JP2001214733A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｓ被毒回復処理実行中、吸蔵還元型ＮＯx触
媒の触媒床温をＳＯx放出温度以上に保つ。 【解決手段】 過給機７５０を備えたエンジンの排気系
に、始動時触媒７１２と吸蔵還元型ＮＯx触媒７６１を
設け、過給機７５０のコンプレッサ７５１よりも下流の
吸気管７０４の途中から過給空気供給管７６９を分岐
し、この過給空気供給管７６９を吸蔵還元型ＮＯx触媒
７６１の直ぐ上流の排気管７６０に連結し、流量制御弁
７７０によって過給空気供給管７６９に流れる過給空気
量を制御可能にする。Ｓ被毒回復処理実行中は、機関本
体１をリッチ空燃比で運転するとともに、流量制御弁７
７０を所定開度で開き、過給空気の一部を吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒に導入する。Ｓ被毒回復処理を実行していない
ときには、流量制御弁７７０を全閉にして吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒７６１への過給空気の導入を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気通
路に吸蔵還元型ＮＯx触媒を備えた排気浄化装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】希薄燃焼可能な内燃機関より排出される
排気ガスからＮＯxを浄化する排気浄化装置として、吸
蔵還元型ＮＯx触媒がある。この吸蔵還元型ＮＯx触媒
は、流入排気ガスの空燃比がリーン（即ち、酸素過剰雰
囲気下）のときにＮＯxを吸収し、流入排気ガスの酸素
濃度が低下したときに吸収したＮＯxを放出しＮ₂に還元
する触媒である。

【０００３】この吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単に触
媒あるいはＮＯx触媒ということもある）を希薄燃焼可
能な内燃機関の排気通路に配置すると、リーン空燃比の
排気ガスが流れたときには排気ガス中のＮＯxが触媒に
吸収され、理論空燃比あるいはそれよりもリッチな空燃
比の排気ガスが流れたときに触媒に吸収されていたＮＯ
xがＮＯ₂として放出され、さらに排気ガス中のＨＣやＣ
Ｏなどの還元成分によってＮ₂に還元され、即ちＮＯxが
浄化される。

【０００４】ところで、一般に、内燃機関の燃料には硫
黄分が含まれており、燃料を燃焼すると、燃料中の硫黄
分が燃焼してＳＯ₂やＳＯ₃などの硫黄酸化物（ＳＯx）
が発生する。前記ＮＯx触媒は、ＮＯxの吸収作用を行う
のと同じメカニズムで排気ガス中のＳＯxの吸収を行う
ので、内燃機関の排気通路にＮＯx触媒を配置すると、
この触媒にはＮＯxのみならずＳＯxも吸収される。

【０００５】ところが、前記ＮＯx触媒に吸収されたＳ
Ｏxは時間経過とともに安定な硫酸塩を形成するため、
ＮＯx触媒からＮＯxの放出・還元を行うのと同じ条件下
では、分解、放出されにくく、ＮＯx触媒内に蓄積され
易い傾向がある。吸蔵還元型ＮＯx触媒内のＳＯx蓄積量
が増大すると、触媒が他の有害成分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯ
x）を浄化する能力を低下させる。これが所謂ＳＯx被毒
である。したがって、吸蔵還元型ＮＯx触媒の排気浄化
能力を長期に亘って高く維持するためには、触媒に吸収
されているＳＯxを分解し該触媒から放出させて、Ｓ被
毒から回復させる必要がある。

【０００６】吸蔵還元型ＮＯx触媒のＳ被毒回復処理に
関しては、特許番号第２７４５９８５号の特許公報等に
開示されており、ＮＯx触媒に吸収されたＳＯxを放出さ
せるには、流入排気ガスの空燃比をストイキまたはリッ
チにし、且つ、触媒床温をＮＯxの放出・還元時よりも
高い所定の高温にするのが効果的であると考えられてい
る。

【０００７】そこで、ＮＯx触媒に所定量のＳＯxが吸収
された時をＳ被毒回復処理の実行時期と判断して、その
時に、触媒床温をＳＯx放出可能な温度に温度制御する
とともに、流入排気ガスの空燃比をストイキまたはリッ
チに保持されるように流入排気ガスの空燃比制御を行っ
て、Ｓ被毒回復処理を実行している。このＳ被毒回復処
理により、ＮＯx触媒に吸収されていた硫酸塩は分解し
てＳＯ₃になり、さらにこのＳＯ₃が排気ガス中の未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯによって還元せしめられ、ＳＯ₂となって放出
される。

【０００８】Ｓ被毒回復処理時にＮＯx触媒の触媒床温
をＳＯx放出可能な温度まで昇温する手段の一つとし
て、特開平８−６１０５２号公報等に開示されている気
筒群別空燃比制御がある。

【０００９】気筒群別空燃比制御とは、多気筒エンジン
において一部の気筒をリッチ空燃比で運転させると同時
に残る気筒をリーン空燃比で運転させる空燃比制御方法
であり、リッチ空燃比で運転した気筒（以下、リッチ気
筒という）から排出される十分な量の未燃燃料成分を含
む排気ガスとリーン空燃比で運転した気筒（以下、リー
ン気筒という）から排出される十分な量の酸素を含む排
気ガスとの混合ガスをＮＯx触媒に供給し、その混合ガ
ス中に含まれる未燃燃料成分と酸素とをＮＯx触媒にお
いて酸化反応させることによって、ＮＯx触媒を昇温さ
せるものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、希薄燃焼可
能な内燃機関においても機関始動時には安定した燃焼を
得るため理論空燃比で運転する場合が多く、そのときに
はストイキの排気ガスが排出されるが、ＮＯx触媒では
このストイキの排気ガスのＮＯxを浄化する能力が低
い。そこで、ＮＯx触媒の上流に三元触媒を始動時触媒
として設け、この始動時触媒で始動時に排出されるスト
イキの排気ガスを浄化できるようにした排気浄化システ
ムがある。

【００１１】ところが、機関始動時に全気筒から排出さ
れる排気ガスをただ一つの始動時触媒で賄うようにシス
テムを組んだ場合に、換言すると、全気筒から排出され
る排気ガスが合流する合流点よりも下流に始動時触媒を
設けた場合に、前述した気筒群別空燃比制御による触媒
の昇温処理を実行すると、リッチ気筒から排出される排
気ガス中の未燃燃料成分とリーン気筒から排出される排
気ガス中に含まれる多量の酸素が、ＮＯx触媒に到達す
る前に始動時触媒において反応してしまい、ＮＯx触媒
を効率的に昇温することができないという問題が生じ
る。

【００１２】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は、多気筒の内燃機関の排気系に単一の始動時触媒
を設けた排気浄化システムにおいても、容易に吸蔵還元
型ＮＯx触媒の触媒床温をＳＯx放出温度まで昇温するこ
とができるようにすることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本出願の第１の発
明に係る内燃機関の排気浄化装置は、（イ）希薄燃焼可
能な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気ガス
の空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収し流入する排気
ガスの酸素濃度が低いときに吸収したＮＯxを放出・還
元する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、（ロ）前記吸蔵還元型
ＮＯx触媒よりも上流の前記排気通路に設けられた三元
機能を有する始動時触媒と、（ハ）前記吸蔵還元型ＮＯ
x触媒に吸収されたＳＯxを放出せしめるＳ被毒回復処理
時に前記内燃機関の空燃比を理論空燃比あるいはそれよ
りもリッチな空燃比にする空燃比制御手段と、（ニ）前
記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に二次
空気を導入する二次空気供給手段と、を備え、前記Ｓ被
毒回復処理時に前記二次空気供給手段によって前記吸蔵
還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に二次空気を
導入し、この二次空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元
型ＮＯx触媒に導入することを特徴とする。

【００１４】この第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置においては、吸蔵還元型ＮＯx触媒に対するＳ被毒
回復処理時には、内燃機関の空燃比が空燃比制御手段に
よって理論空燃比あるいはリッチ空燃比に制御されるの
で、排気ガスの空燃比も理論空燃比あるいはリッチ空燃
比となり、排気ガス中には多くの未燃ＨＣが存在するこ
とになる。この排気ガス中の未燃ＨＣは始動時触媒を素
通りして吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入される。

【００１５】また、このＳ被毒回復処理時には、二次空
気供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始
動時触媒との間に二次空気が導入され、この二次空気は
排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入され
る。

【００１６】その結果、排気ガス中の未燃ＨＣと二次空
気の多量の酸素が吸蔵還元型ＮＯx触媒において酸化反
応を起こし、この時に生じる反応熱によって吸蔵還元型
ＮＯx触媒が昇温する。その結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒
は迅速にＳＯx放出温度まで昇温する。

【００１７】前記第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置においては、前記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間
の間、前記二次空気供給手段によって前記吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒と前記始動時触媒との間に二次空気を導入し、
この二次空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx
触媒に導入するようにしてもよい。Ｓ被毒回復処理完了
直後は吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温が高温になって
おり、ＮＯx浄化率の低い状態にある。したがって、こ
のときにリーン空燃比の排気ガスを吸蔵還元型ＮＯx触
媒に流してもＮＯxを効率的に浄化することができない
虞れがある。そこで、Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間
の間だけ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒
との間に二次空気を導入すると、吸蔵還元型ＮＯx触媒
に流入する排気ガスの温度が低下せしめられ、その結
果、吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温をＮＯx浄化率の高
い温度まで低下させることができ、Ｓ被毒回復処理完了
後の早い時期から高いＮＯx浄化率を得ることができ
る。

【００１８】前記第１の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置においては、前記Ｓ被毒回復処理完了後、第１の所
定期間の間は、内燃機関を理論空燃比で運転するととも
に前記二次空気供給手段による二次空気の供給を停止
し、前記第１の所定期間終了後の第２の所定期間の間
は、二次空気供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯx触
媒と前記始動時触媒との間に二次空気を導入し、この二
次空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に
導入するようにしてもよい。前述したように、Ｓ被毒回
復処理完了直後は吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温が高
温になっており、ＮＯx浄化率の低い状態にあるため、
このときにリーン空燃比の排気ガスを吸蔵還元型ＮＯx
触媒に流してもＮＯxを効率的に浄化することができな
い虞れがある。そこで、Ｓ被毒回復処理完了後の第１の
所定期間の間は、内燃機関を理論空燃比で運転するとと
もに前記二次空気供給手段による二次空気の供給を停止
して、吸蔵還元型ＮＯx触媒に理論空燃比の排気ガスを
流すことにより吸蔵還元型ＮＯx触媒の三元触媒作用で
ＮＯxを浄化しつつ触媒床温を低下させ、第１の所定期
間終了後の第２の所定期間の間は、二次空気供給手段に
よって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との
間に二次空気を導入して、吸蔵還元型ＮＯx触媒に流入
する排気ガスの温度が低下せしめ、吸蔵還元型ＮＯx触
媒の触媒床温をリーン状態でのＮＯx浄化率の高い温度
まで低下させる。これにより、Ｓ被毒回復処理完了後の
早い時期から高いＮＯx浄化率を得ることができる。

【００１９】尚、前述したＳ被毒回復処理完了後の「所
定期間の間」、「第１の所定期間」、「第２の所定期
間」はそれぞれ、「予め設定した所定時間」としてもよ
いし、あるいは、「吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温が
予め設定した所定温度まで低下するまでの間」とするこ
ともできる。

【００２０】また、本出願の第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置は、（イ）過給機を備えた希薄燃焼可能
な内燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気ガスの
空燃比がリーンのときにＮＯxを吸収し流入する排気ガ
スの酸素濃度が低いときに吸収したＮＯxを放出・還元
する吸蔵還元型ＮＯx触媒と、（ロ）前記吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒よりも上流の前記排気通路に設けられた三元機
能を有する始動時触媒と、（ハ）前記吸蔵還元型ＮＯx
触媒に吸収されたＳＯxを放出せしめるＳ被毒回復処理
時に前記内燃機関の空燃比を理論空燃比あるいはそれよ
りもリッチな空燃比にする空燃比制御手段と、（ニ）前
記過給機により加圧された過給空気の一部を前記吸蔵還
元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に導入する過給
空気供給手段と、を備え、前記Ｓ被毒回復処理時に前記
過給空気供給手段によって過給空気の一部を前記吸蔵還
元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に導入し、この
過給空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒
に導入することを特徴とする。

【００２１】この第２の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置においては、吸蔵還元型ＮＯx触媒に対するＳ被毒
回復処理時には、内燃機関の空燃比が空燃比制御手段に
よって理論空燃比あるいはリッチ空燃比に制御されるの
で、排気ガスの空燃比も理論空燃比あるいはリッチ空燃
比となり、排気ガス中には多くの未燃ＨＣが存在するこ
とになる。この排気ガス中の未燃ＨＣは始動時触媒を素
通りして吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入される。

【００２２】また、このＳ被毒回復処理時には、過給空
気の一部が過給空気供給手段によって前記吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒と前記始動時触媒との間に導入され、この過給
空気は排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導
入される。

【００２３】その結果、排気ガス中の未燃ＨＣと過給空
気の多量の酸素が吸蔵還元型ＮＯx触媒において酸化反
応を起こし、この時に生じる反応熱によって吸蔵還元型
ＮＯx触媒が昇温する。その結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒
は迅速にＳＯx放出温度まで昇温する。

【００２４】前記第２の発明に係る内燃機関の排気浄化
装置においては、前記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間
の間、前記過給空気供給手段によって過給空気の一部を
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に導
入し、この過給空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型
ＮＯx触媒に導入するようにしてもよい。Ｓ被毒回復処
理完了直後は吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温が高温に
なっており、ＮＯx浄化率の低い状態にある。したがっ
て、このときにリーン空燃比の排気ガスを吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒に流してもＮＯxを効率的に浄化することができ
ない虞れがある。そこで、Ｓ被毒回復処理完了後、所定
期間の間だけ、前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時
触媒との間に過給空気を導入すると、吸蔵還元型ＮＯx
触媒に流入する排気ガスの温度が低下せしめられ、その
結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温をＮＯx浄化率の
高い温度まで低下させることができ、Ｓ被毒回復処理完
了後の早い時期から高いＮＯx浄化率を得ることができ
る。

【００２５】尚、Ｓ被毒回復処理完了後に過給空気を導
入させるべき「所定の期間の間」とは、「予め設定した
所定時間」としてもよいし、あるいは、「吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒の触媒床温が予め設定した所定温度まで低下す
るまでの間」とすることもできる。

【００２６】第２の発明に係る内燃機関の排気浄化装置
においては、過給機は、主に機関自体の動力により駆動
される所謂機械式過給機であってもよいし、あるいは、
排気ガスエネルギを動力として駆動される所謂排気ター
ビン過給機であってもよい。

【００２７】前記第１の発明および第２の発明に係る内
燃機関の排気浄化装置において、内燃機関としてはガソ
リンエンジンやディーゼルエンジンを例示することがで
きる。前記第１の発明および第２の発明に係る内燃機関
の排気浄化装置において、始動時触媒としては三元触媒
を例示することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の実施の形態を図１から図１５の図面を参照
して説明する。尚、以下に説明する各実施の形態は、本
発明に係る内燃機関の排気浄化装置を、希薄燃焼可能な
筒内噴射型の車両用リーンバーンガソリンエンジンに適
用した例である。

【００２９】〔第１の実施の形態〕初めに、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置の第１の実施の形態を図１か
ら図１１の図面を参照して説明する。まず、第１の実施
の形態における内燃機関の排気浄化装置の構成を図１か
ら図４の図面を参照して説明する。

【００３０】第１の実施の形態における機関本体１は直
列４気筒エンジンである。機関本体１の各気筒の吸気ポ
ートは対応する吸気枝管２を介してサージタンク３に接
続され、サージタンク３は吸気管４を介してエアクリー
ナ５に接続されている。吸気管４内にはスロットル弁６
が設けられており、スロットル弁６よりも上流には、吸
気管４内を流れる空気量に対応した電気信号を出力する
エアフロメータ８が設けられている。また、各気筒には
筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁７が取り付けられ
ている。この燃料噴射弁７は後述するＥＣＵ９０ととも
に、排気空燃比制御手段を構成する。

【００３１】また、機関本体１の各気筒の排気ポートは
排気マニホルド９を介して排気管１０に接続されてお
り、各気筒から排出された排気ガスがこの排気管１０に
おいて合流する。排気管１０には、排気管１０を流れる
排気ガスの酸素濃度に対応した電気信号を出力する上流
側Ｏ₂センサ１１が取り付けられている。

【００３２】排気管１０は始動時触媒１２を収容したケ
ーシング１３に接続されている。始動時触媒１２は、後
述するＮＯx触媒６１が活性化していない機関始動時に
排気ガスを浄化するものであり、例えばアルミナ担体上
に白金Ｐｔのような貴金属が坦持された三元触媒から構
成されている。

【００３３】ケーシング１３は排気管１４を介して第１
通路２０と第２通路４０に接続されている。第１通路２
０と第２通路４０はほぼ同じ長さであり、互いに並行に
配置されている。

【００３４】第１通路２０は、排気管１４に連結される
部分が円筒状をなす円管部２１になっていて、円管部２
１が断面変形部２２を介して図３に示すように断面略円
弧状をなす排気冷却促進部２３に連結され、排気冷却促
進部２３が断面変形部２４を介して円筒状をなす円管部
２５に連結され、円管部２５がＨＣ吸着材２６を収容し
たケーシング２７に連結され、ケーシング２７が円筒状
をなす円管部２８に連結されて、構成されている。

【００３５】排気冷却促進部２３は、第１通路２０を流
れる排気ガスの温度降下を促進させるために断面を略円
弧状にして放熱量の増大を図った部分であり、所望の放
熱効果が得られるように、排気冷却促進部２３の断面形
状や寸法、及び排気冷却促進部２３の軸線方向長さ（す
なわち、排気ガスの流れ方向に沿う長さ）が設定されて
いる。

【００３６】また、排気冷却促進部２３には、その途中
に、排気冷却促進部２３を流れる排気ガスの流速分布を
円弧方向に平均化するための邪魔板２９が円弧端部の一
方に取り付けられている。排気ガスの流速分布を平均化
することにより効率的な放熱が行われる。

【００３７】断面変形部２２は、断面円形の円管部２１
から徐々に断面変形させて断面円弧状の排気冷却促進部
２３にスムーズに連結する部分であり、断面変形部２４
は、断面円弧状の排気冷却促進部２３から徐々に断面変
形させて断面円形の円管部２５にスムーズに連結する部
分である。

【００３８】ＨＣ吸着材２６は、エンジンを冷間始動さ
せたときなどに始動時触媒１２で浄化できない未燃ＨＣ
を吸着するためのものである。

【００３９】第１通路２０の円管部２１には、第１アク
チュエータ５１によって開閉駆動される第１排気切替弁
５２が設けられている。一方、第２通路４０はその全長
に亙って円筒状をなしており、第２通路４０には、第２
アクチュエータ５３によって開閉駆動される第２排気切
替弁５４が設けられている。

【００４０】この実施の形態において、第１排気切替弁
５２と第２排気切替弁５４は、第１通路２０を流れる排
気ガス量と第２通路４０を流れる排気ガス量を制御する
流量制御手段を構成する。

【００４１】このように第１通路２０と第２通路４０が
構成されているので、同一温度の排気ガスを同一流量で
第１通路２０あるいは第２通路４０に流した場合を比較
すると、第１通路２０に流したときの方が第２通路４０
に流したときよりも、排気ガスの温度降下が大きい。

【００４２】第１通路２０の円管部２８と第２通路４０
は共に合流管（合流通路）６０に接続されている。合流
管６０はリーンＮＯx触媒の一種である吸蔵還元型ＮＯx
触媒（以下、ＮＯx触媒と略す）６１を収容したケーシ
ング６２に接続され、ケーシング６２は排気管６３を介
して、三元触媒６４を収容したケーシング６５に接続さ
れ、ケーシング６５は排気管６６を介して図示しないマ
フラーに接続されている。

【００４３】ＮＯx触媒６１は、例えばアルミナを担体
とし、この担体上に例えばカリウムＫ，ナトリウムＮ
ａ，リチウムＬｉ，セシウムＣｓのようなアルカリ金
属、バリウムＢａ，カルシウムＣａのようなアルカリ土
類、ランタンＬａ，イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ，パラジウムＰ
ｄ，ロジウムＲｈ，イリジウムＩｒのような貴金属とが
担持されてなる。

【００４４】ＮＯx触媒６１は、排気空燃比がリーンの
ときにはＮＯxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が
低下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作用
を行う。また、ＮＯx触媒６１から放出されたＮＯxは還
元剤によってＮ₂に還元される。ここで、排気空燃比と
は、機関吸気通路およびＮＯx触媒６１より上流の排気
通路内に供給された全燃料量及び全還元剤量に対する全
空気量の比をいう。

【００４５】なお、ＮＯx触媒６１よりも上流の排気通
路内に燃料（炭化水素）あるいは空気が供給されない場
合には、排気空燃比は各気筒に供給される全燃料量に対
する全空気量の比に一致する。

【００４６】排気管６３には、排気管６３を流れる排気
ガスの温度に比例した電気信号を出力する排気温センサ
（温度検出手段）６７と、排気管６３を流れる排気ガス
の酸素濃度に対応した電気信号を出力する下流側Ｏ₂セ
ンサ６８が取り付けられている。

【００４７】この実施の形態においては、排気温センサ
６７により検出される排気ガス温度は、ＮＯx触媒６１
の触媒床温あるいは三元触媒６４の触媒床温としても代
用される。

【００４８】合流管６０には、二次空気供給管６９が接
続されており、二次空気供給装置７０を作動させること
により二次空気を合流管６０に供給することができるよ
うになっている。尚、この実施の形態において、二次空
気供給管６９と二次空気供給装置７０は二次空気供給手
段を構成する。

【００４９】エンジンコントロール用の電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）９０はディジタルコンピュータからなり、
図４に示すように、双方向性バス９１によって相互に接
続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）９２、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）９３、ＣＰＵ（マイクロプ
ロセッサ）９４、常時電力が供給されているＢ−ＲＡＭ
（バックアップＲＡＭ）９５、入力ポート９６及び出力
ポート９７を具備する。

【００５０】ＥＣＵ９０の入力ポート９６には、エアフ
ロメータ８、上流側Ｏ₂センサ１１、排気温センサ６
７、下流側Ｏ₂センサ６８などの出力信号がそれぞれ対
応するＡＤ変換器９８を介して入力される。また、ＥＣ
Ｕ９０の入力ポート９６には、回転数センサ（図示せ
ず）から機関回転数Ｎを表す出力パルスが入力される。

【００５１】ＥＣＵ９０の出力ポート９７は、対応する
駆動回路９９を介して、各気筒の燃料噴射弁７、各気筒
の点火栓（図示せず）、第１アクチュエータ５１、第２
アクチュエータ５３、二次空気供給装置７０などに電気
的に接続されている。

【００５２】ところで、この実施の形態のエンジンで
は、エンジンの運転状態に応じて空燃比を変えて運転す
る空燃比制御が実行される。つまり、このエンジンで
は、リーン条件成立時には各気筒で燃焼せしめられる混
合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御（これを
リーン制御という）され、リーン条件不成立時には各気
筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比が理論空燃比に制
御（これをストイキ制御という）される。例えば機関負
荷が予め定められた設定負荷よりも高いとき、暖機運転
時、またはＮＯx触媒６１が活性状態にないときにリー
ン条件が不成立であると判断されてストイキ制御が実行
され、それ以外はリーン条件が成立していると判断され
てリーン制御が実行される。

【００５３】リーン制御時に機関から排出される排気ガ
スの空燃比はリーンであることから、リーン制御時に排
気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒６１に吸収される。ところ
が、ＮＯx触媒６１のＮＯx吸収能力には限界があるので
ＮＯx触媒６１のＮＯx吸収能力が飽和する前にＮＯx触
媒６１からＮＯxを放出させる必要がある。そこで、こ
の実施の形態では、ＮＯx触媒６１のＮＯx吸収量が予め
定められた設定量よりも多くなったときには各気筒で燃
焼せしめられる混合気の空燃比を一時的に理論空燃比よ
りもリッチにしてＮＯx触媒６１からＮＯxを放出させる
とともに還元するようにしている。このような空燃比制
御をリーン・リッチスパイク制御と称している。

【００５４】また、ＮＯx触媒６１のＮＯx浄化率は、図
１０に示すように触媒床温によって異なり、触媒床温が
低すぎてもあるいは高すぎてもＮＯx浄化率が低く、所
定の温度域において極めて高いＮＯx浄化率を示す。

【００５５】そこで、この実施の形態においては、排気
ガスの温度降下が大きい第１通路２０と、排気ガスの温
度降下が小さい第２通路４０を状況に応じて使い分ける
ことにより、ＮＯx触媒６１の触媒床温をＮＯx浄化率の
高い温度領域（以下、高ＮＯx浄化温度領域という）に
保持するようにしている。このようにＮＯx触媒６１の
触媒床温を制御することにより、ＮＯx触媒６１を高温
に晒されにくくすることができ、その結果、ＮＯx触媒
６１の熱劣化の進行を抑制することができる。尚、排気
ガスの流路切り替えは第１排気切替弁５２と第２排気切
替弁５４で行う。このＮＯx触媒６１の温度制御につい
ては、後で詳述する。

【００５６】一方、燃料には硫黄（Ｓ）が含まれてお
り、燃料中の硫黄が燃焼するとＳＯ₂やＳＯ₃などの硫黄
酸化物（ＳＯx）が発生し、ＮＯx触媒６１は排気ガス中
のこれらＳＯxも吸収する。このＳＯxはＮＯx触媒６１
において硫酸塩を生成するが、硫酸塩は安定していて分
解しにくく、リッチ空燃比の排気ガスを流しただけでは
分解できず、ＮＯx触媒６１内に残ってしまう。そし
て、硫酸塩の生成量の増大に伴ってＮＯx触媒６１のＮ
Ｏx吸収能力が低下する。これがいわゆるＳ被毒であ
る。

【００５７】ところが、ＮＯx触媒６１内で生成された
硫酸塩は、ＮＯx触媒６１の温度が所定の温度（以下、
この温度をＳＯx放出温度という）よりも高いときに流
入排気空燃比を理論空燃比より僅かにリッチ（以下、弱
リッチという）にすると分解してＳＯ₃の形でＮＯx触媒
６１から放出される。そこで、この実施の形態では、Ｎ
Ｏx触媒６１のＳＯx吸収量が予め定められた規定量より
も多くなったときには、流入排気空燃比を弱リッチ（例
えば１３．５から１４．３程度）にするとともにＮＯx
触媒６１を昇温し、これによってＮＯx触媒６１からＳ
Ｏxを放出させるようにしている。この処理を、ＮＯx触
媒６１のＳ被毒回復処理と称す。Ｓ被毒回復処理により
ＮＯx触媒６１から放出されたＳＯ₃は流入する排気ガス
中のＨＣ、ＣＯによってただちにＳＯ₂に還元せしめら
れる。

【００５８】そして、この実施の形態では、Ｓ被毒回復
処理時に、ＮＯx触媒６１からＳＯxを放出させるべくＮ
Ｏx触媒６１を昇温するために、合流管６０に二次空気
を供給している。Ｓ被毒回復処理時にはエンジンを弱リ
ッチの空燃比で運転するので、排気ガスには未燃ＨＣが
多く含まれており、合流管６１に二次空気を供給する
と、排気ガス中の未燃ＨＣと二次空気の多量の酸素がＮ
Ｏx触媒６１において酸化反応を起こす。この時に生じ
る反応熱によってＮＯx触媒６１の温度が上昇する。ま
た、Ｓ被毒回復処理時には、排気ガスを第２通路４０に
流して排気ガスの温度降下を抑制し、ＮＯx触媒６１の
加熱を促進する。

【００５９】また、Ｓ被毒回復処理完了直後は、ＮＯx
触媒６１の触媒床温が極めて高いため、ＮＯx浄化率が
低い。そこで、この実施の形態においては、Ｓ被毒回復
処理完了後は、ＮＯx触媒６１をＮＯx浄化率の高い温度
まで素早く冷却するために、排気ガスの流路を排気ガス
の温度降下が大きい第１通路２０に切り替えるととも
に、合流管６０に二次空気を供給する。この処理をＮＯ
x触媒冷却処理と称す。Ｓ被毒回復処理およびＮＯx触媒
冷却処理については後で詳述する。

【００６０】尚、空燃比を理論空燃比に制御するとき、
および、弱リッチ空燃比に制御するときには、ＥＣＵ９
０は、上流側Ｏ₂センサ１１の出力値に基づいて燃料噴
射量のメインフィードバック制御を行い、さらに制御性
を高めるために下流側Ｏ₂センサ６８の出力値に基づい
て燃料噴射量のサブフィードバック制御を行う。

【００６１】次に、本実施の形態における内燃機関の排
気浄化装置の作用を図５から図９のフローチャートを参
照して詳細に説明する。図５のフローチャートは、本実
施の形態における内燃機関の排気浄化装置の基本制御ル
ーチンを示しており、この基本制御ルーチンは、ＥＣＵ
９０のＲＯＭ９２に予め記憶されており、ＣＰＵ９４に
より予め設定された所定時間毎に繰り返し実行される。

【００６２】＜ステップ１００＞まず、ＥＣＵ９０は、
ステップ１００において、ＨＣ吸着・パージ制御を実行
する。ＨＣ吸着・パージ制御は、エンジンを冷間始動さ
せたときに多量に発生する未燃ＨＣを大気に放出させな
いように、冷間始動時に排気ガスを第１通路２０に流し
てＨＣ吸着材２６により排気ガス中の未燃ＨＣを吸着
し、さらに、ＨＣ吸着材２６で吸着したＨＣを所定のエ
ンジン運転状態になったときにＨＣ吸着材２６から脱離
させ、下流に配置されたＮＯx触媒６１または三元触媒
６４で酸化し浄化するために行われる。ＨＣ吸着・パー
ジ制御については後で詳細に説明する。

【００６３】＜ステップ２００＞ＨＣ吸着・パージ制御
を実行した後、ＥＣＵ９０は、ステップ２００に進み、
ＮＯx触媒６１の温度制御を実行する。ＮＯx触媒温度制
御は、ＮＯx触媒６１の触媒床温が常にＮＯx浄化率の高
い最適温度域に収まるように、触媒床温が最適温度域よ
りも高温側にずれそうになったときには排気ガスを第１
通路２０に流して放熱量を増大させＮＯx触媒６１に流
入する排気ガスの温度を下げることによりＮＯx触媒６
１の触媒床温を低下させ、触媒床温が最適温度域よりも
低温側にずれそうになったときには排気ガスを第２通路
４０に流して放熱量を低減させてＮＯx触媒６１に流入
する排気ガスの温度を上げることによりＮＯx触媒６１
の触媒床温を上昇させるために行われる。ＮＯx触媒温
度制御については後で詳述する。

【００６４】＜ステップ３００＞ＮＯx触媒温度制御を
実行した後、ＥＣＵ９０は、ステップ３００に進んで、
ＮＯx触媒６１のＳ被毒カウンタをカウントアップす
る。Ｓ被毒カウンタは、積算燃料消費量や積算排気ガス
量などＳ消費量の代替値となり得る物理量を積算してＮ
Ｏx触媒６１のＳ被毒量を推定するものであり、Ｓ被毒
回復処理完了時にリセットされる。

【００６５】＜ステップ４００＞次に、ＥＣＵ９０は、
ステップ４００に進んで、Ｓ被毒カウンタのカウント値
が予め設定した規定値以上、あるいは、排気冷却実行フ
ラグＦ1が「１」、の少なくともいずれか一方の条件が
満たされているか否か判定する。Ｓ被毒カウンタのカウ
ント値が前記規定値以上であるときは、ＮＯx触媒６１
のＳ被毒が進んでＳ被毒回復処理を実行すべき時であ
る。また、排気冷却実行フラグＦ1が「１」のときは、
Ｓ被毒回復処理後にＮＯx触媒６１を迅速にＮＯx浄化可
能な温度まで冷却するために、排気通路に二次空気の供
給を実行すべき時である。

【００６６】＜ステップ５００＞Ｓ被毒カウンタのカウ
ント値が予め設定した規定値以上のとき、あるいは、排
気冷却実行フラグＦ1が「１」のときには、ＥＣＵ９０
は、ステップ４００において肯定判定してステップ５０
０に進み、Ｓ被毒回復制御を実行する。Ｓ被毒回復制御
は、ＮＯx触媒６１に吸収されているＳＯxをＮＯx触媒
６１から脱離しＳＯ₂として排出し、さらに、ＮＯx触媒
６１からＳＯxを脱離させた直後のＮＯx触媒６１は高温
でＮＯx浄化能が低いので、ＮＯx浄化能の高い温度まで
ＮＯx触媒６１の触媒床温を下げるために行われる。Ｓ
被毒回復制御については後で詳述する。

【００６７】＜ステップ６００＞ステップ４００におい
て否定判定した場合、及び、ステップ５００のＳ被毒回
復制御を実行した後、ＥＣＵ９０は、ステップ６００に
進んで、二次空気制御を実行する。二次空気制御は、必
要なときに排気通路に二次空気を供給するために行われ
る。ステップ６００を実行した後、ＥＣＵ９０は、本ル
ーチンの実行を一旦終了する。

【００６８】《ＨＣ吸着・パージ制御》次に、ステップ
１００のＨＣ吸着・パージ制御について図６に示すＨＣ
吸着・パージ制御ルーチンを参照して説明する。

【００６９】＜ステップ１０１＞まず、ＥＣＵ９０は、
ステップ１０１において、ＲＡＭ９３の所定領域に予め
設定された吸着完了フラグＦ2の記憶領域および吸着禁
止フラグＦ3の記憶領域にアクセスし、吸着完了フラグ
Ｆ2が「０」、あるいは、吸着禁止フラグＦ3が「０」、
の少なくともいずれか一方の条件が満たされているか否
か判定する。

【００７０】吸着完了フラグＦ2の記憶領域は、冷間始
動時にＨＣ吸着材２６に所定量のＨＣが吸着されたとき
に「１」が記憶され、エンジン停止時に初期値「０」が
記憶される領域である。したがって、吸着完了フラグＦ
2は、エンジン始動時には常に初期値「０」が記憶され
ている。

【００７１】また、吸着禁止フラグＦ3の記憶領域は、
排気ガスの温度が規定値以上になったときに「１」が記
憶され、エンジン停止時に初期値「０」が記憶される領
域である。したがって、吸着禁止フラグＦ3は、エンジ
ン始動時には常に初期値「０」が記憶されている。

【００７２】＜ステップ１０２＞吸着完了フラグＦ2が
「０」のとき、あるいは、吸着禁止フラグＦ3が「０」
のときには、ＥＣＵ９０は、ステップ１０１において肯
定判定してステップ１０２に進み、ＨＣ吸着条件が成立
しているか否か判定する。ここで、ＨＣ吸着条件成立
は、始動時触媒１２が活性温度に達していないときであ
り、エンジンの冷却水温度や始動時からの積算排気ガス
量などから判定する。したがって、未燃ＨＣの発生量が
多くなるエンジンの冷間始動時はＨＣ吸着条件が成立す
る。

【００７３】＜ステップ１０３＞ステップ１０２におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１０
３に進み、第１排気切替弁５２が全開になるように第１
アクチュエータ５１を作動させるとともに、第２排気切
替弁５４が全閉になるように第２アクチュエータ５３を
作動させて、排気ガスを第１通路２０に流す。ＨＣ吸着
条件成立時にはＨＣ吸着材２６が吸着温度にあり、且つ
排気ガス温度が低いため、排気ガスを第１通路２０に流
すと、排気ガス中の未燃ＨＣがＨＣ吸着材２６に吸着さ
れる。また、排気ガスは第１通路２０の排気冷却促進部
２３を通過する際に冷却されるため、ＨＣ吸着材２６に
流入する排気ガス温度が下がり、ＨＣ吸着材２６のＨＣ
吸着率が高められるとともにＨＣ吸着時間が拡大され
る。

【００７４】＜ステップ１０４＞ステップ１０３を実行
した後、ＥＣＵ９０は、ステップ１０４に進み、ＨＣ吸
着条件成立後の積算排気ガス量が規定値以上であるか否
か判定する。ここで、積算排気ガス量の規定値は、ＨＣ
吸着材２６の温度がＨＣ放出温度以上になるまでに必要
な排気ガス量であり、予め実験的に求めてＲＯＭ９２に
記憶しておく。

【００７５】＜ステップ１０５＞ステップ１０４におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１０
５に進み、吸着完了フラグＦ2の記憶領域の値を「０」
から「１」に書き換え、その後、ステップ１０９に進
む。一方、ステップ１０４において否定判定した場合に
は、ＥＣＵ９０は、ステップ１０４からステップ１０９
に進む。したがって、ＨＣ吸着条件が成立している間
は、ＨＣ吸着条件成立後の積算排気ガス量が前記規定値
以上になりステップ１０４で肯定判定されるまで、排気
ガスは第１通路２０に流れることになる。

【００７６】＜ステップ１０６＞一方、ステップ１０２
において否定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステッ
プ１０６に進み、第１排気切替弁５２が全閉になるよう
に第１アクチュエータ５１を作動させるとともに、第２
排気切替弁５４が全開になるように第２アクチュエータ
５３を作動させて、排気ガスを第２通路４０に流す。

【００７７】ここで、排気ガスの流れを第１通路２０か
ら第２通路４０に切り替える理由は次の通りである。吸
着条件不成立のときには始動時触媒１２が活性温度に達
しているので、この始動時触媒１２で排気ガス中のＨＣ
を浄化することができるからであり、また、吸着条件不
成立時にはＨＣ吸着材２６の温度がＨＣ放出温度以上に
なっていると推定されるので、そのときに排気ガスを第
１通路２０に流すとＨＣ吸着材２６からＨＣが離脱し排
気エミッションを悪化させる虞れがあるからである。

【００７８】＜ステップ１０７＞ステップ１０６を実行
した後、ＥＣＵ９０は、ステップ１０７に進み、排気温
センサ６７の出力値から排気ガス温度が規定値以上であ
るか否か判定する。このステップ１０７における排気ガ
ス温度は三元触媒６４の触媒床温の代用として用いてお
り、排気ガス温度が規定値以上ということは三元触媒６
４が活性温度以上であることを意味する。排気ガス温度
の前記規定値は予め実験的に求めＲＯＭ９２に記憶して
おく。

【００７９】＜ステップ１０８＞ステップ１０７におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、三元触媒６４
が活性化していると判断してステップ１０８に進み、吸
着禁止フラグＦ3の記憶領域の値を「０」から「１」に
書き換え、その後、ステップ１０９に進む。一方、ステ
ップ１０７において否定判定した場合には、ＥＣＵ９０
は、ステップ１０７からステップ１０９に進む。

【００８０】＜ステップ１０９＞ＥＣＵ９０は、ステッ
プ１０９において、吸着禁止フラグＦ3が「１」か否か
判定する。ステップ１０９において否定判定された場合
には、ＥＣＵ９０は、本ルーチンの実行を一旦終了す
る。すなわち、吸着禁止フラグＦ3が「１」になるまで
は、ＥＣＵ９０はステップ１１０〜１１５，１１６のス
テップには進まず、ＨＣ吸着材２６からのＨＣパージを
実行しない。

【００８１】尚、ステップ１０５において吸着完了フラ
グＦ2が「１」に書き換えられ、さらに、ステップ１０
８において吸着禁止フラグＦ3が「１」に書き換えられ
た以降にＥＣＵ９０が本ルーチンを実行するときには、
ステップ１０１において否定判定して、ステップ１０１
からステップ１０９に進むことになる。

【００８２】＜ステップ１１０＞ステップ１０９におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１１
０に進み、ＲＡＭ９３の所定領域に予め設定されたＨＣ
パージ完了フラグＦ4の記憶領域にアクセスし「０」が
記憶されているか否か判定する。

【００８３】ＨＣパージ完了フラグＦ4の記憶領域は、
ＨＣ吸着材２６からのＨＣパージ実行時における排気ガ
ス量の積算値が規定値以上になったときに「１」が記憶
され、エンジン停止時に初期値「０」が記憶される領域
である。したがって、ＨＣパージ完了フラグＦ4は、エ
ンジン始動時には常に初期値「０」が記憶されている。

【００８４】＜ステップ１１１＞ステップ１１０におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１１
１に進みＨＣパージ実行条件が成立しているか否か判定
する。ここで、ＨＣパージ実行条件成立の条件は、三元
触媒６４の触媒床温が活性温度以上であり、且つ、エン
ジンがリーン制御モードで運転されているか、あるい
は、エンジンがフューエルカット運転であることであ
る。これは、排気ガスの空燃比がリーンのときにＨＣ吸
着材２６からＨＣを脱離させた方が、ＮＯx触媒６１お
よび三元触媒６４への負担を減らすことができ、したが
ってエミッションの悪化を防止することができ、また、
三元触媒６４の触媒床温が活性温度以上でないと、ＨＣ
吸着材２６からパージしたＨＣを三元触媒６４で浄化で
きず、エミッションを悪化させてしまうからである。
尚、この実施の形態では、三元触媒６４の触媒床温は排
気温センサ６７で検出される排気ガス温度で代用する。

【００８５】＜ステップ１１２＞ステップ１１１におい
て肯定判定した場合、すなわち、ＨＣパージ実行条件が
成立している場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１１２
に進み、第１排気切替弁５２が全開になるように第１ア
クチュエータ５１を作動させるとともに、第２排気切替
弁５４が全閉になるように第２アクチュエータ５３を作
動させて、排気ガスを第１通路２０に流す。

【００８６】排気ガスを第１通路２０に流すと、ＨＣ吸
着材２６はＨＣ放出温度以上であるので、ＨＣ吸着材２
６に吸着されていたＨＣがパージされ、パージされたＨ
Ｃは排気ガスとともにＮＯx触媒６１および三元触媒６
４に流れ、ＮＯx触媒６１あるいは三元触媒６４で酸化
されて浄化される。

【００８７】＜ステップ１１３＞ステップ１１２を実行
した後、ＥＣＵ９０は、ステップ１１３に進み、ＨＣ吸
着材２６のＨＣパージ時の排気ガス量をパージ開始から
積算するパージ積算ガス量カウンタをカウントアップ
し、ＨＣパージ時の排気ガス量を積算する。尚、このパ
ージ積算ガス量カウンタはエンジン停止時に初期値
「０」にリセットされるようになっている。

【００８８】＜ステップ１１４＞ステップ１１３でＨＣ
パージ時の排気ガス量を積算した後、ＥＣＵ９０は、ス
テップ１１４に進み、パージ積算ガス量カウンタのカウ
ント値が規定値以上か否か、すなわち、ＨＣパージ時の
積算排気ガス量が規定値以上か否か判定する。ここで、
ＨＣパージ時の積算排気ガス量の規定値は、ＨＣ吸着材
２６に吸着されたＨＣの全量をパージさせるのに必要な
排気ガス量であり、予め実験的に求めてＲＯＭ９２に記
憶しておく。

【００８９】ステップ１１４において否定判定した場合
には、ＥＣＵ９０は、本ルーチンを一旦終了する。した
がって、ＨＣパージ時の積算排気ガス量が規定値以上に
なるまで第１通路２０に排気ガスを流しＨＣ吸着材２６
のＨＣパージが続行されることになる。

【００９０】＜ステップ１１５＞ステップ１１４におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ１１
５に進み、ＨＣパージ完了フラグＦ4の記憶領域の値を
「０」から「１」に書き換えて、本ルーチンの実行を一
旦終了する。

【００９１】この場合、ＥＣＵ９０が本ルーチンを次回
以後実行したときには、ＥＣＵ９０は、ステップ１１０
において否定判定して、本ルーチンの実行を一旦終了す
ることになり、したがって、ステップ１１１〜１１５，
１１６のステップを実行しない。

【００９２】＜ステップ１１６＞また、ＨＣ吸着材２６
からＨＣをパージしていても、次回本ルーチンを実行し
たときにパージ実行条件不成立になったときには、ＥＣ
Ｕ９０は、ステップ１１１において否定判定して、ステ
ップ１１６に進み、第１排気切替弁５２が全閉になるよ
うに第１アクチュエータ５１を作動させるとともに、第
２排気切替弁５４が全開になるように第２アクチュエー
タ５３を作動させて、排気ガスを第２通路４０に流す。
これにより、ＨＣ吸着材２６からのＨＣパージが一旦中
断され、再びパージ実行条件成立となったときにＨＣパ
ージを再開することになる。

【００９３】以上のように、このＨＣ吸着・パージ制御
を実行することにより、エンジン始動時に排出される未
燃ＨＣ、特に、冷間始動時に多く排出される未燃ＨＣが
大気に排出されなくなる。

【００９４】《ＮＯx触媒温度制御》次に、図５の基本
制御ルーチンにおけるステップ２００のＮＯx触媒温度
制御について図７に示すＮＯx触媒温度制御ルーチンを
参照して説明する。

【００９５】＜ステップ２０１＞まず、ＥＣＵ９０は、
ステップ２０１において、吸着完了フラグＦ2とＨＣパ
ージ完了フラグＦ4が両方とも「１」であるか否か判定
する。ＥＣＵ９０は、ステップ２０１において否定判定
した場合にはステップ２０２に進み、肯定判定した場合
にはステップ２０３に進む。

【００９６】＜ステップ２０２＞ＥＣＵ９０は、ステッ
プ２０２において、吸着禁止フラグＦ3が「１」である
か否か判定し、肯定判定した場合にはステップ２０３に
進み、否定判定した場合には本ルーチンの実行を一旦終
了する。したがって、ＥＣＵ９０は、ＨＣ吸着材２６に
吸着されたＨＣのパージが完了している場合、あるい
は、三元触媒６４が活性した後でなければ、ステップ２
０３に進まないこととなる。

【００９７】＜ステップ２０３＞ステップ２０３におい
て、ＥＣＵ９０は、Ｓ被毒回復制御実行フラグＦ5の記
憶領域にアクセスし「０」が記憶されているか否か判定
する。Ｓ被毒回復制御実行フラグＦ5の記憶領域は、Ｎ
Ｏx触媒６１に吸収されたＳＯxを脱離させるＳ被毒回復
処理を実行しているときに「１」が記憶され、Ｓ被毒回
復処理完了後のＮＯx触媒冷却処理を実行しているとき
に「０」が記憶される領域である。ステップ２０３にお
いて否定判定した場合、すなわち、ＮＯx触媒６１に対
してＳ被毒回復処理を実行中のときは、ＥＣＵ９０は、
本ルーチンの実行を一旦終了する。

【００９８】＜ステップ２０４＞ステップ２０３におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ２０
４に進み、ＮＯx触媒６１の触媒床温が予め設定された
規定値αよりも低いか否か判定する。尚、この実施の形
態においては、排気温センサ６７で検出される排気ガス
温度をＮＯx触媒６１の触媒床温として代用する。

【００９９】＜ステップ２０５＞ステップ２０４におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、第１排気切替
弁５２が全閉になるように第１アクチュエータ５１を作
動させるとともに、第２排気切替弁５４が全開になるよ
うに第２アクチュエータ５３を作動させて、排気ガスを
第２通路４０に流す。排気ガスが第２通路４０を流れた
ときは第１通路２０を流れたときよりも排気ガスの温度
降下が少ないので、ＮＯx触媒６１に流入する排気ガス
の温度を上げることができ、その結果、ＮＯx触媒６１
の触媒床温を高ＮＯx浄化率が得られる温度領域に保持
することができる。

【０１００】＜ステップ２０６＞ステップ２０４で否定
判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ２０６に進
み、ＮＯx触媒６１の触媒床温が予め設定された規定値
β以上か否か判定する。尚、規定値βは規定値αよりも
高い温度である（β＞α）。

【０１０１】＜ステップ２０７＞ステップ２０６におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、第１排気切替
弁５２が全開になるように第１アクチュエータ５１を作
動させるとともに、第２排気切替弁５４が全閉になるよ
うに第２アクチュエータ５３を作動させて、排気ガスを
第１通路２０に流す。排気ガスが第１通路２０を流れた
ときは第２通路４０を流れたときよりも排気ガスの温度
降下が大きいので、ＮＯx触媒６１に流入する排気ガス
の温度を下げることができ、その結果、ＮＯx触媒６１
の触媒床温を高ＮＯx浄化率が得られる温度領域に保持
することができる。

【０１０２】ステップ２０６において否定判定した場合
には、ＥＣＵ９０は、本ルーチンの実行を一旦終了す
る。したがって、ＮＯx触媒６１の触媒床温が規定値α
以上であって規定値βより小さいときには、排気ガスの
流路は切り替わることなく現状維持となり、これにより
排気流路の切り替え頻度が少なくなる。

【０１０３】尚、排気ガスの流路を切り替える際に閾値
となる規定値αはＮＯx浄化率を高く維持可能な最低温
度であり、規定値βはＮＯx浄化率を高く維持可能な最
大温度である。さらに、この規定値α，βは、単に固定
値を用いてもよいし、図１０に示すようにＮＯx浄化率
の温度特性はＮＯx触媒の熱劣化の度合によって異なる
ことから、ＮＯx触媒の熱劣化の度合を検出し、検出さ
れた熱劣化度合に応じて規定値α，βを変更してもよ
い。

【０１０４】図１１は、車速と、第１通路２０に排気ガ
スを流したときのＮＯx触媒６１の触媒床温、あるい
は、第２通路４０に排気ガスを流したときのＮＯx触媒
６１の触媒床温との関係を実験的に求めた一例である。
このように第１通路２０に排気ガスを流したときには低
速運転時にＮＯx触媒６１を高ＮＯx浄化温度領域に保持
することができず、第２通路４０に排気ガスを流したと
きには高速運転時にＮＯx触媒６１を高ＮＯx浄化温度領
域に保持することができない。しかしながら、前述の如
くＮＯx触媒６１の触媒床温に応じて排気ガスの流路を
第１通路２０あるいは第２通路４０に切り替えると、低
車速から高車速の広範囲においてＮＯx触媒６１の触媒
床温を高ＮＯx浄化温度領域に保持することが可能にな
る。

【０１０５】《Ｓ被毒回復制御》次に、図５の基本制御
ルーチンにおけるステップ５００のＳ被毒回復制御につ
いて図８に示すＳ被毒回復制御ルーチンを参照して説明
する。

【０１０６】＜ステップ５０１＞まず、ＥＣＵ９０は、
ステップ５０１において、排気冷却実行フラグＦ1が
「０」か否か判定する。

【０１０７】＜ステップ５０２＞ステップ５０１におい
て肯定判定した場合には、Ｓ被毒カウンタのカウント値
が規定値以上であることになるので、ＥＣＵ９０は、ス
テップ５０２に進み、Ｓ被毒回復制御実行フラグＦ5を
「１」とする。Ｓ被毒回復制御実行フラグＦ5＝１はＳ
被毒回復処理実行中を意味する。

【０１０８】＜ステップ５０３＞ステップ５０２に続い
て、ＥＣＵ９０は、ステップ５０３に進み、（１）排気
ガスを第２通路４０に流し、（２）二次空気を排気ガス
中に供給し、（３）空燃比を弱リッチに制御してエンジ
ンを運転する。

【０１０９】詳述すると、まず、ＥＣＵ９０は、第１排
気切替弁５２が全閉になるように第１アクチュエータ５
１を作動させるとともに、第２排気切替弁５４が全開に
なるように第２アクチュエータ５３を作動させて、排気
ガスを第２通路４０に流す。これにより、排気ガスがＮ
Ｏx触媒６１に到達するまでの排気ガスの温度降下が抑
制される。次に、ＥＣＵ９０は、二次空気供給装置７０
を作動させて、二次空気供給管６９からＮＯx触媒６１
の上流の合流管６０に二次空気を供給する。次に、ＥＣ
Ｕ９０は、燃料噴射制御装置により空燃比を弱リッチに
制御する。

【０１１０】弱リッチの空燃比でエンジンを運転する
と、排気ガスは未燃ＨＣを多量に含む弱リッチな空燃比
の排気ガスとなり、この排気ガスが第２通路４０を通っ
てＮＯx触媒６１に流入する。

【０１１１】そして、未燃ＨＣを多量に含む弱リッチな
空燃比の排気ガスと二次空気供給管６９から供給された
二次空気が合流管６０において合流し、ここで未燃ＨＣ
を多量に含む酸素過剰な排気ガスとなってＮＯx触媒６
１に流入する。その結果、ＮＯx触媒６１において排気
ガス中の未燃ＨＣと酸素が酸化反応し、その反応熱によ
ってＮＯx触媒６１の触媒床温が上昇する。ＮＯx触媒６
１の触媒床温がＳＯx放出温度（例えば、６５０゜Ｃ）
以上になるとＮＯx触媒６１に吸収されていたＳＯxがＮ
Ｏx触媒６１から脱離しＳＯ₂として放出される。

【０１１２】ＮＯx触媒６１において酸化されなかった
未燃ＨＣは、下流の三元触媒６４において酸化されるこ
とになる。したがって、ステップ５０３において空燃比
を弱リッチに制御する際の弱リッチの程度は、ＮＯx触
媒６１を通過した未燃ＨＣを三元触媒６４で浄化するこ
とができる程度とするのが好ましい。

【０１１３】尚、排気ガスは第２通路４０に流入する前
に始動時触媒１２を通るが、始動時触媒１２を通る際に
は未だ二次空気が供給されておらず、排気ガス中の酸素
濃度が極めて低いので、始動時触媒１２において酸化す
る未燃ＨＣは極めて少なく、排気ガス中の多くの未燃Ｈ
ＣがＮＯx触媒６１に流入する。

【０１１４】また、ステップ５０３における処理を前述
したように（１）排気ガス流路の切り替え、（２）二次
空気供給、（３）弱リッチ制御の順番で実行することに
より、Ｓ被毒回復処理開始時にエミッションが悪化する
のを防止することができる。

【０１１５】＜ステップ５０４＞ステップ５０３の処理
を実行した後、ＥＣＵ９０は、ステップ５０４に進み、
ＮＯx触媒６１の触媒床温が前記ＳＯx放出温度以上であ
り且つ下流側０₂センサの出力値がリッチ出力か否か判
定する。尚、この実施の形態においては、排気温センサ
６７で検出される排気ガス温度をＮＯx触媒６１の触媒
床温として代用する。

【０１１６】ＮＯx触媒６１から効率的にＳＯxを脱離し
ＳＯ₂として放出するためには、ＮＯx触媒６１の触媒床
温がＳＯx放出温度以上であり、且つ、ＮＯx触媒６１に
おいて排気ガスの空燃比が弱リッチであることが必要で
ある。ＮＯx触媒下流に配置されている下流側０₂センサ
の出力値がリッチ出力であれば、ＮＯx触媒６１のケー
シング６２内も弱リッチな雰囲気であると判断できる。

【０１１７】また、ＮＯx触媒６１に流入する排気ガス
の空燃比が、ＳＯxを効率的に還元することができる所
定の空燃比となるように、二次空気供給装置７０を制御
して二次空気供給量を制御するのが好ましい。なお、二
次空気供給量を一定にし、エンジンの空燃比を制御し
て、ＮＯx触媒６１に流入する排気ガスの空燃比を制御
してもよい。

【０１１８】＜ステップ５０５＞ＥＣＵ９０は、ステッ
プ５０４において肯定判定した場合には、ＮＯx触媒６
１からＳＯxが放出されているものとして、ステップ５
０５に進み、ＳＯx放出時の排気ガス量を積算するＳ被
毒回復積算ガス量カウンタをカウントアップする。

【０１１９】一方、ステップ５０４において否定判定し
た場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ５１１に進み、Ｎ
Ｏx触媒６１の触媒床温が規定値Ｔ2よりも低く、且つ、
排気冷却実行フラグＦ1が「１」であるか否か判定す
る。この時点ではまだ排気冷却実行フラグＦ1が「０」
であるので、ステップ５１１において否定判定して、Ｅ
ＣＵ９０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

【０１２０】＜ステップ５０６＞ステップ５０５の処理
を実行した後、ＥＣＵ９０は、ステップ５０６に進み、
Ｓ被毒回復積算ガス量カウンタのカウント値が規定値以
上か否か判定する。この規定値は、ＮＯx触媒６１に吸
収されているＳＯxをほぼ完全に放出するのに必要な排
気ガス量に対応するカウント値であり、予め実験的に求
めてＲＯＭ９２に記憶しておく。

【０１２１】ステップ５０６において否定判定した場合
には、ＥＣＵ９０は、ステップ５１１に進み、ＮＯx触
媒６１の触媒床温が規定値Ｔ2よりも低く、且つ、排気
冷却実行フラグＦ1が「１」であるか否か判定する。こ
の時点ではまだ排気冷却実行フラグＦ1が「０」である
ので、ステップ５１１において否定判定して、ＥＣＵ９
０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。

【０１２２】＜ステップ５０７＞一方、ステップ５０６
において肯定判定した場合には、ＮＯx触媒６１のＳ被
毒回復処理が完了したものとして、ＥＣＵ９０は、ステ
ップ５０７に進み、（１）第１排気切替弁５２が全開に
なるように第１アクチュエータ５１を作動させるととも
に、第２排気切替弁５４が全閉になるように第２アクチ
ュエータ５３を作動させて、排気ガスを第１通路２０に
流し、（２）燃料噴射制御装置による空燃比制御を弱リ
ッチ制御から上流側Ｏ₂センサ１１の出力値だけに基づ
くフィードバックストイキ制御に切り替え、（３）排気
冷却実行フラグＦ1を「１」とし、（４）Ｓ被毒カウン
タをリセットし、（５）Ｓ被毒回復積算ガス量カウンタ
をリセットして、ＮＯx触媒６１に対する冷却処理を開
始する。

【０１２３】ＮＯx触媒６１のＳ被毒回復処理完了直後
はＮＯx触媒６１の触媒床温が非常に高く、ＮＯx浄化率
の低い温度域にあるため、その状態でリーン空燃比の排
気ガスを流すと、エミッションが悪化してしまう。その
ため、Ｓ被毒回復処理完了後は素早くＮＯx触媒６１の
触媒床温を下げる必要がある。排気ガスを第１通路２０
に流すと、排気冷却促進部２３の冷却促進効果により、
合流管６０に到達するまでの排気ガスの温度降下が増大
し、ＮＯx触媒６１の触媒床温を早く下げることができ
る。

【０１２４】また、合流管６０への二次空気の供給は停
止されず続行されるので、ＮＯx触媒６１には二次空気
との混合によりさらに冷却された排気ガスが流入するこ
とになり、ＮＯx触媒６１の冷却が促進される。

【０１２５】また、ＮＯx触媒６１の触媒床温がＮＯx浄
化率の低い高温域にある間は排気空燃比を理論空燃比に
しているので、ＮＯx触媒６１および三元触媒６４の三
元触媒作用により排気ガスを浄化することができ、した
がって、Ｓ被毒回復処理完了直後のエミッション悪化を
防止することができる。

【０１２６】尚、ステップ５０７における空燃比のスト
イキ制御を、上流側Ｏ₂センサ１１の出力値だけに基づ
くフィードバック制御とするのは、Ｓ被毒回復処理完了
後しばらくの間は下流側Ｏ₂センサ６８の出力値がリッ
チ出力となるので、下流側Ｏ₂センサ６８の出力値に基
づくサブフィードバック制御も行うと、空燃比がリーン
側に誤補正されるからである。

【０１２７】＜ステップ５０８＞ステップ５０７におい
て排気冷却実行フラグＦ1を「１」にすると、次回この
ルーチンを実行したときには、ＥＣＵ９０は、ステップ
５０１において否定判定してステップ５０８に進み、Ｓ
被毒回復制御実行フラグＦ5を「０」にする。

【０１２８】＜ステップ５０９＞次に、ＥＣＵ９０は、
ステップ５０９に進んで、ＮＯx触媒６１の触媒床温が
予め設定された規定温度Ｔ1よりも小さく且つ上流側Ｏ₂
センサ１１の出力値に基づくフィードバックストイキ制
御を実行しているか否か判定する。規定温度Ｔ1は、ス
トイキの排気ガスとリーン空燃比の排気ガスのどちらを
流すかを決定する閾値である。

【０１２９】＜ステップ５１０＞ステップ５０９におい
て肯定判定した場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ５１
０に進み、燃料噴射制御装置による空燃比制御を上流側
Ｏ₂センサ１１の出力値だけに基づくフィードバックス
トイキ制御から通常制御（すなわち、エンジンの運転状
態に応じた空燃比制御）に切り替えて、ステップ５１１
に進む。

【０１３０】また、ステップ５０９において否定判定し
た場合には、ＥＣＵ９０は、ステップ５１１に進む。し
たがって、ステップ５０７において空燃比を上流側Ｏ₂
センサ１１の出力値だけに基づくフィードバックストイ
キ制御に切り替えた後、ＮＯx触媒６１の触媒床温が規
定温度Ｔ1よりも小さくなるまでは、ステップ５０９に
おいて否定判定されて、上流側Ｏ₂センサ１１の出力値
だけに基づくフィードバックストイキ制御を続行する。

【０１３１】＜ステップ５１１＞ステップ５１１におい
て、ＥＣＵ９０は、ＮＯx触媒６１の触媒床温が予め設
定した規定温度Ｔ2よりも低く、且つ、排気冷却実行フ
ラグＦ1が「１」であるか否か判定する。尚、規定温度
Ｔ2は規定温度Ｔ1よりも小さい値に設定しておく（例え
ば、Ｔ1＝５５０゜Ｃ ，Ｔ2＝５００゜Ｃ）。

【０１３２】ＮＯx触媒６１の触媒床温が規定温度Ｔ2以
上の時には、ステップ５１１において否定判定され、Ｅ
ＣＵ９０は、本ルーチンの実行を一旦終了する。したが
って、この場合には、合流管６０への二次空気の供給は
停止されずに続行され、ＮＯx触媒６１の冷却を続行す
る。

【０１３３】＜ステップ５１２＞ＮＯx触媒６１の触媒
床温が規定温度Ｔ2よりも低くなると、ステップ５１１
において肯定判定されるので、ＥＣＵ９０は、ステップ
５１２に進み、排気冷却実行フラグＦ1を「０」に書き
換える。排気冷却実行フラグＦ1が「０」になると、後
述の二次空気制御で説明するように、合流管６０への二
次空気の供給が停止される。これによりＳ被毒回復処理
完了後のＮＯx触媒冷却処理が終了する。

【０１３４】また、排気冷却実行フラグＦ1が「０」に
なることにより、次回ルーチン実行時には基本制御ルー
チンのステップ４００において否定判定されるので、こ
のＳ被毒回復制御５００は実行されない。

【０１３５】なお、この実施の形態では、ステップ５０
６で肯定判定されてＳ被毒回復処理が完了すると、ＮＯ
x触媒６１の上流への二次空気の供給を続行しつつ、ス
テップ５０７でエンジンの空燃比をストイキ制御に変更
し、ストイキの排気ガスと二次空気とを第１通路２０を
介してＮＯx触媒６１に流すようにしているが、このよ
うにすると、ＮＯx触媒６１に流入する排気ガスの空燃
比がリーン寄りになるため、ＮＯx触媒６１の触媒床温
が高温状態（前述の実施の形態においては規定温度Ｔ1
以上）にあるときにＮＯx浄化率が低くなる虞れがあ
る。そこで、これに対処するに、Ｓ被毒回復処理が完了
した時点で一旦ＮＯx触媒６１への二次空気の供給を停
止し、ＮＯx触媒６１の触媒床温が規定温度Ｔ1よりも小
さくなるまでは、二次空気をＮＯx触媒６１に供給せ
ず、エンジンの空燃比をストイキ制御に変更し、ストイ
キの排気ガスを第１通路２０を介してＮＯx触媒６１に
流すだけにすることにより、ＮＯx浄化率を高く維持し
つつＮＯx触媒６１の冷却を行い、ＮＯx触媒６１の触媒
床温が規定温度Ｔ1よりも低くなったらＮＯx触媒６１に
二次空気を供給してより効率的にＮＯx触媒６１の冷却
を行い、ＮＯx触媒６１の触媒床温が規定温度Ｔ2よりも
低くなったら二次空気の供給を停止するようにしてもよ
い。この場合、二次空気の供給に併せてエンジンの空燃
比をリーン制御に変更してもよいし、あるいはストイキ
制御を続行してもよい。

【０１３６】また、前述の実施の形態では、ステップ５
０６で肯定判定されてＳ被毒回復処理が完了すると、ス
テップ５０９で肯定判定されるまでの間は、ストイキの
排気ガスを流してＮＯx触媒６１の冷却処理を実行して
いるが、Ｓ被毒回復処理完了後、直ぐにリーン空燃比の
排気ガスを第１通路２０に流してＮＯx触媒６１の触媒
床温を規定温度Ｔ2より低くすることができる場合に
は、換言すれば、それくらい十分に排気冷却効果が得ら
れるように排気冷却促進部２３を設計してある場合に
は、ストイキの排気ガスをＮＯx触媒６１に流して冷却
する処理を省略することができ、それによりストイキ運
転による燃費悪化を抑制することができる。

【０１３７】《二次空気制御》次に、図５の基本制御ル
ーチンにおけるステップ６００の二次空気制御について
図９の二次空気制御ルーチンを参照して説明する。

【０１３８】＜ステップ６０１＞まず、ＥＣＵ９０は、
ステップ６０１において、Ｓ被毒回復制御実行フラグＦ
5が「１」、あるいは、排気冷却実行フラグＦ1が
「１」、の少なくともいずれか一方の条件が満たされて
いるか否か判定する。

【０１３９】＜ステップ６０２＞Ｓ被毒回復制御実行フ
ラグＦ5が「１」のとき、あるいは、排気冷却実行フラ
グＦ1が「１」のときには、ＥＣＵ９０は、ステップ６
０１において肯定判定してステップ６０２に進み、二次
空気供給装置７０を作動させて、二次空気供給管６９か
ら合流管６０に二次空気を供給する。

【０１４０】＜ステップ６０３＞Ｓ被毒回復制御実行フ
ラグＦ5が「０」であって、且つ、排気冷却実行フラグ
Ｆ1が「０」であるときには、ＥＣＵ９０は、ステップ
６０１において否定判定してステップ６０３に進み、二
次空気供給装置７０の作動を停止し、二次空気供給管６
９から合流管６０への二次空気の供給を停止する。

【０１４１】したがって、ＥＣＵ９０が、基本制御ルー
チンにおいてステップ４００で肯定判定し、ステップ５
００のＳ被毒回復制御に進んだ場合には、Ｓ被毒回復制
御ルーチンのステップ５１２において排気冷却実行フラ
グＦ1が「０」に書き換えられるまでは、合流管６０へ
の二次空気供給が行われることになる。

【０１４２】尚、前述の実施の形態では、二次空気を合
流管６０に導入しているが、二次空気の導入位置はこれ
に限るものではなく、例えば、始動時触媒１２の直ぐ下
流の排気管１４に導入することも可能である。排気管１
４に二次空気を導入した場合には、二次空気導入点から
ＮＯx触媒６１までの距離が十分にあるので、その間に
弱リッチ空燃比の排気ガスと二次空気を十分に混合する
ことができるというメリットがある。

【０１４３】これに対して、前述した実施の形態の場合
のようにＮＯx触媒６１の直ぐ上流の合流管６０に二次
空気を導入した場合には、弱リッチ空燃比の排気ガスと
二次空気の酸化反応がケーシング６２の直ぐ上流あるい
はケーシング６２内において行われるので、その反応熱
を極めて有効にＮＯx触媒６１の昇温に利用することが
でき、したがって、ＮＯx触媒６１を所望の温度まで極
めて迅速に昇温することができるというメリットがあ
る。

【０１４４】また、二次空気供給管６９をその途中で分
岐し、その分岐管を始動時触媒１２の上流の排気管１０
に接続するとともに、分岐管と二次空気供給管６９との
分岐部に切替弁を設けて、二次空気の導入先を合流管６
０と排気管１０のいずれかに選択できるようにし、二次
空気を排気管１０に導入することによって始動時触媒の
暖機を行うことができるようにしてもよい。

【０１４５】〔第２の実施の形態〕次に、本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の第２の実施の形態を図１２か
ら図１５の図面を参照して説明する。

【０１４６】第２の実施の形態における機関本体７０１
は直列４気筒エンジンである。機関本体７０１の各気筒
の吸気ポートは対応する吸気枝管７０２を介してサージ
タンク７０３に接続され、サージタンク７０３は吸気管
７０４を介してエアクリーナ７０５に接続されている。

【０１４７】吸気管７０４の途中には、過給機７５０の
コンプレッサ７５１が設けられており、エアクリーナ７
０５から導入された吸気はコンプレッサ７５１によって
昇圧されてサージタンク７０３に送られる。

【０１４８】また、吸気管７０４にはサージタンク７０
３の上流にスロットル弁７０６が設けられており、スロ
ットル弁７０６よりも上流には、吸気管４内を流れる空
気量に対応した電気信号を出力するエアフロメータ７０
８が設けられている。また、各気筒には筒内に燃料を直
接噴射する燃料噴射弁７０７が取り付けられている。こ
の燃料噴射弁７０７は後述するＥＣＵ７９０とともに、
空燃比制御手段を構成する。

【０１４９】また、機関本体７０１の各気筒の排気ポー
トは排気マニホルド７０９を介して排気管７１０に接続
されており、各気筒から排出された排気ガスがこの排気
管７１０において合流する。

【０１５０】排気管７１０は始動時触媒７１２を収容し
たケーシング７１３に接続されている。始動時触媒７１
２は、後述するＮＯx触媒７６１が活性化していない機
関始動時に排気ガスを浄化するものであり、例えばアル
ミナ担体上に白金Ｐｔのような貴金属が坦持された三元
触媒から構成されている。

【０１５１】排気管７１０の途中には、過給機７５０の
タービン７５２が設けられており、排気管７１０を流れ
る排気ガスはタービン７５２を駆動し、タービン７５２
に連結されたコンプレッサ７５１を駆動して、前述した
ように吸気を昇圧する。

【０１５２】排気管７１０においてタービン７５２より
も上流には、排気管７１０を流れる排気ガスの酸素濃度
に対応した電気信号を出力する上流側Ｏ₂センサ７１１
が取り付けられている。

【０１５３】始動時触媒７１２を収容したケーシング７
１３は、排気管７６０を介して、吸蔵還元型ＮＯx触媒
（以下、ＮＯx触媒と略す）７６１を収容したケーシン
グ７６２に接続され、ケーシング７６２は排気管７６３
を介して図示しないマフラーに接続されている。

【０１５４】ＮＯx触媒７６１は、第１の実施の形態に
おける吸蔵還元型ＮＯx触媒６１と同じ構成であり、例
えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム
Ｋ，ナトリウムＮａ，リチウムＬｉ，セシウムＣｓのよ
うなアルカリ金属、バリウムＢａ，カルシウムＣａのよ
うなアルカリ土類、ランタンＬａ，イットリウムＹのよ
うな希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ，
パラジウムＰｄ，ロジウムＲｈ，イリジウムＩｒのよう
な貴金属とが担持されてなる。

【０１５５】ただし、この実施の形態におけるＮＯx触
媒７６１のＮＯx浄化率温度特性は図１４に示すように
なっていて、第１の実施の形態におけるＮＯx触媒６１
のＮＯx浄化率温度特性とは異なっている。

【０１５６】ＮＯx触媒７６１は、排気空燃比がリーン
のときにはＮＯxを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度
が低下すると吸収したＮＯxを放出するＮＯxの吸放出作
用を行う。また、ＮＯx触媒７６１から放出されたＮＯx
は還元剤によってＮ₂に還元される。ここで、排気空燃
比とは、機関吸気通路およびＮＯx触媒７６１より上流
の排気通路内に供給された全燃料量及び全還元剤量に対
する全空気量の比をいう。

【０１５７】なお、ＮＯx触媒７６１よりも上流の排気
通路内に燃料（炭化水素）あるいは空気が供給されない
場合には、排気空燃比は各気筒に供給される全燃料量に
対する全空気量の比に一致する。

【０１５８】排気管７６３には、排気管７６３を流れる
排気ガスの温度に比例した電気信号を出力する排気温セ
ンサ７６７と、排気管７６３を流れる排気ガスの酸素濃
度に対応した電気信号を出力する下流側Ｏ₂センサ７６
８が取り付けられている。この実施の形態においては、
排気温センサ７６７により検出される排気ガス温度は、
ＮＯx触媒７６１の触媒床温としても代用される。

【０１５９】排気管７６０においてケーシング７６２の
上流側近傍には、過給空気供給管７６９の一端が接続さ
れており、この過給空気供給管７６９の他端は、吸気管
７０４においてコンプレッサ７５１よりも下流であって
エアフロメータ７０８よりも上流に位置する部位に接続
されている。

【０１６０】さらに、吸気管７０４と過給空気供給管７
６９との接続部位には、アクチュエータ７７１によって
駆動され過給空気供給管７６９へ流れる過給空気の流量
を制御する流量制御弁７７０が設けられている。流量制
御弁７７０を全閉にしたときには、コンプレッサ７５１
によって昇圧された過給空気の全量がサージタンク７０
３に導入されるようになっており、このときには過給空
気供給管７６９に過給空気は流れない。また、流量制御
弁７７０を開いたときには、過給空気の一部が弁開度に
応じた流量で過給空気供給管７６９を介して排気管７６
０に導入され、残りの過給空気がサージタンク７０３に
導入されるようになっている。そして、過給空気供給管
７６９を介して排気管７６０に導入された過給空気は、
機関本体１から排出された排気ガスとともにＮＯx触媒
７６１に導入される。尚、この実施の形態において、流
量制御弁７７０と過給空気供給管７６９は過給空気供給
手段を構成する。

【０１６１】エンジンコントロール用の電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）７９０はディジタルコンピュータからな
り、図１３に示すように、双方向性バス７９１によって
相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）７９
２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７９３、ＣＰＵ
（マイクロプロセッサ）７９４、常時電力が供給されて
いるＢ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）７９５、入力ポ
ート７９６及び出力ポート７９７を具備する。

【０１６２】ＥＣＵ７９０の入力ポート７９６には、エ
アフロメータ７０８、上流側Ｏ₂センサ７１１、排気温
センサ７６７、下流側Ｏ₂センサ７６８などの出力信号
がそれぞれ対応するＡＤ変換器７９８を介して入力され
る。また、ＥＣＵ７９０の入力ポート７９６には、回転
数センサ（図示せず）から機関回転数Ｎを表す出力パル
スが入力される。

【０１６３】ＥＣＵ７９０の出力ポート７９７は、対応
する駆動回路７９９を介して、各気筒の燃料噴射弁７０
７、各気筒の点火栓（図示せず）、流量制御弁７７０の
アクチュエータ７７１、などに電気的に接続されてい
る。

【０１６４】ところで、この実施の形態のエンジンで
は、エンジンの運転状態に応じて空燃比を変えて運転す
る空燃比制御が実行される。つまり、このエンジンで
は、リーン条件成立時には各気筒で燃焼せしめられる混
合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンに制御（これを
リーン制御という）され、リーン条件不成立時には各気
筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比が理論空燃比ある
いはリッチ空燃比に制御される（これをストイキ制御あ
るいはリッチ制御という）。例えば機関負荷が予め定め
られた設定負荷よりも高いときにはリッチ制御が実行さ
れ、暖機運転時、またはＮＯx触媒６１が活性状態にな
いときなどはストイキ制御が実行され、これらはいずれ
もリーン条件不成立と判断され、それ以外はリーン条件
が成立していると判断されてリーン制御が実行される。

【０１６５】リーン制御時に機関から排出される排気ガ
スの空燃比はリーンであることから、リーン制御時に排
気ガス中のＮＯxはＮＯx触媒７６１に吸収される。とこ
ろが、ＮＯx触媒７６１のＮＯx吸収能力には限界がある
のでＮＯx触媒７６１のＮＯx吸収能力が飽和する前にＮ
Ｏx触媒７６１からＮＯxを放出させる必要がある。そこ
で、この実施の形態では、ＮＯx触媒７６１のＮＯx吸収
量が予め定められた設定量よりも多くなったときには各
気筒で燃焼せしめられる混合気の空燃比を一時的に理論
空燃比よりもリッチにしてＮＯx触媒７６１からＮＯxを
放出させるとともに還元するようにしている。このよう
な空燃比制御をリーン・リッチスパイク制御と称してい
る。

【０１６６】また、ＮＯx触媒７６１は図１４に示すＮ
Ｏx浄化率温度特性を有しており、触媒床温によってＮ
Ｏx浄化率が異なる。ＮＯx触媒７６１の場合には、触媒
床温がＴyよりも若干高い温度までの温度範囲で高ＮＯx
浄化率を示し、触媒床温がＴxを越えるとＮＯx浄化率は
約５０％以下にまで低下する。

【０１６７】そこで、この第２の実施の形態において
は、機関本体１における空燃比をリーン制御して運転し
ているときには、ＥＣＵ７９０は、触媒床温がＴx以上
であると判定すると、ＮＯx触媒７６１の触媒床温を高
ＮＯx浄化温度領域に保持するために、流量制御弁７７
０を所定の開度で開かせるべくアクチュエータ７７１を
作動させる。

【０１６８】流量制御弁７７０が開かれると、過給機７
５０のコンプレッサ７１３で昇圧された過給空気が過給
空気供給管７６９を介して排気管７６０に導入され、機
関本体１から排出された排気ガスとともにＮＯx触媒７
６１に供給される。過給空気は排気ガス温度よりも低温
であるので、過給空気を排気ガスとともにＮＯx触媒７
６１に導入すると、ＮＯx触媒７６１を冷却することが
でき、その結果、触媒床温を高ＮＯx浄化温度領域に保
持することができる。

【０１６９】そして、ＥＣＵ７９０は、触媒床温がＴy
以下になった判定すると、流量制御弁７７０を閉弁させ
るべくアクチュエータ７７１を作動させ、ＮＯx触媒７
６１への過給空気の導入を停止して、ＮＯx触媒７６１
を冷やしすぎないようにし、これによりＮＯx触媒７６
１の触媒床温を高ＮＯx浄化温度領域に保持する。尚、
この実施の形態では、排気温センサ７６７で検出される
排気ガス温度をＮＯx触媒７６１の触媒床温として代用
する。

【０１７０】尚、排気管７６０に導入する過給空気量
は、ＮＯx触媒７６１の触媒床温がＴxよりも大きくなる
にしたがって増大するように制御するのが好ましい。例
えば、排気温センサ７６７の出力値に基づいて、あるい
は、排気温センサ７６７の出力値からＮＯx触媒７６１
の触媒床温を推定しその推定値に基づいて、流量制御弁
７７０の開度をフィードバック制御してもよい。

【０１７１】ところで、第１の実施の形態において説明
したように、ＮＯx触媒７６１に排気ガスを流している
と経時的にＮＯx触媒７６１がＳ被毒しＮＯx浄化能力の
低下を招くため、長期に亘ってＮＯx浄化能力を高く保
持するためには、所定の時期にＳ被毒回復処理を行う必
要がある。

【０１７２】また、ＮＯx触媒７６１に吸収されたＳＯx
はＮＯx触媒７６１内において硫酸塩を生成するが、一
旦ＮＯx触媒７６１内に生成された硫酸塩を効率的に分
解するには、ＮＯx触媒７６１をＳＯx放出温度以上に保
持するとともに、ＮＯx触媒７６１に流入する排気ガス
の空燃比を理論空燃比あるいは弱リッチにする必要があ
る。

【０１７３】そこで、この第２の実施の形態において
は、ＥＣＵ７９０は、機関本体１が高負荷運転状態にあ
り、且つ、ＮＯx触媒７６１に吸収されているＳＯx量が
所定量に達しており、且つ、排気ガス温度が所定温度
（Ｔa）以上であると判定したときに、ＮＯx触媒７６１
に対してＳＯx被毒回復処理を行うようにした。

【０１７４】そして、この第２の実施の形態では、Ｓ被
毒回復処理時に、ＮＯx触媒７６１からＳＯxを放出させ
るべくＮＯx触媒７６１を昇温するために、ＥＣＵ７９
０は、Ｓ被毒回復処理時に流量制御弁７７０を所定の開
度で開くべくアクチュエータ７７１を作動させる。流量
制御弁７７０が開かれると、過給機７５０のコンプレッ
サ７１３で昇圧された過給空気が過給空気供給管７６９
を介して排気管７６０に導入される。

【０１７５】また、Ｓ被毒回復処理時には前述したよう
に機関本体１は高負荷運転状態であり、機関本体１の空
燃比はリッチ制御されている。したがって、機関本体１
から排出される排気ガスの空燃比はリッチであり、この
リッチ空燃比の排気ガスが排気管７１０，７６０を介し
てＮＯx触媒７６１に流入する。ここで、リッチ空燃比
の排気ガスは排気管７１０を流れる際に始動時触媒７１
２を通過するが、ここでは排気ガス中の酸素濃度が極め
て低いので、排気ガス中の未燃ＨＣの殆どは始動時触媒
７１２において酸化されることなく素通りして、ＮＯx
触媒７６１に導入されることになる。

【０１７６】そして、始動時触媒７１２を通過したリッ
チ空燃比の排気ガスと過給空気供給管７６９から導入さ
れた過給空気は、排気管７６０において合流しＮＯx触
媒７６１に流入する。その結果、排気ガス中の未燃ＨＣ
と過給空気の多量の酸素がＮＯx触媒７６１において酸
化反応を起こし、この時に生じる反応熱によってＮＯx
触媒６１の触媒床温が上昇する。

【０１７７】そして、ＮＯx触媒７６１において硫酸塩
の分解・放出が効率的に行われるように、ＮＯx触媒７
６１に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比または弱
リッチにするべく、ＮＯx触媒７６１への過給空気の導
入量を制御する。そのために、この実施の形態では、上
流側Ｏ2センサ７１１と下流側Ｏ2センサ７６８の出力値
に基づいて流入排気空燃比のフィードバック制御を実行
すべく、流量制御弁７７０の弁開度のフィードバック制
御を実行する。

【０１７８】ところで、ＮＯx触媒７６１の触媒床温と
硫酸塩分解量との間には、図１５に示すような関係があ
り、触媒床温がＴaを越えると硫酸塩分解量が急激に増
大し、温度の増大に伴って硫酸塩分解量は増大し続け
る。しかしながら、ＮＯx触媒７６１を余り高い温度雰
囲気下に長時間晒すと、ＮＯx触媒７６１の熱劣化が急
速に進行し、やはりＮＯx触媒７６１の浄化能力を低減
させるため、好ましくない。

【０１７９】そこで、この実施の形態では、Ｓ被毒回復
処理実行中、ＥＣＵ７９０は、排気温センサ７６７で検
出された排気ガス温度がＴa以上であってＴb以下のとき
には流量制御弁７７０を開いて過給空気を導入しＮＯx
触媒７６１の昇温処理を実行するが、排気ガス温度がＴ
bをこえているときには流量制御弁７７０を全閉にして
過給空気の導入を停止し、ＮＯx触媒７６１がそれ以上
温度上昇するのを抑制して、硫酸塩の分解を促進させる
ようにした。

【０１８０】さらに、ＥＣＵ７９０は、排気ガス温度が
Ｔcを越えていると判定した場合には、前述したＳ被毒
回復処理時における過給空気の導入制御を禁止し、流量
制御弁７７０を全閉状態に保持することにより、ＮＯx
触媒７６１の過熱を防止するようにした。

【０１８１】以上のようにＳ被毒回復処理を実行するこ
とにより、ＮＯx触媒７６１に生成された硫酸塩の殆ど
を分解してＳ０₂に還元し放出することができ、ＮＯx触
媒７６１のＨＣ，ＣＯ，ＮＯxの浄化能力をＳ被毒前と
ほぼ同等の状態に回復することができる。

【０１８２】また、Ｓ被毒回復処理完了直後は、ＮＯx
触媒７６１の触媒床温が極めて高いため、ＮＯx浄化率
が低い。そこで、この第２の実施の形態においては、Ｓ
被毒回復処理完了後、ＮＯx触媒７６１をＮＯx浄化率の
高い温度まで素早く冷却するために、ＮＯx触媒７６１
に対して冷却処理を実行する。

【０１８３】ＮＯx触媒冷却処理は次のようにして実行
される。ＥＣＵ７９０は、Ｓ被毒回復処理完了時から所
定の期間だけ、流量制御弁７７０を所定開度で開くべく
アクチュエータ７７１を作動させ、コンプレッサ７５１
で昇圧された過給空気の一部を過給空気供給管７６９を
介して排気管７６０に導入し、この過給空気を排気ガス
とともにＮＯx触媒７６１に導入して、ＮＯx触媒７６１
を冷却する。

【０１８４】ＥＣＵ７９０は、ＮＯx触媒７６１の触媒
床温が所定温度まで低下したと判定したときに、あるい
は、過給空気導入によるＮＯx触媒冷却処理を実行して
から所定時間経過したと判定したときに、流量制御弁７
７０を全閉にするべくアクチュエータ７７１を作動さ
せ、ＮＯx触媒冷却処理を終了する。

【０１８５】このようにして過給空気導入によるＮＯx
触媒冷却処理を実行すると、Ｓ被毒回復完了後のＮＯx
触媒７６１の触媒床温をＮＯx浄化率の高い温度域まで
迅速に下げることができ、Ｓ被毒回復完了後の早い時期
から排気ガスを高浄化することができる。

【０１８６】尚、この第２の実施の形態の排気浄化装置
においては、下流側Ｏ2センサ７６８を、ＮＯx触媒７６
１の下流の排気管７６３に設ける代わりに、ＮＯx触媒
７６１の上流であって過給空気供給管７６９の連結部よ
りも下流に位置する排気管７６０に設けてもよい。

【０１８７】〔他の実施の形態〕前述した第１および第
２の実施の形態では、ＮＯx触媒６１，７６１の触媒床
温として排気ガス温度を代用し、その排気ガス温度を検
出する排気温センサ６７，７６７をＮＯx触媒６１，７
６１の下流に配置したが、排気温センサ７６７はＮＯx
触媒６１，７６１の上流に配置しても構わない。あるい
は、ケーシング６２，７６２に触媒温センサを設け、こ
の触媒温センサで直接にＮＯx触媒６１，７６１の触媒
床温を検出するようにしても構わない。

【０１８８】

【発明の効果】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に
よれば、（イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通路に設
けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒と、（ロ）前記吸蔵還元
型ＮＯx触媒よりも上流の前記排気通路に設けられた三
元機能を有する始動時触媒と、（ハ）前記吸蔵還元型Ｎ
Ｏx触媒に吸収されたＳＯxを放出せしめるＳ被毒回復処
理時に前記内燃機関の空燃比を理論空燃比あるいはそれ
よりもリッチな空燃比にする空燃比制御手段と、（ニ）
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に二
次空気を導入する二次空気供給手段と、を備え、前記Ｓ
被毒回復処理時に前記二次空気供給手段によって前記吸
蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に二次空気
を導入し、この二次空気を排気ガスとともに前記吸蔵還
元型ＮＯx触媒に導入するようにしたことにより、Ｓ被
毒回復処理実行の間、吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床温
をＳＯx放出温度以上に保持することができ、吸蔵還元
型ＮＯx触媒をＳ被毒から効率的に回復させることがで
きるという優れた効果が奏される。

【０１８９】この内燃機関の排気浄化装置において、前
記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間の間、前記二次空気
供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動
時触媒との間に二次空気を導入するようにした場合に
は、Ｓ被毒回復完了後の吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒床
温をＮＯx浄化率の高い温度域まで迅速に下げることが
でき、排気浄化装置の浄化能力を高めることができると
いう優れた効果が奏される。

【０１９０】この内燃機関の排気浄化装置において、前
記Ｓ被毒回復処理完了後、第１の所定期間の間は、内燃
機関を理論空燃比で運転するとともに前記二次空気供給
手段による二次空気の供給を停止し、前記第１の所定期
間終了後の第２の所定期間の間は、二次空気供給手段に
よって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との
間に二次空気を導入し、この二次空気を排気ガスととも
に前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入するようにした場合
には、Ｓ被毒回復完了後の吸蔵還元型ＮＯx触媒の触媒
床温をＮＯx浄化率の高い温度域まで迅速に下げること
ができるとともに、この冷却処理中もＮＯx浄化率を高
く保持することができ、排気浄化装置の浄化能力を高め
ることができるという優れた効果が奏される。

【０１９１】また、本発明に係る別の内燃機関の排気浄
化装置によれば、（イ）過給機を備えた希薄燃焼可能な
内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒
と、（ロ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも上流の前記
排気通路に設けられた三元機能を有する始動時触媒と、
（ハ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されたＳＯxを放
出せしめるＳ被毒回復処理時に前記内燃機関の空燃比を
理論空燃比あるいはそれよりもリッチな空燃比にする空
燃比制御手段と、（ニ）前記過給機により加圧された過
給空気の一部を前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時
触媒との間に導入する過給空気供給手段と、を備え、前
記Ｓ被毒回復処理時に前記過給空気供給手段によって過
給空気の一部を前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時
触媒との間に導入し、この過給空気を排気ガスとともに
前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入するようにしたことに
より、Ｓ被毒回復処理実行の間、吸蔵還元型ＮＯx触媒
の触媒床温をＳＯx放出温度以上に保持することがで
き、吸蔵還元型ＮＯx触媒をＳ被毒から効率的に回復さ
せることができるという優れた効果が奏される。

【０１９２】この内燃機関の排気浄化装置において、前
記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間の間、前記過給空気
供給手段によって過給空気の一部を前記吸蔵還元型ＮＯ
x触媒と前記始動時触媒との間に導入するようにした場
合には、Ｓ被毒回復完了後の吸蔵還元型ＮＯx触媒の触
媒床温をＮＯx浄化率の高い温度域まで迅速に下げるこ
とができ、排気浄化装置の浄化能力を高めることができ
るという優れた効果が奏される。

【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の第１
の実施の形態の概略構成図である。

【図２】 第１の実施の形態の排気浄化装置の要部の斜
視図である。

【図３】 第１の実施の形態の排気浄化装置の排気冷却
促進部の縦断面図である。

【図４】 第１の実施の形態におけるＥＣＵの構成図で
ある。

【図５】 第１の実施の形態における基本制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図６】 第１の実施の形態におけるＨＣ吸着・パージ
制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】 第１の実施の形態におけるＮＯx触媒温度制
御ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】 第１の実施の形態におけるＳ被毒回復制御ル
ーチンを示すフローチャートである。

【図９】 第１の実施の形態における二次空気制御ルー
チンを示すフローチャートである。

【図１０】 第１の実施の形態の排気浄化装置に使用さ
れる吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率温度特性を示す
図である。

【図１１】 排気ガスを第１通路あるいは第２通路の一
方にだけ流したときの触媒床温と車速との関係を示す図
である。

【図１２】 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
２の実施の形態の概略構成図である。

【図１３】 第２の実施の形態におけるＥＣＵの構成図
である。

【図１４】 第２の実施の形態の排気浄化装置に使用さ
れる吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx浄化率温度特性を示す
図である。

【図１５】 第２の実施の形態における吸蔵還元型ＮＯ
x触媒の硫酸塩分解量の温度特性を示す図である。

【符号の説明】

１，７０１ 機関本体 ４，７０４ 吸気管 ７，７０７ 燃料噴射弁（空燃比制御手段） ８，７０８ エアフロメータ ９，７０９ 排気マニホルド（排気通路） １０，１４，６３，６６ 排気管（排気通路） １１，７１１ 上流側Ｏ₂センサ １２，７１２ 始動時触媒 ２０ 第１通路（排気通路） ２１ 円管部 ２２ 断面変形部 ２３ 排気冷却促進部 ２４ 断面変形部 ２５ 円管部 ２６ ＨＣ吸着材 ２８ 円管部 ４０ 第２通路（排気通路） ５２ 第１排気切替弁 ５４ 第２排気切替弁 ６０ 合流管（排気管、合流通路） ６１，７６１ 吸蔵還元型ＮＯx触媒 ６４ 三元触媒 ６７，７６７ 排気温センサ ６８，７６８ 下流側Ｏ₂センサ ６９ 二次空気供給管（二次空気供給手段） ７０ 二次空気供給装置（二次空気供給手段） ９０，７９０ ＥＣＵ（空燃比制御手段） ７１０，７６０，７６３ 排気管（排気通路） ７５０ 過給機 ７５１ コンプレッサ ７５２ タービン ７６９ 過給空気供給管（過給空気供給手段） ７７０ 流量制御弁（過給空気供給手段） ７７１ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｆ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｔ (72)発明者 鈴木 宏昌 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA08 BA09 BA13 BA17 BA25 BA30 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 DA10 DA27 EA11 EB01 EB11 EB16 FA07 FA20 FA26 FA27 FA30 FA33 3G091 AA02 AA10 AA12 AA13 AA17 AA24 AA28 AB03 AB06 AB10 BA03 BA04 BA08 BA10 BA11 BA14 BA15 BA19 BA32 BA36 CA12 CA13 CA22 CA23 CA26 CB02 CB05 CB08 DA01 DA02 DA03 DA08 DB06 DB10 DC01 EA01 EA05 EA16 EA17 EA18 EA30 EA31 EA34 FA02 FA04 FA06 FB02 FB03 FB10 FB11 FB12 FC02 FC04 FC05 FC07 FC08 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10X GB16X HA03 HA08 HA09 HA10 HA12 HA36 HA37 HA42 HB03 HB06 3G301 HA01 HA04 HA06 HA11 HA15 JA15 JA25 JA26 JA33 JB09 LA08 LB04 MA01 MA11 NA07 NA08 ND01 ND07 ND15 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PD08A PD08B PD09A PD09B PD11A PD11B PD12A PD12B PE01A PE01B PE03A PE03B PE08A PE08B

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）希薄燃焼可能な内燃機関の排気通
   路に設けられ、流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
   きにＮＯxを吸収し流入する排気ガスの酸素濃度が低い
   ときに吸収したＮＯxを放出・還元する吸蔵還元型ＮＯx
   触媒と、（ロ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒よりも上流の
   前記排気通路に設けられた三元機能を有する始動時触媒
   と、（ハ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸収されたＳＯx
   を放出せしめるＳ被毒回復処理時に前記内燃機関の空燃
   比を理論空燃比あるいはそれよりもリッチな空燃比にす
   る空燃比制御手段と、（ニ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒
   と前記始動時触媒との間に二次空気を導入する二次空気
   供給手段と、を備え、前記Ｓ被毒回復処理時に前記二次
   空気供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記
   始動時触媒との間に二次空気を導入し、この二次空気を
   排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入する
   ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間の
   間、前記二次空気供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯ
   x触媒と前記始動時触媒との間に二次空気を導入し、こ
   の二次空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触
   媒に導入することを特徴とする請求項１に記載の内燃機
   関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】 前記Ｓ被毒回復処理完了後、第１の所定
   期間の間は、内燃機関を理論空燃比で運転するとともに
   前記二次空気供給手段による二次空気の供給を停止し、
   前記第１の所定期間終了後の第２の所定期間の間は、二
   次空気供給手段によって前記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前
   記始動時触媒との間に二次空気を導入し、この二次空気
   を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入す
   ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄
   化装置。
4. 【請求項４】 （イ）過給機を備えた希薄燃焼可能な内
   燃機関の排気通路に設けられ、流入する排気ガスの空燃
   比がリーンのときにＮＯxを吸収し流入する排気ガスの
   酸素濃度が低いときに吸収したＮＯxを放出・還元する
   吸蔵還元型ＮＯx触媒と、（ロ）前記吸蔵還元型ＮＯx触
   媒よりも上流の前記排気通路に設けられた三元機能を有
   する始動時触媒と、（ハ）前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に
   吸収されたＳＯxを放出せしめるＳ被毒回復処理時に前
   記内燃機関の空燃比を理論空燃比あるいはそれよりもリ
   ッチな空燃比にする空燃比制御手段と、（ニ）前記過給
   機により加圧された過給空気の一部を前記吸蔵還元型Ｎ
   Ｏx触媒と前記始動時触媒との間に導入する過給空気供
   給手段と、を備え、前記Ｓ被毒回復処理時に前記過給空
   気供給手段によって過給空気の一部を前記吸蔵還元型Ｎ
   Ｏx触媒と前記始動時触媒との間に導入し、この過給空
   気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型ＮＯx触媒に導入
   することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
5. 【請求項５】 前記Ｓ被毒回復処理完了後、所定期間の
   間、前記過給空気供給手段によって過給空気の一部を前
   記吸蔵還元型ＮＯx触媒と前記始動時触媒との間に導入
   し、この過給空気を排気ガスとともに前記吸蔵還元型Ｎ
   Ｏx触媒に導入することを特徴とする請求項４に記載の
   内燃機関の排気浄化装置。