JP2001041027A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関排気通路の上流側に設けられた第１の触
媒による排気ガス中の還元成分の酸化割合を制御する。 【解決手段】 機関排気通路内に第１の触媒２０を配置
すると共に第１の触媒２０の下流に第２の触媒２２を配
置し、第２の触媒２２の下流に排気制御弁２４を配置す
る。排気ガス中の還元成分を第１の触媒２０で主に酸化
すべきときには排気制御弁２４をほぼ全閉にすると共に
燃焼室内に副燃料を追加噴射し、排気ガス中の還元成分
を第２の触媒２２で主に酸化すべきときには排気制御弁
２４を全開し、副燃料の噴射を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】機関の排気マニホルド内に第１の触媒を
配置し、第１の触媒下流の機関排気通路内に第２の触媒
を配置した内燃機関が公知である（特開平６−９３９０
２号公報参照）。このように排気マニホルド内に第１の
触媒を配置すると機関始動後比較的早い時期に第１の触
媒が活性化し、斯くして機関始動後比較的早い時期から
排気ガスを浄化することができる。この場合、機関始動
後更に早い時期から排気ガスを浄化するには更に早い時
期に第１の触媒を活性化させることが好ましい。従って
この内燃機関では機関始動後暫らくの間、燃料噴射時期
を遅くすると共に点火時期を遅角させて排気ガス温を高
め、それによってできるだけ早く第１の触媒を活性化さ
せるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで第１の触媒は
一旦活性化すると機関運転中は活性化され続け、従って
未燃ＨＣやＣＯのような排気ガス中のかなりの量の還元
成分は常に第１の触媒によって酸化せしめられることに
なる。言い換えると第２の触媒に流入する排気ガス中の
還元成分はそれほど多くなくなる。このことは排気ガス
の浄化という面から見ると一見好ましいように見える。
しかしながら実際には第２の触媒が多量の還元成分を必
要とする場合があり、このような場合に十分な量の還元
成分を第２の触媒に送り込めないと問題を生ずる。
【０００４】たとえば第２の触媒は第１の触媒の下流に
配置されているために第１の触媒に比べて温度が低く、
従って第２の触媒は第１の触媒とは異なり一旦活性化し
たとしても不活性状態になりやすい。第２の触媒が不活
性状態にならないようにするには第２の触媒を加熱する
必要があり、第２の触媒を加熱する最も適切な方法は未
燃ＨＣやＣＯのような排気ガス中の還元成分を第２の触
媒上において酸化せしめ、それによって第２の触媒内で
酸化反応熱を発生せしめる方法である。そのためには第
２の触媒に流入する排気ガス中が多量の還元成分を含ん
でいることが必要となる。
【０００５】従って上述の内燃機関におけるように排気
ガス中の還元成分のかなりの部分が常に第１の触媒によ
って酸化せしめられ、それによって第２の触媒に流入す
る排気ガス中の還元成分がそれほど多くなくなると第２
の触媒が不活性状態になりやすくなり、第２の触媒が不
活性状態になるとかなりの量の未燃ＨＣやＣＯのような
還元成分が大気中に放出されることになる。即ち、第２
の触媒の上流に第１の触媒を設けるとかえって大気中に
排出される未燃ＨＣ，ＣＯが増大してしまうという問題
を生ずる。従って第２の触媒が多量の還元成分を必要と
するときには第１の触媒により酸化せしめられる還元成
分の量を低減させる必要がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで１番目の発明で
は、機関排気通路内に第１の触媒を配置すると共に第１
の触媒下流の機関排気通路内に第２の触媒を配置し、排
気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化させるべき
機関の運転状態であるか或いは排気ガス中の還元成分を
第２の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態である
かを判断する判断手段と、排気ガス中の還元成分を第１
の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態であると判
断されたときには第１の触媒における排気ガス中の還元
成分の酸化割合を増大させると共に、排気ガス中の還元
成分を第２の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態
であると判断されたときには第１の触媒における排気ガ
ス中の還元成分の酸化割合を減少させる酸化割合制御手
段とを具備している。
【０００７】２番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路が各気筒に夫々連結された複数個の排気枝
通路と、各排気枝通路に連結された共通の排気通路から
なり、第１の触媒が夫々各排気枝通路内に配置され、第
２の触媒が共通の排気通路内に配置されている。３番目
の発明では１番目の発明において、気筒を少くとも一対
の気筒群に分割し、機関排気通路が、気筒群毎に設けら
れかつ各気筒群に対して共通の排気枝通路と、これら共
通の排気枝通路に連結された共通の排気通路からなり、
第１の触媒が夫々各共通の排気枝通路内に設けられ、第
２の触媒が共通の排気通路内に配置されている。
【０００８】４番目の発明では１番目の発明において、
機関排気通路が各気筒に共通の排気通路を有し、第１の
触媒および第２の触媒が共通の排気通路内に配置されて
いる。５番目の発明では１番目の発明において、酸化割
合制御手段は、排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主
に酸化させるべき機関の運転状態であると判断されたと
きに機関排気通路内の背圧を上昇させるようにしてい
る。
【０００９】６番目の発明では５番目の発明において、
第２の触媒下流の機関排気通路内に排気制御弁が配置さ
れ、酸化割合制御手段は排気制御弁をほぼ全閉にするこ
とによって機関排気通路内の背圧を上昇させるようにし
ている。７番目の発明では５番目の発明において、酸化
割合制御手段は、排気ガス中の還元成分を第１の触媒で
主に酸化させるべき機関の運転状態であると判断された
ときに機関排気通路内の背圧を上昇させると共に機関か
ら排出される排気ガス温を上昇させるようにしている。
【００１０】８番目の発明では７番目の発明において、
機関出力を発生するために燃焼室内に噴射された主燃料
を空気過剰のもとで燃焼させることに加え副燃料を副燃
料が燃焼しうる膨張行程中又は排気行程中の予め定めら
れた時期に燃焼室内に追加噴射することによって機関か
ら排出される排気ガス温が上昇せしめられる。９番目の
発明では１番目の発明において、第１の触媒として第２
の触媒よりも活性化温度の高い触媒が用いられ、酸化割
合制御手段は、排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主
に酸化させるべき機関の運転状態であると判断されたと
きに機関排気通路内の背圧又は機関から排出される排気
ガス温の少くとも一方を上昇させるようにしている。
【００１１】１０番目の発明では９番目の発明におい
て、第１の触媒として、機関負荷が予め定められた負荷
よりも低いときに酸化割合制御手段により機関の排気通
路内の背圧又は機関から排出される排気ガス温の少くと
も一方が上昇せしめられたときには活性化しかつ機関負
荷が予め定められた負荷よりも低いときに酸化割合制御
手段による機関の排気通路内の背圧の上昇作用および機
関から排出される排気ガス温の上昇作用が行われないと
きには活性化しない触媒が用いられる。
【００１２】１１番目の発明では９番目の発明におい
て、第２の触媒下流の機関排気通路内に排気制御弁が配
置され、酸化割合制御手段は排気制御弁をほぼ全閉にす
ることによって機関排気通路内の背圧を上昇させるよう
にしている。１２番目の発明では９番目の発明におい
て、機関出力を発生するために燃焼室内に噴射された主
燃料を空気過剰のもとで燃焼させることに加え副燃料を
副燃料が燃焼しうる膨張行程中又は排気行程中の予め定
められた時期に燃焼室内に追加噴射することによって機
関から排出される排気ガス温が上昇せしめられる。
【００１３】１３番目の発明では１番目の発明におい
て、判断手段は、機関始動後予め定められた期間が経過
するまで排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化
させるべき機関の運転状態であると判断する。１４番目
の発明では１３番目の発明において、予め定められた期
間は第２の触媒が活性化するまでの期間である。
【００１４】１５番目の発明では１番目の発明におい
て、判断手段は、第２の触媒を活性化した状態に維持す
ることができないと判断されたときに排気ガス中の還元
成分を第１の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態
であると判断する。１６番目の発明では１５番目の発明
において、機関低負荷運転が予め定められた期間継続し
たときには第２の触媒を活性化した状態に維持すること
ができないと判断される。
【００１５】１７番目の発明では１番目の発明におい
て、判断手段は、第２の触媒が不活性となったときに排
気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化させるべき
機関の運転状態であると判断する。１８番目の発明では
１７番目の発明において、判断手段は、第２の触媒が不
活性となりかつ機関回転数が予め定められた回転数以下
のときに排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化
させるべき機関の運転状態であると判断する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１および図２は本発明を成層燃
焼式内燃機関に適用した場合を示している。しかしなが
ら本発明は均一リーン空燃比のもとで燃焼が行われる火
花点火式内燃機関、および空気過剰のもとで燃焼が行わ
れるディーゼル機関にも適用することができる。
【００１７】図１を参照すると、１は機関本体を示し、
機関本体１は１番気筒＃１、２番気筒＃２、３番気筒＃
３および４番気筒＃４からなる４つの気筒を有する。図
２は各気筒＃１，＃２，＃３，＃４の側面断面図を示し
ている。図２を参照すると、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はシ
リンダヘッド３の内壁面周縁部に配置された燃料噴射
弁、７はシリンダヘッド３の内壁面中央部に配置された
点火栓、８は吸気弁、９は吸気ポート、１０は排気弁、
１１は排気ポートを夫々示す。
【００１８】図１および図２を参照すると、吸気ポート
９は対応する吸気枝管１２を介してサージタンク１３に
連結され、サージタンク１３は吸気ダクト１４およびエ
アフローメータ１５を介してエアクリーナ１６に連結さ
れる。吸気ダクト１４内にはステップモータ１７により
駆動されるスロットル弁１８が配置される。一方、各気
筒＃１，＃２，＃３，＃４の排気ポート１１は夫々対応
する排気マニホルド１９の枝管１９ａに連結され、各枝
管１９ａ内に形成された各排気枝通路内には第１の触媒
２０が配置される。排気マニホルド１９は排気管２１を
介して第２の触媒２２を収容した触媒コンバータ２２ａ
に連結され、触媒コンバータ２２ａには排気管２３が連
結される。排気管２３内にはアクチュエータ２５によっ
て制御される排気制御弁２４が配置される。
【００１９】図１に示されるように排気マニホルド１９
とサージタンク１３とは排気ガス再循環（以下ＥＧＲと
称す）通路２６を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２
６内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２７が配置される。燃
料噴射弁６は共通の燃料リザーバ、いわゆるコモンレー
ル２８に連結される。このコモンレール２８内へは燃料
タンク２９内の燃料が電気制御式の吐出量可変な燃料ポ
ンプ３０を介して供給され、コモンレール２８内に供給
された燃料が各燃料噴射弁６に供給される。コモンレー
ル２８にはコモンレール２８内の燃料圧を検出するため
の燃料圧センサ３１が取付けられ、燃料圧センサ３１の
出力信号に基づいてコモンレール２８内の燃料圧が目標
燃料圧となるように燃料ポンプ３０の吐出量が制御され
る。
【００２０】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および出力ポート４６を具備
する。エアフローメータ１５は吸入空気量に比例した出
力電圧を発生し、この出力電圧は対応するＡＤ変換器４
７を介して入力ポート４５に入力される。機関本体１に
は機関冷却水温を検出するための水温センサ３２が取付
けられ、この水温センサ３２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。更に
入力ポート４５には燃料圧センサ３１の出力信号が対応
するＡＤ変換器４７を介して入力される。
【００２１】また、排気管２１内には排気マニホルド１
９および排気管２１内の排気ガスの圧力、即ち背圧を検
出するための圧力センサ３３が配置され、この圧力セン
サ３３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。触媒コンバータ２２ａには
触媒２２の温度を検出するための温度センサ３４が取付
けられ、この温度センサ３４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。
【００２２】また、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。また、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、点火栓
７、スロットル弁制御用ステップモータ１７、排気制御
弁制御用アクチュエータ２５、ＥＧＲ制御弁２７および
燃料ポンプ３０に接続される。
【００２３】図３は燃料噴射量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ（＝Ｑ1
＋Ｑ2 ）、噴射開始時期θＳ１，θＳ２、噴射完了時期
θＥ１，θＥ２および燃焼室５内における平均燃料比Ａ
／Ｆを示している。なお、図３において横軸Ｌはアクセ
ルペダル５０の踏込み量、即ち要求負荷を示している。
図３からわかるように要求負荷ＬがＬ1 よりも低いとき
には圧縮行程末期のθＳ２からθＥ２の間において燃料
噴射Ｑ２が行われる。このときには平均空燃比Ａ／Ｆは
かなりリーンとなっている。要求負荷ＬがＬ1 とＬ2 の
間のときには吸気行程初期のθＳ１からθＥ１の間にお
いて第１回目の燃料噴射Ｑ１が行われ、次いで圧縮行程
末期のθＳ２からθＥ２の間において第２回目の燃料噴
射Ｑ２が行われる。このときにも空燃比Ａ／Ｆはリーン
となっている。要求負荷ＬがＬ2よりも大きいときには
吸気行程初期のθＳ１からθＥ１の間において燃料噴射
Ｑ１が行われる。このときには要求負荷Ｌが低い領域で
は平均空燃比Ａ／Ｆがリーンとされており、要求負荷Ｌ
が高くなると平均空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比とされ、要
求負荷Ｌが更に高くなると平均空燃比Ａ／Ｆがリッチと
される。なお、圧縮行程末期にのみ燃料噴射Ｑ２が行わ
れる運転領域、二回に亘って燃料噴射Ｑ１およびＱ２が
行われる運転領域および吸気行程初期にのみ燃料噴射Ｑ
１が行われる運転領域は要求負荷Ｌのみにより定まるの
ではなく、実際には要求負荷Ｌおよび機関回転数により
定まる。
【００２４】図２は要求負荷ＬがＬ1 （図３）よりも小
さいとき、即ち圧縮行程末期においてのみ燃料噴射Ｑ２
が行われる場合を示している。図２に示されるようにピ
ストン４の頂面上にはキャビティ４ａが形成されてお
り、要求負荷ＬがＬ1 よりも低いときには燃料噴射弁６
からキャビティ４ａの底壁面に向けて圧縮行程末期に燃
料が噴射される。この燃料はキャビティ４ａの周壁面に
より案内されて点火栓７に向かい、それによって点火栓
７の周りに混合気Ｇが形成される。次いでこの混合気Ｇ
は点火栓７により着火せしめられる。
【００２５】一方、前述したように要求負荷ＬがＬ1 と
Ｌ2 との間にあるときには二回に分けて燃料噴射が行わ
れる。この場合、吸気行程初期に行われる第１回目の燃
料噴射Ｑ１によって燃焼室５内に稀薄混合気が形成され
る。次いで圧縮行程末期に行われる第２回目の燃料噴射
Ｑ２によって点火栓７周りに最適な濃度の混合気が形成
される。この混合気が点火栓７により着火せしめられ、
この着火火炎によって稀薄混合気が燃焼せしめられる。
【００２６】一方、要求負荷ＬがＬ2 よりも大きいとき
には図３に示されるように燃焼室５内にはリーン又は理
論空燃比又はリッチ空燃比の均一混合気が形成され、こ
の均一混合気が点火栓７により着火せしめられる。次に
第１の触媒２０の配置に関する種々の実施例について説
明する。図４（Ａ）は図１に示されている実施例そのも
のを示している。
【００２７】図４（Ｂ）に示される実施例では点火順序
が１−３−４−２とされており、図４（Ｂ）に示される
ように点火順序が一つおきの気筒＃１，＃４の排気ポー
ト１１は共通の第１の排気マニホルド６０に連結され、
点火順序が一つおきの残りの気筒＃２，＃３の排気ポー
ト１１は共通の第２の排気マニホルド６１に連結され
る。第１の排気マニホルド６０の集合部、即ち一対の気
筒＃１，＃４に対して共通の排気枝通路は第１の触媒２
０を収容した第１の触媒コンバータ６２に連結され、第
２の排気マニホルド６１の集合部、即ち一対の気筒＃
２，＃３に対して共通の排気枝通路は第１の触媒２０を
収容した第２の触媒コンバータ６３に連結される。第１
の触媒コンバータ６２および第２の触媒コンバータ６３
は共通の排気管６４を介して排気管２１に連結される。
【００２８】図４（Ｃ）に示される実施例では全気筒＃
１，＃２，＃３，＃４に対して共通の排気マニホルド１
９の出口に第１の触媒２０を収容した触媒コンバータ６
５が連結され、この触媒コンバータ６５は排気管２１に
連結される。第１の触媒２０としては酸化触媒又は三元
触媒が用いられ、第２の触媒２２としては酸化触媒、三
元触媒又はＮＯx 吸収剤が用いられる。ＮＯx 吸収剤は
燃焼室５内における平均空燃比がリーンのときにＮＯx
を吸収し、燃焼室５内における平均空燃比がリッチにな
るとＮＯx を放出する機能を有する。
【００２９】このＮＯx 吸収剤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Ｎ
ａ、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のような貴金属と
が担持されている。
【００３０】図５は図４（Ａ）から図４（Ｃ）に示され
る第２の触媒２２の触媒反応活性化状態を表している。
なお、図５において縦軸Ｔｃは第２の触媒２２の温度を
示しており、横軸ＳＶは空間速度（二単位時間当りの排
気ガスの体積流量／触媒の体積）を示している。また、
Ｔｏは第２の触媒２２の活性化温度を示しており、曲線
Ｋは第２の触媒２２の触媒反応が活性化する触媒反応活
性化限界を示している。即ち、触媒反応活性化限界Ｋよ
りも上方の領域Ｉは触媒反応が活性化する触媒反応活性
化領域を示しており、触媒反応活性化限界Ｋよりも下方
の領域IIは触媒反応が行われない触媒反応不活性領域を
示している。また、Ｒ３０，Ｒ５０，Ｒ９０は第２の触
媒２２による排気ガス中の還元成分の浄化率が夫々３０
％，５０％，９０％である場合を示している。
【００３１】空間速度ＳＶが大きくなるということは第
２の触媒２２内を流れる排気ガスの流速が速くなること
を意味しており、従って空間速度ＳＶが大きくなるほど
第２の触媒２２に対する排気ガスの接触時間が短かくな
る。一方、第２の触媒２２は空間速度ＳＶとは無関係に
活性化温度Ｔｏに達すれば活性化する。しかしながら第
２の触媒２２が活性化温度Ｔｏになっても空間速度ＳＶ
が大きくなると第２の触媒２２に対する排気ガスの接触
時間が短かくなるために触媒反応は行われなくなる。こ
の場合、第２の触媒２２の温度Ｔｃが高くなれば触媒反
応が行われる。従って触媒反応活性化限界Ｋは図５に示
されるようになる。
【００３２】一方、第２の触媒２２の温度Ｔｃが触媒反
応活性化温度限界Ｋに対して高くなればなるほど触媒反
応は活発となり、従って第２の触媒２２の温度Ｔｃが高
くなればなるほど排気ガス中の還元成分の浄化率が高く
なる。従って排気ガス中の還元成分の各浄化率Ｒ３０，
Ｒ５０，Ｒ９０は図５に示されるようになる。ところで
図５からわかるように排気ガス温が低い運転状態におい
ても、即ち第２の触媒２２の温度Ｔｃが低いときであっ
ても第２の触媒２２を触媒反応活性化領域Ｉ内に維持し
ておくためには第２の触媒２２内を流れる排気ガスの空
間速度ＳＶを小さくしなければならず、そのためには第
２の触媒２２を大きくしなければならない。ところが第
２の触媒２２を大きくすると第２の触媒２２をエンジン
ルーム内に配置するのが困難となり、斯くして第２の触
媒２２はエンジンから離れた車両本体の床下に配置せざ
るを得なくなる。しかしながら第２の触媒２２をエンジ
ンから離れた位置に配置すると第２の触媒２２内を流れ
る排気ガス温が低くなり、その結果第２の触媒２２を触
媒反応活性化領域Ｉ内に維持するのが困難となる。
【００３３】この場合、第２の触媒２２を触媒反応活性
化領域Ｉ内に維持するためには第２の触媒２２の温度Ｔ
ｃを上昇させる必要があり、そのための最も適切な方法
は排気ガス中の還元成分を第２の触媒２２において酸化
せしめ、そのとき発生する酸化反応熱によって第２の触
媒２２を高温に保持する方法である。一方、機関始動後
暫らくの間は第２の触媒２２の温度Ｔｃはかなり低く、
このときには第２の触媒２２における排気ガス中の還元
成分の酸化作用は期待できない。そこで本発明による実
施例では図４（Ａ）から４（Ｃ）に示されるようにエン
ジンの近くに第１の触媒２０を配置し、機関始動後暫ら
くの間はこの第１の触媒２０において未燃ＨＣ，ＣＯの
ような排気ガス中の還元成分を酸化させるようにしてい
る。
【００３４】しかしながら機関の運転中、第１の触媒２
０において排気ガス中の還元成分を酸化させ続けると第
２の触媒２２内に流入する排気ガス中の還元成分の量が
減少し、その結果第２の触媒２２において十分な酸化反
応熱が発生しなくなるために第２の触媒２２を触媒反応
活性化領域Ｉ内に維持しておくのが困難となる。即ち、
第２の触媒２２が多量の還元成分を必要とするときには
第１の触媒２２における還元成分の酸化作用を抑制する
必要がある。
【００３５】また、前述したように第２の触媒２２とし
てＮＯx 吸収剤を用いた場合にはＮＯx 吸収剤からＮＯ
x を放出すべきときに燃焼室５内における空燃比がリッ
チとされ、多量の未燃ＨＣ，ＣＯ、即ち多量の還元成分
が燃焼室５から排出される。この場合、この多量の還元
成分が第１の触媒２０によって酸化せしめられるとＮＯ
x 吸収剤からＮＯx を放出しえなくなる。即ち、この場
合にも第２の触媒２２が多量の還元成分を必要とすると
きには第１の触媒２０における還元成分の酸化作用を抑
制する必要がある。
【００３６】そこで本発明では、排気ガス中の還元成分
を第１の触媒２０で主に酸化させるべきときには第１の
触媒２０における排気ガス中の還元成分の酸化割合を増
大させ、排気ガス中の還元成分を第２の触媒２２で主に
酸化させるべきときには第１の触媒２０における排気ガ
ス中の還元成分の酸化割合を減少させるようにしてい
る。
【００３７】次にこのことについて、活性化温度Ｔｏが
第２の触媒２２とほぼ同じである第１の触媒２０を用い
た場合を例にとって図６および図７を参照しつつ説明す
る。図６において（１）は機関低負荷運転時における排
気ポート１１出口付近での排気ガスの流速の変化を示し
ており、（２）は機関高負荷運転時における排気ポート
１１出口付近での排気ガスの流速の変化を示している。
また、図６において（３）は機関低負荷運転時における
第２の触媒２２内での排気ガスの流速の変化を示してお
り、（４）は機関高負荷運転時における第２の触媒２２
内での排気ガスの流速の変化を示している。
【００３８】排気弁１０が開弁すると燃焼室５内から排
気ポート１１内に排気ガスが一気に噴出し、従って図６
（１），（２）に示されるように排気ポート１１出口付
近における排気ガスの流速は排気弁１０が開弁する毎に
一時的に高くなる。この場合、機関負荷が高くなるほど
燃焼室５内の既燃ガスの圧力が高くなるので排気ポート
１１出口付近における排気ガスの流速は図６（２）に示
される高負荷運転時のほうが図６（１）に示される低負
荷運転時よりもかなり速くなる。一方、排気通路内を流
れる間に排気ガスのピーク値は次第に低くなり、また各
排気ポート１１から流出した排気ガスは互いに合流して
第２の触媒２２内に流入するので第２の触媒２２内にお
ける排気ガスの流速は図６（３），（４）に示されるよ
うになる。
【００３９】一方、図６（３），（４）においてＫは図
５に示される触媒反応活性化限界を示している。排気ガ
スの流速がこの触媒反応活性化限界Ｋよりも高くなると
図５に示される触媒反応不活性領域IIとなり、従って第
２の触媒２２における排気ガス中の還元成分の酸化作用
が中断される。図６（３），（４）では排気ガスの流速
は常に触媒反応活性化限界Ｋよりも低く、従って常に排
気ガス中の還元成分の酸化作用が行われている。本発明
では暖機が完了すると通常、触媒反応活性化限界Ｋは図
６（３），（４）に示されるような位置となる。
【００４０】一方、第２の触媒２２を寸法および構造が
全く同一の触媒を第１の触媒２０として用い、この第１
の触媒２０を図４（Ａ）に示す実施例と同じ様に夫々排
気マニホルド１９の各枝管内に配置したとすると、この
場合には各第１の触媒２０に対する触媒反応活性化限界
Ｋが図６（１），（２）に示されるようになる。即ち、
この場合には第１の触媒２０の方が第２の触媒２２より
もはるかに高温となるので触媒反応活性化限界Ｋは図６
（３）に示す場合に比べて図６（１）に示す場合の方が
高くなり、図６（４）に示す場合に比べて図６（２）に
示す場合の方が高くなる。
【００４１】本発明による実施例では図４（Ａ）に示さ
れるように第１の触媒２０の体積を第２の触媒２２の体
積よりもかなり小さくすることによって図６（１），
（２）に示されるように触媒反応活性化限界ＫをΔＫ，
ΔＫ′だけ大巾に低下させるようにしている。即ち、第
１の触媒２０の体積を小さくすると第１の触媒２０に対
する排気ガスの接触時間が短かくなる。第１の触媒２０
に対する排気ガスの接触時間が短かくなると排気ガスの
流速が遅くならなければ第１の触媒２０における触媒反
応が行われず、斯くして第１の触媒２０の体積を小さく
すると図６（１），（２）に示されるように触媒反応活
性化限界Ｋが低下することになる。
【００４２】図７（１）および（２）に示す実線は第１
の触媒２０の体積を第２の触媒２２の体積よりもかなり
小さくした場合の図６（１）および（２）の拡大図を夫
々示している。この場合には前述したように触媒反応活
性化限界Ｋが低下する。また、図７（１）および（２）
には排気ガス中の還元成分の浄化率が５０％となるライ
ンも示されている。
【００４３】図７（１），（２）において排気ガスの流
速が触媒反応活性化限界Ｋを越えたときには排気ガス中
の還元成分の酸化作用は行われず、従ってこのときには
排気ガス中の還元成分は第１の触媒２０を素通りする。
一方、排気ガスの流速が触媒反応活性化限界Ｋよりも低
くなると排気ガス中の還元成分の酸化作用が行われる。
ただしこの場合、排気ガスの流速が低くなるほど排気ガ
ス中の還元成分の酸化作用が促進され、従って排気ガス
の流速が低くなるほど排気ガス中の還元成分の浄化率が
高くなる。
【００４４】このように第２の触媒２２に比べてかなり
体積の小さな第１の触媒２０を図４（Ａ）に示されるよ
うに排気マニホルド１９の各枝管内に配置するとかなり
の量の排気ガス中の還元成分が第１の触媒２０を素通り
し、従ってかなりの量の排気ガス中の還元成分が第２の
触媒２２内に送り込まれることになる。なお、図７
（１）および（２）を比較するとわかるように図７
（２）に示される機関高負荷運転時の方が図７（１）に
示される機関低負荷運転時に比べて第１の触媒２０を素
通りする還元成分の量が増大する。
【００４５】一方、本発明による第１実施例では第１の
触媒２０による排気ガス中の還元成分の浄化率を高くす
べきときには排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられる。
具体的に云うと本発明による実施例ではこのとき排気制
御弁２４によって排気管２３の流路面積のほぼ９５％が
閉鎖され、このとき排気マニホルド１９内および排気管
２１内の圧力、即ち背圧はほぼ８０KPa となる。即ち、
このとき背圧は大気圧のほぼ２倍となる。
【００４６】このように背圧が大気圧のほぼ２倍になる
と燃焼室５内から排気ポート１１内への排気ガスの流出
速度が低下する。また背圧が大気圧のほぼ２倍になると
排気ガスの密度が高くなり、従って排気通路内を流れる
排気ガスの流速も低下する。即ち、このときには第１の
触媒２０を通過する排気ガスの流速は図７（１）におい
て破線で示されるように常に触媒反応活性化限界Ｋより
も低くなる。従ってこのときには排気ガス中の還元成分
の大部分が第１の触媒２０において酸化せしめられ、少
量の還元成分が第１の触媒２０を通り過ぎて第２の触媒
２２内に流入する。このように排気制御弁２４を全開に
すると図７（１）において実線で示されるように排気ガ
スの流速が速くなり、排気ガス中に含まれるかなりの量
の還元成分が第１の触媒２０を素通りして第２の触媒２
２内に送り込まれ、排気制御弁２４をほぼ全閉せしめる
と図７（１）において破線で示されるように排気ガス中
に含まれる大部分の還元成分が第１の触媒２０において
酸化せしめられる。
【００４７】ところで機関の運転が開始されてから暫ら
くの期間は通常、低負荷運転が行われ、このとき第２の
触媒２２の温度は低くなっている。従ってこのときには
第２の触媒２２による排気ガス中の還元成分の酸化作
用、即ち未燃ＨＣ，ＣＯの浄化作用はほとんど期待でき
ない。従って第１実施例においては機関の運転が開始さ
れてから第２の触媒２２が活性化するまでの間において
低負荷運転が行われたときには排気制御弁２４がほぼ全
閉せしめられる。このとき第１の触媒２０内を流れる排
気ガスの流速は図７において破線で示されるように遅く
なり、斯くして排気ガス中に含まれるかなりの量の未燃
ＨＣ，ＣＯが第１の触媒２０において浄化せしめられ
る。
【００４８】次いで第２の触媒２２が活性化すると排気
制御弁２４は全開せしめられる。このときには図７
（１），（２）の実線からわかるように排気ガス中に含
まれるかなりの量の未燃ＨＣ，ＣＯが第１の触媒２０を
素通りして第２の触媒２２内に流入する。その結果、第
２の触媒２２において多量の未燃ＨＣ，ＣＯが酸化せし
められるために第２の触媒２２内において多量の酸化反
応熱が発生し、斯くして第２の触媒２２は触媒反応活性
化状態に保持される。図５において鎖線で囲まれた領域
Ｍは、本発明による第１実施例において第２の触媒２２
が通常とりうる範囲、即ち第２の触媒２２の使用領域を
示している。
【００４９】このように本発明による第１実施例では第
２の触媒２２が一旦活性化すると第２の触媒２２は通常
領域Ｍ内に、即ち触媒反応活性化領域Ｉ内に保持され
る。しかしながら減速運転が行われたり、或いは低負荷
運転が一定時間以上継続したり、或いはその他の理由に
よって第２の触媒２２が触媒反応不活性領域IIとなる場
合がある。本発明による実施例ではこのような場合には
排気制御弁２４をほぼ全閉し、第２の触媒２２が再び触
媒反応活性化領域Ｉとなるまで第１の触媒２０によって
排気ガス中の未燃成分ＨＣ，ＣＯを酸化せしめるように
している。
【００５０】次に図８を参照しつつ本発明による第２実
施例について説明する。図８においてＴｏ，Ｋ，Ｍは図
５に示されるＴｏ，Ｋ，Ｍと同じであって夫々第２の触
媒２２の活性化温度、触媒反応活性化限界および通常の
使用領域を示している。これに対し図８においてＲＴ
ｏ，ＲＫおよびＮは図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示さ
れる第１の触媒２０の活性化温度、触媒反応活性化限界
および使用領域を夫々示している。また、図８において
ＲＲ３０，ＲＲ５０およびＲＲ９０は第１の触媒２０に
よる排気ガス中の還元成分の浄化率が夫々３０％，５０
％，９０％である場合を示している。
【００５１】即ち、図８からわかるように本発明による
第２実施例では第１の触媒２０として第２の触媒２２よ
りも高い活性化温度ＲＴｏを有する触媒が用いられてい
る。図８に示されるようにこの第１の触媒２０の触媒反
応活性化限界ＲＫにおける第１の触媒２０の温度Ｔｃも
第１の触媒２０内を流れる排気ガスの空間速度ＳＶが増
大するほど高くなる。また、この第２実施例では第１の
触媒２０の触媒反応活性化限界ＲＫが図８において第２
の触媒２２の通常使用領域Ｍよりも触媒温Ｔｃについて
は高温側であり空間速度ＳＶについては低空間速度側に
位置するように定められている。
【００５２】この第２実施例においては第１の触媒２０
において主に排気ガス中の還元成分を酸化すべきときに
は第１の触媒２０が図８に示す使用領域Ｎ内となるよう
に第１の触媒２０内を流れる排気ガスの空間速度ＳＶが
低くされかつ第１の触媒２０の温度Ｔｃが上昇せしめら
れる。具体的な一例を挙げると空間速度ＳＶの低い機関
低負荷運転時において燃焼室５内に副燃料が追加噴射さ
れ、それにより燃焼室５から排出される排気ガス温を上
昇させて第１の触媒２０を図８に示す使用領域Ｎ内に保
持するようにしている。
【００５３】このように副燃料を追加噴射することによ
って第１の触媒２０の温度Ｔｃを上昇させる場合には図
９に示されるように機関出力を発生させるための主燃料
Ｑｍの噴射に加え、膨張行程中に、図９に示される例で
は圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）６０°付近において副燃料
Ｑａが追加噴射される。なおこの場合、主燃料Ｑｍの燃
焼後、副燃料Ｑａを完全に燃焼せしめるのに十分な酸素
が燃焼室５内に残存するように主燃料Ｑｍは空気過剰の
もとで燃焼せしめられる。このように副燃料Ｑａを燃焼
室５内で燃焼せしめると主燃料Ｑｍ自身および副燃料Ｑ
ａ自身の燃焼による発熱に加え、主燃料Ｑｍの燃え残り
である未燃ＨＣの燃焼熱が追加的に発生するので燃焼室
５内の既燃ガス温はかなり高くなる。その結果、燃焼室
５から排出される排気ガスが高くなり、斯くして第１の
触媒２０は触媒反応活性化領域Ｉ内に保持されることに
なる。
【００５４】なお、図２に示される成層燃焼式内燃機関
において噴射された副燃料Ｑａが燃焼室５において良好
に燃焼せしめられる噴射時期は図９において矢印Ｚで示
される圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）ほぼ５０°からほぼ９
０°の膨張行程であり、従って図２に示される成層燃焼
式内燃機関においては副燃料Ｑａを圧縮上死点後（ＡＴ
ＤＣ）ほぼ５０°からほぼ９０°の膨張行程において噴
射する必要がある。
【００５５】また、燃焼室５内から排出される排気ガス
温を上昇させる方法としては副燃料を追加噴射する以外
にも種々の方法が存在し、例えば主噴射の噴射時期を大
巾に遅らせたり、或いは吸気弁８又は排気弁１０の開閉
弁時期を変化させることによって排気ガス温を上昇させ
ることができる。一方、この第２実施例では主に第２の
触媒２２において排気ガス中の還元成分を酸化せしめる
場合には排気ガス温の昇温作用、前述した具体例では副
燃料の追加噴射作用が停止される。排気ガスの昇温作用
が停止されると第１の触媒２０は図８において触媒反応
不活性限界ＲＫよりも下方の領域となるために第１の触
媒２０における排気ガス中の還元成分の酸化作用は行わ
れなくなる。従ってこのときには排気ガス中の還元成分
は第１の触媒２０を素通りして第２の触媒２２において
酸化せしめられる。斯くして第２の触媒２２を触媒反応
活性化領域′Ｉ内に保持することができる。
【００５６】なお、この第２実施例においても機関始動
後第２の触媒２２が活性化するまでの期間、および第２
の触媒２２が活性化した後に第２の触媒２２が触媒反応
不活性領域IIになったときに排気ガスの昇温作用が行わ
れる。一方、この第２実施例では排気ガス温の上昇作用
を行うことなく、排気制御弁２４をほぼ全閉にすること
によっても第１の触媒２０を図８に示す使用領域Ｎに保
持することができる。即ち、排気制御弁２４がほぼ全閉
せしめられると第１の触媒２０内を流れる排気ガスの空
間速度ＳＶは低くなる。また、排気制御弁２４がほぼ全
閉にされて背圧が高くなると燃焼室５内から排気ポート
１１内に排気ガスが排出されたときに排気ガス圧がさほ
ど低下せず、従って排気ガス温もさほど低下しない。斯
くして排気ガス温が上昇し、その結果第１の触媒２０は
使用領域Ｎ内に維持されることになる。
【００５７】なお、副燃料を追加噴射することにより、
或いは排気制御弁２４をほぼ全閉にすることにより排気
ガス温を上昇させた場合に排気ガス温が使用領域Ｎ内の
触媒温度Ｔｃまで上昇しなくても第１の触媒２０の温度
Ｔｃが触媒反応活性化限界ＲＫよりも高くなりさえすれ
ば第１の触媒２０を使用領域Ｎ内に保持することができ
る。
【００５８】即ち、第１の触媒２０の温度Ｔｃが触媒反
応活性化限界ＲＫよりも高くなれば第１の触媒２０にお
いて排気ガス中の還元成分の酸化作用が行われる。酸化
作用が行われると酸化反応熱によって第１の触媒２０の
温度Ｔｃが上昇し、第１の触媒２０の温度Ｔｃが上昇す
れば酸化反応は更に激しくなる。その結果、第１の触媒
２０の温度Ｔｃが更に上昇し、最終的には第１の触媒２
０は使用領域Ｎに保持されることになる。
【００５９】活性化温度の高い触媒としては種々の触媒
が存在しており、従ってこれら触媒を第１の触媒２０と
して用いることができる。この場合、第２の触媒２２を
活性化温度が高くなるように改変して改変された第２の
触媒２２を第１の触媒２０として用いることもできる。
例えば第１の触媒２０に担持されている金属触媒の担持
量を第２の触媒２２に比べて低下させれば第１の触媒２
０の活性は第２の触媒２２の活性よりも低くなり、斯く
して第１の触媒２０の活性化温度は第２の触媒２０に比
べて高くなる。
【００６０】一方、金属担持量が同一であっても第１の
触媒２０に担持されている金属触媒の粒径を大きくする
と第１の触媒２０の活性は第２の触媒２２の活性よりも
低くなり、斯くしてこの場合でも第１の触媒２０の活性
化温度は第２の触媒２０に比べて高くなる。また、第２
の触媒２０が軸線方向に延びる多数のセルを見えたハニ
カム構造を有する場合には単位断面積内における第１の
触媒２０のセルの数を第２の触媒２２に比べて減少させ
ると排気ガス中の還元成分が金属触媒に接触する機会が
減少する。その結果、第１の触媒２０の活性は第２の触
媒２２の活性よりも低くなり、斯くして第１の触媒２０
の活性化温度は第２の触媒２０に比べて高くなる。
【００６１】また、排気マニホルド１９の内壁面上に触
媒層を形成し、この触媒層により第１の触媒２０を構成
することができる。このように排気マニホルド１９の内
壁面上に触媒層を形成すると排気ガス中の還元成分が金
属触媒に接触する機会が減少する。その結果、第１の触
媒２０の活性は第２の触媒２２の活性よりも低くなり、
斯くして第１の触媒２０の活性化温度は第２の触媒２０
に比べて高くなる。
【００６２】また、通常金属触媒の担体として用いられ
ているアルミナやペロブスカイト等の担体は担体ａ温度
が高くなると、たとえ金属触媒を担持していなくても触
媒の機能を果すようになる。従って第１の触媒２０とし
て金属触媒を担持していないアルミナやペロブスカイト
等の担体を用いることができる。上述したように第１の
触媒２０の活性化温度を第２の触媒２２の活性化温度よ
りも高くした場合において主に第１の触媒２０により排
気ガス中の還元成分を酸化せしめるときには第１の触媒
２０の温度Ｔｃを触媒反応活性化限界ＲＫ以上に上昇さ
せる必要がある。この場合、本発明による実施例では排
気ガスによって第１の触媒２０の温度Ｔｃを上昇させる
ようにしており、従って第１の触媒２０の温度Ｔｃを上
昇させるためには第１の触媒２０をできるだけ温度の高
い排気ガスと接触させることが好ましいことになる。排
気通路内の排気ガス温は下流に行くほど低くなり、従っ
て触媒温度Ｔｃを上昇させるという点からみると図４
（Ａ）から（Ｃ）に示される実施例のうちで最も好まし
いのは図４（Ａ）に示すように排気マニホルド１９の各
枝管内に夫々第１の触媒２０を配置したものである。
【００６３】これまで述べたように第１の触媒２０にお
いて主に排気ガス中の還元成分を酸化せしめる場合には
排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられるか、又は副燃料
の追加噴射等により排気ガス温が上昇せしめられる。こ
の場合、無論のこと排気制御弁２４をほぼ全閉せしめる
と共に副燃料を追加噴射してもよい。ところがこのよう
に排気制御弁２４をほぼ全閉せしめると共に副燃料を追
加噴射すると大気中に排出される未燃ＨＣの量を大巾に
低減することができる。
【００６４】次にこのようにして大気中に排出される未
燃ＨＣを低減するようにした実施例について図１０を参
照しつつ説明する。なお、図１０において横軸はクラン
ク角を示しており、ＢＴＤＣおよびＡＴＤＣは夫々上死
点前および上死点後を示している。図１０（Ａ）は主に
第２の触媒２２において排気ガス中の還元成分が酸化せ
しめられる場合であって要求負荷ＬがＬ1 よりも小さい
ときの燃料噴射時期を示している。図１０（Ａ）に示さ
れるようにこのときには圧縮行程末期に主燃料Ｑｍのみ
が噴射され、このとき排気制御弁２４は全開状態に保持
されている。
【００６５】一方、図１０（Ｂ）は主に第１の触媒２０
において排気ガス中の還元成分を酸化せしめる場合を示
しており、この場合には排気制御弁２４がほぼ全閉せし
められ、かつ機関出力を発生させるための主燃料Ｑｍの
噴射に加え、膨張行程中に、図１０（Ｂ）に示される例
では圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）６０°付近において副燃
料Ｑａが追加噴射される。なおこの場合、主燃料Ｑｍの
燃焼後、副燃料Ｑａを完全に燃焼せしめるのに十分な酸
素が燃焼室５内に残存するように主燃料Ｑｍは空気過剰
のもとで燃焼せしめられる。また、図１０（Ａ）と図１
０（Ｂ）とは機関負荷と機関回転数が同一であるときの
燃料噴射期間を示しており、従って機関負荷と機関回転
数が同一である場合には図１０（Ｂ）に示される場合の
主燃料Ｑｍの噴射量の方が図１０（Ａ）に示される場合
の主燃料Ｑｍの噴射量に比べて若干増量せしめられてい
る。
【００６６】図１１は第２の触媒２２が活性化していな
いときの機関排気通路の各位置における排気ガス中の未
燃ＨＣの濃度(ppm）の一例を示している。図１１に示す
例において黒三角は排気制御弁２４を全開にした状態で
図１０（Ａ）に示す如く圧縮行程末期において主燃料Ｑ
ｍを噴射した場合の排気ポート１１出口における排気ガ
ス中の未燃ＨＣの濃度(ppm）を示している。この場合に
は排気ポート１１出口における排気ガス中の未燃ＨＣの
濃度は６０００ppm 以上の極めて高い値となる。
【００６７】一方、図１１に示す例において黒丸および
実線は排気制御弁２４をほぼ全閉とし、図１０（Ｂ）に
示されるように主燃料Ｑｍおよび副燃料Ｑａを噴射した
場合の排気ガス中の未燃ＨＣの濃度(ppm）を示してい
る。この場合には排気ポート１１出口における排気ガス
中の未燃ＨＣの濃度は２０００ppm 以下となり、排気制
御弁２４の付近においては排気ガス中の未燃ＨＣの濃度
は５０ppm 以下まで減少する。従ってこの場合には大気
中に排出される未燃ＨＣの量が大巾に低減せしめられる
ことがわかる。
【００６８】このように排気制御弁２４上流の排気通路
内において未燃ＨＣが減少するのは第１の触媒２０にお
いて未燃ＨＣが酸化せしめられることに加え、第１の触
媒２０下流の排気通路内において未燃ＨＣの酸化反応が
促進されているからである。しかしながら図１１の黒三
角で示されるように排気ポート１１出口における未燃Ｈ
Ｃの量が多い場合、即ち燃焼室５内での未燃ＨＣの発生
量が多い場合にはたとえ第１の触媒２０において未燃Ｈ
Ｃが酸化せしめられても大気中に放出される未燃ＨＣの
量は５０(ppm）以下にはならない。即ち、第１の触媒２
０において未燃ＨＣを酸化させかつ第１の触媒２０下流
での未燃ＨＣの酸化反応を促進することによって大気中
に排出される未燃ＨＣの量を大巾に低減しうるのは図１
１の黒丸で示されるように排気ポート１１出口における
未燃ＨＣの濃度が低いとき、即ち燃焼室５内での未燃Ｈ
Ｃの発生量が少ないときである。
【００６９】このように大気中に排出される未燃ＨＣの
量を低減させるためには燃焼室５内での未燃ＨＣの発生
量を低下させかつ排気通路内における未燃ＨＣの酸化反
応を促進させるという二つの要求を同時に満たす必要が
ある。そこでまず初めに２番目の要求、即ち排気通路内
における未燃ＨＣの酸化反応を促進させることから説明
する。
【００７０】排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられると
背圧が高くなる。背圧が高くなるということは燃焼室５
内から排気ポート１１内に排気ガスが排出されたときに
排気ガスの圧力がさほど低下せず、従って燃焼室５から
排出された排気ガス温もさほど低下しないことを意味し
ている。従って排気ポート１１内に排出された排気ガス
温はかなり高温に維持されている。一方、背圧が高いと
いうことは排気ガスの密度が高いことを意味しており、
排気ガスの密度が高いということは排気ポート１１から
排気制御弁２４に至る排気通路内における排気ガスの流
速が遅いことを意味している。従って排気ポート１１内
に排出された排気ガスは高温のもとで長時間に亘り排気
制御弁２４上流の排気通路内に滞留することになる。
【００７１】このように排気ガスが高温のもとで長時間
に亘り排気制御弁２４上流の排気通路内に滞留せしめら
れるとその間に第１の触媒２０において未燃ＨＣの酸化
反応が促進され、更に第１の触媒２０下流の排気通路内
における未燃ＨＣの酸化反応が促進される。この場合、
本発明者による実験によると特に第１の触媒２０下流の
排気通路内における未燃ＨＣの酸化反応を促進するため
には排気ポート１１出口における排気ガス温をほぼ７５
０℃以上、好ましくは８００℃以上にする必要があるこ
とが判明している。
【００７２】また、高温の排気ガスが排気制御弁２４上
流の排気通路内に滞留している時間が長くなればなるほ
ど未燃ＨＣの低減量は増大する。この滞留時間は排気制
御弁２４の位置が排気ポート１１出口から離れれば離れ
るほど長くなり、従って排気制御弁２４は排気ポート１
１出口から未燃ＨＣを十分に低減するのに必要な距離を
隔てて配置する必要がある。排気制御弁２４を排気ポー
ト１１出口から未燃ＨＣを十分に低減するのに必要な距
離を隔てて配置すると図１１の実線に示されるように未
燃ＨＣの濃度は大巾に低減する。なお、本発明者による
実験によると未燃ＨＣを十分に低減するためには排気ポ
ート１１出口から排気制御弁２４までの距離を１メート
ル以上とすることが好ましいことが判明している。
【００７３】ところで前述したように第１の触媒２０下
流の排気通路内における未燃ＨＣの酸化反応を促進する
ためには排気ポート１１出口における排気ガス温をほぼ
７５０℃以上、好ましくは８００℃以上にする必要があ
る。また、大気中に排出される未燃ＨＣの量を低減する
ためには前述した１番目の要求を満たさなければならな
い。即ち燃焼室５内での未燃ＨＣの発生量を低下させる
必要がある。そのためにこの実施例では機関出力を発生
するための主燃料Ｑｍに加え、主燃料Ｑｍの噴射後に副
燃料Ｑａを追加噴射して副燃料Ｑａを燃焼室５内で燃焼
せしめるようにしている。
【００７４】即ち、副燃料Ｑａを燃焼室５内で燃焼せし
めると副燃料Ｑａの燃焼時に主燃料Ｑｍの燃え残りであ
る多量の未燃ＨＣが燃焼せしめられる。また、この副燃
料Ｑａは高温ガス中に噴射されるので副燃料Ｑａは良好
に燃焼せしめられ、従って副燃料Ｑａの燃え残りである
未燃ＨＣはさほど発生しなくなる。斯くして最終的に燃
焼室５内で発生する未燃ＨＣの量はかなり少なくなる。
【００７５】また、副燃料Ｑａを燃焼室５内で燃焼せし
めると前述したように主燃料Ｑｍ自身および副燃料Ｑａ
自身の燃焼による発熱に加え、主燃料Ｑｍの燃え残りで
ある未燃ＨＣの燃焼熱が追加的に発生するので燃焼室５
内の既燃ガス温はかなり高くなる。このように主燃料Ｑ
ｍに加え副燃料Ｑａを追加噴射して副燃料Ｑａを燃焼さ
せることにより燃焼室５内で発生する未燃ＨＣの量を低
減しかつ排気ポート１１出口における排気ガス温を７５
０℃以上、好ましくは８００℃以上にすることができ
る。
【００７６】このようにこの実施例では副燃料Ｑａを燃
焼室５内で燃焼せしめる必要があり、そのためには副燃
料Ｑａの燃焼時に燃焼室５内に十分な酸素が残存してい
ることが必要であり、しかも噴射された副燃料Ｑａが燃
焼室５内で良好に燃焼せしめられる時期に副燃料Ｑａを
噴射する必要がある。そこでこの実施例では副燃料Ｑａ
の燃焼時に燃焼室５内に十分な酸素が残存しうるように
主燃料Ｑｍは空気過剰のもとで燃焼せしめられる。ま
た、図２に示される成層燃焼式内燃機関において噴射さ
れた副燃料Ｑａが燃焼室５において良好に燃焼せしめら
れる噴射時期は前述したように図１０において矢印Ｚで
示される圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）ほぼ５０°からほぼ
９０°の膨張行程であり、従って図２に示される成層燃
焼式内燃機関においては副燃料Ｑａは圧縮上死点後（Ａ
ＴＤＣ）ほぼ５０°からほぼ９０°の膨張行程において
噴射される。なお、圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）ほぼ５０
°からほぼ９０°の膨張行程において噴射された副燃料
Ｑａは機関の出力の発生には寄与しない。
【００７７】ところで本発明者による実験によると図２
に示される成層燃焼式内燃機関では副燃料Ｑａが圧縮上
死点後（ＡＴＤＣ）６０°付近において噴射されたとき
に大気中に排出される未燃ＨＣの量は最も少なくなる。
従ってこの実施例では図１０（Ｂ）に示されるように副
燃料Ｑａの噴射時期はほぼ圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）６
０°付近とされる。
【００７８】副燃料Ｑａの最適な噴射時期は機関の型式
によって異なり、例えばディーゼル機関では副燃料Ｑａ
の最適な噴射時期は膨張行程中か又は排気行程中とな
る。従って本発明では副燃料Ｑａの燃料噴射は膨張行程
中又は排気行程中に行われる。一方、燃焼室５内の既燃
ガス温は主燃料Ｑｍの燃焼熱と副燃料Ｑａの燃焼熱の双
方の影響を受ける。即ち、燃焼室５内の既燃ガス温は主
燃料Ｑｍの噴射量が増大するほど高くなり、副燃料Ｑａ
の噴射量が増大するほど高くなる。更に、燃焼室５内の
既燃ガス温は背圧の影響を受ける。即ち、背圧が高くな
るほど燃焼室５から既燃ガスが流出しにくくなるために
燃焼室５内に残留する既燃ガス量が多くなり、斯くして
排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられると燃焼室５内の
既燃ガス温が上昇せしめられる。
【００７９】ところで排気制御弁２４がほぼ閉弁せしめ
られ、それによって背圧が高くなると機関の発生トルク
が最適な要求発生トルクに対して減少する。そこでこの
実施例では図１０（Ｂ）に示されるように排気制御弁２
４がほぼ全閉せしめられたときには図１０（Ａ）に示さ
れるように同一の機関運転状態のもとで排気制御弁２４
が全開せしめられた場合の機関の要求発生トルクに近づ
くように同一の機関運転状態のもとで排気制御弁２４が
全開せしめられた場合に比べて主燃料Ｑｍの噴射量が増
量せしめられる。なお、この実施例では排気制御弁２４
がほぼ全閉せしめられたときにはそのときの機関の発生
トルクが同一の機関運転状態のもとで排気制御弁２４が
全開せしめられた場合の機関の要求発生トルクに一致す
るように主燃料Ｑｍが増量される。
【００８０】図１２は要求負荷Ｌに対して機関の要求発
生トルクを得るのに必要な主燃料Ｑｍの変化を示してい
る。なお、図１２において実線は排気制御弁２４がほぼ
全閉せしめられた場合を示しており、破線は排気制御弁
２４が全開せしめられた場合を示している。一方、図１
３は排気制御弁２４をほぼ全閉せしめた場合において排
気ポート１１出口における排気ガス温をほぼ７５０℃か
らほぼ８００℃にするのに必要な主燃料Ｑｍと副燃料Ｑ
ａの関係を示している。前述したように主燃料Ｑｍを増
量しても燃焼室５内の既燃ガス温は高くなり、副燃料Ｑ
ａを増量しても燃焼室５内の既燃ガス温は高くなる。従
って排気ポート１１出口における排気ガス温をほぼ７５
０℃からほぼ８００℃にするのに必要な主燃料Ｑｍと副
燃料Ｑａとの関係は図１３に示されるように主燃料Ｑｍ
を増大すれば副燃料Ｑａは減少し、主燃料Ｑｍを減少す
れば副燃料Ｑａは増大する関係となる。
【００８１】ただし、主燃料Ｑｍおよび副燃料Ｑａを同
一量増大した場合には副燃料Ｑａを増量した場合の方が
主燃料Ｑｍを増量した場合に比べて燃焼室５内の温度上
昇量がはるかに大きくなる。従って燃料消費量の低減と
いう観点からなると副燃料Ｑａを増大させることによっ
て燃焼室５内の既燃ガス温を上昇させることが好ましい
と言える。
【００８２】従ってこの実施例では排気制御弁２４をほ
ぼ全閉せしめたときに機関の発生トルクを要求発生トル
クまで上昇させるのに必要な分だけ主燃料Ｑｍを増量
し、主として副燃料Ｑａの燃焼熱によって燃焼室５内の
既燃ガス温を上昇させるようにしている。このように排
気制御弁２４をほぼ全閉せしめ、排気ポート１１出口に
おける排気ガスをほぼ７５０℃以上、好ましくはほぼ８
００℃以上とするのに必要な量の副燃料Ｑａを噴射する
と排気ポート１１から排気制御弁２４に至る排気通路内
において未燃ＨＣの濃度を大巾に減少することができ
る。このとき排気ポート１１から排気制御弁２４に至る
排気通路内において図１１に示されるように未燃ＨＣの
濃度を５００p.p.m 以下まで低下させるには排気制御弁
２４上流の排気通路内の圧力をケージ圧でもってほぼ８
０KPa 以上にする必要がある。このときの排気制御弁２
４による排気通路断面積の閉鎖割合はほぼ９５パーセン
ト以上である。従ってこの実施例では大気中への未燃ガ
スの排出量を大巾に低減すべきときには背圧がほぼ８０
KPa となるように圧力センサ３３の出力信号に基づいて
排気制御弁２４の開度がフィードバック制御される。
【００８３】この実施例では機関始動後第２の触媒２２
が活性化するまでの間、および第２の触媒２２が一旦活
性化した後例えば低負荷運転が一定時間以上継続して第
２の触媒２２が不活性状態となったときに排気制御弁２
４がほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが追加噴射され
る。図１４は機関始動後第２の触媒２２が活性化するま
での間における主燃料Ｑｍの変化の一例および排気制御
弁２４の開度を示している。なお、図１４において実線
Ｘは排気制御弁２４をほぼ全閉にした場合の最適な主燃
料Ｑｍの噴射量を示しており、破線Ｙは排気制御弁２４
を全開にした場合の最適な主燃料Ｑｍの噴射量を示して
いる。図１４からわかるように機関始動および暖機運転
時には排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、同一の機
関運転状態のもとで排気制御弁２４が全開せしめられた
場合の最適な主燃料Ｑｍの噴射量Ｙよりも主燃料Ｑｍの
噴射量Ｘが増量せしめられ、更に副燃料Ｑａが追加噴射
される。
【００８４】図１５は機関低負荷時における主燃料Ｑｍ
の変化の一例および排気制御弁２４の開度を示してい
る。なお、図１５において実線Ｘは排気制御弁２４をほ
ぼ全閉にした場合の最適な主燃料Ｑｍの噴射量を示して
おり、破線Ｙは排気制御弁２４を全開にした場合の最適
な主燃料Ｑｍの噴射量を示している。図１５からわかる
ように機関低負荷運転が一定時間ｔｏ以上継続すると排
気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、同一の機関運転状
態のもとで排気制御弁２４が全開せしめられた場合の最
適な主燃料Ｑｍの噴射量Ｙよりも主燃料Ｑｍの噴射量Ｘ
が増量せしめられ、更に副燃料Ｑａが追加噴射される。
【００８５】前述したように本発明による実施例では主
に第１の触媒２０において排気ガス中の還元成分を酸化
すべきときには排気制御弁２４がほぼ閉弁せしめられる
か、又は副燃料の追加噴射等により排気ガスが上昇せし
められるか、又は排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ
かつ副燃料の追加噴射等により排気ガス温が上昇せしめ
られる。図１６は代表例として、第１の触媒２０および
その下流において排気ガス中の還元成分を酸化すべきと
きに排気制御弁２４をほぼ全閉としかつ副燃料を追加噴
射するようにした場合の運転制御ルーチンを示してい
る。
【００８６】図１６を参照するとまず初めにステップ１
００において第２の触媒２２が活性化したことを示す暖
機完了フラグがセットされているか否かが判別される。
暖機完了フラグがセットされていないとき、即ち第２の
触媒２２が活性化していないときにはステップ１０１に
進んで排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられる。このと
き排気制御弁２４の開度は圧力センサ３３の出力信号に
基づいて背圧が８０KPa となるようにフィードバック制
御される。次いでステップ１０２では主燃料Ｑｍの噴射
量が図１４に示されるＸとなるように制御される。次い
でステップ１０３では副燃料Ｑａの噴射制御が行われ
る。次いでステップ１０４では温度センサ３４の出力信
号に基づいて第２の触媒２２の温度Ｔｃが活性化温度Ｔ
２、例えば２５０℃を越えたか否かが判別され、Ｔｃ＞
Ｔ２となったときにはステップ１０５に進んで暖機完了
フラグがセットされる。
【００８７】暖機完了フラグがセットされると、即ち第
２の触媒２２が活性化するとステップ１００からステッ
プ１０６に進んで第１の触媒２２を昇温すべきときにセ
ットされる昇温フラグがセットされているか否かが判別
される。昇温フラグがセットされていないときにはステ
ップ１０７に進んで機関負荷が予め定められた負荷以下
である低負荷運転状態となってからの経過時間ｔｉが予
め定められた一定時間ｔｏ、例えば１２０秒を越えたか
否かが判別される。ｔｉ＞ｔｏになったときには第２の
触媒２２が不活性状態になったと判断され、このときに
はステップ１０９に進んで昇温フラグがセットされる。
次いでステップ１１２に進む。
【００８８】これに対して低負荷運転時でないとき、又
は低負荷運転時であってもｔｉ≦ｔｏのときにはステッ
プ１０８に進んで第２の触媒２２の温度Ｔｃが触媒の活
性を失なう不活性温度Ｔ１、例えば２００℃よりも低く
かつ機関回転数Ｎが予め定められた回転数Ｎ１、例えば
９００r.p.m.よりも低いか否かが判別される。ｔｃ≧Ｔ
１又はＮ≧Ｎ１のときにはステップ１１２にジャンプ
し、ｔｃ＜Ｔ１でかつＮ＜Ｎ１になるとステップ１０９
に進んで昇温フラグがセットされる。次いでステップ１
１２に進む。
【００８９】昇温フラグがセットされるとステップ１０
６からステップ１１０に進んで第２の触媒２２の温度Ｔ
ｃが活性化温度Ｔ２、例えば２５０℃以上になったか又
は機関回転数Ｎが予め定められた回転数Ｎ２、例えば１
０００r.p.m.以上になったか否かが判別される。Ｔｃ≦
Ｔ２でかつＮ≦Ｎ２のときにはステップ１１２にジャン
プする。これに対してＴｃ＞Ｔ２又はＮ＞Ｎ２になると
ステップ１１１に進んで昇温フラグがセットされ、次い
でステップ１１２に進む。
【００９０】ステップ１１２では昇温フラグがセットさ
れているか否かが判別される。昇温フラグがセットされ
ていないときにはステップ１１３に進んで排気制御弁２
４が全開せしめられ、次いでステップ１１４に進んで主
燃料Ｑｍの噴射制御が行われる。このとき副燃料Ｑａの
噴射は行われない。これに対し昇温フラグがセットされ
ているときにはステップ１１５に進んで排気制御弁２４
がほぼ全閉せしめられる。このとき排気制御弁２４の開
度は圧力センサ３３の出力信号に基づいて背圧が８０KP
a となるようにフィードバック制御される。次いでステ
ップ１１６では主燃料Ｑｍの噴射量が図１５に示される
Ｘとなるように制御される。次いでステップ１１７では
副燃料Ｑａの噴射制御が行われる。
【００９１】
【発明の効果】第１の触媒において排気ガス中の多量の
還元成分を酸化すべきときには多量の還元成分を第１の
触媒において酸化せしめることができ、第２の触媒が多
量の還元成分を必要とするときは第１の触媒により酸化
せしめられる還元成分を低減することにより第２の触媒
に必要な量の還元成分を送り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】燃焼室の側面断面図である。
【図３】噴射量、噴射時期および空燃比を示す図であ
る。
【図４】第１の触媒の配置に関する種々の実施例を示す
図である。
【図５】触媒反応活性化領域を示す図である。
【図６】排気ガスの流速変化を示す図である。
【図７】排気ガスの流速変化を示す図である。
【図８】触媒反応活性化領域を示す図である。
【図９】噴射時期を示す図である。
【図１０】噴射時期を示す図である。
【図１１】未燃ＨＣの濃度を示す図である。
【図１２】主燃料の噴射量を示す図である。
【図１３】主燃料の噴射量と副燃料の噴射量との関係を
示す図である。
【図１４】主燃料の噴射量と排気制御弁の開度を示す図
である。
【図１５】主燃料の噴射量と排気制御弁の開度を示す図
である。
【図１６】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１９…排気マニホルド ２０…第１の触媒 ２２…第２の触媒 ２４…排気制御弁
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 41/14 Ｆ０２Ｄ 41/14 (72)発明者 利岡 俊祐 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 俊明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G065 AA04 AA09 AA10 CA12 DA04 EA01 EA02 EA03 EA07 EA10 GA05 GA06 GA07 GA09 GA10 GA46 JA09 KA33 3G091 AA02 AA11 AA12 AA17 AA18 AA24 AA28 AB02 AB03 AB06 AB09 BA03 BA14 BA15 BA19 BA32 CA13 CA18 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA03 DA08 DB10 DC01 EA00 EA01 EA03 EA05 EA07 EA16 EA18 EA31 EA32 FA02 FA04 FA07 FA12 FA13 FA14 FB02 FB03 FB10 FB11 FB12 FB15 FB16 FC04 FC07 GB01X GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB10X GB16X HA01 HA03 HA11 HA12 HA36 HA37 HA39 HB02 HB03 HB05 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA16 HA17 JA21 JA25 JA26 JB09 KA01 KA02 KA03 KA04 KA05 KA07 KA08 KA09 LA03 LB04 MA01 MA11 MA18 MA19 MA20 NA08 ND01 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 PA01A PA01B PA01Z PB08A PB08B PB08Z PD12A PD12B PD12Z PE01A PE01B PE01Z PE03A PE03B PE03Z PE04A PE04B PE04Z PE05A PE05B PE05Z PE08A PE08B PE08Z PF03A PF03B PF03Z

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関排気通路内に第１の触媒を配置する
    と共に第１の触媒下流の機関排気通路内に第２の触媒を
    配置し、排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化
    させるべき機関の運転状態であるか或いは排気ガス中の
    還元成分を第２の触媒で主に酸化させるべき機関の運転
    状態であるかを判断する判断手段と、排気ガス中の還元
    成分を第１の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態
    であると判断されたときには第１の触媒における排気ガ
    ス中の還元成分の酸化割合を増大させると共に、排気ガ
    ス中の還元成分を第２の触媒で主に酸化させるべき機関
    の運転状態であると判断されたときには第１の触媒にお
    ける排気ガス中の還元成分の酸化割合を減少させる酸化
    割合制御手段とを具備した内燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 機関排気通路が各気筒に夫々連結された
    複数個の排気枝通路と、各排気枝通路に連結された共通
    の排気通路からなり、第１の触媒が夫々各排気枝通路内
    に配置され、第２の触媒が共通の排気通路内に配置され
    ている請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 気筒を少くとも一対の気筒群に分割し、
    機関排気通路が、気筒群毎に設けられかつ各気筒群に対
    して共通の排気枝通路と、これら共通の排気枝通路に連
    結された共通の排気通路からなり、第１の触媒が夫々各
    共通の排気枝通路内に設けられ、第２の触媒が共通の排
    気通路内に配置されている請求項１に記載の内燃機関の
    排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 機関排気通路が各気筒に共通の排気通路
    を有し、第１の触媒および第２の触媒が共通の排気通路
    内に配置されている請求項１に記載の内燃機関の排気浄
    化装置。
  5. 【請求項５】 上記酸化割合制御手段は、排気ガス中の
    還元成分を第１の触媒で主に酸化させるべき機関の運転
    状態であると判断されたときに機関排気通路内の背圧を
    上昇させる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 第２の触媒下流の機関排気通路内に排気
    制御弁が配置され、上記酸化割合制御手段は排気制御弁
    をほぼ全閉にすることによって機関排気通路内の背圧を
    上昇させる請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 上記酸化割合制御手段は、排気ガス中の
    還元成分を第１の触媒で主に酸化させるべき機関の運転
    状態であると判断されたときに機関排気通路内の背圧を
    上昇させると共に機関から排出される排気ガス温を上昇
    させる請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 機関出力を発生するために燃焼室内に噴
    射された主燃料を空気過剰のもとで燃焼させることに加
    え副燃料を副燃料が燃焼しうる膨張行程中又は排気行程
    中の予め定められた時期に燃焼室内に追加噴射すること
    によって機関から排出される排気ガス温が上昇せしめら
    れる請求項７に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  9. 【請求項９】 上記第１の触媒として上記第２の触媒よ
    りも活性化温度の高い触媒が用いられ、上記酸化割合制
    御手段は、排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸
    化させるべき機関の運転状態であると判断されたときに
    機関排気通路内の背圧又は機関から排出される排気ガス
    温の少くとも一方を上昇させる請求項１に記載の内燃機
    関の排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】 上記第１の触媒として、機関負荷が予
    め定められた負荷よりも低いときに上記酸化割合制御手
    段により機関の排気通路内の背圧又は機関から排出され
    る排気ガス温の少くとも一方が上昇せしめられたときに
    は活性化しかつ機関負荷が予め定められた負荷よりも低
    いときに上記酸化割合制御手段による機関の排気通路内
    の背圧の上昇作用および機関から排出される排気ガス温
    の上昇作用が行われないときには活性化しない触媒が用
    いられる請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】 第２の触媒下流の機関排気通路内に排
    気制御弁が配置され、上記酸化割合制御手段は排気制御
    弁をほぼ全閉にすることによって機関排気通路内の背圧
    を上昇させる請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  12. 【請求項１２】 機関出力を発生するために燃焼室内に
    噴射された主燃料を空気過剰のもとで燃焼させることに
    加え副燃料を副燃料が燃焼しうる膨張行程中又は排気行
    程中の予め定められた時期に燃焼室内に追加噴射するこ
    とによって機関から排出される排気ガス温が上昇せしめ
    られる請求項９に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  13. 【請求項１３】 上記判断手段は、機関始動後予め定め
    られた期間が経過するまで排気ガス中の還元成分を第１
    の触媒で主に酸化させるべき機関の運転状態であると判
    断する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  14. 【請求項１４】 上記予め定められた期間は第２の触媒
    が活性化するまでの期間である請求項１３に記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  15. 【請求項１５】 上記判断手段は、第２の触媒を活性化
    した状態に維持することができないと判断されたときに
    排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化させるべ
    き機関の運転状態であると判断する請求項１に記載の内
    燃機関の排気浄化装置。
  16. 【請求項１６】 機関低負荷運転が予め定められた期間
    継続したときには第２の触媒を活性化した状態に維持す
    ることができないと判断される請求項１５に記載の内燃
    機関の排気浄化装置。
  17. 【請求項１７】 上記判断手段は、第２の触媒が不活性
    となったときに排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主
    に酸化させるべき機関の運転状態であると判断する請求
    項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  18. 【請求項１８】 上記判断手段は、第２の触媒が不活性
    となりかつ機関回転数が予め定められた回転数以下のと
    きに排気ガス中の還元成分を第１の触媒で主に酸化させ
    るべき機関の運転状態であると判断する請求項１７に記
    載の内燃機関の排気浄化装置。
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