JP2000352337A - 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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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の運転状態が変化しても効率よく排
気ガスの浄化を行う。 【解決手段】 第１排気管集合部１２をエンジン１１の
３つの気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続された各排気管ＥＸ
１，ＥＸ２，ＥＸ３から構成し、下流側に第１三元触媒
（ＴＷＣ）１４ａを備えた。気筒Ｅ４に接続された排気
管ＥＸ４の下流側には第２ＴＷＣ１４ｂを備えた。第１
及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂの下流側に接続された各
排気管を連結することによって第２排気管集合部１３を
形成し、連結点の下流側に脱硝触媒１５を備えた。脱硝
触媒１５の下流側にはＮＯX吸収剤２１を備えた。部分
リーンバーン制御時には、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に理論
空燃比よりもリーン側の混合気を供給し、気筒Ｅ４に理
論空燃比よりもリッチ側の混合気を供給し、エンジン１
１全体としては理論空燃比よりもリーン側になるように
制御する。
気ガスの浄化を行う。 【解決手段】 第１排気管集合部１２をエンジン１１の
３つの気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続された各排気管ＥＸ
１，ＥＸ２，ＥＸ３から構成し、下流側に第１三元触媒
（ＴＷＣ）１４ａを備えた。気筒Ｅ４に接続された排気
管ＥＸ４の下流側には第２ＴＷＣ１４ｂを備えた。第１
及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂの下流側に接続された各
排気管を連結することによって第２排気管集合部１３を
形成し、連結点の下流側に脱硝触媒１５を備えた。脱硝
触媒１５の下流側にはＮＯX吸収剤２１を備えた。部分
リーンバーン制御時には、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に理論
空燃比よりもリーン側の混合気を供給し、気筒Ｅ４に理
論空燃比よりもリッチ側の混合気を供給し、エンジン１
１全体としては理論空燃比よりもリーン側になるように
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関し、特に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）
を還元浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
化装置に関し、特に排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）
を還元浄化する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関から排出される排気ガス
中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX等の有害成分を浄化す
る排気浄化装置として、三元触媒を利用したものが知ら
れている。三元触媒は排気ガスの空燃比が理論空燃比
（ストイキ）の時にＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分を同時
に浄化することができるが、排気ガスの空燃比が理論空
燃比よりリーン側になるとＮＯXを浄化する能力が急激
に低下する。一方、排気ガスの空燃比が理論空燃比より
リッチ側になると、排気ガス中のＮＯXの一部はＮ2に変
換されると共に、残りのＮＯXはＮＨ3へと変換される。
このため、例えば、特開平１０−２２１９号公報に開示
されているように、複数の気筒を有する内燃機関におい
て、一部の気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーン側に
設定し、残りの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチ
側に設定し、内燃機関全体としては空燃比が理論空燃比
よりもリーン側になるように設定しておき、リッチ雰囲
気の排気ガスを三元触媒を通過させた後にリーン雰囲気
の排気ガスと合流させて脱硝触媒に流入させることによ
って、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXと、リッチ雰
囲気の排気ガス中のＮＨ3との脱硝反応により、Ｎ2及び
Ｈ2Ｏを生成して排気ガスの浄化を行う技術が知られて
いる。
中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX等の有害成分を浄化す
る排気浄化装置として、三元触媒を利用したものが知ら
れている。三元触媒は排気ガスの空燃比が理論空燃比
（ストイキ）の時にＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分を同時
に浄化することができるが、排気ガスの空燃比が理論空
燃比よりリーン側になるとＮＯXを浄化する能力が急激
に低下する。一方、排気ガスの空燃比が理論空燃比より
リッチ側になると、排気ガス中のＮＯXの一部はＮ2に変
換されると共に、残りのＮＯXはＮＨ3へと変換される。
このため、例えば、特開平１０−２２１９号公報に開示
されているように、複数の気筒を有する内燃機関におい
て、一部の気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーン側に
設定し、残りの気筒の空燃比を理論空燃比よりもリッチ
側に設定し、内燃機関全体としては空燃比が理論空燃比
よりもリーン側になるように設定しておき、リッチ雰囲
気の排気ガスを三元触媒を通過させた後にリーン雰囲気
の排気ガスと合流させて脱硝触媒に流入させることによ
って、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXと、リッチ雰
囲気の排気ガス中のＮＨ3との脱硝反応により、Ｎ2及び
Ｈ2Ｏを生成して排気ガスの浄化を行う技術が知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
内燃機関の排気浄化装置では、例えば内燃機関の始動直
後等においては、内燃機関の排気系に備えられた脱硝触
媒の温度が低く、脱硝反応によるＮＯXの浄化効率が低
いため、内燃機関の空燃比を理論空燃比よりもリーン側
に設定してリーンバーン制御を行うと排気ガス中のＮＯ
Xを充分に除去できないという問題がある。さらに、上
述したように内燃機関の始動直後のリーンバーン制御で
は安定した燃焼が得られないことから内燃機関の空燃比
をストイキに設定して運転する場合や、例えば高負荷時
等において内燃機関の空燃比を理論空燃比、もしくは理
論空燃比よりもリッチ側に設定して運転する場合には、
たとえ脱硝触媒が活性していても、リッチ雰囲気の排気
ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ等は浄化されずに大気中に
排出されてしまうという問題がある。本発明は上記事情
に鑑みてなされたもので、内燃機関の空燃比を、例えば
理論空燃比よりもリーン側に設定した状態から、理論空
燃比もしくは理論空燃比よりもリッチ側に設定する等に
よって、運転状態を変化させても効率よく排気ガスの浄
化を行うことが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。
内燃機関の排気浄化装置では、例えば内燃機関の始動直
後等においては、内燃機関の排気系に備えられた脱硝触
媒の温度が低く、脱硝反応によるＮＯXの浄化効率が低
いため、内燃機関の空燃比を理論空燃比よりもリーン側
に設定してリーンバーン制御を行うと排気ガス中のＮＯ
Xを充分に除去できないという問題がある。さらに、上
述したように内燃機関の始動直後のリーンバーン制御で
は安定した燃焼が得られないことから内燃機関の空燃比
をストイキに設定して運転する場合や、例えば高負荷時
等において内燃機関の空燃比を理論空燃比、もしくは理
論空燃比よりもリッチ側に設定して運転する場合には、
たとえ脱硝触媒が活性していても、リッチ雰囲気の排気
ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ等は浄化されずに大気中に
排出されてしまうという問題がある。本発明は上記事情
に鑑みてなされたもので、内燃機関の空燃比を、例えば
理論空燃比よりもリーン側に設定した状態から、理論空
燃比もしくは理論空燃比よりもリッチ側に設定する等に
よって、運転状態を変化させても効率よく排気ガスの浄
化を行うことが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、本発明の内燃機関の排気浄化装
置は、複数の気筒を有する内燃機関の排気系が互いに独
立な少なくとも２つ以上の組に分けられており、これら
の各組に三元触媒が配置されていると共に、前記三元触
媒の下流側で前記各組の排気系が合流されており、この
合流点の下流側に、排気ガス中のアンモニアによりＮＯ
Xを浄化する脱硝触媒と、排気ガスの空燃比が理論空燃
比よりもリーンのとき窒素酸化物を吸収し、リッチのと
き前記窒素酸化物を還元する窒素酸化物浄化手段（後述
する実施形態ではＮＯX吸収剤２１）とを具備してなる
内燃機関の排気浄化装置であって、前記内燃機関の空燃
比制御において、前記独立した各組の一部に連なる前記
気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりリー
ン側に設定し、前記独立した各組の残りの排気系に連な
る前記気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よ
りリッチ側に設定する部分リーン領域（図５における領
域Ａ３）と、全ての前記気筒に供給される混合気の空燃
比を理論空燃比に設定する領域（図５における領域Ａ
２）と、全ての前記気筒に供給される混合気の空燃比を
理論空燃比よりもリーン側に設定する領域（図５におけ
る領域Ａ１）とを前記内燃機関の運転状態に応じて切り
換える空燃比制御手段（後述する実施の形態では制御回
路１８）を備えることを特徴としている。
目的を達成するために、本発明の内燃機関の排気浄化装
置は、複数の気筒を有する内燃機関の排気系が互いに独
立な少なくとも２つ以上の組に分けられており、これら
の各組に三元触媒が配置されていると共に、前記三元触
媒の下流側で前記各組の排気系が合流されており、この
合流点の下流側に、排気ガス中のアンモニアによりＮＯ
Xを浄化する脱硝触媒と、排気ガスの空燃比が理論空燃
比よりもリーンのとき窒素酸化物を吸収し、リッチのと
き前記窒素酸化物を還元する窒素酸化物浄化手段（後述
する実施形態ではＮＯX吸収剤２１）とを具備してなる
内燃機関の排気浄化装置であって、前記内燃機関の空燃
比制御において、前記独立した各組の一部に連なる前記
気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりリー
ン側に設定し、前記独立した各組の残りの排気系に連な
る前記気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よ
りリッチ側に設定する部分リーン領域（図５における領
域Ａ３）と、全ての前記気筒に供給される混合気の空燃
比を理論空燃比に設定する領域（図５における領域Ａ
２）と、全ての前記気筒に供給される混合気の空燃比を
理論空燃比よりもリーン側に設定する領域（図５におけ
る領域Ａ１）とを前記内燃機関の運転状態に応じて切り
換える空燃比制御手段（後述する実施の形態では制御回
路１８）を備えることを特徴としている。
【０００５】上記構成の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、内燃機関の全気筒の空燃比を理論空燃比に設定して
運転する場合は、三元触媒によって排気ガス中に含まれ
るＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成分を確実に浄化することがで
き、部分リーンバーン制御を行う場合は、脱硝触媒内に
おいて、リッチ雰囲気の排気ガス中に生成されたＮＨ3
と、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXとの脱硝反応に
よりＮ2及びＨ2Ｏを生成して排気ガス中のＮＯX成分の
浄化を行うことができることに加えて、脱硝触媒の下流
側に窒素酸化物浄化手段が備えられていることから、内
燃機関の全気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーン側に
設定した場合でも、リーン雰囲気の排気ガス中に含まれ
るＮＯX成分を窒素酸化物浄化手段によって例えば吸収
あるいは吸着して浄化することができる。このため、内
燃機関の運転状態が、例えば通常運転時や低負荷時から
中負荷時、さらには高負荷時へと変化した場合でも、排
気ガスに対する浄化効率が低下することを確実に防ぐこ
とができる。
ば、内燃機関の全気筒の空燃比を理論空燃比に設定して
運転する場合は、三元触媒によって排気ガス中に含まれ
るＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成分を確実に浄化することがで
き、部分リーンバーン制御を行う場合は、脱硝触媒内に
おいて、リッチ雰囲気の排気ガス中に生成されたＮＨ3
と、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXとの脱硝反応に
よりＮ2及びＨ2Ｏを生成して排気ガス中のＮＯX成分の
浄化を行うことができることに加えて、脱硝触媒の下流
側に窒素酸化物浄化手段が備えられていることから、内
燃機関の全気筒の空燃比を理論空燃比よりもリーン側に
設定した場合でも、リーン雰囲気の排気ガス中に含まれ
るＮＯX成分を窒素酸化物浄化手段によって例えば吸収
あるいは吸着して浄化することができる。このため、内
燃機関の運転状態が、例えば通常運転時や低負荷時から
中負荷時、さらには高負荷時へと変化した場合でも、排
気ガスに対する浄化効率が低下することを確実に防ぐこ
とができる。
【０００６】また、部分リーンバーン制御を行っている
際には、排気ガス中のＮＯX成分が脱硝触媒において浄
化されなかった場合でも、脱硝触媒の下流側に備えられ
た窒素酸化物浄化手段によってＮＯX成分の浄化を行う
ことができるため、より一層排気ガスの浄化効率を向上
することができる。さらに、例えば全気筒の空燃比を理
論空燃比よりもリーン側に設定した場合等において、窒
素酸化物浄化手段に吸収あるいは吸着されたＮＯXが蓄
積されて窒素酸化物浄化手段の窒素酸化物吸収能力が低
下した場合に、例えば一時的に窒素酸化物浄化手段に流
入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に
設定して、窒素酸化物浄化手段に吸収されたＮＯXを放
出させると共に、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれる
ＨＣ、ＣＯ等により、放出されたＮＯXを還元浄化す
る、いわゆるリッチスパイクを実施して窒素酸化物浄化
手段の再生を行う際には、例えば全気筒の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定すること無しに、部分リー
ンバーン制御によって窒素酸化物浄化手段を再生するこ
とができる。この場合、一部の気筒のみがリーンからリ
ッチへと切り換えられるだけであり、運転状態の変化を
小さくすることができため、例えばトルクの段差等によ
るドライバビリティーの悪化を防ぐことができる。
際には、排気ガス中のＮＯX成分が脱硝触媒において浄
化されなかった場合でも、脱硝触媒の下流側に備えられ
た窒素酸化物浄化手段によってＮＯX成分の浄化を行う
ことができるため、より一層排気ガスの浄化効率を向上
することができる。さらに、例えば全気筒の空燃比を理
論空燃比よりもリーン側に設定した場合等において、窒
素酸化物浄化手段に吸収あるいは吸着されたＮＯXが蓄
積されて窒素酸化物浄化手段の窒素酸化物吸収能力が低
下した場合に、例えば一時的に窒素酸化物浄化手段に流
入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に
設定して、窒素酸化物浄化手段に吸収されたＮＯXを放
出させると共に、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれる
ＨＣ、ＣＯ等により、放出されたＮＯXを還元浄化す
る、いわゆるリッチスパイクを実施して窒素酸化物浄化
手段の再生を行う際には、例えば全気筒の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定すること無しに、部分リー
ンバーン制御によって窒素酸化物浄化手段を再生するこ
とができる。この場合、一部の気筒のみがリーンからリ
ッチへと切り換えられるだけであり、運転状態の変化を
小さくすることができため、例えばトルクの段差等によ
るドライバビリティーの悪化を防ぐことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の内燃機関の排気浄
化装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説
明する。図１は本発明の第１実施形態による内燃機関の
排気浄化装置１０の構成図である。本実施の形態による
内燃機関の排気浄化装置１０は、多気筒例えば４気筒の
エンジン１１からなる内燃機関と、第１及び第２排気管
集合部１２，１３と、第１及び第２三元触媒（ＴＷＣ）
１４ａ，１４ｂと、脱硝触媒１５と、２つの第１Ｏ2セ
ンサ１６ａ，１６ｂと、第２Ｏ2センサ１７と、制御回
路１８とを備えて構成されている。第１排気管集合部１
２はエンジン１１の３つの気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続
された各排気管ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３からなり、この
排気管集合部１２の下流側には排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX等の成分を浄化する第１三元触媒（ＴＷＣ）
１４ａが備えられている。また、エンジン１１の気筒Ｅ
４に接続された排気管ＥＸ４の下流側には第２三元触媒
（ＴＷＣ）１４ｂが備えられており、さらに、第１及び
第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂの下流側に接続された各排気
管が連結されることによって第２排気管集合部１３が形
成されており、この第２排気管集合部１３の下流側には
脱硝触媒１５が備えられている。なお、第１及び第２Ｔ
ＷＣ１４ａ，１４ｂの各上流側には第１Ｏ2センサ１６
ａ（又は１６ｂ）が、脱硝触媒１５の下流側には第２Ｏ
2センサ１７がそれぞれ備えられている。
化装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説
明する。図１は本発明の第１実施形態による内燃機関の
排気浄化装置１０の構成図である。本実施の形態による
内燃機関の排気浄化装置１０は、多気筒例えば４気筒の
エンジン１１からなる内燃機関と、第１及び第２排気管
集合部１２，１３と、第１及び第２三元触媒（ＴＷＣ）
１４ａ，１４ｂと、脱硝触媒１５と、２つの第１Ｏ2セ
ンサ１６ａ，１６ｂと、第２Ｏ2センサ１７と、制御回
路１８とを備えて構成されている。第１排気管集合部１
２はエンジン１１の３つの気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続
された各排気管ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３からなり、この
排気管集合部１２の下流側には排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX等の成分を浄化する第１三元触媒（ＴＷＣ）
１４ａが備えられている。また、エンジン１１の気筒Ｅ
４に接続された排気管ＥＸ４の下流側には第２三元触媒
（ＴＷＣ）１４ｂが備えられており、さらに、第１及び
第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂの下流側に接続された各排気
管が連結されることによって第２排気管集合部１３が形
成されており、この第２排気管集合部１３の下流側には
脱硝触媒１５が備えられている。なお、第１及び第２Ｔ
ＷＣ１４ａ，１４ｂの各上流側には第１Ｏ2センサ１６
ａ（又は１６ｂ）が、脱硝触媒１５の下流側には第２Ｏ
2センサ１７がそれぞれ備えられている。
【０００８】第１及び第２三元触媒１４ａ，１４ｂは共
に、例えばコージュライト等の担体表面にアルミナ等の
コーティングが形成されており、このアルミナ層に白金
Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ等の貴金属触媒成
分が担持されて構成されており、排気ガスの空燃比が理
論空燃比の場合にＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分を浄化す
る。さらに、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッ
チ側に設定されると、排気ガス中のＮＯXの一部は還元
反応により窒素ガス（Ｎ2）に変換され、残りＮＯXはア
ンモニア（ＮＨ3）に変換される。脱硝触媒１５は、例
えばコージュライト等の担体表面にアルミナ等のコーテ
ィングが形成されており、このアルミナ層に、例えば銅
Ｃｕ、クロムＣｒ、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ等の元素
周期表第４周期または第ＶＩＩＩ族に含まれる遷移元素
の中から選ばれた少なくとも一つ以上の物質が触媒成分
として担持されて構成されており、所定の温度範囲にお
いて、排気ガス中に含まれるＮＨ3とＮＯXとは脱硝反応
によりＮ2及びＨ2Ｏに変換される。
に、例えばコージュライト等の担体表面にアルミナ等の
コーティングが形成されており、このアルミナ層に白金
Ｐｔ、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ等の貴金属触媒成
分が担持されて構成されており、排気ガスの空燃比が理
論空燃比の場合にＨＣ、ＣＯ、ＮＯXの３成分を浄化す
る。さらに、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッ
チ側に設定されると、排気ガス中のＮＯXの一部は還元
反応により窒素ガス（Ｎ2）に変換され、残りＮＯXはア
ンモニア（ＮＨ3）に変換される。脱硝触媒１５は、例
えばコージュライト等の担体表面にアルミナ等のコーテ
ィングが形成されており、このアルミナ層に、例えば銅
Ｃｕ、クロムＣｒ、白金Ｐｔ、パラジウムＰｄ等の元素
周期表第４周期または第ＶＩＩＩ族に含まれる遷移元素
の中から選ばれた少なくとも一つ以上の物質が触媒成分
として担持されて構成されており、所定の温度範囲にお
いて、排気ガス中に含まれるＮＨ3とＮＯXとは脱硝反応
によりＮ2及びＨ2Ｏに変換される。
【０００９】また、第１排気管集合部１２と第１ＴＷＣ
１４ａとの間及び第２ＴＷＣ１４ｂの上流側には、例え
ば比例型空燃比（ＬＡＦ）センサからなる第１Ｏ2セン
サ１６ａ（又は１６ｂ）が備えられており、脱硝触媒１
５の下流側には第２Ｏ2センサ１７が備えられている。
なお、第１Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂは排気ガス中の酸
素濃度にほぼ比例する電気信号を出力し、第２Ｏ2セン
サ１７は例えば理論空燃比の前後において変化する出力
特性を有しており、理論空燃比よりもリッチ側で高レベ
ル、リーン側で低レベルとなる電気信号を出力する。こ
れらの第１及び第２Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂ，１７か
ら出力される各電気信号は、電子コントロールユニット
等からなる制御回路１８に供給されて内燃機関の排気浄
化装置１０の制御に利用される。
１４ａとの間及び第２ＴＷＣ１４ｂの上流側には、例え
ば比例型空燃比（ＬＡＦ）センサからなる第１Ｏ2セン
サ１６ａ（又は１６ｂ）が備えられており、脱硝触媒１
５の下流側には第２Ｏ2センサ１７が備えられている。
なお、第１Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂは排気ガス中の酸
素濃度にほぼ比例する電気信号を出力し、第２Ｏ2セン
サ１７は例えば理論空燃比の前後において変化する出力
特性を有しており、理論空燃比よりもリッチ側で高レベ
ル、リーン側で低レベルとなる電気信号を出力する。こ
れらの第１及び第２Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂ，１７か
ら出力される各電気信号は、電子コントロールユニット
等からなる制御回路１８に供給されて内燃機関の排気浄
化装置１０の制御に利用される。
【００１０】本実施の形態による内燃機関の排気浄化装
置１０は上記構成を備えており、次に、内燃機関の排気
浄化装置１０の動作について図１を参照しながら説明す
る。先ず、通常運転時においては、いわゆる部分リーン
バーン制御、すなわち気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設定さ
れ、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体としては
理論空燃比よりもリーン側になるように制御される。こ
れにより、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続された各排気管
ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３を介して、第１ＴＷＣ１４ａに
は空燃比が理論空燃比よりもリーン側の排気ガスが流入
し、一方、気筒Ｅ４の下流側の第２ＴＷＣ１４ｂには空
燃比が理論空燃比よりもリッチ側の排気ガスが流入す
る。ここで、第２ＴＷＣ１４ｂでは、リッチ雰囲気の排
気ガス中に含まれるＮＯXの一部がＮ2に変換され、残り
のＮＯXがＮＨ3へと変換される。そして、第１ＴＷＣ１
４ａから排出されるリーン雰囲気の排気ガスと、第２Ｔ
ＷＣ１４ｂから排出されるリッチ雰囲気の排気ガスとが
第２排気管集合部１３で合流されて脱硝触媒１５に流入
させられると、リーン雰囲気の排気ガス中に含まれるＮ
ＯXと、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＨ3とが
脱硝反応によりＮ 2及びＨ2Ｏへと変換されて排気ガス中
のＮＯX成分の浄化が行われる。
置１０は上記構成を備えており、次に、内燃機関の排気
浄化装置１０の動作について図１を参照しながら説明す
る。先ず、通常運転時においては、いわゆる部分リーン
バーン制御、すなわち気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設定さ
れ、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体としては
理論空燃比よりもリーン側になるように制御される。こ
れにより、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続された各排気管
ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３を介して、第１ＴＷＣ１４ａに
は空燃比が理論空燃比よりもリーン側の排気ガスが流入
し、一方、気筒Ｅ４の下流側の第２ＴＷＣ１４ｂには空
燃比が理論空燃比よりもリッチ側の排気ガスが流入す
る。ここで、第２ＴＷＣ１４ｂでは、リッチ雰囲気の排
気ガス中に含まれるＮＯXの一部がＮ2に変換され、残り
のＮＯXがＮＨ3へと変換される。そして、第１ＴＷＣ１
４ａから排出されるリーン雰囲気の排気ガスと、第２Ｔ
ＷＣ１４ｂから排出されるリッチ雰囲気の排気ガスとが
第２排気管集合部１３で合流されて脱硝触媒１５に流入
させられると、リーン雰囲気の排気ガス中に含まれるＮ
ＯXと、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＨ3とが
脱硝反応によりＮ 2及びＨ2Ｏへと変換されて排気ガス中
のＮＯX成分の浄化が行われる。
【００１１】また、例えばエンジン１１の始動直後や加
速時等の高負荷時において、エンジン１１の空燃比を理
論空燃比に設定して運転する場合には、各気筒Ｅ１，
…，Ｅ４に供給される混合気の空燃比を理論空燃比に設
定する。この場合、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂ
に流入する排気ガスの空燃比は理論空燃比となっている
ため、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成分は
効率よく浄化される。さらに、各気筒Ｅ１，…，Ｅ４に
供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側
に設定された場合は、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４
ｂにおいてリッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＯX
の一部がＮ2に変換され、残りのＮＯXがＮＨ3へと変換
される。そして、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂか
ら排出されたリッチ雰囲気の排気ガスが脱硝触媒１５に
流入すると、排気ガス中に含まれるＮＨ3が酸素（Ｏ2）
と反応してＮＯXが生成されると共に、生成されたＮＯX
が排気ガス中に含まれるＮＨ3と反応して直ちにＮ2及び
Ｈ2Ｏに変換される逐次反応が生じる。これによって、
排気ガス中のＮＯX成分が浄化される。
速時等の高負荷時において、エンジン１１の空燃比を理
論空燃比に設定して運転する場合には、各気筒Ｅ１，
…，Ｅ４に供給される混合気の空燃比を理論空燃比に設
定する。この場合、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂ
に流入する排気ガスの空燃比は理論空燃比となっている
ため、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成分は
効率よく浄化される。さらに、各気筒Ｅ１，…，Ｅ４に
供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチ側
に設定された場合は、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４
ｂにおいてリッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＯX
の一部がＮ2に変換され、残りのＮＯXがＮＨ3へと変換
される。そして、第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂか
ら排出されたリッチ雰囲気の排気ガスが脱硝触媒１５に
流入すると、排気ガス中に含まれるＮＨ3が酸素（Ｏ2）
と反応してＮＯXが生成されると共に、生成されたＮＯX
が排気ガス中に含まれるＮＨ3と反応して直ちにＮ2及び
Ｈ2Ｏに変換される逐次反応が生じる。これによって、
排気ガス中のＮＯX成分が浄化される。
【００１２】本実施の形態による内燃機関の排気浄化装
置１０によれば、第１排気管集合部１２の下流側には第
１ＴＷＣ１４ａが備えられており、気筒Ｅ４の下流側に
は第２ＴＷＣ１４ｂが備えられていることから、例えば
エンジン１１の始動直後や高負荷時等において各気筒Ｅ
１，…，Ｅ４の空燃比を理論空燃比に設定して運転する
場合でも、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成
分を第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂによって確実に
浄化することができる。また、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に
供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側
に設定され、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理
論空燃比よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体
としては理論空燃比よりもリーン側になるように、いわ
ゆる部分リーンバーン制御が行われた場合は、脱硝触媒
１５内において、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれる
ＮＨ3が、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXと脱硝反応
を起こしてＮ2及びＨ2Ｏへと変換され、確実に排気ガス
中のＮＯX成分が浄化される。
置１０によれば、第１排気管集合部１２の下流側には第
１ＴＷＣ１４ａが備えられており、気筒Ｅ４の下流側に
は第２ＴＷＣ１４ｂが備えられていることから、例えば
エンジン１１の始動直後や高負荷時等において各気筒Ｅ
１，…，Ｅ４の空燃比を理論空燃比に設定して運転する
場合でも、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯX成
分を第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂによって確実に
浄化することができる。また、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に
供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側
に設定され、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理
論空燃比よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体
としては理論空燃比よりもリーン側になるように、いわ
ゆる部分リーンバーン制御が行われた場合は、脱硝触媒
１５内において、リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれる
ＮＨ3が、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXと脱硝反応
を起こしてＮ2及びＨ2Ｏへと変換され、確実に排気ガス
中のＮＯX成分が浄化される。
【００１３】なお、本実施の形態においては、通常運転
時には気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比のみを理論
空燃比よりもリッチ側に設定するとしたが、これに限定
されず、例えば、図２に示す内燃機関の排気浄化装置１
０の変形例のように、２つの第１排気管集合部１２ａ，
１２ｂに対して、一方の第１排気管集合部１２ａを排気
管ＥＸ１及び排気管ＥＸ４から構成して下流側に第１Ｔ
ＷＣ１４ａを備え、他方の第１排気管集合部１２ｂを排
気管ＥＸ２及び排気管ＥＸ３から構成して下流側に第２
ＴＷＣ１４ｂを備えてもよい。この場合は、気筒Ｅ１及
び気筒Ｅ４と、気筒Ｅ２及び気筒Ｅ３との２組に対し
て、何れか一方に供給される混合気の空燃比を理論空燃
比よりもリーン側に設定し、他方に供給される混合気の
空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に設定し、エンジン
１１全体としては理論空燃比よりもリーン側になるよう
に制御する。
時には気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比のみを理論
空燃比よりもリッチ側に設定するとしたが、これに限定
されず、例えば、図２に示す内燃機関の排気浄化装置１
０の変形例のように、２つの第１排気管集合部１２ａ，
１２ｂに対して、一方の第１排気管集合部１２ａを排気
管ＥＸ１及び排気管ＥＸ４から構成して下流側に第１Ｔ
ＷＣ１４ａを備え、他方の第１排気管集合部１２ｂを排
気管ＥＸ２及び排気管ＥＸ３から構成して下流側に第２
ＴＷＣ１４ｂを備えてもよい。この場合は、気筒Ｅ１及
び気筒Ｅ４と、気筒Ｅ２及び気筒Ｅ３との２組に対し
て、何れか一方に供給される混合気の空燃比を理論空燃
比よりもリーン側に設定し、他方に供給される混合気の
空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に設定し、エンジン
１１全体としては理論空燃比よりもリーン側になるよう
に制御する。
【００１４】次に、本発明の第２実施形態による内燃機
関の排気浄化装置について添付図面を参照しながら説明
する。なお、上述した実施の形態と同一部分には同じ符
号を配して説明を簡略または省略する。図３は本発明の
第２実施形態による内燃機関の排気浄化装置２０の構成
図である。本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置
２０は、多気筒例えば４気筒のエンジン１１からなる内
燃機関と、第１及び第２排気管集合部１２，１３と、第
１及び第２三元触媒（ＴＷＣ）１４ａ，１４ｂと、脱硝
触媒１５と、２つの第１Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂと、
第２Ｏ2センサ１７と、制御回路１８と、ＮＯX吸収剤２
１とを備えて構成されている。ＮＯX吸収剤２１は、脱
硝触媒１５と、第２Ｏ2センサ１７との間に設置されて
おり、例えば白金Ｐｔ等により構成された触媒からな
り、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設
定されている時に、排気ガス中のＮＯXを吸収する。な
お、以下において吸収とは、例えばＮＯXがＮＯ3 -等の
硝酸イオンに変換された後に触媒中に吸収（更には拡
散）される状態、あるいは例えばＮＯXが触媒の表面上
に化学吸着される状態の何れかを示すものとする。そし
て、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設
定されて排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸収した
ＮＯXを排気ガス中で増大した未燃のＨＣ、ＣＯ等によ
り還元して窒素ガス（Ｎ2）として排出する。
関の排気浄化装置について添付図面を参照しながら説明
する。なお、上述した実施の形態と同一部分には同じ符
号を配して説明を簡略または省略する。図３は本発明の
第２実施形態による内燃機関の排気浄化装置２０の構成
図である。本実施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置
２０は、多気筒例えば４気筒のエンジン１１からなる内
燃機関と、第１及び第２排気管集合部１２，１３と、第
１及び第２三元触媒（ＴＷＣ）１４ａ，１４ｂと、脱硝
触媒１５と、２つの第１Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂと、
第２Ｏ2センサ１７と、制御回路１８と、ＮＯX吸収剤２
１とを備えて構成されている。ＮＯX吸収剤２１は、脱
硝触媒１５と、第２Ｏ2センサ１７との間に設置されて
おり、例えば白金Ｐｔ等により構成された触媒からな
り、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設
定されている時に、排気ガス中のＮＯXを吸収する。な
お、以下において吸収とは、例えばＮＯXがＮＯ3 -等の
硝酸イオンに変換された後に触媒中に吸収（更には拡
散）される状態、あるいは例えばＮＯXが触媒の表面上
に化学吸着される状態の何れかを示すものとする。そし
て、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に設
定されて排気ガス中の酸素濃度が低下すると、吸収した
ＮＯXを排気ガス中で増大した未燃のＨＣ、ＣＯ等によ
り還元して窒素ガス（Ｎ2）として排出する。
【００１５】本実施の形態による内燃機関の排気浄化装
置２０は上記構成を備えており、次に、内燃機関の排気
浄化装置２０の動作について図３から図５を参照しなが
ら説明する。図４は図３に示す内燃機関の排気浄化装置
２０の動作を示すフローチャートであり、図５は図４に
示すエンジン１１の負荷領域を示す図である。先ず、図
４に示すように、空燃比（Ａ／Ｆ）の設定制御の処理が
開始されると（ステップＳ１）、例えばエンジン１１の
始動直後等に実施されるアイドル状態であるか否かの判
定が行われる（ステップＳ２）。この判定結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合はエンジン１１のアイドル状態に対応した適
宜の空燃比が設定される（ステップＳ３）。一方、判定
結果が「ＮＯ」の場合、エンジン１１の全気筒Ｅ１，
…，Ｅ４において、各エンジン回転数（ＮＥ）及び吸気
管内圧（ＰＢ）がリーンバーン制御領域（図５における
領域Ａ１）に属しているか否かの判定が行われる（ステ
ップＳ４）。
置２０は上記構成を備えており、次に、内燃機関の排気
浄化装置２０の動作について図３から図５を参照しなが
ら説明する。図４は図３に示す内燃機関の排気浄化装置
２０の動作を示すフローチャートであり、図５は図４に
示すエンジン１１の負荷領域を示す図である。先ず、図
４に示すように、空燃比（Ａ／Ｆ）の設定制御の処理が
開始されると（ステップＳ１）、例えばエンジン１１の
始動直後等に実施されるアイドル状態であるか否かの判
定が行われる（ステップＳ２）。この判定結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合はエンジン１１のアイドル状態に対応した適
宜の空燃比が設定される（ステップＳ３）。一方、判定
結果が「ＮＯ」の場合、エンジン１１の全気筒Ｅ１，
…，Ｅ４において、各エンジン回転数（ＮＥ）及び吸気
管内圧（ＰＢ）がリーンバーン制御領域（図５における
領域Ａ１）に属しているか否かの判定が行われる（ステ
ップＳ４）。
【００１６】この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわ
ち通常運転時あるいは軽負荷時においては、エンジン１
１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４に供給される混合気の空燃比
が理論空燃比よりもリーン側に設定されてリーンバーン
制御が行われる（ステップＳ５）。この場合、第１及び
第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂと、脱硝触媒１５とを通過し
てＮＯX吸収剤２１に流入する排気ガスの空燃比は理論
空燃比よりもリーン側とされており、このリーン雰囲気
の排気ガス中に含まれるＮＯXはＮＯX吸収剤２１に吸収
されて徐々に蓄積されていく（ステップＳ６）。
ち通常運転時あるいは軽負荷時においては、エンジン１
１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４に供給される混合気の空燃比
が理論空燃比よりもリーン側に設定されてリーンバーン
制御が行われる（ステップＳ５）。この場合、第１及び
第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂと、脱硝触媒１５とを通過し
てＮＯX吸収剤２１に流入する排気ガスの空燃比は理論
空燃比よりもリーン側とされており、このリーン雰囲気
の排気ガス中に含まれるＮＯXはＮＯX吸収剤２１に吸収
されて徐々に蓄積されていく（ステップＳ６）。
【００１７】一方、判定結果が「ＮＯ」の場合、すなわ
ち、例えば第１及び第２Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂ，１
７からの出力信号等によりＮＯX吸収剤２１に吸収され
たＮＯXが最大吸収量を超えると判断されてリッチスパ
イクが実施される場合、あるいは、例えばエンジン１１
の始動直後や加速時等のようにエンジン１１の運転状態
が中・高負荷時の場合、エンジン１１の全気筒Ｅ１，
…，Ｅ４に対して、エンジン回転数（ＮＥ）及び吸気管
内圧（ＰＢ）がストイキ運転領域（図５における領域Ａ
２）に属しているか否かの判定が行われる（ステップＳ
７）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、例
えばエンジン１１の運転状態が高負荷時の場合には、エ
ンジン１１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４に供給される混合気
の空燃比が理論空燃比に設定されてストイキ運転が行わ
れる（ステップＳ８）。この場合、第１及び第２ＴＷＣ
１４ａ，１４ｂに流入する排気ガスの空燃比は理論空燃
比となっているため、排気ガス中に含まれるＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX成分は効率よく浄化される。
ち、例えば第１及び第２Ｏ2センサ１６ａ，１６ｂ，１
７からの出力信号等によりＮＯX吸収剤２１に吸収され
たＮＯXが最大吸収量を超えると判断されてリッチスパ
イクが実施される場合、あるいは、例えばエンジン１１
の始動直後や加速時等のようにエンジン１１の運転状態
が中・高負荷時の場合、エンジン１１の全気筒Ｅ１，
…，Ｅ４に対して、エンジン回転数（ＮＥ）及び吸気管
内圧（ＰＢ）がストイキ運転領域（図５における領域Ａ
２）に属しているか否かの判定が行われる（ステップＳ
７）。この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、例
えばエンジン１１の運転状態が高負荷時の場合には、エ
ンジン１１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４に供給される混合気
の空燃比が理論空燃比に設定されてストイキ運転が行わ
れる（ステップＳ８）。この場合、第１及び第２ＴＷＣ
１４ａ，１４ｂに流入する排気ガスの空燃比は理論空燃
比となっているため、排気ガス中に含まれるＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯX成分は効率よく浄化される。
【００１８】一方、判定結果が「ＮＯ」の場合、すなわ
ち、例えばリッチスパイクが実施される場合、あるい
は、例えばエンジン１１の運転状態が中負荷時等の場合
には、いわゆる部分リーンバーン制御（図５における領
域Ａ３）、すなわち気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に供給される
混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設定さ
れ、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体としては
理論空燃比よりもリーン側になるように制御される（ス
テップＳ９）。この場合、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続
された各排気管ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３を介して、第１
ＴＷＣ１４ａには空燃比が理論空燃比よりもリーン側の
排気ガスが流入しており、気筒Ｅ４の下流側の第２ＴＷ
Ｃ１４ｂには空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の排気
ガスが流入している。ここで、第２ＴＷＣ１４ｂでは、
リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＯXの一部がＮ2
に変換され、残りのＮＯ XがＮＨ3へと変換される。そし
て、第１ＴＷＣ１４ａから排出されるリーン雰囲気の排
気ガスと、第２ＴＷＣ１４ｂから排出されるリッチ雰囲
気の排気ガスとが第２排気管集合部１３で合流されて脱
硝触媒１５に流入させられると、リーン雰囲気の排気ガ
ス中に含まれるＮＯXと、リッチ雰囲気の排気ガス中に
含まれるＮＨ3とが脱硝反応によりＮ 2及びＨ2Ｏへと変
換されて排気ガス中のＮＯX成分の浄化が行われる。
ち、例えばリッチスパイクが実施される場合、あるい
は、例えばエンジン１１の運転状態が中負荷時等の場合
には、いわゆる部分リーンバーン制御（図５における領
域Ａ３）、すなわち気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に供給される
混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーン側に設定さ
れ、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側に設定され、エンジン１１全体としては
理論空燃比よりもリーン側になるように制御される（ス
テップＳ９）。この場合、気筒Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に接続
された各排気管ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３を介して、第１
ＴＷＣ１４ａには空燃比が理論空燃比よりもリーン側の
排気ガスが流入しており、気筒Ｅ４の下流側の第２ＴＷ
Ｃ１４ｂには空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の排気
ガスが流入している。ここで、第２ＴＷＣ１４ｂでは、
リッチ雰囲気の排気ガス中に含まれるＮＯXの一部がＮ2
に変換され、残りのＮＯ XがＮＨ3へと変換される。そし
て、第１ＴＷＣ１４ａから排出されるリーン雰囲気の排
気ガスと、第２ＴＷＣ１４ｂから排出されるリッチ雰囲
気の排気ガスとが第２排気管集合部１３で合流されて脱
硝触媒１５に流入させられると、リーン雰囲気の排気ガ
ス中に含まれるＮＯXと、リッチ雰囲気の排気ガス中に
含まれるＮＨ3とが脱硝反応によりＮ 2及びＨ2Ｏへと変
換されて排気ガス中のＮＯX成分の浄化が行われる。
【００１９】さらに、ステップＳ９においては、例えば
不規則な加減速が繰り返される等によってエンジン１１
の運転状態が変化する場合があり、脱硝触媒１５で浄化
されずに排出されてしまうＮＯXが存在する。しかし、
こうしたＮＯXは脱硝触媒１５の下流に設けられたＮＯX
吸収剤１２により吸収されるため、排気ガスの浄化効率
が悪化することは防止されている。また、ステップＳ９
において、リッチスパイクが実施されている場合は、気
筒Ｅ４から排出されるリッチ雰囲気の排気ガスに含まれ
るＨＣ、ＣＯ等によって、ＮＯX吸収剤２１に吸収され
たＮＯXが還元されてＮ2に変換され、ＮＯX吸収剤２１
の再生が行われる。
不規則な加減速が繰り返される等によってエンジン１１
の運転状態が変化する場合があり、脱硝触媒１５で浄化
されずに排出されてしまうＮＯXが存在する。しかし、
こうしたＮＯXは脱硝触媒１５の下流に設けられたＮＯX
吸収剤１２により吸収されるため、排気ガスの浄化効率
が悪化することは防止されている。また、ステップＳ９
において、リッチスパイクが実施されている場合は、気
筒Ｅ４から排出されるリッチ雰囲気の排気ガスに含まれ
るＨＣ、ＣＯ等によって、ＮＯX吸収剤２１に吸収され
たＮＯXが還元されてＮ2に変換され、ＮＯX吸収剤２１
の再生が行われる。
【００２０】本実施の形態による内燃機関の排気浄化装
置２０によれば、エンジン１１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４
の空燃比が理論空燃比に設定されて運転される場合は、
第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂによって排気ガス中
に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯ X成分が確実に浄化され、
部分リーンバーン制御が行われる場合は、脱硝触媒１５
内において、リッチ雰囲気の排気ガス中に生成されたＮ
Ｈ3と、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXとの脱硝反応
によりＮ2及びＨ2Ｏが生成されて排気ガス中のＮＯX成
分の浄化が行われる。これに加えて、脱硝触媒１５の下
流側にＮＯX吸収剤２１が備えられていることから、全
気筒Ｅ１，…，Ｅ４の空燃比が理論空燃比よりもリーン
側に設定された場合でも、リーン雰囲気の排気ガス中に
含まれるＮＯXをＮＯX吸収剤２１に吸収させることによ
って浄化することができる。このため、エンジン１１の
運転状態が、例えば通常運転時や低負荷時から中負荷
時、さらには高負荷時へと変化した場合でも、排気ガス
に対する浄化効率が低下することを確実に防ぐことがで
きる。
置２０によれば、エンジン１１の全気筒Ｅ１，…，Ｅ４
の空燃比が理論空燃比に設定されて運転される場合は、
第１及び第２ＴＷＣ１４ａ，１４ｂによって排気ガス中
に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯ X成分が確実に浄化され、
部分リーンバーン制御が行われる場合は、脱硝触媒１５
内において、リッチ雰囲気の排気ガス中に生成されたＮ
Ｈ3と、リーン雰囲気の排気ガス中のＮＯXとの脱硝反応
によりＮ2及びＨ2Ｏが生成されて排気ガス中のＮＯX成
分の浄化が行われる。これに加えて、脱硝触媒１５の下
流側にＮＯX吸収剤２１が備えられていることから、全
気筒Ｅ１，…，Ｅ４の空燃比が理論空燃比よりもリーン
側に設定された場合でも、リーン雰囲気の排気ガス中に
含まれるＮＯXをＮＯX吸収剤２１に吸収させることによ
って浄化することができる。このため、エンジン１１の
運転状態が、例えば通常運転時や低負荷時から中負荷
時、さらには高負荷時へと変化した場合でも、排気ガス
に対する浄化効率が低下することを確実に防ぐことがで
きる。
【００２１】また、部分リーンバーン制御を行っている
際には、排気ガス中のＮＯXが脱硝触媒１５において浄
化されなかった場合でも、ＮＯX吸収剤２１に吸収させ
ることができるため、より一層排気ガスの浄化効率を向
上することができる。さらに、リッチスパイクを実施す
る際には、例えば全気筒Ｅ１，…，Ｅ４の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定すること無しに、部分リー
ンバーン制御によってＮＯX吸収剤２１を再生すること
ができる。この場合、一部の気筒Ｅ４のみがリーンから
リッチへと切り換えられるだけであり、運転状態の変化
を小さくすることができるため、例えばトルクの段差等
によるドライバビリティーの悪化を防ぐことができる。
際には、排気ガス中のＮＯXが脱硝触媒１５において浄
化されなかった場合でも、ＮＯX吸収剤２１に吸収させ
ることができるため、より一層排気ガスの浄化効率を向
上することができる。さらに、リッチスパイクを実施す
る際には、例えば全気筒Ｅ１，…，Ｅ４の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定すること無しに、部分リー
ンバーン制御によってＮＯX吸収剤２１を再生すること
ができる。この場合、一部の気筒Ｅ４のみがリーンから
リッチへと切り換えられるだけであり、運転状態の変化
を小さくすることができるため、例えばトルクの段差等
によるドライバビリティーの悪化を防ぐことができる。
【００２２】なお、本実施の形態においては、ＮＯX吸
収剤２１は排気ガス中のＮＯXを吸収するとしたが、こ
れに限定されず、例えばＮＯX吸収剤２１を構成する触
媒の表面上にＮＯXを化学吸着ものであってもよい。要
するに、排気ガス中のＮＯXを還元浄化するものであれ
ばよい。また、本実施の形態においては、ＮＯX吸収剤
２１の下流側に第２Ｏ2センサ１７を備えるとしたが、
これに限定されず、例えばＮＯXセンサ等の空燃比セン
サが備えられていてもよい。また、本実施の形態におい
ては、例えばエンジン１１の運転状態が中負荷時の場合
に、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比のみを理論空
燃比よりもリッチ側に設定するとしたが、これに限定さ
れず、図６に示す内燃機関の排気浄化装置２０の変形例
のように、２つの第１排気管集合部１２ａ，１２ｂに対
して、一方の第１排気管集合部１２ａを排気管ＥＸ１及
び排気管ＥＸ４から構成して下流側に第１ＴＷＣ１４ａ
を備え、他方の第１排気管集合部１２ｂを排気管ＥＸ２
及び排気管ＥＸ３から構成して下流側に第２ＴＷＣ１４
ｂを備えてもよい。この場合は、気筒Ｅ１及び気筒Ｅ４
と、気筒Ｅ２及び気筒Ｅ３との２組に対して、何れか一
方に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリー
ン側に設定し、他方に供給される混合気の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定し、エンジン１１全体とし
ては理論空燃比よりもリーン側になるように制御する。
収剤２１は排気ガス中のＮＯXを吸収するとしたが、こ
れに限定されず、例えばＮＯX吸収剤２１を構成する触
媒の表面上にＮＯXを化学吸着ものであってもよい。要
するに、排気ガス中のＮＯXを還元浄化するものであれ
ばよい。また、本実施の形態においては、ＮＯX吸収剤
２１の下流側に第２Ｏ2センサ１７を備えるとしたが、
これに限定されず、例えばＮＯXセンサ等の空燃比セン
サが備えられていてもよい。また、本実施の形態におい
ては、例えばエンジン１１の運転状態が中負荷時の場合
に、気筒Ｅ４に供給される混合気の空燃比のみを理論空
燃比よりもリッチ側に設定するとしたが、これに限定さ
れず、図６に示す内燃機関の排気浄化装置２０の変形例
のように、２つの第１排気管集合部１２ａ，１２ｂに対
して、一方の第１排気管集合部１２ａを排気管ＥＸ１及
び排気管ＥＸ４から構成して下流側に第１ＴＷＣ１４ａ
を備え、他方の第１排気管集合部１２ｂを排気管ＥＸ２
及び排気管ＥＸ３から構成して下流側に第２ＴＷＣ１４
ｂを備えてもよい。この場合は、気筒Ｅ１及び気筒Ｅ４
と、気筒Ｅ２及び気筒Ｅ３との２組に対して、何れか一
方に供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリー
ン側に設定し、他方に供給される混合気の空燃比を理論
空燃比よりもリッチ側に設定し、エンジン１１全体とし
ては理論空燃比よりもリーン側になるように制御する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の排気浄化装置によれば、内燃機関の全気筒の空燃比を
理論空燃比に設定して運転する場合と、部分リーンバー
ン制御を行う場合と、全気筒の空燃比を理論空燃比より
もリーン側に設定して運転する場合との何れにおいて
も、効率よく排気ガスの浄化を行うことができる。ま
た、内燃機関の運転状態が大きく変化することを防ぐこ
とができ、例えばトルクの段差等によるドライバビリテ
ィーの悪化を防ぐことができる。
の排気浄化装置によれば、内燃機関の全気筒の空燃比を
理論空燃比に設定して運転する場合と、部分リーンバー
ン制御を行う場合と、全気筒の空燃比を理論空燃比より
もリーン側に設定して運転する場合との何れにおいて
も、効率よく排気ガスの浄化を行うことができる。ま
た、内燃機関の運転状態が大きく変化することを防ぐこ
とができ、例えばトルクの段差等によるドライバビリテ
ィーの悪化を防ぐことができる。
【図１】 本発明の第１実施形態による内燃機関の排気
浄化装置の構成図である。
浄化装置の構成図である。
【図２】 図１に示す本実施形態の変形例による内燃機
関の排気浄化装置の構成図である。
関の排気浄化装置の構成図である。
【図３】 本発明の第２実施形態による内燃機関の排気
浄化装置の構成図である。
浄化装置の構成図である。
【図４】 図３に示す内燃機関の排気浄化装置の動作を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図５】 図３に示すエンジンの負荷領域を示す図であ
る。
る。
【図６】 図３に示す本実施形態の変形例による内燃機
関の排気浄化装置の構成図である。
関の排気浄化装置の構成図である。
１０，２０ 排気浄化装置 １１ エンジン １２，１２ａ，１２ｂ 第１排気管集合部 １３ 第２排気管集合部 １４ａ 第１ＴＷＣ １４ｂ 第２ＴＷＣ １５ 脱硝触媒 ２１ ＮＯX吸収剤 Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 気筒 ＥＸ１，ＥＸ２，ＥＸ３，ＥＸ４ 排気管
───────────────────────────────────────────────────── 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 ３０１Ｅ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｈ Ｆターム(参考） 3G091 AA13 AA17 AA28 AB03 AB05 AB06 AB09 BA14 BA15 BA17 CA17 CA18 CB02 DC01 EA01 EA02 EA06 EA34 EA35 FA13 FA14 FB09 FB10 FB11 FB12 GB02W GB05W GB06W GB17X HA08 HA10 HA12 HA19 3G301 HA01 HA06 HA15 HA18 JA03 JA25 JA26 KA07 KA08 KA09 KA12 LB01 MA01 MA11 NA08 NB02 NB06 NB11 ND01 NE00 NE13 NE14 NE15 PA07Z PA17Z PD01Z PD02A PD02Z PD04A PD09A PD09Z PE01Z PE05Z
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の気筒を有する内燃機関の排気系が
互いに独立な少なくとも２つ以上の組に分けられてお
り、これらの各組に三元触媒が配置されていると共に、
前記三元触媒の下流側で前記各組の排気系が合流されて
おり、この合流点の下流側に、排気ガス中のアンモニア
によりＮＯXを浄化する脱硝触媒と、排気ガスの空燃比
が理論空燃比よりもリーンのとき窒素酸化物を吸収し、
リッチのとき前記窒素酸化物を還元する窒素酸化物浄化
手段とを具備してなる内燃機関の排気浄化装置であっ
て、 前記内燃機関の空燃比制御において、前記独立した各組
の一部に連なる前記気筒に供給される混合気の空燃比を
理論空燃比よりリーン側に設定し、前記独立した各組の
残りの排気系に連なる前記気筒に供給される混合気の空
燃比を理論空燃比よりリッチ側に設定する部分リーン領
域と、 全ての前記気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃
比に設定する領域と、 全ての前記気筒に供給される混合気の空燃比を理論空燃
比よりもリーン側に設定する領域とを前記内燃機関の運
転状態に応じて切り換える空燃比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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11164434A JP2000352337A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11164434A JP2000352337A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352337A true JP2000352337A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15793099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11164434A Withdrawn JP2000352337A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352337A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101526102B1 (ko) * | 2014-01-10 | 2015-06-05 | 자동차부품연구원 | 열분해 가스 생성 실린더 및 배기 가스 정화 시스템을 갖는 내연기관 |
| KR101526104B1 (ko) * | 2014-01-10 | 2015-06-05 | 자동차부품연구원 | 열분해 가스 생성 실린더 및 배기 가스 정화 시스템을 갖는 내연기관 |
| CN115217596A (zh) * | 2021-07-21 | 2022-10-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种发动机及其控制方法 |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11164434A patent/JP2000352337A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101526102B1 (ko) * | 2014-01-10 | 2015-06-05 | 자동차부품연구원 | 열분해 가스 생성 실린더 및 배기 가스 정화 시스템을 갖는 내연기관 |
| KR101526104B1 (ko) * | 2014-01-10 | 2015-06-05 | 자동차부품연구원 | 열분해 가스 생성 실린더 및 배기 가스 정화 시스템을 갖는 내연기관 |
| CN115217596A (zh) * | 2021-07-21 | 2022-10-21 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种发动机及其控制方法 |
| 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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060905 |