JP3427882B2

JP3427882B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3427882B2
Application number: JP25540398A
Authority: JP
Inventors: 公二郎岡田; 隆堂ヶ原; 保樹田村
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2000087788A

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
化装置に係り、詳しくは、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵され
た硫黄酸化物（ＳＯx）を除去する技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】内燃機関において、空燃比をリー
ン空燃比とすると、酸素が過剰に存在し、従来の三元触
媒ではその浄化特性から排ガス中のＮＯx（窒素酸化
物）を充分に浄化できないという問題があり、最近で
は、酸素過剰雰囲気においてもＮＯxを浄化できる吸蔵
型ＮＯx触媒が開発され実用化されている。

【０００３】吸蔵型ＮＯx触媒は、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
して吸蔵し、該吸蔵したＮＯxをＣＯ（一酸化炭素）過
剰状態（還元雰囲気）でＮＯxとして放出させる特性
（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ₃が生成される）を有した触媒
として構成されている。放出されたＮＯxは同触媒上で
過剰なＣＯによりＮ₂（窒素）に還元されるか、または
下流に配設された三元触媒上でＮ₂に還元される。実際
には、例えば、吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵量が飽和す
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
ような吸気行程でのリッチ空燃比運転に定期的に切換え
（これをリッチスパイクという）、これにより、ＣＯの
多い還元雰囲気を生成し、吸蔵したＮＯxを放出（ＮＯx
パージ）して吸蔵型ＮＯx触媒の再生を図るようにして
いる。

【０００４】ところで、燃料中にはＳ（サルファ）成分
（硫黄成分）が含まれており、このＳ成分は酸素と反応
してＳＯx（硫黄酸化物）となり、該ＳＯxは硫酸塩Ｘ−
ＳＯ ₄としてＮＯxの代わりに吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵さ
れる。つまり、吸蔵型ＮＯx触媒には、硝酸塩と硫酸塩
とが吸蔵されることになる。ところが、硫酸塩は硝酸塩
よりも塩としての安定度が高く、空燃比がリッチ状態
（酸素濃度が低下した還元雰囲気）になってもその一部
しか分解されず、吸蔵型ＮＯx触媒に残留する硫酸塩の
量は時間とともに増加する。このように硫酸塩の量が増
加すると、吸蔵型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が時間とと
もに低下し、吸蔵型ＮＯx触媒としての性能が悪化する
ことになり好ましいことではない（Ｓ被毒）。

【０００５】しかしながら、このように吸蔵されたＳＯ
xは、空燃比をリッチ状態にするとともに、触媒を高温
状態にすることで除去（Ｓパージ）されることが分かっ
ており、例えばＳＯxの吸蔵量を推定するようにし該推
定値が所定量に達したと判定すると空燃比をリッチ化す
るとともに点火時期のリタード（燃焼制御）により排気
昇温させ触媒を高温状態にする技術が特開平７−２１７
４７４号公報等に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記各公報
に開示された技術では、ＳＯxの吸蔵量が所定量に達し
たと判定されると、常に、Ｓパージを行うべく点火時期
をリタードさせるようにしている。しかしながら、上記
技術のように、ＳＯxの吸蔵量が所定値に達したと判定
された場合に機関の運転状態に関係なく常にＳパージを
行うと、特に当該Ｓパージを車両の加速走行中に実施す
る場合において、内燃機関の燃焼が一時的に悪化し加速
フィーリングが悪くなる虞がある。

【０００７】そこで、ＳＯxの吸蔵量が所定量に達した
と判定されたときでも、加速走行中等にあってはＳパー
ジを行わないことが考えられるが、この場合、加速走行
中等に全くＳパージを行わないものとすると、加減速を
繰り返すような市街地走行時等にあっては長時間に亘っ
てＳパージが行われない虞があり好ましいことではな
い。

【０００８】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、吸蔵型Ｎ
Ｏx触媒に吸蔵されたＳＯxを加速フィーリング等の悪化
を抑えながら確実に除去可能な内燃機関の排気浄化装置
を提供することにある。

【０００９】

【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の発明によれば、吸蔵型ＮＯx触媒を
有した内燃機関の排気浄化装置において、所定の加速判
定値に基づいて加速判定手段により車両の加速状態が判
定されるが、この加速判定値は、吸蔵型ＮＯx触媒に吸
蔵される燃料中の硫黄成分の除去が硫黄成分除去要否判
定手段により必要と判定されると内燃機関の運転状態
（例えば、機関負荷、機関回転速度）に応じて大側に変
更される。そして、当該変更された加速判定値に基づき
車両が加速状態にあると判定されると硫黄成分除去禁止
手段によって硫黄成分の除去が禁止され、即ち当該変更
された加速判定値に基づき車両が加速状態にあると判定
されない限り硫黄成分除去手段によって硫黄成分の除去
が良好に行われる。つまり、硫黄成分の除去が必要と判
定されたときには、定常運転状態のみならず通常は加速
と判定される緩加速状態でも硫黄成分の除去が良好に実
施される。

【００１０】従って、硫黄成分（ＳＯx）の除去（Ｓパ
ージ）の際に燃焼パラメータを制御することで起こる加
速フィーリングの悪化を極力防止しながらも、硫黄成分
の除去が必要なときには確実に硫黄成分が除去可能とさ
れる。つまり、本発明によれば、加速フィーリングの悪
化防止と硫黄成分の除去との両立を図ることが可能とさ
れる。また、請求項２の発明では、請求項１において、
さらに車速検出手段により検出される車速が所定の中車
速以上のときに加速判定値が大側に変更される。これに
より、車両が所定の中車速以上のときにはＳパージが良
好に実施される一方、車両が低車速のときにはＳパージ
が実施され難くなり、加速フィーリングの悪化がより一
層防止される。また、請求項３の発明では、吸蔵型ＮＯ
x触媒を有した内燃機関の排気浄化装置において、所定
の加速判定値に基づいて加速判定手段により車両の加速
状態が判定されるが、この加速判定値は、吸蔵型ＮＯx
触媒に吸蔵される燃料中の硫黄成分の除去が硫黄成分除
去要否判定手段により必要と判定されると吸蔵型ＮＯx
触媒に吸蔵された硫黄成分の量に応じて大側に変更され
る。そして、当該変更された加速判定値に基づき車両が
加速状態にあると判定されると硫黄成分除去禁止手段に
よって硫黄成分の除去が禁止され、即ち当該変更された
加速判定値に基づき車両が加速状態にあると判定されな
い限り硫黄成分除去手段によって硫黄成分の除去が良好
に行われる。従って、上記同様、硫黄成分（ＳＯx）の
除去（Ｓパージ）の際に燃焼パラメータを制御すること
で起こる加速フィーリングの悪化を極力防止しながら
も、硫黄成分の除去が必要なときにはＳパージの機会を
増やして確実に硫黄成分が除去可能とされる。つまり、
加速フィーリングの悪化防止と硫黄成分の除去との両立
を図ることが可能とされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載
された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成
図が示されており、以下同図に基づいて本発明に係る排
気浄化装置の構成を説明する。

【００１２】機関本体（以下、単にエンジンという）１
は、例えば、燃料噴射モード（運転モード）を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）ま
たは圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実
施可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
１は、容易にして理論空燃比（ストイキオ）での運転や
リッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リー
ン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能とさ
れており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃
比での運転が可能とされている。

【００１３】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
焼室８内に燃料を直接噴射可能とされている。そして、
燃料噴射弁６には、燃料パイプを介して燃料タンクを擁
した燃料供給装置（共に図示せず）が接続されている。

【００１４】さらに、シリンダヘッド２には、各気筒毎
に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポ
ートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端
がそれぞれ接続されている。そして、吸気マニホールド
１０の他端にはスロットル弁１１が接続されており、該
スロットル弁１１にはスロットル開度TPSを検出するス
ロットルセンサ１１ａが設けられている。

【００１５】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド１２の一端が
それぞれ接続されている。同図に示すように、排気マニ
ホールド１２には排気管（排気通路）１４が接続されて
おり、この排気管１４にはエンジン１に近接した小型の
近接三元触媒２０及び排気浄化触媒装置３０を介してマ
フラー（図示せず）が接続されている。また、排気管１
４には排気温度を検出する高温センサ１６が設けられて
いる。

【００１６】排気浄化触媒装置３０は、吸蔵型ＮＯx触
媒３０ａと三元触媒３０ｂとの２つの触媒を備えて構成
されており、三元触媒３０ｂの方が吸蔵型ＮＯx触媒３
０ａよりも下流側に配設されている。吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａは、酸化雰囲気においてＮＯxを一旦吸蔵させ、
主としてＣＯの存在する還元雰囲気中においてＮＯxを
Ｎ₂（窒素）等に還元させる機能を持つものである。詳
しくは、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａは、貴金属として白金
（Ｐt），ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒として構成
されており、吸蔵材としてはバリウム（Ｂａ）等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属が採用されている。

【００１７】また、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａと三元触媒
３０ｂとの間にはＮＯx濃度を検出するＮＯxセンサ３２
が設けられている。さらに、入出力装置、記憶装置（Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コント
ロールユニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４
０により、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の総合
的な制御が行われる。ＥＣＵ４０の入力側には、上述し
た高温センサ１６やＮＯxセンサ３２等の各種センサ類
が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入
力する。

【００１８】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、点火コイ
ルを介して上述した点火プラグ４や燃料噴射弁６等が接
続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁６等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。
これにより、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタ
イミングで噴射され、点火プラグ４によって適正なタイ
ミングで点火が実施される。

【００１９】実際には、ＥＣＵ４０では、スロットルセ
ンサ１１ａからのスロットル開度情報TPSとクランク角
センサ１３からのエンジン回転速度情報Ｎeとに基づい
てエンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有
効圧Ｐeを求めるようにされており、さらに、当該目標
平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとに応じてマ
ップ（図示せず）より燃料噴射モードを設定するように
されている。例えば、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとが共に小さいときには、燃料噴射モードは
圧縮行程噴射モードとされ、燃料は圧縮行程で噴射さ
れ、一方、目標平均有効圧Ｐeが大きくなり或いはエン
ジン回転速度Ｎeが大きくなると燃料噴射モードは吸気
行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程で噴射される。
吸気行程噴射モードには、リーン空燃比とされる吸気リ
ーンモード、理論空燃比とされるストイキオフィードバ
ックモード、及び、リッチ空燃比とされるオープンルー
プモードとがある。

【００２０】そして、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標Ａ／
Ｆに基づいて決定される。上記高温センサ１６により検
出された排気温度情報からは触媒温度Ｔcatが推定され
る。詳しくは、高温センサ１６を吸蔵型ＮＯx触媒３０
ａに直接設置できないことに起因して発生する誤差を補
正するために、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度
情報Ｎeとに応じて予め実験等により温度差マップ（図
示せず）が設定されており、故に触媒温度Ｔcatは、目
標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとが決まる
と一義に推定されるようにされている。

【００２１】以下、このように構成された排気浄化装置
の本発明に係る作用について説明する。つまり、吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａには、上述したようにＳＯxも吸蔵さ
れ、燃焼制御により当該ＳＯxを除去するのであるが、
以下、本発明に係る燃焼制御について説明する。図２を
参照すると、本発明に係る燃焼制御ルーチンのフローチ
ャートが示されており、以下当該フローチャートに沿っ
て説明する。

【００２２】先ず、ステップＳ１０では、ＮＯx触媒が
Ｓ（サルファ）劣化したか否か、即ち吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａに吸蔵されたＳＯxの量（被毒Ｓ量Ｑs）が所定量
に達したか否かを判別する（硫黄成分除去要否判定手
段）。ここに、被毒Ｓ量Ｑsは推定により求められる値
である。以下、被毒Ｓ量Ｑsの推定手法（検出方法）に
ついて簡単に説明する。

【００２３】被毒Ｓ量Ｑsは、基本的には燃料噴射積算
量Ｑfに基づき設定されるものであり、燃料噴射制御ル
ーチン（図示せず）の実行周期毎に次式により演算され
る。Ｑs＝Ｑs(n-1)＋ΔＱf・Ｋ−Ｒs …(1) ここに、Ｑs(n-1)は被毒Ｓ量の前回値であり、ΔＱfは
実行周期当たりの燃料噴射積算量、Ｋは補正係数、Ｒs
は実行周期当たりの再生Ｓ量を示している。

【００２４】つまり、現在の被毒Ｓ量Ｑsは、実行周期
当たりの燃料噴射積算量ΔＱfを補正係数Ｋで補正して
積算するとともに、該積算値から実行周期当たりの再生
Ｓ量Ｒsを減算することで求められる。補正係数Ｋは、
例えば、次式(2)に示すように、空燃比Ａ／Ｆに応じた
Ｓ被毒係数Ｋ1、燃料中のＳ含有量に応じたＳ被毒係数
Ｋ2及び触媒温度Ｔcatに応じたＳ被毒係数Ｋ3の３つの
補正係数の積からなっている。

【００２５】Ｋ＝Ｋ1・Ｋ2・Ｋ3 …(2) また、実行周期当たりの再生Ｓ量Ｒsは次式(3)から演算
される。Ｒs＝α・Ｒ1・Ｒ2・dＴ …(3) ここに、αは単位時間当たりの再生率（設定値）であ
り、dＴは燃料噴射制御ルーチンの実行周期を示してお
り、Ｒ1及びＲ2はそれぞれ触媒温度Ｔcatに応じた再生
能力係数及び空燃比Ａ／Ｆに応じた再生能力係数を示し
ている。

【００２６】ステップＳ１０の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、ＮＯx触媒がＳ劣化したと判定された場合には、次
にステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、スロッ
トルセンサ１１ａからのスロットル開度情報TPSに基づ
き演算されるスロットル開度変化率ΔTPSの判定閾値ΔT
PSBを値ｂから値ａ（ａ＞ｂ）に変更する（加速判定値
変更手段）。ここに、閾値ΔTPSBは、例えば上記吸気リ
ーンモードからストイキオフィードバックモード或いは
オープンループモードへの切換判別閾値として使用され
る加速判定値であり、値ｂはその切換判別のために実験
等に基づき予め適正に設定された基準判定値である。値
ｂは小さい値であるので、スロットル開度変化率ΔTPS
が値ｂよりも小さい場合にはエンジン１は定常運転状態
とみなせる。

【００２７】通常、車両が加速走行しているようなと
き、例えばスロットル開度変化率ΔTPSが閾値ΔTPSB
（値ｂ）よりも大きいような場合、即ち車両が定常走行
状態になくエンジン１が定常運転状態にないときには、
上述したようにＳパージを実施すると加速フィーリング
が悪化するため、加速フィーリングの悪化防止を優先し
Ｓパージを行わないようにするのがよい。

【００２８】しかしながら、ＮＯx触媒がＳ劣化したと
判定された後は、ＮＯxの浄化能力を確保するために本
来Ｓパージを行うべきである。そこで、ここでは、ＮＯ
x触媒がＳ劣化したと判定されたときには極端な加速フ
ィーリングの悪化のみを抑えてＳパージが優先的に実施
されるよう、スロットル開度変化率ΔTPSの閾値ΔTPSB
を通常の値ｂよりも大きな値ａ（ａ＞ｂ）とし、車両が
緩加速状態にあるときにはＳパージの実施を許容するよ
うにするのである。

【００２９】これにより、閾値ΔTPSBを変更しない場合
に対しＳパージを実施する機会が増えることになり、極
力加速フィーリングの悪化を防止しながら、ＳＯxの除
去が必要なときにおいて確実にＳパージを行うことが可
能となる。閾値ΔTPSBが値ａに設定されたら、ステップ
Ｓ１４において運転モードをＳパージモードに設定し、
次にステップＳ１６に進む。

【００３０】一方、ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、ＮＯx触媒がＳ劣化したと判定されていない場
合には、ステップＳ２０に進み、閾値ΔTPSBを上記通常
使用される値ｂとする。つまり、閾値ΔTPSBが上述の如
く値ａとされている場合には、当該値ａを値ｂに戻すよ
うにする。そして、この場合には、Ｓパージを実施する
ことなく、次のステップＳ２２において通常の燃焼制御
を行う（硫黄成分除去禁止手段）。即ち、ＮＯx触媒が
Ｓ劣化したと判定されていない場合には、上記目標平均
有効圧Ｐeとエンジン回転速度Ｎeとに基づくマップ及び
加速判定値（閾値ΔTPSB）により燃料噴射モードが決定
され、各種エンジンパラメータの制御が行われる。

【００３１】ステップＳ１６では、スロットル開度変化
率ΔTPSが閾値ΔTPSB（値ａ）以上か否かを判別する
（加速判定手段）。判別結果が真（Ｙｅｓ）でスロット
ル開度変化率ΔTPSが閾値ΔTPSB（値ａ）以上である場
合、即ち車両が緩加速ではなく大きく加速走行している
と判定される場合には、上述のステップＳ２２に進み、
Ｓパージを行うことなく通常の燃焼制御を行う。つま
り、緩加速状態を越えて車両が大きく加速しているよう
な場合には、Ｓパージを行わず加速走行を優先するよう
にする。これにより、加速フィーリングが運転者の意図
に反して大きく悪化することが好適に防止される。

【００３２】一方、ステップＳ１６の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、スロットル開度変化率ΔTPSが閾値ΔTPSB（値
ａ）よりも小さく、車両が定常走行状態或いは緩加速状
態にあると判定される場合には、次にステップＳ１８に
進み、Ｓパージを実施する（硫黄成分除去手段）。つま
り、車両が定常走行状態或いは緩加速状態にある場合に
は、目標Ａ／Ｆ（燃焼パラメータ）がリッチ空燃比とさ
れるとともに、排気昇温をすべく点火時期（燃焼パラメ
ータ）がリタードされ或いは２段噴射が行われる。な
お、２段噴射に関していえば、例えば圧縮行程中に主燃
焼の主噴射が行われ、膨張行程中に副噴射が行われるよ
うにして排気昇温を行う。これにより、ＳＯxが良好に
除去されることになる。

【００３３】以上説明したように、本発明の内燃機関の
排気浄化装置では、ＮＯx触媒がＳ劣化したと判定され
ると、スロットル開度変化率ΔTPSの閾値ΔTPSBを通常
の値ｂよりも大きな値ａ（ａ＞ｂ）に変更し、車両が定
常走行状態のみならず緩加速状態にあるときでもＳパー
ジが行われるよう判定条件を緩和するようにしている。

【００３４】従って、従来のような加速フィーリングの
悪化を極力防止しながら、加速走行状態では常にＳパー
ジが実施されないといったことなく、ＳＯxの除去が必
要なときには確実にＳパージを行うことができ、加速フ
ィーリングの悪化防止とＳＯxの除去との両立を図るこ
とが可能となる。ところで、上記実施形態では、車両の
加速状態に応じてＳパージの実施可否判別をするように
したが、さらに、他の実施形態としてエンジン１の運転
状態を加味してＳパージの実施可否を判別するようにし
てもよい。つまり、目標平均有効圧（エンジン負荷）Ｐ
e、エンジン回転速度Ｎeに応じてスロットル開度変化率
ΔTPSの閾値ΔTPSBを切り換えるようにしてもよい。

【００３５】図３を参照すると、目標平均有効圧Ｐe及
びエンジン回転速度Ｎeと閾値ΔTPSBとの関係がマップ
として示されているが、このように、目標平均有効圧Ｐ
eとエンジン回転速度Ｎeとが小さく、低中回転・低中負
荷域の領域Ａの範囲では閾値ΔTPSBを値ａとして緩加速
でもＳパージが行われるようにし、目標平均有効圧Ｐe
とエンジン回転速度Ｎeとが大きく、高回転・高負荷域
の領域Ｂの範囲では閾値ΔTPSBを値ｂとしてＳパージが
行われる走行状態を定常走行状態のときに限定するよう
にしてもよい。

【００３６】また、図４に示すように、低中回転・低中
負荷域の領域Ａの範囲では閾値ΔTPSBを設定せずに加速
走行状態でも常にＳパージが行われるようにし、高回転
・高負荷域の領域Ｂの範囲では閾値ΔTPSBを値ａとして
Ｓパージが行われる走行状態を定常走行状態或いは緩加
速状態のときに限定するようにしてもよい。このように
すれば、低中回転・低中負荷域でＳパージが好適に実施
されるとともに、特に加速度合が大きく加速フィーリン
グが重視される中回転・中負荷以上の領域で加速フィー
リングが良好に保たれる。また、一般的に高回転・高負
荷域で点火時期のリタード或いは２段噴射等の排気昇温
制御を行うと吸蔵型ＮＯx触媒３０ａが過昇温となり易
いのであるが、このような過昇温が防止され、併せて吸
蔵型ＮＯx触媒３０ａの延命化が図られる。

【００３７】また、図３及び図４の領域Ａにおいて、極
低回転・極低負荷域の範囲については閾値ΔTPSBを領域
Ｂと同様の値に設定してもよい。このようにすれば、一
般的に燃焼が不安定になり易い極低回転・極低負荷域の
範囲でＳパージを実施すると燃焼が悪化するのである
が、このような燃焼悪化に伴うドラビリの悪化が防止さ
れる。

【００３８】また、車速センサ（図示せず）により検出
される車速情報Ｖをも加味してスロットル開度変化率Δ
TPSの閾値ΔTPSBを切り換えるようにしてもよく、例え
ば、車速Ｖが所定の中車速（例えば、６０km/h）以上の
ときにのみＳパージを実施し易く構成するようにしても
よい。これにより車両が高車速のときにはＳパージが良
好に実施される一方、車両が低車速のときにはＳパージ
が実施され難くなり、ドラビリの悪化がより一層防止さ
れる。

【００３９】また、さらに他の実施形態として、ＮＯx
触媒のＳ吸蔵量の大小を加味して閾値ΔTPSBの値を変更
するようにしてもよい。即ち、Ｓ吸蔵量が比較的小さい
間は触媒がＳ劣化するまでに十分余裕があるので、加速
フィーリングの悪化防止を優先して閾値ΔTPSBを小さく
設定し、一方Ｓ吸蔵量が大きくなったときにはＳパージ
を優先して閾値ΔTPSBを大きく設定するようにし、Ｓパ
ージの機会を増やして確実にＳパージが実施されるよう
にする。

【００４０】具体的には、例えば、図５に示すマップの
ように、先ず被毒Ｓ量Ｑsの値に応じて閾値ΔTPSBを設
定するようにし、被毒Ｓ量Ｑsが小さいときには閾値ΔT
PSBを小さく設定し、定常運転や極緩加速のような加速
フィーリングの悪化が極めて少ない範囲でのみＳパージ
を実施するようにする。一方、被毒Ｓ量Ｑsが大きいと
きには閾値ΔTPSBを大きく設定し、Ｓパージが実施され
る機会を増やして確実にＳパージが実施されるようにす
る。

【００４１】この場合、閾値ΔTPSBが小さい間はＳパー
ジされる機会が少なくなるので、被毒Ｓ量ＱsのＳ劣化
判定値を小さめに設定し、Ｓ吸蔵量が比較的小さくても
Ｓパージが実施されるようにするのがよい。例えば、上
記図５に示すように、閾値ΔTPSBを値ａとする被毒Ｓ量
Ｑsが値Ｑs2であって閾値ΔTPSBを値ｂから当該値ｂよ
り大きな値に移行させる被毒Ｓ量Ｑsが値Ｑs1である場
合、閾値ΔTPSBが値ａのときには値Ｑs2をＳ劣化判定値
とし、閾値ΔTPSBが値ａよりも小さい範囲にあるときに
は値Ｑs2よりも小さい値Ｑs1をＳ劣化判定値に設定す
る。

【００４２】また、Ｓ吸蔵量が大きくなるに従い、Ｓパ
ージの機会を増やすために、上述の運転状態に応じた閾
値ΔTPSBの設定（図３及び図４参照）をＳ吸蔵量に応じ
て切り換えるようにしてもよい。即ち、例えば、被毒Ｓ
量Ｑsが比較的小さいとき（例えば、図５のＱs1≦Ｑs＜
Ｑs2の範囲にあるとき）には、図３に示すように低中回
転・低中負荷域（領域Ａ）では閾値ΔTPSBを値ａとして
緩加速でもＳパージが行われるようにし、高回転・高負
荷域（領域Ｂ）では閾値ΔTPSBを値ｂとしてＳパージを
定常運転のときに限定する。そして、被毒Ｓ量Ｑsが大
きくなると（例えば、図５のＱs2≦Ｑsの範囲となる
と）、図４に示すように低中回転・低中負荷域（領域
Ａ）では閾値ΔTPSBをせずに加速走行状態でも常にＳパ
ージが行われるようにし、高回転・高負荷域（領域Ｂ）
では閾値ΔTPSBを値ａとしてＳパージを定常運転及び緩
加速のときに限定する。このようにすると、図３の場合
に比べて図４の場合の方がＳパージを行う運転状態が広
いために、Ｓ吸蔵量が大きくなるのに伴ってＳパージの
機会を増やすことができる。

【００４３】また、Ｓ吸蔵量が大きくなるに従い、図３
中の領域Ａの範囲を広げる一方、領域Ｂの範囲を狭めて
いくようにしてもよい。これによっても、Ｓ吸蔵量が大
きくなるのに伴ってＳパージの機会を増やすことができ
る。さらに、これらのＳ吸蔵量に応じてＳパージの機会
を増やす方法を各々組み合わせて用いるようにしてもよ
い。

【００４４】以上の如く、種々の実施形態が考えられる
が、各車両、各エンジンの特性に応じ、最も適切な方法
を選択して本発明を実施するようにすればよい。なお、
上記実施形態では、加速判定をスロットル開度変化によ
り行っているが、加速判定は、吸入空気量の変化、例え
ば１ストローク間の吸入空気量について前のストローク
間での吸入空気量に対する変化を判定閾値と比較するよ
うなものであってもよく、加速判定値は特に実施形態の
ものに限定されるものではない。

【００４５】また、上記実施形態では、エンジン１を筒
内噴射型ガソリンエンジンとしたが、これに限られず、
エンジン１は、加速判定に基づいて運転モードを切り換
えるようなエンジンであれば、吸気管噴射型のリーンバ
ーンエンジン等であってもよい。

【００４６】

【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の内燃機関の排気浄化装置によれば、所定の加速
判定値に基づいて加速判定手段により車両の加速状態が
判定されるが、この加速判定値は、吸蔵型ＮＯx触媒に
吸蔵される燃料中の硫黄成分の除去が硫黄成分除去要否
判定手段により必要と判定されると内燃機関の運転状態
（例えば、機関負荷、機関回転速度）に応じて大側に変
更され、当該変更された加速判定値に基づき車両が加速
状態にあると判定されると硫黄成分除去禁止手段によっ
て硫黄成分の除去が禁止されるので、硫黄成分（ＳＯ
x）の除去（Ｓパージ）の際に燃焼パラメータを制御す
ることで起こる加速フィーリングの悪化を極力防止しな
がらも、硫黄成分の除去が必要なときには確実に硫黄成
分を除去することができ、加速フィーリングの悪化防止
と硫黄成分の除去との両立を図ることができる。また、
請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求項１
において、さらに車速検出手段により検出される車速が
所定の中車速以上のときに加速判定値が大側に変更され
るので、車両が所定の中車速以上のときにはＳパージを
良好に実施できる一方、車両が低車速のときにはＳパー
ジを実施し難くでき、加速フィーリングの悪化をより一
層防止できる。また、請求項３の内燃機関の排気浄化装
置によれば、所定の加速判定値に基づいて加速判定手段
により車両の加速状態が判定されるが、この加速判定値
は、吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される燃料中の硫黄成分の
除去が硫黄成分除去要否判定手段により必要と判定され
ると吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵された硫黄成分の量に応じ
て大側に変更され、当該変更された加速判定値に基づき
車両が加速状態にあると判定されると硫黄成分除去禁止
手段によって硫黄成分の除去が禁止されるので、硫黄成
分（ＳＯx）の除去（Ｓパージ）の際に燃焼パラメータ
を制御することで起こる加速フィーリングの悪化を極力
防止しながらも、硫黄成分の除去が必要なときにはＳパ
ージの機会を増やして確実に硫黄成分を除去することが
でき、加速フィーリングの悪化防止と硫黄成分の除去と
の両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置を示す概
略構成図である。

【図２】本発明に係る燃焼制御の制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図３】本発明の他の実施形態に係る目標平均有効圧Ｐ
e及びエンジン回転速度Ｎeと閾値ΔTPSBとの関係を示す
マップである。

【図４】本発明の他の実施形態の他の例に係る目標平均
有効圧Ｐe及びエンジン回転速度Ｎeと閾値ΔTPSBとの関
係を示すマップである。

【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る被毒Ｓ量Ｑ
sと閾値ΔTPSBとの関係を示すマップである。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）４点火プラグ６燃料噴射弁１１スロットル弁１１ａスロットルセンサ１３クランク角センサ１６高温センサ３０ａ吸蔵型ＮＯx触媒４０電子コントロールユニット（ＥＣＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ 3/28 ３０１Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ＺＦ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｂ０１Ｄ 53/36 ＢＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (56)参考文献特開平７−217474（ＪＰ，Ａ) 特開平３−271543（ＪＰ，Ａ) 特開平４−47119（ＪＰ，Ａ) 特開平10−128058（ＪＰ，Ａ) 特開平７−103053（ＪＰ，Ａ) 特開平９−137738（ＪＰ，Ａ) 特開平10−47040（ＪＰ，Ａ) 特開平７−103016（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/00 F02D 41/00 - 45/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に設けられ、運転モードがリー
ン空燃比運転モードにあるとき排気中のＮＯxを吸蔵さ
せ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転モードにあ
るとき前記吸蔵させたＮＯxを放出または還元する吸蔵
型ＮＯx触媒と、前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される燃料中の硫黄成分を
燃焼パラメータを制御し除去する硫黄成分除去手段と、前記硫黄成分の除去が必要か否かを判定する硫黄成分除
去要否判定手段と、所定の加速判定値に基づいて車両の加速状態を判定する
加速判定手段と、前記硫黄成分除去要否判定手段により硫黄成分の除去が
必要と判定されると内燃機関の運転状態に応じて前記加
速判定値を大側に変更する加速判定値変更手段と、前記加速判定手段により車両が加速状態にあると判定さ
れたとき、前記硫黄成分除去手段による硫黄成分の除去
を禁止する硫黄成分除去禁止手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】さらに、車速を検出する車速検出手段を
有し、前記加速判定値変更手段は、前記内燃機関の運転状態に
応じるとともに前記車速検出手段により検出される車速
が所定の中車速以上のときに前記加速判定値を大側に変
更す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。
【請求項３】排気通路に設けられ、運転モードがリー
ン空燃比運転モードにあるとき排気中のＮＯxを吸蔵さ
せ、理論空燃比運転またはリッチ空燃比運転モードにあ
るとき前記吸蔵させたＮＯxを放出または還元する吸蔵
型ＮＯx触媒と、前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵される燃料中の硫黄成分を
燃焼パラメータを制御し除去する硫黄成分除去手段と、前記硫黄成分の除去が必要か否かを判定する硫黄成分除
去要否判定手段と、所定の加速判定値に基づいて車両の加速状態を判定する
加速判定手段と、前記硫黄成分除去要否判定手段により硫黄成分の除去が
必要と判定されると前記吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵された
硫黄成分の量に応じて前記加速判定値を大側に変更する
加速判定値変更手段と、前記加速判定手段により車両が加速状態にあると判定さ
れたとき、前記硫黄成分除去手段による硫黄成分の除去
を禁止する硫黄成分除去禁止手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。