JP3358485B2 - 希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置Info
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
- F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
- F01N3/0842—Nitrogen oxides
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
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- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希薄燃焼内燃エン
ジンの排気浄化装置に係り、特に浄化効率復活機能を備
えた装置に関する。
ジンの排気浄化装置に係り、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以上）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、従来の三元触媒では排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）が充分に浄化できないという問題がある。
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以上）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、従来の三元触媒では排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）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、酸素過剰状態
（酸化雰囲気）において排ガス中のＮＯxを硝酸塩Ｘ−
ＮＯ3として付着させ吸着し、吸着したＮＯxをＣＯ（一
酸化炭素）過剰状態（還元雰囲気）でＮ2（窒素）に還
元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3が生成される）
を有した排気浄化触媒、所謂ＮＯx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、上記のようにリーン空燃比制御時
にＮＯxを吸着させるのであるが、リーン燃焼運転を長
時間連続して行うと、触媒の吸着量には限度があるため
に、吸着が飽和量に達した時点で排ガス中のＮＯxが触
媒に吸着されずに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運
転に定期的に切換え、還元雰囲気（リッチ状態）でＮＯ
xの還元を行うような方法が、ＷＯ９３／０７３６３号
公報等により知られている。
（酸化雰囲気）において排ガス中のＮＯxを硝酸塩Ｘ−
ＮＯ3として付着させ吸着し、吸着したＮＯxをＣＯ（一
酸化炭素）過剰状態（還元雰囲気）でＮ2（窒素）に還
元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3が生成される）
を有した排気浄化触媒、所謂ＮＯx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、上記のようにリーン空燃比制御時
にＮＯxを吸着させるのであるが、リーン燃焼運転を長
時間連続して行うと、触媒の吸着量には限度があるため
に、吸着が飽和量に達した時点で排ガス中のＮＯxが触
媒に吸着されずに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運
転に定期的に切換え、還元雰囲気（リッチ状態）でＮＯ
xの還元を行うような方法が、ＷＯ９３／０７３６３号
公報等により知られている。
【０００４】しかしながら、ＮＯx触媒に付着する物質
は、ＮＯxに基づく硝酸塩Ｘ−ＮＯ3だけならよいが、実
際ＮＯx触媒には、ＮＯx以外の物質、例えば、燃料（ガ
ソリン）中に含まれるＳ（硫黄）からなるＳＯxの酸化
生成物、即ち硫酸塩Ｘ−ＳＯ4も付着する。このような
ＮＯx以外の物質（浄化能力低下物質）は、本来ＮＯxの
酸化生成物、即ち上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3が付着されるべ
きところに、硝酸塩Ｘ−ＮＯ3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。
は、ＮＯxに基づく硝酸塩Ｘ−ＮＯ3だけならよいが、実
際ＮＯx触媒には、ＮＯx以外の物質、例えば、燃料（ガ
ソリン）中に含まれるＳ（硫黄）からなるＳＯxの酸化
生成物、即ち硫酸塩Ｘ−ＳＯ4も付着する。このような
ＮＯx以外の物質（浄化能力低下物質）は、本来ＮＯxの
酸化生成物、即ち上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3が付着されるべ
きところに、硝酸塩Ｘ−ＮＯ3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。
【０００５】このようなＮＯx触媒に付着したＮＯxの酸
化生成物以外の浄化能力低下物質である硫酸塩Ｘ−ＳＯ
4は、ＮＯxの場合よりも還元除去することが困難で、時
間の経過とともにその付着堆積量は増加する。そしてこ
の浄化能力低下物質の堆積を放置しておくと、硫酸塩Ｘ
−ＳＯ4は還元し難くなるとともにＮＯxの吸着能力は低
下する一方となり、ＮＯx触媒がその機能を充分に果た
さなくなる虞がある。
化生成物以外の浄化能力低下物質である硫酸塩Ｘ−ＳＯ
4は、ＮＯxの場合よりも還元除去することが困難で、時
間の経過とともにその付着堆積量は増加する。そしてこ
の浄化能力低下物質の堆積を放置しておくと、硫酸塩Ｘ
−ＳＯ4は還元し難くなるとともにＮＯxの吸着能力は低
下する一方となり、ＮＯx触媒がその機能を充分に果た
さなくなる虞がある。
【０００６】そこで、ＮＯx触媒が高温下であって且つ
酸素濃度低下雰囲気（リッチ空燃比状態）にある場合に
硫酸塩Ｘ−ＳＯ4が還元除去され得ることに着目し、こ
のような状況を適宜作り出すことによってＮＯx触媒を
再生させる技術が特開平６−８８５１８号公報等に開示
されている。
酸素濃度低下雰囲気（リッチ空燃比状態）にある場合に
硫酸塩Ｘ−ＳＯ4が還元除去され得ることに着目し、こ
のような状況を適宜作り出すことによってＮＯx触媒を
再生させる技術が特開平６−８８５１８号公報等に開示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
６−８８５１８号公報に開示されるように、ＮＯx触媒
が高温下にあるときに空燃比をリッチ状態となるように
制御して酸素濃度低下雰囲気を形成させたとしても、そ
の空燃比がそれほどリッチでないような場合、例えば理
論空燃比程度の場合には、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4は充分には
還元除去されないことが最近明らかになってきた。
６−８８５１８号公報に開示されるように、ＮＯx触媒
が高温下にあるときに空燃比をリッチ状態となるように
制御して酸素濃度低下雰囲気を形成させたとしても、そ
の空燃比がそれほどリッチでないような場合、例えば理
論空燃比程度の場合には、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4は充分には
還元除去されないことが最近明らかになってきた。
【０００８】そこで、ＮＯxの還元除去とともに硫酸塩
Ｘ−ＳＯ4の除去も可能なように、定期的に空燃比を理
論空燃比よりも大きくリッチ化することが考えられる。
しかしながら、このように空燃比を大きくリッチ化する
ことはＮＯxの還元除去にとっては本来必要ではなく、
リッチ化するために燃料を定期的に大幅に増量すること
は却って燃費の悪化に繋がり好ましいことではない。ま
た、頻繁に大きくリッチ化することは内燃エンジンの運
転状態（トルク変動等）を悪化させる要因にもなる。
Ｘ−ＳＯ4の除去も可能なように、定期的に空燃比を理
論空燃比よりも大きくリッチ化することが考えられる。
しかしながら、このように空燃比を大きくリッチ化する
ことはＮＯxの還元除去にとっては本来必要ではなく、
リッチ化するために燃料を定期的に大幅に増量すること
は却って燃費の悪化に繋がり好ましいことではない。ま
た、頻繁に大きくリッチ化することは内燃エンジンの運
転状態（トルク変動等）を悪化させる要因にもなる。
【０００９】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、ＮＯx触
媒を用いた排気浄化装置において、ＮＯx触媒に吸着し
たＮＯx及びＮＯx触媒に付着したＮＯx以外の浄化能力
低下物質を燃費の悪化や内燃エンジンの運転状態の悪化
なく還元除去しＮＯx触媒の機能を常に良好に維持可能
な排気浄化装置を提供することにある。
になされたもので、その目的とするところは、ＮＯx触
媒を用いた排気浄化装置において、ＮＯx触媒に吸着し
たＮＯx及びＮＯx触媒に付着したＮＯx以外の浄化能力
低下物質を燃費の悪化や内燃エンジンの運転状態の悪化
なく還元除去しＮＯx触媒の機能を常に良好に維持可能
な排気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
【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、希薄燃焼可能な内燃エン
ジンの排気通路に設けられ、酸素過剰雰囲気でＮＯxを
吸着し酸素濃度低下雰囲気で前記吸着したＮＯxを放出
するＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に付着して該ＮＯx触
媒のＮＯx吸収能力を低下させる硝酸塩からなる第１の
浄化能力低下物質及び硫酸塩からなる第２の浄化能力低
下物質の付着量をそれぞれ推定する付着量推定手段と、
前記各浄化能力低下物質を前記ＮＯx触媒から脱離させ
るべく、前記付着量推定手段からの情報に基づき、前記
第１の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が理論
空燃比または理論空燃比近傍となるように設定する一
方、前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃
比がリッチとなるように設定するとともに、空燃比が前
記希薄燃焼時に周期的に前記各設定された値となるよう
制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴としてい
る。
ために、請求項１の発明では、希薄燃焼可能な内燃エン
ジンの排気通路に設けられ、酸素過剰雰囲気でＮＯxを
吸着し酸素濃度低下雰囲気で前記吸着したＮＯxを放出
するＮＯx触媒と、前記ＮＯx触媒に付着して該ＮＯx触
媒のＮＯx吸収能力を低下させる硝酸塩からなる第１の
浄化能力低下物質及び硫酸塩からなる第２の浄化能力低
下物質の付着量をそれぞれ推定する付着量推定手段と、
前記各浄化能力低下物質を前記ＮＯx触媒から脱離させ
るべく、前記付着量推定手段からの情報に基づき、前記
第１の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が理論
空燃比または理論空燃比近傍となるように設定する一
方、前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃
比がリッチとなるように設定するとともに、空燃比が前
記希薄燃焼時に周期的に前記各設定された値となるよう
制御する空燃比制御手段とを備えたことを特徴としてい
る。
【００１１】従って、ＮＯx触媒には、時間の経過とと
もに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物である
硝酸塩Ｘ−ＮＯ3やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの
酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4 がそれぞれ第１の浄
化能力低下物質及び第２の浄化能力低下物質として付着
するため、これらの第１及び第２の浄化能力低下物質を
そのまま放置するとＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が低下す
ることになるが、ＮＯx触媒に付着した第１の浄化能力
低下物質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）の脱離に対しては当該第
１の浄化能力低下物質の付着量に応じて空燃比が理論空
燃比または理論空燃比近傍となるように設定され、第２
の浄化能力低下物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）に対しては当
該第２の浄化能力低下物質の付着量に応じて空燃比がリ
ッチとなるように設定され、空燃比がこれら各設定値に
周期的に空燃比制御されることで第１及び第２の浄化能
力低下物質が好適に還元除去され、ＮＯx触媒の機能が
良好に回復することになる。
もに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物である
硝酸塩Ｘ−ＮＯ3やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの
酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4 がそれぞれ第１の浄
化能力低下物質及び第２の浄化能力低下物質として付着
するため、これらの第１及び第２の浄化能力低下物質を
そのまま放置するとＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が低下す
ることになるが、ＮＯx触媒に付着した第１の浄化能力
低下物質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）の脱離に対しては当該第
１の浄化能力低下物質の付着量に応じて空燃比が理論空
燃比または理論空燃比近傍となるように設定され、第２
の浄化能力低下物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）に対しては当
該第２の浄化能力低下物質の付着量に応じて空燃比がリ
ッチとなるように設定され、空燃比がこれら各設定値に
周期的に空燃比制御されることで第１及び第２の浄化能
力低下物質が好適に還元除去され、ＮＯx触媒の機能が
良好に回復することになる。
【００１２】ここで図１０を参照すると、ＮＯx触媒に
付着したＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3と硫
黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4
の還元のメカニズムが例示されており、以下、図１０に
基づき本発明に係る浄化能力低下物質の還元除去作用に
ついてより詳しく説明する。同図に示すように、希薄
（リーン）な空燃比での燃焼時においては、例えば白金
Ｐｔ、ロジウムＲｈ等の触媒元素の存在のもとで、排ガ
ス中のＳＯx及びＮＯxとＮＯx触媒上に存在する炭酸塩
Ｘ−ＣＯ3（ここではバリウムＢａを存在させてＢａＣ
Ｏ3としており、この炭酸塩ＢａＣＯ3は常に容易に他の
塩に置換可能な状態で存在している）とが反応して二酸
化炭素ＣＯ2と硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（ここでは上記同様にし
てＢａ(ＮＯ3)2と示す）及び硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（ここで
は上記同様にしてＢａＳＯ4と示す）が生成され、これ
ら硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2（第１の浄化能力低下物質）と硫
酸塩ＢａＳＯ4（第２の浄化能力低下物質）がＮＯx触媒
上に付着する。
付着したＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3と硫
黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4
の還元のメカニズムが例示されており、以下、図１０に
基づき本発明に係る浄化能力低下物質の還元除去作用に
ついてより詳しく説明する。同図に示すように、希薄
（リーン）な空燃比での燃焼時においては、例えば白金
Ｐｔ、ロジウムＲｈ等の触媒元素の存在のもとで、排ガ
ス中のＳＯx及びＮＯxとＮＯx触媒上に存在する炭酸塩
Ｘ−ＣＯ3（ここではバリウムＢａを存在させてＢａＣ
Ｏ3としており、この炭酸塩ＢａＣＯ3は常に容易に他の
塩に置換可能な状態で存在している）とが反応して二酸
化炭素ＣＯ2と硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（ここでは上記同様にし
てＢａ(ＮＯ3)2と示す）及び硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（ここで
は上記同様にしてＢａＳＯ4と示す）が生成され、これ
ら硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2（第１の浄化能力低下物質）と硫
酸塩ＢａＳＯ4（第２の浄化能力低下物質）がＮＯx触媒
上に付着する。
【００１３】そして、例えば硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2につい
ては、その付着量が所定量に達したと推定したときに空
燃比を理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃化（や
やリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）として
酸素Ｏ2の濃度を小さく、即ち還元雰囲気にすれば、白
金Ｐｔにより先ず硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2が排ガス中の一酸
化炭素ＣＯと反応して上記炭酸塩ＢａＣＯ3とＮＯとに
分解され、その後さらにロジウムＲｈによりこのＮＯが
一酸化炭素ＣＯと反応して窒素Ｎ2と二酸化炭素ＣＯ2と
に良好に分解（無毒化）され大気中に放散される。
ては、その付着量が所定量に達したと推定したときに空
燃比を理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃化（や
やリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）として
酸素Ｏ2の濃度を小さく、即ち還元雰囲気にすれば、白
金Ｐｔにより先ず硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2が排ガス中の一酸
化炭素ＣＯと反応して上記炭酸塩ＢａＣＯ3とＮＯとに
分解され、その後さらにロジウムＲｈによりこのＮＯが
一酸化炭素ＣＯと反応して窒素Ｎ2と二酸化炭素ＣＯ2と
に良好に分解（無毒化）され大気中に放散される。
【００１４】一方、例えば硫酸塩ＢａＳＯ4について
は、やはりその付着量が所定量に達したと推定したとき
に空燃比をより濃化（よりリッチ）な空燃比（例えば、
空燃比１１付近）として酸素Ｏ2の濃度を小さくし還元
力を強めることで、白金Ｐｔにより硫酸塩ＢａＳＯ4が
排ガス中の濃度の濃い多量の一酸化炭素ＣＯと反応して
上記炭酸塩ＢａＣＯ3と二酸化硫黄ＳＯ2とに分解され、
故に、硫黄分がやはり無毒化されて大気中に放散され
る。これにより、第１の浄化能力低下物質である硝酸塩
Ｂａ(ＮＯ 3 ) 2 、第２の浄化能力低下物質である硫酸塩Ｂ
ａＳＯ 4 ともに適宜タイミングよく良好に除去されるこ
とになり、ＮＯx触媒はＮＯxを常に良好に吸着可能な状
態に回復され維持される。
は、やはりその付着量が所定量に達したと推定したとき
に空燃比をより濃化（よりリッチ）な空燃比（例えば、
空燃比１１付近）として酸素Ｏ2の濃度を小さくし還元
力を強めることで、白金Ｐｔにより硫酸塩ＢａＳＯ4が
排ガス中の濃度の濃い多量の一酸化炭素ＣＯと反応して
上記炭酸塩ＢａＣＯ3と二酸化硫黄ＳＯ2とに分解され、
故に、硫黄分がやはり無毒化されて大気中に放散され
る。これにより、第１の浄化能力低下物質である硝酸塩
Ｂａ(ＮＯ 3 ) 2 、第２の浄化能力低下物質である硫酸塩Ｂ
ａＳＯ 4 ともに適宜タイミングよく良好に除去されるこ
とになり、ＮＯx触媒はＮＯxを常に良好に吸着可能な状
態に回復され維持される。
【００１５】また、ここでは、上記のような空燃比（や
やリッチ及びよりリッチ）の操作を希薄燃焼時に浄化能
力低下物質毎にそれぞれ周期的に行うようにしているの
で、必要に応じてタイミングよく空燃比がそれぞれ異な
る値にリッチ化制御されることになり、つまり頻繁且つ
不必要に空燃比がリッチ状態とされることがなく、故
に、燃料の増量頻度が無闇に多くなることが好適に防止
される。従って、本発明では、燃費の悪化が防止されて
省エネ化が図られながら、ＮＯx触媒のＮＯx吸着機能が
好適に維持されることになる。
やリッチ及びよりリッチ）の操作を希薄燃焼時に浄化能
力低下物質毎にそれぞれ周期的に行うようにしているの
で、必要に応じてタイミングよく空燃比がそれぞれ異な
る値にリッチ化制御されることになり、つまり頻繁且つ
不必要に空燃比がリッチ状態とされることがなく、故
に、燃料の増量頻度が無闇に多くなることが好適に防止
される。従って、本発明では、燃費の悪化が防止されて
省エネ化が図られながら、ＮＯx触媒のＮＯx吸着機能が
好適に維持されることになる。
【００１６】また、請求項２の発明では、前記付着量推
定手段は、前記希薄燃焼の継続時間に基づき前記第１の
浄化能力低下物質及び前記第２の浄化能力低下物質の付
着量をそれぞれ推定するものであって、前記空燃比制御
手段は、前記希薄燃焼が所定時間継続したとき、前記第
１の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が理論空
燃比または理論空燃比近傍となるように設定する一方、
前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が
リッチとなるように設定するとともに、空燃比が周期的
に前記各設定された値となるよう制御することを特徴と
している。
定手段は、前記希薄燃焼の継続時間に基づき前記第１の
浄化能力低下物質及び前記第２の浄化能力低下物質の付
着量をそれぞれ推定するものであって、前記空燃比制御
手段は、前記希薄燃焼が所定時間継続したとき、前記第
１の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が理論空
燃比または理論空燃比近傍となるように設定する一方、
前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が
リッチとなるように設定するとともに、空燃比が周期的
に前記各設定された値となるよう制御することを特徴と
している。
【００１７】従って、ＮＯx触媒には、時間の経過とと
もに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物である
硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの
酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 がそれぞれ第１の浄
化能力低下物質及び第２の浄化能力低下物質として付着
することになるが、希薄燃焼が所定時間継続したことで
これらの浄化能力低下物質の各付着量が所定量に達した
とみなされ、このとき空燃比が硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 に対し
ては理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃化（やや
リッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）に、また
例えば硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 に対してはより濃化（よりリッ
チ）な空燃比（例えば、空燃比１１付近）に設定されて
空燃比がこれらの値に周期的に切換えられる。これによ
り、上記同様に第１及び第２の浄化能力低下物質が好適
に還元除去されてＮＯx触媒の機能が良好に回復する。
もに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物である
硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの
酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 がそれぞれ第１の浄
化能力低下物質及び第２の浄化能力低下物質として付着
することになるが、希薄燃焼が所定時間継続したことで
これらの浄化能力低下物質の各付着量が所定量に達した
とみなされ、このとき空燃比が硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 に対し
ては理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃化（やや
リッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）に、また
例えば硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 に対してはより濃化（よりリッ
チ）な空燃比（例えば、空燃比１１付近）に設定されて
空燃比がこれらの値に周期的に切換えられる。これによ
り、上記同様に第１及び第２の浄化能力低下物質が好適
に還元除去されてＮＯx触媒の機能が良好に回復する。
【００１８】また、請求項３の発明では、前記空燃比制
御手段は、前記第１の浄化能力低下物質の脱離に対して
は第１の周期で空燃比を制御する一方、前記第２の浄化
能力低下物質の脱離に対しては前記第１の周期よりも長
い第２の周期で空燃比を制御することを特徴としてい
る。つまり、通常、排ガス中にはＮＯxの方がＳＯxより
も多く存在している（現在の国内ガソリンでは硫黄Ｓ成
分３０ppm程度）ために、第２の浄化能力低下物質であ
る硫酸塩ＢａＳＯ4の付着堆積の進行度合の方が第１の
浄化能力低下物質である硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2の進行度合
よりも遅い傾向にあり、従って、第１の浄化能力低下物
質である硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2に対しては第１の周期で空
燃比を理論空燃比または理論空燃比近傍（例えば、空燃
比１４付近）に切換えて高頻度で還元除去操作をし、一
方、第２の浄化能力低下物質である硫酸塩ＢａＳＯ4に
対しては、それほど頻繁に還元除去操作をする必要がな
いことから第１の周期よりも長い第２の周期で空燃比を
リッチ（例えば、空燃比１１付近）に切換えることが可
能であって、故に第２の浄化能力低下物質である硫酸塩
ＢａＳＯ4の還元除去の機会を必要且つ充分な程度に減
らすことが可能とされる。これにより、燃料を多く必要
とするリッチ状態の出現頻度を極力少なく抑えることが
可能とされ、燃費の悪化がより一層好適に防止されて省
エネ化が図られながらＮＯx触媒のＮＯx吸着能力が好適
に維持される。
御手段は、前記第１の浄化能力低下物質の脱離に対して
は第１の周期で空燃比を制御する一方、前記第２の浄化
能力低下物質の脱離に対しては前記第１の周期よりも長
い第２の周期で空燃比を制御することを特徴としてい
る。つまり、通常、排ガス中にはＮＯxの方がＳＯxより
も多く存在している（現在の国内ガソリンでは硫黄Ｓ成
分３０ppm程度）ために、第２の浄化能力低下物質であ
る硫酸塩ＢａＳＯ4の付着堆積の進行度合の方が第１の
浄化能力低下物質である硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2の進行度合
よりも遅い傾向にあり、従って、第１の浄化能力低下物
質である硝酸塩Ｂａ(ＮＯ3)2に対しては第１の周期で空
燃比を理論空燃比または理論空燃比近傍（例えば、空燃
比１４付近）に切換えて高頻度で還元除去操作をし、一
方、第２の浄化能力低下物質である硫酸塩ＢａＳＯ4に
対しては、それほど頻繁に還元除去操作をする必要がな
いことから第１の周期よりも長い第２の周期で空燃比を
リッチ（例えば、空燃比１１付近）に切換えることが可
能であって、故に第２の浄化能力低下物質である硫酸塩
ＢａＳＯ4の還元除去の機会を必要且つ充分な程度に減
らすことが可能とされる。これにより、燃料を多く必要
とするリッチ状態の出現頻度を極力少なく抑えることが
可能とされ、燃費の悪化がより一層好適に防止されて省
エネ化が図られながらＮＯx触媒のＮＯx吸着能力が好適
に維持される。
【００１９】また、請求項４の発明では、前記付着量推
定手段は、前記第１の浄化能力低下物質及び前記第２の
浄化能力低下物質の付着量を併せて同時に推定し、前記
空燃比制御手段は、前記付着量推定手段からの情報に基
づき、前記希薄燃焼時の同一時期に周期的に空燃比が連
続的或いは段階的にリッチとなるよう制御することを特
徴としている。従って、第１及び第２の浄化能力低下物
質を除去すべく空燃比を操作する時期を付着量に応じて
各浄化能力低下物質を除去するのに必要且つ充分な同一
時期に併合し、さらにこのときの空燃比を各浄化能力低
下物質を除去するのに必要且つ充分なよう周期的に且つ
連続的或いは段階的にリッチとすることで、制御の簡素
化が図られるとともに、燃料増量に伴う内燃エンジンの
運転状態の悪化が好適に防止される。さらに、一回の空
燃比切換えで増量される燃料が比較的無駄なく有効に還
元作用に利用されることにもなる。
定手段は、前記第１の浄化能力低下物質及び前記第２の
浄化能力低下物質の付着量を併せて同時に推定し、前記
空燃比制御手段は、前記付着量推定手段からの情報に基
づき、前記希薄燃焼時の同一時期に周期的に空燃比が連
続的或いは段階的にリッチとなるよう制御することを特
徴としている。従って、第１及び第２の浄化能力低下物
質を除去すべく空燃比を操作する時期を付着量に応じて
各浄化能力低下物質を除去するのに必要且つ充分な同一
時期に併合し、さらにこのときの空燃比を各浄化能力低
下物質を除去するのに必要且つ充分なよう周期的に且つ
連続的或いは段階的にリッチとすることで、制御の簡素
化が図られるとともに、燃料増量に伴う内燃エンジンの
運転状態の悪化が好適に防止される。さらに、一回の空
燃比切換えで増量される燃料が比較的無駄なく有効に還
元作用に利用されることにもなる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
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装
置を備えた希薄燃焼内燃エンジンを示す概略構成図であ
る。
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装
置を備えた希薄燃焼内燃エンジンを示す概略構成図であ
る。
【００２３】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、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。
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、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。
【００２４】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。アイドルス
ピードコントロールバルブ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、このアイドルスピー
ドコントロールバルブ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。
式エアフローセンサ等が好適に使用される。アイドルス
ピードコントロールバルブ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、このアイドルスピー
ドコントロールバルブ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。
【００２５】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Ａ／Ｆ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、排気浄化触媒であるＮＯx触媒１
３を介して、図示しないマフラーが接続されている。Ｎ
Ｏx触媒１３は、前述したように、酸化雰囲気において
炭酸塩Ｘ−ＣＯ3と排ガス中のＮＯx（窒素酸化物）を二
酸化炭素ＣＯ2と硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（例えば、Ｂａ(Ｎ
Ｏ3)2）としてこの硝酸塩Ｘ−ＮＯ3を触媒表面に付着さ
せ、ＣＯ（一酸化炭素）の存在する還元雰囲気におい
て、その硝酸塩Ｘ−ＮＯ3を炭酸塩Ｘ−ＣＯ3に、さらに
はＮ2（窒素）と二酸化炭素ＣＯ2とに還元する機能を持
つものである。ＮＯx触媒１３としては、例えば、担持
層（例えば、Ａｌ2Ｏ3）及び耐熱性を有するＰt（白
金）、Ｒｈ（ロジウム）とＢａ（バリウム）、Ｋ（カリ
ウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）等のアル
カリ金属、アルカリ土類、アルカリ希土類からなる触媒
が使用されている。
には、排気マニホールド１１ａ，１１ｂを介して、空燃
比Ａ／Ｆ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、排気浄化触媒であるＮＯx触媒１
３を介して、図示しないマフラーが接続されている。Ｎ
Ｏx触媒１３は、前述したように、酸化雰囲気において
炭酸塩Ｘ−ＣＯ3と排ガス中のＮＯx（窒素酸化物）を二
酸化炭素ＣＯ2と硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（例えば、Ｂａ(Ｎ
Ｏ3)2）としてこの硝酸塩Ｘ−ＮＯ3を触媒表面に付着さ
せ、ＣＯ（一酸化炭素）の存在する還元雰囲気におい
て、その硝酸塩Ｘ−ＮＯ3を炭酸塩Ｘ−ＣＯ3に、さらに
はＮ2（窒素）と二酸化炭素ＣＯ2とに還元する機能を持
つものである。ＮＯx触媒１３としては、例えば、担持
層（例えば、Ａｌ2Ｏ3）及び耐熱性を有するＰt（白
金）、Ｒｈ（ロジウム）とＢａ（バリウム）、Ｋ（カリ
ウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｃｅ（セリウム）等のアル
カリ金属、アルカリ土類、アルカリ希土類からなる触媒
が使用されている。
【００２６】エンジン本体１には、吸気ポート２ａ，２
ｂ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。
ｂ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。
【００２７】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。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、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装置のリフレッシュ制
御（リフレッシュ空燃比制御）等を行っている。ＥＣＵ
２３の入力側には、上述した各種センサ類や車両の走行
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等が接続され、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３
ａ，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き演算された最
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、例えばスロットルセン
サ出力情報（要求される吸入空気量）とエンジン回転数
情報に基づき、パルス状の電流（燃料噴射パルス）が供
給されて駆動するものであり、その電流のパルス幅、即
ち継続期間によって燃料噴射量が決定される。つまり、
要求される出力が低負荷であれば、リーン空燃比となる
よう燃料噴射量が決定され、高負荷であれば、理論空燃
比（ストイキオともいう）またはリッチ空燃比となるよ
うに燃料噴射量が決定される。また、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１
６ａ，１６ｂに高電圧を出力するものである。
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。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、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装置のリフレッシュ制
御（リフレッシュ空燃比制御）等を行っている。ＥＣＵ
２３の入力側には、上述した各種センサ類や車両の走行
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等が接続され、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３
ａ，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き演算された最
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、例えばスロットルセン
サ出力情報（要求される吸入空気量）とエンジン回転数
情報に基づき、パルス状の電流（燃料噴射パルス）が供
給されて駆動するものであり、その電流のパルス幅、即
ち継続期間によって燃料噴射量が決定される。つまり、
要求される出力が低負荷であれば、リーン空燃比となる
よう燃料噴射量が決定され、高負荷であれば、理論空燃
比（ストイキオともいう）またはリッチ空燃比となるよ
うに燃料噴射量が決定される。また、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１
６ａ，１６ｂに高電圧を出力するものである。
【００２８】次に、上述のように構成された本発明に係
る排気浄化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を参照すると、ＥＣＵ２３が実
行するリフレッシュ制御（リフレッシュ空燃比制御）手
順、即ち、前述したようにしてＮＯx触媒１３に付着す
るＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（第１の浄
化能力低下物質）やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯx
の酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（第２の浄化能力
低下物質）を還元除去する手順（空燃比制御手段）が示
されており、以下フローチャートに基づいて説明する。
る排気浄化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を参照すると、ＥＣＵ２３が実
行するリフレッシュ制御（リフレッシュ空燃比制御）手
順、即ち、前述したようにしてＮＯx触媒１３に付着す
るＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（第１の浄
化能力低下物質）やガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯx
の酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（第２の浄化能力
低下物質）を還元除去する手順（空燃比制御手段）が示
されており、以下フローチャートに基づいて説明する。
【００２９】図２のステップＳ１０では、運転状態の読
込みを行う。つまり、ここでは上記各センサからの検出
情報を読込む。詳しくは、このステップＳ１０において
は、各種検出情報に基づき、リフレッシュ制御を実施し
てよいか否かの条件判別を行う。そして、ステップＳ１
２ではエンジン１がリーン空燃比運転中であるか否かを
判別する。リーン空燃比運転中であるか否かは、例え
ば、ＥＣＵ２３が空燃比制御によって空燃比Ａ／Ｆをリ
ーンに制御しているか否か、或いは空燃比センサ１２か
らの情報に基づいて容易に判別することができる。
込みを行う。つまり、ここでは上記各センサからの検出
情報を読込む。詳しくは、このステップＳ１０において
は、各種検出情報に基づき、リフレッシュ制御を実施し
てよいか否かの条件判別を行う。そして、ステップＳ１
２ではエンジン１がリーン空燃比運転中であるか否かを
判別する。リーン空燃比運転中であるか否かは、例え
ば、ＥＣＵ２３が空燃比制御によって空燃比Ａ／Ｆをリ
ーンに制御しているか否か、或いは空燃比センサ１２か
らの情報に基づいて容易に判別することができる。
【００３０】ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で
エンジン１がリーン空燃比運転中でない場合には、ステ
ップＳ１８に進んでストイキオまたはリッチ運転（スト
イキオ／リッチ運転）を行う。一方、ステップＳ１２の
判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン空燃比運転中と判定さ
れた場合には、次にステップＳ１４に進む。ステップＳ
１４では、リーン空燃比運転が開始されてから所定時間
Ｔsが経過したか否かを判別する（付着量推定手段）。
この所定時間Ｔsは、予め実験等により設定された値で
あり、エンジン１がいかなる運転状態であってもＮＯx
触媒１３に付着する上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸塩Ｘ−
ＳＯ4等の浄化能力低下物質が付着限界量を超えない程
度の時間に設定されている。
エンジン１がリーン空燃比運転中でない場合には、ステ
ップＳ１８に進んでストイキオまたはリッチ運転（スト
イキオ／リッチ運転）を行う。一方、ステップＳ１２の
判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン空燃比運転中と判定さ
れた場合には、次にステップＳ１４に進む。ステップＳ
１４では、リーン空燃比運転が開始されてから所定時間
Ｔsが経過したか否かを判別する（付着量推定手段）。
この所定時間Ｔsは、予め実験等により設定された値で
あり、エンジン１がいかなる運転状態であってもＮＯx
触媒１３に付着する上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸塩Ｘ−
ＳＯ4等の浄化能力低下物質が付着限界量を超えない程
度の時間に設定されている。
【００３１】ステップＳ１４の判別結果が偽でリーン空
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔs経過していない
ような場合には、ステップＳ１７に進んでリーン運転を
継続する。一方、ステップＳ１４の判別結果が真で所定
時間Ｔsが経過したと判定される場合には、次にステッ
プＳ１６に進んでリフレッシュ運転を行う。このリフレ
ッシュ運転は図３のリフレッシュ運転サブルーチンに基
づき実施される。
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔs経過していない
ような場合には、ステップＳ１７に進んでリーン運転を
継続する。一方、ステップＳ１４の判別結果が真で所定
時間Ｔsが経過したと判定される場合には、次にステッ
プＳ１６に進んでリフレッシュ運転を行う。このリフレ
ッシュ運転は図３のリフレッシュ運転サブルーチンに基
づき実施される。
【００３２】先ず、ステップＳ２０では、ＮＯx触媒１
３に吸着したＮＯxを脱離すべく、即ち付着した硝酸塩
Ｘ−ＮＯ3を脱離すべく、ＮＯx脱離用の燃料噴射時間
（インジェクタ駆動時間／１サイクル）と実施期間ｔ1
（サイクル数）とが設定される。つまり、ここではＮＯ
x脱離を行うための燃料噴射量と触媒からのＮＯx脱離を
行う継続期間ｔ1とを設定する。具体的には、空燃比Ａ
／Ｆが予めＮＯx脱離に適した空燃比Ａ／Ｆ、即ち理論
空燃比近傍の所定ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ=１４）となる
よう設定されたマップから燃料噴射時間とその所定ＡＦ
1を継続する実施期間ｔ1とを読込む。
３に吸着したＮＯxを脱離すべく、即ち付着した硝酸塩
Ｘ−ＮＯ3を脱離すべく、ＮＯx脱離用の燃料噴射時間
（インジェクタ駆動時間／１サイクル）と実施期間ｔ1
（サイクル数）とが設定される。つまり、ここではＮＯ
x脱離を行うための燃料噴射量と触媒からのＮＯx脱離を
行う継続期間ｔ1とを設定する。具体的には、空燃比Ａ
／Ｆが予めＮＯx脱離に適した空燃比Ａ／Ｆ、即ち理論
空燃比近傍の所定ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ=１４）となる
よう設定されたマップから燃料噴射時間とその所定ＡＦ
1を継続する実施期間ｔ1とを読込む。
【００３３】次にステップＳ２１において、ＮＯx触媒
１３に付着した硫酸塩Ｘ−ＳＯ4を脱離すべく、ＳＯx脱
離用の燃料噴射時間（インジェクタ駆動時間／１サイク
ル）と実施期間ｔ2（サイクル数）とが設定される。つ
まり、ここではＳＯx脱離を行うための燃料噴射量と触
媒からのＳＯx脱離を行うための継続期間ｔ2とを設定す
る。具体的には、空燃比Ａ／Ｆが予めＳＯx脱離に適し
た空燃比Ａ／Ｆ、即ち比較的リッチな所定ＡＦ2（例え
ば、Ａ／Ｆ=１１）となるよう設定されたマップから燃
料噴射時間とその所定ＡＦ2を継続する実施期間ｔ2とを
読込む。
１３に付着した硫酸塩Ｘ−ＳＯ4を脱離すべく、ＳＯx脱
離用の燃料噴射時間（インジェクタ駆動時間／１サイク
ル）と実施期間ｔ2（サイクル数）とが設定される。つ
まり、ここではＳＯx脱離を行うための燃料噴射量と触
媒からのＳＯx脱離を行うための継続期間ｔ2とを設定す
る。具体的には、空燃比Ａ／Ｆが予めＳＯx脱離に適し
た空燃比Ａ／Ｆ、即ち比較的リッチな所定ＡＦ2（例え
ば、Ａ／Ｆ=１１）となるよう設定されたマップから燃
料噴射時間とその所定ＡＦ2を継続する実施期間ｔ2とを
読込む。
【００３４】そして、ステップＳ２３では、ステップＳ
２０で読込まれたＮＯx脱離用の燃料噴射時間及び実施
期間ｔ1が優先され、読込まれたデータに基づいて燃料
噴射を開始する。ステップＳ２４では、ＮＯx脱離の実
施期間がマップより読込まれた実施期間ｔ1を超えたか
否かが判定される。判別結果が偽（Ｎｏ）で実施期間が
実施期間ｔ1を超えていない場合には、触媒上からＮＯx
が十分に脱離していないと判断でき、この場合には、所
定ＡＦ1でのリフレッシュ運転を継続する。一方、判別
結果が真（Ｙｅｓ）で実施期間が実施期間ｔ1を超えた
と判定された場合には、触媒上からＮＯxが十分に脱離
したと判断でき、この場合には、ステップＳ２５におい
て空燃比Ａ／ＦをＳＯx脱離用の空燃比、即ち所定ＡＦ2
に変更する。
２０で読込まれたＮＯx脱離用の燃料噴射時間及び実施
期間ｔ1が優先され、読込まれたデータに基づいて燃料
噴射を開始する。ステップＳ２４では、ＮＯx脱離の実
施期間がマップより読込まれた実施期間ｔ1を超えたか
否かが判定される。判別結果が偽（Ｎｏ）で実施期間が
実施期間ｔ1を超えていない場合には、触媒上からＮＯx
が十分に脱離していないと判断でき、この場合には、所
定ＡＦ1でのリフレッシュ運転を継続する。一方、判別
結果が真（Ｙｅｓ）で実施期間が実施期間ｔ1を超えた
と判定された場合には、触媒上からＮＯxが十分に脱離
したと判断でき、この場合には、ステップＳ２５におい
て空燃比Ａ／ＦをＳＯx脱離用の空燃比、即ち所定ＡＦ2
に変更する。
【００３５】ステップＳ２６では、ＳＯx脱離の実施期
間がマップより読み込まれた実施期間ｔ2を超えたか否
かが判定される。判別結果が偽（Ｎｏ）で実施期間が実
施期間ｔ2を超えていない場合には、触媒上からＳＯxが
十分に脱離していないと判断でき、この場合には、所定
ＡＦ2でのリフレッシュ運転を継続する。一方、実施期
間が実施期間ｔ2を超えた場合には、触媒上からＳＯxが
十分に脱離したと判断でき、次のステップＳ２７におい
てリフレッシュ運転対応の噴射を終了し、ステップＳ２
８においてリフレッシュ運転を終了する。このとき、燃
料噴射はリフレッシュ運転終了時点での運転状態に相当
する通常の燃料噴射へ変更される。そして、ステップＳ
２９において、リフレッシュ運転に対応するデータがリ
セットされ、次のリフレッシュ運転に備えられる。
間がマップより読み込まれた実施期間ｔ2を超えたか否
かが判定される。判別結果が偽（Ｎｏ）で実施期間が実
施期間ｔ2を超えていない場合には、触媒上からＳＯxが
十分に脱離していないと判断でき、この場合には、所定
ＡＦ2でのリフレッシュ運転を継続する。一方、実施期
間が実施期間ｔ2を超えた場合には、触媒上からＳＯxが
十分に脱離したと判断でき、次のステップＳ２７におい
てリフレッシュ運転対応の噴射を終了し、ステップＳ２
８においてリフレッシュ運転を終了する。このとき、燃
料噴射はリフレッシュ運転終了時点での運転状態に相当
する通常の燃料噴射へ変更される。そして、ステップＳ
２９において、リフレッシュ運転に対応するデータがリ
セットされ、次のリフレッシュ運転に備えられる。
【００３６】ここで図４を参照すると、上記リフレッシ
ュ制御中の空燃比Ａ／Ｆの時間変化が示されているが、
このように、当該実施例１の場合には、リフレッシュ運
転はリーン空燃比運転が所定時間Ｔsに達する毎に周期
的に実施され、また、ＮＯx脱離用とＳＯx脱離用とのリ
フレッシュ運転時期が同時でありながら設定される空燃
比がそれぞれの脱離に最適なものとなっている。つま
り、ＮＯxの脱離に関しては、空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ
Ｆ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）とされ且つ期間ｔ1に亘っ
て実施され、ＳＯxの脱離に関しては、その直後に、空
燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）と
され且つ期間ｔ2に亘って実施される。
ュ制御中の空燃比Ａ／Ｆの時間変化が示されているが、
このように、当該実施例１の場合には、リフレッシュ運
転はリーン空燃比運転が所定時間Ｔsに達する毎に周期
的に実施され、また、ＮＯx脱離用とＳＯx脱離用とのリ
フレッシュ運転時期が同時でありながら設定される空燃
比がそれぞれの脱離に最適なものとなっている。つま
り、ＮＯxの脱離に関しては、空燃比Ａ／Ｆが所定値Ａ
Ｆ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）とされ且つ期間ｔ1に亘っ
て実施され、ＳＯxの脱離に関しては、その直後に、空
燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）と
され且つ期間ｔ2に亘って実施される。
【００３７】従って、同図から明らかなように、空燃比
Ａ／Ｆは一回のリフレッシュ運転で２段階に切り換えら
れることになり、当該実施例１の場合にあっては、ＮＯ
xの脱離とＳＯxの脱離とを燃費の悪化を抑えて効率的に
実施しながら、ＮＯx触媒１３のＮＯx吸着機能を好適に
回復させ維持することができる。つまり、図４中には、
リフレッシュ運転の開始から終了まで空燃比Ａ／Ｆを所
定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）と一定にしてＮＯx
の脱離とＳＯxの脱離とを行った場合を破線で示してあ
るが、上記本発明のリフレッシュ制御を実施した場合に
は、図中斜線で示した分だけ燃料噴射量を節約すること
ができることになるのである。
Ａ／Ｆは一回のリフレッシュ運転で２段階に切り換えら
れることになり、当該実施例１の場合にあっては、ＮＯ
xの脱離とＳＯxの脱離とを燃費の悪化を抑えて効率的に
実施しながら、ＮＯx触媒１３のＮＯx吸着機能を好適に
回復させ維持することができる。つまり、図４中には、
リフレッシュ運転の開始から終了まで空燃比Ａ／Ｆを所
定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）と一定にしてＮＯx
の脱離とＳＯxの脱離とを行った場合を破線で示してあ
るが、上記本発明のリフレッシュ制御を実施した場合に
は、図中斜線で示した分だけ燃料噴射量を節約すること
ができることになるのである。
【００３８】なお、ここでは、空燃比Ａ／Ｆをそれぞれ
所定値ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）、所定値ＡＦ2
（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）のように段階的に切り換える
ようにしたが、空燃比Ａ／Ｆを、例えば、所定値ＡＦ1
（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）から所定値ＡＦ2（例えば、
Ａ／Ｆ＝１１）まで直線或いは曲線的に連続的に変化さ
せるようにすることも可能である（但し図示せず）。こ
の場合であっても、上述した所定ＡＦ2でリフレッシュ
運転した場合に比べて燃料噴射量を節約することがで
き、充分な効果を奏する。
所定値ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）、所定値ＡＦ2
（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）のように段階的に切り換える
ようにしたが、空燃比Ａ／Ｆを、例えば、所定値ＡＦ1
（例えば、Ａ／Ｆ＝１４）から所定値ＡＦ2（例えば、
Ａ／Ｆ＝１１）まで直線或いは曲線的に連続的に変化さ
せるようにすることも可能である（但し図示せず）。こ
の場合であっても、上述した所定ＡＦ2でリフレッシュ
運転した場合に比べて燃料噴射量を節約することがで
き、充分な効果を奏する。
【００３９】また、本実施形態では、ＮＯx及びＳＯx脱
離のための実施期間ｔ1，ｔ2をマップより読込むように
しているが、制御の簡素化を図るためにそれぞれ固定値
として実施期間を設定してもよい。また、上記図２中の
ステップＳ１４のリーン空燃比運転の継続時間判別の代
わりに、リーン空燃比運転後の燃料噴射弁３ａ，３ｂの
駆動時間ｔmの積算値に基づいて硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4等の浄化能力低下物質の付着量が限界に達
したと推定してリフレッシュ運転を行うようにすること
もできる（付着量推定手段）。この場合、実際に噴射し
た燃料量に応じてリフレッシュ運転を行うことができ、
つまりＮＯx触媒１３に付着する硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4等をより正確に推定してリフレッシュ運転
を実施することができる。
離のための実施期間ｔ1，ｔ2をマップより読込むように
しているが、制御の簡素化を図るためにそれぞれ固定値
として実施期間を設定してもよい。また、上記図２中の
ステップＳ１４のリーン空燃比運転の継続時間判別の代
わりに、リーン空燃比運転後の燃料噴射弁３ａ，３ｂの
駆動時間ｔmの積算値に基づいて硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4等の浄化能力低下物質の付着量が限界に達
したと推定してリフレッシュ運転を行うようにすること
もできる（付着量推定手段）。この場合、実際に噴射し
た燃料量に応じてリフレッシュ運転を行うことができ、
つまりＮＯx触媒１３に付着する硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4等をより正確に推定してリフレッシュ運転
を実施することができる。
【００４０】ところで、硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や硫酸塩Ｘ−
ＳＯ4等の付着量の推定は上記に限られるものではな
く、例えば、上記距離メータ２５からの車両の走行距離
積算情報に基づいて行うこともでき、さらには走行時
間、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行うこともできる。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。
ＳＯ4等の付着量の推定は上記に限られるものではな
く、例えば、上記距離メータ２５からの車両の走行距離
積算情報に基づいて行うこともでき、さらには走行時
間、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行うこともできる。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。
【００４１】また、この制御は、リフレッシュ運転継続
中でも、加速等の要求により目標とする空燃比がストイ
キオまたはリッチに切換わった場合には、リフレッシュ
運転はリセットされ、要求された運転状態に適したスト
イキオ運転またはリッチ運転に切換わるように設定され
ている。次に実施例２について説明する。
中でも、加速等の要求により目標とする空燃比がストイ
キオまたはリッチに切換わった場合には、リフレッシュ
運転はリセットされ、要求された運転状態に適したスト
イキオ運転またはリッチ運転に切換わるように設定され
ている。次に実施例２について説明する。
【００４２】ここでは、主として上記実施例１と異なる
点についてのみ説明する。図５乃至図８に示すフローチ
ャートを参照すると、実施例２においてＥＣＵ２３が実
行するリフレッシュ制御（リフレッシュ空燃比制御）手
順が示されており、以下これらのフローチャートに基づ
いて説明する。この実施例２は、ＮＯxの脱離とＳＯxの
脱離とを別々に異なる周期で実施するというものであ
り、以下、先ず図５及び図７に基づいてＮＯx脱離用の
リフレッシュ制御について説明する。
点についてのみ説明する。図５乃至図８に示すフローチ
ャートを参照すると、実施例２においてＥＣＵ２３が実
行するリフレッシュ制御（リフレッシュ空燃比制御）手
順が示されており、以下これらのフローチャートに基づ
いて説明する。この実施例２は、ＮＯxの脱離とＳＯxの
脱離とを別々に異なる周期で実施するというものであ
り、以下、先ず図５及び図７に基づいてＮＯx脱離用の
リフレッシュ制御について説明する。
【００４３】図５のステップＳ４０では、上記同様に運
転状態の読込みを行って条件判別を実施し、次のステッ
プＳ４２では、やはり上記同様にエンジン１がリーン空
燃比運転中であるか否かを判別する。そして、ステップ
Ｓ４２の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン１がリーン空
燃比運転中でない場合には、ステップＳ４８に進んで運
転状態に応じたストイキオまたはリッチ運転（ストイキ
オ／リッチ運転）を継続する。一方、ステップＳ４２の
判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン空燃比運転中と判定さ
れた場合には、次にステップＳ４４に進む。
転状態の読込みを行って条件判別を実施し、次のステッ
プＳ４２では、やはり上記同様にエンジン１がリーン空
燃比運転中であるか否かを判別する。そして、ステップ
Ｓ４２の判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン１がリーン空
燃比運転中でない場合には、ステップＳ４８に進んで運
転状態に応じたストイキオまたはリッチ運転（ストイキ
オ／リッチ運転）を継続する。一方、ステップＳ４２の
判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン空燃比運転中と判定さ
れた場合には、次にステップＳ４４に進む。
【００４４】ステップＳ４４では、リーン空燃比運転が
開始されてから所定時間（第１の周期）Ｔ1が経過した
か否かを判別する（付着量推定手段）。この所定時間Ｔ
1は、予め実験等により設定された値であり、エンジン
１がいかなる運転状態であってもＮＯx触媒１３に付着
する上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3が付着限界量を超えない程度
の時間に設定されている。
開始されてから所定時間（第１の周期）Ｔ1が経過した
か否かを判別する（付着量推定手段）。この所定時間Ｔ
1は、予め実験等により設定された値であり、エンジン
１がいかなる運転状態であってもＮＯx触媒１３に付着
する上記硝酸塩Ｘ−ＮＯ3が付着限界量を超えない程度
の時間に設定されている。
【００４５】ステップＳ４４の判別結果が偽でリーン空
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔ1が経過していな
いような場合には、ステップＳ４７に進んでリーン運転
を継続する。一方、ステップＳ４４の判別結果が真で所
定時間Ｔ1が経過したと判定される場合には、次にステ
ップＳ４６に進んでリフレッシュ運転を行う。このＮＯ
x脱離用のリフレッシュ運転は図７のリフレッシュ運転
サブルーチンに基づき実施される。なお、この図７はス
テップＳ６０、ステップＳ６２及びステップＳ６４から
成っているが、これらはそれぞれ上記図３のステップＳ
２０、ステップＳ２３及びステップＳ２４（ＮＯx脱離
部）に対応しているため説明を省略する。
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔ1が経過していな
いような場合には、ステップＳ４７に進んでリーン運転
を継続する。一方、ステップＳ４４の判別結果が真で所
定時間Ｔ1が経過したと判定される場合には、次にステ
ップＳ４６に進んでリフレッシュ運転を行う。このＮＯ
x脱離用のリフレッシュ運転は図７のリフレッシュ運転
サブルーチンに基づき実施される。なお、この図７はス
テップＳ６０、ステップＳ６２及びステップＳ６４から
成っているが、これらはそれぞれ上記図３のステップＳ
２０、ステップＳ２３及びステップＳ２４（ＮＯx脱離
部）に対応しているため説明を省略する。
【００４６】次に図６及び図８に基づいてＳＯx脱離用
のリフレッシュ制御について説明する。図６のステップ
Ｓ５０では、上記同様に運転状態の読込みを行って条件
判別を実施し、次のステップＳ５２では、やはり上記同
様にエンジン１がリーン空燃比運転中であるか否かを判
別する。そして、ステップＳ５２の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）でエンジン１がリーン空燃比運転中でない場合に
は、ステップＳ５８に進んで運転状態に応じたストイキ
オまたはリッチ運転（ストイキオ／リッチ運転）を継続
する。一方、ステップＳ５２の判別結果が真（Ｙｅｓ）
でリーン空燃比運転中と判定された場合には、次にステ
ップＳ５４に進む。
のリフレッシュ制御について説明する。図６のステップ
Ｓ５０では、上記同様に運転状態の読込みを行って条件
判別を実施し、次のステップＳ５２では、やはり上記同
様にエンジン１がリーン空燃比運転中であるか否かを判
別する。そして、ステップＳ５２の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）でエンジン１がリーン空燃比運転中でない場合に
は、ステップＳ５８に進んで運転状態に応じたストイキ
オまたはリッチ運転（ストイキオ／リッチ運転）を継続
する。一方、ステップＳ５２の判別結果が真（Ｙｅｓ）
でリーン空燃比運転中と判定された場合には、次にステ
ップＳ５４に進む。
【００４７】ステップＳ５４では、リーン空燃比運転が
開始されてから今度は所定時間（第２の周期）Ｔ2が経
過したか否かを判別する（付着量推定手段）。この所定
時間Ｔ2も、予め実験等により設定された値であり、エ
ンジン１がいかなる運転状態であってもＮＯx触媒１３
に付着する上記硫酸塩Ｘ−ＳＯ4が付着限界量を超えな
い程度の時間に設定されている。なお、この所定時間Ｔ
2は上記ＮＯx脱離用のリフレッシュ制御の場合の所定時
間Ｔ1よりも大きく設定されている（Ｔ2＞Ｔ1）。
開始されてから今度は所定時間（第２の周期）Ｔ2が経
過したか否かを判別する（付着量推定手段）。この所定
時間Ｔ2も、予め実験等により設定された値であり、エ
ンジン１がいかなる運転状態であってもＮＯx触媒１３
に付着する上記硫酸塩Ｘ−ＳＯ4が付着限界量を超えな
い程度の時間に設定されている。なお、この所定時間Ｔ
2は上記ＮＯx脱離用のリフレッシュ制御の場合の所定時
間Ｔ1よりも大きく設定されている（Ｔ2＞Ｔ1）。
【００４８】ステップＳ５４の判別結果が偽でリーン空
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔ2が経過していな
いような場合には、ステップＳ５７に進んでリーン運転
を継続する。一方、ステップＳ５４の判別結果が真で所
定時間Ｔ2が経過したと判定された場合には、次にステ
ップＳ５６に進んでリフレッシュ運転を行う。このＳＯ
x脱離用のリフレッシュ運転は図８のリフレッシュ運転
サブルーチンに基づき実施される。但し、この図８はス
テップＳ７０、ステップＳ７２及びステップＳ７４から
成っているが、これらはそれぞれ上記図３のステップＳ
２１、ステップＳ２３及びステップＳ２６（ＳＯx脱離
部）に対応しているため説明を省略する。
燃比運転が開始されてから所定時間Ｔ2が経過していな
いような場合には、ステップＳ５７に進んでリーン運転
を継続する。一方、ステップＳ５４の判別結果が真で所
定時間Ｔ2が経過したと判定された場合には、次にステ
ップＳ５６に進んでリフレッシュ運転を行う。このＳＯ
x脱離用のリフレッシュ運転は図８のリフレッシュ運転
サブルーチンに基づき実施される。但し、この図８はス
テップＳ７０、ステップＳ７２及びステップＳ７４から
成っているが、これらはそれぞれ上記図３のステップＳ
２１、ステップＳ２３及びステップＳ２６（ＳＯx脱離
部）に対応しているため説明を省略する。
【００４９】ここで図９を参照すると、上記実施例２の
場合のリフレッシュ制御中の空燃比Ａ／Ｆの時間変化が
示されているが、同図に示すように、実施例２の場合、
リフレッシュ運転のうちＮＯx脱離用のリーン空燃比運
転は所定時間Ｔ1に達する毎に周期的に実施され、一方
ＳＯx脱離用のリーン空燃比運転は所定時間Ｔ2（Ｔ2＞
Ｔ1）に達する毎に周期的に実施されることになる。つ
まり、ＮＯxの脱離に関しては、周期（第１の周期）Ｔ1
で空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１
４）とされ且つ期間ｔ1に亘って実施され、ＳＯxの脱離
に関しては、周期（第２の周期）Ｔ2で空燃比Ａ／Ｆが
所定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）とされ且つ期間
ｔ2に亘って実施される。
場合のリフレッシュ制御中の空燃比Ａ／Ｆの時間変化が
示されているが、同図に示すように、実施例２の場合、
リフレッシュ運転のうちＮＯx脱離用のリーン空燃比運
転は所定時間Ｔ1に達する毎に周期的に実施され、一方
ＳＯx脱離用のリーン空燃比運転は所定時間Ｔ2（Ｔ2＞
Ｔ1）に達する毎に周期的に実施されることになる。つ
まり、ＮＯxの脱離に関しては、周期（第１の周期）Ｔ1
で空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ1（例えば、Ａ／Ｆ＝１
４）とされ且つ期間ｔ1に亘って実施され、ＳＯxの脱離
に関しては、周期（第２の周期）Ｔ2で空燃比Ａ／Ｆが
所定値ＡＦ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）とされ且つ期間
ｔ2に亘って実施される。
【００５０】即ち、通常は、排ガス中にはＮＯxの方が
ＳＯxよりも多く存在しており、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4の付着
堆積の進行度合の方が硝酸塩Ｘ−ＮＯ3の進行度合より
も遅い傾向にあることから、ＳＯxの脱離についてはＮ
Ｏx脱離の周期Ｔ1よりも長い周期Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）でリ
フレッシュ運転を実施できることになり、これにより、
燃料を多く必要とするＳＯx脱離用のリフレッシュ運転
の頻度を少量の燃料量で済むＮＯx脱離用リフレッシュ
運転の頻度よりも極力少なく抑えるようにして、さらに
好適に燃費の悪化を防止しながらＮＯx触媒のＮＯx吸着
機能を回復させ維持することができることになる。
ＳＯxよりも多く存在しており、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4の付着
堆積の進行度合の方が硝酸塩Ｘ−ＮＯ3の進行度合より
も遅い傾向にあることから、ＳＯxの脱離についてはＮ
Ｏx脱離の周期Ｔ1よりも長い周期Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）でリ
フレッシュ運転を実施できることになり、これにより、
燃料を多く必要とするＳＯx脱離用のリフレッシュ運転
の頻度を少量の燃料量で済むＮＯx脱離用リフレッシュ
運転の頻度よりも極力少なく抑えるようにして、さらに
好適に燃費の悪化を防止しながらＮＯx触媒のＮＯx吸着
機能を回復させ維持することができることになる。
【００５１】なお、実施例２も実施例１と同様、リフレ
ッシュ運転継続中でも、加速等の要求により目標とする
空燃比がストイキオまたはリッチに切換わった場合に
は、リフレッシュ運転はリセットされ、要求された運転
状態に適したストイキオ運転またはリッチ運転に切換わ
るように設定されている。ところで、本実施形態では、
リフレッシュ運転がリセットされ、再度、リーン空燃比
が所定時間Ｔs継続した場合にリフレッシュ運転に入る
ように設定されているが、加速等の要求があったときに
は、空撚比が１２〜１４程度とリッチになることから、
リフレッシュ運転と同様な効果が得られることになる。
即ちＮＯx、ＳＯxの脱離が行われることになる。従っ
て、この時の空燃比と継続時間とからＮＯxやＳＯxの脱
離量を推測し、この推測値を利用して付着量推定手段の
データ（上記実施形態では所定時間Ｔs)を補正するよう
にしても良い。
ッシュ運転継続中でも、加速等の要求により目標とする
空燃比がストイキオまたはリッチに切換わった場合に
は、リフレッシュ運転はリセットされ、要求された運転
状態に適したストイキオ運転またはリッチ運転に切換わ
るように設定されている。ところで、本実施形態では、
リフレッシュ運転がリセットされ、再度、リーン空燃比
が所定時間Ｔs継続した場合にリフレッシュ運転に入る
ように設定されているが、加速等の要求があったときに
は、空撚比が１２〜１４程度とリッチになることから、
リフレッシュ運転と同様な効果が得られることになる。
即ちＮＯx、ＳＯxの脱離が行われることになる。従っ
て、この時の空燃比と継続時間とからＮＯxやＳＯxの脱
離量を推測し、この推測値を利用して付着量推定手段の
データ（上記実施形態では所定時間Ｔs)を補正するよう
にしても良い。
【００５２】以上、説明したように、本発明の実施例１
及び実施例２によれば、ＮＯx触媒に吸着するＮＯxの酸
化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（第１の浄化能力低下
物質）については空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ1（例え
ば、Ａ／Ｆ＝１４）とし、一方ガソリン中の硫黄Ｓから
なるＳＯxの酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（第２の
浄化能力低下物質）については空燃比Ａ／Ｆを所定値Ａ
Ｆ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）としてそれぞれ周期的に
タイミングよくリフレッシュ運転を実施し還元除去する
ようにしているので、リフレッシュ運転に使用される燃
料量を極力少なく抑えて燃費の悪化を防止しながら効率
よく硝酸塩Ｘ−ＮＯ3、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4等の浄化能力低
下物質を還元除去でき、ＮＯx触媒のＮＯx吸着能力を好
適に回復させ維持することができる。
及び実施例２によれば、ＮＯx触媒に吸着するＮＯxの酸
化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3（第１の浄化能力低下
物質）については空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ1（例え
ば、Ａ／Ｆ＝１４）とし、一方ガソリン中の硫黄Ｓから
なるＳＯxの酸化生成物である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4（第２の
浄化能力低下物質）については空燃比Ａ／Ｆを所定値Ａ
Ｆ2（例えば、Ａ／Ｆ＝１１）としてそれぞれ周期的に
タイミングよくリフレッシュ運転を実施し還元除去する
ようにしているので、リフレッシュ運転に使用される燃
料量を極力少なく抑えて燃費の悪化を防止しながら効率
よく硝酸塩Ｘ−ＮＯ3、硫酸塩Ｘ−ＳＯ4等の浄化能力低
下物質を還元除去でき、ＮＯx触媒のＮＯx吸着能力を好
適に回復させ維持することができる。
【００５３】なお、上記実施例１及び実施例２では、Ｎ
Ｏx触媒１３のみを有する排気浄化装置について説明し
たが、ＮＯx触媒１３とともに三元触媒をＮＯx触媒１３
の上流或いは下流に備えたものであっても本発明を好適
に適用することができる。また、リーン運転時にＳＯ2
をＳＯ4として吸着させる一方、ストイキオ（またはリ
ッチ）運転時に（排ガス中に酸素が存在しないことを前
提に）ＳＯ2として脱離するＳ（硫黄）トラップ型触媒
が近年開発されており、このＳトラップ型触媒をＮＯx
触媒の上流に備えたものであっても本発明を好適に適用
することができる。つまり、上記Ｓトラップ型触媒をＮ
Ｏx触媒の上流に備えるようにすれば、ＳＯ2をＮＯx触
媒の被毒なく下流に流すことが可能である一方、現実に
は空燃比がストイキオまたはリッチであっても完全燃焼
することはなく、故に多少の酸素が排ガス中に残存して
Ｓトラップ型触媒から脱離したＳＯ2が当該酸素と反応
して非常に反応し易い状態のＳＯ3となりＮＯx触媒上で
貴金属類と反応し被毒物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ4）として
ＮＯx触媒に付着することになるのであるが、本発明を
適用すれば、このような場合であっても、被毒物質（硫
酸塩Ｘ−ＳＯ4）を好適に還元除去できるのである。
Ｏx触媒１３のみを有する排気浄化装置について説明し
たが、ＮＯx触媒１３とともに三元触媒をＮＯx触媒１３
の上流或いは下流に備えたものであっても本発明を好適
に適用することができる。また、リーン運転時にＳＯ2
をＳＯ4として吸着させる一方、ストイキオ（またはリ
ッチ）運転時に（排ガス中に酸素が存在しないことを前
提に）ＳＯ2として脱離するＳ（硫黄）トラップ型触媒
が近年開発されており、このＳトラップ型触媒をＮＯx
触媒の上流に備えたものであっても本発明を好適に適用
することができる。つまり、上記Ｓトラップ型触媒をＮ
Ｏx触媒の上流に備えるようにすれば、ＳＯ2をＮＯx触
媒の被毒なく下流に流すことが可能である一方、現実に
は空燃比がストイキオまたはリッチであっても完全燃焼
することはなく、故に多少の酸素が排ガス中に残存して
Ｓトラップ型触媒から脱離したＳＯ2が当該酸素と反応
して非常に反応し易い状態のＳＯ3となりＮＯx触媒上で
貴金属類と反応し被毒物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ4）として
ＮＯx触媒に付着することになるのであるが、本発明を
適用すれば、このような場合であっても、被毒物質（硫
酸塩Ｘ−ＳＯ4）を好適に還元除去できるのである。
【００５４】即ち、本発明は、三元触媒等の他の触媒の
存在如何に拘わらずＮＯx触媒１３を有する排気浄化装
置全てに良好に適用可能である。また、ＮＯx触媒１３
はその使用時間が長くなると劣化が進むため、上記実施
例１及び２中のリフレッシュ運転の実施周期（Ｔs，Ｔ
1，Ｔ2）を徐々に小さくするとより効果的である。
存在如何に拘わらずＮＯx触媒１３を有する排気浄化装
置全てに良好に適用可能である。また、ＮＯx触媒１３
はその使用時間が長くなると劣化が進むため、上記実施
例１及び２中のリフレッシュ運転の実施周期（Ｔs，Ｔ
1，Ｔ2）を徐々に小さくするとより効果的である。
【００５５】また、上記実施例１及び２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（筒内噴射型内燃エンジン等）のものでも適用可能で
ある。
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（筒内噴射型内燃エンジン等）のものでも適用可能で
ある。
【００５６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置によれ
ば、ＮＯx触媒には、時間の経過とともに、希薄燃焼時
に発生するＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や
ガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物である
硫酸塩Ｘ−ＳＯ4 がそれぞれ第１の浄化能力低下物質及
び第２の浄化能力低下物質として付着するため、これら
第１及び第２の浄化能力低下物質をそのまま放置すると
ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が低下することになるが、第
１の浄化能力低下物質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）について
は、その付着量に応じて空燃比を周期的に理論空燃比ま
たは理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４付近）とし、
一方第２の浄化能力低下物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）につ
いては、やはりその付着量に応じて空燃比を周期的にリ
ッチ（例えば、空燃比１１付近）とすることにより、頻
繁に空燃比がリッチ状態とされることがないようにして
燃料の増量頻度が無闇に多くなることを防止し燃費の悪
化を好適に防止しながらにして、第１の浄化能力低下物
質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）、第２の浄化能力低下物質（硫
酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）をともに適宜タイミングよく良好に還
元除去することができ、ＮＯx触媒のＮＯx吸着機能を常
に良好な状態に回復させ維持することができる。
求項１の希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置によれ
ば、ＮＯx触媒には、時間の経過とともに、希薄燃焼時
に発生するＮＯxの酸化生成物である硝酸塩Ｘ−ＮＯ3や
ガソリン中の硫黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物である
硫酸塩Ｘ−ＳＯ4 がそれぞれ第１の浄化能力低下物質及
び第２の浄化能力低下物質として付着するため、これら
第１及び第２の浄化能力低下物質をそのまま放置すると
ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力が低下することになるが、第
１の浄化能力低下物質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）について
は、その付着量に応じて空燃比を周期的に理論空燃比ま
たは理論空燃比近傍（例えば、空燃比１４付近）とし、
一方第２の浄化能力低下物質（硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）につ
いては、やはりその付着量に応じて空燃比を周期的にリ
ッチ（例えば、空燃比１１付近）とすることにより、頻
繁に空燃比がリッチ状態とされることがないようにして
燃料の増量頻度が無闇に多くなることを防止し燃費の悪
化を好適に防止しながらにして、第１の浄化能力低下物
質（硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 ）、第２の浄化能力低下物質（硫
酸塩Ｘ−ＳＯ 4 ）をともに適宜タイミングよく良好に還
元除去することができ、ＮＯx触媒のＮＯx吸着機能を常
に良好な状態に回復させ維持することができる。
【００５７】また、請求項２の希薄燃焼内燃エンジンの
排気浄化装置によれば、ＮＯx触媒には、時間の経過と
ともに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物であ
る硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 やガソリン中の硫黄Ｓの酸化生成物
である硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 がそれぞれ第１の浄化能力低下
物質及び第２の浄化能力低下物質として付着することに
なるが、希薄燃焼が所定時間継続したことで容易にして
これらの浄化能力低下物質の各付着量が所定量に達した
とみなすことができ、このとき空燃比を硝酸塩Ｘ−ＮＯ
3 に対しては理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃
化（ややリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）
に、また例えば硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 に対してはより濃化
（よりリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１１付近）に
設定して空燃比をこれらの値に周期的に切換えることに
より、上記同様に第１及び第２の浄化能力低下物質を好
適に還元除去することができ、やはりＮＯx触媒の機能
を良好に回復させ維持することができる。
排気浄化装置によれば、ＮＯx触媒には、時間の経過と
ともに、希薄燃焼時に発生するＮＯxの酸化生成物であ
る硝酸塩Ｘ−ＮＯ 3 やガソリン中の硫黄Ｓの酸化生成物
である硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 がそれぞれ第１の浄化能力低下
物質及び第２の浄化能力低下物質として付着することに
なるが、希薄燃焼が所定時間継続したことで容易にして
これらの浄化能力低下物質の各付着量が所定量に達した
とみなすことができ、このとき空燃比を硝酸塩Ｘ−ＮＯ
3 に対しては理論空燃比または理論空燃比近傍のやや濃
化（ややリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１４付近）
に、また例えば硫酸塩Ｘ−ＳＯ 4 に対してはより濃化
（よりリッチ）な空燃比（例えば、空燃比１１付近）に
設定して空燃比をこれらの値に周期的に切換えることに
より、上記同様に第１及び第２の浄化能力低下物質を好
適に還元除去することができ、やはりＮＯx触媒の機能
を良好に回復させ維持することができる。
【００５８】また、請求項３の希薄燃焼内燃エンジンの
排気浄化装置によれば、第１の浄化能力低下物質（硝酸
塩Ｘ−ＮＯ3）に対して第２の浄化能力低下物質（硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4）の還元除去の機会を必要且つ充分な程度
に減らすことができ、燃料を多く必要とするリッチ状態
の出現頻度を極力少なく抑えて燃費の悪化を好適に防止
でき、省エネ化を図りながらＮＯx触媒のＮＯx吸着機能
を好適に維持することができる。
排気浄化装置によれば、第１の浄化能力低下物質（硝酸
塩Ｘ−ＮＯ3）に対して第２の浄化能力低下物質（硫酸
塩Ｘ−ＳＯ4）の還元除去の機会を必要且つ充分な程度
に減らすことができ、燃料を多く必要とするリッチ状態
の出現頻度を極力少なく抑えて燃費の悪化を好適に防止
でき、省エネ化を図りながらＮＯx触媒のＮＯx吸着機能
を好適に維持することができる。
【００５９】また、請求項４の希薄燃焼内燃エンジンの
排気浄化装置によれば、制御の簡素化を図ることができ
るとともに、燃料増量に伴う内燃エンジンの運転状態の
悪化を極力防止でき、さらに、一回の空燃比切換えで増
量される燃料を比較的無駄なく有効に還元作用に利用す
ることができる。
排気浄化装置によれば、制御の簡素化を図ることができ
るとともに、燃料増量に伴う内燃エンジンの運転状態の
悪化を極力防止でき、さらに、一回の空燃比切換えで増
量される燃料を比較的無駄なく有効に還元作用に利用す
ることができる。
【図１】本発明の実施例が適用される排気浄化装置を備
えた希薄燃焼内燃エンジンの概略構成図である。
えた希薄燃焼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
ートである。
る、実施例１のリフレッシュ制御ルーチンのフローチャ
ートである。
【図３】リフレッシュ運転ルーチンのフローチャートで
ある。
ある。
【図４】実施例１のリフレッシュ制御の実施結果を示す
空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートである。
空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートである。
【図５】実施例２のＮＯx脱離用のリフレッシュ制御ル
ーチンのフローチャートである。
ーチンのフローチャートである。
【図６】実施例２のＳＯx脱離用のリフレッシュ制御ル
ーチンのフローチャートである。
ーチンのフローチャートである。
【図７】ＮＯx脱離用のリフレッシュ運転ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図８】ＳＯx脱離用のリフレッシュ運転ルーチンのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】実施例２のリフレッシュ制御の実施結果を示す
空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートである。
空燃比Ａ／Ｆのタイムチャートである。
【図１０】ＮＯx触媒に付着したＮＯxの酸化生成物であ
る硝酸塩Ｘ−ＮＯ3と硫黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物
である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4の還元のメカニズムを示す説明
図である。
る硝酸塩Ｘ−ＮＯ3と硫黄ＳからなるＳＯxの酸化生成物
である硫酸塩Ｘ−ＳＯ4の還元のメカニズムを示す説明
図である。
１ エンジン本体 ３ａ 燃料噴射弁 ３ｂ 燃料噴射弁 １２ 空燃比センサ １３ ＮＯx触媒 １６ａ 点火プラグ １６ｂ 点火プラグ ２３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｄ 3/28 ３０１ ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ 45/00 ３０１Ｇ ＺＡＢ ＺＡＢ 45/00 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ ＺＡＢ 53/36 １０１Ｂ (56)参考文献 特開 平６−346768（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−32619（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−294618（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−229231（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−229230（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−260948（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−217474（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−259542（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−88518（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F01N 3/20
Claims (4)
- 【請求項１】 希薄燃焼可能な内燃エンジンの排気通路
に設けられ、酸素過剰雰囲気でＮＯxを吸着し酸素濃度
低下雰囲気で前記吸着したＮＯxを放出するＮＯx触媒
と、 前記ＮＯx触媒に付着して該ＮＯx触媒のＮＯx吸収能力
を低下させる硝酸塩からなる第１の浄化能力低下物質及
び硫酸塩からなる第２の浄化能力低下物質の付着量をそ
れぞれ推定する付着量推定手段と、 前記各浄化能力低下物質を前記ＮＯx触媒から脱離させ
るべく、前記付着量推定手段からの情報に基づき、前記
第１の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃比が理論
空燃比または理論空燃比近傍となるように設定する一
方、前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対しては空燃
比がリッチとなるように設定するとともに、空燃比が前
記希薄燃焼時に周期的に前記各設定された値となるよう
制御する空燃比制御手段と、 を備えたことを特徴とする希薄燃焼内燃エンジンの排気
浄化装置。 - 【請求項２】 前記付着量推定手段は、前記希薄燃焼の
継続時間に基づき前記第１の浄化能力低下物質及び前記
第２の浄化能力低下物質の付着量をそれぞれ推定するも
のであって、 前記空燃比制御手段は、前記希薄燃焼が所定時間継続し
たとき、前記第１の浄化能力低下物質の脱離に対しては
空燃比が理論空燃比または理論空燃比近傍となるように
設定する一方、前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対
しては空燃比がリッチとなるように設定するとともに、
空燃比が周期的に前記各設定された値となるよう制御す
ることを特徴とする、請求項１記載の希薄燃焼内燃エン
ジンの排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記空燃比制御手段は、前記第１の浄化
能力低下物質の脱離に対しては第１の周期で空燃比を制
御する一方、前記第２の浄化能力低下物質の脱離に対し
ては前記第１の周期よりも長い第２の周期で空燃比を制
御することを特徴とする、請求項１または２記載の希薄
燃焼内燃エンジンの排気浄化装置。 - 【請求項４】 前記付着量推定手段は、前記第１の浄化
能力低下物質及び前記第２の浄化能力低下物質の付着量
を併せて同時に推定し、 前記空燃比制御手段は、前記付着量推定手段からの情報
に基づき、前記希薄燃焼時の同一時期に周期的に空燃比
が連続的或いは段階的にリッチとなるよう制御すること
を特徴とする、請求項１または２記載の希薄燃焼内燃エ
ンジンの排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07373197A JP3358485B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07373197A JP3358485B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10266884A JPH10266884A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3358485B2 true JP3358485B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=13526683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07373197A Expired - Lifetime JP3358485B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 希薄燃焼内燃エンジンの排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358485B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6148612A (en) * | 1997-10-13 | 2000-11-21 | Denso Corporation | Engine exhaust gas control system having NOx catalyst |
| GB2343387B (en) * | 1998-10-20 | 2001-02-28 | Jeffrey Carl Alexander | Electrostatically controlled process for contacting of gases and solid particles |
| JP3772567B2 (ja) * | 1999-02-08 | 2006-05-10 | マツダ株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
| DE102004007523B4 (de) * | 2004-02-17 | 2007-10-25 | Umicore Ag & Co. Kg | Verfahren zur Bestimmung des Umschaltzeitpunktes von der Speicherphase zur Regenerationsphase eines Stickoxid-Speicherkatalysators und zur Diagnose seines Speicherverhaltens |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP07373197A patent/JP3358485B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10266884A (ja) | 1998-10-06 |
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