JP2002097939A

JP2002097939A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2002097939A
Application number: JP2001232486A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okada; 公二郎岡田; Takashi Dougahara; 隆堂ヶ原; Yasuki Tamura; 保樹田村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵されるＳＯxの吸蔵量
を正確に推定し、吸蔵されたＳＯxを効率よく除去可能
な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】吸蔵型ＮＯx触媒に吸着された排気中の
硫黄成分の堆積量の推定値（被毒Ｓ量Ｑs）が硫黄劣化
判定閾値（Ｑs1等）を越えたとき、吸蔵型ＮＯx触媒が
劣化したと判定する劣化判定手段と、劣化判定手段によ
り吸蔵型ＮＯx触媒が劣化したと判定されたとき内燃機
関のパラメータを制御することで吸蔵型ＮＯx触媒中の
硫黄成分を放出させる触媒再生手段とを備えており、上
記劣化判定手段は、車両に搭載されたバッテリが外され
てその後装着されたときには、硫黄成分堆積量の推定値
（被毒Ｓ量Ｑs）を硫黄劣化判定閾値（Ｑs1等）に近い
十分大きな値に設定する。

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
化装置に係り、詳しくは、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵され
た硫黄酸化物（ＳＯx）を除去する技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】内燃機関において、空燃比をリー
ン空燃比とすると、酸素が過剰に存在し、従来の三元触
媒ではその浄化特性から排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）を充分に浄化できないという問題があり、最近で
は、酸素過剰雰囲気においてもＮＯxを浄化できる吸蔵
型ＮＯx触媒が開発され実用化されている。

【０００３】吸蔵型ＮＯx触媒は、酸素過剰状態（酸化
雰囲気）において排ガス中のＮＯxを硝酸塩Ｘ−ＮＯ₃と
して吸蔵し、該吸蔵したＮＯxをＣＯ（一酸化炭素）過
剰状態（還元雰囲気）でＮ₂（窒素）に還元させる特性
（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ₃が生成される）を有した触媒
として構成されている。筒内噴射型内燃機関に関してい
えば、例えば、吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量が飽和す
る前に空燃比を理論空燃比またはその近傍値に制御する
ような吸気行程でのリッチ空燃比運転に定期的に切換え
（これをリッチスパイクという）、これにより、ＣＯの
多い還元雰囲気を生成し、吸蔵したＮＯxを浄化還元
（ＮＯxパージ）して吸蔵型ＮＯx触媒の再生を図るよう
にしている。

【０００４】ところで、燃料中にはＳ（サルファ）成分
（硫黄成分）が含まれており、このＳ成分は酸素と反応
してＳＯx（硫黄酸化物）となり、該ＳＯxは硫酸塩Ｘ
−ＳＯ₄としてＮＯxの代わりに吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵
される。つまり、吸蔵型ＮＯx触媒には、硝酸塩と硫酸
塩とが吸蔵されることになる。ところが、硫酸塩は硝酸
塩よりも塩としての安定度が高く、空燃比がリッチ状態
（酸素濃度が低下した還元雰囲気）になってもその一部
しか分解されず、吸蔵型ＮＯx触媒に残留する硫酸塩の
量は時間とともに増加する。このように硫酸塩の量が増
加すると、吸蔵型ＮＯx触媒の吸蔵能力が時間とともに
低下し、吸蔵型ＮＯx触媒としての性能が悪化すること
になり好ましいことではない（Ｓ被毒）。

【０００５】しかしながら、このように吸蔵されたＳＯ
xは、空燃比をリッチ状態にするとともに、触媒を高温
状態にすることで除去（Ｓパージ）されることが分かっ
ており、例えばＳＯxの吸蔵量を推定するようにし該推
定値が所定量に達したと判定すると空燃比をリッチ化す
るとともに点火時期のリタードにより排気昇温させ触媒
を高温状態にする技術が特開平７−２１７４７４号公報
等に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された技術では、ＳＯxの吸蔵量を例えば燃料噴射
時間と機関回転速度とにのみ基づいて推定するようにし
ており、該推定値が所定量に達したか否かの判定が必ず
しも適正な判定とならない場合があり好ましいことでは
ない。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒に吸蔵されるＳＯxの吸蔵量を正確に推定し、吸
蔵されたＳＯxを効率よく除去可能な内燃機関の排気浄
化装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、内燃機関の排気通路に設
けられ、前記内燃機関がリーン空燃比運転状態にあると
き排気中のＮＯxを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリ
ッチ空燃比運転状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを
還元する吸蔵型ＮＯx触媒と、前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸
着された排気中の硫黄成分の堆積によって起こる硫黄成
分堆積量の推定値が硫黄劣化判定閾値を越えたとき、前
記吸蔵型ＮＯx触媒が劣化したと判定する劣化判定手段
と、前記劣化判定手段により前記吸蔵型ＮＯx触媒が劣
化したと判定されたとき、前記内燃機関のパラメータを
制御することで前記吸蔵型ＮＯx触媒中の硫黄成分を放
出させる触媒再生手段とを備え、前記劣化判定手段は、
車両に搭載されたバッテリが外されてその後装着された
とき、前記硫黄成分堆積量の推定値を前記硫黄劣化判定
閾値に近い十分大きな値に設定することを特徴としてい
る。

【０００９】従って、メンテナンス等のためにバッテリ
が一旦外され、その後装着された場合において、１回目
の硫黄成分の放出（Ｓパージ）が早期に実施されること
によって、実際の硫黄成分堆積量が多いまま車両走行が
続行されることがなくなり、硫黄成分堆積量の推定値と
実際の硫黄成分堆積量とが常に一致することになり、以
降、硫黄成分堆積量の推定量が適正なものとされる。

【００１０】また、請求項２の発明では、前記劣化判定
手段は、燃料噴射量に相当する燃料噴射量相関値を演算
する燃料噴射量相関値演算手段と、燃料中に含まれ前記
排気通路に排出される硫黄成分の前記吸蔵型ＮＯx触媒
への吸蔵度合を空燃比、燃料性状及び触媒温度の少なく
ともいずれか一つに応じて演算する硫黄成分吸蔵度合演
算手段と、前記燃料噴射量相関値演算手段により演算さ
れる燃料噴射量相関値と前記硫黄成分吸蔵度合演算手段
により演算される硫黄成分の吸蔵度合とに基づいて前記
吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される硫黄成分の堆積量を推定
する硫黄成分堆積量推定手段とを含むことを特徴として
いる。

【００１１】従って、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される硫
黄成分の堆積量が空燃比や燃料性状、即ち燃料中の硫黄
成分含有量に応じて変化する吸蔵度合を考慮して推定さ
れることになり、硫黄成分堆積量が実際に即した値とさ
れ、劣化判定が適正なものとされる。これにより触媒再
生手段によるＳパージの実施タイミングが極めて適正な
ものとされ、Ｓパージの実施インターバルが長くなって
ＮＯxが不用意に排出されてしまうようなことがなくな
り、またＳパージが頻繁に行われて燃費が悪化するよう
なことが防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載
された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成
図が示されており、以下同図に基づいて本発明に係る排
気浄化装置の構成を説明する。

【００１３】機関本体（以下、単にエンジンという）１
は、例えば、燃料噴射モード（運転モード）を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）ま
たは圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実
施可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
１は、容易にして理論空燃比（ストイキ）での運転やリ
ッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン
空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能とされ
ており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃比
での運転が可能とされている。

【００１４】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
焼室８内に燃料を直接噴射可能とされている。そして、
燃料噴射弁６には、燃料パイプを介して燃料タンクを擁
した燃料供給装置（共に図示せず）が接続されている。

【００１５】さらに、シリンダヘッド２には、各気筒毎
に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポ
ートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端
がそれぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド
１０の他端にはスロットル弁１１が接続されており、該
スロットル弁１１にはスロットル開度θthを検出するス
ロットルセンサ１１ａが設けられている。

【００１６】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド１２の一端が
それぞれ接続されている。なお、図中符号１３は、クラ
ンク角を検出するクランク角センサであり、該クランク
角センサ１３はエンジン回転速度Ｎeを検出可能とされ
ている。また、符号１８は、例えばエンジン１の振動変
化を検出してノッキングを検出するノックセンサであ
る。

【００１７】同図に示すように、排気マニホールド１２
には排気管（排気通路）１４が接続されており、この排
気管１４にはエンジン１に近接した小型の近接三元触媒
２０及び排気浄化触媒装置３０を介してマフラー（図示
せず）が接続されている。また、排気管１４には排気温
度を検出する高温センサ１６が設けられている。排気浄
化触媒装置３０は、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａと三元触媒
３０ｂとの２つの触媒を備えて構成されており、三元触
媒３０ｂの方が吸蔵型ＮＯx触媒３０ａよりも下流側に
配設されている。

【００１８】吸蔵型ＮＯx触媒３０ａは、酸化雰囲気に
おいてＮＯxを一旦吸蔵させ、主としてＣＯの存在する
還元雰囲気中においてＮＯxをＮ₂（窒素）等に還元させ
る機能を持つものである。詳しくは、吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａは、貴金属として白金（Ｐt），ロジウム（Ｒ
ｈ）等を有した触媒として構成されており、吸蔵材とし
てはバリウム（Ｂａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類
金属が採用されている。

【００１９】また、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａと三元触媒
３０ｂとの間にはＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ３２
が設けられている。さらに、入出力装置、記憶装置（Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コント
ロールユニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４
０により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の総合
的な制御が行われる。ＥＣＵ４０の入力側には、上述し
た高温センサ１６、ノックセンサ１８やＮＯxセンサ３
２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類
からの検出情報が入力する。

【００２０】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、点火コイ
ルを介して上述した点火プラグ４や燃料噴射弁６等が接
続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁６等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。
これにより、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタ
イミングで噴射され、点火プラグ４によって適正なタイ
ミングで点火が実施される。

【００２１】実際には、ＥＣＵ４０では、スロットルセ
ンサ１１ａからのスロットル開度情報θthとクランク角
センサ１３からのエンジン回転速度情報Ｎeとに基づい
てエンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有
効圧Ｐeを求めるようにされており、さらに、当該目標
平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとに応じてマ
ップ（図示せず）より燃料噴射モードを設定するように
されている。例えば、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとが共に小さいときには、燃料噴射モードは
圧縮行程噴射モードとされ、燃料は圧縮行程で噴射さ
れ、一方、目標平均有効圧Ｐeが大きくなり或いはエン
ジン回転速度Ｎeが大きくなると燃料噴射モードは吸気
行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程で噴射される。

【００２２】そして、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標Ａ／
Ｆに基づいて決定される。上記高温センサ１６により検
出された排気温度情報からは触媒温度Ｔcatが推定され
る。詳しくは、高温センサ１６を吸蔵型ＮＯx触媒３０
ａに直接設置できないことに起因して発生する誤差を補
正するために、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度
情報Ｎeとに応じて予め実験等により温度差マップ（図
示せず）が設定されており、故に触媒温度Ｔcatは、目
標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとが決まる
と一義に推定されるようにされている。

【００２３】以下、このように構成された排気浄化装置
の本発明に係る作用について説明する。つまり、吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａには、上述したようにＳＯxも吸蔵され
てしまい、当該ＳＯxを放出し除去する必要があるので
あるが、ここでは、当該ＳＯxの吸蔵量（被毒Ｓ量Ｑs）
の推定方法、即ち吸蔵型ＮＯx触媒３０ａのＳ（サルフ
ァ）劣化判定方法（劣化判定手段）について説明する。

【００２４】被毒Ｓ量Ｑsは、基本的には燃料噴射積算
量Ｑfに基づき設定されるものであり、燃料噴射制御ル
ーチン（図示せず）の実行周期毎に次式により演算され
る（硫黄成分堆積量推定手段）。Ｑs＝Ｑs(n-1)＋ΔＱf・Ｋ−Ｒs …(1) ここに、Ｑs(n-1)は被毒Ｓ量の前回値であり、ΔＱfは
実行周期当たりの燃料噴射積算量（燃料噴射量相関
値）、Ｋは補正係数（吸蔵度合）、Ｒsは実行周期当た
りの再生Ｓ量を示している。

【００２５】つまり、現在の被毒Ｓ量Ｑsは、燃料噴射
制御ルーチンの実行周期当たりの燃料噴射積算量ΔＱf
を補正係数Ｋで補正して積算するとともに、該積算値か
ら実行周期当たりの再生Ｓ量Ｒsを減算することで求め
られる。ここに、燃料噴射積算量ΔＱfは、上述したよ
うに目標Ａ／Ｆに基づいて決定された燃料噴射量により
算出される（燃料噴射量相関値演算手段）。

【００２６】ところで、補正係数Ｋは、次式(2)に示す
ように、空燃比Ａ／Ｆに応じたＳ被毒係数Ｋ1、Ｓ含有
量（燃料性状）に応じたＳ被毒係数Ｋ2及び触媒温度Ｔc
atに応じたＳ被毒係数Ｋ3の３つの補正係数の積からな
っている（硫黄成分吸蔵度合演算手段）。Ｋ＝Ｋ1・Ｋ2・Ｋ3 …(2) 空燃比Ａ／Ｆに応じたＳ被毒係数Ｋ1は、図２（ａ）に
示すように、実験データに基づき、リッチ空燃比では小
さな値とされ、リーン空燃比で大きな値をとるようにさ
れている（例えば、リーン空燃比時に対し、リッチ空燃
比時は１／４、ストイキオ時には２／３）。即ち、目標
Ａ／Ｆがリッチ空燃比とされエンジン１がリッチ空燃比
運転しているような場合には、ＳＯxが吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａに吸蔵され難いとみなし、一方目標Ａ／Ｆがリー
ン空燃比とされエンジン１がリーン空燃比運転している
場合には、燃料量に応じて略一定量のＳＯxが吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒３０ａに吸蔵されるとみなすのである。

【００２７】また、Ｓ含有量（燃料性状）に応じたＳ被
毒係数Ｋ2は、図２（ｂ）に実線で示すように、実験デ
ータに基づき、燃料中のＳ含有量が大きくなるほど大き
な値をとるようにされている（例えば、比例関係）。即
ち、ＳＯxの発生量は燃料中に含まれるＳ（サルファ）
成分によって左右されるため、当該Ｓ成分の含有量に応
じて補正を行うのである。

【００２８】ところで、Ｓ含有量を燃料補給毎に測定す
ることは実際には不可能であるため、これに代えて、燃
焼時に発生するノッキングをノックセンサ１８により検
出して現在使用している燃料中のＳ含有量を推定する。
これは、一般に低オクタン価の低質な燃料ではＳ含有量
が多く、高オクタン価の高質な燃料ではＳ含有量が少な
いことに基づくものである。つまり、例えばノックセン
サからの情報によりノッキングが発生し易い燃焼状態の
とき、即ちノッキングのために点火時期をあまり進角で
きないとき（点火時期進角補正値が小のとき）には低オ
クタン価でＳ含有量が多いと判断でき、一方ノッキング
が発生し難いとき、即ち点火時期を多く進角できるとき
（点火時期進角補正値が大のとき）には高オクタン価で
Ｓ含有量が少ないと判断できるのである。

【００２９】なお、日本国内では、レギュラガソリンと
プレミアムガソリンのようにそれぞれ品質が一定に保持
された２種類の燃料が販売されているが、このような場
合には、図２（ｂ）中に破線で示すように、Ｓ含有量は
階段状に２段階に区別される。つまり、プレミアムガソ
リンであれば良質でＳ含有量が非常に少ないと判断して
Ｓ被毒係数Ｋ2は０近傍値とされ、レギュラガソリンで
あれば大きな値とされる。

【００３０】また、触媒温度に応じたＳ被毒係数Ｋ3
は、図２（ｃ）に示すように、実験データに基づき、触
媒温度Ｔcatが中程度の温度（例えば、３００〜５００
℃程度）のときに大きな値をとるようにされている。即
ち、触媒温度Ｔcatが低いときには活性度合が低く、触
媒温度Ｔcatが高いときにはＳＯxはパージされる方向な
ので、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵されるＳＯxの量は
比較的少ないと判断するのである。

【００３１】これにより、実行周期当たりの被毒Ｓ量Δ
Ｑsがより一層正確に推定されることになる。また、実
行周期当たりの再生Ｓ量Ｒsは次式(3)から演算される。Ｒs＝α・Ｒ1・Ｒ2・dＴ …(3) ここに、αは単位時間当たりの再生率（設定値）であ
り、dＴは燃料噴射制御ルーチンの実行周期を示してお
り、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ触媒温度Ｔcatに応じた再生
能力係数及び空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数を示し
ている。

【００３２】触媒温度Ｔcatに応じた再生能力係数Ｒ1
は、図３（ａ）に示すように、実験データに基づき、触
媒温度Ｔcatが大きくなるにつれて指数関数的に増大す
るようにされている。つまり、ＳＯxは触媒温度Ｔcatが
大きくなるほど指数関数的に急速に吸蔵型ＮＯx触媒３
０ａから放出除去され易くなる傾向にあり、故に再生能
力係数Ｒ1はこれに応じて増加するようにされている。

【００３３】空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数Ｒ2
は、図３（ｂ）に示すように、実験データに基づき、空
燃比Ａ／Ｆがリッチ空燃比では大きく略一定値とされ、
超リーン空燃比となるほど減少するようにされている。
つまり、ＳＯxは、上述したように、リッチ空燃比であ
る還元雰囲気中では良好に放出除去される一方、空燃比
がリーン空燃比となると逆に吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに
吸蔵されるようになり、再生能力係数Ｒ2はこれに応じ
て設定されている。

【００３４】つまり、ＳＯxは触媒温度Ｔcatが高温に加
熱され空燃比Ａ／Ｆがリッチ空燃比になると還元除去さ
れることになるのであるが、これら図３（ａ）及び
（ｂ）に基いて触媒温度Ｔcat、空燃比Ａ／Ｆに対応す
る再生能力係数Ｒ1，Ｒ2を求めることで、実行周期当た
りの再生Ｓ量Ｒsを適正に演算するようにでき、故に、
現在の被毒Ｓ量Ｑsをより一層正確に求めることが可能
とされる。

【００３５】そして、当該被毒Ｓ量Ｑsが所定量、即ち
Ｓ劣化判定閾値（硫黄劣化判定閾値）に達したと判定さ
れると、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａからのＳＯxの放出除
去、即ちＳパージが開始される（触媒再生手段）。この
際、上述の如く被毒Ｓ量Ｑsの推定が正確であるため、
当該判定は極めて適正なのものとされる。つまり、本発
明によれば、Ｓパージの実施インターバルが長くなって
ＮＯxが不用意に排出されてしまうようなこともなく、
またＳパージが頻繁に行われて燃費が悪化するようなこ
ともなく、効率よくＳパージが実施されることになる。

【００３６】Ｓパージが開始されると、目標Ａ／Ｆがリ
ッチ空燃比とされるとともに、例えば２段噴射或いは点
火時期リタード等のパラメータの制御が実施されて排気
昇温が行われる。２段噴射は、燃料噴射を２回に分割
し、主噴射を圧縮行程或いは吸気行程で行うとともに副
噴射を膨張行程で行うようなものであり、膨張行程で副
噴射する燃料を排気通路内で燃焼させて排気昇温を行う
ようなものである。また、点火時期リタードは、燃焼を
緩慢にし、排気後においても燃焼を継続させることで排
気昇温を行うようなものである。なお、ここでは、これ
ら２段噴射及び点火時期リタードの制御内容の詳細につ
いては説明を省略する。

【００３７】これにより、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａ内が
還元雰囲気とされるとともに良好に昇温されて所定の高
温（例えば、６５０℃）とされ、ＳＯxが良好に放出除
去されることとなる。そして、Ｓパージが開始された
後、例えば、上記式(1)により演算される被毒Ｓ量Ｑsが
再生Ｓ量Ｒsの増加により所定値（例えば、値０または
値０近傍値）以下にまで減少したと判定されると、Ｓパ
ージは終了させられる。

【００３８】ところで、以上のようにして吸蔵型ＮＯx
触媒３０ａに吸蔵されたＳＯxの吸蔵量、即ち被毒Ｓ量
Ｑsが正確に推定され、ＳＯxが良好に放出除去されるの
であるが、通常、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａは熱劣化等に
より経時劣化しＳＯxによる被毒に関係なくＮＯxの吸蔵
能力が低下するものである。つまり、時間経過とともに
吸蔵型ＮＯx触媒３０ａに吸蔵可能なＮＯxの量が低下す
ることになる。

【００３９】故に、このような場合にはＮＯxの吸蔵能
力の低下に伴いＳＯxを極力吸蔵させないようにするの
がよく、ここでは、Ｓパージの実施回数を重ねる毎にＳ
劣化判定閾値を小さくし、つまり早期にＳパージが実施
されるようにし、これによりＮＯxの吸蔵能力を常に良
好に確保可能にしている。つまり、図４を参照すると、
被毒Ｓ量Ｑsの時間変化が示されているが、詳しくは、
このように１回目のＳパージでは値Ｑs1であったＳ劣化
判定閾値を２回目は値Ｑs2と小さくし、３回目では値Ｑ
s3とさらに小さくするようにする。これにより、吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａの経時劣化に対応してＳパージが早期
に実施されることになり、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａはＮ
Ｏxを常に良好に吸蔵可能な状態に維持される。

【００４０】なお、図４中、被毒Ｓ量Ｑsは鋸歯状に増
減を繰り返しながら増加しているが、これは、通常の運
転時であってもＳパージが行われることを示している。
つまり、車両が登坂路を走行するような場合には目標Ａ
／Ｆがリッチ空燃比とされる場合が多いのであるが、こ
のような場合に還元雰囲気が形成されて吸蔵型ＮＯx触
媒３０ａが上記所定の高温（例えば、６５０℃）を超え
て加熱され、Ｓパージが好ましく自然に実施されること
を示している。

【００４１】なお、上記実施形態では、燃料噴射積算量
Ｑfに基づいて被毒Ｓ量Ｑsを算出するようにしたが、燃
料噴射積算量Ｑfに代えて燃料噴射量と相関する車両の
走行距離から被毒Ｓ量Ｑsを推定するようにしてもよ
い。この場合、被毒Ｓ量Ｑsは上記式(1)に代えて次式
(4)から求められる。Ｑs＝Ｑs(n-1)＋（Ｖ・dＴ）・Ｋ−Ｒs …(4) ここに、Ｖは車速であり、（Ｖ・dＴ）が燃料噴射制御
ルーチンの実行周期当たりの走行距離（燃料噴射量相関
値）である（燃料噴射量相関値演算手段）。

【００４２】また、例えば、バッテリが一旦外されると
ＥＣＵ４０の記憶装置に記憶された被毒Ｓ量Ｑsの演算
データが途中でリセットされ消去されてしまうことにな
るが、このような場合には、上記Ｓ劣化判定に拘わら
ず、Ｓパージを強制的に実施するようにする。または、
被毒Ｓ量Ｑsの初期値をＳ劣化判定閾値に近い十分大き
な値とし、１回目のＳパージを早期に実施するようにす
る。これにより、実際の被毒Ｓ量Ｑsが多いままで走行
が続けられることなく、被毒Ｓ量Ｑsの演算値と実際の
ＳＯx吸蔵量とが常に一致することになり、以降、被毒
Ｓ量Ｑsの推定が継続して適正なものとされる。

【００４３】また、上記実施形態では、被毒Ｓ量Ｑsが
所定値（例えば、値０または値０近傍値）以下にまで減
少したと判定されたらＳパージを終了するようにした
が、簡略化して、予め設定した所定時間に亘ってＳパー
ジを行うようにし、該所定時間が経過したときにＳパー
ジを終了するようにしてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、メンテナン
ス等のためにバッテリが一旦外され、その後装着された
場合において、１回目の硫黄成分の放出（Ｓパージ）を
早期に実施できることによって、実際の硫黄成分堆積量
が多いまま車両走行を続行しないようにでき、硫黄成分
堆積量の推定値と実際の硫黄成分堆積量とを常に一致さ
せておくことができる。これにより、以降、硫黄成分堆
積量の推定量を適正なものに維持できる。

【００４５】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される硫黄成分の堆
積量を空燃比や燃料性状、即ち燃料中の硫黄成分含有量
に応じて変化する吸蔵度合を考慮して推定するので、硫
黄成分堆積量を実際に即した値にして劣化判定を適正な
ものにできる。これにより触媒再生手段によるＳパージ
の実施タイミングを極めて適正なものにでき、Ｓパージ
の実施インターバルが長くなってＮＯxが不用意に排出
されてしまうようなことを防止でき、またＳパージが頻
繁に行われて燃費が悪化するようなことを防止できる。

【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を示す概
略構成図である。

【図２】被毒Ｓ量Ｑsの補正係数を示す図であって、空
燃比Ａ／Ｆに応じたＳ被毒係数Ｋ1の空燃比Ａ／Ｆとの
関係（ａ）、Ｓ含有量に応じたＳ被毒係数Ｋ2のＳ含有
量との関係（ｂ）及び触媒温度Ｔcatに応じたＳ被毒係
数Ｋ3の触媒温度Ｔcatとの関係（ｃ）を示す図である。

【図３】再生Ｓ量Ｒsの演算に使用する触媒温度Ｔcatに
応じた再生能力係数Ｒ1の触媒温度Ｔcatとの関係（ａ）
及び空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数Ｒ2の空燃比Ａ
／Ｆとの関係（ｂ）を示す図である。

【図４】Ｓパージを行った場合の被毒Ｓ量Ｑsの時間変
化を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）４点火プラグ６燃料噴射弁１１スロットル弁１１ａスロットルセンサ１３クランク角センサ１６高温センサ１８ノックセンサ３０ａ吸蔵型ＮＯx触媒４０電子制御ユニット（ＥＣＵ）

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/08 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ＡＦ０２Ｄ 41/04 ３０５ 43/00 ３０１Ｈ 43/00 ３０１３０１Ｔ 45/00 ３１４Ｚ 45/00 ３１４３６４Ｋ３６４Ｂ０１Ｄ 53/36 ＤＫ (72)発明者田村保樹東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA13 BA24 DA10 DA14 DA19 DA22 DA27 EA11 EB12 EB23 EB24 FA03 FA10 FA25 FA27 FA28 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AB03 AB06 BA11 BA14 BA17 BA24 BA33 BA34 CB02 DA03 DC01 EA01 EA07 EA08 EA18 EA28 FB10 FB12 FC01 GB02W GB03W GB05W GB06W HA36 HA37 HA38 HA39 HA42 3G301 HA01 HA04 HA15 JA08 JA10 JA17 JB07 LB04 LC01 MA11 ND01 NE01 NE13 PA11Z PC08Z PD12Z PE01Z PE03Z PF03Z PG01Z 4D048 AA06 AB02 AB07 BC01 BD01 BD03 CC41 DA01 DA02 DA20 EA04

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、前記内
燃機関がリーン空燃比運転状態にあるとき排気中のＮＯ
xを吸蔵させ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転
状態にあるとき前記吸蔵させたＮＯxを還元する吸蔵型
ＮＯx触媒と、前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸着された排気中の硫黄成分の
堆積によって起こる硫黄成分堆積量の推定値が硫黄劣化
判定閾値を越えたとき、前記吸蔵型ＮＯx触媒が劣化し
たと判定する劣化判定手段と、前記劣化判定手段により前記吸蔵型ＮＯx触媒が劣化し
たと判定されたとき、前記内燃機関のパラメータを制御
することで前記吸蔵型ＮＯx触媒中の硫黄成分を放出さ
せる触媒再生手段とを備え、前記劣化判定手段は、車両に搭載されたバッテリが外さ
れてその後装着されたとき、前記硫黄成分堆積量の推定
値を前記硫黄劣化判定閾値に近い十分大きな値に設定す
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記劣化判定手段は、燃料噴射量に相当
する燃料噴射量相関値を演算する燃料噴射量相関値演算
手段と、燃料中に含まれ前記排気通路に排出される硫黄
成分の前記吸蔵型ＮＯx触媒への吸蔵度合を空燃比、燃
料性状及び触媒温度の少なくともいずれか一つに応じて
演算する硫黄成分吸蔵度合演算手段と、前記燃料噴射量
相関値演算手段により演算される燃料噴射量相関値と前
記硫黄成分吸蔵度合演算手段により演算される硫黄成分
の吸蔵度合とに基づいて前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵さ
れる硫黄成分の堆積量を推定する硫黄成分堆積量推定手
段とを含むことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関
の排気浄化装置。