JP2799001B2 - エンジンの排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの排気ガス通路にそれを通じて排
出される排気ガスの浄化を行う触媒部が配設されて成る
エンジンの排気装置に関する。

（従来の技術） 車両に搭載されているエンジンにおいては、外部に排
出される排気ガスを浄化すべく、空燃比制御が行われて
混合気の燃焼状態が良好なものとされるとともに、排気
装置に備えられて排気ガスを外部に導出する排気導出通
路に触媒部、例えば、三元触媒コンバータが配設され
て、その三元触媒コンバータにより、エンジン本体から
排気導出通路に排出された排気ガス中に含まれるNOx
（窒素酸化物）,HC（炭化水素）及びCO（一酸化炭素）
等の除去が行われるようにされたものが知られている。
また、NOxは、エンジンが排気ガス温度が比較的低い値
をとる運転状態にあるときに比して、排気ガス温度が比
較的高い値をとる運転状態にあるときの方が多量に発生
するものとされ、HC及びCOは、エンジンが排気ガス温度
が比較的高い値をとる運転状態にあるときに比して、排
気ガス温度が比較的低い値をとる運転状態にあるときの
方が多量に発生するものとされることから、例えば、エ
ンジンが排気ガス温度が比較的低い値をとる低負荷運転
状態にあるとき、三元触媒コンバータより上流側に位置
するエンジンの排気ポート部に空気を供給する第１の空
気供給通路と、エンジンが排気ガス温度が比較的高い値
をとる高負荷運転状態にあるとき、三元触媒コンバータ
の下流側部分に空気を供給する第２の空気供給通路とを
設け、エンジンの運転状態に応じて三元触媒コンバータ
の作用状態を異ならせることにより、NOx及びHCの効果
的な除去を図ることが意図された排気装置も提案されて
いる（本願と同一の出願人による特願昭63−76436
号）。

斯かる排気装置にあっては、エンジンが低負荷運転状
態にあるときには、第１の空気供給通路から排気ポート
部に空気が供給される状態がとられることにより、エン
ジンにおける燃焼性の向上が図られるとともに、三元触
媒コンバータ全体に空気が供給されて三元触媒コンバー
タが酸化触媒として機能するものとされて、排気ガス中
に含まれHCの除去が効果的に行われるようにされる。ま
た、エンジンが高負荷運転状態にあるときには、第２の
空気供給通路から三元触媒コンバータに空気が供給され
る状態がとられることにより、三元触媒コンバータにお
ける第２の空気供給通路が接続された部分より上流側の
部分が還元触媒として機能するとともに、第２の空気供
給通路が接続された部分より下流側の部分が酸化触媒と
して機能するものとされて、排気ガス中に含まれるNOx
の除去が優先されるようになされる。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く三元触媒コンバータより上流側に位置する
エンジンの排気ポート部に空気を供給する第１の空気供
給通路と三元触媒コンバータの下流側部分に空気を供給
する第２の空気供給通路とが設けられ、エンジンの運転
状態に応じて各空気供給通路から選択的に空気が供給さ
れるようにされた排気装置が備えられるとともに、空燃
比制御が行われるようにされたエンジンにあっては、排
気ガス温度が比較的低い値をとる暖機運転状態にあると
きには、排気ガス中に含まれるHCの除去が優先されて、
第１の空気供給通路から三元触媒コンバータに空気が供
給される状態がとられ、暖機運転状態から排気ガス温度
が比較的高い値をとる通常運転状態に移行せしめられた
ときには、第２の空気供給通路から三元触媒コンバータ
に空気が供給される状態がとられるようにされる。しか
しながら、斯かるもとでは、エンジンが暖機運転状態か
ら通常運転状態への過渡状態にあって、排気ガス温度が
中程度の値をとるときには、NOxの発生量が徐々に増加
する傾向にあるとともに、HCが比較的多量に発生する状
態が継続されるので、NOxの除去が優先されて、第２の
空気供給通路から三元触媒コンバータに空気が供給され
る状態がとられた場合には、HCの除去に支障がきたされ
ることになり、また、HCの除去が優先されて、第１の空
気供給通路から三元触媒コンバータに空気が供給される
状態がとられた場合には、通常、空燃比制御に関連して
設けられるO₂センサは、排気導出通路における触媒コン
バータが配設された位置より上流側に取り付けられるも
のとされるので、斯かる第１の空気供給通路を通じた空
気によりO₂センサに誤検出が生じ、空燃比制御に支障が
きたされることになって、エンジン本体における排気浄
化性能及び燃費の悪化がまねかれるという問題がある。

なお、例えば、実開昭54−71005号公報においては、
上流側端部が空気供給源に連結された切換弁に夫々接続
された２本の空気供給通路が備えられ、一方が、排気導
出通路における排気ポート近傍となる部分に下流側端部
が接続されて、エンジンが低負荷運動状態にあるとき、
空気供給源からの空気が供給されるものとされ、また、
他方が、排気導出通路における三元触媒コンバータ近傍
の上流側部分に下流側端部が接続されて、エンジンが高
負荷運転状態にあるとき、空気供給源からの空気が供給
されるものとされた排気ガス浄化装置が開示されてい
る。

上述の如くの問題に鑑み、本発明は、外部に排出され
る排気ガスの浄化を行うべく、排気導出通路に配設され
てエンジンの運転状態に応じて機能が変化せしめられる
ものとされた三元触媒コンバータ等とされる触媒部が、
例えば、エンジンの運転状態が暖機運転状態から通常運
転状態への過渡状態にある場合にも、エンジンにおける
空燃比制御に支障をきたすことなく、排気ガス中に含ま
れるNOx及びHCの浄化を効果的に行うことができるよう
にされたエンジンの排気装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの排
気装置は、エンジンから排出される排気ガスを外部に導
出する排気導出通路と、排気導出通路を通じる排気ガス
の浄化を行うべく排気導出通路に配設される触媒部と、
排気導出通路における触媒部より上流側の位置に下流側
端部が接続された第１の空気供給通路，触媒部の上流側
部分に下流側端部が接続された第２の空気供給通路、及
び、触媒部の下流側部分に下流側端部が接続された第３
の空気供給通路から成る空気供給通路部と、第1,第２及
び第３の空気供給通路の夫々の上流側端部が接続され、
空気供給源からの空気を第１の空気供給通路に供給する
第１の状態，第２の空気供給通路に供給する第２の状
態，第３の空気供給通路に供給する第３の状態、及び、
第1,第２及び第３の空気供給通路のいずれにも供給しな
い第４の状態を選択的にとる空気選択供給手段と、エン
ジンの動作状態を検出する動作状態検出手段と、エンジ
ンの排気ガス温度を直接的もしくは間接的に検出する温
度検出手段と、空気選択供給手段を制御する動作制御手
段とを備え、動作制御手段が、空気選択供給手段に、動
作状態検出手段により検出されたエンジンの動作状態に
応じて第１の状態，第２の状態，第３の状態もしくは第
４の状態をとらせ、空気選択供給手段に第２の状態もし
くは第３の状態をとらせるべきエンジンの動作状態が動
作状態検出手段により検出されるとき、温度検出手段に
より検出される温度に応じて、空気選択供給手段に第２
の状態をとらせるエンジンの動作状態と空気選択供給手
段に第３の状態をとらせるエンジンの動作状態との区別
を異ならせるものとされて、構成される。

（作 用） このようにされる本発明に係るエンジンの排気装置に
おいては、エンジンの動作状態に応じて空気供給源から
の空気が第１の空気供給通路に供給される状態，第２の
空気供給通路に供給される状態，第３の空気供給通路に
供給される状態、及び、第1,第２及び第３の空気供給通
路のいずれにも供給されない状態が選択にとられて、触
媒部に対して空気がその上流側から全体に供給される状
態，その上流側部分に供給される状態，その下流側部分
に供給される状態、及び、供給されない状態が選択的に
とられるようなされ、例えば、エンジンが低負荷運転状
態にあるときには排気ガス中に含まれるHCの除去が効果
的に行われとともに、エンジンが高負荷運転状態にある
ときには排気ガス中に含まれるNOxの除去が効果的に行
われる。そして、それに加えて、触媒部に対して空気が
その上流側部分に供給される状態がとられることになる
エンジンの動作状態とその下流側部分に供給される状態
がとられることになるエンジンの動作状態との区別が、
排気ガス温度に応じて異ならしめられることにより、例
えば、エンジンの運転状態が暖機運転状態から通常運転
状態への過渡状態にある場合にも、エンジンにおける空
燃比制御に支障をたすことなく、排気ガス中に含まれる
NOx及びHCの浄化が効果的になされることになる。

（実施例） 第１図は、本発明に係るエンジンの排気装置の一例が
適用されたロータリーピストンエンジンを示す。

第１図に示されるエンジン本体10は、ロータハウジン
グ12と、このロータハウジング12の両側に配置された一
対のサイドハウジング14（第１図においては一方のサイ
ドハウジングのみが表れている）と、これらロータハウ
ジング12及びサイドハウジング14が形成するハウジング
内部空間に、断面外形が略三角形状とされ、その頂点部
をロータハウジング12のトロコイド状内周面に摺接させ
つつ、偏心軸16の周りの遊星回転運動を行うロータ18
（第１図においては一方のロータのみ表れている）とを
備えている。

ロータ18の３つのフランク面18a,18b、及び18cと、ロ
ータハウジング12の内周面12aと、サイドハウジング14
の内面との間には、可変容積の３つの作動室20a,20b、
及び、20cが形成され、それら３つの作動室20a〜20cの
夫々において、ロータ18が１回転する間に、吸入，圧
縮，膨張，排気の各行程が行われる。ロータハウジング
12の各部のうち、作動室20a〜20cにおいて圧縮行程が行
われる部分には、ロータ18の回転方向に沿って２本の点
火プラグ22A及び22Bが順次配設され、作動室20a〜20cに
おいて排気行程が行われる部分には、排気ポート24が形
成されている。排気ポート24には、排気導出通路25が連
結されている。

排気導出通路25には、上流側から、順次、O₂センサ2
6,三元触媒コンバータ27,排気温センサ28、及び、消音
器29が配設されている。三元触媒コンバータ27は、その
上流側から下流側に向かって第１の部分27A,第２の部分
27B及び第３の部分27Cに分割されたものとされており、
第１の部分27Aと第２の部分27Bとの間、及び、第２の部
分27Bと第３の部分27Cとの間には、夫々、空隙部31及び
32が設けられている。また、O₂センサ26は、排気導出通
路25を通じる排気ガス中における酸素濃度を検出して、
その検出された酸素濃度に応じた検出出力信号Soを送出
するものとされ、排気温センサ28は、排気導出通路25を
通じる排気ガスの温度を検出して、その検出された温度
に応じた検出出力信号Spを送出するものとされる。

一方、エンジン本体10におけるサイドハウジング14の
各部のうち、作動室20a〜20cにおいて吸入行程が行われ
る部分には、主吸気ポート34a及び補助吸気ポート35aが
形成されている。主吸気ポート34aには、燃料噴射弁38
が臨設された主吸気ポート通路34bの下流側端部が接続
され、また、補助ポート35aには、開閉弁39が配設され
た補助吸気ポート通路35bの下流側端部が接続されてお
り、主吸気ポート通路34bの上流側部分及び補助吸気ポ
ート通路35bの上流側部分は合流して、吸気導入通路37
に連結されている。吸気導入通路37には、その上流側か
ら、順次、エアクリーナ40,エアフローメータ41、及
び、スロットル弁42が配設されている。

吸気導入通路37におけるエアクリーナ40とエアフロー
メータ41との間に位置する部分には、空気供給通路45の
上流側端部が接続されている。空気供給通路45は、エン
ジン本体10により駆動されるエアポンプ47が配されて、
その下流側端部が、切換弁ユニット46に接続されたもの
とされている。さらに、空気供給通路45におけるエアポ
ンプ47が配された部分より上流側の部分には、下流側端
部が切換弁ユニット46に接続されたリリーフ通路49の上
流側端部が接続されている。

切換弁ユニット46には、エンジン本体10における排気
ポート24に下流側端部が接続される第１の空気供給分岐
通路51,三元触媒コンバータ27における空隙部31内に下
流側部分が挿入された第２の空気供給分岐通路52、及
び、三元触媒コンバータ27における空隙部32内に下流側
部分が挿入された第３の空気供給分岐通路53における夫
々の上流側端部が接続されており、その具体構成は、第
２図に示される如くとされる。

第２図に示される如く、切換弁ユニット46は、ダイア
フラム式のアクチュエータ54,55及び56と、ソレノイド
弁58,59及び60とを有するものとされる。アクチュエー
タ54は、その加圧空気導入室54aにソレノイド弁58を介
してエアポンプ47からの加圧空気が導入されて、その大
気導入室54bから大気が排出されるとき、弁本体54cが、
スプリングの付勢力に抗して実線により示される如くの
位置から一点鎖線により示される如くの位置をとるもの
とされて、開状態におかれる。それにより、空気供給通
路45とリリーフ通路49とが連通状態とされて、エアポン
プ47からの加圧空気が空気供給通路45を介してリリーフ
通路49に導入される。また、アクチュエータ54は、その
加圧空気導入室54aにソレノイド弁58を介して加圧空気
が導入されず、その大気導入室54bに大気が導入される
とき、弁本体54cが、スプリングの付勢力に従って一点
鎖線により示される如くの位置から実線により示される
如くの位置をとるものとされて、閉状態におかれる。斯
かるアクチュエータ54が閉状態をとるもとで、アクチュ
エータ55が、その負圧導入室55aにソレノイド弁59を介
して負圧が導入されて、弁本体55cが、スプリングの付
勢力に抗して実線により示される如くの位置から一点鎖
線により示される如くの位置をとるものとされた場合に
は、空気供給通路45と第１の空気供給分岐通路51とが連
通状態とされる。それにより、空気供給通路45から第１
の空気供給分岐通路51に加圧空気が導入される状態がと
られ、排気ポート24に加圧空気が供給される。

また、アクチュエータ54が閉状態をとるもとで、アク
チュエータ55が、その負圧導入室55aにソレノイド弁59
を介して負圧が導入されず、その大気導入室55bから大
気が排出されるとき、弁本体55cが、スプリングの付勢
力に従って一点鎖線により示される如くの位置から実線
により示される如くの位置をとるものとされ、斯かる
際、アクチュエータ56が、その負圧導入室56aにソレノ
イド弁60を介して負圧が導入されず、弁本体56cが、ス
プリングの付勢力に従って一点鎖線により示される如く
の位置から実線により示される如くの位置をとるものと
された場合には、空気供給通路45と第２の空気供給分岐
通路52とが連通状態とされる。それにより、空気供給通
路45から第２の空気供給分岐通路52に加圧空気が導入さ
れる状態がとられ、空気供給分岐通路52における空隙部
31内に挿入された下流側部分に形成された複数の孔を通
じて、三元触媒コンバータ27に加圧空気が供給される。

さらに、アクチュエータ54が閉状態をとるとともに、
アクチュエータ55が、その弁本体55cが実線により示さ
れる如くの位置をとるものとされたもとで、アクチュエ
ータ56が、その負圧導入室56aにソレノイド弁60を介し
て負圧が導入されて、弁本体56cが、スプリングの付勢
力に抗して実線により示される如くの位置から一点鎖線
により示される如くの位置をとるものとされた場合に
は、空気供給通路45と第３の空気供給分岐通路53とが連
通状態とされる。それにより、空気供給通路45から第３
の空気供給分岐通路53に加圧空気が導入される状態がと
られ、空気供給分岐通路53における空隙部32内に挿入さ
れた下流側部分に形成された複数の孔を通じて、三元触
媒コンバータ27に加圧空気が供給される。

上述の如くの構成に加えて、制御ユニット70が備えら
れている。制御ユニット70には、第１図に示される如
く、O₂センサ26からの排気ガス中における酸素濃度をあ
らわす検出出力信号So、及び、排気温センサ28からの排
気ガスの温度をあらわす検出出力信号Spが供給されると
ともに、スロットル弁42のカードを検出する開度センサ
61から得られる検出出力信号St,エアフローメータ41か
ら得られる吸入空気量をあらわす検出出力信号Sa,回転
数センサ62から得られるエンジン回転数をあらわす検出
出力信号Sn、及び、他のエンジンの運転状態をあらわす
検出出力信号Sxが供給される。

制御ユニット70は、上述の各種検出出力信号に基づい
て、燃焼に供される混合気の空燃比を理論空燃比に一致
させる空燃比制御を行うとともに、切換弁ユニット６に
備えられたソレノイド弁58,59及び60に夫々駆動信号Ka,
Kb及びKcを選択的に供給して、三元触媒コンバータ27に
対する加圧空気供給制御を行う。

制御ユニット70には、スロットル弁42の開度THとエン
ジン回転数Ｎとにより規定されるエンジンの動作領域を
あらわす、第３図により示される如くの特性図CAに対応
するデータマップ（DA），第４図により示される如くの
特性図CBに対応するデータマップ（DB），第５図により
示される如くの特性図CCに対応るデータマップ（DC）が
内蔵されたメモリに記憶されている。特性図CAは、線aa
により区画されて、スロットル弁42の開度THが大とされ
る方向においてとられた領域a1と、スロットル弁42の開
度THが小とされる方向においてとられた領域a2とをあら
わし、特性図CBは、線ba,bb及びbcにより区画されて、
夫々が合わされて特性図CAに示される領域a2に対応する
ものとなる領域b1,b2及びb3と、特性図CAに示されると
同様の領域a1とをあらわし、特性図CCは、線ca,cb及びc
cにより区画されて、特性図CAに示されると同様の領域a
1と、特性図CBに示されると同様の領域b1と、夫々が合
わされて、特性図CBに示される領域b2とb3とが合わされ
たものに対応する領域c1及びc2とをあらわしており、特
性図CBにおける領域b2は、特性図CCにおける領域c1より
スロットル弁42の開度THの値が高い方の側に拡大された
ものとされている。従って、特性図CBにおける領域b3
は、特性図CCにおける領域c2よりその範囲が狭められた
ものとされている。

そして、制御ユニット70による加圧空気供給制御が行
われるにあたっては、検出出力信号Spがあらわす排気ガ
スの温度が比較的低い値、例えば、100℃以下の値をと
るもとでは、データマップDAが選択され、また、検出出
力信号Spがあらわす排気ガスの温度が中程度の値、例え
ば、100℃より大で500℃以下の範囲内にある値をとるも
とでは、データマップDBが選択され、さらに、検出出力
信号Spがあらわす排気ガスの温度が比較的高い値、例え
ば、500℃より大なる値をとるもとでは、データマップD
Cが選択されて、その選択されたマップに、検出出力信
号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと検出出力信号
Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが照合されて、空気供
給通路45と、第1,第２及び第３の空気供給分岐通路51,5
2及び53のうちいずれとが連結状態とされるべきかが判
断される。

検出出力信号Spに基づいてデータマップDAが選択され
た場合には、そのデータマップDAに、検出出力信号Stが
あらわすスロットル弁42の開度THと検出出力信号Snがあ
らわすエンジン回転数Ｎとが照合される。その結果、検
出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと検出
出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性図CA
における領域a1内にある場合には、エンジンの運転状態
がNOxが比較的多量に発生する状態にあるので、駆動信
号Kaがソレノイド弁58に供給されて、それが開状態をと
るものとされる。それにより、アクチュエータ54の弁本
体54cが、第２図において一点鎖線により示される如く
の位置をとるものとされて、空気供給通路45とリリーフ
通路49とが連通状態とされる。斯かる場合には、エアポ
ンプ47からの加圧空気が空気供給通路45からリリーフ通
路49に導入されて、三元触媒コンバータ27には供給され
ず、三元触媒コンバータ27は、その全体が還元触媒とし
ての機能を果たすものとされ、排気ガス中に含まれるNO
xの除去が効果的に行われる。一方、検出出力信号Stが
あらわすスロットル弁42の開度と、検出出力信号Snがあ
らわすエンジン回転数とが、特性図CAにおける領域a2内
にある場合には、エンジンの運転状態がHCが比較的多量
に発生する状態にあるので、駆動信号Kaのソレノイド弁
58への供給が停止されて、それが閉状態をとるものとさ
れる。それによりアクチュエータ54の弁本体54cが、第
２図において実線より示される如くの位置をとるものと
されるとともに、ソレノイド弁59が駆動信号Kbの供給が
行われないものとされて、開状態をとる。それにより、
アクチュエータ55の弁本体55cが、第２図において一点
鎖線により示される如くの位置をとるものとされる。斯
かる場合には、空気供給通路45から第１の空気供給分岐
通路51に加圧空気が導入され、その加圧空気が排気ポー
ト24から排出される状態がとられ、エンジン本体10から
の排気ガスの排出が促進されるとともに、排気導出通路
25の上流側部分から三元触媒コンバータ27に加圧空気が
供給されて、三元触媒コンバータ27は、その全体が酸化
触媒としての機能を果たすものとされ、排気ガス中に含
まれるHCの除去が効果的に行われる。

また、検出出力信号Spに基づいてデータマップDBが選
択された場合には、そのデータマップに、検出出力信号
Stがあらわすスロットル弁42の開度THと検出出力信号Sn
があらわすエンジン回転数Ｎとが照合される。その結
果、検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度TH
と検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特
性図CBにおける領域a1内にある場合には、特性図CAにお
ける領域a1にある場合と同様の制御が行われて、三元触
媒コンバータ27が、その全体が還元触媒として機能を果
たすものとされ、排気ガス中に含まれるNOxの除去が効
果的に行われるようにされる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
図CBにおける領域b1内にある場合には、エンジンの運転
状態がHCが比較的多量に発生する状態にあるので、特性
図CAにおける領域a2にある場合と同様の制御が行われ
て、三元触媒コンバータ27が、その全体が酸化触媒とし
ての機能を果たすものとされ、排気ガス中に含まれるHC
の除去が効果的に行われるようにされる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
図CBにおける領域b2内にある場合には、エンジンの運転
造帯あ、Noxの発生量が徐々に増加する傾向にあるとと
もに、HCの発生が比較的多量とされる状態が継続されて
いる状態にあるので、ソレノイド弁58が駆動信号Kaの供
給が行われないもとされて、アクチュエータ54の弁本体
54cが、第２図において実線により示される如くの位置
をとるものとされるとともに、ソレノイド弁59が駆動信
号Kbの供給が行われないものとされて、閉状態をとる。
それにより、アクチュエータ55の弁本体55cが、第２図
において実線により示される如くの位置をとるものとさ
れ、さらに、ソレノイド弁60が駆動信号Kcの供給が行わ
れないものとされて、閉状態をとり、アクチュエータ56
の弁本体56cが、第２図において実線により示される如
くの位置をとるものとされる。斯かる場合には、空気供
給通路45から第２の空気供給分岐通路52に加圧空気が導
入され、その加圧空気により、三元触媒コンバータ27に
おける空隙部31より下流側に位置する部分27B及び27Cが
酸化触媒としての機能を果たすものとされるとともに、
空隙部31より上流側に位置する部分27Aが還元触媒とし
ての機能を果たすものとされる。従って、三元触媒コン
バータ27の酸化触媒として機能する部分が、還元触媒と
して機能する部分より大とされるので、排気ガス中に増
加する傾向にあるNOxの除去及び排気ガス中に多量に含
まれるHCの除去が効果的ゐ行われる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
図CBにおける領域b3内にある場合には、エンジンの運転
状態がHCに比してNOxの方が比較的発生し易い状態にあ
るので、ソレノイド弁58が駆動信号Kaの供給が行われな
いものとされて、アクチュエータ54の弁本体54cが、第
２図において実線により示される如くの位置をとるもの
とされるとともに、ソレノイド弁59が駆動信号Kbの供給
が行われないものとされて、アクチュエータ55の弁体55
cが、第２図において実線により示される如くの位置を
とるものとされ、また、駆動信号Kcがソレノイド弁60に
供給されて、それが開状態をとるものとされて、アクチ
ュエータ50の弁本体56cが、第２図において一点鎖線に
より示される如くの位置をとるものとされる。斯かる場
所には、空気供給通路45から第３の空気供給分岐通路53
に加圧空気が導入され、その加圧空気により、三元触媒
コンバータ27における空隙部32より下流側に位置する部
分27Cが酸化触媒としての機能を果たすものとされると
ともに、空隙部32より上流側に位置する部分27A及び27B
が還元触媒としての機能を果たすものとされる。従っ
て、排気ガス中に含まれるNOxの除去が優先されたもと
でNOx及びHCの除去が効果的に行われる。

さらに、検出出力信号Spに基づいてデータマップDCが
選択された場合には、そのデータマップに、検出出力信
号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと検出出力信号
Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが照合される。その結
果、検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度TH
と検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特
性図CCにおいて領域a1内にある場合には、特性図CAにお
ける領域a1にある場合と同様の制御が行われて、三元触
媒コンバータ27が還元触媒として機能を果たすものとさ
れ、排気ガス中に含まれるNOxの除去が効果的に行われ
るようにされる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
図CCにおける領域b1内にある場合には、特性図CBにおけ
る領域b1にある場合と同様の制御が行われて、三元触媒
コンバータ27が、その全体が酸化触媒としての機能を果
たすものとされ、排気ガス中に含まれるHCの除去が効果
的に行われるようにされる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
CCにおける領域c1内にある場合には、特性図CBにおける
領域b2にある場合と同様の制御が行われて、三元触媒コ
ンバータ27における部分27B及び27Cが酸化触媒としての
機能を果たすものとされるとともに、部分27Aが還元触
媒としての機能を果たすものとされて、排気ガス中に含
まれるNOx及びHCの除去が効果的に行われる。

検出出力信号Stがあらわすスロットル弁42の開度THと
検出出力信号Snがあらわすエンジン回転数Ｎとが、特性
図CCにおける領域c2内にある場合には、特性図CBにおけ
る領域c3にある場合と同様の制御が行われて、三元触媒
コンバータ27における部分27Cが酸化触媒としての機能
を果たすものとされるとともに、部分27A及び28Bが還元
触媒としての機能を果たすものとされて、排気ガス中に
含まれるNOx及びHCの除去が効果的に行われる。

このような加圧空気供給制御が行われるもとにおいて
は、第２及び第３の空気供給分岐通路52及び53からの三
元触媒コンバータ27に対する加圧空気の供給が、排気導
出通路25におけるO₂センサ26が配された位置より下流側
において行われることにより、O₂センサ26は、斯かる加
圧空気による影響を受けないものとされる。

上述の如くの動作を行う制御ユニット70は、例えば、
マイクロコンピュータが用いられて構成されるが、斯か
る場合におけるマイクロコンピュータが実行する加圧空
気供給制御に際してのプログラムの一例を、第６図のフ
ローチャートを参照して説明する。

第６図のフローチャートにより示されるプログラムに
おいては、スタート後、ステップ71において各種検出出
力信号を取込み、続くステップ72において、検出出力信
号St及び検出出力信号Snに基づいて、エンジンの運転状
態が特性図CA,CB及びCCにおける領域a1にあるか否かを
判断する。その結果、領域a1にあると判断された場合に
は、ステップ73において駆動信号Kaをソレノイド弁58に
送出して、ステップ71に戻る。また、領域a1にないと判
断された場合には、ステップ74において、エンジンの運
転状態が特性図CBにおける領域b2もしくはb3にあるか否
かを判断し、領域b2及びb3のいずれにもないと判断され
た場合には、ステップ75において、駆動信号Kbをソレノ
イド弁59に送出して、ステップ71に戻る。また、ステッ
プ74において、エンジンの運転状態が領域b2もしくはb3
にあると判断された場合には、ステップ76において、検
出出力信号Spに基づき、排気ガスの温度Ｔが100℃以上
であるか否かを判断する。その結果、排気ガスの温度Ｔ
が100℃未満である場合には、ステップ75に進み、ま
た、排気ガスの温度Ｔが100℃以上である場合には、ス
テップ77に進む。

ステップ77においては、排気ガスの温度Ｔが500℃以
上であるか否かを判断し、排気ガスの温度Ｔが500℃未
満であると判断された場合には、ステップ78において、
エンジンの運転状態が特性図CBにおける領域hb2にある
か否かを判断する。その結果、エンジンの運転状態が領
域b2にあると判断された場合には、ソレノイド弁58,59
及び60に駆動信号Ka,Kb及びKcを送出することなく、ス
テップ71に戻る。また、ステップ78において、エンジン
の運転状態が領域b2にないと判断された場合には、ステ
ップ80において、駆動信号Kcをソレノイド弁60に送出し
て、ステップ71に戻る。

一方、ステップ77において、排気ガスの温度Ｔが500
℃以上であると判断された場合には、ステップ83におい
て、エンジンの運転状態が特性図CCにおける領域c1にあ
るか否かを判断し、領域c1にあると判断された場合に
は、ステップ71に戻り、また、領域c1にないと判断され
た場合には、ステップ80に進む。

なお、上述の例においては、加圧空気供給制御に用い
られるデータマップDA,AB及びDCの選択が排気ガスの温
度に基づいて行われるようにされているが、本発明に係
るエンジンの排気装置においては、加圧空気供給制御に
用いられるデータマップDA,DB及びDCの選択が、排気ガ
スの温度を間接的にあらわすものとなる、例えば、エン
ジンの冷却水温度等に基づいて行われるようにされても
よい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジン
の排気装置によれば、外部に排出される排気ガスの浄化
を行うべく排気導出通路に配設された三元触媒コンバー
タ等とされる触媒部が、エンジンの動作状態に応じて、
空気がその上流側から全体に供給される状態，その上流
側部分に供給される状態，その下流側部分に供給される
状態、及び、供給されない状態が選択的にとられるもの
とされるとともに、触媒部に対して空気がその上流側部
分に供給される状態がとられることになるエンジンの動
作状態とその下流側部分に供給される状態がとられるこ
とになるエンジンの動作状態との区別が、排気ガス温度
に応じて異ならしめられることにより、例えば、エンジ
ンが低負荷運転状態にあるときには排気ガス中に含まれ
るHCの除去を効果的に行うことができるとともに、エン
ジンが高負荷運転状態にあるときには排気ガス中に含ま
れるNOxの除去を効果的に行うことができ、それに加え
て、例えば、エンジンの運転状態が暖機運転状態から通
常運転状態への過渡状態にある場合にも、エンジンにお
ける空燃比制御に支障をきたすことなく、排気ガス中に
含まれるNNx及びHCの浄化を効果的になすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの排気装置の一例が適用
されたロータリーピストンエンジンを示す概略構成図、
第２図は第１図に示される例に用いられる切換弁ユニッ
トを示す概略構成図、第３図，第４図及び第５図は本発
明に係るエンジンの排気装置の一例の動作説明に供され
る特性図、第６図は第１図に示される例における制御ユ
ニットにマイクロコンピュータが用いられる場合におけ
る、斯かるマイクロコンピュータが実行するプログラム
の一例を示すフローチャートである。 図中、10はエンジン本体、24は排気ポート、25は排気導
出通路、26はO₂センサ、27は三元触媒コンバータ、28は
排気温センサ、42はスロットル弁、45は空気供給通路、
46は切換弁ユニット、51は第１の空気供給分岐通路、52
は第２の空気供給分岐通路、53は第３の空気供給分岐通
路、58,59及び60はソレノイド弁、62は回転数センサ、7
0は制御ユニットである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01N 3/22 F01N 3/28 F01N 3/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンから排出される排気ガスを外部に
   導出する排気導出通路と、 該排気導出通路を通じる排気ガスの浄化を行うべく、上
   記排気導出通路に配設される触媒部と、 上記排気導出通路における上記触媒部より上流側の位置
   に下流側端部が接続された第１の空気供給通路，上記触
   媒部の上流側部分に下流側端部が接続された第２の空気
   供給通路、及び、上記触媒部の下流側部分に下流側端部
   が接続された第３の空気供給通路から成る空気供給通路
   部と、 上記第1,第２及び第３の空気供給通路の夫々の上流側端
   部が接続され、空気供給源からの空気を上記第１の空気
   供給通路に供給する第１の状態，上記第２の空気供給通
   路に供給する第２の状態，上記第３の空気供給通路に供
   給する第３の状態、及び、上記第1,第２及び第３の空気
   供給通路のいずれにも供給しない第４の状態を選択的に
   とる空気選択供給手段と、 上記エンジンの動作状態を検出する動作状態検出手段
   と、 上記エンジンの排気ガス温度を直接的もしくは間接的に
   検出する温度検出手段と、 上記空気選択供給手段に、上記動作状態検出手段により
   検出されたエンジンの動作状態に応じて上記第１の状
   態，第２の状態，第３の状態もしくは第４の状態をとら
   せ、上記空気選択供給手段に上記第２の状態もしくは第
   ３の状態をとらせるべきエンジンの動作状態が上記動作
   状態検出手段により検出されるとき、上記温度検出手段
   により検出される温度に応じて、上記空気選択供給手段
   に上記第２の状態をとらせるエンジンの動作状態と上記
   空気選択供給手段に上記第３の状態をとらせるエンジン
   の動作状態との区別を異ならせる動作制御手段と、 を備えて構成されるエンジンの排気装置。