JP2003113708A

JP2003113708A - 触媒暖機装置

Info

Publication number: JP2003113708A
Application number: JP2001309049A
Authority: JP
Inventors: Toshisuke Toshioka; 俊祐利岡; Shinya Hirota; 信也広田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP3709822B2

Abstract

(57)【要約】【課題】昇温促進剤を触媒暖機作用のために有効に利
用する。【解決手段】一対の分岐排気通路内にＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａ１，ＮＡ２をそれぞれ配置し、内燃機関から排出され
た排気ガスを切替弁ＶＳによりこれらＮＯ_X 吸収剤のう
ちいずれか一方に選択的に導く。第１のＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａ１の温度がＣＯ反応開始温度よりも高いときには、内
燃機関から排出された排気ガスを第２のＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａ２に導くと共に、リッチ空燃比のもとで作動された燃
焼式ヒータ３０の排気ガスを第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１
に供給する。次いで、第１のＮＯ_X吸収剤ＮＡ１の温度
がＮＯ_X 吸収剤活性温度よりも高くなったときには内燃
機関から排出された排気ガスを第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ
１に導くと共に、第１のＮＯ _X 吸収剤ＮＡ１への燃焼式
ヒータ３０の排気ガスの供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は触媒暖機装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】触媒で良好な排気浄化作用を行うために
は触媒の温度を触媒活性温度以上にしなければならない
ことが従来より広く知られている。ここで、排気浄化作
用を例えば炭化水素ＨＣの酸化反応と考えるならば、触
媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには触媒におい
てＨＣが酸化されないことになる。

【０００３】ところが、触媒の温度が触媒活性温度より
も低くても触媒において一酸化炭素ＣＯは酸化され、こ
のＣＯの酸化反応は発熱反応であることも知られてい
る。従って、触媒の温度が触媒におけるＣＯの反応開始
温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときに触媒
にＣＯを供給すれば、触媒の温度を速やかに上昇させる
ことができることになる。言い換えると、ＣＯは触媒の
昇温促進剤として作用しうる。

【０００４】一方、燃焼式ヒータをリッチ空燃比のもと
で作動させると燃焼式ヒータの排気ガス中に含まれるＣ
Ｏの量が増大する。そこで、触媒の温度が触媒における
ＣＯの反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも
低いときには、燃焼式ヒータをリッチ空燃比のもとで作
動させながら燃焼式ヒータの排気ガスを触媒に供給する
ようにした触媒暖機装置が公知である（特開２０００−
１８６５３９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この触媒暖機装置で
は、内燃機関から排出された排気ガスだけでなく燃焼式
ヒータの排気ガスも触媒に供給されることになる。とこ
ろが、例えば冷間始動時には内燃機関から排出された排
気ガスの温度はかなり低く、燃焼式ヒータの排気ガスの
温度よりも低い場合もある。このため、燃焼式ヒータの
排気ガスを触媒に供給しているときに内燃機関から排出
された低温の排気ガスを触媒に供給すると、この低温の
排気ガスによって触媒が冷却され、燃焼式ヒータの排気
ガスを触媒暖機作用のために有効に利用できない恐れが
あるという問題点がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、昇温促進剤を触媒
暖機作用のために有効に利用することができる触媒暖機
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、機関排気通路内に酸化能を有
する触媒を配置した内燃機関において、触媒上で発熱反
応しうる昇温促進剤であって該昇温促進剤の触媒におけ
る反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇
温促進剤を触媒に供給するための供給手段を具備し、触
媒上流の排気通路を分岐して触媒をバイパスするバイパ
ス通路を形成し、内燃機関から排出された排気ガスを触
媒とバイパス通路とのうちいずれか一方に選択的に導く
切替弁を設け、触媒の温度が昇温促進剤の触媒における
反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いと
きには内燃機関から排出された排気ガスをバイパス通路
に導きながら触媒に昇温促進剤を供給し、次いで触媒の
温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関
から排出された排気ガスを触媒に導くと共に、触媒への
昇温促進剤の供給を停止するようにしている。即ち１番
目の発明では、触媒に昇温促進剤が供給されるときには
内燃機関から排出された排気ガスがバイパス通路に導か
れるので、低温の排気ガスによって触媒が冷却されるの
が阻止される。

【０００８】また、上記課題を解決するために２番目の
発明によれば、機関排気通路を分岐して形成される一対
の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置
し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のう
ちいずれか一方に選択的に導くための切替弁を具備した
内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段
と、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温
促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度より
も低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供
給手段とを具備し、一方の触媒の温度が昇温促進剤の触
媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よ
りも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他
方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を該一方の触媒に供
給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも
高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを
該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への昇温促進
剤の供給を停止するようにしている。即ち２番目の発明
では、一方の触媒に昇温促進剤が供給されるときには内
燃機関から排出された排気ガスが他方の触媒に導かれる
ので、低温の排気ガスによって一方の触媒が冷却される
のが阻止される。また、一方の触媒が活性化すると内燃
機関から排出された排気ガスが一方の触媒に導かれるの
で、良好な排気浄化作用が確保される。

【０００９】また、上記課題を解決するために３番目の
発明によれば、機関排気通路を分岐して形成される一対
の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置
し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のう
ちいずれか一方に選択的に導く切替弁を具備した内燃機
関において、切替弁を制御するための制御手段と、内燃
機関と異なる燃焼装置と、該燃焼装置の排気ガスを触媒
に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温
度が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも
高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から
排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、該一方
の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃
比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の
排気ガスを該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒
の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機
関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共
に、該一方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止
するようにしている。即ち３番目の発明では、一方の触
媒に燃焼装置の排気ガスが供給されるときには内燃機関
から排出された排気ガスが他方の触媒に導かれるので、
低温の排気ガスによって一方の触媒が冷却されるのが阻
止される。また、一方の触媒が活性化すると内燃機関か
ら排出された排気ガスが一方の触媒に導かれるので、良
好な排気浄化作用が確保される。

【００１０】また、４番目の発明によれば３番目の発明
において、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上
昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒
の温度が設定温度よりも低いときには内燃機関から排出
された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の
触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出される
排気ガスの温度を上昇させるようにしている。即ち４番
目の発明では、一方の触媒の温度が設定温度まで速やか
に上昇せしめられる。

【００１１】また、５番目の発明によれば３番目又は４
番目の発明において、内燃機関から排出された排気ガス
が前記一方の触媒に導かれているときに、前記他方の触
媒の温度が設定温度よりも低いときには該他方の触媒の
温度を上昇させるために燃焼装置をリーン空燃比のもと
で作動させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触
媒に供給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度より
も低くかつ設定温度よりも高いとき又は高くなったとき
には該他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置を
リッチ空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該
燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他
方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高いとき又は高く
なったときには該他方の触媒への燃焼装置の排気ガスの
供給を停止するようにしている。即ち５番目の発明で
は、他方の触媒の温度が速やかに上昇せしめられ、しか
もこのとき内燃機関から排出される低温の排気ガスが他
方の触媒に流入するのが阻止されている。

【００１２】また、６番目の発明によれば３番目の発明
において、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上
昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒
に燃焼装置の排気ガスを供給しているときに、前記他方
の触媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには該他方
の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出され
る排気ガスの温度を上昇させるようにしている。即ち６
番目の発明では、他方の触媒の温度が速やかに上昇せし
められる。

【００１３】また、７番目の発明によれば３番目の発明
において、内燃機関から排出された排気ガスがいずれか
一方の触媒に導かれているときに他方の触媒にわずかば
かりの量の内燃機関の排気ガスが導かれるように切替弁
を制御している。即ち７番目の発明では、燃焼装置の排
気ガスが供給されうる方の触媒にわずかばかりの排気ガ
ス流れが形成され、従って燃焼装置の排気ガスが触媒全
体に拡散しやすくされる。

【００１４】また、８番目の発明によれば３番目の発明
において、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が
リーンに維持されており、前記触媒を、流入する排気ガ
スの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯ
_X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになる
と吸収しているＮＯ_X を放出し還元するＮＯ_X 吸収剤か
ら形成し、前記設定温度をＮＯ_X 吸収剤における一酸化
炭素の反応開始温度に設定している。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明を圧縮着火式内燃機
関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点
火式内燃機関にも適用することもできる。

【００１６】図１を参照すると、１は機関本体、２はシ
リンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、
５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、
８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々
示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサ
ージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダ
クト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレ
ッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップ
モータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置さ
れ、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流
れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８が配置され
る。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１
８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却され
る。

【００１７】一方、排気ポート１０は排気マニホルド１
９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の
排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口
は分岐管２２を介して第１及び第２の上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２に接続される。これら上流側排気ダクト
ＤＵ１，ＤＵ２は第１及び第２のケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２にそれぞれ接続され、これらケーシングＣＡ１，Ｃ
Ａ２は第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２
に接続され、これら下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２は
共通の排気管２３に接続される。

【００１８】分岐管２２内には切替弁ＶＳが配置され、
第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には
第１及び第２の下流側遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２がそれぞれ
配置される。これら切替弁及び遮断弁はそれぞれ対応す
るアクチュエータによりそれぞれ駆動される。また、第
１及び第２のケーシングＣＡ１，ＣＡ２内には第１及び
第２の触媒がそれぞれ収容されている。

【００１９】本発明による実施例では第１及び第２の触
媒は第１及び第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２から形
成される。しかしながら、触媒が酸化能を有する限りど
のような触媒を用いてもよい。

【００２０】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４
周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却す
るための冷却装置２６が配置される。図１に示される実
施例では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関冷
却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴
射弁６は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、いわゆ
るコモンレール２７に連結される。このコモンレール２
７内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から
燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃料
は各燃料供給管６ａを介して燃料噴射弁６に供給され
る。コモンレール２７にはコモンレール２７内の燃料圧
を検出するための燃料圧センサ２９が取付けられ、燃料
圧センサ２９の出力信号に基づいてコモンレール２７内
の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ２８の吐
出量が制御される。

【００２１】図１に示す内燃機関は燃焼式ヒータ３０を
具備している。この燃焼式ヒータ３０の空気通路３１は
開弁割合を変更可能な電気制御式空気絞り弁３２を介し
て空気ポンプ３３の吐出側に接続されている。一方、燃
焼式ヒータ３０の排気通路３４は分岐管２２内に配置さ
れた排気ガス噴射ノズルＮＧに接続されている。また、
燃焼式ヒータ３０の燃焼室３５内にはグロープラグ３６
が配置される。更に、空気絞り弁３２下流の空気通路３
１と排気管２３とはＥＧＲ通路３７を介して連結され、
ＥＧＲ通路３７内にはＥＧＲ通路３７内を流通するＥＧ
Ｒガスの量を制御するための電気制御式ＥＧＲ弁３８が
配置される。なお、燃焼式ヒータ３０の燃焼室３５には
燃料タンク内の燃料が供給されるようになっている。

【００２２】燃焼式ヒータ３０が作動されると、即ち空
気ポンプ３３が作動され、空気絞り弁３２が開弁され、
グロープラグ３６が作動され、燃焼室３５内に燃料が供
給されると、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが排気ガス供
給ノズルＮＧから第１のＮＯ _X 吸収剤ＮＡ１又は第２の
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２に供給される。なお、図１に示され
る実施例では燃焼式ヒータ３０を作動すべきときにはＥ
ＧＲ弁３８が開弁され、燃焼式ヒータ３０を作動させる
のに必要な燃料量を低減するようにしている。

【００２３】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５及び出力ポート４６を具備す
る。燃料圧センサ２９の出力信号は対応するＡＤ変換器
４７を介して入力ポート４５に入力される。また、第１
及び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内には第１
及び第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内に流入する排
気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサＳＡ１，
ＳＡ２がそれぞれ取付けられ、これら空燃比センサＳＡ
１，ＳＡ２の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介し
て入力ポート４５に入力される。第１及び第２の下流側
排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には第１及び第２のＮＯ_X
吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２から流出した排気ガスの温度を検
出するための第１及び第２の温度センサＳＴ１，ＳＴ２
がそれぞれ取付けられ、これら温度センサＳＴ１，ＳＴ
２の出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポ
ート４５に入力される。第１及び第２の温度センサＳＴ
１，ＳＴ２により検出される排気ガスの温度は第１及び
第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度をそれぞれ表
している。

【００２４】一方、アクセルペダル５０にはアクセルペ
ダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負
荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は
対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力
される。更に入力ポート４５にはクランクシャフトが例
えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク
角センサ５２が接続される。一方、出力ポート４６は対
応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル
弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料
ポンプ２８、切替弁ＶＳ及び遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２の各
アクチュエータ、燃焼装置３０の空気絞り弁３２、空気
ポンプ３３、グロープラグ３６、並びにＥＧＲ弁３８に
それぞれ接続される。

【００２５】各ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２は例えばア
ルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナ
トリウムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなア
ルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなア
ルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希
土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジ
ウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金
属とが担持されている。なお、排気ガス中に含まれる固
体炭素からなる微粒子を捕集するためのパティキュレー
トフィルタにＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を担持させる
こともできる。

【００２６】このＮＯ_X 吸収剤は流入する排気ガスの平
均空燃比がリーンのときにはＮＯ_Xを吸収し、流入する
排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯ_X を放
出するＮＯ_X の吸放出作用を行う。なお、本明細書では
排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室５、
及び吸気通路内に供給された空気と炭化水素ＨＣ及び一
酸化炭素ＣＯとの比をその位置における排気ガスの空燃
比と称している。

【００２７】ＮＯ_X 吸収剤の詳細な吸放出メカニズムに
ついては完全には明らかにされていない。しかしなが
ら、現在考えられている吸放出メカニズムを、担体上に
白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとっ
て簡単に説明すると次のようになる。

【００２８】即ち、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気ガスの
空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入す
る排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ_２がＯ
_２ ⁻又はＯ^２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一
方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ
_２ ⁻又はＯ^２−と反応し、ＮＯ_２となる（２ＮＯ＋Ｏ_２
→２ＮＯ_２）。次いで生成されたＮＯ_２の一部は白金Ｐ
ｔ上でさらに酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バ
リウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ_３ ⁻の形
で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X
吸収剤内に吸収される。

【００２９】これに対し、ＮＯ_X 吸収剤に流入する排気
ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ_２の生成量が低下し、反
応が逆方向（ＮＯ_３ ⁻→ＮＯ_２）に進み、斯くして吸収
剤内の硝酸イオンＮＯ_３ ⁻がＮＯ_２の形で吸収剤から放
出される。この放出されたＮＯ_X は排気ガス中のＨＣ，
ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金
Ｐｔの表面上にＮＯ_２が存在しなくなると吸収剤から次
から次へとＮＯ_２が放出され、還元される。

【００３０】切替弁ＶＳは第１の位置と第２の位置との
うちいずれか一方に位置せしめられる。切替弁ＶＳが第
１の位置に位置せしめられると、図１に示されるように
排気タービン２１の出口は切替弁ＶＳによって第２の上
流側排気ダクトＤＵ２との連通が遮断されながら、第１
の上流側排気ダクトＤＵ１に連通される。また、切替弁
ＶＳが第１の位置に位置せしめられると第１の下流側遮
断弁ＶＬ１が全開され、第２の下流側遮断弁ＶＬ２が閉
弁される。その結果、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２への内
燃機関の排気ガス流れが遮断され、内燃機関から排出さ
れた排気ガスが第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１内を流通する
ことになる。

【００３１】このとき、排気ガス供給ノズルＮＧは切替
弁ＶＳによって第１の上流側排気ダクトＤＵ１との連通
が遮断されながら第２の上流側排気ダクトＤＵ２に連通
され、従ってこのとき燃焼式ヒータ３０が作動されると
燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ
２に供給されることになる。

【００３２】これに対し、切替弁ＶＳが第２の位置に位
置せしめられると、図２に示されるように排気タービン
２１の出口は切替弁ＶＳによって第１の上流側排気ダク
トＤＵ１との連通が遮断されながら、第２の上流側排気
ダクトＤＵ２に連通される。また、切替弁ＶＳが第２の
位置に位置せしめられると第２の下流側遮断弁ＶＬ２が
全開され、第１の下流側遮断弁ＶＬ１が閉弁される。そ
の結果、第１のＮＯ_X吸収剤ＮＡ１への内燃機関の排気
ガス流れが遮断され、内燃機関から排出された排気ガス
が第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２内を流通することになる。

【００３３】このとき、排気ガス供給ノズルＮＧは切替
弁ＶＳによって第２の上流側排気ダクトＤＵ２との連通
が遮断されながら第１の上流側排気ダクトＤＵ１に連通
され、従ってこのとき燃焼式ヒータ３０が作動されると
燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ
１に供給されることになる。

【００３４】上述したように、内燃機関から排出された
排気ガスが第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１内を流通するとき
には第２の下流側遮断弁ＶＬ２が閉弁され、内燃機関か
ら排出された排気ガスが第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２内を
流通するときには第１の下流側遮断弁ＶＬ１が閉弁され
る。このようにすると、一方のＮＯ_X 吸収剤内を流通し
た排気ガスが他方のＮＯ_X 吸収剤内に逆流するのが抑制
される。

【００３５】なお、切替弁ＶＳが第１の位置にあるとき
にはわずかばかりの量の内燃機関の排気ガスが第２のＮ
Ｏ_X 吸収剤ＮＡ２内に流入し、切替弁ＶＳが第２の位置
にあるときにはわずかばかりの量の内燃機関の排気ガス
が第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１内に流入するように、切替
弁ＶＳ、及び下流側遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２の開度が予め
設定されている。

【００３６】ところで、図１に示される実施例のように
触媒をＮＯ_X 吸収剤から形成した場合、ＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａ１，ＮＡ２で良好な排気浄化作用を行うためにはＮＯ
_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度をその活性温度以上に上
昇させる必要がある。即ち、ＮＯ_X 吸収剤では上述した
ようにＮＯの酸化、硝酸塩の生成及び分解、ＨＣ，ＣＯ
によるＮＯ_X の還元などが行われ、これらの反応を通じ
て排気ガスが浄化されることを考えると、ＮＯ_X 吸収剤
の温度をこれらの反応が実質的に開始する温度以上に上
昇させる必要がある。この意味で、ＮＯ_X 吸収剤の活性
温度はこれらの反応が実質的に開始する温度ということ
になる。

【００３７】ところが、ＮＯ_X 吸収剤の温度がＮＯ_X 吸
収剤活性温度、例えば２５０℃よりも低くても、ＮＯ_X
吸収剤の温度がＮＯ_X 吸収剤における一酸化炭素ＣＯの
反応開始温度よりも高ければＣＯはＮＯ_X 吸収剤におい
て酸化される。このＮＯ_X 吸収剤におけるＣＯの反応開
始温度、即ちＣＯ反応開始温度はＮＯ_X 吸収剤の種類と
反応の種類とに応じて定まり、例えば１５０℃である。

【００３８】従って、ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温
度がＣＯ反応開始温度よりも高くかつＮＯ_X 吸収剤活性
温度よりも低いときにＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２にＣ
Ｏを供給すればこのＣＯがＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２
において発熱反応し、斯くしてＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，Ｎ
Ａ２の温度を速やかに上昇させることができることにな
る。

【００３９】ところが、冒頭で述べたように内燃機関か
ら排出された低温の排気ガスと共にＣＯをＮＯ_X 吸収剤
ＮＡ１，ＮＡ２に供給してもＣＯをＮＯ_X 吸収剤ＮＡ
１，ＮＡ２の昇温のために有効に利用できない。そこ
で、本発明による実施例では内燃機関からの排気ガス流
れを遮断しながらＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２にＣＯを
供給するようにしている。このようにすると、内燃機関
から排出された低温の排気ガスによってＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａ１，ＮＡ２が冷却されるのが阻止され、従ってＣＯを
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の昇温のために有効に利用
することができる。

【００４０】一方、燃焼式ヒータ３０をリッチ空燃比の
もとで作動させると燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含
まれるＣＯの量が増大する。そこで、本発明による実施
例では、ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＣＯ反応
開始温度よりも高くかつＮＯ _X 吸収剤活性温度よりも低
いときにはＮＯ_X 吸収剤の温度を上昇させるためにリッ
チ空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０を作動させ、この燃
焼式ヒータ３０の排気ガスをこのＮＯ_X 吸収剤に供給す
るようにしている。なお、この場合燃焼式ヒータ３０を
理論空燃比のもとで作動させてもよい。

【００４１】次いで、ＮＯ_X 吸収剤の温度を上昇させる
ために燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給されている方
のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＮＯ_X 吸収剤活
性温度よりも高くなると即ち活性化すると、切替弁ＶＳ
が切り替えられ、活性化したＮＯ_X 吸収剤への燃焼式ヒ
ータ３０の排気ガスの供給が停止される。従って、内燃
機関から排出された排気ガスが活性化したＮＯ_X 吸収剤
に導かれることになり、その結果内燃機関の排気ガスを
確実に浄化することができる。これが本発明の基本的な
考え方である。

【００４２】従って一般的に言うと、一方の触媒の温度
が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも高
くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排
出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、一方の触
媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比の
もとで作動させながら燃焼装置の排気ガスを一方の触媒
に供給し、次いで一方の触媒の温度が触媒活性温度より
も高くなったときには内燃機関から排出された排気ガス
を一方の触媒に導くと共に、一方の触媒への燃焼装置の
排気ガスの供給を停止しているということになる。

【００４３】或いは、触媒上で発熱反応しうる昇温促進
剤であって昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触
媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供
給するための供給手段を具備し、一方の触媒の温度が昇
温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触
媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された
排気ガスを他方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を一方
の触媒に供給し、次いで一方の触媒の温度が触媒活性温
度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排
気ガスを一方の触媒に導くと共に、一方の触媒への昇温
促進剤の供給を停止しているという見方もできる。本発
明による実施例では昇温促進剤を一酸化炭素ＣＯから形
成しているが、触媒上で発熱反応しかつ触媒における反
応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている限り、
他の物質から昇温促進剤を形成することができる。

【００４４】次に、機関始動時における触媒暖機制御を
例にとって図３から図６を参照しつつ本発明による実施
例を詳しく説明する。なお、図３から図６においてＴ１
及びＴ２は第１及び第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２
の温度をそれぞれ表している。なお、機関始動完了後に
おける触媒暖機制御にも本発明を適用することができ
る。

【００４５】切替弁ＶＳの位置は機関が停止されてから
次に始動されるまで変更されず、従って機関始動時にお
ける切替弁ＶＳの位置は直前の機関停止時における切替
弁ＶＳの位置に一致する。このため、機関始動時に切替
弁ＶＳが第１の位置にあるときもあれば第２の位置にあ
るときもある。図３から図６に示す例では機関始動時に
切替弁ＶＳが第１の位置にある場合を示しているが、切
替弁ＶＳが第２の位置にあるときも同様な触媒暖機制御
が行われる。

【００４６】図３は機関始動時における第１及び第２の
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度Ｔ１，Ｔ２がそれぞ
れＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低い場合を示してい
る。この場合、内燃機関から排出された排気ガスが導か
れている第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１を上昇さ
せるために内燃機関から排出される排気ガスの温度が上
昇される。

【００４７】内燃機関から排出される排気ガスの温度を
上昇させる方法には様々な方法がある。その方法の一つ
は燃料噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる方法で
ある。即ち、通常主燃料Ｑｍは図７において（Ｉ）に示
されるように圧縮上死点付近で噴射される。この場合、
図７の（ＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期
が遅角されると後燃え期間が長くなり、斯くして内燃機
関から排出される排気ガスの温度が上昇する。

【００４８】また、内燃機関から排出される排気ガスの
温度を上昇させるために図７の（ＩＩＩ）に示されるよ
うに主燃料Ｑｍに加え、吸気上死点付近において補助燃
料Ｑｖを噴射することもできる。このように補助燃料Ｑ
ｖを追加的に噴射すると補助燃料Ｑｖ分だけ燃焼せしめ
られる燃料が増えるために内燃機関から排出される排気
ガスの温度が上昇する。

【００４９】一方、このように吸気上死点付近において
補助燃料Ｑｖを噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によって
この補助燃料Ｑｖからアルデヒド、ケトン、パーオキサ
イド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中
間生成物によって主燃料Ｑｍの反応が加速される。従っ
てこの場合には図７の（ＩＩＩ）に示されるように主燃
料Ｑｍの噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずること
なく良好な燃焼が得られる。即ち、このように主燃料Ｑ
ｍの噴射時期を大巾に遅らせることができるので内燃機
関から排出される排気ガスの温度はかなり高くなる。

【００５０】また、図７の（ＩＶ）に示されるように主
燃料Ｑｍに加え、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料
Ｑｐを噴射することもできる。即ち、補助燃料Ｑｐが燃
焼室又は排気通路内で燃焼するために内燃機関から排出
される排気ガスの温度が上昇する。

【００５１】本発明による実施例では内燃機関から排出
される排気ガスの温度を上昇させるために図７の（Ｉ
Ｖ）に示される補助燃料Ｑｐを供給するようにしてい
る。従って、機関が始動されると補助燃料Ｑｐの供給が
開始され、それによって第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温
度Ｔ１が上昇し始める。

【００５２】一方、このとき内燃機関からの排気ガス流
れが遮断されている第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ
２を上昇させるために燃焼式ヒータ３０がリーン空燃比
のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２
のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２に供給される。その結果、第２の
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し始める。この場
合、燃焼式ヒータ３０をリーン空燃比のもとで作動させ
ると燃焼式ヒータ３０の排気ガスの温度を高くすること
ができ、しかも燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれ
る未燃ＨＣ，ＣＯの量を低減することができる。

【００５３】次いで、内燃機関から排出された排気ガス
が導かれている第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１が
ＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると、図３に示さ
れるように切替弁ＶＳが第１の位置から第２の位置に切
り替えられる。また、このとき燃焼式ヒータ３０がリッ
チ空燃比のもとで作動される。或いは燃焼式ヒータ３０
の空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。その結
果、内燃機関からの排気ガス流れが遮断されながら第１
のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１に燃焼式ヒータ３０の排気ガスが
供給されることになる。この場合、内燃機関はリーン空
燃比のもとで継続して燃焼が行われており、第１のＮＯ
_X 吸収剤ＮＡ１にはわずかな量の内燃機関の排気ガスが
流入しているので、第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１において
燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれるＣＯが内燃機
関からの排気ガス中に含まれる酸素と反応し、斯くして
第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１が昇温される。この場合、Ｃ
Ｏの反応熱だけでなく、燃焼式ヒータ３０の排気ガスの
熱によっても第１のＮＯ_X吸収剤ＮＡ１が昇温される。
また、第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１に流入する内燃機関の
わずかな排気ガス流れによって燃焼式ヒータ３０の排気
ガスを第１のＮＯ_X吸収剤ＮＡ１全体に拡散させること
ができる。

【００５４】一方、このとき第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２
には内燃機関から排出された排気ガスが導かれている。
図３に示される例ではこのとき第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ
２の温度Ｔ２はＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低
くなっている。そこで、本発明による実施例では第２の
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２を上昇させるために内燃
機関から排出される排気ガスの温度を上昇させている。
即ち、補助燃料Ｑｐが供給され続ける。従って、第２の
ＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し続ける。

【００５５】次いで、第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温度
Ｔ１がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなる
と、図３に示されるように切替弁ＶＳが第２の位置から
第１の位置に戻される。その結果、内燃機関から排出さ
れた排気ガスが第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１に導かれる。
その結果、内燃機関の排気ガスを確実に浄化することが
できる。

【００５６】また、切替弁ＶＳが第１の位置に戻される
と排気ガス供給ノズルＮＧと第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１
との連通が遮断され、従って第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１
への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。
更に、補助燃料Ｑｐの供給も停止される。従って、ＮＯ
_X 吸収剤の昇温のために必要な燃料の量を低減すること
ができる。

【００５７】一方、このとき第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２
への内燃機関からの排気ガス流れが遮断されている。図
３に示される例ではこのとき第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２
の温度Ｔ２はＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなって
いる。そこで、本発明による実施例では燃焼式ヒータ３
０をリッチ空燃比のもとで作動させ、第２のＮＯ_X 吸収
剤ＮＡ２に燃焼式ヒータ３０の排気ガスを供給するよう
にしている。その結果、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温
度Ｔ２が上昇し続ける。

【００５８】次いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度
Ｔ２がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると
燃焼式ヒータ３０が停止され、即ち第２のＮＯ_X 吸収剤
ＮＡ２への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止さ
れる。

【００５９】このようにして第１及び第２のＮＯ_X 吸収
剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣ
Ｔ以上まで上昇せしめられ、斯くして第１及び第２のＮ
Ｏ_X吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の暖機が完了せしめられる。

【００６０】図４に示されるように、第１のＮＯ_X 吸収
剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよ
りも高くなって切替弁ＶＳが第１の位置に戻されたとき
に第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始
温度ＴＣＯよりも低い場合には、燃焼式ヒータ３０がリ
ーン空燃比のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気
ガスが第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２に供給される。その結
果、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し続け
る。

【００６１】次いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度
Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式
ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられ
る。その結果、燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれ
るＣＯが第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２において反応し、斯
くして第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２が更に昇温される。次
いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯ_X 吸
収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒータ３
０が停止され、即ち第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２への燃焼
式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。

【００６２】図５に示されるように、リーン空燃比のも
とで作動される燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給され
ているときに第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣ
Ｏ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなったときには、燃焼
式ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで作動される。或い
は燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り
替えられる。次いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度
Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式
ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられ
る。次いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮ
Ｏ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒ
ータ３０が停止される。

【００６３】次いで、第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温度
Ｔ１がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式
ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで再び作動され、この
ときの燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第１のＮＯ_X 吸収
剤ＮＡ１に供給される。

【００６４】一方、図６は機関始動時における第１のＮ
Ｏ_X 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＣＯ反応開始温度ＴＣＯ
よりも高くかつ第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が
ＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低い場合を示している。
この場合、機関が始動されると切替弁ＶＳが第１の位置
から第２の位置に切り替えられ、燃焼式ヒータ３０がリ
ッチ空燃比のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気
ガスが第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１に供給される。一方、
このとき内燃機関から排出された排気ガスが導かれてい
る第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度を上昇させるために
補助燃料Ｑｐが供給される。

【００６５】次いで、第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の温度
Ｔ１がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると
切替弁ＶＳが第１の位置に戻され、補助燃料Ｑｐの供給
が停止される。このとき第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温
度Ｔ２はＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いので、リー
ン空燃比のもとで作動された燃焼式ヒータ３０の排気ガ
スが第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２に供給される。

【００６６】次いで、第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度
Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式
ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えら
れ、次いで第２のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯ
_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒー
タ３０が停止される。

【００６７】図８及び図９は上述した触媒暖機制御を実
行するためのルーチンを示している。このルーチンは例
えば機関始動時に１回だけ実行される。

【００６８】図８及び図９を参照すると、まず初めにス
テップ１００では現在の切替弁ＶＳの位置が第１の位置
である（ＶＰ＝１）か否かが判別される。現在の切替弁
ＶＳの位置が第１の位置である（ＶＰ＝１）ときにはス
テップ１０１に進み、パラメータｉが１とされ、パラメ
ータｊが２とされる（ｉ＝１，ｊ＝２）。次いでステッ
プ１０３に進む。これに対し、現在の切替弁ＶＳの位置
が第２の位置である（ＶＰ＝２）ときにはステップ１０
２に進み、パラメータｉが２とされ、パラメータｊが１
とされる（ｉ＝２，ｊ＝１）。次いでステップ１０３に
進む。従ってパラメータｉは触媒暖機制御を開始すると
きの切替弁ＶＳの位置を表すと共に、内燃機関の排気ガ
スが導かれているＮＯ_X 吸収剤を表していることにな
る。

【００６９】ステップ１０３では、内燃機関の排気ガス
が導かれているＮＯ_X 吸収剤ＮＡｉの温度ＴｉがＣＯ反
応開始温度ＴＣＯよりも低いか否かが判別される。Ｔｉ
＜ＴＣＯのときには次いでステップ１０４に進み、補助
燃料Ｑｐが供給される。従って内燃機関から排出される
排気ガスの温度が上昇され、この内燃機関の排気ガスに
よりＮＯ_X 吸収剤ＮＡｉの温度が上昇される。

【００７０】続くステップ１０５では、内燃機関の排気
ガス流れが遮断されているＮＯ_X 吸収剤ＮＡｊの温度Ｔ
ｊがＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いか否かが判別さ
れる。Ｔｊ＜ＴＣＯのときには次いでステップ１０６に
進み、リーン空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０が作動さ
れる。従って燃焼式ヒータ３０の排気ガスによってＮＯ
_X 吸収剤ＮＡｊの温度が上昇される。次いでステップ１
０３に戻る。

【００７１】これに対し、ステップ１０５においてＴｊ
≧ＴＣＯのときには次いでステップ１０７に進み、ＮＯ
_X 吸収剤ＮＡｊの温度ＴｊがＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡ
ＣＴよりも低いか否かが判別される。Ｔｊ＜ＴＡＣＴの
とき、即ちＴＣＯ≦Ｔｊ＜ＴＡＣＴのときには次いでス
テップ１０８に進み、リッチ空燃比のもとで燃焼式ヒー
タ３０が作動される。従って燃焼式ヒータ３０の排気ガ
スがＮＯ_X 吸収剤ＮＡｊに供給され、ＣＯの反応熱によ
りＮＯ_X 吸収剤ＮＡｊの温度が上昇される。次いでステ
ップ１０３に戻る。

【００７２】一方、ステップ１０７においてＴｊ≧ＴＡ
ＣＴのときには次いでステップ１０９に進み、補助燃料
Ｑｐの供給が停止され、又は停止状態に維持される。続
くステップ１１０では燃焼式ヒータ３０が停止される。
続くステップ１１１ではＮＯ _X 吸収剤ＮＡｉの温度Ｔｉ
がＮＯ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判
別される。Ｔｉ＜ＴＡＣＴのときにはステップ１０３に
戻り、Ｔｉ≧ＴＡＣＴのとき即ちＴｉ≧ＴＡＣＴかつＴ
ｊ≧ＴＡＣＴのときには処理サイクルを終了する。

【００７３】ステップ１０３においてＴｉ≧ＴＣＯのと
きには次いでステップ１１２に進み、内燃機関の排気ガ
スが導かれているＮＯ_X 吸収剤ＮＡｉの温度ＴｉがＮＯ
_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別され
る。Ｔｉ＜ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１３に
進み、切替弁ＶＳの位置がｉからｊに切り替えられる。
即ち、内燃機関から排出された排気ガスがＮＯ_X 吸収剤
ＮＡｊに導かれる。続くステップ１１４では、リッチ空
燃比のもとで燃焼式ヒータ３０が作動される。従って内
燃機関の排気ガス流れが遮断されているＮＯ_X 吸収剤Ｎ
Ａｉに燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給され、ＣＯの
反応熱によりＮＯ_X 吸収剤ＮＡｉの温度が上昇される。

【００７４】続くステップ１１５では、内燃機関の排気
ガスが導かれているＮＯ_X 吸収剤ＮＡｊの温度ＴｊがＮ
Ｏ_X 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別さ
れる。Ｔｊ＜ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１６
に進み、補助燃料Ｑｐを供給した後にステップ１０３に
戻る。従って内燃機関から排出される排気ガスの温度が
上昇され、この内燃機関の排気ガスによりＮＯ_X 吸収剤
ＮＡｊの温度が上昇される。これに対しＴｊ≧ＴＡＣＴ
のときには次いでステップ１１７に進み、補助燃料Ｑｐ
の供給を停止した後にステップ１０３に戻る。

【００７５】ステップ１１２においてＴｉ≧ＴＡＣＴの
ときには次いでステップ１１８に進み、切替弁ＶＳの位
置がｊからｉに切り替えられる。即ち、内燃機関から排
出された排気ガスがＮＯ_X 吸収剤ＮＡｉに導かれる。続
くステップ１１９では補助燃料Ｑｐの供給を停止し、次
いでステップ１０５に進む。

【００７６】図１０は単一のＮＯ_X 吸収剤を備えた内燃
機関に本発明を適用した場合を示している。

【００７７】図１０を参照すると、排気タービン２１の
出口は分岐管２２を介して上流側排気ダクトＤＵに接続
され、上流側排気ダクトＤＵはケーシングＣＡに接続さ
れる。ケーシングＣＡは下流側排気ダクトＤＬに接続さ
れ、下流側排気ダクトＤＬは排気管２３に接続される。
ケーシングＣＡ内にはＮＯ_X 吸収剤ＮＡが収容されてい
る。また、分岐管２２からＮＯ_X 吸収剤ＮＡを迂回して
排気管２３まで延びるバイパス管６０が設けられる。

【００７８】分岐管２２内には、内燃機関の排気ガス流
れをＮＯ_X 吸収剤ＮＡとバイパス管６０とのうちいずれ
か一方に選択的に導くための切替弁ＶＳが配置される。
この切替弁ＶＳは通常、内燃機関から排出された排気ガ
スをＮＯ_X 吸収剤ＮＡに導いている。また、上流側排気
ダクトＤＵ内には燃焼式ヒータの排気ガスをＮＯ_X 吸収
剤ＮＡに供給するための排気ガス供給ノズルＮＧが配置
される。

【００７９】ＮＯ_X 吸収剤ＮＡの暖機制御は図１に示さ
れる実施例における第１のＮＯ_X 吸収剤ＮＡ１の暖機制
御とほぼ同じである。簡単に説明すると、ＮＯ_X 吸収剤
ＮＡの温度がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いときに
は、ＮＯ_X 吸収剤ＮＡの温度を上昇させるために内燃機
関から排出される排気ガスの温度が上昇される。ＮＯ _X
吸収剤ＮＡの温度がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高い
とき又は高くなったときには、内燃機関から排出された
排気ガスがバイパス管６０に導かれる位置に切替弁ＶＳ
が切り替えられ、内燃機関からの排気ガス流れが遮断さ
れながら、リッチ空燃比のもとで作動された燃焼式ヒー
タ３０の排気ガスがＮＯ_X 吸収剤ＮＡに供給される。次
いでＮＯ_X 吸収剤ＮＡの温度がＮＯ_X 吸収剤活性温度Ｔ
ＡＣＴよりも高くなると、内燃機関から排出された排気
ガスがＮＯ_X 吸収剤ＮＡに導かれる位置に切替弁ＶＳが
戻され、燃焼式ヒータ３０が停止される。

【００８０】

【発明の効果】昇温促進剤を触媒暖機作用のために有効
に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】切替弁が別の位置にある場合を示す内燃機関の
部分図である。

【図３】触媒暖機制御を説明するための線図である。

【図４】触媒暖機制御を説明するための線図である。

【図５】触媒暖機制御を説明するための線図である。

【図６】触媒暖機制御を説明するための線図である。

【図７】噴射制御を説明するための図である。

【図８】触媒暖機制御を実行するためのフローチャート
である。

【図９】触媒暖機制御を実行するためのフローチャート
である。

【図１０】本発明による別の実施例を示す内燃機関の部
分図である。

【符号の説明】

１…機関本体３０…燃焼式ヒータＶＳ…切替弁ＮＡ１，ＮＡ２…ＮＯ_X 吸収剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G091 AA02 AA11 AA18 AB06 BA03 BA14 CA02 CA13 CB08 DA01 DA02 DA06 DA08 DB10 DB11 DC05 EA01 EA07 EA18 EA34 FA02 FB02 FB10 FC07 GA06 GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W HA08 HA11 HA36 HA37 HB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気通路内に酸化能を有する触媒を
配置した内燃機関において、触媒上で発熱反応しうる昇
温促進剤であって該昇温促進剤の触媒における反応開始
温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を
触媒に供給するための供給手段を具備し、触媒上流の排
気通路を分岐して触媒をバイパスするバイパス通路を形
成し、内燃機関から排出された排気ガスを触媒とバイパ
ス通路とのうちいずれか一方に選択的に導く切替弁を設
け、触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温
度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃
機関から排出された排気ガスをバイパス通路に導きなが
ら触媒に昇温促進剤を供給し、次いで触媒の温度が触媒
活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出さ
れた排気ガスを触媒に導くと共に、触媒への昇温促進剤
の供給を停止するようにした触媒暖機装置。
【請求項２】機関排気通路を分岐して形成される一対
の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置
し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のう
ちいずれか一方に選択的に導くための切替弁を具備した
内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段
と、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温
促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度より
も低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供
給手段とを具備し、一方の触媒の温度が昇温促進剤の触
媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よ
りも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他
方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を該一方の触媒に供
給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも
高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを
該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への昇温促進
剤の供給を停止するようにした触媒暖機装置。
【請求項３】機関排気通路を分岐して形成される一対
の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置
し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のう
ちいずれか一方に選択的に導く切替弁を具備した内燃機
関において、切替弁を制御するための制御手段と、内燃
機関と異なる燃焼装置と、該燃焼装置の排気ガスを触媒
に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温
度が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも
高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から
排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、該一方
の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃
比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の
排気ガスを該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒
の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機
関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共
に、該一方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止
するようにした触媒暖機装置。
【請求項４】内燃機関から排出される排気ガスの温度
を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の
触媒の温度が設定温度よりも低いときには内燃機関から
排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一
方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出さ
れる排気ガスの温度を上昇させるようにした請求項３に
記載の触媒暖機装置。
【請求項５】内燃機関から排出された排気ガスが前記
一方の触媒に導かれているときに、前記他方の触媒の温
度が設定温度よりも低いときには該他方の触媒の温度を
上昇させるために燃焼装置をリーン空燃比のもとで作動
させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供
給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低く
かつ設定温度よりも高いとき又は高くなったときには該
他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ
空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装
置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他方の触
媒の温度が触媒活性温度よりも高いとき又は高くなった
ときには該他方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を
停止するようにした請求項３又は４に記載の触媒暖機装
置。
【請求項６】内燃機関から排出される排気ガスの温度
を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の
触媒に燃焼装置の排気ガスを供給しているときに、前記
他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには該
他方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出
される排気ガスの温度を上昇させるようにした請求項３
に記載の触媒暖機装置。
【請求項７】内燃機関から排出された排気ガスがいず
れか一方の触媒に導かれているときに他方の触媒にわず
かばかりの量の内燃機関の排気ガスが導かれるように切
替弁を制御する請求項３に記載の触媒暖機装置。
【請求項８】内燃機関から排出される排気ガスの空燃
比がリーンに維持されており、前記触媒を、流入する排
気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中の
ＮＯ_X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチに
なると吸収しているＮＯ_X を放出し還元するＮＯ_X 吸収
剤から形成し、前記設定温度をＮＯ_X吸収剤における一
酸化炭素の反応開始温度に設定した請求項３に記載の触
媒暖機装置。