JP2000227038A - 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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- JP2000227038A JP2000227038A JP11028877A JP2887799A JP2000227038A JP 2000227038 A JP2000227038 A JP 2000227038A JP 11028877 A JP11028877 A JP 11028877A JP 2887799 A JP2887799 A JP 2887799A JP 2000227038 A JP2000227038 A JP 2000227038A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Abstract
(57)【要約】
【課題】 前置触媒装置を備えると共に、リーン状態の
排気ガスとリッチ状態の排気ガスとをＮＯX 吸蔵還元触
媒装置等の主触媒装置へ流入させて主触媒装置を昇温さ
せる内燃機関の排気浄化装置において、前置触媒装置の
劣化による交換期間を延長することである。 【解決手段】 主触媒装置５の上流側に複数の前置触媒
装置８１，８２が並列配置され、各前置触媒装置が比較
的高温度の時において主触媒装置の温度を昇温させるた
めに、少なくとも一つの前置触媒装置を通過するリッチ
状態の排気ガスと、他の少なくとも一つの前置触媒装置
を通過するリーン状態の排気ガスとを主触媒装置へ流入
させる昇温制御を必要に応じて実施し、昇温制御が実施
される毎に、特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排
気ガスが通過しないように、リッチ空燃比で運転させる
気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する。
排気ガスとリッチ状態の排気ガスとをＮＯX 吸蔵還元触
媒装置等の主触媒装置へ流入させて主触媒装置を昇温さ
せる内燃機関の排気浄化装置において、前置触媒装置の
劣化による交換期間を延長することである。 【解決手段】 主触媒装置５の上流側に複数の前置触媒
装置８１，８２が並列配置され、各前置触媒装置が比較
的高温度の時において主触媒装置の温度を昇温させるた
めに、少なくとも一つの前置触媒装置を通過するリッチ
状態の排気ガスと、他の少なくとも一つの前置触媒装置
を通過するリーン状態の排気ガスとを主触媒装置へ流入
させる昇温制御を必要に応じて実施し、昇温制御が実施
される毎に、特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排
気ガスが通過しないように、リッチ空燃比で運転させる
気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料消費率を低減するために、リ
ーン混合気を燃焼させる希薄燃焼内燃機関が実用化され
ている。希薄燃焼においては、有害なＮＯx が比較的多
量に生成されるために、大気中へのＮＯx 放出量を低減
しなければならない。
ーン混合気を燃焼させる希薄燃焼内燃機関が実用化され
ている。希薄燃焼においては、有害なＮＯx が比較的多
量に生成されるために、大気中へのＮＯx 放出量を低減
しなければならない。
【０００３】このために、機関排気系にＮＯx 吸蔵還元
触媒装置を配置することが提案されている。ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置は、排気ガス中の酸素濃度が高い時にＮＯ
x を硝酸塩の形で吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低く
なると吸収したＮＯx を放出すると共に、排気ガス中の
還元成分によって放出したＮＯx を還元浄化させるもの
である。このように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置は、酸素
濃度の高い希薄燃焼の排気ガス中からＮＯx を良好に吸
収し、定期的なリッチ混合気燃焼運転によって、排気ガ
ス中の酸素濃度を低下させると共に排気ガス中にＨＣ及
びＣＯ等の還元成分を存在させ、吸収したＮＯx を大気
中に放出させることなく良好に浄化することができる。
触媒装置を配置することが提案されている。ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置は、排気ガス中の酸素濃度が高い時にＮＯ
x を硝酸塩の形で吸収し、排気ガス中の酸素濃度が低く
なると吸収したＮＯx を放出すると共に、排気ガス中の
還元成分によって放出したＮＯx を還元浄化させるもの
である。このように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置は、酸素
濃度の高い希薄燃焼の排気ガス中からＮＯx を良好に吸
収し、定期的なリッチ混合気燃焼運転によって、排気ガ
ス中の酸素濃度を低下させると共に排気ガス中にＨＣ及
びＣＯ等の還元成分を存在させ、吸収したＮＯx を大気
中に放出させることなく良好に浄化することができる。
【０００４】ところで、内燃機関の燃料には硫黄が含ま
れており、燃焼に際してＳＯx が生成される。ＳＯ
x は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置へＮＯx と同様なメカニ
ズムにより硫酸塩の形で吸収される。硫酸塩は、安定な
物質であるために、通常のリッチ混合気燃焼運転を実施
してもＮＯx 吸蔵還元触媒装置から放出され難く、吸蔵
量が徐々に増加する。ＮＯx 吸蔵還元触媒装置への硝酸
塩又は硫酸塩の吸蔵可能量は有限であり、ＮＯx 吸蔵還
元触媒装置における硫酸塩の吸蔵量が増加すれば（以
下、ＳＯx 被毒と称する）、その分、硝酸塩の吸蔵可能
量が減少し、遂には、全くＮＯx を吸収することができ
なくなる。
れており、燃焼に際してＳＯx が生成される。ＳＯ
x は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置へＮＯx と同様なメカニ
ズムにより硫酸塩の形で吸収される。硫酸塩は、安定な
物質であるために、通常のリッチ混合気燃焼運転を実施
してもＮＯx 吸蔵還元触媒装置から放出され難く、吸蔵
量が徐々に増加する。ＮＯx 吸蔵還元触媒装置への硝酸
塩又は硫酸塩の吸蔵可能量は有限であり、ＮＯx 吸蔵還
元触媒装置における硫酸塩の吸蔵量が増加すれば（以
下、ＳＯx 被毒と称する）、その分、硝酸塩の吸蔵可能
量が減少し、遂には、全くＮＯx を吸収することができ
なくなる。
【０００５】従って、ＳＯx 被毒されたＮＯx 吸蔵還元
触媒装置は回復させなければならない。硫酸塩は安定な
物質であるが、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置が６００°Ｃ程
度の高温とされれば、排気ガスをストイキ又はリッチ状
態として酸素濃度を低下させることにより、ＳＯx とし
て放出させることができる。それにより、特開平８−６
１０５２号公報には、ＳＯx 被毒回復に際して、機関高
負荷時等のようにＮＯ x 吸蔵還元触媒装置の温度が比較
的高い時に、六気筒内燃機関の三気筒をリッチ空燃比で
運転すると共に残りの三気筒をリーン空燃比で運転する
ことにより、リッチ状態の排気ガスとリーン状態の排気
ガスとをＮＯx 吸蔵還元触媒装置へ流入させ、リッチ状
態の排気ガス中のＨＣ及びＣＯをリーン状態の排気ガス
中のＯ2により燃焼させ、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置の温
度をさらに昇温して６００°Ｃ程度とすることが提案さ
れている。
触媒装置は回復させなければならない。硫酸塩は安定な
物質であるが、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置が６００°Ｃ程
度の高温とされれば、排気ガスをストイキ又はリッチ状
態として酸素濃度を低下させることにより、ＳＯx とし
て放出させることができる。それにより、特開平８−６
１０５２号公報には、ＳＯx 被毒回復に際して、機関高
負荷時等のようにＮＯ x 吸蔵還元触媒装置の温度が比較
的高い時に、六気筒内燃機関の三気筒をリッチ空燃比で
運転すると共に残りの三気筒をリーン空燃比で運転する
ことにより、リッチ状態の排気ガスとリーン状態の排気
ガスとをＮＯx 吸蔵還元触媒装置へ流入させ、リッチ状
態の排気ガス中のＨＣ及びＣＯをリーン状態の排気ガス
中のＯ2により燃焼させ、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置の温
度をさらに昇温して６００°Ｃ程度とすることが提案さ
れている。
【０００６】希薄燃焼内燃機関においても、機関始動直
後から排気ガスを浄化することが必要であるために、熱
容量が小さく機関始動直後から活性化する前置触媒装置
を機関本体近傍に配置することが好ましい。前置触媒装
置は、機関始動時の空燃比がリッチ又はストイキである
ために、一般的には、酸化触媒又は三元触媒とされる。
このような酸化作用を活発化させる前置触媒装置を前述
の従来技術に適用する場合には、ＳＯx 被毒回復に際し
て、リッチ状態の排気ガスとリーン状態の排気ガスとが
同じ前置触媒装置を通過しないようにしなければならな
い。そうしないと、前置触媒装置でＨＣ及びＣＯが燃焼
してしまいＮＯx 吸蔵還元触媒装置を意図するように昇
温することができない。それにより、ＳＯx 被毒回復に
際してリッチ空燃比で運転される三気筒とリーン空燃比
で運転される残り三気筒とで、少なくとも別の前置触媒
装置を設ける必要がある。
後から排気ガスを浄化することが必要であるために、熱
容量が小さく機関始動直後から活性化する前置触媒装置
を機関本体近傍に配置することが好ましい。前置触媒装
置は、機関始動時の空燃比がリッチ又はストイキである
ために、一般的には、酸化触媒又は三元触媒とされる。
このような酸化作用を活発化させる前置触媒装置を前述
の従来技術に適用する場合には、ＳＯx 被毒回復に際し
て、リッチ状態の排気ガスとリーン状態の排気ガスとが
同じ前置触媒装置を通過しないようにしなければならな
い。そうしないと、前置触媒装置でＨＣ及びＣＯが燃焼
してしまいＮＯx 吸蔵還元触媒装置を意図するように昇
温することができない。それにより、ＳＯx 被毒回復に
際してリッチ空燃比で運転される三気筒とリーン空燃比
で運転される残り三気筒とで、少なくとも別の前置触媒
装置を設ける必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成において、機関高負荷時に三気筒をリッチ空燃
比で運転して残り三気筒をリーン空燃比で運転すると、
リーン空燃比で運転される気筒側に配置された前置触媒
装置は、比較的高温となっているところに、過剰に酸素
を含む排気ガスが通過することとなり、前置触媒装置に
使用されている白金Ｐｔのような貴金属が酸素によって
シンダリングを起こして劣化する。こうして、ＳＯx 被
毒回復毎に、リーン空燃比で運転される気筒側に配置さ
れた前置触媒装置の劣化だけ進行するために、この前置
触媒装置を早期に交換することが必要となる。
うな構成において、機関高負荷時に三気筒をリッチ空燃
比で運転して残り三気筒をリーン空燃比で運転すると、
リーン空燃比で運転される気筒側に配置された前置触媒
装置は、比較的高温となっているところに、過剰に酸素
を含む排気ガスが通過することとなり、前置触媒装置に
使用されている白金Ｐｔのような貴金属が酸素によって
シンダリングを起こして劣化する。こうして、ＳＯx 被
毒回復毎に、リーン空燃比で運転される気筒側に配置さ
れた前置触媒装置の劣化だけ進行するために、この前置
触媒装置を早期に交換することが必要となる。
【０００８】従って、本発明の目的は、前置触媒装置を
備えると共に、リーン状態の排気ガスとリッチ状態の排
気ガスとをＮＯX 吸蔵還元触媒装置等の主触媒装置へ流
入させて主触媒装置を昇温させる内燃機関の排気浄化装
置において、前置触媒装置の劣化による交換期間を延長
することである。
備えると共に、リーン状態の排気ガスとリッチ状態の排
気ガスとをＮＯX 吸蔵還元触媒装置等の主触媒装置へ流
入させて主触媒装置を昇温させる内燃機関の排気浄化装
置において、前置触媒装置の劣化による交換期間を延長
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関の排気浄化装置は、主触媒装置と、前記
主触媒装置の上流側に並列配置された複数の前置触媒装
置とを具備し、各前記前置触媒装置が比較的高温度の時
において前記主触媒装置の温度を昇温させるために、リ
ッチ空燃比で運転させる気筒及びリーン空燃比で運転さ
せる気筒を選定して、少なくとも一つの前記前置触媒装
置を通過するリッチ状態の排気ガスと、他の少なくとも
一つの前記前置触媒装置を通過するリーン状態の排気ガ
スとを前記主触媒装置へ流入させる昇温制御を必要に応
じて実施する内燃機関の排気浄化装置において、前記昇
温制御が実施される毎に、特定の前記前置触媒装置だけ
にリーン状態の排気ガスが通過しないように、リッチ空
燃比で運転させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒
とを選定することを特徴とする。
記載の内燃機関の排気浄化装置は、主触媒装置と、前記
主触媒装置の上流側に並列配置された複数の前置触媒装
置とを具備し、各前記前置触媒装置が比較的高温度の時
において前記主触媒装置の温度を昇温させるために、リ
ッチ空燃比で運転させる気筒及びリーン空燃比で運転さ
せる気筒を選定して、少なくとも一つの前記前置触媒装
置を通過するリッチ状態の排気ガスと、他の少なくとも
一つの前記前置触媒装置を通過するリーン状態の排気ガ
スとを前記主触媒装置へ流入させる昇温制御を必要に応
じて実施する内燃機関の排気浄化装置において、前記昇
温制御が実施される毎に、特定の前記前置触媒装置だけ
にリーン状態の排気ガスが通過しないように、リッチ空
燃比で運転させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒
とを選定することを特徴とする。
【００１０】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記昇温制御が実施される毎に、
各前記前置触媒装置をリーン状態の排気ガスが通過する
積算時間が略等しくなるように、リッチ空燃比で運転さ
せる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する
ことを特徴とする。
機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、前記昇温制御が実施される毎に、
各前記前置触媒装置をリーン状態の排気ガスが通過する
積算時間が略等しくなるように、リッチ空燃比で運転さ
せる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する
ことを特徴とする。
【００１１】また、本発明による請求項３に記載の内燃
機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、各前記前置触媒装置の劣化程度を
把握する劣化把握手段を具備し、前記昇温制御が実施さ
れる毎に、各前記前置触媒装置の劣化程度が略等しくな
るように、前記昇温制御中におけるリッチ空燃比で運転
させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定す
ることを特徴とする。
機関の排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排
気浄化装置において、各前記前置触媒装置の劣化程度を
把握する劣化把握手段を具備し、前記昇温制御が実施さ
れる毎に、各前記前置触媒装置の劣化程度が略等しくな
るように、前記昇温制御中におけるリッチ空燃比で運転
させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定す
ることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関の
排気浄化装置が取り付けられた機関排気系を示す概略図
である。同図において、１は希薄燃焼を実施する内燃機
関本体である。本実施形態において、内燃機関は＃１〜
＃４の四つの気筒を有するものである。これら四つの気
筒の点火順序は、＃１−＃３−＃４−＃２である。２１
〜２４は各気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁
である。
排気浄化装置が取り付けられた機関排気系を示す概略図
である。同図において、１は希薄燃焼を実施する内燃機
関本体である。本実施形態において、内燃機関は＃１〜
＃４の四つの気筒を有するものである。これら四つの気
筒の点火順序は、＃１−＃３−＃４−＃２である。２１
〜２４は各気筒内へ直接的に燃料を噴射する燃料噴射弁
である。
【００１３】機関排気系において、各気筒の排気管３１
〜３４は、＃１気筒の排気管３１と＃４気筒の排気管３
４とが第１合流部４１において合流し、＃２気筒の排気
管３２と＃３気筒の排気管３３とが第２合流部４２にお
いて合流している。第１合流部４１の下流側の排気通路
には第１前置触媒装置８１が配置され、第２合流部４２
の下流側の排気通路には第２前置触媒装置８２が配置さ
れている。第１前置触媒装置８１の下流側と第２前置触
媒装置８２の下流側とが、第３合流部４３において合流
し、第３合流部４３の下流側にはＮＯx 吸蔵還元触媒装
置５が配置されている。こうして、ＮＯx 吸蔵還元触媒
装置５の上流側には、二つの前置触媒装置８１，８２が
並列配置されている。
〜３４は、＃１気筒の排気管３１と＃４気筒の排気管３
４とが第１合流部４１において合流し、＃２気筒の排気
管３２と＃３気筒の排気管３３とが第２合流部４２にお
いて合流している。第１合流部４１の下流側の排気通路
には第１前置触媒装置８１が配置され、第２合流部４２
の下流側の排気通路には第２前置触媒装置８２が配置さ
れている。第１前置触媒装置８１の下流側と第２前置触
媒装置８２の下流側とが、第３合流部４３において合流
し、第３合流部４３の下流側にはＮＯx 吸蔵還元触媒装
置５が配置されている。こうして、ＮＯx 吸蔵還元触媒
装置５の上流側には、二つの前置触媒装置８１，８２が
並列配置されている。
【００１４】６はＮＯx 吸蔵還元触媒装置５へ流入する
排気ガスの空燃比状態を検出する第１空燃比センサであ
り、７はＮＯx 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガ
スの空燃比状態を検出する第２空燃比センサである。第
１及び第２空燃比センサ６，７として、排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素センサが使用可能である。
排気ガスの空燃比状態を検出する第１空燃比センサであ
り、７はＮＯx 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガ
スの空燃比状態を検出する第２空燃比センサである。第
１及び第２空燃比センサ６，７として、排気ガス中の酸
素濃度を検出する酸素センサが使用可能である。
【００１５】２０は、点火時期制御等に加えて、各燃料
噴射弁２１〜２４を介しての燃料噴射制御を実施して最
適な運転を実行するための制御装置であり、第１及び第
２空燃比センサ６，７が接続されると共に、例えば、機
関負荷としてのアクセルペダルの踏み込み量を検出する
アクセルペダルストロークセンサ、機関回転数を検出す
るための回転センサ、及び、機関温度として冷却水温を
検出する冷却水温センサ（いずれも図示せず）等の機関
運転状態を把握するためのセンサが接続されている。
噴射弁２１〜２４を介しての燃料噴射制御を実施して最
適な運転を実行するための制御装置であり、第１及び第
２空燃比センサ６，７が接続されると共に、例えば、機
関負荷としてのアクセルペダルの踏み込み量を検出する
アクセルペダルストロークセンサ、機関回転数を検出す
るための回転センサ、及び、機関温度として冷却水温を
検出する冷却水温センサ（いずれも図示せず）等の機関
運転状態を把握するためのセンサが接続されている。
【００１６】内燃機関１における希薄燃焼において、排
気ガス中には比較的多量のＮＯx が含まれている。ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置５は、この排気ガス中からＮＯx を
吸蔵して還元浄化するためのものであり、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、セリウムＣｅ、イットリウムＹ
のような希土類から選択された少なくとも一つの成分
と、白金Ｐｔのような貴金属とを担持させたものであ
る。
気ガス中には比較的多量のＮＯx が含まれている。ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置５は、この排気ガス中からＮＯx を
吸蔵して還元浄化するためのものであり、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、セリウムＣｅ、イットリウムＹ
のような希土類から選択された少なくとも一つの成分
と、白金Ｐｔのような貴金属とを担持させたものであ
る。
【００１７】このようなＮＯx 吸蔵還元触媒装置５とし
て、白金Ｐｔ及びバリウムＢａを使用した場合を例とし
て、以下にＮＯx を吸収するメカニズムを説明する。ま
ず、排気ガス中の酸素濃度が高いリーン状態の排気ガス
において、酸素が、Ｏ2 - の形で白金Ｐｔの表面に付着
し、次いで、排気ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面上でＯ
2 - と反応してＮＯ2 となる。こうして生成されたＮＯ
2 の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつＮＯx 吸蔵還元
触媒装置内へ吸収され、酸化バリウムＢａＯと結合しな
がら硝酸塩ＢａＮＯ4 として硝酸イオンＮＯ3 - の形で
吸蔵される。
て、白金Ｐｔ及びバリウムＢａを使用した場合を例とし
て、以下にＮＯx を吸収するメカニズムを説明する。ま
ず、排気ガス中の酸素濃度が高いリーン状態の排気ガス
において、酸素が、Ｏ2 - の形で白金Ｐｔの表面に付着
し、次いで、排気ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面上でＯ
2 - と反応してＮＯ2 となる。こうして生成されたＮＯ
2 の一部は、白金Ｐｔ上で酸化されつつＮＯx 吸蔵還元
触媒装置内へ吸収され、酸化バリウムＢａＯと結合しな
がら硝酸塩ＢａＮＯ4 として硝酸イオンＮＯ3 - の形で
吸蔵される。
【００１８】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吸蔵還元触媒装置の
ＮＯx 吸蔵能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸蔵される。
しかしながら、排気ガスがリッチ状態となって酸素濃度
が低下することによってＮＯ 2 の生成量が低下すると、
逆に硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形でＮＯx 吸蔵還元
触媒装置から放出される。このＮＯ2 は、リッチ状態の
排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ及びＣＯと反応して還元
浄化される。
の表面でＮＯ2 が生成され、ＮＯx吸蔵還元触媒装置の
ＮＯx 吸蔵能力が飽和しない限りＮＯ2 が吸蔵される。
しかしながら、排気ガスがリッチ状態となって酸素濃度
が低下することによってＮＯ 2 の生成量が低下すると、
逆に硝酸イオンＮＯ3 - がＮＯ2 の形でＮＯx 吸蔵還元
触媒装置から放出される。このＮＯ2 は、リッチ状態の
排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ及びＣＯと反応して還元
浄化される。
【００１９】この一方で、ガソリン等の内燃機関の燃料
には硫黄Ｓが含まれており、内燃機関における燃焼によ
ってＳＯx が生成される。排気ガス中のＳＯx は、ＮＯ
x と同様なメカニズムによって硫酸イオンＳＯ4 2-の形
でＮＯx 吸蔵還元触媒装置に吸収され、硫酸塩ＢａＳＯ
4 が生成される。この硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定していて
分解し難く、排気ガスがリッチ状態となっても分解され
ずにＮＯx 吸蔵還元触媒装置内に残留する。こうして、
徐々に、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置内の硫酸塩ＢａＳＯ4
が増大する。ＮＯx 吸蔵還元触媒装置における硝酸塩Ｂ
ａＮＯ4 又は硫酸塩ＢａＳＯ4 の吸蔵可能量は有限であ
り、硫酸塩ＢａＳＯ4 の吸蔵によるＳＯ x 被毒によっ
て、その分、硝酸塩ＢａＮＯ4 の吸蔵可能量が減少し、
遂には、全くＮＯx を吸収することができなくなる。そ
れにより、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置からＳＯx 被毒を良
好に回復させなければならない。
には硫黄Ｓが含まれており、内燃機関における燃焼によ
ってＳＯx が生成される。排気ガス中のＳＯx は、ＮＯ
x と同様なメカニズムによって硫酸イオンＳＯ4 2-の形
でＮＯx 吸蔵還元触媒装置に吸収され、硫酸塩ＢａＳＯ
4 が生成される。この硫酸塩ＢａＳＯ4 は安定していて
分解し難く、排気ガスがリッチ状態となっても分解され
ずにＮＯx 吸蔵還元触媒装置内に残留する。こうして、
徐々に、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置内の硫酸塩ＢａＳＯ4
が増大する。ＮＯx 吸蔵還元触媒装置における硝酸塩Ｂ
ａＮＯ4 又は硫酸塩ＢａＳＯ4 の吸蔵可能量は有限であ
り、硫酸塩ＢａＳＯ4 の吸蔵によるＳＯ x 被毒によっ
て、その分、硝酸塩ＢａＮＯ4 の吸蔵可能量が減少し、
遂には、全くＮＯx を吸収することができなくなる。そ
れにより、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置からＳＯx 被毒を良
好に回復させなければならない。
【００２０】制御装置２０による最適運転実行処理は、
図２に示す第一フローチャートに従って実施される。本
フローチャートは、所定期間毎に繰り返されるものであ
る。まず、ステップ１０１において、詳しくは後述され
るフラグＦ１が１であるか否かが判断される。通常時
は、この判断は否定されてステップ１０２に進み、詳し
くは後述されるフラグＦ２が１であるか否かが判断され
る。通常時は、この判断は否定されてステップ１０３に
進み、詳しくは後述されるフラグＦ３が１であるか否か
が判断される。通常時は、この判断は否定されてステッ
プ１０４に進み、リーン運転実行処理が行われる。
図２に示す第一フローチャートに従って実施される。本
フローチャートは、所定期間毎に繰り返されるものであ
る。まず、ステップ１０１において、詳しくは後述され
るフラグＦ１が１であるか否かが判断される。通常時
は、この判断は否定されてステップ１０２に進み、詳し
くは後述されるフラグＦ２が１であるか否かが判断され
る。通常時は、この判断は否定されてステップ１０３に
進み、詳しくは後述されるフラグＦ３が１であるか否か
が判断される。通常時は、この判断は否定されてステッ
プ１０４に進み、リーン運転実行処理が行われる。
【００２１】このリーン運転実行処理は、圧縮行程での
燃料噴射によって点火プラグ近傍だけに可燃混合気を形
成して成層燃焼を実施し、全体としてリーン混合気を燃
焼を可能とするものである。もちろん、前述のセンサに
より把握される現在の機関運転状態に基づき、燃料噴射
量及び点火時期等は最適値に制御される。
燃料噴射によって点火プラグ近傍だけに可燃混合気を形
成して成層燃焼を実施し、全体としてリーン混合気を燃
焼を可能とするものである。もちろん、前述のセンサに
より把握される現在の機関運転状態に基づき、燃料噴射
量及び点火時期等は最適値に制御される。
【００２２】こうして、通常時はリーン運転が実行さ
れ、排気ガス中にはＮＯx が比較的多量に含まれる。し
かしながら、排気ガスはリーン状態であり、酸素濃度が
高いために、前述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５が排気ガス中のＮＯx を良好に吸蔵し、大気中に放出
されるＮＯx 量を十分に低減することができる。
れ、排気ガス中にはＮＯx が比較的多量に含まれる。し
かしながら、排気ガスはリーン状態であり、酸素濃度が
高いために、前述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５が排気ガス中のＮＯx を良好に吸蔵し、大気中に放出
されるＮＯx 量を十分に低減することができる。
【００２３】フラグＦ１は、現在の機関運転状態が加速
時又は機関高負荷時等の高出力を必要としている場合
に、セットされるものである。それにより、ステップ１
０１における判断が肯定される時には、ステップ１０５
に進み、ストイキ運転実行処理が行われる。このストイ
キ運転実行処理は、吸気行程での燃料噴射によって気筒
内全体に均一混合気を形成して均一燃焼を実施し、スト
イキ混合気を燃焼させるものである。もちろん、前述の
センサにより把握される現在の機関運転状態に基づき、
燃料噴射量及び点火時期等は最適値に制御される。
時又は機関高負荷時等の高出力を必要としている場合
に、セットされるものである。それにより、ステップ１
０１における判断が肯定される時には、ステップ１０５
に進み、ストイキ運転実行処理が行われる。このストイ
キ運転実行処理は、吸気行程での燃料噴射によって気筒
内全体に均一混合気を形成して均一燃焼を実施し、スト
イキ混合気を燃焼させるものである。もちろん、前述の
センサにより把握される現在の機関運転状態に基づき、
燃料噴射量及び点火時期等は最適値に制御される。
【００２４】第１前置触媒装置８１及び第２前置触媒装
置８２は、比較的小型の三元触媒装置であり、機関本体
近傍に設置されていることに加えて熱容量が小さいため
に、排気ガスの熱によって機関始動直後から活性化し、
機関始動時のリッチ又はストイキ混合気の燃焼に際し
て、排気ガスを浄化することを可能とする。さらに、加
速時に又は機関高負荷時等のストイキ運転においても排
気ガスを良好に浄化することができる。
置８２は、比較的小型の三元触媒装置であり、機関本体
近傍に設置されていることに加えて熱容量が小さいため
に、排気ガスの熱によって機関始動直後から活性化し、
機関始動時のリッチ又はストイキ混合気の燃焼に際し
て、排気ガスを浄化することを可能とする。さらに、加
速時に又は機関高負荷時等のストイキ運転においても排
気ガスを良好に浄化することができる。
【００２５】前述のリーン運転によってＮＯx 吸蔵還元
触媒装置５に吸蔵されたＮＯx 量は徐々に増加する。前
述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５におけるＮＯ
x 吸蔵可能量は有限であり、吸蔵されたＮＯx 量がＮＯ
x 吸蔵可能量を越える以前にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
からＮＯx を放出させて還元浄化する必要がある。この
時にはフラグＦ２がセットされてステップ１０６に進
み、リッチスパイク実行処理が行われる。
触媒装置５に吸蔵されたＮＯx 量は徐々に増加する。前
述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５におけるＮＯ
x 吸蔵可能量は有限であり、吸蔵されたＮＯx 量がＮＯ
x 吸蔵可能量を越える以前にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
からＮＯx を放出させて還元浄化する必要がある。この
時にはフラグＦ２がセットされてステップ１０６に進
み、リッチスパイク実行処理が行われる。
【００２６】図３は、フラグＦ２をセットするための第
二フローチャートであり、これを以下に説明する。本フ
ローチャートは所定期間毎に繰り返されるものである。
まず、ステップ２０１において、詳しくは後述されるフ
ラグＦ４が１であるか否かが判断される。この判断は当
初否定されてステップ２０２に進み、目標ＮＯx 吸蔵量
ｓｔはｓ１とされる。このｓ１は、例えば、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５のＮＯ x 吸蔵可能量の７０％の値であ
る。次いで、リーン運転毎にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
に吸蔵されるＮＯx 量が積算され、ＮＯx 吸蔵量ｓが算
出される。この積算には、機関運転状態に基づき単位時
間当たりに内燃機関で生成されるＮＯx 量が考慮され
る。
二フローチャートであり、これを以下に説明する。本フ
ローチャートは所定期間毎に繰り返されるものである。
まず、ステップ２０１において、詳しくは後述されるフ
ラグＦ４が１であるか否かが判断される。この判断は当
初否定されてステップ２０２に進み、目標ＮＯx 吸蔵量
ｓｔはｓ１とされる。このｓ１は、例えば、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５のＮＯ x 吸蔵可能量の７０％の値であ
る。次いで、リーン運転毎にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
に吸蔵されるＮＯx 量が積算され、ＮＯx 吸蔵量ｓが算
出される。この積算には、機関運転状態に基づき単位時
間当たりに内燃機関で生成されるＮＯx 量が考慮され
る。
【００２７】次いで、ステップ２０５において、ＮＯx
吸蔵量ｓが目標ＮＯx 吸蔵量ｓｔに達したか否かが判断
され、この判断が否定される時はステップ２０６に進
み、フラグＦ２は０のまま終了する。一方、ステップ２
０５における判断が肯定される時にはステップ２０７に
進み、フラグＦ２は１にセットされ、ステップ２０８に
おいて、ＮＯx 吸蔵量ｓは０とされ終了する。
吸蔵量ｓが目標ＮＯx 吸蔵量ｓｔに達したか否かが判断
され、この判断が否定される時はステップ２０６に進
み、フラグＦ２は０のまま終了する。一方、ステップ２
０５における判断が肯定される時にはステップ２０７に
進み、フラグＦ２は１にセットされ、ステップ２０８に
おいて、ＮＯx 吸蔵量ｓは０とされ終了する。
【００２８】リッチスパイク実行処理は、図４に示す第
三フローチャートに従って実行される。まず、ステップ
３０１において、リッチスパイクを実行する。リッチス
パイクは、運転空燃比を所定のリッチ空燃比にすること
である。それにより、排気ガスがリッチ状態となって酸
素濃度が低くなるために、前述したように、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５からＮＯx が徐々に放出され、このＮＯ
x は、この時の排気ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯ等に
よって還元浄化される。
三フローチャートに従って実行される。まず、ステップ
３０１において、リッチスパイクを実行する。リッチス
パイクは、運転空燃比を所定のリッチ空燃比にすること
である。それにより、排気ガスがリッチ状態となって酸
素濃度が低くなるために、前述したように、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５からＮＯx が徐々に放出され、このＮＯ
x は、この時の排気ガス中に含まれるＨＣ及びＣＯ等に
よって還元浄化される。
【００２９】次いで、ステップ３０２においてタイマを
作動し、ステップ３０３において第１空燃比センサ６の
出力Ａ１と第２空燃比センサ７の出力Ａ２とがほぼ一致
しているか否かが判断される。この判断が否定される時
には、ステップ３０１におけるリッチスパイクを継続す
る。リッチスパイクによるＮＯx の還元が行われている
間は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガス
の空燃比状態はストイキとなるために、ＮＯx 吸蔵還元
触媒装置５へ流入する排気ガスのリッチ空燃比状態とは
異なり、第１空燃比センサ６の出力Ａ１と第２空燃比セ
ンサ７の出力Ａ２とは異なっている。
作動し、ステップ３０３において第１空燃比センサ６の
出力Ａ１と第２空燃比センサ７の出力Ａ２とがほぼ一致
しているか否かが判断される。この判断が否定される時
には、ステップ３０１におけるリッチスパイクを継続す
る。リッチスパイクによるＮＯx の還元が行われている
間は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガス
の空燃比状態はストイキとなるために、ＮＯx 吸蔵還元
触媒装置５へ流入する排気ガスのリッチ空燃比状態とは
異なり、第１空燃比センサ６の出力Ａ１と第２空燃比セ
ンサ７の出力Ａ２とは異なっている。
【００３０】これに対して、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
から全てのＮＯx が放出されて還元が完了すると、ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガスの空燃比状
態は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５へ流入する排気ガスの
空燃比状態とほぼ等しくなり、第１空燃比センサ６の出
力Ａ１と第２空燃比センサ７の出力Ａ２とがほぼ一致す
るために、ステップ３０４に進み、リッチスパイクが中
止されると共にタイマを停止させる。本実施形態におい
て、二つの空燃比センサ６，７を設けたが、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５の下流側だけに空燃比センサを設け、こ
の空燃比センサの出力がリッチスパイクの空燃比と一致
した時にＮＯx 吸蔵還元触媒装置から全てのＮＯx が放
出されて還元が完了したとしても良い。
から全てのＮＯx が放出されて還元が完了すると、ＮＯ
x 吸蔵還元触媒装置５から流出する排気ガスの空燃比状
態は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５へ流入する排気ガスの
空燃比状態とほぼ等しくなり、第１空燃比センサ６の出
力Ａ１と第２空燃比センサ７の出力Ａ２とがほぼ一致す
るために、ステップ３０４に進み、リッチスパイクが中
止されると共にタイマを停止させる。本実施形態におい
て、二つの空燃比センサ６，７を設けたが、ＮＯx 吸蔵
還元触媒装置５の下流側だけに空燃比センサを設け、こ
の空燃比センサの出力がリッチスパイクの空燃比と一致
した時にＮＯx 吸蔵還元触媒装置から全てのＮＯx が放
出されて還元が完了したとしても良い。
【００３１】次いで、ステップ３０５において、詳しく
は後述されるフラグＦ４が１であるか否かが判断され、
この判断は当初否定されてステップ３０６に進む。ステ
ップ３０６では、タイマのカウント時間Ｔが第一所定時
間Ｔ１未満であるか否かが判断される。この第一所定時
間Ｔ１は、リッチスパイクの排気ガスの空燃比状態にお
いて、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５からＮＯx 吸蔵可能量
の７０％のＮＯx を放出させ還元するのに要する時間で
ある。それにより、ＮＯx 吸蔵可能量の７０％を目標Ｎ
Ｏx 吸蔵量としている現在において、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置５に目標ＮＯx 吸蔵量が貯蔵されていれば、ステ
ップ３０６における判断は否定されてステップ３０７に
進み、フラグＦ３は０とされる。
は後述されるフラグＦ４が１であるか否かが判断され、
この判断は当初否定されてステップ３０６に進む。ステ
ップ３０６では、タイマのカウント時間Ｔが第一所定時
間Ｔ１未満であるか否かが判断される。この第一所定時
間Ｔ１は、リッチスパイクの排気ガスの空燃比状態にお
いて、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５からＮＯx 吸蔵可能量
の７０％のＮＯx を放出させ還元するのに要する時間で
ある。それにより、ＮＯx 吸蔵可能量の７０％を目標Ｎ
Ｏx 吸蔵量としている現在において、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置５に目標ＮＯx 吸蔵量が貯蔵されていれば、ステ
ップ３０６における判断は否定されてステップ３０７に
進み、フラグＦ３は０とされる。
【００３２】一方、ステップ３０６における判断が肯定
される時には、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５にＮＯx 吸蔵
可能量の７０％未満のＮＯx しか吸蔵されていないこと
になる。これは、前述の積算計算がＮＯx 吸蔵還元触媒
装置５に吸蔵されるはずのＮＯx 量を比較的正確に算出
するものであるために、ＳＯx 被毒がＮＯx 吸蔵可能量
の３０％を越えて進行したことを示している。ＳＯx 被
毒は、リッチスパイク実行頻度に比較して緩やかに進行
するものであるために、ステップ３０６における判断が
肯定されると、ＳＯx 被毒は、ＮＯx 吸蔵可能量のほぼ
３０％となる。この時には、ステップ３０８に進み、フ
ラグＦ３は１とされる。フラグＦ３がセットされると、
前述の第一フローチャートのステップ１０３における判
断が肯定されてステップ１０７に進み、ＳＯx 被毒の回
復運転実行処理が行われる。
される時には、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５にＮＯx 吸蔵
可能量の７０％未満のＮＯx しか吸蔵されていないこと
になる。これは、前述の積算計算がＮＯx 吸蔵還元触媒
装置５に吸蔵されるはずのＮＯx 量を比較的正確に算出
するものであるために、ＳＯx 被毒がＮＯx 吸蔵可能量
の３０％を越えて進行したことを示している。ＳＯx 被
毒は、リッチスパイク実行頻度に比較して緩やかに進行
するものであるために、ステップ３０６における判断が
肯定されると、ＳＯx 被毒は、ＮＯx 吸蔵可能量のほぼ
３０％となる。この時には、ステップ３０８に進み、フ
ラグＦ３は１とされる。フラグＦ３がセットされると、
前述の第一フローチャートのステップ１０３における判
断が肯定されてステップ１０７に進み、ＳＯx 被毒の回
復運転実行処理が行われる。
【００３３】第三フローチャートにおいて、ステップ３
０７又はステップ３０８を通過した後は、ステップ３１
２においてフラグＦ２は０とされ、ステップ３１３にお
いてフラグＦ４は０とされ終了する。第三フローチャー
トのステップ３０９〜３１０を説明する前に、図４に示
す第四フローチャートに従って実施されるＳＯx 被毒の
回復運転実行処理を説明する。
０７又はステップ３０８を通過した後は、ステップ３１
２においてフラグＦ２は０とされ、ステップ３１３にお
いてフラグＦ４は０とされ終了する。第三フローチャー
トのステップ３０９〜３１０を説明する前に、図４に示
す第四フローチャートに従って実施されるＳＯx 被毒の
回復運転実行処理を説明する。
【００３４】まず、ステップ４０１において、現在、機
関運転状態に基づき推定されるか又は実測されたＮＯx
吸蔵還元触媒装置５の温度ＴＨが、例えば、４００°Ｃ
以上であるか否かが判断される。ＳＯx 被毒の回復に
は、前述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５を約６
００°Ｃ以上の温度としなければならないが、４００°
Ｃを下回っていると、過剰な昇温が必要となるために、
機関運転状態の変化によって肯定されるまでこの判断が
繰り返される。
関運転状態に基づき推定されるか又は実測されたＮＯx
吸蔵還元触媒装置５の温度ＴＨが、例えば、４００°Ｃ
以上であるか否かが判断される。ＳＯx 被毒の回復に
は、前述したように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５を約６
００°Ｃ以上の温度としなければならないが、４００°
Ｃを下回っていると、過剰な昇温が必要となるために、
機関運転状態の変化によって肯定されるまでこの判断が
繰り返される。
【００３５】ステップ４０１における判断が肯定される
と、ステップ４０２において、ＮＯ x 吸蔵還元触媒装置
５の温度ＴＨが６００°Ｃ以上であるか否かが判断され
る。この判断が肯定される時にはステップ４０４に進む
が、否定される時にはステップ４０３における昇温処理
によってＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の温度を６００°Ｃ
以上に高めた後にステップ４０４に進む。この昇温処理
は後に説明するとして、先にステップ４０４以降の処理
を説明する。ところで、ＳＯx 被毒は、比較的緩やかで
あるために、フラグＦ３がセットされてからステップ４
０４以降の処理が実施されるまでに、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置のＳＯx 吸蔵量が大きく増加することはない。
と、ステップ４０２において、ＮＯ x 吸蔵還元触媒装置
５の温度ＴＨが６００°Ｃ以上であるか否かが判断され
る。この判断が肯定される時にはステップ４０４に進む
が、否定される時にはステップ４０３における昇温処理
によってＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の温度を６００°Ｃ
以上に高めた後にステップ４０４に進む。この昇温処理
は後に説明するとして、先にステップ４０４以降の処理
を説明する。ところで、ＳＯx 被毒は、比較的緩やかで
あるために、フラグＦ３がセットされてからステップ４
０４以降の処理が実施されるまでに、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置のＳＯx 吸蔵量が大きく増加することはない。
【００３６】ステップ４０４において、詳しくは後述さ
れるフラグＦ５が１であるか否かが判断され、この判断
が当初否定されてステップ４０６に進む。ステップ４０
６では、目標回復運転時間ｔｋをｄｔｋだけ短縮させ
る。次いで、ステップ４０７において、排気ガスの空燃
比状態をストイキ又はリッチの所定空燃比ＡＦｔにする
回復運転が実施される。次に、ステップ４０８におい
て、目標回復運転時間ｔｋだけ回復運転が実施されたか
否かが判断され、この判断が否定される時には、ステッ
プ４０７の処理を継続する。すなわち、排気ガスの空燃
比が所定空燃比ＡＦｔとなる運転を目標回復運転時間ｔ
ｋだけ継続した後にステップ４０９においてフラグＦ４
は１にセットして終了する。排気ガスの空燃比がストイ
キ又はリッチの所定空燃比ＡＦｔとなる運転は、各気筒
における燃焼空燃比を所定空燃比ＡＦｔとして運転して
も良いが、点火時期が連続する二つの気筒における燃焼
空燃比を合わせて所定空燃比ＡＦｔとしても良い。但
し、この場合には、詳しくは後述するが、いずれの気筒
のおける燃焼空燃比もリーンとしない方が好ましい。ま
た、機関排気系に直接的に燃料を供給して、又は排気行
程での二次燃料噴射によって、排気ガスの空燃比を所定
空燃比ＡＦｔとしても良い。
れるフラグＦ５が１であるか否かが判断され、この判断
が当初否定されてステップ４０６に進む。ステップ４０
６では、目標回復運転時間ｔｋをｄｔｋだけ短縮させ
る。次いで、ステップ４０７において、排気ガスの空燃
比状態をストイキ又はリッチの所定空燃比ＡＦｔにする
回復運転が実施される。次に、ステップ４０８におい
て、目標回復運転時間ｔｋだけ回復運転が実施されたか
否かが判断され、この判断が否定される時には、ステッ
プ４０７の処理を継続する。すなわち、排気ガスの空燃
比が所定空燃比ＡＦｔとなる運転を目標回復運転時間ｔ
ｋだけ継続した後にステップ４０９においてフラグＦ４
は１にセットして終了する。排気ガスの空燃比がストイ
キ又はリッチの所定空燃比ＡＦｔとなる運転は、各気筒
における燃焼空燃比を所定空燃比ＡＦｔとして運転して
も良いが、点火時期が連続する二つの気筒における燃焼
空燃比を合わせて所定空燃比ＡＦｔとしても良い。但
し、この場合には、詳しくは後述するが、いずれの気筒
のおける燃焼空燃比もリーンとしない方が好ましい。ま
た、機関排気系に直接的に燃料を供給して、又は排気行
程での二次燃料噴射によって、排気ガスの空燃比を所定
空燃比ＡＦｔとしても良い。
【００３７】こうして、ＳＯx 被毒の回復運転が終了す
るが、この時にだけフラグＦ４がセットされる。それに
より、フラグＦ２をセットするための第二フローチャー
トにおいて、ステップ２０１の判断が肯定されてステッ
プ２０３に進み、この時に限り、目標ＮＯx 吸蔵量ｓｔ
はｓ２とされる。このｓ２は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５のＮＯx 吸蔵可能量と等しくされる。それにより、Ｓ
Ｏx 被毒の回復運転後の一回に限り、ステップ２０５に
おいて、ＮＯx 吸蔵可能量の１００％のＮＯxが吸蔵さ
れたと積算されるまでフラグＦ２はセットされない。
るが、この時にだけフラグＦ４がセットされる。それに
より、フラグＦ２をセットするための第二フローチャー
トにおいて、ステップ２０１の判断が肯定されてステッ
プ２０３に進み、この時に限り、目標ＮＯx 吸蔵量ｓｔ
はｓ２とされる。このｓ２は、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５のＮＯx 吸蔵可能量と等しくされる。それにより、Ｓ
Ｏx 被毒の回復運転後の一回に限り、ステップ２０５に
おいて、ＮＯx 吸蔵可能量の１００％のＮＯxが吸蔵さ
れたと積算されるまでフラグＦ２はセットされない。
【００３８】フラグＦ２がセットされると、前述の第三
フローチャートが実施されるが、今回はフラグＦ４は１
であり、ステップ３０５における判断が肯定され、ステ
ップ３０９に進む。ステップ３０９では、タイマのカウ
ント時間Ｔが第二所定時間Ｔ２未満であるか否かが判断
される。この第二所定時間Ｔ２は、リッチスパイクの排
気ガスの空燃比状態において、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５からＮＯx 吸蔵可能量の１００％のＮＯx を放出させ
還元するのに要する時間である。それにより、ＮＯx 吸
蔵可能量の１００％のＮＯx がＮＯx 吸蔵還元触媒装置
に吸蔵されていれば、すなわち、回復運転によってＳＯ
x 被毒が完全に回復していれば、ステップ３０９におけ
る判断は否定されてステップ３１０に進み、フラグＦ５
は０とされる。
フローチャートが実施されるが、今回はフラグＦ４は１
であり、ステップ３０５における判断が肯定され、ステ
ップ３０９に進む。ステップ３０９では、タイマのカウ
ント時間Ｔが第二所定時間Ｔ２未満であるか否かが判断
される。この第二所定時間Ｔ２は、リッチスパイクの排
気ガスの空燃比状態において、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５からＮＯx 吸蔵可能量の１００％のＮＯx を放出させ
還元するのに要する時間である。それにより、ＮＯx 吸
蔵可能量の１００％のＮＯx がＮＯx 吸蔵還元触媒装置
に吸蔵されていれば、すなわち、回復運転によってＳＯ
x 被毒が完全に回復していれば、ステップ３０９におけ
る判断は否定されてステップ３１０に進み、フラグＦ５
は０とされる。
【００３９】一方、ステップ３０９における判断が肯定
される時には、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５にＮＯx 吸蔵
可能量の１００％のＮＯx が吸蔵されていないことにな
り、ＳＯx 被毒から完全に回復していないことを示して
いる。この時には、ステップ３１１において、フラグＦ
５は１にセットされる。このように、本実施形態では、
回復運転後の回復程度の評価に、一般的な劣化検出法を
使用している。
される時には、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５にＮＯx 吸蔵
可能量の１００％のＮＯx が吸蔵されていないことにな
り、ＳＯx 被毒から完全に回復していないことを示して
いる。この時には、ステップ３１１において、フラグＦ
５は１にセットされる。このように、本実施形態では、
回復運転後の回復程度の評価に、一般的な劣化検出法を
使用している。
【００４０】フラグＦ５がセットされると、次回のＳＯ
x 被毒の回復運転において、第四フローチャートのステ
ップ４０４における判断が肯定され、ステップ４０５に
おいて目標回復運転時間ｔｋはｄｔｋだけ延長され、こ
の時間だけ回復運転が実施される。
x 被毒の回復運転において、第四フローチャートのステ
ップ４０４における判断が肯定され、ステップ４０５に
おいて目標回復運転時間ｔｋはｄｔｋだけ延長され、こ
の時間だけ回復運転が実施される。
【００４１】このように、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の
ＳＯx 被毒がＮＯx 吸蔵可能量の３０％に達した時点
で、目標回復運転時間だけ排気ガスの空燃比状態をスト
イキ又はリッチとする回復運転が実施されるが、この目
標回復運転時間は、ＳＯx 被毒が完全に回復すれば徐々
に短縮され、回復が不十分であると徐々に延長されるよ
うになっている。また、第三フローチャートにおけるタ
イマのカウント時間ＴはＳＯx 被毒の未回復度に反比例
する値であり、このカウント時間Ｔが小さいほど、目標
回復運転時間ｔｋを大幅に延長するようにしても良い。
ＳＯx 被毒がＮＯx 吸蔵可能量の３０％に達した時点
で、目標回復運転時間だけ排気ガスの空燃比状態をスト
イキ又はリッチとする回復運転が実施されるが、この目
標回復運転時間は、ＳＯx 被毒が完全に回復すれば徐々
に短縮され、回復が不十分であると徐々に延長されるよ
うになっている。また、第三フローチャートにおけるタ
イマのカウント時間ＴはＳＯx 被毒の未回復度に反比例
する値であり、このカウント時間Ｔが小さいほど、目標
回復運転時間ｔｋを大幅に延長するようにしても良い。
【００４２】次に、第四フローチャートのステップ４０
３において実施される昇温処理を説明する。これは、図
６に示す第５フローチャートに従って実施される。先
ず、ステップ５０１において、現在のＮＯx 吸蔵還元触
媒装置５の温度ＴＨに基づき、昇温処理時間ｔｓを決定
する。現在において温度ＴＨは４００°Ｃ以上で６００
°Ｃ未満であるが、この温度ＴＨが低いほど昇温処理時
間ｔｓは長くなる。
３において実施される昇温処理を説明する。これは、図
６に示す第５フローチャートに従って実施される。先
ず、ステップ５０１において、現在のＮＯx 吸蔵還元触
媒装置５の温度ＴＨに基づき、昇温処理時間ｔｓを決定
する。現在において温度ＴＨは４００°Ｃ以上で６００
°Ｃ未満であるが、この温度ＴＨが低いほど昇温処理時
間ｔｓは長くなる。
【００４３】次に、ステップ５０２において、第１積算
昇温処理時間ｔｓ１が第２積算昇温処理時間ｔｓ２より
大きいか否かが判断される。本実施形態における昇温処
理は、例えば、＃１気筒と＃４気筒とを所定リッチ空燃
比で運転し、＃２気筒と＃３気筒とを所定リーン空燃比
で運転することである。それにより、ＮＯx 吸蔵還元触
媒５の上流側には前置触媒装置８１，８２が配置されて
いるが、第１前置触媒装置８１にはリッチ状態の排気ガ
スしか通過せず、第２前置触媒装置８２にはリーン状態
の排気ガスしか通過しないために、いずれの状態の排気
ガスもそのままＮＯx 吸蔵還元触媒装置５へ流入する。
特に、点火順序の関係からリッチ状態の排気ガスとリー
ン状態の排気ガスとは交互にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
へ流入し、排気ガスの空燃比状態がストイキとなる。そ
れにより、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５上でリッチ状態の
排気ガス中のＨＣ及びＣＯをリーン状態の排気ガス中の
Ｏ 2 によって良好に燃焼させ、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５を昇温させることができる。もちろん、リッチ空燃比
で運転する気筒群とリーン状態で運転する気筒群とを逆
にすることも可能である。
昇温処理時間ｔｓ１が第２積算昇温処理時間ｔｓ２より
大きいか否かが判断される。本実施形態における昇温処
理は、例えば、＃１気筒と＃４気筒とを所定リッチ空燃
比で運転し、＃２気筒と＃３気筒とを所定リーン空燃比
で運転することである。それにより、ＮＯx 吸蔵還元触
媒５の上流側には前置触媒装置８１，８２が配置されて
いるが、第１前置触媒装置８１にはリッチ状態の排気ガ
スしか通過せず、第２前置触媒装置８２にはリーン状態
の排気ガスしか通過しないために、いずれの状態の排気
ガスもそのままＮＯx 吸蔵還元触媒装置５へ流入する。
特に、点火順序の関係からリッチ状態の排気ガスとリー
ン状態の排気ガスとは交互にＮＯx 吸蔵還元触媒装置５
へ流入し、排気ガスの空燃比状態がストイキとなる。そ
れにより、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５上でリッチ状態の
排気ガス中のＨＣ及びＣＯをリーン状態の排気ガス中の
Ｏ 2 によって良好に燃焼させ、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置
５を昇温させることができる。もちろん、リッチ空燃比
で運転する気筒群とリーン状態で運転する気筒群とを逆
にすることも可能である。
【００４４】このような昇温処理は、前述したようにＮ
Ｏx 吸蔵還元触媒装置５が４００°Ｃ以上の時に実施さ
れる。各前置触媒装置８１，８２は、機関本体に近接し
ていて熱容量が小さいために、昇温処理が実施される時
には、４００°Ｃをかなり上回る温度となっている。こ
のように高温度の前置触媒装置８１，８２に酸素濃度の
高いリーン状態の排気ガスが通過すると、白金Ｐｔのよ
うな貴金属が酸素によってシンダリングを起こし、前置
触媒装置８１，８２は劣化して浄化能力が低下する。
Ｏx 吸蔵還元触媒装置５が４００°Ｃ以上の時に実施さ
れる。各前置触媒装置８１，８２は、機関本体に近接し
ていて熱容量が小さいために、昇温処理が実施される時
には、４００°Ｃをかなり上回る温度となっている。こ
のように高温度の前置触媒装置８１，８２に酸素濃度の
高いリーン状態の排気ガスが通過すると、白金Ｐｔのよ
うな貴金属が酸素によってシンダリングを起こし、前置
触媒装置８１，８２は劣化して浄化能力が低下する。
【００４５】それにより、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の
昇温処理毎に、常に一方の前置触媒装置だけにリーン状
態の排気ガスが通過するようにすると、この前置触媒装
置の劣化程度は、早期に交換を必要とするまで増大する
ために、頻繁に車両を整備工場等へ持ち込む必要があ
る。
昇温処理毎に、常に一方の前置触媒装置だけにリーン状
態の排気ガスが通過するようにすると、この前置触媒装
置の劣化程度は、早期に交換を必要とするまで増大する
ために、頻繁に車両を整備工場等へ持ち込む必要があ
る。
【００４６】本実施形態では、これを防止するために、
昇温処理が実施される毎に、特定の前置触媒装置だけに
リーン状態の排気ガスが通過しないように、リッチ空燃
比で運転させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒と
を選定するようになっている。四気筒内燃機関におい
て、点火順序が連続しない二気筒をリッチ空燃比で運転
して残り二気筒をリーン空燃比で運転する場合には、簡
単には、昇温処理が実施される毎にリーン空燃比で運転
される気筒群を変えるようにしても良いが、第５フロー
チャートでは、二つの前置触媒装置の劣化程度を略等し
くするために、これまでの昇温処理においてリーン状態
の排気ガスが通過した積算時間が短い前置触媒装置に、
今回の昇温処理においてリーン状態の排気ガスを通過さ
せるようになっている。
昇温処理が実施される毎に、特定の前置触媒装置だけに
リーン状態の排気ガスが通過しないように、リッチ空燃
比で運転させる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒と
を選定するようになっている。四気筒内燃機関におい
て、点火順序が連続しない二気筒をリッチ空燃比で運転
して残り二気筒をリーン空燃比で運転する場合には、簡
単には、昇温処理が実施される毎にリーン空燃比で運転
される気筒群を変えるようにしても良いが、第５フロー
チャートでは、二つの前置触媒装置の劣化程度を略等し
くするために、これまでの昇温処理においてリーン状態
の排気ガスが通過した積算時間が短い前置触媒装置に、
今回の昇温処理においてリーン状態の排気ガスを通過さ
せるようになっている。
【００４７】具体的には、第１積算昇温処理時間ｔｓ１
とは、第１前置触媒装置８１にリーン状態の排気ガスが
通過した積算時間であり、すなわち、これまでの昇温処
理において、＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比で運
転した積算時間であり、第２積算昇温処理時間ｔｓ２と
は、第２前置触媒装置８２にリーン状態の排気ガスが通
過した積算時間であり、すなわち、これまでの昇温処理
において、＃２気筒と＃３気筒とをリーン空燃比で運転
した積算時間である。従って、ステップ５０２における
判断が肯定される時には、第１前置触媒装置８１にリー
ン状態の排気ガスを通過させた積算時間が長いために、
今回の昇温処理では、ステップ５０３において＃１気筒
と＃４気筒とをリッチ空燃比で運転させ、ステップ５０
４において＃２気筒と＃３気筒とをリーン空燃比で運転
させる。次に、ステップ５０５において、今回の昇温処
理時間ｔｓが経過したか否かが判断され、この判断が否
定される時には昇温のための各気筒の運転が継続され
る。一方、この判断が肯定されれば今回の昇温処理は完
了したとして昇温のための各気筒の運転は中止され、ス
テップ５０５に進み、第２積算昇温処理時間ｔｓ２に、
すなわち、第２前置触媒装置８２にリーン状態の排気ガ
スが通過した積算時間に、今回の昇温処理時間ｔｓが積
算されて終了する。
とは、第１前置触媒装置８１にリーン状態の排気ガスが
通過した積算時間であり、すなわち、これまでの昇温処
理において、＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比で運
転した積算時間であり、第２積算昇温処理時間ｔｓ２と
は、第２前置触媒装置８２にリーン状態の排気ガスが通
過した積算時間であり、すなわち、これまでの昇温処理
において、＃２気筒と＃３気筒とをリーン空燃比で運転
した積算時間である。従って、ステップ５０２における
判断が肯定される時には、第１前置触媒装置８１にリー
ン状態の排気ガスを通過させた積算時間が長いために、
今回の昇温処理では、ステップ５０３において＃１気筒
と＃４気筒とをリッチ空燃比で運転させ、ステップ５０
４において＃２気筒と＃３気筒とをリーン空燃比で運転
させる。次に、ステップ５０５において、今回の昇温処
理時間ｔｓが経過したか否かが判断され、この判断が否
定される時には昇温のための各気筒の運転が継続され
る。一方、この判断が肯定されれば今回の昇温処理は完
了したとして昇温のための各気筒の運転は中止され、ス
テップ５０５に進み、第２積算昇温処理時間ｔｓ２に、
すなわち、第２前置触媒装置８２にリーン状態の排気ガ
スが通過した積算時間に、今回の昇温処理時間ｔｓが積
算されて終了する。
【００４８】一方、ステップ５０２における判断が否定
される時、すなわち、第２前置触媒装置８２にリーン状
態の排気ガスを通過させた積算時間が長い時には、今回
の昇温処理では、ステップ５０７において＃２気筒と＃
３気筒とをリッチ空燃比で運転させ、ステップ５０８に
おいて＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比で運転させ
る。次に、ステップ５０９において、今回の昇温処理時
間ｔｓが経過したか否かが判断され、この判断が否定さ
れる時には昇温のための各気筒の運転が継続される。一
方、この判断が肯定されれば今回の昇温処理は完了した
として昇温のための各気筒の運転は中止され、ステップ
５１０に進み、第１積算昇温処理時間ｔｓ１に、すなわ
ち、第１前置触媒装置８１にリーン状態の排気ガスが通
過した積算時間に、今回の昇温処理時間ｔｓが積算され
て終了する。
される時、すなわち、第２前置触媒装置８２にリーン状
態の排気ガスを通過させた積算時間が長い時には、今回
の昇温処理では、ステップ５０７において＃２気筒と＃
３気筒とをリッチ空燃比で運転させ、ステップ５０８に
おいて＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比で運転させ
る。次に、ステップ５０９において、今回の昇温処理時
間ｔｓが経過したか否かが判断され、この判断が否定さ
れる時には昇温のための各気筒の運転が継続される。一
方、この判断が肯定されれば今回の昇温処理は完了した
として昇温のための各気筒の運転は中止され、ステップ
５１０に進み、第１積算昇温処理時間ｔｓ１に、すなわ
ち、第１前置触媒装置８１にリーン状態の排気ガスが通
過した積算時間に、今回の昇温処理時間ｔｓが積算され
て終了する。
【００４９】こうして、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の昇
温処理において、第１前置触媒装置８１及び第２前置触
媒装置８２における劣化程度をほぼ等しくすることがで
き、すなわち、いずれかの前置触媒装置の劣化程度が交
換を必要とするまでに増大する期間を延長することがで
き、車両を整備工場等へ持ち込む機会を減少させること
ができる。
温処理において、第１前置触媒装置８１及び第２前置触
媒装置８２における劣化程度をほぼ等しくすることがで
き、すなわち、いずれかの前置触媒装置の劣化程度が交
換を必要とするまでに増大する期間を延長することがで
き、車両を整備工場等へ持ち込む機会を減少させること
ができる。
【００５０】図７に示す第六フローチャートは、第五フ
ローチャートの代わりに実施される昇温処理を示してい
る。第五フローチャートとの違いについてのみ以下に説
明する。本フローチャートでは、ステップ６０２におい
て、第１前置触媒装置８１の劣化程度Ｄ１が第２前置触
媒装置８２の劣化程度Ｄ２を上回っているか否かが判断
される。この判断が肯定される時には、第五フローチャ
ートと同様に、昇温処理時間ｔｓが経過するまで、＃１
気筒と＃４気筒とをリッチ空燃比で運転させ、＃２気筒
と＃３気筒とをリーン空燃比で運転させる。その後、ス
テップ６０６において、第２前置触媒装置８２の劣化程
度Ｄ２に今回の劣化度Ｄを積算して終了する。
ローチャートの代わりに実施される昇温処理を示してい
る。第五フローチャートとの違いについてのみ以下に説
明する。本フローチャートでは、ステップ６０２におい
て、第１前置触媒装置８１の劣化程度Ｄ１が第２前置触
媒装置８２の劣化程度Ｄ２を上回っているか否かが判断
される。この判断が肯定される時には、第五フローチャ
ートと同様に、昇温処理時間ｔｓが経過するまで、＃１
気筒と＃４気筒とをリッチ空燃比で運転させ、＃２気筒
と＃３気筒とをリーン空燃比で運転させる。その後、ス
テップ６０６において、第２前置触媒装置８２の劣化程
度Ｄ２に今回の劣化度Ｄを積算して終了する。
【００５１】一方、第１前置触媒装置８１の劣化程度Ｄ
１が第２前置触媒装置８２の劣化程度Ｄ２を下回ってい
る時には、第五フローチャートと同様に、昇温処理時間
ｔｓが経過するまで、＃２気筒と＃３気筒とをリッチ空
燃比で運転させ、＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比
で運転させる。その後、ステップ６１０において、第１
前置触媒装置８１の劣化程度Ｄ１に今回の劣化度Ｄを積
算して終了する。
１が第２前置触媒装置８２の劣化程度Ｄ２を下回ってい
る時には、第五フローチャートと同様に、昇温処理時間
ｔｓが経過するまで、＃２気筒と＃３気筒とをリッチ空
燃比で運転させ、＃１気筒と＃４気筒とをリーン空燃比
で運転させる。その後、ステップ６１０において、第１
前置触媒装置８１の劣化程度Ｄ１に今回の劣化度Ｄを積
算して終了する。
【００５２】ステップ６０６及び６１０における今回の
劣化程度Ｄは、図８に示すマップから決定される。具体
的には、今回の昇温処理において、リーン状態の排気ガ
スを通過させる前置触媒装置の温度が、機関運転状態に
基づき推定されるか又は実測されると共に、今回の昇温
処理中に前置触媒装置を通過したリーン状態の排気ガス
量が、吸入空気量を昇温処理時間ｔｓだけ積算すること
によって推定される。こうして、推定された前置触媒装
置温度と排気ガス量とに基づき劣化度Ｄを決定する。図
８に示すマップにおいては、前置触媒装置温度が高いほ
ど及び排気ガス量が多いほど、シンダリングが発生し易
いために劣化度Ｄが大きくなるようになっている。
劣化程度Ｄは、図８に示すマップから決定される。具体
的には、今回の昇温処理において、リーン状態の排気ガ
スを通過させる前置触媒装置の温度が、機関運転状態に
基づき推定されるか又は実測されると共に、今回の昇温
処理中に前置触媒装置を通過したリーン状態の排気ガス
量が、吸入空気量を昇温処理時間ｔｓだけ積算すること
によって推定される。こうして、推定された前置触媒装
置温度と排気ガス量とに基づき劣化度Ｄを決定する。図
８に示すマップにおいては、前置触媒装置温度が高いほ
ど及び排気ガス量が多いほど、シンダリングが発生し易
いために劣化度Ｄが大きくなるようになっている。
【００５３】こうして、ＮＯx 吸蔵還元触媒装置５の昇
温処理において、第１前置触媒装置８１及び第２前置触
媒装置８２における劣化程度を、第五フローチャートに
比較してさらに正確に等しくすることができ、それによ
り、いずれかの前置触媒装置の劣化程度が交換を必要と
するまでに増大する期間をさらに確実に延長することが
でき、車両を整備工場等へ持ち込む機会をさらに確実に
減少させることができる。
温処理において、第１前置触媒装置８１及び第２前置触
媒装置８２における劣化程度を、第五フローチャートに
比較してさらに正確に等しくすることができ、それによ
り、いずれかの前置触媒装置の劣化程度が交換を必要と
するまでに増大する期間をさらに確実に延長することが
でき、車両を整備工場等へ持ち込む機会をさらに確実に
減少させることができる。
【００５４】第五フローチャートでは、第１前置触媒装
置８１及び第２前置触媒装置８２の劣化程度を、昇温処
理においてリーン状態の排気ガスが通過する毎に、各前
置触媒装置の温度及び通過する排気ガス量に基づき決定
された劣化度を積算することによって推定しているが、
もちろん、各前置触媒装置に対して上流側酸素センサと
下流側酸素センサとを配置し、昇温処理に先立ち、両酸
素センサの出力差によって各前置触媒装置のＯ2 ストレ
ージ能力の低下程度を検出し、これを各前置触媒装置の
劣化程度として使用しても良い。また、各前置触媒装置
の下流側だけに酸素センサを配置し、実際の空燃比の変
化に対する酸素センサの出力変化によって各前置触媒装
置のＯ2 ストレージ能力を検出することも可能である。
置８１及び第２前置触媒装置８２の劣化程度を、昇温処
理においてリーン状態の排気ガスが通過する毎に、各前
置触媒装置の温度及び通過する排気ガス量に基づき決定
された劣化度を積算することによって推定しているが、
もちろん、各前置触媒装置に対して上流側酸素センサと
下流側酸素センサとを配置し、昇温処理に先立ち、両酸
素センサの出力差によって各前置触媒装置のＯ2 ストレ
ージ能力の低下程度を検出し、これを各前置触媒装置の
劣化程度として使用しても良い。また、各前置触媒装置
の下流側だけに酸素センサを配置し、実際の空燃比の変
化に対する酸素センサの出力変化によって各前置触媒装
置のＯ2 ストレージ能力を検出することも可能である。
【００５５】本実施形態において、昇温処理に続くＳＯ
x 被毒回復処理は、各前置触媒装置の劣化を防止するた
めに、各前置触媒装置にはリーン状態の排気ガスが通過
しないようにしたが、もちろん、昇温処理とＳＯx 被毒
回復処理とを同時に実施するために、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置に流入するリッチ状態の排気ガスとリーン状態の
排気ガスとを合わせて排気ガスの空燃比をストイキから
リッチ側の空燃比状態とするようにしても良い。
x 被毒回復処理は、各前置触媒装置の劣化を防止するた
めに、各前置触媒装置にはリーン状態の排気ガスが通過
しないようにしたが、もちろん、昇温処理とＳＯx 被毒
回復処理とを同時に実施するために、ＮＯx 吸蔵還元触
媒装置に流入するリッチ状態の排気ガスとリーン状態の
排気ガスとを合わせて排気ガスの空燃比をストイキから
リッチ側の空燃比状態とするようにしても良い。
【００５６】この場合には、昇温及びＳＯx 被毒回復処
理が実施されている間において、一方の前置触媒装置に
は、リーン状態の排気ガスが通過することとなる。それ
により、第五フローチャートにおいては、昇温処理の時
間に代えて、この昇温及びＳＯx 被毒回復処理の時間を
使用するようにすれば良い。また、第六フローチャート
においては、この昇温及びＳＯx 被毒回復処理の時間に
おける劣化度をマップ等から決定するようにすれば良
い。
理が実施されている間において、一方の前置触媒装置に
は、リーン状態の排気ガスが通過することとなる。それ
により、第五フローチャートにおいては、昇温処理の時
間に代えて、この昇温及びＳＯx 被毒回復処理の時間を
使用するようにすれば良い。また、第六フローチャート
においては、この昇温及びＳＯx 被毒回復処理の時間に
おける劣化度をマップ等から決定するようにすれば良
い。
【００５７】本実施形態において、ＮＯx 吸蔵還元触媒
装置の昇温処理は、簡単のために、四気筒内燃機関の場
合を示し、点火時期が連続しない二気筒をリッチ空燃比
で運転すると共に残り二気筒をリーン空燃比で運転する
ようにしたが、これは本発明を限定するものではない。
例えば、前述同様な構成を有する四気筒内燃機関であっ
ても、一方の前置触媒装置へ通じる二つの気筒のうちの
一方をリッチ空燃比で運転すると共に他方をストイキ空
燃比で運転し、他方の前置触媒装置へ通じる二つの気筒
のうちの一方をリーン空燃比で運転すると共に他方をス
トイキ空燃比で運転するようにしても良い。このように
しても、リッチ状態の排気ガス中のＨＣ及びＣＯを前置
触媒装置で燃焼させることなくＮＯx 吸蔵還元触媒装置
へ流入させて燃焼させることができる。
装置の昇温処理は、簡単のために、四気筒内燃機関の場
合を示し、点火時期が連続しない二気筒をリッチ空燃比
で運転すると共に残り二気筒をリーン空燃比で運転する
ようにしたが、これは本発明を限定するものではない。
例えば、前述同様な構成を有する四気筒内燃機関であっ
ても、一方の前置触媒装置へ通じる二つの気筒のうちの
一方をリッチ空燃比で運転すると共に他方をストイキ空
燃比で運転し、他方の前置触媒装置へ通じる二つの気筒
のうちの一方をリーン空燃比で運転すると共に他方をス
トイキ空燃比で運転するようにしても良い。このように
しても、リッチ状態の排気ガス中のＨＣ及びＣＯを前置
触媒装置で燃焼させることなくＮＯx 吸蔵還元触媒装置
へ流入させて燃焼させることができる。
【００５８】また、四気筒を含む複数気筒の内燃機関に
一つ又は複数のＮＯx 吸蔵還元触媒装置を配置し、各Ｎ
Ｏx 吸蔵還元触媒装置に対して上流側に並列配置された
二つの前置触媒装置を設けることも可能であり、この場
合には、各ＮＯx 吸蔵還元触媒に対する二つの前置触媒
装置に前述の考え方を適用すれば良い。
一つ又は複数のＮＯx 吸蔵還元触媒装置を配置し、各Ｎ
Ｏx 吸蔵還元触媒装置に対して上流側に並列配置された
二つの前置触媒装置を設けることも可能であり、この場
合には、各ＮＯx 吸蔵還元触媒に対する二つの前置触媒
装置に前述の考え方を適用すれば良い。
【００５９】また、昇温させる主触媒装置は、ＮＯx 吸
蔵還元触媒装置に限定されるものではなく、昇温を必要
とする他の主触媒装置としても良い。また、一つの主触
媒装置に対して並列配置される前置触媒装置の数は三つ
以上とすることもできる。この場合には、昇温処理毎に
特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排気ガスが通過
しないようにすれば良い。好ましくは、第五フローチャ
ート及び第六フローチャートのように、各前置触媒装置
にリーン状態の排気ガスが通過する積算時間又は各前置
触媒装置の劣化程度を略等しくするように、リッチ状態
で運転する気筒とリーン状態で運転する気筒とを選定す
れば良い。
蔵還元触媒装置に限定されるものではなく、昇温を必要
とする他の主触媒装置としても良い。また、一つの主触
媒装置に対して並列配置される前置触媒装置の数は三つ
以上とすることもできる。この場合には、昇温処理毎に
特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排気ガスが通過
しないようにすれば良い。好ましくは、第五フローチャ
ート及び第六フローチャートのように、各前置触媒装置
にリーン状態の排気ガスが通過する積算時間又は各前置
触媒装置の劣化程度を略等しくするように、リッチ状態
で運転する気筒とリーン状態で運転する気筒とを選定す
れば良い。
【００６０】
【発明の効果】このように、本発明による請求項１に記
載の内燃機関の排気浄化装置によれば、主触媒装置と、
主触媒装置の上流側に並列配置された複数の前置触媒装
置とを具備し、各前置触媒装置が比較的高温度の時にお
いて主触媒装置の温度を昇温させるために、リッチ空燃
比で運転させる気筒及びリーン空燃比で運転させる気筒
を選定して、少なくとも一つの前置触媒装置を通過する
リッチ状態の排気ガスと、他の少なくとも一つの前置触
媒装置を通過するリーン状態の排気ガスとを主触媒装置
へ流入させる昇温制御を必要に応じて実施する内燃機関
の排気浄化装置において、昇温制御が実施される毎に、
特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排気ガスが通過
しないように、リッチ空燃比で運転させる気筒とリーン
空燃比で運転させる気筒とを選定するようになってい
る。それにより、比較的高温度の前置触媒装置にリーン
状態の排気ガスが通過することによって、前置触媒装置
はシンダリングにより劣化するが、特定の前置触媒装置
だけが劣化されることがないために、この前置触媒装置
の交換時期が延長し、車両を整備工場等へ持ち込む機会
を減少させることができる。
載の内燃機関の排気浄化装置によれば、主触媒装置と、
主触媒装置の上流側に並列配置された複数の前置触媒装
置とを具備し、各前置触媒装置が比較的高温度の時にお
いて主触媒装置の温度を昇温させるために、リッチ空燃
比で運転させる気筒及びリーン空燃比で運転させる気筒
を選定して、少なくとも一つの前置触媒装置を通過する
リッチ状態の排気ガスと、他の少なくとも一つの前置触
媒装置を通過するリーン状態の排気ガスとを主触媒装置
へ流入させる昇温制御を必要に応じて実施する内燃機関
の排気浄化装置において、昇温制御が実施される毎に、
特定の前置触媒装置だけにリーン状態の排気ガスが通過
しないように、リッチ空燃比で運転させる気筒とリーン
空燃比で運転させる気筒とを選定するようになってい
る。それにより、比較的高温度の前置触媒装置にリーン
状態の排気ガスが通過することによって、前置触媒装置
はシンダリングにより劣化するが、特定の前置触媒装置
だけが劣化されることがないために、この前置触媒装置
の交換時期が延長し、車両を整備工場等へ持ち込む機会
を減少させることができる。
【００６１】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、昇温制御が実施される毎
に、各前置触媒装置をリーン状態の排気ガスが通過する
積算時間が略等しくなるように、リッチ空燃比で運転さ
せる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する
ようになっている。それにより、各前置触媒装置のシン
ダリングによる劣化程度を略等しくすることができ、こ
れは、各前置触媒装置の交換時期を確実に延長すること
を可能とし、車両を整備工場等へ持ち込む機会をさらに
減少させることができる。
機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、昇温制御が実施される毎
に、各前置触媒装置をリーン状態の排気ガスが通過する
積算時間が略等しくなるように、リッチ空燃比で運転さ
せる気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定する
ようになっている。それにより、各前置触媒装置のシン
ダリングによる劣化程度を略等しくすることができ、こ
れは、各前置触媒装置の交換時期を確実に延長すること
を可能とし、車両を整備工場等へ持ち込む機会をさらに
減少させることができる。
【００６２】また、本発明による請求項３に記載の内燃
機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、各前置触媒装置の劣化程度
を把握する劣化把握手段を具備し、昇温制御が実施され
る毎に、各前置触媒装置の劣化程度が略等しくなるよう
に、昇温制御中におけるリッチ空燃比で運転させる気筒
とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定するようにな
っている。それにより、各前置触媒装置のシンダリング
による劣化程度をさらに正確に等しくすることができ、
これは、各前置触媒装置の交換時期をさらに確実に延長
することを可能とし、車両を整備工場等へ持ち込む機会
をさらに確実に減少させることができる。
機関の排気浄化装置によれば、請求項１に記載の内燃機
関の排気浄化装置において、各前置触媒装置の劣化程度
を把握する劣化把握手段を具備し、昇温制御が実施され
る毎に、各前置触媒装置の劣化程度が略等しくなるよう
に、昇温制御中におけるリッチ空燃比で運転させる気筒
とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定するようにな
っている。それにより、各前置触媒装置のシンダリング
による劣化程度をさらに正確に等しくすることができ、
これは、各前置触媒装置の交換時期をさらに確実に延長
することを可能とし、車両を整備工場等へ持ち込む機会
をさらに確実に減少させることができる。
【図１】本発明による排気浄化装置が取り付けられた内
燃機関の排気系を示す概略図である。
燃機関の排気系を示す概略図である。
【図２】機関運転状態を制御するための第一フローチャ
ートである。
ートである。
【図３】リッチスパイク実行処理のためのフラグＦ２を
セットするための第二フローチャートである。
セットするための第二フローチャートである。
【図４】リッチスパイク実行処理のための第三フローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】回復運転実行処理のための第四フローチャート
である。
である。
【図６】昇温処理のための第五フローチャートである。
【図７】もう一つの昇温処理のための第六フローチャー
トである。
トである。
【図８】第六フローチャートで使用される劣化度を決定
するためのマップである。
するためのマップである。
１…内燃機関 ５…ＮＯx 吸蔵還元触媒装置 ６…第１空燃比センサ ７…第２空燃比センサ ８１…第１前置触媒装置 ８２…第二前置触媒装置 ２０…制御装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｆ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｚ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA13 AA17 AA28 AB03 AB06 AB09 BA07 BA11 BA14 BA33 CA05 CA18 CB02 CB05 DA00 DB06 DB10 DC01 EA00 EA07 EA16 EA18 EA30 EA33 EA34 FB10 FB11 FB12 FC04 GB02W GB03W GB04W GB05W GB17X HA08 HA10 HA12 HA20 3G301 HA01 HA06 HA16 HA18 JA15 LA00 LB02 MA01 MA11 NA04 NA06 NA08 ND01 NE00 NE13 NE14 NE15 NE23 PD00Z PD01Z PD09A PD09Z PD12Z PE01Z PE05Z PE08Z PF03Z
Claims (3)
- 【請求項１】 主触媒装置と、前記主触媒装置の上流側
に並列配置された複数の前置触媒装置とを具備し、各前
記前置触媒装置が比較的高温度の時において前記主触媒
装置の温度を昇温させるために、リッチ空燃比で運転さ
せる気筒及びリーン空燃比で運転させる気筒を選定し
て、少なくとも一つの前記前置触媒装置を通過するリッ
チ状態の排気ガスと、他の少なくとも一つの前記前置触
媒装置を通過するリーン状態の排気ガスとを前記主触媒
装置へ流入させる昇温制御を必要に応じて実施する内燃
機関の排気浄化装置において、前記昇温制御が実施され
る毎に、特定の前記前置触媒装置だけにリーン状態の排
気ガスが通過しないように、リッチ空燃比で運転させる
気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定すること
を特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記昇温制御が実施される毎に、各前記
前置触媒装置をリーン状態の排気ガスが通過する積算時
間が略等しくなるように、リッチ空燃比で運転させる気
筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定することを
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３】 各前記前置触媒装置の劣化程度を把握す
る劣化把握手段を具備し、前記昇温制御が実施される毎
に、各前記前置触媒装置の劣化程度が略等しくなるよう
に、前記昇温制御中におけるリッチ空燃比で運転させる
気筒とリーン空燃比で運転させる気筒とを選定すること
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。
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|---|---|---|---|
| JP02887799A JP3788087B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02887799A JP3788087B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000227038A true JP2000227038A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3788087B2 JP3788087B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=12260626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02887799A Expired - Lifetime JP3788087B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 内燃機関の排気浄化装置 |
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-
1999
- 1999-02-05 JP JP02887799A patent/JP3788087B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN115217596B (zh) * | 2021-07-21 | 2024-02-23 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种发动机及其控制方法 |
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