JP3275845B2

JP3275845B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3275845B2
Application number: JP25833998A
Authority: JP
Inventors: 信也広田; 俊明田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP2000087734A

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
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、リーン混合気を燃焼せしめる
ようにした内燃機関において、排気通路内に酸化能を有
する触媒を配置した内燃機関が知られている。この内燃
機関では、排気中に含まれる未燃ＨＣおよびＣＯを酸化
雰囲気の触媒において酸化してこれら未燃ＨＣやＣＯを
Ｈ₂ＯおよびＣＯ₂に変換するようにしている。ところ
が、触媒に流入する排気中には二酸化硫黄ＳＯ₂も含ま
れており、このＳＯ₂が酸化雰囲気の触媒に到るとこの
ＳＯ₂から三酸化硫黄ＳＯ₃が生成される。このＳＯ₃
が次いで触媒内のＨ₂Ｏと反応するとＨ₂ＳＯ₄が生成
される。

【０００３】このＨ₂ＳＯ₄が硫酸ミストとなって触媒
から排出されるのは好ましくない。そこで、触媒に還元
剤を供給してこの触媒内のＳＯ₃またはＨ₂ＳＯ₄、す
なわちサルフェートをＳＯ₂に還元するようにした内燃
機関の排気浄化装置が公知である（特開昭５３−１００
３１４号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】触媒内のサルフェート
を良好に還元するためには触媒に流入する排気中の還元
剤濃度を常時、或る程度高くする必要がある。しかしな
がら、リーン混合気が燃焼せしめられる場合に排気中の
還元剤濃度を高くするためには多量の還元剤が必要とな
り、このような還元剤供給作用が常時行われるとなると
さらに多量の還元剤が必要となるという問題点がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、機関排気通路内に触媒を配置
し、該触媒が常時、酸化雰囲気に維持されている内燃機
関の排気浄化装置において、触媒を白金を含む触媒であ
って、流入する排気中のサルフェートを吸着作用でもっ
て保持し、還元剤が供給されると吸着されているサルフ
ェートの量が減少しかつ該サルフェートが還元されるよ
うになっている触媒から形成し、触媒に還元剤を供給す
ることができる還元剤供給手段を具備し、触媒に吸着さ
れているサルフェート量を求めて該サルフェート量が予
め定められた設定量よりも多くなったときに、触媒に吸
着されているサルフェートの量を減少させかつ該サルフ
ェートを還元するために、還元剤供給手段から触媒に還
元剤を一時的に供給するようにしている。すなわち、触
媒は通常サルフェートの吸着能力を有しており、したが
って触媒内で生成されたサルフェートは触媒内に吸着さ
れる。一方、触媒に還元剤を供給すれば触媒から吸着し
ているサルフェートが脱離して還元される。そこで１番
目の発明では、触媒に吸着されているサルフェート量が
設定量よりも多くなったときに一時的に還元剤供給作用
を行って触媒内のサルフェートを脱離、還元するように
している。すなわち、触媒に還元剤を常時供給すること
なく触媒から排出されるサルフェートの量が低減され
る。

【０００６】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、排気通路内の或る位置よりも上流の排気通路
内、燃焼室内、および吸気通路内に供給された全燃料量
および全還元剤量に対する全空気量の比をその位置を流
通する排気の空燃比と称すると、前記触媒からサルフェ
ートを脱離、還元すべきときには触媒に流入する排気の
空燃比がリッチになるように触媒に還元剤を供給してい
る。すなわち２番目の発明では、触媒に流入する排気の
空燃比がリッチにされるので触媒に吸着されているサル
フェートが確実に脱離、還元される。

【０００７】また、３番目の発明によれば２番目の発明
において、前記触媒からサルフェートを脱離、還元すべ
きときに触媒に流入する排気の空燃比がリッチにされて
いる時間であるリッチ時間と、該排気の空燃比のリッチ
度合いとを機関運転状態に応じて変更するようにしてい
る。すなわち３番目の発明では、触媒から排出される還
元剤を低減しつつ触媒に吸着されているサルフェートを
確実に脱離、還元することが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明をディーゼル機関に
適用した場合を示している。しかしながら本発明を火花
点火式機関に適用することもできる。図１を参照する
と、１は機関本体、２は燃焼室、３は吸気ポート、４は
吸気弁、５は排気ポート、６は排気弁、７は燃焼室２内
に燃料を直接噴射する燃料噴射弁をそれぞれ示す。電磁
式の各燃料噴射弁７は共通の燃料用蓄圧室８を介して燃
料ポンプ９に接続される。このようにすると各気筒の１
燃焼サイクルにおいて複数回燃料噴射を行うことができ
る。各気筒の吸気ポート３はそれぞれ対応する吸気枝管
１０を介して共通のサージタンク１１に接続され、サー
ジタンク１１は吸気ダクト１２を介してエアクリーナ１
３に接続される。吸気ダクト１２内にはアクチュエータ
１４ａにより駆動される吸気絞り弁１４が配置される。
一方、各気筒の排気ポート５は共通の排気マニホルド１
５および排気管１６を介して排気浄化触媒１７を収容し
た触媒コンバータ１８に接続され、触媒コンバータ１８
は排気管１９に接続される。なお、各燃料噴射弁７およ
びアクチュエータ１４ａは電子制御ユニット３０からの
出力信号に基づいてそれぞれ制御される。

【０００９】電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス３１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３４、常時電源に接続されているＢ−Ｒ
ＡＭ（バックアップＲＡＭ）３５、入力ポート３６、お
よび出力ポート３７を具備する。機関本体１には機関冷
却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８が
取り付けられ、サージタンク１１にはサージタンク１１
内の圧力に比例した出力電圧を発生する圧力センサ３９
が取り付けられ、排気浄化触媒１７の排気下流端に隣接
する排気管１９内には排気浄化触媒１７から流出した排
気の温度に比例した出力電圧を発生する温度センサ４０
が取り付けられる。この排気の温度は触媒温度ＴＣＡＴ
を表している。また、踏み込み量センサ４１はアクセル
ペダル４２の踏み込み量ＤＥＰに比例した出力電圧を発
生する。これらセンサ３８，３９，４０，４１の出力電
圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器４３を介して入力ポー
ト３６に入力される。また、入力ポート３６にはクラン
クシャフトが例えば３０度回転する毎に出力パルスを発
生するクランク角センサ４４が接続される。ＣＰＵ３４
ではこの出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが算出され
る。一方、出力ポート３７はそれぞれ対応する駆動回路
４５を介して各燃料噴射弁７およびアクチュエータ１４
ａにそれぞれ接続される。

【００１０】図１の内燃機関において、排気浄化触媒１
７はゼオライト、フェリエライト、モルデナイト、アル
ミナＡｌ_２Ｏ_３のような多孔質担体上に担持された白金
Ｐｔを具備する。ゼオライトとして例えばＺＳＭ−５型
などの高シリカ含有ゼオライトを用いることができる。
この排気浄化触媒１７は例えば炭化水素ＨＣ、一酸化炭
素ＣＯのような還元剤を含む酸素雰囲気においてＮＯ_Ｘ
をこれらＨＣ，ＣＯと選択的に反応せしめ、それによっ
てＮＯ_Ｘを窒素Ｎ_２に還元することができる。すなわ
ち、排気浄化触媒１７は流入する排気が還元剤を含んで
いると、たとえ酸素雰囲気であっても流入する排気中の
ＮＯ_Ｘを還元する。さらに言い換えると、排気浄化触媒
１７は排気浄化触媒１７内のＨＣ，ＣＯを酸化してＨ_２
ＯまたはＣＯ_２を生成する酸化能を有する。

【００１１】一方、図１のディーゼル機関では機関から
排出されるスモークやパティキュレートを低減するため
に常時、酸素過剰燃焼が行われており、したがって排気
浄化触媒１７に流入する排気は通常、酸素雰囲気に維持
されている。その結果、排気浄化触媒１７においてＮＯ
_Xが良好に還元される。この場合、機関から排出される
未燃ＨＣやＣＯなどがＮＯ_Xの還元剤として作用しう
る。しかしながら、ディーゼル機関から排出される未燃
ＨＣ量などに比べて浄化すべきＮＯ_X量は圧倒的に多
く、すなわちＮＯ_Xを良好に浄化するための還元剤が不
足する。そこで、図１の内燃機関では排気浄化触媒１７
に還元剤を２次的に供給し、それによって還元剤がＮＯ
_Xに対し不足しないようにしている。

【００１２】排気浄化触媒１７に還元剤を２次的に供給
するために、排気浄化触媒１７上流の排気通路内に還元
剤を供給する還元剤供給装置を設けてもよい。また、還
元剤として例えばガソリン、イソオクタン、ヘキサン、
ヘプタン、軽油、灯油のような炭化水素、或いは液体の
状態で保存しうるブタン、プロパンのような炭化水素な
どを用いることができる。しかしながら、図１の内燃機
関では還元剤として機関の燃料（炭化水素）を用い、燃
料噴射弁７から機関膨張行程または排気行程に燃料噴射
することにより排気浄化触媒１７に還元剤を供給するよ
うにしている。このように膨張行程または排気行程に行
われる燃料噴射、すなわち副燃料噴射は例えば圧縮上死
点周りにおいて行われる通常の機関出力のための燃料噴
射、すなわち主燃料噴射とは異なるものであり、副燃料
噴射による燃料は機関出力にほとんど寄与しない。この
ようにすると別個の還元剤供給装置および還元剤タンク
を必要としない。なお、このようにＮＯ_Xを還元するた
めの副燃料噴射をＮＯ_X還元用副燃料噴射と称する。

【００１３】ＮＯ_X還元用副燃料噴射における副燃料噴
射時間ＴＡＵＮＯ_Xは例えば排気浄化触媒１７に供給さ
れる還元剤量が排気浄化触媒１７に流入する全ＮＯ_Xを
還元するのに必要な量となるようにする燃料噴射時間で
ある。このＴＡＵＮＯＸは例えば吸入空気量Ｑおよび機
関回転数Ｎの関数として図２に示されるマップの形で予
めＲＯＭ３２内に記憶されている。

【００１４】ところで、冒頭で述べたように排気浄化触
媒１７に流入する排気中にはＳＯ₂も含まれており、こ
のＳＯ₂が酸化雰囲気の排気浄化触媒１７に到るとこの
ＳＯ ₂が酸化されてＳＯ₃が生成される。このＳＯ₃が
次いで排気浄化触媒１７内のＨ₂Ｏと反応するとＨ₂Ｓ
Ｏ₄が生成される。このＨ₂ＳＯ₄が硫酸ミストとなっ
て排気管１９内を流通するのは好ましくない。

【００１５】一方、排気浄化触媒１７は通常サルフェー
トの吸着能力を有している。排気浄化触媒１７のサルフ
ェート吸着作用は十分に解明されていない。しかしなが
らこのサルフェート吸着作用は図３（Ａ）に示すような
メカニズムで行われているものと考えられる。すなわ
ち、排気浄化触媒１７内に存在する還元剤の量が少ない
ときには図３（Ａ）に示されるように、排気浄化触媒１
７内の酸素Ｏ₂が排気浄化触媒１７の触媒金属Ｍの表面
上にＯ₂ ^-またはＯ^2-の形で付着する。一方、排気浄化
触媒１７内のＳＯ₂は触媒金属Ｍの表面上でＯ₂ ^-また
はＯ_2-と反応してＳＯ₃となる（２ＳＯ₂＋Ｏ₂→２Ｓ
Ｏ₃）。次いで生成されたＳＯ₃の一部は排気浄化触媒
１７内のＨ₂Ｏと反応してＨ₂ＳＯ₄となり、Ｈ₂ＳＯ
₄の形で触媒担体の細孔内に吸着せしめられる。或い
は、ＳＯ₃の一部はさらに酸化されてＭＳＯ₄の形で触
媒担体の細孔内に吸着せしめられる。

【００１６】なお、排気浄化触媒１７内の酸素濃度が高
いか、排気浄化触媒１７内の圧力が高いか、或いは排気
浄化触媒１７の温度が低いときに排気浄化触媒１７がサ
ルフェートを吸着するとも考えられている。また、排気
浄化触媒１７に還元剤を供給すると排気浄化触媒１７内
に吸着されているサルフェート量が減少する。これは排
気浄化触媒１７に還元剤を供給すると排気浄化触媒１７
に吸着されているサルフェートが脱離するためであると
考えられる。

【００１７】この場合のサルフェート脱離還元作用も十
分に解明されていない。しかしながら、このサルフェー
ト還元作用は図３（Ｂ）に示すようなメカニズムで行わ
れているものと考えられる。すなわち、排気浄化触媒１
７内の還元剤量が多くなると排気浄化触媒１７に吸着さ
れていたＨ₂ＳＯ₄がＨ₂ＳＯ₄の形で脱離、放出され
る。或いは、排気浄化触媒１７に吸着されていたＭＳＯ
₄が排気浄化触媒１７内のＨ₂Ｏと反応してＨ₂ＳＯ₄
を生成しつつ排気浄化触媒１７から脱離、放出される。
次いで、排気浄化触媒１７から脱離、放出されたＨ₂Ｓ
Ｏ₄は還元剤（ＨＣ）と反応し、それによりサルフェー
トが還元される。或いは、還元剤（ＨＣ）が排気浄化触
媒１７に吸着され、次いで排気浄化触媒１７に吸着され
ているＨ ₂ＳＯ₄またはＭＳＯ₄と反応し、斯くしてサ
ルフェートを還元する。さらに、このとき排気浄化触媒
１７内のＳＯ₃も還元剤により還元されうる。

【００１８】なお、排気浄化触媒１７内の酸素濃度が低
くなるか、排気浄化触媒１７内の圧力が低くなるか、或
いは排気浄化触媒１７の温度が高くなると排気浄化触媒
１７内に吸着されているサルフェートが脱離、放出さ
れ、このとき排気浄化触媒１７内に還元剤が存在すると
この還元剤によりサルフェートが脱離、還元されるとも
考えられている。

【００１９】上述したように図１のディーゼル機関では
通常、酸素過剰燃焼が行われており、したがって排気浄
化触媒１７に流入する排気中の還元剤濃度は低く維持さ
れている。したがって、このとき排気浄化触媒１７内で
生成されたサルフェートは排気浄化触媒１７内に吸着さ
れ、排気浄化触媒１７から排出されるサルフェート量が
低減される。ところが、排気浄化触媒１７のサルフェー
ト吸着能力には限界があるので排気浄化触媒１７のサル
フェート吸着能力が飽和する前に排気浄化触媒１７から
サルフェートを脱離させる必要がある。

【００２０】そこで本実施態様では、排気浄化触媒１７
内に吸着されているサルフェート量をを求め、この吸着
サルフェート量が予め定められた設定量よりも多くなっ
たときには副燃料噴射を一時的に行うことにより排気浄
化触媒１７に還元剤を供給して排気浄化触媒１７からサ
ルフェートを脱離させると共に還元するようにしてい
る。なお、このように排気浄化触媒１７内のサルフェー
トを脱離、還元するための副燃料噴射をサルフェート還
元用副燃料噴射と称する。

【００２１】排気浄化触媒１７の吸着サルフェート量を
直接求めるのは困難である。そこで本実施態様では機関
運転状態に基づいて吸着サルフェート量を推定するよう
にしている。すなわち、排気浄化触媒１７に流入するサ
ルフェート量は機関運転状態に基づいて求めることがで
きる。図４は単位時間単位燃料噴射時間当たりに排気浄
化触媒１７に流入する流入サルフェート量ＱＳＵＬを示
している。図４（Ａ）に示されるように、アクセルペダ
ルの踏み込み量ＤＥＰが大きくなるにつれてＱＳＵＬが
大きくなり、ＤＥＰがかなり大きいときにはＤＥＰが大
きくなるにつれてＱＳＵＬが小さくなる。また、図４
（Ｂ）に示されるように、機関回転数Ｎが高くなるにつ
れてＱＳＵＬが大きくなり、機関回転数Ｎかなり高いと
きにはＮが高くなるにつれてＱＳＵＬが小さくなる。な
お、流入サルフェート量ＱＳＵＬは図４（Ｃ）に示すマ
ップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。

【００２２】したがって、通常運転時における主燃料噴
射時間およびＮＯＸ還元用副燃料噴射時間の積算値をそ
れぞれＳＴＡＵＭ、ＳＴＡＵＳ、これらＳＴＡＵＭとＳ
ＴＡＵＳとの和をＳＴＡＵ、吸着サルフェート量の推定
時間間隔をＤＬＴで表すと、推定吸着サルフェート量Ｓ
ＱＳＵＬは次式のように表される。ＳＱＳＵＬ＝ＳＱＳＵＬ＋ＱＳＵＬ・ＳＴＡＵ・ＤＬＴこの推定吸着サルフェート量ＳＱＳＵＬが設定値ＳＱ１
よりも大きくなるとサルフェート還元用副燃料噴射が開
始される。サルフェート還元用副燃料噴射が行われてい
る間はＮＯ_X還元用副燃料噴射は停止される。

【００２３】サルフェート還元用副燃料噴射における副
燃料噴射時間ＴＡＵＳはＴＡＵＳＵＬとされ、このＴＡ
ＵＳＵＬは例えば次式により算出される。ＴＡＵＳＵＬ＝ＴＡＵＳＢ・ＫＳＵＬここでＴＡＵＳＢは基本副燃料噴射時間、ＫＳＵＬは補
正係数を表している。基本副燃料噴射時間ＴＡＵＳＢは
排気浄化触媒１７に流入する排気の空燃比を理論空燃比
にするために必要な副燃料噴射時間である。この基本副
燃料噴射時間ＴＡＵＳＢは吸入空気量Ｑおよび機関回転
数Ｎの関数として図５に示されるマップの形で予めＲＯ
Ｍ３２内に記憶されている。

【００２４】補正係数ＫＳＵＬはサルフェート還元用副
燃料噴射が行われたときに排気浄化触媒１７に流入する
排気の空燃比を制御するためのものである。ＫＳＵＬ＝
１．０であれば排気浄化触媒１７に流入する排気の空燃
比は理論空燃比となる。これに対してＫＳＵＬ＜１．０
になれば排気浄化触媒１７に流入する排気の空燃比は理
論空燃比よりも大きくなり、すなわちリーンとなり、Ｋ
ＳＵＬ＞１．０になれば排気浄化触媒１７に流入する排
気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、すなわちリ
ッチとなる。

【００２５】本実施態様ではＫＳＵＬ＞１．０とされ、
すなわちサルフェート還元用副燃料噴射が行われたとき
に排気浄化触媒１７に流入する排気の空燃比はリッチと
される。このようにすると排気浄化触媒１７内のサルフ
ェートを速やかに脱離、還元することができる。ところ
が、排気浄化触媒１７の温度ＴＣＡＴが低くなるとサル
フェートの脱離速度および還元速度が低くなるためにこ
のとき排気浄化触媒１７に多量の還元剤を供給しても大
部分の還元剤は排気浄化触媒１７から排出されてしま
い、燃料消費率も悪化する。そこで本実施態様では、図
６（Ａ）に示されるように触媒温度ＴＣＡＴが低くなる
につれて補正係数ＫＳＵＬを小さくし、それにより触媒
温度ＴＣＡＴが低くなるにつれて排気浄化触媒１７に流
入する排気の空燃比のリッチ度合いが低くなるようにし
ている。

【００２６】一方、サルフェート還元用副燃料噴射は主
燃料噴射と同期して行われるので機関回転数Ｎが高くな
ると単位時間当たり排気浄化触媒１７に供給される還元
剤量が過剰となり、その結果排気浄化触媒１７から多量
の還元剤が流出する恐れがある。そこで本実施態様で
は、図６（Ｂ）に示されるように機関回転数Ｎが高くな
るにつれて補正係数ＫＳＵＬを小さくし、それにより機
関回転数Ｎが高くなるにつれて排気浄化触媒１７に流入
する排気の空燃比のリッチ度合いが低くなるようにして
いる。なお、補正係数ＫＳＵＬは触媒温度ＴＣＡＴおよ
び機関回転数Ｎの関数として図６（Ｃ）に示されるマッ
プの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。したがっ
て、サルフェートの脱離、還元のために還元剤を有効に
利用することができる。

【００２７】ところで、サルフェート還元用副燃料噴射
はリッチ時間だけ行われる。この場合、触媒温度ＴＣＡ
Ｔが高くなるとサルフェートの脱離速度および還元速度
が高くなるのでサルフェートの脱離、還元作用が短時間
のうちに完了する。サルフェートの脱離、還元作用が完
了したにも関わらずサルフェート還元用副燃料噴射を継
続すると排気浄化触媒１７から還元剤が流出するだけで
なく、燃料消費率が悪化する。そこで本実施態様では、
図７（Ａ）に示されるように触媒温度ＴＣＡＴが高くな
るにつれて小さくなるように、リッチ時間を表すリッチ
時間係数ＣＳＵＬを定めている。

【００２８】一方、上述したように機関回転数Ｎが高く
なると排気浄化触媒１７から多量の還元剤が流出する恐
れがあるので機関回転数Ｎが高いときにサルフェート還
元用副燃料噴射を長時間行うのは好ましくない。そこで
本実施態様では、図７（Ｂ）に示されるように機関回転
数Ｎが高くなるにつれて小さくなるようにリッチ時間係
数ＣＳＵＬを定めている。なお、リッチ時間係数ＣＳＵ
Ｌは触媒温度ＴＣＡＴおよび機関回転数Ｎの関数として
図７（Ｃ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に
記憶されている。したがって、サルフェートの脱離、還
元のために還元剤をさらに有効に利用することができ
る。

【００２９】ところで、排気浄化触媒１７に常時、還元
剤を供給すれば排気浄化触媒１７でサルフェートの生成
が抑制されるので排気浄化触媒１７からサルフェートが
排出されるのが阻止される。しかしながら、排気浄化触
媒１７に流入する還元剤のうち実際にサルフェートを還
元するのに消費される還元剤の割合は比較的低く、した
がって排気浄化触媒１７内のサルフェートを良好に還元
させるためには排気浄化触媒１７に流入する排気中の還
元剤濃度を高くする必要がある。ところが、排気浄化触
媒１７に流入する排気中の還元剤濃度を高くすると排気
浄化触媒１７から多量の還元剤が排出されることにな
る。また、燃料消費率も悪化する。

【００３０】これに対し、本実施態様ではサルフェート
還元用副燃料噴射を一時的に行うようにしており、した
がって排気浄化触媒１７から多量の還元剤が排出される
のを阻止しかつ燃料消費率が悪化するのを阻止しつつ、
排気浄化触媒１７から排出されるサルフェート量を良好
に低減することができる。図８はサルフェート還元用副
燃料噴射を制御するためのルーチンである。このルーチ
ンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行
される。

【００３１】図８を参照すると、まずステップ５０では
サルフェートフラグＸＳＵＬ１がセットされているか否
かが判別される。このサルフェートフラグＸＳＵＬ１は
サルフェート還元用副燃料噴射を行うべきときにセット
され（ＸＳＵＬ１＝“１”）、サルフェート還元用副燃
料噴射を停止すべきときにリセットされる（ＸＳＵＬ１
＝“０”）。サルフェートフラグＸＳＵＬ１がリセット
されているときにはステップ５１に進み、主燃料噴射時
間の積算値ＳＴＡＵＭとＮＯ_X還元用副燃料噴射時間の
積算値ＳＴＡＵＳとの和ＳＴＡＵが算出される。なお、
主燃料噴射時間の積算値ＳＴＡＵＭおよびＮＯ_X還元用
副燃料噴射時間の積算値ＳＴＡＵＳは後述するルーチン
で算出される。続くステップ５２ではＳＴＡＵＭおよび
ＳＴＡＵＳがクリアされる。続くステップ５３では図４
（Ｃ）に示すマップに基づいて流入サルフェート量ＱＳ
ＵＬが算出される。続くステップ５４では推定吸着サル
フェート量ＳＱＳＵＬが次式に基づいて算出される。

【００３２】ＳＱＳＵＬ＝ＳＱＳＵＬ＋ＱＳＵＬ・ＳＴＡＵ・ＤＬＴここでＤＬＴは前回のルーチンから今回のルーチンまで
の時間間隔である。続くステップ５５では推定吸着サル
フェート量ＳＱＳＵＬが設定値ＳＱ１よりも大きいか否
かが判別される。ＳＱＳＵＬ≦ＳＱ１のときには処理サ
イクルを終了する。これに対し、ＳＱＳＵＬ＞ＳＱ１の
ときにはステップ５６に進んでサルフェートフラグＸＳ
ＵＬ１がセット（ＸＳＵＬ１＝“１”）される。続くス
テップ５７では図７（Ｃ）のマップからリッチ時間係数
ＣＳＵＬが算出される。次いで処理サイクルを終了す
る。

【００３３】サルフェートフラグＸＳＵＬ１がセットさ
れたときにはステップ５０からステップ５８に進み、サ
ルフェート還元用副燃料噴射が行われている時間を表す
カウント値Ｃが１だけインクリメントされる。続くステ
ップ５９ではカウント値Ｃがリッチ時間係数ＣＳＵＬよ
りも大きいか否かが判別される。Ｃ≦ＣＳＵＬのときに
は処理サイクルを終了する。これに対し、Ｃ＞ＣＳＵＬ
のときにはステップ６０に進んでサルフェートフラグＸ
ＳＵＬ１をリセットする。続くステップ６１ではカウン
ト値Ｃおよび推定吸着サルフェート量ＳＱＳＵＬがクリ
アされる。

【００３４】図９は主燃料噴射時間ＴＡＵＭを算出する
ためのルーチンである。このルーチンは予め定められた
クランク角度毎の割り込みによって実行される。図９を
参照すると、まずステップ７０では基本主燃料噴射時間
ＴＡＵＭＢが算出される。この基本主燃料噴射時間ＴＡ
ＵＭＢは例えば要求出力トルクを得るのに必要な燃料噴
射時間であり、アクセルペダルの踏み込み量ＤＥＰおよ
び機関回転数Ｎの関数として図１０に示すマップの形で
予めＲＯＭ３２内に記憶されている。続くステップ７１
では補正係数Ｋが算出され、続くステップ７２では基本
主燃料噴射時間ＴＡＵＭＢに補正係数Ｋを乗算すること
により主燃料噴射時間ＴＡＵＭが算出される。この補正
係数Ｋは例えば加速増量補正係数、暖機増量補正係数な
どを一まとめにして表したものである。続くステップ７
３では主燃料噴射時間ＴＡＵＭの積算値ＳＴＡＵＭが算
出される。

【００３５】図１１は副燃料噴射時間ＴＡＵＳを算出す
るためのルーチンである。このルーチンは予め定められ
た設定時間毎の割り込みによって実行される。図１１を
参照すると、まずステップ８０では図８のルーチンでセ
ットまたはリセットされるサルフェートフラグＸＳＵＬ
１がセット（ＸＳＵＬ１＝“１”）されているか否かが
判別される。サルフェートフラグＸＳＵＬ１がリセット
（ＸＳＵＬ１＝“０”）されているときには次いでステ
ップ８１に進み、図２のマップからＮＯ_X還元用副燃料
噴射時間ＴＡＵＮＯＸが算出される。続くステップ８２
ではこのＴＡＵＮＯＸが副燃料噴射時間ＴＡＵＳとされ
る。続くステップ８３では副燃料噴射時間ＴＡＵＳの積
算値ＳＴＡＵＳが算出される。

【００３６】一方、ステップ８０においてサルフェート
フラグＸＳＵＬ１がセットされているときには次いでス
テップ８４に進み、図５のマップから基本副燃料噴射Ｔ
ＡＵＳＢが算出される。続くステップ８５では図６
（Ｃ）のマップから補正係数ＫＳＵＬが算出される。続
くステップ８６ではサルフェート還元用副燃料噴射時間
ＴＡＵＳＵＬが算出される（ＴＡＵＳＵＬ＝ＴＡＵＳＢ
・ＫＳＵＬ）。続くステップ８７ではこのＴＡＵＳＵＬ
が副燃料噴射時間ＴＡＵＳとされる。

【００３７】

【発明の効果】サルフェートを還元するために必要な還
元剤量を少なく維持しつつ、酸化能を有する触媒から排
出されるサルフェート量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】ＮＯ_X還元用副燃料噴射時間ＴＡＵＮＯＸを示
す線図である。

【図３】（Ａ）排気浄化触媒のサルフェート吸着作用を
説明する概略図、（Ｂ）排気浄化触媒のサルフェート脱
離、還元作用を説明する概略図である。

【図４】単位時間単位燃料噴射量当たりに排気浄化触媒
に流入するサルフェート量を示す線図である。

【図５】基本副燃料噴射時間ＴＡＵＳＢを示す線図であ
る。

【図６】補正係数ＫＳＵＬを示す線図である。

【図７】リッチ時間係数ＣＳＵＬを示す線図である。

【図８】サルフェート還元用副燃料噴射を制御するため
のフローチャートである。

【図９】主燃料噴射時間を算出するためのフローチャー
トである。

【図１０】基本主燃料噴射時間を示す線図である。

【図１１】副燃料噴射時間を算出するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

２…燃焼室７…燃料噴射弁１５…排気マニホルド１７…排気浄化触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−229231（ＪＰ，Ａ) 特開平９−32619（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／12423（ＷＯ，Ａ１) 国際公開97／41336（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/24 F02D 41/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路内に触媒を配置し、該触媒
が常時、酸化雰囲気に維持されている内燃機関の排気浄
化装置において、触媒を白金を含む触媒であって、流入
する排気中のサルフェートを吸着作用でもって保持し、
還元剤が供給されると吸着されているサルフェートの量
が減少しかつ該サルフェートが還元されるようになって
いる触媒から形成し、触媒に還元剤を供給することがで
きる還元剤供給手段を具備し、触媒に吸着されているサ
ルフェート量を求めて該サルフェート量が予め定められ
た設定量よりも多くなったときに、触媒に吸着されてい
るサルフェートの量を減少させかつ該サルフェートを還
元するために、還元剤供給手段から触媒に還元剤を一時
的に供給するようにした内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記触媒からサルフェートを脱離、還元
すべきときには触媒に流入する排気の空燃比がリッチに
なるように触媒に還元剤を供給する請求項１に記載の内
燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】前記触媒からサルフェートを脱離、還元
すべきときに触媒に流入する排気の空燃比がリッチにさ
れている時間であるリッチ時間と、該排気の空燃比のリ
ッチ度合いとを機関運転状態に応じて変更するようにし
た請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。