JP2000291422A

JP2000291422A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2000291422A
Application number: JP11099474A
Authority: JP
Inventors: Toshisuke Toshioka; 俊祐利岡; Shinya Hirota; 信也広田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-17
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP3374780B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＮＯx触媒のＳＯx被毒を防止する。【解決手段】ＳＯx吸収剤１７の下流に、ＮＯx触媒２
０と、このＮＯx触媒２０を迂回するバイパス管２６を
設け、バイパス管２６の始端部には、排気ガスの流れを
切り替えるための排気切替弁２８を設ける。ＮＯx触媒
２０に対してＳＯx放出処理を行う場合には、その前に
ＳＯx吸収剤１７に対して再生処理を行う。ＳＯx吸収剤
１７の再生処理時には排気ガスをバイパス管２６に導
き、ＮＯx触媒２０に排気ガスが流れないようにし、Ｎ
Ｏx触媒２０のＳＯx放出処理時には排気ガスをＮＯx触
媒２０に導き、バイパス管２６に排気ガスが流れないよ
うに、排気切替弁２８を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、流入ガスの空燃比が理
論空燃比またはリッチのときに吸収した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理
論空燃比またはリッチ空燃比にする必要があり、また、
ＳＯx吸収剤の温度が高い方が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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に開示された
再生処理技術によれば、前述したように、ＳＯx吸収剤
を再生処理する時には、排気ガスがバイパス通路には流
れるが、ＮＯx触媒には流れないように、排気切替弁を
切り替えている。

【００１１】しかしながら、ここで使用されている排気
切替弁のシール性は不完全であり、ＮＯx触媒側を閉鎖
するように弁体が位置しても排気ガスがＮＯx触媒側に
若干漏れていた。ちなみに、現在使用されている排気切
替弁の漏れの程度は１〜１０％程度である。

【００１２】このように、ＳＯx吸収剤の再生処理時に
排気切替弁から漏れた排気ガスがＮＯx触媒に流れる
と、この排気ガスはＳＯx吸収剤の再生排気でありＳＯ₂
濃度が高いため、流入するガス流量が微少とはいえ、Ｎ
Ｏx触媒がＳＯx被毒してしまう。

【００１３】また、ＳＯx吸収剤は高温の排気ガスに晒
されるため経時的に熱劣化が生じ、この熱劣化が進行す
るとストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスが短時間流
れた時にもＳＯx吸収剤からＳＯxが脱離し易くなるとい
う現象がある。そのため、ＳＯx吸収剤の熱劣化がかな
り進行すると、ＳＯx吸収剤の非再生処理時で排気ガス
をＮＯx触媒に流している時であって、ＮＯx触媒からＮ
Ｏxを放出・還元するために理論空燃比またはリッチ空
燃比の排気ガスを流した時に、ＳＯx吸収剤からＳＯxが
脱離し、それがＮＯx触媒に流れ込んでＮＯx触媒をＳＯ
x被毒させる場合がある。

【００１４】このように、ＳＯx吸収剤とバイパス通路
を備えた排気浄化システムにおいても、ＮＯx触媒のＮ
Ｏx浄化能を長期に亘って高く維持するためには、ＳＯx
吸収剤下流のＮＯx触媒に対してＳＯx放出処理を行う必
要が生じている。ＮＯx触媒からＳＯxを放出するには、
ＳＯx吸収剤の再生処理と同様にストイキまたはリッチ
空燃比の排気ガスをＮＯx触媒に流すことによって行う
が、このようにＮＯx触媒に対してＳＯx放出処理を行っ
た場合に、ストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスはＮ
Ｏx触媒に流入する前にＳＯx吸収剤を通るので、その際
にＳＯx吸収剤に吸収されているＳＯxが脱離し、そのＳ
ＯxがＮＯx触媒に流入して、ＮＯx触媒をＳＯxで再被毒
する虞れがある。

【００１５】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、ＮＯx吸収剤のＳＯx被毒を防止することにあ
る。

【００１６】

【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）本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
（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ＮＯ
x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
排気経路切替手段と、（ホ）前記ＳＯx吸収剤からＳＯx
を放出すべき再生処理時に、排気ガスの空燃比を理論空
燃比またはリッチ空燃比に制御するとともに、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くよ
うに前記排気経路切替手段を制御するＳＯx吸収剤再生
手段と、（ヘ）前記ＮＯx吸収剤に吸収されたＳＯxを該
ＮＯx吸収剤から放出すべきＳＯx放出処理時に、排気ガ
スの空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比に制御する
とともに、前記ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを該
ＮＯx吸収剤に導くように前記排気経路切替手段を制御
するＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段と、を備え、前記ＮＯx
吸収剤ＳＯx放出手段によるＮＯx吸収剤からのＳＯx放
出処理は、前記ＳＯx吸収剤再生手段によるＳＯx吸収剤
の再生処理終了後に実行されることを特徴とする。

【００１７】前記（１）に記載の内燃機関の排気浄化装
置においては、ＮＯx吸収剤の上流にＳＯx吸収剤が配置
されており、また、ＳＯx吸収剤を再生処理するときに
は再生排気をバイパス通路に流し、ＮＯx吸収剤には流
れないようにしているので、本来ならばＮＯx吸収剤に
はＳＯxが流入しないはずである。しかしながら、排気
経路切替手段からの排気ガスの漏洩等の理由により、Ｎ
Ｏx吸収剤にＳＯxが流入し、ＮＯx触媒にＳＯxが吸収さ
れる。

【００１８】そこで、ＮＯx吸収剤に吸収されたＳＯxの
量が増大するとＮＯx浄化能が低下するので、所定の時
期にＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段がＮＯx吸収剤に対して
ＳＯx放出処理を実行する。ＮＯx吸収剤に対するＳＯx
放出処理はＳＯx吸収剤の再生処理を終了した後に実行
されるので、ＮＯx吸収剤に対するＳＯx放出処理のとき
に理論空燃比またはリッチ空燃比に制御された排気ガス
がＳＯx吸収剤に流入しても、ＳＯx吸収剤からＳＯxが
放出されることがなく、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒するこ
とがない。そして、ストイキまたはリッチ空燃比の排気
ガスがＮＯx吸収剤に流入することにより、ＮＯx吸収剤
からＳＯxが放出される。

【００１９】（２）また、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置は、（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を放出する第１のＳＯx吸収剤と、
（ロ）前記第１の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）
前記第１の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）前記第１の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経路切
替手段と、（ホ）前記排気経路切替手段の下流であって
前記ＮＯx吸収剤の上流に配置され、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
素濃度が低くなっても吸収したＳＯxを放出しにくい第
２のＳＯx吸収剤と、（ヘ）前記第１のＳＯx吸収剤から
ＳＯxを放出すべき再生処理時に、排気ガスの空燃比を
理論空燃比またはリッチ空燃比に制御するとともに、前
記第１のＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記バイ
パス通路に導くように前記排気経路切替手段を制御する
ＳＯx吸収剤再生手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２０】前記（２）に記載の内燃機関の排気浄化装
置においては、ＮＯx吸収剤の上流に第１のＳＯx吸収剤
が配置されており、また、第１のＳＯx吸収剤を再生処
理するときには再生排気をバイパス通路に流し、ＮＯx
吸収剤には流れないようにしているので、本来ならばＮ
Ｏx吸収剤にはＳＯxが流入しないはずである。しかしな
がら、排気経路切替手段からの排気ガスの漏洩等の理由
により、ＳＯxを含む排気ガスが第１のＳＯx吸収剤から
ＮＯx吸収剤に向かって流れることがある。しかしなが
ら、この排気浄化装置においては、ＮＯx吸収剤の上流
に設けられた第２のＳＯx吸収剤がこれらＳＯxを吸収す
るので、ＮＯx吸収剤にはＳＯxが流れ込まない。その結
果、ＮＯx吸収剤のＳＯx被毒を確実に防止することがで
きる。

【００２１】前記（１）または（２）に記載の本発明に
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吸収剤や第１の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、第１のＳＯx吸収剤、あるいはＮＯx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。

【００２２】前記（１）または（２）に記載の本発明に
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を例示すること
ができる。

【００２３】前記（１）または（２）に記載の本発明に
係る内燃機関の排気浄化装置において、前記排気経路切
替手段は、バイパス通路の分岐部に設けた単一の切替弁
で構成することもできるし、あるいは、分岐部よりもＮ
Ｏx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（１）に記載の本発明に係る内燃機関
の排気浄化装置において、ＳＯx吸収剤は、吸蔵還元型
ＮＯx触媒で構成することもできるし、吸蔵剤を有しな
い触媒（例えば、アルミナだけからなる触媒）で構成す
ることもできる。

【００２５】前記（２）に記載の本発明に係る内燃機関
の排気浄化装置において、第１のＳＯx吸収剤は吸蔵還
元型ＮＯx触媒で構成することができる。また、第２の
ＳＯx吸収剤は、吸蔵剤のＳＯx吸蔵力が強くＳＯx吸蔵
量の多いものが好ましく、さらに、ＳＯxの放出性を抑
制するために、Ｐｔなどの貴金属の坦持量を低下させた
り、この貴金属の分散性を低下させたり、貴金属の代わ
りに卑金属を用いたものなどが、より好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施の形態を図１から図１０の図面に基い
て説明する。

【００２７】〔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。

【００２８】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。

【００２９】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、ケーシング２１は排気管２
２を介して図示しないマフラーに接続されている。以
下、この吸蔵還元型ＮＯx触媒２０をＮＯx触媒２０と称
す。ＳＯx吸収剤１７、ＮＯx触媒２０については後で詳
述する。

【００３０】ケーシング２１の入口管部２１ａと排気管
２２は、ＮＯx触媒２０を迂回するバイパス通路２６に
よっても連結されている。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２
０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。

【００３１】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。

【００３２】一方、ＳＯx吸収剤１７の下流の排気管１
９内にはＳＯx吸収剤１７を通過し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２３が取り付け
られ、この温度センサ２３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。

【００３３】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、即ちリーン空燃比となり、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、即ちリッチ空燃
比となる。

【００３４】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とされて理論空燃比制御が行われ、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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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
の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯx
の吸放出作用を行う。

【００３８】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。

【００３９】ＮＯx触媒２０によるＮＯx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。

【００４０】即ち、流入排気ガスの空燃比がかなりリー
ンになると流入排気ガス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Ｏ^2-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Ｏ^2-と反応
し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。

【００４１】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。

【００４２】流入排気ガスの酸素濃度が高い限り白金Ｐ
ｔ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。

【００４３】これに対して、流入排気ガスの酸素濃度が
低下してＮＯ₂の生成量が低下すると反応が逆方向（Ｎ
Ｏ₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、ＮＯx触媒２０内の硝酸イオンＮ
Ｏ₃ ^-がＮＯ₂またはＮＯの形でメイン触媒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ＮＯx
触媒２０からＮＯxが放出されることとなる。

【００４４】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理
論空燃比またはリッチ空燃比になると、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Ｏ^2-
と反応して酸化せしめられる。

【００４５】また、排気空燃比が理論空燃比またはリッ
チ空燃比になると流入排気ガス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。

【００４６】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Ｏ^2-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Ｏ^2-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。

【００４７】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、排気空燃比を理論空燃比
またはリッチ空燃比にすると短時間の内にＮＯx触媒２
０からＮＯxが放出されることになる。

【００４８】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、排気空燃比を理論空
燃比あるいはリッチ空燃比にするとＮＯxがＮＯx触媒２
０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。

【００４９】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
がリッチ空燃比とされ、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空燃比とされるので、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、ＮＯ
xの放出・還元が間に合わなくなり、ＮＯx触媒２０のＮ
Ｏxの吸収能力が飽和してＮＯxを吸収できなくなってし
まう。

【００５０】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「スパイク的な理論
空燃比またはリッチ空燃比」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。

【００５１】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Ｏ^2-
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。

【００５２】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、前述したリーン・リッチスパイク制御におけるリッ
チスパイクにより流入排気ガスの空燃比を短時間だけ理
論空燃比またはリッチ空燃比にしても分解されずにＮＯ
x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。

【００５３】そこで、この排気浄化装置ではＮＯx触媒
２０にＳＯxが流入しないように、流入する排気ガスの
空燃比がリーン空燃比のときにＳＯxを吸収し流入する
排気ガスの空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比にな
って酸素濃度が低下すると吸収したＳＯxを放出するＳ
Ｏx吸収剤１７を、ＮＯx触媒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１
７に流入する排気ガスの空燃比がリーン空燃比のときに
はＳＯxと共にＮＯxも吸収するが、流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比またはリッチ空燃比になって酸素濃
度が低下すると、吸収したＳＯxばかりでなくＮＯxも放
出する。ＳＯx吸収剤１７は、吸蔵還元型ＮＯx触媒や、
吸蔵剤を有しない触媒（例えば、アルミナだけからなる
触媒）で構成することができる。

【００５４】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。

【００５５】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理論空燃比またはリッ
チ空燃比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。

【００５６】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リッチスパ
イクの継続時間では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、ＳＯx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、Ｓ
Ｏx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。

【００５７】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。

【００５８】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２３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および処理時間を選定し、選定した
空燃比条件の排気ガスを選定した処理時間だけＳＯx吸
収剤１７に流すことにより実行する。

【００５９】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。

【００６０】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、この排気浄化装置では、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
１７の再生処理時には排気切替弁２８をバイパス開位置
に保持して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。

【００６１】このようにＳＯx吸収剤１７を再生処理し
ているときに排気切替弁２８をバイパス開位置に保持す
れば、本来ならば再生排気がＮＯx触媒２０に流入する
ことはないはずであるが、排気切替弁２８のシール性が
完全でないことから、実際には若干の再生排気が排気切
替弁２８から漏洩してＮＯx触媒２０に流れる。そのた
め、ＮＯx触媒２０に再生排気中のＳＯxが吸収されるこ
ととなる。

【００６２】また、ＳＯx吸収剤１７の非再生処理時に
は排気切替弁２８をバイパス閉位置に保持してバイパス
管２６を遮断することにより、リーン・リッチスパイク
制御された排気ガスをＳＯx吸収剤１７からＮＯx触媒２
０に流す。このとき、排気ガス中のＳＯxはＳＯx吸収剤
１７に吸収されるので、ＳＯxを除去された排気ガスが
ＮＯx触媒２０に流れて、ＮＯxの吸放出・還元浄化がな
される。

【００６３】しかしながら、ＳＯx吸収剤１７は排気ガ
スの高温に晒されるため、経時的に熱劣化が生じる。こ
の熱劣化が進むとＳＯx吸着力が低下して、リーン・リ
ッチスパイク制御の際のリッチスパイクの排気ガスが流
れた時にもＳＯx吸収剤１７からＳＯxが脱離するように
なり、そのように脱離したＳＯxもＮＯx触媒２０に吸収
されることになる。

【００６４】したがって、ＮＯx触媒２０の上流にＳＯx
吸収剤１７を設け、ＳＯx吸収剤１７の再生処理時には
その再生排気をバイパス管２６に流してＮＯx触媒２０
に流入しないようにしたとしても、ＮＯx触媒２０のＳ
Ｏx被毒を完全に阻止することは難しい。

【００６５】そこで、この排気浄化装置では、ＮＯx触
媒２０に対してもＳＯx放出処理を行うことによりＮＯx
触媒２０のＮＯx浄化能を長期に亘って高く維持するよ
うにしている。この実施の形態では、ＮＯx触媒２０に
対するＳＯx放出処理実行タイミングは、ＥＣＵ３０に
より、エンジンの運転状態（エンジン回転数、機関負
荷、リッチスパイクの頻度等）や燃料のＳ濃度及び排気
切替弁２８の排気ガス漏れ量（漏れ率）から、ＮＯx触
媒２０に吸収されたＳＯx量を推定して算出し、そのＳ
Ｏx量が予め設定した所定量に達したときとする。尚、
ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理は、ＮＯx触媒２０の温
度を所定温度以上の高温に保持しながら、ストイキまた
はリッチ空燃比の排気ガスを所定時間継続してＮＯx触
媒２０に流すことにより行う。

【００６６】ここで、ＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出
処理を行うためにストイキまたはリッチ空燃比の排気ガ
スをＮＯx触媒２０に流した場合、ＮＯx触媒２０の上流
にＳＯx吸収剤１７が設けられているので、ストイキま
たはリッチ空燃比の排気ガスはＮＯx触媒２０に流入す
る前にＳＯx吸収剤１７を流れることになる。そのた
め、ＳＯx吸収剤１７にＳＯxが吸収されている状態でＮ
Ｏx触媒２０のＳＯx放出処理を行うと、ＳＯx吸収剤１
７からＳＯxが放出され、そのＳＯxがＮＯx触媒２０に
再被毒し、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出が有効に実行でき
ない虞れがある。

【００６７】そこで、この排気浄化装置では、ＮＯx触
媒２０に対してＳＯx放出処理を実行する場合には、そ
の前にＳＯx吸収剤１７に対して再生処理を実行してＳ
Ｏx吸収剤１７からＳＯxを放出してから、ＮＯx触媒２
０のＳＯx放出処理を実行するようにした。このように
すると、ＮＯx触媒２０に対するＳＯx放出処理のための
ストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスを流したとき
に、その排気ガスがＳＯx吸収剤１７を通過してもＳＯx
吸収剤１７からＳＯxが放出されず、ＳＯx吸収剤１７を
通過したストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスがＮＯ
x触媒２０に流入して、ＮＯx触媒２０からＳＯxを放出
しＳＯ₂に還元するのに有効に利用されることになる。

【００６８】次に、ＮＯx浄化処理時、ＳＯx吸収剤１７
の再生処理時、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理時におけ
る排気ガスの流れを説明する。＜ＮＯx浄化処理＞初めに、ＮＯx浄化処理時について説
明する。この時には、排気ガス中のＮＯxをＮＯx触媒２
０で吸放出し還元浄化するために、空燃比のリーン・リ
ッチスパイク制御が実行され、排気切替弁２８は図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る。
したがって、このときにはＳＯx吸収剤１７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、ＳＯxを
除去された排気ガスがＮＯx触媒２０に流入し、排気ガ
ス中のＮＯxがＮＯx触媒２０で吸放出されて、還元浄化
されることになる。

【００６９】＜ＳＯx吸収剤１７の再生処理＞次に、Ｓ
Ｏx吸収剤１７からＳＯxを放出すべきとき、即ちＳＯx
吸収剤１７の再生処理時について説明する。この時に
は、排気ガスの温度制御が実行されＳＯx吸収剤１７の
温度がＳＯx放出温度以上に制御され、空燃比はリーン
・リッチスパイク制御から理論空燃比またはリッチ空燃
比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
切り替えられて保持される。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バイパス管２６内に流入
し、ＮＯx触媒２０内には殆ど流入しない。したがっ
て、ＮＯx触媒２０が再生排気中のＳＯxによってＳＯx
被毒することは殆どない。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。

【００７０】ここで、ＳＯx吸収剤１７の再生処理は、
基本的にはＳＯx吸収剤１７に吸収されたＳＯx量が所定
量に達したとＥＣＵ３０が判定したときに実行される
が、ＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出処理を行う必要が
あるとＥＣＵ３０が判定したときにもＮＯx触媒２０の
ＳＯx放出処理に先だってＳＯx吸収剤１７の再生処理が
実行される。

【００７１】次いで、ＳＯx吸収剤１７の再生処理を停
止し再びＮＯx浄化処理に戻すべきときには、再生処理
のための排気ガス温度制御が停止され、空燃比が理論空
燃比またはリッチ空燃比制御からリーン・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。

【００７２】＜ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理＞次に、
ＮＯx触媒２０に対するＳＯx放出処理時について説明す
る。この時には、排気ガスの温度制御が実行されてＮＯ
x触媒２０の温度が所定温度以上に制御され、空燃比は
理論空燃比またはリッチ空燃比に制御され、同時に排気
切替弁２８が図１において実線で示すバイパス閉位置に
保持される。ストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスは
ＳＯx吸収剤１７を通過してＮＯx触媒２０に流れる。そ
の結果、ＮＯx触媒２０に吸収されているＳＯxが放出さ
れ、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。

【００７３】次いで、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理を
停止し再びＮＯx浄化処理に戻すべきときには、ＳＯx放
出処理のための排気ガス温度制御が停止され、空燃比が
理論空燃比またはリッチ空燃比制御からリーン・リッチ
スパイク制御に切り替えられる。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、ＮＯx吸収剤２０
からのＳＯx放出が停止せしめられる。

【００７４】次に、図５を参照して、この実施の形態に
おけるＮＯx触媒２０に対するＳＯx放出処理実行ルーチ
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ＣＰＵ３４によって実行される。

【００７５】＜ステップ１０１＞まず、ＥＣＵ３０は、
ステップ１０１において、ＮＯx触媒２０にＳＯx放出処
理が必要か否かを判定する。つまり、ＥＣＵ３０は、前
述したようにエンジンの運転状態などからＮＯx触媒２
０に吸収されたＳＯx量を推定算出し、そのＳＯx量が所
定量に達したときにはＳＯx放出処理が必要と判定し、
達していないときにはＳＯx放出処理は必要ないと判定
する。

【００７６】＜ステップ１０２＞ステップ１０１で肯定
判定した場合、即ちＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出処
理を行う必要があると判定した場合には、ＥＣＵ３０
は、ステップ１０２に進み、ＮＯx触媒２０に対するＳ
Ｏx放出処理に先だって、ＳＯx吸収剤１７の再生処理を
実行する。このときには、ＳＯx吸収剤１７に吸収され
ているＳＯx量の多少にかかわらずＳＯx吸収剤１７の再
生処理を実行する。この時には、排気切替弁２８がバイ
パス開位置に保持されるので、ＳＯx吸収剤１７から流
出する再生排気はバイパス管２６に流れる。尚、図５の
フローチャートではＳＯx吸収剤１７を「Ｓトラップ」
と称している。

【００７７】＜ステップ１０３＞次に、ＥＣＵ３０は、
ステップ１０３に進み、ＳＯx吸収剤１７の再生処理が
終了したか否かを判定する。ここで、再生処理が終了し
たか否かの判定方法はＳＯx吸収剤１７の種類によって
異なる。例えば、ＳＯx吸収剤１７が、ＳＯx吸収はする
が吸蔵性能のないもの（換言すれば、吸蔵剤を有しない
もの）である場合には、この種のＳＯx吸収剤は吸収し
たＳＯx量にかかわらず一定時間再生処理を行うと完全
にＳＯxが放出されるという特徴があるので、再生処理
が所定時間継続して実行されたか否かによって再生終了
か否かを判定することができる。また、再生処理の継続
時間では再生終了の判定が不可能なＳＯx吸収剤の場合
には、ＳＯx吸収剤１７のすぐ下流にＳＯxセンサを設
け、そのＳＯxセンサの検出値に基づいて再生終了時期
を判定することができる。ステップ１０３で否定判定し
た場合には、ＥＣＵ３０は、ステップ１０２に戻り、Ｓ
Ｏx吸収剤１７の再生処理を続行する。

【００７８】＜ステップ１０４＞ステップ１０３で肯定
判定した場合には、ＥＣＵ３０は、ステップ１０４に進
み、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理を実行する。この時
には、排気切替弁２８がバイパス開位置からバイパス閉
位置に切り替えられて保持され、ストイキまたはリッチ
空燃比の排気ガスはＳＯx吸収剤１７を通った後にＮＯx
触媒２０に流入する。この場合、ＳＯx吸収剤１７の再
生処理を終了した直後であるので、前記排気ガスがＳＯ
x吸収剤１７を通過してもＳＯx吸収剤１７からＳＯxが
放出されることはない。そして、ＳＯx吸収剤１７を通
過したストイキまたはリッチ空燃比の排気ガスは、ＮＯ
x触媒２０からＳＯxを放出しＳＯ₂に還元するのに有効
に利用される。

【００７９】＜ステップ１０５＞次に、ＥＣＵ３０は、
ステップ１０５に進み、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理
が終了したか否か判定する。尚、この実施の形態では、
ＳＯx放出処理が所定時間継続して実行されたときにＳ
Ｏx放出処理を終了したと判定する。

【００８０】ステップ１０５で否定判定した場合には、
ＥＣＵ３０はステップ１０４に戻り、ＮＯx触媒２０の
ＳＯx放出処理を続行する。ステップ１０５で肯定判定
した場合には、ＥＣＵ３０はリターンに進み、ＮＯx浄
化処理に戻る。また、ステップ１０１で否定判定した場
合も、ＥＣＵ３０はリターンに進み、ＮＯx浄化処理に
戻る。

【００８１】このように、この実施の形態の排気浄化装
置によれば、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理を実行する
直前にＳＯx吸収剤１７の再生処理を実行しているの
で、ＮＯx触媒２０のＳＯx放出処理時にＳＯx吸収剤１
７からＳＯxが放出されることがなく、したがって、Ｓ
Ｏx放出処理時にＮＯx触媒２０がＳＯx被毒するのを防
止することができる。また、ＮＯx触媒２０からＳＯxを
放出して、ＮＯx浄化能力を回復することができる。

【００８２】尚、この第１の実施の形態においては、Ｅ
ＣＵ３０による一連の信号処理のうち、ステップ１０２
を実行する部分はＳＯx吸収剤再生手段ということがで
き、ステップ１０４を実行する部分はＮＯx吸収剤ＳＯx
放出手段ということができる。

【００８３】〔第２の実施の形態〕次に、本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の第２の実施の形態を説明す
る。前述の第１の実施の形態では、ＳＯxを含む微量の
排気ガスがＮＯx触媒２０に流入するのを許容した上
で、ＮＯx触媒２０に所定量のＳＯxが吸収された時に、
ＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出処理を実行してＳＯx
を放出し、ＮＯx触媒２０をＳＯx被毒から回復するよう
にしているが、第２の実施の形態では、ＮＯx触媒２０
にＳＯxを流入させないようにして、ＮＯx触媒２０のＳ
Ｏx被毒を完全に防止するものである。したがって、第
２の実施の形態では、ＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出
処理は行わない。

【００８４】次に、図６を参照して第２の実施の形態の
排気浄化装置について説明する。第２の実施の形態で
は、ケーシング２１の内部においてＮＯx触媒（ＮＯx吸
収剤）２０の上流側にもＳＯx吸収剤２４が収容されて
いる。つまり、ＳＯx吸収剤２４は、排気切替弁（排気
経路切替手段）２８の下流であってＮＯx触媒（ＮＯx吸
収剤）２０の上流に配置されている。ここで、この第２
の実施の形態では、ＳＯx吸収剤１７，２４をそれぞ
れ、第１のＳＯx吸収剤１７、第２のＳＯx吸収剤２４と
区別して呼ぶこととする。

【００８５】第１のＳＯx吸収剤１７は前述第１の実施
の形態のＳＯx吸収剤１７と同じものであり、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吸収剤である。したがって、第１の実施
の形態のときと同じ条件による再生処理によって、第１
のＳＯx吸収剤１７に吸収されたＳＯxを放出することが
できる。

【００８６】これに対して、第２のＳＯx吸収剤２４
は、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときにはＳＯ
xを吸収するが、流入する排気ガスの酸素濃度が低くな
っても吸収したＳＯxを放出しにくい性質を備えたＳＯx
吸収剤が使用されている。

【００８７】第２のＳＯx吸収剤２４を設けた主な目的
は、第１のＳＯx吸収剤１７に対する再生処理時に、Ｓ
Ｏx濃度の高い再生排気が排気切替弁２８を漏洩してＮ
Ｏx触媒２０に向かって流れたときに再生排気中のＳＯx
を吸蔵して、ＮＯx触媒２０にＳＯxが流れ込まないよう
にすることにある。

【００８８】ところで、前記再生処理時に再生排気が排
気切替弁２８を漏洩するといっても、排気切替弁２８の
漏洩率が数％程度であるため漏洩する再生排気の量は極
めて少なく、したがって、再生排気は第２のＳＯx吸収
剤２４を極めて小さい空間速度（以下、ＳＶと略す）で
流れることになる。また、再生処理中、第２のＳＯx吸
収剤２４は放熱により冷却される。したがって、第２の
ＳＯx吸収剤２４には、低ＳＶで降温時に、空燃比がリ
ッチ域で高濃度のＳ分を吸蔵する機能が要求される。

【００８９】このような要求に応えるために、第２のＳ
Ｏx吸収剤２４としては、吸蔵剤のＳＯx吸蔵力が強くＳ
Ｏx吸蔵量の多いものとし、さらに、ＳＯxの放出性を抑
制するために、Ｐｔなどの貴金属の坦持量を低下させた
り、この貴金属の分散性を低下させたり、貴金属の代わ
りに卑金属を用いる。このように構成された第２のＳＯ
x吸収剤２４では、一度吸蔵されたＳＯxは極めて脱離し
難くくなるので、再生処理は行わない。再生処理を行わ
なくても、再生排気の漏洩によるＳＯx量は微量である
ので、第２のＳＯx吸収剤２４の容量が小さくても、長
期に亘ってその機能を十分に発揮し得る。

【００９０】このように、この第２の実施の形態の排気
浄化装置によれば、ＮＯx触媒２０に流入する排気ガス
は、その前に必ず第２のＳＯx吸収剤２４を流れるの
で、排気ガス中のＳＯxは第２のＳＯx吸収剤２４に吸蔵
され、しかも、一旦第２のＳＯx吸収剤２４に吸収され
たＳＯxは例えストイキまたはリッチ空燃比の排気ガス
が流入しても脱離することがないので、ＳＯxがＮＯx触
媒２０に流れ込むことはない。したがって、ＮＯx触媒
２０のＳＯx被毒を完全に防止することができる。

【００９１】その他の構成については、前述第１の実施
の形態の排気浄化装置と同じであるので、図６において
同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。ま
た、ＮＯx浄化処理時及び第１のＳＯx吸収剤１７の再生
処理時における排気切替弁２８の作動、排気ガスの流
れ、第１のＳＯx吸収剤１７の作用、ＮＯx触媒２０の作
用についても第１の実施の形態と同じであるので、それ
らの説明は省略する。但し、前述したように、この第２
の実施の形態では、ＮＯx触媒２０に対してＳＯx放出処
理は行わない。

【００９２】〔第３の実施の形態〕次に、本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の第３の実施の形態を図７から
図９の図面を参照して説明する。この第３の実施の形態
は前述した第２の実施の形態の変形例である。

【００９３】第３の実施の形態の排気浄化装置において
は、第１のＳＯx吸収剤１７とＮＯx触媒２０とが４つの
ポートを備えた排気切替弁（排気経路切替手段）５０を
介して接続されており、この排気切替弁５０の弁体位置
を切り替えて排気ガスの流れを切り替えることにより、
排気ガスをＮＯx触媒２０に順流で流したり逆流で流し
たり、あるいはＮＯx触媒２０を迂回して流したりする
ことができるように構成されている。

【００９４】詳述すると、エンジンの排気ポートに連結
された排気マニホールド１６には、第１のＳＯx吸収剤
１７を内蔵したケーシング１８が接続されており、ケー
シング１８は排気管５１を介して排気切替弁５０の第１
ポートに接続されている。排気切替弁５０の第２ポート
は排気ガスを大気に排出する排気管５２に接続され、排
気切替弁５０の第３ポートはＮＯx触媒２０及び第２の
ＳＯx吸収剤２４を内蔵したケーシング２１の入口２１
ａに排気管５３を介して接続され、排気切替弁５０の第
４ポートは排気管５４を介してケーシング２１の出口２
１ｂに接続されている。第２のＳＯx吸収剤２４はケー
シング２１の入口２１ａ側に内蔵され、ＮＯx触媒２０
はケーシング２１の出口２１ｂ側に内蔵されている。こ
こで、第１のＳＯx吸収剤１７、ＮＯx触媒２０、第２の
ＳＯx吸収剤２４は、前述した第２の実施の形態のもの
と全く同じである。

【００９５】この排気切替弁５０はアクチュエータ５５
に駆動されて弁体位置の切り替えが行われるようになっ
ており、アクチュエータ５５はＥＣＵにより制御され
る。排気切替弁５０の弁体が図７に示すように位置して
いるとき、排気切替弁５０は、排気管５１と排気管５３
とを接続するとともに排気管５２と排気管５４とを接続
し、この時、排気ガスは、排気マニホールド１６→第１
のＳＯx吸収剤１７→排気管５１→排気管５３→第２の
ＳＯx吸収剤２４→ＮＯx触媒２０→排気管５４→排気管
５２の順に流れて、大気に放出される。このようにケー
シング２１の入口２１ａから出口２１ｂに向かって流れ
る排気ガスの流れを以下の説明においては「順流」と称
し、このときの排気切替弁５０の弁体位置を「順流位
置」と称す。

【００９６】また、排気切替弁５０の弁体が図８に示す
ように位置しているとき、排気切替弁５０は、排気管５
１と排気管５４とを接続するとともに排気管５２と排気
管５３とを接続し、この時、排気ガスは、排気マニホー
ルド１６→第１のＳＯx吸収剤１７→排気管５１→排気
管５４→ＮＯx触媒２０→第２のＳＯx吸収剤２４→排気
管５３→排気管５２の順に流れて、大気に放出される。
このようにケーシング２１の出口２１ｂから入口２１ａ
に向かって流れる排気ガスの流れを以下の説明において
は「逆流」と称し、このときの排気切替弁５０の弁体位
置を「逆流位置」と称す。

【００９７】このように、ＮＯx触媒２０における排気
ガスの流れ方向を順流と逆流に切り替え可能にした場
合、その使用方法は種々考えられるが、その一つに、排
気切替弁５０からＮＯx触媒２０までの流路長さの違い
による排気ガスの温度降下の大きさの相違を利用するも
のがある。ＮＯx触媒２０はＮＯx浄化に好適な温度域を
有しており、ＮＯx触媒２０の温度が低過ぎても高過ぎ
てもＮＯx浄化率が悪くなる。一方、排気ガスがＮＯx触
媒２０に流入するまでの流路長さは、排気切替弁５０を
逆流位置にしたときの方が順流位置にしたときよりも長
く、したがって、排気切替弁５０を逆流位置にしたとき
の方が順流位置にしたときよりも、ＮＯx触媒２０に流
入するまでの排気ガスの温度降下が大きい。そこで、排
気ガス温度が高いときには排気ガスをＮＯx触媒２０に
逆流で流し、排気ガス温度が低いときには排気ガスをＮ
Ｏx触媒２０に順流で流すことにより、ＮＯx触媒２０を
ＮＯx浄化に好適な温度域に保持するのである。

【００９８】そして、この排気浄化装置では、第１のＳ
Ｏx吸収剤１７に対する再生処理時には、排気切替弁５
０の弁体を図９に示すように位置させる。このときの排
気切替弁５０の弁体位置を以下の説明では「バイパス位
置」と称す。このようにすると、排気切替弁５０は排気
管５１と排気管５２を短絡するので、第１のＳＯx吸収
剤１７から流出する再生排気は排気管５１から排気管５
２へと流れて大気に放出される。つまり、排気ガスはＮ
Ｏx触媒２０を迂回して流れることになる。

【００９９】ところで、排気切替弁５０の弁体をバイパ
ス位置にすると、排気管５１，５２は排気管５３及び排
気管５４にも連通するようになるが、排気管５３と排気
管５４は第２のＳＯx吸収剤２４及びＮＯx触媒２０を内
蔵したケーシング２１によって接続されているので、排
気管５３，５４を流れるガスにとっては大きな抵抗とな
り、再生排気の殆どは抵抗の少ない排気管５２の方に流
れるはずである。しかしながら、排気管５１に連通状態
にある排気管５３，５４にも微量ではあるが再生排気が
流れる虞れがあり、再生排気が流れ込む場合には、ケー
シング２１までの流路長さの短い排気管５３に流れ易
い。そこで、排気管５３に連結されているケーシング２
１の入口２１ａ側に第２のＳＯx吸収剤２４を設け、再
生排気が流入した場合にも再生排気中のＳＯxをこの第
２のＳＯx吸収剤２４で吸収し、ＮＯx触媒２０にＳＯx
を流入させないようにすることにより、ＮＯx触媒２０
のＳＯx被毒を完全に防止する。尚、この第３の実施の
形態においては、排気管５２がバイパス通路を構成す
る。

【０１００】〔第４の実施の形態〕次に、本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の第４の実施の形態を図１０の
図面を参照して説明する。この第４の実施の形態と前述
した第３の実施の形態との構成上の相違点は次の通りで
ある。

【０１０１】排気管５４の途中には、第３のＳＯx吸収
剤６１とＨＣ吸着剤６２を内蔵したケーシング６０が設
けられており、排気管５４は、ケーシング２１の出口２
１ｂとケーシング６０の入口６０ａを接続する排気管５
４Ａと、ケーシング６０の出口６０ｂと排気切替弁５０
の第４ポートを接続する排気管５４Ｂから構成されてい
る。第３のＳＯx吸収剤６１はケーシング６０の出口６
０ｂ側に内蔵され、ＨＣ吸着剤６２はケーシング６０の
入口６０ａ側に内蔵されている。

【０１０２】第３のＳＯx吸収剤６１は第２のＳＯx吸収
剤２４と同じＳＯx吸収剤からなる。ＨＣ吸着剤６２
は、ＨＣ吸着剤６２の温度が所定温度（以下、この温度
をＨＣ脱離温度と称す）以下のときに炭化水素（ＨＣ）
を吸着し、前記ＨＣ脱離温度を越えると吸着したＨＣを
脱離する性質を有するものであり、例えばゼオライトな
どの多孔体で構成されている。

【０１０３】一般に、エンジンの始動時には排気ガス温
度が低く、ＮＯx触媒２０が活性温度に達していないの
で、排気ガスをＮＯx触媒２０に流しても浄化されず、
そのため、排気ガス中のＨＣが大気に放出される虞れが
ある。そこで、この排気浄化装置では、ＮＯx触媒２０
が活性温度に達するまでは、ＨＣ吸着剤６２によって排
気ガス中のＨＣを吸着し、大気へのＨＣ放出を防止する
のである。

【０１０４】そのために、第４の実施の形態において
は、排気切替弁５０の弁体を次のように切替制御する。
排気ガス温度がＨＣ脱離温度以下の時には、排気切替弁
５０の弁体を図１０に示すように順流位置にして、排気
ガスを、排気マニホールド１６→第１のＳＯx吸収剤１
７→排気管５１→排気管５３→第２のＳＯx吸収剤２４
→ＮＯx触媒２０→排気管５４Ａ→ＨＣ吸着剤６２→第
３のＳＯx吸収剤６１→排気管５４Ｂ→排気管５２の順
に流す。この時には、ＮＯx触媒２０は活性温度に達し
ていないので、排気ガスは殆ど浄化されずにＮＯx触媒
２０を通過する。その後、排気ガスはＨＣ吸着剤６２を
通過するが、その際に排気ガス中のＨＣがＨＣ吸着剤６
１に吸着されるので、排気ガス中のＨＣを大気に放出す
るのを防止することができる。

【０１０５】次に、排気ガス温度がＨＣ脱離温度を超え
た時には、排気切替弁５０の弁体を逆流位置にして、排
気ガスを、排気マニホールド１６→第１のＳＯx吸収剤
１７→排気管５１→排気管５４Ｂ→第３のＳＯx吸収剤
６１→ＨＣ吸着剤６２→排気管５４Ａ→ＮＯx触媒２０
→第２のＳＯx吸収剤２４→排気管５３→排気管５２の
順に流す。この時には、排気ガスがＨＣ吸着剤６１を流
れる際にＨＣ吸着剤６１からＨＣが脱離し、脱離したＨ
Ｃが排気ガスと共にＮＯx触媒２０に流入する。そし
て、この時にはＮＯx触媒２０も活性温度に達してお
り、ＨＣ吸着剤６１から脱離したＨＣも排気ガス中のＮ
ＯxとともにＮＯx触媒２０によって浄化される。

【０１０６】そして、この排気浄化装置においても、第
１のＳＯx吸収剤１７に対する再生処理時には、第３の
実施の形態の場合と同様に、排気切替弁５０の弁体をバ
イパス位置にして排気管５１と排気管５２を短絡し、第
１のＳＯx吸収剤１７から流出する再生排気を排気管５
１から排気管５２へと流して大気に放出する。つまり、
排気ガスはＮＯx触媒２０を迂回して流れることにな
る。

【０１０７】前述したように、排気切替弁５０の弁体を
バイパス位置にすると、排気管５１，５２は排気管５３
及び排気管５４にも連通するようになり、排気管５３，
５４にも微量ではあるが再生排気が流れる虞れがある。
そして、この第４の実施の形態では、排気切替弁５０か
らケーシング２０の入口２１ａまでの流路長さと、排気
切替弁５０からケーシング６０の出口６０ｂまでの流路
長さが殆ど同じであるので、再生排気は両方のケーシン
グ２１，６０に流れ込む可能性がある。そこで、この第
４の実施の形態では、ケーシング２１の入口２１ａ側に
第２のＳＯx吸収剤２４を設けるだけでなく、排気管５
４Ｂに連結されているケーシング６０の出口６０ｂ側に
も第３のＳＯx吸収剤６１を設けて、再生排気が流入し
てきた場合にも再生排気中のＳＯxを第２のＳＯx吸収剤
２４あるいは第３のＳＯx吸収剤６１で吸収し、ＮＯx触
媒２０及びＨＣ吸着剤６２にＳＯxを流入させないよう
にすることにより、ＮＯx触媒２０及びＨＣ吸着剤６２
のＳＯx被毒を完全に防止する。尚、この第４の実施の
形態においても、排気管５２がバイパス通路を構成す
る。

【０１０８】〔他の実施の形態〕前述した各実施の形態
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
焼室での燃焼が理論空燃比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
（第１のＳＯx吸収剤１７を含む、以下同様）およびＮ
Ｏx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。

【０１０９】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理論空燃比ある
いはリッチ空燃比にすることにより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理論
空燃比あるいはリッチ空燃比にし、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理論空燃比あるいはリッチ空
燃比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。

【０１１０】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理論空燃
比あるいはリッチ空燃比にするためには、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。

【０１１１】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理論空燃比またはリッチ空燃比
にすることが可能である。

【０１１２】

【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、ＳＯx吸収剤と、ＮＯx吸収剤と、
バイパス通路と、排気経路切替手段と、ＳＯx吸収剤再
生手段と、ＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段と、を備え、前記
ＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段によるＮＯx吸収剤からのＳ
Ｏx放出処理は、前記ＳＯx吸収剤再生手段によるＳＯx
吸収剤の再生処理終了後に実行されるようにしたことに
より、ＮＯx吸収剤のＳＯx放出処理時にＳＯx吸収剤か
らＳＯxが脱離することがなく、ＮＯx触媒がＳＯx被毒
することがない。そして、ＮＯx吸収剤のＳＯx放出処理
が実効あるものとなる。

【０１１３】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、第１のＳＯx吸収剤と、ＮＯx吸収剤
と、バイパス通路と、排気経路切替手段と、第２のＳＯ
x吸収剤と、ＳＯx吸収剤再生手段と、を備えたことによ
り、ＮＯx吸収剤がＳＯx被毒するのを確実に防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第１
の実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。

【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。

【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る。

【図５】前記第１の実施の形態におけるＮＯx吸収剤
に対するＳＯx放出処理実行ルーチンである。

【図６】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第２
の実施の形態における概略構成図である。

【図７】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第３
の実施の形態において順流時の要部の構成図である。

【図８】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第３
の実施の形態において逆流時の要部の構成図である。

【図９】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第３
の実施の形態においてバイパス時の要部の構成図であ
る。

【図１０】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
４の実施の形態において順流時の要部の構成図である。

【符号の説明】

１機関本体（内燃機関）３燃焼室４点火栓１１燃料噴射弁１６，１９，２２，５１，５２，５３，５４，５４Ａ，
５４Ｂ排気管（排気通路）１７ＳＯx吸収剤、第１のＳＯx吸収剤２０ＮＯx触媒（ＮＯx吸収剤）２４第２のＳＯx吸収剤２６バイパス管（バイパス通路）２８，５０排気切替弁（排気経路切替手段）３０ＥＣＵ５２排気管（バイパス通路）

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｅ 3/28 ３０１ 3/28 ３０１ＣＦ０２Ｄ 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ａ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０ＡＦターム(参考） 3G065 AA01 AA04 CA12 CA27 EA01 EA02 EA03 EA04 EA05 EA08 EA09 EA10 FA03 GA05 GA08 GA10 KA33 3G091 AA02 AA11 AA12 AA13 AA17 AA18 AA23 AA28 AB06 AB08 AB09 AB10 BA03 BA04 BA11 BA14 BA15 BA20 BA32 BA33 CA12 CA13 CA26 CB02 CB03 DA01 DA02 DA03 DA04 DA08 DB10 DB13 EA01 EA05 EA17 EA30 EA33 FA02 FA04 FA08 FA09 FA12 FA13 FA14 FA17 FA18 FA19 FB02 FB03 FB10 FB11 FB12 FC02 FC07 FC08 GB01X GB01Y GB02W GB02Y GB03W GB03Y GB04W GB04Y GB05W GB05Y GB06W GB06Y GB09Y GB10X GB10Y GB16X HA18 HA20 HA36 HA37 HB03 HB05 3G301 HA01 HA02 HA04 HA06 HA13 HA15 HA18 JA15 JA21 JA25 JA26 JA33 JB09 KA01 KA06 KA07 KA08 KA09 KA12 KA16 KA21 KA23 KB02 KB03 KB04 LB02 MA01 MA11 MA12 MA18 NA08 NA09 NE01 NE02 NE06 NE07 NE13 NE14 NE15 PA01B PD01B PD11B PE01B PE03B

Claims

【特許請求の範囲】

【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経路切替手段と、（ホ）前記
ＳＯx吸収剤からＳＯxを放出すべき再生処理時に、排気
ガスの空燃比を理論空燃比またはリッチ空燃比に制御す
るとともに、ＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記
バイパス通路に導くように前記排気経路切替手段を制御
するＳＯx吸収剤再生手段と、（ヘ）前記ＮＯx吸収剤に
吸収されたＳＯxを該ＮＯx吸収剤から放出すべきＳＯx
放出処理時に、排気ガスの空燃比を理論空燃比またはリ
ッチ空燃比に制御するとともに、前記ＳＯx吸収剤から
流出した排気ガスを該ＮＯx吸収剤に導くように前記排
気経路切替手段を制御するＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段
と、を備え、前記ＮＯx吸収剤ＳＯx放出手段によるＮＯx吸
収剤からのＳＯx放出処理は、前記ＳＯx吸収剤再生手段
によるＳＯx吸収剤の再生処理終了後に実行されること
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を放出する第１のＳＯx吸収剤と、
（ロ）前記第１の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）
前記第１の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）前記第１の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経路切
替手段と、（ホ）前記排気経路切替手段の下流であって
前記ＮＯx吸収剤の上流に配置され、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
素濃度が低くなっても吸収したＳＯxを放出しにくい第
２のＳＯx吸収剤と、（ヘ）前記第１のＳＯx吸収剤から
ＳＯxを放出すべき再生処理時に、排気ガスの空燃比を
理論空燃比またはリッチ空燃比に制御するとともに、前
記第１のＳＯx吸収剤から流出した排気ガスを前記バイ
パス通路に導くように前記排気経路切替手段を制御する
ＳＯx吸収剤再生手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。