JP2002188431A - 内燃機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃費の悪化を招くことなくリーン運転状態に
おいても浄化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化
装置を得る。 【解決手段】 内燃機関１の排気系３に設けられた電気
化学触媒５を備え、電気化学触媒５は、電子伝導性物質
およびイオン伝導性物質を含み、イオンおよび電子の伝
導により酸化反応および還元反応を促進し、排気系内の
排気ガスＧを電気化学的に浄化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、有害ガス（ＮＯ
ｘ）の浄化触媒として電気化学触媒を用いることによ
り、燃費を悪化させることなく、リーン運転状態におい
てもＮＯｘ浄化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄
化装置にするものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関（エンジン）の排気管
には、排気ガスに含まれる有害ガス（ＮＯｘ、ＨＣ、Ｃ
Ｏなど）を浄化するために、排気ガス浄化装置が設けら
れている。
【０００３】従来から広く用いられている三元触媒は、
空燃比ストイキモード運転状態で発生するＮＯｘ（酸化
窒素）と、未燃の燃料成分であるＨＣ（炭化水素）と、
不完全燃焼成分であるＣＯ（一酸化炭素）とを同時に反
応させて浄化することにより、ＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯ
の排出量を低減させている。
【０００４】しかしながら、三元触媒は、エンジン運転
状態がストイキ（空燃比フィードバック）モードの場合
に機能するものの、リーンモード（Ｏ2過剰状態）また
はリッチモード（Ｏ2不足状態）では十分に機能しな
い。
【０００５】特に近年においては、燃費向上を目的とし
て、リーンモードで運転することが一般的となってお
り、リーン運転状態での効率的な排気ガス浄化が要求さ
れている。
【０００６】そこで、リーン運転状態での排気ガスの浄
化を目的として、三元触媒の下流側にＮＯｘ吸蔵型の触
媒（ＮＯｘ吸蔵触媒）を配設し、三元触媒で還元しきれ
なかったＮＯｘを吸蔵させることも提案されている。
【０００７】しかしながら、リーン運転状態においてＮ
Ｏｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘは、還元剤（ＨＣ、Ｃ
Ｏ）により還元させる必要があるので、ＮＯｘ吸蔵後に
エンジン運転状態をリッチモードから強制的にリッチモ
ードに制御する必要があり、燃費の低下を招くことにな
る。
【０００８】さらに、リーンモードでのＮＯｘを浄化す
るために、三元触媒に加えて選択型ＮＯｘ浄化触媒（選
択還元触媒）を併用することも提案されている。
【０００９】しかしながら、選択還元触媒は、リーンモ
ード中のＮＯｘ浄化機能を具備しているものの、浄化効
率が悪く、ＮＯｘ浄化用に多くの還元剤を必要とするう
え、還元剤を吸着する還元剤吸着機能も有していない。
【００１０】したがって、選択還元触媒を三元触媒の下
流側に設置した場合には、リーンモード中に三元触媒の
下流側にＮＯｘ還元剤が流出しないので、還元剤不足に
より選択還元触媒は十分に機能せず、ＮＯｘの排出量を
低減することが困難になる。
【００１１】また、リーン雰囲気下において選択還元触
媒にＮＯｘ還元剤（ＨＣ）を供給する装置（燃料の蒸散
ガス供給装置）を設ける必要があるが、選択還元触媒が
還元剤吸着機能を有していないことから、ＮＯｘ還元剤
を連続的に供給し続けなければならず、大量の燃料を必
要とし、燃費の悪化を招くことになる。
【００１２】さらに、選択還元触媒に還元剤吸着材を添
加したとしても、吸着された還元剤の大部分は空気中の
酸素と反応してしまうので、未反応の還元剤のみがＮＯ
ｘ浄化に用いられることになり、還元剤の使用効率が悪
くなってしまう。
【００１３】一方、選択還元触媒を三元触媒の上流側に
設置した場合、リーンモードにおいては、選択還元触媒
によるＮＯｘ浄化機能は確保されるものの、エンジン始
動直後（リッチモード）においては、下流側の三元触媒
が活性化温度に達するまでに長い時間がかかるので、三
元触媒が十分に機能しなくなり、ＨＣ、ＣＯの排出量を
低減することが困難になる。
【００１４】また、近年厳しくなりつつある排気ガス規
制をクリアするためには、始動直後での三元触媒の活性
化を促進する必要があり、三元触媒をエンジンの直下に
おく必要がある。
【００１５】したがって、必然的に選択還元触媒は三元
触媒の下流側に設置されることになり、リーン運転状態
では、選択還元触媒に必要なＮＯｘ還元剤（ＨＣ、Ｃ
Ｏ）が十分に供給されない可能性がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の排気
ガス浄化装置は以上のように、三元触媒のみを用いた場
合にはリーン運転状態でＮＯｘを十分に浄化することが
できず、ＮＯｘ吸蔵触媒を併用した場合には、吸蔵され
たＮＯｘを還元させるためにリッチ運転状態を繰り返す
必要があり、燃費の低下を招くという問題点があった。
【００１７】また、三元触媒の下流側に選択還元触媒を
設置した場合には、選択還元触媒の浄化効率が悪いこと
から、還元剤供給装置を用いる必要があるうえ、燃費の
低下を招くという問題点があった。
【００１８】また、三元触媒の上流側に選択還元触媒を
設置した場合には、三元触媒が活性化温度に達するのに
時間がかかり、始動時において三元触媒の浄化機能を確
保することができないという問題点があった。
【００１９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、三元触媒の下流側に電気化学触
媒を設置することにより、燃費の悪化を招くことなくリ
ーン運転状態においても浄化効率を向上させた内燃機関
の排気ガス浄化装置を得ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る内燃機関の排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気系に
設けられた電気化学触媒を備え、電気化学触媒は、電子
伝導性物質およびイオン伝導性物質を含み、イオンおよ
び電子の伝導により酸化反応および還元反応を促進し、
排気系内の排気ガスを電気化学的に浄化するものであ
る。
【００２１】また、この発明の請求項２に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項１において、電気化学触
媒は、ＮＯｘ吸蔵材およびＨＣ吸着材の少なくとも一方
を含むものである。
【００２２】また、この発明の請求項３に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項２において、内燃機関の
排気系に設けられた還元剤供給装置を備え、還元剤供給
装置は、電気化学触媒の直前の上流側に配置されて、排
気系にＮＯｘ還元剤を供給するものである。
【００２３】また、この発明の請求項４に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項３において、還元剤供給
装置は、燃料タンクからの燃料蒸散ガスをＮＯｘ還元剤
として供給するものである。
【００２４】また、この発明の請求項５に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項４において、還元剤供給
装置は、燃料蒸散ガスを吸着するキャニスタと、キャニ
スタに吸着された燃料蒸散ガスをＮＯｘ還元剤として内
燃機関の排気系に供給する還元剤供給制御弁とを含み、
還元剤供給制御弁の開弁時間は、電気化学触媒で要求さ
れるＮＯｘ還元剤の量に応じて制御されるものである。
【００２５】また、この発明の請求項６に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項３において、還元剤供給
装置は、燃料タンク内の燃料をＮＯｘ還元剤として供給
するものである。
【００２６】また、この発明の請求項７に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項６において、還元剤供給
装置は、燃料タンク内の燃料を一定圧力に調整して供給
する燃料ポンプと、燃料ポンプから供給される燃料をＮ
Ｏｘ還元剤として内燃機関の排気系に供給する還元剤供
給用インジェクタとを含み、還元剤供給用インジェクタ
駆動時間は、電気化学触媒で要求されるＮＯｘ還元剤の
量に応じて制御されるものである。
【００２７】また、この発明の請求項８に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項３において、還元剤供給
装置は、燃料を改質後にＮＯｘ還元剤として供給するも
のである。
【００２８】また、この発明の請求項９に係る内燃機関
の排気ガス浄化装置は、請求項８において、還元剤供給
装置は、燃料タンク内の燃料を一定圧力に調整して供給
する燃料ポンプと、燃料ポンプから供給される燃料をＨ
2に改質する燃料改質装置と、Ｈ2をＮＯｘ還元剤として
内燃機関の排気系に供給する供給量制御装置とを含み、
供給量制御装置によるＮＯｘ還元剤の供給量は、電気化
学触媒で要求されるＮＯｘ還元剤の量に応じて制御され
るものである。
【００２９】また、この発明の請求項１０に係る内燃機
関の排気ガス浄化装置は、請求項３から請求項９までの
いずれかにおいて、内燃機関の排気系に排出されるＮＯ
ｘ、ＨＣおよびＣＯを含む排出ガスの量を推定する排出
ガス量推定手段と、電気化学触媒の温度情報に基づいて
電気化学触媒の活性状態を判定する電気化学触媒状態判
定手段と、電気化学触媒の活性状態および反応速度と電
気化学触媒による排出ガスの貯蔵状態とに基づいて電気
化学触媒とＮＯｘとの反応状態を推定するとともに、排
出ガス量推定手段による各推定値に基づいてＮＯｘ還元
剤の供給の要否を判定する還元剤供給判定手段とを備
え、還元剤供給判定手段は、ＮＯｘ還元剤の供給が必要
と判定された場合に還元剤供給装置を駆動させるもので
ある。
【００３０】また、この発明の請求項１１に係る内燃機
関の排気ガス浄化装置は、請求項１０において、内燃機
関の回転数、負荷状態および冷却水温度の少なくとも１
つの運転状態を検出するセンサ手段を備え、排出ガス量
推定手段は、内燃機関の運転状態に応じて排気ガスの量
を推定するものである。
【００３１】また、この発明の請求項１２に係る内燃機
関の排気ガス浄化装置は、請求項１から請求項１１まで
のいずれかにおいて、内燃機関の排気系に設けられた第
１および第２の三元触媒を備え、第１の三元触媒は、電
気化学触媒の上流側に配置され、第２の三元触媒は、電
気化学触媒の下流側に配置されたものである。
【００３２】また、この発明の請求項１３に係る内燃機
関の排気ガス浄化装置は、請求項１から請求項１２まで
のいずれかにおいて、内燃機関はリーンモードで運転制
御されるものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構
成図である。
【００３４】図１において、内燃機関すなわちエンジン
１には、空気を取り込む吸気管２と、燃焼後の排気ガス
を排出する排気管３とが設けられている。
【００３５】ここでは図示しないが、吸気管２内には、
吸気量Ｑａを調節するスロットルバルブと、燃料を噴射
するインジェクタとが設けられ、エンジン１には、混合
気を圧縮する燃焼室と、燃焼室内の混合気を爆発させる
点火プラグと、爆発出力を車両の駆動輪に伝達するクラ
ンク軸とが設けられている。
【００３６】また、エンジン１、三元触媒４および電気
化学触媒５の周辺には、エンジン１の運転状態を示す情
報を取得するための周知の各種センサ手段（クランク角
センサ、回転センサ、エアフローセンサ、筒内圧セン
サ、冷却水温度センサ、空燃比センサ、触媒温度センサ
など）が設けられており、各種センサ情報は、図示され
ない電子制御ユニット（ＥＣＵ）に入力されている。
【００３７】排気管３の直下には、特に始動時の排気ガ
スＧを浄化するための三元触媒４が設けられており、三
元触媒４の下流側には、排気ガスＧに含まれるＮＯｘを
浄化する電気化学触媒５が設けられている。
【００３８】電気化学触媒５は、ＮＯｘ吸蔵材およびＨ
Ｃ吸着材の少なくとも一方と、電子伝導性物質およびイ
オン伝導性物質とを含み、イオンおよび電子の伝導によ
り酸化反応および還元反応を促進し、排気系内の排気ガ
スを電気化学的に浄化する。
【００３９】また、電気化学触媒５の下流側には、理論
空燃比運転状態（ストイキモード）での排気ガスＧ中の
ＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯの三成分を大量に浄化するため
の別の三元触媒６が設けられている。
【００４０】三元触媒４と電気化学触媒５との間には、
電気化学触媒５の直前の上流側に位置するように還元剤
供給装置７が設けられている。還元剤供給装置７は、還
元剤供給判定手段１０（後述する）からの制御指令に応
じて、ＮＯｘ浄化に必要な還元剤を電気化学触媒５の上
流側から供給する。
【００４１】排出ガス量推定手段８は、エンジン１の運
転状態に応じて、排気管３に排出される排気ガスＧに含
まれる排出ガス（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ）の各成分毎の排
出量（ＮＯｘ排出量ＧＮＯｘ、ＨＣ排出量ＧＨＣ、ＣＯ
排出量ＧＣＯ）を推定演算する。
【００４２】排出ガス量推定手段８による排出ガス量の
推定演算に用いられる運転状態情報としては、エンジン
回転数Ｎｅ、負荷状態を示す筒内圧Ｐｅおよび吸着量Ｑ
ａ、ならびに、冷却水温度Ｔｗなどの少なくとも１つの
センサ情報が含まれる。
【００４３】電気化学触媒状態判定手段９は、電気化学
触媒５の温度情報（触媒温度Ｔｃａｔおよび活性化温度
Ｔｒｅｃｔ）に基づいて電気化学触媒の活性状態Ｈを判
定する。
【００４４】還元剤供給判定手段１０は、電気化学触媒
５の活性状態Ｈおよび反応速度と電気化学触媒５による
排出ガスの貯蔵状態とに基づいて電気化学触媒５とＮＯ
ｘとの反応状態を推定するとともに、排出ガス量推定手
段８による各推定値ＧＮＯｘ、ＧＨＣおよびＧＣＯに基
づいてＮＯｘ還元剤ＨＣの供給の要否を判定する。
【００４５】すなわち、還元剤供給判定手段１０は、電
気化学触媒５の活性状態Ｈに応じて、電気化学触媒５の
吸蔵および吸着性能（ＮＯｘ最大吸着量ＳＮＯｘおよび
ＨＣ最大吸着量ＳＨＣ）から、電気化学触媒５における
ＮＯｘおよびＨＣの貯蔵状態、ならびに、電気化学触媒
５のＮＯｘ浄化反応速度（反応状態）を推定演算する。
【００４６】また、還元剤供給判定手段１０は、電気化
学触媒５の活性状態Ｈと、排出ガス量の各推定値（ＮＯ
ｘ排出量ＧＮＯｘ、ＧＨＣおよびＧＣＯ）とに基づい
て、ＮＯｘ浄化用の還元剤ＨＣの供給が必要か否かを判
定する。
【００４７】さらに、還元剤供給判定手段１０は、ＮＯ
ｘ還元剤の供給が必要であると判定された場合に、必要
な還元剤供給量を算出して、所要供給量に応じて還元剤
供給装置７を駆動制御する。
【００４８】なお、排出ガス量推定手段８、電気化学触
媒状態判定手段９および還元剤供給判定手段１０は、エ
ンジン制御手段と同様に、マイクロコンピュータからな
るＥＣＵにより構成されている。
【００４９】ここで、電気化学触媒５内での固体電解質
を介したイオン移動と、電子伝導物質を介した電子移動
とに基づく酸化還元反応の原理について具体的に説明す
る。
【００５０】電気化学触媒５においては、ＮＯｘが選択
的に吸蔵されている貴金属表面と、ＮＯｘ還元剤（Ｈ
Ｃ、ＣＯ）が選択的に吸着されている貴金属表面とが、
固体電解質および電子伝導物質でそれぞれ接合されてお
り、これにより、各貴金属間にイオンおよび電子が伝導
して酸化還元反応が促進される。
【００５１】ただし、電気化学的に反応を起こすために
は、別々の貴金属表面上にＮＯｘとＮＯｘ還元剤ＨＣと
を選択的に吸蔵および吸着させる必要があり、これを実
現するためには、ＮＯｘ吸蔵材およびＨＣ吸着材の両方
を設ける必要がある。
【００５２】次に、電気化学触媒５の特性について、前
述のＮＯｘ吸蔵型およびＮＯｘ選択還元型の各触媒との
制御上および性能上の相違点を明確化しながら説明す
る。
【００５３】まず、電気化学触媒とＮＯｘ吸蔵触媒とを
比較すると、電気化学触媒５は、酸素過剰雰囲気（リー
ンモード）下において、ＮＯｘ吸蔵触媒よりも高いＮＯ
ｘ浄化性能を維持することができる。
【００５４】したがって、電気化学触媒５は、ＮＯｘ吸
蔵触媒のようにＮＯｘを空燃比リーン状態で吸蔵し且つ
リッチ状態で脱離して還元浄化する必要がなく、空燃比
を大きくリッチ側に制御にする必要がない。
【００５５】すなわち、電気化学触媒５は、ＮＯｘ吸蔵
触媒によるＮＯｘ浄化時のように頻繁に空燃比リッチ制
御する必要がないので、燃費の悪化を抑制することがで
きる。
【００５６】また、電気化学触媒５と選択還元触媒とを
比較すると、電気化学触媒５は、浄化効率が選択還元触
媒よりも高いうえ、還元剤吸着機能を付加することがで
きるので、リーン雰囲気下での還元剤供給量が少量で済
み、燃費を悪化させることがない。
【００５７】また、電気化学触媒５の場合、同一触媒表
面でなくても、電子およびイオンの伝導によりＮＯｘ還
元剤を供給することができるので、選択還元触媒よりも
低濃度の還元ガスであっても、十分にＮＯｘを還元する
ことができる。
【００５８】したがって、電気化学触媒５は、三元触媒
の下流側に設置されても十分に機能し、還元剤供給装置
７も簡便な構成で済む。
【００５９】次に、図２を参照しながら、エンジン１の
始動直後からの運転状態に応じて変化するＮＯｘ浄化処
理を例にとって、図１に示したこの発明の実施の形態１
による具体的な動作について説明する。
【００６０】図２はエンジン１の始動直後からの空燃比
変化および排出ガス成分の排出量変化を示すタイミング
チャートであり、図２内の横軸はエンジン１の始動から
の経過時間ｔを示す。
【００６１】また、図２内の縦軸は、排出ガス（ＮＯ
ｘ、ＨＣ、ＣＯ）の各成分毎の濃度ＣＮＯｘおよびＣＨ
Ｃ（ＣＣＯ）の時間変化と、エンジン１の空燃比Ａ／Ｆ
（エンジン１に供給される吸気量Ｑａと燃料量との重量
比）の時間変化とを、それぞれ示している。
【００６２】ＮＯｘ排出濃度ＣＮＯｘは、エンジン１の
暖機（燃焼温度の上昇）が進むにつれて増加し、ＨＣ排
出濃度ＣＨＣおよびＣＯ排出濃度ＣＣＯは、ほぼ同等の
傾向を示し、始動直後に急増した後に減少する。
【００６３】図２内の始動領域（始動直後の運転状態）
では、エンジン１の始動性能を確保しつつ安定した燃焼
を実現するために、ドライバビリティを悪化させないよ
うに空燃比リッチモードで運転が行われる。
【００６４】したがって、始動領域においては、排気ガ
ス中に含まれるＨＣおよびＣＯの排出濃度ＣＨＣおよび
ＣＣＯが高く、ＮＯｘの排出濃度ＣＮＯｘは低い状態と
なる。
【００６５】始動領域の温度状態では、電気化学触媒５
はＮＯｘ浄化反応が始まる活性化温度Ｔｒｅｃｔまで昇
温されておらず、電気化学触媒５に添加されたＨＣ吸着
材には、ＨＣが吸着されているのみであり、電気化学反
応によるＮＯｘ浄化反応は起こらない。
【００６６】ただし、図２から明らかなように、始動領
域の状態では、ＮＯｘ排出量は極めて少ないので、特に
問題にならないレベルである。
【００６７】その後、エンジン１の暖機が完了し、空燃
比が理論空燃比（ストイキモード）までリーン化される
と、活性領域に入り、電気化学触媒５は活性化された状
態となる。
【００６８】活性領域においては、エンジン１の暖機が
完了しているので、ＮＯｘの排出濃度ＣＮＯｘが高くな
るが、始動領域で貯蔵されたＨＣが還元剤として使用さ
れ、ＮＯｘの還元浄化反応が行われる。
【００６９】活性領域の運転状態がさらに長く継続し、
貯蔵された還元剤ＨＣがＮＯｘ浄化反応にすべて消費さ
れ、且つエンジン１からの排出ガス（ＨＣ、ＣＯ）の排
出量ＧＨＣおよびＧＣＯがＮＯｘ浄化に不足する場合に
は、還元剤供給装置７を駆動することにより、ＨＣなど
のＮＯｘ還元剤を電気化学触媒５に追加供給する。
【００７０】暖機完了後に、さらに時間ｔが経過してリ
ーン運転領域に入ると、エンジン１から排出されたＮＯ
ｘは、電気化学触媒５に添加されたＮＯｘ吸蔵材に吸蔵
され、排出ガス中に含まれるＮＯｘ還元剤（ＨＣ、Ｃ
Ｏ）により、電気化学的に浄化還元される。
【００７１】また、上記活性領域の場合と同様に、リー
ン運転領域においても、エンジン１から排出されるＮＯ
ｘ還元剤（ＨＣ、ＣＯ）の排出量ＧＨＣおよびＧＣＯが
ＮＯｘ浄化に不足する場合には、還元剤供給装置７を駆
動することにより、ＨＣなどのＮＯｘ還元剤を電気化学
触媒５に追加供給する。
【００７２】図１のように、エンジン１の排気管３内
に、三元触媒４および６のみならず、ＮＯｘ浄化専用の
電気化学触媒５を装着することにより、以下のような利
点を奏する。
【００７３】すなわち、電気化学触媒５は、電気化学的
な浄化メカニズムでＮＯｘを還元するので、リーン運転
状態でのＮＯｘ浄化（還元）ができるうえ、ＨＣおよび
ＣＯを効率的にＮＯｘ還元剤として使用することができ
るので、ＮＯｘ吸蔵触媒を用いた場合のようなリーン／
リッチの繰り返し制御を必要とせず、燃費の悪化を招く
ことがない。
【００７４】また、電気化学触媒５を用いた場合、選択
還元触媒を用いた場合と同様に還元剤供給装置７を必要
とするが、浄化効率が高いことから、少量のＮＯｘ還元
剤を供給すればよいので、燃費の悪化を抑制することが
できる。
【００７５】次に、図３を参照しながら、図１に示した
この発明の実施の形態１による動作について、さらに具
体的に説明する。
【００７６】図３は電気化学触媒５を機能させる還元剤
供給装置７の制御動作を示すフローチャートであり、排
出ガス量推定手段８、電気化学触媒状態判定手段９およ
び還元剤供給判定手段１０による処理手順を示してい
る。
【００７７】なお、図３においては、煩雑さを回避する
ために、電気化学触媒５に添加される排出ガス吸収材の
うち、代表的に、ＮＯｘ還元剤ＨＣ（未燃燃料）を吸着
するためのＨＣ吸着材の性能のみに注目した場合を示し
ている。
【００７８】図３において、まず、ＥＣＵ内の排出ガス
量推定手段８は、エンジン１の運転状態として、各種セ
ンサ手段からエンジン回転数Ｎｅ、筒内平均有効圧Ｐ
ｅ、冷却水温度Ｔｗおよび吸気量Ｑａなどを取り込む
（ステップ１０１）。
【００７９】続いて、排出ガス量推定手段８は、運転状
態を示す入力情報から、たとえば排出ガス濃度マップを
参照して、ＮＯｘ排出濃度ＣＮＯｘ、ＨＣ排出濃度ＣＨ
ＣおよびＣＯ排出濃度ＣＣＯを検索演算する（ステップ
１０２）。
【００８０】また、吸気量Ｑａに基づいて、各排出濃度
を排出ガス流量（質量）に変換し、それぞれ、ＮＯｘ排
出量ＧＮＯｘ、ＨＣ排出量ＧＨＣおよびＣＯ排出量ＧＣ
Ｏとして推定演算する（ステップ１０３）。
【００８１】一方、ＥＣＵ内の電気化学触媒状態判定手
段９および還元剤供給判定手段１０は、電気化学触媒５
の活性状態Ｈを判定して浄化反応状態を推定演算するた
めに、電気化学触媒５の浄化性能を示す情報を取り込む
（ステップ１０４）。
【００８２】すなわち、電気化学触媒状態判定手段９
は、電気化学触媒５の温度情報（触媒温度Ｔｃａｔ、活
性化温度Ｔｒｅｃｔ）を取り込む。
【００８３】また、還元剤供給判定手段１０は、電気化
学触媒５内の排出ガス吸収材による各排出ガスの脱離温
度（ＮＯｘ吸蔵材のＮＯｘ脱離温度ＴＮＯｘ、ＳＨＣ吸
着材のＨＣ脱離温度ＴＨＣＳ）および最大吸収量（ＮＯ
ｘ吸蔵材によるＮＯｘ最大吸蔵量ＳＮＯｘ、ＨＣ吸着材
によるＨＣ最大吸着量ＳＨＣ）、ならびに、変換係数Ｃ
ｒｅｃｔ、反応速度係数ｆ（Ｔｃａｔ）および脱離速度
Ｇｅｖなどを取り込む。
【００８４】続いて、電気化学触媒状態判定手段９は、
触媒温度Ｔｃａｔと活性化判定温度Ｔｒｅｃｔとを比較
し、触媒温度Ｔｃａｔが活性化温度Ｔｒｅｃｔに達した
か否か（電気化学触媒５が活性状態か否か）を判定する
（ステップ１０５）。
【００８５】電気化学触媒状態判定手段９は、ステップ
１０５において、Ｔｃａｔ＜Ｔｒｅｃｔ（すなわち、Ｎ
Ｏ）と判定されれば、電気化学触媒５が活性化していな
いので、活性状態Ｈの信号レベルを「Ｌ」とし、Ｔｃａ
ｔ≧Ｔｒｅｃｔ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、
電気化学触媒５が活性化しているので、活性状態Ｈの信
号レベルを「Ｈ」とする。
【００８６】ステップ１０５の判定結果がＮＯ（電気化
学触媒状態判定手段９から出力される活性状態ＨがＬレ
ベル）を示す場合、続いて、還元剤供給判定手段１０
は、触媒温度ＴｃａｔをＨＣ吸着材の脱離温度ＴＨＣＳ
（＜Ｔｒｅｃｔ）と比較し、触媒温度Ｔｃａｔが脱離温
度ＴＨＣＳよりも高いか否かを判定する（ステップ１０
６）。
【００８７】ステップ１０６において、Ｔｃａｔ＞ＴＨ
ＣＳ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、電気化学触
媒５内のＨＣ吸着材がＨＣを脱離する状態にあるので、
還元剤供給判定手段１０は、脱離演算ステップ１１７
（後述する）の処理を実行して、図３の処理ルーチンを
抜け出る。
【００８８】また、ステップ１０６において、Ｔｃａｔ
≦ＴＨＣＳ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ＨＣ吸
着材がＨＣを吸着する状態にあるので、還元剤供給判定
手段１０は、前回までのＨＣ吸着量ＧＳＨＣに今回推定
されたＨＣ排出量ＧＨＣを加算し、今回推定演算された
ＨＣ吸着量ＧＳＨＣとして更新する（ステップ１０
７）。
【００８９】続いて、還元剤供給判定手段１０は、ステ
ップ１０７により更新されたＨＣ吸着量ＧＳＨＣがＨＣ
最大吸着量ＳＨＣを越えたか否かを判定し（ステップ１
０８）、ＧＳＨＣ≦ＳＨＣ（すなわち、ＮＯ）と判定さ
れれば、図３の処理ルーチンを抜け出る。
【００９０】また、ステップ１０８において、ＧＳＨＣ
＞ＳＨＣ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、還元剤
供給判定手段１０は、ＨＣ吸着量ＧＳＨＣをＨＣ最大吸
着量ＳＨＣに制限して（ステップ１０９）、図３の処理
ルーチンを抜け出る。
【００９１】一方、ステップ１０５の判定結果がＹＥＳ
（活性状態ＨがＨレベル）を示す場合には、電気化学触
媒５が活性化しているので、還元剤供給判定手段１０
は、電気化学触媒５においてＮＯｘを還元するのに要す
る還元剤の量Ｒを、排気ガス中のＮＯｘ排出量ＧＮＯｘ
に応じて、以下の（１）式により算出する（ステップ１
１１）。
【００９２】 Ｒ＝ＧＮＯｘ・Ｃｒｅｃｔ・ｆ（Ｔｃａｔ） ・・・（１） ただし、（１）式において、ＣｒｅｃｔはＮＯｘ浄化に
必要な還元剤量を求めるための変換係数、ｆ（Ｔｃａ
ｔ）は触媒温度Ｔｃａｔの関数で表される反応速度係数
である。
【００９３】電気化学触媒５の場合、電気化学反応によ
って、同一の触媒表面のみならず離れた触媒表面間でも
還元浄化反応が起こるので、通常の表面反応型の触媒と
比べて変換係数Ｃｒｅｃｔが小さくなる。したがって、
（１）式から求められる還元剤必要量Ｒは、通常の触媒
を用いた場合よりも低減させることができる。
【００９４】次に、還元剤供給判定手段１０は、還元剤
必要量Ｒが、排出ガス中に含まれるＨＣ排出量ＧＨＣお
よびＣＯ排出量ＧＣＯよりも多い（排出ガス量が不足）
か否かを判定する（ステップ１１２）。
【００９５】ステップ１１２において、Ｒ≦ＧＨＣ＋Ｇ
ＣＯ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、排出ガス量の
みで還元浄化が可能なので、還元剤供給判定手段１０
は、脱離演算ステップ１１７（後述する）の処理を実行
して、図３の処理ルーチンを抜け出る。
【００９６】ステップ１１２において、Ｒ＞ＧＨＣ＋Ｇ
ＣＯ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、排出ガス量
のみでは還元浄化が不可能な状態なので、続いて、還元
剤供給判定手段１０は、ＨＣ吸着量ＧＳＨＣが存在する
か否かを判定する（ステップ１１３）。
【００９７】ステップ１１３において、ＧＳＨＣ＝０
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、脱離すべきＨＣが
存在しないので、還元剤供給判定手段１０は、脱離演算
ステップ１１７（後述する）の処理を実行して、図３の
処理ルーチンを抜け出る。
【００９８】また、ステップ１１３において、ＧＳＨＣ
＞０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、脱離可能な
ＨＣが存在するので、続いて、還元剤供給判定手段１０
は、還元剤必要量Ｒが、ＨＣ脱離後のＮＯｘ還元剤量よ
りも多い（ＨＣ脱離量を加えても、まだ還元剤不足）か
否かを判定する（ステップ１１４）。
【００９９】すなわち、ＨＣ吸着量ＧＳＨＣから脱離さ
れたＨＣを排出ガス量に加えた値と、還元剤必要量Ｒと
を比較して、以下の（２）式を満たすか否かを判定す
る。
【０１００】 Ｒ＞ＧＨＣ＋ＧＣＯ＋Ｇｅｖ・Δｔ ・・・（２） ただし、（２）式において、Δｔは演算周期、Ｇｅｖは
ＨＣ吸着材からの単位時間Δｔ毎のＨＣの脱離速度であ
る。
【０１０１】ステップ１１４において、Ｒ≦ＧＨＣ＋Ｇ
ＣＯ＋Ｇｅｖ・Δｔ（すなわち、ＮＯ）と判定されれ
ば、排出ガス量およびＨＣ脱離量のみで還元浄化が可能
なので、還元剤供給判定手段１０は、脱離演算ステップ
１１７（後述する）の処理を実行して、図３の処理ルー
チンを抜け出る。
【０１０２】また、ステップ１１４において、Ｒ＞ＧＨ
Ｃ＋ＧＣＯ＋Ｇｅｖ・Δｔ（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、排出ガス量にＨＣ脱離量を加えても還元浄化
が不可能な状態なので、還元剤供給判定手段１０は、以
下の（３）式により、還元剤供給装置７からのＨＣ追加
供給量ＰＨＣを求める（ステップ１１５）。
【０１０３】 ＰＨＣ＝Ｒ−（ＧＨＣ＋ＧＣＯ＋Ｇｅｖ・Δｔ） ・・・（３） 次に、還元剤供給判定手段１０は、ＨＣ追加供給量ＰＨ
Ｃに応じて還元剤供給装置７を駆動し、電気化学触媒５
の上流側からＨＣ追加供給量ＰＨＣを供給して還元剤不
足量を補償する（ステップ１１６）。
【０１０４】これにより、エンジン１の排出ガス中のＮ
Ｏｘは、ＮＯｘ排出量ＧＮＯｘによらず過不足なく還元
浄化される。
【０１０５】最後に、電気化学触媒５内のＨＣ吸着量Ｇ
ＳＨＣから、ＮＯｘ還元剤として脱離消費されたＨＣ量
（＝Ｇｅｖ・Δｔ）を減算して、ＨＣ吸着量ＧＳＨＣを
更新演算し（ステップ１１７）、図３の処理ルーチンを
抜け出る。
【０１０６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、還元剤供給装置７の具体的構成について言及しなか
ったが、燃料タンクからの燃料蒸散ガスをＮＯｘ還元剤
として排気系に供給してもよい。
【０１０７】図４は燃料蒸散ガスをＮＯｘ還元剤として
用いたこの発明の実施の形態２による還元剤供給装置７
の周辺を示す構成図であり、前述と同様のものについて
は、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１０８】図４において、エンジン１の排気管３に
は、電気化学触媒５の直前の上流側に位置するように還
元剤供給口７０が設けられている。
【０１０９】燃料タンク７１には、蒸発する燃料（ガソ
リン）の主成分ＨＣを吸着するキャニスタ７２が設けら
れている。
【０１１０】キャニスタ７２は、還元剤供給制御弁７３
を介して還元剤供給口７０に連通されており、燃料タン
ク７１からの蒸散燃料ＨＣを、還元剤供給制御弁７３の
制御下で、ＮＯｘ還元剤として排気管３に供給するよう
になっている。
【０１１１】ＮＯｘ還元剤ＨＣの供給量は、還元剤供給
制御弁７３の開弁時間を、ＨＣ追加供給量ＰＨＣ（図３
内のステップ１１５参照）に応じて制御することにより
調節される。
【０１１２】実施の形態３．なお、上記実施の形態２で
は、燃料タンク７１からの燃料蒸散ガスＨＣをＮＯｘ還
元剤として用いたが、燃料タンク７１内の燃料そのもの
をＮＯｘ還元剤としてもよい。
【０１１３】図５は燃料そのものをＮＯｘ還元剤として
用いたこの発明の実施の形態３による還元剤供給装置７
の周辺を示す構成図であり、前述と同様のものについて
は、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１１４】図５において、燃料タンク７１の上部（ま
たは、内部）には、燃料ポンプ７４が設置されており、
燃料ポンプ７４は、一定圧力に調整された燃料を供給す
る。
【０１１５】燃料ポンプ７４には、還元剤供給用インジ
ェクタ７５が連通されており、還元剤供給用インジェク
タ７５は、電気化学触媒５の直前の上流側に位置するよ
うに、排気管３に設けられている。
【０１１６】還元剤供給用インジェクタ７５は、調圧さ
れた燃料ＨＣを、ＮＯｘ還元剤として電気化学触媒５の
上流側から供給するようになっている。
【０１１７】図５のように構成された還元剤供給装置７
の場合、還元剤供給量は、還元剤供給用インジェクタ７
５の駆動時間を、ＨＣ追加供給量ＰＨＣ（図３内のステ
ップ１１５参照）に応じて制御することにより調節され
る。
【０１１８】実施の形態４．なお、上記実施の形態３で
は、燃料タンク７１内の燃料そのものをＮＯｘ還元剤と
して用いたが、燃料ＨＣをＨ2に改質した後にＮＯｘ還
元剤として用いてもよい。
【０１１９】図６は燃料を改質後にＮＯｘ還元剤として
用いたこの発明の実施の形態４による還元剤供給装置７
の周辺を示す構成図であり、前述と同様のものについて
は、同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付し
て詳述を省略する。
【０１２０】図６において、燃料タンク７１の上部（ま
たは、内部）に設置された燃料ポンプ７４Ａは、一定圧
力に調整された燃料を燃料改質装置７６に供給する。
【０１２１】燃料改質装置７６は、供給された燃料ＨＣ
をＨ2に改質してＮＯｘ還元剤とし、供給量制御装置７
７を介して還元剤供給口７０に供給する。
【０１２２】供給量制御装置７７は、改質後のＮＯｘ還
元剤Ｈ2の供給量を、ＨＣ追加供給量（図３内のステッ
プ１１５参照）に応じて調節する。
【０１２３】上記各実施の形態２〜４によれば、前述の
実施の形態１と同様に、エンジン１のリーンモード運転
時にＮＯｘ排出量を効率的に低減させることができる。
【０１２４】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、内燃機関の排気系に設けられた電気化学触媒を備
え、電気化学触媒は、電子伝導性物質およびイオン伝導
性物質を含み、イオンおよび電子の伝導により酸化反応
および還元反応を促進し、排気系内の排気ガスを電気化
学的に浄化するようにしたので、燃費の悪化を招くこと
なくリーン運転状態においても浄化効率を向上させた内
燃機関の排気ガス浄化装置が得られる効果がある。
【０１２５】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、電気化学触媒は、ＮＯｘ吸蔵材およびＨ
Ｃ吸着材の少なくとも一方を含むので、燃費の悪化を招
くことなくリーン運転状態においても浄化効率を向上さ
せた内燃機関の排気ガス浄化装置が得られる効果があ
る。
【０１２６】また、この発明の請求項３によれば、請求
項２において、内燃機関の排気系に設けられた還元剤供
給装置を備え、還元剤供給装置は、電気化学触媒の直前
の上流側に配置されて、排気系にＮＯｘ還元剤を供給す
るようにしたので、燃費の悪化を招くことなくリーン運
転状態においても浄化効率を向上させた内燃機関の排気
ガス浄化装置が得られる効果がある。
【０１２７】また、この発明の請求項４によれば、請求
項３において、還元剤供給装置は、燃料タンクからの燃
料蒸散ガスをＮＯｘ還元剤として供給するようにしたの
で、燃費の悪化を招くことなくリーン運転状態において
も浄化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化装置が
得られる効果がある。
【０１２８】また、この発明の請求項５によれば、請求
項４において、還元剤供給装置は、燃料蒸散ガスを吸着
するキャニスタと、キャニスタに吸着された燃料蒸散ガ
スをＮＯｘ還元剤として内燃機関の排気系に供給する還
元剤供給制御弁とを含み、還元剤供給制御弁の開弁時間
は、電気化学触媒で要求されるＮＯｘ還元剤の量に応じ
て制御されるようにしたので、燃費の悪化を招くことな
くリーン運転状態においても浄化効率を向上させた内燃
機関の排気ガス浄化装置が得られる効果がある。
【０１２９】また、この発明の請求項６によれば、請求
項３において、還元剤供給装置は、燃料タンク内の燃料
をＮＯｘ還元剤として供給するようにしたので、燃費の
悪化を招くことなくリーン運転状態においても浄化効率
を向上させた内燃機関の排気ガス浄化装置が得られる効
果がある。
【０１３０】また、この発明の請求項７によれば、請求
項６において、還元剤供給装置は、燃料タンク内の燃料
を一定圧力に調整して供給する燃料ポンプと、燃料ポン
プから供給される燃料をＮＯｘ還元剤として内燃機関の
排気系に供給する還元剤供給用インジェクタとを含み、
還元剤供給用インジェクタ駆動時間は、電気化学触媒で
要求されるＮＯｘ還元剤の量に応じて制御されるように
したので、燃費の悪化を招くことなくリーン運転状態に
おいても浄化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化
装置が得られる効果がある。
【０１３１】また、この発明の請求項８によれば、請求
項３において、還元剤供給装置は、燃料を改質後にＮＯ
ｘ還元剤として供給するようにしたので、燃費の悪化を
招くことなくリーン運転状態においても浄化効率を向上
させた内燃機関の排気ガス浄化装置が得られる効果があ
る。
【０１３２】また、この発明の請求項９によれば、請求
項８において、還元剤供給装置は、燃料タンク内の燃料
を一定圧力に調整して供給する燃料ポンプと、燃料ポン
プから供給される燃料をＨ2に改質する燃料改質装置
と、Ｈ2をＮＯｘ還元剤として内燃機関の排気系に供給
する供給量制御装置とを含み、供給量制御装置によるＮ
Ｏｘ還元剤の供給量は、電気化学触媒で要求されるＮＯ
ｘ還元剤の量に応じて制御されるようにしたので、燃費
の悪化を招くことなくリーン運転状態においても浄化効
率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化装置が得られる
効果がある。
【０１３３】また、この発明の請求項１０によれば、請
求項３から請求項９までのいずれかにおいて、内燃機関
の排気系に排出されるＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを含む排
出ガスの量を推定する排出ガス量推定手段と、電気化学
触媒の温度情報に基づいて電気化学触媒の活性状態を判
定する電気化学触媒状態判定手段と、電気化学触媒の活
性状態および反応速度と電気化学触媒による排出ガスの
貯蔵状態とに基づいて電気化学触媒とＮＯｘとの反応状
態を推定するとともに、排出ガス量推定手段による各推
定値に基づいてＮＯｘ還元剤の供給の要否を判定する還
元剤供給判定手段とを備え、還元剤供給判定手段は、Ｎ
Ｏｘ還元剤の供給が必要と判定された場合に還元剤供給
装置を駆動させるようにしたので、燃費の悪化を招くこ
となくリーン運転状態においても浄化効率を向上させた
内燃機関の排気ガス浄化装置が得られる効果がある。
【０１３４】また、この発明の請求項１１によれば、請
求項１０において、内燃機関の回転数、負荷状態および
冷却水温度の少なくとも１つの運転状態を検出するセン
サ手段を備え、排出ガス量推定手段は、内燃機関の運転
状態に応じて排気ガスの量を推定するようにしたので、
燃費の悪化を招くことなくリーン運転状態においても浄
化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化装置が得ら
れる効果がある。
【０１３５】また、この発明の請求項１２によれば、請
求項１から請求項１１までのいずれかにおいて、内燃機
関の排気系に設けられた第１および第２の三元触媒を備
え、第１の三元触媒は、電気化学触媒の上流側に配置さ
れ、第２の三元触媒は、電気化学触媒の下流側に配置さ
れたので、燃費の悪化を招くことなくリーン運転状態に
おいても浄化効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化
装置が得られる効果がある。
【０１３６】また、この発明の請求項１３によれば、請
求項１から請求項１２までのいずれかにおいて、内燃機
関はリーンモードで運転制御されるようにしたので、燃
費の悪化を招くことなくリーン運転状態においても浄化
効率を向上させた内燃機関の排気ガス浄化装置が得られ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。
【図２】 エンジン始動直後からの空燃比変化および排
出ガス成分の排出量変化を示すタイミングチャートであ
る。
【図３】 この発明の実施の形態１による処理動作を示
すタイミングチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２による還元剤供給装
置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による還元剤供給装
置を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態４による還元剤供給装
置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ エンジン、２ 吸気管、３ 排気管、４、６ 三元
触媒、５ 電気化学触媒、７ 還元剤供給装置、８ 排
出ガス量推定手段、９ 電気化学触媒状態判定手段、１
０ 還元剤供給判定手段、７１ 燃料タンク、７２ キ
ャニスタ、７３還元剤供給制御弁、７４、７４Ａ 燃料
ポンプ、７５ 還元剤供給用インジェクタ、７６ 燃料
改質装置、７７ 供給量制御装置、Ｃｒｅｃｔ 還元剤
変換係数、ｆ（Ｔｃａｔ） 反応速度係数、Ｇｅｖ 還
元剤脱離速度、Ｈ 活性状態、Ｇ 排気ガス、ＧＮＯｘ
ＮＯｘ排出量、ＧＨＣ ＨＣ排出量、ＧＣＯ ＣＯ排
出量、Ｎｅ エンジン回転数、Ｐｅ 筒内圧、Ｑａ 吸
気量、Ｔｗ 冷却水温度、Ｔｃａｔ 触媒温度、Ｔｃａ
ｔ 活性化温度、ＳＮＯｘ ＮＯｘ最大吸蔵量、ＳＨＣ
ＨＣ最大吸着量、ＴＮＯｘＳ ＮＯｘ脱離温度、ＴＨ
ＣＳ ＨＣ脱離温度。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 25/08 ３１１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ (72)発明者 光田 憲朗 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 浜野 浩司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3G044 AA05 BA01 BA05 BA06 CA03 CA04 CA11 EA05 EA23 FA13 FA16 FA20 GA03 GA08 GA11 GA23 3G091 AA12 AB03 AB05 AB09 AB10 BA14 CA18 CA19 DB10 DB13 DC06 EA01 EA03 EA05 EA16 EA18 EA21 EA35 HA12 HB09 4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 AB07 AC01 AC02 CC32 CC36 CC44 CC61 DA01 DA02 DA03 DA08 DA10 DA13 DA20 EA04

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた電気化学
    触媒を備え、 前記電気化学触媒は、電子伝導性物質およびイオン伝導
    性物質を含み、イオンおよび電子の伝導により酸化反応
    および還元反応を促進し、前記排気系内の排気ガスを電
    気化学的に浄化することを特徴とする内燃機関の排気ガ
    ス浄化装置。
  2. 【請求項２】 前記電気化学触媒は、ＮＯｘ吸蔵材およ
    びＨＣ吸着材の少なくとも一方を含むことを特徴とする
    請求項１に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記内燃機関の排気系に設けられた還元
    剤供給装置を備え、 前記還元剤供給装置は、前記電気化学触媒の直前の上流
    側に配置されて、前記排気系にＮＯｘ還元剤を供給する
    ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気ガス
    浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記還元剤供給装置は、燃料タンクから
    の燃料蒸散ガスを前記ＮＯｘ還元剤として供給すること
    を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気ガス浄化
    装置。
  5. 【請求項５】 前記還元剤供給装置は、 前記燃料蒸散ガスを吸着するキャニスタと、 前記キャニスタに吸着された燃料蒸散ガスを前記ＮＯｘ
    還元剤として前記内燃機関の排気系に供給する還元剤供
    給制御弁とを含み、 還元剤供給制御弁の開弁時間は、前記電気化学触媒で要
    求されるＮＯｘ還元剤の量に応じて制御されることを特
    徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気ガス浄化装
    置。
  6. 【請求項６】 前記還元剤供給装置は、燃料タンク内の
    燃料を前記ＮＯｘ還元剤として供給することを特徴とす
    る請求項３に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  7. 【請求項７】 前記還元剤供給装置は、 前記燃料タンク内の燃料を一定圧力に調整して供給する
    燃料ポンプと、 前記燃料ポンプから供給される燃料を前記ＮＯｘ還元剤
    として前記内燃機関の排気系に供給する還元剤供給用イ
    ンジェクタとを含み、 前記還元剤供給用インジェクタ駆動時間は、前記電気化
    学触媒で要求されるＮＯｘ還元剤の量に応じて制御され
    ることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排気ガ
    ス浄化装置。
  8. 【請求項８】 前記還元剤供給装置は、燃料を改質後に
    前記ＮＯｘ還元剤として供給することを特徴とする請求
    項３に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  9. 【請求項９】 前記還元剤供給装置は、 前記燃料タンク内の燃料を一定圧力に調整して供給する
    燃料ポンプと、 前記燃料ポンプから供給される燃料をＨ2に改質する燃
    料改質装置と、 前記Ｈ2を前記ＮＯｘ還元剤として前記内燃機関の排気
    系に供給する供給量制御装置とを含み、 前記供給量制御装置によるＮＯｘ還元剤の供給量は、前
    記電気化学触媒で要求されるＮＯｘ還元剤の量に応じて
    制御されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関
    の排気ガス浄化装置。
  10. 【請求項１０】 前記内燃機関の排気系に排出されるＮ
    Ｏｘ、ＨＣおよびＣＯを含む排出ガスの量を推定する排
    出ガス量推定手段と、 前記電気化学触媒の温度情報に基づいて前記電気化学触
    媒の活性状態を判定する電気化学触媒状態判定手段と、 前記電気化学触媒の活性状態および反応速度と前記電気
    化学触媒による前記排出ガスの貯蔵状態とに基づいて前
    記電気化学触媒と前記ＮＯｘとの反応状態を推定すると
    ともに、前記排出ガス量推定手段による各推定値に基づ
    いて前記ＮＯｘ還元剤の供給の要否を判定する還元剤供
    給判定手段とを備え、 前記還元剤供給判定手段は、前記ＮＯｘ還元剤の供給が
    必要と判定された場合に前記還元剤供給装置を駆動させ
    ることを特徴とする請求項３から請求項９までのいずれ
    かに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  11. 【請求項１１】 前記内燃機関の回転数、負荷状態およ
    び冷却水温度の少なくとも１つの運転状態を検出するセ
    ンサ手段を備え、 前記排出ガス量推定手段は、前記内燃機関の運転状態に
    応じて前記排気ガスの量を推定することを特徴とする請
    求項１０に記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  12. 【請求項１２】 前記内燃機関の排気系に設けられた第
    １および第２の三元触媒を備え、 前記第１の三元触媒は、前記電気化学触媒の上流側に配
    置され、 前記第２の三元触媒は、前記電気化学触媒の下流側に配
    置されたことを特徴とする請求項１から請求項１１まで
    のいずれかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
  13. 【請求項１３】 前記内燃機関はリーンモードで運転制
    御されることを特徴とする請求項１から請求項１２まで
    のいずれかに記載の内燃機関の排気ガス浄化装置。
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