JP3351359B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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
化装置に係り、詳しくは、排ガスを複数の気筒群毎に独
立に接続された排気通路に流した後集合通路で合流させ
るよう構成された排気系の触媒昇温技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】内燃機関の排気通路に設けられた
床下触媒（後段触媒）上流の排気マニホールド近傍にフ
ロント触媒（前段触媒）を配置し、該フロント触媒を排
出直後の高温の排ガスで昇温させ、且つ、このフロント
触媒の触媒反応熱により排ガスをさらに昇温させ、特に
冷態始動時における床下触媒の早期活性化を図り、排ガ
ス特性を向上する排気浄化装置が実用化されている。

【０００３】ところが、Ｖ型多気筒エンジンのようにフ
ロントバンク側とリヤバンク側とからそれぞれ独立に排
気マニホールドが延びているような内燃機関では、フロ
ント触媒を極力上流側の排気通路に設けようとすると、
フロント触媒を各排気マニホールド毎にそれぞれ設けな
ければならず、エンジンルーム内の他の部品の配設性を
悪化させ、コスト高を招くという問題がある。

【０００４】そこで、フロント触媒を片側バンク側（例
えば、フロントバンク側）にのみ設けるようにした構成
の排気浄化装置が特開平７−２７０００号公報等に開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示された装置では、フロント触媒や床下触媒が活性化
するまでの間は、空燃比を両バンク側共にリーン空燃比
に制御しており、これにより、フロント触媒を設けた片
側バンク側からの未燃燃料成分（ＨＣ（炭化水素）等）
のみならずフロント触媒を設けない他方のバンク側（例
えば、リヤバンク側）からの未燃燃料成分の排出量を低
減し、当該未燃燃料成分がフロント触媒及び床下触媒を
通過することを防止している。

【０００６】しかしながら、上記公報（特開平７−２７
０００号公報）に開示された技術では、触媒を昇温させ
るときにリーン運転を実施する結果、フロント触媒、床
下触媒共に、触媒活性化までに時間がかかり好ましいこ
とではない。そこで、フロント触媒や床下触媒を早期に
昇温、活性化させるために、空燃比を極力ストイキオ
（理論空燃比）寄りのリーン空燃比として燃焼熱を多く
発生させることが考えられ、また、一層早期に昇温させ
活性化させるために、排気昇温制御、即ち点火時期リタ
ードや特開平１０−１２２０１５号公報に開示されるよ
うな複数回噴射（２段噴射等）による膨張行程噴射を行
い、排気通路内で積極的に未燃燃料成分を燃焼させて排
気昇温させることが考えられている。

【０００７】ところが、フロント触媒をＶ型多気筒エン
ジンの片側バンク側にのみ設けた上記構成の排気浄化装
置において、点火時期リタードや複数回噴射による排気
昇温制御をＶ型多気筒エンジンの両バンク側で同時に行
うと、冷態始動時にあっては、床下触媒が活性化してい
ないため、特にフロント触媒が設けられていないバンク
側からの未燃燃料成分が浄化されずにそのまま排出され
てしまうという問題がある。

【０００８】従って、フロント触媒を片側バンク側にの
み有した内燃機関の排気浄化装置の触媒昇温過程におい
て、未燃燃料成分の排出を抑えながら如何に効率よく早
期にフロント触媒及び床下触媒を昇温させ活性化させる
かが課題となる。本発明はこのような問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、気筒
群毎に独立に接続され集合排気通路に合流する２本の排
気通路のうちの１本にのみフロント触媒が配設された内
燃機関の排気浄化装置において、未燃燃料成分の排出を
抑えながら効率よく早期にフロント触媒及び床下触媒を
昇温させることの可能な内燃機関の排気浄化装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、排気浄化装置は、第１気
筒群及び第２気筒群に第１排気通路及び第２排気通路が
それぞれ独立に接続され、これら第１排気通路と第２排
気通路とは合流して集合排気通路として延びており、第
１排気通路のみに前段触媒が配設されるとともに集合排
気通路に後段触媒が配設されて構成されている。そして
さらに、内燃機関の始動後、前段触媒及び後段触媒の昇
温を行うときに、先ず第１気筒群を第２気筒群よりも排
気昇温度合の高い運転状態とする昇温制御手段を備えて
いる。

【００１０】従って、冷態始動時のように、前段触媒や
後段触媒の昇温が必要なときには、先ず第１気筒群が第
２気筒群よりも排気昇温度合の高い運転状態、つまり点
火時期リタード量の大きい或いは複数回噴射における膨
張行程噴射の燃料量の多い運転状態で運転されることで
第１排気通路の前段触媒が該第１排気通路内における未
燃燃料成分（ＨＣ等）の燃焼による排気昇温によって良
好に昇温し早期に活性化する。そして、このように前段
触媒が昇温すると、前段触媒では触媒反応が加速し、排
ガス自体の熱とその反応熱とで集合排気通路の後段触媒
も効率よく昇温させられる。

【００１１】一方、このとき、前段触媒の無い第２気筒
群では排気昇温度合の低い或いは排気昇温しない運転状
態とされるため、未燃燃料成分の増大は少なく、故に、
未だ活性化されていない後段触媒を未燃燃料成分が不用
意に通過してしまうことがない。また、請求項２の発明
では、昇温制御手段は、第１気筒群を第２気筒群よりも
排気昇温度合の高い運転状態とした後、第２気筒群を第
１気筒群よりも排気昇温度合の高い運転状態とすること
を特徴としている。 従って、第１気筒群を第２気筒群よ
りも排気昇温度合の高い運転状態とした後、例えば前段
触媒が活性化し且つ後段触媒がある程度まで昇温する
と、内燃機関は暖機され始め、後段触媒は次第に未燃燃
料成分（ＨＣ等）を浄化可能となるため、この際第２気
筒群が第１気筒群よりも上記排気昇温度合の高い運転状
態とされることで、未燃燃料成分が第２排気通路や集合
排気通路内で燃焼し或いは後段触媒上で反応することに
なり、これら第２排気通路及び集合排気通路内における
排気昇温と触媒上の反応熱とによって後段触媒が効率よ
く急速に昇温し早期に活性化する。

【００１２】このとき、前段触媒を有する第１気筒群で
は排気昇温度合の低い或いは排気昇温しない運転状態と
されるため、前段触媒の過昇温による劣化が併せて防止
される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図
が示されており、以下同図に基づいて本発明に係る内燃
機関の排気浄化装置の構成を説明する。

【００１４】機関本体（以下、単にエンジンという）１
は、例えば、燃料噴射モード（運転モード）を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）ま
たは圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実
施可能な筒内噴射型火花点火式Ｖ型６気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
１は、容易にして理論空燃比（ストイキオ）での運転や
リッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リー
ン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能とさ
れており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃
比での運転が可能とされている。

【００１５】同図に示すように、エンジン１のフロント
バンク部（第１気筒群であって、以下、Ｆバンクと略
す）１ａ及びリヤバンク部（第２気筒群であって、以
下、Ｒバンクと略す）１ｂの各シリンダヘッド２には、
各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式の燃料噴射弁６
が取り付けられており、これにより、燃焼室８内に燃料
を直接噴射可能とされている。なお、点火プラグ４には
それぞれ点火コイル５が接続されている。

【００１６】燃料噴射弁６には、燃料パイプを介して燃
料タンクを擁した燃料供給装置（共に図示せず）が接続
されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃
料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これに
より、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧
或いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼
室内に向けて所望の燃圧で噴射可能とされている。この
際、燃料噴射量は高圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴
射弁６の開弁時間、即ち燃料噴射時間とから決定され
る。

【００１７】それぞれのシリンダヘッド２には、各気筒
毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気
ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一
端がそれぞれ接続されている。そして、吸気マニホール
ド１０の他端には電磁式、即ちソレノイド部１３により
開閉作動するドライブバイワイヤ式のスロットルバルブ
１１が接続されており、該スロットルバルブ１１にはス
ロットル開度θthを検出するスロットルポジションセン
サ（ＴＰＳ）１２が設けられている。詳しくは、ＴＰＳ
１２からのＴＰＳ出力（電圧値）に基づいてスロットル
開度θthが検出される。

【００１８】吸気マニホールド１０には、さらにＦバン
ク１ａ側及びＲバンク１ｂ側に供給する空気量を個別に
調節する開閉バルブ１４,１５が設けられており、これ
ら開閉バルブ１４,１５はそれぞれソレノイド部１６，
１７により開閉作動させられる。また、各シリンダヘッ
ド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成さ
れており、各排気ポートと連通するようにしてフロント
排気マニホールド（第１排気通路）１８及びリヤ排気マ
ニホールド（第２排気通路）１９の一端がそれぞれ接続
されている。

【００１９】図中符号２０は、クランク角を検出するク
ランク角センサであり、該クランク角センサ２０はエン
ジン回転速度Ｎeを検出可能とされている。また、符号
２２は、エンジン１の冷却水温度ＷＴを検出する水温セ
ンサであり、該水温センサ２２によりエンジン１が冷態
状態にあるか暖機状態にあるかが判定可能とされてい
る。

【００２０】なお、当該筒内噴射型のエンジン１は既に
公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは
説明を省略する。同図に示すように、フロント排気マニ
ホールド１８には小型の近接三元触媒（前段触媒）２４
を介して排気管（集合排気通路）２６が接続されてい
る。一方、リヤ排気マニホールド１９には直接に排気管
２６が接続されている。つまり、Ｆバンク１ａ側にのみ
近接三元触媒２４が配設されている。そして排気管２６
には排気浄化触媒装置（後段触媒）３０を介してマフラ
ー（図示せず）が接続されている。

【００２１】排気浄化触媒装置３０は、ＮＯx触媒３０
ａと三元触媒３０ｂとの２つの触媒を備えて構成されて
おり、三元触媒３０ｂの方がＮＯx触媒３０ａよりも下
流側に配設されている。ＮＯx触媒３０ａとしては、こ
こでは吸蔵型ＮＯx触媒が採用されている。吸蔵型ＮＯx
触媒は、酸素過剰状態である酸化雰囲気で排ガス中のＮ
Ｏxを吸蔵する機能を有した触媒であり、公知のもので
ある。三元触媒３０ｂは通常使用される三元触媒であ
る。

【００２２】近接三元触媒２４は、エンジン１が冷態状
態にあるような場合であっても急速に活性化するようフ
ロント排気マニホールド１８に近接して設けられてお
り、これによりエンジン１の冷態始動直後からＨＣ（炭
化水素）やＣＯ（一酸化炭素）を良好に浄化可能とされ
ている。また、当該近接三元触媒２４は、その触媒反応
により発生する反応熱によって下流の排気浄化触媒装置
３０を早期に昇温させる機能をも有している。

【００２３】また、排気管２６の排気浄化触媒装置３０
直上流部には排気温度を検出する高温センサ３２が設け
られている。さらに、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、
ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロ
ールユニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４０
により、エンジン１を含めた本発明に係る内燃機関の排
気浄化装置の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ４０の入
力側には、上述したＴＰＳ１２、クランク角センサ２
０、水温センサ２２、高温センサ３２等の各種センサ類
が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入
力する。

【００２４】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述した
点火コイル５、燃料噴射弁６、スロットルバルブ１１の
ソレノイド部１３、開閉バルブ１４，１５のソレノイド
部１６，１７等が接続されており、各種センサ類からの
検出情報に基づいて演算された情報が出力される。例え
ば、点火コイル５、燃料噴射弁６等には、各種センサ類
からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量や点火時
期等の最適値がそれぞれ出力される。これにより、燃料
噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射さ
れ、点火プラグ４によって適正なタイミングで点火が実
施される。

【００２５】ところで、ＥＣＵ４０では、ＴＰＳ１２か
らのスロットル開度情報θthとクランク角センサ２０か
らのエンジン回転速度情報Ｎeとに基づいてエンジン負
荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平均有効圧Ｐeを求
めるようにされており、さらに、当該目標平均有効圧Ｐ
eとエンジン回転速度情報Ｎeとに応じて燃料噴射モード
設定マップ（図示せず）より燃料噴射モードを設定する
ようにされている。例えば、目標平均有効圧Ｐeとエン
ジン回転速度Ｎeとが共に小さいときには、燃料噴射モ
ードは圧縮行程噴射モードとされ、燃料は圧縮行程で噴
射され、一方、目標平均有効圧Ｐeが大きくなり或いは
エンジン回転速度Ｎeが大きくなると燃料噴射モードは
吸気行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程で噴射され
る。吸気行程噴射モードには、リーン空燃比とされる吸
気リーンモード、理論空燃比にフィードバック制御され
るストイキオフィードバックモード（ストイキオＦ／Ｂ
モード）、及び、リッチ空燃比とされるオープンループ
モード（Ｏ／Ｌモード）とがある。

【００２６】そして、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標Ａ／
Ｆに基づいて決定される。また、上記高温センサ３２に
より検出された排気温度情報からは排気浄化触媒装置３
０（主としてＮＯx触媒３０ａ）の温度、即ち触媒温度
Ｔcatが推定される。詳しくは、高温センサ３２をＮＯx
触媒３０ａに直接設置できないことに起因して発生する
誤差を補正するために、目標平均有効圧Ｐeとエンジン
回転速度情報Ｎeとに応じて予め実験等により温度差マ
ップ（図示せず）が設定されており、触媒温度Ｔcat
は、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとが
決まると一義に推定されるようにされている。

【００２７】以下、このように構成された本発明に係る
内燃機関の排気浄化装置の作用、即ち、エンジン１の冷
態始動時における近接三元触媒２４及び排気浄化触媒装
置３０の昇温方法について説明する。図２を参照する
と、ＥＣＵ４０が実行する昇温制御のフローチャートが
示されており、以下当該フローチャートに沿って説明す
る。

【００２８】先ず、ステップＳ１０では、エンジン１が
始動されたか否かを判別する。ここでは、例えばエンジ
ン回転速度Ｎeが所定値を超えたか否かで判別する。判
別結果が真（Ｙｅｓ）となったら、次にステップＳ１２
に進む。ステップＳ１２では、エンジン１が冷態状態に
あるか否かを冷却水温度ＷＴが所定温度ＷＴ0より低い
か否かで判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）でエンジン１
が既に暖機状態にあるような場合には、昇温制御はもは
や必要なく、この場合には、ステップＳ３２に進み、通
常制御を行う。つまり、上記燃料噴射モード設定マップ
に基づいて燃料噴射モードを設定し、これに基づいて燃
料噴射制御、点火時期制御等を実施する。一方、判別結
果が真（Ｙｅｓ）で、エンジン１が冷態状態、即ち冷態
始動状態にあると判定された場合には、次にステップＳ
１４に進む。

【００２９】以降、近接三元触媒２４及び排気浄化触媒
装置３０を昇温させるべく、排気昇温制御を行う。詳し
くは、本発明では、先ず近接三元触媒２４を早期に昇温
させるべくＦバンク１ａ側についてのみ独立に排気昇温
制御を行い、その後、近接三元触媒２４が十分昇温し排
気浄化触媒装置３０もある程度昇温したら、排気浄化触
媒装置３０を早期に昇温させるべくＲバンク１ｂ側につ
いて独立に積極的に排気昇温制御を行うような制御を行
う（昇温制御手段）。

【００３０】以下順に説明すると、ステップＳ１４で
は、Ｆバンク１ａ側の排気昇温制御を開始するに当た
り、タイマＴFをセットし計時を行う。そして、ステッ
プＳ１６において、Ｆバンク１ａ側について独立に排気
昇温制御を開始する。ここでは、排気昇温制御として２
段噴射（複数回噴射）を行う。つまり、吸気行程或いは
圧縮行程で主噴射を行う以外に膨張行程（特に膨張行程
中期またはそれ以降）で副噴射を行い、未燃燃料成分
（ＨＣ等）を燃焼室８内またはフロント排気マニホール
ド１８内で燃焼させて排気昇温を行う。実際には、近接
三元触媒２４がある程度加熱されると未燃燃料成分は近
接三元触媒２４上でも燃焼する。従って、近接三元触媒
２４は急速に昇温することとなる。

【００３１】なお、触媒の昇温制御中、２段噴射時の全
体としての目標Ａ／Ｆは排気昇温効果の高い値１６程度
のリーン空燃比とされる。つまり、スロットルバルブ１
１の他、Ｆバンク１ａ側の燃料噴射弁６と開閉バルブ１
４とが目標Ａ／Ｆ（値１６程度）に応じてＲバンク１ｂ
側と独立に制御される。一方、Ｒバンク１ｂ側では、主
噴射による燃焼によって極力ＨＣ、ＣＯを発生しないよ
う、目標Ａ／Ｆは値１８〜２０程度のリーン空燃比とさ
れる。即ち、Ｒバンク１ｂ側の燃料噴射弁６と開閉バル
ブ１５とがＦバンク１ａ側とは独立に制御される。

【００３２】このようにしてＦバンク１ａ側の排気昇温
制御が開始されたら、ステップＳ１８において、タイマ
ＴFによる計時時間が所定時間ＴF0（例えば、５sec）を
経過した（ＴF＞ＴF0）か否かを判別する。近接三元触
媒２４は所定時間ＴF0（例えば、５sec）程度の短時間
でも急速に昇温するため、即ち、ここでは、近接三元触
媒２４が適度に昇温し活性化したか否かを時間に基づき
判別する。

【００３３】ステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）
となり、タイマＴFによる計時時間が所定時間ＴF0を超
えたと判定されたら、次にステップＳ２０に進み、今度
はＲバンク１ｂ側の排気昇温制御を開始するに当たり、
タイマＴRをセットし計時を行う。そして、ステップＳ
２２において、Ｆバンク１ａ側に遅れてＲバンク１ｂ側
の排気昇温制御を開始する。つまり、Ｒバンク１ｂにお
いても、全体Ａ／Ｆが値１８〜２０程度となるようＦバ
ンク１ａ側よりも未燃燃料成分を抑えた状態としながら
２段噴射を行うようにし、未燃燃料成分（ＨＣ等）をリ
ヤ排気マニホールド１９内或いは排気管２６内で燃焼さ
せて排気昇温を行う。

【００３４】この時点では、近接三元触媒２４は昇温し
活性化されており、Ｆバンク１ａ側の未燃燃料成分は良
好に浄化される。故に、該近接三元触媒２４上での触媒
反応による反応熱と排ガス自体の熱とで排気浄化触媒装
置３０はある程度まで昇温している。従って、Ｒバンク
１ｂを２段噴射しても、当該２段噴射の副噴射でリヤ排
気マニホールド１９に排出される未燃燃料成分は、排気
浄化触媒装置３０上において良好に燃焼することにな
る。これにより、排ガス特性を悪化させないようにしな
がら、排気浄化触媒装置３０の早期活性化を図ることが
できる。

【００３５】即ち、近接三元触媒２４が適度に活性化さ
れ排気浄化触媒装置３０がある程度昇温し、浄化能力が
上がった後であれば、このように近接三元触媒のないＲ
バンク１ｂ側の排気昇温制御を開始しても、目標Ａ／Ｆ
が全体として値１８〜２０程度のリーン空燃比である限
り、未燃燃料成分が排気浄化触媒装置３０を通って不用
意に大気中に排出されてしまうことはないのである。

【００３６】このようにしてＲバンク１ｂ側の排気昇温
制御が開始されたら、ステップＳ２４において、上記タ
イマＴFによる計時時間が所定時間ＴF1（例えば、１５s
ec）を経過した（ＴF＞ＴF1）か否かを判別する。近接
三元触媒２４は所定時間ＴF1（例えば、１５sec）も経
過すれば十分に活性化するため、つまり、ここでは、近
接三元触媒２４が十分活性化したか否かを時間に基づい
て判別する。なお、所定時間ＴF1は近接三元触媒２４の
耐熱温度等に応じて設定すればよい。

【００３７】ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅｓ）
となり、タイマＴFによる計時時間が所定時間ＴF1を超
えたと判定されたら、次にステップＳ２６に進み、Ｒバ
ンク１ｂ側の排気昇温制御を継続したまま、Ｆバンク１
ａ側の２段噴射、即ち排気昇温制御を終了する。これに
より、２段噴射の過度の継続による燃費の悪化が防止さ
れるとともに、近接三元触媒２４の過昇温による劣化が
併せて防止される。

【００３８】そして、所定時間ＴF1も経過すれば、Ｒバ
ンク１ｂは十分に暖機したとみなすことができ、Ｒバン
ク１ｂから排出される排ガス温度は十分高いと考えられ
る。従って、Ｆバンク１ａ側の２段噴射終了後、Ｒバン
ク１ｂ側の排気昇温は一気に加速されることになる。そ
して、ステップＳ２８において、上記タイマＴRによる
計時時間が所定時間ＴR1（実験に基づく最適時間）を経
過した（ＴR＞ＴR1）か否かを判別する。排気浄化触媒
装置３０についても所定時間ＴR1も経過すれば十分に活
性化するとみなせるため、つまり、ここでは、排気浄化
触媒装置３０が十分活性化したか否かを時間に基づいて
判別する。なお、所定時間ＴR1は燃費や浄化能力等を考
慮して設定すればよい。

【００３９】ステップＳ２８の判別結果が真（Ｙｅｓ）
となり、タイマＴRによる計時時間が所定時間ＴR1を超
えたと判定されたら、次にステップＳ３０に進み、Ｒバ
ンク１ｂ側の排気昇温制御についても２段噴射、即ち排
気昇温制御を終了する。これにより、やはり２段噴射の
過度の継続による燃費の悪化が防止されるとともに、排
気浄化触媒装置３０の過昇温による劣化が防止される。

【００４０】ここで、図３を参照すると、図１の構成に
おいて、上記昇温制御を実施した場合の大気中へのＨＣ
排出量（ａ）と燃費（ｂ）に関する実験結果が比較して
示されており、以下同図に基づき本発明の効果について
説明する。図中、棒グラフ（網掛線）が「２段噴射を、
Ｆバンク側−有（１５sec）、Ｒバンク側−最適化」と
した場合、即ち上記図２の昇温制御を実施した場合の実
施結果を示しており、棒グラフ（白抜き）が「２段噴射
を、Ｆバンク側−有（１５sec）、Ｒバンク側−有（１
５sec）」とした場合、即ち２段噴射をＦバンク１ａ側
とＲバンク１ｂ側と同時に開始し、且つ全体としての目
標Ａ／Ｆを同一（例えば、値１６）とした場合の結果を
示している。

【００４１】つまり、同図に示すように、上記本発明に
係る昇温制御を実施し、Ｆバンク１ａ側とＲバンク１ｂ
側の２段噴射の実施タイミングと継続時間、及び、この
ときの全体としての目標Ａ／Ｆを適切な値にすることに
より（網掛線）、Ｆバンク１ａ側とＲバンク１ｂ側につ
いて共に同内容で漫然と２段噴射を行う場合（白抜き）
に対し、大気中へのＨＣ排出量を低減でき、且つ燃費の
悪化を抑えることができる。

【００４２】また、同図中には、「２段噴射を、Ｆバン
ク側−無、Ｒバンク側−無」とした場合、即ち昇温制御
を一切行わない通常の運転（例えば、主噴射のみのリッ
チ空燃比運転）時の結果を棒グラフ（破線）で参考に示
してあるが、上記本発明に係る昇温制御を実施すると、
当該通常の運転時に対し、大気中へのＨＣ排出量を約半
分にまで低減できることがわかる。

【００４３】また、同図中、棒グラフ（斜線）は「２段
噴射を、Ｆバンク側−有（１５sec）、Ｒバンク側−
無」とした場合、即ち他の実施形態として昇温制御をＦ
バンク１ａ側のみ行い、Ｒバンク１ｂ側は通常の運転
（例えば、主噴射のみのリッチ空燃比運転）とした場合
の結果を示しているが、当該他の実施形態のように、Ｒ
バンク１ｂ側については２段噴射を実施しなくてもよ
く、このようにしても上記同様の良好な結果が得られる
ことになる。但し、この場合には、Ｒバンク１ｂ側につ
いては昇温作用が弱いことになるので、近接三元触媒２
４の早期昇温によって排気管２６内の排ガスは比較的早
期に昇温させられるものの、上記実施形態の場合よりも
排気浄化触媒装置３０の活性化にはやや時間がかかると
いう欠点がある。

【００４４】なお、上記実施形態では、エンジン１をＦ
バンク１ａとＲバンク１ｂを有する筒内噴射型火花点火
式Ｖ型６気筒ガソリンエンジンとしたが、気筒群毎に独
立に接続され集合排気通路に合流する複数（例えば、２
本）の排気通路のうちの一部（例えば、１本）にのみフ
ロント触媒が配設された構成のものであれば、エンジン
１は如何なる形態のものであってもよく、直列型であっ
ても本発明を良好に適用可能である。

【００４５】また、上記実施形態では、Ｒバンク１ｂ側
の排気昇温制御の開始時期と継続期間とをタイマＴF及
びタイマＴRによる計時時間に基づいて判定するように
したが、当該判定を排気浄化触媒装置３０の温度、即ち
高温センサ３２による触媒温度情報Ｔcatに基づいて行
うようにしてもよい。また、上記実施形態では、Ｆバン
ク１ａ側の排気昇温制御の開始から所定時間ＴF0（例え
ば、５sec）経過後にＲバンク１ｂ側の排気昇温制御を
開始するようにしたが、全体としての目標Ａ／Ｆを例え
ば値２０程度の希薄なリーン空燃比として２段噴射を実
施するようにすれば、Ｆバンク１ａ側とＲバンク１ｂ側
の排気昇温制御を同時に開始してもよい。

【００４６】また、上記実施形態では、Ｆバンク１ａ側
の排気昇温制御を終了した後（ステップＳ２６）、Ｒバ
ンク１ｂ側の排気昇温制御の全体の目標Ａ／Ｆを値１８
〜２０程度のリーン空燃比に保持するようにしたが、Ｆ
バンク１ａ側の排気昇温制御が終了したときには、Ｒバ
ンク１ｂは暖機しＲバンク１ｂ側からの排ガス温度は十
分高いとみなし、Ｒバンク１ｂ側の全体の目標Ａ／Ｆを
ややリッチ空燃比寄り（例えば、値１６程度）に変更す
るようにしてもよい。また、全体の目標Ａ／Ｆを触媒温
度情報Ｔcatに応じて可変させるようにしてもよい。

【００４７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、第１気筒群
及び第２気筒群のそれぞれに独立に接続され集合排気通
路に合流する第１排気通路及び第２排気通路のうちの第
１排気通路にのみフロント触媒が配設された内燃機関の
排気浄化装置において、内燃機関の始動後、前段触媒及
び後段触媒の昇温を行うとき、先ず第１気筒群を第２気
筒群よりも排気昇温度合の高い運転状態とするようにし
たので、未燃燃料成分が不用意に後段触媒を通過して大
気中に排出されないようにしながら、前段触媒と後段触
媒とを燃費の悪化なく効率よく早期に昇温させることが
できる。また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置によ
れば、その後、第２気筒群を第１気筒群よりも排気昇温
度合の高い運転状態とするようにしたので、前段触媒の
過昇温による劣化を防止しながら、後段触媒をさらに効
率よく急速に昇温させて早期活性化を図ることができ
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を示す概
略構成図である。

【図２】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の昇温制
御手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明に係る昇温制御の実施結果を示す図であ
って、本発明の効果を説明する図である。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） １ａ フロントバンク（第１気筒群） １ｂ リヤバンク（第２気筒群） ４ 点火プラグ ６ 燃料噴射弁 １８ フロント排気マニホールド（第１排気通路） １９ リヤ排気マニホールド（第２排気通路） ２４ 近接三元触媒（前段触媒） ２６ 排気管（集合排気通路） ３０ 排気浄化触媒装置（後段触媒） ３２ 高温センサ ４０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３５Ｓ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｃ (56)参考文献 特開 平７−27000（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−284786（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−130614（ＪＰ，Ｕ) 特表 平11−511227（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/24 F02D 41/00 - 45/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１気筒群及び第２気筒群にそれぞれ独
   立に接続された第１排気通路及び第２排気通路と、 前記第１排気通路と前記第２排気通路とが合流して延び
   る集合排気通路と、 前記第１排気通路に配設され、排ガス中の有害成分を浄
   化する前段触媒と、 前記集合排気通路に配設され、排ガス中の有害成分を浄
   化する後段触媒と、内燃機関の始動後、前記前段触媒及び 前記後段触媒の昇
   温を行うとき、前記第１気筒群を前記第２気筒群よりも
   排気昇温度合の高い運転状態とする昇温制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 前記昇温制御手段は、前記第１気筒群を
   前記第２気筒群よりも排気昇温度合の高い運転状態とし
   た後、前記第２気筒群を前記第１気筒群よりも排気昇温
   度合の高い運転状態とすることを特徴とする、請求項１
   記載の内燃機関の排気浄化装置。