JP2000274228A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 診断機会が少なくても正確な劣化診断が行え
るようにする。 【解決手段】 コントローラ６は、触媒劣化診断領域内
での運転が第１の所定期間経過する毎に、この期間に検
出した排気の空燃比に基づいてフロント触媒８の劣化を
判定し、触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間より
長い第２の期間継続する毎に、この期間に検出した排気
の空燃比に基づいてフロント触媒８の劣化を判定する。
そして、ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出が実行され
ているときには、一次劣化診断手段及び二次劣化診断手
段による劣化診断を禁止する一方、一次劣化診断によっ
てフロント触媒８の劣化が判定されたときにはＳＯｘ放
出手段によるＳＯｘの放出を禁止し、二次診断を行う機
会を確保する。これにより、リーン空燃比運転やＳＯｘ
放出制御により診断機会が少なくてもフロント触媒８の
劣化診断を正確に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気浄化に
用いられる三元触媒の劣化診断に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの燃費を向上させる手法とし
て、所定の運転領域において理論空燃比よりもリーンな
空燃比でエンジンを運転することが広く知られている。
また、このようなリーン運転中の排気を浄化する装置と
しては、排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収あるいは脱
離を行うＮＯｘ吸収剤が知られている。
【０００３】このＮＯｘ吸収剤は、エンジンをリーン空
燃比で運転したときに排気中に含まれるＮＯｘを吸収す
る一方で、エンジンの運転が理論空燃比ないしリッチ空
燃比に切り替えられると吸収したＮＯｘを放出するもの
であり、放出されたＮＯｘは排気中のＨＣ、ＣＯなどの
還元成分によって浄化される。
【０００４】しかしながら、リーン空燃比での運転が長
時間続くと、燃料や潤滑油中には硫黄分が含まれている
ため、排気中のＳＯｘ（硫黄酸化物）がＮＯｘ吸収剤に
堆積し、いわゆる硫黄被毒が進行する。この硫黄被毒の
進行はＮＯｘの吸収能力を低下させ、排気組成の悪化に
つながるため、硫黄被毒を解除するための方策が各種試
みられている。
【０００５】そこで、例えば、特開平10-54274号では、
ＮＯｘ吸収剤に排気中のＳＯｘが堆積しＮＯｘ吸収能力
が低下したときには、所定期間リーン失火を発生させて
ＮＯｘ吸収剤に未燃の燃料を供給し、この燃料を吸収剤
上で燃焼させることによって、あるいは、点火時期を遅
角させて排気温度を上昇させることによって吸収剤温度
を上昇させ、堆積したＳＯｘを放出させている。
【０００６】
【発明が解決しようとしている問題点】ところで、この
ようなリーン空燃比運転を行うエンジンであっても所定
の領域以外では理論空燃比運転を行うのが一般的である
ため、三元触媒を設けることが必要となる。
【０００７】三元触媒の劣化を診断する場合、三元触媒
のＯ2ストレージ能力を測定する方法が最も一般的であ
る。三元触媒のＯ2ストレージ能力は、例えば、三元触
媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッ
チ側とリーン側とに周期的に変動させたときの三元触媒
下流の空燃比の変化から測定する。このため、三元触媒
の劣化診断は理論空燃比運転中であることを前提として
行われることになる。
【０００８】しかしながら、燃費向上のためリーン空燃
比運転を行う領域を広く設定すると三元触媒の劣化診断
が可能な領域（理論空燃比運転領域）が狭くなり診断の
機会が減少してしまう。また、硫黄放出のための特別な
制御を行っている間は、排気中の未燃燃料量やＯ2量が
特別に多くなったり排気温度が特別に高くなったりして
正確な劣化診断ができないため、これによっても診断の
機会が減少してしまう。
【０００９】本発明は、上記従来技術の課題を鑑みてな
されたものであり、エンジンの排気浄化装置において、
リーン空燃比運転やＳＯｘ放出制御により診断機会が少
ない場合であっても三元触媒の正確な劣化診断が行える
ようにすることを目的とする。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】第１の発明は、エンジ
ンの排気浄化装置において、エンジンの排気通路に配置
され、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放
出を行う作用を有する排気浄化用触媒と、エンジンの排
気通路に配置された三元触媒と、前記三元触媒下流の排
気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、エンジンの運
転条件を検出する運転条件検出手段と、前記排気浄化用
触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判断するＳ
Ｏｘ放出条件判断手段と、ＳＯｘを放出すべき条件が成
立し、かつ、検出した運転条件が所定のＳＯｘ放出運転
領域内にあるときに、前記排気浄化用触媒からＳＯｘを
放出させるＳＯｘ放出手段と、検出した運転条件が前記
ＳＯｘ放出運転領域と重複する領域を有する所定の触媒
劣化診断領域にあるときに、エンジンに供給する混合気
の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側と
に周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒劣化
診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前記第
１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元
触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣化診
断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の期間
継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の空燃
比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診断手
段と、前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行され
ているときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段
による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、前記一
次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定されたと
きに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁止する
ＳＯｘ放出禁止手段と備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】第２の発明は、エンジンの排気浄化装置に
おいて、エンジンの排気通路に配置され、流入する排気
の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を有す
る三元触媒と、前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出
する空燃比検出手段と、エンジンの運転条件を検出する
運転条件検出手段と、前記三元触媒に吸収されたＳＯｘ
を放出すべき条件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段
と、ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した
運転条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、
前記三元触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段
と、検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複
する領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるとき
に、エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比を
またいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空
燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が第
１の期間経過する毎に、前記第１の期間内に検出した排
気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する一
次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前記
第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第２
の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元触
媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記ＳＯｘ放出手
段によるＳＯｘ放出が実行されているときに、前記一次
診断手段及び前記二次診断手段による劣化診断を禁止す
る劣化診断禁止手段と、前記一次診断手段によって前記
三元触媒の劣化が判定されたときに前記ＳＯｘ放出手段
によるＳＯｘの放出を禁止するＳＯｘ放出禁止手段とを
備えたことを特徴とするものである。
【００１２】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化
が判定されたときに、前記ＳＯｘ放出禁止手段によるＳ
Ｏｘ放出の禁止を解除することを特徴とするものであ
る。
【００１３】第４の発明は、エンジンの排気浄化装置に
おいて、エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手
段と、検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域
内にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を
所定のリーン空燃比に制御するとともに、検出した運転
条件が所定の触媒劣化診断領域にあり、かつ、リーン空
燃比制御が行われていないときに、エンジンに供給する
混合気の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリー
ン側に周期的に変動させる空燃比制御手段と、前記触媒
劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する毎に、前
記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記
三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、前記触媒劣
化診断領域内での運転が前記第１の期間より長い第２の
期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出した排気の
空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する二次診
断手段と、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御
が実行されているときに、一次診断手段及び二次診断手
段による劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、前記
一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定された
ときに、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御を
禁止するリーン空燃比運転禁止手段とを備えたことを特
徴とするものである。
【００１４】第５の発明は、第４の発明において、前記
二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定され
たときに、前記リーン空燃比運転禁止手段によるリーン
空燃比制御の禁止を解除することを特徴とするものであ
る。
【００１５】第６の発明は、エンジンの排気浄化装置に
おいて、エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、
前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
手段と、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手
段と、検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域
にあるときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所
定のリーン空燃比に制御するが、検出した運転条件が触
媒劣化診断領域にあるときには、リーン空燃比制御に優
先してエンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比
をまたいでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる
空燃比制御手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が
第１の期間継続する毎に、前記第１の期間内に検出した
排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定する
一次診断手段と、前記触媒劣化診断領域内での運転が前
記第１の期間より長い第２の期間継続する毎に、前記第
２の期間内に検出した排気の空燃比に基づいて前記三元
触媒の劣化を判定する二次診断手段と、前記触媒劣化診
断領域をリーン空燃比運転領域外に設定するとともに、
前記一次診断手段によって三元触媒の劣化が判定された
ときには、前記触媒劣化診断領域を前記リーン空燃比運
転領域と重複する範囲に拡大設定する診断領域設定手段
とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】第７の発明は、第６の発明において、前記
二次診断手段によって前記三元触媒の非劣化が判定され
たときに、前記診断領域設定手段による診断領域の拡大
設定を解除することを特徴とするものである。
【００１７】
【作用及び効果】第１、第２の発明によると、三元触媒
の劣化を診断する際には、まず短時間で行うことができ
る簡単な一次診断が行われる。そして、一次診断で三元
触媒が劣化していると判断された場合にはＳＯｘの放出
制御が禁止され、一次診断よりも精度の高い二次診断を
行う機会が確保される。これにより、診断機会が少なく
ても高い精度で三元触媒の診断を行うことができ、高い
診断精度と硫黄被毒解除性能を両立することができる。
【００１８】また、第３の発明によると、一次診断で三
元触媒が劣化していると判断され、ＳＯｘ放出制御が禁
止された場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣化
と判断されればＳＯｘ放出制御の禁止が解除されるの
で、ＳＯｘ放出制御を再開することができる。
【００１９】また、第４の発明によると、まず短時間で
行うことができる簡単な一次診断が行われる。そして、
一次診断を行った結果、三元触媒が劣化していると判断
されるとリーン空燃比運転が禁止される。これにより、
診断機会が増加し、一次診断よりも精度の高い二次診断
を行うことができ、高い診断精度とリーン空燃比運転に
よる燃費向上を両立することができる。
【００２０】また、第５の発明によると、一次診断で三
元触媒が劣化していると判断され、リーン空燃比運転が
禁止された場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣
化と判断されればリーン空燃比運転の禁止が解除される
ので、リーン空燃比運転を再開することができる。
【００２１】また、第６の発明によると、まず短時間で
行うことができる簡単な一次診断が行われ、一次診断で
三元触媒が劣化しているとの判断がされると診断領域が
拡大される。これにより診断機会が増え、一次診断より
も精度の高い二次診断を行うことができる。
【００２２】また、第７の発明によると、一次診断で三
元触媒が劣化していると判断され、診断領域が拡大され
た場合であっても、二次診断で三元触媒が非劣化と判断
されると診断領域の拡大が解除される。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態について説明する。
【００２４】図１は、本発明が適用されるエンジン排気
浄化装置の一例を示す。エンジン１の吸気通路２には、
吸入空気量を検出するエアフロメータ３と、吸入空気量
を調節するスロットル弁４と、吸気通路２に燃料を噴射
する燃料噴射弁５とが設けられている。燃料噴射弁５は
エンジン１のシリンダ内に燃料を直接噴射するものであ
ってもよい。
【００２５】エンジン１の排気通路７には、フロント触
媒８及びリア触媒９が設けられている。フロント触媒８
はいわゆる三元触媒であり、理論空燃比運転時に最大の
変換効率をもって排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの
酸化を行う。一方、フロント触媒８の下流に位置するリ
ア触媒９は空燃比に応じてＮＯｘの吸収、放出を行う作
用を有する三元触媒であり、リーン空燃比運転域で発生
するＮＯｘを吸収し、理論空燃比ないしリッチ空燃比で
運転して排気中の酸素濃度を低下させると、リーン空燃
比運転域で吸着したＮＯｘを放出するとともに排気中に
含まれるＨＣ、ＣＯにより放出されたＮＯｘを還元す
る。
【００２６】フロント触媒８の上流と下流にはそれぞれ
フロントＯ2センサ１０、リアＯ2センサ１１が設けられ
ており、フロント触媒８に流入する排気とフロント触媒
８から流出する排気の空燃比が理論空燃比よりも濃いか
薄いかを検出することができる。一方、リア触媒９に
は、その温度を検出する触媒温度センサ１２が設けられ
ている。
【００２７】コントローラ６には、上記エアフロメータ
３、Ｏ2センサ１０、１１、触媒温度センサ１２からの
信号の他、冷却水温センサ１３からの冷却水温信号、ク
ランク角センサ１４からのＲｅｆ信号とＰｏｓ信号、ア
クセルポジションセンサ１５からのアクセル操作量信
号、車速センサ１６からの車速信号等が入力され、コン
トローラ６はこれら各種信号に基づきスロットル弁４、
燃料噴射弁５、点火プラグ６等を制御する。
【００２８】また、リーン空燃比での運転が長時間続く
とリア触媒９に排気中のＳＯｘが堆積し、ＮＯｘ浄化性
能が低下するので、コントローラ６は、所定の条件でＳ
Ｏｘ放出制御を行うことによってリア触媒９の温度を上
昇させ、堆積したＳＯｘを放出させる。
【００２９】さらに、このＳＯｘ放出制御に伴いフロン
ト触媒８の温度も上昇し、フロント触媒８の熱劣化を引
き起こす可能性があるので、コントローラ６はＯ2セン
サ１０、１１の出力に基づきフロント触媒８の劣化診断
も同時に行う。
【００３０】図２は、コントローラ６におけるこれらＳ
Ｏｘ放出制御、劣化診断に関する部分をブロック図で表
したものである。この図に示すように、コントローラ６
は、劣化診断部Ｂ１と、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２と、
ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３と、目標空燃比設定部Ｂ４
と、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５とから構成される。以
下、図３から図９を参照しながらこれら各要素における
処理について詳しく説明する。
【００３１】まず、劣化診断部Ｂ１における処理につい
て説明する。劣化診断部Ｂ１は、フロントＯ2センサ１
０の出力とリアＯ2センサ１１の出力とに基づきフロン
ト触媒８の劣化を診断し、診断結果に応じてフラグＦｄ
ｉａｇ１、Ｆｄｉａｇ２をセットするものである。
【００３２】図３、図４は、劣化診断部Ｂ１における制
御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎
（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００３３】まず、ステップＳ１１では、空燃比フィー
ドバック制御条件（以下、Ｆ／Ｂ条件）が成立している
か否かを判断する。Ｆ／Ｂ条件成立とは、次の〜の
条件、フロントＯ2センサ１０の活性が完了してい
る。 各種燃料増量補正係数ＣＯＥＦ＝１（エンジン始動直
後の各種燃料増量制御が終了している。） 目標当量比ＴＦＢＹＡ＝１（目標空燃比が理論空燃
比） がすべて成立しているときを指す。
【００３４】そして、Ｆ／Ｂ条件が成立していると判断
された場合には、フロントＯ2センサ１０の出力に基づ
いて、エンジン１に供給する混合気の空燃比を理論空燃
比にフィードバック制御するとともにステップＳ１２へ
進む。このとき、フロント触媒８に流入する排気の空燃
比は、理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側に周期
的に変動するので、リアＯ2センサ１１の出力に基づき
フロント触媒８のＯ2ストレージ能力を測定すればフロ
ント触媒８の劣化を診断することができる。
【００３５】一方、Ｆ／Ｂ条件が成立していないと判断
した場合はステップＳ３２へ進み、フラグＦｄｉａｇに
劣化診断を行わないことを示すゼロをセットし、本ルー
チンを終了する。
【００３６】ステップＳ１２ではリアＯ2センサ１１の
活性が完了しているか否かを判断する。リアＯ2センサ
１１の活性が完了していると判断した場合はステップＳ
１３へ進む。それ以外はステップＳ３２へ進み、フラグ
Ｆｄｉａｇにゼロをセットし、本ルーチンを終了する。
【００３７】ステップＳ１３では、エンジン回転数Ｎと
エンジン負荷Ｔが図５の一点鎖線で囲んだ診断領域内に
あるか否かを判断する。診断領域はエンジン１を定常運
転させる頻度の高い領域に設定される。なお、ここでは
エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｔが診断領域内にある
か否かのみ判断しているが、これに加え、エンジン回転
数Ｎとエンジン負荷Ｔの変動が所定の範囲内に収まって
いるか否かも判断するようにしてもよい。エンジン回転
数Ｎとエンジン負荷Ｔが診断領域内にあると判断された
場合はステップＳ１４に進み、それ以外はステップＳ３
２へ進んでフラグＦｄｉａｇにゼロをセットし、本ルー
チンを終了する。
【００３８】ステップＳ１４では、ＳＯｘ放出制御が実
行中か否かを判断する。ＳＯｘ放出制御中でないと判断
された場合は劣化診断を行うべくステップＳ１５へ進
み、フラグＦｄｉａｇにフロント触媒８の劣化診断中で
あることを示す１をセットする。それ以外はステップＳ
３２へ進んでフラグＦｄｉａｇにゼロをセットし、本ル
ーチンを終了する。
【００３９】このようにＳＯｘ放出制御中に劣化診断を
行わないようにしているのは、ＳＯｘ放出制御実行中は
触媒に流入する未燃燃料成分量やＯ2量を特別に増やし
たり、空燃比フィードバック制御の制御中央値をリッチ
側にシフトさせたりするので、正確な劣化診断を行うこ
とができないからである。
【００４０】ステップＳ１６では、フラグＦｄｉａｇの
値の変化に基づき、劣化診断を開始した直後か否かを判
断する。前回当ルーチン実行時のＦｄｉａｇの値がゼロ
であり、今回実行時のＦｄｉａｇの値が１であれば、診
断条件が整った直後であると判断でき、診断を開始した
直後であると判断した場合はステップＳ１７へ進み、そ
れ以外はステップＳ１８へ進む。
【００４１】ステップＳ１７では劣化診断時に使用する
変数ＣＴＦ、ＨＺＲ、ＨＺＲＡＴＥ及びＣＴの初期化を
行う。ここでＣＴＦはフロントＯ2センサ１０の出力の
反転回数をカウントするカウンタ、ＨＺＲはリアＯ2セ
ンサ１１の出力の反転制御をカウントするカウンタ、Ｈ
ＺＲＡＴＥはフロント触媒８の劣化の度合いを表すリア
／フロントＯ2センサ出力反転回数比、ＣＴはＨＺＲＡ
ＴＥの加重平均演算回数をカウントするカウンタであ
る。
【００４２】ステップＳ１８では、フロントＯ2センサ
１０の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよ
ぎったか否かを判断する。フロントＯ2センサ１０の出
力が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったと
判断した場合はステップＳ１９へ進んでＣＴＦをカウン
トアップし、それ以外はステップＳ２０へ進む。なお、
フローチャート中の添え字ｚは前回値を表す（以下同
じ）。
【００４３】ステップＳ２０では、今度はリアＯ2セン
サ１１の出力が理論空燃比に相当するスライスレベルを
よぎったか否かを判断する。リアＯ2センサ１１の出力
が理論空燃比に相当するスライスレベルをよぎったと判
断した場合はステップＳ２１へ進んでＨＺＲをカウント
アップし、それ以外は図４のステップＳ２２へ進む。
【００４４】ステップＳ２２では、ＣＴＦが所定の回数
ＣＴＦｔｈに達したか否かを判断する。ＣＴＦが所定の
回数ＣＴＦｔｈに達したと判断した場合はステップＳ２
３へ進み、それ以外は本ルーチンを終了する。
【００４５】ステップＳ２３ではフロント触媒８の一次
診断を行う。フロントＯ2センサ１０の出力が所定回数
反転する間のリアＯ2センサ１１の出力は、そのままフ
ロント触媒８のＯ2ストレージ能力を表している（リア
Ｏ2センサ１１の出力が多いほどＯ2ストレージ能力が低
下している）ので、ＨＺＲを判定基準値ＨＺＲＡＴＥｔ
ｈと比較することで、フロント触媒８の劣化を判定する
ことができる。ここでＣＴＦｔｈには、劣化診断条件が
成立している時間が短くても診断結果が得られるような
値に設定している。ただし、ここで行う一次診断は短時
間で行える分、診断の機会が多くなるが、反面、運転条
件変化等の外乱の影響を受けやすく、精度の点では十分
なものではない。
【００４６】ステップＳ２４では、フラグＦｄｉａｇ１
に一次診断で劣化と判定されたことを示す１をセットす
る。なお、一旦Ｆｄｉａｇ１に１がセットされたら、次
回以降の一次診断で非劣化と判定されても劣化判定（Ｆ
ｄｉａｇ１＝１）を維持する。
【００４７】ステップＳ２５では、次式、 ＨＺＲＡＴＥ＝（１−ｋ）×ＨＺＲＡＴＥｚ＋ｋ×ＨＺＲ ・・・（１） により、ＨＺＲの加重平均計算を行ってＨＺＲＡＴＥを
算出する。ただしｋは重み係数で、０＜ｋ＜１である。
【００４８】ステップＳ２６ではＣＴをカウントアップ
し、ステップＳ２７ではＣＴが所定回数ＣＴｔｈに達し
たか否かを判断する。ＣＴが所定回数ＣＴｔｈに達して
いる場合はステップＳ２８へ進み、それ以外は本ルーチ
ンを終了する。
【００４９】ステップＳ２８ではフロント触媒８の二次
診断を行う。ＨＺＲＡＴＥと判定基準値ＨＺＲＡＴＥｔ
ｈとを比較し、ＨＺＲＡＴＥ≧ＨＺＲＡＴＥｔｈのとき
はフロント触媒８が真に劣化していると判断しステップ
Ｓ２９へ進む。この二次診断においては、フロントＯ2
センサ１０の出力がＣＴＦｔｈ回反転する時間×ＣＴｔ
ｈだけ診断時間が継続すれば十分な精度の診断結果が得
られる。ステップＳ２９ではフラグＦｄｉａｇ２に二次
診断で劣化と判定されたことを示す１をセットする。二
次診断で劣化判定が出た場合は、例えば、警告灯を点灯
して運転者に知らせるようにする。
【００５０】一方、ＨＺＲＡＴＥ＜ＨＺＲＡＴＥｔｈの
ときは、フロント触媒８は劣化していないと判断しステ
ップＳ３０へ進み、フラグＦｄｉａｇ２とフラグＦｄｉ
ａｇ１にゼロをセットする。
【００５１】ステップＳ３１では、ＣＴＦ、ＨＺＲにそ
れぞれゼロをセットし、次回の診断に備える。
【００５２】したがって、このフローチャートを処理す
ることにより、劣化診断部Ｂ１は、ＳＯｘ放出制御が行
われていないときにＯ2センサ１０、１１の出力に基づ
きフロント触媒８の一次診断及び二次診断を行う。そし
て、一次診断結果が非劣化判定のときゼロ、劣化判定の
とき１をＦｄｉａｇ１にセットし、二次診断結果が非劣
化判定のときゼロ、劣化判定のとき１をＦｄｉａｇ２に
セットする。
【００５３】次に、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２における
処理について説明する。
【００５４】ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２は、リア触媒９
に吸収されたＳＯｘ量を推定し、その推定ＳＯｘ吸収量
に基づきＳＯｘを放出すべき条件の成立、不成立を判断
し、フラグＦｓｏｘのセットを行うものである。
【００５５】図６は、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２の制御
ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎
（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００５６】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ４１では、触媒温度センサ１２の出力をＡ／Ｄ変換し
てリア触媒９の触媒温度Ｔｃａｔが求められ、クランク
角センサ１４の所定信号（例えば、Ｒｅｆ信号）の発生
間隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められる。さ
らに、アクセルポジションセンサ１５の出力に基づいて
エンジン負荷Ｔ（例えば、アクセル踏み込み量に応じた
エンジン１の目標発生トルク）が求められる。なお、触
媒温度Ｔｃａｔは運転状態から推定するようにしてもよ
い。
【００５７】ステップＳ４２では、ステップＳ４１で求
めた触媒温度ＴｃａｔがＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下
か否かが判断される。ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下の
ときは、リア触媒９はＳＯｘを吸収する状態であると判
断してステップＳ４３へ進み、逆に、ＳＯｘ放出温度Ｔ
ｃａｔ２より大きいときはＳＯｘを放出する状態である
と判断してステップＳ４７へ進む。
【００５８】ステップＳ４３では、所定時間（ここでは
１０ｍｓｅｃ）あたりにリア触媒９に吸収されるＳＯｘ
量ΔＳＯＸａが次式、 ΔＳＯＸａ＝（所定時間あたりにリア触媒９に流入するＳＯｘ量） ×（リア触媒９のＳＯｘ吸収率） ・・・（２） により算出される。
【００５９】所定時間あたりにリア触媒９に流入するＳ
Ｏｘ量は、例えば、エンジン回転数Ｎ、エンジン負荷
Ｔ、平均空燃比をパラメータとして算出することができ
る。また、リア触媒９のＳＯｘ吸収率（単位時間あたり
に吸収されるＳＯｘ量／単位時間あたりに流入するＳＯ
ｘ量）は、例えば、現在のＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回
算出したＳＯｘ吸収量の推定値）、触媒温度Ｔｃａｔ、
平均空燃比をパラメータとして算出される。平均空燃比
としては、例えば、後述する目標空燃比設定部Ｂ４で設
定される目標当量比ＴＦＢＹＡを用いることができる。
【００６０】リア触媒９のＳＯｘ吸収率は、ゼロ以上１
以下の値で、各パラメータ対して次のような特性を有す
る。 ・リア触媒９のＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯｘ
吸収率は大きくなり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸがゼロのとき
にＳＯｘ吸収率は最大となる。 ・リア触媒９の温度Ｔｃａｔが所定温度のときＳＯｘ吸
収率は最大となるが、所定温度より低くなると小さくな
り、触媒活性温度以下でゼロとなる。また、所定温度よ
り高くなっても小さくなり、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２
以上でＳＯｘ吸率はゼロとなる。 ・リーンの度合いが小さくなるほどＳＯｘ吸収率は小さ
くなり、理論空燃比よりリッチ側の空燃比ではＳＯｘ吸
収率はゼロとなる。
【００６１】このようにして所定時間に吸収されるＳＯ
ｘ量ΔＳＯＸａを算出したらステップＳ４４へ進み、前
回算出した推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚにΔＳＯＸａを加
えて最新の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。
【００６２】ステップＳ４５では、推定ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸが許容値ＳＯＸｍａｘより大きいか否かが判断さ
れ、許容値ＳＯＸｍａｘよりも大きければステップＳ４
６へ進み、フラグＦｓｏｘに１がセットされる。なお、
許容値ＳＯＸｍａｘはリア触媒９に所定のＮＯｘ吸収容
量ＮＯＸｔｈが残るように設定される。
【００６３】一方、ステップＳ４２で触媒温度Ｔｃａｔ
がＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２より高いと判断された場合
はステップＳ４７へ進み、所定時間（ここでは１０ｍｓ
ｅｃ）あたりにリア触媒９から放出されるＳＯｘ量ΔＳ
ＯＸｒが次式、 ΔＳＯＸｒ＝（所定時間）×（リア触媒９のＳＯｘ放出率）・・・（３） により算出される。
【００６４】ここでリア触媒９のＳＯｘ放出率は、単位
時間あたりにリア触媒９から放出されるＳＯｘの量であ
り、例えば、現在のＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚ（前回算出し
たＳＯｘ吸収量の推定値）、触媒温度Ｔｃａｔ、平均空
燃比をパラメータとして算出される。
【００６５】平均空燃比としては、目標空燃比設定ルー
チンで設定される目標当量比ＴＦＢＹＡを用いることが
できる。ただし、被毒解除制御中はＴＦＢＹＡ＝１とし
つつ空燃比フィードバック制御の制御中央値をシフトさ
せることによって平均空燃比を理論空燃比よりもリッチ
側にシフトさせることがあるので、その場合はリッチシ
フト量も考慮する。
【００６６】リア触媒９のＳＯｘ放出率は各パラメータ
に対して以下のような特性となる。 ・ＳＯｘ吸収量が少ないほどＳＯｘ放出率は小さくな
り、ＳＯｘ吸収量がゼロのときＳＯｘ放出率はゼロとな
る。 ・触媒温度Ｔｃａｔが低くなるほどＳＯｘ放出率は小さ
くなり、ＳＯｘ放出温度Ｔｃａｔ２以下ではＳＯｘ放出
率はゼロとなる。 ・リッチの度合いが小さくなるほどＳＯｘ放出率が小さ
くなり、リーン空燃比ではＳＯｘ放出率はゼロとなる。
【００６７】リア触媒９から放出されるＳＯｘ量ΔＳＯ
Ｘｒを算出したらステップＳ４８に進み、前回算出した
推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸｚからΔＳＯＸｒを減じて最新
の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸを算出する。
【００６８】ステップＳ４９では、推定ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸが所定値ＳＯＸｍｉｎより小さいか否かが判断さ
れ、所定値ＳＯＸｍｉｎよりも小さい場合はステップＳ
５０へ進んでフラグＦｓｏｘにゼロがセットされる。な
お、所定値ＳＯＸｍｉｎはゼロ近傍の小さな値に設定さ
れる。
【００６９】したがって、このフローを処理することに
より、ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ２は、触媒温度Ｔｃａｔ
に基づき所定時間あたりのリア触媒９へのＳＯｘ吸収量
ΔＳＯＸａ、放出量ΔＳＯＸｒを演算し、それらを累積
演算することによりＳＯｘ吸収量ＳＯＸを推定する。そ
して、この推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが一旦許容量ＳＯＸ
ｍａｘを越えたら、ＳＯｘがほぼ完全に放出されるまで
Ｆｓｏｘ＝１を維持し、それをＳＯｘ放出制御判断部Ｂ
３に出力する。このようにＳＯｘがほぼ完全に放出され
るまでＦｓｏｘ＝１を維持するようにしているのは、Ｓ
Ｏｘ放出制御のＯＮ／ＯＦＦが頻繁に繰り返されるのを
防止するためである。
【００７０】なお、吸収されたＳＯｘは、エンジン１の
停止後もリア触媒９内に吸収されたままとなるので、推
定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸはエンジン停止後も記憶され、次
回エンジン始動時に推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの初期値と
して読み込まれ、以降の推定ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの算出
に用いられる。
【００７１】また、ここではＳＯｘ吸収量ＳＯＸを所定
時間におけるＳＯｘ吸収量の変化量ΔＳＯＸａ、ΔＳＯ
Ｘｒを累積演算することで推定しているが、例えば、ス
テップＳ４３、Ｓ４７を省略し、ステップＳ４４、Ｓ４
８のΔＳＯＸａ、ΔＳＯＸｒを固定値とするなど簡略化
してもよい。
【００７２】次に、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３における
処理について説明する。
【００７３】ＳＯｘ放出条件判断部Ｂ３は、上記劣化診
断部Ｂ１からのフラグＦｄｉａｇ１、ＳＯｘ放出条件判
断部Ｂ２からのフラグＦｓｏｘ及びリア触媒９の触媒温
度Ｔｃａｔに基づき、リア触媒９からＳＯｘを放出させ
る制御を行うか否かを判断するものである。
【００７４】図７は、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３の制御
ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎
（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００７５】まず、ステップＳ５１では、クランク角セ
ンサ１４の所定信号の発生間隔時間に基づいてエンジン
回転数を求め、アクセルポジションセンサ１５の出力に
基づいてエンジン負荷Ｔを求める。
【００７６】ステップＳ５２では、フラグＦｓｏｘの値
に基づき、リア触媒９に吸収されたＳＯｘを放出すべき
条件が成立しているか否かを判断する。ＳＯｘを放出す
べき条件が成立している（Ｆｓｏｘ＝１）と判断された
場合はステップＳ５３へ進み、それ以外はステップＳ５
６へ進む。
【００７７】ステップＳ５３では、図５を参照してエン
ジン回転数Ｎとエンジン負荷ＴがＳＯｘ放出運転領域内
にあるか否かを判断する。ここでＳＯｘ放出運転領域と
は、図５の破線で囲んだ領域Ａを指し、ＳＯｘ放出制御
を行った場合にリア触媒９の触媒温度ＴｃａｔをＳＯｘ
放出温度Ｔｃａｔ２以上に上昇させ得る領域である。
【００７８】ステップＳ５４では、一次診断でフロント
触媒８の三元触媒機能の劣化が検出されているか否かを
フラグＦｄｉａｇ１の値に基づき判断する。フラグＦｄ
ｉａｇ１がゼロ、すなわち一次診断でフロント触媒８が
非劣化と診断されている場合はステップＳ５５へ進んで
ＳＯｘ放出制御を実行する。一方、フラグＦｄｉａｇ１
が１、すなわち一次診断でフロント触媒が劣化と診断さ
れている場合は、ステップＳ５６へ進んでＳＯｘ放出制
御を禁止し通常制御を実行する。
【００７９】なお、ここでは、フラグＦｄｉａｇ１が１
のときにＳＯｘ放出運転領域の全域でＳＯｘ放出制御を
禁止しているが、ＳＯｘ放出運転領域と診断領域とが重
複する領域でのみＳＯｘ放出制御を禁止するようにして
もよい。
【００８０】また、ＳＯｘ放出制御は、例えば、リア触
媒９に流入する未燃燃料成分およびＯ2の量を増加さ
せ、この未燃燃料成分をリア触媒９上で燃焼させること
で触媒温度をＳＯｘ放出温度以上に上昇させることによ
り行う。これによりリア触媒９からのＳＯｘ放出が促進
されるので、放出されたＳＯｘの還元浄化を図るための
空燃比のリッチ化も行う。
【００８１】したがって、このフローを処理することに
より、ＳＯｘ放出制御判断部Ｂ３は、ＳＯｘ放出条件が
成立しており、かつ一次診断の結果でフロント触媒８が
非劣化と診断された場合はＳＯｘ放出制御を行うが、そ
れ以外の場合はＳＯｘ放出制御を禁止して通常制御を行
う。
【００８２】次に、目標空燃比設定部Ｂ４における処理
について説明する。
【００８３】目標空燃比設定部Ｂ４は、運転条件に応じ
て目標空燃比（目標当量比）を設定するものである。
【００８４】図８は、目標空燃比設定部Ｂ４における制
御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時間毎
（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００８５】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ６１ではクランク角センサ１４の所定信号の発生間隔
時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められ、アクセル
ポジションセンサ１５の出力に基づいてエンジン負荷Ｔ
が求められる。
【００８６】ステップＳ６２では図５に示した目標当量
比設定マップを参照することにより、エンジン回転数
Ｎ、エンジン負荷Ｔに応じた目標当量比ＴＦＢＹＡが設
定される。ここで目標当量比ＴＦＢＹＡとは理論空燃比
と目標空燃比の比（理論空燃比／目標空燃比）であり、 ＴＦＢＹＡ＝１・・・理論空燃比 ＞１・・・リッチ空燃比 ＜１・・・リーン空燃比 となる。
【００８７】ステップＳ６３では、フラグＦｄｉａｇ１
の値に基づき、一次劣化診断によりフロント触媒８が劣
化と診断されているか否かを判断し、フロント触媒８が
劣化していると診断されている場合はステップＳ６４へ
進み、それ以外は本ルーチンを終了する。
【００８８】ステップＳ６４ではステップＳ６２で設定
した目標当量比ＴＦＢＹＡが１より小さいか否かを判断
し、ＴＦＢＹＡが１よりも小さい場合はステップＳ６５
へ進んでＴＦＢＹＡに１をセットする。
【００８９】したがって、このフローを処理することに
より、目標空燃比設定部Ｂ４は、運転条件に応じて目標
当量比ＴＦＢＹＡを設定し、ＴＦＢＹＡ＜１に設定され
る運転領域では、通常はリーン空燃比運転を実行する
が、一次診断でフロント触媒８が劣化と診断された場合
は、リーン空燃比運転を禁止して理論空燃比運転を行
い、フロント触媒８の診断機会を確保する。
【００９０】なお、ここではＦｄｉａｇ１＝１のときに
リーン空燃比運転領域の全域でリーン空燃比運転を禁止
しているが、リーン空燃比運転領域と診断領域とが重複
する領域でのみリーン空燃比運転を禁止するようにして
もよい。
【００９１】ここで設定された目標当量比ＴＦＢＹＡ
は、後述するＴｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５に出力され、燃
料噴射量の演算時に使用されるほか、空燃比を代表する
値として各ルーチンで使用される。
【００９２】次に、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５における
処理について説明する。
【００９３】Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５は、上記目標空
燃比設定部Ｂ４で設定された目標当量比ＴＦＢＹＡを実
現すべく燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩＴＭを算出
するものである。
【００９４】図９は、Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部Ｂ５におけ
る制御ルーチンを示したフローチャートであり、所定時
間毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行される。
【００９５】これについて説明すると、まず、ステップ
Ｓ７１ではエアフロメータ３の出力に基づき吸入空気量
Ｑａが求められ、クランク角センサ１４の所定信号の発
生間隔時間に基づいてエンジン回転数Ｎが求められる。
【００９６】ステップＳ７２では吸入空気量Ｑａ、エン
ジン回転数Ｎに基づき次式、 Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎ ・・・（４） により基本燃料噴射量Ｔｐ、すなわち理論空燃比相当の
燃料量が算出される。Ｋは所定の係数である。
【００９７】ステップＳ７３では、目標空燃比設定部Ｂ
４で設定された目標当量比ＴＦＢＹＡ、燃料増量補正係
数ＣＯＥＦ、空燃比フィードバック補正係数αでＴｐが
補正され、燃料噴射量Ｔｉが次式、 Ｔｉ＝Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ×ＣＯＥＦ×α ・・・（５） により算出される。
【００９８】ここで燃料増量補正係数ＣＯＥＦは始動後
燃料増量補正係数、水温増量補正係数等をまとめて表し
たもので、冷機時にＣＯＥＦ＞１となり、エンジン１の
暖機完了後にＣＯＥＦ＝１となる。また、空燃比フィー
ドバック補正係数αは、目標当量比ＴＦＢＹＡが１に設
定されているときに空燃比を理論空燃比にフィードバッ
ク制御するときの空燃比フィードバック補正係数であ
り、フロントＯ2センサ１０の出力に応じて算出され
る。
【００９９】そして、ステップＳ７４では、ステップＳ
７３で算出された燃料噴射量Ｔｉと、エンジン回転数Ｎ
とに基づき、燃料噴射時期ＴＩＴＭが算出される。算出
された燃料噴射量Ｔｉ、燃料噴射時期ＴＩＴＭは、コン
トローラ６内のメモリにストアされ、エンジン１の回転
に同期して実行される燃料噴射ルーチンで読み出されて
使用される。例えば、燃料噴射時期ＴＩＴＭによって定
められるクランク角度で燃料噴射弁５への開弁信号の印
加が開始され、燃料噴射量Ｔｉに無効噴射量Ｔｓを加え
た量の燃料を噴射すべく開弁信号が印加される。
【０１００】なお、本実施形態では、リーン空燃比運転
を行う場合に燃焼形態を成層燃焼とし、理論空燃比運転
比運転あるいはリッチ空燃比運転を行う場合に燃焼形態
を均質燃焼とするので、リーン空燃比運転時は燃料噴射
時期ＴＩＴＭが圧縮行程中に設定され、理論空燃比運転
時あるいはリッチ空燃比運転時は燃料噴射時期ＴＩＴＭ
が圧縮行程中に設定される。
【０１０１】以上、コントローラ６の各要素における処
理について説明したが、次に、全体の作用について説明
する。
【０１０２】本実施形態に係るエンジンの排気浄化装置
においては、エンジン１からの排気に含まれるＣＯ、Ｈ
Ｃ及びＮＯｘは、理論空燃比運転時はフロント触媒８で
ほぼ浄化されるが、リーン空燃比運転時にフロント触媒
８で浄化できなかったＮＯｘは、リア触媒９に吸収され
る。
【０１０３】しかしながら、リーン運転状態が続くとリ
ア触媒９にＳＯｘが堆積して硫黄被毒が進行し、ＮＯｘ
の吸収性能が低下する。そのため、コントローラ６はリ
ア触媒９に堆積したＳＯｘ量を推定し、推定したＳＯｘ
量が所定量を越えた場合にはリア触媒９に流入する未燃
燃料およびＯ2の量を増加させ、それの燃焼熱により触
媒温度を上昇させて堆積したＳＯｘを放出させる。
【０１０４】一方、コントローラ６は、Ｏ2センサ１
０、１１からの出力（フロント触媒８のＯ2ストレージ
能力）に基づき、フロント触媒８の劣化診断も行う。
【０１０５】具体的には、コントローラ６は、まず、フ
ロントＯ2センサ１０の出力が所定回数反転する間のリ
アＯ2センサ１１の出力ＨＺＲに基づき一次診断を行
い、フロント触媒８の劣化を判断する。この一次診断は
精度は低いものの劣化診断条件が成立する時間が短くて
も行うことができるので、ＳＯｘ放出制御やリーン運転
により診断機会が少なくとも行うことができる。そし
て、一次診断でフロント触媒８が非劣化であると判断さ
れている間は、燃費あるいは排気浄化性能を優先してリ
ーン運転あるいはＳＯｘ放出制御を許可し、所定の条件
でそれらを実行する。
【０１０６】しかし、一次診断でフロント触媒８が劣化
していると診断された場合は、正確な劣化状態を知る必
要が生じる。二次診断は一次診断に比べて正確な診断結
果が得られる分、時間がかかるが、コントローラ６がリ
ーン運転、ＳＯｘ放出制御を禁止するので、二次診断を
行う機会が確保される。
【０１０７】このように本発明では、取りあえず簡単な
一次診断を行っておき、一次診断でＮＧと診断された場
合にリーン運転やＳＯｘ放出制御を禁止し、精度の高い
二次診断を行う機会を確保するようにしたことにより、
リーン運転やＳＯｘ放出制御により診断機会が少なくな
っている場合であっても正確な劣化診断を行うことがで
きる。診断機会を確保するためにリーン運転領域やＳＯ
ｘ放出制御領域を縮小する必要もなく、劣化診断と、リ
ーン運転やＳＯｘ放出制御を両立することができる。
【０１０８】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明が適用可能な範囲は上記構成に限定される
ものではなく、例えば、リーン運転を行うエンジンの排
気通路に三元触媒だけを配置した構成であってもよい。
あるいは、流入する排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収
と放出を行う作用と三元触媒としての作用とを有する触
媒を１つだけ排気通路に配置した構成であってもよい。
また、排気の空燃比を検出する手段としてＯ2センサに
代えてリニア空燃比センサ等を備えていてもよい。
【０１０９】また、リア触媒９の下流にＮＯｘ濃度を検
出するＮＯｘセンサを設け、ＳＯｘ放出条件の判断をＮ
Ｏｘセンサの出力に基づいて行う構成であってもよい。
この場合、ＳＯｘ被毒量が多くなればなるほどＮＯｘの
吸収能力が低下し触媒下流のＮＯｘ濃度が上昇するの
で、ＮＯｘ濃度が所定値よりも高くなった場合にＳＯｘ
放出条件が成立したと判断する。
【０１１０】また、上記実施形態では、図５の一点鎖線
で囲んだ領域を固定の触媒診断領域に定める場合で説明
したが、この実施形態と同様の制御は、図５の一点鎖線
で囲んだ領域と理論空燃比運転領域が重なる領域だけを
触媒診断領域に設定する一方、一次診断で劣化と判定さ
れたときには、一点鎖線で囲んだ全領域を触媒診断領域
に設定する（すなわち、触媒診断領域を拡大する）よう
にし、拡大された触媒診断領域では強制的に理論空燃比
運転を行うようにしても行うことができる。なお、この
場合には、一次診断で三元触媒が劣化していると診断さ
れて診断領域が拡大されても、二次診断で三元触媒が非
劣化と判断されれば診断領域の拡大が解除されるように
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるエンジン排気浄化装置の概
略構成図である。
【図２】コントローラの構成を示すブロック線図であ
る。
【図３】劣化診断部の制御ルーチンを示したフローチャ
ートの前半部分である。
【図４】劣化診断部の制御ルーチンを示したフローチャ
ートの後半部分である。
【図５】目標当量比設定マップである。
【図６】ＳＯｘ放出条件判断部の制御ルーチンを示した
フローチャートである。
【図７】ＳＯｘ放出制御判断部の制御ルーチンを示した
フローチャートである。
【図８】目標空燃比設定部における制御ルーチンを示し
たフローチャートである。
【図９】Ｔｉ、ＴＩＴＭ算出部における制御ルーチンを
示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 吸気通路 ３ エアフロメータ ６ コントローラ ７ 排気通路 ８ フロント触媒 ９ リア触媒 １０ フロントＯ2センサ １１ リアＯ2センサ １２ 触媒温度センサ １４ クランク角センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｚ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ａ ３１０Ｌ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｚ ３６８ ３６８Ｇ (72)発明者 西沢 公良 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA05 BA09 BA13 BA17 BA24 CA09 DA10 DA19 DA27 EA11 EB11 EB25 FA05 FA07 FA10 FA20 FA26 FA30 FA33 FA35 FA38 3G091 AA13 AA17 AA23 AA28 AB03 AB06 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 BA34 CB01 CB05 CB07 DB02 DB06 DB08 DB10 DC01 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA31 EA34 EA39 FB10 FB11 FB12 HA08 HA36 HA37 HA39 HA42 3G301 HA01 HA06 HA15 JA15 JA21 JA25 JA26 JA33 JB09 LA03 LB02 MA01 MA11 NA02 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA11A PA11B PD09A PD09B PD12A PD12B PE01A PE01B PE03A PE03B PE08A PE08B PE09A PE09B PF01A PF01B PF03A PF03B

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの排気通路に配置され、流入する
    排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を
    有する排気浄化用触媒と、 エンジンの排気通路に配置された三元触媒と、 前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
    手段と、 エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、 前記排気浄化用触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条
    件を判断するＳＯｘ放出条件判断手段と、 ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転
    条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記
    排気浄化用触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段
    と、 検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する
    領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エ
    ンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたい
    でリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制
    御手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する
    毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づ
    いて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より
    長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出
    した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定
    する二次診断手段と、 前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されている
    ときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による
    劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、 前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定さ
    れたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁
    止するＳＯｘ放出禁止手段と、を備えたことを特徴とす
    るエンジンの排気浄化装置。
  2. 【請求項２】エンジンの排気通路に配置され、流入する
    排気の空燃比に応じてＮＯｘの吸収と放出を行う作用を
    有する三元触媒と、 前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
    手段と、 エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、 前記三元触媒に吸収されたＳＯｘを放出すべき条件を判
    断するＳＯｘ放出条件判断手段と、 ＳＯｘを放出すべき条件が成立し、かつ、検出した運転
    条件が所定のＳＯｘ放出運転領域内にあるときに、前記
    三元触媒からＳＯｘを放出させるＳＯｘ放出手段と、 検出した運転条件が前記ＳＯｘ放出運転領域と重複する
    領域を有する所定の触媒劣化診断領域にあるときに、エ
    ンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまたい
    でリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比制
    御手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する
    毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づ
    いて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より
    長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出
    した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定
    する二次診断手段と、 前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘ放出が実行されている
    ときに、前記一次診断手段及び前記二次診断手段による
    劣化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、 前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定さ
    れたときに前記ＳＯｘ放出手段によるＳＯｘの放出を禁
    止するＳＯｘ放出禁止手段と、を備えたことを特徴とす
    るエンジンの排気浄化装置。
  3. 【請求項３】前記二次診断手段によって前記三元触媒の
    非劣化が判定されたときに、前記ＳＯｘ放出禁止手段に
    よるＳＯｘ放出の禁止を解除することを特徴とする請求
    項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。
  4. 【請求項４】エンジンの排気通路に配置された三元触媒
    と、 前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
    手段と、 エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、 検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域内にあ
    るときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定の
    リーン空燃比に制御するとともに、検出した運転条件が
    所定の触媒劣化診断領域にあり、かつ、リーン空燃比制
    御が行われていないときに、エンジンに供給する混合気
    の空燃比を理論空燃比をまたいでリッチ側とリーン側に
    周期的に変動させる空燃比制御手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間経過する
    毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づ
    いて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より
    長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出
    した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定
    する二次診断手段と、 前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制御が実行され
    ているときに、一次診断手段及び二次診断手段による劣
    化診断を禁止する劣化診断禁止手段と、 前記一次診断手段によって前記三元触媒の劣化が判定さ
    れたときに、前記空燃比制御手段によるリーン空燃比制
    御を禁止するリーン空燃比運転禁止手段と、を備えたこ
    とを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  5. 【請求項５】前記二次診断手段によって前記三元触媒の
    非劣化が判定されたときに、前記リーン空燃比運転禁止
    手段によるリーン空燃比制御の禁止を解除することを特
    徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
  6. 【請求項６】エンジンの排気通路に配置された三元触媒
    と、 前記三元触媒下流の排気の空燃比を検出する空燃比検出
    手段と、 エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段と、 検出した運転条件が所定のリーン空燃比運転領域にある
    ときに、エンジンに供給する混合気の空燃比を所定のリ
    ーン空燃比に制御するが、検出した運転条件が触媒劣化
    診断領域にあるときには、リーン空燃比制御に優先して
    エンジンに供給する混合気の空燃比を理論空燃比をまた
    いでリッチ側とリーン側とに周期的に変動させる空燃比
    制御手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が第１の期間継続する
    毎に、前記第１の期間内に検出した排気の空燃比に基づ
    いて前記三元触媒の劣化を判定する一次診断手段と、 前記触媒劣化診断領域内での運転が前記第１の期間より
    長い第２の期間継続する毎に、前記第２の期間内に検出
    した排気の空燃比に基づいて前記三元触媒の劣化を判定
    する二次診断手段と、 前記触媒劣化診断領域をリーン空燃比運転領域外に設定
    するとともに、前記一次診断手段によって三元触媒の劣
    化が判定されたときには、前記触媒劣化診断領域を前記
    リーン空燃比運転領域と重複する範囲に拡大設定する診
    断領域設定手段と、を備えたことを特徴とするエンジン
    の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】前記二次診断手段によって前記三元触媒の
    非劣化が判定されたときに、前記診断領域設定手段によ
    る診断領域の拡大設定を解除することを特徴とする請求
    項６に記載のエンジンの排気浄化装置。
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