JP2003065108A

JP2003065108A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2003065108A
Application number: JP2001255118A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Miyashita; 茂樹宮下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】三元触媒機能を併有するＮＯｘ触媒を排気浄
化に活用する内燃機関について、リッチスパイク制御の
実行時における当該機関の排気特性を最適化することの
できる排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関１は、複数の気筒２１を備える
とともに、各気筒２１内に直接燃料を噴射する燃料噴射
弁３２を具備した４サイクルの筒内噴射式ガソリンエン
ジンであり、その排気管４７の途中には、排気浄化触媒
としてのＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒（ＮＯｘ触媒）４８
を備える。内燃機関１の各種運転制御を司る電子制御ユ
ニット２０（ＣＰＵ２０１）は、リッチスパイク制御の
実行にあたり、吸蔵ＮＯｘを部分的に放出及び還元する
ことで当該制御の終了時にも貯蔵酸素をある程度残存さ
せ、ＮＯｘ触媒に、三元触媒としての機能を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、とくに希薄燃焼可
能な内燃機関に搭載され、その排気系に設けられた排気
浄化触媒に流入する排気成分を調整することにより、同
触媒による排気の浄化様式や効率を制御する内燃機関の
排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に搭載される内燃機関で
は、理論空燃比より高い空燃比の混合気（酸素過剰状態
の混合気）を燃焼可能な希薄燃焼式内燃機関の開発が進
められている。希薄燃焼式内燃機関には、燃料消費量の
低減が比較的容易に図られる等の利点がある一方、排気
中のＮＯｘ（窒素酸化物）を増大させやすいといった問
題もある。

【０００３】このような問題を解決するために、例えば
特開平８−２３２６４６号公報に記載された内燃機関の
排気浄化装置は、排気中のＮＯｘを還元・浄化するＮＯ
ｘ触媒の排気浄化機能を活用し、排気中に含まれるＮＯ
ｘ量の低減を効率的に図っている。

【０００４】ＮＯｘ触媒は、排気中の酸素濃度が高い条
件下、すなわち燃焼に供される混合気の空燃比（以下、
単に空燃比と称する）が高い条件（リーン空燃比条件）
の下では排気中のＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が
低い条件（空燃比が低い条件；リッチ空燃比条件）の下
ではＮＯｘを放出する特性を有する。ちなみに排気中に
放出されたＮＯｘは、排気中に炭化水素（ＨＣ）や一酸
化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、それら
還元成分と速やかに反応して窒素（Ｎ２）に還元され
る。ところで、ＮＯｘ触媒が保持（吸蔵）できるＮＯｘ
の量には限界量（飽和量）が存在し、当該触媒がある程
度の量を上回るＮＯｘを吸蔵している場合には、空燃比
が高い条件下にあってもそれ以上ＮＯｘを吸収しなくな
る。そこで上記公報記載の装置の含め、このようなＮＯ
ｘ触媒を排気系に備えた内燃機関では、当該ＮＯｘ触媒
のＮＯｘ吸蔵量が所定量に達する前に、空燃比をリッチ
化してＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出および還元
浄化し、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収能力を回復させるとい
った制御（以下、リッチスパイク制御と称する）を行
う。

【０００５】ところで、ＮＯｘ触媒のなかには、空燃比
が特定範囲（一般には理論空燃比近傍）である条件下に
おいて、当該機関の排気中に含まれる三種の有害成分
（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を高効率で浄化する三元触媒機
能を併せ備えたものも知られている。このような三元触
媒機能を併有するＮＯｘ触媒は、排気中の酸素を貯蔵
し、これをＨＣやＣＯとの反応に供することにより、排
気中のＨＣやＣＯに対しても高い浄化能力（酸化能力）
を発揮する。

【０００６】三元触媒機能を併有するＮＯｘ触媒は、理
論空燃比の混合気を機関燃焼に供しての運転モード（理
論空燃比条件下での運転モード）と、リーン空燃比の混
合気を機関燃焼に供しての運転モードとを適宜使い分け
る内燃機関等に採用され、当該機関が何れの運転モード
を使用していても、その排気特性を最適化するように機
能する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、三元触媒機
能を併有するＮＯｘ触媒を備えた内燃機関では、リッチ
スパイク制御の実施に伴い同触媒に貯蔵された酸素もほ
とんど放出されてしまう。このため、リッチスパイク制
御で必要以上の還元剤量を与えてしまった場合や、リッ
チスパイク終了後に理論空燃比で運転した場合等、当該
ＮＯｘ触媒上に酸素が貯蔵されていないことから、同触
媒が三元触媒としての機能（ＨＣやＣＯの浄化能力）を
一時的に低下させてしまうことがあった。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、三元触媒機能
を併有するＮＯｘ触媒を排気浄化に活用する内燃機関に
ついて、リッチスパイク制御の実行時における当該機関
の排気特性を最適化することのできる排気浄化装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために以下のような手段を採用した。

【００１０】すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄
化装置は、酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする内燃
機関の排気通路に設けられ、排気中の還元成分量が低い
ときには当該排気中のＮＯｘを吸蔵し、前記排気中の還
元成分量が高くなると吸蔵しているＮＯｘを放出及び還
元するＮＯｘ触媒としての機能に、当該機関の燃焼に供
される混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるときに排
気中の有害成分を浄化する三元触媒としての機能を併有
する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒に吸蔵されてい
るＮＯｘを浄化する必要があるときに、前記排気浄化触
媒に流入する排気中の還元成分を所定時間増量する還元
成分増量制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置
であって、前記還元成分増量制御手段は、前記排気浄化
触媒の残存酸素量が所定の基準値を下回った時点で前記
還元成分の増量を終了することを特徴とする。

【００１１】なお、上記排気中の有害成分とは、主にＨ
Ｃ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）及びＮＯｘ（窒素
酸化物）を意味する。

【００１２】ここで、当該排気浄化触媒によるＮＯｘの
吸蔵、放出及び還元機能と、有害成分の浄化機能とは、
当該排気浄化触媒に流入する排気中の還元成分量に依存
するところが大きい。また、排気中の還元成分の増量
は、当該機関の燃焼に供される混合気の空燃比の制御に
よる他、例えば当該機関の燃焼条件の制御、前記排気通
路の当該排気浄化触媒上流への還元剤の添加制御、前記
排気通路への空気導入制御等、種々の外因によって変更
せしめることができる。従って、「当該機関の燃焼に供
される混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるとき」と
は、「外因を無視して考えた場合、当該排気浄化触媒に
流入する排気の特性が、当該機関の燃焼に供される混合
気の空燃比が理論空燃比近傍である場合の排気の特性に
合致するとき」と解するものとする。

【００１３】上記構成によれば、前記排気浄化触媒に流
入する排気中の還元成分を必要量与えつつ、当該排気浄
化触媒に所定量の酸素が残存することになるため、当該
排気浄化触媒が三元触媒としての機能を最大限に発揮す
るようになる。

【００１４】また、上記構成において、前記排気浄化触
媒のＮＯｘ吸蔵量と、該排気浄化触媒の劣化度とに基づ
いて前記基準値を設定するのが好ましい。

【００１５】同構成によれば、前記排気浄化触媒に流入
する排気中の還元成分の増量を行うにあたり、当該ＮＯ
ｘに残存している酸素量を正確に把握し、その把握され
た酸素量に基づいて、前記基準値を設定することとな
る。このため、当該還元成分の増量を行った後、当該排
気浄化触媒に三元触媒としての機能を発揮させるための
最適量の酸素を残存させることができるようになる。

【００１６】また、前記還元成分増量制御手段が前記還
元成分の増量を所定回数行う毎に、前記基準値を低く設
定するのが好ましい。

【００１７】前記還元剤の添加を繰り返し実施したとし
ても、排気浄化触媒に吸蔵されているＮＯｘは、徐々に
増量していく懸念がある。同構成によれば、前記排気浄
化触媒内において徐々に増量していくＮＯｘの略全量
を、当該排気浄化触媒から周期的に放出させることにな
る。このため、例えば当該排気浄化触媒から微量のＮＯ
ｘが漏れ出すようなこともなく、高いＮＯｘ浄化効率が
安定して得られるようになる。

【００１８】また、本発明における還元成分増量制御の
実行方法としては、例えば、筒内直接噴射型の内燃機関
であれば膨張行程又は排気行程の気筒の燃料噴射弁から
燃焼に寄与しない燃料を噴射させる方法、排気ポートや
排気通路に燃料添加ノズルを取り付けて排気中に燃料を
添加する方法等を例示することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を具体化した第１の実施の形態について、図面を参照
して説明する。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る内燃機関を示す概略構成図である。

【００２１】同図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２
１を備えるとともに、各気筒２１内に直接燃料を噴射す
る燃料噴射弁３２を具備した４サイクルの筒内噴射式ガ
ソリンエンジンである。

【００２２】内燃機関１は、複数の気筒２１及び冷却水
路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリ
ンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１
ａとを備えている。

【００２３】シリンダブロック１ｂには、機関出力軸で
あるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、この
クランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装
填されたピストン２２とコネクティングロッドを介して
連結されている。

【００２４】ピストン２２の上方には、ピストン２２の
頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室２
４が形成されている。シリンダヘッド１ａには、燃焼室
２４に臨むよう点火栓２５が取り付けられ、この点火栓
２５には、該点火栓２５に駆動電流を印加するためのイ
グナイタ２５ａが接続されている。

【００２５】シリンダヘッド１ａには、２つの吸気ポー
ト２６の開口端と２つの排気ポート２７の開口端とが燃
焼室２４に臨むよう形成されるとともに、その噴孔が燃
焼室２４に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられてい
る。

【００２６】シリンダヘッド１ａには、その噴孔が排気
ポート２７に臨むよう二次空気噴射ノズル５３が取り付
けられている。この二次空気噴射ノズル５３は、エアポ
ンプ（図示略）と接続され、同エアポンプから供給され
る二次空気を排気ポート２７内へ供給するものである。

【００２７】吸気ポート２６の各開口端は、シリンダヘ
ッド１ａに進退自在に支持された吸気弁２８によって開
閉されるようになっており、これら吸気弁２８は、シリ
ンダヘッド１ａに回転自在に支持されたインテーク側カ
ムシャフト３０によって進退駆動されるようになってい
る。

【００２８】排気ポート２７の各開口端は、シリンダヘ
ッド１ａに進退自在に支持された排気弁２９により開閉
されるようになっており、これら排気弁２９は、シリン
ダヘッド１ａに回転自在に支持されたエキゾースト側カ
ムシャフト３１により進退駆動されるようになってい
る。

【００２９】インテーク側カムシャフト３０及びエキゾ
ースト側カムシャフト３１は、タイミングベルト（図示
略）を介してクランクシャフト２３と連結されている。

【００３０】各気筒２１に連通する２つの吸気ポート２
６のうちの一方の吸気ポート２６は、シリンダヘッド１
ａ外壁に形成された開口端から燃焼室２４に臨む開口端
へ向かって直線状に形成された流路を有するストレート
ポートで構成され、他方の吸気ポート２６は、シリンダ
ヘッド１ａ外壁の開口端から燃焼室２４の開口端へ向か
って、気筒２１の軸方向と垂直な面において旋回するよ
う形成された流路を有するヘリカルポートで構成されて
いる。

【００３１】各吸気ポート２６は、シリンダヘッド１ａ
に取り付けられた吸気枝管３３の各枝管と連通してい
る。

【００３２】吸気枝管３３において、各気筒２１に対応
した２つの吸気ポート２６のうちのストレートポートと
連通する枝管には、その枝管内の流量を調節するスワー
ルコントロールバルブ３７が設けられている。

【００３３】スワールコントロールバルブ３７には、ス
テッパモータ等からなり、印加電流の大きさに応じてス
ワールコントロールバルブ３７を開閉駆動するＳＣＶ用
アクチュエータ３７ａと、スワールコントロールバルブ
３７の開度に対応した電気信号を出力するＳＣＶポジシ
ョンセンサ３７ｂとが取り付けられている。

【００３４】吸気枝管３３は、サージタンク３４に接続
されており、そのサージタンク３４には、吸気管３５が
接続されている。吸気管３５は、吸気中の塵や埃等を取
り除くためのエアクリーナ３６と接続されている。

【００３５】吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる
新気の流量を調節するスロットル弁３９が設けられてい
る。スロットル弁３９には、ステッパモータ等からな
り、印加電流の大きさに応じて同スロットル弁３９を開
閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、同スロ
ットル弁３９の開度に対応した電気信号を出力するスロ
ットルポジションセンサ４１とが取り付けられている。

【００３６】スロットル弁３９には、アクセルペダル４
２に連動して回転するアクセルレバー（図示略）が併設
され、このアクセルレバーには、アクセルレバーの回転
位置（アクセルペダル４２の踏み込み量）に対応した電
気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３が取り
付けられている。

【００３７】スロットル弁３９より上流の吸気管３５に
は、吸気管３５内を流れる新気の質量（吸入空気質量）
に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４４が
取り付けられている。

【００３８】一方、内燃機関１の各排気ポート２７は、
シリンダヘッド１ａに取り付けられた排気枝管４５の各
枝管と連通している。排気枝管４５は、周知の三元触媒
（以下、前置触媒と称する）４６に接続されている。

【００３９】前置触媒４６は、例えば、排気の流れ方向
に沿う貫通孔を複数有するよう格子状に形成されたコー
ジェライトを担体とし、同担体の表面に触媒層をコーテ
ィングして構成されている。触媒層は、例えば、多数の
細孔を有する多孔質のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の表面に
白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）系の貴金属触媒物質を担
持させて形成されている。前置触媒４６は、後述するＮ
Ｏｘ吸蔵還元型三元触媒４８に比してその容積が小さい
こと、また排気ポート２７の近傍に配置されていること
から、その床温が容易に高まる。このため、機関始動時
等、ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒４８が十分に活性されて
いない条件下において補助的に機能する。

【００４０】前置触媒４６の下流側に接続された排気管
４７の途中には、排気浄化触媒としてのＮＯｘ吸蔵還元
型三元触媒（以下、単にＮＯｘ触媒と称する）４８が設
けられている。

【００４１】ＮＯｘ触媒４８は、例えばアルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）を担体とし、この担体上に例えばカリウム
（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシ
ウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カ
ルシウム（Ｃａ）のようなアルカリ土類、或いはランタ
ン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類の他、
セリウム（Ｃｅ）等の金属成分と、白金（Ｐｔ）のよう
な貴金属成分とが担持されることによって構成される。

【００４２】このＮＯｘ触媒４８は、排気中に多量の酸
素が存在している状態（空燃比が高い状態）においては
ＮＯｘを吸収し、排気中の酸素濃度が低く（空燃比が低
く）且つ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が
多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂若し
くはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯとして放出
されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応す
ることによってさらに還元されＮ₂となる。ちなみにＨ
ＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸
化されＨ₂ＯやＣＯ₂となる。

【００４３】また、セリウム等の金属成分は、排気の酸
素濃度が高いとき（空燃比がリーン空燃比であるとき）
には排気中の酸素（Ｏ₂）と結合して酸化セリウム（セ
リア）を形成することでＮＯｘ触媒４８内に酸素
（Ｏ₂）酸素を貯蔵する能力（酸素貯蔵能力；ＯＳＣ）
を有する。酸化セリアは、排気の酸素濃度が低くなると
（空燃比が理論空燃比又はリッチ空燃比になると）、酸
素（Ｏ₂）とセリウム（Ｃｅ）とに分解されることで、
酸素（Ｏ₂）を放出し、ＨＣやＣＯと反応してＨ₂ＯやＣ
Ｏ₂を生成する。

【００４４】さらに、白金等の貴金属成分はＮＯｘ，Ｃ
Ｏ，ＨＣ相互間での酸化還元反応を促す機能を有するこ
とから、ＮＯｘ触媒４８は、同触媒４８に導入される排
気中の酸素濃度やＨＣ成分量に応じて排気中のＮＯｘを
適宜吸蔵及び還元・浄化する他、とくに空燃比が理論空
燃比やリッチ空燃比である条件下においては排気中のＨ
ＣやＣＯを浄化する三元触媒としての機能を併有するこ
とになる。

【００４５】一方、排気枝管４５には、前置触媒４６に
流入する排気の酸素濃度（当該排気の起源となる混合気
の空燃比と略一義的な関係にある）に対応した電気信号
を出力する第１空燃比センサ４９ａが取り付けられ、Ｎ
Ｏｘ触媒４８より上流の排気管４７には、ＮＯｘ触媒４
８に流入する排気の酸素濃度に対応した電気信号を出力
する第２空燃比センサ４９ｂが取り付けられている。

【００４６】また、内燃機関１は、クランクシャフト２
３の端部に取り付けられたタイミングロータ５１ａとタ
イミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂに取
り付けられた電磁ピックアップ５１ｂとからなるクラン
クポジションセンサ５１と、内燃機関１の内部に形成さ
れた冷却水路１ｃを流れる冷却水の温度を検出すべくシ
リンダブロック１ｂに取り付けられた水温センサ５２と
を備えている。

【００４７】このように構成された内燃機関１には、該
内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）２０が併設されている。

【００４８】ＥＣＵ２０には、ＳＣＶポジションセンサ
３７ｂ、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポ
ジションセンサ４３、エアフローメータ４４、第１空燃
比センサ４９ａ、第２空燃比センサ４９ｂ、クランクポ
ジションセンサ５１、及び水温センサ５２等の各種セン
サが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号が
ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。

【００４９】ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、燃料
噴射弁３２、ＳＣＶ用アクチュエータ３７ａ、スロット
ル用アクチュエータ４０、二次空気噴射ノズル５３等が
電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０が各種センサの
出力信号値をパラメータとしてイグナイタ２５ａ、燃料
噴射弁３２、ＳＣＶ用アクチュエータ３７ａ、スロット
ル用アクチュエータ４０、二次空気噴射ノズル５３を制
御することが可能になっている。

【００５０】ここで、ＥＣＵ２０は、図２に示すよう
に、中央処理装置（ＣＰＵ）２０１、読み出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）２０２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）２０３、バックアップＲＡＭ２０４およびタイマー
カウンタ（図示略）等といった各要素と、入力ポート２
０５と、出力ポート２０６とが双方向性バス２００によ
り接続されて構成される論理演算回路を備える。

【００５１】入力ポート２０５は、ＳＣＶポジションセ
ンサ３７ｂ、スロットルポジションセンサ４１、アクセ
ルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、第１
空燃比センサ４９ａ、第２空燃比センサ４９ｂ、水温セ
ンサ５２のようにアナログ信号形式の信号を出力するセ
ンサの出力信号をＡ／Ｄ２０７を介して入力し、それら
の出力信号をＣＰＵ２０１やＲＡＭ２０３へ送信する。

【００５２】出力ポート２０６は、ＣＰＵ２０１から出
力される制御信号をイグナイタ２５ａ、燃料噴射弁３
２、ＳＣＶ用アクチュエータ３７ａ、スロットル用アク
チュエータ４０、あるいは二次空気噴射ノズル５３へ送
信する。

【００５３】ＲＯＭ２０２は、燃料噴射量を決定するた
めの燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定する
ための燃料噴射時期制御ルーチン、点火時期を決定する
ための点火時期制御ルーチン、スワールコントロールバ
ルブ（ＳＣＶ）３７の開度を制御するためのＳＣＶ制御
ルーチン、スロットル弁３９の開度を制御するためのス
ロットル制御ルーチン等の既知のアプリケーションプロ
グラムに加え、ＮＯｘ触媒４８に吸収された窒素酸化物
（ＮＯｘ）を浄化するためのリッチスパイク制御ルーチ
ンを記憶している。ここで、リッチスパイク制御とは、
排気中に含まれる還元成分の量を一時的に高める制御
（還元成分の増量制御）をいう。

【００５４】ＲＯＭ２０２は、上記アプリケーションプ
ログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。上
記制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料
噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関
１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時
期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関
係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と
スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）３７の開度との
関係を示すＳＣＶ開度制御マップ、内燃機関１の運転状
態とスロットル弁３９との関係を示すスロットル開度制
御マップ等である。

【００５５】ＲＡＭ２０３は、各センサの出力信号やＣ
ＰＵ２０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、
例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基
づいて算出される機関回転数等である。ＲＡＭ２０３に
記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ
５１が信号を出力する度に最新のデータに書き換えられ
る。

【００５６】バックアップＲＡＭ４５は、内燃機関１の
運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであ
る。

【００５７】ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に記憶され
たアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴
射制御、点火制御、ＳＣＶ制御、スロットル制御、ある
いはリッチスパイク制御等の各種制御を実行する。

【００５８】例えば、ＣＰＵ２０１は、クランクポジシ
ョンセンサ５１、アクセルポジションセンサ４３、ある
いはエアフローメータ４４等の出力信号値をパラメータ
として内燃機関１の負荷を判別する。

【００５９】ＣＰＵ２０１は、内燃機関１の負荷に応じ
て、ＳＣＶ用アクチュエータ３７ａ、スロットル用アク
チュエータ４０、燃料噴射弁３２、及び点火栓２５を制
御することにより、リーン度合いの高い混合気による成
層燃焼運転と、リーン度合いの低い混合気による均質リ
ーン燃焼運転と、理論空燃比近傍の混合気による均質燃
焼運転との間で運転モードを切り換える。

【００６０】内燃機関１が理論空燃比近傍の混合気によ
る均質燃焼運転を行っているときには、ＮＯｘ触媒が三
元触媒として機能し、排気中の三成分（ＮＯｘ，ＣＯ，
ＨＣ）を効率的に浄化する。

【００６１】内燃機関１が成層燃焼運転状態、均質リー
ン燃焼運転状態、もしくは弱成層燃焼運転状態にあると
き、言い換えれば内燃機関１が希薄燃焼運転を行ってい
るときには、空燃比がリーン空燃比となり、排気中のＮ
Ｏｘ量が増大するが、ＮＯｘ触媒４８内のＮＯｘ吸収剤
が効率的にこれを吸収（吸蔵）する。

【００６２】一方、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ吸蔵能力に
は限りがあるため、内燃機関１の希薄燃焼運転が長期間
継続されると、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ吸蔵能力が飽和
する。そこでＣＰＵ２０１は、適宜のタイミングでリッ
チスパイク制御を実行することにより、ＮＯｘ触媒４８
に流入する排気中の還元成分量を周期的に高める。

【００６３】リッチスパイク制御の実行により排気中の
酸素濃度が低くなり（空燃比が低くなり）、且つ還元成
分が多量に存在するようになると、同触媒４８内に吸蔵
されたＮＯｘはＮＯ₂若しくはＮＯに還元されて放出さ
れる。ＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘが排気中の
ＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元
されＮ₂となり、このときＨＣやＣＯが酸化されてＨ₂Ｏ
やＣＯ₂となることは上述した通りである。また、ＮＯ
ｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘが放出されることによ
り、ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ吸蔵能力が回復する。リッ
チスパイク制御の具体的な実行方法としては、膨張行程
若しくは排気行程にある気筒２１の燃料噴射弁３２から
燃焼（機関出力）に寄与しない燃料（副燃料）を噴射さ
せる方法を例示することができる。

【００６４】ところで、従来のリッチスパイク制御で
は、ＮＯｘ触媒４８内に吸蔵されたＮＯｘの全量が放出
されるために十分量の還元成分を、十分な時間排気中に
供給するといった制御態様を適用するのが一般的であっ
た。ところが、このような制御態様を適用すると、過剰
な還元成分がＮＯｘ触媒をすり抜けて下流に流出してし
まう懸念がある。また、過剰なＮＯｘが供給されると、
ＮＯｘ触媒内に貯蔵されているＯ₂が還元成分と反応
し、消費されてしまう。ＮＯｘ触媒内に貯蔵されている
Ｏ₂は、ＮＯｘ触媒が三元触媒として機能する場合に、
排気中のＨＣやＣＯに酸化反応を生じせしめる上で不可
欠な機能を担う。すなわち、従来の態様でリッチスパイ
ク制御を行うと、例えば当該制御の終了時等、機関燃焼
に供される混合気の空燃比が理論空燃比となったとき
に、排気中のＨＣやＣＯが浄化されずＮＯｘ触媒をすり
抜けてしまう。

【００６５】そこで、本実施の形態にかかるリッチスパ
イク制御では、ＮＯｘ触媒のＯＳＣを喪失させることな
く、当該触媒に吸蔵されたＮＯｘのみを効率的に放出及
び還元・浄化させるように、排気中への還元成分の供給
時間を調整する。

【００６６】なお、上記リッチスパイク制御を行うべく
内燃機関１に搭載される各種機能部材は、排気管４７に
設けられたＮＯｘ触媒４８やＥＣＵ２０と共に、本実施
の形態における排気浄化装置を構成する。

【００６７】次に、ＣＰＵ２０１によるリッチスパイク
制御の具体的な処理手順について、フローチャートを参
照して説明する。

【００６８】図５は、本実施の形態にかかる「リッチス
パイク制御ルーチン」を示すフローチャートである。

【００６９】本ルーチンは、内燃機関１の運転期間中、
ＣＰＵ２０１によって所定時間毎に繰り返し実行され
る。

【００７０】同ルーチンに処理が移行すると、ＣＰＵ２
０１は先ずステップＳ１０１において、現時点が、ＮＯ
ｘ触媒４８に吸蔵されたＮＯｘを還元及び放出すべきタ
イミング（再生処理を行うべきタイミング）に相当する
か否か、言い換えれば、リッチスパイク制御の要求があ
るか否かを判断する。この判断は、例えば以下の条件
（１）〜（３）が満たされているか否かに基づいて行
う。

【００７１】（１）ＮＯｘ触媒４８のＮＯｘ吸蔵量が所
定量を上回っていること。ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ吸蔵
量がその限界値にある程度まで近づいたことを意味す
る。この吸蔵量は、前回の燃料添加終了からの経過時間
や内燃機関１の搭載された車両の走行距離等に基づいて
推定する。

【００７２】（２）機関回転数及びアクセルペダル４２
の踏み込み量の関係等から内燃機関１の運転状態がリッ
チスパイク制御の実行に適していると判断される。これ
は、内燃機関１の運転状態が、リッチスパイク制御を実
行してもトルク変動等の不具合が生じない領域にある条
件にあたる。

【００７３】（３）ＮＯｘ触媒４８の床温が所定の温度
範囲（例えば２５０〜４００℃）にあること。これは、
触媒が十分に活性化し、且つ好適に機能する条件にあた
る。ＮＯｘ触媒４８の床温は、同触媒４８上流の排気温
度に基づいて推定する。同触媒４８上流の排気温度は、
機関回転数やアクセルペダル４２の踏み込み量等に基づ
いて推定する。

【００７４】すなわち、上記条件（１）〜（３）が全て
成立していれば、ＣＰＵ２０１は「リッチスパイク制御
の要求あり。」と判断し、その処理をステップＳ１０２
に移行する。一方、上記条件（１）〜（３）のうち何れ
か１つでも成立していなければ、ＣＰＵ２０１は「リッ
チスパイク制御の要求なし」と判断し、本ルーチンを一
旦抜ける。

【００７５】ステップＳ１０２においてＣＰＵ２０１
は、リッチスパイク制御の終了後、ＮＯｘ触媒４８内に
残存するＯ₂の量が所定の目標量（基準値）になるよう
に、当該制御の実行時間を定める。

【００７６】具体的には先ず、ＮＯｘ触媒４８内に吸蔵
されているＮＯｘ（吸蔵ＮＯｘ）が飽和状態であると仮
定した場合、吸蔵ＮＯｘの全量を放出させるために必要
十分なリッチスパイク制御の実行時間（以下、基準継続
時間と称する）ＴＭを、内燃機関１の運転状態に基づい
て算出する。次に、今回のリッチスパイク制御の実行時
間（以下、実継続時間と称する）ＴＰを、ＮＯｘ触媒４
８内のＮＯｘ吸蔵量と、ＮＯｘ触媒４８の劣化度との関
係に基づきマップを参照して決定する。同マップには、
基準継続時間ＴＭに対する実継続時間ＴＰの比率（以
下、ＯＳＣ考慮比率と称する）を、ＮＯｘ触媒４８のＮ
Ｏｘ吸蔵量と、ＮＯｘ触媒４８の劣化度との関係から決
定づけられる数値Ｒ（Ｒ（％）＝１００×ＴＰ／ＴＭ）
として算出する。すなわち、基準継続時間ＴＭにＯＳＣ
考慮比率Ｒを積算して得られる値を、今回のリッチスパ
イク制御の実行時間（実継続時間）ＴＰとする。

【００７７】図４は、マップ上におけるＮＯｘ触媒４８
のＮＯｘ吸蔵量、ＮＯｘ触媒４８の劣化度、及びＯＳＣ
考慮比率Ｒ相互間の関係を示すグラフである。同図４中
において等量線として示すように、ＮＯｘ吸蔵量が大き
くなるほど、また、触媒劣化度が大きくなるほどＯＳＣ
考慮比率Ｒは大きな値に設定する。

【００７８】ＮＯｘ触媒内におけるＮＯｘの吸蔵量が小
さいほど、ＮＯｘの放出に必要な還元成分の量も小さく
なる。そこで、リッチスパイク制御の終了後に特定量
（基準値）のＯ₂をＮＯｘ触媒に残存させるべく、当該
制御の実行前におけるＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵量が小さ
くなるほど、リッチスパイク制御の実行時間（実継続時
間）ＴＰは短く設定する。

【００７９】また、例えばＮＯｘ触媒の使用期間が未だ
短く、その劣化度が小さいほど吸蔵されたＮＯｘが還元
成分の導入によって放出され易い傾向にあることが、発
明者によって確認されている。そこで、リッチスパイク
制御の終了後に特定量（基準値）のＯ₂をＮＯｘ触媒に
残存させるべく、当該制御の実行前におけるＮＯｘ触媒
の劣化度が小さくなるほど、リッチスパイク制御の実行
時間（実継続時間）ＴＰは短く設定する。

【００８０】続くステップＳ１０２においてＣＰＵ２０
１は、上記ステップＳ１０２で設定された実行時間（実
継続時間）ＴＰを適用して今回のリッチスパイク制御を
実行する。

【００８１】上記ステップＳ１０３での処理を経た後、
ＥＣＵ８０は本ルーチンを一旦抜ける。

【００８２】図５には、上記ルーチンに従い本実施の形
態にかかるリッチスパイク制御を実行した場合、その実
行期間前後に亘って観測される排気中の酸素濃度（第２
空燃比センサ４９ｂの出力に基づいて算出される酸素濃
度）の推移例を示す。なお、図中において、本実施の形
態にかかるリッチスパイク制御の実行期間中に観測され
る酸素濃度の推移を実線で示し、従来のリッチスパイク
制御の実行に伴い観測される酸素濃度の推移を二点鎖線
で示す。また、一点鎖線で示す基準線Ｌは、定常運転を
行っている内燃機関１に対し、理論空燃比の混合気を供
した際に排出される排気中の酸素濃度に相当する。

【００８３】同図５において、時刻ｔ１は本実施の形態
におけるリッチスパイク制御の実行開始タイミングに相
当し、時刻ｔ２は当該制御の終了タイミングに相当す
る。また、時刻ｔ１において従来のリッチスパイク制御
を開始したと仮定した場合、時刻３がその終了タイミン
グに相当する。

【００８４】ここで、従来のリッチスパイク制御では、
基準継続時間ＴＭに相当する期間、ＮＯｘ触媒に流入す
る排気中の酸素濃度を低下させる（還元成分量を増大さ
せる）こととなっていたため、ＮＯｘ触媒内に吸蔵され
ていたＮＯｘ（吸蔵ＮＯｘ）とともに、同触媒に貯蔵さ
れていたＯ₂（貯蔵酸素）も全て放出されてしまうこと
になる場合が多かった。そして、このような状態で、Ｎ
Ｏｘ触媒がＯ₂を再貯蔵する機会を逸したまま内燃機関
の運転モードが理論空燃比近傍の混合気による均質燃焼
運転に移行すると、ＮＯｘ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型三元
触媒）が三元触媒として機能できず、同触媒の下流にＨ
ＣやＣＯが流出してしまうことになっていた。すなわ
ち、時刻ｔ２〜ｔ３の間でＨＣ，ＣＯが排出され、エミ
ッションが悪化していた。

【００８５】このような場合、良好な排気特性を安定し
て確保するために、例えばＮＯｘ触媒の下流に三元触媒
を設けると、排気系構造の複雑化や生産コスト高を招く
ことになる。

【００８６】この点、本実施の形態にかかる排気浄化装
置によれば、リッチスパイク制御の実行にあたり、吸蔵
ＮＯｘを部分的に放出及び還元することで当該制御の終
了時にも貯蔵酸素を特定量残存させるようにする。この
ため、当該制御の終了直後であっても、ＮＯｘ触媒に三
元触媒としての機能維持が保証されるようになる。

【００８７】よって、リッチスパイク制御の終了直後
に、内燃機関１の運転モードが例えば理論空燃比近傍の
混合気による均質燃焼運転等に移行するようなことがあ
っても、ＮＯｘ触媒４８下流にＨＣやＣＯを流出させる
ことなく内燃機関１の排気特性を好適な状態に保持する
ことができるようになる。

【００８８】また、例えばＮＯｘ触媒の下流に三元触媒
を設ける等、更なるハードウエアを追加する必要もな
く、簡易且つ低コストで上記効果を奏することができる
ようになる。（第２の実施の形態）次に、本発明を具体化した第２の
実施の形態について、上記第１の実施の形態と異なる点
を中心に説明する。なお、当該第２の実施の形態におい
て、適用対象となる内燃機関のハードウエア構成や、Ｅ
ＣＵの電気的構成に関する部分については、第１の実施
の形態（図１及び図２を参照）と同等である。このた
め、第１の実施の形態の構成部材と同等の機能を有する
ものについては同一の符号を用い、ここでの重複する説
明は省略する。

【００８９】本実施の形態にかかる排気浄化装置も、各
回のリッチスパイク制御の実行に際しては、リッチスパ
イク制御の終了後、ＮＯｘ触媒４８内に残存するＯ₂の
量が所定の目標量（基準値）になるように当該制御の実
行時間を定め、吸蔵ＮＯｘの部分的な還元を行う点にお
いて、基本的には上記第１の実施の形態とほぼ同等の制
御構造を適用する。

【００９０】ただし、本実施の形態では、吸蔵ＮＯｘを
部分的に放出及び還元するリッチスパイク制御を所定回
数実行した後、吸蔵ＮＯｘを完全に放出及び還元するリ
ッチスパイク制御を実行するといった処理を繰り返し行
う点で、上記第１の実施の形態とは異なる。

【００９１】以下、本実施の形態にかかるリッチスパイ
ク制御の具体的な処理手順について説明する。

【００９２】図６は、本実施の形態にかかる「リッチス
パイク制御ルーチン」を示すフローチャートである。

【００９３】本ルーチンは、上記第１の実施の形態にお
ける「リッチスパイク制御ルーチン」（図３参照）と同
じく、内燃機関１の運転期間中、ＣＰＵ２０１によって
所定時間毎に繰り返し実行される。

【００９４】同ルーチンにおいて、ステップＳ２０１の
処理内容は、上記第１の実施の形態におけるルーチンの
ステップＳ１０１の処理内容と同様である。

【００９５】すなわち、同ステップＳ２０１においてＣ
ＰＵ２０は、現時点が、ＮＯｘ触媒４８に吸蔵されたＮ
Ｏｘを還元及び放出すべきタイミング（再生処理を行う
べきタイミング）に相当するか否か、言い換えれば、リ
ッチスパイク制御の要求があるか否かを判断する。

【００９６】上記ステップＳ２０１においてリッチスパ
イクの要求があると判断した場合、ＣＰＵ２０１はリッ
チスパイクカウンタＣＲＳをインクリメントした上で
（ステップＳ２０２）、同カウンタＣＲＳが所定値ＫＣ
ＲＳを上回ったか否かを判断する（ステップＳ２０
３）。そして、リッチスパイクカウンタＣＲＳが所定値
ＫＣＲＳを上回っていない場合、ＣＰＵ２０１は、上記
第１の実施の形態にかかる「リッチスパイク制御」のス
テップＳ１０２及びステップＳ１０３と同様の処理、す
なわち実継続時間ＴＰを適用して（図３〜図５を併せ参
照）、吸蔵ＮＯｘを部分的に放出及び還元するリッチス
パイク制御を実行した上で（ステップＳ２０４）、本ル
ーチンを一旦抜ける。一方、リッチスパイクカウンタＣ
ＲＳが所定値ＫＣＲＳを上回っている場合、ＣＰＵ２０
１は、吸蔵ＮＯｘを完全に放出及び還元するに十分な時
間（例えば図５に示す基準継続時間ＴＭに相当する時
間）、リッチスパイク制御を実行する。そして、リッチ
スパイクカウンタＣＲＳを「０」もリセットした上で
（ステップＳ２０７）、本ルーチンを一旦抜ける。

【００９７】ここで、リッチスパイクカウンタＣＲＳ
は、吸蔵ＮＯｘを部分的に放出及び還元するリッチスパ
イク制御の連続実行回数を計数するためのカウンタであ
り、吸蔵ＮＯｘを完全に放出及び還元するリッチスパイ
ク制御が実行される毎に（吸蔵ＮＯｘが完全に放出され
たものと推定される毎に）一旦リセットされる。また基
本的に、吸蔵ＮＯｘを部分的に放出及び還元するリッチ
スパイク制御が所定回数（ＫＣＲＳ）連続して実行され
ると、吸蔵ＮＯｘを完全に放出及び還元するリッチスパ
イク制御が一回実行されることになる。

【００９８】リッチスパイク制御の実施にあたり、吸蔵
ＮＯｘを部分的に放出及び還元する制御態様を繰り返し
ていると、吸蔵ＮＯｘが徐々に増大し、これに伴ってＮ
Ｏｘ触媒がＮＯｘの吸蔵能力が徐々に低下していく傾向
がある。ここで、本ルーチンによるように、吸蔵ＮＯｘ
を完全に放出及び還元するリッチスパイク制御を周期的
に行えば、増大しつつあった吸蔵ＮＯｘが周期的に一掃
され、ＮＯｘ触媒４８がＮＯｘの吸蔵能力を回復するこ
とになるため、総括的に（長期的な観点から）、同触媒
４８による排気浄化の効率が一層高まるようになる。

【００９９】一方、リッチスパイク制御が実行されてい
ない期間中（ステップＳ２０１における判断が否定であ
る場合）、ＣＰＵ２０１は、内燃機関１の現在の運転モ
ードが、理論空燃比近傍の混合気による均質燃焼運転で
あるか否かを毎回のルーチンで判断する（ステップＳ２
０６）。理論空燃比近傍の混合気による均質燃焼運転が
行われると、ＮＯｘ触媒４８が正常に機能していれば、
同触媒４８が三元触媒として機能し、排気中の三成分
（ＮＯｘ，ＨＣ，ＣＯ）が相互間で反応して効率的に浄
化され、同触媒４８に吸蔵されているＮＯｘは速やかに
放出され、上記三成分相互間の反応に加わる。このた
め、ステップＳ２０６における判断が肯定である場合に
も、ＣＰＵ２０１は、吸蔵ＮＯｘが完全に放出されたも
のと推定してリッチスパイクカウンタＣＲＳを一旦リセ
ットする。

【０１００】このように、本実施の形態にかかる排気浄
化装置によれば、先の第１の実施の形態と同様、リッチ
スパイク制御の実行にあたり、吸蔵ＮＯｘを部分的に放
出及び還元することで、当該制御の終了直後であって
も、ＮＯｘ触媒に三元触媒としての機能維持が保証され
る。さらに、吸蔵ＮＯｘの完全な放出及び還元が周期的
に行われることで、ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの吸蔵及び
還元機能が完全に回復するようになる。よって、長期的
な観点から、同触媒４８による排気浄化の効率が一層高
まるようになる。

【０１０１】なお、上記第１及び第２の実施の形態で
は、リッチスパイク制御の実行にあたり、当該制御の終
了後においてＮＯｘ触媒４８内に所定量のＯ₂が残存す
るように、当該制御の実行時間（継続時間）を短縮する
こととした。このような制御構造に加え、例えば、当該
制御の終了直前に、二次空気噴射ノズル５３を通じて排
気中へ空気を導入し、積極的にＮＯｘ触媒内の貯蔵酸素
量を増大させるようにしてもよい。

【０１０２】また、上記各実施の形態では、リッチスパ
イク制御の具体的な実行方法として、膨張行程若しくは
排気行程にある気筒２１の燃料噴射弁３２から燃焼（機
関出力）に寄与しない燃料（副燃料）を噴射させる方法
を例示したが、このような方法に限らず、例えば排気管
４７のＮＯｘ触媒４８上流に還元成分を含んだ媒体（例
えばガソリン等）を添加する添加ノズルを付加し、同ノ
ズルを通じて排気管４７に直接還元成分を添加する制御
構造をリッチスパイク制御（還元成分増量制御）として
適用してもよい。

【０１０３】また、上記各実施の形態において適用する
こととした筒内直接噴射型の内燃機関１に限らず、少な
くともリーン空燃比の混合気を機関燃焼に供しての運転
モードと、理論空燃比の混合気を機関燃焼に供しての運
転モードとを使い分けることのできる内燃機関であれ
ば、例えば、機関燃焼に供される燃料を吸気ポートや吸
気管から導入するタイプの内燃機関であっても本発明の
適用対象とすることはできる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気浄化触媒に流入する排気中の還元成分の増量が終了
した直後であれ、当該排気浄化触媒に所定量の酸素が残
存することになるため、リッチスパイク実行中や終了
時、或いは当該機関の燃焼に供される混合気の空燃比が
例えば理論空燃比近傍に移行した場合に、当該排気浄化
触媒が三元触媒としての機能を好適に発揮するようにな
る。

【０１０５】また、排気浄化触媒に流入する排気中の還
元成分の増量を行った後、当該排気浄化触媒に三元触媒
としての機能を発揮させるための最適量の酸素を残存さ
せることができるようになる。

【０１０６】また、排気浄化触媒から微量のＮＯｘが漏
れ出すようなこともなく、長期に亘り、高いＮＯｘ浄化
効率が安定して得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる内燃機関
を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態にかかるＥＣＵの電気的構成を
示すブロック図。

【図３】同実施の形態にかかるリッチスパイク制御手
順を示すフローチャート。

【図４】同実施の形態にかかるリッチスパイク制御に
おいて、ＮＯｘ触媒に残存する酸素量を算出するための
マップ。

【図５】同実施の形態にかかるリッチスパイク制御の
実行期間前後に亘って観測される排気中の酸素濃度の推
移例を示すタイムチャート。

【図６】本発明の第２の実施の形態にかかるリッチス
パイク制御手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１・・・・内燃機関２０・・・ＥＣＵ２１・・・気筒２４・・・燃焼室２７・・・排気ポート２９・・・排気弁３２・・・燃料噴射弁４５・・・排気枝管４６・・・三元触媒（前置触媒）４７・・・排気管４８・・・ＮＯｘ触媒（排気浄化触媒としてのＮＯｘ吸
蔵還元型三元触媒）４９・・・排気絞り弁５０・・・アクチュエータ５３・・・二次空気噴射ノズル２０１・・ＣＰＵ２０２・・ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５ＦＦ０２Ｄ 41/02 ３２５ 45/00 ３１４Ｔ 45/00 ３１４Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ１０１ＢＦターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA19 BA21 BA24 BA25 DA10 DA22 DA27 EA11 EB01 EB11 EB16 EB22 EC04 FA07 FA10 FA20 FA26 FA28 FA29 FA33 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 BA39 CA22 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA04 DA08 DA10 DB11 DB13 EA01 EA05 EA07 EA16 EA30 EA31 EA34 FA06 FB10 FB11 FB12 FC02 FC04 GA06 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10W GB16X GB17X HA03 HA08 HA36 HA37 HB07 3G301 HA01 HA04 HA06 HA16 JA15 JA25 JA26 JB09 LA03 LA05 LA08 LB04 MA01 MA11 MA18 MA23 MA26 NA06 NA07 NA08 NA09 ND01 NE01 NE02 NE06 NE07 NE13 NE14 NE15 NE18 NE23 PA01B PA01Z PA11B PA11Z PA14B PA14Z PD02B PD02Z PD04B PD04Z PD09B PD09Z PE01B PE01Z PE03B PE03Z PE04B PE04Z PE08B PE08Z PF03B PF03Z 4D048 AA06 AA13 AA18 AB02 AB05 AB07 BA02X BA03X BA10X BA14X BA15X BA17X BA18X BA30X BA33X BA41X BB02 CC24 CC32 CC46 DA01 DA02 DA03 DA08 DA10 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素過剰状態の混合気を燃焼可能とする
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の還元成分量が
低いときには当該排気中のＮＯｘを吸蔵し、前記排気中
の還元成分量が高くなると吸蔵しているＮＯｘを放出及
び還元するＮＯｘ触媒としての機能に、当該機関の燃焼
に供される混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるとき
に排気中の有害成分を浄化する三元触媒としての機能を
併有する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒に吸蔵されているＮＯｘを浄化する必
要があるときに、前記排気浄化触媒に流入する排気中の
還元成分を所定時間増量する還元成分増量制御手段と、を備える内燃機関の排気浄化装置であって、前記還元成分増量制御手段は、前記排気浄化触媒の残存
酸素量が所定の基準値を下回った時点で前記還元成分の
増量を終了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】前記排気浄化触媒のＮＯｘ吸蔵量と、該
排気浄化触媒の劣化度とに基づいて前記基準値を設定す
る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。
【請求項３】前記還元成分増量制御手段が前記還元成
分の増量を所定回数行う毎に、前記基準値を低く設定す
ることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の排
気浄化装置。