JP3036080B2

JP3036080B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3036080B2
Application number: JP9519579A
Authority: JP
Inventors: 幸夫衣笠; 幸平五十嵐; 隆晟伊藤; 直人鈴木; 武久八重樫; 俊明田中; 直人三好
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-12-13
Also published as: JPH11500470A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明な内燃機関の排気浄化装置に関する。

背景技術特開平４−365920号公報は、多気筒内燃機関の気筒が
第１の気筒群と第２の気筒群とに分割されており、第１
の気筒群に接続された第１の排気通路内に、流入する排
気の排気空燃比がリッチのときに流入する排気中の窒素
酸化物NO_xからアンモニアNH₃を生成するNH₃生成触媒を
配置し、該NH₃生成触媒下流の第１の排気通路と、第２
の気筒群に接続された第２の排気通路とを合流させて合
流排気通路を形成し、第１の気筒群にリッチ運転を行わ
せることにより合流排気通路内にNH₃を供給し、該NH₃に
より、リーン運転が行われる第２気筒群から排出される
排気中のNO_xを浄化するようにした内燃機関の排気浄化
装置を開示している。この排気浄化装置では、第２の気
筒群を構成する気筒の気筒数をできるだけ多くして機関
の燃料消費率ができるだけ小さくなるようにしつつ第２
の気筒群から発生するNO_xをNH₃により浄化して大気中に
放出されるNO_xができるだけ低減されるようにしてい
る。

ところで、上述のNH₃生成触媒には例えばパラジウムP
d、白金Pt、ロジウムRhなどの貴金属を担持した三元触
媒が用いられる。しかしながら、NH₃生成触媒をこのよ
うな三元触媒から構成した場合NH₃生成触媒に流入する
排気の排気空燃比が長期にわたってリッチであると、す
なわちNH₃生成触媒に排気空燃比がリッチである排気が
接触し続けるとこのNH₃生成触媒は比較的容易に触媒活
性を失い、その結果NH₃を良好に生成することができな
くなるのでNO_xを良好に浄化できなくなという問題点が
ある。

発明の開示本発明の目的は、NH₃生成触媒の良好な触媒活性を維
持することができる排気浄化装置を提供することにあ
る。

本発明によれば、第１および第２の気筒群に分割され
た複数の気筒と、第１および第２の気筒群にそれぞれ接
続された第１および第２の排気通路とを有する内燃機関
の排気を浄化する装置であって、装置は、第１の排気通
路内に配置され、流入する排気の排気空燃比がリッチの
ときに流入する排気中のNO_xの少なくとも一部からNH₃を
生成するNH₃生成触媒と、NH₃を生成するためにNH₃生成
触媒に流入する排気の排気空燃比をリッチにする第１の
リッチ化手段と、NH₃生成触媒下流の第１の排気通路と
第２の排気通路とを互いに合流させてNH₃生成触媒にお
いて生成されたNH₃と、第２の排気通路から排出されるN
O_xとを互いに接触させ、このNO_xをこのNH₃により浄化す
るようにする合流排気通路と、NH₃生成触媒に流入する
排気の排気空燃比を一時的にリーンにする第１のリーン
化手段とを具備した装置が提供される。

図面の簡単な説明図１は内燃機関の全体図、図２は三元触媒の特性を示
す線図、図３は排気浄化触媒の特性を示す線図、図４は
本発明の基本的な排気浄化方法を説明するための概念
図、図5Aおよび5Bは単位時間当たり第１の気筒群から排
出されるHC量を示す線図、図６は目標空燃比の変化を説
明するためのタイムチャート、図７は運転制御を実行す
るためのフローチャート、図８は燃料噴射時間を算出す
るためのフローチャート、図9Aおよび9Bは単位時間当た
り第２の気筒群から排出されるNO_x量を示す線図、図10A
および10Bは単位時間当たりNO_x吸蔵還元触媒から放出さ
れるNO_x量を示す線図、図11はNO_x吸蔵還元触媒に流入す
る排気の温度を示す線図、図12は別の実施態様による運
転制御を実行するためのフローチャートである。

発明の実施するための最良の形態一般に窒素酸化物NO_xには、一酸化窒素NO、二酸化窒
素NO₂、四酸化二窒素N₂O₄、一酸化二窒素N₂Oなどが含ま
れうる。以下ではNO_xを主としてNO、NO₂とした場合につ
いて説明するが、本発明の排気浄化装置は他の窒素酸化
物を浄化することもできる。

図１を参照すると、例えば自動車用の機関本体１は４
つの気筒、すなわち１番気筒＃１、２番気筒＃２、３番
気筒＃３、４番気筒＃４を備えている、各気筒＃１〜＃
４はそれぞれ対応する吸気枝管２を介して共通のサージ
タンク３に接続され、サージタンク３は吸気ダクト４を
介して図示しないエアクリーナーに接続される。各吸気
枝管２内にはそれぞれ対応する気筒に燃料を供給するた
めの燃料噴射弁５が配置される。一方、吸気ダクト４内
にはアクセルペダルの踏み込み量が大きくなるにつれて
開度が大きくなるスロットル弁６が配置される。なお、
各燃料噴射弁５は電子制御ユニット20からの出力信号に
基づいて制御される。

一方、１番気筒＃１は排気管７を介してNH₃生成触媒
８を内蔵した触媒コンバータ９に接続される。これに対
し、２番気筒＃２、３番気筒＃３および４番気筒＃４は
共通の排気マニホルド10を介して吸蔵材11を内蔵した触
媒コンバータ12に接続される。図１の内燃機関において
１番気筒＃１は第１の気筒群1aを構成しており、２番気
筒＃２、３番気筒＃３および４番気筒＃４は第２の気筒
群1bを構成している。したがって第１の気筒群1aの排気
がNH₃生成触媒８に導かれ、第２の気筒群1bの排気が吸
蔵材11に導かれることになる。これら触媒コンバータ9,
12は次いで共通の合流排気管13を介して排気浄化触媒14
を内蔵した触媒コンバータ15に接続される。

電子制御ユニット20はデジタルコンピュータからな
り、双方向性バス21を介して相互に接続されたROM（リ
ードオンリメモリ）22、RAM（ランダムアクセスメモ
リ）23、CPU（マイクロプロセッサ）24、入力ポート2
5、および出力ポート26を具備する。サージタンク３に
はサージタンク３内の圧力に比例した出力電圧を発生す
る圧力センサ27が取り付けられ、この圧力センサ27の出
力電圧はAD変換器28を介して入力ポート25に入力され
る。CPU24ではAD変換器28からの出力信号に基づいて吸
入空気量が算出される。排気管７には、排気管７内を流
通する排気の排気空燃比（後述する）に応じた出力電圧
を発生する空燃比センサ29が取り付けられ、この空燃比
センサ29の出力電圧はAD変換器30を介して入力ポート25
に入力される。また、排気マニホルド10の集合部には、
排気マニホルド10の集合部を流通する排気の排気空燃比
に応じた出力電圧を発生する空燃比センサ31が取り付け
られ、この空燃比センサ31の出力電圧はAD変換器32を介
して入力ポート25に入力される。さらに、入力ポート25
にはクランクシャフトが例えば30度回転する毎に出力パ
ルスを発生するクランク角センサ33が接続される。CPU2
4ではこの出力パルスに基づいて機関回転数が算出され
る。一方、出力ポート26はそれぞれ対応する駆動回路34
を介して各燃料噴射弁５に接続される。

図１に示す例においてNH₃生成触媒8aは三元触媒8aか
ら構成される。この三元触媒8aは担体の表面上に形成さ
れた例えばアルミナからなるウオッシュコート層上に例
えばパラジウムPd、白金Pt、ロジウムRhなどの貴金属が
担持されて形成されている。

図２は三元触媒の浄化率を示している。排気通路内の
或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室および吸気通路
内に供給された全燃料量に対する全空気量の比をその位
置を流通する排気の排気空燃比と称すると、図２に示さ
れるように三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比が理
論空燃比（A/F）Ｓ（＝約14.6、λ＝1.0）よりもリーン
のときには三元触媒8aはこの排気中のNO_xを通過させ、
三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比が理論空燃比
（A/F）Ｓよりもリッチとなるとこの排気中のNO_xをアン
モニアNH₃に変換する。この場合のNH₃生成メカニズムは
必ずしも明らかにされていないが、排気空燃比がリッチ
である排気中のNO_xの一部は以下に示す式（１）〜
（２）の反応によりNH₃に転換されると考えられてい
る。

５H₂＋2NO→２NH₃＋２H₂O （１）７H₂＋２NO₂→２NH₃＋４H₂O （２）これに対し、残りのNO_xは以下に示す式（３）〜
（６）の反応によりN₂に還元されると考えられている。

2CO＋2NO→N₂＋２CO₂ （３）２H₂＋2NO→N₂＋２H₂O （４） 4CO＋２NO₂→N₂＋４CO₂ （５）４H₂＋２NO₂→N₂＋４H₂O （６）したがって三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比がリ
ッチであるときには三元触媒8aに流入したNO_xはNH₃また
はN₂のいずれかに変換され、すなわちNO_xが三元触媒8a
から排出されるのが阻止される。

三元触媒8aに流入したNO_xがNH₃に変換されるときの変
換効率ETAは、図２に示すように三元触媒8aに流入する
排気の排気空燃比が理論空燃比から小さくなるにつれて
大きくなり、さらに小さくなると一定になる。図２に示
す例では三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比が約1
3.8（空気過剰率λが約0.95）よりも、小さいときに変
換効率ETAが一定となる。

なお、図１の内燃機関では、後述する理由から、三元
触媒8aに流入する排気の排気空燃比がリッチであるとき
にできるだけ多量のNH₃を発生させ、同時に未燃担架水
素HCをできるだけ良好に浄化できるのが好ましい。そこ
で、三元触媒8aには、NO_xからNH₃への変換効率が高いパ
ラジウムPdと、酸素保持機能を備えたセリウムCeとを担
持した三元触媒が用いられる。なお、ロジウムRhを担持
した三元触媒ではNH₃の発生が抑制される。したがって
三元触媒8aにはロジウムRhを担持していない三元触媒が
好ましい。

一方、吸蔵材11は流入する排気中のNO_xを一時的に蓄
えて排気浄化触媒14に多量のNO_xが流入するのを阻止す
るためのものである。吸蔵材11は必ずしも触媒機能を備
えていなくてもよいが、本実施態様において吸蔵材11に
はNO_xの吸放出作用と還元作用とを備えたいわゆるNO_x吸
蔵還元触媒11aが用いられる。このNO_x吸蔵還元触媒11a
は担体の表面上に形成された例えばアルミナからなるウ
オッシュコート層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、鉄Feのような遷
移金属から選ばれた少なくとも１つと、白金Ptのような
貴金属とが担持されて形成されている。このNO_x吸蔵還
元触媒11aはNO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気
空燃比がリーンのときにはNO_xを吸蔵し、NO_x吸蔵還元触
媒11aに流入する排気中の酸素濃度が低下すると吸収し
たNO_xを放出するNO_xの吸放出作用を行う。

このNO_x吸蔵還元触媒11aを機関排気通路内に配置すれ
ばこのNO_x吸蔵還元触媒11aは実際にNO_x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
以下に述べる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、遷移
金属を用いても同様なメカニズムとなる。

すなわち、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気
空燃比がリーンとなると、すなわち排気中の酸素濃度が
大幅に増大するとこれら酸素O₂がO₂ ^-またはO^2-の形で白
金Ptの表面に付着する。一方、排気中のNOは白金Ptの表
面上でO₂ ^-またはO^2-と反応してNO₂となる（2NO＋O₂→２
NO₂）。次いで生成されたNO₂の一部は白金Pt上で酸化さ
れつつNO_x吸蔵還元触媒11a内に吸収されて酸化バリウム
BaOと結合しながら硝酸イオンNO₃ ^-の形でNO_x吸蔵還元触
媒11a内に拡散する。このようにしてNO_xがNO_x吸蔵還元
触媒11a内に吸蔵される。

これに対しNO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気中の酸
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NO_x吸蔵還元触媒11a
内の硝酸イオンNO₃ ^-がNO₂の形でNO_x吸蔵還元触媒11aか
ら放出される。すなわち、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入す
る排気中の酸素濃度が低下すると、例えばNO_x吸蔵還元
触媒11aに流入する排気の排気空燃比がリーンからリッ
チとなるとNO_x吸蔵還元触媒11aからNO_xが放出される。
このときNO_x吸蔵還元触媒11a周りに還元剤、例えばHCが
存在するとこのNO_xはHCによって還元され、浄化され
る。

以下の各実施形態で使用する排気浄化触媒14は、担体
上に形成したアルミナ等のウォッシュコート層に、例え
ば、銅Cu、クロムCr、ヴァナジウムＶ、チタンTi、鉄F
e、ニッケルNi、コバルトCo、白金Pt、パラジウムPd、
ロジウムRh、イリジウムIr等の元素周期表第４周期また
は第VIII族に含まれる遷移元素の中から選ばれた１つ以
上の物質を触媒成分として担持させたものが用いられ
る。

この排気浄化触媒14は、排気浄化触媒14の温度が、担
持した触媒成分により定まる所定の温度範囲（後述する
最適温度範囲）であると流入する酸化雰囲気の排気中に
含まれるNH₃成分をほぼ完全にN₂に転換、浄化する機能
を有する。

また、排気浄化触媒14の温度がこの最適温度範囲以上
のときには排気浄化触媒14上で流入する排気中のNH₃が
酸化されてNO_xが生成され、NO_xが排気浄化触媒14下流側
に流出するようになる。すなわち、最適温度範囲以上の
触媒温度領域では排気浄化触媒14上で次のNH₃の酸化反
応（７）および（８）が支配的になり、触媒を通過した
排気中のNO_x（NO₂,NO）成分が増大する。

４NH₃＋７O₂→４NO₂＋６H₂O （７）４NH₃＋５O₂→4NO＋６H₂O （８）更に、排気浄化触媒14の温度が最適温度範囲以下のと
きには排気浄化触媒14のアンモニア分解反応は低下し、
流入する排気中のNH₃のうち、排気浄化触媒14を通過し
て触媒下流側に流出するNH₃の量が増大する。

図３は、この排気浄化触媒14の温度による排気浄化特
性の変化を模式的に示した図である。図３は、排気浄化
触媒14に一定の濃度のNH₃を含む酸化雰囲気のガスを供
給した場合の排気浄化触媒14出口におけるガス中のNH₃
およびNO_xの濃度と、排気浄化触媒14の温度との関係を
示し、横軸は触媒温度、縦軸はガス中の各成分濃度をそ
れぞれ示し、図中実線は触媒出口NH₃濃度を、点線は触
媒出口NO_x濃度を示している。

図３に示すように、触媒入口のガス中のNH₃濃度を一
定に保った場合、触媒温度が低い領域（図３、区間Ｉ）
では、触媒出口のNH₃濃度はほぼ入口のNH₃濃度と等しく
なり、逆にNO_x濃度はほぼ零となっている。すなわち、
流入するガス中のNH₃はそのまま排気浄化触媒14を通過
して下流側に流出する。

また、区間Ｉより高い温度領域（図３、区間II）では
温度の上昇とともに出口NH₃濃度は減少するが、出口NO_x
濃度はほぼ零のまま変化しない。すなわち、この領域で
は排気浄化触媒14に流入するNH₃のうちN₂に転換される
割合が排気浄化触媒14の温度上昇に伴い増大する。

この状態で、さらに排気浄化触媒14の温度が上昇する
と（図３、区間III）触媒出口ではNO_xの濃度がほぼ零の
ままNH₃濃度が更に減少し、NH₃とNO_xとの濃度はともに
ほぼ零の状態が生じる。すなわち、この温度範囲では、
排気浄化触媒14に流入するNH₃のほぼ全量がNO_xを生成す
ることなくN₂に転換、浄化される。

また、上記区間IIIよりも排気浄化触媒14の温度がさ
らに上昇すると触媒出口でのNO_x濃度が温度とともに増
大し（図３、区間IV）、さらに排気浄化触媒14の温度が
上昇すると排気浄化触媒14に流入するNH₃の全量がNO_xに
転換されるようになる（図３、区間Ｖ）。

本明細書では、図３に示す区間IIIのように排気浄化
触媒14に流入するガス中のNH₃成分のほぼ全量がN₂に転
換され、NO_xを生成しない温度範囲を排気浄化触媒14の
最適温度範囲と称している。

この最適温度範囲は、触媒成分として用いられる物質
に応じて定まり、例えば三元触媒の活性温度よりも低い
温度からはじまる。最適温度範囲は、例えば触媒成分と
して白金Pt、パラジウムPd、ロジウムRhなどを担持させ
た場合には約100℃〜400℃（好ましくは100〜300℃、さ
らに好ましくは100〜250℃）の範囲であり、クロムCr、
銅Cu、鉄Feなどを担持させた場合には約150℃〜650℃
（好ましくは150〜500℃）の範囲となる。

また、上記排気浄化触媒14を、排気流れ方向の下流側
に白金Ptなどの貴金属系、上流側にクロムCrなどの卑金
属系の触媒成分を担持するタンデム触媒として構成する
ことにより、触媒全体として使用温度範囲を拡大するこ
とが可能となる。

排気浄化触媒14が上記の限られた温度範囲では、何故
NO_xを発生することなく流入するガス中のNH₃をほぼ完全
にN₂に転換し、それ以上の温度範囲ではNH₃をNO_xに転換
してしまうようになるのかは現在のところ完全には明ら
かになっていない。しかし、この理由は排気浄化触媒14
の最適温度範囲では以下の反応が生じるためと考えられ
る。

すなわち、触媒温度が最適温度範囲の領域では上述し
たNH₃の酸化反応（７）および（８）に加えて次の脱硝
反応（９）および（10）が生ずる。

８NH₃＋６NO₂→12H₂O＋７N₂ （９）４NH₃＋4NO＋O₂→６H₂O＋４N₂ （10）このため、酸化反応（７）および（８）で生成された
NO_xが排気中のNH₃と反応し直ちに脱硝反応（９）および
（10）により分解される逐次反応が生じるため、結果と
してNH₃の全量がN₂に転換されるものと思われる。

一方、排気浄化触媒14の温度が最適温度範囲よりも高
い場合には、酸化反応（７）および（８）が活発となり
流入する排気中のNH₃のうちNO_xに転換されるものの割合
が大きくなるための脱硝反応（９）および（10）が生じ
にくくなる。このため、最適温度範囲より高い温度では
生成したNO_xが脱硝反応（９）および（10）により還元
されずにそのまま排気浄化触媒14から流出するようにな
る。

また、最適温度範囲より低い温度では酸化反応（７）
および（８）が不活発になるためNO_xの生成量が減少し
て脱硝反応（９）および（10）が生じにくくなる。この
ため、最適温度より低い温度では脱硝反応（９）および
（10）によりNH₃が消費されることなく排気浄化触媒14
から流出するようになると考えられる。

上述のように、排気浄化触媒14の最適温度領域は、NH
₃の酸化反応（７）および（８）が脱硝反応（９）およ
び（10）とバランスして、生成されたNO_x成分が直ちに
逐次反応によりNH₃と反応、還元されるような温度領域
と考えられる。このため、最適温度領域は触媒の酸化力
及び酸化力の温度変化特性により定まることになり、上
述したように白金Ptなどの酸化力の強い触媒を使用した
場合には、クロムCrなどの比較的酸化力の弱い触媒を使
用した場合に比べて最適温度領域が高温側になる傾向を
示すようになったものと考えられる。

上述のように現在のところ理由は完全には解明されて
いないが、実際に排気浄化触媒14を上記最適温度範囲に
使用すると流入する酸化雰囲気のガス中のNH₃がほぼ完
全にN₂に転換されることが確認されている。

また、これに関連して、上記最適温度範囲で排気浄化
触媒14を使用した場合に以下の３点が確認されている。

すなわち、その第１点は、排気浄化触媒14に流入する
排気は酸化雰囲気、すなわち排気浄化触媒14に流入する
排気の排気空燃比が理論空燃比よりもリーンになってい
れば、流入する排気中のNH₃は完全にN₂に転換され、流
入する排気の排気空燃比のリーンの程度には影響を受け
ないということである。

また、第２点は、排気浄化触媒14に流入する排気中に
NH₃と共にNO_xが含まれている場合、排気浄化触媒14でNH
₃と共にNO_xも浄化され、触媒出口でのNO_x濃度はほぼ零
になるということである。この場合、排気浄化触媒14に
流入する排気中のNH₃量と、NO_xすなわちNO₂またはNOの
量との比は、上述の脱硝反応（９）および（10）におけ
る当量比（4:3または1:1）になっている必要はなく、流
入する排気中に含まれるNH₃量が流入する排気中のNO₂と
NOとを還元するのに必要な量よりも多ければ流入する排
気中のNO_x（NO₂,NO）は完全に浄化される。また、上述
したように排気浄化触媒14に流入する排気の排気空燃比
がリーンであれば余剰のNH₃は排気浄化触媒14により完
全に浄化されるため余剰のNH₃が触媒下流側に流出する
ことはない。

ただし、排気浄化触媒14に流入する排気中にNH₃とNO_x
との両方が含まれている場合には図３に示した触媒出口
でのNO_x濃度が増大する区間（図３、区間IV）が、排気
浄化触媒14に流入する排気中にNO_xが含まれることなくN
H₃が含まれる場合に比べてより低温側から開始するよう
になり、したがって最適温度範囲は狭くなる。

これは、排気浄化触媒14に流入する排気に既にNO_xが
含まれている場合には高温領域でのNH₃の酸化により生
成されるNO_xと、流入する排気中のNO_xとの両方を浄化す
る必要があり、NH₃の不足が生じやすくなるためであ
る。従来、排気中のNH₃とNO_xとに脱硝反応を生じさせる
触媒としては酸化バナジウム／チタニア（V₂O₅／TiO₂）
系の触媒などが知られているが、排気浄化触媒14でNH₃
とNO_xとを過不足なく反応させ、余剰のNH₃やNO_xが触媒
下流側に流出しないようにするためには排気中のNH₃とN
O_xとの量の比を厳密に脱硝反応における当量比に調整す
る必要があった。すなわち、排気中にNO₂とNOとの両方
が含まれる場合、NH₃の量は排気中のNO₂の4/3倍とNOの
１倍との合計に厳密に調整する必要があった。これに対
して、本実施態様における排気浄化触媒14では、NH₃の
量が排気中のNO_x（NO₂,NO）量に対して上述の等量比以
上でありかつ流入する排気の排気空燃比がリーンであれ
ば流入する排気中のNO_xとNH₃との両方を完全に浄化する
ことができ、触媒下流側に流出することがない点が大き
く相違している。

さらに第３点は、排気浄化触媒14に流入する排気中に
HC,CO成分が含まれている場合でも排気空燃比がリーン
であれば排気中のHC,CO成分は排気浄化触媒14により酸
化され、触媒下流側には流出しないということである。

ところで、上述のように排気浄化触媒14は最適温度範
囲では流入する排気中のNH₃を完全に分解するが、図３
で説明したように最適温度範囲より低い温度領域では、
流入する排気中のNH₃が浄化されずに触媒下流側に流出
するようになる。

一方、酸性無機成分（ゼオライト、シリカSiO₂、シリ
カアルミナSiO₂・Al₂O₃、チタニア等のブレンステッド
酸、および銅Cu、コバルトCo、ニッケルNi、鉄Feなどの
遷移金属の酸化物などのルイス酸を含む）は低温領域で
はNH₃を吸着することが知られている。そこで、排気浄
化触媒14に上記の酸性無機成分を担持させるか、或いは
上記酸性無機成分を含む材料で多孔質を形成して担体自
体として使用するようにすると最適温度範囲より低い温
度領域において流入する排気中のNH₃の過剰分が触媒担
体に吸着される。その結果、最適温度範囲より低い温度
領域において触媒下流側に流出する未浄化のNH₃の量を
低減することができる。また、これらの酸性無機成分に
吸着されたNH₃は、排気浄化触媒14の温度が上昇し、ま
たは流入する排気中のNH₃濃度が低下すると放出され
る。排気浄化触媒14から放出されたNH₃は排気浄化触媒1
4により分解されるので排気浄化触媒14の温度が変動す
るような場合には上記のような酸性の担体を使用するこ
とにより全体としてNH₃の浄化効率を向上させることが
できる。

図１の内燃機関では次式に基づいて燃料噴射時間TAU
が算出される。

TAU＝TB・（（A/F）S/（A/F）Ｔ）・FAF 各気筒の燃焼室内における混合気の空燃比を機関空燃比
と称すれば、TBは機関空燃比を理論空燃比（A/F）Ｓと
するのに最適な基本燃料噴射時間であって次式により定
められる。

TB＝（Q/N）・ＫここでＱは吸入空気量、Ｎは機関回転数、Ｋは定数をそ
れぞれ表しており、したがって基本燃料噴射時間TBは機
関１回転当たりの吸入空気量に定数を乗算したものとし
て求められる。

（A/F）Ｔは機関空燃比の制御目標値を表している。
機関空燃比を理論空燃比（A/F）Ｓよりもリーンとすべ
く制御目標値（A/F）Ｔを大きくすると燃料噴射時間TAU
が小さくなるので燃料噴射量が減少され、機関空燃比を
理論空燃比（A/F）Ｓよりもリッチとすべく制御目標値
（A/F）Ｔを小さくすると燃料噴射時間TAUが大きくなる
ので燃料噴射量が増大される。なお、本実施態様では第
２の気筒群1bの各気筒の機関空燃比の制御目標値（A/
F）Ｔは各気筒に対し同一とされる。

FAFは実際の機関空燃比を制御目標値（A/F）Ｔに一致
させるためのフィードバック補正係数を表している。こ
のフィードバック補正係数FAFは、第１の気筒群1aを構
成する気筒、すなわち１番気筒＃１の燃料噴射時間TAU
を算出するとにはFAFAとされ、第２の気筒群1bを構成す
る気筒、すなわち２番気筒＃２、３番気筒＃３、および
４番気筒＃４の各燃料噴射時間TAUを算出するときにはF
AFBとされる。フィードバック補正係数FAFAは空燃比セ
ンサ29の出力信号に基づいて定められ、フィードバック
補正係数FAFBは空燃比センサ31の出力信号に基づいて定
められる。図１の内燃機関において空燃比センサ29,31
は排気空燃比の広い範囲にわたって排気空燃比と１対１
対応の連続信号を発生するいわゆる全域空燃比センサか
らそれぞれ構成される。全域空燃比センサ29により検出
された排気管７内の排気の排気空燃比は第１の気筒群1a
の機関空燃比に一致しており、全域空燃比センサ29によ
り検出された機関空燃比が制御目標値（A/F）Ｔよりも
リーンであるときにはフィードバック補正係数FAFAが増
大されることにより燃料噴射量が増大され、全域空燃比
センサ29により検出された機関空燃比が制御目標値（A/
F）Ｔよりもリッチであるときにはフィードバック補正
係数FAFAが減少されることにより燃料噴射量が減少され
て、斯くして第１の気筒群1aの機関空燃比が制御目標値
（A/F）Ｔに一致せしめられる。

また、排気マニホルド10内の排気の排気空燃比は第２
の気筒群1bの機関空燃比に一致しており、全域空燃比セ
ンサ31により検出された機関空燃比が制御目標値（A/
F）Ｔよりもリーンであるときにはフィードバック補正
係数FAFBが増大されることにより燃料噴射量が増大さ
れ、全域空燃比センサ31により検出された機関空燃比が
制御目標値（A/F）Ｔよりもリッチであるときにはフィ
ードバック補正係数FAFBが減少されることにより燃料噴
射量が減少され、斯くして第２の気筒群1bの各気筒の機
関空燃比が制御目標値（A/F）Ｔに一致せしめられる。
なお、これらのフィードバック補正係数FAFA,FAFBはそ
れぞれ1.0を中心として変動する。

機関空燃比を制御目標値（A/F）Ｔにさらに良好に一
致させるために、合流排気管13内であって第２の気筒群
1bからの排気が接触しない位置、すなわち例えば三元触
媒8aの直下流の合流排気管13内に追加の空燃比センサを
もうけ、この空燃比センサの出力信号に応じて空燃比セ
ンサ29の劣化に基づく第１の気筒群1aの機関空燃比の制
御目標値（A/F）Ｔからのずれを補償し、或いは合流排
気管13内であって第１の気筒群1bからの排気が接触しな
い位置、すなわち例えばNO_x吸蔵還元触媒11aの直下流の
合流排気管13内にさらに追加の空燃比センサを設け、こ
の空燃比センサの出力信号に応じて空燃比センサ31の劣
化に基づく機関空燃比の制御目標値（A/F）Ｔからのず
れを補償するようにすることもできる。これら空燃比セ
ンサには全域空燃比センサの他、例えば排気空燃比が理
論空燃比を越えて増大または低下したときに出力電圧が
ステップ状に変化するいわゆるＺ特性酸素センサを用い
ることができる。また、排気通路内に直列に配置された
これら複数の空燃比センサの出力信号に基づいてこれら
空燃比センサ間に位置する触媒の劣化を検出するように
してもよい。

なお、図１の内燃機関では排気通路内に燃料または空
気を２次的に供給する装置が設けられていない。したが
って、三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比は第１の
気筒群1aの機関空燃比、すなわち１番気筒＃１の機関空
燃比に一致し、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排
気空燃比は第２の気筒群1bの機関空燃比、すなわち２番
気筒＃２、３番気筒＃３、および４番気筒＃４の機関空
燃比に一致する。

次に、まず図４を参照して図１の内燃機関の基本的な
排気浄化方法について説明する。

図１の内燃機関では三元触媒8aに流入する排気の排気
空燃比がリッチとされ、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する
排気の排気空燃比がリーンとされる。三元触媒8aに流入
する排気の排気空燃比がリッチとされると三元触媒8aで
は流入する排気中のNO_xからNH₃が生成される。このNH₃
は合流排気管13を介して排気浄化触媒14に到る。一方、
NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気空燃比がリー
ンとされるとNO_x吸蔵還元触媒11aでは、NO_x吸蔵還元触
媒11aに流入する排気中のNO_xがNO_x吸蔵還元触媒11aに吸
蔵される。この場合、必ずしもNO_x吸蔵還元触媒11aに流
入するNO_xの全量がNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されるわ
けではなく、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入するNO_xのうち
一部のNO_xがNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されることなくN
O_x吸蔵還元触媒11aから漏れ出てくる。このNO_xは次いで
合流排気管13を介して排気浄化触媒14に到る。

排気浄化触媒14には三元触媒8aを流通した排気と、NO
_x吸蔵還元触媒11aを流通した排気とが流入するが、本実
施態様では排気浄化触媒14に流入する排気の排気空燃比
は常時リーンに維持されている。このため、排気浄化触
媒14では上述した式（７）から（10）の反応によって排
気浄化触媒14に流入する排気中のNO_xおよびNH₃が浄化せ
しめられることになる。したがって、NO_xおよびNH₃が大
気中に放出されるのが阻止される。なお、排気浄化触媒
14に流入する排気中には炭化水素HC、一酸化炭素CO、ま
たは水素H₂も含まれる。これらHCおよびCOなどはNH₃と
同様に還元剤として作用して排気浄化触媒14においてNO
_xの一部を還元すると考えられている。しかしながら、N
H₃の還元力はこれらHCおよびCOなどに比べて強く、した
がってNH₃を還元剤として用いることによってNO_xを確実
に還元することができる。

三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比をリッチとす
るために、第１の気筒群1aの気筒に、機関空燃比が理論
空燃比（A/F）Ｓよりもリッチであるリッチ運転を行わ
せるようにしている。すなわち、各気筒の機関空燃比の
制御目標値を目標空燃比（A/F）Ｔと称すると、１番気
筒＃１の目標空燃比（A/F）Ｔを、理論空燃比（A/F）Ｓ
よりもリッチであるリッチ空燃比（A/F）Ｒとすること
によって三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比がリッ
チとなるようにしている。

また、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気空燃
比をリーンとするために、第２の気筒群1bの各気筒に、
機関空燃比が理論空燃比（A/F）Ｓよりもリーンである
リーン運転を行わせるようにしている。すなわち、２番
気筒＃２、３番気筒＃３、および４番気筒＃４の各目標
空燃比（A/F）Ｔを、理論空燃比（A/F）Ｓよりもリーン
であるリーン空燃比（A/F）ＬとすることによってNO_x吸
蔵還元触媒11aに流入する排気の排気空燃比がリーンと
なるようにしている。

なお、三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比をリッ
チとするために、例えば三元触媒8a上流の排気管７内に
燃料を２次的に供給するための２次燃料供給装置を設
け、第１の気筒群1aのリーン運転を行わせつつ２次燃料
供給装置から燃料を２次的に供給することによって三元
触媒8aに流入する排気の排気空燃比がリッチとなるよう
にすることもできる。

リッチ空燃比（A/F）Ｒおよびリーン空燃比（A/F）Ｌ
を機関運転状態に応じて変動させるようにしてもよい
が、本実施態様では機関運転状態に依らずほぼ一定とさ
れている。すなわち、リッチ空燃比（A/F）Ｒは14.0程
度とされ、リーン空燃比（A/F）Ｌは25.0程度とされて
いる。したがって、１番気筒の目標空燃比（A/F）Ｔが
約14.0に維持され、２番気筒＃２、３番気筒＃３、およ
び４番気筒＃４の各目標空燃比（A/F）Ｔが約25.0に維
持される。

ところで、リーン運転を行う燃料消費率を低減するこ
とができる。したがって、図１の内燃機関におけるよう
に第２の気筒群1bに基本的にリーン運転を行わせること
によって排気を良好に浄化しつつ機関１の燃料消費率を
小さくすることができる。特に、図１の内燃機関では第
２の気筒群1bの気筒数を全気筒数の過半数としており、
このため機関１の燃料消費率を良好に低減することがで
きる。

このように第１の気筒群1aにリッチ運転を行わせ、第
２の気筒群1bにリーン運転を行わせれば大気中にNO_xお
よびNH₃が放出されるのが阻止されるので、第１の気筒
群1aに常時リッチ運転を行わせ、第２の気筒群1bに常時
リーン運転を行わせれば大気中にNO_xおよびNH₃が放出さ
れるのが常時阻止されることになる。ところが、本願発
明者らによれば、長期にわたって三元触媒8aを、排気空
燃比がリッチである排気に接触させ続けると三元触媒8a
の触媒活性が次第に低下することが確認されている。特
に、パラジウムPdを担持した三元触媒の場合には触媒活
性の低下が著しいことも確認されている。このため、第
１の気筒群1aに常時リッチ運転を行わせて三元触媒8aに
流入する排気の排気空燃比が常時リッチとなるようにす
ると三元触媒8aの触媒活性が次第に低下し、その結果大
気中にNO_xおよびNH₃が放出されることになる。

一方、排気空燃比がリッチである排気に長時間接触し
て触媒活性が低下した三元触媒8aに、排気空燃比がリー
ンである排気を接触させると三元触媒8aの触媒活性が回
復することも確認されている。そこで、本実施態様では
三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比を一時的にリー
ンとし、それによって三元触媒8aの触媒活性を回復させ
るようにしている。その結果、三元触媒8aの良好な触媒
活性が確保され、したがってNO_xおよびNH₃の良好な浄化
が常時確保される。

三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比をリーンとす
るために、三元触媒8aに空気を２次的に供給する２次空
気供給装置を設けて第１の気筒群1aにリッチ運転を行わ
せつつ２次空気供給装置により一時的に２次空気を供給
するようにしてもよい。一方、上述したように第１の気
筒群1aの機関空燃比は三元触媒8aに流入する排気の排気
空燃比に一致している。そこで、本実施態様では第１の
気筒群1aに一時的にリーン運転を行わせることによって
三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比が一時的にリー
ンとなるようにしている。すなわち、本実施態様では第
１の気筒群1aに基本的にリッチ運転を行わせ、三元触媒
8aの触媒活性が低下したときに一時的にリーン運転を行
わせている。

さらに詳細に云うと、三元触媒8aの触媒活性が予め定
められた許容値を越えて低下したと判別されたときには
例えば予め定められた設定時間ｔだけ１番気筒＃１の目
標空燃比（A/F）Ｔを理論空燃比（A/F）Ｓよりもリーン
であるリーン空燃比（A/F）LLとし、それによって１番
気筒＃１にリーン運転を行わせるようにしている。１番
気筒＃１がリーン運転を行って三元触媒8aに流入する排
気の排気空燃比がリーンとなると三元触媒8aの触媒活性
が回復される。なお、本実施態様においてリーン空燃比
（A/F）LLは機関運転状態によらず一定であって例えば2
5.0とされる。しかしながらリーン空燃比（A/F）LLを、
例えば三元触媒8aの触媒活性や機関運転状態などに応じ
て適宜変更するようにしてもよい。

ところで、三元触媒8aの触媒活性を直接求めることは
困難である。そこで、本実施態様では三元触媒8aに流入
するHC量から三元触媒8aの触媒活性を推定するようにし
ている。すなわち、排気空燃比がリッチである排気は三
元触媒8aに流通せしめた場合に三元触媒8aの触媒活性が
低下するときのメカニズムは明らかでないが、三元触媒
8aに流入するHC量が多くなるとこのHCによって触媒成
分、すなわち例えばパラジウムPdや白金Ptの表面が覆わ
れて、斯くして三元触媒8aの触媒活性が低下すると考え
られる。そこで、三元触媒8aの触媒活性が許容値を越え
て低下するのに必要なHC量を予め求めておけば三元触媒
8aに流入するHC量を求めることによって三元触媒8aの触
媒活性を推定できることになる。なお、機関運転状態、
機関運転時間、或いは三元触媒8aを通過する排気量など
から三元触媒8aの触媒活性を推定することもできる。

図5Aは一定のリッチ空燃比（A/F）Ｒにおいて実験に
より求められた単位時間当たり第１の気筒群1aから排出
されるHC量Ｑ（HC）と、機関負荷Q/N、機関回転数Ｎと
の関係を示しており、図5Aにおいて各曲線は同一HC量を
示している。機関回転数Ｎが高くなるにつれて機関から
単位時間に排出される排気量が増大し、機関負荷Q/Nが
高くなるにつれて機関から排出される排気量が増大す
る。したがって、図5Aに示されるように単位時間あたり
第１の気筒群1aから排出されるHC量Ｑ（HC）、すなわち
単位時間当たり三元触媒8aに流入するHC量は機関負荷Q/
Nが高くなるにつれて多くなり、機関回転数Ｎが高くな
るにつれて多くなる。なお、図5Aに示されているHC量Ｑ
（HC）は図5Bに示すようなマップの形で予めROM22内に
記憶されている。

したがって、１番気筒＃１にリッチ運転を行わせてい
る間において三元触媒8aに流入するHC量Ｓ（HC）は次式
によって求められることになる。

Ｓ（HC）＝Ｓ（HC）＋Ｑ（HC）・DELTAa ここでDELTAaはＱ（HC）の検出時間間隔を表しており、
したがってＱ（HC）・DELTAaは、前回の処理ルーチンか
ら今回の処理ルーチンまでの間に三元触媒8aに流入した
HC量を表している。

図６のタイムチャートは第１の気筒群1aの機関空燃比
の変化を表している。図６において、時間零は第１の気
筒群1a、すなわち１番気筒＃１においてリッチ運転が開
始された時間を示している。この場合、１番気筒＃１の
目標空燃比（A/F）Ｔは図６に示されるようにリッチ空
燃比（A/F）Ｒに維持される。１番気筒＃１のリッチ運
転が開始されるとHC量Ｓ（HC）が徐々に増大し、時間ａ
となると許容最大値TMを越えることとなる。この許容最
大値TMは、三元触媒8aの触媒活性を、上述の許容値を越
えて低下させるのに必要なHC量であって予め実験により
求められている。すなわち、Ｓ（HC）＞TMとなったとき
には三元触媒8aの触媒活性が低下したと判別でき、この
場合１番気筒＃１の目標空燃比（A/F）Ｔがリーン空燃
比（A/F）LLとされる。目標空燃比（A/F）Ｔは設定時間
ｔだけリーン空燃比（A/F）LLに維持される。この設定
時間ｔは三元触媒8aの触媒活性を回復させるのに必要な
リーン運転時間であり、予め実験により求められてい
る。目標空燃比（A/F）Ｔがリーン空燃比（A/F）LLとさ
れて設定時間ｔだけ経過したときには１番気筒＃１の目
標空燃比（A/F）Ｔは再びリッチ空燃比（A/F）Ｒとされ
る。なお、時間ａにおいてＳ（HC）はリセットされ、時
間ａ＋ｔにおいて１番気筒＃１のリッチ運転が再開され
るとＳ（HC）の算出が再開される。

ところで、このように第１の気筒群1aにリーン運転を
行わせるとこのとき第１の気筒群1aから排出されるNO_x
は三元触媒8aにおいてNH₃またはN₂に変換されることな
く排気浄化触媒14に到ることになる。ところが、このと
き第２の気筒群1bがリーン運転を行っていると排気浄化
触媒14に第１の気筒群1aからのNO_xと、第２の気筒群1b
からのNO_xとが流入することになり、その結果排気浄化
触媒14においてNO_xが浄化されることなく大気に放出さ
れることになる。一方、第２の気筒群1bにリッチ運転を
行わせるとこのとき第２の気筒群1bから排出されるHCの
一部がNO_x吸蔵還元触媒11aにおいて酸化されることなく
漏れ出てくる。そこで本実施態様では第１の気筒群1aに
リーン運転を行わせるべきときには第２の気筒群1bにリ
ッチ運転を行わせ、それによって排気浄化触媒14にHCを
供給してこのHCでもって第１の気筒群1aから排出される
NO_xを浄化するようにしている。その結果、第１の気筒
群1aがリッチ運転を行ってもリーン運転を行ってもNO_x
を良好に浄化できることになる。

すなわち、図６に示されるように第１の気筒群1aに一
時的にリーン運転を行わせるときに第２の気筒群1bの各
気筒の目標空燃比（A/F）Ｔを一時的に、理論空燃比（A
/F）Ｓよりもリッチであるリッチ空燃比（A/F）RRと
し、それによって、第２の気筒群1bに一時的にリッチ運
転を行わせるようにしている。このリッチ空燃比（A/
F）RRは本実施態様において機関運転状態によらず一定
であって例えば14.0とされる。

なお、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気空燃
比がリッチのときにはNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されて
いるNO_xが放出される。したがって、このように第２の
気筒群1bがリッチ運転を行うとNO_x吸蔵還元触媒11aに吸
蔵されているNO_xの少なくとも一部が放出され、その結
果NO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x吸蔵能力が回復される。し
たがって、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入するNO_xが急激に
増加したとしても排気浄化触媒14に多量のNO_xが流入す
るのが阻止され、斯くして排気浄化触媒14においてNO_x
が良好に浄化される。なお、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入
する排気の排気空燃比がリッチのときにNO_x吸蔵還元触
媒11aから放出されたNO_xは流入する排気中HC、COなどに
より還元される。

目標空燃比（A/F）Ｔが25.0のように極めてリーンで
ある場合、燃焼室内をほぼ均一に満たす混合気を形成す
るとこの混合気は極度に希薄なために点火プラグ（図示
しない）により点火しても着火せず、その結果失火して
しまう。そこで図１の内燃機関では、リーン運転を行う
べきときには燃焼室内の限定された領域内に着火可能な
混合気を形成すると共にその他の領域を空気のみまたは
空気およびEGRガスのみにより満たして混合気を点火プ
ラグにより着火するようにしている。その結果、機関空
燃比を極度にリーンとしたときにも機関が失火するのが
阻止される。或いは、燃焼室内に均一混合気を形成する
と共に旋回流を形成することにより失火しないようにす
ることもできる。

次に図７および図８を参照して上述の実施態様を実行
するためのルーチンを説明する。

図７は運転制御ルーチンを示している。このルーチン
は予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行さ
れる。

図７を参照すると、まずステップ40では第１の気筒群
1aにリーン運転を行わせるべきときにセットされるフラ
グがセットされているか否かが判別される。このフラグ
がセットされていないときには次いでステップ41に進
み、ステップ41では機関負荷Q/Nと機関回転数Ｎとに基
づいて図5Bに示すマップからＱ（HC）が算出される。続
くステップ42では次式に元銅居てHC量Ｓ（HC）が算出さ
れる。

Ｓ（HC）＝Ｓ（HC）＋Ｑ（HC）・DELTAa 次いでステップ43に進み、ステップ43ではHC量Ｓ（HC）
が許容最大値TMよりも大きいか否かが判別される。Ｓ
（HC）＞TMのときには次いでステップ44に進み、ステッ
プ44ではフラグがセットされる。すなわち、Ｓ（CH）＞
TMのときには三元触媒8aの触媒活性が低下していると判
断して第１の気筒群1aにリーン運転を行わせる。続くス
テップ45ではHC量Ｓ（HC）がリセットされる。次いで処
理サイクルを終了する。一方、ステップ43においてＳ
（HC）≦TMのときには処理サイクルを終了する。すなわ
ち、Ｓ（HC）≦TMのときには三元触媒8aの触媒活性が低
下していないと判断して第１の気筒群1aのリッチ運転を
継続する。

フラグがセットされたときにはステップ40からステッ
プ46に進む。ステップ46では、フラグがセットされて第
１の気筒群1aがリーン運転を行っている時間を表すタイ
マカウント値Ｃが１だけインクリメントされる。続くス
テップ47ではタイマカウント値Ｃが予め定められた設定
値CMAXよりも大きいか否かが判別される。このCMAXは上
述の設定時間ｔに相当し、Ｃ≦CMAXのときには三元触媒
8aの触媒活性の再生が不十分であると判断して処理サイ
クルを終了し、すなわち第１の気筒群1aのリーン運転が
継続される。これに対し、Ｃ＞CMAXとなると第１の気筒
群1aのリーン運転が開始されてから設定時間ｔだけ経過
したと判断し、すなわち三元触媒8aの触媒活性が回復し
たと判断してステップ48に進んでフラグをリセットす
る。したがって第１の気筒群1aのリーン運転が停止さ
れ、リッチ運転が再開される。次いでステップ49に進
み、ステップ49ではタイマカウント値Ｃがクリアされ
る。次いで処理サイクルを終了する。

図８は燃料噴射時間TAUの算出ルーチンを示してい
る。このルーチンは一定クランク角度毎の割り込みよっ
て実行される。

図８を参照すると、まずステップ60では吸入空気量Ｑ
および機関回転数Ｎから次式に基づいて基本燃料噴射時
間TBが算出される。

TB＝（Q/N）・Ｋ続くステップ61では、今回の処理サイクルで求める燃料
噴射時間TAUが第１の気筒群1aのための燃料噴射時間で
あるか、第２の気筒群1bのための燃料噴射時間であるか
が判別される。今回の処理サイクルで求める燃料噴射時
間TAUが第１の気筒群1a、すなわち１番気筒＃１のため
の燃料噴射時間であると判別されたときには次いでステ
ップ62に進み、ステップ62では第１の気筒群1aのための
フィードバック補正係数FAFAが算出される。続くステッ
プ63ではFAFAがFAFとされる。続くステップ64では図７
のルーチンでセットまたはリセットされるフラグがセッ
トされているか否かが判別される。フラグがセットされ
ているときには、すなわち第１の気筒群1aにリーン運転
を行わせるべきときには次いでステップ65に進み、ステ
ップ65では目標空燃比（A/F）Ｔがリーン空燃比（A/F）
LLとされる。本実施態様ではリーン空燃比（A/F）LLは
機関運転状態に依らず一定の25.0とされており、したが
ってステップ65では（A/F）Ｔ＝25.0とされる。次いで
ステップ72に進む。一方、ステップ64においてフラグが
リセットされているとき、すなわち第１の気筒群1aにリ
ッチ運転を行わせるべきときには次いでステップ66に進
み、目標空燃比（A/F）Ｔがリッチ空燃比（A/F）Ｒとさ
れる。本実施態様ではリッチ空燃比（A/F）Ｒは機関運
転状態に依らず一定の14.0とされており、したがってス
テップ66では（A/F）Ｔ＝14.0とされる。次いでステッ
プ72に進む。

ステップ61において、今回の処理サイクルで求める燃
料噴射時間TAUが第２の気筒群1bのための燃料噴射時間
であると判別されたとき、すなわち２番気筒＃２、３番
気筒＃３、４番気筒＃４のうちのいずれかの気筒のため
の燃料噴射時間であると判別されたときには次いでステ
ップ67に進む。ステップ67では第２の気筒群1bのための
フィードバック補正係数FAFBが算出される。続くステッ
プ68ではFAFBがFAFとされる。続くステップ69ではフラ
グがセットされているか否かが判別される。フラグがセ
ットされているとき、すなわち第２の気筒群1bにリッチ
運転を行わせるべきときには次いでステップ70に進み、
目標空燃比（A/F）Ｔがリッチ空燃比（A/F）RRとされ
る。本実施態様ではリッチ空燃比（A/F）RRは機関運転
状態に依らず一定の14.0とされており、したがってステ
ップ70では（A/F）TR＝14.0とされる。次いでステップ7
2に進む。これに対しフラグがリセットされていると
き、すなわち第２の気筒群1bにリーン運転を行わせるべ
きときには次いでステップ71に進み、目標空燃比（A/
F）Ｔがリーン空燃比（A/F）Ｌとされる。本実施態様で
はリーン空燃比（A/F）Ｌは機関運転状態に依らず一定
の25.0とされており、したがってステップ71では（A/
F）Ｔ＝25.0とされる。次いでステップ72に進む。

ステップ72では次式に基づいて燃料噴射時間TAUが算
出される。

TAU＝TB・（（A/F）S/（A/F）Ｔ・FAF 各燃料噴射弁５からはこの燃料噴射時間TAUだけ燃料が
噴射される。

次に運転制御方法の別の実施態様を説明する。

上述の実施態様では、三元触媒8aに流入する排気の排
気空燃比がリッチのとき三元触媒8aに流入する積算HC量
Ｓ（HC）が多くなると少ないときに比べて三元触媒8aの
触媒活性が低くなることに着目し、積算HC量Ｓ（HC）が
許容最大値TMを越えたら三元触媒8aに流入する排気の排
気空燃比を一時的にリーンにして三元触媒8aの触媒活性
を回復させるようにしている。云い換えると、積算HC量
Ｓ（HC）が許容最大値TMを越えない限り、すなわち三元
触媒8aの触媒活性が許容値まで低下しない限り三元触媒
8aの触媒活性回復作用が行われない。しかしながら、三
元触媒8aの触媒活性が許容値まで低下しないうちに比較
的短い時間間隔でもって三元触媒8aの触媒活性回復作用
を行うようにすることもできる。このように短い時間間
隔でもって三元触媒8aの触媒活性回復作用を行えば三元
触媒8aの触媒活性を高い状態に維持することができるこ
とになる。

一方、排気浄化装置の寸法はできるだけ小さいのが好
ましく、したがってNO_x吸蔵還元触媒11aの容積を大きく
することは好ましくない。ところが、NO_x吸蔵還元触媒1
1aの容積を小さくするとNO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x吸蔵
能力が小さくなるのでNO_x吸蔵還元触媒11aがNO_xにより
飽和し易くなる。したがって、NO_x吸蔵還元触媒11aに吸
蔵されているNO_xを放出させるために比較的短い時間間
隔でもって、NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気
空燃比を一時的にリッチにする必要がある。この場合、
NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量を求めてこ
のNO_x量が予め定められた最大値を越えて増大したとき
にNO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の排気空燃比を一
時的にリッチとすればNO_x吸蔵還元触媒11aから吸蔵され
ているNO_xが放出され、斯くしてNO_x吸蔵還元触媒11aのN
O_x吸蔵能力が確保される。

ところで、上述したようにNO_x吸蔵還元触媒11aに流入
する排気の排気空燃比をリッチとしたときには三元触媒
8aに流入する排気の排気空燃比をリーンとするのが排気
浄化のために好ましい。したがって、NO_x吸蔵還元触媒1
1aに吸蔵されているNO_x量に応じてNO_x吸蔵還元触媒11a
に流入する排気の排気空燃比を一時的にリッチとし、そ
れに伴って三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比をリ
ーンとすればNO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x吸蔵還元触媒吸
蔵能力を確保できかつ排気を良好に浄化できかつ三元触
媒8aの触媒活性回復作用を比較的短い時間間隔でもって
行うことができることになる。そして、本実施態様では
NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量を求めてこ
のNO_x量が上述の最大値を越えて増大したらNO_x吸蔵還元
触媒11aに流入する排気の排気空燃比を一時的にリッチ
すると共に三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比を一
時的にリーンにするようにしている。

本実施態様においても三元触媒8aに流入する排気の排
気空燃比をリッチとするために第１の気筒群1aにリッチ
運転を行わせ、三元触媒8aに流入する排気の排気空燃比
をリーンとするために第１の気筒群1aにリーン運転を行
わせるようにしている。また、NO_x吸蔵還元触媒11aに流
入する排気の排気空燃比をリッチとするために第２の気
筒群1bにリッチ運転を行わせ、NO_x吸蔵還元触媒11aに流
入する排気の排気空燃比をリーンとするために第２の気
筒群1bにリーン運転を行わせるようにしている。すなわ
ち、本実施態様では第１の気筒群1aにリッチ運転を行わ
せると共に第２の気筒群1bにリーン運転を行わせ、第２
の気筒群1bがリーン運転を行っているときにNO_x吸蔵還
元触媒11aに吸蔵されているNO_x量が最大値を越えて増大
したら第１の気筒群1aに一時的にリーン運転を行わせる
と共に第２の気筒群1bに一時的にリッチ運転を行わせる
ようにしている。なお、第２の気筒群1bに一時的にリッ
チ運転を行わせかつ第１の気筒群1aに一時的にリーン運
転を行わせるときにおいて、第２の気筒群1bの各気筒の
目標空燃比（A/F）Ｔは上述のリッチ空燃比（A/F）RRと
することができ、第１の気筒群1aの気筒の目標空燃比
（A/F）Ｔは上述のリーン空燃比（A/F）LLとすることが
できる。

このように第２の気筒群1bに一時的にリッチ運転を行
わせると共に第１の気筒群1aに一時的にリーン運転を行
わせるときの運転期間はどのように定めてもよいが、本
実施態様では第２の気筒群1bがリッチ運転を行っている
ときにNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量が予
め定められた最小値を越えて低下したら第２の気筒群1b
にリーン運転を再開させ、それに伴って第１の気筒群1a
にリッチ運転を再開させるようにしている。

ところで、NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x
量を直接求めることは困難である。そこで本実施態様で
はNO_x吸蔵還元触媒11aに流入するNO_x量、すなわち第２
の気筒群1bから排出されるNO_x量からNO_x吸蔵還元触媒11
aに吸蔵されているNO_x量を推定するようにしている。す
なわち、機関回転数Ｎが高くなるにつれて機関から単位
時間に排出される排気量が増大するので機関回転数Ｎが
高くなるにつれてNO_x吸蔵還元触媒11aに単位時間当たり
に流入する流入NO_x量が増大する。また、機関負荷Q/Nが
高くなるにつれて機関から排出される排気量が増大し、
しかも、燃焼温度が高くなるので流入NO_x量が増大す
る。

図9Aは一定のリーン空燃比（A/F）Ｌにおいて実験に
より求められた単位時間当たり第２の気筒群1bから排出
されるNO_x量Ｑ（NO_x）と、機関負荷Q/N、機関回転数Ｎ
との関係を示しており、図9Aにおいて各曲線は同一NO_x
量を示している。図9Aに示されるように単位時間当たり
第２の気筒群1bから排出されるNO_x量Ｑ（NO_x）は機関負
荷Q/Nが高くなるにつれて多くなり、機関回転数Ｎが高
くなるにつれて多くなる。なお、図9Aに示されるNO_x量
Ｑ（NO_x）は図9Bに示すようなマップの形で予めROM22内
に記憶されている。

すなわち、第２の気筒群1bがリーン運転を行っている
ときにはNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量Ｓ
（NO_x）は単位時間当たりＱ（NO_x）だけ増大する。した
がって、第２の気筒群1bがリーン運転を行っているとき
NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量Ｓ（NO_x）は
次式で表される。

Ｓ（NO_x）＝Ｓ（NO_x）＋Ｑ（NO_x）・DELTAna ここでDELTAnaはＱ（NO_x）の検出時間間隔を表してお
り、したがってＱ（NO_x）・DELTAnは前回の処理ルーチ
ンから今回の処理ルーチンまでの間にNO_x吸蔵還元触媒1
1aに吸蔵されたNO_x量を表している。第２の気筒群1bが
リーン運転を行いかつ第１の気筒群1aがリッチ運転を行
っているときにこのNO_x量Ｓ（NO_x）が予め定められた最
大値MAX（NO_x）を越えて増大したら第２の気筒群1bにリ
ッチ運転を行わせ、第１の気筒群1aにリーン運転を行わ
せる。

一方、図10Aは予め実験により求められた単位時間当
たりNO_x吸蔵還元触媒11aから放出されるNO_x量Ｄ（NO_x）
を示している。図10Aにおいて実線はNO_x吸蔵還元触媒11
aの温度が高いときを示しており、破線はNO_x吸蔵還元触
媒11aの温度が低いときを示している。また、TIMEより
リッチ運転期間TRが開始されてから、すなわち目標空燃
比（A/F）Ｔがリーン空燃比（A/F）Ｌからリッチ空燃比
（A/F）Ｒに切り替えられてからの時間を示している。N
O_x吸蔵還元触媒11aにおけるNO_xの分解速度はNO_x吸蔵還
元触媒11aの温度が高くなるほど速くなる。したがっ
て、図10Aの実線で示されるようにNO_x吸蔵還元触媒11a
の温度が高いときには、すなわちNO_x吸蔵還元触媒11aに
流入する排気の排気温度TNCが高いときにはNO_x吸蔵還元
触媒11aの表面における排気空燃比が十分にリッチとな
らない間に多量のNO_xがNO_x吸蔵還元触媒11aから放出さ
れ、NO_x吸蔵還元触媒11aの温度、すなわち排気温度TNC
が低いときには図10Aの破線で示されるように少量のNO_x
がNO_x吸蔵還元触媒11aから放出される。云い換えると、
排気温度TNCが高くなるほど単位時間当たりNO_x吸蔵還元
触媒11aから放出されるNO_x量Ｄ（NO_x）が増大する。こ
のNO_x量Ｄ（NO_x）は排気温度TNCと時間TIMEとの関数と
して図10Bに示すマップの形で予めROM22内に記憶されて
いる。

NO_x吸蔵還元触媒11aに流入する排気の温度TNCはセン
サなどにより求めてもよいが、本実施態様では機関運転
状態すなわち機関負荷Q/Nと機関回転数Ｎとから推定し
ている。すなわち、TNCは予め実験により求められてお
り、図11に示すマップの形で予めROM22内に記憶されて
いる。

なお、単位時間当たり第２の気筒群1bから排出される
NO_x量Ｑ（NO_x）は機関空燃比に応じて変動する。したが
ってリーン空燃比（A/F）Ｌを例えば機関運転状態に応
じて変動させるようにした場合には図9Bのマップから求
めたＱ（NO_x）をリーン空燃比（A/F）Ｌに応じて補正す
る必要がある。或いは、リーン空燃比（A/F）ＬとＱ（N
O_x）との関係を表すマップを用いてＱ（NO_x）を求める
必要がある。

すなわち、第２の気筒群1bがリッチ運転を行っている
ときにはNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量Ｓ
（NO_x）は単位時間当たりＤ（NO_x）だけ減少する。した
がって、第２の気筒群1bがリッチ運転を行っているとき
にNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x量Ｓ（NO_x）
は次式で表される。

Ｓ（NO_x）＝Ｓ（NO_x）−Ｄ（NO_x）・DELTAnd ここでDELTAndはＤ（NO_x）の検出時間間隔を表してお
り、したがってＤ（NO_x）・DELTAndは前回の処理ルーチ
ンから今回の処理ルーチンまでの間にNO_x吸蔵還元触媒1
1aから放出されたNO_x量を表している。第２の気筒群1b
がリッチ運転を行いかつ第１の気筒群1aがリーン運転を
行っているときにこのNO_x量Ｓ（NO_x）が予め定められた
最小値MIN（NO_x）を越えて低下したら第２の気筒群1bに
リーン運転を行わせ、第１の気筒群1aにリッチ運転を行
わせる。

図12は上述の実施態様による運転制御ルーチンを示し
ている。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割
り込みによって実行される。

図12を参照すると、まずステップ80では、三元触媒8a
の触媒活性を回復させるべく第１の気筒群1aにリーン運
転を行わせかつ第２の気筒群1bにリッチ運転を行わせる
べきときにセットされるフラグがセットされているか否
かが判別される。フラグがセットされていないときには
次いでステップ81に進む。ステップ81では図9Bのマップ
からＱ（NO_x）が算出される。続くステップ82では次式
に基づいて吸蔵NO_x量Ｓ（NO_x）が算出される。

Ｓ（NO_x）＝Ｓ（NO_x）＋Ｑ（NO_x）・DELTAna ここでDELTAadは前回の処理サイクルから今回の処理サ
イクルまでの時間間隔である。次いでステップ83に進
み、ステップ83ではNO_x量Ｓ（NO_x）がNO_x吸蔵還元触媒1
1aの吸蔵容量に応じて定まる最大値MAX（NO_x）よりも大
きいか否かが判別される。Ｓ（NO_x）≦MAX（NO_x）のと
きには処理サイクルを終了する。すなわち、Ｓ（NO_x）
≦MAX（NO_x）のときにはNO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x吸蔵
能力が未だ大きいと判断して第２の気筒群1bのリーン運
転を継続し、第１の気筒群1aのリッチ運転を継続する。

これに対しステップ83においてＳ（NO_x）＞MAX（N
O_x）のときには次いでステップ84に進み、フラグをセッ
トして処理サイクルを終了する。すなわち、Ｓ（NO_x）
＞MAX（NO_x）のときにはNO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x吸蔵
能力が小さくなったと判断して第２の気筒群1bのリーン
運転を終了し、リッチ運転を開始する。また、このとき
第１の気筒群1aのリッチ運転を終了し、リーン運転を開
始する。

フラグがセットされたときにはステップ80からステッ
プ85に進む。ステップ85では図11のマップから排気温度
TNCが算出される。続くステップ86では図10（Ｂ）のマ
ップからＤ（NO_x）が算出される。続くステップ87では
次式に基づいてNO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO
_x量Ｓ（NO_x）が算出される。

Ｓ（NO_x）＝Ｓ（NO_x）−Ｄ（NO_x）・DELTAnd ここでDELTAndは前回の処理サイクルから今回の処理サ
イクルまでの時間間隔である。次いでステップ88に進
み、ステップ88ではNO_x量Ｓ（NO_x）が最小値MIN（NO_x）
よりも小さいか否かが判別される。Ｓ（NO_x）≧MIN（NO
_x）のときには処理サイクルを終了する。すなわち、Ｓ
（NO_x）≧MIN（NO_x）のときにはNO_x吸蔵還元触媒11aのN
O_x吸蔵能力が十分に大きくなっていないと判断して第２
の気筒群1bのリッチ運転を継続し、第１の気筒群1aのリ
ーン運転を継続する。

これに対しステップ88においてＳ（NO_x）＜MIN（N
O_x）のときには次いでステップ89に進み、フラグをリセ
ットして処理サイクルを終了する。すなわち、Ｓ（N
O_x）＜MIN（NO_x）のときにはNO_x吸蔵還元触媒11aのNO_x
吸蔵能力が十分大きくなったと判断して第２の気筒群1b
のリッチ運転を終了し、リーン運転を開始する。また、
このとき第１の気筒群1aのリーン運転を終了し、リッチ
運転を開始する。図12のルーチンによって制御されるフ
ラグがセットされているかリセットされているかに基づ
いて図８のルーチンにおいて燃料噴射時間TAUが算出さ
れる。

図１から図７を参照して説明した実施態様では、三元
触媒8aに流入する積算HC量Ｓ（HC）を求めてこのＳ（H
C）に応じ第１および第２の気筒群1aおよび1bの運転状
態を変更するようにしている。すなわち、第１の気筒群
1aの運転状態がリッチ運転からリーン運転に変更され、
第２の気筒群1bの運転状態がリーン運転からリッチ運転
に変更される。また、図８から図12を参照して説明した
実施態様では、NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO
_x量Ｓ（NO_x）を求めてこのＳ（NO_x）に応じ第１および
第２の気筒群1aおよび1bの運転状態を変更するようにし
ている。しかしながら、三元触媒8aに流入する積算HC量
Ｓ（HC）と、NO_x吸蔵還元触媒11aに吸蔵されているNO_x
量Ｓ（NO_x）との両方を求めてこれらＳ（HC）およびＳ
（NO_x）のいずれか一方に応じ第１および第２の気筒群1
aおよび1bの運転状態を変更するようにすることもでき
る。この場合、Ｓ（HC）が許容最大値TMを越えるか、或
いはＳ（NO_x）が最大値MAXを越えたら第１および第２の
気筒群1aおよび1bの運転状態を変更することができる。
または、各触媒もしくは吸蔵材の性質、材料、容量や、
流入する排気の排気空燃比もしくは流量などに応じ第１
および第２の気筒群1aおよび1bの運転状態を変更するか
を選定することもできる。

また、積算HC量Ｓ（HC）のための許容最大値TM、吸蔵
NO_x量Ｓ（NO_x）のための最大値MAXおよびMINを、各触媒
もしくは吸蔵材の性質、材料、容量や流入する排気の排
気空燃比もしくは流量、機関運転状態などに応じ変更す
るようにしてもよい。

さらに、これまで述べてきた実施態様では、第１の気
筒群1aを１つの気筒から構成し、第２の気筒群1bを３つ
の気筒から構成している。しかしながら、第１の気筒群
1aを複数の気筒から構成し、第２の気筒群1bを１つの気
筒から構成することもできる。しかしながら、燃料消費
率をできるだけ小さくするのが好ましく、したがって基
本的にリーン運転が行われる第２の気筒群1bの気筒数が
できるだけ多いのが好ましい。なお、第１の気筒群1aが
複数の気筒から構成された場合には第１の気筒群1aの各
気筒の機関空燃比の制御目標値（A/F）Ｔは各気筒に対
し同一とされる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｂ０１Ｄ 53/36 １０２Ｂ１０２Ｈ (72)発明者鈴木直人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者八重樫武久愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者田中俊明愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者三好直人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平４−365920（ＪＰ，Ａ) 特開平７−185344（ＪＰ，Ａ) 特開平５−131118（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/14 F02D 41/02 F01N 3/08 F01N 3/20 F01N 3/24 B01J 23/40 - 23/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１および第２の気筒群に分割された複数
の気筒と、第１および第２の気筒群にそれぞれ接続され
た第１および第２の排気通路とを有する内燃機関の排気
を浄化する装置であって、装置は、第１の排気通路内に配置され、流入する排気の排気空燃
比がリッチのときに流入する排気中のNO_xの少なくとも
一部からNH₃を生成するNH₃生成触媒と、 NH₃を生成するためにNH₃生成触媒に流入する排気の排気
空燃比をリッチにする第１のリッチ化手段と、 NH₃生成触媒下流の第１の排気通路と第２の排気通路と
を互いに合流させてNH₃生成触媒において生成されたNH₃
と、第２の排気通路から排出されるNO_xとを互いに接触
させ、該NO_xを該NH₃により浄化するようにする合流排気
通路と、 NH₃生成触媒に流入する排気の排気空燃比を一時的にリ
ーンにする第１のリーン化手段と、を具備した装置において、流入する排気の排気空燃比が
リッチのときにNH₃生成触媒に流入する炭化水素（HC）
の積算量を求めて該積算HC量が予め定められた上限しき
い値を越えたときに上記第１のリーン化手段がリーン化
作用を行うようにした装置。
【請求項２】第２の気筒群の機関空燃比を制御する第２
の機関空燃比制御手段を具備し、該第２の機関空燃比制
御手段は第２の気筒群の機関空燃比をリーンに制御する
請求項１に記載の装置。
【請求項３】第２の排気通路内に配置されて、流入する
排気の排気空燃比がリーンのときにNO_xを吸蔵すると共
に流入する排気の排気空燃比がリッチのときに吸蔵して
いるNO_xを放出して還元するNO_x吸蔵還元触媒と、該NO_x
吸蔵還元触媒から吸蔵されているNO_xを放出させるため
にNO_x吸蔵還元触媒に流入する排気の排気空燃比を一時
的にリッチにする第２のリッチ化手段とを具備し、第１
のリーン化手段は第２のリッチ化手段がリッチ化作用を
行っている間、リーン化作用を行う請求項２に記載の装
置。
【請求項４】上記NO_x吸蔵還元触媒の吸蔵NO_x量を推定す
る推定手段をさらに具備し、上記第２のリッチ化手段
は、上記推定NO_x量が予め定められた上記しきい値より
も大きくなったときにリッチ化作用を行う請求項３に記
載の装置。
【請求項５】上記第２のリッチ化手段は、上記推定NO_x
量が予め定められた下限しきい値よりも小さくなったと
きにリッチ化作用を停止する請求項３に記載の装置。
【請求項６】上記第２のリッチ化手段は、上記第２の機
関空燃比制御手段を制御することにより上記NO_x吸蔵還
元触媒に流入する排気の排気空燃比リッチにする請求項
３に記載の装置。
【請求項７】上記NO_x吸蔵還元触媒が、カリウム、ナト
リウム、リチウム、セシウムからなるアルカリ金属、バ
リウム、カルシウムからなるアルカリ土類金属、ランタ
ンおよびイットリウムからなる希土類金属から選ばれた
少なくとも１つと、パラジウム、白金、ロジウムからな
る貴金属とを含む請求項３に記載の装置。
【請求項８】第１の気筒群の機関空燃比を制御する第１
の機関空燃比制御手段をさらに具備し、上記第１のリッ
チ化手段および上記第１のリーン化手段のうち少なくと
も一方が該第１の機関空燃比制御手段を制御することに
よりNH₃生成触媒に流入する排気の排気空燃比をリッチ
またはリーンにする請求項１に記載の装置。
【請求項９】上記NH₃生成触媒が、パラジウム、白金、
ロジウムからなる貴金属のうち少なくとも１つを含む三
元触媒である請求項１に記載の装置。
【請求項１０】上記リーン化手段は、NH₃生成触媒に流
入する排気の排気空燃比を、予め定められた時間だけリ
ーンにする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】上記合流排気通路内に、流入する排気中
のNH₃のNO_xとを浄化する排気浄化触媒を配置した請求項
１に記載の装置。
【請求項１２】上記排気浄化触媒が、銅、クロム、バナ
ジウム、チタン、鉄、ニッケル、およびコバルトからな
る遷移金属、または白金、パラジウム、ロジウム、およ
びイリジウムからなる貴金属から選ばれる少なくとも１
つの物質を含む請求項11に記載の装置。