JP2003120365A

JP2003120365A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2003120365A
Application number: JP2001309463A
Authority: JP
Inventors: Kojiro Okada; 公二郎岡田; Yasuki Tamura; 保樹田村; Yasuyuki Yamaguchi; 康之山口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP3997740B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状況に応じて点火時期遅角方
式と追加燃料噴射方式とを使い分けることにより、どの
ような運転状況でも、燃費の悪化を抑制しつつ触媒装置
を速やかに昇温して確実に再生することができる内燃機
関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat
が、Ｓ再生頻度Ｄに基づいて設定される昇温設定温度Ｚ
ＳＴＥＭＰ以上となった場合に、内燃機関の低負荷領域
に限って追加燃料噴射（二段燃焼）方式による触媒昇温
を実行すると共に空燃比をリッチ化してＳＯｘを放出す
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、排気通路に吸蔵型
ＮＯｘ触媒を有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、内燃機関をリーン空燃比で運転し
て排気エミッションや燃費の向上を図るようにした希薄
燃焼内燃機関が実用化されている。この希薄燃焼内燃機
関では、リーン空燃比で運転すると、三元触媒がその浄
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、リーン空燃比
で運転中に排ガス中のＮＯｘを吸蔵する一方、ストイキ
またはリッチ空燃比で運転中に前記吸蔵されたＮＯｘを
放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒が採用されてきている。

【０００３】この吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関の酸素
の過剰状態で排ガス中のＮＯｘを硝酸塩（Ｘ−ＮＯ₃）
として吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを一酸化炭素（ＣＯ）の
過剰状態で放出して窒素（Ｎ₂）に還元させる特性（同
時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ₃が生成される）を有した触媒であ
る。ところが、この吸蔵型ＮＯｘ触媒においては、燃料
中にイオウ（Ｓ）成分が含まれていることから、このＳ
成分が酸素と反応して硫黄酸化物（ＳＯｘ）となり、こ
のＳＯｘがＮＯｘの代わりに硫酸塩として硝酸塩の代わ
りに吸蔵型ＮＯｘ触媒に吸蔵されてしまい、これによっ
て触媒の浄化効率が低下してしまうという不具合があ
る。

【０００４】しかしながら、触媒に吸蔵されたＳＯｘ
は、空燃比をリッチ状態にして触媒を高温状態にするこ
とで除去（Ｓパージ）されることがわかっている。例え
ば、特開平７−２１７４７４号公報等では、触媒に吸蔵
されるＳＯｘ量を推定し、このＳＯｘの吸蔵量が許容量
を越え、触媒温度が予め設定された所定温度よりも低い
ときに、触媒を昇温させると共に空燃比を一時的にリッ
チにすることで、ＳＯｘを放出して吸蔵型ＮＯｘ触媒を
再生し、その浄化効率を保持するようにした技術が開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記吸蔵型
ＮＯｘ触媒の昇温方法として、従来、点火時期を遅角さ
せる点火時期遅角方式や膨張行程もしくは排気行程に追
加燃料を噴射して所謂二段燃焼させたり排気管に直接追
加燃料を噴射する追加燃料噴射方式が知られている。前
記点火時期遅角方式は、全運転領域で使用でき燃費悪化
度合いは少ないものの昇温効果が小さいという欠点があ
る。一方、追加燃料噴射方式は、昇温効果は大きいもの
の高負荷領域では使用できない（吸入空気が主噴射の燃
焼に使用され、追加噴射で使用できる空気が残らないた
め）という欠点がある。

【０００６】ところが、従来では、前記吸蔵型ＮＯｘ触
媒の昇温方法として、点火時期遅角方式と追加燃料噴射
方式とを搭載する内燃機関によって何れか一方を選択し
て採用するものであるため、例えば点火時期遅角方式を
採用した内燃機関にあっては、低負荷域における触媒昇
温に多大な時間がかかるという問題点があり、一方、追
加燃料噴射方式を採用した内燃機関にあっては、高負荷
域には吸蔵型ＮＯｘ触媒を再生することができないとい
う問題点があった。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するもの
であって、内燃機関の運転状況に応じて点火時期遅角方
式と追加燃料噴射方式とを使い分けることにより、どの
ような運転状況でも、燃費の悪化を抑制しつつ触媒装置
を速やかに昇温して確実に再生することができる内燃機
関の排気浄化装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置では、車
両に搭載される内燃機関の排気通路に設けられて排気空
燃比が少なくともリーン空燃比のときに排気ガス中のイ
オウ成分を吸蔵すると共に吸蔵されたイオウ成分を高温
且つ還元雰囲気で放出する特性を有する触媒装置と、前
記内燃機関の主噴射とは別に燃料噴射弁により追加燃料
を噴射する燃料噴射制御手段と、前記内燃機関の点火時
期を遅角制御し得る点火時期制御手段と、前記燃料噴射
制御手段及び前記点火時期制御手段を含み該点火時期制
御手段と前記燃料噴射制御手段の少なくとも一つを作動
させることにより前記触媒装置を昇温させて吸蔵された
イオウ成分を脱離させる再生手段と、前記内燃機関の負
荷状態を検出する負荷検出手段とを備え、前記再生手段
は、前記負荷検出手段により検出された前記内燃機関の
低負荷領域に限って前記燃料噴射制御手段による触媒昇
温を実行することにより、内燃機関の運転状況に応じて
点火時期遅角方式と追加燃料噴射方式とを使い分けら
れ、どのような運転状況でも、燃費の悪化を抑制しつつ
触媒装置を速やかに昇温して確実に再生することができ
る。

【０００９】また、請求項２の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記触媒装置のイオウ成分の吸着量を検出
または推定する吸着量検出手段を更に有し、前記再生手
段は、前記吸着量検出手段により検出または推定された
イオウ成分の吸着量が所定値以下とならない状態が所定
期間継続した場合には、前記燃料噴射制御手段による触
媒昇温を実行することにより、イオウ成分の吸着量に応
じて触媒装置を速やかに昇温でき、効率よく触媒装置を
再生できる。

【００１０】また、請求項３の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記触媒装置のイオウ成分の離脱状態を示
す触媒再生度合いを検出または推定する再生度合検出手
段を更に有し、前記再生手段は、前記再生度合検出手段
により検出または推定された触媒再生度合いが所定値以
上とならない状態が所定期間継続した場合には、前記燃
料噴射制御手段による触媒昇温を実行することにより、
触媒再生度合い応じて触媒装置を速やかに昇温でき、効
率よく触媒装置を再生できる。

【００１１】また、請求項４の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記再生手段は、前記触媒装置の温度が所
定値以上の場合に、前記燃料噴射制御手段による触媒昇
温を実行しないことにより、燃費の必要以上の悪化を防
止しつつゾーン分けにより制御を精密化できる。

【００１２】また、請求項５の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記再生手段は、前記車両の走行速度が所
定値以上の場合に、前記燃料噴射制御手段による触媒昇
温を実行しないことにより、燃費の必要以上の悪化を防
止しつつゾーン分けにより制御を簡略化できる。

【００１３】また、請求項６の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記内燃機関のアイドル運転時等極低負荷
域には、前記再生手段による触媒昇温制御を禁止するこ
とにより、燃費の必要以上の悪化を防止することができ
る。

【００１４】また、請求項７の発明の内燃機関の排気浄
化装置では、前記内燃機関のアイドル運転時等極低負荷
域には、前記再生手段による触媒昇温制御を所定の条件
下で実施することにより、燃費の必要以上の悪化を防止
することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１６】図１に本発明の一実施形態に係る内燃機関
の排気浄化装置の概略構成、図２に本実施形態の排気浄
化装置によるＳパージ制御のフローチャート、図３にＳ
パージ制御のタイムチャート、図４にＳ再生頻度に対す
る昇温設定温度を表すグラフ、図５に触媒温度推定値に
対する反映係数を表すグラフ、図６にＳ再生頻度とＮＯ
ｘ排出量との関係を表すグラフ、図７にＳ再生Ａ／Ｆに
対するＳ再生後の回復したＮＯｘ吸蔵量を表すグラフを
示す。

【００１７】本実施形態の内燃機関（以下、エンジンと
称する。）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
ガソリンエンジンである。そして、この筒内噴射型のエ
ンジン１１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
可能となっており、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なっている。

【００１８】本実施形態において、図１に示すように、
エンジン１１のシリンダヘッド１２ａには、各気筒毎に
点火プラグ１３と共に電磁式の燃料噴射弁１４が取付け
られており、この燃料噴射弁１４によって燃焼室１５内
に燃料を直接噴射可能となっている。この燃料噴射弁１
４には、図示しない燃料パイプを介して燃料タンクを擁
した燃料供給装置（燃料ポンプ）が接続されており、燃
料タンク内の燃料が高燃圧で供給され、この燃料を燃料
噴射弁１４から燃焼室１５内に向けて所望の燃圧で噴射
する。この際、燃料噴射量は燃料ポンプの燃料吐出圧と
燃料噴射弁１４の開弁時間（燃料噴射時間）とから決定
される。

【００１９】シリンダヘッド１２ａには、各気筒毎に略
直立方向に吸気ポート１６ａが形成されており、各吸気
ポート１６ａと連通するようにして吸気マニホールド１
６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１６の他端にはドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）
方式の電動スロットル弁１７が接続されており、このス
ロットル弁１７にはスロットル開度θthを検出するスロ
ットルセンサ１８が設けられている。また、シリンダヘ
ッド１２ａには、各気筒毎に略水平方向に排気ポート１
９ａが形成されており、各排気ポート１９ａと連通する
ようにして排気マニホールド１９の一端がそれぞれ接続
されている。

【００２０】そして、エンジン１１のシリンダブロック
１２ｂには、クランク角を検出するクランク角センサ２
０が設けられており、このクランク角センサ２０はエン
ジン回転速度Ｎｅを検出可能となっている。なお、上述
した筒内噴射型エンジン１１は既に公知のものであり、
その構成の詳細についてはここでは説明を省略する。

【００２１】また、前記排気マニホールド１９の他端に
は排気管（排気通路）２１が接続されており、この排気
管２１にはエンジン１１に近接した小型の三元触媒２２
及び排気浄化触媒装置２３を介して図示しないマフラー
が接続されている。そして、この排気管２１における三
元触媒２２と排気浄化触媒装置２３との間の部分には、
排気浄化触媒装置２３の直上流、即ち、後述する吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５の直上流に位置して排気温度を検出する
高温センサ２４が設けられている。

【００２２】この排気浄化触媒装置２３は、吸蔵型ＮＯ
ｘ触媒２５と三元触媒２６との２つの触媒を有して構成
されており、三元触媒２６の方が吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
よりも下流側に配設されている。なお、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５が三元触媒の機能を十分に有している場合には、
この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５だけであってもよい。この吸
蔵型ＮＯｘ触媒２５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を放出して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２５
は、貴金属として白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、
ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成されてお
り、吸蔵剤としてはバリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）
等のアルカリ金属、アルカリ土類金属が採用されてい
る。そして、排気浄化触媒装置２３の下流にはＮＯｘ濃
度を検出するＮＯｘセンサ２７が設けられている。

【００２３】更に、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、
タイマカウンタ等を有するＥＣＵ（電子コントロールユ
ニット）２８が設けられており、このＥＣＵ２８により
エンジン１１を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合
的な制御が行われる。即ち、ＥＣＵ２８の入力側には、
上述した高温センサ２４やＮＯｘセンサ２７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。一方、ＥＣＵ２８の出力側には、点火コ
イルを介して上述した点火プラグ１３や燃料噴射弁１４
等が接続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁１
４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１４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１３によって
適正なタイミングで点火が実施される。

【００２４】実際に、ＥＣＵ２８では、スロットルセン
サ１８からのスロットル開度情報θthとクランク角セン
サ２０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、更に、この目標平均有
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て燃料が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、あるいはエンジ
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、燃料が吸気行程で噴射される。

【００２５】また、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、適正量の燃料噴射量がこの目標Ａ／Ｆ
に基づいて決定される。また、高温センサ２４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２４と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
とが多少なりとも離れて配置されていることに起因する
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とに応じて温度差マップが予め実験等
により設定されており、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。

【００２６】以下、このように構成された本実施形態の
内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。

【００２７】排気浄化触媒装置２３の吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５では、リーンモードにおける超リーン燃焼運転時の
ような酸素濃度過剰雰囲気で、排気中のＮＯｘから硝酸
塩が生成され、これによりＮＯｘが吸蔵されて排気の浄
化が行われる。一方、三元触媒２６では、酸素濃度が低
下した雰囲気で、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硝酸
塩と排気中のＣＯとが反応して炭酸塩が生成されると共
にＮＯｘが放出される。従って、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
へのＮＯｘの吸蔵が進むと、空燃比のリッチ化あるいは
追加燃料噴射（二段燃焼）を行うなどして酸素濃度を低
下させてＣＯを排気中に供給し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
からＮＯｘを放出させて機能を維持する。

【００２８】ところで、燃料や潤滑油内に含まれるイオ
ウ成分（Ｓ）も排気中に存在し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
は、酸素濃度過剰雰囲気で、ＮＯｘの吸蔵とともにＳＯ
ｘも吸蔵する。つまり、イオウ成分は酸化されてＳＯｘ
になり、このＳＯｘの一部は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５上で
さらに元来ＮＯｘ吸蔵用である吸蔵剤と反応して硫酸塩
となってＮＯｘに代わって吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵
される。

【００２９】また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、酸素濃度
が低下すると吸蔵されたＳＯｘを放出する機能を有して
いる。つまり、酸素濃度が低下してＣＯが過剰となった
雰囲気では、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硫酸塩の
一部と排気中のＣＯとが反応して炭酸塩が生成されると
共にＳＯｘが脱離される。しかし、硫酸塩は硝酸塩より
も塩としての安定度が高く、酸素濃度が低下した雰囲気
になっただけではその一部しか分解されないため、吸蔵
型ＮＯｘ触媒２５に残留する硫酸塩の量は時間とともに
増加する。これにより、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の吸蔵能
力が時間と共に低下し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５としての
性能が悪化（Ｓ被毒）することになる。

【００３０】ＮＯｘ吸蔵能力を再生するためには吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５に吸蔵されたＳＯｘ量を推定してＳ被毒
状況を推定し、Ｓ被毒がある程度以上進行すると、ＳＯ
ｘを放出するようにする方法もあるが、ＳＯｘ吸蔵量は
触媒温度、排気空燃比、燃料中Ｓ濃度（燃料種別）、エ
ンジン運転状態などの種々の要因により影響を受けるた
め、正確にＳＯｘ吸蔵量を推定することは困難を伴う。
このため、本実施形態では、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸
蔵されたＳＯｘ吸蔵量を推定することはせず、触媒温度
Ｔcat が設定温度以上となった場合に、再生手段が触媒
を昇温させ、且つ、空燃比をリッチ化して吸蔵したＳＯ
ｘを放出し、ＮＯｘ吸蔵能力を回復するようにしてい
る。この再生手段は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５からＳＯｘ
を放出する再生度合が所定範囲に保たれるように制御す
る。即ち、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温度（例
えば、２５０〜３５０℃）より高く、且つ、吸蔵された
ＳＯｘを脱離するのに適した温度（例えば、６５０℃）
あるいはそれより低く設定された設定温度（例えば、４
００℃〜６００℃）以上となった場合に、吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５を昇温させると共に空燃比をリッチ化してＳＯ
ｘを放出するようにしている。即ち、ある程度触媒温度
が高いときにアシスト的に昇温手段を作動させることに
よりＳ再生速度を速く触媒温度域に到達させ、少ない昇
温度合（即ち、少ない燃費悪化度合）で効率よくＳＯｘ
を放出させるものである。

【００３１】ここで、Ｓパージ制御について、図２に示
すフローチャート及び図３に示すタイムチャートに基づ
いて詳細に説明する。図２に示すように、まず、ステッ
プＳ１では、高温センサ２４により検出された排気温度
情報から吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat を推定
する。この場合、前述したように、目標平均有効圧Ｐｅ
とエンジン回転速度情報Ｎｅとに応じて設定された温度
差マップに基づいて、高温センサ２４と実際の触媒温度
との誤差が補正される。

【００３２】次に、ステップＳ２にて、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５のＳ被毒からの再生（Ｓ再生）度合を表すＳ再生
頻度を算出する（被毒状態検出手段）が、以下にその算
出方法について説明する。このＳ再生頻度は下記式
（１）に基づいて算出する。Ｓ再生頻度（ｓ／km）＝７００℃換算Ｓ再生時間／走行距離・・（１）ここで、７００℃換算Ｓ再生時間とは、推定された触媒
温度Ｔcat におけるＳ再生時間を吸蔵型ＮＯｘ触媒２５
の触媒温度Ｔcat が７００℃のときのＳ再生時間に換算
した時間の合計であり、この７００℃換算Ｓ再生時間を
走行距離で除算することで、走行距離１kmあたりのＳ再
生時間、つまり、Ｓ再生頻度を求めることができ、この
Ｓ再生頻度が大きくなるとＳＯｘが良く放出（パージ）
され、Ｓ被毒から良く再生されているということであ
る。

【００３３】この７００℃換算Ｓ再生時間の具体的な算
出方法としては、下記式（２）に基づいて算出する。７００℃換算Ｓ再生時間_(n)＝７００℃換算Ｓ再生時間_(n-1) ＋Ｓ再生速度係数×計算周期×Ａ／Ｆ係数・・（２）ここで、Ｓ再生速度係数は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温
度によりＳ再生速度が異なることを補正するためのもの
で、各触媒温度でのＳ再生時間を７００℃相当のＳ再生
時間に換算するためのものである。Ｓ再生速度は吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５の温度が高くなるにつれて指数関数的に
増加するので、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat
が５８０℃以下の低温時では０とし、それよりも高温時
では、指数関数により近似した下式（３）をもって算出
する。Ｓ再生速度係数＝exp ｛−ｋｋ×（１／Ｔ₁）−（１／Ｔ₀）｝・・（３）ここで、ｋｋは、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５のＳ再生反応に
応じて設定される所定の係数、Ｔ₁は、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５の触媒温度Ｔcat （Ｋ）、Ｔ₀は、９７３（７０
０＋２７３）（Ｋ）である。なお、本実施形態では、Ｅ
ＣＵ２８内では指数関数による計算は行わずに予め計算
した値を記憶した触媒温度に対するＳ再生速度係数マッ
プから求めるようにしている。また、前述したＡ／Ｆ係
数は、Ａ／ＦによるＳ再生度合を示すもので、空燃比が
リーンモードまたは燃料カット時では０とし、それ以外
のモードでは１とする。

【００３４】なお、Ｓ再生頻度は、所定値Ｄ（例えば、
１．５ｓ／km）以上でリセットされ、７００℃換算Ｓ再
生時間を０ｓ、走行距離を０kmとする。つまり、Ｓ再生
頻度が所定値Ｄ以上であれば、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は
十分にパージされているとして再生を停止する。Ｓ再生
頻度をリセットする際のしきい値Ｄの設定方法として
は、次のようにすればよい。即ち、図６に示すように、
Ｓ再生頻度が高いほどＮＯｘ排出値は小さくなることが
わかっており、ＮＯｘの排出規制値以下となるようにＳ
再生頻度を設定すればよい。このしきい値Ｄは、触媒特
性やＮＯｘ排出規制値にも影響されるが、一般的に概ね
１．５ｓ／km以上に設定すればよいことがわかってい
る。

【００３５】このようにＳ再生頻度が求められたら、ス
テップＳ３にて、このＳ再生頻度＜所定値Ｄ（例えば
１．５ｓ／km）の状況が走行距離＞Ｌ₁（例えば１００
０ｋｍ）続いたかどうかを判定し、続いていなければス
テップＳ４にて、後述する昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ
（℃）の特性の内のモード０が選択される。一方、続い
ていればステップＳ５にて、さらにＳ再生頻度＜所定値
Ｄ（例えば１．５ｓ／km）の状況が走行距離＞Ｌ₂（例
えば２０００ｋｍ）続いたかどうかを判定し、続いてい
なければステップＳ６にて、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ
（℃）の特性の内のモード１が選択される。一方、続い
ていればステップＳ７にて、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ
（℃）の特性の内のモード２が選択される（以上、Ｓ再
生開始特性変更手段）。つまり、図４に示すように、Ｓ
再生頻度に対するＺＳＴＥＭＰのマップが予め設定され
ているのである。このマップによれば、下限値（ＴＬ）
の異なるＺＳＴＥＭＰの特性が、ＴＬ＝６００℃のモー
ド０、ＴＬ＝５００℃のモード１、ＴＬ＝４００℃のモ
ード２として三つ設定されている。いずれもＳ再生頻度
の上昇に伴ってＺＳＴＥＭＰが上昇し、所定値Ｄで８０
０℃としている。

【００３６】次に、ステップＳ８にて、前記モードマッ
プに基づいて昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ（℃）を算出す
る。そして、ステップＳ９において、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰ以上であるかどう
かを判定し、触媒温度ＴcatがＺＳＴＥＭＰより低けれ
ばステップＳ１７にて、Ｓパージ制御を中止して吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめると共に空燃比をリーン化
してこのルーチンを抜ける。一方、触媒温度Ｔcat がＺ
ＳＴＥＭＰ以上であれば、Ｓ再生頻度がある程度低いと
同時に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がある程度昇温されてお
り、Ｓパージしやすい状態にあると推定されるため、ス
テップＳ１０に移行し、制御モードをＳパージモードに
切り換える。これにより吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵さ
れたＳＯｘの除去（Ｓパージ）が開始される。

【００３７】この際、ステップ１１にて、先ず前述した
マップによりモード２が選択されたかどうかを判定し、
選択されていなければ（モード０又はモード１が選択さ
れている）ステップＳ１２にて、点火時期を制御、つま
り、リタード（遅角）させることで吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５を昇温する（点火時期制御手段）。つまり、点火時期
リタードにより吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に流入する排気温
度を十分に高めることにより、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は
Ｓパージに適した温度（例えば、６５０℃〜８００℃）
まで迅速に昇温されることになる。この場合、点火時期
は下記式（４）によりリタードするように設定される。点火時期＝ベース点火時期−ＺＳＳＡ×反映係数・・（４）ここで、ＺＳＳＡは、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン回
転速度情報Ｎｅとに応じて設定されたリタードマップに
基づいて設定されるものであり、燃焼限界となるリター
ド量に余裕量を考慮した量として設定される。また、反
映係数は、図５に示すように、触媒温度推定値、つま
り、触媒温度Ｔcat に対応したマップに基づいて設定さ
れる。なお、この反映係数は燃料のカット時やスロット
ル開度が所定値以上のときは０としている。

【００３８】続いて、ステップＳ１５にて、空燃比を制
御する。即ち、リーン運転を禁止し、ストイキＦ／Ｂも
しくはオープンループのリッチ運転のみとし、空燃比が
ストイキもしくはリッチとなるようにする。図７にＳ再
生度合い（Ｓ再生後回復したＮＯｘ吸蔵量）とＳ再生時
の空燃比（Ｓ再生Ａ／Ｆ）の関係を示すが、リーン以
外、即ち、ストイキあるいはリッチであればＳ再生し、
ストイキ〜リッチ間ではＳ再生時の空燃比への依存性は
小さいことがわかる。ただし、リッチ度合いが大きいほ
ど燃費の悪化度合いが大きく、またリッチ度合いが大き
いと臭気の元となるＨ₂Ｓの発生度合いが大きくなる。
そのため、Ｓ再生時の空燃比はストイキに近い方が好ま
しいが、制御誤差も見込んでわずかばかりリッチ（スラ
イトリッチ）に設定するのがよく、即ち、１４〜１４．
７とするのが好ましい。尚、図７からＳ再生時の吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５の温度が６００℃のときには６５０℃や
７００℃の１０倍時間をかけているにもかかわらずＳ再
生度合いが小さく、また、７００℃のときにはＳ再生度
合いが非常に大きくなっており、Ｓ再生度合いにはＳ再
生時の触媒温度の影響が大きいことがわかる。

【００３９】一方、前記ステップＳ１１にて、モード２
が選択されていればステップＳ１３にて、内燃機関が低
負荷・低回転域かどうかを判定し、低負荷・低回転域で
なければ前記ステップＳ１２にて、前述したように点火
時期をリタード（遅角）させることで吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５を昇温する。逆に、低負荷・低回転域であればステ
ップＳ１４にて、主噴射とは別に、膨張行程もしくは排
気行程への追加燃料噴射（二段燃焼）を実施することで
吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を昇温する（燃料噴射制御手
段）。つまり、二段燃焼により吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に
流入する排気温度を十分に高めることにより、吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５はＳパージに適した温度（例えば、６５０
℃〜８００℃）まで迅速に昇温されることになる。この
場合、前述したステップＳ１５における空燃比制御（ス
ライトリッチ化）においては、その燃料噴射量は下記式
（５），（６）により設定され、また噴射時期は下記式
（７）により設定される。主噴射目標Ａ／Ｆ＝ベースＡ／Ｆ＋ＺＭＡＦ×反映係数・・（５）追加噴射目標Ａ／Ｆ＝ＺＳＡＦ×反映係数・・（６）追加噴射開始クランク角＝負荷（Ｐｅ）／回転数（Ｎｅ）のマップ・・（７）ここで、ＺＭＡＦ及びＺＳＡＦは、目標平均有効圧Ｐｅ
とエンジン回転速度情報Ｎｅとに応じて設定された噴射
量マップに基づいて設定されるものであり、ＺＭＡＦは
Ｓパージの時の補正の量で、ＺＳＡＦはＳパージのため
の量である。。また、反映係数は、前述したように、図
５に示すように、触媒温度推定値、つまり、触媒温度Ｔ
cat に対応したマップに基づいて設定される。なお、こ
の反映係数は燃料のカット時やスロットル開度が所定値
以上のときは０としている。また、各目標Ａ／Ｆはテー
リングにより徐々に変更される。

【００４０】そして、ステップＳ１６にて、触媒温度Ｔ
cat が所定値Ｋ（例えば、６５０℃）よりも低い状態が
所定の設定時間Ｃ（例えば、４５sec ）経過したかどう
かを判定し、経過したらステップＳ１７にて、Ｓパージ
制御を中止して吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめると
共に空燃比をリーン化してこのルーチンを抜ける。つま
り、Ｓパージモードにしても触媒温度Ｔcat がイオウ成
分の脱離に最適な温度（例えば、６５０℃以上）へなか
なか近づかない場合に、燃費悪化を抑制するためにＳパ
ージモードを停止させるようにしている。一方、触媒温
度Ｔcat が所定時間Ｃが経過するまでに所定値Ｋ以上に
なれば、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温及び空燃比のリッ
チ化を継続する。

【００４１】このようにしてＳパージモードでは、Ｓパ
ージ制御のルーチンを繰り返すが、吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５に吸蔵されたＳＯｘが放出されると、吸蔵型ＮＯｘ触
媒２５のＳ再生頻度が大きくなり、図４のマップに基づ
いてＺＳＴＥＭＰも上昇する。そして、ステップＳ９に
てＺＳＴＥＭＰが触媒温度Ｔcat を越えると、前述した
ようにステップＳ１７において、Ｓパージ制御を中止し
て吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温をやめると共に空燃比を
リーン化してこのルーチンを抜ける。

【００４２】ここで、上述したＳパージモードへの切換
制御をモード０が選択された場合について具体的に説明
する。図３に示すように、ＳパージモードがＯＦＦで、
Ｓ再生頻度が低いとき、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰは６
００℃に設定されている。そして、ドライバの運転状
態、例えば、加速時あるいは高速道路や山岳道路などを
走行して触媒温度Ｔcat が上昇し、この触媒温度Ｔcat
がＺＳＴＥＭＰを越えると、ＳパージモードがＯＮ（ス
テップＳ９でＹＥＳ）となる。すると、点火時期をリタ
ードして吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を昇温すると共に空燃比
をリッチ化するため、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵され
たＳＯｘが放出される。そして、Ｓパージモードが継続
するとＳ再生が進み、７００℃換算Ｓ再生時間が増加し
てＳ再生頻度が大きくなり、このＳ再生頻度が大きくな
ると、図４のマップに基づいてＺＳＴＥＭＰが上昇し、
触媒温度Ｔcat を越える。

【００４３】すると、ＳパージモードがＯＦＦ（ステッ
プＳ９でＮＯ）となり、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の昇温を
やめるため、触媒温度Ｔcat が低下する。その後、触媒
温度Ｔcat が低い状態で走行距離が延びると、Ｓ再生頻
度が小さくなると共に、ＺＳＴＥＭＰが低下して６００
℃に戻る。

【００４４】また、ドライバの運転状態により触媒温度
Ｔcat が再び上昇し、触媒温度Ｔcat がＺＳＴＥＭＰを
越えるとＳパージモードがＯＮ（ステップＳ９でＹＥ
Ｓ）される。このとき、ドライバが市街地のような場所
で加減速を繰り返す運転状態を行っていると、吸蔵型Ｎ
Ｏｘ触媒２５はＳＯｘを放出するのに必要な高温状態に
なりにくい。即ち、この場合、触媒温度Ｔcat は最初Ｚ
ＳＴＥＭＰ（６００℃）を越えたものの６５０℃よりも
低い状態が継続することとなり、この温度域ではＳ再生
はされるもののＳ再生効率が低い。そのため、この状態
の継続時間が設定時間Ｃを経過したら、Ｓパージモード
をＯＦＦ（ステップＳ１６でＹＥＳ）とすることで、点
火時期リタード及び空燃比リッチ化を中止しＳ再生効率
が低い温度域では燃費の悪化を抑制できる。

【００４５】なお、Ｓパージモードにて、空燃比をリッ
チ空燃比モードとしてリーン空燃比モードへの移行を禁
止しているが、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が高温であるとき
には、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の熱劣化対策のために既に
リーン空燃比モードは禁止となっている場合もある。

【００４６】また、Ｓパージを行うときに点火時期リタ
ードに応じてスロットル弁１７を作動してベーススロッ
トル開度に対してスロットル開度θthを調整し、吸入空
気量を操作しており、これによって点火時期リタードに
よるトルク低下分を補いトルクがほぼ一定となるように
制御している。この場合、スロットル開度は下記式
（８）により設定される。スロットル開度ＥＴＶ＝ベースＥＴＶ＋ＺＳＥＴＶ×反映係数・・（８）ここで、ＺＳＥＴＶは、目標平均有効圧Ｐｅとエンジン
回転速度情報Ｎｅとに応じて設定されたスロットル開度
補正マップに基づいて設定されるものであり、また、反
映係数は、前述したように、図５に示すマップに基づい
て設定される。また、ＥＴＶはテーリングにより徐々に
変更される。なお、この場合、補正された点火時期（リ
タード後の点火時期）に対するスロットル開度θthをマ
ップにより設定してもよい。

【００４７】一方、Ｓパージを行うときに追加燃料噴射
（二段噴射）に応じてスロットル弁１７を作動してベー
ススロットル開度に対してスロットル開度θthを調整
し、吸入空気量を操作する場合も、追加燃料噴射（二段
噴射）による空気不足分を補うように、上記式（８）に
より設定される。

【００４８】このように本実施形態では、吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５からＳＯｘを放出する再生度合が所定範囲に保
たれるように制御、つまり、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触
媒温度Ｔcat が活性温度（例えば、２５０〜３５０℃）
より高く、且つ、吸蔵されたＳＯｘを脱離するのに適し
た温度（例えば、６５０℃〜８００℃）あるいはそれよ
り低く設定された昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰ以上となっ
た場合に、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を昇温させると共に空
燃比をリッチ化してＳＯｘを放出する。

【００４９】従って、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がある程度
高温状態にあるときに、アシスト的に吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５を昇温してＳ再生速度の遅いＳＯｘ放出速度に適し
た触媒温度域においてＳＯｘを放出して再生している。
そのため、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が低温状態でＳＯｘの
放出に最適な温度まで昇温するのに長時間を要するよう
な場合に無理にＳ再生を実施するものではない。これに
よって長時間のリッチ化及び昇温の継続による燃費の悪
化を抑制できる。

【００５０】また、Ｓパージモードで触媒温度Ｔcat が
イオウ成分の脱離に最適な温度（例えば、６５０℃以
上）へ近づかない場合、設定時間Ｃを経過した後にＳパ
ージモードを停止させるようにしている。従って、例え
ば、車両が市街地のような場所で加減速を繰り返す運転
状態のときは、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がＳＯｘを放出す
るのに最適な高温状態になりにくいため、設定時間Ｃの
経過を待ってＳパージモードを中止させている。このよ
うにＳ再生効率が良くない温度帯では、リッチ化及び昇
温の継続に制限を設けることにより、燃費の悪化を抑制
できる。

【００５１】加えて、本実施形態では、Ｓ再生頻度に対
するＺＳＴＥＭＰのマップにおいて、下限値（ＴＬ）の
異なるＺＳＴＥＭＰの特性が、ＴＬ＝６００℃のモード
０、ＴＬ＝５００℃のモード１、ＴＬ＝４００℃のモー
ド２として三つ設定され、前述した運転状況（ステップ
Ｓ３及びステップＳ５参照）に応じて下限値の低いモー
ドへと変更するようになっているので、触媒温度Ｔcat
が低い運転状況においても、確実にＳパージできる。つ
まり、下限値の高い例えばモード０しか設定されていな
い場合には、運転状況によっては条件に入る頻度が少な
く、Ｓ再生に時間がかかるが、本実施形態では、それが
未然に回避されるのである。

【００５２】また、前記下限値の低いモード２へと変更
した場合における内燃機関の低負荷・低回転域には、点
火時期遅角方式に比べより昇温効果の高い追加燃料噴射
（二段燃焼）方式を用いて吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を昇温
させるので、燃費の面では不利であるが、吸蔵型ＮＯｘ
触媒２５を速やかに昇温でき、確実にＳパージできる。
一方、追加空気量の確保が困難で追加燃料噴射（二段燃
焼）方式を使用できない内燃機関の高負荷・高回転域に
は、昇温し易い条件下にあるモード０又はモード１を選
択した場合と同様に、昇温し易い条件下にあるため、点
火時期遅角方式により、燃費を悪化を抑制しつつ吸蔵型
ＮＯｘ触媒２５を速やかに昇温でき、確実にＳパージで
きる。

【００５３】また、本実施形態において、モード１もし
くはモード２が選択された場合においても、Ｓ再生頻度
≧所定値Ｄとなった場合には、最初の状態（モード０）
へと戻る。走行距離は、Ｓ再生頻度≧所定値Ｄとなった
らリセットする。また、モード２を選択した場合と同様
の点火時期遅角方式と追加燃料噴射（二段燃焼）方式の
使い分けを、最初の状態（モード０）及び／又はモード
１を選択した場合でも用いるようにしても良い。また、
触媒が昇温しやすい場合には（吸蔵型ＮＯｘ触媒２５が
エンジン１１に比較的近い位置に配置されている場合
等）、モード１及びモード２は省略して、モード０のみ
とし上述の点火時期遅角方式と追加燃料噴射（二段燃
焼）方式を使い分けるようにしてもよい。

【００５４】また、ステップＳ１４の制御条件下でも、
触媒温度Ｔcat が所定温度（例えば５５０℃）以上のと
きや平均車速が所定値（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上のと
きは、点火時期遅角方式でも十分Ｓパージできるので、
追加燃料噴射（二段燃焼）方式に代えて点火時期遅角方
式を用い燃費の悪化を抑制するようにしてもよい。ま
た、Ｓ再生頻度≧所定値Ｄの状況が所定走行距離続いた
場合Ｓ再生開始の最低温度（ＺＳＴＥＭＰの下限値Ｔ
Ｌ）の変更を行わずに、Ｓ再生頻度≧所定値Ｄの状況
が、走行距離＞Ｌ₁（例えば１０００ｋｍ）続いた場
合、点火時期遅角方式と追加燃料噴射（二段燃焼）方式
の使い分けを運転状況に応じて行うようにしてもよい。

【００５５】また、アイドル運転時（あるいは車両停止
時＝車速０ｋｍ／ｈ時）等の極低負荷域は、排気流量も
少なく、元々の触媒温度も低いので、昇温に多大なエネ
ルギーを必要とし、燃費悪化も大きいため、昇温制御
（Ｓ再生）を禁止してもよい。もしくは、極低負荷領域
においては昇温制御の実施に上限を設けてもよい（最大
３０秒まで実施する等）。また、追加燃料噴射（二段燃
焼）を行う際に、圧縮行程噴射＋追加燃料噴射、吸気行
程噴射＋追加燃料噴射として、運転状況に応じて主噴射
の噴射時期を変えるようにしてもよい。また、追加燃料
噴射（二段燃焼）時に点火時期遅角も同時に併用してよ
り一層昇温効果を上げるようにしてもよい。

【００５６】また、モード２を選択した場合においても
Ｓ再生頻度≧所定値Ｄとならない場合、即ち、Ｓ再生頻
度≧所定値Ｄの状況が走行距離＞Ｌ₃（例えば３０００
ｋｍ。Ｌ₃＞Ｌ₂）続いた場合、モード３としてリーン
運転禁止としてもよい（その後、Ｓ再生頻度≧所定値Ｄ
となった場合には、最初の状態（モード０）へと戻
る）。リーン運転禁止の領域としては、走行中のみリー
ン運転禁止として、アイドル時にはリーン運転許可とし
ても良い。これによって、ストイキまたはリッチ運転す
ることになるので三元触媒により高いＮＯ_X浄化効率で
ＮＯ_Xを浄化でき、ＮＯ_X排出量をより確実に低減でき
る。また、上述の例では、所定期間を走行距離により判
定したが、走行距離の代わりに、走行時間、燃料消費量
を用いてもよい。また、上述の例では、モード１とモー
ド２の２段階としたが、段階はさらに細分化してもよ
い。

【００５７】また、モード１もしくはモード２が選択
（実行）された頻度に応じて学習し、下記のように所定
走行距離を短くする、もしくはモードを省略して、より
確実にＳパージできるようにしてもよい。例１：モード
１に入る頻度（下記参照）が、所定値以上（例えば５０
％以上）のとき、Ｌ₁を短くする（例えば５００ｋ
ｍ）。例１−１：モード１に入る頻度が、所定値未満
（例えば５０％未満）に戻ったとき、Ｌ₁を元に戻し長
くする（例えば１０００ｋｍ）。例２：モード２に入る
頻度が、所定値以上（例えば５０％以上）のとき、Ｌ₁
を短くする（例えば５００ｋｍ）及び／又はＬ₂を短く
する（例えば１０００ｋｍ）。及び／又はモード０を省
略する。例２−２：モード２に入る頻度が、所定値未満
（例えば５０％未満）に戻ったとき、Ｌ₁及び／又はＬ
₂を元に戻し長くする（例えばＬ₁＝１０００ｋｍ、Ｌ
₂＝２０００ｋｍ）。及び／又はモード０を復活させ
る。頻度：前回リセット（Ｓ再生頻度≧所定値Ｄ）され
てからの、全走行距離に占めるモード１となっている走
行距離＝モード１となっている走行距離／全走行距離

【００５８】また、本実施形態では、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の温度が所定温度以上となった場合にアシスト的に
昇温する例について述べたが、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の
温度によらず昇温する場合にも、点火時期遅角方式と追
加燃料噴射（二段燃焼）方式の使い分けを適用すること
ができる。また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温度が活性温
度を２５０℃〜３５０℃とし、吸蔵されたＳＯｘを脱離
するのに適した温度を６５０℃〜８００℃、より好まし
くは７００℃以上、昇温設定温度ＺＳＴＥＭＰの下限値
ＴＬを４００℃，５００℃及び６００℃としてＳ再生頻
度の状況（履歴）により選択させるようにしたが、各温
度は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の特性あるいはエンジン形態
や排気温度などにより適宜設定すればよいものであり、
上述した実施形態に限定されるものではない。また、上
述した実施形態では、触媒装置の昇温手段としての追加
燃料噴射方式に二段燃焼を用いたが、吸蔵型ＮＯｘ触媒
２５の上流の排気管２１内に直接燃料を噴射する追加燃
料噴射方式を用いてもよい。

【００５９】また、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５からＳＯｘを
放出する再生度合が所定範囲に保たれるようにＳパージ
を行うようにしたが、従来のような吸蔵型ＮＯｘ触媒２
５に吸蔵されたＳＯｘ量を推定してＳパージを行う装置
を用いてもよい。この場合、従来のＳパージを行う装置
は、副次的に使うことが好ましく、例えば、上述の実施
形態のようにＳ再生頻度（再生度合）に基づくＳパージ
制御に入るような運転をドライバが行わなかったときに
限り触媒の再生を目的として強制的に、または、ＳＯｘ
量の推定結果に基づいて作動させることが燃費等の面で
好ましい。更に、上述の実施形態では、エンジン１１を
筒内噴射型火花点火式直列ガソリンエンジンとしたが、
エンジン１１は吸蔵型ＮＯｘ触媒を有するものであれ
ば、吸気管噴射型のリーンバーンエンジンあるいはディ
ーゼルエンジンであってもよい。また、吸蔵型ＮＯ_X触
媒としては、酸化雰囲気においてＮＯ_Xを吸着し、還元
雰囲気においてＮＯ_Xを放出することなく直接還元する
タイプのものであってもよいことは無論である。

【００６０】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置によれ
ば、内燃機関の運転状況に応じて点火時期遅角方式と追
加燃料噴射方式とを使い分けられ、どのような運転状況
でも、燃費の悪化を抑制しつつ触媒装置を速やかに昇温
して確実に再生することができる。依って、常に確実に
ＮＯｘ浄化効率をキープでき、ＮＯｘ排出量を低減でき
る。

【００６１】また、請求項２又は３の発明の内燃機関の
排気浄化装置によれば、イオウ成分の吸着量等被毒状態
や触媒再生度合いに応じて触媒装置を速やかに昇温で
き、効率よく触媒装置を再生できる。

【００６２】また、請求項４の発明の内燃機関の排気浄
化装置によれば、燃費の必要以上の悪化を防止しつつゾ
ーン分けにより制御を精密化できる。

【００６３】また、請求項５の発明の内燃機関の排気浄
化装置によれば、燃費の必要以上の悪化を防止しつつゾ
ーン分けにより制御を簡略化できる。

【００６４】また、請求項６及び７の発明の内燃機関の
排気浄化装置によれば、燃費の必要以上の悪化を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化
装置の概略構成図である。

【図２】本実施形態の排気浄化装置によるＳパージ制御
のフローチャートである。

【図３】Ｓパージ制御のタイムチャートである。

【図４】Ｓ再生頻度に対する昇温設定温度を表すグラフ
である。

【図５】触媒温度推定値に対する反映係数を表すグラフ
である。

【図６】Ｓ再生頻度とＮＯｘ排出量との関係を表すグラ
フである。

【図７】Ｓ再生Ａ／Ｆに対するＳ再生後の回復したＮＯ
ｘ吸蔵量を表すグラフである。

【符号の説明】

１１エンジン（内燃機関）１３点火プラグ１４燃料噴射弁１５燃焼室１７スロットル弁１８スロットルセンサ２０クランク角センサ２１排気管（排気通路）２２三元触媒２３排気浄化触媒装置（触媒装置）２４高温センサ２５吸蔵型ＮＯｘ触媒２６三元触媒２８ＥＣＵ（電子コントロールユニット）

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｅ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４ＺＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者山口康之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） 3G022 AA06 DA02 FA06 GA00 GA01 GA08 GA10 3G084 AA04 BA09 BA13 BA15 BA17 CA03 CA09 DA10 EA11 EB08 EB12 EB16 EC03 FA10 FA27 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AB03 AB06 BA11 BA14 CB02 CB03 CB05 DA02 DB10 DB11 DC03 EA01 EA07 EA17 EA18 EA33 FA08 FA12 FA13 FB03 FC01 GA06 GB02W GB03W GB05W GB06W GB07W HA08 HA12 HA36 HA37 3G301 HA01 HA04 HA15 JA25 KA07 KA08 KA24 LB02 LB04 LC01 MA01 MA11 MA19 MA23 NA09 NB11 NC04 NE13 PA11Z PD00Z PD11Z PD12Z PE03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載される内燃機関の排気通路に
設けられて排気空燃比が少なくともリーン空燃比のとき
に排気ガス中のイオウ成分を吸蔵すると共に吸蔵された
イオウ成分を高温且つ還元雰囲気で放出する特性を有す
る触媒装置と、前記内燃機関の主噴射とは別に燃料噴射
弁により追加燃料を噴射する燃料噴射制御手段と、前記
内燃機関の点火時期を遅角制御し得る点火時期制御手段
と、前記燃料噴射制御手段及び前記点火時期制御手段を
含み該点火時期制御手段と前記燃料噴射制御手段の少な
くとも一つを作動させることにより前記触媒装置を昇温
させて吸蔵されたイオウ成分を脱離させる再生手段と、
前記内燃機関の負荷状態を検出する負荷検出手段とを備
え、前記再生手段は、前記負荷検出手段により検出され
た前記内燃機関の低負荷領域に限って前記燃料噴射制御
手段による触媒昇温を実行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】前記触媒装置のイオウ成分の吸着量を検
出または推定する吸着量検出手段を更に有し、前記再生
手段は、前記吸着量検出手段により検出または推定され
たイオウ成分の吸着量が所定値以下とならない状態が所
定期間継続した場合には、前記燃料噴射制御手段による
触媒昇温を実行することを特徴とする請求項１に記載の
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】前記触媒装置のイオウ成分の離脱状態を
示す触媒再生度合いを検出または推定する再生度合検出
手段を更に有し、前記再生手段は、前記再生度合検出手
段により検出または推定された触媒再生度合いが所定値
以上とならない状態が所定期間継続した場合には、前記
燃料噴射制御手段による触媒昇温を実行することを特徴
とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】前記再生手段は、前記触媒装置の温度が
所定値以上の場合に、前記燃料噴射制御手段による触媒
昇温を実行しないことを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】前記再生手段は、前記車両の走行速度が
所定値以上の場合に、前記燃料噴射制御手段による触媒
昇温を実行しないことを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】前記内燃機関のアイドル運転時等極低負
荷域には、前記再生手段による触媒昇温制御を禁止する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
【請求項７】前記内燃機関のアイドル運転時等極低負
荷域には、前記再生手段による触媒昇温制御を所定の条
件下で実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の排気浄化装置。