JP2001152925A - 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】 機関始動、暖機運転時に大気中に排出される
未燃ＨＣを大巾に低減する。 【解決手段】 排気マニホルド１９の各枝管１９ａに容
積拡大室２０を設ける。排気管２３内に排気制御弁２４
を配置する。機関始動および暖機運転時に排気制御弁２
４をほぼ全閉せしめ、主燃料の噴射量を排気制御弁全開
時の最適な噴射量よりも増量させ、膨張行程中に副燃料
を追加噴射する。

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】ディーゼル機関においては機関の低速低
負荷運転時、特に機関の暖機運転時には燃焼室内の温度
が低くなり、その結果多量の未燃ＨＣが発生する。そこ
で機関排気通路内に排気制御弁を配置し、機関低速低負
荷運転時に排気制御弁を閉弁すると共に燃料噴射量を大
巾に増量することにより燃焼室内の温度を高めて噴射燃
料を燃焼室内で完全燃焼させ、それによって未燃ＨＣの
発生量を抑制するようにしたディーゼル機関が公知であ
る（特開昭４９−８０４１４号公報参照）。
【０００３】また、機関排気通路内に排気浄化用触媒を
配置した場合には触媒温度が十分に高くならないと触媒
による良好な排気浄化作用は行われない。そこで機関の
出力を発生させるための主燃料の噴射に加え副燃料を膨
張行程中に噴射し、副燃料を燃焼させることにより排気
ガス温を上昇させ、それによって触媒の温度を上昇させ
るようにした内燃機関が公知である（特開平８−３０３
２９０号公報および特開平１０−２１２９９５号公報参
照）。
【０００４】また、従来より未燃ＨＣを吸着しうる触媒
が知られている。この触媒は周囲の圧力が高くなればな
るほど未燃ＨＣの吸着量が増大し、周囲の圧力が低くな
ると吸着した未燃ＨＣを放出する性質を有する。そこで
この性質を利用して触媒から放出された未燃ＨＣにより
ＮＯx を還元するために、機関排気通路内にこの触媒を
配置すると共に触媒下流の機関排気通路内に排気制御弁
を配置し、ＮＯx の発生量の少ない機関低速低負荷運転
時には機関出力の発生のための主燃料に加え少量の副燃
料を膨張行程中又は排気行程中に噴射して多量の未燃Ｈ
Ｃを燃焼室から排出させ、更にこのとき機関の出力低下
が許容範囲内に納まるように排気制御弁を比較的に小さ
な開度まで閉弁することにより排気通路内の圧力を高め
て燃焼室から排出される多量の未燃ＨＣを触媒内に吸着
させ、ＮＯx の発生量の多い機関高速又は高負荷運転時
には排気制御弁を全開にして排気通路内の圧力を低下さ
せ、このとき触媒から放出される未燃ＨＣによってＮＯ
x を還元するようにした内燃機関が公知である（特開平
１０−２３８３３６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、現在ディーゼル
機関はもとより火花点火式内燃機関においても機関低負
荷運転時、特に機関の暖機運転時に発生する未燃ＨＣの
量をいかにして低減するかが大きな問題となっている。
そこで本発明者はこの問題を解決すべく実験研究を行
い、その結果機関の暖機運転時等において大気中に排出
される未燃ＨＣの量を大巾に低減するためには燃焼室内
における未燃ＨＣの発生量を低減しかつ同時に排気通路
内における未燃ＨＣの低減量を増大しなければならない
ことが判明したのである。
【０００６】具体的に言うと、膨張行程中又は排気行程
中に燃焼室内に副燃料を追加噴射してこの副燃料を燃焼
させ、機関排気ポートの出口からかなり距離を隔てた機
関排気通路内に排気制御弁を設けてこの排気制御弁をほ
ぼ全閉させると、これら副燃料の燃焼と排気制御弁によ
る排気絞り作用との相乗効果によって燃焼室内における
未燃ＨＣの発生量が低減すると共に排気通路内における
未燃ＨＣの低減量が増大し、斯くして大気中に排出され
る未燃ＨＣの量を大巾に低減しうることが判明したので
ある。
【０００７】もう少し詳しく言うと、副燃料が噴射され
ると副燃料自身が燃焼せしめられるばかりでなく主燃料
の燃え残りである未燃ＨＣが燃焼室内で燃焼せしめられ
る。従って燃焼室内で発生する未燃ＨＣの量が大巾に低
減するばかりでなく、主燃料の燃え残りである未燃ＨＣ
および副燃料が燃焼せしめられるので既燃ガス温がかな
り高温となる。
【０００８】一方、排気制御弁がほぼ全閉せしめられる
と機関の排気ポートから排気制御弁に到る排気通路内の
圧力、即ち背圧がかなり高くなる。背圧が高いというこ
とは燃焼室内から排出された排気ガス温がさほど低下し
ないことを意味しており、従って排気ポート内における
排気ガス温はかなり高温となっている。一方、背圧が高
いということは排気ポート内に排出された排気ガスの流
速が遅いことを意味しており、従って排気ガスは高温の
状態で排気制御弁上流の排気通路内に長時間に亘って滞
留することになる。この間に排気ガス中に含まれる未燃
ＨＣが酸化せしめられ、斯くして大気中に排出される未
燃ＨＣの量が大巾に低減されることになる。
【０００９】この場合、もし副燃料を噴射しなかった場
合には主燃料の燃え残りの未燃ＨＣがそのまま残存する
ために燃焼室内において多量の未燃ＨＣが発生する。ま
た副燃料を噴射しなかった場合には燃焼室内の既燃ガス
温がさほど高くならないためにこのときたとえ排気制御
弁をほぼ全閉させても排気制御弁上流の排気通路内での
未燃ＨＣの十分な酸化作用は期待できない。従ってこの
ときには多量の未燃ＨＣが大気中に排出されることにな
る。
【００１０】一方、排気制御弁による排気絞り作用を行
わない場合でも副燃料を噴射すれば燃焼室内で発生する
未燃ＨＣの発生量は低減し、燃焼室内の既燃ガス温は高
くなる。しかしながら排気制御弁による排気絞り作用を
行わない場合には燃焼室から排気ガスが排出されるや否
や排気ガス圧はただちに低下し、斯くして排気ガス温も
ただちに低下する。従ってこの場合には排気通路内にお
ける未燃ＨＣの酸化作用はほとんど期待できず、斯くし
てこのときにも多量の未燃ＨＣが大気中に排出されるこ
とになる。
【００１１】即ち、大気中に排出される未燃ＨＣの量を
大巾に低減するためには副燃料を噴射しかつ同時に排気
制御弁をほぼ全閉にしなければならないことになる。前
述の特開昭４９−８０４１４号公報に記載されたディー
ゼル機関では副燃料が噴射されず、主燃料の噴射量が大
巾に増大せしめられるので排気ガス温は上昇するが極め
て多量の未燃ＨＣが燃焼室内で発生する。このように燃
焼室内において極めて多量の未燃ＨＣが発生するとたと
え排気通路内において未燃ＨＣの酸化作用が行われたと
しても一部の未燃ＨＣしか酸化されないので多量の未燃
ＨＣが大気中に排出されることになる。
【００１２】一方、前述の特開平８−３０３２９０号公
報又は特開平１０−２１２９９５号公報に記載された内
燃機関では排気制御弁による排気絞り作用が行われてい
ないので排気通路内における未燃ＨＣの酸化作用はほと
んど期待できない。従ってこの内燃機関においても多量
の未燃ＨＣが大気中に排出されることになる。また前述
の特開平１０−２３８３３６号公報に記載された内燃機
関では機関の出力低下が許容範囲内に納まるように排気
制御弁が比較的小さな開度まで閉弁せしめられ、従って
この内燃機関では排気制御弁が全開しているときと閉弁
せしめられたときとで主燃料の噴射量は同一噴射量に維
持される。しかしながら機関の出力低下が許容範囲内に
納まる程度の排気制御弁の閉弁量では背圧はそれほど高
くなっていない。
【００１３】また、この内燃機関では触媒に吸着すべき
未燃ＨＣを発生させるために少量の副燃料が膨張行程中
又は排気行程中に噴射される。この場合、副燃料が良好
に燃焼せしめられれば未燃ＨＣが発生しなくなるのでこ
の内燃機関では副燃料が良好に燃焼しないように副燃料
の噴射制御を行っているものと考えられる。従ってこの
内燃機関では少量の副燃料が既燃ガス温の温度上昇には
さほど寄与していないものと考えられる。
【００１４】このようにこの内燃機関では多量の未燃Ｈ
Ｃが燃焼室内において発生せしめられ、しかも背圧はそ
れほど高くならず既燃ガス温もさほど温度上昇しないと
考えられるので排気通路内においても未燃ＨＣはさほど
酸化されないものと考えられる。この内燃機関ではでき
るだけ多量の未燃ＨＣを触媒に吸着させることを目的と
しており、従ってこのように考えるのが理にかなってい
ると言える。
【００１５】本発明の目的は機関の安定した運転を確保
しつつ大気中に排出される未燃ＨＣの量を大巾に低減す
ることのできる内燃機関の排気浄化装置を提供すること
にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に１番目の発明では、機関排気ポートの出口に接続され
た排気通路内に排気ポートの出口から予め定められた距
離を隔てて排気制御弁を配置し、大気中への未燃ＨＣの
排出量を低減すべきであると判断されたときには排気制
御弁をほぼ全閉にすると共に、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
加噴射し、排気制御弁がほぼ全閉せしめられたときには
同一の機関運転状態のもとで排気制御弁が全開せしめら
れた場合の機関の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が全開せしめられた場合に
比べて主燃料の噴射量を増量させ、機関排気ポートに又
は排気通路の少なくとも上流部に排気ガス中の未燃ＨＣ
の酸化反応を促進するための酸化反応促進手段を設けて
いる。
【００１７】２番目の発明では１番目の発明において、
酸化反応促進手段は排気ガスの流速を低下させることに
よって排気ガス中の未燃ＨＣの酸化反応を促進するよう
にしている。３番目の発明では２番目の発明において、
酸化反応促進手段が排気通路内に設けられた容積拡大室
からなる。
【００１８】４番目の発明では３番目の発明において、
酸化反応促進手段は排気ガスを保温することによって排
気ガス中の未燃ＨＣの酸化反応を促進するようにしてい
る。５番目の発明では４番目の発明において、酸化反応
促進手段が二重壁周壁面構造からなる。６番目の発明で
は５番目の発明において、排気制御弁上流の排気通路内
に容積拡大室が設けられており、機関排気ポート内から
容積拡大室内に至るまで二重壁構造とされている。
【００１９】７番目の発明では１番目の発明において、
酸化反応促進手段は、下流側に向けて徐々に流路断面積
が増大した後に下流側に向けて徐々に流路断面積が減少
する排気ポート又は排気通路からなる。８番目の発明で
は１番目の発明において、機関排気ポート内又は排気制
御弁上流の排気通路内に触媒が配置されている。９番目
の発明では１番目の発明において、機関の暖機運転が行
われているときには大気中への未燃ＨＣの排出量を低減
すべきであると判断される。
【００２０】
【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。
【００２１】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。
【００２２】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は排気マニ
ホルド１９の夫々対応する枝管１９ａに接続される。図
１に示されるように各枝管１９ａ内には夫々排気ポート
１１の断面積よりもはるかに大きな断面積を有する容積
拡大室２０が形成されている。
【００２３】排気マニホルド１９の出口は排気管２１を
介して触媒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の出口は排気管２３に連結
される。排気管２３内には負圧ダイアフラム装置又は電
気モータからなるアクチュエータ２５により駆動される
排気制御弁２４が配置される。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２５を介して互いに連結さ
れ、ＥＧＲ通路２５内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２６
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２７に連結される。このコモンレー
ル２７内へは燃料タンク２８内の燃料が電気制御式の吐
出量可変な燃料ポンプ２９を介して供給され、コモンレ
ール２７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３０が取付けられ、燃
料圧センサ３０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２９の
吐出量が制御される。
【００２４】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３１が取付
けられ、この水温センサ３１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３０の出力信号が対応
するＡＤ変換器４７を介して入力される。
【００２５】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２６および
燃料ポンプ２９に接続される。
【００２６】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内における平均空燃比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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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
図４を参照しつつまず初めに本発明による未燃ＨＣの低
減方法について概略的に説明する。なお、図４において
横軸はクランク角を示しており、ＢＴＤＣおよびＡＴＤ
Ｃは夫々上死点前および上死点後を示している。
【００３０】図４（Ａ）は本発明による方法によって特
に未燃ＨＣを低減する必要のない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４（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。これに対し、本発明
による方法によって未燃ＨＣを低減する必要がある場合
には排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、更に図４
（Ｂ）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４（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４（Ａ）
と図４（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４（Ｂ）に示される場合
の主燃料Ｑｍの噴射量の方が図４（Ａ）に示される場合
の主燃料Ｑｍの噴射量に比べて増量せしめられている。
【００３１】図５は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
５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４（Ａ）に示す如く圧縮行程末期において主
燃料Ｑｍ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。
【００３２】一方、図５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４（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２
４の付近においては排気ガス中の未燃ＨＣの濃度は１５
０ppm 程度まで減少する。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。
【００３３】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５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排気通路内における未燃ＨＣの
酸化反応を促進しても大気中に排出される未燃ＨＣの量
はさほど低減しない。即ち、排気通路内における未燃Ｈ
Ｃ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５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ＨＣの発生量が
少ないときである。
【００３４】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。
【００３５】本発明によれば大気中に排出される未燃Ｈ
Ｃの量を低減すべきときには排気制御弁２４がほぼ全閉
とされる。このように排気制御弁２４がほぼ全閉にされ
ると排気ポート１１内、排気マニホルド１９内、排気管
２１内、および排気制御弁２４上流の排気管２３内の圧
力、即ち背圧はかなり高くなる。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。
【００３６】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。更に図１に示す実施例では排気マニホルド１９
の各枝管１９ａ内に夫々容積拡大室２０が設けられてお
り、これら容積拡大室２０内においては更に排気ガスの
流速が遅くなる。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。
【００３７】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ことが判明している。
【００３８】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。この滞留時間は容積拡
大部２０の容積が大きいほど長くなり、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
くなる。従って容積拡大部２０の容積は未燃ＨＣを十分
に低減するのに必要な大きさにする必要があり、排気制
御弁２４は排気ポート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必要がある。
【００３９】容積拡大部２０の容積が未燃ＨＣを十分に
低減するのに必要な大きさとされ、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５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容
積拡大部２０の断面積を排気ポート１１の断面積の２倍
以上にすると共に容積拡大部２０の軸線方向長さを容積
拡大部２０の径とほぼ等しいか或いは容積拡大部２０の
径以上とすることが好ましいことが判明している。
【００４０】ところで前述したように排気通路内におけ
る未燃ＨＣの酸化反応を促進するためには排気ポート１
１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
に本発明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。
【００４１】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。
【００４２】また、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Ｑｍ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７５０℃以上、好ま
しくは８００℃以上にすることができる。
【００４３】このように本発明では副燃料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Ｑ
ａ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。そこで本発明では副燃料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Ｑ
ｍ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
期は図４において矢印Ｚで示される圧縮上死点後（ＡＴ
ＤＣ）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（ＡＴＤＣ）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
ほとんど寄与しない。
【００４４】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。
従って本発明による実施例では図４（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（ＡＴＤ
Ｃ）６０°付近とされる。
【００４５】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。
【００４６】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。そこで本発
明では図４（Ｂ）に示されるように排気制御弁２４がほ
ぼ全閉せしめられたときには図４（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、本発明による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。
【００４７】図６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６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２
４が全開せしめられた場合を示している。一方、図７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Ｑａ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Ｑａ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７５０℃
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７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。
【００４８】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
いう観点からみると副燃料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。
【００４９】従って本発明による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８００℃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５に示されるように未燃ＨＣ
の濃度をほぼ１５０p.p.m 程度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ゲージ圧でもって
ほぼ８０KPa 以上にする必要がある。このときの排気制
御弁２４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。従って図１に示される実施例では
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
は排気通路内の圧力がほぼ８０KPa となるように排気制
御弁２４がほぼ全閉せしめられる。
【００５０】内燃機関において多量の未燃ＨＣが発生す
るのは燃焼室５内の温度が低いときである。燃焼室５内
の温度が低いときは機関の始動および暖機運転時、およ
び機関低負荷時であり、従って機関の始動および暖機運
転時、および機関低負荷時に多量の未燃ＨＣが発生する
ことになる。このように燃焼室５内の温度が低いときに
はたとえ排気通路内に酸化機能を有する触媒を配置して
おいても触媒温度が低く触媒が活性化していないのでこ
のときに発生する多量の未燃ＨＣを触媒により酸化させ
ることは困難である。
【００５１】そこで本発明による実施例では機関の始動
および暖機運転時、および機関低負荷時には排気制御弁
２４をほぼ全閉せしめ、主燃料Ｑｍを増量すると共に副
燃料Ｑａを追加噴射し、それによって大気中に排出され
る未燃ＨＣの量を大巾に低減せしめるようにしている。
図８は機関始動および暖機運転時における主燃料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８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８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２
４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。
【００５２】図９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９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９からわかるように機
関低負荷時には排気制御弁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。
【００５３】図１０は運転制御ルーチンを示している。
図１０を参照するとまず初めにステップ１００において
機関始動および暖機運転時であるか否かが判別される。
機関始動および暖機運転時でないときにはステップ１０
２にジャンプして機関低負荷時か否かが判別される。機
関低負荷時でないときにはステップ１０３に進んで排気
制御弁２４が全開せしめられ、次いでステップ１０４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。
【００５４】一方、ステップ１００において機関始動お
よび暖機運転時であると判断されたときにはステップ１
０１に進んで機関の始動後、予め定められた設定期間が
経過したか否かが判別される。設定期間が経過していな
いときにはステップ１０５に進み、設定期間が経過した
ときにはステップ１０２に進む。一方、ステップ１０２
において機関低負荷時であると判別されたときにもステ
ップ１０５に進む。ステップ１０５では排気制御弁２４
がほぼ全閉せしめられ、次いでステップ１０６では主燃
料Ｑｍの噴射制御が行われる。即ち、機関始動および暖
機運転時であれば主燃料Ｑｍの噴射量が図８に示される
Ｘとされ、機関低負荷時であれば主燃料Ｑｍの噴射量が
図９に示されるＸとされる。次いでステップ１０７では
副燃料Ｑａの噴射制御が行われる。
【００５５】なお、図１に示されるように排気制御弁２
４上流の排気通路内に触媒２２が配置されている場合に
は副燃料Ｑａが追加噴射され、排気制御弁２４がほぼ全
閉とされているときに触媒２２は高温の排気ガスによっ
て強力に加熱される。従って機関始動および暖機運転時
に触媒２０を早期に活性化することができる。この触媒
２２としては酸化触媒、三元触媒、ＮＯx 吸収剤又はＨ
Ｃ吸着触媒を用いることができる。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。
【００５６】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。
【００５７】一方、ＨＣ吸着触媒では例えばゼオライ
ト、アルミナＡｌ2 Ｏ3 、シリカアルミナＳｉＯ2 ・Ａ
ｌ2 Ｏ3 、活性炭、チタニアＴｉＯ2 のような多孔質担
体上に白金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、または銅Ｃｕ、鉄Ｆｅ、コ
バルトＣｏ、ニッケルＮｉのような遷移金属が担持され
ている。
【００５８】このようなＨＣ吸着触媒では排気ガス中の
未燃ＨＣが触媒内に物理吸着し、未燃ＨＣの吸着量は触
媒の温度が低いほど増大し、触媒を流通する排気ガスの
圧力が高くなるほど増大する。従って図１に示される実
施例では触媒２２の温度が低くかつ排気制御弁２４の排
気絞り作用により背圧が高められているとき、即ち機関
始動および暖機運転時、および機関低負荷時に排気ガス
中に含まれる未燃ＨＣがＨＣ吸着触媒に吸着される。従
って大気中に放出される未燃ＨＣの量を更に低下させる
ことができる。なお、ＨＣ吸着触媒に吸着された未燃Ｈ
Ｃは背圧が低くなったとき、或いはＨＣ吸着触媒の温度
が高くなったときにＨＣ吸着触媒から放出される。
【００５９】前述したように排気マニホルド１９の各枝
管１９ａ内に容積拡大室２０を設けると排気ガス中の未
燃ＨＣの酸化反応が促進され、従ってこれら容積拡大室
２０は未燃ＨＣの酸化反応促進手段を構成している。図
１１はこの酸化反応促進手段の別の例を示している。図
１１に示す例では各気筒の排気ポート１１に接続されか
つ全気筒に対して共通の容積拡大室６０が各排気ポート
１１の出口に隣接して設けられている。この例でも排気
ガスの流速は容積拡大室６０内で遅くなり、斯くして未
燃ＨＣの酸化反応が促進される。
【００６０】一方、排気ガスを保温することによっても
排気ガス中の未燃ＨＣの酸化反応を促進することができ
る。図１２および図１３はこのように排気ガスを保温す
ることにより未燃ＨＣの酸化反応を促進する酸化反応促
進手段の一例を示している。図１２および図１３を参照
すると排気通路内には二重壁構造の排気マニホルド又は
リアクタ６１が設けられ、この排気マニホルド又はリア
クタ６１は二重壁構造の枝管６２を介して各気筒の排気
ポート１１に連結される。即ち、排気マニホルド又はリ
アクタ６１はライナ６１ｂと、ライナ６１ｂから間隙を
隔ててライナ６１ｂを包囲する外枠６１ａからなり、枝
管６２はライナ６２ｂと、ライナ６２ｂから間隙を隔て
てライナ６２ｂを包囲する外枠６２ａからなる。図１３
に示されるようにライナ６２ｂは対応する排気ポート１
１内まで延びており、排気ポート１１内においてもライ
ナ６２ｂの周りには空隙が形成されている。即ち、排気
ポート１１内も二重壁構造となっている。
【００６１】更に図１２に示されるように排気管２１、
触媒コンバータ２２ａおよび排気管２３も二重壁構造と
なっている。従って燃焼室５から排出された排気ガスは
二重壁構造による断熱作用によって高温に保持され、斯
くして排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられたときに排
気ガス中の未燃ＨＣの酸化作用が大巾に促進されること
になる。また、図１２および図１３に示される例では排
気マニホルド又はリアクタ６１が容積拡大室を形成して
おり、従って更に未燃ＨＣの酸化反応が促進されること
になる。
【００６２】排気ガスを保温することにより未燃ＨＣの
酸化反応を促進する他の酸化反応促進手段としては、排
気マニホルドや排気管を熱伝導率の低い材料から形成し
たり、或いは排気マニホルドや排気管を保温材により包
囲する等の方法が存在する。
【００６３】図１４は酸化反応促進手段の更に別の実施
例を示している。この実施例では図１４に示されるよう
に下流側に向けて排気ガス温ＴＥが上昇する領域Ｉでは
下流側に向けて排気ガスの流路断面積が徐々に増大せし
められ、下流側に向けて排気ガス温ＴＥが減少する領域
IIでは下流側に向けて排気ガスの流路断面積が徐々に減
少せしめられる。具体的に言うと領域Ｉでは排気ポート
１１の流路断面積および排気マニホルド７０の枝管７１
の流路断面積が下流側に向けて徐々に増大せしめられ、
領域IIでは排気マニホルド７０の枝管７１の流路断面積
が下流側に向けて徐々に減少せしめられる。
【００６４】即ち、前述したように排気制御弁２４がほ
ぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射されると燃焼室５
内から排出された排気ガス中の未燃ＨＣは下流側に向け
て流れる間に徐々に酸化せしめられる。その結果、燃焼
室５から排出された排気ガス温ＴＥは図１４に示される
ように未燃ＨＣの酸化反応熱によって下流に行くに従い
徐々に上昇する。次いで更に下流にいくと外気による冷
却作用によって排気ガス温ＴＥは次第に低下する。即
ち、排気ガス温ＴＥが上昇している領域Ｉでは未燃ＨＣ
の酸化反応が活発であり、領域IIでは未燃ＨＣの酸化反
応はさほど活発でなくなる。
【００６５】この場合、未燃ＨＣの酸化反応を促進する
には領域Ｉにおける未燃ＨＣの酸化反応を更に活発にさ
せることが効果的である。酸化反応を活発にさせるには
高温のもとでの排気ガスの滞留時間を長くすればよく、
そのためには排気ガスの流路断面積を大きくすればよい
ことになる。そこで領域Ｉでは下流側に向けて流路断面
積を徐々に大きくするようにしている。なお、下流側に
向けて流路断面積を徐々に増大させると排気ガス流は排
気ポート１１および排気マニホルド枝管７１の内壁面か
ら剥離するようになるので排気ガスに対する冷却作用が
弱まり、斯くして未燃ＨＣの酸化反応を一層促進するこ
とができる。
【００６６】一方、領域IIではもともと未燃ＨＣの酸化
反応はさほど活発ではなく、従って領域IIにおいて未燃
ＨＣの酸化反応を促進しても大きな未燃ＨＣの低減効果
は得られない。また、領域IIにおいて排気ガスの流路断
面積を下流側に向け増大すると排気系の寸法が極度に大
きくなってしまうという問題があるばかりでなく、排気
脈動が消滅するために機関の出力が低下するという問題
を生ずる。そこで領域IIでは排気ガスの流路面積を下流
側に向けて徐々に減少させるようにしている。
【００６７】なお、これまで述べた実施例において未燃
ＨＣの酸化反応を更に促進するために排気ポート内、又
は排気マニホルド内、又は排気マニホルド枝管内に酸化
機能を有する触媒を配置することもできる。
【００６８】
【発明の効果】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。
【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】噴射時期を示す図である。
【図５】未燃ＨＣの濃度を示す図である。
【図６】主燃料の噴射量を示す図である。
【図７】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８】主燃料の噴射量と排気制御弁の開度を示す図で
ある。
【図９】主燃料の噴射量と排気制御弁の開度を示す図で
ある。
【図１０】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。
【図１１】内燃機関の別の例を示す全体図である。
【図１２】内燃機関の更に別の例を示す全体図である。
【図１３】図１２に示す内燃機関の側面断面図である。
【図１４】内燃機関の更に別の実施例を示す側面断面図
である。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁 １９…排気マニホルド ２０…容積拡大部 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 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ 41/34 41/34 Ｈ Ｆ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｋ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｂ (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 Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA06 DA12 DA14 EA05 3G065 AA01 AA09 CA12 DA06 EA01 EA02 EA09 FA02 GA05 GA07 GA46 KA36 3G084 AA01 BA05 BA13 BA15 BA19 CA01 CA02 CA03 DA10 EA07 EC02 EC07 FA07 FA10 FA18 FA20 FA36 FA38 3G091 AB03 AB05 AB10 AB12 BA03 BA15 CA10 CB02 CB03 DA02 DA05 EA03 EA05 EA07 EA16 FA01 FA04 FA13 GB02Y GB03Y GB04Y GB06Y GB09Y GB10Y HA03 HB05 3G301 HA02 HA13 HA16 JA26 KA01 KA05 KA08 LA00 LA03 LC04 MA11 MA19 MA23 MA26 MA27 NE01 NE15 NE23 PA01Z PA17Z PB08Z PE03Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関排気ポートの出口に接続された排気
    通路内に排気ポートの出口から予め定められた距離を隔
    てて排気制御弁を配置し、大気中への未燃ＨＣの排出量
    を低減すべきであると判断されたときには排気制御弁を
    ほぼ全閉にすると共に、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
    し、排気制御弁がほぼ全閉せしめられたときには同一の
    機関運転状態のもとで排気制御弁が全開せしめられた場
    合の機関の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が全開せしめられた場合に比べて
    主燃料の噴射量を増量させ、機関排気ポートに又は排気
    通路の少なくとも上流部に排気ガス中の未燃ＨＣの酸化
    反応を促進するための酸化反応促進手段を設けた内燃機
    関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 酸化反応促進手段は排気ガスの流速を低
    下させることによって排気ガス中の未燃ＨＣの酸化反応
    を促進する請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 酸化反応促進手段が排気通路内に設けら
    れた容積拡大室からなる請求項２に記載の内燃機関の排
    気浄化装置。
  4. 【請求項４】 酸化反応促進手段は排気ガスを保温する
    ことによって排気ガス中の未燃ＨＣの酸化反応を促進す
    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】 酸化反応促進手段が二重壁周壁面構造か
    らなる請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 排気制御弁上流の排気通路内に容積拡大
    室が設けられており、機関排気ポート内から容積拡大室
    内に至るまで二重壁構造とされている請求項５に記載の
    内燃機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 酸化反応促進手段は、下流側に向けて徐
    々に流路断面積が増大した後に下流側に向けて徐々にに
    流路断面積が減少する排気ポート又は排気通路からなる
    請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 機関排気ポート内又は排気制御弁上流の
    排気通路内に触媒が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。
  9. 【請求項９】 機関の暖機運転が行われているときには
    大気中への未燃ＨＣの排出量を低減すべきであると判断
    される請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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