JP3525708B2 - 希薄燃焼内燃機関 - Google Patents
希薄燃焼内燃機関Info
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- lean
- control
- catalyst
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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
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3076—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special conditions for selecting a mode of combustion, e.g. for starting, for diagnosing
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- 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
- F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の有害成
分、特に、ＮＯX を浄化する排気浄化装置を備えた、希
薄燃焼内燃機関に関する。
分、特に、ＮＯX を浄化する排気浄化装置を備えた、希
薄燃焼内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、一層の燃費向上を図るべく希薄燃
焼可能な内燃機関が開発されており、このような内燃機
関では希薄燃焼時に発生するＮＯX を、従来より備えら
れている三元触媒（ストイキオ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。
焼可能な内燃機関が開発されており、このような内燃機
関では希薄燃焼時に発生するＮＯX を、従来より備えら
れている三元触媒（ストイキオ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、排ガス中の酸素が過剰になる酸素
過剰雰囲気でもＮＯX を浄化できるリーンＮＯX 触媒が
開発されている。このようなリーンＮＯX 触媒として
は、酸素過剰雰囲気では排ガス中のＮＯXを吸着し、酸
素濃度が低下すると吸着したＮＯX を脱離する機能を有
し、この機能によって排ガス中のＮＯX を浄化するタイ
プのもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リーン
ＮＯX 触媒；以下、ＮＯX 触媒という）がある。
過剰雰囲気でもＮＯX を浄化できるリーンＮＯX 触媒が
開発されている。このようなリーンＮＯX 触媒として
は、酸素過剰雰囲気では排ガス中のＮＯXを吸着し、酸
素濃度が低下すると吸着したＮＯX を脱離する機能を有
し、この機能によって排ガス中のＮＯX を浄化するタイ
プのもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リーン
ＮＯX 触媒；以下、ＮＯX 触媒という）がある。
【０００４】具体的には、リーンＮＯX 触媒は、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ＮＯX を吸着する一方、酸素濃
度が低下した雰囲気では、リーンＮＯX 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ＮＯX を脱離する機能を有するものであ
る。
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ＮＯX を吸着する一方、酸素濃
度が低下した雰囲気では、リーンＮＯX 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ＮＯX を脱離する機能を有するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料や潤滑
油内にはイオウ成分（Ｓ成分）が含まれているため、排
ガス中にもイオウ成分が含まれている。このため、ＮＯ
X 触媒は、酸素濃度過剰雰囲気でＮＯX 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、燃料や潤滑油内に含まれているイオウ成分は燃焼
し、更にＮＯX 触媒上で酸化されてＳＯ3 になり、この
ＳＯ3 の一部がＮＯX 触媒上でさらにＮＯX 用の吸蔵剤
と反応して硫酸塩となってＮＯX 触媒に吸着するのであ
る。
油内にはイオウ成分（Ｓ成分）が含まれているため、排
ガス中にもイオウ成分が含まれている。このため、ＮＯ
X 触媒は、酸素濃度過剰雰囲気でＮＯX 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、燃料や潤滑油内に含まれているイオウ成分は燃焼
し、更にＮＯX 触媒上で酸化されてＳＯ3 になり、この
ＳＯ3 の一部がＮＯX 触媒上でさらにＮＯX 用の吸蔵剤
と反応して硫酸塩となってＮＯX 触媒に吸着するのであ
る。
【０００６】したがって、ＮＯX 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、ＮＯX 触媒に
残留する硫酸塩の量は時間とともに増加する。このた
め、ＮＯX 触媒のＮＯX 吸着能力は時間とともに低下
し、ＮＯX 触媒のＮＯX 浄化効率は低下することになる
（これを、Ｓ被毒という）。
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、ＮＯX 触媒に
残留する硫酸塩の量は時間とともに増加する。このた
め、ＮＯX 触媒のＮＯX 吸着能力は時間とともに低下
し、ＮＯX 触媒のＮＯX 浄化効率は低下することになる
（これを、Ｓ被毒という）。
【０００７】このように、ＮＯX 触媒は、燃料や潤滑油
中のイオウ成分によるＳ被毒によって性能が悪化するこ
とになるため、耐久性の点では三元触媒（ＴＷＣ：Thre
e Way Catalyst）よりも劣る。このため、ＮＯX 触媒の
Ｓ被毒を防止することによって、その耐久性を向上さ
せ、ＮＯX 触媒の目標ライフタイム（例えば、走行距離
約１０万ｋｍ）を経過するまではＮＯX 触媒のＮＯX 浄
化効率が著しく低下しないようにする必要がある。
中のイオウ成分によるＳ被毒によって性能が悪化するこ
とになるため、耐久性の点では三元触媒（ＴＷＣ：Thre
e Way Catalyst）よりも劣る。このため、ＮＯX 触媒の
Ｓ被毒を防止することによって、その耐久性を向上さ
せ、ＮＯX 触媒の目標ライフタイム（例えば、走行距離
約１０万ｋｍ）を経過するまではＮＯX 触媒のＮＯX 浄
化効率が著しく低下しないようにする必要がある。
【０００８】このような燃料や潤滑油中のイオウ成分に
よるＳ被毒を防止する技術として、例えば特開平６−８
８５１８号公報に開示された技術がある。この技術は、
機関の運転状態が酸素過剰雰囲気で、排ガス或いはＮＯ
X 触媒（ＮＯX 吸収材）が高温であると判定された場合
に、ＮＯX 触媒に流入する排ガスの酸素濃度を低下させ
ることで、ＮＯX 触媒のＳＯX 被毒（Ｓ被毒）に対する
耐久性を向上させるものである。
よるＳ被毒を防止する技術として、例えば特開平６−８
８５１８号公報に開示された技術がある。この技術は、
機関の運転状態が酸素過剰雰囲気で、排ガス或いはＮＯ
X 触媒（ＮＯX 吸収材）が高温であると判定された場合
に、ＮＯX 触媒に流入する排ガスの酸素濃度を低下させ
ることで、ＮＯX 触媒のＳＯX 被毒（Ｓ被毒）に対する
耐久性を向上させるものである。
【０００９】しかしながら、燃料や潤滑油中に含まれる
イオウ成分の濃度は市場（即ち、その燃料や潤滑油が使
用される地域）や使用時期に応じて異なるものであり、
ＮＯ X 触媒のライフタイムは燃料や潤滑油中に含まれる
イオウ成分の濃度によって左右されることになるが、こ
の技術では、燃料や潤滑油中に含まれているイオウ成分
の濃度による影響については何ら考慮されていない。
イオウ成分の濃度は市場（即ち、その燃料や潤滑油が使
用される地域）や使用時期に応じて異なるものであり、
ＮＯ X 触媒のライフタイムは燃料や潤滑油中に含まれる
イオウ成分の濃度によって左右されることになるが、こ
の技術では、燃料や潤滑油中に含まれているイオウ成分
の濃度による影響については何ら考慮されていない。
【００１０】このため、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地域で使用されると、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ＮＯX 触媒が劣化し、そのＮＯX 浄化効率が著しく
低下してしまい、大気中に排出されるＮＯX の濃度が過
剰になるという不具合が生じる。したがって、ＮＯX 触
媒は、実用上、燃料中に含まれるイオウ成分の濃度が高
い地域での採用は困難で、ＮＯX 触媒の採用できる地域
が燃料中に含まれるイオウ成分の濃度の低い地域に限定
されてしまうことになる。
るイオウ成分の濃度が高い地域で使用されると、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ＮＯX 触媒が劣化し、そのＮＯX 浄化効率が著しく
低下してしまい、大気中に排出されるＮＯX の濃度が過
剰になるという不具合が生じる。したがって、ＮＯX 触
媒は、実用上、燃料中に含まれるイオウ成分の濃度が高
い地域での採用は困難で、ＮＯX 触媒の採用できる地域
が燃料中に含まれるイオウ成分の濃度の低い地域に限定
されてしまうことになる。
【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、ＮＯX 触媒がＳ被毒を生じても排ガス中のＮ
ＯX 成分が増大しないようにして、燃料や潤滑油中に含
まれるイオウ成分の濃度が高いか低いかを考慮すること
なくＮＯX 触媒を採用することができるようにした、希
薄燃焼内燃機関を提供することを目的とする。
たもので、ＮＯX 触媒がＳ被毒を生じても排ガス中のＮ
ＯX 成分が増大しないようにして、燃料や潤滑油中に含
まれるイオウ成分の濃度が高いか低いかを考慮すること
なくＮＯX 触媒を採用することができるようにした、希
薄燃焼内燃機関を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の希薄
燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な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ＮＯx を吸着
し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯx を脱離す
るＮＯx 触媒と、ＮＯ x 触媒からＮＯ x を脱離させてＮ
Ｏ x 浄化効率を復活させる復活制御と、ＮＯx 触媒から
ＳＯxを脱離させてＮＯx 浄化効率を再生させる再生制
御と、再生制御後のＮＯx 触媒のＳＯ x 被毒からの回復
状態に基づいて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させ
る希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段とを備
えたことを特徴としている（請求項１）。また、制御手
段が、再生制御後のＮＯx 触媒のＮＯx 浄化効率に基づ
いて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼
運転領域変更制御を行なうのが好ましい（請求項２）。
本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な内燃機
関の排気通路に設けられ、排気空燃比がリーンのときに
ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮ
Ｏ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳＯ x を
脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御と、再
生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃機関の
希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制
御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、今回の再
生制御後のＮＯx 浄化効率が前回の再生制御後のＮＯx
浄化効率よりも小さいと判定された場合に、内燃機関の
希薄燃焼運転領域を狭くする希薄燃焼運転領域変更制御
を行なうことを特徴としている（請求項３）。また、制
御手段が、今回の再生制御後のＮＯx 浄化効率が前回の
再生制御後のＮＯx 浄化効率よりも大きいと判定された
場合に、内燃機関の希薄燃焼運転領域を広くする希薄燃
焼運転領域変更制御を行なうのが好ましい（請求項
４）。本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な
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ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したと
きにＮＯ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳ
Ｏ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御
と、再生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃
機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域
変更制御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、今
回の再生制御後のＮＯ x 浄化効率が前回の再生制御後の
ＮＯ x 浄化効率よりも大きいと判定された場合に、内燃
機関の希薄燃焼運転領域を広くする希薄燃焼運転領域変
更制御を行なうことを特徴としている（請求項５）。本
発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な内燃機関
の排気通路に設けられ、排気空燃比がリーンのときにＮ
Ｏ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ
x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱
離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御と、再生
制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃機関の希
薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御
とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、前回の再生
制御から今回の再生制御までの時間と前々回の再生制御
から前回の再生制御までの時間との比較結果に基づいて
該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運
転領域変更制御を行なうことを特徴としている（請求項
６）。本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な
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ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したと
きにＮＯ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳ
Ｏ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御
と、再生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて該内
燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領
域変更制御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、
前回の再生制御から今回の再生制御までの距離と前々回
の再生制御から前回の再生制御までの距離との比較結果
に基づいて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希
薄燃焼運転領域変更制御を行なうことを特徴としている
（請求項７）。さらに、制御手段が、追加燃料が自己着
火燃焼しうる時期に追加燃料を噴射して再生制御を行な
う追加燃焼噴射制御手段を備えるのが好ましい（請求項
８）。本発明の希薄燃焼内燃機関は、希薄燃焼可能な内
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ＮＯx を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したとき
にＮＯx を脱離するＮＯx 触媒と、ＮＯ x 触媒からＮＯ
x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を復活させる復活制御
と、ＮＯx 触媒からＳＯxを脱離させてＮＯx 浄化効率
を再生させる再生制御と、再生制御後のＮＯx 触媒のＳ
Ｏ x 被毒からの回復状態に基づいて内燃機関の希薄燃焼
運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行
なう制御手段とを備え、制御手段が、少なくとも該ＮＯ
x触媒の下流に設けられたＮＯxセンサの検出情報に基づ
いて該ＮＯx 触媒のＳＯ x 被毒からの回復状態を判定す
ることを特徴としている（請求項９）。
燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な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ＮＯx を吸着
し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯx を脱離す
るＮＯx 触媒と、ＮＯ x 触媒からＮＯ x を脱離させてＮ
Ｏ x 浄化効率を復活させる復活制御と、ＮＯx 触媒から
ＳＯxを脱離させてＮＯx 浄化効率を再生させる再生制
御と、再生制御後のＮＯx 触媒のＳＯ x 被毒からの回復
状態に基づいて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させ
る希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段とを備
えたことを特徴としている（請求項１）。また、制御手
段が、再生制御後のＮＯx 触媒のＮＯx 浄化効率に基づ
いて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼
運転領域変更制御を行なうのが好ましい（請求項２）。
本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な内燃機
関の排気通路に設けられ、排気空燃比がリーンのときに
ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮ
Ｏ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳＯ x を
脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御と、再
生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃機関の
希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制
御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、今回の再
生制御後のＮＯx 浄化効率が前回の再生制御後のＮＯx
浄化効率よりも小さいと判定された場合に、内燃機関の
希薄燃焼運転領域を狭くする希薄燃焼運転領域変更制御
を行なうことを特徴としている（請求項３）。また、制
御手段が、今回の再生制御後のＮＯx 浄化効率が前回の
再生制御後のＮＯx 浄化効率よりも大きいと判定された
場合に、内燃機関の希薄燃焼運転領域を広くする希薄燃
焼運転領域変更制御を行なうのが好ましい（請求項
４）。本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な
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ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したと
きにＮＯ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳ
Ｏ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御
と、再生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃
機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域
変更制御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、今
回の再生制御後のＮＯ x 浄化効率が前回の再生制御後の
ＮＯ x 浄化効率よりも大きいと判定された場合に、内燃
機関の希薄燃焼運転領域を広くする希薄燃焼運転領域変
更制御を行なうことを特徴としている（請求項５）。本
発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な内燃機関
の排気通路に設けられ、排気空燃比がリーンのときにＮ
Ｏ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ
x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱
離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御と、再生
制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて内燃機関の希
薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御
とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、前回の再生
制御から今回の再生制御までの時間と前々回の再生制御
から前回の再生制御までの時間との比較結果に基づいて
該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運
転領域変更制御を行なうことを特徴としている（請求項
６）。本発明の希薄燃焼内燃機関では、希薄燃焼可能な
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ＮＯ x を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したと
きにＮＯ x を脱離するＮＯ x 触媒と、ＮＯ x 触媒からＳ
Ｏ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御
と、再生制御後のＮＯ x 触媒の回復状態に基づいて該内
燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼運転領
域変更制御とを行なう制御手段とを備え、制御手段が、
前回の再生制御から今回の再生制御までの距離と前々回
の再生制御から前回の再生制御までの距離との比較結果
に基づいて内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希
薄燃焼運転領域変更制御を行なうことを特徴としている
（請求項７）。さらに、制御手段が、追加燃料が自己着
火燃焼しうる時期に追加燃料を噴射して再生制御を行な
う追加燃焼噴射制御手段を備えるのが好ましい（請求項
８）。本発明の希薄燃焼内燃機関は、希薄燃焼可能な内
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ＮＯx を吸着し排ガス中の酸素濃度が低下したとき
にＮＯx を脱離するＮＯx 触媒と、ＮＯ x 触媒からＮＯ
x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を復活させる復活制御
と、ＮＯx 触媒からＳＯxを脱離させてＮＯx 浄化効率
を再生させる再生制御と、再生制御後のＮＯx 触媒のＳ
Ｏ x 被毒からの回復状態に基づいて内燃機関の希薄燃焼
運転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行
なう制御手段とを備え、制御手段が、少なくとも該ＮＯ
x触媒の下流に設けられたＮＯxセンサの検出情報に基づ
いて該ＮＯx 触媒のＳＯ x 被毒からの回復状態を判定す
ることを特徴としている（請求項９）。
【００１３】
【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。まず、本発明の第１実施形態に
かかる希薄燃焼内燃機関について、図１〜図１０を参照
しながら説明する。本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関は、図２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。
形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態に
かかる希薄燃焼内燃機関について、図１〜図１０を参照
しながら説明する。本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関は、図２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。
【００１４】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。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。
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。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。
【００１５】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。
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。
【００１６】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，ＮＯx 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。
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，ＮＯx 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。
【００１７】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ＮＯX センサ９（以下、上流
側ＮＯX 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６Ａの下流側部分にもＮＯX セ
ンサ１０（以下、下流側ＮＯX センサ１０という）が設
けられている。これらの上流側ＮＯX センサ９及び下流
側ＮＯX センサ１０による検出情報は、後述するＥＣＵ
２０の機能として設けられたＮＯX浄化効率演算手段２
１に送られるようになっている。
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ＮＯX センサ９（以下、上流
側ＮＯX 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６Ａの下流側部分にもＮＯX セ
ンサ１０（以下、下流側ＮＯX センサ１０という）が設
けられている。これらの上流側ＮＯX センサ９及び下流
側ＮＯX センサ１０による検出情報は、後述するＥＣＵ
２０の機能として設けられたＮＯX浄化効率演算手段２
１に送られるようになっている。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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）を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮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。
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）を行なう圧
縮リーン運転モードと、圧縮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。
【００２１】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に基づき、図８
（ａ）に示すようなマップに応じて行なうようになって
いる。つまり、図８（ａ）に示すように、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Ｎ
ｅや負荷Ｐｅ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。なお、運転モードの選択，設
定については、さらに後述する。
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に基づき、図８
（ａ）に示すようなマップに応じて行なうようになって
いる。つまり、図８（ａ）に示すように、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Ｎ
ｅや負荷Ｐｅ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。なお、運転モードの選択，設
定については、さらに後述する。
【００２２】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２に示すよ
うに、リーンＮＯx 触媒（以下、ＮＯx 触媒という）６
Ａと三元触媒６Ｂとを備えて構成される。つまり、理論
空燃比下で排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯx を浄化可能
な三元機能を有する三元触媒６Ｂが設けられており、さ
らに、本エンジンが空燃比をリーンにしながら節約運転
を行なえるエンジンであるため、リーン運転時に発生す
る排ガス中のＮＯx を十分に浄化できるように、三元触
媒６Ｂの上流側に三元機能を持たないＮＯx 触媒６Ａが
設けられている。
について説明する。本排気浄化装置６は、図２に示すよ
うに、リーンＮＯx 触媒（以下、ＮＯx 触媒という）６
Ａと三元触媒６Ｂとを備えて構成される。つまり、理論
空燃比下で排ガス中のＣＯ，ＨＣ及びＮＯx を浄化可能
な三元機能を有する三元触媒６Ｂが設けられており、さ
らに、本エンジンが空燃比をリーンにしながら節約運転
を行なえるエンジンであるため、リーン運転時に発生す
る排ガス中のＮＯx を十分に浄化できるように、三元触
媒６Ｂの上流側に三元機能を持たないＮＯx 触媒６Ａが
設けられている。
【００２３】このＮＯx 触媒６Ａは、ＮＯX を触媒上に
吸着することにより排ガス中のＮＯ X を浄化するタイプ
のもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リーンＮ
ＯX触媒）で、例えば図３（ａ）に示すように、アルミ
ナＡｌ2 Ｏ3 を基材とし、この基材上に、バリウムＢａ
及び白金Ｐｔが担持されて構成される。次に、このよう
に構成されるＮＯX 触媒６ＡにおけるＮＯX の吸着，脱
離機能について説明する。
吸着することにより排ガス中のＮＯ X を浄化するタイプ
のもの（吸蔵型リーンＮＯX 触媒，トラップ型リーンＮ
ＯX触媒）で、例えば図３（ａ）に示すように、アルミ
ナＡｌ2 Ｏ3 を基材とし、この基材上に、バリウムＢａ
及び白金Ｐｔが担持されて構成される。次に、このよう
に構成されるＮＯX 触媒６ＡにおけるＮＯX の吸着，脱
離機能について説明する。
【００２４】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、ＮＯX 触媒６Ａに担持されているバリウム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。
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、ＮＯX 触媒６Ａに担持されているバリウム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。
【００２５】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、ＮＯX 触媒６Ａ
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、ＮＯX 触媒６ＡからＮＯ 2 が
脱離される。
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、ＮＯX 触媒６Ａ
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、ＮＯX 触媒６ＡからＮＯ 2 が
脱離される。
【００２６】つまり、ＮＯX 触媒６Ａ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ＢａＣ
Ｏ3が生成され、ＮＯ2 がＮＯX 触媒６Ａ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。） このように、ＮＯX 触媒６Ａには、硝酸バリウムＢａ
（ＮＯ3 ）2 及び炭酸バリウムＢａＣＯ3 が化学平衡の
状態で存在し、ＮＯX 触媒６Ａ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。
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ＢａＣ
Ｏ3が生成され、ＮＯ2 がＮＯX 触媒６Ａ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。） このように、ＮＯX 触媒６Ａには、硝酸バリウムＢａ
（ＮＯ3 ）2 及び炭酸バリウムＢａＣＯ3 が化学平衡の
状態で存在し、ＮＯX 触媒６Ａ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。
【００２７】そして、このようにしてＮＯX 触媒６Ａか
ら脱離されたＮＯ2 は、三元触媒６Ｂ上で排ガス中の未
燃ＨＣ，Ｈ2 ，ＣＯにより還元され、Ｎ2 として排出さ
れる（ＮＯ＋ＣＯ→１／２Ｎ2 ＋ＣＯ2 ),( ＮＯ＋Ｈ2
→ １／２Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ）。ところで、燃料や潤滑油中
にはイオウ成分が含まれているため、ＮＯx 触媒６Ａ
は、酸素過剰雰囲気で排ガス中のＳＯX 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Ｓ
ＯX の一部を脱離することになる。
ら脱離されたＮＯ2 は、三元触媒６Ｂ上で排ガス中の未
燃ＨＣ，Ｈ2 ，ＣＯにより還元され、Ｎ2 として排出さ
れる（ＮＯ＋ＣＯ→１／２Ｎ2 ＋ＣＯ2 ),( ＮＯ＋Ｈ2
→ １／２Ｎ2 ＋Ｈ2 Ｏ）。ところで、燃料や潤滑油中
にはイオウ成分が含まれているため、ＮＯx 触媒６Ａ
は、酸素過剰雰囲気で排ガス中のＳＯX 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Ｓ
ＯX の一部を脱離することになる。
【００２８】つまり、このＮＯX 触媒６Ａ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ＳＯ2 が白金Ｐｔの表面上でＯ2
と反応してＳＯ3 となる（２ＳＯ2 ＋Ｏ2 →２ＳＯ
3 ）。次いで、生成されたＳＯ3 の一部が白金Ｐｔ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、ＮＯX 触媒６Ａ
に吸着される。
（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ＳＯ2 が白金Ｐｔの表面上でＯ2
と反応してＳＯ3 となる（２ＳＯ2 ＋Ｏ2 →２ＳＯ
3 ）。次いで、生成されたＳＯ3 の一部が白金Ｐｔ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、ＮＯX 触媒６Ａ
に吸着される。
【００２９】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、ＮＯX 触媒６Ａ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ＢａＣＯ
3 及びＳＯ2 が生成され、ＳＯ2 がＮＯX 触媒６Ａ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。
（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、ＮＯX 触媒６Ａ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ＢａＣＯ
3 及びＳＯ2 が生成され、ＳＯ2 がＮＯX 触媒６Ａ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。
【００３０】
ＢａＳＯ4 ＋ＣＯ→ＢａＣＯ3 ＋ＳＯ2 ・・・（４）
ところで、このようなＮＯX 触媒６Ａでは、ＮＯX の吸
着，脱離作用によりＮＯX を浄化するため、ＮＯX が吸
着したら、適宜脱離させる必要がある。また、ＮＯX 触
媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａ
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。
着，脱離作用によりＮＯX を浄化するため、ＮＯX が吸
着したら、適宜脱離させる必要がある。また、ＮＯX 触
媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａ
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。
【００３１】しかしながら、実際には硫酸バリウムＢａ
ＳＯ4 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ＢａＳＯ
4 の一部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（ＮＯ
3 ）2 が生成されなくなり、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
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）、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＳＯX も適宜脱
離させる必要がある。
ＳＯ4 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ＢａＳＯ
4 の一部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（ＮＯ
3 ）2 が生成されなくなり、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
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）、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＳＯX も適宜脱
離させる必要がある。
【００３２】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ＮＯ
X 触媒６Ａが劣化し、ＮＯX 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ＮＯX の濃度が許
容値を超えないようにする必要もある。このため、本実
施形態にかかる希薄燃焼内燃機関では、ＮＯX 触媒６Ａ
のＮＯ X 浄化効率がＮＯX の吸着によって低下した場合
に吸着したＮＯX を脱離させてＮＯX 浄化効率を復活さ
せるための制御（復活制御）、ＮＯX 触媒６ＡにＳＯX
が吸着してＮＯX 浄化効率が低下した場合に吸着したＳ
ＯX を脱離させてＮＯX触媒６Ａを再生させるための制
御（再生制御）、ＮＯX 触媒６Ａに多量のＳＯXが吸着
して劣化し、ＮＯX 浄化効率が著しく低下した場合に大
気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を超えないよう
に希薄燃焼運転領域を狭くする制御（希薄燃焼運転領域
縮小化制御）が行なわれるようになっている。
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ＮＯ
X 触媒６Ａが劣化し、ＮＯX 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ＮＯX の濃度が許
容値を超えないようにする必要もある。このため、本実
施形態にかかる希薄燃焼内燃機関では、ＮＯX 触媒６Ａ
のＮＯ X 浄化効率がＮＯX の吸着によって低下した場合
に吸着したＮＯX を脱離させてＮＯX 浄化効率を復活さ
せるための制御（復活制御）、ＮＯX 触媒６ＡにＳＯX
が吸着してＮＯX 浄化効率が低下した場合に吸着したＳ
ＯX を脱離させてＮＯX触媒６Ａを再生させるための制
御（再生制御）、ＮＯX 触媒６Ａに多量のＳＯXが吸着
して劣化し、ＮＯX 浄化効率が著しく低下した場合に大
気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を超えないよう
に希薄燃焼運転領域を狭くする制御（希薄燃焼運転領域
縮小化制御）が行なわれるようになっている。
【００３３】また、このような復活制御や再生制御が行
なわれてＮＯX 触媒６Ａの浄化効率が回復したときには
希薄燃焼運転領域を広くする制御（希薄燃焼運転領域拡
大化制御）も行なわれるようになっている。なお、この
希薄燃焼運転領域拡大化制御は、既に希薄燃焼運転領域
拡大化制御が行なわれている場合には、その希薄燃焼運
転領域を維持する制御となる。
なわれてＮＯX 触媒６Ａの浄化効率が回復したときには
希薄燃焼運転領域を広くする制御（希薄燃焼運転領域拡
大化制御）も行なわれるようになっている。なお、この
希薄燃焼運転領域拡大化制御は、既に希薄燃焼運転領域
拡大化制御が行なわれている場合には、その希薄燃焼運
転領域を維持する制御となる。
【００３４】なお、希薄燃焼運転領域縮小化制御及び希
薄燃焼運転領域拡大化制御は、希薄燃焼運転領域を変化
させるものであるため、希薄燃焼運転領域変更制御とも
いう。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１の機能ブロック図に示すよう
に、ＮＯX 浄化効率演算手段２１と、ＮＯX 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。
薄燃焼運転領域拡大化制御は、希薄燃焼運転領域を変化
させるものであるため、希薄燃焼運転領域変更制御とも
いう。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１の機能ブロック図に示すよう
に、ＮＯX 浄化効率演算手段２１と、ＮＯX 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。
【００３５】ここで、ＮＯX 浄化効率演算手段２１は、
上流側ＮＯX センサ９及び下流側ＮＯX センサ１０から
の検出情報に基づいて、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX の
浄化効率を算出するものである。つまり、ＮＯX 浄化効
率演算手段２１は、上流側ＮＯX センサ９による検出値
Ａ1 と下流側ＮＯX センサ１０による検出値Ａ2 とから
ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX の浄化効率（＝Ａ2 ／
Ａ1 ）を算出するようになっている。
上流側ＮＯX センサ９及び下流側ＮＯX センサ１０から
の検出情報に基づいて、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX の
浄化効率を算出するものである。つまり、ＮＯX 浄化効
率演算手段２１は、上流側ＮＯX センサ９による検出値
Ａ1 と下流側ＮＯX センサ１０による検出値Ａ2 とから
ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX の浄化効率（＝Ａ2 ／
Ａ1 ）を算出するようになっている。
【００３６】このＮＯX 浄化効率演算手段２１によるＮ
ＯX 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、カウント値が所定値に達したら演算を行なうよ
うになっている。
ＯX 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、カウント値が所定値に達したら演算を行なうよ
うになっている。
【００３７】ＮＯX 浄化効率判定手段２２は、上述した
復活制御，再生制御，希薄燃焼運転領域変更制御（希薄
燃焼運転領域縮小化制御，希薄燃焼運転領域拡大化制
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。このため、ＮＯX 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、希薄燃焼運転領域変更制御用判定
手段２２Ｃ（以下、領域変更判定手段という）とが備え
られている。
復活制御，再生制御，希薄燃焼運転領域変更制御（希薄
燃焼運転領域縮小化制御，希薄燃焼運転領域拡大化制
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。このため、ＮＯX 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、希薄燃焼運転領域変更制御用判定
手段２２Ｃ（以下、領域変更判定手段という）とが備え
られている。
【００３８】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６０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。
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６０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。
【００３９】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ＮＯX 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。
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ＮＯX 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。
【００４０】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ＮＯX 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、この再生制御用判定手段
２２Ｂと追加燃料噴射制御手段２７とから再生手段が構
成される。
よって、復活制御後のＮＯX 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、この再生制御用判定手段
２２Ｂと追加燃料噴射制御手段２７とから再生手段が構
成される。
【００４１】なお、再生制御用判定値ａは、図６に示す
ように、燃料中に含まれるイオウ成分の濃度が１００ｐ
ｐｍの場合で、走行距離が約１万ｋｍに達したときのＮ
ＯX触媒６ＡのＮＯX 浄化効率に相当する値として設定
される。領域変更判定手段２２Ｃは、希薄燃焼運転領域
変更制御（希薄燃焼運転領域縮小化制御，希薄燃焼運転
領域拡大化制御）を行なう必要があるか否かを判定すべ
く、ＮＯX 浄化効率演算手段２１によって算出された今
回の再生制御後のＮＯX浄化効率η′i が前回の再生制
御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいか否かを判
定するものである。
ように、燃料中に含まれるイオウ成分の濃度が１００ｐ
ｐｍの場合で、走行距離が約１万ｋｍに達したときのＮ
ＯX触媒６ＡのＮＯX 浄化効率に相当する値として設定
される。領域変更判定手段２２Ｃは、希薄燃焼運転領域
変更制御（希薄燃焼運転領域縮小化制御，希薄燃焼運転
領域拡大化制御）を行なう必要があるか否かを判定すべ
く、ＮＯX 浄化効率演算手段２１によって算出された今
回の再生制御後のＮＯX浄化効率η′i が前回の再生制
御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいか否かを判
定するものである。
【００４２】そして、この領域変更判定手段２２Ｃによ
って、今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回
の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと
判定された場合は、ＮＯX 触媒６Ａは多量のＳＯX が吸
着して劣化し、ＮＯX 浄化効率が低下していると考えら
れるため、大気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を
超えないように三元触媒６Ｂを有効に活用すべく希薄燃
焼運転領域縮小化制御を行なう必要があると判定して、
後述する運転モード選択手段２４に出力するようになっ
ている。
って、今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回
の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと
判定された場合は、ＮＯX 触媒６Ａは多量のＳＯX が吸
着して劣化し、ＮＯX 浄化効率が低下していると考えら
れるため、大気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を
超えないように三元触媒６Ｂを有効に活用すべく希薄燃
焼運転領域縮小化制御を行なう必要があると判定して、
後述する運転モード選択手段２４に出力するようになっ
ている。
【００４３】なお、今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率
η′i が前回の再生制御後のＮＯX浄化効率η′i-1 よ
りも小さいかどうかを判定することは、ＮＯX 触媒６Ａ
が劣化したかどうかを判定することを意味するため、領
域変更判定手段２２Ｃは劣化判定手段ということもでき
る。一方、領域変更判定手段２２Ｃによって、今回の再
生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後の
ＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくない（大きい）と
判定された場合は、ＮＯX 浄化効率が回復したとして希
薄燃焼運転領域の拡大化制御を行なう必要があると判定
して、後述する運転モード選択手段２４に出力するよう
になっている。
η′i が前回の再生制御後のＮＯX浄化効率η′i-1 よ
りも小さいかどうかを判定することは、ＮＯX 触媒６Ａ
が劣化したかどうかを判定することを意味するため、領
域変更判定手段２２Ｃは劣化判定手段ということもでき
る。一方、領域変更判定手段２２Ｃによって、今回の再
生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後の
ＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくない（大きい）と
判定された場合は、ＮＯX 浄化効率が回復したとして希
薄燃焼運転領域の拡大化制御を行なう必要があると判定
して、後述する運転モード選択手段２４に出力するよう
になっている。
【００４４】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。
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。
【００４５】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ＴINJ 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ＴINJ 及び噴射時間の設定について説
明する。
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ＴINJ 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ＴINJ 及び噴射時間の設定について説
明する。
【００４６】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ＴINJ 及び噴射時間は、図５（ａ）
に示すように、ＮＯX 触媒６Ａ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。
ための噴射開始時期ＴINJ 及び噴射時間は、図５（ａ）
に示すように、ＮＯX 触媒６Ａ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。
【００４７】なお、この復活制御としての追加燃料噴射
は、ＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａに多
量のＮＯX が吸着されて、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX
浄化効率が徐々に低下することになるからである。
は、ＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯX 触媒６Ａに多
量のＮＯX が吸着されて、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX
浄化効率が徐々に低下することになるからである。
【００４８】これにより、ＮＯX 触媒６ＡへのＮＯX 吸
着量が増加することによってＮＯX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、ＮＯX 触媒６ＡからＮＯ
X を脱離させることができ、図５（ｂ）に示すように、
ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率を向上させること
ができる。なお、図５（ｂ）は、図６のＸ部の部分拡大
図である。
着量が増加することによってＮＯX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、ＮＯX 触媒６ＡからＮＯ
X を脱離させることができ、図５（ｂ）に示すように、
ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率を向上させること
ができる。なお、図５（ｂ）は、図６のＸ部の部分拡大
図である。
【００４９】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ＴINJ 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ＴINJ 及び噴射時間
は、ＮＯX 触媒６Ａ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。
うための追加燃料噴射の噴射開始時期ＴINJ 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ＴINJ 及び噴射時間
は、ＮＯX 触媒６Ａ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。
【００５０】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
程後期から排気行程末期までの間であって、追加燃料が
自己着火燃焼しうる期間に行なわれるように噴射開始時
期ＴINJ が設定される。このように噴射開始時期ＴINJ
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ＮＯX 触媒６Ａに付着したＳＯX を脱離させるべ
く、ＮＯX 触媒６Ａ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６００℃）
とするためである。
よる再生制御としての追加燃料噴射は、各気筒の膨張行
程後期から排気行程末期までの間であって、追加燃料が
自己着火燃焼しうる期間に行なわれるように噴射開始時
期ＴINJ が設定される。このように噴射開始時期ＴINJ
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ＮＯX 触媒６Ａに付着したＳＯX を脱離させるべ
く、ＮＯX 触媒６Ａ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６００℃）
とするためである。
【００５１】具体的には、追加燃料噴射制御手段２７
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ＴｂINJを、冷却水温度
θW，ＥＧＲ量，主燃焼における点火時期ＴIGによって
補正することにより噴射開始時期ＴINJを設定する。ま
た、追加燃料噴射制御手段２７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ｔBを、噴
射開始時期ＴINJ，触媒温度θC.Cによって補正すること
によりインジェクタ駆動時間ｔPLUSを設定する。
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ＴｂINJを、冷却水温度
θW，ＥＧＲ量，主燃焼における点火時期ＴIGによって
補正することにより噴射開始時期ＴINJを設定する。ま
た、追加燃料噴射制御手段２７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ｔBを、噴
射開始時期ＴINJ，触媒温度θC.Cによって補正すること
によりインジェクタ駆動時間ｔPLUSを設定する。
【００５２】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ＮＯX 触媒６Ａの復活制御と
してリッチスパイクを行なったとしても、ＮＯX 触媒６
Ａの近傍が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となると、
ＮＯX 触媒６Ａでは、上述の反応式（３）で示される反
応も進むため、ＮＯX 触媒６Ａに徐々にＳＯX も吸着
し、ＮＯX 触媒６Ａに硫酸バリウムＢａＳＯ4 として吸
着し、ＮＯX 触媒６Ａ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ＮＯX 触媒６Ａに吸着した
ままとなってしまうため、ＳＯX 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、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
X の浄化能力が低下するからである。
（例えば、約６０秒）毎にＮＯX 触媒６Ａの復活制御と
してリッチスパイクを行なったとしても、ＮＯX 触媒６
Ａの近傍が酸素過剰雰囲気（リーン雰囲気）となると、
ＮＯX 触媒６Ａでは、上述の反応式（３）で示される反
応も進むため、ＮＯX 触媒６Ａに徐々にＳＯX も吸着
し、ＮＯX 触媒６Ａに硫酸バリウムＢａＳＯ4 として吸
着し、ＮＯX 触媒６Ａ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ＮＯX 触媒６Ａに吸着した
ままとなってしまうため、ＳＯX 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、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
X の浄化能力が低下するからである。
【００５３】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、ＮＯX 触媒６Ａへ
のＳＯX 吸着量が増加することによってＮＯX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、ＮＯX 触媒６ＡからＳＯX を脱離させることができ
るため、図６に実線Ａで示すように、ＮＯX 触媒６Ａに
よるＮＯX浄化効率を向上させることができる。
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、ＮＯX 触媒６Ａへ
のＳＯX 吸着量が増加することによってＮＯX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、ＮＯX 触媒６ＡからＳＯX を脱離させることができ
るため、図６に実線Ａで示すように、ＮＯX 触媒６Ａに
よるＮＯX浄化効率を向上させることができる。
【００５４】なお、図６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ＮＯX
浄化効率の一例を示している。このようにして再生制御
として追加燃料噴射制御を行なった場合、ＮＯX 触媒６
Ａの吸着能力は全体的に見ると走行距離が増えるにした
がって低下する傾向にあるが、再生制御毎の部分的なＮ
ＯX 触媒６Ａの吸着能力の再生状態を見ると、必ずしも
今回のＮＯX 浄化効率が前回のＮＯX 浄化効率よりも小
さくなるとは限らない。
X 浄化効率を示しており、破線Ｂは再生制御後のＮＯX
浄化効率の一例を示している。このようにして再生制御
として追加燃料噴射制御を行なった場合、ＮＯX 触媒６
Ａの吸着能力は全体的に見ると走行距離が増えるにした
がって低下する傾向にあるが、再生制御毎の部分的なＮ
ＯX 触媒６Ａの吸着能力の再生状態を見ると、必ずしも
今回のＮＯX 浄化効率が前回のＮＯX 浄化効率よりも小
さくなるとは限らない。
【００５５】つまり、図７に示すように、今回のＮＯX
浄化効率η′i-1 が前回のＮＯX 浄化効率η′i-2 の程
度まで再生しない場合もあれば、今回のＮＯX 浄化効率
η′ i が前回のＮＯX 浄化効率η′i-1 を上回って再生
する場合もある。なお、前回のＮＯX 浄化効率η′i-1
を上回って再生した場合、これをＮＯX 触媒６Ａが回復
したという。
浄化効率η′i-1 が前回のＮＯX 浄化効率η′i-2 の程
度まで再生しない場合もあれば、今回のＮＯX 浄化効率
η′ i が前回のＮＯX 浄化効率η′i-1 を上回って再生
する場合もある。なお、前回のＮＯX 浄化効率η′i-1
を上回って再生した場合、これをＮＯX 触媒６Ａが回復
したという。
【００５６】このため、本実施形態では、ＮＯX 触媒６
ＡのＮＯX 浄化効率の再生度合に応じて運転モードを選
択するようにしている。そこで、本エンジンのＥＣＵ２
０には、運転モード設定手段２３のほかに、運転モード
選択手段２４が備えられている。まず、運転モード設定
手段２３について説明すると、この運転モード設定手段
２３は、噴射モードを、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
づいて機関負荷（１ストローク当たりの吸入空気量）Ｐ
ｅを算出し、この機関負荷Ｐｅとエンジン回転数（回転
速度）Ｎｅとに応じて、運転モード選択手段２４によっ
て選択されたマップに基づいて、圧縮リーン運転モー
ド，吸気リーン運転モード，ストイキオフィードバック
運転モード，オープンループモードのいずれかのモード
を選択的に設定するものである。
ＡのＮＯX 浄化効率の再生度合に応じて運転モードを選
択するようにしている。そこで、本エンジンのＥＣＵ２
０には、運転モード設定手段２３のほかに、運転モード
選択手段２４が備えられている。まず、運転モード設定
手段２３について説明すると、この運転モード設定手段
２３は、噴射モードを、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
づいて機関負荷（１ストローク当たりの吸入空気量）Ｐ
ｅを算出し、この機関負荷Ｐｅとエンジン回転数（回転
速度）Ｎｅとに応じて、運転モード選択手段２４によっ
て選択されたマップに基づいて、圧縮リーン運転モー
ド，吸気リーン運転モード，ストイキオフィードバック
運転モード，オープンループモードのいずれかのモード
を選択的に設定するものである。
【００５７】例えば、エンジン回転数Ｎｅが低くて機関
負荷Ｐｅも低い領域では圧縮リーン運転モードとし、エ
ンジン回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｐｅのいずれかが低くな
ければ吸気リーン運転モード又はストイキオフィードバ
ック運転モードとするようになっている。また、エンジ
ン回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｐｅのいずれも高い場合は、
オープンループモードとされる。
負荷Ｐｅも低い領域では圧縮リーン運転モードとし、エ
ンジン回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｐｅのいずれかが低くな
ければ吸気リーン運転モード又はストイキオフィードバ
ック運転モードとするようになっている。また、エンジ
ン回転数Ｎｅ及び機関負荷Ｐｅのいずれも高い場合は、
オープンループモードとされる。
【００５８】次に、本実施形態における希薄燃焼運転領
域変更制御のための実質的な制御手段である運転モード
選択手段２４について説明する。この運転モード選択手
段２４は、領域変更判定手段２２Ｃによって再生制御後
のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後のＮＯX 浄
化効率η′i-1 よりも小さいと判定された場合に、圧縮
リーン運転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード
（吸−Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）が狭くなり、ス
トイキオフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオー
プンループモード（Ｏ／Ｌ）の領域が広くなるように設
定された図８（ｂ）に示すようなマップを選択するもの
である。
域変更制御のための実質的な制御手段である運転モード
選択手段２４について説明する。この運転モード選択手
段２４は、領域変更判定手段２２Ｃによって再生制御後
のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後のＮＯX 浄
化効率η′i-1 よりも小さいと判定された場合に、圧縮
リーン運転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード
（吸−Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）が狭くなり、ス
トイキオフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオー
プンループモード（Ｏ／Ｌ）の領域が広くなるように設
定された図８（ｂ）に示すようなマップを選択するもの
である。
【００５９】一方、運転モード選択手段２４は、今回の
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′iが前回の再生制御後
のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくない（大きい）
と判定された場合には、ＮＯX 触媒６Ａが再生制御によ
り回復したとして、燃費の悪化を抑制すべく、通常運転
時に選択される図８（ａ）に示されるようなマップを選
択するものである。
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′iが前回の再生制御後
のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくない（大きい）
と判定された場合には、ＮＯX 触媒６Ａが再生制御によ
り回復したとして、燃費の悪化を抑制すべく、通常運転
時に選択される図８（ａ）に示されるようなマップを選
択するものである。
【００６０】なお、図８（ｂ）では、圧縮リーン運転モ
ード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード（吸−Ｌ）の
領域（希薄燃焼運転領域）を狭くし、ストイキオフィー
ドバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープンループモー
ド（Ｏ／Ｌ）の領域を広くする場合の一例として、圧縮
リーン運転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード
（吸−Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）をなくし、スト
イキオフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープ
ンループモード（Ｏ／Ｌ）の領域のみとしたものを示し
ている。
ード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード（吸−Ｌ）の
領域（希薄燃焼運転領域）を狭くし、ストイキオフィー
ドバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープンループモー
ド（Ｏ／Ｌ）の領域を広くする場合の一例として、圧縮
リーン運転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード
（吸−Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）をなくし、スト
イキオフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープ
ンループモード（Ｏ／Ｌ）の領域のみとしたものを示し
ている。
【００６１】このように、領域変更判定手段２２Ｃによ
って今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと判
定された場合は、運転モード選択手段２４によって図８
（ｂ）に示すようなマップが選択され、エンジン回転数
Ｎｅや機関負荷Ｎｅに基づいて、ストイキオフィードバ
ック運転モード（Ｓ／Ｆ）又はオープンループモード
（Ｏ／Ｌ）が設定される頻度を高めることにより（これ
は、希薄燃焼運転領域を狭くすることを意味する）、理
論空燃比下でＮＯX を浄化する機能を有する三元触媒６
Ｂでも十分にＮＯ X を浄化できる運転領域を増やすよう
にしている。
って今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと判
定された場合は、運転モード選択手段２４によって図８
（ｂ）に示すようなマップが選択され、エンジン回転数
Ｎｅや機関負荷Ｎｅに基づいて、ストイキオフィードバ
ック運転モード（Ｓ／Ｆ）又はオープンループモード
（Ｏ／Ｌ）が設定される頻度を高めることにより（これ
は、希薄燃焼運転領域を狭くすることを意味する）、理
論空燃比下でＮＯX を浄化する機能を有する三元触媒６
Ｂでも十分にＮＯ X を浄化できる運転領域を増やすよう
にしている。
【００６２】また、領域変更判定手段２２Ｃによって、
今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生
制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくないと判
定された場合には、運転モード選択手段２４によって図
８（ａ）のマップが選択されるようになっており、燃費
の悪化を抑制できるようにしている。ところで、通常燃
料噴射制御手段２６における燃料噴射制御を説明する
と、この通常燃料噴射制御手段２６は、エンジン回転数
センサ，アクセルポジションセンサ等の各種センサ類２
８，運転モード設定手段２３からの情報に基づいて、通
常燃料噴射における燃料噴射量を設定する機能を有す
る。
今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生
制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくないと判
定された場合には、運転モード選択手段２４によって図
８（ａ）のマップが選択されるようになっており、燃費
の悪化を抑制できるようにしている。ところで、通常燃
料噴射制御手段２６における燃料噴射制御を説明する
と、この通常燃料噴射制御手段２６は、エンジン回転数
センサ，アクセルポジションセンサ等の各種センサ類２
８，運転モード設定手段２３からの情報に基づいて、通
常燃料噴射における燃料噴射量を設定する機能を有す
る。
【００６３】つまり、燃料噴射量は、燃料噴射時間（イ
ンジェクタの駆動時間であって、実際の制御の上ではイ
ンジェクタ駆動パルス幅という）ｔAUとして設定される
が、ストイキオフィードバック運転モード，吸気リーン
運転モードの場合も圧縮リーン運転モードの場合も、機
関負荷（１ストローク当たりの吸入空気量）Ｑ／Ｎｅと
目標とする空燃比（Ａ／Ｆ、以下ＡＦとする）等に基づ
いて、基本駆動時間ｔ p が算出され、冷却水温センサ，
吸気温センサ，大気圧センサ等の各種センサ類２８で検
出されたエンジン冷却水温，吸気温，大気圧等に応じて
設定される燃料補正係数ｆ、インジェクタ無駄時間（デ
ッドタイム）ｔD 等を考慮して、燃料噴射時間ｔAU が
設定される。
ンジェクタの駆動時間であって、実際の制御の上ではイ
ンジェクタ駆動パルス幅という）ｔAUとして設定される
が、ストイキオフィードバック運転モード，吸気リーン
運転モードの場合も圧縮リーン運転モードの場合も、機
関負荷（１ストローク当たりの吸入空気量）Ｑ／Ｎｅと
目標とする空燃比（Ａ／Ｆ、以下ＡＦとする）等に基づ
いて、基本駆動時間ｔ p が算出され、冷却水温センサ，
吸気温センサ，大気圧センサ等の各種センサ類２８で検
出されたエンジン冷却水温，吸気温，大気圧等に応じて
設定される燃料補正係数ｆ、インジェクタ無駄時間（デ
ッドタイム）ｔD 等を考慮して、燃料噴射時間ｔAU が
設定される。
【００６４】本発明の第１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１０
のフローチャートに示すようにして、復活制御，再生制
御，希薄燃焼運転領域変更制御（希薄燃焼運転領域縮小
化制御，希薄燃焼運転領域拡大化制御）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１０中には詳細に示さないが、次のような処理を
行なう。
燃機関は、上述のように構成されるため、例えば図１０
のフローチャートに示すようにして、復活制御，再生制
御，希薄燃焼運転領域変更制御（希薄燃焼運転領域縮小
化制御，希薄燃焼運転領域拡大化制御）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１０中には詳細に示さないが、次のような処理を
行なう。
【００６５】つまり、ＮＯX 触媒６Ａ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ＮＯX 吸着量が増加
するため、このようにＮＯX 触媒６Ａに吸着したＮＯX
を脱離させてＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 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。
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ＮＯX 吸着量が増加
するため、このようにＮＯX 触媒６Ａに吸着したＮＯX
を脱離させてＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 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。
【００６６】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。
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。
【００６７】これにより、ＮＯX 触媒６Ａの近傍がリッ
チ雰囲気とされて、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＮＯX が
脱離されるため、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率
が上昇する。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、Ｎ
ＯX 触媒６ＡにはＳＯX も吸着し、一旦吸着したＳＯX
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ＳＯX 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ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
X 浄化効率が低下することになる。
チ雰囲気とされて、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＮＯX が
脱離されるため、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率
が上昇する。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、Ｎ
ＯX 触媒６ＡにはＳＯX も吸着し、一旦吸着したＳＯX
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ＳＯX 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ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯ
X 浄化効率が低下することになる。
【００６８】このため、ステップＳ２０で、ＮＯX 浄化
効率演算手段２１によって復活制御後のＮＯX 触媒６Ａ
によるＮＯX 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
ＮＯX 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ＮＯX
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ＮＯX 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。
効率演算手段２１によって復活制御後のＮＯX 触媒６Ａ
によるＮＯX 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
ＮＯX 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ＮＯX
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ＮＯX 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。
【００６９】一方、復活制御後のＮＯX 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、Ｎ
ＯX 触媒６ＡにＳＯX が吸着することによってＮＯX 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。
生制御用判定値ａよりも小さいと判定された場合は、Ｎ
ＯX 触媒６ＡにＳＯX が吸着することによってＮＯX 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。
【００７０】これにより、ＮＯX 触媒６Ａの近傍がリッ
チ雰囲気とされ、かつ、所定温度（例えば、約６００
℃）以上とされて、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＳＯX が
脱離されるため、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率
が上昇する。しかしながら、このように例えば走行距離
１万ｋｍ毎に再生制御を行なったとしても、ＮＯX 触媒
６Ａに吸着されたＳＯX を完全に脱離させることはでき
ないため、ＮＯX 触媒６ＡのＳＯX 吸着量は次第に増加
していき、例えば走行距離が１０万ｋｍに達することに
はＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率は著しく低下するこ
とになる。
チ雰囲気とされ、かつ、所定温度（例えば、約６００
℃）以上とされて、ＮＯX 触媒６Ａに吸着したＳＯX が
脱離されるため、ＮＯX 触媒６ＡによるＮＯX 浄化効率
が上昇する。しかしながら、このように例えば走行距離
１万ｋｍ毎に再生制御を行なったとしても、ＮＯX 触媒
６Ａに吸着されたＳＯX を完全に脱離させることはでき
ないため、ＮＯX 触媒６ＡのＳＯX 吸着量は次第に増加
していき、例えば走行距離が１０万ｋｍに達することに
はＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率は著しく低下するこ
とになる。
【００７１】このため、次いでステップＳ５０で、ＮＯ
X 浄化効率演算手段２１によって再生制御後のＮＯX 触
媒６ＡによるＮＯX 浄化効率η′を計算した後、ステッ
プＳ３０で、領域変更判定手段２２Ｃによって、今回の
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後
のＮＯX 触媒効率η′i-1 よりも小さいか否かが判定さ
れる。
X 浄化効率演算手段２１によって再生制御後のＮＯX 触
媒６ＡによるＮＯX 浄化効率η′を計算した後、ステッ
プＳ３０で、領域変更判定手段２２Ｃによって、今回の
再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制御後
のＮＯX 触媒効率η′i-1 よりも小さいか否かが判定さ
れる。
【００７２】この判定の結果、今回の再生制御後のＮＯ
X 浄化効率η′i が前回の再生制御後のＮＯX 触媒効率
η′i-1 よりも小さくないと判定された場合は、まだＮ
ＯX触媒６Ａは劣化していないか、或いは、一度劣化し
たが回復したと考えられるため、ステップＳ８０で希薄
燃焼領域の拡大化制御（維持制御）が行なわれる。つま
り、希薄燃焼運転領域拡大化制御として、運転モード選
択手段２４によって、図８（ａ）に示すようなマップが
選択され、このマップに基づいて運転モード設定手段２
３によって運転モードが設定される。これにより、ＮＯ
X 触媒６Ａが劣化していないか、或いは、一度劣化した
が回復しているにもかかわらず、希薄燃焼運転領域の縮
小化制御が行なわれて、燃費が悪化するのを抑制するこ
とができることになる。
X 浄化効率η′i が前回の再生制御後のＮＯX 触媒効率
η′i-1 よりも小さくないと判定された場合は、まだＮ
ＯX触媒６Ａは劣化していないか、或いは、一度劣化し
たが回復したと考えられるため、ステップＳ８０で希薄
燃焼領域の拡大化制御（維持制御）が行なわれる。つま
り、希薄燃焼運転領域拡大化制御として、運転モード選
択手段２４によって、図８（ａ）に示すようなマップが
選択され、このマップに基づいて運転モード設定手段２
３によって運転モードが設定される。これにより、ＮＯ
X 触媒６Ａが劣化していないか、或いは、一度劣化した
が回復しているにもかかわらず、希薄燃焼運転領域の縮
小化制御が行なわれて、燃費が悪化するのを抑制するこ
とができることになる。
【００７３】一方、今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率
η′i が前回の再生制御後のＮＯX触媒効率η′i-1 よ
りも小さいと判定された場合は、ＮＯX 触媒６Ａが劣化
してＮＯX 浄化効率が低下していると考えられるため、
ステップＳ７０に進み、希薄燃焼運転領域の縮小化制御
が行なわれる。つまり、希薄燃焼運転領域縮小化制御と
して、運転モード選択手段２４によって、圧縮リーン運
転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード（吸−
Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）が狭くなり、ストイキ
オフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープンル
ープモード（Ｏ／Ｌ）の領域が広くなるように設定され
た図８（ｂ）に示すようなマップが選択され、このマッ
プに基づいて運転モード設定手段２３によって運転モー
ドが設定される。
η′i が前回の再生制御後のＮＯX触媒効率η′i-1 よ
りも小さいと判定された場合は、ＮＯX 触媒６Ａが劣化
してＮＯX 浄化効率が低下していると考えられるため、
ステップＳ７０に進み、希薄燃焼運転領域の縮小化制御
が行なわれる。つまり、希薄燃焼運転領域縮小化制御と
して、運転モード選択手段２４によって、圧縮リーン運
転モード（圧−Ｌ）及び吸気リーン運転モード（吸−
Ｌ）の領域（希薄燃焼運転領域）が狭くなり、ストイキ
オフィードバック運転モード（Ｓ／Ｆ）及びオープンル
ープモード（Ｏ／Ｌ）の領域が広くなるように設定され
た図８（ｂ）に示すようなマップが選択され、このマッ
プに基づいて運転モード設定手段２３によって運転モー
ドが設定される。
【００７４】これにより、ストイキオフィードバック運
転モード（Ｓ／Ｆ）又はオープンループモード（Ｏ／
Ｌ）が設定される頻度を高めることにより、理論空燃比
下でＮＯX を浄化する機能を有する三元触媒６Ｂでも十
分にＮＯX を浄化できる運転領域を増やすようにしてい
る。したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
によれば、ＮＯX 触媒６ＡがＳ被毒を生じても排ガス中
のＮＯX 成分が増大しないようにすることができ、燃料
や潤滑油中に含まれているイオウ成分の濃度が高いか低
いかを考慮することなくＮＯX 触媒６Ａを採用すること
ができるという利点がある。
転モード（Ｓ／Ｆ）又はオープンループモード（Ｏ／
Ｌ）が設定される頻度を高めることにより、理論空燃比
下でＮＯX を浄化する機能を有する三元触媒６Ｂでも十
分にＮＯX を浄化できる運転領域を増やすようにしてい
る。したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
によれば、ＮＯX 触媒６ＡがＳ被毒を生じても排ガス中
のＮＯX 成分が増大しないようにすることができ、燃料
や潤滑油中に含まれているイオウ成分の濃度が高いか低
いかを考慮することなくＮＯX 触媒６Ａを採用すること
ができるという利点がある。
【００７５】また、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も、図９に示すよう
に、目標ライフタイム（例えば、走行距離約１０万ｋ
ｍ）に達するまで、ＮＯX 触媒６Ａと三元触媒６Ｂとか
ら構成される排気浄化装置６によって確実にＮＯX を浄
化することができるため、許容値を超える濃度のＮＯX
が大気中へ排出されるのを確実に防止することができる
ことになる。
オウ成分の濃度が高い場合であっても、図９に示すよう
に、目標ライフタイム（例えば、走行距離約１０万ｋ
ｍ）に達するまで、ＮＯX 触媒６Ａと三元触媒６Ｂとか
ら構成される排気浄化装置６によって確実にＮＯX を浄
化することができるため、許容値を超える濃度のＮＯX
が大気中へ排出されるのを確実に防止することができる
ことになる。
【００７６】また、領域変更判定手段２２Ｃによって今
回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制
御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと判定され
た場合、運転モード選択手段２４によって図８（ｂ）に
示すようなマップが選択され、希薄燃焼運転領域が狭く
なるように制御されるため、理論空燃比下でＮＯX を浄
化する機能を有する三元触媒６Ｂを有効に活用すること
ができ、これにより、排ガス中のＮＯX を十分に浄化で
きるという利点もある。
回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生制
御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さいと判定され
た場合、運転モード選択手段２４によって図８（ｂ）に
示すようなマップが選択され、希薄燃焼運転領域が狭く
なるように制御されるため、理論空燃比下でＮＯX を浄
化する機能を有する三元触媒６Ｂを有効に活用すること
ができ、これにより、排ガス中のＮＯX を十分に浄化で
きるという利点もある。
【００７７】また、領域変更判定手段２２Ｃによって、
今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生
制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくないと判
定された場合には、運転モード選択手段２４によって図
８（ａ）のマップが選択されるようになっており、燃費
の悪化を抑制できるという利点もある。次に、本発明の
第２実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関について、図１
１を参照しながら説明する。
今回の再生制御後のＮＯX 浄化効率η′i が前回の再生
制御後のＮＯX 浄化効率η′i-1 よりも小さくないと判
定された場合には、運転モード選択手段２４によって図
８（ａ）のマップが選択されるようになっており、燃費
の悪化を抑制できるという利点もある。次に、本発明の
第２実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関について、図１
１を参照しながら説明する。
【００７８】本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関は、
上述の第１実施形態のものと、領域変更判定手段２２Ｃ
の構成が異なる。つまり、本希薄燃焼内燃機関では、領
域変更判定手段（劣化判定手段）２２Ｃが、前回の再生
制御から今回の再生制御に至るまでの時間と、今回の再
生制御から次回の生成制御に至るまでの時間とを比較
し、その比較結果に基づいて希薄燃焼運転領域変更制御
を行なう必要があるか否かを判定する点が異なる。
上述の第１実施形態のものと、領域変更判定手段２２Ｃ
の構成が異なる。つまり、本希薄燃焼内燃機関では、領
域変更判定手段（劣化判定手段）２２Ｃが、前回の再生
制御から今回の再生制御に至るまでの時間と、今回の再
生制御から次回の生成制御に至るまでの時間とを比較
し、その比較結果に基づいて希薄燃焼運転領域変更制御
を行なう必要があるか否かを判定する点が異なる。
【００７９】具体的には、図１１に示すように、で示
す時刻で前回の再生制御が実行され、で示す時刻で今
回の再生制御が実行された場合、で示す時刻からで
示す時刻に至るまでの時間Ｔi-1 を算出し、この時間Ｔ
i-1 をＥＣＵ２３に記憶する。その後、で示す時刻で
次回の再生制御が実行された場合、で示す時刻から
で示す時刻に至るまでの時間Ｔi を算出し、この時間Ｔ
i もＥＣＵ２３に記憶する。
す時刻で前回の再生制御が実行され、で示す時刻で今
回の再生制御が実行された場合、で示す時刻からで
示す時刻に至るまでの時間Ｔi-1 を算出し、この時間Ｔ
i-1 をＥＣＵ２３に記憶する。その後、で示す時刻で
次回の再生制御が実行された場合、で示す時刻から
で示す時刻に至るまでの時間Ｔi を算出し、この時間Ｔ
i もＥＣＵ２３に記憶する。
【００８０】そして、ＥＣＵ２３に記憶された前回算出
された時間Ｔi-1 と今回算出された時間Ｔi とを比較す
る。この比較の結果、今回算出された時間Ｔi が前回算
出された時間Ｔi-1 に対して短い場合には、ＮＯX 触媒
６ＡのＮＯX 浄化効率が低下しているか、或いは給油燃
料等に含まれるイオウ成分が増加（即ち、給油地域等の
変更）していると考えられるため、領域変更判定手段２
２Ｃでは希薄燃焼運転領域を狭くすべきと判定される。
された時間Ｔi-1 と今回算出された時間Ｔi とを比較す
る。この比較の結果、今回算出された時間Ｔi が前回算
出された時間Ｔi-1 に対して短い場合には、ＮＯX 触媒
６ＡのＮＯX 浄化効率が低下しているか、或いは給油燃
料等に含まれるイオウ成分が増加（即ち、給油地域等の
変更）していると考えられるため、領域変更判定手段２
２Ｃでは希薄燃焼運転領域を狭くすべきと判定される。
【００８１】そして、この判定の結果に基づいて、運転
モード選択手段２４によって、希薄燃焼運転領域が狭く
なるように図８（ｂ）のマップが選択される。一方、今
回算出された時間Ｔi が前回算出された時間Ｔi-1 に対
して長い場合には、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率が
再生制御によって回復しているか、或いは給油燃料等に
含まれているイオウ成分が低下（即ち、給油地域等の変
更）していると考えられるため、領域変更判定手段２２
Ｃでは希薄燃焼運転領域を拡大（又は維持）すべきと判
定される。
モード選択手段２４によって、希薄燃焼運転領域が狭く
なるように図８（ｂ）のマップが選択される。一方、今
回算出された時間Ｔi が前回算出された時間Ｔi-1 に対
して長い場合には、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率が
再生制御によって回復しているか、或いは給油燃料等に
含まれているイオウ成分が低下（即ち、給油地域等の変
更）していると考えられるため、領域変更判定手段２２
Ｃでは希薄燃焼運転領域を拡大（又は維持）すべきと判
定される。
【００８２】そして、この判定の結果に基づいて、運転
モード選択手段２４によって、希薄燃焼運転領域を拡大
（又は維持）すべく、図８（ａ）のマップが選択され
る。したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
によれば、上述の第１実施形態と同様の効果に加え、再
生制御毎にＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率が変化した
り、給油される燃料成分（含有イオウ成分量）が変化し
た場合であっても、燃費や排ガスの悪化を招くことな
く、最適なエンジン制御を行なうことができるという利
点もある。
モード選択手段２４によって、希薄燃焼運転領域を拡大
（又は維持）すべく、図８（ａ）のマップが選択され
る。したがって、本実施形態にかかる希薄燃焼内燃機関
によれば、上述の第１実施形態と同様の効果に加え、再
生制御毎にＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率が変化した
り、給油される燃料成分（含有イオウ成分量）が変化し
た場合であっても、燃費や排ガスの悪化を招くことな
く、最適なエンジン制御を行なうことができるという利
点もある。
【００８３】なお、上述の第２実施形態では、領域変更
判定手段２２Ｃは、前回の再生制御と今回の再生制御と
の間の時間によって希薄燃焼運転領域変更制御を行なう
必要があるか否かを判定するようにしているが、これに
限られるものではなく、例えば、前回の再生制御と今回
の再生制御との間の距離によって希薄燃焼運転領域変更
制御を行なう必要があるか否かを判定するようにしても
良い。
判定手段２２Ｃは、前回の再生制御と今回の再生制御と
の間の時間によって希薄燃焼運転領域変更制御を行なう
必要があるか否かを判定するようにしているが、これに
限られるものではなく、例えば、前回の再生制御と今回
の再生制御との間の距離によって希薄燃焼運転領域変更
制御を行なう必要があるか否かを判定するようにしても
良い。
【００８４】なお、上述の各実施形態における領域変更
判定手段（劣化判定手段）２２Ｃは、上述の各実施形態
の構成のものに限られるものではなく、希薄燃焼運転領
域が狭くなるように制御する希薄燃焼運転領域縮小化制
御を行なう必要があるか否かのみを判定するものとして
構成しても良い。また、上述の各実施形態における領域
変更判定手段（劣化判定手段）２２Ｃは、上述の各実施
形態の構成のものに限られるものではなく、例えば、領
域変更判定手段２２Ｃは希薄燃焼運転領域縮小化制御を
行なう必要があるか否かを判定するための領域縮小化判
定値ｂを備えるものとして構成し、ＮＯX 触媒６ＡのＮ
Ｏ X 浄化効率が領域縮小化判定値ｂよりも小さくなった
か否かを判定することによって、希薄燃焼運転領域縮小
化制御を行なう必要があるか否かを判定するようにして
も良い。
判定手段（劣化判定手段）２２Ｃは、上述の各実施形態
の構成のものに限られるものではなく、希薄燃焼運転領
域が狭くなるように制御する希薄燃焼運転領域縮小化制
御を行なう必要があるか否かのみを判定するものとして
構成しても良い。また、上述の各実施形態における領域
変更判定手段（劣化判定手段）２２Ｃは、上述の各実施
形態の構成のものに限られるものではなく、例えば、領
域変更判定手段２２Ｃは希薄燃焼運転領域縮小化制御を
行なう必要があるか否かを判定するための領域縮小化判
定値ｂを備えるものとして構成し、ＮＯX 触媒６ＡのＮ
Ｏ X 浄化効率が領域縮小化判定値ｂよりも小さくなった
か否かを判定することによって、希薄燃焼運転領域縮小
化制御を行なう必要があるか否かを判定するようにして
も良い。
【００８５】また、領域変更判定手段（劣化判定手段）
２２Ｃは、図１２に示すように、希薄燃焼運転領域縮小
化制御を行なう必要がある否かを判定するために複数の
希薄燃焼運転領域縮小化制御判定値（領域縮小化判定
値）ｂ1,ｂ2,ｂ3 を備えるものとして構成し、ＮＯX 触
媒６ＡのＮＯX 浄化効率が各領域縮小化判定値ｂ1,ｂ2,
ｂ3 よりも小さくなったか否かを段階的に判定できるよ
うにしても良い。これにより、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX
浄化効率の低下度合に応じて、希薄燃焼運転領域が段階
的に狭くなるように制御することができることになる。
２２Ｃは、図１２に示すように、希薄燃焼運転領域縮小
化制御を行なう必要がある否かを判定するために複数の
希薄燃焼運転領域縮小化制御判定値（領域縮小化判定
値）ｂ1,ｂ2,ｂ3 を備えるものとして構成し、ＮＯX 触
媒６ＡのＮＯX 浄化効率が各領域縮小化判定値ｂ1,ｂ2,
ｂ3 よりも小さくなったか否かを段階的に判定できるよ
うにしても良い。これにより、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX
浄化効率の低下度合に応じて、希薄燃焼運転領域が段階
的に狭くなるように制御することができることになる。
【００８６】この場合、運転モード選択手段２４は、図
１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、段階的に希薄燃焼領
域が狭くなるようなマップを備えるものとして構成すれ
ば良い。このようにして領域変更判定手段２２Ｃを構成
することによって、給油された燃料のイオウ成分の含有
量が変化したりして、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ＮＯX 触媒６Ａが劣化
し、そのＮＯX 浄化効率が低下してしまった場合でも、
大気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を超えてしま
うのを確実に防止できるため、排ガス特性の悪化を抑制
することができ、またＮＯX 触媒６Ａの耐久性を向上さ
せることができることになる。
１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、段階的に希薄燃焼領
域が狭くなるようなマップを備えるものとして構成すれ
ば良い。このようにして領域変更判定手段２２Ｃを構成
することによって、給油された燃料のイオウ成分の含有
量が変化したりして、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ＮＯX 触媒６Ａが劣化
し、そのＮＯX 浄化効率が低下してしまった場合でも、
大気中に排出されるＮＯX の濃度が許容値を超えてしま
うのを確実に防止できるため、排ガス特性の悪化を抑制
することができ、またＮＯX 触媒６Ａの耐久性を向上さ
せることができることになる。
【００８７】また、上述の各実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関では、復活制御において、ＮＯX 触媒６Ａ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２
７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ＮＯX 触媒６Ａ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。
内燃機関では、復活制御において、ＮＯX 触媒６Ａ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２
７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ＮＯX 触媒６Ａ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。
【００８８】また、上述の各実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関では、再生制御において、ＮＯX 触媒６Ａ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、排ガス温度
を上昇させる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（例えば、電気加熱触媒）を利用
したりする等の方法でも良い。
内燃機関では、再生制御において、ＮＯX 触媒６Ａ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、排ガス温度
を上昇させる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（例えば、電気加熱触媒）を利用
したりする等の方法でも良い。
【００８９】また、上述の各実施形態にかかる希薄燃焼
内燃機関では、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率を演算
すべく、ＮＯX センサをＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯ
X 触媒６Ａの下流側にＮＯXセンサを１つ設け、このＮ
ＯX 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ＮＯX 量を検出し、排気浄化装置６に供給される
排ガス中のＮＯX 量は、運転条件に応じて予め設定され
たＮＯX 量（ＥＣＵにメモリされた値）とし、ＮＯX セ
ンサの検出値とメモリ値との比較によりＮＯX 触媒６Ａ
の劣化を推定しても良い。
内燃機関では、ＮＯX 触媒６ＡのＮＯX 浄化効率を演算
すべく、ＮＯX センサをＮＯX 触媒６Ａ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、ＮＯ
X 触媒６Ａの下流側にＮＯXセンサを１つ設け、このＮ
ＯX 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ＮＯX 量を検出し、排気浄化装置６に供給される
排ガス中のＮＯX 量は、運転条件に応じて予め設定され
たＮＯX 量（ＥＣＵにメモリされた値）とし、ＮＯX セ
ンサの検出値とメモリ値との比較によりＮＯX 触媒６Ａ
の劣化を推定しても良い。
【００９０】また、上述の各実施形態では、三元機能を
持たないＮＯX 触媒６Ａの下流に三元触媒６Ｂを備えた
構成としているが、ＮＯX 触媒６Ａが三元機能を有する
場合には、特に三元触媒６Ｂを別に設けなくても良い。
また、上述の各実施形態では記載していないが、ＮＯX
触媒６Ａの劣化を警告灯でドライバに知らせ、ＮＯX 触
媒６Ａが交換された場合は、再生前に元の運転マップに
戻るよう制御されるのが好ましい。
持たないＮＯX 触媒６Ａの下流に三元触媒６Ｂを備えた
構成としているが、ＮＯX 触媒６Ａが三元機能を有する
場合には、特に三元触媒６Ｂを別に設けなくても良い。
また、上述の各実施形態では記載していないが、ＮＯX
触媒６Ａの劣化を警告灯でドライバに知らせ、ＮＯX 触
媒６Ａが交換された場合は、再生前に元の運転マップに
戻るよう制御されるのが好ましい。
【００９１】また、上述の各実施形態では、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。
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。
【００９２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の希薄燃焼
内燃機関によれば、ＮＯX 触媒がＳ被毒を生じても排ガ
ス中のＮＯX 成分が増大しないようにすることができ、
燃料や潤滑油中に含まれているイオウ成分の濃度が高い
か低いかを考慮することなくＮＯX 触媒を採用すること
ができるという利点がある。
内燃機関によれば、ＮＯX 触媒がＳ被毒を生じても排ガ
ス中のＮＯX 成分が増大しないようにすることができ、
燃料や潤滑油中に含まれているイオウ成分の濃度が高い
か低いかを考慮することなくＮＯX 触媒を採用すること
ができるという利点がある。
【図１】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の制御系の要部構成を模式的に示すブロック図であ
る。
関の制御系の要部構成を模式的に示すブロック図であ
る。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関の全体構成を模式図である。
関の全体構成を模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関におけるリーンＮＯX 触媒のＮＯX 浄化の原理を説明
するための模式図であり、（ａ）はリーンＮＯX 触媒の
構成を示す図、（ｂ）はリーンＮＯX 触媒のＮＯX 吸着
機能を示す図、（ｃ）はリーンＮＯX 触媒のＮＯX 脱離
機能を示す図である。
関におけるリーンＮＯX 触媒のＮＯX 浄化の原理を説明
するための模式図であり、（ａ）はリーンＮＯX 触媒の
構成を示す図、（ｂ）はリーンＮＯX 触媒のＮＯX 吸着
機能を示す図、（ｃ）はリーンＮＯX 触媒のＮＯX 脱離
機能を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関におけるリーンＮＯX 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。
関におけるリーンＮＯX 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】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関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ＮＯX 触媒によるＮＯX 浄化効率を示し
ている。
関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ＮＯX 触媒によるＮＯX 浄化効率を示し
ている。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関における再生制御を説明するための図である。
関における再生制御を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関におけるリーンＮＯX 触媒の再生制御後のＮＯX 浄化
効率を示す図である。
関におけるリーンＮＯX 触媒の再生制御後のＮＯX 浄化
効率を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関における運転モード選択手段において選択されるマッ
プであり、（ａ）は通常運転時又は希薄燃焼運転領域拡
大時に選択されるものであり、（ｂ）は劣化判定手段に
より希薄燃焼運転領域縮小化制御が必要であると判定さ
れた後に選択されるものである。
関における運転モード選択手段において選択されるマッ
プであり、（ａ）は通常運転時又は希薄燃焼運転領域拡
大時に選択されるものであり、（ｂ）は劣化判定手段に
より希薄燃焼運転領域縮小化制御が必要であると判定さ
れた後に選択されるものである。
【図９】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃機
関における希薄燃焼運転領域縮小化制御の効果を説明す
るための図である。
関における希薄燃焼運転領域縮小化制御の効果を説明す
るための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる希薄燃焼内燃
機関における復活制御，再生制御，希薄燃焼運転領域変
更制御を示すフローチャートである。
機関における復活制御，再生制御，希薄燃焼運転領域変
更制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態にかかる希薄燃焼内燃
機関の希薄燃焼運転領域変更判定手段による判定方法を
示す図である。
機関の希薄燃焼運転領域変更判定手段による判定方法を
示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態にかかる希薄燃焼内燃
機関の希薄燃焼運転領域変更判定手段による判定方法を
示す図である。
機関の希薄燃焼運転領域変更判定手段による判定方法を
示す図である。
【図１３】本発明の他の実施形態にかかる希薄燃焼内燃
機関の運転モード選択手段において選択されるマップで
あり、（ａ）は通常運転時に選択されるものであり、
（ｂ）は劣化判定手段により希薄燃焼運転領域縮小化制
御判定値ｂ1 よりも小さくなった場合に選択されるもの
であり、（ｃ）は劣化判定手段により希薄燃焼運転領域
縮小化制御判定値ｂ2 よりも小さくなった場合に選択さ
れるものであり、（ｄ）は劣化判定手段により希薄燃焼
運転領域縮小化制御判定値ｂ3 よりも小さくなった場合
に選択されるものである。
機関の運転モード選択手段において選択されるマップで
あり、（ａ）は通常運転時に選択されるものであり、
（ｂ）は劣化判定手段により希薄燃焼運転領域縮小化制
御判定値ｂ1 よりも小さくなった場合に選択されるもの
であり、（ｃ）は劣化判定手段により希薄燃焼運転領域
縮小化制御判定値ｂ2 よりも小さくなった場合に選択さ
れるものであり、（ｄ）は劣化判定手段により希薄燃焼
運転領域縮小化制御判定値ｂ3 よりも小さくなった場合
に選択されるものである。
３ 排気通路
６ 排気浄化装置
６Ａ リーンＮＯX 触媒
６Ｂ 三元触媒
２０ 制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１ ＮＯX 浄化効率演算手段
２２ ＮＯX 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（再生手段）
２２Ｃ 領域変更判定手段（劣化判定手段）
２３ 運転モード設定手段
２４ 運転モード選択手段
２６ 通常燃料噴射制御手段
２７ 追加燃料噴射制御手段（再生手段）
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 41/04 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/04 ＺＡＢ
41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｄ
ＺＡＢ ＺＡＢ
(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
(72)発明者 一本 和宏
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９−88560（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−119447（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−186785（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−139397（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−158914（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−107840（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01N 3/08 - 3/24
F02D 41/04
F02D 41/14
Claims (9)
- 【請求項１】 希薄燃焼可能な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ＮＯx を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯx を脱離するＮ
Ｏx 触媒と、該ＮＯ x 触媒からＮＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
復活させる復活制御と、 該ＮＯx触媒からＳＯxを脱離さ
せてＮＯx 浄化効率を再生させる再生制御と、再生制御
後の該ＮＯx 触媒のＳＯ x 被毒からの回復状態に基づい
て該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼
運転領域変更制御とを行なう制御手段とを備えたことを
特徴とする、希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項２】 該制御手段が、再生制御後の該ＮＯx 触
媒のＮＯx 浄化効率に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運
転領域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御を行なう
ことを特徴とする、請求項１記載の希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項３】 希薄燃焼可能な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ＮＯ x を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ x を脱離するＮ
Ｏ x 触媒と、 該ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
再生させる再生制御と、再生制御後の該ＮＯ x 触媒の回
復状態に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化
させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段と
を備え、 該制御手段が、今回の再生制御後の該ＮＯx 浄化効率が
前回の再生制御後の該ＮＯx 浄化効率よりも小さいと判
定された場合に、該内燃機関の希薄燃焼運転領域を狭く
する希薄燃焼運転領域変更制御を行なうことを特徴とす
る、希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項４】 該制御手段が、今回の再生制御後の該Ｎ
Ｏx 浄化効率が前回の再生制御後の該ＮＯx 浄化効率よ
りも大きいと判定された場合に、該内燃機関の希薄燃焼
運転領域を広くする希薄燃焼運転領域変更制御を行なう
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載
の希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項５】 希薄燃焼可能な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ＮＯ x を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ x を脱離するＮ
Ｏ x 触媒と、 該ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
再生させる再生制御と、再生制御後の該ＮＯ x 触媒の回
復状態に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化
させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段と
を備え、 該制御手段が、今回の再生制御後の該ＮＯ x 浄化効率が
前回の再生制御後の該ＮＯ x 浄化効率よりも大きいと判
定された場合に、該内燃機関の希薄燃焼運転領域を広く
する希薄燃焼運転領域変更制御を行なうことを特徴とす
る、希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項６】 希薄燃焼可能な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ＮＯ x を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ x を脱離するＮ
Ｏ x 触媒と、 該ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
再生させる再生制御と、再生制御後の該ＮＯ x 触媒の回
復状態に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化
させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段と
を備え、 該制御手段が、前回の再生制御から今回の再生制御まで
の時間と前々回の再生制御から前回の再生制御までの時
間との比較結果に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領
域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御を行なうこと
を特徴とする、希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項７】 希薄燃焼可能な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ＮＯ x を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ x を脱離するＮ
Ｏ x 触媒と、 該ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
再生させる再生制御と、再生制御後の該ＮＯ x 触媒の回
復状態に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化
させる希薄燃焼運転領域変更制御とを行なう制御手段と
を備え、 該制御手段が、前回の再生制御から今回の再生制御まで
の距離と前々回の再生制御から 前回の再生制御までの距
離との比較結果に基づいて該内燃機関の希薄燃焼運転領
域を変化させる希薄燃焼運転領域変更制御を行なうこと
を特徴とする、希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項８】 該制御手段が、追加燃料が自己着火燃焼
しうる時期に追加燃料を噴射して再生制御を行なう追加
燃焼噴射制御手段を備えることを特徴とする、請求項１
〜７のいずれか１項に記載の希薄燃焼内燃機関。 - 【請求項９】 希薄燃焼可能な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ＮＯ x を吸着し排
ガス中の酸素濃度が低下したときにＮＯ x を脱離するＮ
Ｏ x 触媒と、 該ＮＯ x 触媒からＮＯ x を脱離させてＮＯ x 浄化効率を
復活させる復活制御と、該ＮＯ x 触媒からＳＯ x を脱離さ
せてＮＯ x 浄化効率を再生させる再生制御と、再生制御
後の該ＮＯ x 触媒のＳＯ x 被毒からの回復状態に基づい
て該内燃機関の希薄燃焼運転領域を変化させる希薄燃焼
運転領域変更制御とを行なう制御手段とを備え、 該制御手段が、少なくとも該ＮＯ x 触媒の下流に設けら
れたＮＯ x センサの検出情報に基づいて該ＮＯ x 触媒の
ＳＯ x 被毒からの回復状態を判定することを特徴とす
る、希薄燃焼内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30737397A JP3525708B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 希薄燃焼内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30737397A JP3525708B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 希薄燃焼内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141330A JPH11141330A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3525708B2 true JP3525708B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17968289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30737397A Expired - Fee Related JP3525708B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 希薄燃焼内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3525708B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071024A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10001432A1 (de) * | 2000-01-15 | 2001-08-16 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung eines in einem Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten NO¶x¶-Speicherkatalysators |
| JP2002364415A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Mazda Motor Corp | エンジンの排気浄化装置 |
| FR2862702B1 (fr) * | 2003-11-25 | 2006-02-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme de desulfatation d'un piege a nox |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30737397A patent/JP3525708B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071024A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4569769B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2010-10-27 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11141330A (ja) | 1999-05-25 |
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