JP2001304016A - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排ガス浄化装置Info
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- JP2001304016A JP2001304016A JP2000130138A JP2000130138A JP2001304016A JP 2001304016 A JP2001304016 A JP 2001304016A JP 2000130138 A JP2000130138 A JP 2000130138A JP 2000130138 A JP2000130138 A JP 2000130138A JP 2001304016 A JP2001304016 A JP 2001304016A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷態始動時等において排気空燃比のリッチ化
による燃費悪化とエアポンプによる駆動損失の増加とを
防止した上で、触媒を早期に活性化できる内燃機関の排
ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 排ガス中のＣＯとＯ2とを反応させて低
温で活性化する触媒を備え、冷態始動と判定したときに
（ステップＳ２がＹＥＳ）、燃料噴射を圧縮行程と膨張
行程に分割して実行する２段噴射を実行する（ステップ
Ｓ６）。この２段噴射では、圧縮行程での酸素過剰な燃
焼によるＯ2と、膨張行程での不完全燃焼によるＣＯと
が同時に生成され、これらのＣＯとＯ2とが排ガスと共
に触媒上に供給されて、その反応熱により触媒が昇温さ
れる。従って、ＣＯを供給するためのリッチ化やＯ2を
供給するための２次空気の供給が必要なくなる。
による燃費悪化とエアポンプによる駆動損失の増加とを
防止した上で、触媒を早期に活性化できる内燃機関の排
ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】 排ガス中のＣＯとＯ2とを反応させて低
温で活性化する触媒を備え、冷態始動と判定したときに
（ステップＳ２がＹＥＳ）、燃料噴射を圧縮行程と膨張
行程に分割して実行する２段噴射を実行する（ステップ
Ｓ６）。この２段噴射では、圧縮行程での酸素過剰な燃
焼によるＯ2と、膨張行程での不完全燃焼によるＣＯと
が同時に生成され、これらのＣＯとＯ2とが排ガスと共
に触媒上に供給されて、その反応熱により触媒が昇温さ
れる。従って、ＣＯを供給するためのリッチ化やＯ2を
供給するための２次空気の供給が必要なくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中の未燃成
分とＯ2とを反応させて低温で活性化する触媒を備えた
内燃機関（以下、エンジンという）の排ガス浄化装置に
関するものである。
分とＯ2とを反応させて低温で活性化する触媒を備えた
内燃機関（以下、エンジンという）の排ガス浄化装置に
関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】近年の厳しい排ガス規制に適合す
るためには、特に冷態始動時の炭化水素（ＨＣ）の排出
量を低減することが重要とされ、このような要望を満た
すべく、例えばＳＡＥ９８０４２１に記載の排ガス浄化
装置が提案されている。この排ガス処理装置は、エンジ
ンの排気通路に上流側より水（Ｈ2Ｏ）トラップ、ＨＣ
トラップ、低温活性触媒を配置すると共に、Ｈ2Ｏトラ
ップの上流側の排気通路内にエアポンプから２次空気を
供給し得るように構成されている。低温活性触媒はパラ
ジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属酸化物からなる触媒を
担持してなり、常温においても触媒上でＣＯとＯ2とを
反応させ得る特性を有す。
るためには、特に冷態始動時の炭化水素（ＨＣ）の排出
量を低減することが重要とされ、このような要望を満た
すべく、例えばＳＡＥ９８０４２１に記載の排ガス浄化
装置が提案されている。この排ガス処理装置は、エンジ
ンの排気通路に上流側より水（Ｈ2Ｏ）トラップ、ＨＣ
トラップ、低温活性触媒を配置すると共に、Ｈ2Ｏトラ
ップの上流側の排気通路内にエアポンプから２次空気を
供給し得るように構成されている。低温活性触媒はパラ
ジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属酸化物からなる触媒を
担持してなり、常温においても触媒上でＣＯとＯ2とを
反応させ得る特性を有す。
【０００３】冷態始動時には排気空燃比がリッチ化され
ると共にエアポンプから２次空気が供給され、リッチ化
によるＣＯと２次空気によるＯ2とが低温活性触媒上で
反応することで、エンジンの暖機により排気温度が上昇
する以前に低温活性触媒は速やかに昇温され、その浄化
作用を奏する。ＨＣトラップは冷態始動時のごく初期の
低温活性触媒が未だ昇温していないときにＨＣを一時的
に吸着して大気中への排出を防止し、Ｈ2Ｏトラップは
排ガスに含まれるＨ2Ｏを吸着して、ＨＣトラップや低
温活性触媒への悪影響を防止する役割をなす。
ると共にエアポンプから２次空気が供給され、リッチ化
によるＣＯと２次空気によるＯ2とが低温活性触媒上で
反応することで、エンジンの暖機により排気温度が上昇
する以前に低温活性触媒は速やかに昇温され、その浄化
作用を奏する。ＨＣトラップは冷態始動時のごく初期の
低温活性触媒が未だ昇温していないときにＨＣを一時的
に吸着して大気中への排出を防止し、Ｈ2Ｏトラップは
排ガスに含まれるＨ2Ｏを吸着して、ＨＣトラップや低
温活性触媒への悪影響を防止する役割をなす。
【０００４】ところで、リーンバーンエンジン等に用い
られる吸蔵型ＮＯｘ触媒は、リーン空燃比下において発
生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を一時的に吸蔵することで
浄化作用を奏するが、燃料に含まれる硫黄（Ｓ）成分が
酸素と反応した硫黄酸化物（ＳＯｘ）がＮＯｘの代わり
に吸蔵されて浄化効率を低下させてしまう、所謂硫黄被
毒と呼ばれる問題がある。上記した低温活性触媒におい
ても同様の現象が発生することが確認されており、硫黄
被毒により常温での活性機能が劣化してしまうという問
題がある。
られる吸蔵型ＮＯｘ触媒は、リーン空燃比下において発
生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を一時的に吸蔵することで
浄化作用を奏するが、燃料に含まれる硫黄（Ｓ）成分が
酸素と反応した硫黄酸化物（ＳＯｘ）がＮＯｘの代わり
に吸蔵されて浄化効率を低下させてしまう、所謂硫黄被
毒と呼ばれる問題がある。上記した低温活性触媒におい
ても同様の現象が発生することが確認されており、硫黄
被毒により常温での活性機能が劣化してしまうという問
題がある。
【０００５】ＮＯｘ触媒に対する硫黄被毒の対策とし
て、例えば特開平７−２１７４７４号公報等では、点火
時期のリタード等の排気昇温により触媒を高温状態（例
えば、６００〜７００℃前後）とした上で、空燃比のリ
ッチ化によりＣＯの多い還元雰囲気を生成してＳＯｘを
除去する再生処理技術が開示されており、低温活性触媒
の場合にも同様の処理を適用することが考えられる。
て、例えば特開平７−２１７４７４号公報等では、点火
時期のリタード等の排気昇温により触媒を高温状態（例
えば、６００〜７００℃前後）とした上で、空燃比のリ
ッチ化によりＣＯの多い還元雰囲気を生成してＳＯｘを
除去する再生処理技術が開示されており、低温活性触媒
の場合にも同様の処理を適用することが考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した排ガス処理装
置では、以下に述べる問題を有する。まず、冷態始動時
においては、ＣＯの供給のために排気空燃比をリッチ化
していることから燃費が悪化してしまう上に、Ｏ2の供
給のためにエアポンプを作動させていることから、その
駆動損失が避けられないという問題がある。
置では、以下に述べる問題を有する。まず、冷態始動時
においては、ＣＯの供給のために排気空燃比をリッチ化
していることから燃費が悪化してしまう上に、Ｏ2の供
給のためにエアポンプを作動させていることから、その
駆動損失が避けられないという問題がある。
【０００７】又、硫黄被毒した低温活性触媒の再生時に
おいては、低温活性触媒と共に上流側のＨ2Ｏトラップ
やＨＣトラップも排気昇温により昇温されることになる
が、これらのトラップは、Ｈ2ＯやＨＣを吸着するため
にアルミナ（Ａl2Ｏ3）とシリカ（ＳiＯ2）の結晶構造
をなしていることから、上記温度まで昇温すると結晶構
造が崩壊して、その吸着作用を大幅に劣化させてしまう
という問題が発生する。
おいては、低温活性触媒と共に上流側のＨ2Ｏトラップ
やＨＣトラップも排気昇温により昇温されることになる
が、これらのトラップは、Ｈ2ＯやＨＣを吸着するため
にアルミナ（Ａl2Ｏ3）とシリカ（ＳiＯ2）の結晶構造
をなしていることから、上記温度まで昇温すると結晶構
造が崩壊して、その吸着作用を大幅に劣化させてしまう
という問題が発生する。
【０００８】一方、低温活性触媒はＳと同じくＨＣにも
被毒することから、このＨＣ被毒の防止を目的として、
低温活性触媒が晒される排ガスの空燃比を常に１５程度
に保つ必要があり、この条件を満足させるためにエアポ
ンプをかなりの頻度で作動させていることから、上記し
た冷態始動時のみならず、その後の通常の運転時におい
てもエアポンプの駆動損失は無視できないものであっ
た。
被毒することから、このＨＣ被毒の防止を目的として、
低温活性触媒が晒される排ガスの空燃比を常に１５程度
に保つ必要があり、この条件を満足させるためにエアポ
ンプをかなりの頻度で作動させていることから、上記し
た冷態始動時のみならず、その後の通常の運転時におい
てもエアポンプの駆動損失は無視できないものであっ
た。
【０００９】そこで、請求項１、請求項２及び請求項５
の発明の目的は、冷態始動時等において排気空燃比のリ
ッチ化による燃費悪化とエアポンプによる駆動損失の増
加とを防止した上で、低温活性触媒を早期に活性化する
ことができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供すること
にある。又、請求項３、請求項４及び請求項５の発明の
目的は、上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップ等を劣
化させることなく、硫黄被毒した低温活性触媒を再生す
ることができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供するこ
とにある。
の発明の目的は、冷態始動時等において排気空燃比のリ
ッチ化による燃費悪化とエアポンプによる駆動損失の増
加とを防止した上で、低温活性触媒を早期に活性化する
ことができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供すること
にある。又、請求項３、請求項４及び請求項５の発明の
目的は、上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップ等を劣
化させることなく、硫黄被毒した低温活性触媒を再生す
ることができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供するこ
とにある。
【００１０】更に、請求項６の発明の目的は、低温活性
触媒の雰囲気をリーン側に保持するためのエアポンプの
作動頻度を減らして、その駆動損失を低減することがで
きる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。
触媒の雰囲気をリーン側に保持するためのエアポンプの
作動頻度を減らして、その駆動損失を低減することがで
きる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、燃焼室内に直接燃料を噴射す
る筒内噴射型内燃機関において、内燃機関の排気通路に
設けられ、未燃成分とＯ 2とが供給されると低温で活性
する排気浄化用の触媒と、内燃機関が冷態始動時である
ことを判定する冷態始動判定手段と、冷態始動判定手段
により内燃機関が冷態始動時であることが判定される
と、主燃焼行程後に燃料噴射を行うモードを選択するこ
とにより、未燃成分とＯ2とを触媒に供給して活性を促
進する冷態始動制御手段とを備えた。
め、請求項１の発明では、燃焼室内に直接燃料を噴射す
る筒内噴射型内燃機関において、内燃機関の排気通路に
設けられ、未燃成分とＯ 2とが供給されると低温で活性
する排気浄化用の触媒と、内燃機関が冷態始動時である
ことを判定する冷態始動判定手段と、冷態始動判定手段
により内燃機関が冷態始動時であることが判定される
と、主燃焼行程後に燃料噴射を行うモードを選択するこ
とにより、未燃成分とＯ2とを触媒に供給して活性を促
進する冷態始動制御手段とを備えた。
【００１２】従って、冷態始動時には、冷態始動制御手
段により主燃焼行程後に燃料噴射が行われ、主燃焼行程
での酸素過剰な燃焼によりＯ2が生成されると共に、そ
の後の燃料噴射での不完全燃焼により未燃成分（例えば
ＣＯやＨＣ）が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが
排ガスと共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱に
より触媒が昇温される。そして、このようにしてＯ2と
未燃成分が生成されることから、未燃成分の供給のため
に空燃比を必ずしもリッチ化する必要がなくなり、又、
Ｏ2供給のためにエアポンプを作動させる必要がなくな
る。
段により主燃焼行程後に燃料噴射が行われ、主燃焼行程
での酸素過剰な燃焼によりＯ2が生成されると共に、そ
の後の燃料噴射での不完全燃焼により未燃成分（例えば
ＣＯやＨＣ）が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが
排ガスと共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱に
より触媒が昇温される。そして、このようにしてＯ2と
未燃成分が生成されることから、未燃成分の供給のため
に空燃比を必ずしもリッチ化する必要がなくなり、又、
Ｏ2供給のためにエアポンプを作動させる必要がなくな
る。
【００１３】又、請求項２の発明では、燃焼室内に直接
燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機関
の排気通路に設けられ、未燃成分とＯ2とが供給される
と低温で活性する排気浄化用の触媒と、内燃機関が冷態
始動時であることを判定する冷態始動判定手段と、冷態
始動判定手段により内燃機関が冷態始動時であることが
判定されると、圧縮行程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射
モードを選択すると共に、圧縮行程噴射モードでの目標
空燃比を冷態始動時以外で選択される目標空燃比より濃
化側に変更することにより、未燃成分とＯ2とを触媒に
供給して活性を促進する冷態始動制御手段とを備えた。
燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機関
の排気通路に設けられ、未燃成分とＯ2とが供給される
と低温で活性する排気浄化用の触媒と、内燃機関が冷態
始動時であることを判定する冷態始動判定手段と、冷態
始動判定手段により内燃機関が冷態始動時であることが
判定されると、圧縮行程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射
モードを選択すると共に、圧縮行程噴射モードでの目標
空燃比を冷態始動時以外で選択される目標空燃比より濃
化側に変更することにより、未燃成分とＯ2とを触媒に
供給して活性を促進する冷態始動制御手段とを備えた。
【００１４】従って、冷態始動時には、冷態始動制御手
段により圧縮行程噴射モードが選択されると共に、目標
空燃比が冷態始動時以外のときの目標空燃比より濃化側
に変更される（このときの濃化側とは、ストイキよりリ
ッチ側に限定されるものでなく、冷態始動時以外のとき
に目標空燃比がリーン側であれば、冷態始動時にもリー
ン側の目標空燃比となる場合がある）。この状況では、
点火プラグ近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ
空燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料が不
完全燃焼を引き起こして未燃成分（例えばＣＯやＨＣ）
が比較的多く発生する一方、それ以外の領域では余剰Ｏ
2が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが排ガスと共に
触媒上に供給されて反応し、その反応熱により触媒が昇
温される。そして、このようにしてＯ2と未燃成分が生
成されることから、未燃成分の供給のために空燃比を必
ずしもリッチ化する必要がなくなり、又、Ｏ2供給のた
めにエアポンプを作動させる必要がなくなる。
段により圧縮行程噴射モードが選択されると共に、目標
空燃比が冷態始動時以外のときの目標空燃比より濃化側
に変更される（このときの濃化側とは、ストイキよりリ
ッチ側に限定されるものでなく、冷態始動時以外のとき
に目標空燃比がリーン側であれば、冷態始動時にもリー
ン側の目標空燃比となる場合がある）。この状況では、
点火プラグ近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ
空燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料が不
完全燃焼を引き起こして未燃成分（例えばＣＯやＨＣ）
が比較的多く発生する一方、それ以外の領域では余剰Ｏ
2が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが排ガスと共に
触媒上に供給されて反応し、その反応熱により触媒が昇
温される。そして、このようにしてＯ2と未燃成分が生
成されることから、未燃成分の供給のために空燃比を必
ずしもリッチ化する必要がなくなり、又、Ｏ2供給のた
めにエアポンプを作動させる必要がなくなる。
【００１５】更に、請求項３の発明では、燃焼室内に直
接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機
関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及び／又はＨ
Ｃトラップと、排気通路のトラップの下流側に設けら
れ、未燃成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排
気浄化用の触媒と、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う
べき時期を判定する再生時期判定手段と、再生時期判定
手段により再生を行うべき時期と判定されると、主燃焼
行程後に燃料噴射を行うモードを選択することにより、
未燃成分とＯ2とを触媒に供給して触媒を再生する触媒
再生手段とを備えた。
接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機
関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及び／又はＨ
Ｃトラップと、排気通路のトラップの下流側に設けら
れ、未燃成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排
気浄化用の触媒と、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う
べき時期を判定する再生時期判定手段と、再生時期判定
手段により再生を行うべき時期と判定されると、主燃焼
行程後に燃料噴射を行うモードを選択することにより、
未燃成分とＯ2とを触媒に供給して触媒を再生する触媒
再生手段とを備えた。
【００１６】従って、触媒の再生処理時には、触媒再生
手段により主燃焼行程後に燃料噴射が行われ、主燃焼行
程での酸素過剰な燃焼によりＯ2が生成されると共に、
その後の燃料噴射での不完全燃焼により未燃成分（例え
ばＣＯやＨＣ）が生成され、これらの未燃成分とＯ2と
が排ガスと共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱
により触媒が昇温されて再生する。そして、このように
未燃成分とＯ2との反応熱を利用して触媒を昇温させて
いるため、点火時期リタード等により排気昇温させた場
合のように、触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣ
トラップが昇温されることがない。
手段により主燃焼行程後に燃料噴射が行われ、主燃焼行
程での酸素過剰な燃焼によりＯ2が生成されると共に、
その後の燃料噴射での不完全燃焼により未燃成分（例え
ばＣＯやＨＣ）が生成され、これらの未燃成分とＯ2と
が排ガスと共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱
により触媒が昇温されて再生する。そして、このように
未燃成分とＯ2との反応熱を利用して触媒を昇温させて
いるため、点火時期リタード等により排気昇温させた場
合のように、触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣ
トラップが昇温されることがない。
【００１７】一方、請求項４の発明では、燃焼室内に直
接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機
関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及び／又はＨ
Ｃトラップと、排気通路のトラップの下流側に設けら
れ、未燃成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排
気浄化用の触媒と、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う
べき時期を判定する再生時期判定手段と、再生時期判定
手段により再生を行うべき時期と判定されると、圧縮行
程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードを選択すると共
に、圧縮行程噴射モードでの目標空燃比を上記触媒の再
生時以外で選択される目標空燃比より濃化側に変更する
ことにより、未燃成分とＯ2とを触媒に供給して触媒を
再生する触媒再生手段とを備えた。
接燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関において、内燃機
関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及び／又はＨ
Ｃトラップと、排気通路のトラップの下流側に設けら
れ、未燃成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排
気浄化用の触媒と、触媒の硫黄被毒に対する再生を行う
べき時期を判定する再生時期判定手段と、再生時期判定
手段により再生を行うべき時期と判定されると、圧縮行
程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードを選択すると共
に、圧縮行程噴射モードでの目標空燃比を上記触媒の再
生時以外で選択される目標空燃比より濃化側に変更する
ことにより、未燃成分とＯ2とを触媒に供給して触媒を
再生する触媒再生手段とを備えた。
【００１８】従って、触媒の再生処理時には、触媒再生
手段により圧縮行程噴射モードが選択されると共に、目
標空燃比が触媒再生時以外のときの目標空燃比より濃化
側に変更される（このときの濃化側とは、ストイキより
リッチ側に限定されるものでなく、触媒再生時以外のと
きに目標空燃比がリーン側であれば、冷態始動時にもリ
ーン側の目標空燃比となる場合がある）。この状況で
は、点火プラグ近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリ
ッチ空燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料
が不完全燃焼を引き起こして未燃成分（例えばＣＯやＨ
Ｃ）が比較的多く発生する一方、それ以外の領域では余
剰Ｏ2が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが排ガスと
共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱により触媒
が昇温されて再生する。そして、このように未燃成分と
Ｏ2との反応熱を利用して触媒を昇温させているため、
点火時期リタード等により排気昇温させた場合のよう
に、触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップ
が昇温されることがない。
手段により圧縮行程噴射モードが選択されると共に、目
標空燃比が触媒再生時以外のときの目標空燃比より濃化
側に変更される（このときの濃化側とは、ストイキより
リッチ側に限定されるものでなく、触媒再生時以外のと
きに目標空燃比がリーン側であれば、冷態始動時にもリ
ーン側の目標空燃比となる場合がある）。この状況で
は、点火プラグ近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリ
ッチ空燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料
が不完全燃焼を引き起こして未燃成分（例えばＣＯやＨ
Ｃ）が比較的多く発生する一方、それ以外の領域では余
剰Ｏ2が生成され、これらの未燃成分とＯ2とが排ガスと
共に触媒上に供給されて反応し、その反応熱により触媒
が昇温されて再生する。そして、このように未燃成分と
Ｏ2との反応熱を利用して触媒を昇温させているため、
点火時期リタード等により排気昇温させた場合のよう
に、触媒と共に上流側のＨ2ＯトラップやＨＣトラップ
が昇温されることがない。
【００１９】又、請求項５の発明では、請求項１乃至請
求項４の内燃機関に、触媒の上流側に２次空気を供給す
る２次空気供給手段を更に備え、触媒が所定温度以上
で、且つ濃化側空燃比雰囲気にあることが判定される
と、２次空気供給手段を作動させて排ガス中に２次空気
を供給するものである。従って、触媒が所定温度以上
で、且つ濃化側空燃比雰囲気にあるときには、２次空気
の供給により空燃比がリーン側に抑制されることから、
この条件の成立が防止され、その結果、この条件下で発
生するシンタリング等による触媒劣化が未然に回避され
る。そして、このように２次空気供給手段は、条件が成
立したときのみに作動されるため、その作動頻度が減少
する。
求項４の内燃機関に、触媒の上流側に２次空気を供給す
る２次空気供給手段を更に備え、触媒が所定温度以上
で、且つ濃化側空燃比雰囲気にあることが判定される
と、２次空気供給手段を作動させて排ガス中に２次空気
を供給するものである。従って、触媒が所定温度以上
で、且つ濃化側空燃比雰囲気にあるときには、２次空気
の供給により空燃比がリーン側に抑制されることから、
この条件の成立が防止され、その結果、この条件下で発
生するシンタリング等による触媒劣化が未然に回避され
る。そして、このように２次空気供給手段は、条件が成
立したときのみに作動されるため、その作動頻度が減少
する。
【００２０】更に、請求項６の発明では、空燃比を希薄
側に設定したリーン運転を実行可能なリーンバーン内燃
機関において、内燃機関の排気通路に設けられ、未燃成
分とＯ2とが供給されると低温で活性する排気浄化用の
触媒と、触媒の上流側に２次空気を供給して、触媒の雰
囲気を希薄側空燃比に保持する２次空気供給手段と、内
燃機関がリーン運転を実行する運転領域において、２次
空気供給手段の作動を抑制する２次空気抑制手段とを備
えた。
側に設定したリーン運転を実行可能なリーンバーン内燃
機関において、内燃機関の排気通路に設けられ、未燃成
分とＯ2とが供給されると低温で活性する排気浄化用の
触媒と、触媒の上流側に２次空気を供給して、触媒の雰
囲気を希薄側空燃比に保持する２次空気供給手段と、内
燃機関がリーン運転を実行する運転領域において、２次
空気供給手段の作動を抑制する２次空気抑制手段とを備
えた。
【００２１】従って、触媒の雰囲気が濃化側空燃比とな
ったときに発生するＨＣ被毒等を防止するために、２次
空気供給手段により２次空気が供給されて、触媒の雰囲
気が常に希薄側空燃比に保持される。そして、内燃機関
がリーン運転を実行する運転領域では、元々触媒の雰囲
気が希薄側空燃比であることからＨＣ被毒等の虞はな
く、２次空気供給手段の作動が抑制されて作動頻度が減
少する。
ったときに発生するＨＣ被毒等を防止するために、２次
空気供給手段により２次空気が供給されて、触媒の雰囲
気が常に希薄側空燃比に保持される。そして、内燃機関
がリーン運転を実行する運転領域では、元々触媒の雰囲
気が希薄側空燃比であることからＨＣ被毒等の虞はな
く、２次空気供給手段の作動が抑制されて作動頻度が減
少する。
【００２２】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］以下、本発明を
筒内噴射型内燃機関の排ガス浄化装置に具体化した第１
実施形態を説明する。本実施形態は、請求項１、請求項
３、請求項５及び請求項６の発明に対応するものであ
る。
筒内噴射型内燃機関の排ガス浄化装置に具体化した第１
実施形態を説明する。本実施形態は、請求項１、請求項
３、請求項５及び請求項６の発明に対応するものであ
る。
【００２３】図１は第１実施形態の内燃機関の排ガス浄
化装置を示す全体構成図であり、この図に示すように、
エンジン１は筒内噴射型火花点火式の直列４気筒ガソリ
ンエンジンとして構成されている。エンジン１のシリン
ダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２と共に電磁式の
燃料噴射弁３が取り付けられ、この燃料噴射弁３から燃
焼室内に直接燃料が噴射されるようになっている。シリ
ンダヘッドには各気筒毎に略直立方向に吸気ポート４ａ
が形成されており、これらの吸気ポート４ａは吸気マニ
ホールド４を介してスロットルバルブ５と接続され、ス
ロットルバルブ５は図示しない吸気通路と接続されてい
る。
化装置を示す全体構成図であり、この図に示すように、
エンジン１は筒内噴射型火花点火式の直列４気筒ガソリ
ンエンジンとして構成されている。エンジン１のシリン
ダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２と共に電磁式の
燃料噴射弁３が取り付けられ、この燃料噴射弁３から燃
焼室内に直接燃料が噴射されるようになっている。シリ
ンダヘッドには各気筒毎に略直立方向に吸気ポート４ａ
が形成されており、これらの吸気ポート４ａは吸気マニ
ホールド４を介してスロットルバルブ５と接続され、ス
ロットルバルブ５は図示しない吸気通路と接続されてい
る。
【００２４】又、シリンダヘッドには略水平方向に排気
ポート７ａが形成されており、これらの排気ポート７ａ
には三元触媒８を備えた排気マニホールド７が接続され
ている。排気マニホールド７には排気通路６が接続さ
れ、この排気通路６の車両の床下位置には、上流側より
Ｈ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０、第１の低温活性
触媒１１、第２の低温活性触媒１２が設けられている。
又、Ｈ2Ｏトラップ９の上流側において、排気通路６に
はチェックバルブ１３とカットオフバルブ１４を介して
２次空気供給手段としてのエアポンプ１５が接続されて
いる。
ポート７ａが形成されており、これらの排気ポート７ａ
には三元触媒８を備えた排気マニホールド７が接続され
ている。排気マニホールド７には排気通路６が接続さ
れ、この排気通路６の車両の床下位置には、上流側より
Ｈ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０、第１の低温活性
触媒１１、第２の低温活性触媒１２が設けられている。
又、Ｈ2Ｏトラップ９の上流側において、排気通路６に
はチェックバルブ１３とカットオフバルブ１４を介して
２次空気供給手段としてのエアポンプ１５が接続されて
いる。
【００２５】ここで、ＨＣトラップ１０は、例えば３０
０℃程度を境界として低温時にＨＣを吸着し、高温時に
は吸着したＨＣを脱離する特性を有す。又、低温活性触
媒１１，１２は、パラジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属
酸化物からなる触媒を担持してなり、常温においても触
媒上でＣＯとＯ2とを反応させ得る特性を有す。一方、
車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不
揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカ
ウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）
２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、スロ
ットルバルブ５の開度θthを検出するスロットルセンサ
２２、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度セ
ンサ２３、冷却水温Ｔwを検出する水温センサ２４、空
燃比センサ２５，２６等が接続されており、これらセン
サ類からの検出情報が入力される。ＥＣＵ２１の出力側
には、上記した点火プラグ２、燃料噴射弁３、カットオ
フバルブ１４、エアポンプ１５等が接続されている。
０℃程度を境界として低温時にＨＣを吸着し、高温時に
は吸着したＨＣを脱離する特性を有す。又、低温活性触
媒１１，１２は、パラジウム（Ｐｄ）等の白金系貴金属
酸化物からなる触媒を担持してなり、常温においても触
媒上でＣＯとＯ2とを反応させ得る特性を有す。一方、
車室内には入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不
揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカ
ウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）
２１が設置されている。ＥＣＵ２１の入力側には、スロ
ットルバルブ５の開度θthを検出するスロットルセンサ
２２、エンジン１の回転速度Ｎeを検出する回転速度セ
ンサ２３、冷却水温Ｔwを検出する水温センサ２４、空
燃比センサ２５，２６等が接続されており、これらセン
サ類からの検出情報が入力される。ＥＣＵ２１の出力側
には、上記した点火プラグ２、燃料噴射弁３、カットオ
フバルブ１４、エアポンプ１５等が接続されている。
【００２６】そして、ＥＣＵ２１は各センサから入力さ
れる情報に基づいて、エンジン１を含めた本発明に係る
排ガス浄化装置の総合的な制御を実行する。燃料噴射量
制御については、例えば図２の制御マップに従って、ス
ロットル開度θth等から求めた目標平均有効圧Ｐe（エ
ンジン負荷を表す）とエンジン回転速度Ｎeとから、最
適な燃料噴射モード及び目標空燃比が決定される。例え
ば、アイドル運転時や低速走行時のような低負荷低回転
域では、目標空燃比をリーン側に設定して圧縮行程で燃
料噴射を実行する圧縮行程リーンモードが選択され、目
標平均有効圧Ｐeやエンジン回転速度Ｎeの増加に伴っ
て、吸気行程で燃料噴射を実行して空燃比センサ２５か
らの信号に基づいて空燃比をストイキに制御するＳ−Ｆ
／Ｂモード、目標空燃比をリッチ側に設定して吸気行程
で燃料噴射を実行する吸気行程リッチモードへと順次切
換えられる。
れる情報に基づいて、エンジン１を含めた本発明に係る
排ガス浄化装置の総合的な制御を実行する。燃料噴射量
制御については、例えば図２の制御マップに従って、ス
ロットル開度θth等から求めた目標平均有効圧Ｐe（エ
ンジン負荷を表す）とエンジン回転速度Ｎeとから、最
適な燃料噴射モード及び目標空燃比が決定される。例え
ば、アイドル運転時や低速走行時のような低負荷低回転
域では、目標空燃比をリーン側に設定して圧縮行程で燃
料噴射を実行する圧縮行程リーンモードが選択され、目
標平均有効圧Ｐeやエンジン回転速度Ｎeの増加に伴っ
て、吸気行程で燃料噴射を実行して空燃比センサ２５か
らの信号に基づいて空燃比をストイキに制御するＳ−Ｆ
／Ｂモード、目標空燃比をリッチ側に設定して吸気行程
で燃料噴射を実行する吸気行程リッチモードへと順次切
換えられる。
【００２７】又、このように筒内噴射型エンジン１では
燃料噴射時期を自由に設定可能なことから、後述する冷
態始動時と低温活性触媒１１，１２の再生処理時には、
燃料噴射を圧縮行程と膨張行程に分割して実行する所謂
２段噴射を実行している。この２段噴射は、圧縮行程で
噴射（以下、主噴射という）された燃料を燃焼室内で燃
焼させると共に、燃焼後に残存した前炎反応生成物を利
用して、膨張行程で追加噴射（以下、副噴射という）さ
れた燃料を自己着火させて燃焼させるものである。
燃料噴射時期を自由に設定可能なことから、後述する冷
態始動時と低温活性触媒１１，１２の再生処理時には、
燃料噴射を圧縮行程と膨張行程に分割して実行する所謂
２段噴射を実行している。この２段噴射は、圧縮行程で
噴射（以下、主噴射という）された燃料を燃焼室内で燃
焼させると共に、燃焼後に残存した前炎反応生成物を利
用して、膨張行程で追加噴射（以下、副噴射という）さ
れた燃料を自己着火させて燃焼させるものである。
【００２８】この２段噴射では、圧縮行程での酸素過剰
な燃焼によるＯ2と、膨張行程での不完全燃焼によるＣ
Ｏとが同時に生成されることから、全体空燃比（主噴射
と副噴射を合わせた空燃比）としては必ずしもリッチと
することなく排ガス中のＯ2とＣＯとを増加可能であ
り、これらのＯ2とＣＯの生成量は、例えば全体空燃
比、主噴射と副噴射との燃料比率、副噴射の時期、副噴
射の燃料を自己着火させるために行われる点火リタード
の量等（以下、制御パラメータという）に応じて変化す
ることから、排ガス中に多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2とが
残存するように、上記各制御パラメータが設定される。
な燃焼によるＯ2と、膨張行程での不完全燃焼によるＣ
Ｏとが同時に生成されることから、全体空燃比（主噴射
と副噴射を合わせた空燃比）としては必ずしもリッチと
することなく排ガス中のＯ2とＣＯとを増加可能であ
り、これらのＯ2とＣＯの生成量は、例えば全体空燃
比、主噴射と副噴射との燃料比率、副噴射の時期、副噴
射の燃料を自己着火させるために行われる点火リタード
の量等（以下、制御パラメータという）に応じて変化す
ることから、排ガス中に多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2とが
残存するように、上記各制御パラメータが設定される。
【００２９】次に、以上のように構成された筒内噴射型
内燃機関の排ガス浄化装置において、エンジン１の冷態
始動時に低温活性触媒１１，１２を昇温させるために実
施される処理を説明する。この処理は、請求項１の発明
に対応するものである。ＥＣＵ２１はエンジン１の始動
時に図３に示す始動時制御ルーチンを所定の制御インタ
ーバルで実行する。まず、ステップＳ２で例えば冷却水
温Ｔw等に基づいて冷態始動か否かを判定し（冷態始動
判定手段）、エンジン１が既に温態であってＮＯ（否
定）の判定を下したときには、ステップＳ４に移行して
通常の燃料噴射制御を実行し、例えば、そのときの冷却
水温Ｔw等に応じて燃料噴射モードを設定して、そのモ
ードに応じた行程（圧縮行程や吸気行程）において主噴
射のみを実施してエンジン１を始動させる。
内燃機関の排ガス浄化装置において、エンジン１の冷態
始動時に低温活性触媒１１，１２を昇温させるために実
施される処理を説明する。この処理は、請求項１の発明
に対応するものである。ＥＣＵ２１はエンジン１の始動
時に図３に示す始動時制御ルーチンを所定の制御インタ
ーバルで実行する。まず、ステップＳ２で例えば冷却水
温Ｔw等に基づいて冷態始動か否かを判定し（冷態始動
判定手段）、エンジン１が既に温態であってＮＯ（否
定）の判定を下したときには、ステップＳ４に移行して
通常の燃料噴射制御を実行し、例えば、そのときの冷却
水温Ｔw等に応じて燃料噴射モードを設定して、そのモ
ードに応じた行程（圧縮行程や吸気行程）において主噴
射のみを実施してエンジン１を始動させる。
【００３０】又、始動時のエンジン１が冷態であってス
テップＳ２でＹＥＳ（肯定）の判定を下したときには、
ステップＳ６に移行して２段噴射を実行する（冷態始動
制御手段）。上記したように、このときの２段噴射は、
排ガス中に多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2とが含まれるよう
に上記した各制御パラメータが設定され、これらのパラ
メータに基づいて圧縮行程で主噴射が、膨張行程で副噴
射がそれぞれ実行される。次いで、ＥＣＵ２１はステッ
プＳ８で昇温処理の終了条件が成立したか否かを判定す
る。例えば、低温活性触媒１１，１２の温度Ｔcataが昇
温完了温度として設定された所定値に達したり、或いは
温度上昇が鈍って平衡状態となったりしたときには終了
条件が成立したと判定する。尚、このときの触媒温度Ｔ
cataはセンサによる実測値や、エンジン回転速度Ｎeや
エンジン負荷の時間変化からの推定値が適用される。ス
テップＳ８の判定がＮＯのときには前記ステップＳ６に
戻って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになると前記ス
テップＳ４に移行して通常の燃料噴射制御を実行してル
ーチンを終了する。
テップＳ２でＹＥＳ（肯定）の判定を下したときには、
ステップＳ６に移行して２段噴射を実行する（冷態始動
制御手段）。上記したように、このときの２段噴射は、
排ガス中に多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2とが含まれるよう
に上記した各制御パラメータが設定され、これらのパラ
メータに基づいて圧縮行程で主噴射が、膨張行程で副噴
射がそれぞれ実行される。次いで、ＥＣＵ２１はステッ
プＳ８で昇温処理の終了条件が成立したか否かを判定す
る。例えば、低温活性触媒１１，１２の温度Ｔcataが昇
温完了温度として設定された所定値に達したり、或いは
温度上昇が鈍って平衡状態となったりしたときには終了
条件が成立したと判定する。尚、このときの触媒温度Ｔ
cataはセンサによる実測値や、エンジン回転速度Ｎeや
エンジン負荷の時間変化からの推定値が適用される。ス
テップＳ８の判定がＮＯのときには前記ステップＳ６に
戻って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになると前記ス
テップＳ４に移行して通常の燃料噴射制御を実行してル
ーチンを終了する。
【００３１】上記したステップＳ６の２段噴射により燃
焼後の排ガス中には多量のＯ2とＣＯが残存し、これら
のＯ2とＣＯは排ガスと共に第１及び第２の低温活性触
媒１１，１２に到達して、これらの触媒１１，１２上で
反応する。この反応熱により各低温活性触媒１１，１２
は上流側の三元触媒８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラッ
プ１０に先行して昇温されて活性温度（２５０〜３００
℃）に達し、その後に排気熱による昇温作用で三元触媒
８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０が昇温される
ことになる。
焼後の排ガス中には多量のＯ2とＣＯが残存し、これら
のＯ2とＣＯは排ガスと共に第１及び第２の低温活性触
媒１１，１２に到達して、これらの触媒１１，１２上で
反応する。この反応熱により各低温活性触媒１１，１２
は上流側の三元触媒８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラッ
プ１０に先行して昇温されて活性温度（２５０〜３００
℃）に達し、その後に排気熱による昇温作用で三元触媒
８やＨ2Ｏトラップ９、ＨＣトラップ１０が昇温される
ことになる。
【００３２】冷態始動のごく初期の低温活性触媒１１，
１２が未だ昇温されない時点では、排ガス中のＨＣはＨ
Ｃトラップ１０に吸着されて排気中への排出が防止さ
れ、又、排ガス中のＨ2ＯはＨ2Ｏトラップ９に吸着され
て下流側のＨＣトラップ１０や低温活性触媒１１，１２
に対するＨ2Ｏの悪影響が防止される。そして、排気熱
によりＨＣトラップ１０が昇温されると、ＨＣトラップ
１０から離脱したＨＣは下流側の第１及び第２の低温活
性触媒１１，１２により浄化される。
１２が未だ昇温されない時点では、排ガス中のＨＣはＨ
Ｃトラップ１０に吸着されて排気中への排出が防止さ
れ、又、排ガス中のＨ2ＯはＨ2Ｏトラップ９に吸着され
て下流側のＨＣトラップ１０や低温活性触媒１１，１２
に対するＨ2Ｏの悪影響が防止される。そして、排気熱
によりＨＣトラップ１０が昇温されると、ＨＣトラップ
１０から離脱したＨＣは下流側の第１及び第２の低温活
性触媒１１，１２により浄化される。
【００３３】以上のように本実施形態の排ガス浄化装置
では、筒内噴射型エンジン１の特性を活用した２段噴射
によりＯ2とＣＯを生成して冷態始動時の低温活性触媒
１１，１２を昇温しており、この２段噴射では全体空燃
比を必ずしもリッチ化する必要がないことから、排気空
燃比のリッチ化によりＣＯを生成する従来例に比較して
燃料噴射量を減少可能となる。又、Ｏ2供給のためにエ
アポンプ１５を作動させる必要もないことから、この冷
態始動時にはエアポンプ１５を停止させたままでよい。
よって、排気空燃比のリッチ化による燃費悪化とエアポ
ンプ１５による駆動損失の増加とを防止した上で、低温
活性触媒１１，１２を早期に活性化することができる
（請求項１の発明の作用・効果に対応）。
では、筒内噴射型エンジン１の特性を活用した２段噴射
によりＯ2とＣＯを生成して冷態始動時の低温活性触媒
１１，１２を昇温しており、この２段噴射では全体空燃
比を必ずしもリッチ化する必要がないことから、排気空
燃比のリッチ化によりＣＯを生成する従来例に比較して
燃料噴射量を減少可能となる。又、Ｏ2供給のためにエ
アポンプ１５を作動させる必要もないことから、この冷
態始動時にはエアポンプ１５を停止させたままでよい。
よって、排気空燃比のリッチ化による燃費悪化とエアポ
ンプ１５による駆動損失の増加とを防止した上で、低温
活性触媒１１，１２を早期に活性化することができる
（請求項１の発明の作用・効果に対応）。
【００３４】一方、低温活性触媒１１，１２は使用に伴
ってＳＯｘが蓄積されて浄化作用を低下させるため、Ｓ
Ｏｘをパージする再生処理を実行する必要があり、以
下、この再生処理について説明する。この処理は、請求
項３の発明に対応するものである。ＥＣＵ２１は定期的
に低温活性触媒１１，１２に蓄積されたＳＯｘの量（被
毒Ｓ量Ｑs）の推定処理を実行し（再生時期判定手
段）、被毒Ｓ量Ｑsが所定値に達したときには、図４に
示すＳＯｘパージルーチンを所定の制御インターバルで
実行する。被毒Ｓ量Ｑsの推定は、例えば単位時間当た
りの燃料噴射量を基本として空燃比Ａ／Ｆ、燃料中のＳ
含有量、触媒温度等に応じて補正して低温活性触媒１
１，１２に吸着されるＳＯｘの量を算出し、その値を逐
次積算することで求められる。
ってＳＯｘが蓄積されて浄化作用を低下させるため、Ｓ
Ｏｘをパージする再生処理を実行する必要があり、以
下、この再生処理について説明する。この処理は、請求
項３の発明に対応するものである。ＥＣＵ２１は定期的
に低温活性触媒１１，１２に蓄積されたＳＯｘの量（被
毒Ｓ量Ｑs）の推定処理を実行し（再生時期判定手
段）、被毒Ｓ量Ｑsが所定値に達したときには、図４に
示すＳＯｘパージルーチンを所定の制御インターバルで
実行する。被毒Ｓ量Ｑsの推定は、例えば単位時間当た
りの燃料噴射量を基本として空燃比Ａ／Ｆ、燃料中のＳ
含有量、触媒温度等に応じて補正して低温活性触媒１
１，１２に吸着されるＳＯｘの量を算出し、その値を逐
次積算することで求められる。
【００３５】ＳＯｘパージルーチンが開始されると、Ｅ
ＣＵ２１はステップＳ１２で再生カウンタＣをリセット
し、続くステップＳ１４で、ＳＯｘパージを継続する再
生時間Ｔpurgeを決定する。即ち、ＳＯｘの放出・還元
速度はエンジン１の運転状態に応じて変化することか
ら、予めエンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷に応じ
て設定されたマップに従って再生時間Ｔpurgeを設定す
る。例えば、エンジン回転速度Ｎe及び目標平均有効圧
Ｐeの増加に伴ってＳＯｘの放出・還元速度が増加する
ことから、それに応じて再生時間Ｔpurgeは減少設定さ
れる。
ＣＵ２１はステップＳ１２で再生カウンタＣをリセット
し、続くステップＳ１４で、ＳＯｘパージを継続する再
生時間Ｔpurgeを決定する。即ち、ＳＯｘの放出・還元
速度はエンジン１の運転状態に応じて変化することか
ら、予めエンジン回転速度Ｎe及びエンジン負荷に応じ
て設定されたマップに従って再生時間Ｔpurgeを設定す
る。例えば、エンジン回転速度Ｎe及び目標平均有効圧
Ｐeの増加に伴ってＳＯｘの放出・還元速度が増加する
ことから、それに応じて再生時間Ｔpurgeは減少設定さ
れる。
【００３６】その後、ステップＳ１６で２段噴射を実行
する。このときの２段噴射では上記した冷態始動時と同
様に、昇温に貢献する多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2が排ガ
ス中に残存するように各制御パラメータが設定され、こ
れらのＣＯとＯ2が低温活性触媒１１，１２上で反応す
ることにより迅速な昇温が達成される。続くステップＳ
１８では、低温活性触媒１１，１２の温度Ｔcataが予め
設定された再生開始温度Ｔ0に達したか否かを判定す
る。尚，このときの触媒温度Ｔcataも、センサによる実
測値や推定値が適用される。
する。このときの２段噴射では上記した冷態始動時と同
様に、昇温に貢献する多量の余剰ＣＯと余剰Ｏ2が排ガ
ス中に残存するように各制御パラメータが設定され、こ
れらのＣＯとＯ2が低温活性触媒１１，１２上で反応す
ることにより迅速な昇温が達成される。続くステップＳ
１８では、低温活性触媒１１，１２の温度Ｔcataが予め
設定された再生開始温度Ｔ0に達したか否かを判定す
る。尚，このときの触媒温度Ｔcataも、センサによる実
測値や推定値が適用される。
【００３７】ここで、低温活性触媒１１，１２からＳＯ
ｘをパージするには以下の何れかの条件を満たす必要が
あり、何れの条件で再生処理を行うかは予め選択されて
いる。そして、上記した再生開始温度Ｔ0は、選択した
条件中に規定された触媒温度条件（７００℃又は６００
℃）の近傍に設定されている。つまり、ステップＳ１８
でＹＥＳの判定が下されたときには、低温活性触媒１
１，１２がＳＯｘをパージ可能な状態となったことを意
味する。 ａ）低温活性触媒１１，１２が７００℃以上に保持され
て、空燃比１５程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を高温リーンという） ｂ）低温活性触媒１１，１２が６００℃以上に保持され
て、空燃比１３程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を中温リッチという） ステップＳ１８の判定がＮＯのときにはステップＳ１６
に戻って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになるとステ
ップＳ２０で２段噴射噴射の制御内容を切換える。即
ち、この時点で低温活性触媒１１，１２はパージ可能な
温度に達していることから、その後は温度を維持しなが
ら、ａ）又はｂ）の空燃比条件（１５又は１３）が継続
されるように、各制御パラメータが設定し直される（再
生制御手段）。例えば、高温リーンでは、中温リッチに
比較してリーン側の排気空燃比を実現する必要があるこ
とから、より多量のＯ2が生成される燃焼状態となるよ
うに制御パラメータの設定が行われる。
ｘをパージするには以下の何れかの条件を満たす必要が
あり、何れの条件で再生処理を行うかは予め選択されて
いる。そして、上記した再生開始温度Ｔ0は、選択した
条件中に規定された触媒温度条件（７００℃又は６００
℃）の近傍に設定されている。つまり、ステップＳ１８
でＹＥＳの判定が下されたときには、低温活性触媒１
１，１２がＳＯｘをパージ可能な状態となったことを意
味する。 ａ）低温活性触媒１１，１２が７００℃以上に保持され
て、空燃比１５程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を高温リーンという） ｂ）低温活性触媒１１，１２が６００℃以上に保持され
て、空燃比１３程度の排ガスに晒される（以下、この条
件を中温リッチという） ステップＳ１８の判定がＮＯのときにはステップＳ１６
に戻って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになるとステ
ップＳ２０で２段噴射噴射の制御内容を切換える。即
ち、この時点で低温活性触媒１１，１２はパージ可能な
温度に達していることから、その後は温度を維持しなが
ら、ａ）又はｂ）の空燃比条件（１５又は１３）が継続
されるように、各制御パラメータが設定し直される（再
生制御手段）。例えば、高温リーンでは、中温リッチに
比較してリーン側の排気空燃比を実現する必要があるこ
とから、より多量のＯ2が生成される燃焼状態となるよ
うに制御パラメータの設定が行われる。
【００３８】その後、ステップＳ２２で再生カウンタＣ
をインクリメントし、ステップＳ２４で再生カウンタＣ
が再生時間Ｔpurgeに対応する値Ｃpurgeに達したか否か
を判定する。判定がＮＯのときにはステップＳ２０に戻
って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになるとルーチン
を終了する。よって、その後はエンジン１の運転状態に
応じた通常の燃料噴射制御に復帰することになる。
をインクリメントし、ステップＳ２４で再生カウンタＣ
が再生時間Ｔpurgeに対応する値Ｃpurgeに達したか否か
を判定する。判定がＮＯのときにはステップＳ２０に戻
って２段噴射を継続し、判定がＹＥＳになるとルーチン
を終了する。よって、その後はエンジン１の運転状態に
応じた通常の燃料噴射制御に復帰することになる。
【００３９】以上のように本実施形態の排ガス浄化装置
では、低温活性触媒１１，１２の再生時にも２段噴射を
利用しており、２段噴射で生成したＯ2とＣＯの反応に
より低温活性触媒１１，１２を高温リーン又は中温リッ
チの条件まで昇温してＳＯｘパージしている。その結
果、従来例のような点火時期リタード等による排気昇温
を実施した場合とは相違して、上流側のＨ2Ｏトラップ
９とＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの間も耐熱許容温
度以下に保持される。よって、上流側のＨ2Ｏトラップ
９やＨＣトラップ１０等を劣化させることなく、硫黄被
毒した低温活性触媒１１，１２を再生することができる
（請求項３の発明の作用・効果に対応）。
では、低温活性触媒１１，１２の再生時にも２段噴射を
利用しており、２段噴射で生成したＯ2とＣＯの反応に
より低温活性触媒１１，１２を高温リーン又は中温リッ
チの条件まで昇温してＳＯｘパージしている。その結
果、従来例のような点火時期リタード等による排気昇温
を実施した場合とは相違して、上流側のＨ2Ｏトラップ
９とＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの間も耐熱許容温
度以下に保持される。よって、上流側のＨ2Ｏトラップ
９やＨＣトラップ１０等を劣化させることなく、硫黄被
毒した低温活性触媒１１，１２を再生することができる
（請求項３の発明の作用・効果に対応）。
【００４０】しかも、高温リーンでＳＯｘパージする場
合であっても、その際の空燃比条件（１５以上）を２段
噴射によるＯ2供給で実現できるため、エアポンプ１５
による２次空気供給を一切必要とせず、その駆動損失を
低減できるという利点もある。ところで、低温活性触媒
１１，１２は、ＨＣによる被毒防止のために排気空燃比
を常に１５程度に保つ必要があり、一方、ＳＯｘパージ
等には、高温リーンの温度条件（７００℃以上）で排気
空燃比がリッチ側（１５未満）に変動したとき（以下、
この条件を高温リッチという）に発生する所謂シンタリ
ング（粒子の粗大化により活性温度の低下を引き起こす
現象）を防止する必要があり、それらの対策として、２
次空気の供給によるリーン補正が行われており、以下、
その制御について説明する。これらの処理は、請求項５
及び請求項６の発明に対応するものである。
合であっても、その際の空燃比条件（１５以上）を２段
噴射によるＯ2供給で実現できるため、エアポンプ１５
による２次空気供給を一切必要とせず、その駆動損失を
低減できるという利点もある。ところで、低温活性触媒
１１，１２は、ＨＣによる被毒防止のために排気空燃比
を常に１５程度に保つ必要があり、一方、ＳＯｘパージ
等には、高温リーンの温度条件（７００℃以上）で排気
空燃比がリッチ側（１５未満）に変動したとき（以下、
この条件を高温リッチという）に発生する所謂シンタリ
ング（粒子の粗大化により活性温度の低下を引き起こす
現象）を防止する必要があり、それらの対策として、２
次空気の供給によるリーン補正が行われており、以下、
その制御について説明する。これらの処理は、請求項５
及び請求項６の発明に対応するものである。
【００４１】ＥＣＵ２１は図５に示すエアポンプ制御ル
ーチンを所定の制御インターバルで実行しており、ま
ず、ステップＳ３２で低温活性触媒１１，１２の再生処
理を実行中か否かを判定し、ＮＯのときにはステップＳ
３４で低温活性触媒１１，１２の出口側の空燃比Ａ／Ｆ
out（即ち、低温活性触媒１１，１２が晒されている排
ガスの空燃比）が１５未満か否かを判定する。判定がＮ
Ｏのときにはルーーチンを終了し、判定がＹＥＳのとき
にはステップＳ３６でエアポンプ１５を作動させた後に
ルーチンを終了する。エアポンプ１５の作動により排気
通路６内に２次空気が供給され、これにより出口側空燃
比Ａ／Ｆoutは１５以上のリーン側に抑制され、低温活
性触媒１１，１２のＨＣによる被毒が未然に防止され
る。
ーチンを所定の制御インターバルで実行しており、ま
ず、ステップＳ３２で低温活性触媒１１，１２の再生処
理を実行中か否かを判定し、ＮＯのときにはステップＳ
３４で低温活性触媒１１，１２の出口側の空燃比Ａ／Ｆ
out（即ち、低温活性触媒１１，１２が晒されている排
ガスの空燃比）が１５未満か否かを判定する。判定がＮ
Ｏのときにはルーーチンを終了し、判定がＹＥＳのとき
にはステップＳ３６でエアポンプ１５を作動させた後に
ルーチンを終了する。エアポンプ１５の作動により排気
通路６内に２次空気が供給され、これにより出口側空燃
比Ａ／Ｆoutは１５以上のリーン側に抑制され、低温活
性触媒１１，１２のＨＣによる被毒が未然に防止され
る。
【００４２】一方、前記ステップＳ３２でＹＥＳの判定
を下したときには、ステップＳ３８で上記した高温リッ
チの条件が成立しているか否かを判定し、ＮＯのときに
はルーチンを終了する。ステップＳ３８の判定がＹＥＳ
のときには前記ステップＳ３６に移行してエアポンプ１
５を作動させる。２次空気の供給により出口側空燃比Ａ
／Ｆoutは１５以上のリーン側に抑制されて高温リーン
の条件が成立し、低温活性触媒１１，１２のシンタリン
グによる活性温度の低下が未然に防止される。
を下したときには、ステップＳ３８で上記した高温リッ
チの条件が成立しているか否かを判定し、ＮＯのときに
はルーチンを終了する。ステップＳ３８の判定がＹＥＳ
のときには前記ステップＳ３６に移行してエアポンプ１
５を作動させる。２次空気の供給により出口側空燃比Ａ
／Ｆoutは１５以上のリーン側に抑制されて高温リーン
の条件が成立し、低温活性触媒１１，１２のシンタリン
グによる活性温度の低下が未然に防止される。
【００４３】以上のように本実施形態の排ガス浄化装置
では、エアポンプ１５からの２次空気の供給により出口
側空燃比Ａ／Ｆoutを常に１５程度に保持している。そ
して、図２に制御マップから明らかなように、圧縮行程
リーンモードの領域ではステップＳ３２の条件に該当し
ないことから、エアポンプ１５を作動させる必要は一切
ない（２次空気抑制手段）。つまり、リーン運転を行わ
ない通常のエンジンに比較して、圧縮行程リーンモード
の領域分だけエアポンプ１５の作動頻度が減少すること
から、その駆動損失を大幅に低減させることができる
（請求項６の発明の作用・効果に対応）。
では、エアポンプ１５からの２次空気の供給により出口
側空燃比Ａ／Ｆoutを常に１５程度に保持している。そ
して、図２に制御マップから明らかなように、圧縮行程
リーンモードの領域ではステップＳ３２の条件に該当し
ないことから、エアポンプ１５を作動させる必要は一切
ない（２次空気抑制手段）。つまり、リーン運転を行わ
ない通常のエンジンに比較して、圧縮行程リーンモード
の領域分だけエアポンプ１５の作動頻度が減少すること
から、その駆動損失を大幅に低減させることができる
（請求項６の発明の作用・効果に対応）。
【００４４】又、低温活性触媒１１，１２の再生処理時
には、エアポンプ１５からの２次空気の供給により出口
側空燃比Ａ／Ｆoutを１５以上のリーン側に抑制し、高
温リッチの条件が成立するのを防止している。そして、
上記のように正常な高温リーン或いは中温リッチの条件
で再生処理を実施している場合には、エアポンプ１５に
よる２次空気供給を一切必要としないことから、再生処
理中においては、高温リッチの条件が成立した場合のみ
にエアポンプ１５を作動させればよいこととなり、上記
した駆動損失を一層低減することができる（請求項５の
発明の作用・効果に対応）。 [第２実施形態］次に、本発明を別の筒内噴射型内燃機
関の排ガス浄化装置に具体化した第２実施形態を説明す
る。本実施形態は、請求項２、請求項４、請求項５及び
請求項６の発明に対応するものである。
には、エアポンプ１５からの２次空気の供給により出口
側空燃比Ａ／Ｆoutを１５以上のリーン側に抑制し、高
温リッチの条件が成立するのを防止している。そして、
上記のように正常な高温リーン或いは中温リッチの条件
で再生処理を実施している場合には、エアポンプ１５に
よる２次空気供給を一切必要としないことから、再生処
理中においては、高温リッチの条件が成立した場合のみ
にエアポンプ１５を作動させればよいこととなり、上記
した駆動損失を一層低減することができる（請求項５の
発明の作用・効果に対応）。 [第２実施形態］次に、本発明を別の筒内噴射型内燃機
関の排ガス浄化装置に具体化した第２実施形態を説明す
る。本実施形態は、請求項２、請求項４、請求項５及び
請求項６の発明に対応するものである。
【００４５】ここで、本実施形態の排ガス浄化装置の構
成は第１実施形態のものと同様であり、相違点は、冷態
始動時に行われる低温活性触媒１１，１２の昇温処理、
及びＳＯｘをパージする再生処理にある。従って、相違
点を重点的に説明する。ＥＣＵ２１はエンジン１の始動
時に図６に示す始動時制御ルーチンを所定の制御インタ
ーバルで実行する。図３と図６との比較から明らかなよ
うに、本実施形態では、第１実施形態のステップＳ４の
２段噴射に代えて、ステップＳ１０２で圧縮スライトリ
ーン（圧縮Ｓ／Ｌ）モードを実行している（冷態始動制
御手段）。この圧縮Ｓ／Ｌモードは、圧縮行程において
空燃比をストイキよりもリーン寄りのスライトリーン空
燃比（例えば、値１４．７〜値２０、好ましくは値１
４．７〜値１６）に制御するモードである。
成は第１実施形態のものと同様であり、相違点は、冷態
始動時に行われる低温活性触媒１１，１２の昇温処理、
及びＳＯｘをパージする再生処理にある。従って、相違
点を重点的に説明する。ＥＣＵ２１はエンジン１の始動
時に図６に示す始動時制御ルーチンを所定の制御インタ
ーバルで実行する。図３と図６との比較から明らかなよ
うに、本実施形態では、第１実施形態のステップＳ４の
２段噴射に代えて、ステップＳ１０２で圧縮スライトリ
ーン（圧縮Ｓ／Ｌ）モードを実行している（冷態始動制
御手段）。この圧縮Ｓ／Ｌモードは、圧縮行程において
空燃比をストイキよりもリーン寄りのスライトリーン空
燃比（例えば、値１４．７〜値２０、好ましくは値１
４．７〜値１６）に制御するモードである。
【００４６】そして、この圧縮Ｓ／Ｌモードでは、点火
プラグ２近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ空
燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料が不完
全燃焼を引き起こしてＣＯが比較的多く発生する一方、
それ以外の領域では余剰Ｏ2が生成される。つまり、図
８を参照すると、空燃比Ａ／Ｆを変えて圧縮行程噴射を
行った場合のＯ2濃度とＣＯ濃度が実線で示され、空燃
比Ａ／Ｆを変えて吸気行程噴射を行った場合の同様の結
果が一点鎖線で比較して示されているが、このように、
吸気行程噴射に比較して圧縮行程噴射ではストイキを含
む全ての空燃比領域でＣＯ濃度が格段に高いことがわか
る。
プラグ２近傍が局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ空
燃比状態となってＯ2が不足することから、燃料が不完
全燃焼を引き起こしてＣＯが比較的多く発生する一方、
それ以外の領域では余剰Ｏ2が生成される。つまり、図
８を参照すると、空燃比Ａ／Ｆを変えて圧縮行程噴射を
行った場合のＯ2濃度とＣＯ濃度が実線で示され、空燃
比Ａ／Ｆを変えて吸気行程噴射を行った場合の同様の結
果が一点鎖線で比較して示されているが、このように、
吸気行程噴射に比較して圧縮行程噴射ではストイキを含
む全ての空燃比領域でＣＯ濃度が格段に高いことがわか
る。
【００４７】従って、圧縮Ｓ／Ｌモードにおいても、第
１実施形態で実施した２段噴射と同様に、燃焼後の排ガ
ス中に多量のＯ2とＣＯが残存し、これらのＯ2とＣＯが
排ガスと共に第１及び第２の低温活性触媒１１，１２に
到達し、触媒１１，１２上で反応して昇温作用を奏す
る。以上のように本実施形態の排ガス浄化装置では、筒
内噴射型エンジン１の特性を活用した圧縮Ｓ／Ｌモード
によりＯ2とＣＯを生成して冷態始動時の低温活性触媒
１１，１２を昇温しており、この圧縮Ｓ／Ｌモードでは
空燃比をストイキよりややリーン側としていることか
ら、排気空燃比のリッチ化によりＣＯを生成する従来例
に比較して燃料噴射量を減少可能となる。又、Ｏ2供給
のためにエアポンプ１５を作動させる必要もないことか
ら、この冷態始動時にはエアポンプ１５を停止させたま
までよい。よって、排気空燃比のリッチ化による燃費悪
化とエアポンプ１５による駆動損失の増加とを防止した
上で、低温活性触媒１１，１２を早期に活性化すること
ができる（請求項２の発明の作用・効果に対応）。
１実施形態で実施した２段噴射と同様に、燃焼後の排ガ
ス中に多量のＯ2とＣＯが残存し、これらのＯ2とＣＯが
排ガスと共に第１及び第２の低温活性触媒１１，１２に
到達し、触媒１１，１２上で反応して昇温作用を奏す
る。以上のように本実施形態の排ガス浄化装置では、筒
内噴射型エンジン１の特性を活用した圧縮Ｓ／Ｌモード
によりＯ2とＣＯを生成して冷態始動時の低温活性触媒
１１，１２を昇温しており、この圧縮Ｓ／Ｌモードでは
空燃比をストイキよりややリーン側としていることか
ら、排気空燃比のリッチ化によりＣＯを生成する従来例
に比較して燃料噴射量を減少可能となる。又、Ｏ2供給
のためにエアポンプ１５を作動させる必要もないことか
ら、この冷態始動時にはエアポンプ１５を停止させたま
までよい。よって、排気空燃比のリッチ化による燃費悪
化とエアポンプ１５による駆動損失の増加とを防止した
上で、低温活性触媒１１，１２を早期に活性化すること
ができる（請求項２の発明の作用・効果に対応）。
【００４８】一方、ＥＣＵ２１は低温活性触媒１１，１
２の被毒Ｓ量Ｑsが所定値に達したときには（再生時期
判定手段）、図７に示すＳＯｘパージルーチンを所定の
制御インターバルで実行する。図４と図７との比較から
明らかなように、この場合にも、第１実施形態のステッ
プＳ１６及びステップＳ２０の２段噴射に代えて、ステ
ップＳ１０４及びステップＳ１０６で圧縮Ｓ／Ｌモード
を実行している（触媒再生手段）。従って、この圧縮Ｓ
／Ｌモードにより、排ガス中に多量のＯ2とＣＯが残存
して低温活性触媒１１，１２に供給され、その反応熱に
より低温活性触媒１１，１２は高温リーン又は中温リッ
チの条件を満たす状態に保持されてＳＯｘパージが行わ
れる。
２の被毒Ｓ量Ｑsが所定値に達したときには（再生時期
判定手段）、図７に示すＳＯｘパージルーチンを所定の
制御インターバルで実行する。図４と図７との比較から
明らかなように、この場合にも、第１実施形態のステッ
プＳ１６及びステップＳ２０の２段噴射に代えて、ステ
ップＳ１０４及びステップＳ１０６で圧縮Ｓ／Ｌモード
を実行している（触媒再生手段）。従って、この圧縮Ｓ
／Ｌモードにより、排ガス中に多量のＯ2とＣＯが残存
して低温活性触媒１１，１２に供給され、その反応熱に
より低温活性触媒１１，１２は高温リーン又は中温リッ
チの条件を満たす状態に保持されてＳＯｘパージが行わ
れる。
【００４９】以上のように本実施形態の排ガス浄化装置
では、低温活性触媒１１，１２の再生時にも圧縮Ｓ／Ｌ
モードを利用しており、圧縮Ｓ／Ｌモードで生成したＯ
2とＣＯの反応により低温活性触媒１１，１２を高温リ
ーン又は中温リッチの条件まで昇温してＳＯｘパージし
ている。その結果、従来例のような点火時期リタード等
による排気昇温を実施した場合とは相違して、上流側の
Ｈ2Ｏトラップ９とＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの
間も耐熱許容温度以下に保持される。よって、上流側の
Ｈ2ＯトラップやＨＣトラップ等を劣化させることな
く、硫黄被毒した低温活性触媒１１，１２を再生するこ
とができる（請求項４の発明の作用・効果に対応）。
では、低温活性触媒１１，１２の再生時にも圧縮Ｓ／Ｌ
モードを利用しており、圧縮Ｓ／Ｌモードで生成したＯ
2とＣＯの反応により低温活性触媒１１，１２を高温リ
ーン又は中温リッチの条件まで昇温してＳＯｘパージし
ている。その結果、従来例のような点火時期リタード等
による排気昇温を実施した場合とは相違して、上流側の
Ｈ2Ｏトラップ９とＨＣトラップ１０はＳＯｘパージの
間も耐熱許容温度以下に保持される。よって、上流側の
Ｈ2ＯトラップやＨＣトラップ等を劣化させることな
く、硫黄被毒した低温活性触媒１１，１２を再生するこ
とができる（請求項４の発明の作用・効果に対応）。
【００５０】一方、詳細は説明しないが、本実施形態の
排ガス浄化装置においても、第１実施形態で説明した図
５のエアポンプ制御ルーチンを実行しており、その結
果、２次空気の供給により出口側空燃比Ａ／Ｆoutが常
に１５程度に保持されると共に、低温活性触媒１１，１
２の再生処理時には、シンタリングの原因となる高温リ
ッチ条件の成立が防止される。そして、圧縮行程リーン
モードの領域ではエアポンプ１５を作動させる必要がな
いことから（２次空気抑制手段）、その作動頻度を減少
させて駆動損失を大幅に低減でき（請求項６の発明の作
用・効果に対応）、更に、触媒再生時には高温リッチの
条件が成立した場合のみにエアポンプ１５を作動させれ
ばよいため、駆動損失を一層低減することができる（請
求項５の発明の作用・効果に対応）。
排ガス浄化装置においても、第１実施形態で説明した図
５のエアポンプ制御ルーチンを実行しており、その結
果、２次空気の供給により出口側空燃比Ａ／Ｆoutが常
に１５程度に保持されると共に、低温活性触媒１１，１
２の再生処理時には、シンタリングの原因となる高温リ
ッチ条件の成立が防止される。そして、圧縮行程リーン
モードの領域ではエアポンプ１５を作動させる必要がな
いことから（２次空気抑制手段）、その作動頻度を減少
させて駆動損失を大幅に低減でき（請求項６の発明の作
用・効果に対応）、更に、触媒再生時には高温リッチの
条件が成立した場合のみにエアポンプ１５を作動させれ
ばよいため、駆動損失を一層低減することができる（請
求項５の発明の作用・効果に対応）。
【００５１】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこれらの第１及び第２実施形態に限定されるも
のではない。例えば、上記各実施形態では、筒内噴射型
エンジン１用の排ガス浄化装置として具体化したが、適
用するエンジンの種別はこれに限ることはなく、例えば
請求項６の発明の作用・効果のみを得たい場合であれ
ば、リーンバーンエンジンの排ガス浄化装置として具体
化してもよい。即ち、この場合であっても、リーン運転
域では低温活性触媒１１，１２がＨＣで被毒する虞がな
いことからエアポンプ１５を作動させる必要がなく，そ
の作動頻度を減少させることができる。
の態様はこれらの第１及び第２実施形態に限定されるも
のではない。例えば、上記各実施形態では、筒内噴射型
エンジン１用の排ガス浄化装置として具体化したが、適
用するエンジンの種別はこれに限ることはなく、例えば
請求項６の発明の作用・効果のみを得たい場合であれ
ば、リーンバーンエンジンの排ガス浄化装置として具体
化してもよい。即ち、この場合であっても、リーン運転
域では低温活性触媒１１，１２がＨＣで被毒する虞がな
いことからエアポンプ１５を作動させる必要がなく，そ
の作動頻度を減少させることができる。
【００５２】又、上記各実施形態では、常温においても
ＣＯとＯ2とを反応させ得る低温活性触媒１１，１２を
備えた排ガス浄化装置に具体化したが、必ずしも常温活
性の特性は必要でなく、上流側の三元触媒８等の活性よ
り早いタイミングでＣＯとＯ 2の反応により昇温して活
性可能なものであれば、その活性温度は常温より高くて
もよい。
ＣＯとＯ2とを反応させ得る低温活性触媒１１，１２を
備えた排ガス浄化装置に具体化したが、必ずしも常温活
性の特性は必要でなく、上流側の三元触媒８等の活性よ
り早いタイミングでＣＯとＯ 2の反応により昇温して活
性可能なものであれば、その活性温度は常温より高くて
もよい。
【００５３】更に、上記第１実施形態では、２段噴射と
して主噴射を圧縮行程で、副噴射を膨張行程で行う制御
を実行したが、これら主噴射と副噴射を実行する行程は
必ずしも上記に限定されるものではなく、要は酸素過剰
な燃焼によるＯ2と不完全燃焼によるＣＯとを同時に生
成できさえすればよい。従って、例えば、主噴射を圧縮
行程で、副噴射を排気行程で行ったり、或いは主噴射を
圧縮行程で、副噴射を膨張行程と排気行程で行ったり、
更に主噴射を吸気行程で、副噴射を膨張行程で行ったり
してもよい。
して主噴射を圧縮行程で、副噴射を膨張行程で行う制御
を実行したが、これら主噴射と副噴射を実行する行程は
必ずしも上記に限定されるものではなく、要は酸素過剰
な燃焼によるＯ2と不完全燃焼によるＣＯとを同時に生
成できさえすればよい。従って、例えば、主噴射を圧縮
行程で、副噴射を排気行程で行ったり、或いは主噴射を
圧縮行程で、副噴射を膨張行程と排気行程で行ったり、
更に主噴射を吸気行程で、副噴射を膨張行程で行ったり
してもよい。
【００５４】一方、冷態始動時の低温活性触媒１１，１
２の昇温処理とＳＯｘパージの再生処理とを、上記第１
実施形態では２段噴射により実現し、第２実施形態では
圧縮Ｓ／Ｌモードにより実現したが、例えば、冷態始動
時の昇温処理には２段噴射を適用し、再生処理には圧縮
Ｓ／Ｌモードを適用したり、或いはその逆としてもよ
い。又、低温活性触媒１１，１２の再生処理において、
低温活性触媒１１，１２の昇温段階（図４のステップＳ
１６、図７のステップＳ１０４）では２段噴射を適用
し、その後のＳＯｘパージ段階（図４のステップＳ２
０、図７のステップＳ１０６）では圧縮Ｓ／Ｌモードを
適用したり、或いはその逆としてもよい。
２の昇温処理とＳＯｘパージの再生処理とを、上記第１
実施形態では２段噴射により実現し、第２実施形態では
圧縮Ｓ／Ｌモードにより実現したが、例えば、冷態始動
時の昇温処理には２段噴射を適用し、再生処理には圧縮
Ｓ／Ｌモードを適用したり、或いはその逆としてもよ
い。又、低温活性触媒１１，１２の再生処理において、
低温活性触媒１１，１２の昇温段階（図４のステップＳ
１６、図７のステップＳ１０４）では２段噴射を適用
し、その後のＳＯｘパージ段階（図４のステップＳ２
０、図７のステップＳ１０６）では圧縮Ｓ／Ｌモードを
適用したり、或いはその逆としてもよい。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１及び請求項
２の発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、冷態始
動時等において排気空燃比のリッチ化による燃費悪化と
エアポンプによる駆動損失の増加とを防止した上で、触
媒を早期に活性化することができる。
２の発明の内燃機関の排ガス浄化装置によれば、冷態始
動時等において排気空燃比のリッチ化による燃費悪化と
エアポンプによる駆動損失の増加とを防止した上で、触
媒を早期に活性化することができる。
【００５６】又、請求項３及び請求項４の発明の内燃機
関の排ガス浄化装置によれば、上流側のＨ2Ｏトラップ
やＨＣトラップ等を劣化させることなく、硫黄被毒した
触媒を再生することができる。更に、請求項５の発明の
内燃機関の排ガス浄化装置によれば、請求項１乃至請求
項４の発明に加えて、２次空気供給手段の作動頻度を減
少させて、その駆動損失を一層低減することができる。
関の排ガス浄化装置によれば、上流側のＨ2Ｏトラップ
やＨＣトラップ等を劣化させることなく、硫黄被毒した
触媒を再生することができる。更に、請求項５の発明の
内燃機関の排ガス浄化装置によれば、請求項１乃至請求
項４の発明に加えて、２次空気供給手段の作動頻度を減
少させて、その駆動損失を一層低減することができる。
【００５７】一方、請求項６の発明の内燃機関の排ガス
浄化装置によれば、触媒の雰囲気を希薄側空燃比に保持
するための２次空気供給手段の作動頻度を減らして、そ
の駆動損失を低減することができる。
浄化装置によれば、触媒の雰囲気を希薄側空燃比に保持
するための２次空気供給手段の作動頻度を減らして、そ
の駆動損失を低減することができる。
【図１】第１実施形態の筒内噴射型内燃機関の排ガス浄
化装置を示す全体構成図である。
化装置を示す全体構成図である。
【図２】燃料噴射モードを決定するための制御マップを
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】ＥＣＵが実行する始動時制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行するＳＯｘパージルーチンを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】ＥＣＵが実行するエアポンプ制御ルーチンを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図６】第２実施形態のＥＣＵが実行する始動時制御ル
ーチンを示すフローチャートである。
ーチンを示すフローチャートである。
【図７】ＥＣＵが実行するＳＯｘパージルーチンを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】圧縮行程噴射と吸気行程噴射で空燃比を変化さ
せたときのＯ2濃度及びＣＯ濃度を示す説明図である。
せたときのＯ2濃度及びＣＯ濃度を示す説明図である。
１ エンジン（内燃機関） ６ 排気通路 ９ Ｈ2Ｏトラップ １０ ＨＣトラップ １１，１２ 低温活性触媒 １５ エアポンプ（２次空気供給手段） ２１ ＥＣＵ（冷態始動判定手段、冷態始動制御
手段、再生時期判定手段、触媒再生手段、２次空気抑制
手段）
手段、再生時期判定手段、触媒再生手段、２次空気抑制
手段）
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ Ｅ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３５ 41/20 ３３５ 41/20 ３３５ 41/34 41/34 Ｈ (72)発明者 中山 修 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB08 AB10 BA03 BA11 BA14 BA15 BA19 BA33 CA23 CA24 CB02 CB03 CB08 DA01 DA02 DB06 DB10 EA01 EA07 EA16 EA18 EA30 EA34 FA02 FA04 FA12 FA13 FB02 FB10 FB11 FB12 FC02 FC07 GB05W GB06W GB07W HA03 HA19 HA20 HA36 HA37 HA42 HA47 3G301 HA01 HA04 HA15 JA21 JA33 KA01 LA08 LB04 LC10 MA19 NA08 NB06 NC02 ND05 ND18 NE01 NE13 PA11Z PB05Z PD02Z PD04Z PD11Z PE01Z PE06Z PE08Z
Claims (6)
- 【請求項１】 燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射
型内燃機関において、 上記内燃機関の排気通路に設けられ、未燃成分とＯ2と
が供給されると低温で活性する排気浄化用の触媒と、 上記内燃機関が冷態始動時であることを判定する冷態始
動判定手段と、 上記冷態始動判定手段により上記内燃機関が冷態始動時
であることが判定されると、主燃焼行程後に燃料噴射を
行うモードを選択することにより、上記未燃成分とＯ2
とを上記触媒に供給して活性を促進する冷態始動制御手
段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装
置。 - 【請求項２】 燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射
型内燃機関において、 上記内燃機関の排気通路に設けられ、未燃成分とＯ2と
が供給されると低温で活性する排気浄化用の触媒と、 上記内燃機関が冷態始動時であることを判定する冷態始
動判定手段と、 上記冷態始動判定手段により上記内燃機関が冷態始動時
であることが判定されると、圧縮行程で燃料噴射を行う
圧縮行程噴射モードを選択すると共に、該圧縮行程噴射
モードでの目標空燃比を冷態始動時以外で選択される目
標空燃比より濃化側に変更することにより、上記未燃成
分とＯ2とを上記触媒に供給して活性を促進する冷態始
動制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排ガ
ス浄化装置。 - 【請求項３】 燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射
型内燃機関において、 上記内燃機関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及
び／又はＨＣトラップと、 上記排気通路の上記トラップの下流側に設けられ、未燃
成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排気浄化用
の触媒と、 上記触媒の硫黄被毒に対する再生を行うべき時期を判定
する再生時期判定手段と、 上記再生時期判定手段により再生を行うべき時期と判定
されると、主燃焼行程後に燃料噴射を行うモードを選択
することにより、上記未燃成分とＯ2とを上記触媒に供
給して該触媒を再生する触媒再生手段とを備えたことを
特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項４】 燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射
型内燃機関において、 上記内燃機関の排気通路に設けられたＨ2Ｏトラップ及
び／又はＨＣトラップと、 上記排気通路の上記トラップの下流側に設けられ、未燃
成分とＯ2とが供給されると低温で活性する排気浄化用
の触媒と、 上記触媒の硫黄被毒に対する再生を行うべき時期を判定
する再生時期判定手段と、 上記再生時期判定手段により再生を行うべき時期と判定
されると、圧縮行程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射モー
ドを選択すると共に、該圧縮行程噴射モードでの目標空
燃比を上記触媒の再生時以外で選択される目標空燃比よ
り濃化側に変更することにより、上記未燃成分とＯ2と
を上記触媒に供給して該触媒を再生する触媒再生手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。 - 【請求項５】 上記内燃機関は上記触媒の上流側に２次
空気を供給する２次空気供給手段を更に備え、 上記触媒が所定温度以上で、且つ濃化側空燃比雰囲気に
あることが判定されると、上記２次空気供給手段を作動
させて排ガス中に２次空気を供給することを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の内燃機関
の排ガス浄化装置。 - 【請求項６】 空燃比を希薄側に設定したリーン運転を
実行可能なリーンバーン内燃機関において、 上記内燃機関の排気通路に設けられ、未燃成分とＯ2と
が供給されると低温で活性する排気浄化用の触媒と、 上記触媒の上流側に２次空気を供給して、該触媒の雰囲
気を希薄側空燃比に保持する２次空気供給手段と、 上記内燃機関がリーン運転を実行する運転領域におい
て、上記２次空気供給手段の作動を抑制する２次空気抑
制手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排ガス浄
化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130138A JP2001304016A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130138A JP2001304016A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304016A true JP2001304016A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18639290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130138A Withdrawn JP2001304016A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 内燃機関の排ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304016A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1531249A2 (en) | 2003-11-11 | 2005-05-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and control method thereof |
| JP2009264282A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| WO2010016438A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| WO2014196122A1 (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method and an apparatus for warming a catalyst in an internal combustion engine |
| JP2015187422A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの始動装置 |
| CN114687875A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-01 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种车辆启动方法及车辆启动控制系统 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130138A patent/JP2001304016A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1531249A2 (en) | 2003-11-11 | 2005-05-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and control method thereof |
| EP1531249A3 (en) * | 2003-11-11 | 2006-09-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and control method thereof |
| US7178327B2 (en) | 2003-11-11 | 2007-02-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and control method thereof |
| JP2009264282A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
| WO2010016438A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | 本田技研工業株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| JP2010038004A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Honda Motor Co Ltd | 排ガス浄化装置 |
| US8601802B2 (en) | 2008-08-04 | 2013-12-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Exhaust gas purifying device |
| WO2014196122A1 (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A method and an apparatus for warming a catalyst in an internal combustion engine |
| JP2015187422A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの始動装置 |
| CN114687875A (zh) * | 2022-03-25 | 2022-07-01 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种车辆启动方法及车辆启动控制系统 |
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