JP3329282B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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
化装置に関し、特に、排気空燃比がリーンになる内燃機
関においても排ガス中の有害成分、特にＮＯ_X （窒素酸
化物）を効率良く浄化できる、内燃機関の排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、一層の燃費向上を図るべく希薄燃
焼可能な内燃機関（エンジン）が開発されており、この
ような内燃機関では希薄燃焼時の排ガス中のＮＯ_X を従
来の三元触媒〔ストイキオ（理論空燃比）近傍で三元機
能を有する〕を用いて浄化することは困難である。

【０００３】そこで、酸素過剰雰囲気（酸化雰囲気）で
は排ガス中のＮＯ_X を吸着し、酸素濃度が低下すると吸
着したＮＯ_X を脱離する機能を有する触媒（吸蔵型リー
ンＮＯ_X 触媒，トラップ型リーンＮＯ_X 触媒）が開発さ
れている。つまり、リーンＮＯ_X 触媒とは、酸素濃度過
剰雰囲気では、排ガス中のＮＯ_Xを酸化させて硝酸塩を
生成し、これによりＮＯ_X を吸着する一方、酸素濃度が
低下した雰囲気（還元雰囲気）では、リーンＮＯ_X 触媒
に吸着した硝酸塩と排ガス中のＣＯとを反応させて炭酸
塩を生成し、これによりＮＯ_X を脱離する機能を有す
る。そして、脱離したＮＯ_X は、リーンＮＯ_X 触媒の有
する三元機能、又は下流側に設けた三元触媒等によって
浄化される。

【０００４】このような機能を有するリーンＮＯ_X 触媒
によって、リーン運転時にも排ガス中のＮＯ_X を確実に
浄化できるようにしているが、このようなリーンＮＯ_X
触媒だけでは、例えばエンジンの冷態始動時に、排ガス
中のＨＣを確実に低減させることは難しい。このため、
エンジンの冷態始動時にも排ガス中のＨＣを確実に低減
させることができるように、通常の触媒よりも上流側の
エンジンの直下流側にライトオフ触媒（Ｌ／Ｏ触媒，Ｆ
ＣＣ：Front Catalytic Converter ）を設けることが提
案されている。

【０００５】例えば、特開平８−２９４６１８号公報
（第１公報）や特開平５−１８７２３０号公報（第２公
報）には、その一例が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ライトオフ
触媒としては、上述の第１及び第２公報に開示されてい
るように、三元触媒（ＴＷＣ：Three Way Catalyst）が
用いられており、このライトオフ触媒として用いられる
三元触媒又は酸化触媒にはＯ₂ ストレージ機能を有する
添加剤として例えばセリアＣｅＯ₂ が備えられている。

【０００７】これは、通常運転時にストイキオフィード
バック運転又はリーン運転が行なわれるエンジンであっ
ても加速時等の過渡状態ではリッチ運転を行なう場合も
あり、このような場合には排ガス中にＯ₂ が足りなくな
るため、ライトオフ触媒のセリアＣｅＯ₂ に蓄えられて
いるＯ₂ を利用してＨＣ，ＣＯを酸化し、これにより、
過渡的なリッチ運転時にもＨＣを確実に低減できるよう
にするためである。

【０００８】しかしながら、上述の第１及び第２公報に
開示されているように、リーンＮＯ _X 触媒とライトオフ
触媒との双方を配設する場合、ライトオフ触媒がＯ₂ ス
トレージ機能を有しているため、リーンＮＯ_X 触媒に吸
着したＮＯ_X を脱離させるためにリーンＮＯ_X 触媒の近
傍を還元雰囲気にしようとしても、リーンＮＯ_X 触媒か
らＮＯ_X を脱離させるのに必要なＣＯがライトオフ触媒
により酸化されてしまい、ＣＯを十分にリーンＮＯ_X 触
媒に供給することができず、リーンＮＯ_X 触媒に吸着し
たＮＯ_X を確実に脱離させることができない。

【０００９】つまり、リーンＮＯ_X 触媒の近傍を酸素濃
度低下雰囲気（例えばリッチ空燃比）としてリーンＮＯ
_X 触媒に吸着したＮＯ_X を脱離させてＮＯ_X 浄化効率を
復活させるために、例えば追加燃料噴射を行なう等の復
活制御（リッチスパイク）を行なったとしても、この復
活制御によって供給されたＣＯはライトオフ触媒に添加
された添加剤（例えば、セリアＣｅＯ₂ ）に蓄えられた
Ｏ₂ によって酸化されて消費されてしまうため、リーン
ＮＯ_X 触媒に吸着したＮＯ_X を確実に脱離させることが
できず、リーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 浄化効率を十分に復
活させることができないことになる。

【００１０】そこで、リーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 浄化効
率を十分に復活させるために空燃比をよりリッチ側とす
ることが考えられるが、これでは燃費を悪化させること
になるため好ましくない。

【００１１】ところで、燃料や潤滑油中にはイオウ成分
（Ｓ成分）が含まれており、このようなイオウ成分も排
ガス中に含まれている。このため、リーンＮＯ_X 触媒
は、酸素濃度過剰雰囲気でＮＯ_X を吸着するとともに、
このようなイオウ成分も吸着することになる。つまり、
燃料や潤滑油中に含まれているイオウ成分は燃焼し、更
に、リーンＮＯ_X 触媒上で酸化されてＳＯ₃ になる。そ
して、このＳＯ₃ の一部がリーンＮＯ_X 触媒上でさらに
ＮＯ_X 用の吸蔵剤と反応して硫酸塩となってリーンＮＯ
_X 触媒に吸着する。

【００１２】したがって、リーンＮＯ_X 触媒には、硝酸
塩と硫酸塩とが吸着することになるが、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
囲気になってもその一部しか分解されないため、リーン
ＮＯ_X 触媒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、リーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 吸着能力が
時間とともに低下し、リーンＮＯ_X 触媒の浄化効率が低
下することになる（これを、Ｓ被毒という）。

【００１３】このため、リーンＮＯ_X 触媒にこのような
Ｓ被毒が発生した場合に、リーンＮＯ_X 触媒からイオウ
成分（ＳＯ_X ）を脱離させる必要がある。しかしなが
ら、上述の第１及び第２公報に開示されているように、
リーンＮＯ _X 触媒とライトオフ触媒との双方を配設する
場合、ライトオフ触媒は高いＯ₂ ストレージ能力を有し
ているためリーンＮＯ_X 触媒に吸着したＳＯ_X を脱離さ
せることができない。

【００１４】つまり、リーンＮＯ_X 触媒の近傍を酸素濃
度低下雰囲気としてリーンＮＯ_X 触媒に吸着したＳＯ_X
を脱離させてリーンＮＯ_X 触媒を再生させるために、例
えば空燃比をリッチ化して排ガス中の酸素濃度を低下さ
せる等の再生制御を行なったとしても、この再生制御に
よって供給されたＣＯとライトオフ触媒に添加される添
加剤（例えば、セリアＣｅＯ₂ ）に蓄えられたＯ₂ とが
反応してしまい、ＳＯ _X の脱離に必要なＣＯが酸化され
て消費されてしまうため、リーンＮＯ_X 触媒に吸着した
ＳＯ_X を脱離させることができず、リーンＮＯ_X 触媒を
再生させることができないことになる。

【００１５】また、エンジンから排出されるＳＯ₂ とラ
イトオフ触媒の添加剤に蓄えられたＯ₂ とが反応してＳ
Ｏ₃ が生成（２ＳＯ₂ ＋Ｏ₂ →２ＳＯ₃ ）されるため、
ライトオフ触媒の下流側に配設されるリーンＮＯ_X 触媒
にイオウ成分が吸着し易くなり、リーンＮＯ_X 触媒のＳ
被毒を促進させることにもなる。本発明は、このような
課題に鑑み創案されたもので、機関の冷態始動時に排ガ
ス中のＨＣを確実に低減させるとともに、ＮＯ_X 触媒に
ＮＯ_X やＳＯ_X が吸着してＮＯ_X 浄化効率が低下した場
合であっても、燃費を悪化させないようにしながらＮＯ
_X 触媒からＮＯ_X やＳＯ_X を確実に脱離させることがで
きるようにして、その耐久性を高めた、内燃機関の排気
浄化装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に、排気
空燃比がリーンのときにＮＯ_xを吸着し排ガス中の酸素
濃度が低下したときに吸着したＮＯ_xを放出又は還元す
る排ガス浄化手段が設けられる。また、排ガス浄化手段
の上流側の排気通路には、排ガス浄化手段よりもＯ₂ス
トレージ能力が低いライトオフ触媒を設ける。そして、
排ガス浄化手段のＮＯ_x浄化効率が低下した場合に制御
手段によって排ガス浄化手段の近傍が酸素濃度低下雰囲
気となるよう燃料噴射量を増大して排気空燃比を制御す
ることで、排ガス浄化手段に供給されるＣＯを増加させ
てＮＯ _x を放出又は還元させる。

【００１７】これにより、排ガス浄化手段にＮＯ _x が吸
着してＮＯ_x浄化効率が低下し、排ガス浄化手段の近傍
が酸素濃度低下雰囲気となるよう例えば追加燃料噴射等
を行なってＣＯを供給する制御を行なったとしても、ラ
イトオフ触媒によって供給されたＣＯが酸化されてしま
い排ガス浄化手段へ供給されるＣＯ量が低減してしまう
のが抑制され、燃費の悪化を招くことなく、排ガス浄化
手段からＮＯ _x を確実に脱離させることができ、その耐
久性が高められる。

【００１８】また、排ガス浄化手段を、排気空燃比がリ
ーンのときに排ガス中のＮＯ_x を吸着し排ガス中の酸素
濃度が低下したときに吸着したＮＯ_x を放出又は還元す
るＮＯ_x 触媒と、ＮＯ_x 触媒の下流側の排気通路に設け
られ排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排ガス中の有
害成分を浄化する三元触媒とから構成するのが好まし
い。

【００１９】また、排ガス浄化手段を、ＮＯ_x 触媒とし
ての機能と三元触媒としての機能とを併せもった単一の
触媒として構成しても良い。また、排気通路の上流側に
設けられるライトオフ触媒を、三元触媒としての機能
と、排ガス中のＳＯ_X を直接浄化したり、或いは排気空
燃比がリーンの時にＳＯ_X を吸着し、排気空燃比がリッ
チの時に吸着したＳＯ_X を脱離するＳＯ_X 触媒としての
機能とを併せもった単一の触媒として構成しても良い。

【００２０】また、ライトオフ触媒は、酸素パルス法に
よる測定で触媒容量１リットル当たりの酸素吸着量が約
１５０ｃｃ以下になるように構成され、これにより、ラ
イトオフ触媒のＯ₂ストレージ能力が低くなる。また、
ライトオフ触媒は、触媒容量１リットル当たり添加され
る酸素貯蔵成分を約２５ｇ以下になるように構成され、
これにより、ライトオフ触媒のＯ₂ストレージ能力が低
くなる。また、本発明の内燃機関の排気浄化装置では、
内燃機関の排気通路に、排気空燃比がリーンのときにＮ
Ｏ _x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したときに吸着
したＮＯ _x を放出又は還元する排ガス浄化手段が設けら
れる。また、排ガス浄化手段の上流側の排気通路には、
排ガス浄化手段よりもＯ ₂ ストレージ能力が低いライト
オフ触媒を設ける。ここでは、排ガス浄化手段は、排気
空燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯ _x を吸着し排ガ
ス中の酸素濃度が低下したときに吸着したＮＯ _x を放出
又は還元するＮＯ _x 触媒と、ＮＯ _x 触媒の下流側の排気通
路に設けられ排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排ガ
ス中の有害成分を浄化する三元触媒とから構成される。
このうち、三元触媒は、Ｏ ₂ ストレージ機能を有する。
そして、排ガス浄化手段のＮＯ _x 浄化効率が低下した場
合に制御手段によって排ガス浄化手段の近傍が酸素濃度
低下雰囲気となるように制御される。

【００２１】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。本発明の一実施形態にかかる内
燃機関の排気浄化装置について、図１〜図８を参照しな
がら説明する。本発明の一実施形態にかかる排気浄化装
置は内燃機関に備えられるため、まず、内燃機関につい
て説明する。

【００２２】この内燃機関は、図１に示すように構成さ
れており、吸気，圧縮，膨張，排気の各行程を一作動サ
イクル中にそなえる内燃機関、即ち４サイクルエンジン
であって、火花点火式で、且つ、燃焼室内に燃料を直接
噴射する筒内噴射型内燃機関（筒内噴射エンジン）とし
て構成される。燃焼室１には、吸気通路２および排気通
路３が連通しうるように接続されており、吸気通路２と
燃焼室１とは吸気弁４によって連通制御されるととも
に、排気通路３と燃焼室１とは排気弁５によって連通制
御されるようになっている。

【００２３】また、吸気通路２には、図示しないエアク
リーナ及びスロットル弁が設けられており、排気通路３
には、排気浄化装置６および図示しないマフラ (消音
器）が設けられている。なお、排気浄化装置６の詳細に
ついては後述する。また、インジェクタ（燃料噴射弁）
８は、気筒内の燃焼室１へ向けて燃料を直接噴射すべ
く、その開口を燃焼室１に臨ませるように配置されてい
る。また、当然ながら、このインジェクタ８は各気筒毎
に設けられており、例えば本実施形態のエンジンが直列
４気筒エンジンであるとすると、インジェクタ８は４個
設けられることになる。

【００２４】このような構成により、図示しないスロッ
トル弁の開度に応じ図示しないエアクリーナを通じて吸
入された空気が吸気弁４の開放により燃焼室１内に吸入
され、この燃焼室１内で、吸入された空気と制御手段と
しての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０からの信号に基
づいてインジェクタ８から直接噴射された燃料とが混合
され、燃焼室１内で点火プラグ７を適宜のタイミングで
点火させることにより燃焼せしめられて、エンジントル
クを発生させたのち、排ガスが燃焼室１内から排気通路
３へ排出され、排気浄化装置６で排ガス中のＣＯ，Ｈ
Ｃ，ＮＯ_x の３つの有害成分を浄化されてから、マフラ
で消音されて大気側へ放出されるようになっている。

【００２５】また、このエンジンには種々のセンサが設
けられており、センサからの検出信号がＥＣＵ２０へ送
られるようになっている。例えば、排気通路３の排気浄
化装置６の上流側部分にはＮＯ_X センサ９（以下、上流
側ＮＯ_X センサ９という）が設けられており、また、後
述するリーンＮＯ _X 触媒１３の下流側部分にもＮＯ_X セ
ンサ１０（以下、下流側ＮＯ_X センサ１０という）が設
けられている。そして、これらの上流側ＮＯ_X センサ９
及び下流側ＮＯ_X センサ１０からの検出情報に基づいて
排気浄化装置６によるＮＯ_X 浄化効率を演算できるよう
になっている。なお、ＮＯ_X 浄化効率の演算については
後述する。

【００２６】本エンジンについてさらに説明すると、こ
のエンジンは、吸気通路２から燃焼室１内に流入した吸
気流が縦渦（逆タンブル流）を形成するように構成さ
れ、燃焼室１内で、吸気流がこのような縦渦流を形成す
るので、この縦渦流を利用しながら例えば燃焼室１の頂
部中央に配設された点火プラグ７の近傍のみに少量の燃
料を集めて、点火プラグ７から離隔した部分では極めて
リーンな空燃比状態とすることができ、点火プラグ７の
近傍のみを理論空燃比又はリッチな空燃比とすること
で、安定した層状燃焼（層状超リーン燃焼）を実現しな
がら、燃料消費を抑制することができるものである。こ
の場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、空気流
動が弱く点火時までに燃料が拡散し過ぎない圧縮行程後
期である。

【００２７】また、このエンジンから高出力を得る場合
には、インジェクタ８からの燃料が燃焼室１全体に均質
化され、全燃焼室１内を理論空燃比やリーン空燃比の混
合気状態にさせて予混合燃焼を行なえばよく、もちろ
ん、理論空燃比による方がリーン空燃比によるよりも高
出力が得られるが、これらの際にも、燃料の霧化及び気
化が十分に行なわれるようなタイミングで燃料噴射を行
なうことで、効率よく高出力を得ることができる。この
ような場合の最適な燃料噴射のタイミングとしては、吸
気流を利用して燃料の霧化及び気化を促進できるよう
に、吸気行程中には燃料噴射を終えるように設定する。

【００２８】このため、本エンジンでは、燃料噴射の態
様として、圧縮行程燃料噴射による層状燃焼によって燃
料の極めて希薄な状態（即ち、空燃比が理論空燃比より
も極めて大）での運転（超リーン燃焼運転）を行なう超
リーン運転モード（圧縮リーン運転モード）と、超リー
ン運転モードほどではないが燃料の希薄な状態（即ち、
空燃比が理論空燃比よりも大）で運転を行なうリーン運
転モード（吸気リーン運転モード）と、空燃比が理論空
燃比となるようにＯ₂ センサ情報等に基づいてフィード
バック制御を行なうストイキオ運転モード（ストイキオ
フィードバック運転モード）と、燃料の過濃な状態（即
ち、空燃比が理論空燃比よりも小）での運転を行なうエ
ンリッチ運転モード（オープンループモード）とが設け
られている。

【００２９】そして、このような各種の運転モードから
一つのモードを選択してエンジンの運転を制御すること
になるが、この運転モード選択は、エンジンの回転数Ｎ
ｅ及び負荷状態を示す有効圧力Ｐｅに基づいて行なわれ
るようになっている。つまり、エンジンの回転数Ｎｅが
低く負荷Ｐｅも小さい場合には、圧縮リーン運転モード
（圧−Ｌ）が選択され、エンジンの回転数Ｎｅや負荷Ｐ
ｅがこれよりも大きくなるのにしたがって、吸気リーン
運転モード（吸−Ｌ），ストイキオフィードバック運転
モード（Ｓ／Ｆ），オープンループモード（Ｏ／Ｌ）が
選択されるようになっている。

【００３０】なお、運転モードの選択，設定について
は、さらに後述する。次に、本実施形態にかかる排気浄
化装置６について説明する。本排気浄化装置６は、図１
に示すように、ライトオフ触媒（Ｌ／Ｏ触媒，ＦＣＣ）
１１と、リーンＮＯ_x 触媒（ＮＯ_x 触媒，ＮＯ_x −ＴＲ
ＡＰ）１３と、三元触媒（ＴＷＣ：Three Way Catalys
t）１４とを備えて構成される。なお、リーンＮＯ_x 触
媒１３と三元触媒１４とから排ガス浄化手段が構成され
る。

【００３１】このうち、ライトオフ触媒１１は、排ガス
中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯ_x を浄化する機能を有する三元
触媒により構成される。このライトオフ触媒１１は、エ
ンジンの冷態始動時から高温の排ガスによって直ちに活
性化温度になるように、エンジンの燃焼室１の直下流側
の排気通路３に配設されており、特に、エンジンの冷態
始動時に排ガス中のＨＣを低減するようになっている。
なお、ライトオフ触媒１１は、リーンＮＯ_x 触媒１３の
上流側の排気通路３に設けられることになる。

【００３２】また、ライトオフ触媒１１のＯ₂ ストレー
ジ能力は、三元触媒１４のＯ₂ ストレージ能力よりも低
く設定されている。つまり、ライトオフ触媒１１のＯ₂
ストレージ能力は、酸素パルス法による測定で触媒容量
１リットル当たりの酸素吸着量が約１５０ｃｃ〔即ち、
酸素吸着量１５０ｃｃ／リットル（Ｌ）〕以下になるよ
うに設定されている。

【００３３】ここで、一般的な酸素パルス法によるＯ₂
ストレージ能力の測定装置及びその測定方法について説
明する。酸素パルス法によるＯ₂ ストレージ能力の測定
装置は、図９に示すように、試料（ここではセリアＣｅ
Ｏ₂ を備えるライトオフ触媒）を入れる試料管５６と、
試料管５６内の試料に気体〔Ｈｅ，空気，Ｈ₂ 〕を供給
する供給通路６０と、試料管５６から気体を排出する排
出通路６１と、試料管５６を所定温度に加熱する加熱炉
５７とを備えて構成される。

【００３４】また、供給通路６０は、その上流側を切換
コック５２を介してＨｅ導入路６０ａ，Ａｉｒ導入路６
０ｂ，Ｈ₂ 導入路６０ｃに接続されており、その下流側
は、コネクタ５５を介して試料管５６に接続されてい
る。そして、切換コック５２を切り換えることによっ
て、Ｈｅ，空気，Ｈ₂ のいずれかを供給通路６０内に導
入し、試料管５６内の試料に供給することができるよう
になっている。

【００３５】また、切換コック５２と試料管５６との間
の供給通路６０には、その上流側から順に流量計５１
ａ，酸素パルス導入部５３が配設されている。そして、
流量計５１ａによって供給通路６０内を流れる気体流量
を検出することができるようになっている。また、酸素
パルス導入部５３によってＯ₂ ストレージ能力の測定時
に酸素をパルス状に導入することができるようになって
いる。

【００３６】また、供給通路６０と排出通路６１とを接
続するように流路切換コック５４が配設されており、こ
の流路切換コック５４によって、Ｏ₂ ストレージ能力の
測定時に、供給通路６０内を流れる気体を試料管５６内
の試料に供給する側と、供給通路６０内を流れる気体を
排出通路６１側へ流すように試料管５６をバイパスする
側とに流路を切り換えることができるようになってい
る。

【００３７】また、流路切換コック５４の下流側の排出
通路６１には、その上流側から順に流量計５１ｂ，パー
ジ用コック５８が配設されている。そして、流量計５１
ｂによって排出通路６１内を流れる気体流量を検出する
ことができるようになっている。また、パージ用コック
５８によってＯ₂ ストレージ能力測定の前処理時に不要
な気体を大気中に排出することができるようになってい
る。

【００３８】また、試料管５６を通過した気体の熱伝導
度を検出する熱伝導度検出器５９が備えられている。次
に、このような測定装置を用いた酸素パルス法によるＯ
₂ ストレージ能力の測定方法について説明する。まず、
Ｏ₂ ストレージ能力の測定を開始する前に、試料に既に
吸着されている酸素を除去するために前処理を行なう。

【００３９】この前処理では、試料管５６に試料を入
れ、試料管５６をコネクタ５５を介して測定装置本体側
（具体的には供給通路６０，排気通路６１）に接続し、
さらに加熱炉５７をセットする。そして、切換コック５
２をＨ₂ 導入路６０ｃ側に切り換え、供給通路６０を通
して試料管５６にＨ₂ を導入し、試料を約４５０℃に保
った状態で３０分間保持する。

【００４０】この場合、試料管５６に導入される気体流
量は流量計５１ａにより所定流量になるように管理され
る。また、パージ用コック５８は開弁されており、排気
通路６１内を流れてきた気体は大気に排出される。この
ような処理により、試料に吸着している酸素をＨ₂ と反
応させて試料内から酸素を脱離させ、試料に酸素が吸着
していない状態とする。

【００４１】次に、切換コック５２をＨｅ導入路６０ａ
側に切り換え、供給通路６０を通して試料管５６にＨｅ
を導入し、これを３０分間保持するとともに、試料を室
温まで冷却する。このような処理により、試料内から酸
素を脱離させるために上述の処理において供給したＨ₂
がＨｅにより浄化される。このような前処理を行なうこ
とで、試料のより正確なＯ₂ ストレージ能力を測定でき
ることになる。

【００４２】次いで、このような前処理を完了した後、
実際のＯ₂ ストレージの測定を行なう。このＯ₂ ストレ
ージの測定を行なう場合、酸素パルス導入部５３から供
給通路６０内へパルス状に酸素を導入して、試料管５６
内の試料に酸素を供給する。その後、試料への酸素吸着
が定常状態（即ち、飽和したと推定される状態）となっ
た後、酸素パルス導入部５３から酸素を所定回数（例え
ば、２回）導入し、試料管５６内の試料に酸素を供給し
て終了する。

【００４３】なお、Ｏ₂ ストレージの測定を行なう場
合、切換コック５２からの気体の導入は停止され、ま
た、パージ用コック５８は閉弁される。そして、酸素パ
ルス導入部５３から供給通路６０内へパルス状に酸素が
供給される毎に熱伝導度検出器５９により熱伝導度を検
出する。また、流路切換コック５４を試料管５６をバイ
パスする側に切り換えて酸素量の較正も行なう。

【００４４】この酸素量の較正では、酸素パルス導入部
５３からパルス状に供給される酸素量と、この酸素量に
対する熱伝導度検出器５９により検出されるピーク検出
値の面積との関係を得る。そして、酸素量の較正により
得られた酸素量とピーク検出値の面積との関係に基づい
て、試料が定常状態になった後に熱伝導度検出器５９に
より検出されるピーク検出値の面積の平均値と、試料が
定常状態になる前に酸素パルス導入部５３から酸素が供
給される毎に熱伝導度検出器５９により検出されるピー
ク検出値の面積との面積差から試料に吸着した酸素吸着
量を換算し、その総計から試料１リットル当たりの酸素
吸着量（ｃｃ／リットル）、即ち試料のＯ₂ ストレージ
能力を算出することができる。

【００４５】次に、ライトオフ触媒１１のＯ₂ ストレー
ジ能力を、一般的に用いられる床下触媒（例えばリーン
ＮＯ_x 触媒１３と三元触媒１４とから構成される排ガス
浄化手段）のＯ₂ ストレージ能力（酸素パルス法におけ
る測定で２００〜５００ｃｃ／リットル）よりも低い、
酸素パルス法における測定で約１５０ｃｃ／リットル以
下に設定する理由について、図１０に基づいて説明す
る。

【００４６】ここで、図１０は、酸素パルス法において
測定されるライトオフ触媒１１のＯ ₂ ストレージ能力を
変化させた場合の復活制御（リッチスパイク）の導入時
間についての実験結果を示すものである。この実験結果
は、約１．３リットルの容量を有するリーンＮＯ_X 触媒
１３及び約１．０リットルの容量を有する三元触媒１４
とから構成される排ガス浄化手段の上流側に、約０．７
リットルの容量を有するライトオフ触媒１１を設けて排
気浄化装置を構成し、空燃比（Ａ／Ｆ）約３０程度とす
るリーン運転を約６０秒継続させて、リーンＮＯ_X 触媒
１３に吸着したＮＯ_X が完全に放出されるのに要する復
活制御導入時間（リッチスパイク導入時間）を計測する
という実験において得られた結果である。

【００４７】図１０の実験結果に示すように、ライトオ
フ触媒１１のＯ₂ ストレージ能力が酸素パルス法におけ
る測定で約１５０ｃｃ／リットル以下の場合にはリッチ
スパイク導入時間は比較的短いが、ライトオフ触媒１１
のＯ₂ ストレージ能力が酸素パルス法における測定で約
１５０ｃｃ／リットルよりも高くなると、急激にリッチ
スパイク導入時間が長くなることがわかる。

【００４８】このように、ライトオフ触媒１１のＯ₂ ス
トレージ能力が約１５０ｃｃ／リットル以下になるよう
にすれば、リッチスパイク導入時間が短くなることか
ら、ライトオフ触媒１１のＯ₂ ストレージ能力によるＨ
ＣやＣＯ等の酸化への影響はほとんどないと考えられ
る。因みに、酸素パルス法における測定でＯ₂ ストレー
ジ能力が約３００ｃｃ／リットルのライトオフ触媒１１
を備えた排気浄化装置に対し、酸素パルス法における測
定でＯ₂ ストレージ能力が約１５０ｃｃ／リットルのラ
イトオフ触媒１１を備えた排気浄化装置では、燃料消費
率に換算すると、約６０％の燃料消費率の低減効果が得
られることになる。したがって、ライトオフ触媒１１の
Ｏ₂ ストレージ能力は酸素パルス法における測定で約１
５０ｃｃ／リットル以下とすることが好ましい。

【００４９】なお、ライトオフ触媒１１からイオウ成分
を脱離させる再生制御を考慮しても、上述のライトオフ
触媒１１の復活制御の場合と同様に、ライトオフ触媒１
１のＯ₂ ストレージ能力は酸素パルス法における測定で
約１５０ｃｃ／リットル以下とすることが好ましい。

【００５０】そこで、本実施形態におけるライトオフ触
媒１１は、Ｏ₂ ストレージ機能を有する添加剤、例えば
セリアＣｅＯ₂ の添加量を、ライトオフ触媒１１の容量
１リットル当たり２５ｇ（即ち、添加量２５ｇ／リット
ル）以下とする（これには、添加量をゼロとする場合も
含まれる）ことにより、ライトオフ触媒１１が蓄えうる
酸素量が、ライトオフ触媒１１の容量１リットル当たり
１５０ｃｃ（即ち、酸素量１５０ｃｃ／リットル）より
も少なくなるようにして、上述した酸素パルス法による
ライトオフ触媒１１のＯ₂ ストレージ能力を低下させて
いる。

【００５１】この場合、ライトオフ触媒１１のセリアＣ
ｅＯ₂ の添加量を少なくするには、図２（ａ）に示すよ
うに、セリアＣｅＯ₂ を全く添加しない構造のものとす
れば良い。また、図２（ｂ）に示すように、ライトオフ
触媒１１が多層構造（図２（ｂ）では、一例としてＡ層
とＢ層とからなる２層構造のものを示している）になっ
ている場合は、１部の層のみ（例えば、Ａ層のみ又はＢ
層のみ）セリアＣｅＯ ₂ を全く添加しない構造のものと
すれば良い。

【００５２】このように、本実施形態ではライトオフ触
媒１１のセリアＣｅＯ₂ の添加量を少なくすることによ
って、復活制御や再生制御時のリーンＮＯ_X 触媒１３に
供給されるＨＣやＣＯが酸化されることが抑制されるた
め、燃費の悪化を招くことなくリーンＮＯ_X 触媒１３に
吸着したＮＯ_X やＳＯ_X を確実に脱離させることができ
るようになり、これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３の耐
久性を高めることができる。

【００５３】なお、このようにセリアＣｅＯ₂ の添加量
を少なくする場合、エンジンの冷態始動時にリッチ運転
が行なわれてＨＣ，ＣＯが排出されないように空燃比制
御をより正確に行なう必要がある。これは、後述すると
復活制御（リッチスパイク）や再生制御を行なった場合
に、この復活制御や再生制御によってリーンＮＯ_X 触媒
に供給されたＨＣやＣＯがライトオフ触媒１１のセリア
ＣｅＯ₂ に蓄えられたＯ₂ によって酸化されて消費され
るのを抑制しているためである。

【００５４】三元触媒１４は、排気通路３の下流側（床
下側）に配設され、特に、エンジンの暖機後に排ガス中
のＣＯ，ＨＣ及びＮＯ_x を浄化するものである。

【００５５】この三元触媒１４は、ストイキオフィード
バック運転モード時には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮ
Ｏ_x を浄化し、リーン運転モード時にはＣＯ，ＨＣを酸
化する機能を有するものである。なお、本実施形態で
は、ライトオフ触媒１１をセリアＣｅＯ₂ を備えないも
の（或いは、セリアＣｅＯ₂ の量を低減したもの）とし
て構成しており、この場合、Ｏ₂ ストレージ能力が低下
し、排ガス中のＨＣの浄化効率が低下すると考えられる
ため、この三元触媒１４をＯ₂ ストレージ機能を有する
セリアＣｅＯ₂ を備えるものとして構成し、排ガス中の
ＨＣの浄化効率を向上させるようにしている。

【００５６】また、三元触媒１４のＯ₂ ストレージ能力
を高めることで、例えば後述する再生制御時にリーンＮ
Ｏ_X 触媒より脱離したＳＯ_X が、触媒周辺に存在するＨ
Ｃと反応しＨ₂ Ｓという有害物質に変化するがこのＨ₂
Ｓを三元触媒１４に蓄えられたＯ₂ により酸化反応さ
せ、Ｈ₂ Ｓの放出量を低減することができるという利点
がある。

【００５７】リーンＮＯ_x触媒１３は、三元触媒１４の
上流側の排気通路（床下側の排気通路）３に設けられて
おり、エンジンは空燃比をリーンにしながら節約運転を
行なえるリーン運転時にも排ガス中のＮＯ_xを十分に浄
化できるようになっている。このリーンＮＯ_x触媒１３
は、ＮＯ_xを触媒上に吸着することにより排ガス中のＮ
Ｏ_xを浄化するタイプのもの（吸蔵型リーンＮＯ_x触媒，
トラップ型リーンＮＯ_x触媒）で、例えば図３（ａ）に
示すように、アルミナＡｌ₂Ｏ₃を基材とし、この基材上
に、吸蔵材としてバリウムＢａ等の金属成分Ｍ、活性金
属として白金Ｐｔがそれぞれ担持されて構成される。

【００５８】このリーンＮＯ_X 触媒１３に担持される金
属成分Ｍは、酸素過剰雰囲気で排ガス中のＮＯ_X を吸着
し、酸素濃度が低下すると吸着したＮＯ_X を脱離するＮ
Ｏ_Xの吸着，脱離機能を有するもので、例えばバリウム
Ｂａ，ナトリウムＮａ，カリウムＫのうちの少なくとも
何れか一つの金属成分Ｍを担持するものとして構成すれ
ば良い。

【００５９】なお、本実施形態のリーンＮＯ_X 触媒１３
では、基材をアルミナＡｌ₂ Ｏ₃ としているが、酸化ジ
ルコニウムＺｒＯ₂ 等の他の基材を用いることもでき
る。また、リーンＮＯ_x 触媒１３は、三元機能を有する
ものとして構成しても良い。次に、このように構成され
るリーンＮＯ_X 触媒１３におけるＮＯ_X の吸着，脱離機
能について説明する。

【００６０】酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）では、図
３（ｂ）に示すように、まず、Ｏ₂が白金Ｐｔの表面に
吸着し、排ガス中のＮＯが白金Ｐｔの表面上でＯ₂ と反
応してＮＯ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ）。一
方、リーンＮＯ_X 触媒１３に担持されている吸蔵材、例
えばバリウムＢａについて説明すると、バリウムＢａの
一部はＯ₂ と反応し、酸化バリウムＢａＯとなって存在
し、この酸化バリウムＢａＯは、さらに、排ガス中のＣ
Ｏ等と反応して炭酸バリウムＢａＣＯ₃ となる。

【００６１】このような状況下で、生成されたＮＯ₂ の
一部が白金Ｐｔ上でさらに酸化バリウムＢａＯ及びＣＯ
から生成された炭酸バリウムＢａＣＯ₃ と反応して硝酸
バリウムＢａ（ＮＯ₃ ）₂ が生成され、リーンＮＯ_X 触
媒１３に吸着される。このような反応を化学反応式で示
すと、以下の反応式（１）のようになる。 ＢａＣＯ₃ ＋２ＮＯ＋３／２Ｏ₂ →Ｂａ（ＮＯ₃ ）₂ ＋ＣＯ₂ ・・・（１） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、図３（ｃ）に示すように、ＮＯ₂ の生成量が低下
し、逆方向の反応が進み、リーンＮＯ_X 触媒１３からＮ
Ｏ₂ が脱離される。

【００６２】つまり、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着して
いる硝酸バリウムＢａ（ＮＯ₃ ）₂と排ガス中のＣＯと
が白金Ｐｔの表面上で反応し、ＮＯ₂ 及び炭酸バリウム
ＢａＣＯ₃ が生成され、ＮＯ₂ がリーンＮＯ_X 触媒１３
から脱離される。これを化学反応式で示すと、以下の反
応式（２）のようになる。 Ｂａ（ＮＯ₃ ）₂ ＋ＣＯ→ＢａＣＯ₃ ＋２ＮＯ＋Ｏ₂ ・・・（２） ただし、２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ （なお、ＮＯの一部
は、そのまま排出される。） 次いで、脱離されたＮＯ₂ は排ガス中の未燃ＨＣ，Ｈ
₂ ，ＣＯにより還元され、Ｎ₂ として排出される（ＮＯ
＋ＣＯ→１／２Ｎ₂ ＋ＣＯ₂ ),( ＮＯ＋Ｈ₂ →１／２Ｎ
₂ ＋Ｈ₂ Ｏ）。

【００６３】このように、リーンＮＯ_X 触媒１３には、
硝酸バリウムＢａ（ＮＯ₃ ）₂ 及び炭酸バリウムＢａＣ
Ｏ₃ が化学平衡の状態で存在し、リーンＮＯ_X 触媒１３
の近傍の雰囲気に応じて各方向への反応が生じることに
なる。ところで、このようなリーンＮＯ_x 触媒６Ａは、
酸素過剰雰囲気で排ガス中のＳＯ_X を吸着し、所定の高
温雰囲気下では、酸素濃度が低下すると吸着したＳＯ _X
の一部を脱離する性質も有している。

【００６４】つまり、このリーンＮＯ_X 触媒１３は、図
４（ａ）に示すように、酸素過剰雰囲気（リーン雰囲
気）では、Ｏ₂ が白金Ｐｔの表面に吸着し、燃料や潤滑
油に含まれる硫黄成分が、燃焼後ＳＯ₂ として排出さ
れ、この排ガス中に含まれるＳＯ ₂ が白金Ｐｔの表面上
でＯ₂ と反応してＳＯ₃ となる（２ＳＯ₂ ＋Ｏ₂ →２Ｓ
Ｏ ₃ ）。

【００６５】次いで、生成されたＳＯ₃ の一部が白金Ｐ
ｔを触媒として炭酸バリウムＢａＣＯ₃ と反応すること
によって硫酸バリウムＢａＳＯ₄ が生成され、リーンＮ
Ｏ_X触媒１３に吸着される。これを化学反応式で示す
と、以下の反応式（３）のようになる。 ＢａＣＯ₃ ＋ＳＯ₃ →ＢａＳＯ₄ ＋ＣＯ₂ ・・・（３） 一方、酸素濃度が低下した雰囲気（リッチ雰囲気）で
は、図４（ｂ）に示すように、リーンＮＯ_X 触媒１３に
吸着している硫酸バリウムＢａＳＯ₄ の一部と排ガス中
のＣＯとが白金Ｐｔの触媒作用により、炭酸バリウムＢ
ａＣＯ₃ 及びＳＯ ₂ が生成され、ＳＯ₂ がリーンＮＯ_X
触媒１３から脱離される。これを化学反応式で示すと、
以下の反応式（４）のようになる。

【００６６】 ＢａＳＯ₄ ＋ＣＯ→ＢａＣＯ₃ ＋ＳＯ₂ ・・・（４） ところで、このようなリーンＮＯ_X 触媒１３では、ＮＯ
_X の吸着，脱離作用によりＮＯ_X を浄化するため、ＮＯ
_X が吸着したら、適宜脱離させる必要がある。また、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３では、炭酸バリウムＢａＣＯ₃ 及び
硫酸バリウムＢａＳＯ₄ が化学平衡の状態で存在し、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３の近傍の雰囲気に応じて各方向への
反応が進み易くなる。つまり、排ガスの空燃比（排気空
燃比）が小さくなる程（即ち、空燃比がリッチになる
程）、硫酸バリウムＢａＳＯ₄ が分解し易くなり、炭酸
バリウムＢａＣＯ₃ が生成され易くなる。逆に、排ガス
の空燃比が大きくなる程（即ち、空燃比がリーンになる
程）、炭酸バリウムＢａＣＯ₃ が分解し易くなり、硫酸
バリウムＢａＳＯ₄ が生成され易くなる。

【００６７】しかしながら、実際には、硫酸バリウムＢ
ａＳＯ₄ は分解しにくいため、酸素濃度が低下しても
（即ち、空燃比がリッチになっても）硫酸バリウムＢａ
ＳＯ₄は分解されずに残ってしまう。これにより、使用
されたバリウムＢａ分だけ硝酸バリウムＢａ（ＮＯ₃ ）
₂ が生成されなくなり、リーンＮＯ_X 触媒１３によるＮ
Ｏ_X の浄化能力が低下することになるため（これを、Ｓ
被毒という）、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したＳＯ_X
も適宜脱離させる必要がある。

【００６８】さらに、例えば燃料や潤滑油中に含まれる
イオウ成分の濃度が高い場合であって、目標ライフタイ
ム（例えば、走行距離約１０万ｋｍ）に達する前にリー
ンＮＯ_X 触媒１３が劣化し、ＮＯ_X 浄化効率が著しく低
下した場合であっても、大気中に排出されるＮＯ_X の濃
度が法規制による許容値を超えないようにする必要もあ
る。

【００６９】このため、本実施形態にかかる希薄燃焼内
燃機関では、リーンＮＯ_X 触媒１３のＮＯ_X 浄化効率が
ＮＯ_X の吸着によって低下した場合に吸着したＮＯ_X を
脱離させてＮＯ_X 浄化効率を復活させるための制御（復
活制御）、リーンＮＯ_X 触媒１３にＳＯ_X が吸着してＮ
Ｏ_X 浄化効率が低下した場合に吸着したＳＯ_X を脱離さ
せてリーンＮＯ_X 触媒１３を再生させるための制御（再
生制御）が行なわれるようになっている。

【００７０】したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関のＥＣＵ２０には、図５の機能ブロック図に示
すように、ＮＯ_X 浄化効率演算手段２１と、ＮＯ_X 浄化
効率判定手段２２と、運転モード設定手段２３と、運転
モード選択手段２４と、燃料噴射制御手段２５とが設け
られている。ここで、ＮＯ_X 浄化効率演算手段２１は、
上流側ＮＯ_X センサ９及び下流側ＮＯ_X センサ１０から
の検出情報に基づいて、リーンＮＯ_X 触媒１３によるＮ
Ｏ_Xの浄化効率を算出するものである。つまり、ＮＯ_X
浄化効率演算手段２１は、上流側ＮＯ_X センサ９による
検出値Ａ₁ と下流側ＮＯ_X センサ１０による検出値Ａ ₂
とからリーンＮＯ_X 触媒１３によるＮＯ_X の浄化効率
（＝Ａ₂ ／Ａ₁ ）を算出するようになっている。

【００７１】このＮＯ_X 浄化効率演算手段２１によるＮ
Ｏ_X 浄化効率の算出は、運転モードが吸気リーン運転モ
ードや圧縮リーン運転モード等のリーン運転モードに切
り換わってから一定期間経過した後に行なわれるように
なっている。このため、ＮＯ _X 浄化効率演算手段２１に
は、タイマ２９のカウント値が読み込まれるようになっ
ており、カウント値が設定値に達したら演算を行なうよ
うになっている。

【００７２】ＮＯ_X 浄化効率判定手段２２は、リーンＮ
Ｏ_X 触媒１３のＮＯ_X 浄化効率がＮＯ_X の吸着によって
低下した場合にＮＯ_X 浄化効率を復活させるための制御
（復活制御）、リーンＮＯ_X 触媒１３にＳＯ_X が吸着し
ＮＯ_X 浄化効率が低下した場合にリーンＮＯ_X 触媒１３
を再生させるための制御（再生制御）のうちのいずれか
の制御を行なう必要があるか否かを判定するものであ
る。

【００７３】このため、ＮＯ_X 浄化効率判定手段２２に
は、復活制御用判定手段２２Ａと、再生制御用判定手段
２２Ｂとが備えられている。まず、復活制御用判定手段
２２Ａは、復活制御を行なう必要があるか否かを判定す
べく、吸気リーン運転モードや圧縮リーン運転モード等
のリーン運転モードでの運転が所定時間（例えば、約６
０秒）行なわれたか否かを判定するものである。このた
め、復活制御用判定手段２２Ａには、タイマ２９のカウ
ント値が読み込まれるようになっている。

【００７４】そして、この復活制御用判定手段２２Ａに
よって、リーン運転モードでの運転が所定時間（例え
ば、約６０秒）行なわれたと判定された場合は、復活制
御を行なう必要があると判定し、後述する燃料噴射制御
手段２５に備えられる追加燃料噴射制御手段２７に出力
するようになっている。再生制御用判定手段２２Ｂは、
再生制御を行なう必要があるか否かを判定すべく、ＮＯ
_X 浄化効率演算手段２１によって算出された復活制御後
のＮＯ_X 浄化効率ηが再生制御用判定値ａよりも小さく
なったか否かを判定するものである。

【００７５】そして、この再生制御用判定手段２２Ｂに
よって、復活制御後のＮＯ_X 浄化効率ηが再生制御用判
定値ａよりも小さくなったと判定された場合は、再生制
御を行なう必要があると判定し、後述する燃料噴射制御
手段２５に備えられる追加燃料噴射制御手段２７に出力
するようになっている。なお、再生制御用判定値ａは、
図７に示すように、燃料中に含まれるイオウ成分の濃度
が１００ｐｐｍの場合で、走行距離が約１万ｋｍに達し
たときのリーンＮＯ_X 触媒１３のＮＯ_X 浄化効率に相当
する値として設定される。

【００７６】ところで、燃料噴射制御手段２４は、通常
燃料噴射制御手段２５と、追加燃料噴射制御手段２６と
を備えて構成される。このうち、追加燃料噴射制御手段
２５は、復活制御用判定手段２２Ａによって復活制御が
必要であると判定された場合に復活制御として追加燃料
噴射が行なわれ、また、再生制御用判定手段２２Ｂによ
って再生制御が必要であると判定された場合に再生制御
として追加燃料噴射が行なわれるように、燃料噴射弁８
の作動を制御するものである。

【００７７】この追加燃料噴射制御手段２５は、各種セ
ンサ類２８からの検出情報（例えば、エンジン回転数情
報や機関負荷情報）に基づいて、追加燃料噴射の噴射開
始時期Ｔ_INJ を設定するとともに、各サイクル内での追
加燃料の噴射時間を設定するようになっている。まず、
復活制御として追加燃料噴射を行なうための追加燃料噴
射の噴射開始時期Ｔ_INJ 及び噴射時間の設定について説
明する。

【００７８】この復活制御として追加燃料噴射を行なう
ための噴射開始時期Ｔ_INJ 及び噴射時間は、図６（ａ）
に示すように、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍が酸素濃度
の低下したリッチ雰囲気となるように設定される。例え
ば、リッチ雰囲気とするためには、空燃比を約１３に設
定して、約２秒間実施されるようにする。この場合、復
活制御としての追加燃料噴射が開始されたらタイマ２９
がカウントを開始するようにし、追加燃料噴射制御手段
２７にはタイマ２９のカウント値が読み込まれるように
すれば良い。

【００７９】なお、この復活制御としての追加燃料噴射
は、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍をリッチ雰囲気とする
ためのものであるため、リッチスパイクともいう。この
ような制御を行なうのは、吸気リーン運転モードや圧縮
リーン運転モード等のリーン運転モードでの運転が行な
われると、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍は酸素過剰雰囲
気（リーン雰囲気）となり、上述の反応式（１）で示さ
れる反応が進むため、これらのリーン運転モードが所定
時間（例えば、約６０秒）以上行なわれると、リーンＮ
Ｏ_X 触媒１３に多量のＮＯ_X が吸着されて、リーンＮＯ
_X 触媒１３によるＮＯ_X 浄化効率が徐々に低下すること
になるからである。

【００８０】これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３へのＮ
Ｏ_X 吸着量が増加することによってＮＯ_X 浄化効率が低
下しても、追加燃料噴射制御手段２７によって復活制御
として追加燃料噴射が行なわれて、上述の反応式（２）
に示すような反応が促進されるため、リーンＮＯ_X 触媒
１３からＮＯ_X を脱離させることができ、図６（ｂ）に
示すように、リーンＮＯ_X 触媒１３によるＮＯ_X 浄化効
率を向上させることができる。なお、図６（ｂ）は、図
７のＸ部の部分拡大図である。

【００８１】このようなリーンＮＯ_X 触媒１３の復活制
御に際しては、本実施形態では、ライトオフ触媒１１の
セリアＣｅＯ₂ の添加量を少なくしているため、復活制
御によって供給されたＣＯがライトオフ触媒１１に備え
られるセリアＣｅＯ₂ に蓄えられたＯ₂ によって酸化さ
れて消費されるのが抑制され、これにより、リーンＮＯ
_X 触媒１３に吸着したＮＯ_X を確実に脱離させることが
でき、その耐久性を高めることができるのである。

【００８２】次に、再生制御として追加燃料噴射を行な
うための追加燃料噴射の噴射開始時期Ｔ_INJ 及び噴射時
間の設定について説明する。この再生制御として追加燃
料噴射を行なうための噴射開始時期Ｔ_INJ 及び噴射時間
は、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍を酸素濃度が低下した
リッチ雰囲気（例えば、Ａ／Ｆ＝約１２）とし、かつ、
所定温度（例えば、約６００℃）以上となるように設定
され、所定時間（例えば、約３分）行なわれるようにな
っている。

【００８３】つまり、この追加燃料噴射制御手段２７に
よる再生制御としての追加燃料噴射は、各気筒の膨張行
程中期から排気行程末期までの間であって、通常燃料噴
射による燃焼（主燃焼）時の熱が存在する期間（以下、
熱残存期間という）に行なわれるように噴射開始時期Ｔ
_INJ が設定される。このように噴射開始時期Ｔ_INJ を設
定するのは、追加燃料噴射によって噴射された燃料を、
確実に燃焼（以下、再燃焼ともいう）させ、これにより
リーンＮＯ _X 触媒１３に付着したＳＯ_X を脱離させるべ
く、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍を酸素濃度が低下した
リッチ雰囲気とし、かつ、高温雰囲気（例えば、約６０
０℃）とするためである。

【００８４】具体的には、追加燃料噴射制御手段２５
は、この膨張行程後期以降の追加の燃料噴射において基
本となる基本燃料噴射開始時期Ｔｂ_INJ を、冷却水温度
θ_W ，ＥＧＲ量，主燃焼における点火時期Ｔ_IGによって
補正することにより噴射開始時期Ｔ_INJ を設定する。ま
た、追加燃料噴射制御手段１０４は、膨張行程以降の追
加の燃料噴射において基本となる基本駆動時間ｔ_B を、
噴射開始時期Ｔ_INJ ，触媒温度θ_C.C によって補正する
ことによりインジェクタ駆動時間ｔ_PLUSを設定する。

【００８５】このような制御を行なうのは、所定時間
（例えば、約６０秒）毎にリーンＮＯ _X 触媒１３の復活
制御としてリッチスパイクを行なったとしても、リーン
ＮＯ_X触媒１３の近傍が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲
気）となると、リーンＮＯ_X 触媒１３では、上述の反応
式（３）で示される反応も進むため、リーンＮＯ_X 触媒
１３に徐々にＳＯ_X も吸着し、リーンＮＯ_X 触媒１３に
硫酸バリウムＢａＳＯ₄ として吸着し、リーンＮＯ_X 触
媒１３の近傍の酸素濃度が低下しても（即ち、排気空燃
比がリッチになっても）、硫酸バリウムＢａＳＯ₄ は分
解されずにリーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したままとなっ
てしまうため、ＳＯ_X の吸着に使用されたバリウムＢａ
分だけ硝酸バリウムＢａ（ＮＯ₃ ）₂ が生成されなくな
り、これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３によるＮＯ_X の
浄化能力が低下するからである。

【００８６】なお、所定時間を計測するために、再生制
御としての追加燃料噴射制御が開始されるとタイマ２９
がカウントを開始するようになっており、追加燃料噴射
制御手段２５には、タイマ２９のカウント値が読み込ま
れるようになっている。これにより、リーンＮＯ_X 触媒
１３へのＳＯ_X 吸着量が増加することによってＮＯ_X 浄
化効率が低下しても、再生制御としての追加燃料噴射制
御によって、上述の反応式（４）に示すような反応が促
進され、リーンＮＯ_X 触媒１３からＳＯ _X を脱離させる
ことができるため、図７に実線Ａで示すように、リーン
ＮＯ_X 触媒１３によるＮＯ_X 浄化効率を向上させること
ができる。

【００８７】なお、図７中、実線Ａは復活制御後のＮＯ
_X 浄化効率を示しており、破線Ｂは再生制御後のＮＯ_X
浄化効率を示している。このようなリーンＮＯ_X 触媒１
３の再生制御に際しては、本実施形態ではライトオフ触
媒１１のセリアＣｅＯ₂ の添加量を少なくしているた
め、この再生制御によって供給されたＣＯがライトオフ
触媒１１のセリアＣｅＯ₂ に蓄えられたＯ ₂ によって酸
化されて消費されるのを抑制することができ、これによ
り、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したＳＯ_X を確実に脱
離させることができ、その耐久性を高めることができる
のである。

【００８８】本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関は、
上述のように構成されるため、例えば図８のフローチャ
ートに示すようにして、復活制御，再生制御が行なわれ
る。まず、ステップＳ１０で、復活制御モード（リッチ
スパイクモード）を実行する。このリッチスパイクモー
ドでは、図８中には詳細に示さないが、次のような処理
を行なう。

【００８９】つまり、リーンＮＯ_X 触媒１３には、圧縮
リーン運転モードや吸気リーン運転モード等のリーン運
転モードでの運転が行なわれると、次第にＮＯ_X 吸着量
が増加するため、このようにリーンＮＯ_X 触媒１３に吸
着したＮＯ_X を脱離させてリーンＮＯ_X 触媒１３のＮＯ
_X 浄化効率を復活させるべく復活制御を行なう必要があ
るか否かを判定する。

【００９０】この復活制御を行なう必要があるか否か
は、復活制御用判定手段２２Ａによって吸気リーン運転
モードや圧縮リーン運転モード等のリーン運転モードで
の運転が所定時間（例えば、約６０秒）が経過したか否
かによって判定する。この判定の結果、復活制御が必要
であると判定された場合は、追加燃料噴射制御手段２７
によって復活制御としての追加燃料噴射（リッチスパイ
ク）が行なわれる。

【００９１】これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍
がリッチ雰囲気とされて、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着
したＮＯ_X が脱離されるため、リーンＮＯ_X 触媒１３に
よるＮＯ_X 浄化効率が上昇する。この場合、本実施形態
にかかるライトオフ触媒１１のセリアＣｅＯ₂ の添加量
は少ないため、復活制御によって供給されたＣＯがライ
トオフ触媒１１に備えられるセリアＣｅＯ₂ に蓄えられ
たＯ₂ によって酸化されて消費されるのが抑制され、こ
れにより、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したＮＯ_X を確
実に脱離される。

【００９２】しかしながら、このように所定時間（例え
ば、約６０秒）毎に復活制御が行なわれたとしても、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３にはＳＯ_X も吸着し、一旦吸着した
ＳＯ _X は上述の復活制御では脱離させることができない
ため、次第にＳＯ_X 吸着量が増加していき、例えば走行
距離が約１万ｋｍに達するころにはリーンＮＯ_X 触媒１
３によるＮＯ_X 浄化効率が低下することになる。

【００９３】このため、ステップＳ２０で、ＮＯ_X 浄化
効率演算手段２１によって復活制御後のリーンＮＯ_X 触
媒１３によるＮＯ_X 浄化効率ηを計算した後、ステップ
Ｓ３０で、再生制御用判定手段２２Ｂによって、復活制
御後のＮＯ_X 浄化効率ηが再生制御用判定値ａよりも小
さいか否かを判定する。この判定の結果、復活制御後の
ＮＯ_X 浄化効率ηが再生制御用判定値ａよりも小さくな
いと判定された場合は、まだ再生制御は必要でないため
ステップＳ１０に戻り、復活制御後のＮＯ_X 浄化効率η
が再生制御用判定値ａよりも小さくなるまで、ステップ
Ｓ１０〜ステップＳ３０までの処理が繰り返される。

【００９４】一方、復活制御後のＮＯ_X 浄化効率ηが再
生制御用判定値ａよりも小さいと判定された場合は、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３にＳＯ_X が吸着することによってＮ
Ｏ_X浄化効率が低下しており、再生制御が必要であると
考えられるため、ステップＳ４０に進み、再生処理モー
ドが実行される。この再生処理モードでは、追加燃料噴
射制御手段２７によって再生制御としての追加燃料噴射
が行なわれる。

【００９５】これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍
がリッチ雰囲気とされ、かつ、所定温度（例えば、約６
００℃）以上とされて、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着し
たＳＯ_X が脱離されるため、リーンＮＯ_X 触媒１３によ
るＮＯ_X 浄化効率が上昇する。この再生制御によって供
給されたＣＯがライトオフ触媒１１のセリアＣｅＯ₂に
蓄えられたＯ₂ によって酸化されて消費されるのを抑制
することができ、これにより、リーンＮＯ_X 触媒１３に
吸着したＳＯ_X が確実に脱離される。

【００９６】そして、本制御では、ステップＳ１０から
ステップＳ４０までの処理が繰り返される。本発明の一
実施形態にかかる内燃機関の排気浄化装置は、上述のよ
うに構成されるため、以下に示すような作用，効果があ
る。本内燃機関の排気浄化装置では、エンジンの冷態始
動時は、エンジンの直下流側に設けられたライトオフ触
媒１１によって排ガス中のＨＣが低減される。

【００９７】また、エンジンの暖機後のストイキオフィ
ードバック運転モード時は、ライトオフ触媒１１及び三
元触媒１４によって排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯ_X が浄
化される。一方、エンジンの暖機後のリーン運転モード
時は、ライトオフ触媒１１及び三元触媒１４によって排
ガス中のＮＯ_X がその浄化特性によって浄化できない
が、リーンＮＯ_X 触媒１３によってその排ガス中のＮＯ
_X が吸着されＮＯ_X の大気への排出が抑制される。

【００９８】そして、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着でき
るＮＯ_X 吸着量には限界があるため、ＮＯ_X 浄化効率が
低下した場合には、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍を酸素
濃度低下雰囲気としてリーンＮＯ_X 触媒１３に吸着した
ＮＯ_X を脱離させ、ＮＯ_X 浄化効率を復活させるために
復活制御（リッチスパイク）が行なわれる。なお、復活
制御時にリーンＮＯ_X 触媒１３から脱離したＮＯ_X は、
その大半が三元触媒１４により浄化される。

【００９９】この場合、本実施形態にかかるライトオフ
触媒１１はセリアＣｅＯ₂ の添加量が少ないため、ライ
トオフ触媒１１のセリアＣｅＯ₂ に蓄えられたＯ₂ によ
る復活制御により供給されたＣＯの酸化が抑制される。
これにより、確実にリーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したＮ
Ｏ_X が脱離され、ＮＯ_X 浄化効率が復活することにな
る。

【０１００】また、リーンＮＯ_X 触媒１３にＳＯ_X が吸
着し、ＮＯ_X 浄化効率が低下した場合には、リーンＮＯ
_X 触媒１３の近傍を酸素濃度低下雰囲気としてリーンＮ
Ｏ_X触媒１３に吸着したＳＯ_X を脱離させ、ＮＯ_X 浄化
効率を再生させるために再生制御が行なわれる。この場
合、本実施形態にかかるライトオフ触媒１１はセリアＣ
ｅＯ₂ の添加量が少ないため、ライトオフ触媒１１のセ
リアＣｅＯ₂ に蓄えられたＯ₂ による再生制御により供
給されたＣＯの酸化が抑制される。これにより、リーン
ＮＯ_X 触媒１３に吸着したＳＯ_X が確実に脱離され、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３が再生することになる。

【０１０１】したがって、本内燃機関の排気浄化装置に
よれば、機関の冷態始動時にはＮＯ _x 触媒の上流側の排
気通路に設けられたライトオフ触媒１１によって排ガス
中のＨＣを確実に低減させることができる一方、ライト
オフ触媒１１のセリアＣｅＯ ₂ の添加量が少なく、Ｏ₂
ストレージ能力が低いため、リーンＮＯ_X 触媒１３にＮ
Ｏ_X やＳＯ_X が吸着してＮＯ_X 浄化効率が低下した場合
であっても、リーンＮＯ_X 触媒１３からＮＯ_X やＳＯ_X
を確実に脱離させることができ、その耐久性を高めるこ
とができるという利点がある。

【０１０２】なお、本実施形態にかかる内燃機関の排気
浄化装置では、排ガス浄化手段としてリーンＮＯ_X 触媒
１３の下流側の排気通路３に、リーンＮＯ_X 触媒１３と
は別に三元触媒１４を設けるよう構成しているが、リー
ンＮＯ_X 触媒としての機能と三元触媒としての機能とを
併せもった単一の触媒として構成しても良い。この場
合、ライトオフ触媒１１のＯ₂ ストレージ能力は単一の
触媒のＯ₂ ストレージ能力よりも低く設定すれば良い。

【０１０３】また、本内燃機関の排気浄化装置では、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３がＳ被毒を生じたら希薄燃焼運転領
域が狭くなるように制御するとともに、三元触媒１４の
機能をも有効に活用するようにして、排ガス中のＮＯ_X
成分が増大しないようにしても良い。また、希薄燃焼運
転領域が狭くなるように制御するだけでも、リーンＮＯ
_X 触媒１３のライフタイムを延ばすことができ、排ガス
中のＮＯ_X 成分が増大しないようにすることができる。

【０１０４】また、本内燃機関の排気浄化装置では、復
活制御において、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍をリッチ
雰囲気にするために追加燃料噴射制御手段２７によって
追加燃料噴射を行なうようにしているが、復活制御とし
てリーンＮＯ_X 触媒１３の近傍をリッチ雰囲気にする方
法はこれに限られるものではなく、運転モードをリッチ
側に切り替える等の方法であっても良い。

【０１０５】また、本内燃機関の排気浄化装置では、再
生制御において、リーンＮＯ_X 触媒１３の近傍をリッチ
雰囲気にし、かつ、排ガス温度を上昇させるために追加
燃料噴射制御手段２７によって追加燃料噴射を行ない、
排ガス温度を上昇させているが方法はこれに限られるも
のではなく、例えば、リッチ運転にしたり、点火時期を
リタードしたり、或いは、別のデバイス（電気加熱触
媒）を利用したりしても良い。

【０１０６】また、本内燃機関の排気浄化装置では、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３のＮＯ_X 浄化効率を演算すべく、Ｎ
Ｏ_X センサをリーンＮＯ_X 触媒１３の上流側と下流側と
に設けているが、これに限れるものではなく、リーンＮ
Ｏ_X 触媒１３の下流側にＮＯ _X センサを１つ設け、この
ＮＯ_X センサによって排気浄化装置６から排出される排
ガス中のＮＯ_X 量を検出し、排気浄化装置６に供給され
る排ガス中のＮＯ_X 量は、運転条件に応じて予め設定さ
れたＮＯ_X 量（ＥＣＵにメモリされた値）とし、ＮＯ_X
センサの検出値とメモリ値との比較によりリーンＮＯ_X
触媒１３の劣化を推定しても良い。

【０１０７】また、本内燃機関の排気浄化装置では、筒
内噴射型内燃機関として説明してきたが、これに限られ
るものではなく、希薄燃焼可能な内燃機関であれば良
い。ところで、本実施形態にかかる排気浄化装置６で
は、リーンＮＯ_X 触媒１３がＳ被毒を生じるのを防止す
べく、再生制御を行なうことによってリーンＮＯ_X 触媒
１３に吸着したＳＯ_X を脱離するようにしているが、リ
ーンＮＯ_X 触媒１３がＳ被毒を生じるのを防止する方法
はこれに限られるものではなく、以下に示すようにして
も良い。

【０１０８】つまり、リーンＮＯ_X 触媒１３のＳ被毒を
防止すべく、リーンＮＯ_X 触媒１３の上流側の排気通路
３に、図１に二点鎖線で示すように、排ガス中のイオウ
成分（ＳＯ_x ）を吸着するＳＯ_X 触媒（Ｓ−Trap）１２
を設けても良い。このＳＯ_X 触媒１２は、ＳＯ_X を触媒
上に吸着することにより排ガス中のＳＯ _X を浄化するも
ので、アルミナＡｌ₂ Ｏ₃ を基材とし、吸蔵材としてス
トロンチウムＳｒ等の金属成分Ｍ′、活性金属として白
金Ｐｔがそれぞれ担持されて構成される。なお、本実施
形態のＳＯ_X 触媒６Ｂでは、基材をアルミナＡｌ₂ Ｏ₃
としているが、酸化ジルコニウムＺｒＯ₂ 等の他の基材
を用いることもできる。

【０１０９】このＳＯ_x 触媒６Ｂに担持される金属成分
Ｍ′は、酸素過剰雰囲気で排ガス中のＳＯ_X を吸着し、
酸素濃度が低下すると吸着したＳＯ_X を脱離するＳＯ_X
の吸着，脱離機能を有し、さらに空燃比がリーンのとき
にＮＯ_X をほとんど吸着しないものであり、例えばスト
ロンチウムＳｒ，カルシウムＣａ，亜鉛Ｚｎ，マンガン
Ｍｎ等である。

【０１１０】このようなＳＯ_X 触媒１２でもＮＯ_X 触媒
と同様にＳＯ_X 吸着量に限界があるため、例えば追加燃
料噴射することによってＳＯ_X 触媒６Ｂの近傍を酸素濃
度の低下したリッチ雰囲気とすることによりＳＯ_X 触媒
６Ｂに吸着したＳＯ_X を脱離させることができ、これに
より、ＳＯ_X 触媒６ＢによるＳＯ_X の浄化能力の低下を
防止できるようになっている。この場合にもライトオフ
触媒のＯ₂ ストレージ能力が低いことにより排ガス中の
ＣＯがライトオフ触媒により酸化されることがないた
め、燃費を悪化させずにＳＯ_X の脱離が可能となる。

【０１１１】なお、ＳＯ_X 触媒６Ｂでは、排ガス中のＳ
Ｏ_X は吸着するが、排ガス中のＮＯ _X は吸着しないこと
になるが、ストロンチウムＳｒに吸着しないＮＯ_X は、
ＳＯ _X 触媒６Ｂの下流側に配設されたリーンＮＯ_X 触媒
１３により吸着されることになる。

【０１１２】また、ここでは、ライトオフ触媒１１の下
流側の排気通路３に、ライトオフ触媒１１とは別にＳＯ
_X 触媒１２を設けることとしているが、ライトオフ触媒
としての機能（三元機能）とＳＯ_X 触媒としての機能と
を併せもったものとして構成しても良い。この場合も、
ライトオフ触媒１１のセリアＣｅＯ₂ の添加量が少ない
ため、トラップしたＳＯ₂ がセリアＣｅＯ₂ に蓄えられ
たＯ₂ により触媒上で反応してＳＯ₃ となり、これがリ
ーンＮＯ_X 触媒１３に吸着されてしまうのを抑制できる
のである。

【０１１３】また、上述のように、ＳＯ_X 触媒１２を設
けるとともに、リーンＮＯ_X 触媒１３に吸着したＳＯ_X
を脱離する再生制御を行なうようにしても良い。

【０１１４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５記載
の本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、例えば機
関の冷態始動時には排ガス浄化手段の上流側の排気通路
に設けられたライトオフ触媒によって排ガス中のＨＣを
確実に低減させることができる一方、ライトオフ触媒の
Ｏ₂ストレージ能力が低いため、排ガス浄化手段にＮＯ_x
やＳＯ_xが吸着してＮＯ_x浄化効率が低下した場合であっ
ても、燃費を悪化させることなく、排ガス浄化手段から
ＮＯ_xやＳＯ_xを確実に脱離させることができ、その耐久
性を高めることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置の全体構成を模式図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置のライトオフ触媒の構成を示す模式図であり、
（ａ）は単層構造の場合、（ｂ）は多層構造の場合をそ
れぞれ示している。

【図３】本発明の一実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
におけるリーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 浄化の原理を説明す
るための模式図であり、（ａ）はリーンＮＯ_X 触媒の構
成を示す図、（ｂ）はリーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 吸着機
能を示す図、（ｃ）はリーンＮＯ_X 触媒のＮＯ_X 脱離機
能を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
におけるリーンＮＯ_X 触媒のイオウ成分の吸着・脱離機
能を説明するための模式図であり、（ａ）はイオウ成分
吸着機能を示す図、（ｂ）はイオウ成分脱離機能を示す
図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置の制御系の要部構成を模式的に示す機能ブロック
図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置における復活制御としてのリッチスパイクを説明
するたの図であり、（ａ）は排気空燃比を示しており、
（ｂ）はリーンＮＯ_X 触媒によるＮＯ_X 浄化効率を示し
ている。

【図７】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置における再生制御を説明するための図である。

【図８】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気浄
化装置における復活制御，再生制御，希薄燃焼運転領域
縮小化制御を示すフローチャートである。

【図９】一般的な酸素パルス法においてＯ₂ ストレージ
能力を測定する際の測定装置の全体構成を示す図であ
る。

【図１０】本発明の一実施形態にかかる内燃機関の排気
浄化装置における効果を示す図である。

【符号の説明】

３ 排気通路 ６ 排気浄化装置 １１ ライトオフ触媒 １２ ＳＯ_X 触媒 １３ リーンＮＯ_X 触媒（排ガス浄化手段） １４ 三元触媒（排ガス浄化手段） ２０ 制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２１ ＮＯ_X 浄化効率演算手段 ２２ ＮＯ_X 浄化効率判定手段 ２２Ａ 復活制御用判定手段 ２２Ｂ 再生制御用判定手段 ２３ 運転モード設定手段 ２４ 運転モード選択手段 ２７ 追加燃料噴射制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｅ 3/28 ３０１ ＺＡＢ ＺＡＢ Ｂ０１Ｊ 23/42 Ａ // Ｂ０１Ｊ 23/42 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｂ １０４Ａ 審査官 所村 陽一 (56)参考文献 特開 平11−148399（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/20 ZAB F01N 3/08 ZAB F01N 3/24 F01N 3/28 301 F02D 41/00 - 41/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられ、排気空
   燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯ_xを吸着し排ガス
   中の酸素濃度が低下したときに吸着したＮＯ_xを放出又
   は還元する排ガス浄化手段と、 該排ガス浄化手段の上流側の該排気通路に設けられ、該
   排ガス浄化手段よりもＯ₂ストレージ能力が低いライト
   オフ触媒と、 該排ガス浄化手段のＮＯ_x浄化効率が低下した場合に該
   排ガス浄化手段の近傍が酸素濃度低下雰囲気となるよう
   燃料噴射量を増大して該排気空燃比を制御することで、
   該排ガス浄化手段に供給されるＣＯを増加させてＮＯ _x
   を放出又は還元する制御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。
2. 【請求項２】 該排ガス浄化手段は、排気空燃比がリー
   ンのときに排ガス中のＮＯ_xを吸着し排ガス中の酸素濃
   度が低下したときに吸着したＮＯ_xを放出又は還元する
   ＮＯ_x触媒と、該ＮＯ_x触媒の下流側の該排気通路に設け
   られ排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排ガス中の有
   害成分を浄化する三元触媒とから構成されることを特徴
   とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】 該ライトオフ触媒は、酸素パルス法によ
   る測定で触媒容量１リットル当たりの酸素吸着量が約１
   ５０ｃｃ以下になるように構成されることを特徴とす
   る、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 【請求項４】 該ライトオフ触媒は、触媒容量１リット
   ル当たり添加される酸素貯蔵成分を約２５ｇ以下になる
   ように構成され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。
5. 【請求項５】 内燃機関の排気通路に設けられ、排気空
   燃比がリーンのときに排ガス中のＮＯ _x を吸着し排ガス
   中の酸素濃度が低下したときに吸着したＮＯ _x を放出又
   は還元する排ガス浄化手段と、 該排ガス浄化手段の上流側の該排気通路に設けられ、該
   排ガス浄化手段よりもＯ ₂ ストレージ能力が低いライト
   オフ触媒と、 該排ガス浄化手段のＮＯ _x 浄化効率が低下した場合に該
   排ガス浄化手段の近傍が酸素濃度低下雰囲気となるよう
   該排気空燃比を制御する制御手段とを備え、 該排ガス浄化手段は、排気空燃比がリーンのときに排ガ
   ス中のＮＯ _x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したと
   きに吸着したＮＯ _x を放出又は還元するＮＯ _x 触 媒と、該
   ＮＯ _x 触媒の下流側の該排気通路に設けられ排気空燃比
   が理論空燃比近傍のときに排ガス中の有害成分を浄化す
   る三元触媒とから構成され、 前記三元触媒が、Ｏ ₂ ストレージ機能を有することを特
   徴とする、内燃機関の排気浄化装置。