JP3202546B2 - 内燃機関の窒素酸化物浄化装置 - Google Patents
内燃機関の窒素酸化物浄化装置Info
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，酸素過剰雰囲気下にお
いて窒素酸化物を浄化する内燃機関の窒素酸化物の浄化
装置に関する。
いて窒素酸化物を浄化する内燃機関の窒素酸化物の浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来技術】空燃比リーンの酸素過剰の排気において，
炭化水素（ＨＣ）の存在下で窒素酸化物（ＮＯx ）を還
元浄化するリーンＮＯx 触媒が知られている。このリー
ンＮＯx 触媒が窒素酸化物を還元するには炭化水素が必
要であり，排気の高温時など炭化水素が不足する場合に
炭化水素（ＨＣ）増量手段から炭化水素を供給し窒素酸
化物の浄化率を高めに保持する方法が提案されている
（特開昭６３−２８３７２７号公報参照）。
炭化水素（ＨＣ）の存在下で窒素酸化物（ＮＯx ）を還
元浄化するリーンＮＯx 触媒が知られている。このリー
ンＮＯx 触媒が窒素酸化物を還元するには炭化水素が必
要であり，排気の高温時など炭化水素が不足する場合に
炭化水素（ＨＣ）増量手段から炭化水素を供給し窒素酸
化物の浄化率を高めに保持する方法が提案されている
（特開昭６３−２８３７２７号公報参照）。
【０００３】また，同様にＨＣ増量手段を設けておき，
触媒床温度が低温状態にある場合には上記ＨＣ増量手段
を間欠的に作動させ，燃費の悪化を抑制しつつ窒素酸化
物の浄化率を向上し，合わせて触媒装置の熱劣化を防止
しようとする改良された窒素酸化物の浄化装置が提案さ
れている（特開平４−２８４１１７号公報）。
触媒床温度が低温状態にある場合には上記ＨＣ増量手段
を間欠的に作動させ，燃費の悪化を抑制しつつ窒素酸化
物の浄化率を向上し，合わせて触媒装置の熱劣化を防止
しようとする改良された窒素酸化物の浄化装置が提案さ
れている（特開平４−２８４１１７号公報）。
【０００４】
【解決しようとする課題】しかしながら，改良された上
記浄化装置（特開平４−２８４１１７号公報）には，依
然として次のような問題点がある。それは，触媒床の温
度だけによってＨＣ増量手段を作動させるため，運転状
態によっては炭化水素が不足して窒素酸化物の浄化率が
低下したり，逆に炭化水素が供給過剰となって燃費を悪
化させる状態が生ずることである。本発明は，かかる従
来の問題点に鑑みて，運転状態の変化に合わせて最適な
炭化水素供給量を調整し，窒素酸化物の浄化率を高める
共に燃費の低下を抑制する内燃機関の窒素酸化物浄化装
置を提供しようとするものである。
記浄化装置（特開平４−２８４１１７号公報）には，依
然として次のような問題点がある。それは，触媒床の温
度だけによってＨＣ増量手段を作動させるため，運転状
態によっては炭化水素が不足して窒素酸化物の浄化率が
低下したり，逆に炭化水素が供給過剰となって燃費を悪
化させる状態が生ずることである。本発明は，かかる従
来の問題点に鑑みて，運転状態の変化に合わせて最適な
炭化水素供給量を調整し，窒素酸化物の浄化率を高める
共に燃費の低下を抑制する内燃機関の窒素酸化物浄化装
置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題の解決手段】本発明は，内燃機関の排気通路に介
装され，内燃機関から排出された窒素酸化物を還元浄化
する窒素酸化物の浄化装置であって，この浄化装置は，
酸素過剰雰囲気下において窒素酸化物を浄化する触媒装
置と，排気中の炭化水素を増量するために排気中に燃料
等の増量剤を添加するＨＣ増量手段と，このＨＣ増量手
段を制御する制御手段とを有しており，上記制御手段
は，通常の平均的運転状態において平均的に窒素酸化物
を良好に浄化する炭化水素又は増量剤の量を算出する第
１次ＨＣ算出部と，刻々と変化する触媒床の温度や触媒
床の炭化水素吸着量等に基づいて上記第１次算出量を補
正する最終ＨＣ算出部とを有しており，上記第１次ＨＣ
算出部は，排気ガスの温度，浄化反応ガスの流量等を判
定する排ガス状態判定手段と，触媒床の温度を推定する
触媒床温度推定手段とを有しており，この両手段の出力
に基づいて目標炭化水素又は増量剤の量を一次算定し，
一方，上記最終ＨＣ算出部は，触媒床における炭化水素
吸着速度を推定するＨＣ吸着速度推定手段と，触媒床に
おける炭化水素脱離速度を推定するＨＣ脱離速度推定手
段と，触媒床における炭化水素吸着サイトの占有割合を
推定する吸着割合推定手段とを有しており，この三つの
推定手段及び前記触媒床温度推定手段の出力に基づい
て，上記一次算定量を補正して最適な炭化水素の量又は
添加する増量剤の量を最終算定し，この最終算定値に基
づいて上記ＨＣ増量手段を操作することを特徴とする内
燃機関の窒素酸化物浄化装置にある。
装され，内燃機関から排出された窒素酸化物を還元浄化
する窒素酸化物の浄化装置であって，この浄化装置は，
酸素過剰雰囲気下において窒素酸化物を浄化する触媒装
置と，排気中の炭化水素を増量するために排気中に燃料
等の増量剤を添加するＨＣ増量手段と，このＨＣ増量手
段を制御する制御手段とを有しており，上記制御手段
は，通常の平均的運転状態において平均的に窒素酸化物
を良好に浄化する炭化水素又は増量剤の量を算出する第
１次ＨＣ算出部と，刻々と変化する触媒床の温度や触媒
床の炭化水素吸着量等に基づいて上記第１次算出量を補
正する最終ＨＣ算出部とを有しており，上記第１次ＨＣ
算出部は，排気ガスの温度，浄化反応ガスの流量等を判
定する排ガス状態判定手段と，触媒床の温度を推定する
触媒床温度推定手段とを有しており，この両手段の出力
に基づいて目標炭化水素又は増量剤の量を一次算定し，
一方，上記最終ＨＣ算出部は，触媒床における炭化水素
吸着速度を推定するＨＣ吸着速度推定手段と，触媒床に
おける炭化水素脱離速度を推定するＨＣ脱離速度推定手
段と，触媒床における炭化水素吸着サイトの占有割合を
推定する吸着割合推定手段とを有しており，この三つの
推定手段及び前記触媒床温度推定手段の出力に基づい
て，上記一次算定量を補正して最適な炭化水素の量又は
添加する増量剤の量を最終算定し，この最終算定値に基
づいて上記ＨＣ増量手段を操作することを特徴とする内
燃機関の窒素酸化物浄化装置にある。
【０００６】本発明において最も注目すべきことは，制
御手段が第１次ＨＣ算出部と最終ＨＣ算出部とを有して
おり，第１次ＨＣ算出部は，排ガス状態判定手段と，触
媒床温度推定手段とに基づいて目標炭化水素量を一次算
定し，一方最終ＨＣ算出部は，触媒床の推定温度と触媒
床の炭化水素吸着割合と炭化水素吸着速度及び脱離速度
とを勘案し上記一次算定量を補正することである。
御手段が第１次ＨＣ算出部と最終ＨＣ算出部とを有して
おり，第１次ＨＣ算出部は，排ガス状態判定手段と，触
媒床温度推定手段とに基づいて目標炭化水素量を一次算
定し，一方最終ＨＣ算出部は，触媒床の推定温度と触媒
床の炭化水素吸着割合と炭化水素吸着速度及び脱離速度
とを勘案し上記一次算定量を補正することである。
【０００７】なお，上記排気ガスの状態判定は，運転状
況を示すセンサによって間接的に推定することも可能で
あるから，排ガス状態判定手段として運転状態検出手段
を用いてもよい。また，触媒床の温度は，例えば排気ガ
スの温度と排気中の炭化水素量等によって推定すること
ができ，炭化水素の吸着速度及び脱離速度は，例えば触
媒床温度と触媒床における炭化水素吸着割合等によって
推定することができる。また，炭化水素吸着割合は，例
えば，エンジン始動時からの炭化水素の吸着量と脱離量
とを推定し，これらの値を追尾することにより推定する
ことができる（後述する図１１参照）。
況を示すセンサによって間接的に推定することも可能で
あるから，排ガス状態判定手段として運転状態検出手段
を用いてもよい。また，触媒床の温度は，例えば排気ガ
スの温度と排気中の炭化水素量等によって推定すること
ができ，炭化水素の吸着速度及び脱離速度は，例えば触
媒床温度と触媒床における炭化水素吸着割合等によって
推定することができる。また，炭化水素吸着割合は，例
えば，エンジン始動時からの炭化水素の吸着量と脱離量
とを推定し，これらの値を追尾することにより推定する
ことができる（後述する図１１参照）。
【０００８】上記最終ＨＣ算出部は，例えば触媒装置に
おける炭化水素の吸着割合が大きい場合には増量剤の量
を減少させ，吸着割合が小さい場合にはＨＣ増量剤の量
を増加させるよう作動させる。また，上記最終ＨＣ算出
部は，例えば，炭化水素脱離速度（又は脱離速度から吸
着速度を減算した値）に対応してＨＣ増量剤の量を減少
又は増加させる。
おける炭化水素の吸着割合が大きい場合には増量剤の量
を減少させ，吸着割合が小さい場合にはＨＣ増量剤の量
を増加させるよう作動させる。また，上記最終ＨＣ算出
部は，例えば，炭化水素脱離速度（又は脱離速度から吸
着速度を減算した値）に対応してＨＣ増量剤の量を減少
又は増加させる。
【０００９】また，上記最終ＨＣ算出部は，例えば，触
媒床の温度が昇温過程にあるときに増量剤を増加させ，
降温過程にあるときに増量剤を減少させる。また，最終
ＨＣ算出部は，例えば，触媒床の温度が定常状態におけ
る浄化効率の極大温度（後述する図１６のＴ２）よりも
低い場合に増量剤の量を多くし，上記極大温度よりも高
い場合に増量剤の量を少なくする。
媒床の温度が昇温過程にあるときに増量剤を増加させ，
降温過程にあるときに増量剤を減少させる。また，最終
ＨＣ算出部は，例えば，触媒床の温度が定常状態におけ
る浄化効率の極大温度（後述する図１６のＴ２）よりも
低い場合に増量剤の量を多くし，上記極大温度よりも高
い場合に増量剤の量を少なくする。
【００１０】
【作用及び効果】本発明は，いかなる運転状態の変化に
対しても，最適なＨＣ量を供給することにより，燃費の
悪化が少なく窒素酸化物の高浄化率が得られる窒素酸化
物浄化装置を提供しようとするものである。本願の発明
者は触媒反応のメカニズムを検討し，以下の内容を解明
するに至った。
対しても，最適なＨＣ量を供給することにより，燃費の
悪化が少なく窒素酸化物の高浄化率が得られる窒素酸化
物浄化装置を提供しようとするものである。本願の発明
者は触媒反応のメカニズムを検討し，以下の内容を解明
するに至った。
【００１１】酸素過剰雰囲気下で炭化水素（ＨＣ）を還
元剤とした場合における，ＨＣと窒素酸化物（ＮＯx ）
の定常温度時の浄化特性を図１６に示す。曲線ＡはＮＯ
x ，曲線ＢはＨＣの浄化特性である。低めの触媒床温度
Ｔ１からＮＯx ，ＨＣとも浄化が始まり浄化率は向上
し，触媒床温度Ｔ２でＮＯx の浄化率は最高となる。さ
らに高温になるとＮＯx の浄化率は低下し，高温の触媒
床温度Ｔ３でＮＯx 浄化率はほぼゼロとなる。
元剤とした場合における，ＨＣと窒素酸化物（ＮＯx ）
の定常温度時の浄化特性を図１６に示す。曲線ＡはＮＯ
x ，曲線ＢはＨＣの浄化特性である。低めの触媒床温度
Ｔ１からＮＯx ，ＨＣとも浄化が始まり浄化率は向上
し，触媒床温度Ｔ２でＮＯx の浄化率は最高となる。さ
らに高温になるとＮＯx の浄化率は低下し，高温の触媒
床温度Ｔ３でＮＯx 浄化率はほぼゼロとなる。
【００１２】次に，横軸に触媒の先端部分における局所
的な触媒床の絶対温度Ｔの逆数１／Ｔをとり，縦軸に浄
化速度を対数表示したグラフ（アレニウスプロット）を
図１７に示す。折れ線Ａ′はＮＯx ，折れ線Ｂ′はＨＣ
の特性である。低めの触媒床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ
２まではＮＯx 及びＨＣの浄化速度の上昇勾配はほぼ同
じである。しかしながら，触媒床温度Ｔ２から触媒床温
度Ｔ３の高い温度域では，ＮＯx 及びＨＣの浄化速度の
上昇勾配は，触媒床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ２までと
比較し減少しており，かつ，ＮＯx の浄化速度の上昇勾
配はＨＣの浄化速度の上昇勾配より低い。
的な触媒床の絶対温度Ｔの逆数１／Ｔをとり，縦軸に浄
化速度を対数表示したグラフ（アレニウスプロット）を
図１７に示す。折れ線Ａ′はＮＯx ，折れ線Ｂ′はＨＣ
の特性である。低めの触媒床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ
２まではＮＯx 及びＨＣの浄化速度の上昇勾配はほぼ同
じである。しかしながら，触媒床温度Ｔ２から触媒床温
度Ｔ３の高い温度域では，ＮＯx 及びＨＣの浄化速度の
上昇勾配は，触媒床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ２までと
比較し減少しており，かつ，ＮＯx の浄化速度の上昇勾
配はＨＣの浄化速度の上昇勾配より低い。
【００１３】即ち，高温になるにしたがいＮＯx 浄化速
度はゆるやかにしか上昇しない。ここで，図１７の直線
Ｃで示すように，触媒床温度Ｔ２以上の領域でも，触媒
床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ２までのＮＯx 浄化速度の
上昇勾配が得られれば，引続きＮＯx の浄化速度は大幅
に向上し，ＮＯx の浄化率の大幅な向上が実現できる。
度はゆるやかにしか上昇しない。ここで，図１７の直線
Ｃで示すように，触媒床温度Ｔ２以上の領域でも，触媒
床温度Ｔ１から触媒床温度Ｔ２までのＮＯx 浄化速度の
上昇勾配が得られれば，引続きＮＯx の浄化速度は大幅
に向上し，ＮＯx の浄化率の大幅な向上が実現できる。
【００１４】次に，触媒床温度Ｔ２で浄化速度の上昇勾
配が変化する原因を図１８を用いて説明する。触媒反応
は次の５段階よりなる。：反応物質の拡散，：反応
物質の触媒への吸着，：触媒表面上での反応物質から
生成物質への変換，：生成物質の触媒からの脱離，
：生成物質の拡散。ここで，触媒床温度Ｔ２以下の低
温域では，段階の触媒表面上での反応物質から生成物
質への変換の速度が最も低く，触媒反応の律速段階とな
っている。
配が変化する原因を図１８を用いて説明する。触媒反応
は次の５段階よりなる。：反応物質の拡散，：反応
物質の触媒への吸着，：触媒表面上での反応物質から
生成物質への変換，：生成物質の触媒からの脱離，
：生成物質の拡散。ここで，触媒床温度Ｔ２以下の低
温域では，段階の触媒表面上での反応物質から生成物
質への変換の速度が最も低く，触媒反応の律速段階とな
っている。
【００１５】一方，触媒床温度Ｔ２以上の高温域では，
段階の反応物質の拡散の速度が最も低くなり，触媒反
応の律速段階となっていると考えられる。図１７に示す
ように，ＮＯx の浄化速度の上昇勾配がＨＣの浄化速度
の上昇勾配より低い原因は，触媒床温度Ｔ２以下と以上
とで触媒近傍の局所的な反応物質の濃度が異なるためと
推定される。つまり，ＨＣの酸化剤となる酸素とＮＯx
濃度の比率である。
段階の反応物質の拡散の速度が最も低くなり，触媒反
応の律速段階となっていると考えられる。図１７に示す
ように，ＮＯx の浄化速度の上昇勾配がＨＣの浄化速度
の上昇勾配より低い原因は，触媒床温度Ｔ２以下と以上
とで触媒近傍の局所的な反応物質の濃度が異なるためと
推定される。つまり，ＨＣの酸化剤となる酸素とＮＯx
濃度の比率である。
【００１６】触媒に流入する排気ガスの酸素濃度とＮＯ
x 濃度を比較すると，酸素濃度の方が大幅に高いため，
酸素濃度の拡散速度の方が大きく，触媒近傍では酸素は
ＨＣの酸化に必要な量以上に過剰に存在している。触媒
床温度Ｔ２以下での酸素濃度に対するＮＯx 濃度と触媒
床温度Ｔ２以上での酸素濃度に対するＮＯx 濃度を比較
すれば，ＮＯx は高温域で相対的に拡散速度が低下する
ため，触媒床温度Ｔ２以上での酸素濃度に対するＮＯx
濃度の比率が小さくなっている。そのため，ＨＣは酸素
と反応する確率が高くなり，その結果，ＨＣにおけるＮ
Ｏx 還元の選択性が低下し，ＮＯx の浄化速度の上昇勾
配はＨＣの浄化速度の上昇勾配より低くなると考えられ
る。
x 濃度を比較すると，酸素濃度の方が大幅に高いため，
酸素濃度の拡散速度の方が大きく，触媒近傍では酸素は
ＨＣの酸化に必要な量以上に過剰に存在している。触媒
床温度Ｔ２以下での酸素濃度に対するＮＯx 濃度と触媒
床温度Ｔ２以上での酸素濃度に対するＮＯx 濃度を比較
すれば，ＮＯx は高温域で相対的に拡散速度が低下する
ため，触媒床温度Ｔ２以上での酸素濃度に対するＮＯx
濃度の比率が小さくなっている。そのため，ＨＣは酸素
と反応する確率が高くなり，その結果，ＨＣにおけるＮ
Ｏx 還元の選択性が低下し，ＮＯx の浄化速度の上昇勾
配はＨＣの浄化速度の上昇勾配より低くなると考えられ
る。
【００１７】以上より，図１７で説明した直線Ｃに近い
特性を得るには，ＨＣの拡散速度を増加させることが，
必要であるが，別の手段として，触媒床温度Ｔ２以下で
触媒にＨＣを十分に吸着させておき，触媒床温度Ｔ２以
上でＨＣを脱離させることによっても実現できる。つま
り，ＨＣの拡散速度とＨＣの脱離速度の和がみかけ上，
触媒反応の律速段階の速度となる。ＨＣの吸着速度は，
触媒床の温度と，触媒のＨＣ吸着割合（触媒の全吸着サ
イト数のうち既に吸着しているサイト数の割合）と，Ｈ
Ｃ濃度とで推定でき，一方，ＨＣの脱離速度は触媒床温
度と，触媒のＨＣ吸着割合とによって推定できる。
特性を得るには，ＨＣの拡散速度を増加させることが，
必要であるが，別の手段として，触媒床温度Ｔ２以下で
触媒にＨＣを十分に吸着させておき，触媒床温度Ｔ２以
上でＨＣを脱離させることによっても実現できる。つま
り，ＨＣの拡散速度とＨＣの脱離速度の和がみかけ上，
触媒反応の律速段階の速度となる。ＨＣの吸着速度は，
触媒床の温度と，触媒のＨＣ吸着割合（触媒の全吸着サ
イト数のうち既に吸着しているサイト数の割合）と，Ｈ
Ｃ濃度とで推定でき，一方，ＨＣの脱離速度は触媒床温
度と，触媒のＨＣ吸着割合とによって推定できる。
【００１８】次に，触媒に流入するＨＣがどのように浄
化，排出されるか説明する。なお，低温では吸着速度が
脱離速度より大きく，高温では脱離速度が吸着速度より
大きくなる。図１６において，触媒床温度がＴ１以下の
時には，触媒は活性温度以下のためＨＣはほとんど浄化
されない。したがって，流入したＨＣは，吸着される割
合が比較的大きく，残りは未浄化のまま排出される。次
に，触媒の触媒床温度がＴ１からＴ２にかけては，流入
するＨＣのうち，ある割合が浄化され，比較的少ない割
合が吸着される。一方，既に吸着されていたＨＣは，温
度が高くなるにつれ脱離量が徐々に大きくなる。
化，排出されるか説明する。なお，低温では吸着速度が
脱離速度より大きく，高温では脱離速度が吸着速度より
大きくなる。図１６において，触媒床温度がＴ１以下の
時には，触媒は活性温度以下のためＨＣはほとんど浄化
されない。したがって，流入したＨＣは，吸着される割
合が比較的大きく，残りは未浄化のまま排出される。次
に，触媒の触媒床温度がＴ１からＴ２にかけては，流入
するＨＣのうち，ある割合が浄化され，比較的少ない割
合が吸着される。一方，既に吸着されていたＨＣは，温
度が高くなるにつれ脱離量が徐々に大きくなる。
【００１９】また，触媒の触媒床温度がＴ２からＴ３に
かけては，流入するＨＣのうち，ほとんどの割合が浄化
され，吸着される割合はきわめて小さい。一方，既に吸
着されていたＨＣは，高温であるために脱離量が大き
い。つまり，ＮＯx 浄化率の向上，燃費悪化低減のため
には，ＨＣの吸着速度，脱離速度を推定し，浄化反応の
特性を考慮して，最適なＨＣ量を提供することが重要で
ある。
かけては，流入するＨＣのうち，ほとんどの割合が浄化
され，吸着される割合はきわめて小さい。一方，既に吸
着されていたＨＣは，高温であるために脱離量が大き
い。つまり，ＮＯx 浄化率の向上，燃費悪化低減のため
には，ＨＣの吸着速度，脱離速度を推定し，浄化反応の
特性を考慮して，最適なＨＣ量を提供することが重要で
ある。
【００２０】即ち，触媒床の温度が低い場合に触媒床に
炭化水素を充分吸着させておき，高温において炭化水素
を脱離させ窒素酸化物の浄化反応に寄与させることが好
ましい。更に，炭化水素の吸着速度と脱離速度とを推定
し，吸着されずまた浄化に寄与しない余分な炭化水素を
供給しないようにし，燃費の悪化を抑制することが望ま
しい。
炭化水素を充分吸着させておき，高温において炭化水素
を脱離させ窒素酸化物の浄化反応に寄与させることが好
ましい。更に，炭化水素の吸着速度と脱離速度とを推定
し，吸着されずまた浄化に寄与しない余分な炭化水素を
供給しないようにし，燃費の悪化を抑制することが望ま
しい。
【００２１】そこで，本発明においては，始めに，排ガ
ス状態判定手段によって排気ガスの状態を推定すると共
に触媒床温度推定手段によって触媒床の温度を推定し，
この情報を基に平均的な運転状態において平均的に窒素
酸化物を良好に浄化することのできる炭化水素の量を算
出する（第１次ＨＣ算出部）。次に，最終ＨＣ算出部に
おいて，刻々と変化する炭化水素吸着量の変化等に対応
して上記第１次算出量を補正する。
ス状態判定手段によって排気ガスの状態を推定すると共
に触媒床温度推定手段によって触媒床の温度を推定し，
この情報を基に平均的な運転状態において平均的に窒素
酸化物を良好に浄化することのできる炭化水素の量を算
出する（第１次ＨＣ算出部）。次に，最終ＨＣ算出部に
おいて，刻々と変化する炭化水素吸着量の変化等に対応
して上記第１次算出量を補正する。
【００２２】即ち，吸着割合推定手段によって炭化水素
の吸着割合を推定し，ＨＣ吸着速度推定手段とＨＣ脱離
速度推定手段とによって炭化水素の吸着速度及び脱離速
度を推定し，更に上記触媒床の推定温度の情報とを組み
合わせて，最適な炭化水素の量を実現するＨＣ増量剤の
供給量を算出し，この値に基づいてＨＣ増量手段を操作
する。上記のように，本発明の浄化装置は，刻々と変化
する運転状態に対応して炭化水素を供給するから，窒素
酸化物の浄化率が極めて良好になると共に炭化水素が供
給過剰となることがなく，従って燃費が良好である。
の吸着割合を推定し，ＨＣ吸着速度推定手段とＨＣ脱離
速度推定手段とによって炭化水素の吸着速度及び脱離速
度を推定し，更に上記触媒床の推定温度の情報とを組み
合わせて，最適な炭化水素の量を実現するＨＣ増量剤の
供給量を算出し，この値に基づいてＨＣ増量手段を操作
する。上記のように，本発明の浄化装置は，刻々と変化
する運転状態に対応して炭化水素を供給するから，窒素
酸化物の浄化率が極めて良好になると共に炭化水素が供
給過剰となることがなく，従って燃費が良好である。
【００２３】例えば，触媒床における炭化水素の吸着割
合θが小さめの値の場合には，触媒床に対して炭化水素
を容易に吸着させることができるからＨＣ増量剤を増加
し，炭化水素吸着割合θが大きい場合には，炭化水素を
吸着する余力が触媒床に少ないと考えられるから増量剤
を減少させることによって窒素酸化物の浄化率を向上さ
せることができる。
合θが小さめの値の場合には，触媒床に対して炭化水素
を容易に吸着させることができるからＨＣ増量剤を増加
し，炭化水素吸着割合θが大きい場合には，炭化水素を
吸着する余力が触媒床に少ないと考えられるから増量剤
を減少させることによって窒素酸化物の浄化率を向上さ
せることができる。
【００２４】同様に触媒床における炭化水素の脱離速度
（又は脱離速度と吸着速度との差）が大きい場合には，
触媒への炭化水素供給量（拡散量）が大きいから増量剤
の量を減少させ，反対の場合には増量剤の量を増加させ
ることによって浄化率を向上させると共に余分な増量剤
の供給を回避することができる。
（又は脱離速度と吸着速度との差）が大きい場合には，
触媒への炭化水素供給量（拡散量）が大きいから増量剤
の量を減少させ，反対の場合には増量剤の量を増加させ
ることによって浄化率を向上させると共に余分な増量剤
の供給を回避することができる。
【００２５】また，触媒床の温度が上昇する過程にある
場合には，窒素酸化物の浄化反応において炭化水素の量
が不足する方向に変化するから増量剤を増量し，逆に降
温過程においては増量剤を減少させることによって浄化
率を向上させることができる。また，図１７に示すよう
に，触媒床の温度が常温状態において浄化効率が最大と
なる温度（Ｔ２）よりも低い場合には，反応熱により触
媒床温度を昇温させるため炭化水素の量を多めにし，上
記温度（Ｔ２）よりも高い場合には炭化水素の量を少な
めにすることが好ましい。
場合には，窒素酸化物の浄化反応において炭化水素の量
が不足する方向に変化するから増量剤を増量し，逆に降
温過程においては増量剤を減少させることによって浄化
率を向上させることができる。また，図１７に示すよう
に，触媒床の温度が常温状態において浄化効率が最大と
なる温度（Ｔ２）よりも低い場合には，反応熱により触
媒床温度を昇温させるため炭化水素の量を多めにし，上
記温度（Ｔ２）よりも高い場合には炭化水素の量を少な
めにすることが好ましい。
【００２６】また，実施例において詳述するように，車
両等においては，制御手段が上記のような制御演算を実
現するためには，排気ガス温度センサと回転センサ及び
スロットルセンサなど通常用いられているセンサの情報
と蓄積された運転データ等に基づいて実現可能であり，
比較的安価に実現することができる。上記のように，本
発明によれば，運転状態の変化に合わせて最適な炭化水
素供給量を調整し，窒素酸化物の浄化率を高めると共に
燃費の低下を抑制する内燃機関の窒素酸化物浄化装置を
提供することができる。
両等においては，制御手段が上記のような制御演算を実
現するためには，排気ガス温度センサと回転センサ及び
スロットルセンサなど通常用いられているセンサの情報
と蓄積された運転データ等に基づいて実現可能であり，
比較的安価に実現することができる。上記のように，本
発明によれば，運転状態の変化に合わせて最適な炭化水
素供給量を調整し，窒素酸化物の浄化率を高めると共に
燃費の低下を抑制する内燃機関の窒素酸化物浄化装置を
提供することができる。
【００２７】
実施例１ 本例は，図２に示すように，自動車のエンジン４１の排
気通路４２に介装され，エンジン４１から排出された窒
素酸化物を還元浄化する窒素酸化物の浄化装置１であ
る。浄化装置１は，酸素過剰雰囲気下において窒素酸化
物を浄化する触媒装置１１と，排気ガス中の炭化水素を
増加するために排気ガス中にＨＣ増量剤としての燃料を
添加するＨＣ増量手段１２と，ＨＣ増量手段１２を制御
する制御手段２０とを有する。
気通路４２に介装され，エンジン４１から排出された窒
素酸化物を還元浄化する窒素酸化物の浄化装置１であ
る。浄化装置１は，酸素過剰雰囲気下において窒素酸化
物を浄化する触媒装置１１と，排気ガス中の炭化水素を
増加するために排気ガス中にＨＣ増量剤としての燃料を
添加するＨＣ増量手段１２と，ＨＣ増量手段１２を制御
する制御手段２０とを有する。
【００２８】制御手段２０は，図１のフローチャートに
示すように，通常の平均的運転状態において平均的に窒
素酸化物を良好に浄化するＨＣ増量剤（燃料）の量を算
出する第１次ＨＣ算出部２１と，刻々と変化する触媒床
の温度や触媒床の炭化水素吸着量等に基づいて上記ＨＣ
増量剤の第１次算出量を補正する最終ＨＣ算出部２２と
を有する。上記第１次ＨＣ算出部２１は，排気ガスの温
度，浄化反応ガスの流量等を判定する排ガス状態判定手
段（ステップ−６１，６２）と，触媒床の温度を推定す
る触媒床温度推定手段（ステップ６３）とを有し，両手
段の結果に基づいて，ステップ６４において増量剤の添
加量を一次算定する。
示すように，通常の平均的運転状態において平均的に窒
素酸化物を良好に浄化するＨＣ増量剤（燃料）の量を算
出する第１次ＨＣ算出部２１と，刻々と変化する触媒床
の温度や触媒床の炭化水素吸着量等に基づいて上記ＨＣ
増量剤の第１次算出量を補正する最終ＨＣ算出部２２と
を有する。上記第１次ＨＣ算出部２１は，排気ガスの温
度，浄化反応ガスの流量等を判定する排ガス状態判定手
段（ステップ−６１，６２）と，触媒床の温度を推定す
る触媒床温度推定手段（ステップ６３）とを有し，両手
段の結果に基づいて，ステップ６４において増量剤の添
加量を一次算定する。
【００２９】一方，最終ＨＣ算出部２２は，触媒床にお
ける炭化水素吸着速度Ｖ2 を推定するＨＣ吸着速度推定
手段（ステップ６６）と，触媒床における炭化水素脱離
速度Ｖ1 を推定するＨＣ脱離速度推定手段（ステップ６
５）と，触媒床における炭化水素吸着サイトの占有割合
θを推定する吸着割合推定手段（ステップ６９）とを有
している。そして，上記推定手段と触媒床温度推定手段
の出力に基づいて上記一次算出量を補正し増量剤の量を
最終算定する。
ける炭化水素吸着速度Ｖ2 を推定するＨＣ吸着速度推定
手段（ステップ６６）と，触媒床における炭化水素脱離
速度Ｖ1 を推定するＨＣ脱離速度推定手段（ステップ６
５）と，触媒床における炭化水素吸着サイトの占有割合
θを推定する吸着割合推定手段（ステップ６９）とを有
している。そして，上記推定手段と触媒床温度推定手段
の出力に基づいて上記一次算出量を補正し増量剤の量を
最終算定する。
【００３０】また，最終ＨＣ算出部は，後述する図８の
フローチャートに示すように，吸着割合推定手段の出力
に基づいて，前記炭化水素の吸着割合θが小さめの割合
には増量剤を増加させ，上記吸着割合θが大きめの場合
には増量剤を減少させる。そして，炭化水素脱離速度Ｖ
1 から吸着速度Ｖ2 を減算した値が，正の場合には増量
剤の添加量を減少させ，負の場合には増量剤の添加量を
増加させる。
フローチャートに示すように，吸着割合推定手段の出力
に基づいて，前記炭化水素の吸着割合θが小さめの割合
には増量剤を増加させ，上記吸着割合θが大きめの場合
には増量剤を減少させる。そして，炭化水素脱離速度Ｖ
1 から吸着速度Ｖ2 を減算した値が，正の場合には増量
剤の添加量を減少させ，負の場合には増量剤の添加量を
増加させる。
【００３１】以下それぞれについて説明を補足する。図
２はシステムの全体構成である。内燃機関４１の排気通
路４２には，酸化雰囲気で窒素酸化物を浄化可能な触媒
装置１１が設置されており，触媒装置１１の下流にはマ
フラ４３が接続されている。そして触媒装置１１の上流
には，排気温度センサ２６が設けられる。他にアクセル
センサ２６と回転数センサ２７とが設けられ，排気温度
センサ２５とアクセルセンサ２６と回転数センサ２７の
信号は制御手段２０に入力される。
２はシステムの全体構成である。内燃機関４１の排気通
路４２には，酸化雰囲気で窒素酸化物を浄化可能な触媒
装置１１が設置されており，触媒装置１１の下流にはマ
フラ４３が接続されている。そして触媒装置１１の上流
には，排気温度センサ２６が設けられる。他にアクセル
センサ２６と回転数センサ２７とが設けられ，排気温度
センサ２５とアクセルセンサ２６と回転数センサ２７の
信号は制御手段２０に入力される。
【００３２】燃料噴射ポンプ４４は，低圧の燃料をＨＣ
増量手段としての燃料添加装置１２に供給し，燃料添加
装置は燃料を排気管４２に添加する。燃料噴射ポンプ４
４は高圧の燃料を噴射ノズル４５に供給し，噴射ノズル
４５は内燃機関４１のシリンダ内に燃料を噴射する。内
燃機関４１の吸気管４６の途中には吸気絞り４７が設置
される。
増量手段としての燃料添加装置１２に供給し，燃料添加
装置は燃料を排気管４２に添加する。燃料噴射ポンプ４
４は高圧の燃料を噴射ノズル４５に供給し，噴射ノズル
４５は内燃機関４１のシリンダ内に燃料を噴射する。内
燃機関４１の吸気管４６の途中には吸気絞り４７が設置
される。
【００３３】制御手段２０は入力された信号を基に各種
の演算を行ない，燃料添加装置１２及び吸気絞り４７の
作動を制御する。吸気絞り４７に対する制御は，内燃機
関４１が低負荷時や加速時に吸入空気量を低減して排気
温度を昇温させ，減速時に吸入空気量を低減して排気温
度を昇温させ，触媒床温度の降下を遅らすものである。
の演算を行ない，燃料添加装置１２及び吸気絞り４７の
作動を制御する。吸気絞り４７に対する制御は，内燃機
関４１が低負荷時や加速時に吸入空気量を低減して排気
温度を昇温させ，減速時に吸入空気量を低減して排気温
度を昇温させ，触媒床温度の降下を遅らすものである。
【００３４】次に，本発明のＨＣ増量手段１２の制御方
法について説明する。図１は制御手段２０の全体の制御
フローの概要を示したものである。まず，制御手段２０
は，ステップ６１で回転数センサ２７とアクセルセンサ
２６と排気温度センサ２６の信号を読み込む。次に，ス
テップ６２でエンジン４１の運転状態や排ガス状態を判
定する。
法について説明する。図１は制御手段２０の全体の制御
フローの概要を示したものである。まず，制御手段２０
は，ステップ６１で回転数センサ２７とアクセルセンサ
２６と排気温度センサ２６の信号を読み込む。次に，ス
テップ６２でエンジン４１の運転状態や排ガス状態を判
定する。
【００３５】次に，ステップ６３で触媒床温度推定手段
により触媒床の温度Ｔを推定する。続いて，ステップ６
４で増量剤の添加量Ｓ1 を第１次算出する。次にステッ
プ６５でＨＣ脱離速度推定手段によりＨＣ脱離速度Ｖ1
を推定し，続いて，ステップ６６でＨＣ吸着速度推定手
段によりＨＣ吸着速度Ｖ2 を推定する。
により触媒床の温度Ｔを推定する。続いて，ステップ６
４で増量剤の添加量Ｓ1 を第１次算出する。次にステッ
プ６５でＨＣ脱離速度推定手段によりＨＣ脱離速度Ｖ1
を推定し，続いて，ステップ６６でＨＣ吸着速度推定手
段によりＨＣ吸着速度Ｖ2 を推定する。
【００３６】次に，ステップ６７で増量剤の量を最終Ｈ
Ｃ算出部により補正し，最終値Ｓ0を算出する。続い
て，ステップ６８でＨＣ増量手段１２を操作して増量剤
の添加量Ｓ0 を排気通路４２に添加する。最後に，ステ
ップ６９でＨＣ吸着割合推定手段によりＨＣ吸着割合θ
を推定する。
Ｃ算出部により補正し，最終値Ｓ0を算出する。続い
て，ステップ６８でＨＣ増量手段１２を操作して増量剤
の添加量Ｓ0 を排気通路４２に添加する。最後に，ステ
ップ６９でＨＣ吸着割合推定手段によりＨＣ吸着割合θ
を推定する。
【００３７】以下に，上記ステップ６１からステップ６
９までを詳細に説明する。ステップ６２では，ステップ
６１で制御手段２０に入力された回転数センサ２７とア
クセルセンサ２６の信号から排ガスの状態を判定する。
即ち，図３（ａ）〜（ｃ）に示すように，横軸にエンジ
ン回転数，縦軸にエンジントルクをとった予め求められ
た状態図から，窒素酸化物（ＮＯx ）排出量，炭化水素
（ＨＣ）排出量，及び排気温度を求める。なお，図３の
各曲線は，それぞれ一定の値を示す等値曲線である。
９までを詳細に説明する。ステップ６２では，ステップ
６１で制御手段２０に入力された回転数センサ２７とア
クセルセンサ２６の信号から排ガスの状態を判定する。
即ち，図３（ａ）〜（ｃ）に示すように，横軸にエンジ
ン回転数，縦軸にエンジントルクをとった予め求められ
た状態図から，窒素酸化物（ＮＯx ）排出量，炭化水素
（ＨＣ）排出量，及び排気温度を求める。なお，図３の
各曲線は，それぞれ一定の値を示す等値曲線である。
【００３８】次に，ステップ６３では，制御手段２０に
入力された排気温度センサ２６の信号から図４（ａ）及
び図４（ｂ）に示す方法により触媒床温度Ｔを推定す
る。まず，排気温度センサから排気温度と排気温度の時
間的変化（定常状態か，昇温状態か，降温状態か）を求
め，図４（ａ）のマップから触媒床温度１を求める。こ
のマップは，触媒床の熱容量のために流入ガス温度に対
して触媒床温度の温度変化が遅れるのを補正するためで
ある。
入力された排気温度センサ２６の信号から図４（ａ）及
び図４（ｂ）に示す方法により触媒床温度Ｔを推定す
る。まず，排気温度センサから排気温度と排気温度の時
間的変化（定常状態か，昇温状態か，降温状態か）を求
め，図４（ａ）のマップから触媒床温度１を求める。こ
のマップは，触媒床の熱容量のために流入ガス温度に対
して触媒床温度の温度変化が遅れるのを補正するためで
ある。
【００３９】次に，求めた触媒床温度１と排気中のＨＣ
量から図４（ｂ）のマップに基づいて触媒床温度２を求
める。これは，ＨＣの反応熱による触媒床温度の昇温を
補正するためのマップである。この触媒床温度２を確定
触媒床温度Ｔとする。ここで用いる排気中のＨＣ量は，
ステップ６２で求めたエンジンからのＨＣ排出量と後述
するＨＣ増量手段で増量している増量剤によるＨＣ量の
和により算出することができる。
量から図４（ｂ）のマップに基づいて触媒床温度２を求
める。これは，ＨＣの反応熱による触媒床温度の昇温を
補正するためのマップである。この触媒床温度２を確定
触媒床温度Ｔとする。ここで用いる排気中のＨＣ量は，
ステップ６２で求めたエンジンからのＨＣ排出量と後述
するＨＣ増量手段で増量している増量剤によるＨＣ量の
和により算出することができる。
【００４０】ステップ６４では，図５（ａ）に示すエン
ジン回転数とエンジントクルのマップから増量剤の第１
次算出量を決定する。または，図５（ｂ）に示すよう
に，ステップ６３で推定した触媒床温度とステップ６２
で求めたＮＯx 排出量から増量剤の一次算出量を決定し
てもよい。いずれにしても，第１次算出した増量剤の添
加量は，ＮＯx 浄化率が高い触媒床温度で大きくし，同
様に，ＮＯx 排出量が多い運転状態で大きくすることが
望ましい。つまり，図１６に示した触媒床温度Ｔ１以下
及びＴ３以上では増量剤の添加量をゼロとし，その間は
ＮＯx 浄化率に比例した値に設定する。
ジン回転数とエンジントクルのマップから増量剤の第１
次算出量を決定する。または，図５（ｂ）に示すよう
に，ステップ６３で推定した触媒床温度とステップ６２
で求めたＮＯx 排出量から増量剤の一次算出量を決定し
てもよい。いずれにしても，第１次算出した増量剤の添
加量は，ＮＯx 浄化率が高い触媒床温度で大きくし，同
様に，ＮＯx 排出量が多い運転状態で大きくすることが
望ましい。つまり，図１６に示した触媒床温度Ｔ１以下
及びＴ３以上では増量剤の添加量をゼロとし，その間は
ＮＯx 浄化率に比例した値に設定する。
【００４１】ステップ６５では，ステップ６３で推定し
た触媒床温度Ｔと後述するＨＣ吸着割合θから次の式で
ＨＣ脱離速度Ｖ１を計算する。 Ｖ１＝Ａ１・ＥＸＰ（−Ｅ１／（Ｒ・Ｔ））・θ ─────（１） ここで，Ｖ１：ＨＣ脱離速度，Ａ１：頻度因子（定
数），Ｅ１：活性化エネルギ（定数），Ｒ：気体定数，
Ｔ：触媒床温度，θ：ＨＣ吸着割合である。制御手段２
０で指数計算が困難な場合は，ＨＣ脱離速度定数ｋ１
（Ａ１・ＥＸＰ（−Ｅ１／（Ｒ・Ｔ））に相当）を，予
め設定された図６に示すマップから読み取り，読み取っ
た値にＨＣ吸着割合θをかけてＨＣ脱離速度Ｖ１を求め
てもよい。
た触媒床温度Ｔと後述するＨＣ吸着割合θから次の式で
ＨＣ脱離速度Ｖ１を計算する。 Ｖ１＝Ａ１・ＥＸＰ（−Ｅ１／（Ｒ・Ｔ））・θ ─────（１） ここで，Ｖ１：ＨＣ脱離速度，Ａ１：頻度因子（定
数），Ｅ１：活性化エネルギ（定数），Ｒ：気体定数，
Ｔ：触媒床温度，θ：ＨＣ吸着割合である。制御手段２
０で指数計算が困難な場合は，ＨＣ脱離速度定数ｋ１
（Ａ１・ＥＸＰ（−Ｅ１／（Ｒ・Ｔ））に相当）を，予
め設定された図６に示すマップから読み取り，読み取っ
た値にＨＣ吸着割合θをかけてＨＣ脱離速度Ｖ１を求め
てもよい。
【００４２】ステップ６６では，ステップ６３で推定し
た触媒床温度Ｔと後述するＨＣ吸着割合θと排気中のＨ
Ｃ濃度（ステップ６２で求めたエンジンからのＨＣ排出
量と後述するＨＣ増量手段で増量剤により増量している
ＨＣ量の和により算出できる）から次の式でＨＣ吸着速
度Ｖ２を計算する。 Ｖ２＝Ａ２・ＥＸＰ（−Ｅ２／（Ｒ・Ｔ））・（１−θ）・Ｐ ───（２） ここで，Ｖ２：ＨＣ吸着速度，Ａ２：頻度因子（定
数），Ｅ２：活性化エネルギ（定数），Ｒ：気体定数，
Ｔ：触媒床温度，θ：ＨＣ吸着割合，Ｐ：排気中のＨＣ
濃度である。
た触媒床温度Ｔと後述するＨＣ吸着割合θと排気中のＨ
Ｃ濃度（ステップ６２で求めたエンジンからのＨＣ排出
量と後述するＨＣ増量手段で増量剤により増量している
ＨＣ量の和により算出できる）から次の式でＨＣ吸着速
度Ｖ２を計算する。 Ｖ２＝Ａ２・ＥＸＰ（−Ｅ２／（Ｒ・Ｔ））・（１−θ）・Ｐ ───（２） ここで，Ｖ２：ＨＣ吸着速度，Ａ２：頻度因子（定
数），Ｅ２：活性化エネルギ（定数），Ｒ：気体定数，
Ｔ：触媒床温度，θ：ＨＣ吸着割合，Ｐ：排気中のＨＣ
濃度である。
【００４３】制御手段２０で指数計算が困難な場合は，
ＨＣ吸着速度定数ｋ２（Ａ２・ＥＸＰ（−Ｅ２／（Ｒ・
Ｔ））に相当）を，予め定められた図７に示すマップか
ら読み取り，読み取った値に（１−θ）・ＰをかけてＨ
Ｃ吸着速度を求めてもよい。ステップ６７では，ステッ
プ６４で算出した増量剤の第１次算出量Ｓ１を，後述す
るＨＣ吸着割合θと，ステップ６５で推定したＨＣ脱離
速度Ｖ１と，ステップ６６で推定したＨＣ吸着速度Ｖ２
で補正する。図８にその制御フローを示す。
ＨＣ吸着速度定数ｋ２（Ａ２・ＥＸＰ（−Ｅ２／（Ｒ・
Ｔ））に相当）を，予め定められた図７に示すマップか
ら読み取り，読み取った値に（１−θ）・ＰをかけてＨ
Ｃ吸着速度を求めてもよい。ステップ６７では，ステッ
プ６４で算出した増量剤の第１次算出量Ｓ１を，後述す
るＨＣ吸着割合θと，ステップ６５で推定したＨＣ脱離
速度Ｖ１と，ステップ６６で推定したＨＣ吸着速度Ｖ２
で補正する。図８にその制御フローを示す。
【００４４】まず，ステップ６７０で現在のＨＣ吸着割
合θが第１設定値θ1 （ＨＣ吸着割合小）より小さいか
を判定する。ＹＥＳの場合はステップ６７１に進み，増
量剤の第１次算出量Ｓ１を補正（増減）するための増量
設定値ＡS を第１設定値Ａ1とし，ステップ６７２にす
すむ。一方，ステップ６７０でＮＯの場合には，直ちに
ステップ６７２にすすむ。ステップ６７２で現在のＨＣ
吸着割合θが第２設定値θ2 （ＨＣ吸着割合大，θ2 ＞
θ1 ）より大きいかを判定する。ＹＥＳの場合はステッ
プ６７３に進み，増量剤の増量設定値Ａｓを０とし，ス
テップ６７４にすすむ。一方，ステップ６７２でＮＯの
場合には直ちにステップ６７４にすすむ。
合θが第１設定値θ1 （ＨＣ吸着割合小）より小さいか
を判定する。ＹＥＳの場合はステップ６７１に進み，増
量剤の第１次算出量Ｓ１を補正（増減）するための増量
設定値ＡS を第１設定値Ａ1とし，ステップ６７２にす
すむ。一方，ステップ６７０でＮＯの場合には，直ちに
ステップ６７２にすすむ。ステップ６７２で現在のＨＣ
吸着割合θが第２設定値θ2 （ＨＣ吸着割合大，θ2 ＞
θ1 ）より大きいかを判定する。ＹＥＳの場合はステッ
プ６７３に進み，増量剤の増量設定値Ａｓを０とし，ス
テップ６７４にすすむ。一方，ステップ６７２でＮＯの
場合には直ちにステップ６７４にすすむ。
【００４５】ステップ６７４では，前記増量剤の第１次
算出量Ｓ1 に上記増量設定値ＡS を加算して第２次算出
量Ｓ2 とする。次に，ステップ６７５にすすみ，ＨＣ脱
離速度Ｖ１とＨＣ吸着速度Ｖ２の差に定数ｋ３を乗じた
値を，ステップ６７４で補正した増量剤の第２次算出量
Ｓ2 から減算する。上記におけるＨＣ吸着割合θに対す
る増量剤の増量設定値ＡS は，図９に示す特性になる。
ここで，第１設定値θ1 と第２設定値θ2 は図１０に示
すごとく，触媒床温度Ｔに対して補正するのが望まし
い。なぜなら，高温になるにしたがい，ＨＣ吸着速度Ｖ
２は大幅に低下し，ＨＣ脱離速度Ｖ１は大幅に増加する
ため，高温時にはＨＣ吸着割合θはなかなか増加しな
い。そのため，図１０に従って補正しないと，常にＨＣ
を増量することになり，余分なＨＣがふえて燃費が悪化
してしまうからである。
算出量Ｓ1 に上記増量設定値ＡS を加算して第２次算出
量Ｓ2 とする。次に，ステップ６７５にすすみ，ＨＣ脱
離速度Ｖ１とＨＣ吸着速度Ｖ２の差に定数ｋ３を乗じた
値を，ステップ６７４で補正した増量剤の第２次算出量
Ｓ2 から減算する。上記におけるＨＣ吸着割合θに対す
る増量剤の増量設定値ＡS は，図９に示す特性になる。
ここで，第１設定値θ1 と第２設定値θ2 は図１０に示
すごとく，触媒床温度Ｔに対して補正するのが望まし
い。なぜなら，高温になるにしたがい，ＨＣ吸着速度Ｖ
２は大幅に低下し，ＨＣ脱離速度Ｖ１は大幅に増加する
ため，高温時にはＨＣ吸着割合θはなかなか増加しな
い。そのため，図１０に従って補正しないと，常にＨＣ
を増量することになり，余分なＨＣがふえて燃費が悪化
してしまうからである。
【００４６】ステップ６８では，ステップ６７で補正し
た増量剤最終添加量Ｓ0 に基づく信号を制御手段２０が
ＨＣ増量手段である燃料添加装置１２に出力する。ステ
ップ６９では，現在のＨＣ吸着割合θを基に，ＨＣ脱離
速度Ｖ１とＨＣ吸着速度Ｖ２から新しい時刻のＨＣ吸着
割合θを推定する。図１１にその制御フローを示す。
た増量剤最終添加量Ｓ0 に基づく信号を制御手段２０が
ＨＣ増量手段である燃料添加装置１２に出力する。ステ
ップ６９では，現在のＨＣ吸着割合θを基に，ＨＣ脱離
速度Ｖ１とＨＣ吸着速度Ｖ２から新しい時刻のＨＣ吸着
割合θを推定する。図１１にその制御フローを示す。
【００４７】まず，ステップ６９０でエンジン始動時か
を判定する。ＹＥＳならステップ６９１でＨＣ吸着割合
θを０とし，ステップ６９２へすすむ。これは，エンジ
ンが停止して時間が経過すると，吸着されていたＨＣは
脱離してＨＣ吸着割合θが０となるためである。ステッ
プ６９０でＮＯの場合は，直ちにステップ６９２へすす
む。
を判定する。ＹＥＳならステップ６９１でＨＣ吸着割合
θを０とし，ステップ６９２へすすむ。これは，エンジ
ンが停止して時間が経過すると，吸着されていたＨＣは
脱離してＨＣ吸着割合θが０となるためである。ステッ
プ６９０でＮＯの場合は，直ちにステップ６９２へすす
む。
【００４８】ステップ６９２では現在のＨＣ吸着割合か
ら，ＨＣ脱離速度Ｖ１からＨＣ吸着速度Ｖ２を減算した
値に定数ｋ４を乗じた値を引き，新しいＨＣ吸着割合θ
を求める。次に，ステップ６９３にすすみ，新しく求め
たＨＣ吸着割合θが０より小さいかを判定する。ＹＥＳ
ならステップ６９４でＨＣ吸着割合を０に補正し，ステ
ップ６９５へすすむ。ステップ６９３でＮＯの場合は，
直ちにステップ６９５へすすむ。
ら，ＨＣ脱離速度Ｖ１からＨＣ吸着速度Ｖ２を減算した
値に定数ｋ４を乗じた値を引き，新しいＨＣ吸着割合θ
を求める。次に，ステップ６９３にすすみ，新しく求め
たＨＣ吸着割合θが０より小さいかを判定する。ＹＥＳ
ならステップ６９４でＨＣ吸着割合を０に補正し，ステ
ップ６９５へすすむ。ステップ６９３でＮＯの場合は，
直ちにステップ６９５へすすむ。
【００４９】ステップ６９５では，触媒床温度Ｔが第１
の触媒床設定温度Ｔs1以下であり，かつ増量剤の第一次
算出量Ｓ１を補正するための増量設定値ＡS が第１増量
設定値Ａ1 （図８ステップ６７１参照）である状態が第
１の所定時間ｔ1 以上継続したかを判定する。ＹＥＳな
らステップ６９６でＨＣ吸着割合θを第２設定値θ2と
し，ステップ６９７へすすむ。これは，ＨＣ吸着割合θ
の積算推定誤差を修正するためであり，低温（Ｔ≦Ｔｓ
1 ）で増量剤の増量を一定時間以上継続した場合（ｔ≧
ｔ1 ）に適性な値に設定しなおすということである。
の触媒床設定温度Ｔs1以下であり，かつ増量剤の第一次
算出量Ｓ１を補正するための増量設定値ＡS が第１増量
設定値Ａ1 （図８ステップ６７１参照）である状態が第
１の所定時間ｔ1 以上継続したかを判定する。ＹＥＳな
らステップ６９６でＨＣ吸着割合θを第２設定値θ2と
し，ステップ６９７へすすむ。これは，ＨＣ吸着割合θ
の積算推定誤差を修正するためであり，低温（Ｔ≦Ｔｓ
1 ）で増量剤の増量を一定時間以上継続した場合（ｔ≧
ｔ1 ）に適性な値に設定しなおすということである。
【００５０】ステップ６９５でＮＯの場合は，ステップ
６９７へすすむ。ステップ６９７では，触媒床温度が第
２の設定温度Ｔs2以上（Ｔs2＞Ｔs1）であり，かつ増量
剤の増量設定値ＡS が０である状態が第２の所定時間ｔ
2 以上継続したかを判定する。ＹＥＳならステップ６９
８でＨＣ吸着割合θを０とし，ステップ６９９へすす
む。これは，ＨＣ吸着割合θの積算誤差を修正するため
であり，高温（Ｔ≧Ｔｓ2）でＨＣ増量なし（Ａｓ＝
Ｏ）の状態を継続した時には，吸着割合θは殆どゼロに
なるから，そのように設定しなおすのである。ステップ
６９７でＮＯの場合は，ステップ６９９へすすむ。ステ
ップ６９９はスタートへ戻る処理である。
６９７へすすむ。ステップ６９７では，触媒床温度が第
２の設定温度Ｔs2以上（Ｔs2＞Ｔs1）であり，かつ増量
剤の増量設定値ＡS が０である状態が第２の所定時間ｔ
2 以上継続したかを判定する。ＹＥＳならステップ６９
８でＨＣ吸着割合θを０とし，ステップ６９９へすす
む。これは，ＨＣ吸着割合θの積算誤差を修正するため
であり，高温（Ｔ≧Ｔｓ2）でＨＣ増量なし（Ａｓ＝
Ｏ）の状態を継続した時には，吸着割合θは殆どゼロに
なるから，そのように設定しなおすのである。ステップ
６９７でＮＯの場合は，ステップ６９９へすすむ。ステ
ップ６９９はスタートへ戻る処理である。
【００５１】ここで，上記第１触媒床設定温度Ｔs1と第
２触媒床設定温度Ｔs2について，図１２に基づいて説明
する。前述したように，低温ではＨＣ吸着速度Ｖ2 ＞Ｈ
Ｃ脱離速度Ｖ1 ，高温ではＨＣ吸着速度Ｖ2 ＜ＨＣ脱離
速度Ｖ1 となる。従って，吸着割合θを補正する第１触
媒床設定温度Ｔs1はＨＣ吸着速度Ｖ2 がＨＣ脱離速度Ｖ
1 より極めて大きい温度に設定し，逆に，第２触媒床設
定温度Ｔｓ2 はＨＣ脱離速度Ｖ1 がＨＣ吸着速度Ｖ2 よ
り極めて大きい温度で設定することが望ましい。
２触媒床設定温度Ｔs2について，図１２に基づいて説明
する。前述したように，低温ではＨＣ吸着速度Ｖ2 ＞Ｈ
Ｃ脱離速度Ｖ1 ，高温ではＨＣ吸着速度Ｖ2 ＜ＨＣ脱離
速度Ｖ1 となる。従って，吸着割合θを補正する第１触
媒床設定温度Ｔs1はＨＣ吸着速度Ｖ2 がＨＣ脱離速度Ｖ
1 より極めて大きい温度に設定し，逆に，第２触媒床設
定温度Ｔｓ2 はＨＣ脱離速度Ｖ1 がＨＣ吸着速度Ｖ2 よ
り極めて大きい温度で設定することが望ましい。
【００５２】上記のように，本例の浄化装置１において
は，添加するＨＣ増量剤の量を，ＮＯｘの浄化反応の進
行状態に即して，触媒床の温度Ｔばかりでなく炭化水素
の吸着割合θや脱離速度Ｖ1 及び吸着速度Ｖ2 に応じて
きめ細かく制御する。従って，窒素酸化物の浄化率が向
上し，また過剰に増量剤を添加することもないから燃費
が悪化することがない。上記のように，本例によれば，
車両の運転状態の変化に合わせて最適な炭化水素供給量
を調整し，窒素酸化物の浄化率を高めると共に燃費の悪
化を抑制する内燃機関４１の窒素酸化物浄化装置１を提
供することができる。
は，添加するＨＣ増量剤の量を，ＮＯｘの浄化反応の進
行状態に即して，触媒床の温度Ｔばかりでなく炭化水素
の吸着割合θや脱離速度Ｖ1 及び吸着速度Ｖ2 に応じて
きめ細かく制御する。従って，窒素酸化物の浄化率が向
上し，また過剰に増量剤を添加することもないから燃費
が悪化することがない。上記のように，本例によれば，
車両の運転状態の変化に合わせて最適な炭化水素供給量
を調整し，窒素酸化物の浄化率を高めると共に燃費の悪
化を抑制する内燃機関４１の窒素酸化物浄化装置１を提
供することができる。
【００５３】実施例２ 第２の実施例は第１実施例において，図１のステップ６
７を変更した他の実施例である。第１実施例では，増量
剤の供給量の補正をＨＣ吸着割合θのみで行ったが，第
２の実施例では，ＨＣ吸着割合θによる補正量Ａｓ
1 と，触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか降温状態にある
かによる補正量Ａｓ2 を用いて，さらにきめ細かい補正
をおこなう。第２実施例のステップ６７の詳細制御フロ
ーを図１３に示す。
７を変更した他の実施例である。第１実施例では，増量
剤の供給量の補正をＨＣ吸着割合θのみで行ったが，第
２の実施例では，ＨＣ吸着割合θによる補正量Ａｓ
1 と，触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか降温状態にある
かによる補正量Ａｓ2 を用いて，さらにきめ細かい補正
をおこなう。第２実施例のステップ６７の詳細制御フロ
ーを図１３に示す。
【００５４】まず，ステップ７１０で現在のＨＣ吸着割
合θが第１設定値θ1 （ＨＣ吸着割合小）より小さいか
を判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１１に進み，増
量剤の第一次算出量Ｓ１を補正するための第１の増量設
定値ＡS1を第１設定値Ａ1 （図８ステップ６７１参照）
とし，ステップ７１２にすすむ。ステップ７１０でＮＯ
の場合は，直ちにステップ７１２にすすむ。ステップ７
１２で現在のＨＣ吸着割合θが第２設定値θ2 （ＨＣ吸
着割合大）より大きいか否かを判定する。ＹＥＳの場合
はステップ７１３に進み，上記第１増量設定値ＡS1の値
を０とし，ステップ７１４にすすむ。
合θが第１設定値θ1 （ＨＣ吸着割合小）より小さいか
を判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１１に進み，増
量剤の第一次算出量Ｓ１を補正するための第１の増量設
定値ＡS1を第１設定値Ａ1 （図８ステップ６７１参照）
とし，ステップ７１２にすすむ。ステップ７１０でＮＯ
の場合は，直ちにステップ７１２にすすむ。ステップ７
１２で現在のＨＣ吸着割合θが第２設定値θ2 （ＨＣ吸
着割合大）より大きいか否かを判定する。ＹＥＳの場合
はステップ７１３に進み，上記第１増量設定値ＡS1の値
を０とし，ステップ７１４にすすむ。
【００５５】ステップ７１２でＮＯの場合は，直ちにス
テップ７１４にすすむ。ステップ７１４では，増量剤の
第一次算出量Ｓ１を補正するための第２の増量設定値Ａ
S2を０にリセットし，ステップ７１５にすすむ。ステッ
プ７１５では，触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか否かを
判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１６に進み，増量
剤の上記第２増量設定値ＡS2を第２設定値Ａ2 とし，ス
テップ７１７にすすむ。ステップ７１５でＮＯの場合
は，直ちにステップ７１７にすすむ。
テップ７１４にすすむ。ステップ７１４では，増量剤の
第一次算出量Ｓ１を補正するための第２の増量設定値Ａ
S2を０にリセットし，ステップ７１５にすすむ。ステッ
プ７１５では，触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか否かを
判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１６に進み，増量
剤の上記第２増量設定値ＡS2を第２設定値Ａ2 とし，ス
テップ７１７にすすむ。ステップ７１５でＮＯの場合
は，直ちにステップ７１７にすすむ。
【００５６】ステップ７１７で触媒床温度Ｔが降温状態
にあるか否かを判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１
８に進み，増量剤の上記第２増量設定値ＡS2をマイナス
第２設定値定（−Ａ2 ）とし，ステップ７１９にすす
む。ステップ７１７でＮＯの場合は，直ちにステップ７
１９にすすむ。ステップ７１９では，第１次増量剤算出
量Ｓ1 に上記第１増量設定値ＡS1と第２増量設定値ＡS2
とを加算し，第二次算出量Ｓ２を算出する。次に，ステ
ップ７２０にすすみ，ＨＣ脱離速度Ｖ1 とＨＣ吸着速度
Ｖ2 の差に定数ｋ３を乗じた値を，ステップ７１９で補
正した増量剤の第二次算出量Ｓ2 から減算して，最終値
Ｓ0 とする。
にあるか否かを判定する。ＹＥＳの場合はステップ７１
８に進み，増量剤の上記第２増量設定値ＡS2をマイナス
第２設定値定（−Ａ2 ）とし，ステップ７１９にすす
む。ステップ７１７でＮＯの場合は，直ちにステップ７
１９にすすむ。ステップ７１９では，第１次増量剤算出
量Ｓ1 に上記第１増量設定値ＡS1と第２増量設定値ＡS2
とを加算し，第二次算出量Ｓ２を算出する。次に，ステ
ップ７２０にすすみ，ＨＣ脱離速度Ｖ1 とＨＣ吸着速度
Ｖ2 の差に定数ｋ３を乗じた値を，ステップ７１９で補
正した増量剤の第二次算出量Ｓ2 から減算して，最終値
Ｓ0 とする。
【００５７】上記制御フローから知られるように，本例
によれば，触媒床の温度が昇温過程にあり炭化水素の量
が不足し易い場合に添加する増量剤の量Ｓ0 を増やし，
降温過程にあり，反応が低下する場合には添加する増量
剤の量Ｓ0 を少なくするから，一段と窒素酸化物の浄化
率を向上させることができる。その他については，実施
例１と同様である。
によれば，触媒床の温度が昇温過程にあり炭化水素の量
が不足し易い場合に添加する増量剤の量Ｓ0 を増やし，
降温過程にあり，反応が低下する場合には添加する増量
剤の量Ｓ0 を少なくするから，一段と窒素酸化物の浄化
率を向上させることができる。その他については，実施
例１と同様である。
【００５８】実施例３ 第３の実施例は，第２実施例において，図１のステップ
６７を変更した他の実施例である。第２実施例では，Ｈ
Ｃ吸着割合θと触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか，降温
状態にあるかで，増量剤の添加量の補正をおこなった
が，第３の実施例では，さらに，触媒床温度Ｔそのもの
の大小に対応して補正をおこなう。第３実施例のステッ
プ６７の制御フローを図１４，図１５に示す。まず最初
に，ステップ７５０で増量剤の第１，第２増量設定値Ａ
S1，ＡS2を０にリセットし，ステップ７５１にすすむ。
ステップ７５１では，触媒床温度Ｔが第１設定温度ＴＳ
1 （この温度は図１６でＴ１に相当する温度であり，Ｎ
Ｏx 浄化率がきわめて低い温度である）以下かを判定す
る。
６７を変更した他の実施例である。第２実施例では，Ｈ
Ｃ吸着割合θと触媒床温度Ｔが昇温状態にあるか，降温
状態にあるかで，増量剤の添加量の補正をおこなった
が，第３の実施例では，さらに，触媒床温度Ｔそのもの
の大小に対応して補正をおこなう。第３実施例のステッ
プ６７の制御フローを図１４，図１５に示す。まず最初
に，ステップ７５０で増量剤の第１，第２増量設定値Ａ
S1，ＡS2を０にリセットし，ステップ７５１にすすむ。
ステップ７５１では，触媒床温度Ｔが第１設定温度ＴＳ
1 （この温度は図１６でＴ１に相当する温度であり，Ｎ
Ｏx 浄化率がきわめて低い温度である）以下かを判定す
る。
【００５９】ここでＹＥＳの場合はステップ７５２にす
すむ。そしてステップ７５１でＮＯの場合はステップ７
５８（図１５）にすすむ。ステップ７５２からステップ
７５５は図１３のステップ７１０からステップ７１３と
同様であるので説明を省略する。ステップ７５４でＮＯ
の場合とステップ７５５の次は，ステップ７５６に進
む。ステップ７５６からステップ７５７は，図１３のス
テップ７１９からステップ７２０と同様である。
すむ。そしてステップ７５１でＮＯの場合はステップ７
５８（図１５）にすすむ。ステップ７５２からステップ
７５５は図１３のステップ７１０からステップ７１３と
同様であるので説明を省略する。ステップ７５４でＮＯ
の場合とステップ７５５の次は，ステップ７５６に進
む。ステップ７５６からステップ７５７は，図１３のス
テップ７１９からステップ７２０と同様である。
【００６０】一方，図１５のステップ７５８では，触媒
床温度Ｔが第２触媒床設定温度ＴＳ2 （この温度は図１
６でＴ２に相当する温度であり，ＮＯx 浄化率がきわめ
て高い温度である）以下かを判定する。ＹＥＳの場合は
ステップ７５９に進む。ステップ７５８でＮＯの場合は
ステップ７６７にすすむ。ステップ７５９からステップ
７６２は，図１４のステップ７５２からステップ７５５
と同様である。
床温度Ｔが第２触媒床設定温度ＴＳ2 （この温度は図１
６でＴ２に相当する温度であり，ＮＯx 浄化率がきわめ
て高い温度である）以下かを判定する。ＹＥＳの場合は
ステップ７５９に進む。ステップ７５８でＮＯの場合は
ステップ７６７にすすむ。ステップ７５９からステップ
７６２は，図１４のステップ７５２からステップ７５５
と同様である。
【００６１】ステップ７６１でＮＯの場合とステップ７
６２の次は，ステップ７６３に進む。ステップ７６３か
らステップ７６６は図１３のステップ７１５からステッ
プ７１８と同様である。ステップ７６５でＮＯの場合と
ステップ７６６の次は，図１４のステップ７５６に進
む。一方，ステップ７５８から進んだステップ７６７で
は，触媒床温度が第３触媒床設定温度ＴＳ3 （この温度
は図１６でＴ３に相当する温度であり，ＮＯx 浄化率が
きわめて低い温度である）以下か否かを判定する。ＹＥ
Ｓの場合はステップ７６８に進み，ＨＣの第１増量設定
値Ａｓ1 を０とし，ステップ７６３へ進み前記と同様に
ステップ７６６の間に第２増量設定値Ａｓ2 を決める。
６２の次は，ステップ７６３に進む。ステップ７６３か
らステップ７６６は図１３のステップ７１５からステッ
プ７１８と同様である。ステップ７６５でＮＯの場合と
ステップ７６６の次は，図１４のステップ７５６に進
む。一方，ステップ７５８から進んだステップ７６７で
は，触媒床温度が第３触媒床設定温度ＴＳ3 （この温度
は図１６でＴ３に相当する温度であり，ＮＯx 浄化率が
きわめて低い温度である）以下か否かを判定する。ＹＥ
Ｓの場合はステップ７６８に進み，ＨＣの第１増量設定
値Ａｓ1 を０とし，ステップ７６３へ進み前記と同様に
ステップ７６６の間に第２増量設定値Ａｓ2 を決める。
【００６２】ステップ７６７でＮＯの場合はステップ７
６９にすすみ，ＨＣの第１増量設定値Ａｓ1 を０とし，
直ちに図１４ステップ７５６へ進む（従って増量設定値
Ａｓ2 は０）。上記のように，本例では触媒床の温度Ｔ
を４つの領域に分けて，それぞれの領域における浄化反
応にふさわしいように増量剤の量を決定する。このよう
に，触媒床の温度Ｔによってきめ細く制御モードを変化
させれば，窒素酸化物の浄化反応に対応したより適切な
量の炭化水素を添加することとなり，一段と浄化率を向
上させることができる。その他については，実施例２と
同様である。
６９にすすみ，ＨＣの第１増量設定値Ａｓ1 を０とし，
直ちに図１４ステップ７５６へ進む（従って増量設定値
Ａｓ2 は０）。上記のように，本例では触媒床の温度Ｔ
を４つの領域に分けて，それぞれの領域における浄化反
応にふさわしいように増量剤の量を決定する。このよう
に，触媒床の温度Ｔによってきめ細く制御モードを変化
させれば，窒素酸化物の浄化反応に対応したより適切な
量の炭化水素を添加することとなり，一段と浄化率を向
上させることができる。その他については，実施例２と
同様である。
【図１】実施例１の浄化装置の全体のフローチャート。
【図２】実施例１の浄化装置のシステム構成図。
【図３】実施例１の排ガス状態判定手段におけるエンジ
ン回転数及びトルクと排気ガスの状態との関係を示す
図。
ン回転数及びトルクと排気ガスの状態との関係を示す
図。
【図４】実施例１の触媒床温度推定手段における触媒床
温度と排気ガスの状態との関係を示す図。
温度と排気ガスの状態との関係を示す図。
【図５】実施例１の浄化装置における増量剤の一次算定
量Ｓ1 他の指標との関係を示す図。
量Ｓ1 他の指標との関係を示す図。
【図６】実施例１の浄化装置における触媒床温度と炭化
水素脱離速度定数ｋ１との関係を示す図。
水素脱離速度定数ｋ１との関係を示す図。
【図７】実施例１の浄化装置における触媒床温度と炭化
水素吸着速度定数ｋ２との関係を示す図。
水素吸着速度定数ｋ２との関係を示す図。
【図８】図１のステップ６７の詳細フローチャート。
【図９】図８のフローチャートにおける炭化水素吸着割
合θと第１増量設定値ＡS との関係を示す図。
合θと第１増量設定値ＡS との関係を示す図。
【図１０】図８のフローチャートにおける炭化水素吸着
割合設定値θ1 ，θ2 と触媒床温度Ｔとの関係を示す
図。
割合設定値θ1 ，θ2 と触媒床温度Ｔとの関係を示す
図。
【図１１】図１のステップ６９の詳細フローチャート。
【図１２】実施例１の浄化装置において触媒床温度と炭
化水素の吸着速度Ｖ1 及び脱離速度Ｖ2 との関係を示す
図。
化水素の吸着速度Ｖ1 及び脱離速度Ｖ2 との関係を示す
図。
【図１３】実施例２の浄化装置における図１のステップ
６７の詳細フローチャート。
６７の詳細フローチャート。
【図１４】実施例３の浄化装置における図１のステップ
６７の詳細フローチャート（その１）。
６７の詳細フローチャート（その１）。
【図１５】実施例３の浄化装置における図１のステップ
６７の詳細フローチャート（その２）。
６７の詳細フローチャート（その２）。
【図１６】窒素酸化物浄化装置の定常状態における触媒
床温度と窒素酸化物の浄化率との関係を示すグラフ。
床温度と窒素酸化物の浄化率との関係を示すグラフ。
【図１７】窒素酸化物浄化装置の触媒床温度の逆数と窒
素酸化物の浄化速度の対数値との関係を示す図。
素酸化物の浄化速度の対数値との関係を示す図。
【図１８】窒素酸化物浄化装置の触媒床における浄化反
応の過程を示す模式図。
応の過程を示す模式図。
１２．．．ＨＣ増量手段（燃料添加手段）， ２０．．．制御手段， ２１．．．第１次ＨＣ算出部， ２２．．．最終ＨＣ算出部， ２６．．．温度センサ，
フロントページの続き (72)発明者 大畑 耕一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 窪島 司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 植野 秀章 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６−123219（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214919（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−59942（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/08 F01N 3/18
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に介装され，内燃機
関から排出された窒素酸化物を還元浄化する窒素酸化物
の浄化装置であって，この浄化装置は，酸素過剰雰囲気
下において窒素酸化物を浄化する触媒装置と，排気中の
炭化水素を増量するために排気中に燃料等の増量剤を添
加するＨＣ増量手段と，このＨＣ増量手段を制御する制
御手段とを有しており，上記制御手段は，通常の平均的
運転状態において平均的に窒素酸化物を良好に浄化する
炭化水素又は増量剤の量を算出する第１次ＨＣ算出部
と，刻々と変化する触媒床の温度や触媒床の炭化水素吸
着量等に基づいて上記第１次算出量を補正する最終ＨＣ
算出部とを有しており，上記第１次ＨＣ算出部は，排気
ガスの温度，浄化反応ガスの流量等を判定する排ガス状
態判定手段と，触媒床の温度を推定する触媒床温度推定
手段とを有しており，この両手段の出力に基づいて目標
炭化水素又は増量剤の量を一次算定し，一方，上記最終
ＨＣ算出部は，触媒床における炭化水素吸着速度を推定
するＨＣ吸着速度推定手段と，触媒床における炭化水素
脱離速度を推定するＨＣ脱離速度推定手段と，触媒床に
おける炭化水素吸着サイトの占有割合を推定する吸着割
合推定手段とを有しており，この三つの推定手段及び前
記触媒床温度推定手段の出力に基づいて，上記一次算定
量を補正して最適な炭化水素の量又は添加する増量剤の
量を最終算定し，この最終算定値に基づいて上記ＨＣ増
量手段を操作することを特徴とする内燃機関の窒素酸化
物浄化装置。 - 【請求項２】 請求項１において，前記最終ＨＣ算出部
は，前記吸着割合推定手段の出力に基づいて，前記吸着
割合が小さめの場合には増量剤を増加させ，前記吸着割
合が大きめの場合には増量剤を減少させるよう作動する
ことを特徴とする窒素酸化物浄化装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において，前記最
終ＨＣ算出部は，炭化水素脱離速度又は炭化水素脱離速
度から吸着速度を減算した値が，所定値より大の場合に
は前記増量剤を減少させ，所定値より小の場合には前記
増量剤を増加させるよう作動することを特徴とする窒素
酸化物浄化装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
おいて，前記最終ＨＣ算出部は，前記触媒床温度推定手
段の出力に基づいて，触媒床の温度が昇温過程にあると
判定した場合には前記増量剤を増加させ，降温過程にあ
ると判定した場合には前記増量剤を減少させるよう作動
することを特徴とする窒素酸化物浄化装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１項に
おいて，前記ＨＣ算出部は，前記触媒床の温度が，定常
状態において窒素酸化物の浄化率を最大とする温度より
も低めの場合には前記増量剤の量を多くし，上記値より
も高めの場合には増量剤の量を少なくするように作動す
ることを特徴とする窒素酸化物の浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17452195A JP3202546B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 内燃機関の窒素酸化物浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17452195A JP3202546B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 内燃機関の窒素酸化物浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH094437A JPH094437A (ja) | 1997-01-07 |
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Family
ID=15979984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17452195A Expired - Fee Related JP3202546B2 (ja) | 1995-06-15 | 1995-06-15 | 内燃機関の窒素酸化物浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2013118254A1 (ja) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1995
- 1995-06-15 JP JP17452195A patent/JP3202546B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH094437A (ja) | 1997-01-07 |
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