JP2677125B2

JP2677125B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2677125B2
Application number: JP24343592A
Authority: JP
Inventors: 哲郎木原; 健治加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-09-11
Publication date: 1997-11-17
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JPH05288044A

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】燃費の改善と地球温暖化防止のためのＣ
Ｏ₂低減の両方を達成し得る内燃機関として、空燃比リ
ーンで燃焼を行わせるリーンバーンエンジンが開発さ
れ、一部実用化されている。空燃比リーンの燃焼の排気
中では、従来の三元触媒はＮＯｘをほとんど還元できな
いので、空燃比リーンの排気中でもＮＯｘを還元できる
触媒とそのシステムの開発が望まれている。

【０００３】特開平０１−１３９１４５号公報は、空燃
比リーンの排気中でもＮＯ_Xを還元できる触媒として、
Ｃｕをイオン交換してゼオライトに担持させたゼオライ
ト系触媒を排気系に具備した、内燃機関の排気浄化装置
を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のゼオラ
イト系触媒を具備した排気浄化システムには次の問題が
あった。すなわち、例えば高負荷運転時には、排気ガス
の流量が増えて触媒での空間速度が上がるため、触媒内
で十分な反応を生じさせることができず、結果としてゼ
オライト系触媒のＮＯｘ浄化率が下がってしまう。しか
し、排気ガスの流量が多い時に対応させて空間速度が低
下するように触媒容量を大きくすると、例えば低負荷時
に、低温始動時に触媒の温度が上りにくく、ＮＯｘ浄化
率が下ってしまう。この問題は、ＮＯｘを還元可能な他
のＮＯｘ触媒についても生ずる。

【０００５】本発明の目的は排気ガスの流量が多い場合
にも、ＮＯｘ浄化率を高くすることができる内燃機関の
排気浄化装置に関する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明によれば、機関排気通路に設けられＮＯｘを還
元可能な主ＮＯｘ触媒と、機関排気通路に設けられＮＯ
ｘを還元可能な副ＮＯｘ触媒と、機関排気通路内を流れ
る排気ガスの流量が予め定められた流量より少ないとき
には主ＮＯｘ触媒のみに排気ガスを流入せしめると共に
排気ガスの流量が予め定められた流量より多いときには
主ＮＯｘ触媒および副ＮＯｘ触媒の両者に排気ガスを流
入せしめる制御手段とを備えている。

【０００７】

【作用】機関排気通路内を流れる排気ガスの流量が予め
定められた流量より少ないときには主ＮＯｘ触媒のみに
排気ガスが流入せしめられ、排気ガスの流量が予め定め
られた流量より多いときには主ＮＯｘ触媒および副ＮＯ
ｘ触媒の両者に排気ガスが流入せしめられる。

【０００８】これによって、排気ガスの流量が予め定め
られた流量より多い時には、排気ガスが通過する触媒の
容量が増大され、空間速度が低減されて、触媒のＮＯｘ
浄化率が向上する。また、触媒容量の増大によって高負
荷時における触媒床温の過度の上昇も抑制され、触媒の
熱劣化も抑制され、耐久性も向上する。一方、排気ガス
の流量が予め定められた流量より少ない時には、副ＮＯ
ｘ触媒への排気ガスの流れが止められ、主ＮＯｘ触媒の
みに流されるので、低温始動時にも主ＮＯｘ触媒は容易
に昇温でき、低温始動時の排気浄化装置の立上りが良好
になる。

【０００９】

【実施例】まず、図１を参照して第１実施例について説
明する。図１に示すように、希薄燃焼可能な内燃機関
（いわゆる、リーンバーンエンジン）２の排気通路４に
は、空燃比リーンの燃焼の排気中でＮＯｘを還元可能な
主ＮＯｘ触媒６が設けられている。

【００１０】このような主ＮＯｘ触媒６の一例として、
遷移金属（たとえば、Ｃｕ）をイオン交換してゼオライ
トに担持した触媒から成り、炭化水素（ＨＣ）の存在の
もとに酸化雰囲気（空燃比リーンの燃焼の排気）中でＮ
Ｏｘを還元するゼオライト系ＮＯｘ触媒がある。また、
白金等の貴金属をゼオライトまたはアルミナに担持した
触媒も主ＮＯｘ触媒６に含まれる。

【００１１】主ＮＯｘ触媒６に、排気ガス流れ上並列
に、副ＮＯｘ触媒８が設けられる。副ＮＯｘ触媒８もま
た、空燃比リーンの燃焼の排気中でＮＯｘを還元可能な
主ＮＯｘ触媒６と同様の触媒から成る。第１実施例で
は、排気通路４に対して、主ＮＯｘ触媒６をバイパスす
るバイパス通路１０が設けられ、このバイパス通路１０
の途中に、副ＮＯｘ触媒８が設けられる。副ＮＯｘ触媒
８は、低温始動性を上げるために、少なくとも低温時に
ＯＮにされるヒータを具備したヒータ付き触媒とされて
いる。そして、運転中は副ＮＯｘ触媒８は最適温度に制
御される。

【００１２】排気ガスの流れを切替えるために、弁１２
が設けられる。弁１２は後述する電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１４からの指令によって切替えられる。弁１２は、
開の時には主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の両方に排
気ガスを流し、閉の時には主ＮＯｘ触媒６のみに排気ガ
スを流す。排気通路４には、主ＮＯｘ触媒６よりも下流
側に、かつ副ＮＯｘ触媒８よりも下流側に、空燃比がス
トイキ近傍になった時などにおいて、上流側触媒６，８
で浄化しきれなかったＮＯｘや、ＣＯ，ＨＣを浄化する
ために、三元触媒（ＣＣ_RO）２４が設けられるととも
に、この三元触媒２４の下流に白金（Ｐｔ）系触媒２６
が設けられている。

【００１３】主ＮＯｘ触媒６がゼオライト系触媒から成
る場合、ゼオライト触媒は耐熱耐久性が低いので、排気
通路４のうち比較的低温となる部位、すなわち、車両の
床下部位に設けられる。したがって、それより下流の三
元触媒２４、Ｐｔ系触媒２６もまた車両の床下配置とな
る。内燃機関２の運転状態を検出するために、種々のセ
ンサが設けられる。吸気管圧力センサ１６は、たとえば
吸気系のサージタンクに設けられてスロットル弁下流の
吸気負圧を検出して出力する。この出力はエンジン負荷
に対応する信号として用いられる。エンジン回転数セン
サ１８はエンジンクランクシャフトと連動し、エンジン
回転速度を検出して出力する。スロットル開度センサ２
０はスロットル開度を検出して出力する。この信号もエ
ンジン負荷に対応する信号として用いられる。排気通路
４には、主ＮＯｘ触媒６の出ガス温を検出して出力する
排気温センサ２２が設けられる。これらのセンサ１６，
１８，２０，２２の出力はＥＣＵ１４に入力される。

【００１４】ＥＣＵ１４は、マイクロコンピュータから
なり、通常のマイクロコンピュータと同様に、４つの部
分、すなわち、入出力インターフェース、読出し専用の
メモリであるリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、一次記憶
用のメモリであるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、
演算を実行するセントラルプロセッサユニット（ＣＰ
Ｕ）を備えている。この他に、車両に搭載されるＥＣＵ
１４は、種々のセンサから送られてくる信号がアナログ
量である場合、入力インターフェースに入力可能なよう
にアナログ量をディジタル量に変換するアナログ／ディ
ジタルコンバータを備えている。センサ類からの信号が
ディジタル量であれば、じかに入力インターフェースに
入力され、アナログ量である場合はアナログ／ディジタ
ルコンバータでディジタル量に変換して入力インターフ
ェースに入力される。弁１２のアクチュエータを作動す
る指令信号は、ＥＣＵ１４の出力インターフェースから
発せられる。

【００１５】ＥＣＵ１４のＲＯＭは、種々のセンサから
送られてくる信号から機関運転状態を演算し、高負荷時
には、排気ガスを主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の両
方に流すように弁１２を切替える指令を発する弁制御手
段を格納している。この弁制御手段は、後述する図３
（第３実施例で詳述）または図４（第４実施例で詳述）
に示すようなフローチャートを有する制御ルーチンから
成っている。この制御ルーチンは、ＥＣＵ１４のＣＰＵ
に読出されてそこで演算が実行され、その演算結果が指
令信号として出力インターフェースから弁１２のアクチ
ュエータに送られ、弁１２の開閉を制御する。

【００１６】弁制御手段は、センサ類からの信号に基づ
いて現在の機関運転状態が高負荷、または高速回転時に
あるか否かを判定する手段と、高負荷または高速回転時
にあると判定したときには弁１２を開き、それ以外のと
きには弁１２を閉じる指令信号を演算する手段と、を備
えている。つぎに、第１実施例の作用を説明する。

【００１７】機関運転状態が高負荷または高回転速度に
あるときには、すなわち、排気ガスの流量が予め定めら
れた流量より多いときには、弁１２は弁制御手段によっ
て、排気ガスを主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の両方
に流す位置に切替えられる。それ以外のとき、すなわ
ち、排気ガスの流量が予め定められた流量より少ないと
きには、弁１２は弁制御手段によって、排気ガスを主Ｎ
Ｏｘ触媒６のみに流す位置に切替えられる。

【００１８】高負荷または高速回転時には、排気ガス量
は大であるから、もしもその全量を主ＮＯｘ触媒６のみ
に流すと空間速度（触媒容積に対する排気ガス流量の割
合）が大になり、触媒のＮＯｘ浄化率が低下するであろ
う。しかし、本発明では、高負荷または高速回転時に
は、主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の両方に排気ガス
が流されるので、触媒６，８での空間速度は比較的低く
なり、触媒６，８のＮＯｘ浄化率は比較的高いＮＯｘ浄
化率に保たれる。

【００１９】また、高速回転時のように排気温度が上る
ときに、排気ガスの全量を主ＮＯｘ触媒６に流すと高温
になりすぎ、主ＮＯｘ触媒６がゼオライト系触媒からな
る場合、耐久性が低下してしまうであろう。しかし、本
発明の場合には、主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の両
方に流すので、主ＮＯｘ触媒６の過熱が抑制され、主Ｎ
Ｏｘ触媒６の耐久性が向上する。

【００２０】しかし、常時、排気ガスを主ＮＯｘ触媒６
と副ＮＯｘ触媒８に流すと、触媒容量の増大によって、
低温始動時に主ＮＯｘ触媒６が活性温度になるのに時間
がかかり過ぎ、低温時のＮＯｘ浄化性能が悪化するであ
ろう。しかし、本発明の場合は、低負荷時、低速回転時
のような低温時には、排気ガスは主ＮＯｘ触媒６のみに
流され、触媒容量が小に保たれて、触媒の昇温の立上り
が良くなり、低温始動性が向上される。

【００２１】次に第２実施例について説明する。第２実
施例は図２に示されており、第１実施例と異なる部分は
主ＮＯｘ触媒６と副ＮＯｘ触媒８の並列の構造のみであ
るから、同一の部分には第１実施例と同じ符号を付して
説明を省略し、第１実施例と異なる部分についてのみ説
明する。第２実施例においては、同一の触媒コンバータ
ケース内に、中央部に副ＮＯｘ触媒８が配置され、その
まわりを囲むように主ＮＯｘ触媒６が配置される。副Ｎ
Ｏｘ触媒８は、低温始動性を高めるように、ヒータ付き
であってもよい。

【００２２】副ＮＯｘ触媒８と主ＮＯｘ触媒６の境界か
ら、排気ガス流れ方向上流側に区画壁が延びており、区
画壁の内部は排気ガスの流れを副ＮＯｘ触媒８に導く通
路１０′（第１実施例のバイパス通路１０に対応する通
路）を構成している。通路１０′の上流端部には、弁１
２′（第１実施例の弁１２に対応する弁）が配設され
る。弁１２′は、開の時に排気ガスを主ＮＯｘ触媒６と
副ＮＯｘ触媒８との両方に流し、閉の時に排気ガスを主
ＮＯｘ触媒６のみに流す。

【００２３】第２実施例は第１実施例の作用と同じ作用
を有する他、さらに次の作用を有する。副ＮＯｘ触媒８
を主ＮＯｘ触媒６と同じコンバータケースの中に納めた
ことにより、コンパクト化がはかられ、車両への搭載が
スペース上有利になる。また、まわりを主ＮＯｘ触媒６
で包んだことにより、副ＮＯｘ触媒８が冷めにくく、車
両停止後一定時間経過後の再始動時の、触媒の立上りが
容易になる。

【００２４】次に第３実施例について説明する。第３実
施例は、弁制御手段の具体的構成に関するもので、図３
に示された制御ルーチンから成る。図３のルーチンは、
一定時間間隔毎に、または一定クランク角毎に割込まれ
る。ステップ１０２で、吸気圧力センサ１６の出力であ
る吸気負圧ＰＭを読込み、ステップ１０４で排気温セン
サ２２の出力である排気温度ＥＴを読込む。

【００２５】続いてステップ１０６に進み、高負荷か否
かを判定するために、吸気負圧ＰＭが絶対圧で所定負圧
ＰＭ₀（たとえば５００mmHgabs ）以上か否かを判定
し、以上なら高負荷とみなしてステップ１１０に進み、
小ならステップ１０８に進む。ステップ１０８では、排
気温が所定値ＥＴ₀（たとえば、５５０℃）以上か否か
を判定し、以上なら触媒の熱劣化が生じるおそれがある
のでステップ１１０に進み、ＥＴ₀より低ければステッ
プ１１２に進む。

【００２６】ステップ１１０に進む場合は、高負荷、ま
たは高温時であるが、そのときにはステップ１１０で弁
１２を開く。その後リターンする。ステップ１１２に進
む場合は、低負荷かつ低温時であるがそのときにはステ
ップ１１２で弁１２を閉じ、その後リターンする。その
他の構成は、作用は第１実施例で説明した。

【００２７】次いで第４実施例について説明する。第４
実施例は、弁制御手段の、もう一つの具体的構成に関す
るもので、図４に示された制御ルーチンから成る。図４
のルーチンは、一定時間間隔毎に、または一定クランク
角毎に割込まれる。ステップ２０２で、エンジン回転数
センサ１８の出力であるエンジン回転速度ＮＥを読込
む。エンジン回転速度が高い程排気温は高くなる。続い
て、ステップ２０４でスロットル開度センサ２０の出力
であるスロットル開度ＴＡを読込む。スロットル開度が
大のときは高負荷である。続いて、ステップ２０６に進
み、図５のＮＥ，ＴＡマップをサーチして、現在の運転
領域を判定する。

【００２８】続いてステップ２０８に進み、現在の運転
状態が高負荷および高速領域にあるか否かを判定する。
たとえば、図５のマップにおいて、現在のＮＥ，ＴＡが
斜線の領域にあれば、高負荷及び高速領域にあると判定
する。ステップ２０８において、現在の運転状態が高負
荷、高速領域にあると判定されると、触媒６，８におけ
るガス流の空間速度ＳＶを小に抑制してＮＯｘ浄化率を
高くすべきであるから、ステップ２１０に進んで弁１２
を開く。逆に、ステップ２０８で高負荷および高速領域
にないと判定されると、低温始動性が良くなることに配
慮すべきであるから、ステップ２１２に進んで弁１２を
閉じる。

【００２９】他の構成、作用は第１実施例で説明した。
次に第５実施例について説明する。図６を参照すると、
排気通路４は主排気通路３０と副排気通路３１に分岐し
た後再び合流する。主排気通路３０には主ＮＯｘ触媒３
２が配置され、副排気通路３１には副ＮＯｘ触媒３３が
配置される。副ＮＯｘ触媒３３の容量は主ＮＯｘ触媒３
２の容量よりも小さくされている。副ＮＯｘ触媒３３よ
り上流の副排気通路３１には開閉弁３４が配置される。
この開閉弁３４はアクチュエータ３５によって駆動さ
れ、アクチュエータ３５はＥＣＵ１４によって制御され
る。

【００３０】図７は機関燃焼室から排出される排気ガス
中の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図７か
らわかるように燃焼室から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯの量は燃焼室内に供給される混合気の空燃比
がリッチになるほど増大し、燃焼室から排出される排気
ガス中の酸素Ｏ₂の量は燃焼室内に供給される混合気の
空燃比がリーンになるほど増大する。

【００３１】主ＮＯｘ触媒３２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のような貴金属と
が担持されている。機関吸気通路および排気通路４内に
供給された空気および燃料の比を主ＮＯｘ触媒３２への
流入排気ガスの空燃比と称するとこの主ＮＯｘ触媒３２
は流入排気ガスの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。なお、主
ＮＯｘ触媒３２上流の排気通路４内に燃料或いは空気が
供給されない場合には流入排気ガスの空燃比は燃焼室内
に供給される混合気の空燃比に一致し、従ってこの場合
には主ＮＯｘ触媒３２は燃焼室内に供給される混合気の
空燃比がリーンのときにはＮＯｘを吸収し、燃焼室内に
供給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収したＮ
Ｏｘを放出することになる。

【００３２】上述の主ＮＯｘ触媒３２を機関排気通路内
に配置すればこの主ＮＯｘ触媒３２は実際にＮＯｘの吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図８に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００３３】即ち、流入排気ガスがかなりリーンになる
と流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図８
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-の形で
白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排気ガス中のＮ
Ｏは白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-と反応し、ＮＯ₂となる
（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。次いで生成されたＮＯ₂
の一部は白金Ｐｔ上で更に酸化されつつ触媒内に吸収さ
れて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図８（Ａ）に
示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^-の形で吸収剤内に拡
散する。このようにしてＮＯｘが主ＮＯｘ触媒３２内に
吸収される。

【００３４】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐｔの表面でＮＯ₂が生成され、触媒のＮＯｘ吸収能力
が飽和しない限りＮＯ₂が触媒内に吸収されて硝酸イオ
ンＮＯ₃ ^-が生成される。これに対して流入排気ガス中
の酸素濃度が低下してＮＯ₂の生成量が低下すると反応
が逆方向（ＮＯ₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、斯くして触媒内
の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ₂の形で吸収剤から放出さ
れる。即ち、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると主
ＮＯｘ触媒３２からＮＯｘが放出されることになる。図
７に示されるように流入排気ガスのリーンの度合いが低
くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、従って流
入排気ガスのリーンの度合いを低くすれば主ＮＯｘ触媒
３２からＮＯｘが放出されることになる。

【００３５】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると図７に示されるように機関からは多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金
Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-と反応して酸化せしめられる。ま
た、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると流入排気ガ
ス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤からＮＯ
₂が放出され、このＮＯ₂は図８（Ｂ）に示されるよう
に未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元浄化せしめられる。こ
のようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ₂が存在しなくな
ると触媒から次から次へとＮＯ₂が放出される。従って
流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時間のうちに
主ＮＯｘ触媒３２からＮＯｘが放出されることになる。

【００３６】このように流入排気ガスの空燃比がリーン
になるとＮＯｘが主ＮＯｘ触媒３２に吸収され、流入排
気ガスの空燃比をリッチにするとＮＯｘが主ＮＯｘ触媒
３２から短時間のうちに放出される。副ＮＯｘ触媒３３
も主ＮＯｘ触媒３２と同様の触媒であり同様の作用効果
を奏する。

【００３７】図９には開閉弁３４を制御するためのルー
チンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込みによっ
て実行される。図９を参照すると、まず、ステップ３０
２で、機関負荷、例えばスロットル開度ＴＡが読み込ま
れる。次いで、ステップ３０４で、スロットル開度ＴＡ
が予め定められた開度Ｈより大きいか否か（高負荷運転
か否か）、すなわち、排気ガスの流量が所定値以上か否
か判定される。ＴＡ≦Ｈの場合、すなわち、排気ガスの
流量が比較的少ない場合、ステップ３０６に進み、開閉
弁３４が閉弁せしめられる。これによって排気ガスは主
ＮＯｘ触媒３２のみに流入せしめられる。

【００３８】一方、ＴＡ＞Ｈの場合、すなわち、排気ガ
スの流量が多量である場合には、ステップ３０８に進
み、開閉弁３４が開弁せしめられる。これによって排気
ガスは主ＮＯｘ触媒３２および副ＮＯｘ触媒３３両者に
流入するために、空間速度を低下せしめて触媒３２，３
３のＮＯｘ浄化率を向上せしめることができる。本実施
例で用いているような吸放出型のＮＯｘ触媒は、所定の
狭い温度範囲でしか高いＮＯｘ浄化率を示さない。この
ため、ＮＯｘ浄化率を高めるためにはあらゆる運転状態
においてＮＯｘ触媒を所定の温度範囲とする必要があ
る。本実施例では、低・中負荷運転時には主ＮＯｘ触媒
３２だけに排気ガスを流して主ＮＯｘ触媒３２の温度が
所定温度範囲内となるようにしておき、排気ガス流量が
増大しかつ高温となる高負荷運転時においては、主ＮＯ
ｘ触媒３２および副ＮＯｘ触媒３３両者に排気ガスを流
入せしめることによって、主ＮＯｘ触媒３２の温度を低
下せしめて、主ＮＯｘ触媒３２および副ＮＯｘ触媒３３
の温度を所定温度範囲内として、全ての運転条件でＮＯ
ｘ浄化率を高めることができる。

【００３９】また、本出願の発明者は、吸放出型のＮＯ
ｘ触媒は昇温時においてＮＯｘ浄化率が高められること
を見い出した。本実施例では、副ＮＯｘ触媒３３への排
気ガスの流入が開始される毎に副ＮＯｘ触媒３３が昇温
され、これによって高いＮＯｘ浄化率を得ることができ
る。次に第６実施例について説明する。第６実施例の内
燃機関全体の構造は第５実施例と同様である（図６参
照）。

【００４０】図１０には開閉弁３４を制御するためのル
ーチンを示す。このルーチンは一定時間毎の割込みによ
って実行される。図１０を参照すると、まず、ステップ
４０２で、機関回転数ＮＥが読み込まれる。次いで、ス
テップ４０４で、機関回転数ＮＥが予め定められた値Ｓ
より大きいか否か（高回転か否か）、すなわち、排気ガ
スの流量が所定値以上か否か判定される。ＮＥ≦Ｓの場
合、すなわち、排気ガスの流量が比較的少ない場合、ス
テップ３０６に進み、開閉弁３４が閉弁せしめられる。
これによって排気ガスは主ＮＯｘ触媒３２のみに流入せ
しめられる。

【００４１】一方、ＮＥ＞Ｓの場合、すなわち、排気ガ
スの流量が多量である場合には、ステップ３０８に進
み、開閉弁３４が開弁せしめられる。これによって排気
ガスは主ＮＯｘ触媒３２および副ＮＯｘ触媒３３両者に
流入せしめられる。本実施例においても第５実施例と同
様の効果を奏することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、排気ガスの流量が予め
定められた流量より少ないときには主ＮＯｘ触媒のみに
排気ガスが流入せしめられるために、低温始動性を良好
に維持できる。また、排気ガスの流量が予め定められた
流量より多いときには主ＮＯｘ触媒および副ＮＯｘ触媒
の両者に排気ガスが流入せしめられるために、触媒にお
ける空間速度を抑えることができ、その結果ＮＯｘ浄化
率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置における弁制御手段のフローチャートである。

【図４】本発明の第４実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置における弁制御手段のフローチャートである。

【図５】図４のフローチャートで用いられるＴＡ対ＮＥ
マップである。

【図６】本発明の第５実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の系統図である。

【図７】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。

【図８】ＮＯｘの吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図９】本発明の第５実施例に係る内燃機関の排気浄化
装置の開閉弁を制御するためのフローチャートである。

【図１０】本発明の第６実施例に係る内燃機関の排気浄
化装置の開閉弁を制御するためのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

４…排気通路６，３２…主ＮＯｘ触媒８，３３…副ＮＯｘ触媒１２…弁３４…開閉弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路に設けられＮＯｘを還元可
能な主ＮＯｘ触媒と、機関排気通路に設けられＮＯｘを還元可能な副ＮＯｘ触
媒と、機関排気通路内を流れる排気ガスの流量が予め定められ
た流量より少ないときには前記主ＮＯｘ触媒のみに排気
ガスを流入せしめると共に前記排気ガスの流量が前記予
め定められた流量より多いときには前記主ＮＯｘ触媒お
よび前記副ＮＯｘ触媒の両者に排気ガスを流入せしめる
制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。