JP3536727B2 - 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
ＮＯ_x 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、ＮＯ_x 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、ＮＯ_x 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は
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】ところで前述したように大気中に排出され
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。しかしながら機関の要求負荷が高くなったときに排
気制御弁をほぼ全閉状態に維持しておくと機関出力が低
下してしまい、従って機関の要求負荷が高くなったとき
には排気制御弁を開弁させる必要がある。

【００１６】ところがこの場合、排気制御弁を全開させ
ると機関の発生トルクの低下は阻止されるが排気通路内
における未燃ＨＣの酸化反応は進まず、従って大気中に
排出される未燃ＨＣの量が増大することになる。従って
機関の要求負荷が高くなったときに排気制御弁を全開さ
せることは好ましいことではない。本発明の目的は、機
関の要求負荷を代表する代表値が高くなったときには代
表値が高くなるにつれて排気制御弁の開度を大きくする
ことによって機関の発生トルクの低下を抑制しつつ大気
中への未燃ＨＣの排出を抑制するようにした内燃機関の
排気浄化装置を提供することにある。

【００１７】

【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、機関始動後予め定めら
れた期間が経過するまでの間において要求負荷を代表す
る代表値が予め定められた値よりも低いときには排気制
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、機関始動後予め定められた期間が経過するま
での間において代表値が予め定められた値よりも高くな
ったときには代表値が大きくなるにつれて排気制御弁の
開度を大きくするようにしている。

【００１８】２番目の発明では１番目の発明において、
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、機関始動後予め定められた
期間が経過するまでの間では排気制御弁の開度が大きく
なるにつれて主燃料の噴射量の増量値を減少させるよう
にしている。

【００１９】４番目の発明では１番目の発明において、
機関始動後予め定められた期間が経過するまでの間では
排気制御弁の開度が大きくなるにつれて副燃料の噴射量
を減少させるようにしている。５番目の発明では１番目
の発明において、機関始動後予め定められた期間が経過
した後では要求負荷が設定負荷よりも低いときに排気制
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、機関始動後予め定められた期間が経過した後
では要求負荷が設定負荷よりも高くなったときに排気制
御弁を全開するようにしている。

【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、図１
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１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１９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２０に連結される。これら第１の排気マニホルド
１９と第２の排気マニホルド２０は共通の排気管２１に
連結され、排気管２１は更に別の排気管２２に連結され
る。排気管２２内には負圧ダイヤフラム装置又は電気モ
ータからなるアクチュエータ２３により駆動される排気
制御弁２４が配置される。

【００２３】図１に示されるように排気管２１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２
８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２３、ＥＧＲ制御弁２６および
燃料ポンプ２９に接続される。

【００２６】図４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４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４からわかるように要求負荷ＬがＬ₁ よりも低いとき
には圧縮工程末期の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。このときには空燃比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４）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４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５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５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５（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５（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５
（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５（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５（Ａ）
と図５（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５（Ｂ）に示される場合
の主燃料Ｑｍの噴射量の方が図５（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６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６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５（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６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５（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１
５０ppm 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６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６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１９，２０内、
排気管２１内、および排気制御弁２４上流の排気管２２
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から排出される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。

【００３６】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。

【００３７】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６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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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内の既燃ガスは
かなり高くなる。このように主燃料Ｑｍに加え副燃料Ｑ
ａ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。

【００４１】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５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
寄与しない。

【００４２】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５（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。

【００４３】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。

【００４４】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
明による実施例では図５（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５（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２
４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。

【００４５】図７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７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８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８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。

【００４６】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。

【００４７】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６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。

【００４８】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制
御弁２４による排気通路断面積の閉鎖割合がほぼ９５パ
ーセント以上となるように排気制御弁２４がほぼ全閉せ
しめられる。なお、この場合、図３に示すように排気制
御弁２４の弁体に貫通孔２４ａを穿設しておき、排気制
御弁２４を完全に閉鎖することもできる。

【００４９】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を６００p.p.m から８００
p.p.m 程度まで減少せしめれば十分な場合には排気制御
弁２４上流の排気通路の圧力をゲージ圧でもってほぼ３
０KPa 程度とすれば十分であり、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９０パーセ
ントとなる。

【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９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】ところでこのように排気制御弁２４がほぼ
全閉せしめられ、主燃料Ｑｍの噴射量Ｘが増量せしめら
れ、副燃料Ｑａが追加噴射されると機関の発生トルクが
落ち込むことなく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。ところが暖機運転中におい
て機関の要求負荷が高くなったときに排気制御弁２４を
ほぼ全閉状態に保持しておくと機関の発生トルクが要求
値に対して低下してしまう。そこで本発明では要求トル
クを代表する代表値が予め定められた値よりも高くなっ
たときには代表値が大きくなるにつれて排気制御弁２４
の開度を大きくするようにしている。

【００５３】本発明による実施例では要求トルクを代表
する代表値としてアクセルペダル５０の踏込み量Ｌが用
いられており、この場合のアクセルペダル５０の踏込み
量Ｌと排気制御弁２４の開度との関係が図１０に示され
ている。図１０に示されるように本発明による実施例で
はアクセルペダル５０の踏込み量Ｌが予め定められた第
１の踏込み量Ｌｍよりも小さいときには排気制御弁２４
がほぼ全閉せしめられ、アクセルペダル５０の踏込み量
Ｌが予め定められた第２の踏込み量Ｌｎ（＞Ｌｍ）より
も大きくなると排気制御弁２４が全開せしめられ、アク
セルペダル５０の踏込み量Ｌが第１の踏込み量Ｌｍと第
２の踏込み量Ｌｎとの間にあるときにはアクセルペダル
５０の踏込み量Ｌが増大するにつれて排気制御弁２４の
開度が大きくされる。

【００５４】即ち、第１の踏込み量Ｌｍと第２の踏込み
量Ｌｎとの間では排気制御弁２４の開度は、機関の発生
トルクが要求発生トルクに対しほとんど低下することな
く背圧が最も高くなる最も小さな開度に定められてい
る。従ってアクセルペダル５０の踏込み量Ｌが第１の踏
込み量Ｌｍと第２の踏込み量Ｌｎとの間にあるときに排
気制御弁２４の開度がアクセルペダル５０の踏込み量Ｌ
に対応した図１０に示される開度にされると機関の発生
トルクはほとんど落ち込まず、排気通路内における未燃
ＨＣの酸化反応が促進されるので大気中に排出される未
燃ＨＣの量を低減することができることになる。

【００５５】なお、図１０からわかるようにアクセルペ
ダル５０の踏込み量ＬがＬ＜ＬｍからＬｍ＜Ｌ＜Ｌｎと
なる緩加速運転時には排気制御弁２４はアクセルペダル
５０の踏込み量Ｌに応じた開度まで開弁せしめられる
が、アクセルペダル５０の踏込み量ＬがＬ＜ＬｍからＬ
＞Ｌｎとなる急加速運転時には排気制御弁２４は全開せ
しめられる。従って本発明による実施例では加速の度合
に応じて排気制御弁２４の開度が変化し、加速の度合が
高くなるほど排気制御弁２４の開度が大きくなる。

【００５６】同一の機関運転状態において排気制御弁２
４が全開している場合の要求発生トルクに対する発生ト
ルクの落ち込み量は排気制御弁２４の開度が大きくなる
ほど小さくなる。従って本発明による実施例では第１の
踏込み量Ｌｍと第２の踏込み量Ｌｎとの間では図１０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最適な主燃料Ｑｍの噴射
量Ｙに対する主燃料Ｑｍの噴射量Ｘの増量値がアクセル
ペダル５０の踏込み量Ｌの増大に伴ない減少せしめられ
る。

【００５７】また、図１０に示されるように副燃料Ｑａ
の噴射量はアクセルペダル５０の踏込み量Ｌが増大する
ほど減少し、図１０に示される実施例ではＬ＞Ｌｎにな
ると副燃料Ｑａの噴射が停止される。図１１は暖機運転
が完了した後の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１１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１１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Ｑ
ａが追加噴射される。次いで機関低負荷運転状態でなく
なると排気制御弁２４はただちに全開せしめられる。

【００５８】図１２は運転制御ルーチンを示している。
図１２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あるときにはステップ１０
１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１０２に進む。一方、ステップ１００
において機関始動および暖機運転時でないと判別された
とき、又はステップ１０１において設定期間が経過した
と判別されたときにはステップ１０５に進んで機関負荷
が設定負荷よりも低いか否か、即ち低負荷運転時である
か否かが判別される。低負荷運転時にはステップ１０２
に進む。

【００５９】ステップ１０２では排気制御弁２４の開度
が制御される。即ち、機関始動および暖機運転時である
ときには排気制御弁２４の開度が図１０に示されるアク
セルペダル５０の踏込み量Ｌに応じた開度とされる。こ
れに対しステップ１０５において低負荷運転時であると
判断されたときには排気制御弁２４がほぼ全閉せしめら
れる。次いでステップ１０３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９に示されるＸとされ、ステッ
プ１０５において低負荷時であると判断されたときには
主燃料Ｑｍの噴射量が図１１に示されるＸとされる。次
いでステップ１０４では副燃料Ｑａの噴射制御が行われ
る。

【００６０】一方、ステップ１０５において機関低負荷
時でないと判断されたときにはステップ１０６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１０
７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。図１３に別の実施例を
示す。この実施例では排気制御弁２４上流の排気管２２
内に触媒６０が配置される。このように排気制御弁２４
上流の排気管２２内に触媒６０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６０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６０を早期に活性化することができる。

【００６１】排気管２２内に配置された触媒６０として
は酸化触媒、三元触媒、ＮＯ_x 吸収剤又はＨＣ吸着触媒
を用いることができる。ＮＯ_x 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ＮＯ_x 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ＮＯ_x を放
出する機能を有する。このＮＯ_x 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Ｎａ、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。

【００６２】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。

【００６３】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１３に示される
実施例では触媒６０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
ＨＣ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。

【００６４】図１４に更に別の実施例を示す。この実施
例では排気制御弁２４上流の排気管２２内にＮＯ_x 吸収
剤又はＨＣ吸着触媒からなる触媒６０が配置され、第１
排気マニホルド１９と排気管２１間、および第２排気マ
ニホルド２０と排気管２１間には夫々酸化触媒や三元触
媒のような酸化機能を有する触媒６１，６２が配置され
る。

【００６５】

【発明の効果】機関の発生トルクの落ち込みを抑制しつ
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】排気制御弁の一実施例を示す図である。

【図４】噴射量、噴射時期および空燃比を示す図であ
る。

【図５】噴射時期を示す図である。

【図６】未燃ＨＣの濃度を示す図である。

【図７】主燃料の噴射量を示す図である。

【図８】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】アクセルペダルの踏込み量と排気制御弁の開
度等の関係を示す図である。

【図１１】主燃料の噴射量と排気制御弁の開度を示す図
である。

【図１２】運転制御を行うためのフローチャートであ
る。

【図１３】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。

【図１４】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。

【符号の説明】

６…燃料噴射弁 ２２…排気管 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 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｚ (56)参考文献 特開 平10−238336（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−212995（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−80414（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63104（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−296485（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−111540（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−156132（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 9/00 - 11/10 F01N 1/00 - 9/00

Claims (5)

(57)【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、機関始動後予め定められた期
   間が経過するまでの間において要求負荷を代表する代表
   値が予め定められた値よりも低い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、機関始動後予め定められた期間が経過するまでの間
   において上記代表値が予め定められた値よりも高くなっ
   たときには該代表値が大きくなるにつれて排気制御弁の
   開度を大きくするようにした内燃機関の排気浄化装置。
2. 【請求項２】 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るようにした請求
   項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 【請求項３】 機関始動後予め定められた期間が経過す
   るまでの間では排気制御弁の開度が大きくなるにつれて
   上記主燃料の噴射量の増量値を減少させるようにした請
   求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 【請求項４】 機関始動後予め定められた期間が経過す
   るまでの間では排気制御弁の開度が大きくなるにつれて
   上記副燃料の噴射量を減少させるようにした請求項１に
   記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 【請求項５】 機関始動後予め定められた期間が経過し
   た後では要求負荷が設定負荷よりも低いときに排気制御
   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、機関始動後予め定められた期間が経過した後で
   は要求負荷が設定負荷よりも高くなったときに排気制御
   弁を全開するようにした請求項１に記載の内燃機関の排
   気浄化装置。