン応答性を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。つまり、大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（負の定電流Ｉｃｓ）が流れるように定電流回路２７を制御する。これにより、酸素センサ２８のリーン応答性が高められる。

この後、ステップ１０４に進み、酸素センサ２８の出力がリーン判定閾値（例えば０．４５Ｖ）以下であるか否かを判定し、酸素センサ２８の出力がリーン判定閾値よりも高いと判定された場合には、上記ステップ１０２に戻り、リーン燃焼制御を継続すると共に、酸素センサ２８のリーン応答性を高める制御を継続する（ステップ１０２，１０３）。

その後、上記ステップ１０４で、酸素センサ２８の出力がリーン判定閾値以下であると判定された時点で、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出され始めたと判断して、ステップ１０５に進み、リーン燃焼制御を停止して、エンジン１１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）よりもリッチに制御してリッチ燃焼させるリッチ燃焼制御を実行する。

この後、ステップ１０６に進み、リッチ燃焼制御中は、酸素センサ２８のリッチ応答性を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御する。つまり、排気側電極層３３から大気側電極層３４に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（正の定電流Ｉｃｓ）が流れるように定電流回路２７を制御する。これにより、酸素センサ２８のリッチ応答性が高められる。

この後、ステップ１０７に進み、酸素センサ２８の出力がリッチ判定閾値（例えば０．４５Ｖ）以上であるか否かによって、酸素センサ２８の出力がリッチ判定閾値よりも低いと判定された場合には、上記ステップ１０５に戻り、リッチ燃焼制御を継続すると共に、酸素センサ２８のリッチ応答性を高める制御を継続する（ステップ１０５，１０６）。

その後、上記ステップ１０７で、酸素センサ２８の出力がリッチ判定閾値以上であると判定された時点で、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出され始めたと判断して、ステップ１０８に進み、リッチ燃焼制御を停止する。

一方、上記ステップ１０１で、リーン運転実行条件が不成立であると判定された場合には、ステップ１０９に進み、エンジン１１に供給する混合気の空燃比を理論空燃比（ストイキ）に制御してストイキ燃焼させるストイキ燃焼制御を実行する。この後、ステップ１１０に進み、酸素センサ２８の検出応答性を基準応答性に対して変更しない制御、すなわち定電流Ｉｃｓ＝０とする制御を実施する。

以上説明した本実施例１では、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側に酸素センサ２８を設置したシステムにおいて、酸素センサ２８の外部に設けた定電流回路２７によりセンサ電極間に定電流を流すことで、オンボードで酸素センサ２８の出力特性を変更してリーン応答性やリッチ応答性を高めることができる。しかも、酸素センサ２８の内部に補助電気化学電池等を組み込む必要がないため、酸素センサ２８の大幅な設計変更やコストアップを招くことなく酸素センサ２８の出力特性を変化させることができる。

更に、リーン燃焼制御中には、酸素センサ２８のリーン応答性を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御するようにしたので、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＮＯ_X （リーン成分）が排出される状態になったときに、その状態を酸素センサ２８で早期に検出して、リーン燃焼制御を早期に停止することができ、ＮＯ_X の排出量を低減することができる。一方、リッチ燃焼制御中には、酸素センサ２８のリッチ応答性を高める方向に定電流Ｉｃｓが流れるように定電流回路２７を制御するようにしたので、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側にＨＣやＣＯ（リッチ成分）が排出される状態になったときに、その状態を酸素センサ２８で早期に検出して、リッチ燃焼制御を早期に停止することができ、ＨＣやＣＯの排出量を低減することができる。これにより、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側の排出ガスの状態の変化に対するセンサ出力変化の遅れの影響をあまり受けずにＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９を有効に活用することが可能となり、排気エミッションを効果的に低減することができる。

ところで、酸素センサ２８の出力Ｅは、下記の基本式（ネルンストの式）で表すことができる。
Ｅ＝（Ｒ×Ｔ）／（４×Ｆ）×ｌｎ（Ｐ1 ／Ｐ2 ）
ここで、Ｒは気体定数、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー定数、Ｐ1 は大気側電極層３４側の酸素分圧、Ｐ2 は排気側電極層３３側の酸素分圧である。

従って、酸素センサ２８の出力Ｅを安定化させる（出力Ｅのばらつきを小さくする）には、大気側電極層３４側の酸素濃度を安定化させて大気側電極層３４側の酸素分圧Ｐ1 を安定化させることが重要である。

その点、本実施例１の酸素センサ２８は、図１０に示すように、大気側電極層３４が大気に晒されているため、排気側電極層３３側の酸素濃度に左右されずに大気側電極層３４側の酸素濃度を常に一定（大気相当）に維持することができ、触媒１９の下流側に酸素センサ２８を設置した場合（つまり酸素センサ２８で検出する排出ガスの酸素濃度が著しく低下することがある場合）でも、酸素センサ２８の出力を安定化させる（出力のばらつきを小さくする）ことができる。

更に、排気側電極層３３側から大気側電極層３４側に酸素を供給するように電流を流すことで、酸素センサ２８の出力特性線をリーン側にシフトさせることができると共に、大気側電極層３４側から排気側電極層３３側に酸素を供給するように電流を流すことで、酸素センサ２８の出力特性線をリッチ側にシフトさせることができ、酸素センサ２８の出力特性線をリーン側とリッチ側のいずれの方向にもシフトさせることができるという利点もある。

尚、上記実施例１では、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の下流側に酸素センサ２８を設置した構成としたが、ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒１９の中の位置（例えば触媒１９の入口と出口の中間位置）に酸素センサ２８を設置した構成としても良い。

次に、図１２及び図１３を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、図１２に示すように、三元触媒１８の下流側にも、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯ_X 等を浄化する三元触媒３７が設けられている。また、三元触媒１８の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーンを検出する排出ガスセンサ２０（空燃比センサ又は酸素センサ）が設置され、三元触媒１８の下流側（三元触媒１８と三元触媒３７との間）には、排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサ２８が設置されている。

更に、本実施例２では、ＥＣＵ２５（又はマイコン２６）により後述する図１３のセンサ応答性制御ルーチンを実行する。

図１３に示すセンサ応答性制御ルーチンは、ＥＣＵ２５の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンでは、ステップ２０１〜２０３で、酸素センサ２８の検出応答性を変更するための変更要求の有無を判定し、ステップ２０４〜２０７で、変更要求の判定結果に基づいて定電流制御を実施して、酸素センサ２８の検出応答性を変更する。

本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、エンジン１１が始動時等の冷間状態にあるか否かを、例えば、次の(1) 〜(3) の条件のうちのいずれか１つを満たすか否かによって判定する。

(1) エンジン１１の冷却水温が所定温度以下であること
(2) エンジン１１の油温（潤滑油の温度）が所定温度以下であること
(3) 燃料経路内の燃料温度が所定温度以下であること

このステップ２０１で、エンジン１１が冷間状態にあると判定された場合には、リッチ応答性（リッチ変化時の検出応答性）を高める変更要求が有ると判定する。この場合、ステップ２０４に進み、リッチ応答性を高める変更要求に基づいて定電流Ｉｃｓの供給を制御する。具体的には、定電流回路２７の定電流として「正の定電流Ｉｃｓ」を設定する。このとき、マイコン２６により定電流回路２７が制御され、排気側電極層３３から大気側電極層３４に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（正の定電流Ｉｃｓ）が流れることとなる。これにより、エンジン１１が冷間状態にある場合において酸素センサ２８のリッチ応答性が高められる。尚、定電流量は予め定められた所定値であると良い。

一方、上記ステップ２０１で、エンジン１１が冷間状態にないと判定された場合には、ステップ２０２に進み、エンジン１１が高負荷運転状態になっているか否かを、例えば、次の(4) 〜(6) の条件のうちのいずれか１つを満たすか否かによって判定する。

(4) 気筒内への充填空気量が所定量以上であること
(5) 気筒内での燃焼圧が所定値以上であること
(6) アクセル開度が所定値以上であること

このステップ２０２で、エンジン１１が高負荷運転状態になっていると判定された場合には、リーン応答性（リーン変化時の検出応答性）を高める変更要求が有ると判定する。この場合、ステップ２０５に進み、リーン応答性を高める変更要求に基づいて定電流Ｉｃｓの供給を制御する。具体的には、定電流回路２７の定電流として「負の定電流Ｉｃｓ」を設定する。このとき、マイコン２６により定電流回路２７が制御され、大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（負の定電流Ｉｃｓ）が流れることとなる。これにより、エンジン１１が高負荷運転状態になっている場合において酸素センサ２８のリーン応答性が高められる。尚、定電流量は予め定められた所定値であると良い。

ここで、上記の高負荷運転時を想定すると、その高負荷運転期間には、エンジン負荷が増加側に変化する過渡時と、その負荷増加により高負荷となっている高負荷定常時とが含まれる。この場合、過渡時及び高負荷定常時には、いずれもリーン応答性が高められるが、その検出応答性を高めるにあたって、過渡時と高負荷定常時とで、検出応答性として要求される応答性レベルを相違させるようにすると良い。

具体的には、過渡時の応答性レベルを高負荷定常時の応答性レベルよりも高応答とする。つまり、エンジン１１が高負荷運転状態になっていると判定された場合には、更に、過渡時か又は高負荷定常時かを判定する。過渡時であると判定されることは、リーン応答性を高めつつも、その応答性レベルを比較的小さくする（高負荷定常時よりも小さくする）との変更要求が有ると判定されることに相当し、高負荷定常時であると判定されることは、リーン応答性を高めつつ、その応答性レベルを比較的大きくする（過渡時よりも大きくする）との変更要求が有ると判定されることに相当する。そして、過渡時である場合と、高負荷定常時である場合のそれぞれにおいて、その変更要求に基づいて定電流Ｉｃｓの供給を制御する。

一方、上記ステップ２０２で、エンジン１１が高負荷運転状態ではないと判定された場合には、ステップ２０３に進み、現時点が燃料カットから燃料噴射への復帰直後であって、両触媒１８，１９の中立化のためのリッチ噴射制御が実施されているか否かを判定する。このリッチ噴射制御は、エンジン１１の燃料カットからの復帰時において、酸素センサ２８の検出結果に基づいて、両触媒１８，３７の酸素過多の状態（極リーンの雰囲気）を解消すべく空燃比を一時的にリッチ化する空燃比制御である。このリッチ噴射制御では、燃料噴射量のリッチ化により両触媒１８，３７の雰囲気が中立化される（ストイキ付近で保持される状態とされる）。そして、燃料カットからの復帰後において酸素センサ２８の出力がリーン値からリッチ値に移行したタイミングで、そのリッチ噴射制御が終了される。本実施例では、このリッチ噴射制御を実施する場合に、リッチ変化時の検出応答性を低めることとしている。

このステップ２０３で、リッチ噴射制御が実施されていると判定された場合には、リッチ応答性（リッチ変化時の検出応答性）を低める変更要求が有ると判定する。この場合、ステップ２０６に進み、リッチ応答性を低める変更要求に基づいて定電流Ｉｃｓの供給を制御する。具体的には、定電流回路２７の定電流として「負の定電流Ｉｃｓ」を設定する（リーン応答性を高める場合と同じ）。このとき、マイコン２６により定電流回路２７が制御され、大気側電極層３４から排気側電極層３３に酸素が供給される向きで定電流Ｉｃｓ（負の定電流Ｉｃｓ）が流れることとなる。これにより、リッチ噴射制御を実施する場合においてリッチ応答性が低められる。尚、定電流量は予め定められた所定値であると良い。

また、上記ステップ２０１〜２０３で全て「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップ２０７に進み、酸素センサ２８の検出応答性を基準応答性に対して変更しない制御、すなわち定電流Ｉｃｓ＝０とする制御を実施する。

尚、図１３のルーチンでは、エンジン１１が冷間状態の場合に酸素センサ２８のリッチ応答性を高める処理（ステップ２０１，２０４）と、エンジン１１が高負荷運転状態の場合に酸素センサ２８のリーン応答性を高める処理（ステップ２０２，２０５）と、リッチ噴射制御が実施さている場合に酸素センサ２８のリッチ応答性を低める処理（ステップ２０３，２０６）とを全て実施するようにしたが、これに限定されず、いずれか１つ又は２つを実施するようにしても良い。

以上説明した本実施例２では、三元触媒１８の下流側に酸素センサ２８を設置したシステムにおいて、酸素センサ２８の検出応答性を変更するための変更要求の有無を判定し、変更要求の判定結果に基づいて定電流制御を実施して、酸素センサ２８の検出応答性を変更するようにしたので、三元触媒１８を有効に活用して排気エミッションを低減することができる。

尚、上記実施例２では、三元触媒１８の下流側に酸素センサ２８を設置した構成としたが、三元触媒１８の中の位置（例えば触媒１８の入口と出口の中間位置）に酸素センサ２８を設置した構成としても良い。

また、上記各実施例１，２では、酸素センサ２８（センサ素子３１）の大気側電極層３４に定電流回路２７を接続する構成としたが、これに限定されず、例えば、酸素センサ２８（センサ素子３１）の排気側電極層３３に定電流回路２７を接続する構成としたり、或は、排気側電極層３３と大気側電極層３４の両方に定電流回路２７を接続する構成としても良い。

また、上記各実施例１，２では、コップ型構造のセンサ素子３１を有する酸素センサ２８を用いたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、積層構造型のセンサ素子を有する酸素センサを用いたシステムに本発明を適用しても良い。

更に、酸素センサに限定されず、例えば、空燃比に応じたリニアな空燃比信号を出力する空燃比センサ、ＨＣ濃度を検出するＨＣセンサ、ＮＯ_X 濃度を検出するＮＯ_X センサ等の酸素センサ以外のガスセンサに本発明を適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１７…排気管、１８…三元触媒、１９…ＮＯ_X 吸蔵還元型触媒、２５…ＥＣＵ（電流制御手段）、２６…マイコン、２７…定電流回路（定電流供給手段）、２８…酸素センサ（排出ガスセンサ）、３１…センサ素子、３２…固体電解質層（固体電解質体）、３３…排気側電極層（センサ電極）、３４…大気側電極層（センサ電極）、３７…三元触媒

Claims (4)

1. 内燃機関（１１）の排出ガス浄化用の触媒（１８，１９）と、前記触媒（１８，１９）の下流側又は該触媒（１８，１９）に設置され、一対のセンサ電極（３３，３４）間に固体電解質体（３２）が設けられると共に該一対のセンサ電極（３３，３４）のうちの一方のセンサ電極（３４）が大気に晒されたセンサ素子（３１）により排出ガス中の所定成分の濃度を検出する排出ガスセンサ（２８）とを備えた内燃機関の排出ガス浄化装置において、
   前記センサ電極（３３，３４）間に定電流を流して前記排出ガスセンサ（２８）の出力特性を変更する定電流供給手段（２７）と、
   前記排出ガスセンサ（２８）の出力特性を変更する変更要求又は前記内燃機関（１１）の運転状態に応じて前記センサ電極（３３，３４）間に流す定電流の向きを決定し、該決定した向きで前記定電流が流れるように前記定電流供給手段（２７）を制御する電流制御手段（２５）と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の排出ガス浄化装置。
2. 前記触媒は、該触媒に流入する排出ガスの空燃比がリーンのときに該排出ガス中のＮＯ_X を吸蔵し、該触媒に流入する排出ガスの空燃比がリッチになったときに該触媒に吸蔵されているＮＯ_X を還元浄化して放出するＮＯ_X 吸蔵還元型触媒（１９）であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
3. 前記電流制御手段（２５）は、前記内燃機関（１１）に供給する混合気の空燃比をリーンに制御するリーン燃焼制御中には前記排出ガスセンサ（２８）のリーン成分に対する検出応答性を高める方向に前記定電流が流れるように前記定電流供給手段（２７）を制御し、前記内燃機関（１１）に供給する混合気の空燃比をリッチに制御するリッチ燃焼制御中には前記排出ガスセンサ（２８）のリッチ成分に対する検出応答性を高める方向に前記定電流が流れるように前記定電流供給手段（２７）を制御することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
4. 前記触媒は、前記排出ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯ_X を浄化する三元触媒（１８）であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。

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