JPH11229859A

JPH11229859A - Internal combustion engine

Info

Publication number: JPH11229859A
Application number: JP10029477A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okada; 公二郎岡田; Hiromitsu Ando; 弘光安東; Takashi Dougahara; 隆堂ヶ原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-02-12
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-08-24

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To always accurately determine the deterioration of NOx catalyst regardless of the state of the NOx sensor. SOLUTION: The temperature of the NOx catalyst 19, which occludes NOx in the exhaust in an excess oxygen atmosphere and discharges the occluded NOx in a decreased oxygen atmosphere, is detected by a temperature sensor 21. Also, the NOx concentration downstream of the NOx catalyst 19 is detected by a NOx sensor 22. The deterioration state value of the NOx catalyst 19 is determined based on the purification rate of NOx at low and high temperatures corresponding to temperature information against time and concentration information against time. Then, the deterioration state value and the deterioration determination value are compared to determine the deterioration of the NOx catalyst 19. Further, deterioration of the NOx catalyst 19 is determined by relative detected values of the NOx sensor 22. Accordingly, deterioration of the NOx catalyst 19 is always accurately determined regardless of the state of the NOx sensor 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、混合気の空燃比を
理論空燃比よりも燃料希薄側に制御して燃費特性を改善
した内燃機関に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of an air-fuel mixture is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to improve fuel economy.

【０００２】排気中のNO_xを浄化するNO_x触媒として
は、酸素過剰雰囲気中ではNO_xを触媒上に吸蔵させるこ
とにより排気中のNO_xを浄化し、酸素濃度が低下すると
付着したNO_xを放出する機能を有していることが知られ
ている。つまり、NO_x触媒は、酸素濃度過剰雰囲気で
は、排気中のNO_xを酸化させて硝酸塩を生成し、これに
よりNO_xを吸蔵する一方、酸素濃度が低下した雰囲気で
は、NO_x触媒に吸蔵した硝酸塩と排気中のCOとを反応さ
せて炭酸塩を生成し、これによりNO_xを放出させるよう
になっている。所定時間酸素過剰雰囲気での運転が実行
された後、排気の空燃比を酸素濃度低下雰囲気にして
（燃料の投入）NO_xを放出させるようにしている（リッ
チスパイク）。[0002] As the NO _x catalyst for purifying NO _x in the exhaust, the NO _x in an oxygen-rich atmosphere to purify NO _x in the exhaust by occluding on the catalyst, NO _x concentration of oxygen adhering to decrease It is known to have the function of releasing That, the NO _x catalyst, in an oxygen concentration excess atmosphere, the NO _x in the exhaust is oxidized to produce nitrate, thereby while occluding NO _x in the atmosphere in which the oxygen concentration is lowered, and occluded in the NO _x catalyst reacting the CO in the exhaust nitrates to produce a carbonate, thereby so as to release NO _x. After operation at a predetermined time oxygen-rich atmosphere is executed, and so as to release the air-fuel ratio of the exhaust oxygen concentration lowering atmosphere (introduction of fuel) NO _x (rich spike).

【０００３】ところで、燃料や潤滑油内には、イオウ成
分（Ｓ成分）が含まれており、このようなイオウ成分も
排気中に含まれている。NO_x触媒では、酸素濃度過剰雰
囲気で、NO_xの吸蔵とともにイオウ成分も吸蔵する。つ
まり、イオウ成分は燃焼し、更にNO_x触媒上で酸化され
てSO₃になる。そして、このSO₃の一部はNO_x触媒上で
さらにNO_x用の吸蔵剤と反応して硫酸塩となってNO_x触
媒に吸蔵する。[0003] Incidentally, a sulfur component (S component) is contained in fuel and lubricating oil, and such a sulfur component is also contained in exhaust gas. In the NO _x catalyst, an oxygen concentration excess atmosphere, sulfur components together with storage of the NO _x is also occluded. That is, the sulfur component burns and is further oxidized on the NO _x catalyst to SO ₃ . Then, a part of the SO ₃ reacts with the NO _x storage agent on the NO _x catalyst to form a sulfate, which is stored in the NO _x catalyst.

【０００４】従って、NO_x触媒には、硝酸塩と硫酸塩と
が付着することになるが、硫酸塩は硝酸塩よりも塩とし
ての安定度が高く、酸素濃度が低下した雰囲気になって
もその一部しか分解されないため、NO_x触媒に残留する
硫酸塩の量は時間とともに増加する。これにより、NO_x
触媒の吸蔵能力が時間とともに低下し、NO_x触媒として
の性能が悪化することになる（Ｓ被毒）。[0004] Therefore, nitrate and sulfate adhere to the NO _x catalyst. Sulfate has higher stability as a salt than nitrate, and even in an atmosphere where the oxygen concentration is reduced, the sulfate is one of them. since part only degraded, the amount of sulfate remaining in the nO _x catalyst is increased with time. This results in NO _x
Storage capacity of the catalyst decreases with time, the performance of the the NO _x catalyst will worsen (S poisoning).

【０００５】NO_x触媒のNO_x吸蔵能力を低下させる硫酸
塩は、温度が高くなると分解する性質を有している。こ
のため、NO_x触媒に一定量以上のイオウ成分（SO_x）が
付着したときに、排気の空燃比を酸素濃度低下雰囲気に
して（燃料の投入）多量のHCやCOを発生させ、これらを
排気中で酸化させ、またこれらをNO_x触媒に残った酸素
と反応させてNO_x触媒を高温にし、SO_xを放出するよう
にしている（Ｓパージ運転）。[0005] sulfate reducing the _the NO _x storage capacity of the NO _x catalyst has decomposed properties at higher temperatures. Therefore, when a certain amount or more of sulfur component (SO _x ) adheres to the NO _x catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas is changed to an atmosphere with a low oxygen concentration (fuel injection) to generate a large amount of HC and CO, and these are removed. is oxidized in the exhaust, and these are reacted with the remaining oxygen in the NO _x catalyst was the NO _x catalyst at a high temperature, so that to release the sO _x (S purge operation).

【０００６】Ｓパージ運転実施の判定に際し、NO_x触媒
の劣化具合を把握するため、従来から、NO_x触媒の後流
側にNO_xセンサを装着し、リッチスパイク後の排気中の
NO_x濃度をNO_xセンサで検出することで、NO_x触媒の劣
化具合を判定するようにしている（特開平7-208151号公
報）。[0006] Upon determination of the S purge operation implemented in order to grasp the deterioration degree of the NO _x catalyst, conventionally, the NO _x sensor is mounted on the downstream side of the NO _x catalyst, after the rich spike in the exhaust
The concentration of NO _x to detect in NO _x sensor, and so as to determine the deterioration degree of the NO _x catalyst (JP-A-7-208151).

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関は、NO
_xセンサにより排気中のNO_x濃度を検出しているので、
NO_x触媒の劣化を判定することができる。しかし、従来
の内燃機関では、リッチスパイク後の時間の経過に対す
るNO_xセンサの絶対出力値に基づくNO_x濃度の変化状況
によってNO_x触媒の劣化を判定している。即ち、リッチ
スパイク後の所定時間内にNO_x濃度が所定値以上になっ
た場合にNO_x触媒が劣化したと判定している。このた
め、NO_xセンサに固体ばらつきがあったり、経時変化に
よりNO_xセンサ自体の能力に変化が生じた場合、NO_x濃
度の検出状況が変化してしまい、NO_x触媒の劣化を正し
く判定することができない。The conventional internal combustion engine has NO
_{Since the x} sensor detects the NO _x concentration in the exhaust,
It is possible to determine the deterioration of the NO _x catalyst. However, in the conventional internal combustion engine, which determines the deterioration of the NO _x catalyst by a change status of the NO _x concentration based on the absolute output value of the NO _x sensor with respect to the elapsed time after the rich spike. That, NO _x catalyst is determined to have deteriorated when the concentration of NO _x within the predetermined time after the rich spike exceeds the predetermined value. Accordingly, or have individual variations in NO _x sensor, if the change in the NO _x sensor itself capacity caused by aging, the detection status of the NO _x concentration will vary, correctly determine the deterioration of the NO _x catalyst Can not do.

【０００８】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、NO_xセンサの状態に拘らずNO_x触媒の劣化を常に正
確に判定することができる内燃機関を提供することを目
的とする。[0008] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an internal combustion engine capable of determining at all times accurately the deterioration of despite the NO _x catalyst on the state of the NO _x sensor.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、機関の排気通路に設けられ酸素過剰雰囲気
中で排気中のNO_xを吸蔵すると共に酸素濃度低下雰囲気
中で吸蔵したNO_xを放出するNO_x触媒の下流における排
気中のNO_x濃度をNO_xセンサで検出すると共に、NO_x触
媒の温度を温度特定手段で特定し、劣化判定手段により
NO_xセンサ及び温度特定手段の経時情報に応じたNO_x触
媒における低温時及び高温時のNO_xの浄化状態に基づい
てNO_x触媒の劣化を判定するようにしたので、NO_x触媒
の温度情報に応じたNO_xセンサの相対的な検出値によっ
てNO_x触媒の劣化が判定でき、NO _xセンサの状態に拘ら
ずNO_x触媒の劣化が判定できる。[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
In the present invention, an oxygen-excess atmosphere provided in the exhaust passage of the engine is provided.
NO in exhaust_xAtmosphere that absorbs oxygen and lowers oxygen concentration
NO absorbed in_xRelease NO_xExhaust downstream of the catalyst
NO in the air_xNO concentration_xDetected by sensor and NO_xTouch
The temperature of the medium is specified by the temperature specifying means, and
NO_xNO according to time information of sensor and temperature specifying means_xTouch
NO at low and high temperatures in the medium_xBased on the purification state of
NO_xSince the catalyst deterioration was determined, NO_xcatalyst
NO according to the temperature information of_xDepending on the relative detection value of the sensor
NO_xCatalyst deterioration can be determined and NO _xRegardless of sensor status
NO_xThe deterioration of the catalyst can be determined.

【００１０】NO_x触媒の温度情報に応じたNO_xセンサの
出力値に基づいてNO_x触媒の劣化を判定する場合、低温
時及び高温時におけるNO_xセンサの出力値に応じたNO_x
の浄化率や、低温時及び高温時のNO_xセンサの出力値を
比較し、NO_x触媒の劣化を判定する。この時の浄化率及
び差や比の所定値は、予め設定してもよいし、劣化前の
浄化率及び差や比の所定値に対し所定の係数を乗じた値
を適用してもよい。[0010] NO _{x If} the catalyst based on the output value of the NO _x sensor in accordance with the temperature information to determine the deterioration of the NO _x catalyst, NO _x in accordance with the output value of the NO _x sensor at low temperature and high temperature
Of and purification rate, compares the output value of the NO _x sensor at low temperature and high temperature, determines the deterioration of the NO _x catalyst. At this time, the predetermined values of the purification rate, the difference, and the ratio may be set in advance, or a value obtained by multiplying a predetermined value of the purification rate, the difference, and the ratio before deterioration by a predetermined coefficient may be applied.

【００１１】また、劣化前のNO_x触媒の低温時と高温時
のNO_xセンサの出力値に応じたNO_xの浄化率と、その後
の運転中においての低温時及び高温時のNO_xセンサの出
力値に応じたNO_xの浄化率とをそれぞれ比較し、NO_x触
媒の劣化を判定する。また、劣化前のNO_x触媒の低温時
及び高温時のNO_xセンサの出力値の状況と、その後の運
転中においての低温時及び高温時のNO_xセンサの出力値
の状況とをそれぞれ比較し、NO_x触媒の劣化を判定す
る。Further, the purification rate of degradation before of the NO _x NO _x in accordance with the output value of the NO _x sensor at the time of high temperature low temperature catalyst, of the NO _x sensor at low temperature and at high temperatures during subsequent operation and purification rate of the NO _x in accordance with the output value is compared respectively to determine the deterioration of the NO _x catalyst. Also, compared to the situation of low temperature and the output value of the NO _x sensor at a high temperature of the NO _x catalyst before degradation, then at low temperatures during the operation and the status of the output value of the NO _x sensor at a high temperature, respectively determine the deterioration of the NO _x catalyst.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の一実
施形態例を説明する。本実施形態例は、混合気の空燃比
を理論空燃比よりも燃料希薄側に制御して燃費特性を改
善した内燃機関として、燃焼室内に燃料を直接噴射する
ようにした多気筒型筒内噴射内燃機関を例に挙げて説明
してある。図１には本発明の一実施形態例に係る内燃機
関の概略構成、図２には燃料噴射制御マップを示してあ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is a multi-cylinder in-cylinder injection in which fuel is directly injected into a combustion chamber as an internal combustion engine in which the air-fuel ratio of an air-fuel mixture is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to improve fuel economy characteristics. The internal combustion engine is described as an example. FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a fuel injection control map.

【００１３】多気筒型筒内噴射内燃機関としては、例え
ば、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射型直列４気筒
ガソリンエンジン（筒内噴射エンジン）１が適用され
る。筒内噴射エンジン１は、燃焼室や吸気装置及び排気
ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）等が筒内噴射専用に設計
されている。As the multi-cylinder in-cylinder injection internal combustion engine, for example, an in-cylinder in-line 4-cylinder gasoline engine (in-cylinder injection engine) 1 for injecting fuel directly into a combustion chamber is applied. In the direct injection engine 1, a combustion chamber, an intake device, an exhaust gas recirculation device (EGR device), and the like are designed exclusively for direct injection.

【００１４】筒内噴射エンジン１のシリンダヘッド２に
は各気筒毎に点火プラグ３が取り付けられると共に、各
気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が取り付けられている。
燃焼室５内には燃料噴射弁４の噴射口が開口し、燃料噴
射弁４から噴射される燃料が燃焼室５内に直接噴射され
るようになっている。筒内噴射エンジン１のシリンダ６
にはピストン７が上下方向に摺動自在に支持され、ピス
トン７の頂面には半球状に窪んだキャビティ８が形成さ
れている。キャビティ８により、吸気流に通常のタンブ
ル流とは逆の逆タンブル流を発生させるようになってい
る。The cylinder head 2 of the in-cylinder injection engine 1 is provided with an ignition plug 3 for each cylinder and an electromagnetic fuel injection valve 4 for each cylinder.
An injection port of the fuel injection valve 4 is opened in the combustion chamber 5, and fuel injected from the fuel injection valve 4 is directly injected into the combustion chamber 5. Cylinder 6 of in-cylinder injection engine 1
A piston 7 is slidably supported in the up-down direction, and a hemispherically concave cavity 8 is formed on the top surface of the piston 7. The cavity 8 generates a reverse tumble flow in the intake flow, which is opposite to a normal tumble flow.

【００１５】シリンダヘッド２には燃焼室５を臨む吸気
ポート９及び排気ポート１０が形成され、吸気ポート９
は吸気弁１１の駆動によって開閉され、排気ポート１０
は排気弁１２の駆動によって開閉される。排気ポート１
０には大径の排気ガス再循環ポート（ＥＧＲポート）１
３が分岐している。An intake port 9 and an exhaust port 10 facing the combustion chamber 5 are formed in the cylinder head 2.
Is opened and closed by the drive of the intake valve 11, and the exhaust port 10
Is opened and closed by driving the exhaust valve 12. Exhaust port 1
0 is a large-diameter exhaust gas recirculation port (EGR port) 1
3 branches.

【００１６】吸気ポート９には吸気管１４が接続され、
吸気管１４には図示しないサージタンク、エアクリー
ナ、スロットルボデー等が接続されている。一方、排気
ポート１０には排気管１５が接続され、排気管１５には
触媒１６及び図示しないマフラーが備えられている。ま
た、ＥＧＲポート１３は大径のＥＧＲパイプ１７を介し
て吸気管１４側に接続され、ＥＧＲパイプ１７にはステ
ッパモータ式のＥＧＲ弁１８が設けられている。An intake pipe 14 is connected to the intake port 9.
A surge tank, an air cleaner, a throttle body, and the like (not shown) are connected to the intake pipe 14. On the other hand, an exhaust pipe 15 is connected to the exhaust port 10, and the exhaust pipe 15 is provided with a catalyst 16 and a muffler (not shown). The EGR port 13 is connected to the intake pipe 14 via a large-diameter EGR pipe 17, and the EGR pipe 17 is provided with a stepper motor type EGR valve 18.

【００１７】触媒１６は、酸素過剰雰囲気中ではNO_xを
触媒上に吸蔵させることにより排気中のNO_xを浄化し、
酸素濃度が低下すると付着したNO_xを放出する機能を有
したNO_x触媒１９と、理論空燃比の雰囲気でCO,HC 及び
NO_xを浄化可能な三元機能を有した三元触媒２０とを備
えている。NO_x触媒１９の温度はNO_x触媒１９の後流側
もしくはNO_x触媒１９の温度が代表できる位置に設けら
れた温度特定手段としての温度センサ２１により検出さ
れ、温度センサ２１によりNO_x触媒１９の温度が特定さ
れる。また、NO_x触媒１９の後流側の排気中のNO_xの濃
度がNO_xセンサ２２により検出される。The catalyst 16 is in an oxygen-rich atmosphere to purify NO _x in the exhaust by occluding NO _x on the catalyst,
And the NO _x catalyst 19 having an oxygen concentration having a function of releasing NO _x adhering to decrease, CO in the atmosphere of the stoichiometric air-fuel ratio, HC and
And a three-way catalyst 20 to the NO _x had can purify ternary functions. Temperature of the NO _x catalyst 19 is detected by the temperature sensor 21 as a temperature specifying means provided at a position where the temperature can representatives stream side or the NO _x catalyst 19 after of the NO _x catalyst 19, the NO _x catalyst 19 by the temperature sensor 21 Is specified. The NO _x concentration in the exhaust gas on the downstream side of the NO _x catalyst 19 is detected by the NO _x sensor 22.

【００１８】尚、触媒１６の構成は、NO_x触媒１９を少
なくとも一つ備えたものであれば、配置や機能等は上記
実施形態例に限定されるものではない。[0018] The configuration of the catalyst 16, as long as having at least one the NO _x catalyst 19, disposed and function and the like are not limited to the above embodiment.

【００１９】車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２３
が設けられ、このＥＣＵ２３には、入出力装置、制御プ
ログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処
理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。ＥＣ
Ｕ２３によって筒内噴射エンジン１の総合的な制御が実
施される。各種センサ類の検出情報はＥＣＵ２３に入力
され、ＥＣＵ２３は各種センサ類の検出情報に基づい
て、燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして点火時期
やＥＧＲガスの導入量等を決定し、燃料噴射弁４や点火
プラグ３、ＥＧＲ弁１８等を駆動制御する。The vehicle has an electronic control unit (ECU) 23
The ECU 23 is provided with an input / output device, a storage device for storing a control program, a control map, and the like, a central processing unit, and a timer and counters. EC
Comprehensive control of the direct injection engine 1 is performed by U23. The detection information of the various sensors is input to the ECU 23. The ECU 23 determines the ignition timing, the amount of the EGR gas introduced, etc., including the fuel injection mode and the fuel injection amount, based on the detection information of the various sensors. 4, the spark plug 3, the EGR valve 18 and the like are drive-controlled.

【００２０】また、ＥＣＵ２３には、機関の負荷Peと機
関回転速度Neとに応じてNO_x触媒１９に流入するNO_xの
濃度がマップ等によって記憶されている。尚、NO_x触媒
１９に流入するNO_xの濃度は、NO_x触媒１９の上流側に
NO_xセンサを設けて直接検出するようにしてもよい。ま
た、ＥＣＵ２３に入力される各種検出情報によりNO_x触
媒１９の温度を推定し、ＥＣＵ２３に前述した温度特定
手段の機能を持たせることも可能である。Further, the ECU 23, the concentration of the NO _x flowing into the NO _x catalyst 19 in accordance with the load Pe and engine speed Ne of the engine stored by the map or the like. The concentration of the NO _x flowing into the NO _x catalyst 19, the upstream side of the NO _x catalyst 19
It may be detected directly by providing a NO _x sensor. Also, to estimate the temperature of the NO _x catalyst 19 by various detection information input to the ECU 23, it is also possible to have a function of temperature specific means described above to ECU 23.

【００２１】上述した筒内噴射エンジン１では、吸気ポ
ート９から燃焼室５内に流入した吸気流が逆タンブル流
を形成し、圧縮行程中期以降に燃料を噴射して逆タンブ
ル流を利用しながら燃焼室５の頂部中央に配設された点
火プラグ３の近傍のみに少量の燃料を集め、点火プラグ
３から離隔した部分で極めてリーンな空燃比状態とす
る。点火プラグ３の近傍のみを理論空燃比又はリッチな
空燃比とすることで、安定した層状燃焼（層状超リーン
燃焼）を実現しながら燃料消費を抑制する。In the above-described in-cylinder injection engine 1, the intake air flowing into the combustion chamber 5 from the intake port 9 forms a reverse tumble flow, and the fuel is injected after the middle stage of the compression stroke to utilize the reverse tumble flow. A small amount of fuel is collected only in the vicinity of the ignition plug 3 disposed at the center of the top of the combustion chamber 5, and an extremely lean air-fuel ratio state is formed in a portion separated from the ignition plug 3. By setting the stoichiometric air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio only in the vicinity of the spark plug 3, fuel consumption is suppressed while achieving stable stratified combustion (stratified super-lean combustion).

【００２２】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、インジェクタ８からの燃料を吸気行程に噴射する
ことにより燃焼室１全体に均質化し、予混合燃焼を行
う。もちろん、理論空燃比もしくはリッチ空燃比による
方がリーン空燃比によるよりも高出力が得られるため、
この際にも、燃料の霧化及び気化が十分に行なわれるよ
うなタイミングで燃料噴射を行ない、効率よく高出力を
得るようにしている。In order to obtain a high output from the engine, fuel from the injector 8 is injected into the intake stroke to homogenize the entire combustion chamber 1 and perform premix combustion. Of course, higher output can be obtained with the stoichiometric air-fuel ratio or rich air-fuel ratio than with the lean air-fuel ratio,
Also at this time, the fuel is injected at a timing such that the fuel is sufficiently atomized and vaporized, so that a high output is efficiently obtained.

【００２３】ＥＣＵ２３は、スロットル弁の開度に応じ
た運転中の負荷Peと機関回転速度Neとに基づき、図２の
燃料噴射マップから現在の燃料噴射領域を検索して燃料
噴射モードを決定する。これにより、各燃料噴射モード
での目標空燃比に応じた燃料噴射量が決定され、この燃
料噴射量に応じて燃料噴射弁４が駆動制御されると共
に、点火プラグ３が駆動制御される。また、同時にＥＧ
Ｒ弁１８の開閉制御も実施される。The ECU 23 determines the fuel injection mode by searching the current fuel injection area from the fuel injection map of FIG. 2 based on the operating load Pe and the engine speed Ne according to the opening of the throttle valve. . Thereby, the fuel injection amount according to the target air-fuel ratio in each fuel injection mode is determined, and the drive of the fuel injection valve 4 and the drive control of the ignition plug 3 are controlled according to the fuel injection amount. At the same time, EG
Open / close control of the R valve 18 is also performed.

【００２４】触媒１６のNO_x触媒１９は、酸素過剰雰囲
気中ではNO_xを触媒上に吸蔵させることにより排気中の
NO_xを浄化する機能を有している。つまり、NO_x触媒１
９は、圧縮リーンモードや吸気リーンモードにおける層
状超リーン燃焼運転時のような酸素濃度過剰雰囲気で
は、排気中のNO_xが酸化されて硝酸塩が生成され、これ
によりNO_xが吸蔵され、排気の浄化が行われる。[0024] the NO _x catalyst 19 of the catalyst 16, in the exhaust by occluding NO _x on the catalyst in an oxygen-rich atmosphere
It has a function of purifying NO _x. That, NO _x catalyst 1
9, the oxygen concentration excess atmosphere such as during stratified super lean burn operation in the compressed lean mode and the intake lean mode, the NO _x in the exhaust gas is oxidized nitrates are produced, thereby NO _x is occluded, the exhaust Purification is performed.

【００２５】一方、触媒１６のNO_x触媒１９は、酸素濃
度が低下すると付着したNO_xを放出する機能を有してい
る。つまり、酸素濃度が低下した雰囲気では、NO_x触媒
１９に吸蔵した硝酸塩と排気中のCOとが反応して炭酸塩
が生成され、これによりNO_xが放出される。従って、NO
_x触媒１９へのNO_xの吸蔵が進むと、追加の燃料噴射を
行う等して酸素濃度を低下させてNO_x触媒１９からNO_x
を放出させ、NO_x触媒１９の機能を維持するようにして
いる（再生手段）。On the other hand, NO _x catalyst 19 of the catalyst 16, the oxygen concentration has a function of releasing NO _x adhering to decrease. In other words, the oxygen concentration in the atmosphere decreases, carbonate is generated by reaction with CO in the exhaust and nitrate occluded in the NO _x catalyst 19, thereby NO _x is released. Therefore, NO
When _the NO _x storage of the _x catalyst 19 proceeds, additional to such the fuel is injected to reduce the oxygen concentration to the NO _x catalyst 19 from the NO _x
And the function of the NO _x catalyst 19 is maintained (regeneration means).

【００２６】ところで、燃料や潤滑油内に含まれるイオ
ウ成分（SO_x）も排気中に存在し、NO_x触媒１９では、
酸素濃度過剰雰囲気で、NO_xの吸蔵とともにSO_xも吸蔵
する。つまり、イオウ成分は燃焼し、更にNO_x触媒１９
上で酸化されてSO₃になる。そして、このSO₃の一部は
NO_x触媒１９上でさらにNO_x用の吸蔵剤と反応して硫酸
塩となってNO_x触媒１９に吸蔵する。By the way, the sulfur components contained in fuel and lubrication in oil (SO _x) is also present in the exhaust, in the NO _x catalyst 19,
In an oxygen-rich atmosphere, SO _x is also stored together with NO _x . That is, the sulfur component is burned, further the NO _x catalyst 19
Is oxidized above becomes SO _3. And part of this SO ₃
Reacts with occluding agent for the NO _x catalyst 19 on an additional NO _x occluding the the NO _x catalyst 19 becomes sulfate.

【００２７】また、NO_x触媒１９は、酸素濃度が低下す
ると付着したSO_xを放出する機能を有している。つま
り、酸素濃度が低下した雰囲気では、NO_x触媒１９に吸
蔵した硫酸塩の一部と排気中のCOとが反応して炭酸塩が
生成されてSO₃が放出される。The NO _x catalyst 19 has a function of releasing the attached SO _x when the oxygen concentration decreases. In other words, the oxygen concentration in the atmosphere decreases, NO _x partially CO and carbonates react in the exhaust gas of the occluded sulfate in the catalyst 19 is produced SO ₃ is released.

【００２８】しかし、硫酸塩は硝酸塩よりも塩としての
安定度が高く、酸素濃度が低下した雰囲気になってもそ
の一部しか分解されないため、NO_x触媒１９に残留する
硫酸塩の量は時間とともに増加する。これにより、NO_x
触媒１９の吸蔵能力が時間とともに低下し、NO_x触媒１
９としての性能が悪化することになる（Ｓ被毒）。[0028] However, sulfates have high stability as salts than nitrates, since the oxygen concentration is not decomposed only a part thereof even if the atmosphere is reduced, time is the amount of sulfate remaining in the NO _x catalyst 19 Increase with. This results in NO _x
Storage capacity of the catalyst 19 decreases with time, NO _x catalyst 1
The performance as No. 9 will be deteriorated (S poisoning).

【００２９】このため、NO_x触媒１９に一定量以上のイ
オウ成分（SO_x）が付着してNO_x触媒１９が劣化したと
判定されたときには、再生手段としての燃料の投入によ
り、排気の空燃比を酸素濃度低下雰囲気にして多量のHC
やCOを発生させ、NO_x触媒１９を高温にし、吸蔵したSO
_xを放出するようにしている（Ｓパージ運転）。[0029] Therefore, when the NO _x catalyst 19 adheres more than a certain amount of sulfur components (SO _x) is the the NO _x catalyst 19 is determined to be deteriorated, the introduction of fuel as a reproduction unit, empty exhaust Change the fuel ratio to an atmosphere with a low oxygen concentration and use a large amount of HC
And CO is generated, the the NO _x catalyst 19 to a high temperature, and occluded SO
_x is released (S purge operation).

【００３０】即ち、燃焼室５内の通常の燃焼のための主
燃料噴射（圧縮行程や吸気行程での燃料噴射）における
燃料噴射弁４の駆動とは別に、機関の出力に影響しにく
いタイミング（膨張行程の末期）で燃料噴射弁４を駆動
して追加燃料を噴射し、この追加燃料を燃焼させること
によりNO_x触媒１９に多量のHCやCOを供給し、SO₃を還
元させると共にNO_x触媒１９を高温にすることで、吸蔵
したSO_xを放出する。That is, apart from the driving of the fuel injection valve 4 in the main fuel injection for normal combustion in the combustion chamber 5 (fuel injection in the compression stroke and the intake stroke), it is difficult to influence the output of the engine ( At the end of the expansion stroke), the fuel injection valve 4 is driven to inject additional fuel, and by burning this additional fuel, a large amount of HC and CO is supplied to the NO _x catalyst 19, so that SO ₃ is reduced and NO _x is reduced. by the catalyst 19 to a high temperature, to release the occluded SO _x.

【００３１】尚、上述した例では、膨張行程で追加燃料
を噴射するようにしているが、混合気の空燃比をリッチ
側に制御して通常運転よりも多めに燃料を供給しNO_x触
媒１９に多量のHCやCOを供給するという方法でもよい。[0031] In the example described above, but so as to inject additional fuel in the expansion stroke, the air-fuel ratio of the mixture is controlled to the rich side to supply larger amount fuel than normal operation the NO _x catalyst 19 Alternatively, a method of supplying a large amount of HC or CO to the fuel cell may be used.

【００３２】上述した筒内噴射エンジン１では、リーン
運転時における温度センサ２１及びNO_xセンサ２２の検
出情報に基づいてNO_x触媒１９の劣化が判定されるよう
になっている（劣化判定手段）。即ち、リーン運転時間
に基づいて適宜NO_x放出処理（リッチスパイク）が実施
され、リッチスパイク後のリーン運転時に、低温時及び
高温時の浄化状態である浄化率が求められ、低温時及び
高温時の浄化率に基づいてNO_x触媒１９の劣化が判断さ
れるようになっている。[0032] In-cylinder injection engine 1 described above, the deterioration of the NO _x catalyst 19 based on the detection information of the temperature sensor 21 and NO _x sensor 22 is adapted to be determined at the time of lean operation (deterioration determination means) . That is implemented properly _the NO _x releasing processing based on the lean operation time (rich spike), when the lean operation after the rich spike, purification rate is purification state at low temperature and high temperature is required, at low temperature and high temperature deterioration of the NO _x catalyst 19 based on the purification rate is adapted to be determined.

【００３３】つまり、NO_x触媒１９は、低温側（例えば
450 ℃以下）より高温側（例えば450 ℃以上）が劣化し
やすいので、低温時及び高温時のNO_xの浄化率を求め、
低温時のNO_xの浄化率に対する高温時のNO_xの浄化率の
割合が所定値以下となった時にNO_x触媒１９の劣化を判
定するようにしている。尚、NO_x触媒１９があまり劣化
しない低温時の範囲でのみの運転の場合、NO_x触媒１９
の浄化効率は高い状態のままであるので、排気中のNO_x
量は増大することはないと共に、劣化の判定は行われな
いので、低温時の範囲でNO_x触媒１９の温度が維持され
る運転状況では、追加燃料を噴射する等燃費に影響する
Ｓパージ運転は実施されず、結果的に燃費の悪化を防止
できることになる。That is, the NO _x catalyst 19 is placed on the low temperature side (for example,
Since the higher temperature side (e.g., 450 ° C or higher) is more likely to degrade than the lower temperature (450 ° C or lower), the NO _x purification rates at low and high temperatures are determined.
The proportion of the purification rate of the NO _x at a high temperature for purifying ratio at a low temperature of the NO _x is to be determined deterioration of the NO _x catalyst 19 when it becomes less than a predetermined value. In the case of operation only in the low temperature range where the NO _x catalyst 19 does not deteriorate much, the NO _x catalyst 19
Purification efficiency remains high, so NO _x
Together never amount increases, since not performed determination of deterioration in the operating conditions in which the temperature of the NO _x catalyst 19 in the range of low temperature is maintained, S purge operation affecting the equal fuel consumption for injecting additional fuel Is not implemented, and as a result, deterioration of fuel efficiency can be prevented.

【００３４】以下、NO_x触媒１９の劣化の判定の動作を
含めたＳパージ運転の状況を図３乃至図７に基づいて説
明する。図３にはＳパージ運転の全体状況を表すフロー
チャート、図４、図５にはNO_x触媒１９の劣化の判定状
況である劣化判定処理を表すフローチャート、図６には
劣化判定処理における空燃比とNO_x濃度の変化を表すグ
ラフ、図７には劣化判定処理における低温時及び高温時
の浄化率の変化を表すグラフを示してある。[0034] Hereinafter, will be explained on the basis of the status of the S purge operation, including the operation of the determination of deterioration of the NO _x catalyst 19 in FIGS. 3-7. Flow chart showing the overall status of the S purge operation in FIG. 3, FIG. 4, a flow chart representing the deterioration determination process is a determination condition of deterioration of the NO _x catalyst 19 in FIG. 5, the air-fuel ratio in the deterioration determination process in FIG. 6 FIG. 7 is a graph showing a change in the NO _x concentration, and FIG. 7 is a graph showing a change in the purification rate at low and high temperatures in the deterioration determination process.

【００３５】図３に示すように、ステップＳ１で、NO_x
放出処理（リッチスパイク）が実施され、リッチスパイ
ク後ステップＳ２でNO_x触媒１９の劣化判定処理が実施
される。ステップＳ２でNO_x触媒１９の劣化が判定され
ると、ステップＳ３でＳパージ運転が実行される。As shown in FIG. 3, in step S1, NO _x
Be implemented release process (rich spike) is, the deterioration determination process of the NO _x catalyst 19 is carried out in the rich spike after step S2. The deterioration of the NO _x catalyst 19 is determined in step S2, S purge operation is performed in step S3.

【００３６】NO_x触媒１９の劣化判定処理を説明する。
図４に示すように、ステップＳ１１で機関の負荷Pe及び
機関回転速度Neが一定（一定とみなせる範囲で略一定）
か否かが判断され、ステップＳ１１で一定であると判断
された場合、ステップＳ１２でNO_xセンサ２２が正常か
否かが判断される。NO_xセンサ２２が正常であると判断
された場合、ステップＳ１３で温度センサ２１及びNO_x
センサ２２の検出値を読み込む。ステップＳ１４で、リ
ッチスパイクからＡ秒経過してからのａ秒間の間（図６
参照）にNO_x触媒１９の温度が低温時所定温度（例えば
350 度以上400度未満）及び高温時所定温度（例えば500
度以上550 度未満) の範囲に存在したか否か、即ち、
所定範囲に存在したか否かが判断される。[0036] illustrating a deterioration determination process of the NO _x catalyst 19.
As shown in FIG. 4, in step S11, the load Pe of the engine and the engine speed Ne are constant (substantially constant within a range that can be regarded as constant).
Whether it is determined, when it is determined to be constant in step S11, NO _x or not sensor 22 is normal in step S12 is determined. If NO _x sensor 22 is determined to be normal, the temperature sensor 21 and NO _x in step S13
The detection value of the sensor 22 is read. In step S14, for a second after a lapse of A seconds from the rich spike (FIG. 6)
Temperature of the NO _x catalyst 19 to the reference) is low at a predetermined temperature (e.g.
350 ° C or higher and lower than 400 ° C) and a predetermined temperature at high temperature (eg 500
Degrees or less and less than 550 degrees), that is,
It is determined whether or not it is within a predetermined range.

【００３７】ステップＳ１１、ステップＳ１２及びステ
ップＳ１４のいずれかがNOであると判断された場合、劣
化判定の条件がそろっていないので、ステップＳ１５で
ＥＣＵ２３内のカウンタの値Ｃをリセットしてリターン
となる。ステップＳ１４でNO _x触媒１９の温度が所定範
囲に存在したと判断された場合、ステップＳ１６で低温
時におけるNO_x触媒１９のNO_xの浄化率εＬ及び高温時
におけるNO_x触媒１９のNO_xの浄化率εＨが演算され
る。Steps S11, S12 and
If it is determined that any of steps S14 is NO,
Since the conditions for the determination of conversion are not complete, in step S15
Resets the value C of the counter in the ECU 23 and returns
Becomes NO in step S14 _xThe temperature of the catalyst 19 is within a predetermined range.
If it is determined that it is located in the
NO at the time_xNO of catalyst 19_xPurification rate εL and high temperature
NO in_xNO of catalyst 19_xIs calculated.
You.

【００３８】NO_x触媒１９のNO_xの浄化率εは、ＥＣＵ
２３に記憶された流入NO_x濃度cnoxと、リッチスパイク
からＡ秒経過してからのａ秒間の間（図６参照）NO_xセ
ンサ２２で検出された検出値ｂとにより(1)式によって
算出される。ａ秒間の間（図６参照）における｛（cnox
−ｂ）／cnox｝の平均（または一次フィルタ値）εａを
求め、NO_x触媒１９のNO_xの浄化率εを ε＝εａ・ｋ・・・(1) とする。但しｋは運転状態補正係数であり、機関負荷Pe
と機関回転速度Neの関数である。(1)式に基づいて、ａ
秒間の間（図６参照）における低温時のNO_xの浄化率ε
Ｌ及び高温時の浄化率εＨがそれぞれ演算される。ここ
で、運転状態補正係数ｋを乗じているのは、運転状態の
変化により排気の流速が変化すると、NO_x触媒１９にお
けるNO_xの吸蔵の反応時間が変化するため、流速の影響
を加味するためである。The NO _x purification rate ε of the NO _x catalyst 19 is determined by the ECU
An inlet concentration of NO _x cnox stored in 23, calculated by a second period of (see FIG. 6) NO _x sensor by a detection value b detected in 22 (1) from the elapsed A seconds from the rich spike Is done. ｛(cnox) during a seconds (see FIG. 6)
-B) / CNOx average} (or seeking primary filter value) .epsilon.a, the purification rate epsilon of the NO _x of the NO _x catalyst 19 ε = εa · k and (1). Here, k is an operating condition correction coefficient, and the engine load Pe
And the engine speed Ne. Based on equation (1), a
NO _x purification rate ε at low temperature during the second (see FIG. 6)
L and the purification rate εH at high temperature are calculated respectively. Here, the reason why the operating state correction coefficient k is multiplied is that when the flow rate of the exhaust gas changes due to a change in the operating state, the reaction time of the NO _x storage in the NO _x catalyst 19 changes, so that the influence of the flow rate is taken into account. That's why.

【００３９】ステップＳ１６で低温時におけるNO_x触媒
１９のNO_xの浄化率εＬ及び高温時におけるNO_x触媒１
９のNO_xの浄化率εＨが演算された後、ステップＳ１７
で浄化率εＬ、浄化率εＨに基づいて浄化率εＬ，εＨ
の比により劣化の状況値Ｄ（Ｄ＝εＨ／εＬ）を設定
し、予め設定されている劣化判定値ｄをステップＳ１８
で読み込む。劣化判定値ｄは、予めＥＣＵ２３に記憶さ
れた値としてもよいが、機関の運転初期（所定走行距離
以下）における劣化の状況値Ｄに劣化係数（１以下）を
乗じた値に設定しておけば、機関の運転初期における劣
化の状況値Ｄに基づいて劣化判定値ｄを設定することに
より、機関の固体ばらつきを吸収することができる。
尚、劣化判定値ｄは別のパラメータを用いて演算するこ
とも可能である。In step S16, the NO _x purification rate εL of the NO _x catalyst 19 at a low temperature and the NO _x catalyst 1 at a high temperature
After the NO _x purification rate εH of 9 is calculated, step S17 is performed.
And the purification rates εL and εH based on the purification rate εH.
, A deterioration situation value D (D = εH / εL) is set, and a preset deterioration determination value d is set in step S18.
Read with The deterioration determination value d may be a value stored in the ECU 23 in advance, but may be set to a value obtained by multiplying a deterioration situation value D in an initial operation of the engine (a predetermined traveling distance or less) by a deterioration coefficient (1 or less). For example, by setting the deterioration determination value d based on the deterioration situation value D in the early stage of operation of the engine, it is possible to absorb the individual variation of the engine.
Note that the deterioration determination value d can be calculated using another parameter.

【００４０】ステップＳ１８で劣化判定値ｄを読み込ん
だ後、図５に示すように、ステップＳ２１で劣化の状況
値Ｄが劣化判定値ｄ以下か否かが判断される。つまり、
低温時のNO_xの浄化率εＬに対する高温時のNO_xの浄化
率εＨの割合が所定値以下となったか否かが判断され
る。After reading the deterioration judgment value d in step S18, as shown in FIG. 5, it is judged in step S21 whether or not the deterioration situation value D is equal to or smaller than the deterioration judgment value d. That is,
Ratio of purification rate εH of the NO _x at a high temperature for purifying rate εL the low temperature of the NO _x is whether it is equal to or less than a predetermined value.

【００４１】ステップＳ２１で劣化の状況値Ｄが劣化判
定値ｄ以下になった場合、高温時のNO_xの浄化率εＨが
低下したので（図７中点線で示してある）、ステップＳ
２２でNO_x触媒１９が劣化したと判定される。ステップ
Ｓ２１で劣化の状況値Ｄが劣化判定値ｄを越えていると
判断された場合、低温時のNO_xの浄化率εＬに対して高
温時のNO_xの浄化率εＨが低下していないので（図７中
実線で示してある）、NO_xセンサ２２の検出値の絶対値
に拘らずNO_x触媒１９は劣化していないと判定されてス
テップＳ１５に移行する。[0041] If the status value D degradation in step S21 is equal to or less than the degradation determination value d, the purification rate εH of high temperature of NO _x (is shown by dotted lines in FIG. 7) so it dropped, step S
The NO _x catalyst 19 at 22 is determined to have deteriorated. If the status value D degradation in step S21 is judged to exceed the degradation determination value d, since the purification rate εH of the NO _x at high temperature with respect to purification rate εL the low temperature of the NO _x is not reduced (shown in FIG. 7 the solid line), regardless the nO _x catalyst 19 to the absolute value of the detected value of the nO _x sensor 22 is determined not to be degraded proceeds to step S15.

【００４２】尚、劣化の状況値Ｄは、浄化率εＬ，εＨ
の差（Ｄ＝εＬ−εＨ）によって設定するようにしても
よい。この場合、劣化の状況値Ｄが大きくなった時にNO
_x触媒１９が劣化しているので、劣化の状況値Ｄが劣化
判定値ｄ以上の時に、NO_x触媒１９が劣化したと判定さ
れる。Note that the deterioration status value D is the purification rate εL, εH
(D = εL−εH). In this case, when the deterioration situation value D becomes large, NO
_{Since the x} catalyst 19 has deteriorated, it is determined that the NO _x catalyst 19 has deteriorated when the deterioration situation value D is equal to or greater than the deterioration determination value d.

【００４３】ステップＳ２２でNO_x触媒１９が劣化した
と判定された場合、ステップＳ２３でカウンタの値Ｃを
Ｃ＋１としてステップＳ２４でカウンタの値Ｃが所定回
ｎ以上（例えば５回以上）となった否かが判断される。
ステップＳ２４でカウンタの値Ｃが所定回ｎに満たない
と判断された場合、リターンとなり劣化判定処理を繰り
返す。ステップＳ２４でカウンタの値Ｃが所定回ｎ以上
となったと判断された場合、劣化判定の条件が連続して
成立したとしてステップＳ２５でカウンタの値Ｃをリセ
ットし、劣化判定処理を終了してステップＳ３に移行し
Ｓパージ運転の処理を実行する。[0043] If the NO _x catalyst 19 in step S22 is determined to be deteriorated, the value C of the counter in step S24 the counter value C at step S23 as C + 1 is equal to or greater than a predetermined times n (e.g. more than 5 times) It is determined whether or not.
If it is determined in step S24 that the value C of the counter is less than the predetermined number n, the process returns and the deterioration determination process is repeated. If it is determined in step S24 that the counter value C has become equal to or greater than n a predetermined number of times, it is determined that the conditions for the deterioration determination have been continuously satisfied, and in step S25 the counter value C is reset, and the deterioration determination process is terminated. The process shifts to S3 and executes the process of the S purge operation.

【００４４】上述したように、温度センサ２１及びNO_x
センサ２２の経時情報に応じたNO_x触媒１９における低
温時のNO_xの浄化率εＬ及び高温時のNO_xの浄化率εＨ
を演算し、低温時の浄化率εＬに対して高温時の浄化率
εＨが低下し、この状態が連続してｎ回繰り返された場
合に、NO_xセンサ２２の検出値の絶対値に拘らずNO_x触
媒１９が劣化していると判断されるようになっている。As described above, the temperature sensor 21 and the NO _x
Purification rate εH of the NO _x during purification rate εL and high temperature low temperature of the NO _x in the NO _x catalyst 19 in accordance with the time information of the sensor 22
Calculating a, reduces the purification rate εH at high temperature with respect to purification ratio εL at low temperature, if this state is repeated n times in succession, irrespective of the absolute value of the detected value of the NO _x sensor 22 the NO _x catalyst 19 is adapted to be determined to be deteriorated.

【００４５】従って、NO_xセンサ２２の固体ばらつきや
機関の固体ばらつき等でNO_xセンサ２２の検出値が異な
っていたり、経時変化によりNO_xセンサ２２の検出値が
漸次変化しても、正確にNO_x触媒１９の劣化を判定する
ことができる。[0045] Therefore, it has detected value is different of the NO _x sensor 22 of individual variations and institutions of the NO _x sensor 22 in solid and variation, even if the detection value is gradual change of the NO _x sensor 22 due to aging, precisely it is possible to determine the deterioration of the NO _x catalyst 19.

【００４６】尚、上述した実施形態例では、低温時の浄
化率εＬに対して高温時の浄化率εＨが低下した状態が
連続してｎ回繰り返された場合に、NO_x触媒１９の劣化
を判定しているが、リセット回数に対するカウント回数
を記憶する機能等をカウンタに備え、所定のカウント回
数Ｎの間に高温時の浄化率εＨが低下した状態が所定回
ｎとなった場合に、NO_x触媒１９の劣化を判定するよう
にしてもよい。また、上述した処理を単独で実行する他
に、他の劣化判定手段を備え、先にどちらかが劣化判定
となった時にNO_x触媒１９の劣化を判定するようにした
り、他の劣化判定手段を用いて上述したNO_x触媒１９の
劣化判定が正しいか否かを確認した後、最終的にNO_x触
媒１９の劣化を判断する機能を持たせることも可能であ
る。[0046] In the embodiment example described above, when the state where the purification rate εH at high temperature with respect to purification ratio εL at low temperature is lowered is repeated n times in succession, the deterioration of the NO _x catalyst 19 The counter is provided with a function of storing the number of counts with respect to the number of resets, and when the state in which the purification rate εH at high temperature has decreased during the predetermined number of counts N has reached the predetermined number n, NO The deterioration of the _x catalyst 19 may be determined. Further, in addition to running alone process described above, comprise other deterioration determining means, or so as to determine the deterioration of the NO _x catalyst 19 when either ahead becomes deterioration determination, other degradation determination means after deterioration determination of the NO _x catalyst 19 described above and it was confirmed whether correct or not using, it is also possible to finally have the function of determining the deterioration of the NO _x catalyst 19.

【００４７】劣化の状況値Ｄの設定について他の例を説
明する。Another example of setting the deterioration situation value D will be described.

【００４８】NO_x触媒１９が劣化していない状態での
低温時の浄化率εＬ及び高温時の浄化率εＨに対応する
浄化率εｆＬ及びεｆＨを予め記憶しておき、（εｆＨ
−εＨ）と（εｆＬ−εＬ）との差を劣化の状況値Ｄと
する。そして、劣化の状況値Ｄが劣化判定値ｄ以上にな
った場合に劣化の判断とする。即ち、（εｆＨ−εＨ）
−（εｆＬ−εＬ）≧ｄの時、劣化の判断とする。The purification rates εfL and εfH corresponding to the purification rate εL at a low temperature and the purification rate εH at a high temperature when the NO _x catalyst 19 is not deteriorated are stored in advance, and (εfH
The difference between (−εH) and (εfL−εL) is defined as the deterioration situation value D. When the deterioration situation value D becomes equal to or greater than the deterioration determination value d, the deterioration is determined. That is, (εfH−εH)
When − (εfL−εL) ≧ d, the deterioration is determined.

【００４９】NO_x触媒１９が劣化していない状態での
低温時の浄化率εＬ及び高温時の浄化率εＨに対応する
浄化率εｆＬ及びεｆＨを予め記憶しておき、（εＬ／
εｆＬ）と（εＨ／εｆＨ）との差を劣化の状況値Ｄと
する。そして、劣化の状況値Ｄが劣化判定値ｄ以上にな
った場合に劣化の判断とする。即ち、（εＬ／εｆＬ）
−（εＨ／εｆＨ）≧ｄの時、劣化の判断とする。The purification rates εfL and εfH corresponding to the purification rate εL at a low temperature and the purification rate εH at a high temperature when the NO _x catalyst 19 is not deteriorated are stored in advance, and (εL /
The difference between (εfL) and (εH / εfH) is defined as the deterioration situation value D. When the deterioration situation value D becomes equal to or greater than the deterioration determination value d, the deterioration is determined. That is, (εL / εfL)
When − (εH / εfH) ≧ d, the deterioration is determined.

【００５０】NO_x触媒１９が劣化していない状態での
低温時の浄化率εＬ及び高温時の浄化率εＨに対応する
浄化率εｆＬ及びεｆＨを予め記憶しておき、（εＨ／
εｆＨ）と（εＬ／εｆＬ）との比を劣化の状況値Ｄと
する。そして、劣化の状況値Ｄが劣化判定値ｄ以下にな
った場合に劣化の判断とする。即ち、（εＨ／εｆＨ）
／（εＬ／εｆＬ）≦ｄの時、劣化の判断とする。The purification rates εfL and εfH corresponding to the purification rate εL at a low temperature and the purification rate εH at a high temperature when the NO _x catalyst 19 is not deteriorated are stored in advance, and (εH /
The ratio between (εfH) and (εL / εfL) is defined as the deterioration situation value D. When the deterioration situation value D becomes equal to or smaller than the deterioration determination value d, the deterioration is determined. That is, (εH / εfH)
When / (εL / εfL) ≦ d, it is determined that deterioration has occurred.

【００５１】上述したように、車両の走行距離が少な
く、NO_x触媒１９が劣化していない状態（もしくはＳパ
ージ運転の直後）の低温時の浄化率εｆＬ及び高温時の
浄化率εｆＨと、実際の検出値に基づく低温時の浄化率
εＬ及び高温時の浄化率εＨとを比較して劣化の状況値
Ｄを設定することにより、NO_xセンサ２２の固体ばらつ
きに加え機関の固体ばらつきにより検出値が異なって
も、極めて正確にNO_x触媒１９の劣化を判定することが
できる。[0051] As described above, the travel distance of the vehicle is small, the purification rate εfH purification rate εfL and at a high temperature at a low temperature in a state where the NO _x catalyst 19 is not deteriorated (or immediately after the S purge operation), indeed by setting the status value D of the low temperature of the purification rate εL and deterioration by comparing the purification rate εH at high temperatures based on the detection value of the detection value by the individual variations of the engine in addition to individual variations of the NO _x sensor 22 even different, it is possible to determine very accurately the deterioration of the NO _x catalyst 19.

【００５２】上記実施形態例では、低温時及び高温時に
おけるNO_x触媒１９の浄化状態として、NO_xセンサ２２
の検出値から求めたNO_xの浄化率を適用する方法を例に
挙げて説明したが、NO_x触媒１９の浄化状態としては、
NO_xセンサ２２の検出値をそのまま適用することも可能
である。つまり、｛（cnox−ｂ）／cnox｝の平均に代え
て、リッチスパイクからＡ秒経過してからのａ秒間の間
（図６参照）におけるNO_xセンサ２２で検出されたNO_x
濃度（検出値ｂ）の平均（または一次フィルタ値）を浄
化状態としての濃度δａとする。In the above embodiment, the NO _x sensor 22 is used as the purification state of the NO _x catalyst 19 at low and high temperatures.
Although the method of applying the NO _x purification rate determined from the detected value of the NO _x catalyst has been described as an example, as the purification state of the NO _x catalyst 19,
It is also possible to directly apply the detection value of the NO _x sensor 22. That is, instead of the average of {(cnox−b) / cnox}, the NO _x detected by the NO _x sensor 22 during a seconds (see FIG. 6) after A seconds elapse from the rich spike.
The average (or primary filter value) of the density (detected value b) is defined as the density δa in the purified state.

【００５３】そして、(1)式（ε＝εａ・ｋ）と同様
に、 δ＝δａ・ｋ・・・(2) に基づいて、ａ秒間の間（図６参照）における低温時の
NO_xの濃度δＬ及び高温時の濃度δＨがそれぞれ演算さ
れ、濃度δＬ及び濃度δＨの比や差に応じて劣化の状況
値Ｄが設定される。そして、劣化の状況値Ｄと劣化判定
値ｄとを比較してNO_x触媒１９の劣化を判定する。尚、
前述同様に、車両の走行距離が少なく（もしくはＳパー
ジ運転の直後）、NO_x触媒１９が劣化していない状態の
低温時のNO _xの濃度δｆＬ及び高温時の濃度δｆＨを用
いることも可能である。Then, as in the equation (1) (ε = εa · k),
Δ = δa · k (2) based on
NO_xΔL and δH at high temperature are calculated respectively.
And the state of deterioration according to the ratio or difference between the concentration δL and the concentration δH.
The value D is set. Then, the deterioration status value D and the deterioration determination
NO by comparing with the value d_xThe deterioration of the catalyst 19 is determined. still,
As described above, the traveling distance of the vehicle is small (or S
Immediately after operation), NO_xWhen the catalyst 19 is not deteriorated
NO at low temperature _xConcentration δfL and high temperature concentration δfH
It is also possible.

【００５４】NO_xセンサ２２の検出値をそのまま適用し
た場合、簡単な制御により、NO_xセンサ２２の固体ばら
つきや機関の固体ばらつき等でNO_xセンサ２２の検出値
が異なっていたり、経時変化によりNO_xセンサ２２の検
出値が漸次変化しても、正確にNO_x触媒１９の劣化を判
定することができる。[0054] When applied as a detection value of the NO _x sensor 22, by a simple control, or have different detection value of the NO _x sensor 22 in a solid dispersion or institutions solid variations in of the NO _x sensor 22, by aging even detection value progressively changes of the NO _x sensor 22, it is possible to determine accurately the deterioration of the NO _x catalyst 19.

【００５５】上述した筒内噴射エンジン１では、リッチ
スパイク後のリーン運転時における温度センサ２１及び
NO_xセンサ２２の検出情報に基づいてNO_x触媒１９の劣
化が判断されるようになっているが、リッチスパイク中
の所定期間における低温時のNO_xの浄化率及び高温時の
NO_xの浄化率を演算し、または、低温時のNO_xの濃度及
び高温時の濃度を演算し、浄化率やNO_xの濃度に基づい
て前述と同様にNO_x触媒１９の劣化を判断するようにし
てもよい。In the in-cylinder injection engine 1 described above, the temperature sensor 21 and the temperature sensor 21 during the lean operation after the rich spike are operated.
While the deterioration of the NO _x catalyst 19 based on the detection information of the NO _x sensor 22 is adapted to be determined, purification efficiency and at high temperature of low temperature of the NO _x in a predetermined period during the rich spike
Calculates the purification rate of the NO _x, or calculates the concentration and concentration at high temperature of the NO _x at low temperatures, to determine the deterioration of the NO _x catalyst 19 in the same manner as described above based on the concentration of the purification rate and NO _x You may do so.

【００５６】リッチスパイク中は、リーン運転時にNO_x
触媒１９に吸蔵されたNO_xが還元されてN₂となって放出
されるが、実際にはNO_xが一度にでるため、全てのNO_x
をN₂に還元することはできず、ある程度はNO_xのままNO
_x触媒１９から放出される。この時放出されるNO_xの量
はNO_x触媒１９に吸蔵されているNO_xの量に比例するた
め、NO_x触媒１９が劣化している前は吸蔵されているNO
_xの量が多いのでリッチスパイク中のNO_xの放出量は多
くなり、NO_x触媒１９が劣化すると吸蔵されるNO_xの量
が少ないのでリッチスパイク中のNO_xの放出量は少なく
なる。During a rich spike, NO _x during lean operation
The NO _x stored in the catalyst 19 is reduced and released as N _2. However, since NO _x comes out at once, all the NO _x
The can not be reduced to N _2, while NO in some extent NO _x
_x Released from the catalyst 19. Since the amount of the NO _x to be the time release is proportional to the amount of the NO _x occluded in the the NO _x catalyst 19, NO which is before the NO _x catalyst 19 has deteriorated is occluded
Since the amount of _x is large emissions of the NO _x in the rich spike increases, the amount of the NO _x which the NO _x catalyst 19 is occluded when less deterioration emissions of the NO _x in the rich spike is reduced.

【００５７】このため、リッチスパイク中にNO_x触媒１
９の劣化を判定する場合は、リーン運転中とは逆の劣化
するとNO_xの放出量が少なくなるという現象によってNO
_x触媒１９が劣化していると判定される。Therefore, during the rich spike, the NO _x catalyst 1
When determining the deterioration of the 9, NO by a phenomenon that the amount released in the reverse degradation to the NO _x is reduced and during the lean operation
It is determined that the _x catalyst 19 has deteriorated.

【００５８】従って、リッチスパイク中に判定する方法
であっても、NO_xセンサ２２の固体ばらつき等で検出値
が異なっていたり、経時変化によりNO_xセンサ２２の検
出値が漸次変化しても、正確にNO_x触媒１９の劣化を判
定することができる。[0058] Therefore, even if a method for determining during the rich spike, or have detected value differs solid variations in of the NO _x sensor 22, even if the gradual change in the detection value of the NO _x sensor 22 due to aging, The deterioration of the NO _x catalyst 19 can be accurately determined.

【００５９】尚、上述したNO_x触媒１９の劣化の判定
は、吸蔵型のNO_x触媒１９を備えた内燃機関であれば、
ディーゼルエンジン等様々な態様の内燃機関に適用する
ことが可能である。[0059] Incidentally, the determination of deterioration of the NO _x catalyst 19 described above, if the internal combustion engine equipped with a the NO _x catalyst 19 of the occlusion-type,
It can be applied to various types of internal combustion engines such as a diesel engine.

【００６０】[0060]

【発明の効果】本発明の内燃機関は、機関の排気通路に
設けられ酸素過剰雰囲気中で排気中のNO_xを吸蔵すると
共に酸素濃度低下雰囲気中で吸蔵したNO_xを放出するNO
_x触媒の下流における排気中のNO_x濃度をNO_xセンサで
検出すると共に、NO_x触媒の温度を温度特定手段で特定
し、劣化判定手段によりNO_xセンサ及び温度特定手段の
経時情報に応じたNO_x触媒における低温時及び高温時の
NO_xの浄化状態に基づいてNO_x触媒の劣化を判定するよ
うにしたので、NO_x触媒の温度情報に応じたNO_xセンサ
の相対的な検出値によってNO_x触媒の劣化が判定でき
る。The internal combustion engine of the present invention exhibits, release the occluded NO _x in an oxygen concentration reduction atmosphere while absorbing the NO _x in the exhaust in provided an oxygen-rich atmosphere in the exhaust passage of the engine NO
The concentration of NO _x in the exhaust downstream of _x catalyst and detects in NO _x sensor, identified by the temperature specifying means the temperature of the NO _x catalyst, in accordance with the time information of the NO _x sensor and the temperature specifying means by the deterioration determination means at low temperature and high temperature in the NO _x catalyst
Since so as to determine the deterioration of the NO _x catalyst on the basis of the purification state of the NO _x, it can be determined deterioration of the NO _x catalyst by the relative detection value of the NO _x sensor according to the temperature information of the NO _x catalyst.

【００６１】この結果、NO_xセンサの状態に拘らずNO_x
触媒の劣化を常に正確に判定することが可能となり、NO
_xの排出量を常に正確に低減することができ、酸素過剰
雰囲気域での運転領域を広げて燃費の更なる向上が可能
となる。As a result, regardless of the state of the NO _x sensor, NO _x
It is possible to always accurately determine the deterioration of the catalyst, NO
The amount of _x emission can always be accurately reduced, and the operating range in an oxygen-excess atmosphere region can be widened to further improve fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施形態例に係る内燃機関の概略構
成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図２】燃料噴射制御マップ。FIG. 2 is a fuel injection control map.

【図３】Ｓパージ運転の全体状況を表すフローチャー
ト。FIG. 3 is a flowchart showing the overall situation of the S purge operation.

【図４】劣化判定処理を表すフローチャート。FIG. 4 is a flowchart illustrating a deterioration determination process.

【図５】劣化判定処理を表すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart illustrating a deterioration determination process.

【図６】劣化判定処理における空燃比とNO_x濃度の経時
変化を表すグラフ。[6] Graph representing changes with time of the air-fuel ratio and the concentration of NO _x in the deterioration determination process.

【図７】劣化判定処理における低温時及び高温時の浄化
率の変化を表すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a change in a purification rate at a low temperature and at a high temperature in a deterioration determination process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１筒内噴射エンジン１６触媒１９ NO_x触媒２０三元触媒２１温度センサ２２ NO_xセンサ２３電子制御ユニット1 cylinder injection engine 16 catalyst 19 NO _x catalyst 20 three-way catalyst 21 the temperature sensor 22 NO _x sensor 23 Electronic control unit

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】機関の排気通路に設けられ酸素過剰雰囲
気中で排気中のNO_xを吸蔵すると共に酸素濃度低下雰囲
気中で吸蔵したNO_xを放出するNO_x触媒と、前記NO_x触
媒の下流における前記排気通路に設けられ排気中のNO_x
濃度を検出するNO_xセンサと、前記NO_x触媒の温度を特
定する温度特定手段と、前記NO_xセンサ及び前記温度特
定手段の経時情報に応じた前記NO_x触媒における高温時
及び低温時のNO_xの浄化状態に基づいて前記NO_x触媒の
劣化を判定する劣化判定手段とを備えたことを特徴とす
る内燃機関。1. A and the NO _x catalyst to release the occluded NO _x in an oxygen concentration reduction atmosphere while absorbing the NO _x in the exhaust in an oxygen-rich atmosphere is provided in an exhaust passage of the engine, downstream of the the NO _x catalyst NO _x in the exhaust is provided in the exhaust passage in
And NO _x sensor for detecting the concentration, the NO _x and the temperature specifying means for specifying the temperature of the catalyst, the NO _x sensor and NO at high temperature and low temperature in the the NO _x catalyst in accordance with the time information of the temperature specifying means internal combustion engine, characterized in that a degradation determiner means deterioration of the the NO _x catalyst on the basis of the state of purification _x.