JPH07185344A

JPH07185344A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JPH07185344A
Application number: JP5337960A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Aoyama; 尚志青山; Tadaki Ota; 忠樹太田; Akira Tayama; 彰田山; Akio Isobe; 明雄磯部
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JP2996084B2

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒が一時劣化を起こしたら、回復処理を施
し、触媒性能を回復させる。【構成】触媒金属として主にパラジウムを担持させた
機関排気系に設置される排気浄化用の触媒（１）と、触
媒（１）の劣化度合を検出する劣化度合検出手段５１
と、触媒（１）に流入する排気温度を検出する排気温度
検出手段（１３）と、検出された触媒劣化度合に応じて
触媒（１）の劣化回復処理を行う時期を判定する手段５
２と、判定結果が劣化回復処理時期にありかつ検出され
た排気温度が所定値以上であるときに排気の空燃比を理
論空燃比よりもリーン側の劣化回復処理空燃比に制御し
て触媒（１）の劣化回復処理を行う手段５３とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガスを清浄
化するため、空燃比を理論空燃比となるようにフィード
バック制御すると共に、排気通路にＨＣ，ＣＯの酸化
と、ＮＯの還元を同時に行う三元触媒を設置したシステ
ムが、広く実用化されている。

【０００３】この三元触媒に用いられる触媒金属とし
て、機関始動後、短時間のうちから良好に機能する、低
温活性にすぐれているパラジウムを主成分としたものが
開発されている（特開昭５８−１８９０３７号公報参
照）。

【０００４】パラジウム（Ｐｄ）は常温で酸化物が安定
で、酸化パラジウム（ＰｄＯ）として触媒作用を発揮す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パラジウム
系触媒は、理論空燃比よりもリッチ側の空燃比で、高温
の排気雰囲気に晒されると、金属パラジウムに還元され
てしまい、触媒性能が一時的に低下する、いわゆる一時
劣化を起こす。この一時劣化は、ウォッシュコートの熱
変形による比表面積の減少や、貴金属の分散度の減少等
によって起きる永久劣化が進んだ触媒ほど、顕著に現れ
る。

【０００６】触媒の一時劣化が起きれば、その間、排気
の浄化作用が低下し、排気エミッションが増加する。

【０００７】そこで、本発明は、このように一時劣化を
起こした場合に、触媒の劣化回復処理を施し、触媒性能
を回復させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１４に
示すように、触媒金属として主にパラジウムを担持させ
た機関排気系に設置される排気浄化用の触媒（１）と、
この触媒（１）の劣化度合を検出する劣化度合検出手段
５１と、触媒（１）に流入する排気温度を検出する排気
温度検出手段（１３）と、検出された触媒劣化度合に応
じて触媒（１）の劣化回復処理を行う時期を判定する劣
化回復処理時期判定手段５２と、この判定結果が劣化回
復処理時期にありかつ検出された排気温度が所定値以上
であるときに排気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側
の劣化回復処理空燃比に制御して触媒（１）の劣化回復
処理を行う劣化回復処理手段５３とを備える。

【０００９】第２の発明は、図１５に示すように、触媒
金属として主にパラジウムを担持させた機関排気系に設
置される排気浄化用の触媒（１）と、この触媒（１）の
劣化度合を検出する劣化度合検出手段５１と、触媒
（１）に流入する排気温度を検出する排気温度検出手段
（１３）と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒
（１）の劣化回復処理を行う時期を判定する劣化回復処
理時期判定手段５２と、検出された触媒劣化度合に応じ
て触媒の劣化回復処理を行う時間を設定する劣化回復処
理時間設定手段５４と、前記判定結果が劣化回復処理時
期にありかつ検出された排気温度が所定値以上であると
きに排気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側の劣化回
復処理空燃比に制御して触媒の劣化回復処理を行う劣化
回復処理手段５３と、この劣化回復処理に移行してから
の積算時間が設定された劣化回復処理時間に達したとき
に劣化回復処理を終了させる劣化回復処理終了手段５５
とを備える。

【００１０】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始動直後
の触媒劣化度合の検出値に基づいて、触媒を所定温度以
上の排気に晒したときに劣化度合が許容範囲を越えて進
行するまでの時間を推定する暴露可能時間推定手段と、
この検出された排気温度が所定値以上である時間を積算
する暴露時間積算手段と、積算された暴露時間と推定さ
れた暴露可能時間とを比較して劣化回復処理時期を判定
する比較判定手段とから構成される。

【００１１】第４の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始動直後
に劣化度合検出手段が検出した劣化度合を初期劣化度合
として記憶する記憶手段と、所定時間毎に検出した劣化
度合と初期劣化度合との差を算出する劣化進行度算出手
段と、この劣化進行度と初期劣化度合に応じて設定され
る基準値とを比較して劣化回復処理時期を判定する比較
判定手段とから構成される。

【００１２】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記劣化回復処理手段は、機関の空燃比を理論空燃
比にフィードバック制御するときのフィードバック制御
係数を補正して空燃比をリーン側にシフトさせる。

【００１３】第６の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記劣化回復処理手段は、排気通路に設置した触媒
の上流に２次空気を導入して触媒流入排気の空燃比をリ
ーン側にシフトさせる。

【００１４】

【作用】第１の発明では、触媒の一時的な劣化が判定さ
れると、排気温度が所定値以上のときに、空燃比が理論
空燃比よりもリーン側に制御され、触媒回復処理が行わ
れる。パラジウム系触媒は、高温のリーン雰囲気に晒さ
れることにより、触媒の一時劣化が取り除かれ、触媒性
能が回復する。

【００１５】したがって、触媒の劣化が判定されたとき
に、このように触媒の回復処理を実施することで、触媒
に長期的に安定した性能をもたらすことが可能となり、
良好な排気浄化機能を維持できる。

【００１６】第２の発明では、触媒の劣化度合に応じて
劣化回復処理に必要な時間が決められ、この設定時間だ
け回復処理を行うことにより、空燃比をリーン化しての
劣化回復処理に伴う運転性や排気性能に及ぼす影響を可
及的に少なくし、効率的に触媒の回復処理を実施でき
る。

【００１７】第３の発明では、機関始動直後に検出した
触媒の永久劣化度合に関連して劣化回復処理時期を判定
している。高温リーン雰囲気で回復する一時劣化は、常
温で放置することによっても回復し、機関を停止させて
おくと触媒は回復する。したがって、機関の始動直後に
検出された初期劣化度合は、触媒の回復不能な劣化、つ
まり永久劣化を表している。一時劣化の進行の速さは、
永久劣化の程度に依存し、永久劣化度合が大きくなるほ
ど進行が速まる。したがって、この永久劣化の程度に応
じて、触媒の劣化が許容範囲に到達するまでの時間を推
定することにより、正確に劣化回復処理時期を判定でき
る。

【００１８】第４の発明では、初期劣化度合と所定時間
毎の劣化度合との比較に応じて劣化回復処理時期を判定
している。初期劣化度合と所定時間毎の劣化度合との
差、つまり劣化進行度は、その運転中に進行した一時劣
化の大きさを表しており、したがって、この劣化進行度
を初期劣化度合に応じた基準値と比較することにより、
一時劣化と永久劣化を合わせた全体の劣化が許容範囲に
達するまでの時期を正確に判定することができる。

【００１９】第５の発明では、空燃比フィードバック制
御の制御係数（例えば比例値、積分値）を補正して空燃
比をリーン化するので、このための新たなハード構成の
追加が不必要となる。

【００２０】第６の発明では、２次空気の導入により空
燃比をリーン化するので、機関は理論空燃比など、通常
の制御範囲の空燃比で運転され、劣化回復処理中でも良
好な運転性を確保できる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示すもので、エンジ
ン７の吸気通路８には燃料噴射弁５が取付けられ、コン
トローラ４からの信号に応じて燃料を噴射する。排気通
路９には排気中のＨＣ，ＣＯの酸化と、ＮＯの還元を同
時に行う三元触媒１が設置される。この三元触媒１は、
アルミナに触媒金属として、パラジウム（Ｐｄ）を主
に、その他セリア等を担持させたパラジウム系触媒で構
成される。

【００２２】三元触媒１の上流と下流には、それぞれ第
１、第２の酸素センサ２と３が設置され、コントローラ
４は、第１の酸素センサ２の出力に基づいて空燃比が理
論空燃比となるように、前記燃料噴量をフィードバック
制御している。また、第１の酸素センサ２と、第２の酸
素センサ３の出力が、それぞれリッチリーンに反転する
回数を比較して、後述するように、触媒の劣化度合を検
出し、この劣化に対応して、所定の運転時期に触媒の劣
化回復処理を実行する。なおこのため、コントローラ４
には、エンジン冷却水温を検出する水温センサ１２、三
元触媒１の入口側の排気温度を検出する温度センサ１３
からの信号が入力する。また、図示しないが、エンジン
吸入空気量、回転数等の運転状態を代表する信号も入力
する。

【００２３】なお、吸気通路８には排気通路９からの一
部の排気を還流する排気還流通路１４が接続され、コン
トローラ４を介して排気還流制御弁１５が運転条件に応
じて排気の還流量を制御し、排気中のＮＯを減少させ
る。

【００２４】図２にも示すように、パラジウム系触媒
は、理論空燃比もしくはそれよりもリッチな高温排気雰
囲気で晒すことにより、触媒性能が一時的に劣化する特
性をもっている。また、これとは別に触媒の物理的な劣
化に伴う永久劣化も一般的な触媒と同様に発生する。図
示したものは、温度が５００℃で、空燃比が理論空燃比
（λ＝１）の高温排気に長時間にわたりパラジウム系触
媒を晒したときの、触媒転化率の変化の状態（一時劣
化）を表している。この場合、時間の経過と共に触媒転
化率は低下していくが、永久劣化の少ない触媒Ａは変化
が少なく、これに対して、触媒Ｂ、Ｃと、永久劣化の進
んだものほど、転化率の低下が顕著に現れる。触媒の一
時劣化については、リーン空燃比の高温排気雰囲気にお
いて、回復することができ、それぞれ永久劣化の最初の
状態まで、触媒性能は回復する。したがって、触媒の一
時劣化の状態を判断したら、排気温度が高温となる運転
条件で、一時的に空燃比をリーンに制御することで、劣
化した触媒を回復させられるのである。

【００２５】このような触媒の劣化回復処理を行うため
に、コントローラ４は図３〜図９に示す制御を行う。

【００２６】まず、図３は触媒の劣化を判断するための
制御ルーチンで、機関の始動後に一回だけ実行される。

【００２７】ステップＳ１で機関冷却水温Ｔｗを読み込
んだら、ステップＳ２で冷却水温Ｔｗが、例えば暖機終
了後の所定値Ｔ１以上かどうか判断し、次いで、ステッ
プＳ３で空燃比のフィードバック制御領域にあるか判断
する。

【００２８】なお、いずれも異なる場合は、最初に戻
る。

【００２９】ステップＳ４と５では、それぞれ触媒上流
の第１の酸素センサ２と、下流の第２の酸素センサ３の
出力のリッチリーンの反転周波数Ｆ１とＦ２を読み込
む。反転周波数の比率、Ｆ２／Ｆ１は、図４に示すよう
に、触媒の劣化度合が進むほど１に近づく。触媒が正常
に機能しているときは、排気中の酸素をストレージする
ので、上流の排気中に含まれている酸素を、そのまま触
媒の下流で検出することはできない。しかし、触媒が劣
化してくると、上流の排気中の酸素がそのまま下流に流
れる出るため、下流の酸素センサ出力の反転周波数は、
上流の酸素センサ出力の反転周波数に近づいてくる。

【００３０】ステップＳ６では、この反転周波数比Ｆｒ
を、Ｆ２／Ｆ１として算出し、ステップＳ７で、この周
波数比Ｆｒを所定値Ｆｒａと比較する。ここでは、触媒
の劣化度合を判定し、検出した周波数比が所定値よりも
大きいときは、触媒が劣化しているものと判断し、ステ
ップＳ８の劣化検出ルーチンへ移行する。

【００３１】以上の制御は機関が始動される度に、始動
直後（ただし触媒活性後）に一回だけ実行されるが、触
媒の一時劣化は常温に放置した状態で自然に回復するた
め、機関を停止している間に劣化が回復し、したがって
上記タイミングで検出した劣化度合（周波数比Ｆｒ：以
下で初期劣化度合という）は、触媒の永久劣化のみを反
映しているものとみなすことができる。

【００３２】次に図５の劣化検出ルーチンにおいて、ス
テップＳ１１では反転周波数比Ｆｒに基づいて、図８に
示すテーブルから、数段階に設定した触媒の劣化度合Ｒ
ｍと、触媒性能の許容範囲内でそのまま排気に晒すこと
が可能な暴露可能時間Ｔｃと、劣化度合に応じて決まる
回復処理時間に相当する回復処理判定値Ｔｒとを読み出
し、ステップＳ１２の暴露時間算出・回復処理ルーチン
へ進む。

【００３３】この場合、触媒の劣化度合Ｒｍは反転周波
数比Ｆｒに対応し、また、始動直後に検出した初期劣化
度合Ｒｍは永久劣化度合に対応していることから、暴露
可能時間Ｔｃは、この永久劣化の状態を基盤にして、排
気温度がある値よりも高いときに、そのまま運転を継続
したときに進行すると予測される触媒劣化度との加算値
が、触媒性能の許容限度に達するまでの時間として設定
されている。そして、この暴露可能時間Ｔｃに応じて回
復処理判定値Ｔｒは設定される。

【００３４】なお、このルーチンはエンジンが停止する
までの間、所定の周期でもって繰り返し実行される（ス
テップＳ１３）。

【００３５】図６は前記した暴露時間算出・回復処理ル
ーチンの詳細であり、ステップＳ２１で後述する積算値
Ｔｉｎ＝０にセットし、ステップＳ２２でタイマＴｉ＝
０として、タイマの計数を開始すると共に、そのときの
触媒入口排気温度Ｔに基づいて、図９のテーブルから重
み係数Ｋｃを読み出す。この重み係数は、単位時間当た
りに進行する触媒の劣化度（これは回復度にも対応）を
表すもので、厳密には、排気温度と空燃比をパラメータ
とする二次元マップとなるが、排気温度の影響がより大
きいので、温度のみに基くテーブル設定でもよい。

【００３６】ステップＳ２３で排気温度Ｔを重み係数Ｋ
ｃを選んだときの設定温度範囲と比較し、この温度範囲
内にある時間をステップＳ２４で積算する。ただし、こ
の積算値Ｔｉｎは、Ｔｉｎ＝Ｔｉｎ＋Ｋｃ×Ｔｉとして
算出し、排気温度Ｔに基づいて求めた重み係数Ｋｃと温
度範囲にあるときの時間Ｔｉとの乗算分を加算すること
により、積算値を増していく。

【００３７】そして、ステップＳ２５でこの積算値Ｔｉ
ｎを暴露可能時間Ｔｃと比較し、このＴｃに達するまで
は、上記ステップＳ２２からＳ２５までの積算動作を繰
り返し、そのときの排気温度に応じて積算を継続し、そ
して積算結果が、Ｔｉｎ＞Ｔｃになったならば、図７の
触媒劣化回復処理に移行する。

【００３８】触媒の劣化は、高温の排気温度に晒されて
いる時間に応じて進行し、このようにして暴露可能時間
Ｔｃとの関係で、劣化の進行を判断するのである。

【００３９】図７において、ステップＳ２６では、まず
積算値Ｔｉｎ＝０にリセットし、ステップＳ２７で触媒
入口温度Ｔが、劣化回復処理が可能な所定値以上の高温
状態かどうかを判断し、さらにステップＳ２８では、運
転条件が高負荷のリッチ空燃比領域（ＫＭＲ）かどうか
判断する。

【００４０】このリッチ空燃比領域では、触媒劣化回復
処理のためリーンシフトしようとしても、運転性の点か
らＫＭＲが優先され、リーンシフトできないので、それ
までの回復処理の経過を無視して、最初からやり直す。

【００４１】ＫＭＲにないときは、ステップＳ２９で、
タイマＴｉ＝０として、タイマの計数を開始し、触媒入
口温度Ｔに基づいて図９のテーブルから、重み係数Ｋｒ
を読み出し、ステップＳ３０で空燃比フィードバック制
御の制御係数（例えば比例値、積分値）を変更し、フィ
ードバック制御の制御中心をリーン側にシフトし、劣化
回復処理に移行する。なお、このとき、同時に排気還流
量を増量し、空燃比リーン化により、三元触媒で浄化処
理できなくなったＮＯを低減する。

【００４２】前述のように、触媒に流入する排気温度が
高温の状態において、空燃比をリーン化することで、劣
化したパラジウム系触媒は、永久劣化を除き、一時劣化
分の回復が図られるのである。

【００４３】ステップＳ３１、Ｓ３２で一定温度以上の
状態での時間を積算する。この積算値Ｔｉｍは、Ｔｉｍ
＝Ｔｉｍ＋Ｋｒ×Ｔｉとして算出される。ステップＳ３
１で排気温度が所定の温度範囲から変化したら、ステッ
プＳ３２でタイマを停止し、ステップＳ３３を経由し
て、再びステップＳ２７に戻り、劣化処理時間の積算を
継続する。

【００４４】なお、この場合も、劣化の回復が、リーン
雰囲気の排気の温度に大きく影響されるため、排気温度
にのみ依存して設定した図９のテーブルから、重み係数
Ｋｒを設定することができるのである。

【００４５】ステップＳ３３では、積算値Ｔｉｍを、前
記した回復処理判定値Ｔｒと比較することにより、回復
処理が完了したかどうかを判断する。このようにして、
検出された触媒の劣化度合に対応した回復処理時間を経
過したならば、触媒の一時劣化は、初期状態まで回復
（ただし永久劣化分は除く）したものと判断し、ステッ
プＳ３４に進み、空燃比のフィードバック制御の制御係
数と、排気還流率（ＥＧＲ率）を通常の運転状態の値に
戻し、劣化回復処理を終了する。

【００４６】空燃比をリーン化するのに、フィードバッ
ク制御係数を補正する代わりに、三元触媒１の上流かつ
酸素センサ２の下流に２次空気を導入する装置を設け、
ステップＳ３０において、触媒の上流に２次空気を導入
し、触媒流入排気をリーン化してもよい。この場合、エ
ンジン空燃比は、通常の理論空燃比となるので、触媒の
劣化回復処理を行っても、良好な運転性を確保できる。

【００４７】次に、図１０、図１１に示す他の実施例を
説明する。

【００４８】この実施例は、前記触媒の劣化の進行度
が、永久劣化度合、つまり機関始動直後に検出した初期
劣化度合に関連していることから、この劣化度合に応じ
た基準値に基づいて、一時劣化と永久劣化を合わせた全
体の劣化が許容限度に達するまでの時期を判定するよう
にしたのである。

【００４９】まず、図１０のルーチンは、機関を始動す
るたびに一回だけ実行されるもので、ステップＳ４１か
らステップＳ４６までは、図３の基本ルーチンの、ステ
ップＳ１〜ステップＳ６と同一であり、ステップＳ４７
において、反転周波数比Ｆｒにより図８のテーブルから
求めた劣化度Ｒｍを、初期劣化度Ｒｍｏとして記憶する
と共に、このＲｍｏに基づいて、図１２のテーブルか
ら、基準値Ｒｍｃを読み出す。この基準値Ｒｍｃは、Ｒ
ｍｏ＋Ｒｍｃが触媒性能の劣化限度となるように決めら
れ、初期劣化度Ｒｍｏが大きくなるほど、Ｒｍｃは小さ
くなる。

【００５０】つまり、ここでは、機関始動後に一回行わ
れる、触媒の劣化判定から、この劣化度合を初期劣化と
して記憶しておく。

【００５１】そして、図１０のルーチンに移行する。こ
のルーチンは機関運転後の所定時間毎に繰り返し実行さ
れるもので、触媒の劣化の進行度を判定するもので、こ
このステップＳ５１〜ステップＳ５４までは、同じく上
記ステップＳ２〜ステップＳ６までと同一の内容であ
り、ここでは排気温度が所定値以上のときの、酸素セン
サ出力の反転周波数比Ｆｒを算出したら、ステップＳ５
５で、このＦｒに基づいて、図８のテーブルから劣化度
合Ｒｍを読み出し、これと前記初期劣化度合Ｒｍｏとの
差、つまり一時劣化の進行度ΔＲｍを、ΔＲｍ＝Ｒｍ−
Ｒｍｏとして算出する。機関の始動直後に検出した初期
劣化度合は、永久劣化度合に対応するから、このΔＲｍ
は、回復可能な触媒の一時劣化を表す。

【００５２】ステップＳ５６でこの一時劣化進行度ΔＲ
ｍを基準値Ｒｍｃと比較する。初期劣化度合、つまり永
久劣化度合が進んでいるほど、基準値Ｒｍｃは小さい値
となり、この場合には、それだけ一時劣化の許容度も小
さくなる。もし、一時劣化度合ΔＲｍが、基準値Ｒｍｃ
以下でないときは、触媒の回復処理ルーチンに移行する
ためステップＳ５７に進み、回復処理判定値Ｔｒを読み
出し、ステップＳ５８の回復処理動作を実行する。

【００５３】なお、この回復処理ルーチンは、前記した
図７のステップＳ２６からステップＳ３４と同一の動作
内容となっていて、高温排気雰囲気での空燃比のリーン
化により、回復処理判定値Ｔｒに達するまでの期間、触
媒の劣化回復処理を行うのである。

【００５４】このようにして、機関始動直後に検出した
初期劣化度合に応じた基準値に基づいて、一時劣化と永
久劣化を合わせた全体の劣化が許容限度に達するまでの
時期を判定するので、触媒を回復処理するための制御
を、劣化の状態を正確に判断しながら効率よく行うこと
ができる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように第１の発明は、触媒金属と
して主にパラジウムを担持させた機関排気系に設置され
る排気浄化用の触媒と、この触媒の劣化度合を検出する
劣化度合検出手段と、触媒に流入する排気温度を検出す
る排気温度検出手段と、検出された触媒劣化度合に応じ
て触媒の劣化回復処理を行う時期を判定する劣化回復処
理時期判定手段と、この判定結果が劣化回復処理時期に
ありかつ検出された排気温度が所定値以上であるときに
排気の空燃比を理論空燃比よりもリーン側の劣化回復処
理空燃比に制御して触媒の劣化回復処理を行う劣化回復
処理手段とを備えたため、触媒の一時的な劣化が判定さ
れると、排気温度が所定値以上のときに、排気空燃比を
リーン制御し、触媒の回復処理を行うので、常に良好な
触媒性能を維持し、排気エミッションを改善することが
できる。

【００５６】第２の発明は、触媒金属として主にパラジ
ウムを担持させた機関排気系に設置される排気浄化用の
触媒と、この触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手
段と、触媒に流入する排気温度を検出する排気温度検出
手段と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒の劣化回
復処理を行う時期を判定する劣化回復処理時期判定手段
と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒の劣化回復処
理を行う時間を設定する劣化回復処理時間設定手段と、
前記判定結果が劣化回復処理時期にありかつ検出された
排気温度が所定値以上であるときに排気の空燃比を理論
空燃比よりもリーン側の劣化回復処理空燃比に制御して
触媒の劣化回復処理を行う劣化回復処理手段と、この劣
化回復処理に移行してからの積算時間が設定された劣化
回復処理時間に達したときに劣化回復処理を終了させる
劣化回復処理終了手段とを備えたため、触媒の劣化度合
に応じて劣化回復処理に必要な時間が決められ、この設
定時間だけ回復処理を行うので、空燃比をリーン化して
の劣化回復処理に伴う運転性や排気性能に及ぼす影響を
可及的に少なくし、効率よく触媒の回復処理を実施でき
る。

【００５７】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始動直後
の触媒劣化度合の検出値に基づいて、触媒を所定温度以
上の排気に晒したときに劣化度合が許容範囲を越えて進
行するまでの時間を推定する暴露可能時間推定手段と、
検出された排気温度が所定値以上である時間を積算する
暴露時間積算手段と、積算された暴露時間と推定された
暴露可能時間とを比較して劣化回復処理時期を判定する
比較判定手段とから構成されるので、触媒の永久劣化の
程度に応じて、一時劣化が許容範囲に到達するまでの時
間を推定することにより、正確に劣化回復処理時期を判
定できる。

【００５８】第４の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始動直後
に劣化度合検出手段が検出した劣化度合を初期劣化度合
として記憶する記憶手段と、所定時間毎に検出した劣化
度合と初期劣化度合との差を算出する劣化進行度算出手
段と、この劣化進行度と初期劣化度合に応じて設定され
る基準値とを比較して劣化回復処理時期を判定する比較
判定手段とから構成されるので、触媒の劣化進行度を初
期劣化度合と比較することにより、一時劣化と永久劣化
を合わせた全体の劣化が許容範囲に達するまでの時期を
正確に判定することができる。

【００５９】第５の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記劣化回復処理手段は、機関の空燃比を理論空燃
比にフィードバック制御するときのフィードバック制御
係数を補正して空燃比をリーン側にシフトさせるので、
劣化処理のために空燃比をリーン化するのに、新たなハ
ード構成の追加が不必要で、構成が簡略化される。

【００６０】第６の発明は、第１〜第４の発明におい
て、前記劣化回復処理手段は、排気通路に設置した触媒
の上流に２次空気を導入して触媒流入排気の空燃比をリ
ーン側にシフトさせるので、劣化回復処理のために空燃
比をリーン化しても、機関の空燃比は通常の制御範囲に
あるため、劣化回復処理中でも良好な運転性を確保でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略構成図である。

【図２】触媒性能の変遷状態を示す説明図である。

【図３】上記実施例の触媒の劣化検出の制御動作を示す
フローチャートである。

【図４】同じく触媒の劣化判定の説明図である。

【図５】同じく触媒の劣化判定の制御動作を示すフロー
チャートである。

【図６】同じく触媒の暴露時間設定の制御動作を示すフ
ローチャートである。

【図７】同じく劣化回復処理の制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図８】反転周波数比と劣化度合等の関係を示す説明図
である。

【図９】触媒入口温度と重み係数の関係を示す説明図で
ある。

【図１０】他の実施例の制御動作を示すフローチャート
である。

【図１１】同じく触媒の劣化進行判定の制御動作のフロ
ーチャートである。

【図１２】初期劣化度と基準値の関係を示す説明図であ
る。

【図１３】劣化進行度と回復処理判定値の関係を示す説
明図である。

【図１４】第１の発明の構成図である。

【図１５】第２の発明の構成図である。

【符号の説明】

１三元触媒（パラジウム系触媒）２酸素センサ３酸素センサ４コントローラ５燃料噴射弁９排気通路１３排気温度センサ５１劣化度合検出手段５２劣化回復処理時期判定手段５３劣化回復処理手段５４劣化回復処理時間設定手段５５劣化回復処理終了手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢＣ (72)発明者磯部明雄神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒金属として主にパラジウムを担持させ
た機関排気系に設置される排気浄化用の触媒と、この触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、触媒に流入する排気温度を検出する排気温度検出手段
と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒の劣化回復処理を
行う時期を判定する劣化回復処理時期判定手段と、この判定結果が劣化回復処理時期にありかつ検出された
排気温度が所定値以上であるときに排気の空燃比を理論
空燃比よりもリーン側の劣化回復処理空燃比に制御して
触媒の劣化回復処理を行う劣化回復処理手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】触媒金属として主にパラジウムを担持させ
た機関排気系に設置される排気浄化用の触媒と、この触媒の劣化度合を検出する劣化度合検出手段と、触媒に流入する排気温度を検出する排気温度検出手段
と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒の劣化回復処理を
行う時期を判定する劣化回復処理時期判定手段と、検出された触媒劣化度合に応じて触媒の劣化回復処理を
行う時間を設定する劣化回復処理時間設定手段と、前記判定結果が劣化回復処理時期にありかつ検出された
排気温度が所定値以上であるときに排気の空燃比を理論
空燃比よりもリーン側の劣化回復処理空燃比に制御して
触媒の劣化回復処理を行う劣化回復処理手段と、この劣化回復処理に移行してからの積算時間が設定され
た劣化回復処理時間に達したときに劣化回復処理を終了
させる劣化回復処理終了手段とを備えることを特徴とす
る内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始
動直後の触媒劣化度合の検出値に基づいて、触媒を所定
温度以上の排気に晒したときに劣化度合が許容範囲を越
えて進行するまでの時間を推定する暴露可能時間推定手
段と、この検出された排気温度が所定値以上である時間を積算
する暴露時間積算手段と、積算された暴露時間と推定された暴露可能時間とを比較
して劣化回復処理時期を判定する比較判定手段とから構
成される請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
【請求項４】前記劣化回復処理時期判定手段が、機関始
動直後に劣化度合検出手段が検出した劣化度合を初期劣
化度合として記憶する記憶手段と、所定時間毎に検出した劣化度合と初期劣化度合との差を
算出する劣化進行度算出手段と、この劣化進行度と初期劣化度合に応じて設定される基準
値とを比較して劣化回復処理時期を判定する比較判定手
段とから構成される請求項１または２に記載の内燃機関
の排気浄化装置。
【請求項５】前記劣化回復処理手段は、機関の空燃比を
理論空燃比にフィードバック制御するときのフィードバ
ック制御係数を補正して空燃比をリーン側にシフトさせ
る請求項１〜４のいずれか一つに記載の内燃機関の排気
浄化装置。
【請求項６】前記劣化回復処理手段は、排気通路に設置
した触媒の上流に２次空気を導入して触媒流入排気の空
燃比をリーン側にシフトさせる請求項１〜４のいずれか
一つに記載の内燃機関の排気浄化装置。