JP3327238B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、三元触媒を用いた
内燃機関の排気浄化装置の改良に関するものである。

【従来の技術】自動車用内燃機関等にあっては、排気を
清浄化するため、空燃比を理論空燃比となるようにフィ
ードバック制御するとともに、排気通路にＨＣ，ＣＯの
酸化と、ＮＯの還元を同時に行う三元触媒を設置したシ
ステムが、広く実用化されている。この三元触媒に用い
られる触媒金属として、白金を主成分とした白金系触媒
は理論空燃比よりリーン側の空燃比で高温の排気雰囲気
に晒されると、白金が酸化してしまい、触媒性能が一時
的に低下する、いわゆる一時劣化を起こす。この一時劣
化は、高温リーン排気雰囲気に晒すことで進行するが、
高温リッチ排気雰囲気に晒すことで回復する特性があ
る。こうした特性を利用して、触媒の劣化度合が所定値
を越えたことを判定し、空燃比をリッチ化する劣化回復
処理を行う従来装置がある（実開昭６３−１２８２２１
号公報、参照）。

【発明が解決しようとする課題】ところで、白金系触媒
をリッチ排気雰囲気に晒す劣化回復処理時の触媒内温度
が低くなると、触媒の一時劣化が回復する速度が遅れ
る。しかしながら、前記従来装置では、例えば低負荷時
等の排気温度の低い運転条件等で劣化回復処理が行われ
る可能性があり、触媒が低温のリッチ排気雰囲気に晒さ
れて、劣化回復が遅れるばかりか、燃費悪化や排気エミ
ッションの悪化を招く。本発明は上記の問題点に着目
し、触媒の一時劣化を速やかに回復させて、排気エミッ
ションを改善することを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、機関の排気系
に設置される排気浄化用の触媒と、機関の運転条件を検
出する運転条件検出手段とを備え、検出された運転条件
が高負荷運転領域にあるときに、空燃比を理論空燃比よ
りもリッチ側の所定リッチ空燃比に制御する内燃機関の
排気浄化装置において、触媒の劣化度合Ｒｍを検出する
劣化度合検出手段と、検出された運転条件が前記高負荷
運転領域内に設定した劣化回復処理領域にあり、かつ、
検出された触媒の劣化度合Ｒｍが所定値以上であるとき
に、空燃比を理論空燃比ないし前記所定リッチ空燃比よ
りリーン側のリッチ空燃比に制御する劣化回復処理手段
とを備える。

【発明の効果】高温リーン排気雰囲気に晒すことで、触
媒金属の酸化により触媒転化率が低下する特性を持つ触
媒の劣化形態は、ウォッシュコートの熱変形による比表
面積の減少や貴金属の分散度の減少等により起こる永久
劣化と、触媒金属の酸化により起こる一時劣化に分けら
れる。触媒の一時劣化は、高温リーン排気雰囲気に晒す
ことで進行するが、理論空燃比ないしリッチ側の排気雰
囲気に晒すことで回復する。触媒を理論空燃比ないしリ
ッチ側の排気雰囲気に晒す劣化回復処理時の触媒内温度
が高くなる程、触媒の一時劣化が速やかに回復する特性
がある。また、機関の排気温度は空燃比に応じて変化す
る。高負荷運転時において、機関に供給される混合気の
空燃比を理論空燃比より所定値だけリーン側に制御する
ことにより、排気温度は最高値となる一方、空燃比を排
気温度が最高値となる空燃比からリッチ側に移行させる
のにしたがって排気温度は低下する特性がある。本発明
は、上記触媒の劣化特性に着目してなされたものであ
り、検出された触媒の劣化度合Ｒｍが所定値以上であ
り、かつ検出された運転条件が高負荷運転領域内に設定
した劣化回復処理領域にあるときに、空燃比を設定され
た劣化回復処理空燃比に制御することにより、排気温度
が上昇した状態で触媒の一時劣化部分の回復が効率よく
行われ、排気の浄化性能を維持することができる。すな
わち、例えば低負荷時等の排気温度の低い運転条件等で
劣化回復処理が行われることがなく、触媒が低温のリッ
チ排気雰囲気に晒されることを防止して、燃費悪化や排
気エミッションの悪化を最小限に抑えられる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１に示すように、エンジン７
の吸気通路８には燃料噴射弁５が取付けられ、コントロ
ーラ４からの信号に応じて燃料を噴射する。排気通路９
には排気中のＨＣ，ＣＯの酸化と、ＮＯｘの還元を同時
に行う三元触媒１が設置される。排気通路３の上流側に
設置される三元触媒１は、担体に触媒金属として、白金
（Ｐｔ）を主に担持させた白金系触媒で構成される。三
元触媒１の上流と下流には、それぞれ第一、第二の酸素
センサ２と３が設置される。コントローラ４は、図示し
ないが、エンジン吸入空気量、回転数等の検出信号を入
力し、空燃比を理論空燃比に近づける基本燃料噴射量Ｔ
ｐを算出するととともに、第一酸素センサ２の検出信号
を入力し、所定のストイキ域で燃料噴射量が理論空燃比
を中心とした狭い範囲に収まるようにフィードバック制
御する。エンジン７に供給される混合気の空燃比が理論
空燃比を中心とした狭い範囲に収まるようにフィードバ
ック制御されることにより、三元触媒１が有効に働き、
排気中のＨＣ，ＣＯの酸化と、ＮＯｘの還元が同時に行
われる。コントローラ４は、所定の高負荷時に、空燃比
を理論空燃比よりもリッチ側に空燃比補正係数ＫＭＲｓ
を用いてオープン制御する。エンジン７に供給される混
合気の空燃比が理論空燃比よりも所定量リッチ側に制御
されることにより、出力の向上と排気温度（触媒温度）
の過剰な上昇が防止され、エンジン７の耐熱性が確保さ
れる。コントローラ４は、減速時における所定の燃料カ
ット域で燃料噴射弁１７からの燃料噴射を停止する。燃
料カットが行われることにより、燃費の低減、排気エミ
ッションの低減がはかられる。ところで、三元触媒１
は、理論空燃比よりもリーンな高温排気雰囲気に晒され
ることにより、触媒金属の酸化により触媒転化率が低下
する、いわゆる一時劣化を起こす。また、三元触媒１
は、この一時劣化とは別にウォッシュコートの熱変形に
よる比表面積の減少や触媒金属の分散度の減少等の物理
的な要因により触媒転化率が低下する、いわゆる起こる
永久劣化が起きる。図２は三元触媒１を一定時間だけリ
ーンあるいはリッチの排気雰囲気に晒すリーン処理ある
いはリッチ処理を施した後における三元触媒１の触媒転
化率と、触媒温度の関係を示す。触媒転化率の低下に占
める永久劣化分は、触媒内温度が高くても、略一定して
いる。触媒転化率の低下に占める一時劣化分は、触媒内
温度に応じて永久劣化を含む全体の劣化に対する割合が
多くなり、劣化の大部分が一時劣化で決定されてしま
う。また、三元触媒１の一時劣化は、高温リッチ排気雰
囲気に晒してもほとんど進行しないが、高温リーン排気
雰囲気に晒すと急激に進行することがわかる。図３は、
三元触媒１を、高温リーン排気雰囲気に晒して一時劣化
が進んだ状態（図２において◎で示す運転点）から、リ
ッチ排気雰囲気に晒すリッチ処理を一定時間だけ施す場
合の触媒内温度に対する触媒転化率の関係を示す。リッ
チ処理時の触媒内温度が高くなると、一時劣化の部分が
小さくなり、高温リッチ排気雰囲気に晒すことで三元触
媒１の触媒転化率が永久劣化部分を除いてほぼ回復する
ことがわかる。本発明は、上記触媒の劣化特性に着目し
てなされたものであり、コントローラ４は、第一の酸素
センサ２と、第二の酸素センサ３の出力が、それぞれリ
ッチリーンに反転する回数を比較して触媒１の劣化度合
Ｒｍを検出し、この劣化度合Ｒｍに対応して、所定の排
気温度が得られる運転条件に触媒１の劣化回復処理を実
行する。このため、コントローラ４には、エンジン冷却
水温度を検出する水温センサ１２、三元触媒１の入口側
の排気温度を検出する温度センサ１３からの信号が入力
される。図４は触媒１の劣化度合Ｒｍを検出するルーチ
ンを示す。これについて説明すると、まず、ステップＳ
１で機関冷却水温Ｔｗを読込んだら、ステップＳ２で冷
却水温Ｔｗが、例えば暖機終了後の所定値Ｔ１以上かど
うか判断し、次いでステップＳ３で空燃比のフィードバ
ック制御領域にあるかどうかを判断する。ステップＳ４
と５では、それぞれ触媒１より上流の第一の酸素センサ
２と下流の第二の酸素センサ３のリッチリーンの反転周
波数Ｆ１とＦ２を読込む。反転周波数の比率、Ｆ２／Ｆ
１は、図５に示すように、触媒１の劣化度合が進むほど
１に近づく。触媒１が正常に機能しているときは、排気
中の酸素をストレージするので、上流の排気中に含まれ
ている酸素を、そのまま触媒１の下流で検出することは
できない。しかし、触媒１が劣化してくると、上流の排
気中の酸素がそのまま下流に流れるため、下流の酸素セ
ンサ３の出力反転回数は、上流の酸素センサ２の出力の
反転回数に近づいてくる。ステップＳ６では、この反転
周波数比Ｆｒを、Ｆ２／Ｆ１として算出し、ステップＳ
７で、この周波数比Ｆｒを所定値Ｆｒａと比較する。こ
こでは、触媒１の劣化度合を判定し、検出した周波数比
Ｆｒが所定値Ｆｒａ以上と判定された場合は、ステップ
Ｓ８に進んで、劣化回復処理ルーチンへ移行する。ステ
ップＳ７で検出した周波数比Ｆｒが所定値Ｆｒａより小
さいと判定された場合は、ステップＳ９に進んで、通常
の空燃比制御ルーチンに戻り、減速時の燃料カット制御
も行われる。次に、図７、図８の劣化回復処理ルーチン
について説明する。まずステップＳ１１に進んで、劣化
回復処理が行われる運転中において、減速時に燃料カッ
ト制御を行うことを中止する。劣化回復処理中に燃料カ
ットを禁止することにより、触媒が高温リーン排気雰囲
気に晒されることを抑制し、一時劣化の進行を防止す
る。ステップＳ１２と１３では反転周波数Ｆｒに基づい
て、図６に示すテーブルから、数段階に設定した触媒１
の劣化度合Ｒｍと、劣化回復処理温度Ｔａとを読出す。
劣化回復処理温度Ｔａは、触媒１の劣化度合Ｒｍが大き
くなるほど高く設定され、触媒１の劣化回復処理を効率
的に、かつ劣化度合Ｒｍによらず同程度の時間内に処理
できるように設定されている。また、Ｔａ１，Ｔａ２〜
Ｔａｌは、連続運転しても触媒１等の耐熱性を維持でき
る範囲内で設定されている。ステップＳ１４に進んで、
図９のマップから、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ
によって割り付けられたストイキ温度Ｔｓを検索し、Ｔ
ｓ≧Ｔａとなる劣化回復処理領域を設定する。図９に示
したマップは、エンジン７に供給される混合気の空燃比
が理論空燃比に近づくようにフィードバック制御されて
いる運転状態において、予め求められた排気温度が、ス
トイキ温度Ｔｓとして設定されている。ステップＳ１５
に進んで、図１０に示すマップから、機関回転数Ｎと基
本燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられたＫＭＲマッチ
ング排気温度Ｔｒを読込む。図１０に示したマップは、
高負荷時に触媒１等の耐熱性を確保するために、エンジ
ン７に供給される混合気の空燃比を空燃比補正係数ＫＭ
Ｒｓを用いて理論空燃比よりリッチ側にオープン制御す
る運転状態において、予め求められた排気温度を、ＫＭ
Ｒマッチング排気温度Ｔｒとして設定したものである。
ステップＳ１６に進んで、図示しないマップから、機関
回転数Ｎと燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられた空燃
比補正係数ＫＭＲｓを検索する。ステップＳ１７に進ん
で、空燃比補正係数Ｋｈｓを、以下の式により算出す
る。 Ｋｈｓ＝｛（Ｔａ−Ｔｒ）／（Ｔｓ−Ｔｒ）｝×ＫＭＲｓ …（１） ステップＳ１８に進んで、Ｔｓ＝ＴｒもしくはＫｈｓが
負の値となったことが判定されると、ステップＳ１９に
進んで、Ｋｈｓ＝０とする。この計算をすべての劣化回
復処理領域で実施し、ステップＳ２０に進んで、図１１
に示すように、回転数Ｎと燃料噴射量Ｔｐによって割り
付けられたＫＭＲ補正値マップを作成する。ステップＳ
２２に進んで、前記した図９に示すマップに基づいて、
現在の運転条件が劣化回復処理領域に入ったかどうかを
判定する。ステップＳ２２において、現在の運転条件が
劣化回復処理領域にあると判定された場合に、ステップ
Ｓ２５に進んで、現行ＫＭＲｓよりＫｈｓを差し引いた
値を最終的なＫＭＲｓとして、燃料噴射量を決定する。
また、ステップＳ２１，２２，２４，２６，２７におい
て、劣化回復処理領域に入ってからの時間Ｔｉｍを累積
し、累積時間Ｔｉｍが所定値を越えたら、ステップＳ２
８に進んで、劣化回復処理温度学習ルーチンに移行した
後に、通常の空燃比制御に復帰する。このようにして、
劣化度合Ｒｍに応じて劣化回復処理温度Ｔａを設定し、
劣化度合Ｒｍが異なる場合において略同一時間で劣化回
復処理を終了させることにより、必要以上に劣化回復処
理制御が継続されることを防止できる。空燃比補正係数
Ｋｈｓを理論空燃比による運転時の排気温度と空燃比補
正係数ＫＭＲｓによって決定される所定のリッチ空燃比
による運転時の排気温度に基づいて算出することによ
り、劣化回復処理時の排気温度を適確に制御することが
できる。次に、図１２に示す劣化回復処理温度学習ルー
チンについて説明する。まずステップＳ３０と３１で、
それぞれ触媒１より上流の第一の酸素センサ２と下流の
第二の酸素センサ３のリッチリーンの反転周波数Ｆ１と
Ｆ２を読込む。ステップＳ３２に進んで、この反転周波
数比Ｆｒを、Ｆ２／Ｆ１として算出し、ステップＳ３３
に進んで、反転周波数Ｆｒに基づいて、図６に示すテー
ブルから、触媒劣化判定値Ｒｍを読出す。ステップＳ３
４に進んで、図１３に示すマップから、触媒１の劣化度
合Ｒｍの予測値Ｒ１，Ｒ２を読出す。予測値Ｒ１，Ｒ２
は予め実験により求められた触媒１の永久劣化分に相当
する値であり、車両の走行距離に応じて増大する。ステ
ップＳ３５に進んで触媒劣化判定値Ｒｍが予測値Ｒ１よ
り大きいかどうかを判定する。触媒１の一時劣化が十分
に回復しておらず、Ｒｍ＞Ｒ１となる場合、ステップＳ
３６に進んで図６に示すテーブルにおける劣化回復処理
温度ＴａをＴａ＝Ｔａ＋ΔＴａとして書き換える。この
ように劣化回復処理温度Ｔａが所定値ΔＴａだけ高めら
れることにより、触媒１の劣化回復処理が所定時間内に
十分に行われる。ステップＳ３５に進んで触媒劣化判定
値Ｒｍが予測値Ｒ１以下と判定され、触媒１の一時劣化
が十分に回復している場合、ステップＳ３７に進んで触
媒劣化判定値Ｒｍが予測値Ｒ２より小さいかどうかを判
定する。触媒１の一時劣化が完全に回復して、Ｒｍ＜Ｒ
２となった場合、ステップＳ３８に進んで図６に示すテ
ーブルにおける劣化回復処理温度ＴａをＴａ＝Ｔａ−Δ
Ｔａとして書き換える。このように劣化回復処理温度Ｔ
ａが所定値ΔＴａだけ低下させることにより、必要以上
に空燃比をリッチ側に制御することなく、回復処理実行
温度の精度を高め、触媒１の劣化回復処理が所定時間で
十分に行われ、燃費や排気エミッションを改善すること
ができる。また、劣化回復処理中の減速時に燃料供給を
停止する制御を禁止することにより、劣化回復処理中に
一時劣化の進行が防止され、劣化回復処理排気温度Ｔａ
を的確に学習補正することが可能となり、制御精度を高
められる。以上により、排気高温時に触媒１に対する排
気の空燃比を制御することにより、一時劣化の回復が有
効に行われ、排気の浄化性能を維持することができる。
次に、他の実施形態について説明する。この実施形態で
は所定の劣化回復処理領域において空燃比を理論空燃比
に近づける制御を行い、所定の劣化回復度合が得られる
ように劣化回復処理を行う積算時間を管理するものであ
る。なお、図１等との対応部分には同一符号を用いて説
明する。コントローラ４は、前記した図４のフローチャ
ートに示したように、第一の酸素センサ２と、第二の酸
素センサ３の出力が、それぞれリッチリーンに反転する
回数Ｆ１，Ｆ２を比較して、反転周波数比Ｆｒ（＝Ｆ２
／Ｆ１）が所定値Ｆｒａ以上と判定された場合は、劣化
回復処理ルーチンへ移行する。図１４、図１５に示す劣
化回復処理ルーチンについて説明する。まずステップＳ
４１に進んで、劣化回復処理が行われる運転中におい
て、減速時の燃料カット制御を行うことを中止する。ス
テップＳ４２と４３では反転周波数Ｆｒに基づいて、図
１６に示すテーブルから、数段階に設定した触媒１の劣
化度合Ｒｍと、触媒１の劣化回復処理が効率的に行われ
る劣化回復処理温度Ｔｂとを読出す。ステップＳ４４に
進んで、図９に示すように、機関回転数Ｎと基本燃料噴
射量Ｔｐによって割り付けられたストイキ温度Ｔｓを検
索し、Ｔｓ≧Ｔｂとなる劣化回復処理領域を設定する。
ステップＳ４５に進んで、図１７に示すように、機関回
転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられた重
み係数Ｋｃａを書込む。触媒１の劣化回復速度が排気温
度に大きく影響されるため、この重み係数Ｋｃａは、単
位時間当たりに回復する触媒１の劣化度合（劣化回復速
度）に対応するもので、劣化回復処理温度Ｔｂで劣化回
復処理を行った場合の劣化回復速度と、ストイキ温度Ｔ
ｓで劣化回復処理を行った場合の劣化回復速度の比率で
ある。すなわち、ストイキ温度ＴｓでＴｉ秒だけ劣化回
復処理を行うことにより、設定された劣化回復処理温度
ＴｂでＫｃａラＴｉ秒だけ劣化回復処理を行ったのと同
等の劣化回復処理効果が得られる。ステップＳ４６に進
んで、後述する積算値Ｔｉｍ＝０とする。ステップＳ４
７に進んで、前記した図９のマップに基づいて、現在の
運転条件が劣化回復処理領域に入ったかどうかを判定す
る。現在の運転条件が劣化回復処理領域にあると判定さ
れた場合に、ステップＳ４８に進んで、前記した図１７
に示すマップに基づいて、機関回転数Ｎと基本燃料噴射
量Ｔｐによって割り付けられた重み係数Ｋｃａを読込む
とともに、図１８に示すマップに基づいて、機関回転数
Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられた運転可
能時間Ｔｉａを読込む。運転可能時間Ｔｉａは、高負荷
運転時に理論空燃比で運転した場合の排気温度と機関の
耐熱性に基づいて予め設定されるもので、連続して理論
空燃比で運転しても機関の耐熱性を損なわない時間であ
る。ステップＳ４９に進んで、エンジン７に供給される
混合気の空燃比をリッチ側にオープン制御する補正係数
ＫＭＲｓ＝０として、燃料噴射量を決定する。同時に現
在の排気温度で劣化回復処理が行われる累積時間Ｔｉ＝
０としてＴｉのカウントを開始する。このようにして、
所定の高負荷時に空燃比を理論空燃比に近づけるように
制御することにより、排気温度が上昇して、触媒１の一
時劣化部分の回復が効率よく行われる。エンジン７の耐
熱性を確保するために、ステップＳ５０に進んで、劣化
回復処理時をカウントした時間Ｔｉが前記した運転可能
時間Ｔｉａ以上となるかどうかを判定する。Ｔｉ≧Ｔｉ
ａと判定された場合、ステップＳ５１に進んで、Ｔｉの
カウントを停止する。ステップＳ５２に進んで、高負荷
時にエンジン７に供給される混合気の空燃比をリッチ側
にオープン制御する補正係数ＫＭＲｓを図示しないマッ
プから読込まれた値に所定値ΔＫＭＲｓづつ戻し、ステ
ップＳ５３において、排気系の温度が通常の温度に戻る
だけの所定時間を経過したと判定されるまでこの制御を
行う。一方、Ｔｉ＜Ｔｉａと判定された場合、ステップ
Ｓ５４に進んで、運転領域が変化したことが判定される
と、Ｔｉのカウントを停止する。ステップＳ５６に進ん
で、累積時間の積算値Ｔｉｍを Ｔｉｍ＝Ｔｉｍ＋Ｋｃａ×Ｔｉ …（２） として算出する。重み係数Ｋｃａによって排気温度に応
じて変化する劣化回復速度を反映した積算値Ｔｉｍを算
出することができる。ステップＳ５７に進んで、算出さ
れた重み付けされた劣化回復処理累積時間の積算値Ｔｉ
ｍが所定値Ｔｃを越えたことが判定された場合、ステッ
プＳ５８に進んで、劣化回復処理温度学習ルーチン（図
１２参照）に移行した後に、劣化回復処理を終了させて
通常の空燃比制御に復帰する。次に、さらに他の実施形
態について説明する。この実施形態では触媒１の劣化回
復処理を行うのに、所定の劣化回復処理領域において、
機関の耐熱性を損なわないように連続運転が可能な範囲
で、排気温度を最も高められる空燃比に制御し、所定の
劣化回復度合が得られるように劣化回復処理を行う積算
時間を管理するものである。なお、図１等との対応部分
には同一符号を用いて説明する。コントローラ４は、図
４に示すフローチャートに示したように、第一の酸素セ
ンサ２と、第二の酸素センサ３の出力が、それぞれリッ
チリーンに反転する回数Ｆ１，Ｆ２を比較して、反転周
波数比Ｆｒ（＝Ｆ２／Ｆ１）が所定値Ｆｒａ以上と判定
された場合は、劣化回復処理ルーチンへ移行する。図１
９、図２０に沿って上記劣化回復処理ルーチンについて
説明する。まずステップＳ６１に進んで、劣化回復処理
が行われる運転中において、減速時の燃料カット制御を
中止する。ステップＳ６２と６３では反転周波数Ｆｒに
基づいて、図１６に示すテーブルから、数段階に設定し
た触媒１の劣化度合Ｒｍと、触媒１の劣化回復処理が効
率的に行われる劣化回復処理温度Ｔｂを読出す。ステッ
プＳ６４に進んで、図２１に示すマップから、機関回転
数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられたＫＭ
Ｒマッチング排気温度Ｔｒｒを検索し、ステップＳ６５
に進んで、Ｔｒｒ≧Ｔｂとなる劣化回復処理領域を設定
する。図２１に示すマップは、エンジン７に供給される
混合気の空燃比を空燃比補正係数ＫＭＲｓを用いて理論
空燃比よりリッチ側にオープン制御する運転状態におい
て、予め求められたエンジン７の排気温度を、ＫＭＲマ
ッチング排気温度Ｔｒｒとして設定したものである。ス
テップＳ６６に進んで、図１７に示すように、機関回転
数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐによって割り付けられた重み
係数Ｋｃａを書込む。触媒１の劣化回復速度が排気温度
に大きく影響されるため、この重み係数Ｋｃａは、単位
時間当たりに回復する触媒１の劣化度合（劣化回復速
度）に対応するもので、劣化回復処理温度Ｔｂで劣化回
復処理を行った場合の劣化回復速度と、ＫＭＲマッチン
グ排気温度Ｔｒｒで劣化回復処理を行った場合の劣化回
復速度の比率である。すなわち、ＫＭＲマッチング排気
温度ＴｒｒでＴｉ秒だけ劣化回復処理を行うことによ
り、設定された劣化回復処理温度ＴｂでＫｃａラＴｉ秒
だけ劣化回復処理を行ったのと同等の劣化回復処理効果
が得られる。ステップＳ６７に進んで、後述する積算値
Ｔｉｍ＝０とする。ステップＳ６８に進んで、前記した
図２１のマップに基づいて、現在の運転条件が劣化回復
処理領域に入ったかどうかを判定する。現在の運転条件
が劣化回復処理領域にあると判定された場合に、ステッ
プＳ６９に進んで、前記した図１７に示すマップに基づ
いて、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐによって割り
付けられた重み係数Ｋｃａを読込むとともに、図２２に
示すマップに基づいて、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量
Ｔｐによって割り付けられた空燃比補正係数ＫＭＲｒを
読出す。空燃比補正係数ＫＭＲｒは、触媒１等の耐熱性
を確保できるように、前記した空燃比補正係数ＫＭＲｓ
よりリーン側にある範囲で排気温度を最も高められる空
燃比に制御する値が設定されている。ステップＳ７０に
進んで、エンジン７に供給される混合気の空燃比をリッ
チ側にオープン制御する補正係数ＫＭＲｒを用いて燃料
噴射量を決定する。同時に現在の排気温度で劣化回復処
理が行われる累積時間Ｔｉ＝０、としてＴｉのカウント
を開始する。このようにして、連続運転が可能な範囲で
排気温度を最も高められる空燃比に制御することによ
り、触媒１の一時劣化部分の回復が効率よく行われる。
ステップＳ７１において、運転領域が変化したことが判
定されない限り、ステップＳ７３に進んで、累積時間の
積算値Ｔｉｍを Ｔｉｍ＝Ｔｉｍ＋Ｋｃａ×Ｔｉ …（３） として算出する。重み係数Ｋｃａによって排気温度によ
って変化する劣化回復速度を反映した積算値Ｔｉｍを算
出することができる。ステップＳ７４に進んで、算出さ
れた重み付けされた劣化回復処理累積時間の積算値Ｔｉ
ｍが所定値を越えたことが判定された場合、ステップＳ
７５に進んで、劣化回復処理温度学習ルーチン（図４参
照）に移行した後に、劣化回復処理を終了させて通常の
空燃比制御に復帰する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すシステム図。

【図２】同じく触媒の劣化時における触媒転化率の特性
図。

【図３】同じく触媒の回復時における触媒転化率の特性
図。

【図４】同じく触媒の劣化判定を行う制御内容を示すフ
ローチャート。

【図５】同じく反転周波数比Ｆｒと劣化度の関係を示す
特性図。

【図６】同じく反転周波数比Ｆｒに基づいて劣化度合Ｒ
ｍおよび劣化回復処理温度Ｔａを設定したテーブル。

【図７】同じく劣化回復処理を行う制御内容を示すフロ
ーチャートの前半部分。

【図８】同じく劣化回復処理を行う制御内容を示すフロ
ーチャートの後半部分。

【図９】同じくストイキ温度Ｔｓに対応する劣化回復処
理領域を設定したマップ。

【図１０】同じくＫＭＲマッチング排気温度Ｔｒのマッ
プ。

【図１１】同じく補正係数Ｋｈｓのマップ。

【図１２】同じく劣化回復処理温度学習する制御内容を
示すフローチャート。

【図１３】同じく劣化度合Ｒｍの予測値Ｒ１，Ｒ２のマ
ップ。

【図１４】他の実施形態を示す劣化回復処理を行う制御
内容を示すフローチャートの前半部分。

【図１５】同じく劣化回復処理を行う制御内容を示すフ
ローチャートの後半部分。

【図１６】同じく反転周波数比Ｆｒに基づいて劣化度合
Ｒｍおよび劣化回復処理温度Ｔｂを設定したテーブル。

【図１７】同じくストイキ温度Ｔｓに対応する劣化回復
処理領域を設定したマップ。

【図１８】運転可能時間Ｔｉａのマップ。

【図１９】さらに他の実施形態を示す劣化回復処理を行
う制御内容を示すフローチャートの前半部分。

【図２０】同じく触媒の劣化回復処理を行う制御内容を
示すフローチャートの後半部分。

【図２１】同じくＫＭＲマッチング排気温度Ｔｒｒに対
応する劣化回復処理領域を設定したマップ。

【図２２】同じく補正係数ＫＭＲｒのマップ。

【符号の説明】

１ 三元触媒 ２ 酸素センサ ３ 酸素センサ ４ コントローラ ５ 燃料噴射弁 ７ エンジン ９ 排気通路 １３ 排気温度センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｋ (56)参考文献 特開 平５−157175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−153473（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−128221（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−179147（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/36 F02D 41/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の排気系に設置される排気浄化用の触
   媒と、機関の運転条件を検出する運転条件検出手段とを
   備え、検出された運転条件が高負荷運転領域にあるとき
   に、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の所定リッチ空
   燃比に制御する内燃機関の排気浄化装置において、 触媒の劣化度合Ｒｍを検出する劣化度合検出手段と、 検出された運転条件が前記高負荷運転領域内に設定した
   劣化回復処理領域にあり、かつ、検出された触媒の劣化
   度合Ｒｍが所定値以上であるときに、空燃比を理論空燃
   比ないし前記所定リッチ空燃比よりリーン側のリッチ空
   燃比に制御する劣化回復処理手段と、を備えたことを特
   徴とする内燃機関の排気浄化装置。