JP3779828B2

JP3779828B2 - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP3779828B2
Application number: JP22747498A
Authority: JP
Inventors: 圭司岡田; 和彦兼利; 博文土田; 彰田山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-12
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: JP2000054827A; US6497846B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒内直接噴射式内燃機関の排気浄化装置に関し、特に始動直後の排気ガスの排気浄化を図った排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の内燃機関から排出される排気ガス浄化には、貴金属（白金、パラジウム、ロジウム等）またはその他の金属を担持した触媒が従来から使われている。このような触媒は、排気ガス中の有害成分であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を酸化還元して浄化している。ところで、この触媒作用を得るためには排気温度が高くなければならず、例えばＨＣの触媒による浄化のためには、一般に、２００〜３００℃程度の温度が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関始動直後では、排気ガス温度が低く、触媒が活性する温度（例えば２００℃以上）に達しないため、ＨＣの浄化はほとんど行われない。そのためＨＣの大気への放出量が増大する可能性がある。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するために、内燃機関の排気系に従来の触媒装置に加えて、低温条件でＨＣを吸着するＨＣ吸着剤を配備し、触媒活性前に排出されるＨＣを吸着するようにしたものが公知である（特開平６−２４１０２８号公報、特開平７−１４４１１９号公報等）。これらの排気浄化装置で用いられているＨＣ吸着剤は、実際には、ゼオライト等のＨＣ吸着成分と貴金属等の触媒成分の両方を混合した吸着触媒であり、吸着したＨＣの一部を触媒作用で酸化させるという自己浄化機能を有するものである。この吸着触媒は、排気ガスの熱、あるいは上流側に設けられた一般的な触媒装置での反応熱により加熱され、吸着触媒の触媒成分の活性に伴って吸着したＨＣの浄化が可能となる。
【０００５】
しかしながら、一般に貴金属等を用いた触媒の活性温度は最低でも２００℃程度であり、これに対し吸着剤からのＨＣの脱離は成分によっては１００℃程度から始まることが確認されており、従って排気ガスの熱、又は上流側触媒装置での反応熱により、吸着成分と触媒成分とから構成された吸着触媒が徐々に昇温すると、低温時に吸着されたＨＣは、初期においては触媒が活性する前に脱離してしまうことが避けられない。すなわち、上記従来の排気浄化装置では、吸着したＨＣの一部が浄化されないまま外部へ排出されるという問題があった。
【０００６】
そこで、このような吸着触媒装置の上流側に排気ガス温度を急速に昇温する排気ガス加熱装置を設け、ＨＣの脱離が始まると触媒装置を加熱して、その触媒成分を速やかに活性化させる技術が公知である（特開平０９−２５６８４０号公報）。
【０００７】
しかしながら、この場合、上記の排気ガス加熱装置、具体的には、電気加熱触媒（又は電気加熱ヒーター），排気ガスに燃料と空気を供給して燃焼させる燃焼器，あるいは内燃機関の空燃比をリッチ側へ補正し、空気を混合して排気管途中に設置した燃焼容器で点火プラグにより着火，燃焼させる排気ガス燃焼器等を設ける必要があるため、コストの増加や排気システムの大型化，複雑化を招聘してしまう。
【０００８】
ところで、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の内燃機関においては、膨張行程以降に燃料噴射弁に追加燃料を筒内に噴射させ、追加燃料の多くを未燃のまま空気と混合して排気系に供給し、触媒付近で燃焼させることにより、触媒の温度を速やかに上昇させるものがある（特開平８−２９６４８５号公報等）。これによれば、上記のような排気ガス加熱装置が不要となり、コスト増加や排気システムの大型化，複雑化を回避することができる。
【０００９】
しかしながら、この装置の場合、冷寒始動直後のように、排気通路を形成する排気ポート，排気マニホールド及び排気管や触媒装置の温度が低い場合に、追加燃料が十分に燃焼しない虞があり、排気ガスの加熱ができないだけでなく、追加燃料の一部が大気中に放出されてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、特別な排気ガス加熱装置を設けることなく、触媒成分を確実かつ速やかに昇温して活性化させ、ひいては未燃ＨＣの排出量を効果的に低減する新規な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の排気通路に介装され、所定の低温時にＨＣ（炭化水素成分）を吸着するとともに、所定の高温時に吸着したＨＣを脱離する吸着剤を含む吸着層を有し、かつ、この吸着層から脱離したＨＣを酸化，浄化する触媒成分を含む吸着触媒装置と、を有し、この触媒成分の活性温度は、上記吸着層がＨＣを脱離する又は脱離する直前の所定の脱離温度よりも高く、
かつ、上記脱離温度に達したか否かを判定する脱離判定手段と、
排気通路内の温度に基づいて、内燃機関の膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から燃焼室内へ追加燃料を噴射した場合に、この追加燃料が排気通路内で燃焼することによって上記吸着触媒装置に流入する排気ガスの温度が上昇するか否かを判定する昇温判定手段と、
上記吸着層が上記脱離温度に達し、かつ上記昇温判定手段により上記排気ガスの温度が上昇すると判定された場合に、上記膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から追加燃料を噴射制御する燃料噴射制御手段と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明は、上記触媒成分が活性化する所定の活性温度に達しているか否かを判定する活性判定手段を有し、
上記触媒成分が上記活性温度に達していないと判定された場合に、上記燃料噴射制御手段による追加燃料の噴射制御を行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明は、上記追加燃料を噴射した場合に、上記吸着触媒装置へ流入する排気ガス中の未燃ＨＣの濃度が増加するか否かを判定するＨＣ濃度増加判定手段を有し、
上記燃料噴射制御手段は、上記ＨＣ濃度増加判定手段により上記未燃ＨＣの濃度が増加すると判定された場合には、上記追加燃料の噴射を禁止することを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明は、上記追加燃料を噴射した場合に、上記吸着触媒装置に流入する排気ガス中の未燃ＨＣの濃度が減少するか否かを判定するＨＣ濃度減少判定手段を有し、
上記ＨＣ濃度減少判定手段により未燃ＨＣの濃度が減少すると判定された場合、上記吸着層が上記脱離温度に達しているか否かにかかわらず、上記追加燃料の噴射が行われることを特徴としている。
【００１５】
請求項１の発明によれば、吸着層がＨＣを脱離する又は脱離する直前の所定の脱離温度に達し、かつ、追加燃料の噴射により吸着触媒装置に流入する排気ガスの温度が上昇すると判定された場合に、膨張行程から排気行程の間に、燃料噴射弁から燃焼室へ追加燃料が噴射制御される。この追加燃料は、燃焼室内でほとんど燃焼されることはなく、その大部分が未燃状態で排気行程において排気通路へ排出される。すなわち、排気行程では、燃焼後の高温な排気ガスとともに上記の追加燃料が排気通路へ排出され、この排気通路内で確実に燃焼される。このような追加燃料の燃焼によって、排気通路内の排気ガス温度が上昇し、これにともなって吸着触媒装置の触媒成分が速やかに上昇して活性化される。
【００１６】
請求項２の発明によれば、触媒成分が活性化する活性温度に達しておらず、かつ、吸着層がＨＣを脱離する又は脱離する直前の脱離温度に達しており、しかも追加燃料の噴射により吸着触媒装置へ流入する排気ガスの温度が上昇すると判断された場合に、膨張行程から排気行程の間に、燃料噴射弁から燃焼室へ追加燃料が噴射制御される。この追加燃料が排気通路内で燃焼することによって、排気通路内の排気ガス温度が上昇し、これに伴って吸着触媒装置の触媒成分が速やかに上昇して活性化される。そして、触媒成分が活性温度に達した時点で、上記の追加燃料の供給が停止される。
【００１７】
請求項３の発明によれば、追加燃料の噴射により吸着触媒装置へ流入する未燃ＨＣの濃度が増加する場合には、追加燃料の噴射が行われない。従って、より確実に未燃ＨＣの排出を抑制することが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、追加燃料の噴射により吸着触媒装置へ流入する未燃ＨＣの濃度が低下する場合には、吸着層からＨＣが脱離しているか否かにかかわらず、追加燃料が噴射される。これにより、未燃ＨＣの排出量の増加を伴うことなく、より迅速に触媒成分を活性温度まで昇温することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のような本発明によれば、特別な排気ガス加熱装置を用いることなく、触媒成分を確実かつ速やかに昇温して活性化させることができ、ひいては未燃ＨＣの排出量を効果的に低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示している。この内燃機関１は、１サイクル中に吸気，圧縮，膨張，排気の各行程を備える一般的な４サイクル内燃機関であり、かつ、いわゆる筒内直接噴射式エンジンと称されて、燃焼室１２内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５を備え、そのシリンダ中央に点火プラグ７が配備された構造となっている。
【００２２】
また、この内燃機関１は、ウォータジャケット１３内の水温を検出する水温センサ６が設けられているとともに、吸気通路４に吸入空気量を検出するエアフローメータ２及びスロットル弁３が介装され、かつ、排気通路９に排気ガス中のＨＣ成分を吸着する機能を備えた吸着触媒装置１０が介装されている。この吸着触媒装置１０には、触媒温度を検出する触媒温度センサ１１が設けられている。なお、ここでは図示していないが、吸着触媒装置１０の更に上流側に一般的な触媒装置を配置しても良い。上記のエアフローメータ２及び温度センサ６，１１の検出信号は、コントロールユニット８に入力される。
【００２３】
このコントロールユニット８からの噴射信号により、燃料噴射弁５による燃料噴射の時期，期間，回数等が制御されている。すなわち、全開出力時等にシリンダ内に略均質な空燃比の混合気を形成する均質燃焼時には、吸気行程付近で燃料噴射が行われ、かつ、低負荷域等において点火プラグ近傍に比較的濃い混合気を形成する成層燃焼時には、圧縮上死点付近で燃料噴射が行われる。このような通常の燃料噴射とは別に、本実施例では、冷寒始動時等に膨張行程から排気行程までの間に追加燃料が噴射制御される。これは、後述するように、排気通路９内で追加燃料を燃焼させて、吸着触媒装置１０の触媒成分を速やかに昇温して活性化させるためである。
【００２４】
図２は、上記の吸着触媒装置１０の詳細な構成を示している。この吸着触媒装置１０は、排気ガスが通過するセル１０ａが多数存在するように、セラミックあるいはメタルを材質とするハニカム状の担体１０ｂを主体としている。１つのセル１０ａに注目すると、担体１０ｂには、まず内層としてＨＣを吸着する吸着層１０ｃがコーティングされている。さらにその上の、表層として、排気成分を浄化する触媒層１０ｄがコーティングされており、１つのセル１０ａを構成している。そして、このようなセル１０ａが多数集合して吸着触媒装置１０を構成している。
【００２５】
吸着層１０ｃの材質としては、例えばゼオライトを主体とした成分からなり、あるいはゼオライトを金属でイオン交換したもの等が使用される。このようなＨＣ吸着剤は、一般に、所定の低温時（例えば１００℃〜２００℃）にはＨＣを吸着し、それ以上の高温時にはＨＣを脱離する特性を持つ。
【００２６】
触媒層１０ｄとしては、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属を含むものを使用でき、従来の三元触媒と同様のものを使用できるが、望ましくはパラジウムの含有率を多くして低温活性を高めたものがより効果的である。このような触媒成分は、一般に２００〜３００℃で活性し、排気成分を浄化するものである。
【００２７】
吸着層１０ｃは、上記の吸着剤成分だけでなく、触媒成分を含んでいても問題はない。また、吸着層１０ｃを１層だけでなく、吸着剤の成分の異なる吸着層等で２層以上に構成することも可能である。また、触媒層１０ｄに関しても、異なる成分で構成された２層以上の触媒層で構成することも可能である。
【００２８】
また、吸着触媒装置１０として、吸着層１０ｃに触媒成分を混合させた一層構造、あるいは担体の上流側に吸着層を、下流側に触媒層を形成した構造、または吸着層のみを形成した坦体の下流側に触媒層のみを形成した坦体を近接配置したものであっても良い。すなわち、吸着触媒装置１０は、ＨＣ吸着剤を含む吸着層を有し、かつ、この吸着層から脱離したＨＣを酸化，浄化する触媒成分を含む構成であれば良い。
【００２９】
本実施例装置の基本的な作動を説明すると、触媒温度センサ１１から検出される触媒温度等に基づいて、触媒成分が活性化する活性温度に達しておらず、かつ、吸着層１０ｃがＨＣを脱離する又は脱離する直前の脱離温度に達しており、しかも排気通路９内が燃焼可能な温度に達していると判断された場合に、膨張行程から排気行程の間に、燃料噴射弁５から燃焼室１２へ追加燃料が噴射制御される。この追加燃料は、燃焼室１２内でほとんど燃焼されることはなく、その大部分が未燃状態で排気行程において排気通路９へ排出される。すなわち、排気行程では、燃焼後の高温な排気ガスとともに上記の追加燃料が排気通路９へ排出され、高温状態の排気通路９内で可燃ガスとなって自発的に燃焼される。このような追加燃料の燃焼によって、排気通路９内の排気ガスが昇温し、これに伴って吸着触媒装置１０の触媒成分が速やかに昇温して活性化される。そして、触媒成分が活性温度に達した時点で、上記の追加燃料の供給が停止される。
【００３０】
このような作動を、図３に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、本ルーチンは例えば１０ｍｓｅｃ毎に実行される。
【００３１】
先ず、ステップＳ（以下、単にＳと記す）１では、触媒温度センサ１１から検出される触媒温度等に基づいて、吸着触媒装置１０の触媒成分が活性化しているか否かが判定される。具体的には、触媒成分が活性化する活性温度（例えば２５０℃）に達したかが判定される（活性判定手段）。なお、触媒温度センサ１１が設けられていない場合には、例えば水温から触媒温度が間接的に推定される。Ｓ１で触媒成分が活性化していると判定された場合には、もはや触媒成分を昇温する必要がないため、Ｓ５へ進んで追加燃料の噴射を行なわない通常の燃料噴射制御が行なわれる。一方、触媒成分が不活性状態であると判定された場合には、Ｓ２へ進む。
【００３２】
Ｓ２では、触媒温度センサ１１で検出される触媒温度等に基づいて、吸着層１０ｃからＨＣの脱離が開始するか否かが判定される。すなわち、吸着層１０ｃがＨＣを脱離する又は脱離する直前の脱離温度（例えば１００℃）に達しているか否かが判定される（脱離判定手段）。このＳ２で吸着層１０ｃが脱離温度に達していないと判定された場合、すなわち吸着層１０ｃがＨＣを吸着する所定の低温状態にあると判定された場合には、Ｓ５へ進んで追加燃料の噴射を行なわない通常の燃料噴射制御が行なわれる。一方、Ｓ２で吸着層１０ｃが脱離温度に達していると判定された場合にはＳ３へ進む。
【００３３】
Ｓ３では、吸着触媒装置１０の上流側の排気通路９の温度に基づいて、膨張行程から排気行程の間に燃焼室１２内に追加燃料を噴射した場合に、排気通路９内が所定の燃焼条件にあるか否かが判定される。すなわち、排気通路９内で追加燃料の燃焼が進行して、吸着触媒装置１０に流入する排気ガスの温度が適宜に上昇するか否かが判定される（昇温判定手段）。
【００３４】
この判定は、例えば、始動からの経過時間が所定値に達したか、あるいは水温センサ６で検出される水温が所定値に達したか、または始動からの運転履歴から排気ポート等の温度を推定し、その推定結果が所定値に達したか等に基づいて行われる。例えば、吸着触媒装置１０の上流側の排気通路９を画成する排気ポートや排気マニホールド、排気管等が所定の温度以上になっていれば、上記追加燃料が排気通路９内で燃焼可能であると判定される。
【００３５】
Ｓ３で燃焼条件を満たさないと判定された場合には、追加燃料を噴射しても、この追加燃料の大部分が未燃状態のまま吸着触媒装置１０へ流入されることとなり、触媒成分の急激な昇温効果も望めないため、Ｓ５へ進んで追加燃料噴射を行なわない通常の燃料噴射制御を行なう。一方、Ｓ３で燃焼条件を満たすと判定された場合には、Ｓ４へ進み、上述したように、追加燃料が膨張行程から排気行程の間に噴射制御される。
【００３６】
このように本実施例では、触媒成分が活性化する活性温度に達しておらず、かつ、吸着層１０ｃが所定の脱離温度に達しており、しかも、排気通路９内で追加燃料が燃焼可能な場合に、膨張行程から排気行程の間に燃料噴射弁５から追加燃料が噴射制御される。つまり、例えば低温始動後の温度上昇に伴って、触媒成分が活性化する前に、吸着層１０ｃに吸着された未燃ＨＣが脱離しようとした場合に、追加燃料が噴射制御される。この追加燃料は、上述したように、排気行程において高温の排気ガスとともに排気通路９内に排出され、この排気通路９内で燃焼される。この結果、排気通路９及び吸着触媒装置１０の温度が急速に上昇し、吸着触媒装置１０の触媒成分が速やかに活性温度に達することになる。
【００３７】
特に、本実施例の吸着触媒装置１０は、表層に触媒層１０ｄを、内層に吸着層１０ｃを配備した多層構造となっている。従って、高温の排気ガスによる温度上昇の際には、先ず表層の触媒層１０ｄが昇温し、その後に内層の吸着層１０ｃが徐々に昇温する形となる。このため、触媒層１０ｄが活性温度に達する前に吸着層１０ｃが脱離温度に達する期間、すなわち吸着層１０ｃからＨＣが脱離しているにもかかわらず触媒層１０ｄが不活性状態となっている期間を有効に短縮化することができる。しかも、このような期間が存在した場合には、上述したように、直ちに追加燃料が噴射されて触媒成分が速やかに昇温される。この結果、温度上昇に伴って吸着層１０ｃから脱離したＨＣは、そのほぼ全量が触媒層１０ｄを通過する際に酸化，浄化されることとなり、外部へほとんど排出されることはない。
【００３８】
次に、本発明に係る第２実施例を図４のフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは例えば１０ｍｓｅｃ毎に実行される。なお、排気浄化装置の機械的な構成は第１実施例と同じである。
【００３９】
先ず、Ｓ１１では、触媒温度センサ１１から検出される触媒温度に基づいて、吸着触媒装置１０の触媒成分が活性化しているか否かが判定される。具体的には、触媒成分が活性化する活性温度（例えば２５０℃）に達したかが判定される（活性判定手段）。このＳ１１で触媒成分が活性化していると判定された場合には、もはや触媒成分を昇温する必要がないため、Ｓ１６へ進んで追加燃料の噴射を行なわない通常の燃料噴射制御が行なわれる。一方、触媒成分が不活性状態であると判定された場合には、Ｓ１２へ進む。
【００４０】
Ｓ１２では、吸着触媒装置１０の上流側の排気通路９の温度等に基づいて、膨張行程から排気行程の間に燃焼室１２内に追加燃料を噴射した場合に、排気通路９内が第１の燃焼条件にあるか否かが判定される。すなわち、追加燃料が排気通路９内で良好に燃焼して、その排気ガス温度が十分に上昇し、吸着触媒装置１０に流入する未燃ＨＣの濃度が追加燃料を噴射しない場合に比して減少するか否かが判定される（昇温判定手段，ＨＣ濃度減少判定手段）。この判定は、例えば、始動からの経過時間が所定値に達したか、あるいは、水温が所定値を超えたか、または始動からの運転履歴から排気ポート等の温度を推定し、その推定結果が所定値を越えているか等に基づいて行われる。Ｓ１２で第１の燃焼条件を満たすと判定された場合、直ちにＳ１５へ進み、膨張行程から排気行程の間に追加燃料を噴射する制御を行ない、本ルーチンを終了する。
【００４１】
このように本実施例では、触媒成分が活性温度に達しておらず、かつ、膨張行程から排気行程の間に追加燃料を噴射した場合に、この追加燃料が排気通路９で良好に燃焼し、吸着触媒装置１０へ流入する未燃ＨＣが相対的に減少すると判定された場合には、吸着層１０ｃが吸着温度に達しているか否かにかかわらず、直ちに追加燃料が噴射制御される。この結果、低温始動時等において、未燃ＨＣの排出量の増加を伴うことなく、より一層速やかに触媒成分を活性温度まで昇温させることができる。
【００４２】
一方、Ｓ１２で第１の燃焼条件を満たしていないと判定された場合にはＳ１３へ進む。このＳ１３では、触媒温度センサ１１で検出される触媒温度に基づいて、吸着触媒装置１０の吸着層１０ｃがＨＣを脱離する又は脱離する直前の脱離温度（例えば１００℃）に達しているか否かが判定される（脱離判定手段）。このＳ１３で吸着層１０ｃが脱離温度に達していないと判定された場合、Ｓ１６へ進んで追加燃料の噴射を行なわない通常の燃料噴射制御が行なわれる。一方、Ｓ１３で吸着層１０ｃが脱離温度に達していると判定された場合にはＳ１４へ進む。
【００４３】
Ｓ１４では、吸着触媒装置１０の上流側の排気通路９の温度等に基づいて、膨張行程から排気行程の間に燃焼室１２内に追加燃料を噴射した場合に、排気通路９内が第２の燃焼条件にあるか否かが判定される。すなわち、排気通路９内で追加燃料がある程度燃焼して排気ガス温度が上昇するとともに、追加燃料を噴射しない場合に比して吸着触媒装置１０へ流入する未燃ＨＣの濃度が増加しない程度か否かが判定される（昇温判定手段，ＨＣ濃度増加判定手段）。ここで、第２の燃焼条件に用いられる第２のしきい値は、追加燃料の噴射による排温の昇温変化並びに吸着触媒装置１０に流入する未燃ＨＣの変化等を勘案して適宜に設定されるものである。Ｓ１２における第１の燃焼条件に用いられる第１のしきい値が、例えば始動からの経過時間，水温，または始動からの運転履歴から推定される排気ポート等の温度である場合には、第２のしきい値が第１のしきい値よりも小さく設定される。
【００４４】
Ｓ１４でＨＣ濃度が増加すると判定された場合には、仮に追加燃料を噴射しても排気ガス温度は十分には上昇せず、しかも多くの未燃ＨＣが吸着触媒装置１０へ流入することとなるため、Ｓ１６へ進んで上記追加燃料の噴射が禁止され、通常の燃料噴射制御が行われる。
【００４５】
一方、Ｓ１４で、追加燃料を噴射した場合に、排気ガス温度が上昇して、吸着触媒装置１０へ流入する排気ガス中のＨＣ濃度があまり増加しないと判定された場合、Ｓ１５へ進んで追加燃料が噴射制御される。従って、未燃ＨＣの排出量が増加することのない範囲で、触媒成分を速やかに活性温度まで上昇させることができ、更に効果的に未燃ＨＣの排出量を低減することができる。
【００４６】
なお、ここでは図示していないが、吸着触媒装置１０よりも上流側の排気通路９に、別の触媒装置を配備することもできる。この場合には、追加燃料の燃焼時に、上流側の触媒装置内で未燃ＨＣが燃焼，低減され、この触媒装置が速やかに加熱されるとともに、この触媒装置で燃焼した排気ガスによって、下流側の吸着触媒装置１０が加熱される形となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す構成説明図。
【図２】図１の吸着触媒装置の詳細を示す拡大図。
【図３】本発明に係る第１実施例の処理の流れを示すフローチャート。
【図４】本発明に係る第２実施例の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１…内燃機関
５…燃料噴射弁
８…コントロールユニット
９…排気通路
１０…吸着触媒装置
１０ｃ…吸着層
１０ｄ…触媒層
１１…触媒温度センサ

Claims

内燃機関の燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
内燃機関の排気通路に介装され、所定の低温時にＨＣ（炭化水素成分）を吸着するとともに、所定の高温時に吸着したＨＣを脱離する吸着剤を含む吸着層を有し、かつ、この吸着層から脱離したＨＣを酸化，浄化する触媒成分を含む吸着触媒装置と、を有し、この触媒成分の活性温度は、上記吸着層がＨＣを脱離する又は脱離する直前の所定の脱離温度よりも高く、
かつ、上記脱離温度に達したか否かを判定する脱離判定手段と、
排気通路内の温度に基づいて、内燃機関の膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から燃焼室内へ追加燃料を噴射した場合に、この追加燃料が排気通路内で燃焼することによって上記吸着触媒装置に流入する排気ガスの温度が上昇するか否かを判定する昇温判定手段と、
上記吸着層が上記脱離温度に達し、かつ上記昇温判定手段により上記排気ガスの温度が上昇すると判定された場合に、上記膨張行程から排気行程の間に上記燃料噴射弁から追加燃料を噴射制御する燃料噴射制御手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
上記触媒成分が活性化する所定の活性温度に達しているか否かを判定する活性判定手段を有し、
上記触媒成分が上記活性温度に達していないと判定された場合に、上記燃料噴射制御手段による追加燃料の噴射制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記追加燃料を噴射した場合に、上記吸着触媒装置へ流入する排気ガス中の未燃ＨＣの濃度が増加するか否かを判定するＨＣ濃度増加判定手段を有し、
上記燃料噴射制御手段は、上記ＨＣ濃度増加判定手段により上記未燃ＨＣの濃度が増加すると判定された場合に、上記追加燃料の噴射を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
上記追加燃料を噴射した場合に、上記吸着触媒装置に流入する排気ガス中の未燃ＨＣの濃度が減少するか否かを判定するＨＣ濃度減少判定手段を有し、
上記ＨＣ濃度減少判定手段により未燃ＨＣの濃度が減少すると判定された場合、上記吸着層が上記脱離温度に達しているか否かにかかわらず、上記追加燃料の噴射が行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。