JPH0797918A

JPH0797918A - 内燃エンジンの排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH0797918A
Application number: JP5264200A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Naka; 貴弘中; Masaru Ogawa; 賢小川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】吸着機能と浄化機能とを併わせもつ触媒装置
を有する内燃エンジンの排気ガス浄化装置において、よ
り一層の排気効率を向上させることができるようにし
た。【構成】吸着機能と浄化機能を有する触媒装置にヒー
タ機能を付加し、第１の触媒装置の触媒温度ＴＣＡＴが
第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１より小さいときはフラグＦ
ＨＴを「０」に設定してヒータ通電の停止指令を発する
（Ｓ１→Ｓ２）。一方、触媒温度ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ
１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲にあるときはフラグ
ＦＨＴを「１」に設定しヒータに通電して触媒層の活性
化を促進する（Ｓ１→Ｓ３→Ｓ４）。また、触媒温度Ｔ
ＣＡＴが、ＴＣＡＴ≧ＴＣＡＴＸ２のときはエンジンの
暖機が完了したと判断してフラグＦＨＴを「０」に設定
してヒータ通電の停止指令を発する（Ｓ１→Ｓ３→Ｓ
５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの排気ガス
浄化装置に関し、より詳しくは、排気ガス中の未燃焼ガ
スを吸着すると共に所定条件下で前記未燃焼ガスを脱離
させて前記未燃焼ガスを浄化する触媒装置を備えた内燃
エンジンの排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジン低温始動時における
未燃焼ガス（ＨＣ（ハイドロカーボン）等）の大気への
放出を抑制する技術として、排気ガス中の未燃焼ガスを
吸着する吸着機能と所定温度以上のときに未燃焼ガスを
浄化する浄化機能を併せ持つ触媒装置を内燃エンジンの
排気系に設けた排気ガス浄化装置が既に知られている
（例えば、特開平２−１３５１２６号公報参照）。

【０００３】上記触媒装置は、ハニカム状に形成された
金属製担体等に吸着剤及び貴金属製触媒を担持すること
によって、低温始動時にエンジンから排出される未燃焼
ガスを吸着剤に吸着させ、触媒装置が所定温度以上とな
って未燃焼ガスが吸着剤から脱離した後は、触媒層で未
燃焼ガスの浄化を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の触媒装置においては、吸着剤は一般に１６０℃近傍
で未燃焼ガスを脱離するのに対し、触媒は２００℃以上
とならないと活性化しないことが知られている。すなわ
ち、従来の触媒装置においては、図１８に示すように、
吸着剤の温度が１６０℃近傍である点Ａに到達するまで
は未燃焼ガスを吸着するが、点Ａ以上の高温になると未
燃焼ガスが前記吸着剤から脱離しはじめる。一方、触媒
は上述したように２００℃となる点Ｂに到達するまでは
活性化されないため、浄化作用が行われない。すなわ
ち、上記従来の技術においては、エンジンの低温始動時
から触媒が活性化するまでの間に未燃焼ガスの脱離のみ
が行われる脱離期間が生じ、吸着作用から浄化作用への
移行に連続性がないため、吸着剤から脱離したものの浄
化され得ない未燃焼ガスがそのまま大気に放出され、所
望の排気浄化効率ηHCを得ることができないという問題
点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、より一層の排気効率を向上させることが
できる内燃エンジンの排気ガス浄化装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内燃エンジンの排気系に配設されて排気ガ
ス中の未燃焼ガスを吸着すると共に所定条件下で前記未
燃焼ガスを脱離させ、且つ同一担体に担持された触媒金
属により前記未燃焼ガスを浄化する触媒装置を備えた内
燃エンジンの排気ガス浄化装置において、前記所定条件
を充足しているか否かを判別する判別手段を備え、該判
別手段により前記所定条件を充足していると判別された
ときは前記触媒装置を昇温させる昇温手段を有している
ことを特徴としている。

【０００７】また、上記触媒装置は、加熱機構を有する
導電性部材と、該導電性部材に担持された吸着層と、該
吸着層に担持された触媒層とから構成され、前記昇温手
段は前記導電性部材に通電する通電手段であることを特
徴としている。

【０００８】さらに、点火時期を制御する点火時期制御
手段を有すると共に、前記昇温手段は前記点火時期制御
手段により点火進角値を遅角補正する遅角補正手段であ
ることを特徴とするのも好ましく、前記触媒装置の下流
側に排気絞り弁を設けると共に、前記昇温手段は前記排
気絞り弁を閉弁する閉弁手段であることを特徴とするの
も好ましい。

【０００９】また、前記昇温手段は、混合気の空燃比を
リッチ化するリッチ化手段と、前記触媒装置に二次空気
を供給する二次空気供給手段とからなることを特徴とし
てもよい。

【００１０】そして、これらの触媒装置は、吸着層と、
該吸着剤に担持された触媒層とから構成されていること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、所定条件を充足して触媒装
置から未燃焼ガスが脱離すると判別されたときは昇温手
段により触媒装置が昇温するため、未燃焼ガスが吸着層
から脱離した後、触媒層が浄化機能を発揮し得るまでの
時間を極力短縮することができる。

【００１２】具体的には、触媒装置の触媒温度又は要求
燃料量に基づいて前記所定条件を充足しているか否かが
判別され、昇温手段は、触媒装置が加熱機構付きの場合
は、該加熱機構に通電することによりなされる。

【００１３】また、触媒装置が加熱機構を有さない場合
は、点火時期を遅角補正したり、排気絞り弁を閉じた
り、或いは空燃比をリッチ化して触媒装置に二次空気を
供給することにより触媒装置の昇温がなされる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１５】図１は本発明に係る内燃エンジンの排気ガ
ス浄化装置の一実施例を示す全体構成図である。

【００１６】図中、１は各シリンダに吸気弁と排気弁
（図示せず）とを各１対宛設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
内燃エンジン（以下、「エンジン」という）であって、
該エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボディ３
が設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配されて
いる。また、スロットル弁３′にはスロットル弁開度
（θＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル
弁３′の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロ
ールユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。

【００１７】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３′との間に各気筒毎に配設
され、図示しない燃料ポンプに接続されると共にＥＣＵ
５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により
燃料噴射の開弁時間が制御される。

【００１８】また、スロットル弁３′の下流側には分岐
管７が設けられ、該分岐管７の先端には絶対圧（ＰＢ
Ａ）センサ８が取り付けられている。該ＰＢＡセンサ８
はＥＣＵ５に電気的に接続されており、吸気管２内の絶
対圧ＰＢＡは前記ＰＢＡセンサ８により電気信号に変換
されてＥＣＵ５に供給される。

【００１９】また、分岐管７の下流側の吸気管２の管壁
には吸気温（ＴＡ）センサ９が装着され、該ＴＡセンサ
９により検出された吸気温ＴＡは電気信号に変換されて
ＥＣＵ５に供給される。

【００２０】エンジン１のシリンダブロックの冷却水が
充満した気筒周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水
温（ＴＷ）センサ１０が装着され、該ＴＷセンサ１０に
より検出されたエンジンの冷却水温ＴＷは電気信号に変
換されてＥＣＵ５に供給される。

【００２１】エンジン１の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲にはエンジン回転数（ＮＥ）センサ１１及
び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１２が取り付けられてい
る。

【００２２】ＮＥセンサ１１はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パル
ス（以下、「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、Ｃ
ＹＬセンサ１２は特定の気筒の所定のクランク角度位置
で信号パルス（以下、「ＣＹＬ信号パルス」という）を
出力し、これらの各信号パルスはＥＣＵ５に供給され
る。

【００２３】また、エンジン１の各気筒の点火プラグ１
３は、ＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点
火時期が制御される。

【００２４】エンジン１の排気管１４の途中には第１の
触媒装置１５と第２の触媒装置１６とが直列に配設され
ている。さらに、第１の触媒装置１５には触媒温度（Ｔ
ＣＡＴ）センサ１７が取り付けられ、該ＴＣＡＴセンサ
１７で検出された出力信号はＥＣＵ５に供給される。ま
た、第２の触媒装置１６は三元触媒からなり、該第２の
触媒装置１６によりエンジン暖機後の排気ガス中のＨ
Ｃ，ＣＯ，ＮＯｘ等有害成分の浄化が行われる。

【００２５】排気管１４の第１の触媒装置１５の上流側
には、酸素濃度センサ１８（以下、「Ｏ₂センサ」とい
う）が配設されている。該Ｏ₂センサ１８は排気ガス中
の酸素濃度を検出してその出力信号をＥＣＵ５に供給す
る。

【００２６】しかして、第１の触媒装置１５は吸着機能
とヒータ機能を有する複合触媒装置であって、図２に示
すように、ハニカム状に形成されて通電により発熱可能
とされた金属薄板等からなる導電性部材１９と、該導電
性部材１９の内面に定着担持されたゼオライトやアルミ
ノシリケート等からなる吸着層２０と、該吸着層２０の
表面に定着担持された白金、ロジウム、パラジウム等の
貴金属からなる触媒層２１とから構成されている。上記
第１の触媒装置１５においては、第１の所定温度ＴＣＡ
ＴＸ１以下では吸着層２０による未燃焼ガスの吸着を促
進する一方、第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１から第２の所
定温度ＴＣＡＴＸ２に到達するまでは導電性部材１９に
通電して触媒層２１の活性化を促進させ、該触媒層２１
の早期活性化を図ることが可能となり、未燃焼ガスの大
気への放出を低減することができる。尚、導電性部材１
９を格子状に形成した実施例を開示したが、波板を中心
電極部を中心に巻き込むようなタイプに触媒貴金属や吸
着材を担持しても良い（例えば、特開平３−７２９５３
号公報参照）。

【００２７】すなわち、第１の触媒装置１５が第１の所
定温度ＴＣＡＴＸ１以上となったときは吸着層２０の吸
着能力が低下するため、ヒータ（図示せず）を介して導
電性部材１９を加熱し、触媒層２１を早期活性化状態と
することにより、図３に示すように、従来例（図１８参
照）に比し脱離のみを行う脱離期間が短縮されて未燃焼
ガスの浄化作用を早期に行うことが可能となり、吸着作
用から浄化作用にかけての一連の動作を略連続的に円滑
に行うことが可能となる。

【００２８】しかして、ＥＣＵ５は、各種センサからの
入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正
し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機
能を有する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下「Ｃ
ＰＵ」という）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算
プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、前
記燃料噴射弁６や点火プラグ１３に駆動信号を供給する
出力回路５ｄとを備えている。

【００２９】ＣＰＵ５ｂは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、数式（１）に基づき、前記ＴＤＣ
信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔｏ
ｕｔを演算する。

【００３０】Ｔｏｕｔ＝Ｔｉ×ＫＣＭＤＭ×ＫＯ２×Ｋ１＋Ｋ２ …（１) ここに、Ｔｉは基本燃料噴射時間、具体的にはエンジン
回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じて決定され
る基本燃料噴射時間であり、このＴｉ値を決定するため
のＴｉマップが記憶手段５ｃに記憶されている。

【００３１】ＫＣＭＤＭは修正目標空燃比係数であっ
て、エンジン回転数ＮＥや吸気管内絶対圧ＰＢＡ等エン
ジンの運転状態に応じて設定される目標空燃比係数ＫＣ
ＭＤに燃料冷却補正係数ＫＥＴＶを乗算することによっ
て算出される。

【００３２】ＫＯ２は、Ｏ₂センサ１８に基づいて算出
される空燃比補正係数であって、空燃比フィードバック
制御中はＯ₂センサ１８によって検出される空燃比（酸
素濃度）が目標空燃比に一致するように設定され、オー
プンループ制御中はエンジンの運転状態に応じた所定値
に設定される。

【００３３】Ｋ１及びＫ２は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数及び補正変数で
あり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン加
速特性等の諸特性の最適化が図られるような値に設定さ
れる。

【００３４】図４は昇温手段としての第１の実施例を示
したフローチャートであって、本第１の実施例ではヒー
タを介して導電性部材１９の通電を制御している。尚、
本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行
される。

【００３５】ステップＳ１では第１の触媒装置１５の触
媒温度ＴＣＡＴ（ＴＣＡＴセンサ１７により検出され
る）が第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１（例えば、１６０
℃）より小さいか否かを判別する。そして、前記触媒温
度ＴＣＡＴが第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１より小さいと
きはステップＳ２に進み、フラグＦＨＴを「０」に設定
してヒータ通電の停止指令を発して本プログラムを終了
する。

【００３６】一方、ステップＳ１でＴＣＡＴ≧ＴＣＡＴ
Ｘ１と判別されたときはステップＳ３に進み、前記触媒
温度ＴＣＡＴが第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１より大きな
第２の所定温度ＴＣＡＴＸ２（例えば、２５０℃）より
小さいか否か、すなわち触媒温度ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ
１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲にあるか否かを判別
する。そして、触媒温度ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣ
ＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２を充足するときはステップＳ４に進
んでフラグＦＨＴを「１」に設定し本プログラムを終了
する。すなわち、この場合はヒータに通電して触媒層２
１の早期活性化を促進し、未燃焼ガスの浄化を図る。

【００３７】一方、ステップＳ３でＴＣＡＴ≧ＴＣＡＴ
Ｘ２と判別されたときはステップＳ５に進みフラグＦＨ
Ｔを「０」に設定してヒータ通電の停止指令を発して本
プログラムを終了する。すなわち、この場合はエンジン
の暖機が完了したと判断してヒータの通電を停止しヒー
タの消費電力節約を図る。

【００３８】このように、吸着層２０による吸着期間が
経過した後は、ヒータ通電により第１の触媒装置１５を
早期昇温させることにより、脱離のみを行う脱離期間を
短縮することが可能となり、吸着作用から浄化作用に至
る一連の動作を略連続的に行うことができ、未燃焼ガス
の大気への放出を抑制することができる。

【００３９】図５は昇温手段の第２の実施例を示したフ
ローチャートであって、本第２の実施例では未燃焼ガス
の脱離期間の判別を触媒温度ＴＣＡＴに代えて要求燃料
量ＴＳＵＭで行っている。尚、本プログラムはＴＤＣ信
号パルスの発生と同期して実行される。

【００４０】ステップＳ１１ではフラグＦＳＭＯＤが
「１」に設定されているか否かを判別し、エンジンが始
動モードにあるか否かを判断する。ここで、始動モード
か否かは、例えば、図示しないエンジンのスタータスイ
ッチがオンで且つエンジン回転数が所定の始動時回転数
（クランキング回転数）以下か否かにより判別する。そ
してエンジンが始動モードにあると判別されたときは、
ＴＳＵＭＬＭテーブルを検索し、始動時のエンジン冷却
水温ＴＷに基づき要求燃料噴射時間の限界積算値ＴＳＵ
ＭＬＭを算出する。

【００４１】ＴＳＵＭＬＭテーブルは、具体的には図６
に示すように、エンジン冷却水温ＴＷ０〜ＴＷ３に対し
てテーブル値ＴＳＵＭＬＭ０〜ＴＳＵＭＬＭ２が与えら
れており、前記要求燃料量限界積算値ＴＳＵＭＬＭは、
かかるＴＳＵＭＬＭテーブルを検索することにより読み
出され、或いは補間法により算出される。この図６から
明らかなように、エンジン冷却水温ＴＷ０が低いときは
前記限界積算値ＴＳＵＭＬＭは大きな値に設定される。

【００４２】次に、ステップＳ１３に進み、ＮＨＥＡＴ
ＥＲテーブルを検索し、始動時のエンジン冷却水温ＴＷ
に基づきヒータ通電時間ＮＨＥＡＴＥＲを算出する。

【００４３】ＮＨＥＡＴＥＲテーブルは、図７に示すよ
うに、エンジン冷却水温ＴＷ０〜ＴＷ３に対してテーブ
ル値ＮＨＥＡＴＥＲ０〜ＮＨＥＡＴＥＲ１が与えられて
おり、前記ヒータ通電時間ＮＨＥＡＴＥＲは、かかるＮ
ＨＥＡＴＥＲテーブルを検索することにより読み出さ
れ、或いは補間法により算出される。この図７から明ら
かなように、エンジン冷却水温ＴＷ０が低いときはヒー
タ通電時間ＮＨＥＡＴＥＲは大きな値に設定される。

【００４４】一方、ステップＳ１１でエンジンが始動モ
ードになく基本モードにあると判別されたときは、ステ
ップＳ１４に進んで燃料噴射時間の前回までの積算値Ｔ
ＳＵＭに今回の燃料噴射時間ＴＯＵＴを加算して新たな
燃料噴射時間積算値ＴＳＵＭを算出し、ステップＳ１５
に進む。

【００４５】そして、ステップＳ１５では燃料噴射時間
積算値ＴＳＵＭが前記限界積算値ＴＳＵＭＬＭ以上か否
かを判別し、ＴＳＵＭ≧ＴＳＵＭＬＭが成立するとき
は、フラグＦＴＳＵＭを「１」に設定してヒータ通電の
許容指令を発した後（ステップＳ１６）、ヒータ通電制
御を実行し（ステップＳ１７）、本プログラムを終了す
る。すなわち、ＴＳＵＭ≧ＴＳＵＭＬＭが成立するとき
は、エンジンの運転が開始されてからある程度の時間が
経過していると判断し、第１の触媒装置１５の吸着層２
０の吸着能力及び触媒層２１の活性化状態如何によって
はヒータ通電して触媒層２１の早期活性化を図るべき場
合であり、ヒータ通電制御を実行する。

【００４６】一方、ステップＳ１５でＴＳＵＭ＜ＴＳＵ
ＭＬＭが成立すると判別されたときは、フラグＦＴＳＵ
Ｍを「０」に設定して（ステップＳ１８）本プログラム
を終了する。すなわち、このときはエンジンの運転が開
始されてからの時間が短いため吸着層２０は未だ充分に
吸着能力を有すると判断して吸着層２０で未燃焼ガスを
吸着させるべくフラグＦＴＳＵＭを「０」に設定し、ヒ
ータ通電を禁止する。

【００４７】図８はステップＳ１７（図５）で実行され
るヒータ通電制御ルーチンのフローチャートであって、
本プログラムはＥＣＵ５に内蔵されたタイマが発する擬
似信号パルスに同期して、例えば１００ｍsec毎に実行
される。

【００４８】ステップＳ２１では、前回ループでフラグ
ＦＴＳＵＭが「０」に設定されているか否かを判別す
る。そして、前回ループでフラグＦＴＳＵＭが「０」に
設定されているときはステップＳ２２に進み、フラグＦ
ＴＨを「１」に設定してヒータに通電指令を発し（ステ
ップＳ２２）、次いでタイマのタイマ値ｔｍＨＥＡＴＥ
Ｒを前記ステップＳ１３（図５）で算出したタイマ値Ｎ
ＨＥＡＴＥＲに設定し（ステップＳ２３）本プログラム
を終了する。

【００４９】一方、ステップＳ２１で前回ループにおい
てフラグＦＴＳＵＭが「１」に設定されていると判別さ
れたときは前回ループ以前に既にヒータ通電がなされて
いる場合であり、ステップＳ２４に進んでタイマのタイ
マ値ＮＨＥＡＴＥＲが「０」より大きいか否かを判別す
る。そして、前記タイマ値ＮＨＥＡＴＥＲが「０」より
大きいときはステップＳ２５に進んでタイマのタイマ値
ＮＨＥＡＴＥＲを所定値ΔＴだけ引き去り本プログラム
を終了する。そして、その後のループで前記タイマ値Ｎ
ＨＥＡＴＥＲが「０」になると触媒層２１の活性化を促
進するための所定時間が経過したと判断し、フラグＦＨ
Ｔを「０」に設定してヒータ通電を停止し（ステップＳ
２６）本プログラムを終了する。

【００５０】これにより、上記第１の実施例と同様、吸
着作用から浄化作用への一連の動作を略連続的に行うこ
とが可能となり、排気効率のより一層の向上を図ること
ができる。

【００５１】図９〜図１１は上記第１の触媒装置１５を
車輌に搭載したときの実車システムの例を示したもので
ある。

【００５２】図９は第１の触媒装置１５をエンジン１の
直下に配設したものであり、エンジンの昇温と共に第１
の触媒装置１５の早期昇温を図ることができる。また、
図１０は車輌の床下に第１の触媒装置１５を配設したも
のであり、床下での昇温は遅いため、第１の触媒装置の
早期昇温を図ることは排気効率の向上に貢献する。さら
に、図１１はエンジン１の直下にトリメタル触媒からな
る第３の触媒装置２２を配設すると共に第１の触媒装置
１５を床下に配設したものであり、かかる第３の触媒装
置２２と第１の触媒装置１５とを組み合わせることによ
り、前記第１の触媒装置１５の負荷を軽減し且つ浄化性
能の向上を図ることができる。

【００５３】さらに、本発明は上記実施例に限定される
ことはなく、第１の触媒装置が加熱機能を有さない場合
であっても所定条件下において第１の触媒装置の温度を
昇温することにより本発明の目的を達成することができ
る。

【００５４】図１２は他の実施例（第３の実施例）を模
式的に示した要部構成図であって、本第３の実施例で
は、第１の触媒装置３０が加熱機構を有さないハニカム
状に形成された金属製部材にゼオライト等からなる吸着
層と白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属からなる触
媒層が担持されており、所定条件を充足するときは点火
時期を遅角補正することにより昇温を図っている。

【００５５】図１３は昇温手段としての第３の実施例を
示した点火時期制御ルーチンのフローチャートであっ
て、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して
実行される。

【００５６】すなわち、ステップＳ３１では触媒温度Ｔ
ＣＡＴが第１の所定温度ＴＣＡＴＸ１以上であって第２
の所定温度ＴＣＡＴＸ２以下か否か、すなわち触媒温度
ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範
囲内にあるか否かを判別する。そして、触媒温度ＴＣＡ
ＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内に
あると判別されたときは数式（２）に基づき点火進角値
θＩＧを算出する。

【００５７】 θＩＧ＝θＩＧＭＡＰ−θＩＧＷＵＲ …（２）ここで、θＩＧＭＡＰは基本点火進角値であって、エン
ジンの運転状態、例えばエンジン回転数ＮＥとエンジン
の負荷状態を表す吸気管内絶対圧ＰＢＡとに応じ、記憶
手段５ｃに予め記憶されている基本点火時期マップ（図
示せず）を検索して算出される。また、θＩＧＷＵＲは
エンジンの運転状態に応じて設定される遅角補正値であ
る。

【００５８】一方、ステップＳ３１で、触媒温度ＴＣＡ
ＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内に
ないと判断されたときはそのまま本プログラムを終了す
る。

【００５９】このように点火時期の遅角補正によって
も、第１の触媒装置３０の早期昇温を図ることができ、
排気効率のより一層の向上を図ることができる。

【００６０】図１４は別の実施例（第４の実施例）を模
式的に示した要部構成図であって、前記第１の触媒装置
３０の下流側に排気絞り弁２３を設け、該排気絞り弁２
３の作動を制御することにより、前記第３の実施例と同
様に構成された第１の触媒装置３０の早期昇温を図って
いる。

【００６１】図１５は上記排気絞り弁２３の作動を制御
する排気絞り弁制御ルーチンのフローチャートであっ
て、本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生に同期して
実行される。

【００６２】すなわち、ステップＳ４１では前記触媒温
度ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の
範囲内にあるか否かを判別する。そして、触媒温度ＴＣ
ＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内
にあると判別されたときはフラグＦＥＸＳＴを「１」に
設定して排気絞り弁２３を全閉状態とし（ステップＳ４
２）、本プログラムを終了する。これにより、第１の触
媒装置１５の昇温化が促進され、触媒層２１の早期活性
化を図ることができる。

【００６３】尚、ステップＳ４１で触媒温度ＴＣＡＴが
ＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内にない
と判別されたときはステップＳ４３に進み、フラグＦＥ
ＸＳＴを「０」に設定して排気絞り弁２３を全開状態と
し（ステップＳ４２）、本プログラムを終了する。すな
わち、この場合はエンジンが冷機状態にあるか、或いは
エンジンの暖機が完了している場合であると判断して排
気絞り弁２３を作動させることなく、該排気絞り弁２３
を通常の運転状態に設定する。

【００６４】このように排気絞り弁２３を絞ることによ
っても、第１の触媒装置３０の早期昇温を図ることがで
き、排気効率のより一層の向上を図ることができる。

【００６５】図１６はさらに別の実施例（第５の実施
例）の要部を模式的に示した構成図であって、第１の触
媒装置１５の上流側に二次空気供給口２４と二次空気を
制御するための切換弁２５が設け、空燃比制御により上
記第３、第４の実施例と同様に構成された第１の触媒装
置３０の早期昇温を図っている。

【００６６】図１７は上記第５の実施例における空燃比
制御ルーチンのフローチャートであって、本プログラム
はＴＤＣ信号パルスの発生に同期して実行される。

【００６７】すなわち、ステップＳ５１では前記触媒温
度ＴＣＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の
範囲内にあるか否かを判別する。そして、触媒温度ＴＣ
ＡＴがＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内
にあると判別されたときは前回の修正空燃比補正係数Ｋ
ＣＭＤＭにリッチ化係数ＫＣＡＴＷＵを乗算して新たな
修正空燃比補正係数ＫＣＭＤＭを算出して空燃比をリッ
チ化し、次いでフラグＦＳＡを「１」に設定して切換弁
２５を作動させ、二次空気供給口２４から二次空気を第
１の触媒装置３０内に供給し、第１の触媒装置３０の昇
温化を図り、触媒層２１の早期活性化を図る。

【００６８】一方、ステップＳ５１で触媒温度ＴＣＡＴ
がＴＣＡＴＸ１≦ＴＣＡＴ＜ＴＣＡＴＸ２の範囲内にな
いときはステップＳ５４でフラグＦＳＡを「０」に設定
し、二次空気の第１の触媒装置１５への供給を停止して
本プログラムを終了する。

【００６９】このように空燃比をリッチ化して二次空気
を第１の触媒装置３０に供給することによっても、第１
の触媒装置３０の早期昇温を図ることができ、排気効率
のより一層の向上を図ることができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、内燃エンジンの排
気系に配設されて排気ガス中の未燃焼ガスを吸着すると
共に所定条件下で前記未燃焼ガスを脱離させ、且つ同一
担体に担持された触媒金属により前記未燃焼ガスを浄化
する触媒装置を備えた内燃エンジンの排気ガス浄化装置
において、前記所定条件を充足しているか否かを判別す
る判別手段を備え、該判別手段により前記所定条件を充
足していると判別されたときは前記触媒装置を昇温させ
る昇温手段を有しているので、未燃焼ガスが触媒装置か
ら脱離した後、該触媒装置が浄化機能を発揮し得る時間
までの間を極力短縮することができ、吸着作用から浄化
作用への一連の動作を略連続的に円滑に行うことが可能
となり、排気効率のより一層の向上を図ることができ
る。

【００７１】また、前記触媒装置は、加熱機構を有する
導電性部材と、該導電性部材に担持された吸着層と、該
吸着層に担持された触媒層とから構成され、前記昇温手
段は前記導電性部材に通電する通電手段であるとするこ
とにより、単一の触媒装置で吸着、昇温、浄化の各機能
が発揮され、装置の複雑化を招来することなくより一層
の排気効率の低減を図ることができる。

【００７２】また、触媒装置に加熱機構を有さなくと
も、点火時期を制御する点火時期制御手段を有すると共
に前記昇温手段は前記点火時期制御手段により点火進角
値を遅角補正することにより、又は前記触媒装置の下流
側に排気絞り弁を設けると共に前記昇温手段は前記排気
絞り弁を閉弁することにより、或いは、前記昇温手段が
混合気の空燃比をリッチ化するリッチ化手段と前記吸着
装置に二次空気を供給する二次空気供給手段とからなる
ことにより、容易に触媒装置を浄化温度にまで到達する
ことが可能となり、上述と同様、排気効率のより一層の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃エンジンの排気ガス浄化装置
の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】第１の触媒装置の構成の一例を示す要部断面図
である。

【図３】上記第１の触媒装置を使用したときの排気効率
ηを示す図である。

【図４】昇温手段としての第１の実施例としてヒータ制
御ルーチンを示したフローチャートである。

【図５】昇温手段としての第２の実施例としてヒータ制
御ルーチンの他の実施例を示したフローチャートであ
る。

【図６】限界積算値ＴＳＵＭＬＭを算出するＴＳＵＭＬ
Ｍテーブルである。

【図７】通電時間ＮＨＥＡＴＥＲを算出するＮＨＥＡＴ
ＥＲテーブルである。

【図８】第２の実施例で使用されるヒータ通電制御ルー
チンのフローチャートである。

【図９】上記第１の触媒装置を車輌に搭載したときの実
車システムの一例を模式的に示した要部構成図である。

【図１０】上記第１の触媒装置を車輌に搭載したときの
実車システムの第２の実施例を模式的に示した要部構成
図である。

【図１１】上記第１の触媒装置を車輌に搭載したときの
実車システムの第３の実施例を模式的に示した要部構成
図である。

【図１２】第３の実施例を模式的に示した要部構成図で
ある。

【図１３】昇温手段としての第３の実施例として点火時
期制御ルーチンを示したフローチャートである。

【図１４】第４の実施例を模式的に示した要部構成図で
ある。

【図１５】昇温手段としての第４の実施例として排気絞
り弁制御ルーチンを示したフローチャートである。

【図１６】第５の実施例を模式的に示した要部構成図で
ある。

【図１７】昇温手段としての第５の実施例として空燃比
制御ルーチンを示したフローチャートである。

【図１８】従来例の課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１内燃エンジン５ＥＣＵ（判別手段、昇温手段、要求燃料量算出手
段、閉弁手段、リッチ化手段）１０ＴＷセンサ（水温検出手段）１５、３０触媒装置１７ＴＣＡＴセンサ（触媒温度検出手段）１９導電性部材２０吸着層２１触媒層２３排気絞り弁２５切換弁（二次空気供給手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 53/86 ＺＡＢ 53/94 Ｂ０１Ｊ 35/02 ＺＡＢＧ 8017−4ＧＦ０１Ｎ 3/08 ＺＡＢＡ 3/18 ＺＡＢＤ 3/22 ＺＡＢ３０１Ｂ３１１ＬＦ０２Ｄ 9/04 Ｅ 41/04 ３０５Ａ 8011−3Ｇ 43/00 ３０１ＢＥＫＴＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンの排気系に配設されて排気
ガス中の未燃焼ガスを吸着すると共に所定条件下で前記
未燃焼ガスを脱離させ、且つ同一担体に担持された触媒
金属により前記未燃焼ガスを浄化する触媒装置を備えた
内燃エンジンの排気ガス浄化装置において、前記所定条件を充足しているか否かを判別する判別手段
を備え、該判別手段により前記所定条件を充足している
と判別されたときは前記触媒装置を昇温させる昇温手段
を有していることを特徴とする内燃エンジンの排気ガス
浄化装置。
【請求項２】前記触媒装置は、加熱機構を有する導電
性部材と、該導電性部材に担持された吸着層と、該吸着
層に担持された触媒層とから構成され、前記昇温手段は
前記導電性部材に通電する通電手段であることを特徴と
する請求項１記載の内燃エンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項３】点火時期を制御する点火時期制御手段を
有すると共に、前記昇温手段は前記点火時期制御手段に
より点火進角値を遅角補正する遅角補正手段であること
を特徴とする請求項１記載の内燃エンジンの排気ガス浄
化装置。
【請求項４】前記触媒装置の下流側に排気絞り弁を設
けると共に、前記昇温手段は前記排気絞り弁を閉弁する
閉弁手段であることを特徴とする請求項１記載の内燃エ
ンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項５】前記昇温手段は、混合気の空燃比をリッ
チ化するリッチ化手段と、前記吸着装置に二次空気を供
給する二次空気供給手段とからなることを特徴とする請
求項１記載の内燃エンジンの排気ガス浄化装置。
【請求項６】前記触媒装置は、吸着層と、該吸着剤に
担持された触媒層とから構成されていることを特徴とす
る請求項１又は請求項３乃至請求項５のいずれかに記載
の内燃エンジンの排気ガス浄化装置。