JP3356113B2

JP3356113B2 - 内燃エンジンの排気浄化触媒装置

Info

Publication number: JP3356113B2
Application number: JP12299599A
Authority: JP
Inventors: 公二郎岡田; 喜朗団野; 一英栂井; 廉平子; 祥吾大森; 大介三林; 嘉明児玉; 一雄古賀
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JPH11350948A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンの排
気浄化触媒装置に係り、特に浄化効率復活機能を備えた
装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】内燃エンジンが所定運転状態にあ
る時に空燃比を理論空燃比（１４．７）よりも燃料希薄
側（リーン側）の目標値（例えば、２２）に制御して、
エンジンの燃費特性等を改善する空燃比制御方法が知ら
れている。このようなリーン空燃比制御方法において、
従来の三元触媒装置では排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）が充分に浄化できないという問題がある。

【０００３】この問題を解決するために、酸素富過状態
（酸化雰囲気）において排気ガス中のＮＯｘを吸着し、
吸着したＮＯｘを炭化水素（ＨＣ）過剰状態（還元雰囲
気）で還元させる特性を有した排気浄化触媒、所謂ＮＯ
ｘ触媒を使用して、大気へのＮＯｘ排出量を低減させる
ことが知られている。このＮＯｘ触媒では、リーン空燃
比制御時にＮＯｘを吸着させることになるが、リーン燃
焼運転を連続して行うと触媒の吸着量に限度があるため
に吸着が飽和量に達したときには排気ガス中のＮＯｘの
大部分が大気に排出されることになる。そこで、ＮＯｘ
触媒の吸着量が飽和に達する前に、空燃比を理論空燃比
またはその近傍値に制御するリッチ空燃比制御に切換
え、還元雰囲気（リッチ状態）でＮＯｘの還元を行うよ
うな方法が、特開平５−１３３２６０号公報等により知
られている。

【０００４】ところが、ＮＯｘ触媒に吸着する物質は、
ＮＯｘだけならよいが、実際にはＮＯｘ以外の物質、例
えば、硫黄やその化合物等も付着する。このようなＮＯ
ｘ以外の物質（以下、浄化能力低下物質という）は、本
来ＮＯｘが吸着されるべきところに、ＮＯｘの替わりに
付着することになるため、結果的にＮＯｘの吸着能力を
低減させることになる。このようなＮＯx以外の浄化能
力低下物質は、上記公報に開示されるような空燃比制御
を行っても取り除くことができず、時間の経過とともに
その付着堆積量は増加することになる。そして、当該浄
化能力低下物質の堆積を放置しておくと、ＮＯxの吸着
能力は低下する一方となり、ＮＯx触媒がその機能を十
分に果たさなくなるおそれがある。

【０００５】そこで、点火時期を遅角させて排気温度を
浄化能力低下物質が付着しない温度に制御したり、排気
高温時に空燃比をリッチ化して浄化能力低下物質を除去
する技術が特開平６−８８５１８号公報に開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−８８５１８号公報に開示された方法では、浄化
能力低下物質がそのまま大気中に放出されたり、また、
排気高温時にならなければ浄化能力低下物質の除去が行
われないため、ＮＯx触媒がその機能を十分に果たさな
くなるおそれがあり好ましいことではない。

【０００７】さらに、点火時期や空燃比の制御を実施す
ると、内燃エンジンの運転状態が悪化してしまう可能性
もある。本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、窒素酸化物
（ＮＯｘ）以外の浄化能力低下物質が付着しても、内燃
エンジンの運転状態を悪化させることなく浄化能力低下
物質を確実に除去し、排気浄化触媒（ＮＯｘ触媒）の機
能を維持可能な排気浄化触媒装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、内燃エンジンの排気通路
に配設され、リーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化
物を吸着する排気浄化触媒を備えた内燃エンジンの排気
浄化触媒装置において、前記排気浄化触媒に付着した浄
化能力低下物質の付着量を推定する付着量推定手段と、
前記付着量推定手段により推定された付着量が所定付着
量に達したとき、前記内燃エンジン内での燃焼ガスの温
度制御を実施して前記排気浄化触媒の温度を上昇させる
触媒昇温手段とを備え、前記触媒昇温手段は、前記内燃
エンジンの点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手
段と、前記点火時期の遅角が実施されるとき前記内燃エ
ンジンへの吸入空気量を増加させる吸入空気量補正手段
と、前記排気浄化触媒の温度が所定温度に達したとき
に、空燃比を理論空燃比を含むリッチ側空燃比としたリ
ッチ燃焼運転に切換える切換手段とを含んでなることを
特徴とする。

【０００９】これにより、排気浄化触媒に吸着され、窒
素酸化物の浄化能力を低下させる浄化能力低下物質の付
着量が良好に推定され、その付着量が所定付着量を超え
ると、内燃エンジンの点火時期が遅角側に補正され、温
度上昇する燃焼ガスの熱によって排気浄化触媒の温度が
上昇させられて浄化能力低下物質が排気浄化触媒から良
好に燃焼除去され、故に排気浄化触媒への窒素酸化物の
吸着能力が復活することになるが、この際、吸入空気量
の増加によってその空気量が適正に補われるため、点火
時期の遅角時におけるエンジン出力の低下が好適に防止
される。また、内燃エンジン内での燃焼ガスの温度制御
によって排気浄化触媒が昇温させられた後、触媒温度が
所定の昇温温度に達したときには、リッチ燃焼運転が実
施され、排気ガス中には未燃炭化水素が多く含まれるこ
とになり、この未燃炭化水素と浄化能力低下物質とが高
温下で反応することになり、浄化能力低下物質は排気浄
化触媒から良好に除去される。

【００１０】

【００１１】

【００１２】また、請求項２の発明では、前記リッチ側
空燃比は、エンジン回転数と体積効率に基づいて設定さ
れることを特徴としている。これにより、エンジン回転
数と体積効率とに応じて、浄化能力低下物質の除去のた
めの空燃比が好適に設定され、浄化能力低下物質が確実
に除去される。また、請求項３の発明では、前記吸入空
気量補正手段と前記点火時期補正手段の少なくとも一方
は、補正前の制御目標値から補正後の制御目標値への切
換えを徐々に行うことを特徴としている。また、請求項
４の発明では、前記吸入空気量補正手段及び前記点火時
期補正手段は、補正前の制御目標値から補正後の制御目
標値への切換えを徐々に行うことを特徴としている。ま
た、請求項５の発明では、前記リッチ側空燃比への補正
は、補正前の空燃比から補正後の空燃比への切換えを徐
々に行うことを特徴としている。これにより、急激な補
正によってエンジン本体の運転状態に変動が生じること
が好適に抑制され、運転フィーリングの悪化が防止され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。先ず、実施例１について説明す
る。図１は、本発明に係る排気浄化触媒装置を備えた内
燃エンジンを示す概略構成図である。

【００１４】同図において、符号１は自動車用エンジ
ン、例えば、Ｖ型６気筒ガソリンエンジン本体であり、
燃焼室を始め吸気系や点火系等がリーン燃焼可能に設計
されている。このＶ型６気筒ガソリンエンジン本体（以
下、単にエンジン本体と記す）１は、片方側（左側）バ
ンク１ａと他方側（右側）バンク１ｂにそれぞれ気筒が
３気筒ずつ配設されている。左側バンク１ａと右側バン
ク１ｂの各気筒毎に設けられた吸気ポート２ａ，２ｂに
は、燃料噴射弁３ａ，３ｂが取り付けられた吸気マニホ
ールド４を介し、エアクリーナ５、吸入空気量Ａｆを検
出するエアフローセンサ６、スロットルバルブ７、ＩＳ
Ｃ（アイドルスピードコントロール）バルブ８等を備え
た吸気管９が接続されている。

【００１５】エアフローセンサ６としては、カルマン渦
式エアフローセンサ等が好適に使用される。ＩＳＣバル
ブ８は、アイドリング回転数を制御するためのものであ
り、図示しないエアコンの作動等によるエンジン負荷Ｌ
ｅの変動に応じバルブ開度を調節して、吸入空気量を変
化させ、アイドリング運転を安定させる働きをするもの
である。また、このＩＳＣバルブ８は、後述する点火時
期補正制御ならびに空燃比補正制御時には開弁側に作動
し、エンジン出力の低下を補うように作用する。

【００１６】また、各気筒の排気ポート１０ａ，１０ｂ
には、排気マニホールド１１ａ，１１ｂを介して、空燃
比を検出するための空燃比センサ（リニアＯ₂センサ
等）１２の取り付けられた排気管１４が接続され、この
排気管１４には、排気浄化触媒１３を介して、図示しな
いマフラーが接続されている。排気管１４には、エアク
リーナ５から延びる二次空気導入管３０が接続されてお
り、この二次空気導入管３０には、二次空気を排気管１
４に供給するためのエアポンプ３２が介在されている。
これにより、必要に応じて排気管１４に空気を供給する
ことができる。尚、このエアポンプ３２は、電流値等を
変化させることによってその出力を調節可能になってい
る。

【００１７】排気浄化触媒１３は、ＮＯｘ触媒１３ａと
三元触媒１３ｂとの２つの触媒を備えており、ＮＯｘ触
媒１３ａの方が三元触媒１３ｂよりも上流側に配設され
ている。ＮＯｘ触媒１３ａは、酸化雰囲気においてＮＯ
ｘ（窒素酸化物）を吸着させ、ＨＣ（炭化水素）の存在
する還元雰囲気では、ＮＯｘをＮ₂（窒素）等に還元さ
せる機能を持つものである。ＮＯｘ触媒１３ａとして
は、例えば、耐熱劣化性を有するＰtとランタン、セリ
ウム等のアルカリ希土類からなる触媒が使用されてい
る。ＮＯｘ触媒１３ａには、触媒温度センサ（触媒温度
検出手段）２６が接続されており、ＮＯｘ触媒１３ａの
温度を高温域まで検出可能になっている。

【００１８】一方、三元触媒１３ｂは、ＨＣ、ＣＯ（一
酸化炭素）を酸化させるとともに、ＮＯｘを還元する機
能をもっており、この三元触媒１３ｂによるＮＯｘの還
元は、理論空燃比（１４．７）付近での燃焼時において
最大に促進されるようになっている。エンジン本体１に
は、吸気ポート２ａ，２ｂから燃焼室１５ａ，１５ｂに
供給された空気と燃料との混合ガスに着火するための点
火プラグ１６ａ，１６ｂが各気筒毎に配置されている。
また、符号１８は、カムシャフトと連動するエンコーダ
からクランク角同期信号θCRを検出するクランク角セン
サ、符号１９はスロットルバルブ７の開度θTHを検出す
るスロットルセンサ、符号２０は冷却水温ＴWを検出す
る水温センサ、符号２１は大気圧Ｐaを検出する大気圧
センサ、符号２２は吸気温度Ｔａを検出する吸気温セン
サである。

【００１９】尚、エンジン回転速度（エンジン回転数）
Ｎｅは、クランク角センサ１８が検出するクランク角同
期信号θCRの発生時間間隔から演算される。また、体積
効率ηvは、上記エアフローセンサ６により検出された
空気流量Ａｆと上記エンジン回転速度Ｎｅ等とから演算
され、大気圧センサ２１が検出する大気圧Ｐa、吸気温
センサ２２が検出する吸気温度Ｔａ等によって補正され
る。さらに、エンジン負荷Ｌｅは、スロットルセンサ１
９により検出されるスロットル開度θTH、上記体積効率
ηv等から演算される。

【００２０】車室内には、図示しない入出力装置、多数
の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、計
時手段として機能するタイマカウンタ等を備えたＥＣＵ
（電子制御ユニット）２３が設置されており、エンジン
本体１の空燃比制御、点火時期制御、吸入空気量制御や
後述する排気浄化触媒装置のリフレッシュ制御等を行っ
ている。ＥＣＵ２３の入力側には、車両の走行距離を車
速パルスの積算値等によりカウントする距離メータ２５
や上述した各種センサ類が接続され、これらセンサ類か
らの検出情報が入力される。一方、出力側には、上述の
燃料噴射弁３ａ，３ｂや点火ユニット２４等が接続さ
れ、これらに向けて各種センサ類からの入力情報に基づ
いて演算された最適値が出力されるようになっている。
燃料噴射弁３ａ，３ｂは、ＥＣＵ２３からの指令によ
り、パルス状の電流が供給されて駆動するものであり、
その電流のパルス幅によって燃料噴射量が決定される。
点火ユニット２４は、ＥＣＵ２３からの指令により、各
気筒の点火プラグ１６ａ，１６ｂに高電圧を出力する。

【００２１】次に、上述のように構成される排気浄化触
媒装置の作用について説明する。図２および図３に示す
フローチャートは、ＥＣＵ２３が実行するリフレッシュ
制御手順を示している。このリフレッシュ制御は、ＮＯ
ｘ触媒１３ａに付着するＮＯｘ以外の付着物（浄化能力
低下物質）、例えば硫黄やその化合物等が所定量に達し
たと判定されたら、エンジン本体１の燃焼ガスの温度制
御によって、ＮＯｘ触媒１３ａを高温状態に昇温させる
リフレッシュ運転を実施し、その浄化能力低下物質をＮ
ＯｘがＮＯｘ触媒１３ａに吸着するときの障害とならな
いように除去しようというものである。

【００２２】先ず、ステップＳ１０では、ＥＣＵ２３
は、浄化能力低下物質の付着量が車両の走行距離Ｄに略
比例して増加することから、距離メータ２５によって車
両の走行距離Ｄを読み込んで、ＮＯｘ触媒１３ａに付着
堆積している浄化能力低下物質の量を推定する（付着量
推定手段）。次に、ステップＳ１２では、浄化能力低下
物質が所定量に達したか否かを、ステップＳ１０で読込
んだ走行距離Ｄが所定値Ｄ1（例えば、１０００ｋｍ）
以上であるか否かで判別する。この所定値Ｄ1は、実験
等により適宜値に設定され、浄化能力低下物質の付着量
が許容量を越えない範囲、つまり、浄化能力低下物質の
付着によって増加するＮＯｘ排出量が法規等の規制値を
越えない範囲内の値に設定される。判別結果がＹｅｓ
（肯定）の場合には、浄化能力低下物質が所定量を越え
たと判定でき、次にステップＳ１６に進む。一方、判別
結果がＮｏ（否定）で走行距離Ｄが所定値Ｄ1（１００
０ｋｍ）に達していない場合には、次にステップＳ１４
に進む。

【００２３】ステップＳ１４は、制御電源であるバッテ
リが、車両整備の実施等のために一旦外され、再度接続
された直後であるか否かを判別するステップである。こ
の判別は、バッテリが外された際、ＥＣＵ２３のＲＡＭ
に記憶された走行距離Ｄに基づき推定される浄化能力低
下物質の付着量の推定値が一旦ゼロ値にリセットされ、
付着量の推定値と実際の付着量との整合性がとれなくな
ることを防止すべく実施されるものである。

【００２４】このステップＳ１４の判別結果がＮｏ（否
定）の場合には、バッテリは接続されているが、ステッ
プＳ１２での走行距離Ｄの判別結果が未だ所定値Ｄ1
（１０００ｋｍ）に達していない状態と判定でき、この
場合には何もせずに当該ルーチンを終了する。一方、判
別結果がＹｅｓ（肯定）で、バッテリ再接続直後の場合
には、ステップＳ１２のＹｅｓ（肯定）の判別結果と同
様に、次にステップＳ１６に進む。尚、バッテリが外さ
れても、ＥＣＵ２３のバックアップ機能等により、走行
距離Ｄに基づく付着量の推定値が確実に記憶保持される
ような場合には、ステップＳ１４の判別を実施しなくて
もよい。

【００２５】ステップＳ１６では、エンジン本体１の運
転状態が、リフレッシュ運転を実施しても良い状態であ
るか否かを、各種センサ類からの信号値に基づいて判別
する。ここでは、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン負荷
Ｌｅの要素である体積効率ηvおよび冷却水温ＴWが判定
の対象となり、それぞれの値が下記(1)乃至(3)に示す不
等式の範囲内となるか否かが判別される。

【００２６】Ｎｅ1≦Ｎｅ≦Ｎｅ2 …(1) ηv1≦ηv≦ηv2 …(2) ＴW1≦ＴW …(3) ここに、Ｎｅ1、Ｎｅ2、ηv1、ηv2およびＴW1は閾値を
示し、例えば、Ｎｅ1は１５００rpm、Ｎｅ2は５０００r
pm、ηv1は３０％、ηv2は８５％であり、ＴW1は、例え
ば暖機運転が完了したとみなせる５０℃に設定されてい
る。これらの閾値は、エンジン本体１の運転状態が、所
謂中負荷域から高負荷域となる値を示しており、この場
合、エンジン本体１の排気温度は所定温度ＴEX（例え
ば、６００℃）以上であると推定される。

【００２７】このように、エンジン本体１の運転状態が
中負荷域から高負荷域となるような運転状態をリフレッ
シュ運転実施の成立条件とするのは、例えば、Ｎｅ1、
ηv1よりも小さい低負荷域においてリフレッシュ運転を
実施すると、エンジン本体１の出力が安定せず、運転フ
ィーリングが悪化する虞があるためであり、またＮｅ、
ηvの値がＮｅ2、ηv2よりも大きい高負荷域において
は、排気ガス温度が高温であり、これによりＮＯｘ触媒
１３ａも高温状態となっていることから、この状態でリ
フレッシュ運転を実施すると、ＮＯｘ触媒１３ａが過熱
され、焼損する虞があるためである。

【００２８】ステップＳ１６の判別結果がＮｏ（否
定）、すなわちＮｅ、ηv、ＴWのいずれかが上記の範囲
から外れている場合には、リフレッシュ運転を行うべき
ではない状態と判定でき、この場合にはリフレッシュ運
転は実施せず、ステップＳ１８を経て再度ステップＳ１
６を実行し、このステップＳ１６の実行は、その判別結
果がＮｏ（否定）でなくなるまで繰り返される。尚、ス
テップＳ１８では、後述するフラグｆ(RF)がゼロ値にリ
セットされる。

【００２９】一方、ステップＳ１６の判別結果がＹｅｓ
（肯定）で、Ｎｅ、ηv、ＴWの全ての値が上記不等式
(1)〜(3)の範囲内にある場合には、エンジン本体１の運
転状態が中負荷域から高負荷域にあってリフレッシュ運
転を実施してもよい安定した状態であるため、次にステ
ップＳ２０に進む。このとき、ＥＣＵ２３のタイマカウ
ンタが経過時間ｔの積算を開始する。

【００３０】ステップＳ２０は、後述するリフレッシュ
モード運転が実行されたことを記憶する前記フラグｆ(R
F)が値１であるか否かを判別するステップである。ステ
ップＳ１６の判別結果がＹｅｓ（肯定）でリフレッシュ
運転が可能となった直後においては、このフラグｆ(RF)
の値はリセットされたゼロ値の状態（ｆ(RF)＝０）であ
るため、この場合には、ステップＳ２０の判別結果は必
然的にＮｏ（否定）となり、次にステップＳ２４に進
む。

【００３１】次のステップＳ２４以降はリフレッシュ運
転を実行するステップである。ステップＳ２４およびス
テップＳ２６はリフレッシュ運転のうち昇温モード運転
を構成するステップであり、ここではＮＯｘ触媒１３ａ
の温度ＴCATをＮＯｘ触媒１３ａから浄化能力低下物質
を燃焼除去するのに充分な所定温度Ｔ1（例えば、６５
０℃）まで昇温させる（触媒昇温手段）。

【００３２】先ず、ステップＳ２４において、エンジン
本体１の各気筒の点火時期補正を行う（点火時期補正手
段）。この点火時期補正は、全ての気筒についてその点
火時期を遅角させるものである。このように遅角させる
ことにより、各気筒の排気弁が開弁されたときでも燃焼
が未だ完了せずに維持される。従って、エンジン本体１
から排出される排気ガスは、燃焼した状態を保ったまま
に排気管１４に流出することになり、排気管１４内の排
気ガス温度は高いものとなる。

【００３３】この点火時期の補正量（遅角量）は、エン
ジン回転速度Ｎｅおよび体積効率ηvに基づいて予め設
定され、これらの関係を示すマップがＥＣＵ２３のＲＯ
Ｍに記憶されている。そして、点火時期補正時には、エ
ンジン回転速度Ｎｅおよび体積効率ηvに応じた補正量
がこのマップから読み出され、この補正量に従い適正な
補正が実施される。

【００３４】以上のように点火時期補正を実施したら、
次にステップＳ２６に進む。このステップＳ２６では、
ＩＳＣバルブ８を調節して吸入空気量の補正を行う（吸
入空気量補正手段）。この吸入空気量の補正は、点火時
期を遅角させたことにより、燃焼効率が低下し、エンジ
ン出力が低下することを防止すべく実施されるものであ
り、ここではＩＳＣバルブ８を開弁側に作動させて吸入
空気量を増加させる。これにより、燃焼がより良好に実
施されることとなり、エンジン出力は低下することなく
安定して一定に保持される。

【００３５】この吸入空気の補正量は、点火時期補正の
場合と同様に、エンジン回転速度Ｎｅおよび体積効率η
vに基づいて予め設定されており、それらの関係を示す
マップがＥＣＵ２３のＲＯＭに記憶されている。そし
て、吸入空気量補正時には、このマップからその補正量
が読み出されて吸入空気の補正が適正に実施される。
尚、この吸入空気の補正量が大きく、ＩＳＣバルブ８の
調節だけでは充分にその補正を実施できない場合には、
スロットルバルブ７を回避するようにして別途吸気管９
にバイパス管（図示せず）を設け、このバイパス管に介
在するエアバイパスバルブを操作して吸入空気量を増量
するようにしてもよい。

【００３６】以上のようにして、リフレッシュ運転の昇
温モード運転が実施されると、ＮＯｘ触媒１３ａは急速
に昇温させられ、ＮＯｘ触媒１３ａの温度ＴCATは、Ｎ
Ｏｘ触媒１３ａに付着した浄化能力低下物質が燃焼除去
されるに充分な所定温度Ｔ1（６５０℃）にまで達する
ことになる。次のステップＳ３０では、触媒温度センサ
２６によって検出された触媒温度ＴCATが、所定温度Ｔ1
（例えば、６５０℃）以上に達したか否かを判別する。
判別結果がＮｏ（否定）で触媒温度ＴCATが所定温度Ｔ1
（６５０℃）未満の場合には、未だ浄化能力低下物質を
燃焼除去させるに充分な温度ではないと判定でき、前述
のステップＳ１６に戻ってエンジン本体１の運転状態が
安定するのを待つ。一方、判別結果がＹｅｓ（肯定）で
触媒温度ＴCATが所定温度Ｔ1（６５０℃）に達したと判
定された場合には、次にステップＳ３２に進む。

【００３７】ステップＳ３２では、前述したステップＳ
１６の判別結果がＹｅｓ（肯定）となり、リフレッシュ
運転の実施とともに計時を開始した経過時間ｔが一定時
間ｔｓ（例えば、５秒）経過したか否かを判別する。判
別結果がＮｏ（否定）で未だ一定時間ｔｓ（５秒）が経
過していない場合には、エンジン本体１の運転状態が不
安定であるとみなすことができ、この場合にはステップ
Ｓ１６に戻り、エンジン本体１の運転状態が安定するの
を待つ。一方、判別結果がＹｅｓ（肯定）で一定時間ｔ
ｓ（５秒）が経過したと判定された場合には、エンジン
本体１の運転状態は安定したとみなすことができ、次に
ステップＳ３４に進む。

【００３８】ステップＳ３４乃至ステップＳ３８はリフ
レッシュ運転のうちリフレッシュモード運転を構成する
ステップであり、ここでは所定温度Ｔ1（６５０℃）に
達したＮＯｘ触媒１３ａの温度をその所定温度Ｔ1（６
５０℃）に維持し、浄化能力低下物質（硫黄やその化合
物）をＮＯｘ触媒１３ａから略完全に燃焼除去させるよ
うにする。

【００３９】このリフレッシュモード運転では、先ずス
テップＳ３４で空燃比補正を行う（切換手段）。この空
燃比補正では、空燃比をリッチ側に補正することにな
り、このときの空燃比はエンジン回転速度Ｎｅおよび体
積効率ηvに基づくマップから求められるが、その値は
例えば１３．７である。このように空燃比をリッチ側に
設定することにより、排気ガス中には、昇温モード運転
のときよりもＣＯや未燃ＨＣを多く含むことになる。そ
して、この未燃ＨＣは、高温下で燃焼除去した浄化能力
低下物質と反応することになり、これによって浄化能力
低下物質が再びＮＯｘ触媒１３ａに付着することなく確
実に除去される。また、この未燃ＨＣはＮＯｘを還元す
ることから、ＮＯｘ触媒１３ａに吸着されているＮＯｘ
も同時に除去されることになる。

【００４０】ステップＳ３６では、昇温モード運転の場
合と同様にして、点火時期を遅角側に補正し続けて排気
ガス温度を高温に保持し、ＮＯｘ触媒１３ａの温度ＴCA
Tを所定温度Ｔ1（６５０℃）に維持する。そして、ステ
ップＳ３８では、やはり昇温モード運転の場合と同様
に、ＩＳＣバルブ８を開弁側に調節したまま吸入空気量
の補正を行い、エンジン出力の低下を補うようにする。
尚、このリフレッシュモード運転では、ＮＯｘ触媒１３
ａの温度ＴCATを所定温度Ｔ1（６５０℃）に維持すれば
よいことから、昇温モード運転時に比べて点火時期補正
量や吸入空気補正量を小さく設定し、温度維持に最小限
必要なだけの量に限定するようにしてもよい。

【００４１】ところで、上記の点火時期補正、吸入空気
量補正、空燃比補正を行う際には、これらの補正を急激
に行うとエンジン本体１の運転状態に変動が生じ、運転
フィーリングが悪化する虞があるため、徐々にその補正
値に近づけるようにしてその補正を実施することが望ま
しい。このリフレッシュモード運転を終了したら、次に
ステップＳ４０に進み、フラグｆ(RF)に値１を設定し
て、リフレッシュモード運転が実行されたことを記憶
し、ステップＳ４２に進む。

【００４２】ステップＳ４２では、当該ステップＳ４２
が実行される毎に、累積時間ＣSTが次式(8)により演算
される。ここでは、触媒温度ＴCATが所定温度Ｔ1（６５
０℃）を越え、かつリフレッシュ運転開始時に計時し始
めた経過時間ｔが一定時間ｔｓ（５秒）経過した後のリ
フレッシュ運転の継続時間が積算される。ＣST＝ＣST＋１ …(8) この累積時間ＣSTは、当該ステップＳ４２が実行される
ときのみ値１だけカウントアップされるものであるた
め、上述したステップＳ１６の判別結果がＮｏ（否定）
の場合や、ステップＳ３０あるいはステップＳ３２の判
別結果のいずれかがＮｏ（否定）の場合には加算されな
いことになる。従って、ステップＳ１６、ステップＳ３
０およびステップＳ３２の判別結果が全てＹｅｓ（肯
定）であり、リフレッシュモード運転が確実に実行され
た場合の時間だけが正味時間として累積されることにな
る。ここに、カウントアップする値１は、例えば、当該
ルーチンの実行周期に応じて設定された基準時間Ｘtに
対応したものである。

【００４３】このように加算された累積時間ＣSTは、次
のステップＳ４４において、予め実験等により設定され
た所定時間ｔ1例えば、６００秒）に対応する所定値ＸC
と比較され、リフレッシュ運転を所定時間ｔ1（６００
秒）に亘って行ったか否かが判別される。この所定時間
ｔ1（６００秒）は、浄化能力低下物質が充分に除去さ
れたとみなせる時間であり、判別結果がＮｏ（否定）で
累積時間ＣSTが所定値ＸCに達していない場合には、浄
化能力低下物質の除去が充分でないと判断でき、ステッ
プＳ１６に戻りリフレッシュ運転を継続する。

【００４４】累積時間ＣSTが所定値ＸCに達しておら
ず、再びステップＳ１６が実行されたときにおいて、そ
の判別結果がＹｅｓ（肯定）でエンジン本体１がリフレ
ッシュ運転に良好な運転状態であればステップＳ２０に
進む。今回は、既にリフレッシュモード運転が実行され
てフラグｆ(RF)が値１に設定されていることから、この
ステップＳ２０の判別結果はＹｅｓ（肯定）となる。こ
の場合には、昇温モード運転を実行することなくステッ
プＳ３４に進み、リフレッシュモード運転のみを実行し
て触媒温度ＴCATを所定温度Ｔ1（６５０℃）に維持す
る。

【００４５】一方、リフレッシュ運転が一旦開始された
にもかかわらず、エンジン本体１の運転状態がリフレッ
シュ運転域から外れ、ステップＳ１６の判別結果がＮｏ
（否定）となった場合には、リフレッシュ運転を中止し
て次にステップＳ１８に進む。このステップＳ１８では
フラグｆ(RF)の値をゼロ値にリセットする（ｆ(RF)＝
０）。このようにフラグｆ(RF)の値が一旦ゼロ値に戻さ
れると、次回ステップＳ１６を経てステップＳ２０が実
行されたときには、その判別結果はＮｏ（否定）とな
り、ステップＳ２４以降の昇温モード運転が再度実行さ
れることになる。これにより、リフレッシュ運転の中止
によって低下した触媒温度ＴCATを再び所定温度Ｔ1（６
５０℃）にまで戻すことができる。

【００４６】ステップＳ４４の判別結果がＹｅｓ（肯
定）となり、累積時間ＣSTが所定値ＸCに達したと判定
された場合には、浄化能力低下物質が略完全に除去され
たとみなすことができ、リフレッシュ運転を終了して、
最後にステップＳ４６を実行する。ステップＳ４６で
は、リフレッシュ運転の終了により、積算されていた累
積時間ＣST、走行距離Ｄおよびフラグｆ(RF)の値をゼロ
値にリセットする。これにより、次回のリフレッシュ運
転の実行に備える。

【００４７】以上、実施例１では、点火時期補正によっ
て燃焼ガスの温度制御を実施し、これによりＮＯｘ触媒
１３ａを昇温させて浄化能力低下物質を除去するように
したが、ＮＯｘ触媒１３ａを昇温させる触媒昇温手段は
これに限られるものではなく他の方法を適用することも
できる。以下、実施例２について説明する。実施例２
は、ＮＯｘ触媒１３ａを昇温させる触媒昇温手段とし
て、排気ガス中への酸素付加制御、すなわち未燃ＨＣを
含む排気ガスに二次空気を投入する方法を採用したもの
である。

【００４８】この実施例２では、図１に示した排気浄化
触媒装置において、図２および図３に示したフローチャ
ートのうち、昇温モード運転とリフレッシュモード運転
の制御内容のみを変更してＮＯｘ触媒１３ａのリフレッ
シュ制御を実施する。以下、実施例２におけるリフレッ
シュ制御について説明するが、昇温モード運転とリフレ
ッシュモード運転以外のステップについては、図２およ
び図３に示したとおりであり、それらのステップについ
ては前述したのでここでは説明を省略する。

【００４９】先ず、昇温モード運転では、図４に示すよ
うに、ステップＳ２４１で空燃比補正を実施する（切換
手段）。この空燃比補正では、前述した実施例１での空
燃比補正（ステップＳ３４）と同様に、各気筒の空燃比
をリッチ側に補正する。このときの空燃比はエンジン回
転速度Ｎｅおよび体積効率ηvに基づくマップから求め
られるが、その値は固定値でもよい。この補正により、
排気ガス中には未燃ＨＣが多く含まれることになる。

【００５０】次にステップＳ２６１では、前述した実施
例１での点火時期補正（ステップＳ２４）と同様の点火
時期補正を実施し、各気筒の点火時期を遅角させる。こ
れにより、排気ガス温度を上昇させる。そして、ステッ
プＳ２８１において、前述したエアポンプ３２を作動さ
せ、排気管１４に二次空気導入管３０を介して二次空気
を供給する。このとき、上述した空燃比補正の実施によ
り、排気管１４内には多くの未燃ＨＣが含まれており、
さらに点火時期の遅角補正が実施されて排気温度が高温
域に達していることから、二次空気中の酸素の存在によ
って未燃ＨＣは燃焼し、排気管１４内の排気温度がさら
に上昇することになる。そして、この高温の排気ガスが
通過することにより、ＮＯｘ触媒１３ａの温度ＴCATが
急速に上昇する。

【００５１】触媒温度ＴCATが所定温度Ｔ1（６５０℃）
にまで達し、ここでは図示しないが、前述したステップ
Ｓ３０およびステップＳ３２の判別結果がＹｅｓ（肯
定）となる場合には、次にリフレッシュモード運転を実
施する。このリフレッシュモード運転では、前述の昇温
モード運転の場合と同様にして、ステップＳ３４１にお
いて空燃比補正を実施し、各気筒の空燃比をリッチ側に
補正した後、次にステップＳ３６１において点火時期補
正を実施するようにして、各気筒の点火時期を遅角させ
る。尚、このリフレッシュモード運転では、昇温モード
運転時に比べて空燃比補正量や点火時期補正量を小さく
設定するようにしてもよい。

【００５２】そして、さらに昇温モード運転の場合と同
様にして、二次空気を供給することになるが、ここで
は、エアポンプ３２の出力を小さくなる側に調節し、量
を絞った二次空気を排気管１４に供給する。このように
二次空気量を絞ることにより、酸素量が減少し、空燃比
補正により排気管１４に供給される未燃ＨＣの燃焼量が
減ることになるが、このリフレッシュモード運転におい
ては、触媒温度ＴCATを所定温度Ｔ1（６５０℃）に維持
できればよいことから、ここでは二次空気量を絞り、所
定温度Ｔ1（６５０℃）を維持する燃焼に最小限必要な
量の二次空気を供給するようにしている。

【００５３】このように二次空気の量を減少させること
により、空燃比をリッチ側に補正した状態では、多くの
ＨＣが燃焼せずに排気ガス中に残存することになる。こ
の残存したＨＣは、高温下でＮＯｘ触媒１３ａから燃焼
除去された浄化能力低下物質と反応することになる。こ
れにより、浄化能力低下物質は再びＮＯｘ触媒１３ａに
付着することなく確実に除去される。

【００５４】尚、上記の空燃比補正、点火時期補正、二
次空気の供給を行う際には、これらの補正または供給を
急激に行うとエンジン本体１の運転状態に変動が生じ、
運転フィーリングが悪化する虞があるため、徐々にその
補正値または供給値に近づけるようにするのが好まし
い。以上のように、エンジン本体１をリッチ側に空燃比
補正した後に二次空気を排気管１４に供給する酸素付加
制御を行うことによっても、ＮＯｘ触媒１３ａを昇温さ
せて浄化能力低下物質を除去することができる。

【００５５】ところで、実施例１や実施例２では、点火
時期補正や空燃比補正等のエンジン本体１の燃焼制御を
行うような触媒昇温手段を用いてＮＯｘ触媒１３ａを昇
温させたが、このような燃焼制御を行わずに昇温させる
こともできる。以下、エンジン本体１の制御を行わない
触媒昇温手段を用いた実施例３乃至５について、図５乃
至図１０を参照して説明する。

【００５６】これらの実施例３乃至５の排気触媒装置で
は、図１に示した排気浄化触媒装置において、排気浄化
触媒１３の代わりに図５乃至７に示すように、それぞれ
に触媒昇温手段を伴った排気浄化触媒１３１、１３２、
１３３を備えて構成されている。実施例３および４で
は、触媒昇温手段としてＮＯｘ触媒１３ａ自体の加熱制
御を採用している。

【００５７】実施例３の排気浄化触媒装置は、図５に示
すような排気浄化触媒１３１を備えており、この排気浄
化触媒１３１は、ＮＯｘ触媒１３ａの上流部にバーナ４
０を有している。このバーナ４０は、燃料噴射ノズル４
２と点火装置４４とからなっており、これらの燃料噴射
ノズル４２と点火装置４４とは、ＥＣＵ２３からの指令
に応じて作動するようになっている。燃料噴射ノズル４
２には、燃料チューブ４６が接続されており、この燃料
チューブ４６は、図示しない燃料タンクに接続されてい
る。

【００５８】また、バーナ４０のさらに上流部には、燃
料パイプ４９を介して図示しない燃料タンクに接続され
た燃料噴射ノズルＢ４８が設けられており、排気浄化触
媒１３１に燃料を投入できるようになっている。この燃
料噴射ノズルＢ４８から投入される燃料はエンジン本体
１に供給される燃料（ガソリン等）と同一のものである
のが好ましい。尚、この燃料供給用の燃料噴射ノズルＢ
４８を省略し、バーナ４０用の燃料噴射ノズル４２から
燃料を多めに噴射することによって、排気浄化触媒１３
１に燃料が供給されるようにしてもよい。

【００５９】このように構成された排気浄化触媒１３１
を備えた排気浄化触媒装置では、図２および図３に示し
たフローチャートのうち、昇温モード運転とリフレッシ
ュモード運転の制御内容のみを変更してＮＯｘ触媒１３
ａのリフレッシュ制御を実施する。以下、実施例３にお
けるリフレッシュ制御について説明するが、昇温モード
運転とリフレッシュモード運転以外のステップについて
は、図２および図３に示したとおりであり、それらのス
テップについては前述したので実施例２の場合と同様こ
こでは説明を省略する。

【００６０】先ず、昇温モード運転では、図８に示すよ
うに、ステップＳ２４２において、燃料噴射ノズル４２
から燃料を噴射させ、この燃料に点火装置４４で着火し
てこれを燃焼させるようにし、バーナ４０を作動させる
（バーナ作動）。このとき、燃料は排気管１４内の残存
酸素の存在のもとに燃焼することになるが、燃料噴射ノ
ズル４２の作動と連動して開弁する空気取入弁（図示せ
ず）を燃料噴射ノズル４２付近に設けるようにすれば、
より良好な燃焼が得られる。このようにバーナ４０を作
動させると、その火炎がＮＯｘ触媒１３ａを熱すること
になり、ＮＯｘ触媒１３ａの温度が急激に上昇し、触媒
温度ＴCATが所定温度Ｔ1（６５０℃）にまで急速に達す
る。

【００６１】次に、リフレッシュモード運転では、ステ
ップＳ３４２において、バーナ４０の作動を継続して実
施し、触媒温度ＴCATを所定温度Ｔ1６５０℃）に維持す
る。これにより、浄化能力低下物質を充分に燃焼除去す
る。このとき、燃料噴射ノズル４２の開度を変化させ
て、燃料噴射ノズル４２からの燃料噴射量を所定温度Ｔ
1（６５０℃）を維持するのに最小限必要な量だけに絞
るのが好ましい。

【００６２】そして、ステップＳ３６２において、燃料
噴射ノズルＢ４８から燃料（ガソリン等）を別途噴射し
て、排気ガスに強制的に燃料を混入させる。これによ
り、ＮＯｘ触媒１３ａを通過する排気ガスはＨＣを多く
含むことになり、ＮＯｘ触媒１３ａから燃焼除去される
浄化能力低下物質とこのＨＣとが高温下で反応し、浄化
能力低下物質が確実に除去されることになる。

【００６３】実施例４の排気浄化触媒装置は、図６に示
すような排気浄化触媒１３２を備えており、この排気浄
化触媒１３２はＮＯｘ触媒１３ａ’を有している。この
ＮＯｘ触媒１３ａ’は通電により発熱する導電体であ
り、例えば、ＮＯｘ触媒内部に抵抗値の高い熱線等が埋
設されている。このＮＯｘ触媒１３ａ’はリード線５４
ａおよび５４ｂによってバッテリ５０に接続されてお
り、その回路上には通電のＯＮ／ＯＦＦ切換えを行うリ
レースイッチ５２が介在されている。このリレースイッ
チ５２はＥＣＵ２３に接続されており、ＥＣＵ２３から
の指令に応じてその切換えが実施される。尚、バッテリ
５０は、車両に搭載された電装系用の通常のバッテリを
共用してもよいが、発熱により使用電力量が大きくなる
ことから、これとは別に設けるようにしてもよい。

【００６４】また、ＮＯｘ触媒１３ａ’の上流には、Ｎ
Ｏｘ触媒１３ａ’に燃料を投入する上述した燃料噴射ノ
ズルＢ４８が設けられており、この燃料噴射ノズルＢ４
８は燃料ホース４９を介して図示しない燃料タンクに接
続されている。このように構成された排気浄化触媒装置
では、実施例３の場合と同様にして、図２および図３に
示したフローチャートのうち、昇温モード運転とリフレ
ッシュモード運転の制御内容のみを変更してＮＯｘ触媒
１３ａ’のリフレッシュ制御を実施する。

【００６５】先ず、昇温モード運転では、図９に示すよ
うに、ステップＳ２４３において、リレースイッチ５２
をＯＮとし、ＮＯｘ触媒１３ａ’に電流を流す（触媒通
電）。これにより、ＮＯｘ触媒１３ａ’自体が発熱する
ことになり、ＮＯｘ触媒１３ａ’の温度は急激に上昇
し、触媒温度ＴCATは所定温度Ｔ1（６５０℃）にまで達
することになる。

【００６６】次に、リフレッシュモード運転では、ステ
ップＳ３４３において、ＮＯｘ触媒１３ａ’への通電を
継続し、触媒温度ＴCATを所定温度Ｔ1（６５０℃）に維
持する。このとき、昇温モード運転時に比べてＮＯｘ触
媒１３ａ’への通電量を小さく設定し、所定温度Ｔ1
（６５０℃）を維持するのに最小限必要な発熱量だけに
抑えることが好ましい。

【００６７】そして、ステップＳ３６３において、燃料
噴射ノズルＢ４８から燃料（ガソリン等）を噴射して、
排気ガスに強制的に燃料を混入させる。これにより、実
施例３の場合と同様に、ＮＯｘ触媒１３ａを通過する排
気ガスはＨＣを多く含むことになり、ＮＯｘ触媒１３ａ
から燃焼除去される浄化能力低下物質とこのＨＣとが高
温下で反応し、浄化能力低下物質が確実に除去されるこ
とになる。

【００６８】実施例５では、触媒昇温手段として排気ガ
スの流速制御を採用している。実施例５の排気浄化触媒
装置は、図７に示すような排気浄化触媒１３３を備えて
おり、この排気浄化触媒１３３は、ＮＯｘ触媒１３ａよ
り下流の排気管１４内に絞り弁６０を有している。この
絞り弁６０には、弁駆動装置６２が接続されており、こ
の弁駆動装置６２は、ＥＣＵ２３からの指令によって絞
り弁６０を所定の開度範囲で開閉させ、排気管１４の排
気通路面積を変化させるようになっている。この弁駆動
装置６２が消勢された状態では、絞り弁６０は最大に開
弁され、通常の排気通路面積で排気を行うようになって
いる。

【００６９】ＮＯｘ触媒１３ａよりも上流には、上述し
たように、ＮＯｘ触媒１３ａに燃料を投入する燃料噴射
ノズルＢ４８が設けられており、この燃料噴射ノズルＢ
４８は燃料ホース４９を介して図示しない燃料タンクに
接続されている。このように構成された排気浄化触媒装
置では、実施例３、４の場合と同様にして、図２および
図３に示したフローチャートのうち、昇温モード運転と
リフレッシュモード運転の制御内容のみを変更してＮＯ
ｘ触媒１３ａのリフレッシュ制御を実施する。

【００７０】先ず、昇温モード運転では、図１０に示す
ように、ステップＳ２４４において、弁駆動装置６２を
付勢して絞り弁６０を所定の開度まで閉弁側に作動さ
せ、これにより排気通路面積を狭くする（排気通路絞
り）。このように排気通路面積を狭くすると、排気ガス
はこの絞り弁６０を通過しにくくなり、排気ガス全体の
流速が遅くなることから、ＮＯｘ触媒１３ａに排気ガス
が滞留する時間が長くなり、排気ガスの熱がＮＯｘ触媒
１３ａに伝達し易くなる。そして、この熱によってＮＯ
ｘ触媒１３ａが昇温させられることになり、触媒温度Ｔ
CATは所定温度Ｔ1（６５０℃）にまで達することにな
る。

【００７１】次に、リフレッシュモード運転では、ステ
ップＳ３４４において、絞り弁６０を作動させたまま、
ＮＯｘ触媒１３ａを所定温度Ｔ1（６５０℃）に保持す
る。このとき、昇温モード運転時に比べて絞り弁６０の
開度を大きく設定し、排気ガスの滞留による熱の伝達量
を、所定温度Ｔ1（６５０℃）を維持するのに最小限必
要な量だけに抑えることが好ましい。

【００７２】そして、ステップＳ３６４において、燃料
噴射ノズルＢ４８から燃料（ガソリン等）を噴射して、
排気ガスに強制的に燃料を混入させる。これにより、実
施例３、４の場合と同様に、ＮＯｘ触媒１３ａから燃焼
除去される浄化能力低下物質とＨＣとが反応し、浄化能
力低下物質が確実に除去されることになる。以上、詳細
に説明したように、実施例１または２によれば、エンジ
ン本体１の燃焼ガスの温度制御や排気ガス中への酸素付
加制御を実施することによって容易にＮＯｘ触媒１３ａ
の温度ＴCATを所定温度Ｔ1（６５０℃）にまで昇温させ
ることができ、浄化能力低下物質を良好に除去すること
ができる。また、さらに、実施例３乃至５によれば、Ｎ
Ｏｘ触媒１３ａ自体の加熱制御や排気ガスの流速制御を
実施することで、エンジン本体１の運転状態を悪化させ
ることなくＮＯｘ触媒１３ａの昇温を確実に実施するこ
とができ、実施例１や２の場合と同様に、浄化能力低下
物質を良好に除去できることになる。

【００７３】尚、上記実施例では、走行距離Ｄに基づい
て浄化能力低下物質の付着量を推定するような付着量推
定手段を用いるようにしたが、この他に、消費燃料積算
量や吸入空気積算量、さらにはエンジン本体１の運転時
間等に基づいて付着量を推定しても、走行距離Ｄによる
推定と同様の効果を得ることができる。この場合、消費
燃料積算量については、燃料噴射弁３ａ，３ｂに供給さ
れる電流のパルス幅によって求めるようにし、吸入空気
積算量については、カルマン渦式のエアフローセンサ６
の渦パルス数の積算値を演算して求めるようにする。ま
た、運転時間については、例えばタイマによってエンジ
ン本体１作動中の時間を計時するようにすればよい。

【００７４】また、上記実施例では、リフレッシュ運転
の継続時間には、ステップＳ１６での運転状態判別、ス
テップＳ３０での触媒温度判別およびステップＳ３２で
の経過時間判別の全ての判別結果がＹｅｓ（肯定）であ
り、リフレッシュ運転が良好に実施されている場合のみ
の累積時間ＣSTをカウントアップするようにしたが、こ
れに限られず、例えば、ステップＳ１６の運転状態の判
別結果とステップＳ３０の触媒温度ＴCATの判別結果の
みがＹｅｓ（肯定）である場合や、ステップＳ１６の判
別結果とステップＳ３２での経過時間ｔの判別結果のみ
がＹｅｓ（肯定）である場合に累積時間ＣSTをカウント
アップするようにしても同様の効果が得られる。また、
ステップＳ１６の運転状態の判別結果だけで判定するよ
うにしても充分な効果が期待できる。

【００７５】また、上記実施例では、リフレッシュ運転
の実施周期を、浄化能力低下物質が所定量に達する毎、
すなわち走行距離Ｄが所定値Ｄ1に達する毎としたが、
ＮＯｘ触媒１３ａはその使用時間が長くなると劣化が進
むため、徐々に各所定値を小さくし、その実施周期を短
くするとより効果的である。また、上記実施例では、エ
ンジン本体１は、Ｖ型６気筒エンジンとしたが、気筒数
やエンジン形式（例えば、水平対向式等）による制限は
なく、いかなる気筒数のものでも、また、いかなるエン
ジン形式のものでも適用可能である。

【００７６】さらに、本発明は、排気マニホールド１１
ａ，１１ｂの周りに断熱性の高い保温材を設けることに
よって、より大きな効果が期待できる。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
請求項１の排気浄化触媒装置によれば、内燃エンジンの
排気通路に配設され、リーン燃焼運転時に排気ガス中の
窒素酸化物を吸着する排気浄化触媒を備えた内燃エンジ
ンの排気浄化触媒装置において、排気浄化触媒に付着し
た浄化能力低下物質の付着量を推定する付着量推定手段
と、付着量推定手段により推定された付着量が所定付着
量に達したとき、内燃エンジン内での燃焼ガスの温度制
御を実施して排気浄化触媒の温度を上昇させる触媒昇温
手段とを備え、触媒昇温手段は、内燃エンジンの点火時
期を遅角側に補正する点火時期補正手段と、点火時期の
遅角が実施されるとき内燃エンジンへの吸入空気量を増
加させる吸入空気量補正手段と、排気浄化触媒の温度が
所定温度に達したときに、空燃比を理論空燃比を含むリ
ッチ側空燃比としたリッチ燃焼運転に切換える切換手段
とを含んでなるので、排気浄化触媒に吸着され、窒素酸
化物の浄化能力を低下させる浄化能力低下物質の付着量
が良好に推定され、その付着量が所定付着量を超える
と、内燃エンジンの点火時期が遅角側に補正され、温度
上昇する燃焼ガスの熱によって排気浄化触媒の温度が上
昇させられて浄化能力低下物質が排気浄化触媒から良好
に燃焼除去され、故に排気浄化触媒への窒素酸化物の吸
着能力が復活することになるが、この際、吸入空気量の
増加によってその空気量を適正に補うことが可能とな
り、点火時期の遅角時におけるエンジン出力の低下を好
適に防止することができる。また、内燃エンジン内での
燃焼ガスの温度制御によって排気浄化触媒が昇温させら
れた後、触媒温度が所定の昇温温度に達したときには、
リッチ燃焼運転を実施して排気ガス中に未燃炭化水素を
多く含むようにでき、故に当該未燃炭化水素と浄化能力
低下物質とを高温下で反応させ、浄化能力低下物質を排
気浄化触媒から良好に除去することができる。

【００７８】

【００７９】また、請求項２の排気浄化触媒装置によれ
ば、リッチ側空燃比は、エンジン回転数と体積効率に基
づいて設定されるので、エンジン回転数と体積効率とに
応じて、浄化能力低下物質の除去のための空燃比を好適
に設定でき、浄化能力低下物質を確実に除去できる。ま
た、請求項３の排気浄化触媒装置によれば、吸入空気量
補正手段と点火時期補正手段の少なくとも一方は、補正
前の制御目標値から補正後の制御目標値への切換えを徐
々に行い、請求項４の排気浄化触媒装置によれば、吸入
空気量補正手段及び点火時期補正手段は、補正前の制御
目標値から補正後の制御目標値への切換えを徐々に行
い、請求項５の排気浄化触媒装置によれば、リッチ側空
燃比への補正は、補正前の空燃比から補正後の空燃比へ
の切換えを徐々に行うので、急激な補正によってエンジ
ン本体の運転状態に変動が生じることを好適に抑制で
き、運転フィーリングの悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例が適用される排気浄化触媒装置
を備えた内燃エンジンの概略構成図である。

【図２】図１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）が実行す
る、実施例１のリフレッシュ制御ルーチンのフローチャ
ートの一部である。

【図３】図２に示すフローチャートに続くリフレッシュ
制御ルーチンのフローチャートの残部である。

【図４】実施例２のリフレッシュ制御ルーチンのフロー
チャートのうち、昇温モード運転とリフレッシュモード
運転のステップを示す図である。

【図５】実施例３の排気浄化触媒を示す図である。

【図６】実施例４の排気浄化触媒を示す図である。

【図７】実施例５の排気浄化触媒を示す図である。

【図８】実施例３のリフレッシュ制御ルーチンのフロー
チャートのうち、昇温モード運転とリフレッシュモード
運転のステップを示す図である。

【図９】実施例４のリフレッシュ制御ルーチンのフロー
チャートのうち、昇温モード運転とリフレッシュモード
運転のステップを示す図である。

【図１０】実施例５のリフレッシュ制御ルーチンのフロ
ーチャートのうち、昇温モード運転とリフレッシュモー
ド運転のステップを示す図である。

【符号の説明】

１エンジン本体１ａ片方側（左側）バンク１ｂ他方側（右側）バンク３ａ燃料噴射弁３ｂ燃料噴射弁６エアフローセンサ８ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブ１２空燃比センサ１３排気浄化触媒１３ａＮＯｘ触媒１３ａ’ＮＯｘ触媒１３ｂ三元触媒１６ａ点火プラグ１６ｂ点火プラグ１８クランク角センサ２３電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５距離メータ２６触媒温度センサ３０二次空気導入管３２エアポンプ４０バーナ４８燃料噴射ノズルＢ５０バッテリ５４リード線６０絞り弁１３１排気浄化触媒１３２排気浄化触媒１３３排気浄化触媒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ３１０３１０Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ３０１ＥＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者平子廉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 (72)発明者大森祥吾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 (72)発明者三林大介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 (72)発明者児玉嘉明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 (72)発明者古賀一雄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 (56)参考文献特開平６−66129（ＪＰ，Ａ) 特開平６−101456（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−76741（ＪＰ，Ａ) 特開平６−185350（ＪＰ，Ａ) 特開平７−217474（ＪＰ，Ａ) 特開平３−145544（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/08 - 3/38 F01N 9/00 - 11/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00 F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気通路に配設され、リ
ーン燃焼運転時に排気ガス中の窒素酸化物を吸着する排
気浄化触媒を備えた内燃エンジンの排気浄化触媒装置に
おいて、前記排気浄化触媒に付着した浄化能力低下物質の付着量
を推定する付着量推定手段と、前記付着量推定手段により推定された付着量が所定付着
量に達したとき、前記内燃エンジン内での燃焼ガスの温
度制御を実施して前記排気浄化触媒の温度を上昇させる
触媒昇温手段とを備え、前記触媒昇温手段は、前記内燃エンジンの点火時期を遅
角側に補正する点火時期補正手段と、前記点火時期の遅
角が実施されるとき前記内燃エンジンへの吸入空気量を
増加させる吸入空気量補正手段と、前記排気浄化触媒の
温度が所定温度に達したときに、空燃比を理論空燃比を
含むリッチ側空燃比としたリッチ燃焼運転に切換える切
換手段とを含んでなることを特徴とする内燃エンジンの
排気浄化触媒装置。
【請求項２】前記リッチ側空燃比は、エンジン回転数
と体積効率に基づいて設定されることを特徴とする、請
求項１記載の内燃エンジンの排気浄化触媒装置。
【請求項３】前記吸入空気量補正手段と前記点火時期
補正手段の少なくとも一方は、補正前の制御目標値から
補正後の制御目標値への切換えを徐々に行うことを特徴
とする、請求項１記載の内燃エンジンの排気浄化触媒装
置。
【請求項４】前記吸入空気量補正手段及び前記点火時
期補正手段は、補正前の制御目標値から補正後の制御目
標値への切換えを徐々に行うことを特徴とする、請求項
１記載の内燃エンジンの排気浄化触媒装置。
【請求項５】前記リッチ側空燃比への補正は、補正前
の空燃比から補正後の空燃比への切換えを徐々に行うこ
とを特徴とする、請求項１記載の内燃エンジンの排気浄
化触媒装置。