JP2002004920A

JP2002004920A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2002004920A
Application number: JP2000185368A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Tamura; 保樹田村; Takuya Okamoto; 拓也岡本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP3867192B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、
触媒の還元被毒を極力抑制できるようにする。【解決手段】排気通路３に設けられた排気浄化触媒６
と、排気浄化触媒６の上流側の排気空燃比を周期的に変
動させる空燃比制御手段２０２と、触媒６の下流の排気
空燃比に相関する状態量を検出する排気センサ３ａと、
排気センサ３ａの出力に基づき触媒６の下流の排気空燃
比が所定の還元雰囲気であると判定される時に排気セン
サ３ａの出力の振幅の大きさにより触媒６の上流の排気
空燃比をリーン方向に補正する空燃比補正手段２０１と
を備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、排気ガスを浄化するシステム
として、三元触媒が広く知られている。このような三元
触媒では、耐久劣化とともに、ＮＯｘ浄化効率が悪化す
る。特に、排気系にＦＣＣ（フロント触媒）及びＵＣＣ
（床下触媒）が取り付けられている場合、あるいは、排
気系にＭＣＣ（エキマニ触媒）及びＵＣＣ（床下触媒）
が取り付けられている場合には、ＮＯｘ浄化効率の悪化
が顕著に現れる。

【０００３】空燃比の平均値（以下、平均Ａ／Ｆとい
う）を調整すると、ＮＯｘ，ＣＯ，ＴＨＣをいずれも浄
化性能を良好な状態にすることができるが、最適Ａ／Ｆ
はその許容範囲が狭く、触媒の劣化状態によっても異な
るため、予めマップ等で求めることは困難である。例え
ば、図５に示すように、劣化状態の異なる触媒では、Ｎ
Ｏｘを最も効率良く浄化する平均Ａ／Ｆも異なるものと
なる。

【０００４】これは主に以下の理由による。すなわち、
リッチ雰囲気でＣＯが流入するが、酸素がほとんど存在
しないため触媒のＣＯ被毒が起こり触媒性能が低下する
のである。ＣＯ被毒は、ＣＯ吸着とＣＯ脱離（あるいは
酸化）等の微妙なバランスによって起こり、また触媒の
劣化状態によってＣＯ被毒状態が異なる。また、下式に
示すように、ＣＯ被毒以外にもＣｅの不活性（ＣｅＯ₂
＋ＣＯ→Ｃｅ₂Ｏ₃＋ＣＯ₂）による水性ガス反応の不活
性によりＮＯｘ浄化効率が低下する場合がある。

【０００５】ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ₂＋ＣＯ₂ ２ＮＯ＋２Ｈ₂→Ｎ₂＋２Ｈ₂Ｏこれら還元雰囲気で触媒性能が劣化することを以下、還
元被毒という。このような還元被毒対策の従来技術とし
ては、特開平７−２７９７１３号公報に開示された技術
がある。上記公報には、Ｐｄ触媒のＣＯ被毒を防止する
ため、触媒温度が５００℃以上の時は空燃比をストイキ
オ近傍とする技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この技
術はＣＯ被毒を生じないように運転状態を制限するもの
でしかなく、すでにＣＯ被毒した触媒に対する対処は考
慮されていない。また、劣化触媒対策の従来例として
は、特開平６−３１７２０５号公報に開示された技術が
ある。この技術では、触媒の上流及び下流にそれぞれＯ
₂センサを設け、機関の空燃比をフィードバック制御す
るとともに、下流側のＯ₂センサの出力の振幅が大きい
ほど機関の空燃比をリッチ化する技術が開示されてい
る。

【０００７】この技術は、触媒の劣化が始まると、触媒
下流の空燃比の振幅が増大する点に着目し、振幅が増大
すると振幅の上限や下限では空燃比がリッチ方向に大き
く変動して排気浄化特性が低下することを問題視したも
のである。そして、この従来技術では、リーン方向への
変動によるＮＯｘ浄化率の低下とリッチ方向への変動に
よるＣＯ浄化率の低下を比較した場合、ＮＯｘ浄化率の
低下のほうが格段に大きいため、ＮＯｘ浄化率の低下を
極力抑えるために、触媒下流の空燃比の振幅の大きさに
応じて空燃比をリッチ化する対処策を採っている。

【０００８】ところで、触媒の劣化には、回復不能な永
久劣化と、可逆性を有する一過性劣化とがあるが、この
従来技術は劣化した触媒を劣化した状態でそのまま使用
する上で効率の良い制御方法を提案したものであり、触
媒の劣化を永久劣化として扱ったものに過ぎない。上述
したＣＯ被毒は一過性劣化の一種であるが、仮に後者の
従来技術をＣＯ被毒した触媒に適用した場合、ＣＯ被毒
がより一層進行してしまうという課題が生じる。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、触媒の還元被毒を極力抑制できるようにし
た、内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排気浄化触媒に
より排気が浄化されるとともに、触媒下流に設けられた
排気センサにより排気空燃比に相関する状態量が検出さ
れる。そして、空燃比制御手段により排気浄化触媒の上
流側の排気空燃比を周期的に変動させて、上記排気セン
サの出力に基づき上記触媒下流の排気空燃比が所定の還
元雰囲気であると判定される時に上記排気センサの出力
の振幅の大きさに応じて上記触媒上流の排気空燃比が空
燃比補正手段によりリーン方向に補正される。これによ
り、効率良く触媒の再生がはかられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
形態について説明する。まず、第１実施形態にかかる内
燃機関の排気浄化装置について説明する。図１に示すよ
うに、本装置はここでは筒内噴射型内燃機関に適用され
ている。この筒内噴射型内燃機関について簡単に説明す
ると、燃焼室１には、吸気弁４を介して吸気通路２が接
続され、また、排気弁５を介して排気通路３が接続され
ている。また、吸気通路２には、エアクリーナ２ａ，吸
入空気量を検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ）２ｂ，
吸入空気量を制御するスロットル弁２ｃ，スロットル弁
２ｃの開度を検出するスロットルポジションセンサ（Ｔ
ＰＳ）２ｄ等が設けられている。また、排気通路３に
は、排気浄化触媒としての三元触媒（以下、単に触媒と
も言う）６が設けられており、触媒６の下流側には、排
気中のＯ₂濃度を検出するＯ₂センサ（排気センサ）３ａ
等が設けられている。また、図示はしないが、触媒６の
上流側にもＯ₂センサが設けられている。

【００１２】また、燃焼室１には、インジェクタ８が燃
焼室１へ燃料を直接噴射すべくその開口を燃焼室１に臨
ませて配置されている。このような構成により、スロッ
トル弁２ｃの開度に応じエアクリーナ２ａを通じて吸入
された空気が、吸気通路２及び吸気弁４を介して燃焼室
１内に吸入され、ＥＣＵ（制御手段）２０からの信号に
基づいてインジェクタ８から噴射された燃料と混合され
るようになっている。そして、燃焼室１内で点火プラグ
７を適宜のタイミングで点火させて混合気を燃焼させた
のち、燃焼室１内から排気弁５を介して排気通路３へ排
気ガスが排出され、触媒６で浄化されてから図示しない
マフラで消音されて排出されるようになっている。

【００１３】なお、このエンジンには、上述のＡＦＳ２
ｂ，ＴＰＳ２ｄ，Ｏ₂センサ３ａ，触媒温度センサ３ｂ
の他に、例えば、クランクシャフト９に付設されたクラ
ンク角検出装置９ａや、シリンダブロック内のウォータ
ジャケット１ｂ内に挿設されエンジンの冷却水温を検出
する冷却水温センサ１ｃ等の種々のセンサが設けられて
おり、これらのセンサからの検出情報がＥＣＵ２０へ送
られるようになっている。

【００１４】ここで、筒内噴射エンジンでは、燃焼室１
内で吸入空気を縦渦流（逆タンブル流）として生成する
ことにより、点火プラグ７近傍に少量の燃料を集めて層
状燃焼させ、混合気全体としては極めてリーンな空燃比
での燃焼（希薄燃焼）が可能に構成されており、燃料噴
射の態様として、ストイキオよりもリーンな空燃比下で
運転を行なうリーン運転モードと、空燃比が理論空燃比
（ストイキオ）近傍となるように、触媒６の上流側のＯ
₂センサ（図示省略）からの検出情報等に基づいてフィ
ードバック制御を行なうストイキオ運転モードと、スト
イキオよりもリッチな空燃比で運転を行なうリッチ運転
モードとが設けられている。

【００１５】そして、このような運転モードの選択は、
ＥＣＵ２０により運転状態に応じて行なわれる。つま
り、ＥＣＵ２０は、ＴＰＳ２ｄ及びクランク角検出手段
９ａの検出情報に基づきエンジン負荷Ｐｅ及びエンジン
回転速度Ｎｅ（運転状態）を計算し、この運転状態に応
じてエンジンの運転モードを設定するようになってお
り、エンジン負荷Ｐｅ及びエンジン回転速度Ｎｅが大き
くなるほど、リーン運転，ストイキオ運転，リッチ運転
の順に運転モードを設定するようになっている。

【００１６】次に、本発明の要部構成について説明する
と、上記のＥＣＵ２０には触媒６の上流の排気空燃比Ａ
／Ｆを周期的に変動させる空燃比制御手段２０１と、触
媒６の上流の排気空燃比を補正する空燃比補正手段２０
２とが設けられている。そして、空燃比補正手段２０２
では、Ｏ₂センサ（排気センサ）３ａからの検出情報に
基づいて、触媒６の下流の排気空燃比が所定の還元雰囲
気であると判定された時に上記Ｏ₂センサ３ａからの出
力の振幅の大きさに応じて触媒６の上流の排気空燃比を
リーン方向に補正するようになっているのである。具体
的には、このときの空燃比を大きくして、排気中に残存
する酸素が多くなるように空燃比制御が実行されるよう
になっている。

【００１７】なお、触媒６の下流側の排気センサ３ａと
してはＯ₂センサに限定されるものではなく、触媒６の
下流の排気空燃比に相関する状態量を検出するセンサで
あればＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）やＨ₂センサ等の
ガスセンサを適用してもよい。ここで、図２は触媒６が
還元被毒（ＣＯ被毒）したときのＯ₂センサ３ａの出力
値及び触媒下流の排気空燃比を示す図である。図中にお
いて線ａはＮＯｘ排出量（ｐｐｍ）、線ｂはＯ₂センサ
３ａの出力値（Ｖ）、線ｃは触媒６の下流における排気
空燃比である。

【００１８】この図からも、触媒６の還元被毒（ＣＯ被
毒）の度合い（被毒レベル）は、触媒下流のＯ₂センサ
値又は排気空燃比に対応していることがわかる。本発明
はこのような点に着目したものである。つまり、触媒６
の上流の排気空燃比を周期的に変動させている運転状態
〔例えば、触媒６の上流のＯ₂センサ（図示省略）から
の検出情報に基づいてフィードバック制御を行なうスト
イキオ運転モード時〕において、触媒６の下流の排気空
燃比が所定の還元雰囲気であるとき、Ｏ₂センサ３ａの
出力（又は、排気空燃比）の振幅は、触媒の還元被毒レ
ベルに対応していることになるので、この振幅の大きさ
により触媒６の上流の排気空燃比をリーン方向に補正す
ることで、触媒６の還元被毒を再生するようになってい
る。この場合、具体的には空燃比補正手段２０２によ
り、Ｏ₂センサ３ａの出力値の振幅（又は排気空燃比）
を小さくするべく、排気中の残存酸素量が多くなるよう
に空燃比（平均Ａ／Ｆ）が制御されるようになってい
る。

【００１９】また、触媒６の下流の排気空燃比が酸化雰
囲気の場合は、その継続時間に応じて触媒上流の排気空
燃比がリッチ方向に補正されるようになっている。そし
て、これにより、ＮＯｘ浄化率の低下を効率良く抑制で
きるのである。さらに、空燃比制御手段２０１は、触媒
上流の排気空燃比に相関する状態量を検出する排気セン
サ（上述した図示しないＯ₂センサ）と触媒下流に設け
られたＯ₂センサ３ａとの出力に基づいて空燃比をスト
イキオ近傍にフィードバック制御するようにしても良
い。

【００２０】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の
排気浄化装置は上述のように構成されているので、以下
の条件が成立すると、図３に示すようなフローチャート
に基づいて空燃比が制御される。まず、制御実行条件に
ついて説明すると、排気空燃比が振幅（パータベーショ
ン）していることが前提となる。パータベーションは、
触媒６の上流側Ｏ₂センサ又は下流側Ｏ₂センサ３ａの出
力値をフィードバックしても良いし、Ｏ／Ｌ（オープン
ループ制御）で行なってもよい。

【００２１】そして、上記の条件が成立すると、ステッ
プＳ１においてＯ₂センサ３ａからの情報によりＯ₂セン
サ値の振幅及びＯ₂センサ値の変化（変化率）が取り込
まれる。Ｏ₂センサ値の振幅は、〔Ｏ₂センサ出力値の最
大値−Ｏ₂センサ出力値の最小値〕として求めることが
できる。この振幅は１サイクル毎に求めても良いし、所
定期間（又は所定サイクル間）の最大値あるいは平均値
としてもよい。

【００２２】また、Ｏ₂センサ値の変化は、所定期間
（又は所定サイクル間）の変化量として求めてもよい
し、あるいは、所定期間（又は所定サイクル間）の平均
的なＯ₂センサ値の変化量として求めてもよい。平均的
なＯ₂センサ値としては、例えばフィルタリングした
値、又は移動平均した値を用いることができる。また
は、所定区間（所定期間×所定回数）の平均変化量とし
てもよい。

【００２３】さらには、Ｏ₂センサ変化は下式により求
めても良い。Ｏ₂センサ変化＝（今回のＯ₂センサ最大値＋今回のＯ₂
センサ最小値）／２−前回のＯ₂センサ最小値なお、上記最大値，最小値及びＯ₂センサ変化は１サイ
クル毎に求めても良いし，所定期間（又は所定サイクル
間）の最大値あるいは平均値としてもよい。

【００２４】次に、ステップＳ２に進み、Ｏ₂センサ出
力値の変化が所定値１／所定値２（所定値１≧所定値
２）よりも大きいか否かが判定される。この判定は、リ
ーン運転以外の運転状態（ｗ／ｏリーン）後、Ｏ₂セン
サ値の変化が所定値１よりも大きくなって、その後所定
値２以下となったか否かを判断するものであり、還元被
毒可能な状態となったか否かを判定するものである。し
たがって、還元被毒可能な状態が検出されなければ、以
降の制御は実行されない。

【００２５】また、Ｏ₂センサ出力値の変化が要求され
る触媒雰囲気と実際の触媒雰囲気との差に反比例するこ
とを利用し、ステップＳ２がＹＥＳとなる１回目はステ
ップＳ３に進み、触媒酸化雰囲気化度合いをＯ₂センサ
値の変化に応じて変更することでより精度の向上が図ら
れる。なお、上記の判定手法に代えて、Ｏ₂センサ出力
値＞所定値（例えば０．５５Ｖ）としても良い。

【００２６】ここで、触媒酸化雰囲気化の例について説
明すると、触媒６の上流側のＯ₂センサ（図示省略）又
は下流側のＯ₂センサ３ａにより、リッチ・リーン判定
してフィードバック制御している場合は、Ｆ／Ｂゲイ
ン，センサ判定値，判定ディレーを、リッチ・リーン判
定をせずにＡ／Ｆをパータベーションしている場合は、
触媒還元雰囲気化時間／触媒酸化雰囲気化時間の関係、
触媒還元雰囲気化A/F／触媒酸化雰囲気化A/F の関係の
うち少なくとも１つを変更して触媒雰囲気を酸化状態に
する。触媒酸化雰囲気化は、例えば触媒流入酸素量を増
大させたり、排気Ａ／Ｆあるいは排気平均Ａ／Ｆをリー
ン化方向に制御することで行なわれる。

【００２７】上記ステップＳ２で２回目以降のＹＥＳの
場合、ステップＳ４に進み、Ｏ₂センサ３ａの感度が判
定され、感度が高いと判定されるとステップＳ５に進
み、そうでなければステップＳ６に進む。ここで、例え
ばＯ₂センサ出力値＞所定値（例えば０．６Ｖ）であれ
ば、感度が高いと判定される。これは、Ｏ₂センサ出力
値が所定値（例えば０．６Ｖ）以下では、空燃比に対す
るＯ₂センサ出力値の変化量が上記所定値以上とでは大
きく異なるため、振幅値を同一レベルでは比較制御でき
ないためである。

【００２８】なお、上記所定値は、Ｏ₂センサ３ａの劣
化度合いに応じて補正してもよい。また、Ｏ₂センサ３
ａの出力値に応じてＯ₂センサ振幅を補正する場合〔例
えば振幅＝実振幅×補正係数（Ｏ₂センサ出力のマップ
より設定される）〕、あるいは、ストイキオ近傍のＯ₂
センサ感度（出力ｖｓＡ／Ｆ）特性が略均一の場合は、
ステップＳ４を省略しても良い。

【００２９】そして、ステップＳ４でＯ₂センサ３ａの
感度が大きいと判定されるとステップＳ５に進み、触媒
還元雰囲気化が行なわれる。ここで、触媒６の上流側の
Ｏ₂センサ（図示省略）又は下流側のＯ₂センサ３ａによ
り、リッチ・リーン判定してフィードバック制御してい
る場合は、Ｆ／Ｂゲイン，センサ判定値，判定ディレー
を、リッチ・リーン判定せずにパータベーションしてい
る場合は、触媒還元雰囲気化時間／触媒酸化雰囲気化時
間の関係、触媒還元雰囲気化A/F／触媒酸化雰囲気化A/F
の関係のうち少なくとも１つを変更して触媒雰囲気を還
元状態にする。触媒還元雰囲気化は、例えば触媒流入酸
素量減少、排気Ａ／Ｆあるいは排気平均Ａ／Ｆをリッチ
化方向に制御する。

【００３０】また、ステップＳ４からステップＳ６に進
んだ場合には、Ｏ₂センサ振幅が所定値３よりも大きい
か否かが判定されて、所定値３よりも大きければステッ
プＳ３に進んで触媒酸化雰囲気化が行なわれる。また、
Ｏ₂センサ振幅が所定値３以下の場合には、ステップＳ
６からステップＳ７に進み、Ｏ₂センサ変化が正の所定
値４よりも大きいか否かが判定される。ここで、Ｏ₂セ
ンサ変化が所定値４よりも大きければ、やはりステップ
Ｓ３に進んで触媒酸化雰囲気化が行なわれる。また、Ｏ
₂センサ変化が所定値４以下の場合には、次にステップ
Ｓ８に進む。

【００３１】そして、ステップＳ８では、Ｏ₂センサ変
化が負の所定値５より小さいか否かが判定されて、所定
値５より小さければ、ステップＳ５に進んで触媒還元雰
囲気化が実行される。また、Ｏ₂センサ変化が所定値５
以上であれば、そのままリターンする。なお、還元雰囲
気化度合い及び酸化雰囲気化度合いは、各判定条件及び
運転条件によって適宜最適化（学習を含む）された値を
用いるのが好ましい。Ｆ／Ｂゲイン，センサ判定値，判
定ディレー，触媒還元雰囲気化時間／触媒酸化雰囲気化
時間の関係及び触媒還元雰囲気化A/F／触媒酸化雰囲気
化A/Fの関係に対して学習を行なう場合、確実にＯ₂セン
サ感度が小さい領域となるように、初期値に、学習値に
対して還元雰囲気化した値を用いるようにしてもよい。
これは、リーン運転からリッチ運転あるいはストイキオ
運転に切り換えた直後にＣｅ等のＯＳＣ材から放出され
たＯ₂による貴金属に対するＯ₂被毒によってＮＯｘ浄化
効率が悪化する場合にも有効となる。また、上記のステ
ップＳ６〜ステップＳ８は上記の順番に限定されるもの
ではなく、適宜入れ替えてもよい。

【００３２】また、ステップＳ２に直列に触媒温度（又
は排気温度）高温判定及び触媒劣化判定のうち、少なく
とも１つを実行するようにすることでさらに精度が向上
する。以上詳述したように、本発明の第１実施形態にか
かる内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒６の上流の
排気空燃比が周期的に変動している状態で触媒６の下流
の排気空燃比が所定の還元雰囲気であるときのＯ₂セン
サ３ａの出力値の振幅は、触媒６の還元被毒レベルに対
応していることに着目して、この振幅の大きさにより触
媒６の上流の排気空燃比をリーン方向に補正すること
で、効率良く触媒６の還元被毒を再生できるという利点
がある。

【００３３】また、例えば２Ｃｅ₂Ｏ₃＋Ｏ₂→４ＣｅＯ₂
という反応により、水性ガス反応促進物質、例えばＣｅ
Ｏ₂が再生されて、触媒６の被毒が再生される。なお、
上述の制御において、パータベーション時の燃焼空燃比
（Ａ／Ｆ）は、トルク差が生じないように設定してもよ
い。例えば、空燃比を矩形波でパータベーションする場
合、第１Ａ／Ｆ（リーン側）と第２Ａ／Ｆ（リッチ側）
とをトルク差が生じないように予め設定する。この場
合、点火時期の変更等の制御を併用しても良い。

【００３４】また、このときの排気空燃比をAF1，AF2と
し、AF1をリーン側，AF2をリッチ側とした場合、AF1−
理論空燃比＞理論空燃比−AF2となるように、すなわ
ち、理論空燃比からの還元雰囲気化度合いよりも酸化雰
囲気化度合いを大きくするのが好ましい。また、三角波
でパータベーションする場合も同様である。次に、本発
明の第２実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置につ
いて説明すると、この第２実施形態は、上記第１実施形
態に対して制御の手法のみが異なっている。したがっ
て、以下では、第１実施形態と異なる部分について着目
して説明する。

【００３５】図４に示すように、本第２実施形態では制
御が簡略化されており、実質的には、第１実施形態のス
テップＳ７，ステップＳ８が省略されたものである。す
なわち、ステップＳ１１でエンジンの運転状態がリーン
運転時以外（ｗ／ｏリーン）であると判定されると、ス
テップＳ１２に進んで、Ｏ₂センサ値が判定値１（例え
ば０．６Ｖ）より大きいか否かが判定される。このと
き、判定値１よりも小さければステップＳ１３に進み、
そうでなければ、ステップＳ１４に進む。

【００３６】ステップＳ１３に進んだ場合には、Ｏ₂セ
ンサ値＞判定値１が不成立となる時間を経過時間２とし
て、この経過時間２に応じた関数により平均Ａ／Ｆが設
定される。また、ステップＳ１４に進んだ場合には、Ｏ
₂センサ３ａの振幅値が算出される。このとき，振幅値
はリアルタイム値を用いても良いし、平均的な値を用い
てもよい。そして、ステップＳ１５に進んで、この振幅
値に応じて平均Ａ／Ｆが設定される。

【００３７】なお、上記において、関数（パラメータ）
は、パラメータマップとして予め設定しておいてもよい
し、パラメータをフィードバックし、平均Ａ／Ｆを積
分，比例，微分のうち少なくとも１つのゲインを用いて
制御してもよい。また、平均Ａ／Ｆはパータベーション
の程度を変更して行なう。例えば、第１実施形態中の触
媒還元雰囲気化手段及び触媒酸化雰囲気化手段により実
行する。

【００３８】また、平均Ａ／Ｆは触媒上流の排気空燃比
の平均としても良いが、好ましくは触媒下流の排気空燃
比の平均値とする。そして、このような構成により、本
発明の第２実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置で
は、上述の第１実施形態と同様の作用効果を得ることが
できる。なお、本発明の実施形態は、上述のものに限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々の変形が可能である。例えば、複数の触媒が排気系
に設置されている場合には、各触媒のうち、少なくとも
１つ以上の触媒の下流にＯ₂センサを設けて本発明を適
用すればよい。２以上触媒下流Ｏ₂センサがある場合に
は、運転条件によって使用するＯ₂センサを切り換える
ようにしても良い。例えば、排気系にＦＣＣ（フロント
触媒）及びＵＣＣ（床下触媒）が取り付けられている場
合、あるいは、排気系にＭＣＣ（エキマニ触媒）及びＵ
ＣＣ（床下触媒）が取り付けられている場合、低温始動
時のような排気後方のＵＣＣが十分活性化されていない
条件では、排気前方のＦＣＣ（又はＭＣＣ）下流のＯ₂
センサを用い、ＵＣＣが十分活性したときは、ＵＣＣ下
流のＯ₂センサ値に切り換えるようにしても良い。この
場合、切り換えは運転条件（例えば水温，始動後経過時
間，ＵＣＣ触媒温度，ＦＣＣ触媒温度，排気温度農地の
少なくとも１つ）を判定条件として用いる。また、完全
に切り換えるのではなくて上記運転条件に応じて重み付
けをして使用してもよい。なお、上記の考え方は３つ以
上触媒が配設されている場合にも適用可能である。

【００３９】また、還元被毒の影響が大きい触媒の上流
にさらに触媒が配置されている場合には、上流触媒とし
て酸素ストレージ能力がない、もしくは弱い触媒を用
い、下流の触媒に対しては酸素ストレージ能力を強化す
るように構成すると、排気センサの出力の振幅と還元被
毒の相関がより強くなり、より好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の排気浄化装置によれば、触媒上流の排気空燃比を周期
的に変動させている状態で触媒下流の排気空燃比が所定
の還元雰囲気であるときの排気センサ出力の振幅は、触
媒の還元被毒レベルに対応していることに着目して、こ
の振幅の大きさにより触媒上流の排気空燃比をリーン方
向に補正することで、効率良く触媒の還元被毒を再生で
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の排気
浄化装置の全体構成を示す模式図である。

【図２】本発明を創案する過程で得られた排気系の特性
を示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態にかかる内燃機関の排気
浄化装置の作用を説明するフローチャートである。

【図４】本発明の第２実施形態にかかる内燃機関の排気
浄化装置の作用を説明するフローチャートである。

【図５】一般的な触媒のＮＯｘ浄化効率が触媒の劣化状
態よって異なることを示す図である。

【符号の説明】

３排気通路３ａ排気センサ６排気浄化触媒２０１空燃比制御手段２０２空燃比補正手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 ＲＦ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ＡＦターム(参考） 3G091 AA02 AA17 AA24 AB03 BA11 BA33 CB02 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA03 DB01 DB04 DB05 DB06 DB07 DB08 DB10 DC01 DC02 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FB10 FB11 FB12 FC02 GA19 HA08 HA36 HA37 HA38 HA42 3G301 HA01 HA04 JA21 MA01 ND01 NE15 PA01Z PA11Z PD03A PD03Z PD09A PD09Z PD12Z PE01Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、上記排気浄化触媒の上流側の排気空燃比を周期的に変動
させる空燃比制御手段と、上記触媒下流の排気空燃比に相関する状態量を検出する
排気センサと、上記排気センサの出力に基づき上記触媒下流の排気空燃
比が所定の還元雰囲気であると判定される時に上記排気
センサの出力の振幅の大きさにより上記触媒上流の排気
空燃比をリーン方向に補正する空燃比補正手段とを備え
たことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。