(57)【要約】【課題】ＮＯｘの排出量を低減させたまま、燃費をさらに向上させる。【解決手段】排気ガス浄化装置２００は、エンジン１２０から排気された排気ガスが通過する上流側排気路１３０に設けられた三元触媒２１０と、上流側排気路１３０における三元触媒２１０の下流から分岐された複数の下流側排気路２２０Ａ、２２０Ｂと、複数の下流側排気路２２０Ａ、２２０Ｂそれぞれに設けられ、エンジン１２０からの距離が互いに異なる複数のＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂと、排気ガスの流れを複数の下流側排気路２２０Ａ、２２０Ｂのうちいずれか１の下流側排気路に切り換える切換部２４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排気された排気ガスが通過する上流側排気路に設けられた三元触媒と、
前記上流側排気路における前記三元触媒の下流から分岐された複数の下流側排気路と、
前記複数の下流側排気路それぞれに設けられ、前記エンジンからの距離が互いに異なる複数のＮＯｘ吸蔵還元触媒と、
前記排気ガスの流れを前記複数の下流側排気路のうちいずれか１の下流側排気路に切り換える切換部と、
を備える排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記切換部は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の温度、および、前記エンジンの空燃比に基づいて、前記排気ガスの流れを切り換える請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒を冷却する冷却部を備える請求項１または２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記下流側排気路における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の上流側から分岐され、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側に再接続されるバイパス路を備え、
前記切換部は、前記排気ガスの流れを、前記複数の下流側排気路および前記バイパス路のうちいずれか１に切り換える請求項１から３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排気された排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃費を向上するために、理論空燃比（ストイキ）よりもリーンな空燃比で燃料を燃焼させるリーン燃焼を実行可能なエンジンが開発されている。リーン燃焼が行われると、理論空燃比で燃焼させた場合と比べて窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生しやすい。このため、上記リーン燃焼を実行可能なエンジンの排気路にＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＬＮＴ：Lean NOx Trap）を設けておき、排気ガスからＮＯｘを除去している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、リーン燃焼させている間にＮＯｘを吸蔵することで排気ガスからＮＯｘを除去する。そして、所定のタイミングでストイキよりもリッチな空燃比で燃料を燃焼させるリッチ燃焼（リッチスパイク）を行うことで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを脱離させるとともにＮＯｘ吸蔵還元触媒においてＮＯｘを還元する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２６５４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記リーン燃焼を実行可能なエンジンにおいて、ＮＯｘの排出量を低減させたまま、さらに燃費を向上させることができる技術の開発が希求されている。
【０００６】
本発明は、ＮＯｘの排出量を低減させたまま、燃費をさらに向上させることができる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の排気ガス浄化装置は、エンジンから排気された排気ガスが通過する上流側排気路に設けられた三元触媒と、前記上流側排気路における前記三元触媒の下流から分岐された複数の下流側排気路と、前記複数の下流側排気路それぞれに設けられ、前記エンジンからの距離が互いに異なる複数のＮＯｘ吸蔵還元触媒と、前記排気ガスの流れを前記複数の下流側排気路のうちいずれか１の下流側排気路に切り換える切換部と、を備える。
【０００８】
また、前記切換部は、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の温度、および、前記エンジンの空燃比に基づいて、前記排気ガスの流れを切り換えてもよい。
【０００９】
また、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒を冷却する冷却部を備えてもよい。
【００１０】
また、前記下流側排気路における前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の上流側から分岐され、前記ＮＯｘ吸蔵還元触媒の下流側に再接続されるバイパス路を備え、前記切換部は、前記排気ガスの流れを、前記複数の下流側排気路および前記バイパス路のうちいずれか１に切り換えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＮＯｘの排出量を低減させたまま、燃費をさらに向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のエンジンシステムの構成を示す概略図である。
【図２】ＮＯｘ吸蔵還元触媒の温度と、ＮＯｘの吸蔵および還元との関係を説明する図である。
【図３】空燃比制御部による空燃比の設定および切換制御部による切り換え条件を説明する図である。
【図４】第１実施形態の空燃比設定処理および切換処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】第２実施形態のエンジンシステムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のエンジンシステム１００の構成を示す概略図である。なお、図１中、信号の流れを破線の矢印で示す。図１に示すように、エンジンシステム１００には、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなるＥＣＵ（Engine Control Unit）１１０が設けられ、ＥＣＵ１１０によりエンジン１２０全体が統括制御される。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。また、ここでは、エンジン１２０として、ガソリンエンジンを例に挙げて説明する。
【００１５】
エンジン１２０の排気ポートには排気マニホールドが連通され、排気マニホールドの集合部には、上流側排気路１３０が連通される。
【００１６】
そして、エンジンシステム１００には、エンジン１２０から排気される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置２００が設けられている。以下、排気ガス浄化装置２００の具体的な構成について詳述する。
【００１７】
（排気ガス浄化装置２００）
排気ガス浄化装置２００は、三元触媒（ＴＷＣ：Three-Way Catalyst）２１０と、下流側排気路２２０Ａ、２２０Ｂと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒（ＬＮＴ：Lean NOx Trap）２３０Ａ、２３０Ｂと、切換部２４０と、冷却部２５０とを含んで構成される。また、ＥＣＵ１１０は、排気ガス浄化装置２００を構成する空燃比制御部３１０、切換制御部３２０としても機能する。
【００１８】
上流側排気路１３０には、三元触媒２１０が設けられている。三元触媒２１０は、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）が担持された担体で構成され、エンジン１２０がストイキ燃焼を行っている場合に、エンジン１２０から排出された排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化（酸化還元）する。
【００１９】
上流側排気路１３０の下流端は、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに分岐される。
【００２０】
下流側排気路２２０Ａには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａが設けられている。下流側排気路２２０Ｂには、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂが設けられている。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂよりもエンジン１２０からの距離が近い位置に配される。つまり、エンジン１２０とＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａとの間に形成される排気ガスの流路は、エンジン１２０とＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂとの間に形成される排気ガスの流路よりも短い。したがって、エンジン１２０から同温度の排気ガスが排気された場合に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａよりも低くなる。
【００２１】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、例えば、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、バリウム（Ｂａ）、カリウム（Ｋ）が担持された担体で構成され、エンジン１２０がリーン燃焼を行っている場合に、ＮＯｘを一旦吸蔵する。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、エンジン１２０がリッチ燃焼を行っている場合に、吸蔵したＮＯｘを浄化（還元）する。さらに、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、エンジン１２０がストイキ燃焼を行っている場合には、三元触媒としても機能し、ＮＯｘの還元に加え、ＨＣ、ＣＯを浄化（酸化）する。
【００２２】
図２は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度と、ＮＯｘの吸蔵および還元との関係を説明する図である。図２に示すように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、所定の温度範囲において、空燃比がリーンであれば、ＮＯｘを吸蔵する。なお、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０ＢがＮＯｘを吸蔵可能な温度範囲を吸蔵温度範囲と称する。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回ると、ＮＯｘの吸蔵が困難になる。
【００２３】
一方、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回っても、所定の最小温度Ｒｍｉｎ以上であり、空燃比がリッチであれば、ＮＯｘを浄化する。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、所定の最小温度Ｒｍｉｎ以上であり、空燃比がストイキであれば、三元触媒としても機能し、ＮＯｘに加え、ＨＣ、ＣＯを浄化する。ここで、最小温度Ｒｍｉｎは、吸蔵温度範囲の下限値Ｋｍｉｎを上回り、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘ未満である。なお、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、最小温度Ｒｍｉｎ以上であれば、ＮＯｘを還元したり、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化還元したりすることができる。ただし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂは、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回る、所定の最大温度Ｒｍａｘを超えると熱によって劣化してしまう。したがって、本実施形態において、ＥＣＵ１１０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂが最大温度Ｒｍａｘ以下となるように制御する。以下、最小温度Ｒｍｉｎ以上最大温度Ｒｍａｘ以下の範囲を劣化抑制範囲と称する。
【００２４】
図１に戻って説明すると、切換部２４０は、下流側排気路２２０Ａと下流側排気路２２０Ｂとの分岐箇所に設けられたバルブで構成される。切換部２４０は、後述する切換制御部３２０による制御に応じて、上流側排気路１３０を通過した排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａまたは下流側排気路２２０Ｂに切り換える。
【００２５】
冷却部２５０は、切換制御部３２０による制御に応じて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂを冷却する。冷却部２５０は、ポンプ２５２と、冷媒供給管２５４、２５６と、冷媒切換部２５８とを含んで構成される。ポンプ２５２は、冷媒（例えば、水または外気）を冷媒供給管２５４、２５６に供給する。冷媒供給管２５４は、一端がポンプ２５２に接続され、他端が、下流側排気路２２０ＡにおけるＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの上流側（切換部２４０とＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａとの間）に接続された配管である。冷媒供給管２５６は、冷媒供給管２５４から分岐され、下流側排気路２２０ＢにおけるＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの上流側（切換部２４０とＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂとの間）に接続された配管である。冷媒切換部２５８は、冷媒供給管２５４と冷媒供給管２５６との分岐箇所に設けられたバルブで構成される。冷媒切換部２５８は、ポンプ２５２が供給した冷媒の供給先を、冷媒供給管２５４または冷媒供給管２５６に切り換える。
【００２６】
空燃比制御部３１０は、エンジン１２０に噴射する燃料の量を調整することでエンジン１２０の空燃比を制御する。空燃比制御部３１０は、エンジン負荷（エンジン回転数）に応じて、空燃比を制御する。空燃比制御部３１０は、空燃比を、ストイキ、リーン、および、リッチのいずれかに設定する。なお、空燃比制御部３１０が、エンジン負荷に拘わらず、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０ＡまたはＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂに吸蔵されたＮＯｘを還元するために、短時間の間リッチに設定することを、リッチスパイクに設定するとし、エンジン負荷に応じてリッチに設定する場合と区別する。
【００２７】
切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度、および、空燃比制御部３１０によって設定された空燃比に基づいて、切換部２４０、ポンプ２５２、冷媒切換部２５８を制御する。
【００２８】
図３は、空燃比制御部３１０による空燃比の設定および切換制御部３２０による切り換え条件を説明する図である。図３に示すように、空燃比制御部３１０は、エンジン負荷が第１閾値未満である場合、空燃比をリーンに設定する。切換制御部３２０は、リーンに設定されている際に、まず、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度を取得する。なお、排気ガス浄化装置２００には、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、および、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度を測定する温度センサ（不図示）が設けられており、切換制御部３２０は、温度センサの測定値を取得する。
【００２９】
そして、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が、吸蔵温度範囲内であれば、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに導く。一方、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回る場合、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度を取得する。そして、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が吸蔵温度範囲内であれば、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに導く。
【００３０】
このように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲内となる程度の低温の排気ガスが排気される場合、すなわち、エンジン負荷が第１閾値未満において相対的に低い場合には、排気ガスの流路を下流側排気路２２０Ａとする。
【００３１】
一方、上記したように、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂは、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａよりもエンジン１２０からの距離が遠いため、到達する排気ガスの温度が相対的に低い。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回るような高温の排気ガスが排気される場合、すなわち、エンジン負荷が第１閾値未満において相対的に高い場合であっても、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度は、吸蔵温度範囲内に維持される場合がある。この場合、切換制御部３２０が、排気ガスの流路を下流側排気路２２０Ｂとすることで、リーン燃焼を実行しつつ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０ＢにおいてＮＯｘを吸蔵させることが可能となる。
【００３２】
したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａのみしか備えない従来の排気ガス浄化装置と比較して、リーン燃焼を実行可能なエンジン負荷の範囲を拡大することができる。これにより、燃費を向上させることが可能となる。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回るような高温の排気ガスを、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａに流してしまう事態を回避することができるため、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの劣化を抑制することが可能となる。
【００３３】
また、エンジン負荷がさらに高くなり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回る場合、切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導く。切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換える。
【００３４】
また、切換制御部３２０は、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、排気ガスが流入していない下流側排気路に冷媒を供給する。切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度を吸蔵温度範囲内（上限値Ｋｍａｘ以下）まで冷却する量の冷媒を供給させる。これにより、使用していないＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂを予め冷却しておくことで、次回使用する際に、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回ってしまう事態を回避することができる。したがって、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０ＢにおいてＮＯｘを吸蔵しつつ、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化を抑制することができる。
【００３５】
なお、空燃比制御部３１０は、エンジン負荷が第１閾値未満であり、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲内（詳細には、劣化抑制範囲の最小温度Ｒｍｉｎ以上吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘ以下）である場合、所定間隔ごとにリッチスパイクに設定する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂに吸蔵されたＮＯｘを還元（浄化）することが可能となる。
【００３６】
そして、リーン燃焼では担いきれない程度にエンジン負荷が高くなり、第１閾値以上になると、空燃比制御部３１０は、空燃比をストイキに設定する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂによって、排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができる。なお、この場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度は、両方とも吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回ると推測される。このため、切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導く。これにより、排気ガスの熱によるＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化を抑制することができる。
【００３７】
切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換える。
【００３８】
また、切換制御部３２０は、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、排気ガスが流入していない下流側排気路に冷媒を供給する。切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度を劣化抑制範囲内（最大温度Ｒｍａｘ以下）まで冷却する量の冷媒を供給させる。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化を抑制することができる。
【００３９】
さらに、エンジン負荷が第１閾値より大きい第２閾値以上になると、空燃比制御部３１０は、空燃比をリッチに設定する。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂによって、排気ガスに含まれるＮＯｘを浄化することができる。なお、この場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度は、両方とも吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回ると推測される。このため、切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導く。これにより、排気ガスの熱によるＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化を抑制することができる。
【００４０】
切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換える。
【００４１】
また、切換制御部３２０は、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、排気ガスが流入していない下流側排気路に冷媒を供給する。切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度を劣化抑制範囲内（最大温度Ｒｍａｘ以下）まで冷却する量の冷媒を供給させる。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化を抑制することができる。
【００４２】
（空燃比設定処理および切換処理）
続いて、空燃比制御部３１０による空燃比設定処理および切換制御部３２０による切換処理について説明する。図４は、第１実施形態の空燃比設定処理および切換処理の流れを説明するフローチャートである。空燃比設定処理および切換処理は、所定時間間隔の割込処理として実行される。
【００４３】
（ステップＳ１１０）
空燃比制御部３１０は、エンジン負荷が第１閾値未満であるか否かを判定する。その結果、エンジン負荷が第１閾値未満であると判定した場合にはステップＳ１１２に処理を移し、第１閾値未満ではないと判定した場合にはステップＳ１２０に処理を移す。
【００４４】
（ステップＳ１１２）
空燃比制御部３１０は、エンジン１２０に噴射する燃料の量を調整し、エンジン１２０の空燃比をリーンに設定する。
【００４５】
（ステップＳ１１４）
切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘ未満であるか否かを判定する。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘ未満であると判定した場合にはステップＳ１１６に処理を移し、吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘ未満ではないと判定した場合にはステップＳ１１８に処理を移す。
【００４６】
（ステップＳ１１６）
切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換えて、当該処理を終了する。また、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回っていれば、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、下流側排気路２２０Ｂに冷媒を供給する。
【００４７】
（ステップＳ１１８）
切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換えて、当該処理を終了する。また、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が吸蔵温度範囲の上限値Ｋｍａｘを上回っていれば、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、下流側排気路２２０Ａに冷媒を供給する。
【００４８】
（ステップＳ１２０）
空燃比制御部３１０は、エンジン負荷が第２閾値未満であるか否かを判定する。その結果、エンジン負荷が第２閾値未満であると判定した場合にはステップＳ１２２に処理を移し、第２閾値未満ではないと判定した場合にはステップＳ１２４に処理を移す。
【００４９】
（ステップＳ１２２）
空燃比制御部３１０は、エンジン１２０に噴射する燃料の量を調整し、エンジン１２０の空燃比をストイキに設定し、ステップＳ１２６に処理を移す。
【００５０】
（ステップＳ１２４）
空燃比制御部３１０は、エンジン１２０に噴射する燃料の量を調整し、エンジン１２０の空燃比をリッチに設定し、ステップＳ１２６に処理を移す。
【００５１】
（ステップＳ１２６）
切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘ未満であるか否かを判定する。その結果、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘ未満であると判定した場合にはステップＳ１２８に処理を移し、劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘ未満ではないと判定した場合にはステップＳ１３０に処理を移す。
【００５２】
（ステップＳ１２８）
切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換えて、当該処理を終了する。また、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘを上回っていれば、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、下流側排気路２２０Ｂに冷媒を供給する。
【００５３】
（ステップＳ１３０）
切換制御部３２０は、切換部２４０を制御して、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換えて、当該処理を終了する。また、切換制御部３２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘを上回っていれば、ポンプ２５２および冷媒切換部２５８を制御して、下流側排気路２２０Ａに冷媒を供給する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の排気ガス浄化装置２００は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａのみしか備えない従来の排気ガス浄化装置と比較して、リーン燃焼を実行可能なエンジン負荷の範囲を拡大することができる。これにより、燃費を向上させることが可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態のエンジンシステム４００の構成を示す概略図である。なお、図５中、信号の流れを破線の矢印で示す。また、上述したエンジンシステム１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００５６】
図５に示すように、エンジンシステム４００は、ＥＣＵ４１０と、エンジン１２０と、上流側排気路１３０と、排気ガス浄化装置５００とを含んで構成される。また、排気ガス浄化装置５００は、三元触媒２１０と、下流側排気路２２０Ａ、２２０Ｂと、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂと、冷却部２５０と、バイパス路５１０と、切換部５４０と、を含んで構成される。また、ＥＣＵ４１０は、排気ガス浄化装置５００を構成する空燃比制御部３１０、切換制御部４２０としても機能する。
【００５７】
バイパス路５１０は、下流側排気路２２０Ａおよび下流側排気路２２０Ｂの分岐箇所（ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの上流側）から分岐され、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの下流側に再接続される配管である。つまり、バイパス路５１０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａを迂回する配管である。
【００５８】
切換部５４０は、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂと、バイパス路５１０との分岐箇所に設けられたバルブで構成される。切換部５４０は、切換制御部４２０による制御に応じて、上流側排気路１３０を通過した排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａ、下流側排気路２２０Ｂ、および、バイパス路５１０のいずれかに切り換える。
【００５９】
切換制御部４２０は、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの温度、および、空燃比制御部３１０によって設定された空燃比に基づいて、切換部５４０を制御する。
【００６０】
具体的に説明すると、切換制御部４２０は、空燃比がリーンに設定されている場合には、上記第１実施形態の切換制御部３２０と同様の制御を行う。
【００６１】
一方、切換制御部４２０は、エンジン負荷が第１閾値以上であり、空燃比制御部３１０によって、空燃比がストイキまたはリッチに設定された場合に、切換部５４０を制御して、排気ガスの流れを、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導く、もしくは、下流側排気路２２０Ｂとバイパス路５１０とに交互に導く。
【００６２】
切換制御部４２０は、三元触媒２１０の性能、および、排気ガスの温度に基づいて、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導くか、もしくは、下流側排気路２２０Ｂとバイパス路５１０とに交互に導くかを決定する。
【００６３】
切換制御部４２０が、下流側排気路２２０Ａと、下流側排気路２２０Ｂとに交互に導く場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａに切り換える。
【００６４】
切換制御部４２０が、下流側排気路２２０Ｂとバイパス路５１０とに交互に導く場合、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲の最大温度Ｒｍａｘになったら、排気ガスの流れをバイパス路５１０に切り換え、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度が劣化抑制範囲内まで冷却されたら、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ｂに切り換える。
【００６５】
第２実施形態の排気ガス浄化装置５００は、バイパス路５１０を備えることにより、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、２３０Ｂの劣化をより抑制することができる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６７】
なお、上記第１実施形態において、ＥＣＵ１１０が空燃比制御部３１０、切換制御部３２０として機能する構成を例に挙げて説明した。また、上記第２実施形態において、ＥＣＵ４１０が空燃比制御部３１０、切換制御部４２０として機能する構成を例に挙げて説明した。しかし、空燃比制御部３１０、切換制御部３２０は、ＥＣＵ１１０と別体で構成されてもよい。また、空燃比制御部３１０、切換制御部４２０は、ＥＣＵ４１０と別体で構成されてもよい。
【００６８】
また、上記第１実施形態において、エンジンシステム１００が、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、および、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度を測定する温度センサを備える構成を例に挙げて説明した。しかし、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、および、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度を測定する温度センサは必須ではない。ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａ、および、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度を測定する温度センサを備えない場合、エンジン負荷と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度とが対応付けられたマップを予め記憶しておき、切換制御部３２０は、マップを参照して温度を取得してもよい。また、排気マニホールドの集合部を通過する排気ガスの温度を測定する温度センサが設けられている場合、排気ガスの温度と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ａの温度と、ＮＯｘ吸蔵還元触媒２３０Ｂの温度とが対応付けられたマップを予め記憶しておき、切換制御部３２０は、マップを参照して温度を取得してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、上流側排気路１３０に三元触媒２１０が設けられる構成を例に挙げて説明した。しかし、三元触媒２１０に換えて、ＮＯｘ吸蔵還元触媒を上流側排気路１３０に備えてもよい。
【００７０】
また、空燃比制御部３１０は、冷帯始動時等において、エンジン負荷が第１閾値未満である場合に空燃比をストイキに設定してもよい。この場合、切換制御部３２０、４２０は、排気ガスの流れを下流側排気路２２０Ａ、下流側排気路２２０Ｂ、バイパス路５１０のいずれに切り換えてもよい。
【００７１】
また、上記実施形態において、下流側排気路を２つ備えた排気ガス浄化装置２００、５００を例に挙げて説明した。しかし、下流側排気路の数は複数あればよく、下流側排気路の数は、例えば３以上であってもよい。また、ＮＯｘ吸蔵還元触媒は、複数の下流側排気路それぞれに設けられ、エンジン１２０からの距離が互いに異なればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、エンジンから排気された排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に利用できる。
【符号の説明】
【００７３】
２００、５００  排気ガス浄化装置
２１０  三元触媒
２２０Ａ、２２０Ｂ  下流側排気路
２３０Ａ、２３０Ｂ  ＮＯｘ吸蔵還元触媒
２４０、５４０  切換部
５１０  バイパス路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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