JP2000179327A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JP2000179327A JP2000179327A JP10359751A JP35975198A JP2000179327A JP 2000179327 A JP2000179327 A JP 2000179327A JP 10359751 A JP10359751 A JP 10359751A JP 35975198 A JP35975198 A JP 35975198A JP 2000179327 A JP2000179327 A JP 2000179327A
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- absorbent
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯx触媒の上流にＳＯx吸収剤を備えた排気
浄化装置において、ＮＯx触媒がＳＯx被毒するのを防止
する。 【解決手段】 ＳＯx吸収剤１７の下流にＮＯx触媒２０
を設け、ＮＯx触媒２０の下流に三元触媒２３を設け
る。ＳＯx吸収剤１７とＮＯx触媒２０との間からＮＯx
触媒２０を迂回するバイパス管２６を分岐し、バイパス
管２６の終端をＮＯx触媒２０と三元触媒２３との間に
連結する。バイパス管２６の始端部に排気切替弁２８を
設け、ＳＯx吸収剤１７を再生するときだけでなく、エ
ンジンの運転状態からの要求により空燃比をストイキま
たはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤１７か
ら流出した排気ガスをバイパス管２６に導入し、ＮＯx
触媒２０に流入しないように、排気切替弁２８を作動さ
せる。
浄化装置において、ＮＯx触媒がＳＯx被毒するのを防止
する。 【解決手段】 ＳＯx吸収剤１７の下流にＮＯx触媒２０
を設け、ＮＯx触媒２０の下流に三元触媒２３を設け
る。ＳＯx吸収剤１７とＮＯx触媒２０との間からＮＯx
触媒２０を迂回するバイパス管２６を分岐し、バイパス
管２６の終端をＮＯx触媒２０と三元触媒２３との間に
連結する。バイパス管２６の始端部に排気切替弁２８を
設け、ＳＯx吸収剤１７を再生するときだけでなく、エ
ンジンの運転状態からの要求により空燃比をストイキま
たはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤１７か
ら流出した排気ガスをバイパス管２６に導入し、ＮＯx
触媒２０に流入しないように、排気切替弁２８を作動さ
せる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼可能な内
燃機関より排出される排気ガスから窒素酸化物（ＮＯ
x）を浄化することができる排気浄化装置に関するもの
である。
燃機関より排出される排気ガスから窒素酸化物（ＮＯ
x）を浄化することができる排気浄化装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】希薄燃焼可能な内燃機関より排出される
排気ガスからＮＯxを浄化する排気浄化装置として、吸
蔵還元型ＮＯx触媒に代表されるＮＯx吸収剤がある。Ｎ
Ｏx吸収剤は、流入排気ガスの空燃比がリーン（即ち、
酸素過剰雰囲気下）のときにＮＯxを吸収し、流入排気
ガスの酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯxを放出
するものであり、このＮＯx吸収剤の一種である吸蔵還
元型ＮＯx触媒は、流入排気ガスの空燃比がリーン（即
ち、酸素過剰雰囲気下）のときにＮＯxを吸収し、流入
排気ガスの酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯxを
放出しＮ2に還元する触媒である。
排気ガスからＮＯxを浄化する排気浄化装置として、吸
蔵還元型ＮＯx触媒に代表されるＮＯx吸収剤がある。Ｎ
Ｏx吸収剤は、流入排気ガスの空燃比がリーン（即ち、
酸素過剰雰囲気下）のときにＮＯxを吸収し、流入排気
ガスの酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯxを放出
するものであり、このＮＯx吸収剤の一種である吸蔵還
元型ＮＯx触媒は、流入排気ガスの空燃比がリーン（即
ち、酸素過剰雰囲気下）のときにＮＯxを吸収し、流入
排気ガスの酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯxを
放出しＮ2に還元する触媒である。
【０００３】この吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単に触
媒あるいはＮＯx触媒ということもある）を希薄燃焼可
能な内燃機関の排気通路に配置すると、リーン空燃比の
排気ガスが流れたときには排気ガス中のＮＯxが触媒に
吸収され、ストイキ（理論空燃比）あるいはリッチ空燃
比の排気ガスが流れたときに触媒に吸収されていたＮＯ
xがＮＯ2として放出され、さらに排気ガス中のＨＣやＣ
Ｏなどの還元成分によってＮ2に還元され、即ちＮＯxが
浄化される。
媒あるいはＮＯx触媒ということもある）を希薄燃焼可
能な内燃機関の排気通路に配置すると、リーン空燃比の
排気ガスが流れたときには排気ガス中のＮＯxが触媒に
吸収され、ストイキ（理論空燃比）あるいはリッチ空燃
比の排気ガスが流れたときに触媒に吸収されていたＮＯ
xがＮＯ2として放出され、さらに排気ガス中のＨＣやＣ
Ｏなどの還元成分によってＮ2に還元され、即ちＮＯxが
浄化される。
【０００４】ところで、一般に、内燃機関の燃料には硫
黄分が含まれており、内燃機関で燃料を燃焼すると、燃
料中の硫黄分が燃焼してＳＯ2やＳＯ3などの硫黄酸化物
（ＳＯx）が発生する。前記吸蔵還元型ＮＯx触媒は、Ｎ
Ｏxの吸収作用を行うのと同じメカニズムで排気ガス中
のＳＯxの吸収を行うので、内燃機関の排気通路にこの
ＮＯx触媒を配置すると、このＮＯx触媒にはＮＯxのみ
ならずＳＯxも吸収される。
黄分が含まれており、内燃機関で燃料を燃焼すると、燃
料中の硫黄分が燃焼してＳＯ2やＳＯ3などの硫黄酸化物
（ＳＯx）が発生する。前記吸蔵還元型ＮＯx触媒は、Ｎ
Ｏxの吸収作用を行うのと同じメカニズムで排気ガス中
のＳＯxの吸収を行うので、内燃機関の排気通路にこの
ＮＯx触媒を配置すると、このＮＯx触媒にはＮＯxのみ
ならずＳＯxも吸収される。
【０００５】ところが、前記ＮＯx触媒に吸収されたＳ
Ｏxは時間経過とともに安定な硫酸塩を形成するため、
前記ＮＯx触媒からＮＯxの放出・還元を行うのと同じ条
件下では、分解、放出されにくく触媒内に蓄積され易い
傾向がある。ＮＯx触媒内のＳＯx蓄積量が増大すると、
触媒のＮＯx吸収容量が減少して排気ガス中のＮＯxの除
去を十分に行うことができなくなりＮＯx浄化効率が低
下する。これが所謂ＳＯx被毒である。
Ｏxは時間経過とともに安定な硫酸塩を形成するため、
前記ＮＯx触媒からＮＯxの放出・還元を行うのと同じ条
件下では、分解、放出されにくく触媒内に蓄積され易い
傾向がある。ＮＯx触媒内のＳＯx蓄積量が増大すると、
触媒のＮＯx吸収容量が減少して排気ガス中のＮＯxの除
去を十分に行うことができなくなりＮＯx浄化効率が低
下する。これが所謂ＳＯx被毒である。
【０００６】そこで、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx浄化
能を長期に亘って高く維持するために、ＮＯx触媒より
も上流に、排気ガス中のＳＯxを主に吸収するＳＯx吸収
剤を配置し、ＮＯx触媒にＳＯxが流れ込まないようにし
てＳＯx被毒の防止を図った排気浄化装置が開発されて
いる。
能を長期に亘って高く維持するために、ＮＯx触媒より
も上流に、排気ガス中のＳＯxを主に吸収するＳＯx吸収
剤を配置し、ＮＯx触媒にＳＯxが流れ込まないようにし
てＳＯx被毒の防止を図った排気浄化装置が開発されて
いる。
【０００７】前記ＳＯx吸収剤は、流入ガスの空燃比が
リーンのときにＳＯxを吸収し、流入ガスの酸素濃度が
低いときに吸収したＳＯxをＳＯ2として放出するもので
あるが、このＳＯx吸収剤のＳＯx吸収容量にも限りがあ
るため、ＳＯx吸収剤がＳＯxで飽和する前にＳＯx吸収
剤からＳＯxを放出させる処理、即ち再生処理を実行す
る必要がある。
リーンのときにＳＯxを吸収し、流入ガスの酸素濃度が
低いときに吸収したＳＯxをＳＯ2として放出するもので
あるが、このＳＯx吸収剤のＳＯx吸収容量にも限りがあ
るため、ＳＯx吸収剤がＳＯxで飽和する前にＳＯx吸収
剤からＳＯxを放出させる処理、即ち再生処理を実行す
る必要がある。
【０００８】ＳＯx吸収剤の再生処理技術については、
例えば特許番号第２６０５５８０号の特許公報に開示さ
れている。この公報によれば、ＳＯx吸収剤に吸収され
たＳＯxを放出させるには、流入排気ガスの空燃比をス
トイキまたはリッチにして酸素濃度を低下させる必要が
あり、また、ＮＯx触媒の温度が高い方がＳＯxが放出さ
れ易いとされている。
例えば特許番号第２６０５５８０号の特許公報に開示さ
れている。この公報によれば、ＳＯx吸収剤に吸収され
たＳＯxを放出させるには、流入排気ガスの空燃比をス
トイキまたはリッチにして酸素濃度を低下させる必要が
あり、また、ＮＯx触媒の温度が高い方がＳＯxが放出さ
れ易いとされている。
【０００９】さらに、この公報に開示された再生処理技
術では、ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出させたときに、放
出されたＳＯxが下流に配置されているＮＯx触媒に吸収
されるのを防止するために、ＳＯx吸収剤とＮＯx触媒と
を接続する排気管から分岐してＮＯx触媒を迂回するバ
イパス通路を設けるとともに、排気ガスをＮＯx触媒と
バイパス通路のいずれに流すか選択的に切り替える排気
切替弁を設け、ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出させる再生
処理実行中は排気切替弁により排気ガスをバイパス通路
に流れるようにしてＮＯx触媒には流れないようにし、
再生処理を実行していない時には排気切替弁により排気
ガスをＮＯx触媒に流れるようにしてバイパス通路には
流れないようにしている。このようにすると、再生処理
実行中においては、ＳＯx吸収剤から放出されたＳＯxが
ＮＯx触媒に流れ込まなくなるので、ＮＯx触媒がＳＯx
被毒するのを阻止することができる。
術では、ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出させたときに、放
出されたＳＯxが下流に配置されているＮＯx触媒に吸収
されるのを防止するために、ＳＯx吸収剤とＮＯx触媒と
を接続する排気管から分岐してＮＯx触媒を迂回するバ
イパス通路を設けるとともに、排気ガスをＮＯx触媒と
バイパス通路のいずれに流すか選択的に切り替える排気
切替弁を設け、ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出させる再生
処理実行中は排気切替弁により排気ガスをバイパス通路
に流れるようにしてＮＯx触媒には流れないようにし、
再生処理を実行していない時には排気切替弁により排気
ガスをＮＯx触媒に流れるようにしてバイパス通路には
流れないようにしている。このようにすると、再生処理
実行中においては、ＳＯx吸収剤から放出されたＳＯxが
ＮＯx触媒に流れ込まなくなるので、ＮＯx触媒がＳＯx
被毒するのを阻止することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の排気浄化装置では、再生処理を実行していない時に
は常に排気ガスをＮＯx触媒に流すようにしているた
め、例えば車両駆動用の内燃機関の場合、車両の運転状
態からの要求（例えば、始動時や加速時など）により内
燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比がストイキ
またはリッチの運転が継続して行われ、その結果、スト
イキまたはリッチ空燃比の排気ガスが内燃機関から継続
して排出され、このストイキまたはリッチ空燃比の排気
ガスがＳＯx吸収剤に流れてＳＯx吸収剤からＳＯxが放
出された場合には、放出されたＳＯxがＮＯx触媒に流入
して吸収され、ＮＯx触媒がＳＯx被毒する虞れがあっ
た。特に、前記運転状態において排気ガス温度が高温に
なったときには、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出され易く
なり、ＳＯx被毒の可能性が大きくなるので、改善の余
地があった。
来の排気浄化装置では、再生処理を実行していない時に
は常に排気ガスをＮＯx触媒に流すようにしているた
め、例えば車両駆動用の内燃機関の場合、車両の運転状
態からの要求（例えば、始動時や加速時など）により内
燃機関の燃焼室に供給される混合気の空燃比がストイキ
またはリッチの運転が継続して行われ、その結果、スト
イキまたはリッチ空燃比の排気ガスが内燃機関から継続
して排出され、このストイキまたはリッチ空燃比の排気
ガスがＳＯx吸収剤に流れてＳＯx吸収剤からＳＯxが放
出された場合には、放出されたＳＯxがＮＯx触媒に流入
して吸収され、ＮＯx触媒がＳＯx被毒する虞れがあっ
た。特に、前記運転状態において排気ガス温度が高温に
なったときには、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出され易く
なり、ＳＯx被毒の可能性が大きくなるので、改善の余
地があった。
【００１１】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、ＳＯx吸収剤の再生処理実行中に限らず排気ガ
スの空燃比がストイキまたはリッチになったときには排
気ガスをＮＯx吸収剤を迂回して流すことにより、ＮＯx
吸収剤のＳＯx被毒を確実に阻止することにある。
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、ＳＯx吸収剤の再生処理実行中に限らず排気ガ
スの空燃比がストイキまたはリッチになったときには排
気ガスをＮＯx吸収剤を迂回して流すことにより、ＮＯx
吸収剤のＳＯx被毒を確実に阻止することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。 （１）本出願の第１の発明は、（イ）希薄燃焼可能な内
燃機関の排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸
素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収
剤と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通
路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
にＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いと
きに吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前
記ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路
から分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流
すバイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯxを
放出すべき再生処理実行期間中はＳＯx吸収剤から流出
した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前
記ＮＯx吸収剤に流入するのを阻止し、前記再生処理実
行期間以外はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記
ＮＯx吸収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流
通するのを阻止する排気流れ切替手段と、を備える内燃
機関の排気浄化装置において、（ホ）前記内燃機関の運
転状態からの要求により排気ガスの空燃比がストイキま
たはリッチになったときに、前記ＳＯx吸収剤から流出
した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスがＮ
Ｏx吸収剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ
切替手段の作動を制御する作動制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする．
するために、以下の手段を採用した。 （１）本出願の第１の発明は、（イ）希薄燃焼可能な内
燃機関の排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比
がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸
素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収
剤と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通
路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
にＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いと
きに吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前
記ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路
から分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流
すバイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯxを
放出すべき再生処理実行期間中はＳＯx吸収剤から流出
した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前
記ＮＯx吸収剤に流入するのを阻止し、前記再生処理実
行期間以外はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記
ＮＯx吸収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流
通するのを阻止する排気流れ切替手段と、を備える内燃
機関の排気浄化装置において、（ホ）前記内燃機関の運
転状態からの要求により排気ガスの空燃比がストイキま
たはリッチになったときに、前記ＳＯx吸収剤から流出
した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスがＮ
Ｏx吸収剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ
切替手段の作動を制御する作動制御手段と、を備えるこ
とを特徴とする．
【００１３】第１の発明に係る内燃機関の排気浄化装置
では、ＳＯx吸収剤に対して再生処理を実行していると
きには、排気流れ切替手段により内燃機関の排気ガスは
ＳＯx吸収剤からバイパス通路を通って排出されるの
で、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流入することがない。こ
れにより、ＳＯx吸収剤の再生排気に含まれるＳＯxがＮ
Ｏx吸収剤に吸収されることがなく、ＮＯx吸収剤がＳＯ
x被毒することはない。
では、ＳＯx吸収剤に対して再生処理を実行していると
きには、排気流れ切替手段により内燃機関の排気ガスは
ＳＯx吸収剤からバイパス通路を通って排出されるの
で、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流入することがない。こ
れにより、ＳＯx吸収剤の再生排気に含まれるＳＯxがＮ
Ｏx吸収剤に吸収されることがなく、ＮＯx吸収剤がＳＯ
x被毒することはない。
【００１４】一方、ＳＯx吸収剤に対して再生処理を実
行していないときには、排気流れ切替手段により内燃機
関の排気ガスはＳＯx吸収剤からＮＯx吸収剤を通って排
出される。このときには、排気ガスに含まれるＳＯxは
ＳＯx吸収剤に吸収されるので、ＮＯx吸収剤では排気ガ
ス中のＮＯxだけが吸収され、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒
することはない。
行していないときには、排気流れ切替手段により内燃機
関の排気ガスはＳＯx吸収剤からＮＯx吸収剤を通って排
出される。このときには、排気ガスに含まれるＳＯxは
ＳＯx吸収剤に吸収されるので、ＮＯx吸収剤では排気ガ
ス中のＮＯxだけが吸収され、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒
することはない。
【００１５】また、ＳＯx吸収剤を再生処理していない
ときであっても、内燃機関の運転状態からの要求により
排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチになったとき
には、前記作動制御手段が排気流れ切替手段を作動し
て、排気ガスをＳＯx吸収剤からバイパス通路に流れる
ようにし、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流れないようにす
る。したがって、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されて
も、そのＳＯxがＮＯx吸収剤に流入することがないの
で、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒することはない。
ときであっても、内燃機関の運転状態からの要求により
排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチになったとき
には、前記作動制御手段が排気流れ切替手段を作動し
て、排気ガスをＳＯx吸収剤からバイパス通路に流れる
ようにし、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流れないようにす
る。したがって、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されて
も、そのＳＯxがＮＯx吸収剤に流入することがないの
で、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒することはない。
【００１６】（２）本出願の第２の発明は、（イ）希薄
燃焼可能な内燃機関の排気通路に配置され流入する排気
ガスの空燃比がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する
排気ガスの酸素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出
するＳＯx吸収剤と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流
の前記排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比が
リーンのときにＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素
濃度が低いときに吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤
と、（ハ）前記ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の
前記排気通路から分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して
排気ガスを流すバイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収
剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤とバイパス
通路のいずれに流すか選択的に切り替える排気流れ切替
手段と、（ホ）排気ガスの空燃比をリーン制御している
ときには前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記
ＮＯx吸収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流
通するのを阻止し、排気ガスの空燃比をストイキ制御ま
たはリッチ制御しているときには前記ＳＯx吸収剤から
流出した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガス
が前記ＮＯx吸収剤に流入するのを阻止するように前記
排気流れ切替手段の作動を制御する作動制御手段と、を
備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置であ
る。
燃焼可能な内燃機関の排気通路に配置され流入する排気
ガスの空燃比がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する
排気ガスの酸素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出
するＳＯx吸収剤と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流
の前記排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比が
リーンのときにＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素
濃度が低いときに吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤
と、（ハ）前記ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の
前記排気通路から分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して
排気ガスを流すバイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収
剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤とバイパス
通路のいずれに流すか選択的に切り替える排気流れ切替
手段と、（ホ）排気ガスの空燃比をリーン制御している
ときには前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記
ＮＯx吸収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流
通するのを阻止し、排気ガスの空燃比をストイキ制御ま
たはリッチ制御しているときには前記ＳＯx吸収剤から
流出した排気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガス
が前記ＮＯx吸収剤に流入するのを阻止するように前記
排気流れ切替手段の作動を制御する作動制御手段と、を
備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置であ
る。
【００１７】第２の発明に係る内燃機関の排気浄化装置
では、排気ガスの空燃比をリーン制御しているときに
は、ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスをＮＯx吸収剤に
導くとともに排気ガスがバイパス通路に流れないよう
に、作動制御手段が排気流れ切替手段を作動制御する。
したがって、このときにはＳＯx吸収剤から流出した排
気ガスはＮＯx吸収剤を通って排出され、排気ガスに含
まれるＳＯxはＳＯx吸収剤に吸収されるので、ＮＯx吸
収剤では排気ガス中のＮＯxだけが吸収され、ＮＯx吸収
剤がＳＯx被毒することはない。
では、排気ガスの空燃比をリーン制御しているときに
は、ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスをＮＯx吸収剤に
導くとともに排気ガスがバイパス通路に流れないよう
に、作動制御手段が排気流れ切替手段を作動制御する。
したがって、このときにはＳＯx吸収剤から流出した排
気ガスはＮＯx吸収剤を通って排出され、排気ガスに含
まれるＳＯxはＳＯx吸収剤に吸収されるので、ＮＯx吸
収剤では排気ガス中のＮＯxだけが吸収され、ＮＯx吸収
剤がＳＯx被毒することはない。
【００１８】一方、排気ガスの空燃比をストイキ制御ま
たはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤から流
出した排気ガスをバイパス通路に導くとともに排気ガス
が前記ＮＯx吸収剤に流れないように、作動手段が排気
流れ切替手段を作動制御する。したがって、このときに
はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスはバイパス通路を
通って排出され、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流入するこ
とがないので、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されてもそ
のＳＯxがＮＯx吸収剤に吸収されることがなく、ＮＯx
吸収剤がＳＯx被毒することはない。
たはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤から流
出した排気ガスをバイパス通路に導くとともに排気ガス
が前記ＮＯx吸収剤に流れないように、作動手段が排気
流れ切替手段を作動制御する。したがって、このときに
はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスはバイパス通路を
通って排出され、ＮＯx吸収剤に排気ガスが流入するこ
とがないので、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されてもそ
のＳＯxがＮＯx吸収剤に吸収されることがなく、ＮＯx
吸収剤がＳＯx被毒することはない。
【００１９】前記第１の発明あるいは第２の発明に係る
内燃機関の排気浄化装置において、希薄燃焼可能な内燃
機関としては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリン
エンジンやディーゼルエンジンを例示することができ
る。リーンバーンガソリンエンジンの場合には、排気ガ
スの空燃比制御は燃焼室に供給される混合気の空燃比制
御により実現可能である。ディーゼルエンジンの場合の
排気ガスの空燃比制御は、吸気行程または膨張行程また
は排気行程で燃料を噴射する所謂副噴射を行うか、ある
いは、ＳＯx吸収剤よりも上流の排気通路内に還元剤を
供給することにより実現可能である。ここで、排気ガス
の空燃比とは、機関吸気通路及びＳＯx吸収剤よりも上
流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水
素）の比をいう。
内燃機関の排気浄化装置において、希薄燃焼可能な内燃
機関としては、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリン
エンジンやディーゼルエンジンを例示することができ
る。リーンバーンガソリンエンジンの場合には、排気ガ
スの空燃比制御は燃焼室に供給される混合気の空燃比制
御により実現可能である。ディーゼルエンジンの場合の
排気ガスの空燃比制御は、吸気行程または膨張行程また
は排気行程で燃料を噴射する所謂副噴射を行うか、ある
いは、ＳＯx吸収剤よりも上流の排気通路内に還元剤を
供給することにより実現可能である。ここで、排気ガス
の空燃比とは、機関吸気通路及びＳＯx吸収剤よりも上
流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水
素）の比をいう。
【００２０】前記第１の発明あるいは第２の発明に係る
内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯx吸収剤として
は、アルミナからなる担体上に銅Ｃｕ、鉄Ｆｅ、マンガ
ンＭｎ、ニッケルＮｉのような遷移金属、ナトリウムＮ
ａ、チタンＴｉおよびリチウムＬｉから選ばれた少なく
とも一つを坦持したものを例示することができる。ま
た、ＳＯxを硫酸イオンＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤内に
吸収され易くするために、ＳＯx吸収剤の担体上に、白
金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈのいずれかを坦
持させるのが好ましい。
内燃機関の排気浄化装置において、ＳＯx吸収剤として
は、アルミナからなる担体上に銅Ｃｕ、鉄Ｆｅ、マンガ
ンＭｎ、ニッケルＮｉのような遷移金属、ナトリウムＮ
ａ、チタンＴｉおよびリチウムＬｉから選ばれた少なく
とも一つを坦持したものを例示することができる。ま
た、ＳＯxを硫酸イオンＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤内に
吸収され易くするために、ＳＯx吸収剤の担体上に、白
金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈのいずれかを坦
持させるのが好ましい。
【００２１】前記第１の発明あるいは第２の発明に係る
内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯx吸収剤として
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒を例示することができる。吸
蔵還元型ＮＯx触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときにＮＯxを吸収し、流入する排気ガス中の酸
素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元
する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えば
アルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、
ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのような
アルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのような
アルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような
希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのよう
な貴金属とが担持されてなるもの例示することができ
る。
内燃機関の排気浄化装置において、ＮＯx吸収剤として
は、吸蔵還元型ＮＯx触媒を例示することができる。吸
蔵還元型ＮＯx触媒は、流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときにＮＯxを吸収し、流入する排気ガス中の酸
素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出し、Ｎ2に還元
する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯx触媒は、例えば
アルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、
ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのような
アルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのような
アルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような
希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのよう
な貴金属とが担持されてなるもの例示することができ
る。
【００２２】前記第１の発明あるいは第２の発明に係る
内燃機関の排気浄化装置において、前記バイパス通路の
終端はＮＯx吸収剤の下流の排気通路に連結しても連結
しなくてもいずれでもよい。
内燃機関の排気浄化装置において、前記バイパス通路の
終端はＮＯx吸収剤の下流の排気通路に連結しても連結
しなくてもいずれでもよい。
【００２３】前記第１の発明あるいは第２の発明に係る
内燃機関の排気浄化装置において、前記排気流れ切替手
段は、バイパス通路の分岐部に設けた切替弁で構成する
こともできるし、あるいは、分岐部よりもＮＯx吸収剤
に近い位置にある排気通路に第１の開閉弁を設けバイパ
ス通路に第２の開閉弁を設けて一方の開閉弁が開くと他
方の開閉弁が閉じるように制御して構成することもでき
る。
内燃機関の排気浄化装置において、前記排気流れ切替手
段は、バイパス通路の分岐部に設けた切替弁で構成する
こともできるし、あるいは、分岐部よりもＮＯx吸収剤
に近い位置にある排気通路に第１の開閉弁を設けバイパ
ス通路に第２の開閉弁を設けて一方の開閉弁が開くと他
方の開閉弁が閉じるように制御して構成することもでき
る。
【００２４】前記第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置において、「内燃機関の運転状態からの要求」と
は、例えば、内燃機関の高負荷運転時、全負荷運転時、
始動時の暖機運転時、加速時、高速の定速運転時などが
考えられる。
装置において、「内燃機関の運転状態からの要求」と
は、例えば、内燃機関の高負荷運転時、全負荷運転時、
始動時の暖機運転時、加速時、高速の定速運転時などが
考えられる。
【００２５】前記第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置では、前記ＳＯx吸収剤の温度を計測または予測す
る温度検出手段を備え、温度検出手段で計測または予測
した温度が所定温度以上のときに前記作動制御手段が排
気流れ切替手段を排気ガスが前記バイパス通路に導かれ
るように作動制御するようにすることができる。
装置では、前記ＳＯx吸収剤の温度を計測または予測す
る温度検出手段を備え、温度検出手段で計測または予測
した温度が所定温度以上のときに前記作動制御手段が排
気流れ切替手段を排気ガスが前記バイパス通路に導かれ
るように作動制御するようにすることができる。
【００２６】ＳＯx吸収剤の温度を計測する温度検出手
段は、ＳＯx吸収剤の温度を直接検出する温度センサで
構成することができる。ＳＯx吸収剤の温度の予測に
は、ＳＯx吸収剤の入口あるいは出口に設けた温度セン
サで排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度をＳＯx
吸収剤の温度として代用する場合、あるいは内燃機関の
運転状態から排気ガス温度を予測し、この排気ガス温度
をＳＯx吸収剤の温度として代用する場合などが含まれ
る。
段は、ＳＯx吸収剤の温度を直接検出する温度センサで
構成することができる。ＳＯx吸収剤の温度の予測に
は、ＳＯx吸収剤の入口あるいは出口に設けた温度セン
サで排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度をＳＯx
吸収剤の温度として代用する場合、あるいは内燃機関の
運転状態から排気ガス温度を予測し、この排気ガス温度
をＳＯx吸収剤の温度として代用する場合などが含まれ
る。
【００２７】前記第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置では、前記ＮＯx吸収剤よりも下流の排気通路に三
元触媒を備え、前記バイパス通路は、前記ＳＯx吸収剤
から前記ＮＯx吸収剤の間と、前記ＮＯx吸収剤から前記
三元触媒の間とを接続するように設けることが可能であ
る。このようにすると、排気ガスをバイパス通路に流し
ているときに、排気ガスに含まれる未燃ＨＣ，ＣＯやＮ
Ｏxに対する浄化率が向上する。
装置では、前記ＮＯx吸収剤よりも下流の排気通路に三
元触媒を備え、前記バイパス通路は、前記ＳＯx吸収剤
から前記ＮＯx吸収剤の間と、前記ＮＯx吸収剤から前記
三元触媒の間とを接続するように設けることが可能であ
る。このようにすると、排気ガスをバイパス通路に流し
ているときに、排気ガスに含まれる未燃ＨＣ，ＣＯやＮ
Ｏxに対する浄化率が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の一実施の形態を図１から図６の図面に基い
て説明する。
気浄化装置の一実施の形態を図１から図６の図面に基い
て説明する。
【００２９】〔第１の実施の形態〕図１は本発明を希薄
燃焼可能な車両用ガソリンエンジンに適用した場合の概
略構成を示す図である。この図において、符号１は機関
本体、符号２はピストン、符号３は燃焼室、符号４は点
火栓、符号５は吸気弁、符号６は吸気ポート、符号７は
排気弁、符号８は排気ポートを夫々示す。
燃焼可能な車両用ガソリンエンジンに適用した場合の概
略構成を示す図である。この図において、符号１は機関
本体、符号２はピストン、符号３は燃焼室、符号４は点
火栓、符号５は吸気弁、符号６は吸気ポート、符号７は
排気弁、符号８は排気ポートを夫々示す。
【００３０】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が取り付
けられている。サージタンク１０は吸気ダクト１２およ
びエアフロメータ１３を介してエアクリーナ１４に連結
され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１５が配置さ
れている。
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が取り付
けられている。サージタンク１０は吸気ダクト１２およ
びエアフロメータ１３を介してエアクリーナ１４に連結
され、吸気ダクト１２内にはスロットル弁１５が配置さ
れている。
【００３１】一方、排気ポート８は排気マニホルド１６
を介してＳＯx吸収剤１７を内蔵したケーシング１８に
連結され、ケーシング１８の出口部は排気管１９を介し
て吸蔵還元型ＮＯx触媒（ＮＯx吸収剤）２０を内蔵した
ケーシング２１に連結されている。以下、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０をＮＯx触媒２０と略す。ケーシング２１は
排気管２２を介して三元触媒２３を内蔵したケーシング
２４に連結され、このケーシング２４は排気管２５を介
して図示しないマフラーに接続されている。
を介してＳＯx吸収剤１７を内蔵したケーシング１８に
連結され、ケーシング１８の出口部は排気管１９を介し
て吸蔵還元型ＮＯx触媒（ＮＯx吸収剤）２０を内蔵した
ケーシング２１に連結されている。以下、吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒２０をＮＯx触媒２０と略す。ケーシング２１は
排気管２２を介して三元触媒２３を内蔵したケーシング
２４に連結され、このケーシング２４は排気管２５を介
して図示しないマフラーに接続されている。
【００３２】ケーシング２１の入口部２１ａと排気管２
２はバイパス管２６によって連結されており、バイパス
管２６の分岐部であるケーシング２１の入口部２１ａに
は、アクチュエータ２７によって弁体が作動される排気
切替弁（排気流れ切替手段）２８が設けられている。こ
の排気切替弁２８はアクチュエータ２７によって、図１
の実線で示されるようにバイパス管２６の入口部を閉鎖
し且つＮＯx触媒２０への入口部を全開にするバイパス
閉位置と、図１の破線で示されるようにＮＯx触媒２０
への入口部を閉鎖し且つバイパス管２６の入口部を全開
にするバイパス開位置のいずれか一方の位置を選択して
作動せしめられる。
２はバイパス管２６によって連結されており、バイパス
管２６の分岐部であるケーシング２１の入口部２１ａに
は、アクチュエータ２７によって弁体が作動される排気
切替弁（排気流れ切替手段）２８が設けられている。こ
の排気切替弁２８はアクチュエータ２７によって、図１
の実線で示されるようにバイパス管２６の入口部を閉鎖
し且つＮＯx触媒２０への入口部を全開にするバイパス
閉位置と、図１の破線で示されるようにＮＯx触媒２０
への入口部を閉鎖し且つバイパス管２６の入口部を全開
にするバイパス開位置のいずれか一方の位置を選択して
作動せしめられる。
【００３３】エンジンコントロール用の電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）３０はデジタルコンピュータからなり、双
方向バス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（セントラルプロセッサユニット）３
４、入力ポート３５、出力ポート３６を具備する。エア
フロメータ１３は吸入空気量に比例した出力電圧を発生
し、この出力電圧が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１５にはスロッ
トル弁１５がアイドリング開度であることを検出するア
イドルスイッチ４０が取り付けられ、このアイドルスイ
ッチ４０の出力信号が入力ポート３５に入力される。
ト（ＥＣＵ）３０はデジタルコンピュータからなり、双
方向バス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（セントラルプロセッサユニット）３
４、入力ポート３５、出力ポート３６を具備する。エア
フロメータ１３は吸入空気量に比例した出力電圧を発生
し、この出力電圧が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１５にはスロッ
トル弁１５がアイドリング開度であることを検出するア
イドルスイッチ４０が取り付けられ、このアイドルスイ
ッチ４０の出力信号が入力ポート３５に入力される。
【００３４】一方、ＳＯx吸収剤１７の下流の排気管１
９内にはＳＯx吸収剤１７を出た排気ガスの温度に比例
した出力電圧を発生する温度センサ２９が取り付けら
れ、この温度センサ２９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す出力パルスを発生する回転数
センサ４１が接続されている。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、アクチュエータ２７に接続されている。
９内にはＳＯx吸収剤１７を出た排気ガスの温度に比例
した出力電圧を発生する温度センサ２９が取り付けら
れ、この温度センサ２９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す出力パルスを発生する回転数
センサ４１が接続されている。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、アクチュエータ２７に接続されている。
【００３５】このガソリンエンジンでは、例えば次式に
基づいて燃料噴射時間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、機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの
関数として図２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ３
２内に記憶されている。補正係数Ｋは機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比を制御するための係数であっ
て、Ｋ＝１．０であれば機関シリンダ内に供給される混
合気は理論空燃比となる。これに対してＫ＜１．０にな
れば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論
空燃比よりも大きくなり、即ちリーンとなり、Ｋ＞１．
０になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
は理論空燃比よりも小さくなり、即ちリッチとなる。
基づいて燃料噴射時間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、機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの
関数として図２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ３
２内に記憶されている。補正係数Ｋは機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比を制御するための係数であっ
て、Ｋ＝１．０であれば機関シリンダ内に供給される混
合気は理論空燃比となる。これに対してＫ＜１．０にな
れば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比は理論
空燃比よりも大きくなり、即ちリーンとなり、Ｋ＞１．
０になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
は理論空燃比よりも小さくなり、即ちリッチとなる。
【００３６】この実施の形態のガソリンエンジンでは、
機関低中負荷運転領域では補正係数Ｋの値が１．０より
も小さい値とされてリーン空燃比制御が行われ、機関高
負荷運転領域、エンジン始動時の暖機運転時、加速時、
及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転時には補正係数Ｋの
値が１．０とされてストイキ制御が行われ、機関全負荷
運転領域では補正係数Ｋの値は１．０よりも大きな値と
されてリッチ空燃比制御が行われるように設定してあ
る。
機関低中負荷運転領域では補正係数Ｋの値が１．０より
も小さい値とされてリーン空燃比制御が行われ、機関高
負荷運転領域、エンジン始動時の暖機運転時、加速時、
及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転時には補正係数Ｋの
値が１．０とされてストイキ制御が行われ、機関全負荷
運転領域では補正係数Ｋの値は１．０よりも大きな値と
されてリッチ空燃比制御が行われるように設定してあ
る。
【００３７】内燃機関では通常、低中負荷運転される頻
度が最も高く、したがって運転期間中の大部分において
補正係数Ｋの値が１．０よりも小さくされて、リーン混
合気が燃焼せしめられることになる。
度が最も高く、したがって運転期間中の大部分において
補正係数Ｋの値が１．０よりも小さくされて、リーン混
合気が燃焼せしめられることになる。
【００３８】図３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。この図か
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
の空燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出
される排気ガス中の酸素Ｏ2の濃度は燃焼室３内に供給
される混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
の代表的な成分の濃度を概略的に示している。この図か
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
の空燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室３から排出
される排気ガス中の酸素Ｏ2の濃度は燃焼室３内に供給
される混合気の空燃比がリーンになるほど増大する。
【００３９】ケーシング２１内に収容されているＮＯx
触媒２０は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。機関
吸気通路およびＮＯx触媒２０より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ＮＯx触
媒２０への流入排気ガスの空燃比と称する（以下、排気
空燃比と略称する）と、このＮＯx触媒２０は、排気空
燃比がリーンのときにはＮＯxを吸収し、流入排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出するＮ
Ｏxの吸放出作用を行う。
触媒２０は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、セ
シウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カル
シウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。機関
吸気通路およびＮＯx触媒２０より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ＮＯx触
媒２０への流入排気ガスの空燃比と称する（以下、排気
空燃比と略称する）と、このＮＯx触媒２０は、排気空
燃比がリーンのときにはＮＯxを吸収し、流入排気ガス
中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出するＮ
Ｏxの吸放出作用を行う。
【００４０】なお、ＮＯx触媒２０より上流の排気通路
内に燃料（炭化水素）あるいは空気が供給されない場合
には、排気空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比に一致し、したがってこの場合には、ＮＯx触媒２
０は燃焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンの
ときにはＮＯxを吸収し、燃焼室３内に供給される混合
気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出する
ことになる。
内に燃料（炭化水素）あるいは空気が供給されない場合
には、排気空燃比は燃焼室３内に供給される混合気の空
燃比に一致し、したがってこの場合には、ＮＯx触媒２
０は燃焼室３内に供給される混合気の空燃比がリーンの
ときにはＮＯxを吸収し、燃焼室３内に供給される混合
気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出する
ことになる。
【００４１】上述のＮＯx触媒２０を機関排気通路内に
配置すればこのＮＯx触媒２０は実際にＮＯxの吸放出作
用を行うが、この吸放出作用の詳細なメカニズムについ
ては明かでない部分もある。しかしながら、この吸放出
作用は図４に示すようなメカニズムで行われているもの
と考えられる。次に、このメカニズムについて担体上に
白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にと
って説明するが、他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ
土類，希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
配置すればこのＮＯx触媒２０は実際にＮＯxの吸放出作
用を行うが、この吸放出作用の詳細なメカニズムについ
ては明かでない部分もある。しかしながら、この吸放出
作用は図４に示すようなメカニズムで行われているもの
と考えられる。次に、このメカニズムについて担体上に
白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にと
って説明するが、他の貴金属，アルカリ金属，アルカリ
土類，希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００４２】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図４
（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに含ま
れるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応
し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図４
（Ａ）に示されるように酸素Ｏ2 がＯ2 -又はＯ2-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガスに含ま
れるＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ2 -又はＯ2-と反応
し、ＮＯ2 となる（２ＮＯ＋Ｏ2 →２ＮＯ2 ）。
【００４３】次いで、生成されたＮＯ2の一部は、白金
Ｐｔ上で酸化されつつＮＯx触媒２０内に吸収されて酸
化バリウムＢａＯと結合しながら、図４（Ａ）に示され
るように硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx触媒２０内に拡
散する。このようにしてＮＯxがＮＯx触媒２０内に吸収
される。
Ｐｔ上で酸化されつつＮＯx触媒２０内に吸収されて酸
化バリウムＢａＯと結合しながら、図４（Ａ）に示され
るように硝酸イオンＮＯ3 -の形でＮＯx触媒２０内に拡
散する。このようにしてＮＯxがＮＯx触媒２０内に吸収
される。
【００４４】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒２０のＮＯx
吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒２０内に
吸収されて硝酸イオンＮＯ3 -が生成される。
Ｐｔの表面でＮＯ2が生成され、ＮＯx触媒２０のＮＯx
吸収能力が飽和しない限り、ＮＯ2がＮＯx触媒２０内に
吸収されて硝酸イオンＮＯ3 -が生成される。
【００４５】これに対して、流入排気ガス中の酸素濃度
が低下してＮＯ2の生成量が低下すると反応が逆方向
（ＮＯ3 -→ＮＯ2）に進み、ＮＯx触媒２０内の硝酸イオ
ンＮＯ 3 -がＮＯ2またはＮＯの形でＮＯx触媒２０から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯx触媒２０からＮＯxが放出されることになる。
図３に示されるように、流入排気ガスのリーンの度合い
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、した
がって流入排気ガスのリーンの度合いを低くすればＮＯ
x触媒２０からＮＯxが放出されることとなる。
が低下してＮＯ2の生成量が低下すると反応が逆方向
（ＮＯ3 -→ＮＯ2）に進み、ＮＯx触媒２０内の硝酸イオ
ンＮＯ 3 -がＮＯ2またはＮＯの形でＮＯx触媒２０から放
出される。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、ＮＯx触媒２０からＮＯxが放出されることになる。
図３に示されるように、流入排気ガスのリーンの度合い
が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、した
がって流入排気ガスのリーンの度合いを低くすればＮＯ
x触媒２０からＮＯxが放出されることとなる。
【００４６】一方、このとき、燃焼室３内に供給される
混合気がストイキまたはリッチにされて排気空燃比がス
トイキまたはリッチになると、図３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Ｏ2 -又はＯ2-と反応し
て酸化せしめられる。
混合気がストイキまたはリッチにされて排気空燃比がス
トイキまたはリッチになると、図３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Ｏ2 -又はＯ2-と反応し
て酸化せしめられる。
【００４７】また、排気空燃比がストイキまたはリッチ
になると流入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するた
めにＮＯx触媒２０からＮＯ2またはＮＯが放出され、こ
のＮＯ2またはＮＯは、図４（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てＮ2となる。
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ＮＯx触媒２０からＮＯ2またはＮＯが放出され、こ
のＮＯ2またはＮＯは、図４（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てＮ2となる。
【００４８】即ち、流入排気ガス中のＨＣ，ＣＯは、ま
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよび
エンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられ
る。
ず白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-とただちに反応して酸
化せしめられ、次いで白金Ｐｔ上の酸素Ｏ2 -又はＯ2-が
消費されてもまだＨＣ，ＣＯが残っていれば、このＨ
Ｃ，ＣＯによってＮＯx触媒から放出されたＮＯxおよび
エンジンから排出されたＮＯxがＮ2に還元せしめられ
る。
【００４９】このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ2
またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒２０から次
から次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還
元せしめられる。したがって、排気空燃比をストイキま
たはリッチにすると短時間の内にＮＯx触媒２０からＮ
Ｏxが放出されることになる。
またはＮＯが存在しなくなると、ＮＯx触媒２０から次
から次へとＮＯ2またはＮＯが放出され、さらにＮ2に還
元せしめられる。したがって、排気空燃比をストイキま
たはリッチにすると短時間の内にＮＯx触媒２０からＮ
Ｏxが放出されることになる。
【００５０】このように、排気空燃比がリーンになると
ＮＯxがＮＯx触媒２０に吸収され、排気空燃比をストイ
キあるいはリッチにするとＮＯxがＮＯx触媒２０から短
時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。したがっ
て、大気中へのＮＯxの排出を阻止することができる。
ＮＯxがＮＯx触媒２０に吸収され、排気空燃比をストイ
キあるいはリッチにするとＮＯxがＮＯx触媒２０から短
時間のうちに放出され、Ｎ2に還元される。したがっ
て、大気中へのＮＯxの排出を阻止することができる。
【００５１】ところで、この実施の形態では前述したよ
うに、全負荷運転時には燃焼室３内に供給される混合気
がリッチとされ、また高負荷運転時、エンジン始動時の
暖機運転時、加速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運
転時には混合気が理論空燃比とされ、低中負荷運転時に
は混合気がリーンとされるので、低中負荷運転時に排気
ガス中のＮＯxがＮＯx触媒２０に吸収され、全負荷運転
時及び高負荷運転時にＮＯx触媒２０からＮＯxが放出さ
れ還元されることになる。しかしながら、全負荷運転あ
るいは高負荷運転の頻度が少なく、低中負荷運転の頻度
が多くその運転時間が長ければ、ＮＯxの放出・還元が
間に合わなくなり、ＮＯx触媒２０のＮＯxの吸収能力が
飽和してＮＯxを吸収できなくなってしまう。
うに、全負荷運転時には燃焼室３内に供給される混合気
がリッチとされ、また高負荷運転時、エンジン始動時の
暖機運転時、加速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運
転時には混合気が理論空燃比とされ、低中負荷運転時に
は混合気がリーンとされるので、低中負荷運転時に排気
ガス中のＮＯxがＮＯx触媒２０に吸収され、全負荷運転
時及び高負荷運転時にＮＯx触媒２０からＮＯxが放出さ
れ還元されることになる。しかしながら、全負荷運転あ
るいは高負荷運転の頻度が少なく、低中負荷運転の頻度
が多くその運転時間が長ければ、ＮＯxの放出・還元が
間に合わなくなり、ＮＯx触媒２０のＮＯxの吸収能力が
飽和してＮＯxを吸収できなくなってしまう。
【００５２】そこで、この実施の形態では、リーン混合
気の燃焼が行われている場合、即ち中低負荷運転を行っ
ているときには、比較的に短い周期でスパイク的（短時
間）にストイキまたはリッチ混合気の燃焼が行われるよ
うに混合気の空燃比を制御し、短周期的にＮＯxの放出
・還元を行っている。このようにＮＯxの吸放出のため
に、排気空燃比（この実施の形態では混合気の空燃比）
が比較的に短い周期で「リーン」と「スパイク的なスト
イキまたはリッチ」を交互に繰り返されるように制御す
ることを、以下の説明ではリーン・リッチスパイク制御
と称す。尚、この出願においては、リーン・リッチスパ
イク制御はリーン空燃比制御に含まれるものとする。
気の燃焼が行われている場合、即ち中低負荷運転を行っ
ているときには、比較的に短い周期でスパイク的（短時
間）にストイキまたはリッチ混合気の燃焼が行われるよ
うに混合気の空燃比を制御し、短周期的にＮＯxの放出
・還元を行っている。このようにＮＯxの吸放出のため
に、排気空燃比（この実施の形態では混合気の空燃比）
が比較的に短い周期で「リーン」と「スパイク的なスト
イキまたはリッチ」を交互に繰り返されるように制御す
ることを、以下の説明ではリーン・リッチスパイク制御
と称す。尚、この出願においては、リーン・リッチスパ
イク制御はリーン空燃比制御に含まれるものとする。
【００５３】一方、燃料には硫黄（Ｓ）が含まれてお
り、燃料中の硫黄が燃焼するとＳＯ2やＳＯ3などの硫黄
酸化物（ＳＯx）が発生し、ＮＯx触媒２０は排気ガス中
のこれらＳＯxも吸収する。ＮＯx触媒２０のＳＯx吸収
メカニズムはＮＯx吸収メカニズムと同じであると考え
られる。即ち、ＮＯxの吸収メカニズムを説明したとき
と同様に担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを坦持さ
せた場合を例にとって説明すると、前述したように、排
気空燃比がリーンのときには、酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-
の形でＮＯx触媒２０の白金Ｐｔの表面に付着してお
り、流入排気ガス中のＳＯx（例えばＳＯ2）は白金Ｐｔ
の表面上で酸化されてＳＯ3となる。
り、燃料中の硫黄が燃焼するとＳＯ2やＳＯ3などの硫黄
酸化物（ＳＯx）が発生し、ＮＯx触媒２０は排気ガス中
のこれらＳＯxも吸収する。ＮＯx触媒２０のＳＯx吸収
メカニズムはＮＯx吸収メカニズムと同じであると考え
られる。即ち、ＮＯxの吸収メカニズムを説明したとき
と同様に担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを坦持さ
せた場合を例にとって説明すると、前述したように、排
気空燃比がリーンのときには、酸素Ｏ2がＯ2 -又はＯ2-
の形でＮＯx触媒２０の白金Ｐｔの表面に付着してお
り、流入排気ガス中のＳＯx（例えばＳＯ2）は白金Ｐｔ
の表面上で酸化されてＳＯ3となる。
【００５４】その後、生成されたＳＯ3は、白金Ｐｔの
表面で更に酸化されながらＮＯx触媒２０内に吸収され
て酸化バリウムＢａＯと結合し、硫酸イオンＳＯ4 2-の
形でＮＯx触媒２０内に拡散し硫酸塩ＢａＳＯ4を生成す
る。この硫酸塩ＢａＳＯ4は安定していて分解しずら
く、流入排気ガスの空燃比をリッチにしても分解されず
にＮＯx触媒２０内に残ってしまう。したがって、時間
経過に伴いＮＯx触媒２０内のＢａＳＯ4の生成量が増大
するとＮＯx触媒２０の吸収に関与できるＢａＯの量が
減少してＮＯxの吸収能力が低下してしまう。これが即
ちＳＯx被毒である。
表面で更に酸化されながらＮＯx触媒２０内に吸収され
て酸化バリウムＢａＯと結合し、硫酸イオンＳＯ4 2-の
形でＮＯx触媒２０内に拡散し硫酸塩ＢａＳＯ4を生成す
る。この硫酸塩ＢａＳＯ4は安定していて分解しずら
く、流入排気ガスの空燃比をリッチにしても分解されず
にＮＯx触媒２０内に残ってしまう。したがって、時間
経過に伴いＮＯx触媒２０内のＢａＳＯ4の生成量が増大
するとＮＯx触媒２０の吸収に関与できるＢａＯの量が
減少してＮＯxの吸収能力が低下してしまう。これが即
ちＳＯx被毒である。
【００５５】そこで、この実施の形態ではＮＯx吸収剤
２０にＳＯxが流入しないように、流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガ
スの酸素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出し且つ
三元触媒の機能を有するＳＯx吸収剤１７を、ＮＯx吸収
剤２０よりも上流に配置しているのである。このＳＯx
吸収剤１７は、ＳＯx吸収剤１７に流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにはＳＯxと共にＮＯxも吸収する
が、流入する排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチ
にし酸素濃度が低くなると吸収したＳＯxばかりでなく
ＮＯxも放出する。
２０にＳＯxが流入しないように、流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガ
スの酸素濃度が低いときに吸収したＳＯxを放出し且つ
三元触媒の機能を有するＳＯx吸収剤１７を、ＮＯx吸収
剤２０よりも上流に配置しているのである。このＳＯx
吸収剤１７は、ＳＯx吸収剤１７に流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにはＳＯxと共にＮＯxも吸収する
が、流入する排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチ
にし酸素濃度が低くなると吸収したＳＯxばかりでなく
ＮＯxも放出する。
【００５６】前述したように、ＮＯx触媒２０ではＳＯx
が吸収されると安定した硫酸塩ＢａＳＯ4が生成され、
その結果、ＮＯx触媒２０に流入する排気ガスの空燃比
をストイキまたはリッチにしてもＳＯxがＮＯx触媒２０
から放出されなくなる。したがって、ＳＯx吸収剤１７
に流入する排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチに
したときにＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出されるよう
にするためには、吸収したＳＯxが硫酸イオンＳＯ4 2-の
形でＳＯx吸収剤１７内に存在するようにするか、ある
いは、硫酸塩ＢａＳＯ4が生成されたとしても硫酸塩Ｂ
ａＳＯ4が安定しない状態でＳＯx吸収剤１７に存在する
ようにすることが必要となる。これを可能とするＳＯx
吸収剤１７としては、アルミナからなる担体上に銅Ｃ
ｕ、鉄Ｆｅ、マンガンＭｎ、ニッケルＮｉのような遷移
金属、ナトリウムＮａ、チタンＴｉおよびリチウムＬｉ
から選ばれた少なくとも一つを坦持したＳＯx吸収剤１
７を用いることができる。
が吸収されると安定した硫酸塩ＢａＳＯ4が生成され、
その結果、ＮＯx触媒２０に流入する排気ガスの空燃比
をストイキまたはリッチにしてもＳＯxがＮＯx触媒２０
から放出されなくなる。したがって、ＳＯx吸収剤１７
に流入する排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチに
したときにＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出されるよう
にするためには、吸収したＳＯxが硫酸イオンＳＯ4 2-の
形でＳＯx吸収剤１７内に存在するようにするか、ある
いは、硫酸塩ＢａＳＯ4が生成されたとしても硫酸塩Ｂ
ａＳＯ4が安定しない状態でＳＯx吸収剤１７に存在する
ようにすることが必要となる。これを可能とするＳＯx
吸収剤１７としては、アルミナからなる担体上に銅Ｃ
ｕ、鉄Ｆｅ、マンガンＭｎ、ニッケルＮｉのような遷移
金属、ナトリウムＮａ、チタンＴｉおよびリチウムＬｉ
から選ばれた少なくとも一つを坦持したＳＯx吸収剤１
７を用いることができる。
【００５７】このＳＯx吸収剤１７では、ＳＯx吸収剤１
７に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガ
ス中のＳＯ2がＳＯx吸収剤１７の表面で酸化されつつ硫
酸イオンＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤１７内に吸収され、
次いでＳＯx吸収剤１７内に拡散される。この場合、Ｓ
Ｏx吸収剤１７の担体上に白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、
ロジウムＲｈのうちのいずれかを坦持させておくとＳＯ
2がＳＯ3 2-の形で白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウム
Ｒｈ上に吸着し易くなり、かくしてＳＯ2は硫酸イオン
ＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤１７内に吸収され易くなる。
したがって、ＳＯ2の吸収を促進するためにはＳＯx吸収
剤１７の担体上に白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウム
Ｒｈのいずれかを坦持させることが好ましい。
７に流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに排気ガ
ス中のＳＯ2がＳＯx吸収剤１７の表面で酸化されつつ硫
酸イオンＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤１７内に吸収され、
次いでＳＯx吸収剤１７内に拡散される。この場合、Ｓ
Ｏx吸収剤１７の担体上に白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、
ロジウムＲｈのうちのいずれかを坦持させておくとＳＯ
2がＳＯ3 2-の形で白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウム
Ｒｈ上に吸着し易くなり、かくしてＳＯ2は硫酸イオン
ＳＯ4 2-の形でＳＯx吸収剤１７内に吸収され易くなる。
したがって、ＳＯ2の吸収を促進するためにはＳＯx吸収
剤１７の担体上に白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウム
Ｒｈのいずれかを坦持させることが好ましい。
【００５８】このＳＯx吸収剤１７をＮＯx触媒２０の上
流に配置すると、ＳＯx吸収剤１７に流入する排気ガス
の空燃比がリーンになると排気ガス中のＳＯxがＳＯx吸
収剤１７に吸収され、したがって、下流のＮＯx触媒２
０にはＳＯxが流れ込まなくなり、ＮＯx触媒２０では排
気ガス中のＮＯxのみが吸収されることになる。
流に配置すると、ＳＯx吸収剤１７に流入する排気ガス
の空燃比がリーンになると排気ガス中のＳＯxがＳＯx吸
収剤１７に吸収され、したがって、下流のＮＯx触媒２
０にはＳＯxが流れ込まなくなり、ＮＯx触媒２０では排
気ガス中のＮＯxのみが吸収されることになる。
【００５９】一方、前述したようにＳＯx吸収剤１７に
吸収されたＳＯxは硫酸イオンＳＯ4 2 -の形でＳＯx吸収
剤１７に拡散しているか、あるいは不安定な状態で硫酸
塩ＢａＳＯ4となっている。したがって、ＳＯx吸収剤１
７に流入する排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチ
になって酸素濃度が低下するとＳＯx吸収剤１７に吸収
されているＳＯxがＳＯx吸収剤１７から容易に放出され
ることになる。
吸収されたＳＯxは硫酸イオンＳＯ4 2 -の形でＳＯx吸収
剤１７に拡散しているか、あるいは不安定な状態で硫酸
塩ＢａＳＯ4となっている。したがって、ＳＯx吸収剤１
７に流入する排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチ
になって酸素濃度が低下するとＳＯx吸収剤１７に吸収
されているＳＯxがＳＯx吸収剤１７から容易に放出され
ることになる。
【００６０】ところで、本出願人の研究により、ＳＯx
吸収剤１７の吸放出作用に関して次のことがわかった。
ＳＯx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少ないとき
には、ＳＯx吸収剤１７のＳＯx吸着力が強いため、ＳＯ
x吸収剤１７にストイキまたはリッチ空燃比の排気ガス
を短時間（例えば５秒以下）流したのではＳＯx吸収剤
１７からＳＯxは放出されない。これについては、本出
願人は、ＳＯx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少
ないときに、ＮＯx触媒２０からＮＯxを放出させるため
に行うリーン・リッチスパイク制御のときのストイキま
たはリッチ空燃比の継続時間ではＳＯx吸収剤１７から
ＳＯxが放出されないことを確認している。ただし、Ｓ
Ｏx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少ないときで
あっても、ＳＯx吸収剤１７にストイキまたはリッチ空
燃比の排気ガスを長時間流した場合には、ＳＯx吸収剤
１７からＳＯxが放出される。
吸収剤１７の吸放出作用に関して次のことがわかった。
ＳＯx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少ないとき
には、ＳＯx吸収剤１７のＳＯx吸着力が強いため、ＳＯ
x吸収剤１７にストイキまたはリッチ空燃比の排気ガス
を短時間（例えば５秒以下）流したのではＳＯx吸収剤
１７からＳＯxは放出されない。これについては、本出
願人は、ＳＯx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少
ないときに、ＮＯx触媒２０からＮＯxを放出させるため
に行うリーン・リッチスパイク制御のときのストイキま
たはリッチ空燃比の継続時間ではＳＯx吸収剤１７から
ＳＯxが放出されないことを確認している。ただし、Ｓ
Ｏx吸収剤１７に吸収されているＳＯx量が少ないときで
あっても、ＳＯx吸収剤１７にストイキまたはリッチ空
燃比の排気ガスを長時間流した場合には、ＳＯx吸収剤
１７からＳＯxが放出される。
【００６１】しかしながら、ＳＯx吸収剤１７に吸収さ
れているＳＯx量が増えたときには、ＳＯx吸収剤１７の
ＳＯx吸着力が弱くなるため、ＳＯx吸収剤１７にストイ
キまたはリッチ空燃比の排気ガスを短時間流した場合に
もＳＯx吸収剤１７からＳＯxが漏れ出て、下流のＮＯx
触媒２０を被毒する虞れがある。
れているＳＯx量が増えたときには、ＳＯx吸収剤１７の
ＳＯx吸着力が弱くなるため、ＳＯx吸収剤１７にストイ
キまたはリッチ空燃比の排気ガスを短時間流した場合に
もＳＯx吸収剤１７からＳＯxが漏れ出て、下流のＮＯx
触媒２０を被毒する虞れがある。
【００６２】そこで、この実施の形態では、エンジンの
運転状態の履歴からＳＯx吸収剤１７に吸収されたＳＯx
量を推定し、その推定ＳＯx吸収量が所定量に達した時
をＳＯx吸収剤１７の再生時期と判断して、ＳＯx吸収剤
１７からＳＯxを放出させる再生処理を実行する。ＳＯx
吸収剤１７の再生処理を実行するに際し、ＥＣＵ３０
は、機関回転数Ｎと機関負荷Ｑ／Ｎからその時の機関運
転状態を判断し、また、温度センサ２９で検出したその
時の排気ガス温度をＳＯx吸収剤１７の温度として代用
し、機関運転状態とＳＯx吸収剤１７の温度に基づき燃
費悪化が少なく最も効率的にＳＯxを放出できるストイ
キまたはリッチ条件を選定し、その条件の排気ガスを長
時間ＳＯx吸収剤１７に流すことにより実行する。
運転状態の履歴からＳＯx吸収剤１７に吸収されたＳＯx
量を推定し、その推定ＳＯx吸収量が所定量に達した時
をＳＯx吸収剤１７の再生時期と判断して、ＳＯx吸収剤
１７からＳＯxを放出させる再生処理を実行する。ＳＯx
吸収剤１７の再生処理を実行するに際し、ＥＣＵ３０
は、機関回転数Ｎと機関負荷Ｑ／Ｎからその時の機関運
転状態を判断し、また、温度センサ２９で検出したその
時の排気ガス温度をＳＯx吸収剤１７の温度として代用
し、機関運転状態とＳＯx吸収剤１７の温度に基づき燃
費悪化が少なく最も効率的にＳＯxを放出できるストイ
キまたはリッチ条件を選定し、その条件の排気ガスを長
時間ＳＯx吸収剤１７に流すことにより実行する。
【００６３】また、ＳＯx吸収剤１７からＳＯxを放出さ
せるには、ＳＯx吸収剤１７の温度を所定温度（例え
ば、５５０゜Ｃ）以上の高温にする必要があることがわ
かっており、ＥＣＵ３０は、ＳＯx吸収剤１７の再生処
理実行中、適宜の手段によって排気ガス温度の温度制御
を行い、ＳＯx吸収剤１７の温度を前記所定温度（以
下、これをＳＯx放出温度という）以上に制御する。
せるには、ＳＯx吸収剤１７の温度を所定温度（例え
ば、５５０゜Ｃ）以上の高温にする必要があることがわ
かっており、ＥＣＵ３０は、ＳＯx吸収剤１７の再生処
理実行中、適宜の手段によって排気ガス温度の温度制御
を行い、ＳＯx吸収剤１７の温度を前記所定温度（以
下、これをＳＯx放出温度という）以上に制御する。
【００６４】ＳＯx吸収剤１７を再生すると、ＳＯx吸収
剤１７から流出した排気ガス（以下、これを再生排気と
いう）にはＳＯx吸収剤１７から放出された多量のＳＯx
が含まれることとなるため、この再生排気がＮＯx触媒
２０に流入すると再生排気中のＳＯxがＮＯx触媒２０に
吸収され、ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒してしまい、ＳＯ
x吸収剤１７を設けた意味がなくなってしまう。そこ
で、この実施の形態では、ＳＯx吸収剤１７の再生処理
時にＳＯx吸収剤１７から放出されたＳＯxがＮＯx触媒
２０に吸収されるのを阻止するために、ＳＯx吸収剤１
７の再生処理時にはＳＯx吸収剤１７から流出した再生
排気をバイパス管２６内に導くようにしている。
剤１７から流出した排気ガス（以下、これを再生排気と
いう）にはＳＯx吸収剤１７から放出された多量のＳＯx
が含まれることとなるため、この再生排気がＮＯx触媒
２０に流入すると再生排気中のＳＯxがＮＯx触媒２０に
吸収され、ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒してしまい、ＳＯ
x吸収剤１７を設けた意味がなくなってしまう。そこ
で、この実施の形態では、ＳＯx吸収剤１７の再生処理
時にＳＯx吸収剤１７から放出されたＳＯxがＮＯx触媒
２０に吸収されるのを阻止するために、ＳＯx吸収剤１
７の再生処理時にはＳＯx吸収剤１７から流出した再生
排気をバイパス管２６内に導くようにしている。
【００６５】詳述すると、排気ガス中のＮＯxをＮＯx触
媒１７で吸放出し還元浄化するために空燃比のリーン・
リッチスパイク制御を実行しているときには、排気切替
弁２８が図１において実線で示すようにバイパス閉位置
に保持され、したがって、このときにはＳＯx吸収剤１
７から流出した排気ガスはＮＯx触媒２０に流入する。
そして、排気ガス中のＳＯxはＳＯx吸収剤１７に吸収さ
れ、排気ガス中のＮＯxのみがＮＯx触媒２０で吸放出さ
れて、還元浄化されることになる。
媒１７で吸放出し還元浄化するために空燃比のリーン・
リッチスパイク制御を実行しているときには、排気切替
弁２８が図１において実線で示すようにバイパス閉位置
に保持され、したがって、このときにはＳＯx吸収剤１
７から流出した排気ガスはＮＯx触媒２０に流入する。
そして、排気ガス中のＳＯxはＳＯx吸収剤１７に吸収さ
れ、排気ガス中のＮＯxのみがＮＯx触媒２０で吸放出さ
れて、還元浄化されることになる。
【００６６】次いで、ＳＯx吸収剤１７からＳＯxを放出
すべきとき、即ちＳＯx吸収剤１７の再生処理を実行す
るときには、空燃比制御はリーン・リッチスパイク制御
からストイキまたはリッチ制御に切り替えられ、同時に
排気切替弁２８がバイパス閉位置から図１において破線
で示すバイパス開位置に切り替えられ保持される。スト
イキまたはリッチ空燃比の排気ガスがＳＯx吸収剤１７
に流入するとＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される
が、このときＳＯx吸収剤１７から流出した再生排気は
ＮＯx触媒２０内には流入せず、バイパス管２６内に流
入する。したがって、ＮＯx触媒２０が再生排気中のＳ
ＯxによってＳＯx被毒するのを阻止することができる。
尚、排気ガス（再生排気）中のＳＯxは排気ガス中の未
燃ＨＣ、ＣＯによって還元せしめられ、ＳＯ2となって
放出される。
すべきとき、即ちＳＯx吸収剤１７の再生処理を実行す
るときには、空燃比制御はリーン・リッチスパイク制御
からストイキまたはリッチ制御に切り替えられ、同時に
排気切替弁２８がバイパス閉位置から図１において破線
で示すバイパス開位置に切り替えられ保持される。スト
イキまたはリッチ空燃比の排気ガスがＳＯx吸収剤１７
に流入するとＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される
が、このときＳＯx吸収剤１７から流出した再生排気は
ＮＯx触媒２０内には流入せず、バイパス管２６内に流
入する。したがって、ＮＯx触媒２０が再生排気中のＳ
ＯxによってＳＯx被毒するのを阻止することができる。
尚、排気ガス（再生排気）中のＳＯxは排気ガス中の未
燃ＨＣ、ＣＯによって還元せしめられ、ＳＯ2となって
放出される。
【００６７】次いで、ＳＯx吸収剤１７の再生処理を停
止すべきときには、空燃比制御がストイキまたはリッチ
制御からリーン・リッチスパイク制御に切り替えられ、
同時に、排気切替弁２８がバイパス開位置から図１にお
いて実線で示すバイパス閉位置に切り替えられる。排気
ガスの空燃比がリーン・リッチスパイク制御になると、
ＳＯx吸収剤１７からのＳＯx放出作用が停止せしめられ
る。
止すべきときには、空燃比制御がストイキまたはリッチ
制御からリーン・リッチスパイク制御に切り替えられ、
同時に、排気切替弁２８がバイパス開位置から図１にお
いて実線で示すバイパス閉位置に切り替えられる。排気
ガスの空燃比がリーン・リッチスパイク制御になると、
ＳＯx吸収剤１７からのＳＯx放出作用が停止せしめられ
る。
【００６８】ＳＯx吸収剤１７の再生処理中には、機関
本体１から未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxが排出される
が、ＳＯx吸収剤１７は三元触媒の機能を有しているの
でこれら未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxはＳＯx吸収剤１７
においてかなり浄化せしめられる。さらに、この実施の
形態では、バイパス管２６よりも下流に三元触媒２３が
配置されているので、ＳＯx吸収剤１７で浄化されなか
った未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxは下流の三元触媒２３
によって浄化せしめられ、したがって、これら未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯおよびＮＯxが大気中に放出される虞れがな
い。
本体１から未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxが排出される
が、ＳＯx吸収剤１７は三元触媒の機能を有しているの
でこれら未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxはＳＯx吸収剤１７
においてかなり浄化せしめられる。さらに、この実施の
形態では、バイパス管２６よりも下流に三元触媒２３が
配置されているので、ＳＯx吸収剤１７で浄化されなか
った未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxは下流の三元触媒２３
によって浄化せしめられ、したがって、これら未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯおよびＮＯxが大気中に放出される虞れがな
い。
【００６９】図５は、この実施の形態における空燃比制
御の一実施例を示したものである。この実施例では、リ
ーン・リッチスパイク制御においては、例えば６０ｋｍ
／ｈでの定速走行でリーン運転継続時間を４０秒、スト
イキ運転継続時間を２秒程度としてこれを交互に繰り返
す。一方、ＳＯx吸収剤１７の再生処理時は空燃比をス
トイキ制御とし、その継続時間はリーン・リッチスパイ
ク制御の時のストイキまたはリッチ空燃比継続時間より
も十分に長い時間、例えば約１時間とした。
御の一実施例を示したものである。この実施例では、リ
ーン・リッチスパイク制御においては、例えば６０ｋｍ
／ｈでの定速走行でリーン運転継続時間を４０秒、スト
イキ運転継続時間を２秒程度としてこれを交互に繰り返
す。一方、ＳＯx吸収剤１７の再生処理時は空燃比をス
トイキ制御とし、その継続時間はリーン・リッチスパイ
ク制御の時のストイキまたはリッチ空燃比継続時間より
も十分に長い時間、例えば約１時間とした。
【００７０】ところで、前述したように、このエンジン
では、高負荷運転時、エンジン始動時の暖機運転時、加
速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転時には空燃比
がストイキ制御され、全負荷運転時には空燃比がリッチ
制御とされるようになっている。したがって、これら運
転状態のときには排気ガスの空燃比がストイキまたはリ
ッチになって、ストイキまたはリッチ空燃比の排気ガス
がＳＯx吸収剤１７に流入することとなる。
では、高負荷運転時、エンジン始動時の暖機運転時、加
速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転時には空燃比
がストイキ制御され、全負荷運転時には空燃比がリッチ
制御とされるようになっている。したがって、これら運
転状態のときには排気ガスの空燃比がストイキまたはリ
ッチになって、ストイキまたはリッチ空燃比の排気ガス
がＳＯx吸収剤１７に流入することとなる。
【００７１】前述したように、ストイキまたはリッチ空
燃比の排気ガスがＳＯx吸収剤１７に流入しても瞬時で
あればＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出されることはな
いので何ら問題は生じないが、ある程度継続して流入し
た場合には、排気ガス温度が前記ＳＯx放出温度以上に
なるとＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがあ
り、この排気ガスが下流のＮＯx触媒２０に流入すると
ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒する虞れがある。
燃比の排気ガスがＳＯx吸収剤１７に流入しても瞬時で
あればＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出されることはな
いので何ら問題は生じないが、ある程度継続して流入し
た場合には、排気ガス温度が前記ＳＯx放出温度以上に
なるとＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがあ
り、この排気ガスが下流のＮＯx触媒２０に流入すると
ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒する虞れがある。
【００７２】例えば、エンジン始動時の暖機運転は機関
本体１が暖機されるまで継続されるので長時間に亘る場
合があり、加速時もある程度の時間継続して行われる場
合もあり、１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転も高速道路に
おける走行で長時間継続される場合があり、これらの場
合に、前記ＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れ
がある。
本体１が暖機されるまで継続されるので長時間に亘る場
合があり、加速時もある程度の時間継続して行われる場
合もあり、１２０ｋｍ／ｈ以上の定速運転も高速道路に
おける走行で長時間継続される場合があり、これらの場
合に、前記ＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れ
がある。
【００７３】そこで、この実施の形態では、高負荷運転
時、エンジン始動時の暖機運転時、加速時、及び１２０
ｋｍ／ｈ以上の定速運転時、全負荷運転時など、エンジ
ンの運転状態からの要求により排気ガスの空燃比がスト
イキまたはリッチになったときには、ＳＯx吸収剤１７
から流出した排気をバイパス管２６内に導き、ＮＯx触
媒２０に流入するのを阻止している。
時、エンジン始動時の暖機運転時、加速時、及び１２０
ｋｍ／ｈ以上の定速運転時、全負荷運転時など、エンジ
ンの運転状態からの要求により排気ガスの空燃比がスト
イキまたはリッチになったときには、ＳＯx吸収剤１７
から流出した排気をバイパス管２６内に導き、ＮＯx触
媒２０に流入するのを阻止している。
【００７４】つまり、ＳＯx吸収剤１７の再生処理を実
行しているか否かにかかわらず、空燃比をストイキ制御
またはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤１７
から流出した排気をバイパス管２６内に導き、ＮＯx触
媒２０に流入するのを阻止している。
行しているか否かにかかわらず、空燃比をストイキ制御
またはリッチ制御しているときには、ＳＯx吸収剤１７
から流出した排気をバイパス管２６内に導き、ＮＯx触
媒２０に流入するのを阻止している。
【００７５】次に、図６を参照して、この実施の形態に
おける排気流れ切替処理実行ルーチンを説明する。この
ルーチンを構成する各ステップからなるフローチャート
はＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶してあり、フローチャ
ートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ３０のＣＰ
Ｕ３４によって実行される。
おける排気流れ切替処理実行ルーチンを説明する。この
ルーチンを構成する各ステップからなるフローチャート
はＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に記憶してあり、フローチャ
ートの各ステップにおける処理は総てＥＣＵ３０のＣＰ
Ｕ３４によって実行される。
【００７６】＜ステップ１０１＞まず、ＥＣＵ３０は、
ステップ１０１において、現在の空燃比制御がストイキ
制御またはリッチ制御か否かを判定する。ＳＯx吸収剤
１７の再生処理時、エンジンの高負荷運転時、エンジン
始動時の暖機運転時、加速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上
の定速運転時には空燃比がストイキ制御、または全負荷
運転時には空燃比がリッチ制御されるので、これらの場
合には、ＥＣＵ３０はステップ１０１において肯定判定
してステップ１０２に進む。一方、エンジンの低中負荷
運転時には空燃比がリーン・リッチスパイク制御される
ので、この場合にはＥＣＵ３０は否定判定してステップ
１０４に進む。
ステップ１０１において、現在の空燃比制御がストイキ
制御またはリッチ制御か否かを判定する。ＳＯx吸収剤
１７の再生処理時、エンジンの高負荷運転時、エンジン
始動時の暖機運転時、加速時、及び１２０ｋｍ／ｈ以上
の定速運転時には空燃比がストイキ制御、または全負荷
運転時には空燃比がリッチ制御されるので、これらの場
合には、ＥＣＵ３０はステップ１０１において肯定判定
してステップ１０２に進む。一方、エンジンの低中負荷
運転時には空燃比がリーン・リッチスパイク制御される
ので、この場合にはＥＣＵ３０は否定判定してステップ
１０４に進む。
【００７７】＜ステップ１０２＞ＥＣＵ３０は、ステッ
プ１０１で肯定判定してステップ１０２に進むと、ＳＯ
x吸収剤１７の温度がＳＯx放出温度以上か否かを判定す
る。尚、この実施の形態では、温度センサ２９で検出さ
れるＳＯx吸収剤１７出口の排気ガス温度をＳＯx吸収剤
１７の温度として代用する。
プ１０１で肯定判定してステップ１０２に進むと、ＳＯ
x吸収剤１７の温度がＳＯx放出温度以上か否かを判定す
る。尚、この実施の形態では、温度センサ２９で検出さ
れるＳＯx吸収剤１７出口の排気ガス温度をＳＯx吸収剤
１７の温度として代用する。
【００７８】＜ステップ１０３＞ステップ１０２で肯定
判定した場合にはＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出され
る虞れがあるので、ＥＣＵ３０は、ステップ１０３に進
んで、ＳＯx吸収剤１７から流出する排気ガスをバイパ
ス管２６内に導き、ＮＯx触媒２０に流入しないように
する。即ち、ＥＣＵ３０は、排気切替弁２８を図１にお
いて破線で示すバイパス開位置に保持する。これによ
り、ＳＯx吸収剤１７から流出した排気ガスはＮＯx触媒
２０内には流入せず、バイパス管２６を通り、三元触媒
２３を通って大気に放出される。したがって、ＳＯx吸
収剤１７からＳＯxが放出されたとしても、そのＳＯxが
ＮＯx触媒２０に吸収されることはなく、ＮＯx触媒２０
がＳＯx被毒するのを阻止することができる。
判定した場合にはＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出され
る虞れがあるので、ＥＣＵ３０は、ステップ１０３に進
んで、ＳＯx吸収剤１７から流出する排気ガスをバイパ
ス管２６内に導き、ＮＯx触媒２０に流入しないように
する。即ち、ＥＣＵ３０は、排気切替弁２８を図１にお
いて破線で示すバイパス開位置に保持する。これによ
り、ＳＯx吸収剤１７から流出した排気ガスはＮＯx触媒
２０内には流入せず、バイパス管２６を通り、三元触媒
２３を通って大気に放出される。したがって、ＳＯx吸
収剤１７からＳＯxが放出されたとしても、そのＳＯxが
ＮＯx触媒２０に吸収されることはなく、ＮＯx触媒２０
がＳＯx被毒するのを阻止することができる。
【００７９】尚、ＳＯx吸収剤１７から放出されたＳＯx
は排気ガス中の未燃ＨＣ、ＣＯによって還元せしめら
れ、ＳＯ2となって放出される。また、空燃比をストイ
キまたはリッチ制御しているときには機関本体１から未
燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxが排出されるが、これらは三
元触媒の機能を有するＳＯx吸収剤１７あるいはその下
流の三元触媒２３によって浄化せしめられ、大気中に放
出される虞れはない。
は排気ガス中の未燃ＨＣ、ＣＯによって還元せしめら
れ、ＳＯ2となって放出される。また、空燃比をストイ
キまたはリッチ制御しているときには機関本体１から未
燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯxが排出されるが、これらは三
元触媒の機能を有するＳＯx吸収剤１７あるいはその下
流の三元触媒２３によって浄化せしめられ、大気中に放
出される虞れはない。
【００８０】＜ステップ１０４＞ステップ１０１で否定
判定された場合およびステップ１０２で否定判定した場
合にはＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがな
いので、ＥＣＵ３０はステップ１０４に進んで、ＳＯx
吸収剤１７から流出する排気ガスをＮＯx触媒２０内に
導き、バイパス管２６に流入しないようにする。即ち、
ＥＣＵ３０は、排気切替弁２８を図１において実線で示
すバイパス閉位置に保持する。これにより、ＳＯx吸収
剤１７から流出した排気ガスはＮＯx触媒２０内に流入
し、ＮＯx触媒２０を通った後、三元触媒２３を通って
大気に放出される。このとき、排気ガス中のＳＯxはＳ
Ｏx吸収剤１７に吸収され、排気ガス中のＮＯxのみがＮ
Ｏx触媒２０で吸放出されて、還元浄化されることにな
る。尚、ステップ１０３，１０４の後、リターンにな
る。この実施の形態においてＥＣＵ３０による一連の信
号処理のうちステップ１０３及びステップ１０４を実行
する部分は、排気切替弁（排気流れ切替手段）の作動を
制御する作動制御手段ということができる。
判定された場合およびステップ１０２で否定判定した場
合にはＳＯx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがな
いので、ＥＣＵ３０はステップ１０４に進んで、ＳＯx
吸収剤１７から流出する排気ガスをＮＯx触媒２０内に
導き、バイパス管２６に流入しないようにする。即ち、
ＥＣＵ３０は、排気切替弁２８を図１において実線で示
すバイパス閉位置に保持する。これにより、ＳＯx吸収
剤１７から流出した排気ガスはＮＯx触媒２０内に流入
し、ＮＯx触媒２０を通った後、三元触媒２３を通って
大気に放出される。このとき、排気ガス中のＳＯxはＳ
Ｏx吸収剤１７に吸収され、排気ガス中のＮＯxのみがＮ
Ｏx触媒２０で吸放出されて、還元浄化されることにな
る。尚、ステップ１０３，１０４の後、リターンにな
る。この実施の形態においてＥＣＵ３０による一連の信
号処理のうちステップ１０３及びステップ１０４を実行
する部分は、排気切替弁（排気流れ切替手段）の作動を
制御する作動制御手段ということができる。
【００８１】このように、この実施の形態によれば、Ｓ
Ｏx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがあるときに
は、ＳＯx吸収剤１７から流出する排気ガスがバイパス
管２６に流れ、ＮＯx触媒２０には流入しなくなるの
で、ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒するのを確実に阻止する
ことができる。その結果、ＮＯx触媒２０のＮＯx浄化率
を常に高い状態に維持することができる。
Ｏx吸収剤１７からＳＯxが放出される虞れがあるときに
は、ＳＯx吸収剤１７から流出する排気ガスがバイパス
管２６に流れ、ＮＯx触媒２０には流入しなくなるの
で、ＮＯx触媒２０がＳＯx被毒するのを確実に阻止する
ことができる。その結果、ＮＯx触媒２０のＮＯx浄化率
を常に高い状態に維持することができる。
【００８２】〔他の実施の形態〕前述した実施の形態で
は本発明をガソリンエンジンに適用した例で説明した
が、本発明をディーゼルエンジンに適用することができ
ることは勿論である。ディーゼルエンジンの場合は、燃
焼室での燃焼がストイキよりもはるかにリーン域で行わ
れるので、通常の機関運転状態ではＳＯx吸収剤１７お
よびＮＯx触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は非常
にリーンであり、ＳＯxおよびＮＯxの吸収は行われるも
のの、ＳＯxおよびＮＯxの放出が行われることは殆どな
い。
は本発明をガソリンエンジンに適用した例で説明した
が、本発明をディーゼルエンジンに適用することができ
ることは勿論である。ディーゼルエンジンの場合は、燃
焼室での燃焼がストイキよりもはるかにリーン域で行わ
れるので、通常の機関運転状態ではＳＯx吸収剤１７お
よびＮＯx触媒２０に流入する排気ガスの空燃比は非常
にリーンであり、ＳＯxおよびＮＯxの吸収は行われるも
のの、ＳＯxおよびＮＯxの放出が行われることは殆どな
い。
【００８３】また、ガソリンエンジンの場合には、前述
したように燃焼室３に供給する混合気をストイキあるい
はリッチにすることによりＳＯx吸収剤１７およびＮＯx
触媒２０に流入する排気ガスの空燃比をストイキあるい
はリッチにし、ＳＯx吸収剤１７やＮＯx触媒２０に吸収
されているＳＯxやＮＯxを放出させることができるが、
ディーゼルエンジンの場合には、燃焼室に供給する混合
気をストイキあるいはリッチにすると燃焼の際に煤が発
生するなどの問題があり採用することはできない。
したように燃焼室３に供給する混合気をストイキあるい
はリッチにすることによりＳＯx吸収剤１７およびＮＯx
触媒２０に流入する排気ガスの空燃比をストイキあるい
はリッチにし、ＳＯx吸収剤１７やＮＯx触媒２０に吸収
されているＳＯxやＮＯxを放出させることができるが、
ディーゼルエンジンの場合には、燃焼室に供給する混合
気をストイキあるいはリッチにすると燃焼の際に煤が発
生するなどの問題があり採用することはできない。
【００８４】したがって、本発明をディーゼルエンジン
に適用する場合、流入する排気ガスの空燃比をストイキ
あるいはリッチにするためには、機関出力を得るために
燃料を燃焼するのとは別に、還元剤（例えば燃料である
軽油）を排気ガス中に供給する必要がある。排気ガスへ
の還元剤の供給は、吸気行程や膨張行程や排気行程にお
いて気筒内に燃料を副噴射することによっても可能であ
るし、あるいは、ＳＯx吸収剤１７の上流の排気通路内
に還元剤を供給することによっても可能である。
に適用する場合、流入する排気ガスの空燃比をストイキ
あるいはリッチにするためには、機関出力を得るために
燃料を燃焼するのとは別に、還元剤（例えば燃料である
軽油）を排気ガス中に供給する必要がある。排気ガスへ
の還元剤の供給は、吸気行程や膨張行程や排気行程にお
いて気筒内に燃料を副噴射することによっても可能であ
るし、あるいは、ＳＯx吸収剤１７の上流の排気通路内
に還元剤を供給することによっても可能である。
【００８５】尚、ディーゼルエンジンであっても排気再
循環装置（所謂、ＥＧＲ装置）を備えている場合には、
排気再循環ガスを多量に燃焼室に導入することによっ
て、排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチにするこ
とが可能である。
循環装置（所謂、ＥＧＲ装置）を備えている場合には、
排気再循環ガスを多量に燃焼室に導入することによっ
て、排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチにするこ
とが可能である。
【００８６】
【発明の効果】本出願の第１の発明に係る内燃機関の排
気浄化装置によれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の
排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が
低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤と、
（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路に配
置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯ
xを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸
収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記ＳＯ
x吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路から分
岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流すバイ
パス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出す
べき再生処理実行期間中はＳＯx吸収剤から流出した排
気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯ
x吸収剤に流入するのを阻止し、前記再生処理実行期間
以外はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸
収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流通するの
を阻止する排気流れ切替手段と、を備える内燃機関の排
気浄化装置において、（ホ）前記内燃機関の運転状態か
らの要求により排気ガスの空燃比がストイキまたはリッ
チになったときに、前記ＳＯx吸収剤から流出した排気
ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスがＮＯx吸収
剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ切替手段
の作動を制御する作動制御手段と、を備えることによ
り、ＳＯx吸収剤から放出されたＳＯxがＮＯx吸収剤に
流入するのを阻止することができるので、ＮＯx吸収剤
がＳＯx被毒するのを確実に阻止することができるとい
う優れた効果が奏される。
気浄化装置によれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の
排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーン
のときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が
低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤と、
（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路に配
置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯ
xを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸
収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記ＳＯ
x吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路から分
岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流すバイ
パス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出す
べき再生処理実行期間中はＳＯx吸収剤から流出した排
気ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯ
x吸収剤に流入するのを阻止し、前記再生処理実行期間
以外はＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸
収剤に導いて排気ガスが前記バイパス通路を流通するの
を阻止する排気流れ切替手段と、を備える内燃機関の排
気浄化装置において、（ホ）前記内燃機関の運転状態か
らの要求により排気ガスの空燃比がストイキまたはリッ
チになったときに、前記ＳＯx吸収剤から流出した排気
ガスを前記バイパス通路に導いて排気ガスがＮＯx吸収
剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ切替手段
の作動を制御する作動制御手段と、を備えることによ
り、ＳＯx吸収剤から放出されたＳＯxがＮＯx吸収剤に
流入するのを阻止することができるので、ＮＯx吸収剤
がＳＯx被毒するのを確実に阻止することができるとい
う優れた効果が奏される。
【００８７】また、本発明に係る前記内燃機関の排気浄
化装置において、前記ＳＯx吸収剤の温度を計測または
予測する温度検出手段を備え、温度検出手段で計測また
は予測した温度が所定温度以上のときに前記作動制御手
段が排気流れ切替手段を排気ガスが前記バイパス通路に
導かれるように作動制御した場合には、ＳＯx吸収剤か
らＳＯxが放出される温度以上のときだけＳＯx吸収剤か
ら放出されたＳＯxがＮＯx吸収剤に流入するのを阻止す
ることができ、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されない温
度のときには排気ガスをＮＯx吸収剤に流して浄化する
ことができる。
化装置において、前記ＳＯx吸収剤の温度を計測または
予測する温度検出手段を備え、温度検出手段で計測また
は予測した温度が所定温度以上のときに前記作動制御手
段が排気流れ切替手段を排気ガスが前記バイパス通路に
導かれるように作動制御した場合には、ＳＯx吸収剤か
らＳＯxが放出される温度以上のときだけＳＯx吸収剤か
ら放出されたＳＯxがＮＯx吸収剤に流入するのを阻止す
ることができ、ＳＯx吸収剤からＳＯxが放出されない温
度のときには排気ガスをＮＯx吸収剤に流して浄化する
ことができる。
【００８８】また、本発明に係る前記内燃機関の排気浄
化装置において、前記ＮＯx吸収剤よりも下流の排気通
路に三元触媒を備え、前記バイパス通路が、前記ＳＯx
吸収剤から前記ＮＯx吸収剤の間と、前記ＮＯx吸収剤か
ら前記三元触媒の間とを接続するように設けられている
場合には、排気ガスをバイパス通路に流しているとき
に、排気ガスに含まれる未燃ＨＣ，ＣＯやＮＯxに対す
る浄化率が向上する。
化装置において、前記ＮＯx吸収剤よりも下流の排気通
路に三元触媒を備え、前記バイパス通路が、前記ＳＯx
吸収剤から前記ＮＯx吸収剤の間と、前記ＮＯx吸収剤か
ら前記三元触媒の間とを接続するように設けられている
場合には、排気ガスをバイパス通路に流しているとき
に、排気ガスに含まれる未燃ＨＣ，ＣＯやＮＯxに対す
る浄化率が向上する。
【００８９】また、本出願の第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置によれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機
関の排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃
度が低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤
と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路
に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
ＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いとき
に吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記
ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路か
ら分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流す
バイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤から流出した
排気ガスを前記ＮＯx吸収剤とバイパス通路のいずれに
流すか選択的に切り替える排気流れ切替手段と、（ホ）
排気ガスの空燃比をリーン制御しているときには前記Ｓ
Ｏx吸収剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤に導
いて排気ガスが前記バイパス通路を流通するのを阻止
し、排気ガスの空燃比をストイキ制御またはリッチ制御
しているときには前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガ
スを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯx吸
収剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ切替手
段の作動を制御する作動制御手段と、を備えることによ
り、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒するのを確実に阻止するこ
とができるという優れた効果が奏される。
の排気浄化装置によれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機
関の排気通路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリ
ーンのときにＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃
度が低いときに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤
と、（ロ）前記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路
に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに
ＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いとき
に吸収したＮＯxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記
ＳＯx吸収剤と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路か
ら分岐して前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流す
バイパス通路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤から流出した
排気ガスを前記ＮＯx吸収剤とバイパス通路のいずれに
流すか選択的に切り替える排気流れ切替手段と、（ホ）
排気ガスの空燃比をリーン制御しているときには前記Ｓ
Ｏx吸収剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤に導
いて排気ガスが前記バイパス通路を流通するのを阻止
し、排気ガスの空燃比をストイキ制御またはリッチ制御
しているときには前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガ
スを前記バイパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯx吸
収剤に流入するのを阻止するように前記排気流れ切替手
段の作動を制御する作動制御手段と、を備えることによ
り、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒するのを確実に阻止するこ
とができるという優れた効果が奏される。
【図１】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実
施の形態の概略構成図である。
施の形態の概略構成図である。
【図２】 基本燃料噴射時間のマップの一例を示す図で
ある。
ある。
【図３】 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である。
ＣＯおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。
【図４】 吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸放出作用を説
明するための図であ
明するための図であ
【図５】 前記実施の形態における空燃比制御の一例を
示す図である。る。
示す図である。る。
【図６】 前記実施の形態の排気流れ切替処理実行ルー
チンである。
チンである。
１ 機関本体（内燃機関） ３ 燃焼室 ４ 点火栓 １１ 燃料噴射弁 １６，２２，２５ 排気管（排気通路） １７ ＳＯx吸収剤 ２０ 吸蔵還元型ＮＯx触媒（ＮＯx吸収剤） ２３ 三元触媒 ２６ バイパス管（バイパス通路） ２８ 排気切替弁（排気流れ切替手段） ２９ 温度センサ（温度検出手段） ３０ ＥＣＵ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA11 AA12 AA13 AA17 AA18 AA24 AA28 AB03 AB06 AB08 AB09 BA04 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA12 CA13 CA18 CB02 CB03 DA01 DA02 DA03 DA04 DA08 DB10 DB13 EA01 EA05 EA17 EA26 EA30 FA04 FA11 FA12 FA13 FA14 FA17 FA18 FB10 FB11 FB12 GB01W GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB17X HA08 HA20 HA36 HA37 HB03 HB05
Claims (4)
- 【請求項１】 （イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通
路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
にＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いと
きに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤と、（ロ）前
記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路に配置され流
入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収
し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸収したＮ
Ｏxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記ＳＯx吸収剤
と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路から分岐して
前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流すバイパス通
路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出すべき再
生処理実行期間中はＳＯx吸収剤から流出した排気ガス
を前記バイパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯx吸収
剤に流入するのを阻止し、前記再生処理実行期間以外は
ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤に
導いて排気ガスが前記バイパス通路を流通するのを阻止
する排気流れ切替手段と、を備える内燃機関の排気浄化
装置において、（ホ）前記内燃機関の運転状態からの要
求により排気ガスの空燃比がストイキまたはリッチにな
ったときに、前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを
前記バイパス通路に導いて排気ガスがＮＯx吸収剤に流
入するのを阻止するように前記排気流れ切替手段の作動
を制御する作動制御手段、を備えることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 （イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通
路に配置され流入する排気ガスの空燃比がリーンのとき
にＳＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低いと
きに吸収したＳＯxを放出するＳＯx吸収剤と、（ロ）前
記ＳＯx吸収剤よりも下流の前記排気通路に配置され流
入する排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収
し流入する排気ガスの酸素濃度が低いときに吸収したＮ
Ｏxを放出するＮＯx吸収剤と、（ハ）前記ＳＯx吸収剤
と前記ＮＯx吸収剤との間の前記排気通路から分岐して
前記ＮＯx吸収剤を迂回して排気ガスを流すバイパス通
路と、（ニ）前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを
前記ＮＯx吸収剤とバイパス通路のいずれに流すか選択
的に切り替える排気流れ切替手段と、（ホ）排気ガスの
空燃比をリーン制御しているときには前記ＳＯx吸収剤
から流出した排気ガスを前記ＮＯx吸収剤に導いて排気
ガスが前記バイパス通路を流通するのを阻止し、排気ガ
スの空燃比をストイキ制御またはリッチ制御していると
きには前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記バ
イパス通路に導いて排気ガスが前記ＮＯx吸収剤に流入
するのを阻止するように前記排気流れ切替手段の作動を
制御する作動制御手段と、を備えることを特徴とする内
燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記ＳＯx吸収剤の温度を計測または予
測する温度検出手段を備え、温度検出手段で計測または
予測した温度が所定温度以上のときに前記作動制御手段
が排気流れ切替手段を排気ガスが前記バイパス通路に導
かれるように作動制御することを特徴とする請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記ＮＯx吸収剤よりも下流の排気通路
に三元触媒を備え、前記バイパス通路は、前記ＳＯx吸
収剤から前記ＮＯx吸収剤の間と、前記ＮＯx吸収剤から
前記三元触媒の間とを接続するように設けられているこ
とを特徴とする請求項１または３に記載の内燃機関の排
気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35975198A JP3570262B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35975198A JP3570262B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000179327A true JP2000179327A (ja) | 2000-06-27 |
| JP3570262B2 JP3570262B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=18466117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35975198A Expired - Lifetime JP3570262B2 (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3570262B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008102895A1 (ja) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN104727904A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-06-24 | 北京工业大学 | 一种汽车冷启动排放吸附装置及控制方法 |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP35975198A patent/JP3570262B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008102895A1 (ja) | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US8051647B2 (en) | 2007-02-23 | 2011-11-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
| CN104727904A (zh) * | 2015-01-25 | 2015-06-24 | 北京工业大学 | 一种汽车冷启动排放吸附装置及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3570262B2 (ja) | 2004-09-29 |
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