JP2001295687A

JP2001295687A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JP2001295687A
Application number: JP2001028251A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakamura; 健中村; Tatsuo Sato; 立男佐藤; Hajime Oguma; 元小熊; Atsushi Sakai; 厚酒井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2001-10-26
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: JP3449360B2

Abstract

(57)【要約】【課題】三元触媒の酸素ストレージ量を一定に保つよ
うにエンジンの空燃比を制御する排気浄化装置におい
て、正確な酸素ストレージ量の演算を可能にする。【解決手段】コントローラ６は排気管２に設けられた
触媒３の酸素ストレージ量が一定に保たれるようエンジ
ン１の空燃比を制御する。このとき、コントローラ６は
実際の酸素ストレージ特性に合わせて酸素ストレージ量
を貴金属に高速で吸収される高速成分とセリア等の酸素
ストレージ材に低速で吸収される低速成分とに分けて演
算する。これによって酸素ストレージ量を正確に演算す
ることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒を備えたエンジン
の排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】三元触媒に吸収されている酸素量（以
下、「酸素ストレージ量」）をエンジンの吸入空気量と
触媒に流入する排気の空燃比に基づき推定演算し、触媒
の酸素ストレージ量が一定となるようにエンジンの空燃
比制御を行う技術が知られている（特開平9-228873
号）。

【０００３】三元触媒のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣの転換効率
を最大に維持するためには触媒雰囲気を理論空燃比にす
る必要があるが、触媒の酸素ストレージ量を一定に保っ
ておくことで、触媒に流入する排気がリーン側にずれて
も排気中の酸素が触媒に吸収され、逆に、触媒に流入す
る排気がリッチ側にずれても触媒に吸収されている酸素
が放出され、触媒雰囲気を実質的に理論空燃比に保つこ
とができる。

【０００４】したがって、このような制御を行う排気浄
化装置においては、触媒の転換効率を高く保つために酸
素ストレージ量の正確な演算が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
従来の演算方法では触媒の酸素ストレージ量を正確に演
算することが難しいという問題があった。

【０００６】これは実際の酸素ストレージ特性が、触媒
の貴金属に高速で吸収／放出される特性と、触媒のセリ
ア等の酸素ストレージ材に低速で吸収／放出される特性
とに分かれているにも係らず、従来はこの点を考慮せ
ず、酸素ストレージ量を１つのパラメータで表現してい
たことによる。

【０００７】さらに、酸素ストレージ量の演算精度を高
めるべく、触媒下流のリアＯ₂センサの出力に基づきリ
ッチ判定あるいはリーン判定し、リッチ判定あるいはリ
ーン判定したタイミングで酸素ストレージ量を最小容量
あるいは最大容量にリセットすることも行われている
が、上述の通り従来の演算方法では正確な酸素ストレー
ジ量の演算が困難なため、酸素ストレージ量のリセット
も的確なタイミングで行うことが難しかった。

【０００８】本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなさ
れたものであり、三元触媒を備え、その酸素ストレージ
量を一定に保つようにエンジンの空燃比を制御する排気
浄化装置において、正確な酸素ストレージ量の演算を可
能にし、触媒の転換効率を高く維持することを目的とす
る。

【０００９】

【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、排気管に設けられた触媒
と、触媒に流入する排気の特性を検出する手段と、検出
された排気特性に基づき、触媒の酸素ストレージ量を吸
収速度が速い高速成分と吸収速度が高速成分よりも遅い
低速成分とに分けて演算する酸素ストレージ量演算手段
と、演算された酸素ストレージ量に基づき、触媒の酸素
ストレージ量が所定量となるようにエンジンの空燃比を
制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、酸素吸収時、高速成分が優先
して酸素を吸収し、高速成分が酸素を吸収しきれなくな
ったら低速成分が酸素を吸収し始めるという特性に基づ
き触媒の酸素ストレージ量を演算することを特徴とする
ものである。

【００１１】第３の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、酸素放出時、高速成分に対す
る低速成分の比が所定値より小さい場合は高速成分から
優先して酸素が放出されるという特性に基づき触媒の酸
素ストレージ量を演算することを特徴とするものであ
る。

【００１２】第４の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、酸素放出時、高速成分に対す
る低速成分の比が所定値より大きい場合は高速成分に対
する低速成分の比が変化しないように高速成分と低速成
分とから酸素が放出されるという特性に基づき触媒の酸
素ストレージ量を演算することを特徴とするものであ
る。

【００１３】第５の発明は、第１の発明において、空燃
比制御手段が、酸素ストレージ量のうち高速成分が所定
量となるようにエンジンの空燃比を制御することを特徴
とするものである。

【００１４】第６の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、触媒下流の排気がリッチにな
った時点で高速成分及び低速成分をそれらの最小容量に
リセットすることを特徴とするものである。

【００１５】第７の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、触媒下流の排気がリーンにな
った時点で高速成分をその最大容量にリセットすること
を特徴とするものである。

【００１６】第８の発明は、第１の発明において、酸素
ストレージ量演算手段が、前記触媒下流の排気が所定の
リッチ側しきい値よりもリッチになったときに前記高速
成分ないし低速成分の演算値を前記触媒下流の排気のリ
ッチ度合いに応じた値にリセットすることを特徴とする
ものである。

【００１７】第９の発明は、第８の発明において、前記
リッチ側しきい値が前記高速成分ないし低速成分がその
最小容量に達する前にリセットされるように設定される
ことを特徴とするものである。

【００１８】第１０の発明は、第８または第９の発明に
おいて、前記触媒下流の排気がリッチになるほど前記高
速成分ないし低速成分の演算値がその最小容量に近い値
に値にリセットされることを特徴とするものである。

【００１９】第１１の発明は、第８から第１０の発明に
おいて、前記リッチ側しきい値が複数設定されているこ
とを特徴とするものである。

【００２０】第１２の発明は、第１の発明において、酸
素ストレージ量演算手段が、前記触媒下流の排気が所定
のリーン側しきい値よりもリーンになったときに前記高
速成分の演算値を前記触媒下流の排気のリーン度合いに
応じた値にリセットすることを特徴とするものである。

【００２１】第１３の発明は、第１２の発明において、
前記リーン側しきい値が前記高速成分がその最大容量に
達する前にリセットされるように設定されることを特徴
とするものである。

【００２２】第１４の発明は、第１２または第１３の発
明において、前記触媒下流の排気のリーンになるほど前
記高速成分の演算値がその最大容量に近い値にリセット
されることを特徴とするものである。

【００２３】第１５の発明は、第１２から第１４の発明
において、前記リーン側しきい値が複数設定されている
ことを特徴とするものである。

【００２４】

【作用及び効果】したがって、この発明に係る排気浄化
装置では、触媒に流入する排気の特性（例えば、排気の
空燃比）に基づき触媒の酸素ストレージ量が推定演算さ
れ、触媒の転換効率を高めるべく酸素ストレージ量が一
定となるようにエンジンの空燃比制御が行われる。

【００２５】ここで触媒の酸素ストレージ特性は、触媒
の貴金属に高速で吸収／放出される特性と、触媒のセリ
ア等の酸素ストレージ材に低速で吸収／放出される特性
とに分かれるが、第１から第４の発明によると、触媒の
酸素ストレージ量が実際の特性に合わせて高速成分と低
速成分とに分けて演算されるので、酸素ストレージ量を
正確に演算することができる。

【００２６】この結果、酸素ストレージ量を一定にする
ための空燃比制御の精度が高められ、触媒の転換効率を
高く保つことができ、エンジンから排出されるエミッシ
ョンの量をより一層低減することができる。

【００２７】また、触媒の転換効率を高く保つのに寄与
するのは主として吸収／放出速度が速い高速成分と考え
られるが、第５の発明によると高速成分が一定となるよ
うにエンジンの空燃比制御が行われる。

【００２８】さらに、第６、第７の発明によると、触媒
下流がリッチあるいはリーンになった時点で高速成分あ
るいは低速成分のリセットが行われ、それまでに蓄積さ
れた演算誤差を解消することができるので、酸素ストレ
ージ量の演算精度を一層高めることができる。

【００２９】また、第８から第１５の発明によると、触
媒下流の排気が所定のリッチしきい値よりもリッチ、あ
るいは所定のリーンしきい値よりもリーンになっている
ときは、そのリッチ度合い、リーン度合いに応じて高速
成分ないし低速成分の演算値のリセットが行われ、演算
誤差が解消されるので、酸素ストレージ量の演算精度を
より一層高めることができる。演算値のリセットは、例
えば、触媒下流の排気が所定のしきい値よりもリッチ、
あるいは所定のリーンしきい値よりもリーンになってい
るときに常時行うようにしてもよいし、あるいは複数の
しきい値を設定しておき、そのしきい値を横切ったタイ
ミングで行うようにしてもよい（第１１、第１５の発
明）。

【００３０】さらに、酸素ストレージ量が最大容量ある
いは最小容量に達する前にその演算値のリセットを行う
ように設定すれば、酸素ストレージ量が最大容量あるい
は最小容量に達して排気エミッションが悪化し始める前
にその演算値のリセットを行うことができる（第９、第
１３の発明）。また、最大容量あるいは最小容量に達す
る前に演算値のリセットが行われることから、結果とし
てリセットが早い時期に行われることになり、演算誤差
を速やかに解消できるという利点もある。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施の形態について説明する。

【００３２】図１は、本発明が適用される排気浄化装置
の概略構成を示し、火花点火式エンジン１の排気浄化装
置は、排気管２に設けられた触媒３と、フロントＡ／Ｆ
センサ４と、リアＯ₂センサ５と、コントローラ６とを
備える。

【００３３】エンジン１の吸気管７には、運転者のアク
セル操作と独立して制御可能な電子制御式スロットル弁
８と、スロットル弁８によって調整された吸入空気量を
検出するエアフローメータ９とが設けられている。ま
た、エンジン１にはエンジン回転数を検出するクランク
角センサ１２が設けられている。

【００３４】触媒３はいわゆる三元触媒であり、触媒雰
囲気が理論空燃比のときにＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯを最大
効率で浄化する。触媒３は触媒担体がセリア等の酸素ス
トレージ材で被覆されており、流入する排気の空燃比に
応じて酸素の吸収あるいは放出を行う機能（以下、「酸
素ストレージ機能」）を有している。

【００３５】ここで触媒３の酸素ストレージ量は、触媒
３の貴金属（Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等）に吸収／放出される
高速成分HO2と、触媒３の酸素ストレージ材に吸収／放
出される低速成分LO2とに分けることができる。低速成
分LO2は高速成分HO2に比べて多くの酸素を吸収／放出す
ることができるが、その吸収／放出速度は高速成分HO2
に比べて遅いという特性を有している。

【００３６】さらに、これら高速成分HO2及び低速成分L
O2は、− 酸素吸収時は、高速成分HO2に優先して酸素が
吸収され、高速成分HO2が最大容量HO2MAXに達して酸素
を吸収しきれない状態になったら低速成分LO2に酸素が
吸収され始める。

【００３７】− 酸素放出時は、高速成分HO2に対する低
速成分LO2の比（LO2／HO2）が所定値未満の場合、すな
わち高速成分が比較的多い場合は高速成分HO2から優先
して酸素が放出され、高速成分HO2に対する低速成分LO2
の比が所定値以上の場合は高速成分HO2に対する低速成
分LO2の比が変化しないよう高速成分HO2及び低速成分LO
2の両方から酸素が放出される。という特性を有してい
る。

【００３８】触媒３の上流に設けられたフロントＡ／Ｆ
センサ４は触媒３に流入する排気の空燃比をリニアに検
出し、触媒３の下流に設けられたリアＯ₂センサ５は触
媒３下流の酸素濃度を理論空燃比に対して反転的に検出
する。なお、ここでは触媒３の下流に安価なＯ₂センサ
を設けたが、リニアに空燃比を検出できるＡ／Ｆセンサ
を設けても良い。

【００３９】また、エンジン１には冷却水の温度を検出
する冷却水温センサ１０が取り付けられており、検出さ
れた冷却水温はエンジン１の運転状態を判断するのに用
いられる他、触媒３の触媒温度を推定するのにも用いら
れる。

【００４０】コントローラ６はマイクロプロセッサ、Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等で構成され、
エアフローメータ９、フロントＡ／Ｆセンサ４及び冷却
水温センサ１０の出力に基づき、触媒３の酸素ストレー
ジ量（高速成分HO2及び低速成分LO2）を演算する。

【００４１】そして、コントローラ６は、演算した酸素
ストレージ量の高速成分HO2が所定量（例えば高速成分
の最大容量HO2MAXの半分）よりも多いときはエンジン１
の空燃比をリッチ側にシフトさせて高速成分HO2を減少
させ、逆に、所定量よりも少ないときは空燃比をリーン
側にシフトさせて高速成分HO2を増大させ、酸素ストレ
ージ量の高速成分HO2が一定に保たれるようにする。

【００４２】さらに、演算誤差により演算される酸素ス
トレージ量と実際の酸素ストレージ量との間にずれが生
じるが、コントローラ６は触媒３下流の酸素濃度に基づ
き所定のタイミングで酸素ストレージ量のリセットを行
い、実際の酸素ストレージ量とのずれを修正する。

【００４３】具体的には、リアＯ₂センサ５がリーン判
定した場合は、少なくとも高速成分HO2は最大となって
いると判断し、高速成分HO2を最大容量にリセットす
る。また、リアＯ₂センサ５がリッチ判定した場合は、
高速成分HO2のみならず低速成分LO2からの酸素放出も行
われなくなっていることから、低速成分HO2及び高速成
分LO2を最小容量にリセットする。

【００４４】以下、コントローラ６が行う制御について
詳しく説明する。

【００４５】ここではまず、酸素ストレージ量の演算に
ついて説明し、その後で、酸素ストレージ量のリセッ
ト、酸素ストレージ量に基づくエンジン１の空燃比制御
について説明する。

【００４６】図２は触媒３の酸素ストレージ量を演算す
るためのルーチンの内容を示し、コントローラ６におい
て所定時間毎に実行される。

【００４７】これによると、まず、エンジン１の各種運
転パラメータとして、代表的に冷却水温センサ１０、ク
ランク角センサ１２、エアフローメータ９の出力が読み
込まれ、触媒３の温度TCATがそれらに基づき推定される
（ステップＳ１、Ｓ２）。そして、推定された触媒温度
TCATと触媒活性温度TACToとを比較することによって触
媒３が活性化したか否かが判断される（ステップＳ
３）。

【００４８】その結果、触媒活性温度TACToに達してい
ると判断された場合は触媒３の酸素ストレージ量の演算
を行うべくステップＳ４以降に進む。触媒活性温度TACT
oに達しないと判断された場合は、触媒３は酸素の吸収
／放出作用を行わないとして処理を終了する。

【００４９】ステップＳ４では酸素過不足量O2INを演算
するためのサブルーチン（図３）が実行されて触媒３に
流入する排気中の酸素過不足量O2INが演算され、ステッ
プＳ５では酸素ストレージ量の高速成分の酸素放出率A
を演算するためのサブルーチン（図４）が実行され、高
速成分の酸素放出率Aが演算される。

【００５０】さらに、ステップＳ６では酸素ストレージ
量の高速成分HO2を演算するためのサブルーチン（図
５）が実行され、酸素過不足量O2INと高速成分の酸素放
出率Aに基づき高速成分HO2及び高速成分HO2で吸収され
ずに低速成分LO2に溢れるオーバーフロー分OVERFLOWが
演算される。

【００５１】ステップＳ７では、ステップＳ６で演算さ
れたオーバーフロー分OVERFLOWに基づき触媒３に流入す
る排気中の酸素過不足量O2INが全て高速成分HO2で吸収
されたか否かを判断する。そして、酸素過不足量O2INが
高速成分で完全に吸収された場合（OVERFLOW＝0）は処
理を終了するが、そうでない場合はステップＳ８へ進ん
で低速成分LO2を演算するためのサブルーチン（図６）
が実行され、高速成分HO2から溢れ出たオーバーフロー
分OVERFLOWに基づき低速成分LO2が演算される。

【００５２】なお、ここでは触媒温度TCATをエンジン１
の冷却水温、エンジン負荷、エンジン回転数から推定す
るようにしているが、図１に示すように触媒３に温度セ
ンサ１１を取り付け、触媒３の温度を直接測定するよう
にしてもよい。

【００５３】また、ステップＳ３で触媒温度TCATが活性
温度TACToよりも低いときは酸素ストレージ量を演算し
ないようにしているが、ステップＳ３を無くして、触媒
温度TCATの影響を高速成分の酸素放出率Aや後述する低
速成分の酸素吸収放出率Bに反映するようにしても良
い。

【００５４】次に、ステップＳ４から６及びステップＳ
８で実行されるサブルーチンについて説明する。

【００５５】図３は、触媒３に流入する排気の酸素過不
足量O2INを演算するためのサブルーチンの内容を示す。
このサブルーチンでは触媒３上流の空燃比とエンジン１
の吸入空気量に基づき触媒３に流入する排気の酸素過不
足量O2INが演算される。

【００５６】これによると、まず、フロントＡ／Ｆセン
サ出力とエアフローメータ出力が読み込まれる（ステッ
プＳ１１）。

【００５７】ステップＳ１２では読み込まれたフロント
Ａ／Ｆセンサ出力を所定の変換テーブルを用いて空燃比
に変換し、触媒３に流入する排気の過不足酸素濃度を演
算する。ここで過不足酸素濃度とは理論空燃比時の酸素
濃度を基準とした相対的な濃度で、排気が理論空燃比で
ゼロ、リッチで負、リーンで正の値をとる。

【００５８】ステップＳ１３ではエアフローメータ出力
を所定の変換テーブルを用いて吸入空気量に変換し、ス
テップＳ１４ではステップＳ１３で演算した吸入空気量
にステップＳ１２で演算した過不足酸素濃度を乗じて触
媒３に流入する排気の過不足酸素量O2INを演算する。

【００５９】過不足酸素濃度が上記特性を有することか
ら、過不足酸素量O2INは、触媒３に流入する排気が理論
空燃比のときゼロ、リッチのとき負、リーンのとき正の
値をとる。

【００６０】また、図４は、酸素ストレージ量の高速成
分の酸素放出率Aを演算するためのサブルーチンの内容
を示す。このサブルーチンでは高速成分HO2の酸素放出
速度が低速成分LO2の影響を受けることから、低速成分L
O2に応じて高速成分の酸素放出率Aが演算される。

【００６１】これによると、まず、ステップＳ２１で低
速成分の高速成分に対する比LO2/HO2が所定値ARより大
きいか否かが判断される。

【００６２】判断の結果、比LO2/HO2が所定値ARより小
さいと判断された場合、すなわち、高速成分HO2が低速
成分LO2に対して比較的多い場合はステップＳ２２へ進
み、高速成分HO2から酸素が優先して放出されるとして
高速成分の酸素放出率Aに１．０がセットされる。

【００６３】これに対し、比LO2/HO2が所定値ARよりも
大きいと判断された場合は、高速成分HO2に対する低速
成分LO2の比が変化しないよう高速成分HO2及び低速成分
LO2から酸素が放出されるので、ステップＳ２３へ進ん
で高速成分の酸素放出率Aとして比LO2/HO2が変化しない
ような値が演算される。

【００６４】また、図５は、酸素ストレージ量の高速成
分HO2を演算するためのサブルーチンの内容を示す。こ
のサブルーチンでは触媒３に流入する排気の酸素酸素過
不足量O2INと高速成分の酸素放出率Aに基づき高速成分H
O2の演算が行われる。

【００６５】これによると、まず、ステップＳ３１では
酸素過不足量O2INの値に基づき高速成分HO2が酸素を吸
収する状態にあるか、あるいは酸素を放出する状態にあ
るかが判断される。

【００６６】その結果、触媒３に流入する排気の空燃比
がリーンであって、酸素過不足量O2INがゼロより大きい
場合、高速成分HO2が酸素を吸収する状態にあると判断
してステップＳ３２に進み、次式（１）、 HO2 ＝ HO2z ＋ O2IN ・・・・・（１） HO2z：高速成分HO2の前回値により高速成分HO2が演算される。

【００６７】一方、酸素過不足量O2INがゼロ以下の値
で、高速成分が酸素を放出する状態にあると判断された
場合はステップＳ３３に進み、次式（２）、 HO2 ＝ HO2z ＋ O2IN × A ・・・・・（２） A：高速成分HO2の酸素放出率により高速成分HO2が演算される。

【００６８】このようにして高速成分HO2が演算された
ら、ステップＳ３４、Ｓ３５でその値が高速成分の最大
容量HO2MAXを超えていないか、あるいは最小容量HO2MIN
（＝０）以下になっていないかが判断される。

【００６９】そして、高速成分HO2が最大容量HO2MAX以
上になっている場合はステップＳ３６に進み、高速成分
HO2に吸収されずに溢れ出るオーバーフロー分（過剰
量）OVERFLOWが次式（３）、 OVERFLOW ＝ HO2 − HO2MAX ・・・・・（３）により演算され、さらに、高速成分HO2が最大容量HO2MA
Xに制限される。

【００７０】また、高速成分HO2が最小容量HO2MIN以下
になっている場合はステップＳ３７に進み、高速成分HO
2に吸収されずに溢れ出るオーバーフロー分（不足量）O
VERFLOWが次式（４）、 OVERFLOW ＝ HO2 − HO2MIN ・・・・・（４）により演算され、さらに、高速成分HO2が最小容量HO2MI
Nに制限される。なお、ここでは最小容量HO2MINとして
ゼロを与えているから高速成分HO2を全て放出した状態
で不足する酸素量が負のオーバーフロー分として算出さ
れることになる。

【００７１】また、高速成分HO2が最大容量HO2MAXと最
小容量HO2MINの間にあるときは、触媒３に流入した排気
の酸素過不足量O2INは全て高速成分HO2に吸収されるの
で、オーバーフロー分OVERFLOWにはゼロが設定される。

【００７２】ここで、高速成分HO2が最大容量HO2MAX以
上あるいは最小容量HO2MIN以下となって高速成分HO2か
ら溢れ出たオーバーフロー分OVERFLOWは低速成分LO2で
吸収あるいは放出される。

【００７３】また、図６は酸素ストレージ量の低速成分
LO2を演算するためのサブルーチンの内容を示す。この
サブルーチンでは高速成分HO2から溢れ出たオーバーフ
ロー分OVERFLOWに基づき低速成分LO2が演算される。

【００７４】これによると、ステップＳ４１では低速成
分LO 2が次式（５）、 LO2 ＝ LO2z ＋ OVERFLOW × B ・・・・・（５） LO2z：低速成分LO2の前回値 B：低速成分の酸素吸収放出率により演算される。ここで低速成分の酸素吸収放出率B
は１以下の正の値に設定されるが、実際には吸収と放出
で異なる特性を有し、また、実際の吸収放出率は触媒温
度TCAT、低速成分LO2等の影響を受けるので、吸収率と
放出率をそれぞれ分離して可変に設定するようにしても
良い。その場合、オーバーフロー分OVERFLOWが正である
とき、酸素が過剰であり、このときの酸素吸収率Bは、
例えば、触媒温度TCATが高いほど、また低速成分LO2が
小さいほど大きな値に設定される。また、オーバーフロ
ー分OVERFLOWが負であるとき、酸素が不足しており、こ
のときの酸素放出率Bは例えば、触媒温度TCATが高いほ
ど、また低速成分LO2が大きいほど大きな値に設定され
る。

【００７５】ステップＳ４２、Ｓ４３では、高速成分HO
2の演算時と同様に、演算された低速成分LO2がその最大
容量LO2MAXを超えていないか、あるいは最小容量LO2MIN
（＝０）以下になっていないかが判断される。

【００７６】その結果、最大容量LO2MAXを超えている場
合はステップＳ４４に進み、低速成分LO2から溢れる酸
素過不足量O2OUTが次式（６）、 O2OUT ＝ LO2 − LO2MAX ・・・・・（６）により演算されて低速成分LO2が最大容量LO2MAXに制限
される。酸素過不足量O2OUTはそのまま触媒３の下流に
流出する。

【００７７】一方、最小容量以下になっている場合はス
テップＳ４５へ進み、低速成分LO2が最小容量LO2MINに
制限される。

【００７８】次に、コントローラ６が行う酸素ストレー
ジ量のリセットについて説明する。酸素ストレージ量の
リセットを実行することにより、それまでに蓄積された
演算誤差が解消され、酸素ストレージ量の演算精度を高
めることが可能となる。

【００７９】図７はリセット条件の判断ルーチンの内容
を示す。このルーチンは、触媒３下流の酸素濃度から酸
素ストレージ量（高速成分HO2及び低速成分LO2）のリセ
ット条件が成立したか否かを判定し、フラグFrich及び
フラグFleanのセットを行うものである。

【００８０】これによると、まず、触媒３下流の酸素濃
度を検出するリアＯ₂センサ５の出力が読み込まれる
（ステップＳ５１）。そして、リアＯ₂センサ出力とリ
ーン判定しきい値、リッチ判定しきい値との比較が行わ
れる（ステップＳ５２、Ｓ５３）比較の結果、リアＯ₂
センサ出力がリーン判定しきい値を下回っていた場合は
ステップＳ５４に進んでフラグFleanに酸素ストレージ
量のリーンリセット条件が成立したことを示す「１」が
設定される。また、リアＯ₂センサ出力がリッチ判定し
きい値を上回っていた場合はステップＳ５５に進んでフ
ラグFrichに酸素ストレージ量のリッチリセット条件が
成立したことを示す「１」が設定される。

【００８１】リアＯ₂センサ出力がリーン判定しきい値
とリッチ判定しきい値の間にあるときはステップＳ５６
に進んで、フラグFlean及びFrichにリーンリセット条
件、リッチリセット条件が不成立であることを示す
「０」が設定される。

【００８２】図８は酸素ストレージ量のリセットを行う
ためのルーチンの内容を示す。

【００８３】これによると、ステップＳ６１、Ｓ６２で
フラグFlean及びFrichの値の変化に基づきリーンリセッ
ト条件あるいはリッチリセット条件が成立したか否かが
判断される。

【００８４】そして、フラグFleanが「０」から「１」
に変化し、リーンリセット条件が成立したと判断された
場合はステップＳ６３に進み、酸素ストレージ量の高速
成分HO2が最大容量HO2MAXにリセットされる。このと
き、低速成分LO2のリセットは行わない。一方、フラグF
richが「０」から「１」に変化し、リッチリセット条件
が成立したと判断された場合はステップＳ６４に進み、
酸素ストレージ量の高速成分HO2及び低速成分LO2がそれ
ぞれ最小容量HO2MIN、LO2MINにリセットされる。

【００８５】このような条件でリセットを行うのは、低
速成分LO2の酸素吸収速度が遅いため、高速成分HO2が最
大容量に達すると低速成分LO2が最大容量に達していな
くても酸素が触媒下流に溢れることから、触媒下流がリ
ーンになった時点では少なくとも高速成分HO2は最大容
量になっていると考えられるからである。

【００８６】また、触媒下流がリッチになる時点では、
緩やかに酸素を放出する低速成分LO2からも酸素が放出
されていないといえ、高速成分HO2、低速成分LO2共に酸
素を殆ど保持しておらず最小容量になっていると考えら
れるからである。

【００８７】さらに、コントローラ６が行う空燃比制御
（酸素ストレージ量一定制御）について説明する。

【００８８】図９は酸素ストレージ量から目標空燃比を
演算するルーチンの内容を示す。

【００８９】これによると、まず、現在の酸素ストレー
ジ量の高速成分HO2が読み込まれ（ステップＳ７１）、
現在の高速成分HO2と高速成分の目標値TGHO2の偏差DHO2
（＝触媒３が必要としている酸素過不足量）が演算され
る（ステップＳ７２）。高速成分の目標値TGHO2は、例
えば高速成分の最大容量HO2MAXの半分に設定される。

【００９０】そしてステップＳ７３では、演算された偏
差DHO2が空燃比相当の値に換算され、エンジン１の目標
空燃比が設定される。

【００９１】したがって、このルーチンによると、酸素
ストレージ量の高速成分HO2が目標とする量に満たない
場合はエンジン１の目標空燃比がリーン側に設定され、
酸素ストレージ量（高速成分HO2）の増大が図られる。
これに対し、高速成分HO2が目標とする量を超えている
場合はエンジン１の目標空燃比がリッチ側に設定され、
酸素ストレージ量（高速成分HO2）の減少が図られるこ
とになる。

【００９２】次に、上記制御を行うことによる全体的な
作用について説明する。

【００９３】本発明に係る排気浄化装置にあっては、エ
ンジン１が始動されると触媒３の酸素ストレージ量の演
算が開始され、触媒３の転換効率を最大に保つべく、触
媒３の酸素ストレージ量が一定となるようにエンジン１
の空燃比制御が行われる。

【００９４】コントローラ６は触媒３に流入する排気の
空燃比、エンジン１の吸入空気量に基づき触媒３の酸素
ストレージ量を推定演算するが、酸素ストレージ量の演
算は実際の特性に合わせて高速成分HO2と低速成分LO2と
に分けて行われる。

【００９５】具体的には、酸素吸収時は、高速成分HO2
が優先して吸収し、高速成分HO2が吸収しきれない状態
となったら低速成分LO2が吸収し始めるとして演算が行
われる。また、酸素放出時は、低速成分LO2と高速成分H
O2の比（LO2/HO2）が一定割合AR以下の場合は高速成分H
O2から優先して酸素が放出されるとし、比LO2/HO2が一
定割合になったらその比LO2/HO2を保つように低速成分L
O2と高速成分HO2の両方から酸素が放出されるとして演
算が行われる。

【００９６】そして、演算された酸素ストレージ量の高
速成分HO2が目標値よりも多いときは、コントローラ６
はエンジン１の空燃比をリッチ側に制御して高速成分HO
2を減少させ、目標値よりも少ないときは空燃比をリー
ン側に制御して高速成分HO2を増大させる。

【００９７】この結果、酸素ストレージ量の高速成分HO
2が目標とする値に保たれるので、触媒３に流入する排
気の空燃比が理論空燃比からずれたとしても、応答性の
高い高速成分HO2から直ちに酸素が吸収あるいは放出さ
れて触媒雰囲気が理論空燃比方向に修正され、触媒３の
転換効率が最大に保たれる。

【００９８】さらに、演算誤差が累積すると演算される
酸素ストレージ量が実際の酸素ストレージ量とずれてく
るが、触媒３下流がリッチあるいはリーンになったタイ
ミングで酸素ストレージ量（高速成分HO2及び低速成分L
O2）のリセットが行われ、演算値と実際の酸素ストレー
ジ量とのずれが修正される。

【００９９】図１０は上記酸素ストレージ量一定制御を
行ったときの高速成分HO2の変化の様子を示したもので
ある。この場合、時刻ｔ₁では、リアＯ₂センサ５の出力
がリーン判定しきい値より小さくなりリーンリセット条
件が成立するので、高速成分HO2が最大容量HO2MAXにリ
セットされる。ただし、このとき低速成分LO2は最大に
なっているとは限らないので低速成分LO2のリセットは
行われない。

【０１００】時刻ｔ₂、ｔ₃では、リアＯ₂センサ５の出
力がリッチ判定しきい値より大きくなりリッチリセット
条件が成立するので、酸素ストレージ量の高速成分HO2
が最小容量（＝０）にリセットされる。このとき低速成
分LO2も最小容量にリセットされる（図示せず）。

【０１０１】このように、触媒３の下流の排気がリッチ
あるいはリーンになったタイミングで酸素ストレージ量
のリセットが行われ、実際の酸素ストレージ量とのずれ
が修正される結果、触媒の酸素ストレージ量の演算精度
がさらに向上し、酸素ストレージ量を一定に保つための
空燃比制御の精度も高められて触媒の転換効率を高く維
持することができる。

【０１０２】続いて本発明の第２の実施形態について説
明する。この第２の実施形態は触媒３下流の排気特性に
応じて酸素ストレージ量の演算値をリセットする処理に
おいて先の実施形態と相違する。装置構成やリセット処
理以外の処理については先の実施形態と同じであるの
で、以下の説明ではこのリセット処理を中心に説明を行
う。

【０１０３】図１１、図１２はそれぞれ酸素ストレージ
量の演算値のリッチリセット、リーンリセットを行うル
ーチンの内容を示し、図７、図８に示したフローに代え
て実行される。図１１に示すリッチリセット処理は、
触媒下流の排気がリッチになったときに。その酸素濃度
(リッチ度合い）に応じて酸素ストレージ量の高速成分
及び低速成分の演算値HO2、LO2のリセットを段階的に行
うものである。

【０１０４】これによると、まず、リアＯ₂センサ出力R
O2が読み込まれ（ステップＳ８０）、リアＯ₂センサ出
力RO2が第１のリッチしきい値R 1を超えているかが判断
される（ステップＳ８１）。判断の結果、リアＯ₂セン
サ出力RO2が第１のリッチしきい値R 1を超えていると判
断された場合はリッチリセットを行うべくステップＳ８
２１以降に進む。

【０１０５】ステップＳ８２１からＳ８２ｎ−１では、
リアＯ₂センサ出力RO2及びその前回値と、段階的に設定
されているリッチ判定しきい値R1、R2、・・・、Rn-1
（R1＜R2＜・・・＜Rn-1）とを比較し、リアＯ₂センサ
出力RO2がこれらのリッチ判定しきい値R1、R2、・・
・、Rn-1をリーン側からリッチ側に横切ったか否かが判
断される。その結果、リアＯ₂センサ出力RO2がリッチ判
定しきい値R1、R2、・・・、Rn-1のいずれかを横切った
と判断された場合は、それぞれステップＳ８３１、Ｓ８
３２，あるいはＳ８３ｎ−１に進み、高速成分及び低速
成分の演算値HO2、LO2がそれぞれリッチ判定しきい値R
1、R2、・・・、Rn-1に対応して設定されている値にリ
セットされる。ここで、触媒３下流の排気が酸素濃度が
低く、リッチになるほど触媒に吸収されている酸素量は
少なくなり、高速成分、低速成分ともに最小容量（＝
０）に近づくと考えられる。そのため、リアＯ₂センサ
出力RO2が横切ったしきい値がリッチ側になるほど高速
成分及び低速成分の演算値は小さな値にリセットされる
（HO2R1＞HO2R2＞・・・＞HO2Rn-1、LO2R1＞LO2R2＞・
・・＞LO2Rn-1）。

【０１０６】したがって、例えば、リアＯ₂センサ出力
の前回値RO2zがリッチしきい値R2よりも小さく、今回値
RO2がリッチしきい値R2よりも大きいときは、リアＯ₂セ
ンサ出力RO2がリッチしきい値R2を横切ったと判断さ
れ、ステップＳ８２２からステップＳ８３２に進んで高
速成分、低速成分の演算値HO2、H O2がそれぞれHO2R2、
LO2R2にリセットされる。

【０１０７】なお、リアＯ₂センサ出力が出力が最もリ
ッチ側に設定されるリッチ判定しきい値Rn（先の実施形
態のリッチ判定しきい値に相当）よりも大きいときは、
ステップＳ８２ｎからステップＳ８３ｎに進み、高速成
分の演算値HO2、低速成分の演算値LO2ともに最小容量HO
2MIN(=0)、LO2MIN(=0)にリセットされる。

【０１０８】図１２は図１１に類似するが、リーンリセ
ット処理の内容を示し、触媒３下流の排気がリーンにな
ったときに、その酸素濃度（リーン度合い）に応じて酸
素ストレージ量の高速成分の演算値HO2のリセットを段
階的に行うものである。ここで高速成分の演算値HO2の
みリセットし低速成分の演算値LO2のリセットを行わな
いのは、高速成分が最大容量に近づくと低速成分が最大
容量となる前であっても触媒３に流入する過剰酸素分が
吸収されず触媒３下流に流出し、触媒３下流の排気がリ
ーン化したとしても低速成分は必ずしも最大容量となっ
ていないからである。

【０１０９】図１２に示すリーンリセット処理も図１１
に示したリッチリセット処理とほぼ同じ流れとなり、読
み込まれたリアＯ₂センサ出力RO2が第１のリーン判定し
きい値L1よりも小さくなっているときは、段階的に設定
されたリーン判定しきい値L1、L2、・・・、Ln-1をリッ
チ側からリーン側に横切ったかどうかが判断され（ステ
ップＳ９０からＳ９２ｎ−１）、いずれかのしきい値を
横切った場合には各しきい値に対応して設けられている
値HO2L1、HO2L2、・・・、HO2Ln-1に高速成分の演算値H
O2がリセットされる（ステップＳ９３１からＳ９３ｎ−
１）。このとき、触媒３下流の排気の酸素濃度が高く、
リーンになればなるほど酸素ストレージ量の高速成分は
最大容量に近づいていると考えられるので、リアＯ₂セ
ンサ出力RO2が横切ったしきい値がリーン側になるほど
高速成分の演算値HO2は大きな値にリセットされる(HO2L
1＜HO2L2＜・・・＜HO2Ln-1）。

【０１１０】さらに、リアＯ₂センサ出力RO2が最もリー
ン側に設定されるリッチ判定しきい値Ln（先の実施形態
のリーン判定しきい値に相当）よりも小さくなっている
場合は、高速成分は最大容量に達していると考えられる
ので、高速成分の演算値HO2はその最大容量HO2MAXにリセ
ットされる（ステップＳ９２ｎ、Ｓ９３ｎ）。

【０１１１】図１３は、以上のような多段階のリセット
を行った場合に高速成分の演算値HO2がリセットされる
様子を示したものである。これに示すように、リアＯ₂
センサ出力RO2がリッチ判定しきい値R1、R2、Rnをリー
ン側からリッチ側に横切った時刻t21、t22、t23ではそ
れぞれ高速成分の演算値HO2がHO2R1、HO2R2、HO2MINに
リセットされ、リーン判定しきい値L1、L2、Lnをリッチ
側からリーン側に横切った時刻t24、t25、t26ではそれ
ぞれ高速成分の演算値HO2がHO2L1、HO2L2、HO2MAXにリ
セットされる。なお、低速成分の演算値はこの図には示
されていないが、リアＯ₂センサ出力RO2がリッチ判定し
きい値R1、R2、Rnをリーン側からリッチ側に横切った時
刻t21、t22、t23では高速成分の演算値HO2と同様にそれ
ぞれLO2R1、LO2R2、LO2Rnにリセットされるものとす
る。

【０１１２】先の実施形態ではリセットが行われる時点
ではすでに酸素ストレージ量が最大またはゼロ、すなわ
ち酸素を吸収あるいは放出できない状態となっており、
演算誤差は解消できても多少の排気エミッションの悪化
は避けられなかったが、この実施形態によれば酸素スト
レージ量が最大またはゼロとなる前にリセットが行われ
るので、エミッションの悪化を抑えつつ、酸素ストレー
ジ量の演算誤差を解消することができる。

【０１１３】また、リッチリセット、リーンリセット
が、先の実施形態と比べてよりリッチ側、リーン側のし
きい値を用いて行われるので、結果として演算誤差の解
消が早い時期に行われることなり、酸素ストレージ量の
演算精度をより一層向上させることができる。

【０１１４】続いて本発明の第３の実施形態について説
明する。この第３の実施形態も酸素ストレージ量の演算
値をリセットする処理において先の実施形態と相違す
る。図１３はそのリセット処理の内容を示したものであ
り、図７、図８に示すフローに代えて実行されるもので
ある。

【０１１５】これについて説明すると、まず、リアＯ₂
センサ出力RO2が読み込まれ（ステップＳ１０１）、そ
れとリーン側補正開始判定値、リッチ側補正開始判定値
との比較が行われる（ステップＳ１０２、Ｓ１０３）。
比較の結果、リアＯ₂センサ出力RO2がリーン側補正開始
しきい値よりも小さくなっている場合はリーンリセット
を行うべくステップＳ１０４以降に進み、リッチ側補正
開始しきい値を超えている場合はリッチリセットを行う
べくステップＳ１０６以降に進む。なお、リアＯ₂セン
サ出力RO2が両補正開始しきい値の間に収まっていると
きはリーンリセット、リッチリセットは行われず、図
５、図６に示した処理で演算される酸素ストレージ量の
演算値HO2、LO2をそのまま他の処理（空燃比制御等）で
用いるべく処理を終了する。

【０１１６】リーンリセットを行うとして進んだステッ
プＳ１０４では、リアＯ₂センサ出力RO2に基づき、図１
５に示すテーブルを参照して高速成分のテーブル参照値
HO2tblが演算される。触媒３下流の排気がリーンになる
ほど高速成分はその最大容量HO2MAXに近づいていると考
えられるため、リアＯ₂センサ出力RO2がリーンになるほ
ど高速成分のテーブル参照値HO2tblとして最大容量HO2M
AXに近い値が演算される。そして、ステップＳ１０５で
は高速成分の演算値HO2がテーブル参照値HO2tblにリセ
ットされる。なお、このとき高速成分の演算値HO2のみ
リセットし、低速成分の演算値LO2のリセットを行わな
いのは先の実施形態と同じ理由で触媒３下流がリーン化
したとしても低速成分は最大容量に近づいているとは限
らないからである。

【０１１７】一方、リッチリセットを行うとして進んだ
ステップＳ１０６では、リアＯ₂センサ出力RO2に基づ
き、図１５に示すテーブルを参照して高速成分のテーブ
ル参照値HO2tblが演算される。触媒３下流の排気がリッ
チになるほど高速成分は最小容量HO2MIN(=0)に近づいて
いると考えられるため、リアＯ₂センサ出力RO2がリッチ
になるほどテーブル参照値HO2tblとして最小容量HO2MIN
に近い値が演算される。低速成分のテーブル参照値LO2t
blも同様にして演算され、このとき用いられるテーブル
は図１５に示したテーブルと同様の特性となる（但しリ
ッチ側部分のみのテーブルとなる。）。

【０１１８】このようにして高速成分、低速成分のテー
ブル参照値HO2tbl、LO2tblが演算されたらステップＳ１
０７に進み、高速成分、低速成分の演算値HO2、LO2がそ
れぞれテーブル参照値HO2tbl、LO2tblにリセットされ
る。

【０１１９】図１６は上記リセット処理を行った場合に
高速成分の演算値HO2が変化する様子を示したものであ
る。これに示すように、リアＯ₂センサ出力RO2がリッチ
側補正開始判定値を超えている時刻t31からt32までの間
は図５に示した処理によって演算された値に代えて図１
５に示すテーブルを参照して演算される値HO2tblが高速
成分の演算値HO2とされ、リーン側補正開始判定値を下
回っている時刻t33からt34までの間も同様に図１５に示
すテーブルを参照して演算される値HO2tblが高速成分の
演算値HO2とされる。低速成分の演算値LO2については示
されていないが、リアＯ₂センサ出力RO2がリッチ側補正
開始判定値を超えている間は高速成分の演算値HO2と同
様にテーブル参照値にリセットされ、リーン側補正開始
判定値を下回ってもリセットは行われないものとする。

【０１２０】したがって、この実施形態では、リアＯ₂
センサ出力がリーン側補正開始判定値とリッチ側補正開
始判定値に挟まれた所定の領域内に収まっていないとき
は常に高速成分ないし低速成分のリセットが行われるこ
とになるが、リセット処理をこのような処理としても酸
素ストレージ量の演算誤差を早期に解消することがで
き、排気エミッションの悪化を防止することができる。

【０１２１】続いて本発明の第４の実施形態について説
明する。この第４の実施形態は、リアＯ₂センサ５に代
えて触媒３下流の空燃比を検出する全領域空燃比センサ
（以下、「Ａ／Ｆセンサ」という。）が設けられてお
り、また、触媒３下流の排気特性に応じて酸素ストレー
ジ量の演算値をリセットする処理が先の実施形態と相違
する。図１７はそのリセット処理の内容を示したもので
あり、図７、図８に示すフローに代えて実行される。

【０１２２】このフローによっても図１４に示したリセ
ット処理同様に、センサ出力が所定範囲内に収まってい
ない場合に高速成分ないし低速成分の演算値HO2、LO2の
リセットが行われるが、ここで用いられるＡ／Ｆセンサ
は測定対象の排気がリッチになるほど出力電圧が低下
し、リーンになるほど出力電圧が高くなるという特性を
有し、Ｏ₂センサとはその特性が逆になる。そのため、
図１７に示すリセット処理は図１４に示したＯ₂センサ
を用いた場合のリセット処理と不等号の大小関係が逆に
なり（ステップＳ１１２、Ｓ１１３）、ステップＳ１１
４、Ｓ１１６でＡ／Ｆセンサ出力に基づきテーブル参照
値を演算する際に参照されるテーブルも図１８に示すよ
うに図１５に示したものと大小関係が逆になる。

【０１２３】図１９は上記リセット処理を行った場合に
高速成分の演算値HO2が変化する様子を示したものであ
る。Ａ／Ｆセンサ出力R-A/Fがリッチ側補正開始判定値
を下回っている時刻t41からt42までの間は高速成分の演
算値HO2として図５に示す処理によって演算された値に
代えて図１８に示すテーブルを参照して得られる値HO2t
blが設定される。低速成分の演算値LO2にもテーブル参
照値が設定される（図示せず）。また、Ａ／Ｆセンサ出
力R-A/Fがリーン側補正開始判定値を超えている時刻t43
からt44までの間も高速成分の演算値HO2として図１８に
示すテーブルを参照して得られる値HO2tblが設定され
る。

【０１２４】このように、Ａ／Ｆセンサを用いても同様
なリセット処理が可能であり、酸素ストレージ量の演算
誤差を早期に解消して、排気エミッションの悪化を防止
することができる。特に、Ａ／Ｆセンサを用いれば理論
空燃比近傍での出力変化がＯ ₂センサを用いた場合と比
べて緩やかとなり、触媒３下流の排気のリッチ度合い、
リーン度合いの検出精度が高くなるので、リセット処理
時のテーブル参照値に関してもより正確な値が得られる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気浄化装置の概略構成図であ
る。

【図２】触媒の酸素ストレージ量を演算するためのルー
チンの内容を示したフローチャートである。

【図３】触媒に流入する排気の酸素過不足量を演算する
ためのサブルーチンの内容を示したフローチャートであ
る。

【図４】高速成分の酸素放出率を演算するためのサブル
ーチンの内容を示したフローチャートである。

【図５】酸素ストレージ量の高速成分を演算するための
サブルーチンの内容を示したフローチャートである。

【図６】酸素ストレージ量の低速成分を演算するための
サブルーチンの内容を示したフローチャートである。

【図７】リセット条件の判断ルーチンの内容を示したフ
ローチャートである。

【図８】酸素ストレージ量のリセットを行うためのルー
チンの内容を示したフローチャートである。

【図９】酸素ストレージ量から目標空燃比を演算するル
ーチンの内容を示したフローチャートである。

【図１０】酸素ストレージ量一定制御を行ったときの様
子を示したタイムチャートである。

【図１１】酸素ストレージ量のリッチリセットを行うル
ーチンの別の例を示したフローチャートである（第２の
実施形態）。

【図１２】酸素ストレージ量のリーンリセットを行うル
ーチンの別の例を示したフローチャートである（第２の
実施形態）。

【図１３】リセット処理により高速成分がリセットされ
る様子を示したタイムチャートである。

【図１４】酸素ストレージ量のリセットを行うルーチン
のさらに別の例を示したフローチャートである（第３の
実施形態）。

【図１５】リアＯ₂センサ出力に基づき高速成分を演算
するためのテーブルである。

【図１６】リセット処理により高速成分がリセットされ
る様子を示したタイムチャートである。

【図１７】酸素ストレージ量のリセットを行うルーチン
のさらに別の例を示したフローチャートである（第４の
実施形態）。

【図１８】リアＯ₂センサ出力に基づき高速成分を演算
するためのテーブルである。

【図１９】リセット処理により高速成分がリセットされ
る様子を示したタイムチャートである。

【符号の説明】

１エンジン２排気管３三元触媒４フロントＡ／Ｆセンサ５リアＯ₂センサ７吸気管８スロットル弁９エアフローメータ１０冷却水温センサ１１触媒温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 ３６８Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７０Ｂ３７０Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢＢ (72)発明者小熊元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 (72)発明者酒井厚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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気管に設けられた触媒と、前記触媒に流入する排気の特性を検出する手段と、前記検出された排気特性に基づき、前記触媒の酸素スト
レージ量を吸収速度が速い高速成分と吸収速度が高速成
分よりも遅い低速成分とに分けて演算する酸素ストレー
ジ量演算手段と、演算された酸素ストレージ量に基づき、前記触媒の酸素
ストレージ量が所定量となるように前記エンジンの空燃
比を制御する空燃比制御手段と、を備えたことを特徴と
するエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】前記酸素ストレージ量演算手段は、酸素吸
収時、高速成分が優先して酸素を吸収し、高速成分が酸
素を吸収しきれなくなったら低速成分が酸素を吸収し始
めるという特性に基づき前記触媒の酸素ストレージ量を
演算することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装
置。
【請求項３】前記酸素ストレージ量演算手段は、酸素放
出時、高速成分に対する低速成分の比が所定値より小さ
い場合は高速成分から優先して酸素が放出されるという
特性に基づき前記触媒の酸素ストレージ量を演算するこ
とを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項４】前記酸素ストレージ量演算手段は、酸素放
出時、高速成分に対する低速成分の比が所定値より大き
い場合は高速成分に対する低速成分の比が変化しないよ
うに高速成分と低速成分とから酸素が放出されるという
特性に基づき前記触媒の酸素ストレージ量を演算するこ
とを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項５】前記空燃比制御手段は、酸素ストレージ量
のうち高速成分が所定量となるように前記エンジンの空
燃比を制御することを特徴とする請求項１に記載の排気
浄化装置。
【請求項６】前記酸素ストレージ量演算手段は、前記触
媒下流の排気がリッチになった時点で高速成分及び低速
成分をそれらの最小容量にリセットすることを特徴とす
る請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項７】前記酸素ストレージ量演算手段は、前記触
媒下流の排気がリーンになった時点で高速成分をその最
大容量にリセットすることを特徴とする請求項１に記載
の排気浄化装置。
【請求項８】前記酸素ストレージ量演算手段は、前記触
媒下流の排気が所定のリッチ側しきい値よりもリッチに
なったときに前記高速成分ないし低速成分の演算値を前
記触媒下流の排気のリッチ度合いに応じた値にリセット
することを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項９】前記リッチ側しきい値は前記高速成分ない
し低速成分がその最小容量に達する前にリセットされる
ように設定されることを特徴とする請求項８に記載の排
気浄化装置。
【請求項１０】前記触媒下流の排気がリッチになるほど
前記高速成分ないし低速成分の演算値がその最小容量に
近い値に値にリセットされることを特徴とする請求項８
または９に記載の排気浄化装置。
【請求項１１】前記リッチ側しきい値は複数設定されて
いることを特徴とする請求項８から１０のいずれかひと
つに記載の排気浄化装置。
【請求項１２】前記酸素ストレージ量演算手段は、前記
触媒下流の排気が所定のリーン側しきい値よりもリーン
になったときに前記高速成分の演算値を前記触媒下流の
排気のリーン度合いに応じた値にリセットすることを特
徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項１３】前記リーン側しきい値は前記高速成分が
その最大容量に達する前にリセットされるように設定さ
れることを特徴とする請求項１２に記載の排気浄化装
置。
【請求項１４】前記触媒下流の排気のリーンになるほど
前記高速成分の演算値がその最大容量に近い値にリセッ
トされることを特徴とする請求項１２または１３に記載
の排気浄化装置。
【請求項１５】前記リーン側しきい値は複数設定されて
いることを特徴とする請求項１２から１４のいずれかひ
とつに記載の排気浄化装置。