(57)【要約】【課題】排気浄化触媒の温度を所定温度に昇温し且つ排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態に制御し、排気浄化触媒から硫黄成分を放出する硫黄成分放出処理が実行される内燃機関の排気浄化装置において、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させる、内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の内燃機関の排気浄化装置は、硫黄成分放出処理を実行する際に、排気浄化触媒の雰囲気がリーン空燃比状態にない場合すなわち排気浄化触媒の雰囲気がリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合には、排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行されることを特徴とする。【選択図】図１
2007278246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関本体から排出された排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化触媒が排気系に配置された内燃機関の排気浄化装置であって、
前記排気浄化触媒の硫黄成分の蓄積量を検出する硫黄成分蓄積量検出手段を有し、
前記硫黄成分蓄積量検出手段からの検出情報に基づいて、前記排気浄化触媒の温度を所定温度に昇温し且つ前記排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態に制御し、前記排気浄化触媒から蓄積された硫黄成分を放出する硫黄成分放出処理が実行される内燃機関の排気浄化装置において、
前記硫黄成分放出処理を実行する際に、前記排気浄化触媒の雰囲気がリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合には、
前記排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、前記排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される、
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気浄化性能を維持すべく硫黄成分を排気浄化触媒から放出する処理が必要となる排気浄化触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用内燃機関においては、排気中に含まれるＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素酸化物）などの有害成分を浄化するために内燃機関の排気系に排気浄化触媒が配置された排気浄化装置が知られている。
【０００３】
このような排気浄化装置に使用される排気浄化触媒としては、例えば、三元触媒が広く知られている。該三元触媒は、不完全燃焼成分であるＨＣ及びＣＯの酸化反応と、空気中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮＯｘの還元反応とを同時に促進し、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘの外部への排出を低減させる機能を有する。
【０００４】
ところで、内燃機関の燃料、例えばガソリンや軽油などの燃料には、硫黄成分が含有している場合が多く、この場合、燃焼後の排気中には、ＳＯ2やＳＯ3などのＳＯｘ（硫黄酸化物）が含まれることになる。排気ガス中に硫黄成分が含まれていると、この硫黄成分が硫酸塩などの形態で排気浄化触媒に蓄積し、触媒の活性点などを覆い、触媒浄化性能が低下する場合があることが知られている。
【０００５】
一方で、排気浄化触媒温度を所定温度に昇温させ且つ排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にすることで、排気浄化触媒に蓄積された硫黄成分を放出させることができることが明らかにされている。
【０００６】
そこで、排気浄化性能を維持すべく硫黄成分を放出する必要がある排気浄化触媒を備える排気浄化装置においては、排気浄化触媒の硫黄成分を放出する一つの方策として、排気浄化触媒温度を所定温度に昇温させ且つ排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にして排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態をリッチ空燃比状態にする、硫黄成分放出処理が適用されている。該硫黄成分放出処理により、排気浄化触媒に蓄積された硫黄成分を排気浄化触媒から放出させることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１０８１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、硫黄成分が蓄積された排気浄化触媒に対して上記硫黄成分放出処理が実行される際には、ＳＯｘとともに硫化水素（Ｈ2Ｓ）が一時的に発生する。このような硫化水素は強い臭気を発生させる性質があり、大気中に放出されると車輌の周囲で異臭を放つため、好ましいものではない。
【０００９】
排気浄化触媒が硫黄成分脱離温度域にあるとき、排気浄化触媒雰囲気の空燃比がリッチであるほど硫黄成分が多く放出される。また、排気浄化触媒の硫黄成分蓄積量が多いほど硫黄成分は大量に放出される。そして、硫黄成分の放出量が増えると結果的に多量の硫化水素が生成され、異臭が放たれるという問題がある。
【００１０】
本出願人は、硫黄成分放出処理を実行する際の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態、すなわち硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態が、硫黄成分放出処理実行中の排気浄化触媒からの硫黄成分の放出量および硫化水素の発生量に関与していることを突き止めた。
【００１１】
特許文献１においては、このような硫化水素による異臭を防止するために、硫黄成分が蓄積された排気浄化触媒に対して硫黄成分放出処理が実行される際におけるＳＯｘの発生時期に対する硫化水素の発生時期の遅れに着眼して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させる排気浄化装置が提案されている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１においては、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態に着眼して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることは記載されていない。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑み、硫黄成分放出処理を実行する際の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態に着眼して、すなわち硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態に着眼して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させる内燃機関の排気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】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関本体から排出された排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化触媒が排気系に配置された内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気浄化触媒の硫黄成分の蓄積量を検出する硫黄成分蓄積量検出手段を有し、前記硫黄成分蓄積量検出手段からの検出情報に基づいて、前記排気浄化触媒の温度を所定温度に昇温し且つ前記排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態に制御し、前記排気浄化触媒から蓄積された硫黄成分を放出する硫黄成分放出処理が実行される内燃機関の排気浄化装置において、前記硫黄成分放出処理を実行する際に、前記排気浄化触媒の雰囲気がリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合には、前記排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、前記排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【００１５】
本出願人は、硫黄成分放出処理を実行する際の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態がリーン空燃比状態にある場合、すなわち硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にある場合には、その排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にない場合すなわちリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合と比較して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を低く抑えることでき、且つ、より多くの硫黄成分を排気浄化触媒から放出することができることを突き止めた。
【００１６】
このことに基づいて、請求項１の発明では、硫黄成分放出処理を実行する際に、排気浄化触媒の雰囲気がリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合すなわち排気浄化触媒の雰囲気がリーン空燃比状態にない場合には、排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される。これにより、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることを可能とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関本体から排出された排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化触媒が排気系に配置された内燃機関の排気浄化装置であって、排気浄化触媒の硫黄成分の蓄積量を検出する硫黄成分蓄積量検出手段を有し、該硫黄成分蓄積量検出手段からの検出情報に基づいて、排気浄化触媒の温度を所定温度に昇温し且つ排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態に制御し、排気浄化触媒から蓄積された硫黄成分を放出する硫黄成分放出処理が実行される内燃機関の排気浄化装置において、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることが可能となる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお以下の説明において機関空燃比とは燃焼室に供給された燃料の量に対する同様に燃焼室に供給された空気の量の比を意味する。また、排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるとは、排気浄化触媒が酸化雰囲気にあることを意味し、排気浄化触媒雰囲気がリッチ空燃比状態にあるとは、排気浄化触媒が還元雰囲気にあることを意味する。
【００１９】
図１は、本発明の排気浄化装置を４サイクルガソリンエンジンに適用した場合の一実施形態を示す模式図である。但し、本発明の排気浄化装置は、これに限定されることはなく、例えばディーゼルエンジン等の他の内燃機関に適用されてもよい。図１において１は機関本体、２は吸気ポート、３は吸気弁、４は排気ポート、５は排気弁、６は燃焼室、７は点火栓である。燃焼室６内にはピストン８が配置される。吸気ポート２は吸気マニホルド９に接続される。吸気マニホルド９はサージタンク１０を介して吸気通路１１に接続される。吸気通路１１には機関本体１へ吸入せしめられる吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段１２が配置される。吸入空気量検出手段１２の上流側の吸気通路１１にはエアクリーナ１３が接続される。一方、吸入空気量検出手段１２の下流側の吸気通路１１には吸入空気量を調整するスロットル弁１５が配置される。スロットル弁１５の下流側であって吸気ポート２近傍の吸気マニホルド９には燃料噴射弁１６が取り付けられる。燃料噴射弁１６は燃料供給通路１７を介して燃料タンク１８に接続される。燃料供給通路１７には吐出量可変の燃料ポンプ１９が配置される。排気ポート４は排気マニホルド２０に接続される。排気マニホルド２０は排気通路２１に接続される。
【００２０】
排気通路２１には排気ガス中の有害成分を浄化するための排気浄化触媒として三元触媒２２が配置される。本実施形態においては排気浄化触媒を三元触媒２２としたが、硫黄成分放出処理が必要となる他の排気浄化触媒が適用されてもよい。三元触媒２２は、該三元触媒２２に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍内にあるときに排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に高い浄化率にて浄化することができる。
【００２１】
三元触媒２２の上流側の排気通路２１には排気ガスの空燃比を検出するためのセンサ（以下、上流側空燃比センサ）２３が配置される。一方、三元触媒２２下流側の排気通路２１には排気ガスの空燃比を検出するためのセンサ（以下、下流側空燃比センサ）２４が配置される。
【００２２】
図１において、３０は触媒温度検出手段を示す。該触媒温度検出手段３０は三元触媒２２の温度を検出あるいは推定する機能を有する。三元触媒温度は、例えば、三元触媒２２の機関本体１に近い上流側あるいは下流側に配置された排気温度センサにより検出された温度情報に基づいて推定される。この場合、触媒温度検出手段３０は、排気温度センサを主要素として構成されることになる。ただし、この場合には、三元触媒２２と排気温度センサとの間には多少の隔たりがあり、この隔たりにおける温度勾配等を推定すべく、回転負荷、空燃比、熱伝達係数、触媒反応速度等のパラメータを用いて補正が行われることになり、これらの各情報を検出する各要素もまた、当該触媒温度検出手段３０の構成要素となる。
【００２３】
また図１において、３１は硫黄成分蓄積量検出手段を示す。該硫黄成分蓄積量検出手段３１は、流入する排気ガスにより三元触媒２２に蓄積された硫黄成分量を検出あるいは推定する機能を有する。例えば、硫黄成分蓄積量は、機関空燃比、触媒温度等をパラメータとして硫黄成分蓄積量を算出するマップであって評価試験や解析評価などから得られたデータに基づいて予め作成されたマップを使用して算出される。この場合、該マップは、後述する電子制御装置５０のメモリーに記憶され格納される。また、硫黄成分蓄積量は、燃料中の硫黄成分の濃度および消費燃料から推定されてもよい。この場合、硫黄成分蓄積量検出手段３１は、燃料中の硫黄成分の濃度および消費燃料量のそれぞれを検出する構成要素を有して構成されることになる。いずれにしても、硫黄成分蓄積量検出手段３１は、三元触媒２２に蓄積された硫黄成分量を検出あるいは推定できる手段であれば、どのような形態のものが適用されてもよい。
【００２４】
機関本体１には点火デストリビュータ２５が取り付けられる。点火デストリビュータ２５には二つのクランク角センサ２６および２７が取り付けられる。これらクランク角センサ２６および２７から出力されるパルス信号に基づいて機関回転数が算出される。
【００２５】
内燃機関は電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する）５０を具備する。ＥＣＵ５０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス５１により互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）５４、入力ポート５５、および出力ポート５６を具備する。吸入空気量検出手段１２、上流側空燃比センサ２３、および下流側空燃比センサ２４などは対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に接続される。クランク角センサ２６および２７などは入力ポート５５に直接接続される。点火栓７、燃料噴射弁１６、および燃料ポンプ１９などは対応する駆動回路５８を介して出力ポート５６に接続される。アクセルペダル１４には負荷センサ２８が接続される。負荷センサ２８は内燃機関に対する要求機関負荷を検出する。負荷センサ２８は対応するＡＤ変換器５７を介して入力ポート５５に接続される。
【００２６】
ところで、上述したように、排気ガス中に硫黄成分が含まれている場合、この硫黄成分が排気浄化触媒に蓄積され、排気浄化触媒の排気浄化性能が低下するおそれがある。すなわち排気浄化触媒が硫黄成分により被毒される場合がある。そして、排気浄化性能を維持すべく排気浄化触媒から硫黄成分を放出する一つの方策として、排気浄化触媒温度を所定温度に昇温させ且つ排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にして排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態をリッチ空燃比状態にする、硫黄成分放出処理が適用されることが知られている。このような硫黄成分放出処理によれば、排気浄化触媒に蓄積された硫黄成分を排気浄化触媒から放出することが可能となる。
【００２７】
しかしながら、硫黄成分が蓄積された排気浄化触媒に対して上記硫黄成分放出処理が実行される際には、ＳＯｘとともに硫化水素（Ｈ2Ｓ）が一時的に発生する。このような硫化水素は強い臭気を発生させる性質があり、多量の硫化水素が大気中に放出されることは好ましいものではない。従って、硫黄成分放出処理を実行するに当たっては、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることが望ましい。
【００２８】
本出願人は、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態が、硫黄成分放出処理実行中の排気浄化触媒からの硫黄成分の放出量および硫化水素の発生量に関与していることを突き止めた。
【００２９】
図２は、評価試験などの結果データに基づいた硫黄成分放出処理実行時におけるＳＯｘ濃度および硫化水素濃度の一例を示す図であって、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にある場合と、リーン空燃比状態にない場合すなわちリッチ空燃比あるいは理論空燃比にある場合とのそれぞれの場合における、硫黄成分放出処理実行時のＳＯｘ濃度および硫化水素濃度の相違を示す図である。
【００３０】
図２から理解されるごとく、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にある場合には、その排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にない場合と比較して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素濃度は低くなり、ＳＯｘ濃度は高くなることが確認された。また、この比較において、硫黄成分放出処理実行中のＳＯｘ濃度が高くなる量（ａ）は、硫化水素濃度が低くなる量（ｂ）よりも大きいことが確認された。すなわち、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にある場合には、その排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にない場合と比較して、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を低く抑えることでき、且つ、より多くの硫黄成分を排気浄化触媒から放出することができることが判明した。
【００３１】
このことに基づいて、本発明の内燃機関の排気浄化装置においては、硫黄成分放出処理を実行する際に、排気浄化触媒の雰囲気がリーン空燃比状態にない場合すなわちリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にある場合には、排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御を実行した後に、排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御を実行することで、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることを可能とする。
【００３２】
以下に、本発明の内燃機関の排気浄化装置が適用された図１に示す内燃機関で実行される硫黄成分放出処理の制御について説明する。図３は、本発明の内燃機関の排気浄化装置が適用された図１に示す内燃機関で実行される硫黄成分放出処理の制御ルーチンの一実施形態を示すフローチャート図である。
【００３３】
図３に示す制御ルーチンでは、まず、排気浄化触媒の硫黄成分の蓄積量に基づいて硫黄成分放出処理の実行の必要の有無の判定がなされる。硫黄成分放出処理の実行が必要と判定されると、排気浄化触媒温度が所定温度以上にあるか否かの判定がなされ、所定温度以上にないと判定された場合には排気浄化触媒の昇温制御が実行される。排気浄化触媒温度が所定温度以上にあると判定されると、次に、排気浄化触媒雰囲気の空燃比状態がリーン空燃比状態にあるか否かが判定される。ここで、排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にないと判定されると、排気浄化触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行される。排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態になったと判定されると、次に、排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行され、排気浄化触媒から硫黄成分が放出される。そして、排気浄化触媒の硫黄成分の蓄積量が所定量以下になったことが確認されると本制御ルーチンは終了する。
以下に本制御ルーチンの各ステップの詳細について述べる。
【００３４】
先ず、ステップ１０１においては、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量に基づいて、硫黄成分放出処理の実行の必要性の有無の判定がなされる。該判定は、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が硫黄成分蓄積量検出手段３１から検出され、該検出情報がＥＣＵ５０に取り込まれ、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が、三元触媒２２の浄化性能や内燃機関の設計仕様などに基づいて予め設定された所定量を越えたか否かの判定がＥＣＵ５０によりなされることで行われる。三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が所定量を越えたことが確認されると、硫黄成分放出処理の実行が必要であるとＥＣＵ５０により判定され、続くステップ１０２に進む。
【００３５】
ステップ１０２においては、硫黄成分放出処理の実行が必要であるとの判定を受けて、三元触媒２２の温度が所定温度以上にあるか否かの判定がなされる。該判定は、三元触媒２２の温度が触媒温度検出手段３０から検出され、該検出情報がＥＣＵ５０に取り込まれ、三元触媒２２の温度が、三元触媒２２の浄化性能や内燃機関の設計仕様などに基づいて予め設定された所定温度以上にあるか否かの判定がＥＣＵ５０によりなされることで行われる。三元触媒２２の温度が所定温度以上にないことがＥＣＵ５０により確認されると、続くステップ１０３に進む。
【００３６】
ステップ１０３においては、三元触媒２２の温度が所定温度以上にないとの判定を受けて、三元触媒２２の昇温制御が実行される。三元触媒２２の温度を所定温度以上に昇温する手段としては種々の手段が考えられるが、例えば、点火時期を遅角制御することによりなされてもよい。また、三元触媒２２にヒータが備えられ、該ヒータにより三元触媒２２の昇温がなされてもよい。この場合、該ヒータが本発明の内燃機関の排気浄化装置の一構成要素として加えられることになる。
【００３７】
ステップ１０３において三元触媒２２の昇温制御が実行されると、ステップ１０２に戻り、再び、三元触媒２２の温度が所定温度以上にあるか否かの判定がなされる。ステップ１０３における三元触媒２２の昇温制御は、三元触媒２２の温度が所定温度以上になったと判定されるまで実行され、ステップ１０２において三元触媒２２の温度が所定温度以上にあると判定されるとステップ１０４に進む。
【００３８】
ステップ１０４においては、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるか否かの判定がなされる。該判定は、三元触媒２２の下流側の排気通路２１に配設された下流側空燃比センサ２４からの検出情報に基づいてＥＣＵ５０によりなされる。三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にない、すなわち、三元触媒雰囲気がリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にあると判定されると、続くステップ１０５に進む。
【００３９】
ステップ１０５においては、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にないとの判定を受けて、三元触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行される。本実施形態においては、三元触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする制御は、機関空燃比をリーン空燃比に制御し、三元触媒２２に流入する排気ガスの空燃比をリーン空燃比にすることでなされる。
【００４０】
尚、機関空燃比をリーン空燃比にする制御は、三元触媒２２の下流側の排気通路２１に配設された下流側空燃比センサ２４からの検出情報に基づいて目標機関空燃比がフィードバック制御され、該目標機関空燃比を達成すべく、三元触媒２２の上流側の排気通路２１に配設された上流側空燃比センサ２３の検出情報に基づいて、燃料噴射弁１６からの燃料噴射量などがＥＣＵ５０により制御されることによりなされる。
【００４１】
また、三元触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御は、他の手段で実行されてもよく、例えば、機関本体１から排出された排気ガス中に直接二次空気を供給し、三元触媒２２に流入する排気ガスの空燃比をリーン空燃比にすることでなされてもよい。この場合には、二次空気供給手段が本発明の内燃機関の排気浄化装置の一構成要素として加えられることになる。
【００４２】
ステップ１０５において三元触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行されると、ステップ１０４に戻り、再び、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるか否かの判定がなされる。ステップ１０５における三元触媒雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御は、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態になったと判定されるまで実行され、ステップ１０４において、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあると判定されるとステップ１０６に進む。
【００４３】
ステップ１０６においては、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるとの判定を受けて、三元触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される。本実施形態においては、三元触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御は、機関空燃比をリッチ空燃比に制御し、三元触媒２２に流入する排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にすることでなされる。
【００４４】
尚、機関空燃比をリッチ空燃比にする制御は、ステップ１０５と同様に、三元触媒２２の下流側の排気通路２１に配設された下流側空燃比センサ２４からの検出情報に基づいて目標機関空燃比がフィードバック制御され、該目標機関空燃比を達成すべく、三元触媒２２の上流側の排気通路２１に配設された上流側空燃比センサ２３の検出情報に基づいて、燃料噴射弁１６からの燃料噴射量などがＥＣＵ５０により制御されることによりなされる。
【００４５】
また、三元触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御は、他の手段で実行されてもよく、例えば、機関本体１から排出された排気ガス中に直接二次燃料を供給し、三元触媒２２に流入する排気ガスの空燃比をリッチ空燃比にすることでなされてもよい。この場合には、二次燃料供給手段が本発明の内燃機関の排気浄化装置の一構成要素として加えられることになる。
【００４６】
ステップ１０６に続くステップ１０７においては、ステップ１０１からステップ１０６までの一連の硫黄成分放出処理の実行により、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が所定量以下になったか否かの判定がなされる。該判定は、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が硫黄成分蓄積量検出手段３１により検出され、該検出情報がＥＣＵ５０に取り込まれ、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が、三元触媒２２の浄化性能や内燃機関の設計仕様などに基づいて予め設定された所定量以下になったか否かの判定がＥＣＵ５０によりなされることで行われる。
【００４７】
ステップ１０７において、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が所定量以下になっていないと判定されると、ステップ１０６に戻り、三元触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される。ステップ１０６における三元触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御は、ステップ１０７において、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が所定量以下になったと判定されるまで実行される。そして、ステップ１０７において、三元触媒２２の硫黄成分の蓄積量が所定量以下になったと判定されると一連の制御ルーチンは終了される。
【００４８】
以上、図３に示される硫黄成分放出処理の制御ルーチンによれば、ステップ１０４において、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒の雰囲気がリーン空燃比状態にないと判定された場合すなわちリッチ空燃比状態あるいは理論空燃比状態にあると判定された場合には、ステップ１０５において排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、ステップ１０６において排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御を実行することで、硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を最小限に抑えるともに、排気浄化触媒から硫黄成分を確実に放出させることが可能となる。
【００４９】
尚、本発明の排気浄化装置が適用された図１に示す内燃機関で実行される図３に示される硫黄成分放出処理の制御ルーチンにおいては、ステップ１０４における三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるか否かの判定が、三元触媒２２下流側の排気通路２１に配設された下流側空燃比センサ２４からの検出情報に基づいてなされるが、下流側空燃比センサ２４が配設されない場合も想定される。このような場合には、三元触媒雰囲気がリーン空燃比状態にあるか否かの判定は、吸入空気量、上流側空燃比センサ２３からの検出値および三元触媒２２の最大酸素吸蔵量などをパラメータとして三元触媒雰囲気の空燃比状態を特定するマップであって評価試験や解析評価などから得られたデータに基づいて予め作成されたマップを使用してなされてもよい。この場合、該マップは、ＥＣＵ５０のメモリーに記憶され格納される。
【００５０】
また、複数の排気浄化触媒が直列にあるいは並列に排気系に配設される場合も想定される。このような場合には、硫黄成分放出処理を実行する際に、全ての排気浄化触媒の雰囲気をリーン空燃比状態にする予備制御が実行された後に、排気浄化触媒の雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行されてよい。このように制御することで、より最小限に硫黄成分放出処理実行中の硫化水素の発生量を抑えることができるとともに、より確実に排気浄化触媒から硫黄成分を放出させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の排気浄化装置を４サイクルガソリンエンジンに適用した場合の一実施形態を示す模式図である。
【図２】評価試験などの結果データに基づいた硫黄成分放出処理実行時におけるＳＯｘ濃度および硫化水素濃度の一例を示す図であって、硫黄成分放出処理における排気浄化触媒雰囲気をリッチ空燃比状態にする制御が実行される直前の排気浄化触媒雰囲気がリーン空燃比状態にある場合と、リーン空燃比状態にない場合すなわちリッチ空燃比あるいは理論空燃比にある場合とのそれぞれの場合における、硫黄成分放出処理実行時のＳＯｘ濃度および硫化水素濃度の相違を示す図である。
【図３】本発明の内燃機関の排気浄化装置が適用された図１に示す内燃機関で実行される硫黄成分放出処理の制御ルーチンの一実施形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    機関本体
２    吸気ポート
３    吸気弁
４    排気ポート
５    排気弁
６    燃焼室
７    点火栓
８    ピストン
９    吸気マニホルド
１１    吸気通路
１２    吸入空気量検出手段
１３    エアクリーナ
１５    スロットル弁
１６    燃料噴射弁
２０    排気マニホルド
２１    排気通路
２２    三元触媒
２３    上流側空燃比センサ
２４    下流側空燃比センサ
３０    触媒温度検出手段
３１    硫黄成分蓄積量検出手段
５０    ＥＣＵ
【図１】
2007278246.tif 000003
【図２】
2007278246.tif 000004
【図３】
2007278246.tif 000005