JP2002047985A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の気筒群（＃１，＃４）の排気通路に第
１の上流側触媒１２Ａを、第２の気筒群（＃２，＃３）
の排気通路に第２の上流側触媒１２Ｂを、これらの下流
側に下流側触媒１３を、それぞれ備えた内燃機関におい
て、機関始動直後の排気エミッション性能をより改善す
る。 【解決手段】 下流側触媒の再生制御開始当初は第１気
筒群をリッチ空燃比、第２気筒群をリーン空燃比として
下流側触媒に流入する空燃比が理論空燃比とならないよ
うに図る。これにより下流側触媒に流入する排気ガスの
空燃比は弱リーン化するので第１上流側触媒からの酸素
放出の間に下流側触媒からＮＯｘが放出されるのを防止
できる。一方、第１上流側触媒から酸素が放出される期
間が終了して還元剤成分（ＣＯ．ＨＣ）が該触媒を通過
しやすい状態となったら第１気筒群をリッチ空燃比、第
２気筒群を理論空燃比とする。これにより下流側触媒に
流入する排気ガスはリッチ空燃比となり、還元剤成分が
供給されるため保持ＮＯｘとの反応により効率よく浄化
処理を行わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は触媒を用いた内燃機
関の排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】内燃機関の始動直後に
排出される還元剤成分であるＨＣ，ＣＯの浄化と、リー
ン運転中に排出されるＮＯｘの浄化とを両立させるた
め、始動用触媒の下流側にＮＯｘ吸収剤を設け、点火栓
による着火燃焼（主燃焼）の後に追加燃料を供給して排
気空燃比をリッチ化するようにしたものが知られている
（特開平１１一６２５６３号公報）。

【０００３】このような排気浄化装置において、始動用
として上流側に配設する触媒には還元剤成分を高効率で
酸化浄化する機能を持つことが求められるが、一般的に
このような機能を有する触媒は排気ガス中の酸素をトラ
ップ保持する機能をも備えている。一方、下流側の触媒
にトラップ保持されているＮＯｘを還元浄化して下流側
の触媒を再生すること、すなわちＮＯｘトラップ機能を
回復させるためには、下流側の触媒に還元剤成分を供給
すればよいが、この還元剤成分を燃焼室におけるリッチ
空燃比混合気の燃焼によって生成する場合、燃焼によっ
て生じた還元剤成分は先ず上流側の触媒へ流入し、上流
側の触媒が保持している酸素によって酸化されることに
なる。このため、還元剤成分が下流側の触媒へ到達する
のは、上流側の触媒が保持していた酸素が全て消費され
た後になる。上流側の触媒で酸化されてしまう還元剤成
分は、ＮＯｘの還元浄化には寄与しないので無駄であ
り、還元剤成分のもとが燃料であることを考慮すれば、
このような無駄の発生は燃費を悪化させる要因となるこ
とが分かる。

【０００４】ところで、前述の従来技術の装置は、各気
筒群毎の新気通路に上流側の触媒を配設しており、この
ような構成下では、一方の気筒群だけをリッチ空燃比と
することで還元剤成分の無駄を低減可能である。すなわ
ち、還元剤成分の無駄な酸化は、リッチ空燃比とする気
筒群の排気通路に配設された触媒上でだけ発生するの
で、無駄に酸化される還元剤成分の量を半減させること
ができる。その一方、残りの気筒群の空燃比をストイキ
空燃比（理論空燃比）とした場合には次のような問題が
生じる。保持酸素による還元剤成分の酸化が行われてい
る間、リッチ空燃比とする気筒群の触媒からはほぼスト
イキ空燃比の排気ガスが流出する。ストイキ空燃比とす
る気筒群の触媒からは当然ストイキ空燃比の排気ガスが
流出する。これらの排気ガスが合流して下流側の触媒へ
流入すると、下流側の触媒はそれまで保持していたＮＯ
ｘをそのまま、浄化することなく放出することがある。
すなわち、下流側の触媒の再生制御の開始からしばらく
の期間、未浄化のＮＯｘが下流側の触媒から流出するこ
とになる。これに対して、残りの気筒群の空燃比をリー
ン空燃比とした場合、こんどは次のような問題が生じ
る。この場合、リッチ空燃比とする気筒群からの還元剤
成分が上流側の触媒を通過するようになると、下流側の
触媒上でＮＯｘの還元浄化が行われるようになるが、こ
のときリーン空燃比とする気筒群から排出されたリーン
な排気ガスが同時に下流側の触媒へ流入するので、下流
側の触媒上でのＮＯｘの還元反応の反応効率が低下して
しまう。すなわち、リーンな排気ガス中には酸素が多量
に含まれているため、下流側の触媒上ではＮＯｘと還元
剤成分との反応と酸素と還元剤成分との反応とが同時に
発生することになり、このため還元剤成分だけを下流側
の触媒へ供給する場合よりもＮＯｘの還元反応の反応効
率が低下するのである。本発明はこのような従来の問題
点を解消することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、第１の発明では、多気筒内燃機関の第１の気筒群と
第２の気筒群のそれぞれの排気通路に配設され、流入す
る排気ガスの空燃比がリーン空燃比であるときに排気ガ
ス中の酸素をトラップして保持し、流入する排気ガスの
空燃比がリッチ空燃比であるときに保持していた酸素を
放出して排気ガス中の還元剤成分を酸化する機能を有す
る第１の上流側触媒および第２の上流側触媒と、前記各
気筒群の排気通路を各上流側触媒よりも下流側にて合流
させた下流側排気通路に配設され、流入する排気ガスの
空燃比がリーン空燃比であるときに排気ガス中のＮＯｘ
をトラップして保持し、流入する排気ガスの空燃比がリ
ッチ空燃比であるときに保持していたＮＯｘを排気ガス
中の還元剤成分で還元する機能を有する下流側触媒と、
前記各気筒群毎に異なる燃料量を供給可能な燃料供給手
段と、保持されているＮＯｘを還元して前記下流側触媒
のＮＯｘトラップ機能を回復させるための触媒再生制御
を開始するか否かを判断する判断手段と、前記判断手段
の判断結果に応じて触媒再生制御を実行するときに、前
記燃料供給手段を介して、触媒再生制御開始から所定期
間は第１の気筒群の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側
に、かつ第２の気筒群の空燃比を理論空燃比よりもリー
ン側に制御し、前記所定期間経過後は第１の気筒群の空
燃比を理論空燃比よりもリッチ側に、かつ第２の気筒群
の空燃比を略理論空燃比に制御する燃料制御手段とを備
えた。

【０００６】第２の発明は、前記第１の発明の所定期間
を、前記第１の上流側触媒からの酸素放出によって該触
媒から流出する排気の空燃比がほぼ理諭空燃比に維持さ
れる期間とした。

【０００７】第３の発明は、前記第２の発明において、
触媒再生制御開始からの経過時間を計測する計測手段を
備え、前記燃料制御手段を、この計測した経過時間に基
づいて前記所定期間が経過したか否かを判定するように
構成した。

【０００８】第４の発明は、前記第２の発明において、
前記第１の上流側触媒の酸素保持量を推定する推定手段
を備え、前記燃料制御手段を、推定した酸素保持量に基
づいて前記所定期間が経過したか否かを判定するように
構成した。

【０００９】第５の発明は、前記第４の発明の推定手段
を、前記第１の上流側触媒の瞬時反応形態による酸素保
持量と遅反応形態による酸素保持量とをそれぞれ推定す
るよう構成し、前記燃料制御手段を、推定した瞬時反応
形態による酸素保持量に基づいて前記所定期間が経過し
たか否かを判定するように構成した。

【００１０】第６の発明は、前記第４または第５の発明
において、前記第１の上流側触媒に流入する排気ガスの
空燃比を広範囲に検出可能なリニア空燃比センサを備
え、前記推定手段を、検出した空燃比に基づいて酸素保
持量の推定を行なうように構成した。

【００１１】第７の発明は、前記第２の発明において、
前記第１の上流側触媒から流出する排気ガスの空燃比が
リッチ空燃比であるか否かを検出可能な空燃比センサを
備え、前記燃料制御手段を、検出した空燃比がリッチ空
燃比に変化したか否かに基づいて前記所定期間が経過し
たか否かを判定するように構成した。

【００１２】第８の発明は、前記第１の発明の判断手段
を、機関の吸入空気量と主燃焼の空燃比とから算出した
ＮＯｘ量の積算値が、前記下流側触媒の特性に応じて定
めた所定の基準値を越えたときに触媒再生制御を開始す
ると判断するように構成した。

【００１３】

【作用・効果】前記第１の発明以下の各発明では、下流
側触媒の再生制御開始当初は第１の気筒群をリッチ空燃
比、第２の気筒群をリーン空燃比とし、下流側触腺へ流
入する排気ガスの空燃比が理論空燃比にならないように
図る（リッチ・リーン運転モード）。このように各気筒
群の空燃比が制御されているとき、リッチ側である第１
の気筒群から排出された排気ガスは還元剤成分（ＨＣ，
ＣＯ）を多く含んでいるが、この還元剤成分は第１の上
流側触媒の保持酸素によって酸化されてしまうのでその
下流の排気ガスはストイキ相当の空燃比となっている。
これに対して、リーン側である第２の気筒群に接続した
第２の上流側触媒の下流では排気ガスは弱リーン空燃比
となる。したがって、これら第１、第２の気筒群の排気
ガスが合流した排気ガス、すなわち下流側触媒に流入す
る排気ガスの空燃比も弱リーンとなる。したがって、第
１の上流側触媒から保持酸素を放出させている間、下流
側触媒からＮＯＸが放出されるのを防止することができ
る。

【００１４】一方、第１の上流側触媒から酸素が放出さ
れる期間が終了して還元剤成分が上流側触媒を通過しや
すい状態となったら、第１の気筒群をリッチ空燃比、第
２の気筒群をほぼ理論空燃比とする（リッチ・ストイキ
運転モード）。このように各気筒群の空燃比制御が開始
されると、第１の気筒群から排出された排気ガス中の還
元剤成分は第１の上流側触媒を通過して下流へ流出する
一方、第２の上流側触媒下流の排気ガスは理論空燃比と
なっており、この排気ガス中には酸素がほとんど含まれ
ていない。したがって、これらが合流して下流側触媒１
３に流入する排気ガスはリッチ空燃比、かつ酸素をほと
んど含んでいない。このため、第１の上流側触媒からの
酸素放出が終了した後は、酸素の同時流入を回避しつつ
下流側触媒へ還元剤成分を供給することができ、還元剤
成分と保持ＮＯｘとの効率の良い反応を確保することが
できる。

【００１５】前記触媒再生制御は、例えば第８の発明と
して示したように、吸入空気量と主燃焼の空燃比とから
算出したＮＯｘ量の積算値が、下流側触媒の特性に応じ
て定めた所定の基準値を超えたときに開始するように構
成し、これにより下流側触媒に保持されるＮＯｘ量に応
じた、むだのない触媒再生制御を行うことができる。ま
た、触媒再生制御を行う期間は、第２の発明として示し
たように、第１の上流側触媒からの酸素放出によって該
触媒から流出する排気の空燃比がほぼ理諭空燃比に維持
される期間に設定する。

【００１６】前記の第１の上流側触媒から流出する排気
の空燃比がほぼ理諭空燃比に維持される期間について
は、これを第３の発明以下の手法で判定することが可能
である。すなわち、第３の発明では触媒再生制御開始か
らの経過時間に基づいて所定期間を判定する。また、第
４の発明では、所定期間を第１の上流側触媒の酸素保持
量の推定値に基づいて判定する。この場合の酸素保持量
は例えば第５の発明として示したように、第１の上流側
触媒の瞬時反応形態による酸素保持量と遅反応形態によ
る酸素保持量のうち、瞬時反応形態による酸素保持量の
推定値に基づいて判定することにより精度の高い制御結
果が得られる。また、前記酸素保持量の推定値は、第６
の発明として示したように、排気空燃比検出手段として
設けたリニア空燃比センサにより検出した空燃比に基づ
いて算出することにより精度の高い推定結果が得られ
る。なお、前記第２の発明の所定期間は、第７の発明と
して示したように、第１の上流側触媒から流出する排気
の空燃比を検出する空燃比センサからの検出空燃比に基
づいて判定することもでき、この場合は触媒の反応結果
を利用するので制御系の演算負担をより軽減することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図１および図２は本発明による実施形
態の機械的構成例を概略的に表したものである。各図に
おいて１はマイクロコンピュータおよびその周辺装置か
ら構成されたコントロールユニットである。このコント
ロールユニット１は、本発明の燃料制御手段としての機
能を有し、すなわち各種運転状態信号に基づいて火花点
火式内燃機関２の燃料噴射量を制御し、さらに点火時期
等を制御する機能をも有する。機関制御のための基本的
な検出量は吸気通路３の途中に設けられたエアフロメー
タ４からの吸気量信号とクランク角センサ５からの機関
回転数信号であり、詳しくは後述するが、例えば燃料噴
射量はこれらの信号から定まる基本値を図示しない水温
センサからの冷却水温信号、排気酸素センサ（以下「Ｏ
２センサ」と表す）６からの酸素濃度信号等に応じて補
正することによりその信号値を決定する。燃料噴射量信
号は、機関燃焼室内に燃料を直接噴射供給するように構
成された燃料噴射弁７に付与され、これにより所要量の
燃料が内燃機関２に供給される。また、点火時期につい
ては、アクセルセンサ８からのアクセル操作量と機関回
転数とから定まる基本値を水温等により補正することで
その信号値が決定され、クランク角センサ５からのクラ
ンク位置信号を参照しながら前記信号値に応じたタイミ
ングで点火栓９に点火電流が供給される。１０は電子制
御スロットルバルブであり、コントロールユニット１か
らの指令に基づいて所要の空気量が得られるようにその
開度が制御される。

【００１８】内燃機関２は図２に示したように直列４気
筒形式であり、その＃１，＃４気筒を第１の気筒群とし
てこれらに共通の排気通路１１Ａの途中に第１の上流側
触媒１２Ａが介装され、また＃２，＃３気筒を第２の気
筒群としてこれらに共通の排気通路１１Ｂの途中に第２
の上流側触媒１２Ｂが介装されている。さらに前記各上
流側触媒１２Ａ，１２Ｂの下流側にて各排気通路１１
Ａ、１１Ｂは合流し、この合流部よりも下流側の排気通
路１１Ｃの途中に下流側触媒１３が介装されている。な
お前記Ｏ２センサ６は第１の上流側触媒１２の上流側に
設けられている。

【００１９】前記各上流側触媒１２Ａ，１２Ｂは、それ
ぞれアルミナをコーティングしたハニカム担体に白金系
貴金属とセリウム等の助触媒を担持した構成を有し、流
入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときに排気中
の酸素をトラップして保持し、流入する排気の空燃比が
リッチ空燃比であるときに保持していた酸素を放出して
排気中の還元剤成分を酸化する機能を有する。一方、下
流側触媒１３は、アルミナをコーティングしたハニカム
担体に白金系貴金属とアルカリ金属、アルカリ土類金属
を担持した構成を有し、流入する排気の空燃比がリーン
空燃比であるときに排気中のＮＯｘをトラップして保持
し、流入する新気の空燃比がリッチ空燃比であるときに
保持していたＮＯｘを排気中の還元剤成分で還元する機
能を有する。

【００２０】次に上記コントロールユニット１による触
媒再生制御の実施形態につき図３以下に示した流れ図、
および図７に示したタイミングチャートを参照しながら
説明する。なお図３以下に示した各流れ図はそれぞれ例
えば約１０ｍｓｅｃ毎に周期的に実行される。

【００２１】触媒再生制御の第１の実施形態では、下流
側触媒１３のＮＯｘトラップ量の積算値（ΣＮＯｘ）が
所定値（ΣＮＯｘｔｈ）に達すると、まず、第１の気筒
群（＃１，＃４）の空燃比をリッチとし、第２の気筒群
（＃２，＃３）の空燃比を弱リーンとするリッチ・リー
ン運転モードで触媒再生制御を開始し、所定時間（ＲＳ
Ｔｔｈ）が経過した時点で第１の気筒群の空燃比をリッ
チとし、第２の気筒群の空燃比を略理論空燃比とするリ
ッチ・ストイキ運転モードに切り換えて触媒再生制御を
継続させる。

【００２２】図３は触媒再生制御の要否を判断するルー
チンであり、触媒再生制御の要否を示すフラグＦＲＳの
設定を行なう。ＦＲＳ＝１で触媒再生制御要、ＦＲＳ＝
０で触媒再生制御不要を示す。以下、制御ルーチンのス
テップを順を追って説明する。 Ｓ１０１：触媒再生制御要否フラグＦＲＳが０であるか
否か、すなわち、前回本ルーチンを実行したときの判断
が「触媒再生制御不要」であったか否かを判断する。本
実施形態では、触媒再生制御を行なわないときの空燃比
をリーン空燃比とする（詳細は図５を参照）。よって、
本ステップの判断がＹＥＳであるとき、下流側触媒１３
は排気ガス中のＮＯｘをトラップして保持する。 Ｓ１０２：吸入空気量Ｑａと目標当量比の基本値ＴＦＢ
ＹＡ０とに基づき、単位時間（例えば本ルーチン実行時
間間隔。以下同様。）当たりに下流側触媒１３へ流入す
るＮＯｘ量△ＮＯｘを算出する。Ｑａは、直前に実行さ
れた吸入空気量検出ルーチン（図示略）でエアフロメー
タ４の出力信号から算出された最新の値であり、４気筒
分の吸入空気量を示す値である。また、ＴＦＢＹＡ０
は、直前に実行された目標空燃比設定ルーチン（図５）
で算出された最新の値を使用する。なお、前記の目標当
量比とは、制御しようとする混合気の空燃比と理論空燃
比との比率であり、ＴＦＢＹＡ＝１のときは理論空燃
比、ＴＦＢＹＡ＞１のときはリッチ空燃比、ＴＦＢＹＡ
＜１のときはリーン空燃比を表す。ＴＦＢＹＡ１＜１
（リーン空燃比運転）のとき、下流側触媒に流入する排
気の空燃比もリーン空燃比となり、下流側触媒は新気中
のＮＯｘをトラップして保持する。 Ｓ１０３：前回本ルーチンを実行したときに算出したト
ラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘｚにＳｌ０２の△ＮＯｘを
加算して、新たなトラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘを算出
する。ただし、流入する排気ガス中の全てのＮＯｘが下
流側触棋１３にトラップされるわけではないので、この
トラップ率をｋ１（＜１）とし、ｋ１×△ＮＯｘをΣＮ
Ｏｘｚに加えるようにしている。下流側触媒１３のＮＯ
ｘトラップ率は、下流側触媒１３の状態、例えば温度、
現在のＮＯｘ保持量等によって変化するので、これに合
わせてｋ１の値を可変設定するとよい。 Ｓ１０４：トラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが所定値ＮＯ
ｘｔｈより大きいか否かを判断する。ＮＯｘｔｈは、下
流側触媒が良好なＮＯｘトラップ能力を維持できる限界
のＮＯｘ保持量に相当する値であり、実験的に求めてコ
ントロールユニット１内のメモリに記憶させておいた値
を使用する。 Ｓ１０５：触媒再生制御要否フラグＦＲＳを１に設定す
る。 Ｓ１０６：再生運転モードフラグＦＲＳＫが０であるか
否か、すなわちリッチ・リーン運転モード選択中である
か否かを判断する。 Ｓ１０７：Ｓ１０６でリッチ・リーン運転モード選択中
であると判断された場合は、吸入空気量Ｑａと第２気筒
群の目標当量比ＴＦＢＹＡ２とに基づき、単位時間当た
りに下流側触媒１３へ流入するＮＯｘ量△ＮＯｘを算出
する。詳細には、Ｑａの半分（２気筒分の吸入空気量）
とＴＦＢＹＡ２とに基き、第２の気筒群から排出される
排気ガス中のＮＯｘ量を算出し、これを△ＮＯｘとす
る。なお、第１の気筒群から排出される排気ガス中のＮ
Ｏｘは第１の上流側触媒１２Ａで還元浄化され、下流側
触媒１３へ流入することはない。ＴＦＢＹＡ２は、直前
に実行された目標空燃比設定ルーチン（図５）で算出さ
れた最新の値を使用する。 Ｓ１０８：Ｓ１０３と同様の演算を行なって新たなトラ
ップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘを算出する。なお、このとき
の下流側触媒１３は良好なＮＯｘトラップ能力を維持で
きる状態（ＮＯｘトラップ率が高い状態）にないため、
この間（ＦＲＳＫ＝０の間）のＮＯｘ取りこぼし量は比
較的多くなる。

【００２３】リッチ・リーン運転モードが選択され、第
１の気筒群の空燃比がリッチ空燃比に、第２の気筒群の
空燃比が弱リーン空燃比に制御されているとき、第１の
気筒群から排出された排気ガスは還元剤成分（ＨＣ，Ｃ
Ｏ）を多く含んでいるが、この還元剤成分は第１の上流
側触媒１２Ａの保持酸素によって酸化されてしまい、還
元剤成分が第１の上流側触媒１２Ａの下流へ流出するこ
とはない。すなわち、第１の上流側触媒１２Ａ下流の排
気ガスはストイキ相当の空燃比となっている。一方の第
２の上流側触媒１２Ｂ下流の排気ガスは弱リーン空燃比
となっており、これらの排気ガスが合流した排気ガス、
すなわち下流側触媒１３に流入する排気ガスの空燃比も
弱リーンとなる。このような制御により、第１の上流側
触媒１２Ａから保持酸素を放出させている間、下流側触
媒１３からＮＯｘが放出されるのを防止することができ
る。 Ｓ１０９：Ｓ１０６でリッチ・リーン運転モード選択中
でないと判断された場合、すなわちリッチ・ストイキ運
転モ一ド選択中であると判断された場合は、吸入空気量
Ｑａと第１気筒群の目標当量比ＴＦＢＹＡ１とに基づ
き、単位時間当たりに下流側触媒１３へ流入する還元剤
成分量△ＲＡを算出する。詳細には、Ｑａの半分（２気
筒分の吸入空気量）とＴＦＢＹＡ１とに基き、第１気筒
群から排出される排気ガス中の還元剤成分量を算出し、
これを△ＲＡとする。ＴＦＢＹＡ１は、直前に実行され
た目標空燃比設定ルーチン（図５）で算出された最新の
値を使用する。 Ｓｌ１０：前回本ルーチンを実行したときに算出したト
ラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘｚから還元浄化されるＮＯ
ｘ量（＝ｋ２×△ＲＡ）を減算して、新たなトラップＮ
Ｏｘ積算値ΣＮＯｘを算出する。ｋ２は、還元剤成分の
量を還元されるＮＯｘ量に換算するための係数である。 Ｓ１１１：トラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘが負の値とな
ったか否かを判断する。ΣＮＯｘが負の値となれば下流
側触媒１３に保持されていたＮＯｘが完全に還元浄化さ
れたと判断することができる。 Ｓ１１２：触媒再生制御要否フラグＦＲＳを０に設定す
ると共に、トラップＮＯｘ積算値ΣＮＯｘを０にする。

【００２４】リッチ・ストイキ運転モードが選択され、
第１の気筒群の空燃比がリッチ空燃比に、第２の気筒群
の空燃比が理論空燃比に制御されているとき、第１の気
筒群から排出された排気ガス中の還元剤成分は第１の上
流側触媒１２Ａを通過して下流へ流出する。一方、第２
の上流側触媒１２Ｂ下流の排気ガスは理論空燃比となっ
ており、この排気ガス中には酸素がほとんど含まれてい
ない。これらの排気ガスが合流した排気ガス、すなわち
下流側触媒１３に流入する排気ガスは、空燃比がリッチ
であり、かつ酸素をほとんど含んでいない。このような
制御により、第１の上流側触媒１２Ａからの酸素放出が
終了した後は、酸素の同時流入を回避しつつ下流側触媒
１３へ還元剤成分を供給することができ、還元剤成分と
保持ＮＯｘとの効率の良い反応を確保することができ
る。

【００２５】図４は再生運転モード設定ルーチンであ
り、前述した何れかの運転モードを示すフラグＦＲＳＫ
の設定を行なう。ＦＲＳＫ＝０でリッチ・リーン運転モ
ード、ＦＲＳＫ＝１でリッチ・ストイキ運転モードを示
す。 Ｓ２０１：触媒再生制御要否フラグＦＲＳが１であるか
否かを判断する。ＦＲＳは、直前に実行された触媒再生
制御要否判断ルーチン（図３）で設定された最新の値を
使用する。 Ｓ２０２：触媒再生制御要否フラグ前回値ＦＲＳＺが０
であるか否かを判断する。ＦＲＳＺは、前回本ルーチン
を実行したときのフラグＦＲＳを記憶・保存しておいた
値である。 Ｓ２０３：触媒再生制御継続時間ＲＳＴを０にリセット
する。このステップは、触媒再生制御開始時（ＦＲＳＺ
＝０かつＦＲＳ＝１）に実行される。 Ｓ２０４：前回本ルーチンを実行したときに算出した触
媒再生制御継続時間ＲＳＴｚに単位時間△ｔ（本ルーチ
ン実行時間間隔）を加算して、新たな触媒再生制御継続
時間ＲＳＴを算出する。このステップは、触媒再生制御
継続中（ＦＲＳＺ＝１かつＦＲＳ＝１）に実行される。 Ｓ２０５：触媒再生制御継続時間ＲＳＴが所定値ＲＳＴ
ｔｈより小さいか否かを判断する。ＲＳＴｔｈは、触媒
再生制御を開始してから下流側触媒１３の入口がリッチ
空燃比となるまでの時間、すなわち第１の上流側触媒１
２Ａに保持されていた酸素がすべて放出されるまでの時
間に相当する値であり、実験的に求めてコントロールユ
ニット１内のメモリに記憶させておいた値を使用する。 Ｓ２０６：再生運転モードフラグＦＲＳＫを０に設定す
る。 Ｓ２０７：再生運転モードフラグＦＲＳＫを１に設定す
る。

【００２６】図５は目標空燃比設定ルーチンであり、第
１の気筒群に対する目標当量比ＴＦＢＹＡ１と第２の気
筒群に対する目標当量比ＴＦＢＹＡ２とを算出する。 Ｓ３０１：アクセル開度ＡＰＳとエンジン回転数Ｎｅと
に基づき、目標当量比の基本値ＴＦＢＹＡ０を算出す
る。具体的には、ＡＰＳとＮｅとに対応させてＴＦＢＹ
Ａ０を記憶させてある制御マップから値をルックアップ
する。この制御マップには、良好な燃費が得られるよう
空燃比を大幅にリーン化する値、例えば、０．４〜０．
７程度の値が設定されている。ＡＰＳは、直前に実行さ
れたアクセル開度検出ルーチン（図示略）でアクセルセ
ンサ８の出力信号から算出された最新の値を使用する。
Ｎｅは、直前に実行されたエンジン回転数検出ルーチン
（図示略）でクランク角センサ５の出力信号から算出さ
れた最新の値を使用する。 Ｓ３０２：触媒再生制御要否フラグＦＲＳが１であるか
否かを判断する。ＦＲＳは、直前に実行された触媒再生
制御要否判断ルーチン（図３）で設定された最新の値を
使用する。 Ｓ３０３：触媒再生制御を行なわないときは、第１の気
筒群の目標当量比ＴＦＢＹＡ１と第２の気筒群の目標当
量比ＴＦＢＹＡ２を共にＳ３０１で算出した基本値ＴＦ
ＢＹＡ０とする。 Ｓ３０４：再生運転モードフラグＦＲＳＫが０であるか
否かを判断する。ＦＲＳＫは、直前に実行された再生運
転モード設定ルーチン（図４）で設定された最新の値を
使用する。 Ｓ３０５：再生運転モードフラグＦＲＳＫが０（リッチ
・リーン運転モードを選択）であるときは、第１の気筒
群の目標当量比ＴＦＢＹＡ１を所定のリッチ空燃比相当
値であるＲＩＣＨに設定するとともに、第２の気筒群の
目標当量比ＴＦＢＹＡ２を所定のリーン空燃比相当値で
あるＬＥＡＮに設定する。ＲＩＣＨは、例えば１．３
（空燃比にして約１１）程度の値である。この値が大き
いほど第１の上流側触媒１２Ａから速やかに酸素を放出
させることができるが、リッチ失火を生じない範囲の値
とする必要がある。ＬＥＡＮは、例えば０．８（空燃比
にして約１８）程度の値である。このような設定によ
り、第１の上流側触媒１２Ａから流出する排気ガス（略
理論空燃比となっている）と第２の上流側触媒１２Ｂか
ら流出する排気ガスとが合流した後の排気ガスの空燃比
は１６程度となる。下流側触媒１３へ流入する排気ガス
の空燃比がこの程度のリーン空燃比（酸素濃度で２％以
上）であれば、下流側触媒１３はＮＯｘをトラップ保持
し得る状態にあり、保持ＮＯｘを放出することはない。
なお、図３のＳ１０７，Ｓ１０８の説明の通り、リッチ
・リーン運転モード選択中の下流側触媒１３は良好なＮ
Ｏｘトラップ能力を維持できる状態にない。よって、Ｎ
Ｏｘ発生量がピークとなる空燃比を避けるようにＬＥＡ
Ｎの値を設定することが望ましい。 Ｓ３０６：再生運転モードフラグＦＲＳＫが１（リッチ
・ストイキ運転モードを選択）であるときは、第１の気
筒群の目標当量比ＴＦＢＹＡ１を所定のリッチ空燃比相
当値であるＲＩＣＨに設定するとともに、第２の気筒群
の目標当量比ＴＦＢＹＡ２を理論空燃比相当値である１
に設定する。ＲＩＣＨの値は、Ｓ３０５の値と同じでも
よいが、望ましくは下流側触媒１３からのＮＯｘ放出特
性や排気ガス流量に応じて変化させるようにする。

【００２７】なお、コントロールユニット１は、アクセ
ル操作量ＡＰＳと機関回転数Ｎｅとから機関の目標発生
トルクを算出し、そのとき設定されている第１目標当量
比ＴＦＢＹＡ１と目標発生トルクとから目標吸入空気量
を算出し、この目標吸入空気量が得られるように電子制
御スロットルバルブ１０の開度を制御する吸入空気量制
御を行なっているので、本ルーチンで目標当量比が任意
に設定されても、それによって機関トルクが変化するよ
うなことはない。また、通常運転中（触媒再生制御要否
フラグＦＲＳが０）は、第１の気筒群と第２の気筒群の
目標当量比が共に基本値ＴＦＢＹＡ０なので、目標吸入
空気量の算出にはこのＴＦＢＹＡ０を使用すればよい。
一方、触媒再生制御運転中は、第１の気筒群と第２の気
筒群の目標当量比が異なっている。このようなときはよ
りトルクの出難い第２の気筒群の目標当量比ＴＦＢＹＡ
２を用いて目標吸入空気量を算出する。このとき、より
トルクの出やすい第１の気筒群では点火時期の遅角制御
を行って気筒群間のトルク差を補償するようにする。

【００２８】図６は燃料噴射量算出ルーチンであり、第
１の気筒群用の燃料噴射量Ｔｉ１と第２の気筒群用の燃
料噴射量Ｔｉ２を算出する。 Ｓ５０１：吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとに基
づいて、基本燃料噴射量Ｔｐ（理論空燃比相当の燃料噴
射量）を算出する。Ｑａは、直前に実行された吸入空気
量検出ルーチンでエアフロメータ４の出力信号から算出
された最新の値を使用する。Ｎｅは、直前に実行された
エンジン回転数検出ルーチンでクランク角センサ５の出
力信号から算出された最新の値を使用する。 Ｓ５０２：基本燃料噴射量Ｔｐに第１目標当量比ＴＦＢ
ＹＡ１を乗じて、第１の気筒群用の燃料噴射量Ｔｉ１を
算出する。ＴＦＢＹＡ１は、直前に実行された目標空燃
比設定ルーチン（図５）で算出された最新の値を使用す
る。 Ｓ５０３：基本燃料噴射量Ｔｐに第２目標当量比ＴＦＢ
ＹＡ２を乗じて、第２の気筒群用の燃料噴射量Ｔｉ２を
算出する。ＴＦＢＹＡ２は、直前に実行された目標空燃
比設定ルーチン（図５）で算出された最新の値を使用す
る。

【００２９】前述のようにして算出された燃料噴射量Ｔ
ｉ１，Ｔｉ２は、エンジン回転に同期して実行される燃
料噴射ルーチン（図示略）で使用される。燃料噴射ルー
チンでは、＃１気筒または＃４気筒が所定の燃料噴射時
期となったとき、Ｔｉ１に応じた燃料噴射パルス信号を
その気筒の燃料噴射弁７へ送信し、＃２気筒または＃３
気筒が所定の燃料噴射時期となったとき、Ｔｉ２に応じ
た燃料噴射パルス信号をその気筒の燃料噴射弁７へ送信
する。

【００３０】次に、本発明による触媒再生制御の第２の
実施形態につき説明する。この実施形態では、リーン空
燃比による運転が継続して行われ下流側触媒１３のＮＯ
ｘトラップ量の積算値（ΣＮＯｘ）が所定値（ΣＮＯｘ
ｔｈ）に達すると、まず第１の気筒群の空燃比をリッチ
とし第２の気筒群の空燃比を弱リーンとするリッチ・リ
ーン運転モードで触媒再生制御を開始し、上流側触媒の
酸素保持量（ＯＳａ）が所定量（ＯＳａｔｈ）以下とな
った時点で第１の気筒群の空燃比をリッチとし第２の気
筒群の空燃比を略ストイキとするリッチ・ストイキ運転
モードに切換えて触媒再生制御を継続させる。

【００３１】この制御では、第１の上流側触媒１２Ａの
酸素保持量を算出するために、第１の上流側触媒１２Ａ
の上流に広域の空燃比をリニアに検出できる空燃比セン
サ２０を配設する（図８参照）。この場合、上流側触媒
１２Ａの酸素保持量を推定して噴射モードの切換えを行
なうので、その酸素保持量が０となる直前に精度よく噴
射モードを切り換えることができる。以下、第１の実施
形態と異なる部分につき説明する。

【００３２】図９は再生運転モード設定ルーチンであ
り、この制御では前記第１の実施形態の図４に代えて本
ルーチンにより再生運転モードを示すフラグＦＲＳＫの
設定を行なう。 Ｓ６０１：触媒再生制御要否フラグＦＲＳが１であるか
否かを判断する。ＦＲＳは、直前に実行された触媒再生
制御要否判断ルーチン（図３）で設定された最新の値を
使用する。 Ｓ６０２：上流側触媒の酸素保持量ＯＳａが所定量ＯＳ
ａｔｈより大きいか否かを判断する。ＯＳａは、第１の
上流側触媒１２Ａが保持している酸素のうち、還元剤成
分（ＨＣ，ＣＯ）が流入すると瞬時に触媒から放出され
てこれらの還元剤成分と反応し得る酸素の量である。こ
のＯＳａが０になると、第１気筒群から排出された還元
剤成分が第１の上流側触媒１２Ａを通過して下流側触媒
１３へ届くようになるので、このＯＳａに基づいて再生
運転モードの切換えを行なうようにしている。ＯＳａ
は、直前に実行された酸素保持量算出ルーチン（図１０
参照）で設定された最新の値を使用する。ＯＳａｔｈ
は、０近傍の値に設定される。すなわち、第１の気筒群
から排出された還元剤成分が第１の上流側触媒１２Ａを
通過して下流側触媒１３へ届くようになる直前で再生運
転モードがリッチ・リーン運転モードからリッチ・スト
イキ運転モードヘ切換えられることになる。 Ｓ６０３：再生運転モードフラグＦＲＳＫを０に設定す
る。 Ｓ６０４：再生運転モードフラグＦＲＳＫを１に設定す
る。

【００３３】図１０は酸素保持量算出ルーチンであり、
酸素保持量ＯＳａ，ＯＳｂを算出する。

【００３４】アルミナ、セリウム等を成分として持って
いる触媒は、流入する排気ガスがリーン空燃比（酸素過
剰）であるとき排気ガス中の酸素をトラップして保持
し、流入する排気ガスがリッチ空燃比（還元剤成分過
剰）であるとき保持していた酸素を放出して排気ガス中
の還元剤成分を酸化する機能を備えている。このような
触媒の酸素保持機能には２種類の形態がある。一方の形
態は酸素のトラップと放出がほぼ瞬時に行われる形態で
あり、他方の形態はトラップと放出が比較的ゆっくりを
行われる形態である。ここでは、瞬時に反応する形態に
係る酸素保持量を瞬時反応形態による酸素保持量ＯＳａ
として算出し、ゆっくりと反応する形態に係る酸素保持
量を遅反応形態による酸素保持量ＯＳｂとして算出す
る。ただし計算を簡単に行なうため、触媒の酸素保持機
能を以下のように扱う。

【００３５】第１上流側触媒１２Ａに流入する排気ガ
スがリーン空燃比であるとき ・瞬時反応形態による酸素保持量が瞬時反応形態による
酸素保持量の飽和量に達するまで、流入する酸素は全て
瞬時反応形態でトラップされる。

【００３６】・瞬時反応形態による酸素保持量が瞬時反
応形態による酸素保持量の飽和量を超えた後は、全酸素
保持量（瞬時反応形態による酸素保持量と遅反応形態に
よる酸素保持量との和）が全酸素保持量の飽和量に達す
るまで、流入する酸素の一部が遅反応形態でトラップさ
れる。

【００３７】第１上流側触媒１２Ａに流入する排気ガ
スがリッチ空燃比であるとき ・遅反応形態によって保持されていた酸素の一部が放出
され、流入する還元剤成分を酸化する。

【００３８】・遅反応形態の酸素の放出によって酸化さ
れなかった残りの還元剤成分が、瞬時反応形態の酸素の
放出によって酸化される。

【００３９】・ただし、瞬時反応形態による酸素保持量
が０になると、残りの還元剤成分は酸化されずに下流へ
流出する。 Ｓ７０１：アクセル開度ＡＰＳとエンジン回転数Ｎｅと
に基づき、第１上流側触媒１２Ａの温度Ｔｃａｔを算出
する。具体的には、ＡＰＳとＮｅとに対応させてＴｃａ
ｔを記憶させてある制御マップ（図１１参照）から値を
ルックアップする。ＡＰＳは、直前に実行されたアクセ
ル開度検出ルーチン（図示略）でアクセル開度センサ８
の出力信号から算出された最新の値を使用する。Ｎｅ
は、直前に実行されたエンジン回転数検出ルーチン（図
示略）でクランク角センサ５の出力信号から算出された
最新の値を使用する。 Ｓ７０２：第１の上流側触媒１２Ａの温度Ｔｃａｔに基
づき、第１の上流側触媒１２Ａの酸素保持量の飽和量Ｏ
ＳＣ，ＯＳａＣを算出する。具体的には、Ｔｃａｔに対
応させてＯＳＣ，ＯＳａＣを記憶させてある制御テーブ
ル（図１２参照）から値をルックアップする。なお、酸
素保持量の飽和量は触媒の劣化度合いによっても変化す
るので、Ｔｃａｔと劣化度合いに対応させてＯＳＣ，Ｏ
ＳａＣを算出するようにするとよりよい。 Ｓ７０３：空燃比ＡＢＹＦに基づき、第１の上流側触媒
１２Ａに流入する排気ガスの過不足酸素濃度０２を算出
する。具体的には、ＡＢＹＦに対応させて０２を記憶さ
せてある制御テーブル（図１３参照）から値をルックア
ップする。空燃比がリーンであるとき、排気ガス中の酸
素（ＮＯｘ中の酸素を含む）と還元剤成分とが完全に反
応したとしても酸素が余ることになり、０２はこの過剰
酸素の濃度を表す。空燃比がリッチであるとき、排気ガ
ス中の酸素と還元剤成分とが完全に反応したとしても還
元剤成分が余ることになり、０２はこの過剰還元剤を完
全に酸化するのに必要となる酸素の濃度（不足酸素濃
度）を表す。酸素の過不足状態は０２の符号によって表
されており、過剰なときは正、不足のときは負となる。
ＡＢＹＦは、直前に実行された空燃比検出ルーチン（図
示略）で空燃比センサ２０の出力信号から算出された最
新の値を使用する。 Ｓ７０４：過不足酸素濃度０２が０以上であるか否かを
判断する。 Ｓ７０５：前回本ルーチンを実行したときに算出した瞬
時反応形態による酸素保持量ＯＳａｚが瞬時反応形態に
よる酸素保持量の飽和量ＯＳａＣより小さいか否かを判
断する。 Ｓ７０６：前回本ルーチンを実行したときに算出した瞬
時反応形態による酸素保持量ＯＳａｚに［Ａ×Ｑａ×０
２／２］を加算して、新たな瞬時反応形態による酸素保
持量をＯＳａを算出する。［Ａ×Ｑａ×０２／２］は単
位時間当たりに触媒に流入する過不足酸素量を表してお
り、ここでは、０２が正の値であるため過剰酸素量を表
すことになる。なお、Ａは単位換算のための係数であ
り、２で除しているのはＱａを２気筒分の吸入空気量と
するためである。Ｑａは、直前に実行された吸入空気量
検出ルーチンでエアフロメータ４の出力信号から算出さ
れた最新の値を使用する。 Ｓ７０７：遅反応形態による酸素保持量ＯＳｂは、前回
本ルーチンを実行したときに案出した値ＯＳｂｚを変え
ずに保持する。 Ｓ７０８：全酸素保持量の飽和量ＯＳＣから前回本ルー
チンを実行したときの全酸素保持量（○Ｓａｚ＋ＯＳ
ｂ）を減算し、遅反応形態でさらにトラップすることが
可能な酸素量ＯＳｂＲを算出する。 Ｓ７０９：遅反応形態による酸素トラップ反応の反応速
度に対応する係数Ｋ、トラップ可能酸素量ＯＳｂＲ、
［Ａ×Ｑａ×０２／２］を乗じて、単位時間当たりに遅
反応形態でトラップする酸素量ＫＯＳを算出する。 Ｓ７１０：瞬時反応形態による酸素保持量ＯＳａは、前
回本ルーチンを実行したときに算出した値ＯＳａｚを変
えずに保持する。 Ｓ７１１：前回本ルーチンを実行したときに算出した遅
反応形態による酸素保持量ＯＳｂｚにＳ７０９のＫＯＳ
を加算して、新たな遅反応形態による酸素保持量ＯＳｂ
を算出する。 Ｓ７１２：遅反応形態による酸素放出反応の反応速度に
対応する係数Ｄ、前回本ルーチンを実行したときに算出
した遅反応形態による酸素保持量ＯＳｂｚ、［Ａ×Ｑａ
ｘ０２／２］を乗じて、単位時間当たりに遅反応形態で
放出される酸素量ＤＯＳを算出する。［Ａ×Ｑａ×０２
／２］は単位時間当たりに触媒に流入する過不足酸素量
を表しており、ここでは、０２が負の値であるため不足
酸素量を表すことになる。また、ＤＯＳも負の値として
算出される。 Ｓ７１３：前回本ルーチンを実行したときに算出した酸
素保持量ＯＳａｚに［Ａ×Ｑａ×０２／２−ＤＯＳ］を
加算して、新たな酸素保持量をＯＳａを算出する。［Ａ
×Ｑａ×０２／２−ＤＯＳ］は、単位時間当たりに瞬時
反応形態の酸素放出で補われるべき不足酸素量を表して
いる。 Ｓ７１４：瞬時反応形態による酸素保持量ＯＳａがＯよ
り小さいか否かを判断する。 Ｓ７１５：酸素保持量がマイナスになることはないの
で、瞬時反応形態による酸素保持量ＯＳａを０に制限す
る。このステップが実行されるときは、還元剤成分が上
流側触媒を通過して下流へ流出する状態となっている。 Ｓ７１６：前回本ルーチンを実行したときに算出した遅
反応形態による酸素保持量ＯＳｂｚにＳ７１２のＤＯＳ
を加算して、新たな遅反応形態による酸素保持量ＯＳｂ
を算出する。

【００４０】図１４以下に本発明による触媒再生制御の
第３の実施形態を示す。この実施形態では、リーン空燃
比による運転が継続して行われ下流側触媒１３のＮＯｘ
トラップ量の積算値（ΣＮＯｘ）が所定値（ΣＮＯｘｔ
ｈ）に達すると、まず、第１気筒群の空燃比をリッチと
し第２気筒群の空燃比を弱リーンとするリッチ・リーン
運転モードで触媒再生制御を開始し、第１の上流側触媒
１２Ａの下流の空燃比がリッチとなった時点で第１気筒
群の空燃比をリッチとし第２気筒群の空燃比を略理論空
燃比とするリッチ・ストイキ運転モードに切り換えて触
媒再生制御を継続させる。

【００４１】この実施形態では、第１の上流側触媒１２
Ａの下流の空燃比を検出するため、第１の上流側触媒１
２Ａの下流の排気通路に下流側空燃比センサ（０２セン
サ）２１を配設する（図１５参照）。

【００４２】この制御では、第１の上流側触媒１２Ａの
下流がリッチ空燃比となった後でしか再生運転モードの
切換えを行なうことができないので、再生運転モードの
切換え直前に第１気筒群からの還元剤成分と第２気筒群
からの酸素とが下流側触媒１３へ同時流入してしまう可
能性があるものの、コントロールユニット１の演算負荷
をより軽くすることができるという利点がある。

【００４３】図１４は本実施形態に固有の燃料噴射モー
ド設定ルーチンであり、燃料噴射モードを示すフラグＦ
ＲＳＫの設定を行なう。ＦＲＳＫの意味は前記各実施形
態と同様である。 Ｓ８０１：触媒再生制御要否フラグＦＲＳが１であるか
否かを判断する。ＦＲＳは、直前に実行された触媒再生
制御要否判断ルーチン（図３参照）で設定された最新の
値を使用する。 Ｓ８０２：下流側Ｏ２センサ２１の出力信号ＲＶＯ２が
所定値ＳＬＲ（たとえば理論空燃比相当値）より小さい
か否かを判断する。 Ｓ８０３：燃料噴射モードフラグＦＲＳＫを０に設定す
る。 Ｓ８０４：燃料噴射モードフラグＦＲＳＫを１に設定す
る。 Ｓ８０５：燃料噴射モードフラグＦＲＳＫを１に設定す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能な内燃機関の機械的構成例を
示す概略図。

【図２】本発明を適用可能な内燃機関の機械的構成例を
示す第２の概略図。

【図３】本発明の第１の実施形態による制御を示す第１
の流れ図。

【図４】本発明の第１の実施形態による制御を示す第２
の流れ図。

【図５】本発明の第１の実施形態による制御を示す第３
の流れ図。

【図６】本発明の第１の実施形態による制御を示す第４
の流れ図。

【図７】本発明の第１の実施形態による制御のタイミン
グチャート。

【図８】本発明の第２の実施形態に固有の部分の構成
図。

【図９】本発明の第２の実施形態による制御を示す第１
の流れ図。

【図１０】本発明の第２の実施形態による制御を示す第
２の流れ図。

【図１１】本発明の第２の実施形態による制御に使用す
る第１のマップの説明図。

【図１２】本発明の第２の実施形態による制御に使用す
る第２のマップの説明図。

【図１３】本発明の第２の実施形態による制御に使用す
る第３のマップの説明図。

【図１４】本発明の第３の実施形態による制御を示す流
れ図。

【図１５】本発明の第３の実施形態に固有の部分の構成
図。

【符号の説明】

１ コントロールユニット ２ 内燃機関 ３ 吸気通路 ４ 排気通路 ５ クランク角センサ ６ Ｏ２センサ ７ 燃料噴射弁 ８ アクセルセンサ ９ 点火栓 １０ 電子制御スロットルバルブ １１Ａ 排気通路（第１） １１Ｂ 排気通路（第２） １１Ｃ 排気通路（下流側） １２Ａ 第１の上流側触媒 １２Ｂ 第２の上流側触媒 １３ 下流側触媒 ２０，２１ リニア空燃比センサ

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｅ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ａ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｃ ３１０Ｌ ３１０Ｇ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｚ ３６６ ３６６Ｈ ３６８ ３６８Ｈ (72)発明者 椎野 俊一 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 土田 博文 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 BA05 BA09 BA13 CA02 DA10 EA11 EB10 EB12 EC01 EC03 FA07 FA10 FA20 FA26 FA29 FA33 FA38 3G091 AA13 AA17 AB02 AB06 BA14 BA15 BA19 EA01 EA07 EA08 EA09 EA16 EA20 EA34 FA01 FB10 FB11 FB12 GA06 GB02W GB03W GB05W GB06W GB10X GB17X HA10 HA11 HA12 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA18 JA25 JA26 KA01 MA01 MA03 MA11 MA18 NA03 NA04 NA06 NA08 ND02 NE13 NE14 NE15 NE23 PA01Z PA11Z PB03A PB03Z PD02Z PD04A PD04Z PD08Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多気筒内燃機関の第１の気筒群と第２の気
   筒群のそれぞれの排気通路に配設され、流入する排気ガ
   スの空燃比がリーン空燃比であるときに排気ガス中の酸
   素をトラップして保持し、流入する排気ガスの空燃比が
   リッチ空燃比であるときに保持していた酸素を放出して
   排気ガス中の還元剤成分を酸化する機能を有する第１の
   上流側触媒および第２の上流側触媒と、 前記各気筒群の排気通路を各上流側触媒よりも下流側に
   て合流させた下流側排気通路に配設され、流入する排気
   ガスの空燃比がリーン空燃比であるときに排気ガス中の
   ＮＯｘをトラップして保持し、流入する排気ガスの空燃
   比がリッチ空燃比であるときに保持していたＮＯｘを排
   気ガス中の還元剤成分で還元する機能を有する下流側触
   媒と、 前記各気筒群毎に異なる燃料量を供給可能な燃料供給手
   段と、 保持されているＮＯｘを還元して前記下流側触媒のＮＯ
   ｘトラップ機能を回復させるための触媒再生制御を開始
   するか否かを判断する判断手段と、 前記判断手段の判断結果に応じて触媒再生制御を実行す
   るときに、前記燃料供給手段を介して、触媒再生制御開
   始から所定期間は第１の気筒群の空燃比を理論空燃比よ
   りもリッチ側に、かつ第２の気筒群の空燃比を理論空燃
   比よりもリーン側に制御し、前記所定期間経過後は第１
   の気筒群の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に、かつ
   第２の気筒群の空燃比を略理論空燃比に制御する燃料制
   御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】前記所定期間は、前記第１の上流側触媒か
   らの酸素放出によって該触媒から流出する排気の空燃比
   がほぼ理諭空燃比に維持される期間である請求項１に記
   載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】触媒再生制御開始からの経過時間を計測す
   る計測手段を備え、前記燃料制御手段は、計測した経過
   時間に基づいて前記所定期間が経過したか否かを判定す
   るように構成されている請求項２に記載の内燃機関の排
   気浄化装置。
4. 【請求項４】前記第１の上流側触媒の酸素保持量を推定
   する推定手段を備え、前記燃料制御手段は、推定した酸
   素保持量に基づいて前記所定期間が経過したか否かを判
   定するように構成されている請求項２に記載の内燃機関
   の排気浄化装置。
5. 【請求項５】前記推定手段は、前記第１の上流側触媒の
   瞬時反応形態による酸素保持量と遅反応形態による酸素
   保持量とをそれぞれ推定するよう構成され、前記燃料制
   御手段は、推定した瞬時反応形態による酸素保持量に基
   づいて前記所定期間が経過したか否かを判定するように
   構成されている請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装
   置。
6. 【請求項６】前記第１の上流側触媒に流入する排気ガス
   の空燃比を広範囲に検出可能なリニア空燃比センサを備
   え、前記推定手段は、検出した空燃比に基づいて酸素保
   持量の推定を行なうように構成されている請求項４また
   は請求項５の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. 【請求項７】前記第１の上流側触媒から流出する排気ガ
   スの空燃比がリッチ空燃比であるか否かを検出可能な空
   燃比センサを備え、前記燃料制御手段は、検出した空燃
   比がリッチ空燃比に変化したか否かに基づいて前記所定
   期間が経過したか否かを判定するように構成されている
   請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 【請求項８】前記判断手段は、機関の吸入空気量と主燃
   焼の空燃比とから算出したＮＯｘ量の積算値が、前記下
   流側触媒の特性に応じて定めた所定の基準値を越えたと
   きに触媒再生制御を開始すると判断するように構成され
   ている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。