JP3684934B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に三元機能及びＮＯｘ吸蔵機能を有する触媒が配設された内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関をリーン空燃比で運転して燃費の向上を図るようにした希薄燃焼内燃機関が実用化されている。この希薄燃焼内燃機関では、リーン空燃比で運転すると、三元触媒が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、例えば、リーン空燃比で運転中に排ガス中のＮＯｘを吸蔵し、理論空燃比（ストイキ）またはリッチ空燃比で運転中に吸蔵されたＮＯｘを放出還元する吸蔵型ＮＯｘ触媒を備えた排気浄化触媒装置が採用されてきている。
【０００３】
この吸蔵型ＮＯｘ触媒は、内燃機関の酸素の過剰状態で排ガス中のＮＯｘを硝酸塩（Ｘ−ＮＯ3 ）として付着させて吸蔵し、吸蔵したＮＯｘを主として一酸化炭素（ＣＯ）の過剰状態で放出して窒素（Ｎ2 ）に還元させる特性（同時に炭酸塩Ｘ−ＣＯ3 が生成される）を有した触媒である。
【０００４】
また、内燃機関は、冷態始動時に発生する多量の未燃ＨＣの排出を抑制するために、従来から前述した三元触媒を排気通路の上流に設けている。ところが、この三元触媒は、一般に、貴金属（例えば、白金やロジウムなど）が担持されており、排気ガスが高温のリーン雰囲気になったときに酸化して触媒性能が低下（熱劣化）する。そのため、排気通路に三元機能を有する触媒が配設された排気浄化装置では、酸化雰囲気下でこの触媒が所定の高温状態に晒される場合、排気空燃比をストイキにする熱劣化対策のための空燃比制御が、例えば、特開平５−５９９３５号公報によって提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、希薄燃焼内燃機関にあっては、例えば、排気通路にこの三元機能を有する触媒の他に、前述した吸蔵型ＮＯｘ触媒を設けている。この場合、三元触媒と吸蔵型ＮＯｘ触媒とではその耐熱温度が異なり、三元触媒が酸化雰囲気下で高温状態になったときに排気空燃比をストイキにする空燃比制御を行うと、吸蔵型ＮＯｘ触媒は耐熱温度がこれよりも低いため、熱劣化が進行してＮＯｘ吸蔵能力が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、熱劣化を防止して耐熱寿命を延長することで排気ガス特性の悪化やコストアップを抑制可能とした内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に排気空燃比がほぼ理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質を浄化する三元機能及び排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵機能を有する触媒装置を設け、触媒温度検知手段が検出または推定した触媒装置の触媒温度が耐熱温度を越えた場合に触媒装置に流入する排気ガス成分をストイキフィードバック制御実行時に触媒装置に流入する排気ガス成分より悪化させるようにしている。
【０００８】
触媒装置のＮＯｘ吸蔵機能が低下する要因は吸蔵材の不安定化であるため、触媒装置の温度が耐熱温度を越えた場合、触媒装置に流入する排気ガス成分を、ストイキフィードバック制御実行時に触媒装置に流入する排気ガス成分より悪化させており、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 ，ＮＯｘ，Ｏ2 ，ＴＨＣ等が供給されることで、炭酸塩または硝酸塩または酸化塩の状態で安定化し、熱劣化が防止される。
【０００９】
なお、制御手段が触媒装置に流入する排気ガス成分を悪化させる手法としては、基準空燃比がストイキに対してスライトリッチあるいはスライトリーンとなるフィードバック制御を実行したり、リーン空燃比制御を実行することが好ましい。また、触媒装置は、三元機能及びＮＯｘ吸蔵機能を有する一つの触媒、あるいは、三元機能を有する第１の触媒とＮＯｘ吸蔵機能を有する第２の触媒としてもよい。
【００１０】
また、本発明の内燃機関の排気浄化装置では、触媒装置を、排気空燃比がほぼ理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質を浄化する三元機能を有する第１触媒と、この第１触媒の下流側に設けられて排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵機能を有する第２触媒とで構成し、制御手段は触媒温度が第２触媒の耐熱温度より高い第１触媒の耐熱温度を越えた場合に第１触媒に流入する排気ガスの排気空燃比をリッチとするようにしている。
【００１１】
従って、触媒温度が第２触媒の耐熱温度より高い第１触媒の耐熱温度を越えた場合に、この第１触媒に流入する排気ガスの排気空燃比をリッチとしており、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 等が供給されることで安定化し、熱劣化が防止される。
【００１２】
また、請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に排気空燃比がほぼ理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質を浄化する三元機能を有する第１触媒装置と、第１触媒装置の下流側に位置して排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵機能を有する第２触媒装置とを設け、空燃比制御手段は、第１触媒装置の温度が所定温度以上になった場合に内燃機関の空燃比をストイキに制御するが、禁止手段は、空燃比制御手段の作動時に第２触媒装置の温度が所定温度より高い耐熱温度を越える場合には空燃比制御手段によるストイキへの制御を禁止するようにしている。
【００１３】
従って、第１触媒装置の温度が所定温度以上になったときに内燃機関の空燃比をストイキに制御することで、排気ガス温度が低下して第１触媒装置の熱劣化が防止され、この空燃比制御時、第２触媒装置の温度が所定温度より高い耐熱温度を越えるときにストイキへの制御を禁止することで、排気空燃比はリーンあるいはリッチ側へ制御され、第２触媒装置の吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 ，ＮＯｘ，Ｏ2 ，ＴＨＣ等が供給されることで安定化し、熱劣化が防止される。
【００１４】
なお、この場合、排気通路に第１触媒をバイパスするバイパス通路及びバイパス弁を設け、触媒温度が第２触媒の耐熱温度を越えたとき、内燃機関から排出される排気ガスをバイパス通路を通して第２触媒に直接流入させるようにしてもよく、この場合、排気空燃比をストイキとして第１触媒の熱劣化が防止されると共に、ストイキとした排気ガス中のＨＣ，Ｏ2 ，ＮＯｘを第２触媒に供給して第２触媒の安定化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成、図２に本実施形態の内燃機関の排気浄化装置による熱劣化抑制制御のフローチャートを示す。
【００１７】
本実施形態の内燃機関（以下、エンジンと称する。）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である。そして、この筒内噴射型のエンジン１１は、容易にして理論空燃比（ストイキ）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）が実現可能となっており、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なっている。
【００１８】
本実施形態において、図１に示すように、エンジン１１のシリンダヘッド１２には、各気筒毎に点火プラグ１３と共に電磁式の燃料噴射弁１４が取付けられており、この燃料噴射弁１４によって燃焼室１５内に燃料を直接噴射可能となっている。この燃料噴射弁１４には、図示しない燃料パイプを介して燃料タンク擁した燃料供給装置（燃料ポンプ）が接続されており、燃料タンク内の燃料が高燃圧で供給され、この燃料を燃料噴射弁１４から燃焼室１５内に向けて所望の燃圧で噴射する。この際、燃料噴射量は燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴射弁１４の開弁時間（燃料噴射時間）とから決定される。
【００１９】
シリンダヘッド１２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１６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１６の他端にはドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）方式の電動スロットル弁１７が接続されており、このスロットル弁１７にはスロットル開度θthを検出するスロットルセンサ１８が設けられている。また、シリンダヘッド１２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１９の一端がそれぞれ接続されている。
【００２０】
そして、エンジン１１には、クランク角を検出するクランク角センサ２０が設けられており、このクランク角センサ２０はエンジン回転速度Ｎｅを検出可能となっている。なお、上述した筒内噴射型エンジン１１は既に公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは説明を省略する。
【００２１】
エンジン１１の排気マニホールド１９には排気管（排気通路）２１が接続されており、この排気管２１にはエンジン１１に近接した小型の三元触媒（第１触媒）２２及び排気浄化触媒装置（第２触媒）２３を介して図示しないマフラーが接続されている。この三元触媒２２は、エンジン１１の冷態始動時に排気ガスによって加熱して早期に活性化させると共に、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化するものであり、貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）等を有した触媒となっている。そして、排気管２１における三元触媒２２と排気浄化触媒装置２３との間のには、排気浄化触媒装置２３の直上流、即ち、後述する吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の直上流に位置して排気温度を検出する高温センサ（触媒温度検出手段）２４が設けられている。
【００２２】
また、排気浄化触媒装置２３は、排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中にＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ低減機能と、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化する還元機能とをもたせるために、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５と三元触媒２６との２つの触媒を有して構成されており、三元触媒２６の方が吸蔵型ＮＯｘ触媒２５よりも下流側に配設されている。この三元触媒２６は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５から吸蔵されたＮＯｘが放出された際に吸蔵型ＮＯｘ触媒２５自身で還元しきれなかったＮＯｘを還元する役目も行っている。なお、排気浄化触媒装置２３は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５がＮＯｘを還元し、ＨＣとＣＯを酸化する三元触媒の機能（ここでは、三元機能と称する。）を十分有している場合には、この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５だけであってもよい。この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５は、酸化雰囲気においてＮＯｘを一旦吸蔵させ（ＮＯｘ低減機能）、主としてＣＯの存在する還元雰囲気中においてＮＯｘを放出してＮ2 （窒素）等に還元させる還元機能を持つものである。詳しくは、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５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。
【００２３】
なお、排気浄化触媒装置２３の下流側にはＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ２７が設けられている。
【００２４】
更に、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を有するＥＣＵ（電子コントロールユニット）２８が設けられており、このＥＣＵ２８によりエンジン１１を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合的な制御が行われる。即ち、ＥＣＵ２８の入力側には、上述した高温センサ２４やＮＯｘセンサ２７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。一方、ＥＣＵ２８の出力側には、点火コイルを介して上述した点火プラグ１３や燃料噴射弁１４等が接続されており、これら点火コイル、燃料噴射弁１４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１４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１３によって適正なタイミングで点火が実施される。
【００２５】
実際に、ＥＣＵ２８では、スロットルセンサ１８からのスロットル開度情報θthとクランク角センサ２０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、更に、この目標平均有効圧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て燃料が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、ある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、燃料が吸気行程で噴射される。
【００２６】
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、適正量の燃料噴射量がこの目標Ａ／Ｆに基づいて決定される。また、高温センサ２４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２４と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５とが多少なりとも離れて配置されていることに起因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とに応じて温度差マップが予め実験等により設定されており、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。
【００２７】
以下、このように構成された本実施形態の内燃機関の排気浄化装置の作用について説明する。
【００２８】
三元触媒２２では、エンジン１１の冷態始動時に排気ガスによって加熱されて早期に活性化すると共に、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化する。
【００２９】
また、排気浄化触媒装置２３において、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５では、リーンモードにおける超リーン燃焼運転時のような酸素濃度過剰雰囲気で、排気中のＮＯｘが硝酸塩として吸蔵されて排気の浄化が行われる。一方、酸素濃度が低下した雰囲気では、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に吸蔵した硝酸塩と排気中のＣＯとが反応して炭酸塩が生成されると共にＮＯｘが放出される。従って、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５へのＮＯｘの吸蔵が進むと、空燃比のリッチ化あるいは追加の燃料噴射を行うなどして酸素濃度を低下させＣＯを供給し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５からＮＯｘを放出させて機能を維持する。
【００３０】
更に、排気浄化触媒装置２３の三元触媒２６では、三元触媒２２と同様に、排気空燃比が理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化する。また、この三元触媒２６は、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５から吸蔵されたＮＯｘが放出された際に、この吸蔵型ＮＯｘ触媒２５自身だけでは還元しきれなかったＮＯｘを還元する。
【００３１】
本実施形態の内燃機関の排気浄化装置では、排気ガスの温度、つまり、高温センサ２４の出力に基づいて推定された三元触媒２２の温度が予め設定された所定温度以上となった場合に、エンジン１１の空燃比をストイキに制御するストイキフィードバック制御を実行（空燃比制御手段）することで、排気ガス温度を低下してこの三元触媒２２の熱劣化を防止するようにしている。また、このストイキフィードバック制御実行時に高温センサ２４の出力に基づいて推定された吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温度が所定温度より高い触媒耐熱温度を越える場合には、ストイキフィードバック制御を禁止（禁止手段）し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５（排気浄化触媒装置２３）に流入する排気ガス成分より悪化（制御手段）させるようにしている。
【００３２】
つまり、三元触媒２２と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５とはその浄化機構が異なるため、両者の熱劣化が開始する耐熱温度は異なり、三元触媒２２の耐熱温度は吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の耐熱温度より高くなっている。そして、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５において、ＮＯｘ吸蔵機能が低下する要因は、ある運転領域でストイキフィードバック制御が実行されることにより三元触媒２２の浄化効率が向上し、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガス成分が良好となり、吸蔵材が炭酸塩または硝酸塩または酸化塩を形成できずに不安定となるため、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の温度が耐熱温度を越えた場合、ここに流入する排気ガス成分を、ストイキフィードバック制御実行時に流入する排気ガス成分より悪化させ、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 ，ＮＯｘ，Ｏ2 ，ＴＨＣ等を供給することで、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を安定させて熱劣化を防止するようにしている。この場合、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガス成分を悪化させる手法としては、基準空燃比がストイキに対してスライトリッチあるいはスライトリーンとなるフィードバック制御を実行したり、リーン空燃比制御を実行すればよい。
【００３３】
ここで、この排気浄化装置における熱劣化抑制制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
図２に示すように、ステップＳ１において、高温センサ２４の出力に基づいて推定された三元触媒２２の触媒温度Ｔcat1と予め設定された所定温度Ｔ1 とを比較する。この所定温度Ｔ1 とは、このままエンジン１１の運転を継続していくと三元触媒２２を熱劣化させてしまう可能性がある温度である。そのため、ステップＳ１にて三元触媒２２の触媒温度Ｔcat1が所定温度Ｔ1 以上になった場合には、ステップＳ２に移行し、ここでエンジン１１の空燃比をストイキに制御するストイキフィードバック制御を実行する。従って、三元触媒２２に流入する排気ガス雰囲気が酸化雰囲気とならず、熱劣化を防止することができる。
【００３５】
また、ストイキフィードバック制御を実行しても、三元触媒２２と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５とはその浄化機構が異なるため、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の熱劣化が進行してしまう。そのため、ステップＳ３では、このストイキフィードバック制御実行時に、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat2と触媒耐熱温度Ｔ2 とを比較する。この触媒耐熱温度Ｔ2 とは、この温度を越えると吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の吸蔵材が不安定となって吸蔵能力が低下（熱劣化）してしまう可能性がある温度である。そのため、ステップＳ３にて吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat2が触媒耐熱温度Ｔ2 を越える場合には、ステップＳ４に移行し、ここでストイキフィードバック制御を禁止して基準空燃比をスライトリッチとする。従って、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の吸蔵材に対してＣＯ、Ｈ2 、ＴＨＣが供給され、ここに炭酸塩が生成されて安定化し、熱劣化を防止することができる。一方、ステップＳ３で吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の触媒温度Ｔcat2が触媒耐熱温度Ｔ2 以下であれば、何もせずにこのルーチンを抜ける。
【００３６】
なお、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の不安定化による熱劣化を防止するために、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に流入する排気ガス成分を悪化させる手法として、前述の実施形態では、ストイキフィードバック制御を禁止して基準空燃比をスライトリッチとしたが、基準空燃比をスライトリーンとしてもよく、この場合、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の吸蔵材に対してＮＯｘやＯ2 が供給され、ここに硝酸塩が生成されて安定化する。
【００３７】
また、排気管２１の直下流に設けた三元触媒２２は、エンジン１１の冷態始動時に排気ガスによって加熱して早期に活性化させることを主目的に設けられたものであり、且つ、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５の直下流に三元触媒２６が設けられていることを考慮すれば、排気管２１に三元触媒２２をバイパスするバイパス通路及びバイパス弁を設け、触媒温度Ｔcat が上昇したときには、排気ガスをバイパス通路を通して吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に直接流入させるようにしてもよい。この場合、三元触媒２２の熱劣化を防止できると共に、ストイキとした排気ガス中のＨＣ，Ｏ2 ，ＮＯｘを吸蔵型ＮＯｘ触媒２５に供給して安定化が図れる。
【００３８】
そして、本実施形態では、本発明の排気浄化装置としての三元機能２２及び吸蔵型ＮＯｘ触媒２５を内燃機関の設計時に設けることを前提として説明したが、従来の技術で説明したように、三元機能２２及びストイキフィードバック制御による熱劣化対策が施された内燃機関に対して、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５及び排気ガス成分より悪化させる基準空燃比のスライトリッチ化あるいはスライトリーン化のフィードバック制御やリーン空燃比制御を追加してもよいものである。
【００３９】
また、本実施形態では、排気管２１に三元触媒２２と吸蔵型ＮＯｘ触媒２５（排気浄化触媒装置２３）を別々に設けたが、一体型、つまり、三元機能付き吸蔵型ＮＯｘ触媒として配設してもよい。この場合、上流に三元触媒を設けた場合と同様に、ストイキフィードバック実行時に触媒上の三元機能が吸蔵材の不安定化をもたらすという問題が生じるため、上記実施形態のように、推定される触媒温度に応じて空燃比を制御することで熱劣化を防止することができる。また、１つの触媒装置の中に三元触媒２２、吸蔵型ＮＯｘ触媒２５、三元触媒２６を設けてもよい。
【００４０】
そして、上述した本実施形態では、エンジン１１を筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエンジンとしたが、エンジン１１は吸蔵型ＮＯｘ触媒を有するものであれば、吸気管噴射型のリーンバーンエンジンであってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒温度が耐熱温度を越えた場合に触媒装置に流入する排気ガス成分をストイキフィードバック制御実行時に触媒装置に流入する排気ガス成分より悪化させるようにしたので、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 ，ＮＯｘ，Ｏ2 ，ＴＨＣ等が供給されることで、ＮＯｘ吸蔵機能が安定化して熱劣化を防止することができ、その結果、耐熱寿命を延長することで排気ガス特性の悪化やコストアップを抑制することができる。
【００４２】
また、本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、触媒装置を、三元機能を有する第１触媒とＮＯｘ吸蔵機能を有する第２触媒とで構成し、触媒温度が第２触媒の耐熱温度より高い第１触媒の耐熱温度を越えた場合に第１触媒に流入する排気ガスの排気空燃比をリッチとするようにしたので、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 等が供給されることで、ＮＯｘ吸蔵機能が安定化して熱劣化を防止することができる。
【００４３】
また、請求項１の発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、第１触媒装置の温度が所定温度以上になった場合に空燃比をストイキに制御するが、第２触媒装置の温度が所定温度より高い耐熱温度を越える場合にはストイキへの制御を禁止するようにしたので、吸蔵材にＣＯ，Ｈ2 ，ＮＯｘ，Ｏ2 ，ＴＨＣ等が供給されることで、ＮＯｘ吸蔵機能が安定化して熱劣化を防止することができ、その結果、耐熱寿命を延長することで排気ガス特性の悪化やコストアップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の内燃機関の排気浄化装置による熱劣化抑制制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１１ エンジン（内燃機関）
１３ 点火プラグ
１４ 燃料噴射弁
１５ 燃焼室
１７ スロットル弁
２１ 排気管（排気通路）
２２ 三元触媒（第１触媒）
２３ 排気浄化触媒装置
２４ 高温センサ（触媒温度検知手段）
２５ 吸蔵型ＮＯｘ触媒（第２触媒）
２６ 三元触媒
２７ ＮＯｘセンサ
２８ 電子コントロールユニット，ＥＣＵ（制御手段、空燃比制御手段、禁止手段）

Claims (1)

  1. リーン運転可能な内燃機関の排気通路に設けられて排気空燃比がほぼ理論空燃比近傍のときに排気ガス中の有害物質を浄化する三元機能を有する第１触媒装置と、該第１触媒装置の下流側の前記排気通路に設けられて排気空燃比がリーン空燃比のときに排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵機能を有する第２触媒装置と、前記第１触媒装置の温度がそのまま運転を継続すると前記第１触媒装置の劣化を招く所定温度以上になった場合に前記内燃機関の空燃比をストイキに制御する空燃比制御手段と、前記第２触媒装置の温度が耐熱温度を越える場合には前記空燃比制御手段によるストイキへの制御を禁止する禁止手段とを具えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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