(57)【要約】【課題】排気通路に複数の触媒を備えた排気浄化装置において、複数の触媒の排気浄化能力を有効に活用し、触媒を昇温させるために消費される燃料量を抑制して燃費を向上させる。【解決手段】エンジン１の排気通路に設けられた三元触媒１０と、その下流に設けられるＮＯｘトラップ触媒１１と、三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度を検出するセンサ１５、１６を検出するセンサ１５、１６とを備える。コントローラ２０は、検出された触媒温度に基づき、いずれの触媒が排気浄化に適した温度に達しているか判断し、エンジン１から排出される排気の特性が、排気浄化に適した温度に達していると判断された触媒にとって排気浄化に適した特性となるようにエンジン１の燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気浄化装置において、
前記エンジンの排気通路に設けられた第１の触媒と、
同じく前記エンジンの排気通路に設けられ、前記第１の触媒の下流に設けられる第２の触媒と、
前記第１の触媒の温度を検出ないし推定する第１の温度検出推定手段と、
前記第２の触媒の温度を検出ないし推定する第２の温度検出推定手段と、
前記検出された第１及び第２の触媒の温度に基づき、いずれの触媒が排気浄化に適した温度に達しているか判断する触媒温度判断手段と、
前記エンジンから前記第１の触媒へと排出される排気の特性が、排気浄化に適した温度に達していると判断された触媒にとって排気浄化に適した特性となるように前記エンジンの燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更する排気特性調整手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記第１の触媒が三元触媒であり、
前記第２の触媒が流入する排気の空燃比に応じて排気中のＮＯｘをトラップあるいは脱離するＮＯｘトラップ触媒である、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の触媒がいずれも排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、前記排気特性調整手段は、前記第１及び第２の触媒が昇温されるように前記エンジンの燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記第１の触媒が排気浄化に適した温度に達しており、前記第２の触媒が排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、前記排気特性調整手段は、前記エンジンを理論空燃比で運転させることを特徴とする請求項２または３のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記第２の触媒が排気浄化に適した温度に達しており、前記第１の触媒が排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、前記排気特性調整手段は、前記エンジンをリーン空燃比であって、かつＨＣ排出量、ＮＯｘ排出量が最も少なくなる空燃比で運転させることを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の触媒がいずれも排気浄化に適した温度に達していると判断されたときは、前記排気特性調整手段は、前記エンジンをリーン空燃比で運転させることを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】
前記第１の触媒の熱容量が前記第２の触媒の熱容量よりも小さいことを特徴とする請求項２から６のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項８】
前記第２の触媒にトラップされているＮＯｘの量を推定するＮＯｘトラップ量推定手段を備え、
前記排気特性調整手段は、前記第２の触媒にトラップされているＮＯｘの量が所定量を超えていると判断されるときは前記エンジンの空燃比をリッチにするリッチスパイクを実行することを特徴とする請求項２から７のいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に複数の触媒を備えたエンジンの排気浄化装置に関し、特に、上流側に三元触媒、下流側にＮＯｘトラップ触媒を備えたもの関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、エンジンの排気通路に三元触媒を備え、さらにその下流に排気空燃比に応じてＮＯｘをトラップあるいは脱離するＮＯｘトラップ触媒を備えた排気浄化装置を開示している。この従来装置では、三元触媒の温度をセンサによって検出し、検出された触媒温度が、三元触媒の活性化する温度（以下、活性化温度）よりも低いときは、エンジンの空燃比を理論空燃比に制御し、三元触媒を昇温させる制御を行っている。そして、三元触媒の昇温後、エンジンをリーン空燃比で運転させている。
【特許文献１】特開２００２−１４７２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＮＯｘトラップ触媒と三元触媒とでは配置される場所が異なることに加え、排気浄化に適した温度も異なり、三元触媒の触媒温度が活性化温度よりも低い場合であっても、ＮＯｘトラップ触媒の温度がＮＯｘをトラップできる温度に達している場合、あるいは、その逆の場合もありうる。かかる場合においては、触媒を昇温させる制御を行うよりも、排気浄化に適した温度に達している触媒の排気浄化能力を活用したほうが、触媒の昇温制御に消費される燃料量を抑制でき、燃費の点から見て有利である。
【０００４】
したがって、本発明はかかる従来技術の技術的課題を鑑みてなされたものであり、排気通路に複数の触媒を備えた排気浄化装置において、複数の触媒の排気浄化能力を有効に活用し、触媒を昇温させるために消費される燃料量を抑制して燃費を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の触媒（例えば、三元触媒）と第２の触媒（例えば、ＮＯｘトラップ触媒）を排気通路に設け、第１の触媒の温度と第２の触媒の温度を検出する手段をそれぞれ設ける。そして、第１の触媒の温度及び第２の触媒の温度に基づき、いずれの触媒が排気浄化に適した温度に達しているか判断し、エンジンから第１の触媒へと排出される排気の特性が、排気浄化に適した温度に達していると判断された触媒にとって排気浄化に適した特性となるようにエンジンの燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更する。
【発明の効果】
【０００６】
第１の触媒、第２の触媒の少なくとも一方が排気浄化に適した温度に達しているときは、排気浄化に適した温度に達している触媒の排気浄化能力が活用されるようエンジンの燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つが制御されるので、２つの触媒の排気浄化能力を有効に活用することができる。従来の装置では、一方の触媒が排気浄化に適した温度に達していても他方の触媒が排気浄化に適した温度に達していなければ燃料噴射量を増大させる等の触媒を昇温させるための制御が行われ、燃料消費量が増大して燃費が悪化する可能性があったが、本発明によれば、触媒を昇温させるための制御が行われる機会を減らし、触媒を昇温させるための制御を行うことによる燃費の悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は本発明に係るエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。エンジン１はディーゼルエンジンであり、エンジン１には燃料噴射弁２から燃料が供給される。ここではエンジン１がディーゼルエンジンである場合について説明するが、エンジン１は勿論ガソリンエンジンであってもよい。
【０００９】
エンジン１に空気を導入する吸気通路３には、エンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ４、吸入空気量を調節する電子制御式スロットル弁５、スロットル弁４の開度を検出するスロットル弁開度センサ６が設けられている。
【００１０】
また、エンジン１からの排気を排出する排気通路８には、三元触媒１０（第１の触媒）、ＮＯｘトラップ触媒１１(第２の触媒）、ディーゼルパティキュレートフィルタ１２が設けられている。三元触媒１０は、理論空燃比でＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを浄化する触媒であり、コールドスタート時に活性状態になる温度(以下、活性化温度）まで速やかに昇温されるように、ＮＯｘトラップ触媒１１、ディーゼルパティキュレートフィルタ１２よりもエンジン１に近い上流側に設けられ、かつ、熱容量の小さな触媒担体ハニカムを用いて構成される。
【００１１】
また、ＮＯｘトラップ触媒１１は、流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、流入する排気の空燃比がリッチのときにトラップしているＮＯｘを脱離、還元する機能を有し、三元触媒１０よりも熱容量の大きな触媒担体ハニカムを用いて構成される。これは、排気温度が急激に変動してもＮＯｘトラップ触媒１１の温度変化を抑え、ＮＯｘをトラップ可能な温度状態を維持できるようにするためである。
【００１２】
ディーゼルパティキュレートフィルタ１２はエンジン１からの排気に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタである。捕集した粒子状物質は、例えば、排気の熱を利用して触媒反応により燃焼処理される。
【００１３】
三元触媒１０の触媒温度、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度は、それぞれ温度センサ１５、１６（第１及び第２の温度検出推定手段）によって検出され、検出された触媒温度は、三元触媒１０が活性化温度に達しているか、ＮＯｘトラップ触媒１１がＮＯｘトラップ可能な温度（ＮＯｘトラップ温度）に達しているかの判断に用いられる。なお、ここでは三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度をセンサにより直接的に検出しているが、エンジン１の運転状態、排気温度等から推定するようにしても構わない。また、ＮＯｘトラップ触媒１１から流出する排気に含まれるＮＯｘの濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ１７が設けられており、検出されたＮＯｘ濃度はＮＯｘトラップ触媒１１が十分なＮＯｘトラップ能力を有しているかどうかの判断に用いられる。
【００１４】
エアフローメータ４で検出された吸入空気量、スロットル弁開度センサ６で検出されたスロットル弁開度、温度センサ１５、１６で検出された三元触媒１０及びＮＯｘトラップ触媒１１の温度、ＮＯｘ濃度センサ１７によって検出されたＮＯｘ濃度、図示しないアクセル操作量センサ、エンジン回転速度センサで検出されたアクセル操作量、エンジン回転速度等の各種検出信号はコントローラ２０に入力される。コントローラ２０は、１または２以上の演算ユニット、メモリ、入出力インターフェース等を含んで構成され、入力された信号や内部に有するパラメータに基づき、スロットル弁５を介して吸入空気量、燃料噴射弁２を介して燃料噴射量、燃料噴射時期をそれぞれ制御する。
【００１５】
コントローラ２０は、温度センサ１５、１６で検出された三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１の温度に基づき、いずれの触媒が排気浄化に適した温度に達しているかを判断し、排気浄化に適した温度に達していると判断される触媒が最大の排気浄化能力を発揮できるようにエンジン１の排気特性を調整する。具体的には、コントローラ２０は、三元触媒１０が活性化温度に達しているかどうか、及び、ＮＯｘトラップ触媒１１がＮＯｘトラップ温度に達しているかどうかを判断し、この判断結果に応じて、エンジン１の運転状態を、理論空燃比で運転させるストイキ運転、同じストイキ運転でも燃料噴射量及び吸入空気量を増大させたストイキ運転、リーン空燃比で運転させるリーン運転、同じリーン運転でもエンジン１からのＨＣ、ＣＯ排出量を低減させ、ＮＯｘ排出量を増大させるリーン運転のいずれかに設定し、エンジン１の排気特性を調整する（排気特性調整処理）。
【００１６】
また、ＮＯｘトラップ触媒１１がトラップ可能なＮＯｘ量には上限があり、ＮＯｘトラップ触媒１１にトラップされているＮＯｘの量が増大し上限に近づくとＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力が低下し、ＮＯｘを十分にトラップできなくなる。そこで、
コントローラ２０は、ＮＯｘトラップ触媒１１下流の排気のＮＯｘ濃度に基づき、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力を判断する。ＮＯｘトラップ触媒１１から流出する排気のＮＯｘ濃度が低いほどエンジン１から排出されるＮＯｘの大部分がＮＯｘトラップ１１によってトラップされており、ＮＯｘトラップ触媒１１が十分なＮＯｘトラップ能力を有していると判断できる。よって、コントローラ２０は、ＮＯｘ濃度に基づき、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ量が所定量に達しており、ＮＯｘトラップ能力が低下していると判断するときは、エンジン１の空燃比を一時的にリッチにするリッチスパイクを実行し、ＮＯｘトラップ触媒１１にトラップされているＮＯｘを脱離、還元し、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力を回復させる。
【００１７】
図２はコントローラ２０の行う排気特性の調整処理の内容を示したフローチャートであり、所定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に繰り返し実行される。
【００１８】
これによると、ステップＳ１ではＮＯｘ濃度センサ１７で検出されるＮＯｘ濃度ＣＮＯｘが所定の高濃度ＣＮＯｘｍａｘよりも低いか判断する。ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘが所定の高濃度ＣＮＯｘｍａｘよりも高いときは、ＮＯｘトラップ触媒１１に十分なＮＯｘトラップ能力が残されておらず、排気に含まれているＮＯｘが十分にトラップされていないといえるので、ステップＳ２に進み、リッチスパイクを実行する。リッチスパイクを実行することにより、ＮＯｘトラップ触媒１１に流入する排気の空燃比がリッチになり、ＮＯｘトラップ触媒１１にトラップされているＮＯｘが脱離、還元される。
【００１９】
なお、ＮＯｘトラップ能力の判断は、ＮＯｘ濃度に基づいて行うのが簡単であるが、さらにＮＯｘトラップ能力を判断するのであれば、ＮＯｘトラップ触媒１１にトラップされているＮＯｘの量をエンジン１の排気特性等に基づき演算し、演算されたＮＯｘトラップ量から判断するようにすればよい。ＮＯｘトラップ量の演算方法としては、例えば、エンジン１から排出されるＮＯｘ量の積算値からＮＯｘトラップ触媒１１から放出されるＮＯｘ量の積算値を減じて求める方法がある。エンジン１から排出されるＮＯｘ量は、エンジン１の回転速度と、吸入空気量と、エンジン１から排出されるＮＯｘ量の関係を規定したマップを予め実験により作成しておき、このマップを参照して求めることができる。また、ＮＯｘトラップ触媒１１から放出されるＮＯｘの量は、ＮＯｘトラップ触媒１１に流入する排気の流量（≒エンジン１の吸入空気量）と、ＮＯｘトラップ触媒１１に流入する排気の空燃比と、ＮＯｘトラップ触媒１１から排出されるＮＯｘの量の関係を規定したマップを予め実験により作成しておき、このマップを参照して求めることができる。
【００２０】
ＮＯｘ濃度ＣＮＯｘが所定の高濃度ＣＮＯｘｍａｘよりも低いときはステップＳ３以降に進み、ステップＳ３〜Ｓ５で、三元触媒１０の触媒温度ＴＴＷＣが活性化温度ＴＴＷＣｍｉｎよりも低いか、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度ＴＮＯｘがＮＯｘトラップ温度ＴＮＯｘｍｉｎよりも低いかを判断する。そして、判断結果に応じてステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８あるいはＳ９に進み、三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１の排気浄化能力が有効に活用されるようにする。
【００２１】
具体的には、三元触媒１０の触媒温度ＴＴＷＣが活性化温度ＴＴＷＣｍｉｎよりも低く、かつ、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度ＴＮＯｘがＮＯｘトラップ温度ＴＮＯｘｍｉｎよりも低い場合は、三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１いずれも排気浄化能力を十分に発揮できる温度に達していないため、ステップＳ６に進んでエンジン１を吸入空気量、燃料噴射量を増大させた状態で、かつ、理論空燃比で運転させ、排気温度を上昇させて三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１を昇温させる。なお、触媒を昇温させる方法は他の方法であってもよく、燃料噴射時期を遅角化したり、空気過剰率を下げる方法であってもよい。
【００２２】
本実施形態では、三元触媒１０をＮＯｘトラップ触媒１１よりも上流側に配置したことに加え、三元触媒１０の熱容量をＮＯｘトラップ触媒１１の熱容量よりも小さくしたことにより、三元触媒１０を速やかにその活性化温度まで昇温させることができる。一方、ＮＯｘトラップ触媒１１は三元触媒１０の下流側に配置されるので、流入される排気の温度は低下するが、ＮＯｘトラップ触媒１１がＮＯｘをトラップ可能になるＮＯｘトラップ温度は三元触媒１０の活性化温度よりも低いため、排気温度の低下がＮＯｘトラップ触媒１１の昇温において問題になることはない。むしろ、三元触媒１０の下流に配置したことにより流入する排気の温度変化が小さくなり、また、熱容量を大きくしたので、ＮＯｘトラップ触媒１１がＮＯｘトラップ可能な温度に保持されやすくなる。
【００２３】
三元触媒１０の触媒温度ＴＴＷＣが活性化温度ＴＴＷＣｍｉｎよりも高いが、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度ＴＮＯｘがＮＯｘトラップ温度ＴＮＯｘｍｉｎよりも低い場合は、ＮＯｘトラップ触媒１１はＮＯｘトラップ能力を十分に発揮できないものの、三元触媒１０が十分な排気浄化能力を有している。したがって、この場合は、ステップＳ７に進み、エンジン１を理論空燃比で運転させ（ストイキ運転）、三元触媒１０の排気浄化能力を活用する。エンジン１を理論空燃比で運転させるので、エンジン１から排出されるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘは三元触媒１０において略完全に浄化される。ＮＯｘトラップ触媒１１でＮＯｘをトラップする必要はなくなるので、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力が低くても排気性能が悪化することはない。
【００２４】
三元触媒１０の触媒温度ＴＴＷＣが活性化温度ＴＴＷＣｍｉｎよりも低いが、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度ＴＮＯｘがＮＯｘトラップ温度ＴＮＯｘｍｉｎよりも高い場合は、三元触媒１０が排気浄化能力を十分に発揮できないものの、ＮＯｘトラップ触媒１１が十分なＮＯｘトラップ能力を有している。したがって、この場合は、ステップＳ８に進み、エンジン１をリーン空燃比で運転させる（リーン運転）。さらに、このときの空燃比は、リーン空燃比の中でもエンジン１からのＨＣ、ＣＯの排出量が最も少なくなる空燃比に設定される。エンジン１をリーン空燃比で運転させることによって排気中のＮＯｘが増大するものの、ＮＯｘトラップ触媒１１が十分なＮＯｘトラップ能力を有しているので、大気中へのＮＯｘ排出量が増大することはない。また、エンジン１からのＨＣ、ＣＯの排出量が低減されるようにエンジン１の空燃比が設定されるので、三元触媒１０が十分な排気浄化能力を有していなくても、大気中へのＨＣ、ＣＯの排出量は抑えられる。
【００２５】
三元触媒１０の触媒温度ＴＴＷＣが活性化温度ＴＴＷＣｍｉｎよりも高く、ＮＯｘトラップ触媒１１の触媒温度ＴＮＯｘがＮＯｘトラップ温度ＴＮＯｘｍｉｎよりも高い場合は、ステップＳ９に進み、エンジン１をリーン空燃比で運転させる（リーン運転）。三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１ともに十分な排気浄化能力を有しているため、エンジン１を理論空燃比からリーン空燃比の範囲で運転させれば排気を十分に浄化することができるのであるが、エンジン１をリーン空燃比で運転させた方がエンジン１の燃料消費量を抑えることができる。そこで、この場合はエンジン１をリーン空燃比で運転してＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力を活用し、燃費を向上させる。
【００２６】
上記制御は、コールドスタート時、暖機時共に有効であり、常に排気浄化に適した温度状態にある触媒が判断され、排気浄化に適した温度状態にある触媒の排気浄化能力が活用されるようエンジン１の排気特性が調整される。なお、上記制御におけるステップＳ１がＮＯｘトラップ量推定手段、ステップＳ３〜Ｓ５が触媒温度判断手段、ステップＳ２、Ｓ６〜Ｓ９が排気特性調整手段をそれぞれ構成する。
【００２７】
以上説明したように、本発明に係るエンジンの排気浄化装置においては、エンジン１の排気通路８に設けられた第１の触媒１０と、同じくエンジン１の排気通路８に設けられ、第１の触媒１０の下流に設けられる第２の触媒１１とを備え、第１の触媒１０の温度、第２の触媒１１の温度を温度センサ１５、１６により検出する。コントローラ２０は、検出された第１及び第２の触媒の温度に基づき、いずれの触媒が排気浄化に適した温度に達しているか判断し（ステップＳ３〜Ｓ５）、エンジン１から第１の触媒１０へと排出される排気の特性が、排気浄化に適した温度に達していると判断された触媒にとって排気浄化に適した特性となるようにエンジン１の燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更する（ステップＳ６〜Ｓ９）。これにより、第１の触媒１０、第２の触媒１１の少なくとも一方が排気浄化に適した温度に達しているときは、排気浄化に適した温度に達している触媒の排気浄化能力が活用されるようエンジンの燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つが制御されるので、２つの触媒の排気浄化能力を有効に活用することができる。いずれか一方の触媒が排気温度に適した温度に達していれば触媒を昇温させるための制御（燃料増量制御等）を行う必要がないので、昇温制御が行われる機会を減らして燃費を向上させることができる。上記実施形態では、第１の触媒１０は三元触媒であり、第２の触媒１１は流入する排気の空燃比に応じて排気中のＮＯｘをトラップあるいは脱離するＮＯｘトラップ触媒である。
【００２８】
そして、三元触媒１０及びＮＯｘトラップ触媒１１がいずれも排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、三元触媒１０及びＮＯｘトラップ触媒１１が昇温されるようにエンジン１の燃料噴射条件、吸入空気量条件のうち少なくとも一つを変更する。これにより、三元触媒１０及びＮＯｘトラップ触媒１１の何れも温度が低く、十分な排気浄化能力を発揮できない場合には、三元触媒１０及びＮＯｘトラップ触媒１１を速やかに昇温させることができる。
【００２９】
また、三元触媒１０は排気浄化に適した温度に達しているが、ＮＯｘトラップ触媒１１が排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、エンジン１を理論空燃比で運転させる。これにより、ＮＯｘトラップ触媒１１が十分な排気浄化能力を有していなくても三元触媒１０の排気浄化能力を活用することで排気を十分に浄化することができる。逆に、ＮＯｘトラップ触媒１１は排気浄化に適した温度に達しているが、三元触媒１０が排気浄化に適した温度に達していないと判断されたときは、エンジン１をリーン空燃比であって、かつＨＣ排出量、ＣＯ排出量が最も少なくなる空燃比で運転させる。エンジン１から排出されるのは主としてＮＯｘであるが、ＮＯｘはＮＯｘトラップ触媒１１によりトラップされる。これにより、三元触媒１１が十分な排気浄化能力を有していなくてもＮＯｘトラップ触媒の排気浄化能力を活用し、排気を十分に浄化することができる。また、三元触媒１０、ＮＯｘトラップ触媒１１ともに排気浄化に適した温度に達しているときは、エンジン１をリーン空燃比で運転させ、燃料消費量を抑制する。
【００３０】
さらに、三元触媒１０をＮＯｘトラップ触媒１１の上流側に配置したことに加え、三元触媒１０の熱容量をＮＯｘトラップ触媒１１の熱容量よりも小さくしたことにより、コールドスタート時においては三元触媒１０を速やかに昇温させることができる。また、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力は、触媒温度が低すぎても、逆に、高すぎても低下する。温度が高くなるとＮＯｘトラップ能力が低下するのは、ＮＯｘトラップ触媒がＮＯｘをトラップする速度に比べてＮＯｘを脱離させる速度が高くなりすぎることによる。しかしながら、本発明によれば、ＮＯｘトラップ触媒１１を三元触媒１０の下流に配置し、さらに、ＮＯｘトラップ触媒１１の熱容量を大きくしたことにより、排気温度が大きく変動してもＮＯｘトラップ触媒１１の温度が変化しにくくなり、ＮＯｘトラップ可能な範囲に保持することができる。
【００３１】
さらに、ＮＯｘトラップ触媒１１がトラップ可能なＮＯｘの量には上限があり、トラップされているＮＯｘの量が所定量に達した場合にはトラップされているＮＯｘを脱離、還元する必要がある。本発明によれば、ＮＯｘトラップ触媒１１にトラップされているＮＯｘの量を推定し、トラップされているＮＯｘの量が所定量を超えていると判断されるときはリッチスパイクを実行し（ステップＳ１２）、ＮＯｘトラップ触媒１１のＮＯｘトラップ能力を回復させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両用をはじめとし、排気通路に複数の触媒を備えたエンジンの排気浄化装置に広く適用することができ、複数の触媒が有している排気浄化能力を有効に活用することで触媒昇温用に消費される燃料量を抑制し、燃費を向上させるのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】コントローラが行う排気特性調整処理の内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１    エンジン
２    燃料噴射弁
３    吸気通路
４    エアフローメータ
５    スロットル弁
６    スロットル弁開度センサ
８    排気通路
１０  三元触媒（第１の触媒）
１１  ＮＯｘトラップ触媒（第２の触媒）
１２  ディーゼルパティキュレートフィルタ
１５  温度センサ（第１の温度検出推定手段）
１６  温度センサ（第２の温度検出推定手段）
１７  ＮＯｘ濃度センサ
２０  コントローラ
【図１】
2005163591.tif 000003
【図２】
2005163591.tif 000004