JPH11107740A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH11107740A
JPH11107740A JP10209674A JP20967498A JPH11107740A JP H11107740 A JPH11107740 A JP H11107740A JP 10209674 A JP10209674 A JP 10209674A JP 20967498 A JP20967498 A JP 20967498A JP H11107740 A JPH11107740 A JP H11107740A
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Keiji Yamada
啓司 山田
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謙治 岡本
Junichi Taga
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洋一 久慈
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Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジンの排気中のＳＯｘによって被毒したＮ
Ｏｘ吸蔵材を再生する。 【解決手段】エンジン燃焼室５に燃料を吸気行程と圧縮
行程とに分割して噴射することによって、排気中のＣＯ
量を増大させ、該ＣＯを排気浄化触媒１４のＮＯｘ吸蔵
材に供給することによってＳＯｘをＮＯｘ吸蔵材から脱
離させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気通路に混合気の空燃比が
リーンのときの排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を吸蔵
し、排気の酸素濃度が低下したときにＮＯｘを放出する
ＮＯｘ吸蔵材を設け、この放出されるＮＯｘを還元浄化
するようにしたものは一般に知られている。このような
ＮＯｘ吸蔵材は、燃料やエンジンオイルに硫黄成分が含
まれている特定地域で使用されると、排気中のＮＯｘを
吸蔵するよりも排気中のＳＯｘ（硫黄酸化物）を吸蔵し
易いという性質を有し、従って、ＳＯｘの吸蔵によって
被毒されたＮＯｘ吸蔵材は事後のＮＯｘ吸蔵性が大きく
低下する。
【０００３】このＳＯｘ被毒の問題に関し、特開平６−
２７２５４１号公報には、酸化バリウムを利用したＮＯ
ｘ吸蔵材がＳＯｘ被毒によって硫酸バリウムになるこ
と、このＮＯｘ吸蔵材を高温に加熱した後に排気の空燃
比をリッチにすると、上記硫酸バリウムが分解しＳＯ2
ガスとなって脱離することが記載されている。
【０００４】また、特開平６−２７２５３８号公報に
は、エンジンの排気通路にＮＯｘ吸蔵材を配置したもの
において、該吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘを分解するため
に、ＨＣを不完全燃焼させることによってＣＯを発生せ
しめ、このＣＯをＮＯｘ吸蔵材に供給することによって
ＮＯｘを還元浄化することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱のみによ
ってＮＯｘ吸蔵材からＳ成分をＳＯ2 の形で脱離させる
には、ＮＯｘ吸蔵材を８００〜９００℃ぐらいにまで加
熱する必要があり、それは該吸蔵材の熱劣化を招くため
好ましくない。その際に空燃比をリッチにしてもＮＯｘ
吸蔵材を高温に加熱しないと硫酸バリウムの分解、ＳＯ
2 の脱離は生じない。また、上記ＣＯをＮＯｘ吸蔵材に
供給するという手段は、ＮＯｘを還元浄化するためのも
のであり、ＳＯｘの被毒を解消するためのものではな
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記ＳＯｘ
被毒の問題について実験・研究を進めた結果、Ｂａを利
用したＮＯｘ吸蔵材にＣＯを多量に供給すると、該吸蔵
材に吸蔵されているＳ成分がＳＯｘの形で脱離すること
を見出だし、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、この出願の発明は、エンジンの
排気通路に、混合気の空燃比がλ＝１よりもリーンであ
るときの排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵
材が設けられて、ＮＯｘを還元浄化するようにしたエン
ジンの排気浄化装置において、上記エンジンの排気は、
上記ＮＯｘ以外の他の排気成分を含み、上記ＮＯｘ吸蔵
材に上記他の排気成分が吸蔵されている所定のエンジン
運転状態において上記ＮＯｘ吸蔵材にＣＯを供給して該
ＣＯを吸蔵させることにより、該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵さ
れている他の排気成分を放出させるＣＯ供給手段を備え
ていることを特徴とする。
【０００８】従って、排気の空燃比がリーンのときには
該排気に含まれるＮＯｘがＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されるか
ら、そのまま大気中に排出されることが防止される。吸
蔵されたＮＯｘは、空燃比がリッチになったときに該Ｎ
Ｏｘ吸蔵材から放出させて、これを還元浄化することが
できる。そして、このＮＯｘ吸蔵材が他の排気成分で被
毒されたときに、該ＮＯｘ吸蔵材にＣＯ供給手段によっ
てＣＯを供給しそのまわりをＣＯ雰囲気にすれば、この
ＣＯよりも当該ＮＯｘ吸蔵材に対する吸蔵のし易さが劣
る他の排気成分は、比較的低い温度でも該ＮＯｘ吸蔵材
から脱離し易くなり、代わりにＣＯがこのＮＯｘ吸蔵材
に吸蔵されることになる。これにより、ＮＯｘ吸蔵材の
被毒が解消される。
【０００９】−ＮＯｘ吸蔵材について− ＮＯｘ吸蔵材のＳＯｘ被毒が問題となる場合、該ＮＯｘ
吸蔵材は、ＮＯｘの他にＳＯｘ及びＣＯｘ（ＣＯ又はＣ
Ｏ2 のこと）の各々を吸蔵する性質を有するものであ
り、その吸蔵し易さついてはＮＯｘ＜ＳＯｘ＜ＣＯｘの
大小関係があるものになる。この場合、ＮＯｘ吸蔵材
は、ＳＯｘによって被毒されることによってそのＮＯｘ
吸蔵性が低下するが、ＣＯが供給されることによって比
較的低い温度でもＳＯｘを脱離し易くなり、これによ
り、該ＮＯｘ吸蔵材のＮＯｘ吸蔵性を回復させることが
できる。
【００１０】そのようなＮＯｘ吸蔵材としては、アルカ
リ土類金属やアルカリ金属を含有するものがあり、ＮＯ
ｘを吸蔵するときは硝酸塩の形となり、ＳＯｘを吸蔵す
るときは硫酸塩の形になり、ＣＯを吸蔵するときには炭
酸塩の形になる。その他に、Ｌａのような希土類金属も
同様にＮＯｘ吸蔵材に利用することができる。
【００１１】特に有用なものはＢａを利用したＮＯｘ吸
蔵材であり、ＢａとＰｔとを含む場合、空燃比リーン雰
囲気（例えばＡ／Ｆ＝２２以上で排気のＯ2 濃度が５％
以上である場合）においてＢａが炭酸塩の形になってい
るとき、ＮＯｘはＰｔ上で酸化されて（活性化されて）
次の反応式により吸蔵される。
【００１２】 ＢａＣＯ3 ＋ＮＯ2 ＋Ｏ2 →Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ2 ↑ （係数省略） ＳＯｘの場合は同様に次の通りになる。
【００１３】 ＢａＣＯ3 ＋ＳＯ2 ＋Ｏ2 →ＢａＳＯ4 ＋ＣＯ2 ↑ （係数省略）
【００１４】ＮＯｘやＳＯｘを吸蔵したＮＯｘ吸蔵材
は、λ＝１あるいはλ＝１よりもリッチの雰囲気（排気
のＯ2 濃度が０．５％以下ないしは略０％）になると、
ＮＯｘやＳＯｘを一部脱離していくが、ＣＯの存在下で
は、次の反応によってＮＯ2 やＳＯ2 を放出して再生さ
れる。
【００１５】 Ｂａ（ＮＯ3 ）2 ＋ＣＯ→ＢａＣＯ3 ＋ＮＯ2 ↑ （係数省略） ＢａＳＯ4 ＋ＣＯ→ＢａＣＯ3 ＋ＳＯ2 ↑ （係数省略）
【００１６】ＳＯｘの場合、ＮＯｘ吸蔵材に弱く結合し
ているときは、Ｈ2 Ｓになって脱離するが、強く結合し
ているものは、ＣＯが作用するときに、４５０℃以上、
特に５００℃以上の温度ではＣＯＳとして脱離する傾向
がある。
【００１７】ＳＯｘによって被毒されたＮＯｘ吸蔵材
は、ＳＯｘを脱離し難いものであるが、上述の如く上記
ＣＯの存在により比較的低い温度（６００℃以下）でも
上記反応が進行して脱離し易くなるものである。
【００１８】−ＣＯ供給手段− 上記ＣＯ供給手段としては、所定の運転状態にあるとき
に、例えば、エンジン燃焼室内の点火プラグ付近にλ＝
１もしくはこれよりもリッチな空燃比の混合気を形成す
るとともに、該混合気の周囲にλ＝１よりもリーンな混
合気を形成して燃焼を行なわせることによって、排気中
のＣＯ量を増大させるものであることが好適である。
【００１９】すなわち、点火プラグ付近の混合気は、リ
ッチ（空燃比がリッチ）であるため着火直後の初期燃焼
速度は速いが、酸素が少ないことからその燃焼によって
ＣＯを発生し易い。
【００２０】また、この燃焼はその周囲のリーン混合気
（空燃比がリーンの混合気）に広がるが、リーンである
がゆえにその燃焼は緩慢なものになり、点火時期をリタ
ードさせたのと同じ効果が得られ、ＣＯを発生し易くな
るとともに、排気温度の上昇の効果も得られる。すなわ
ち、上述の如く初期燃焼速度が速いから、点火時期をア
ドバンスさせておかなくてよく、よって、上記リタード
効果を得て排気中のＣＯ量を増やすことができるもので
ある。この場合の排気温度の上昇も上記ＮＯｘ吸蔵材か
ら被毒成分を脱離させることに有効に働く。
【００２１】このことは、上記点火プラグ付近にλ＝１
もしくはこれよりもリッチな空燃比の混合気を形成する
場合に限るものではない。すなわち、エンジン燃焼室の
一部にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃比の混合
気を形成し該燃焼室の他の部位にλ＝１よりもリーンな
混合気を形成して燃焼を行なわせるようにした場合にも
上記排気中のＣＯ量の増大させることができる。当該燃
焼室の一部では酸素が少ないからその燃焼によってＣＯ
を発生し易くなり、当該他の部位ではリーンであるがゆ
えにその燃焼は緩慢なものになり、点火時期をリタード
させたのと同じ効果が得られ、ＣＯを発生し易くなると
ともに、排気温度の上昇の効果も得られるものである。
【００２２】燃焼室内に上述の如きリッチ混合気とリー
ン混合気とを形成して燃焼を行なわせるには、１回の燃
焼に要する燃料を時期をずらして分割して供給すればよ
い。例えば、点火プラグ付近にリッチ混合気を形成する
手段としては、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室の点火
プラグ付近に直接噴射することが好適であるが、その周
囲にリーン混合気を形成する手段としては、必ずしもこ
のような筒内直噴でなくてよく、例えば、吸気ポート内
に燃料を供給するものであってもよい。
【００２３】好適な手段は、１気筒の１回の燃焼に要す
る燃料を吸気行程から圧縮行程にわたる間において複数
回に分割してそれぞれエンジン燃焼室内に直接噴射す
る、というものである。この場合、後から噴射された燃
料が燃焼室の一部にリッチ混合気を形成し、この後から
噴射された燃料が到達していない他の部位では先に噴射
された燃料によってリーン混合気が形成されることにな
る。
【００２４】このような分割噴射としては、吸気行程と
圧縮行程とに分割して噴射する方式、吸気行程において
複数回に分割して噴射する方式、並びに圧縮行程におい
て複数回に分割して噴射する方式がある。
【００２５】また、このような分割噴射を行なった場
合、１サイクル当たりの燃料噴射弁の開弁回数が増え、
その分、燃料噴射弁の開弁初期に噴射される粒の粗い燃
料の割合が増加し、燃料の気化・霧化状態が悪化する。
このため、燃焼室全体の混合気分布が略均一化された場
合でも、局部的な不完全燃焼によってＣＯを排出しやす
くなる。また、上記圧縮行程で噴射される燃料は、点火
までの時間が極めて短くなるので、気化霧化が極めて悪
い状態で点火燃焼することになり、ＣＯ排出量を増大さ
せる。
【００２６】このような分割噴射を行なう場合、燃焼室
全体としての空燃比を略λ＝１の空燃比となるようにす
ることが、燃費の観点から好適であり、このように筒内
のＡ／Ｆを調整するには筒内噴射が好ましく、また、Ｎ
Ｏｘ吸蔵材から被毒成分を脱離させるうえでも好適であ
る。
【００２７】−所定のエンジン運転状態について− 「所定のエンジン運転状態において」とは、ＣＯの供給
は常時行なわれるのでない、という意味である。つま
り、ＮＯｘ吸蔵材が吸蔵するＳＯｘの量が増大したと判
断される状態であればよく、例えば、エンジン低回転乃
至中回転で且つ低負荷乃至中負荷の運転ゾーンにおいて
定常運転状態のときに空燃比をλ＝１よりもリーンとす
る場合においては、そのゾーンよりもエンジン回転数及
びエンジン負荷の少なくとも一方が高くなり排気温度が
高くなった運転領域をλ＝１で運転するゾーンとし、該
ゾーンにおいて上記分割噴射等によるＣＯの供給を行な
うようにすればよい。また、上記定常運転状態から加速
運転に入ったとき、あるいは定常運転状態が所定時間以
上継続したときに、空燃比をλ＝１として分割噴射等に
よるＣＯの供給を行なうようにすることもできる。
【００２８】また、定常運転状態が所定時間以上続いた
後に、エンジンが上記λ＝１で運転するゾーンになった
場合に、上記ＣＯの供給を行なうようにしてもよい。
【００２９】−被毒成分の脱離促進− 上述の如く、ＮＯｘ吸蔵材へのＣＯの供給によって他の
排気成分ＳＯｘが脱離し易くなるが、排気に含まれるＨ
ＣはＣＯと同じく還元剤であってもこの脱離作用は弱
い。しかし、ゼオライトが存在する場合には該ゼオライ
トの触媒作用によってＨＣが部分酸化されてＨＣＯやＣ
Ｏに変わり、これが上記ＣＯ供給手段によって供給され
るＣＯと同様にＳＯｘの脱離に有効に寄与する。
【００３０】従って、上記エンジンの排気通路に配置さ
れた担体に上記ＮＯｘ吸蔵材を含むＮＯｘ吸蔵材層を形
成するとともに、該ＮＯｘ吸蔵材層よりも先に排気に接
触するようにゼオライトを配置することが好適である。
例えば、ＮＯｘ吸蔵材層の上にゼオライト層を形成すれ
ば、排気はゼオライト層を通ってＮＯｘ吸蔵材層内に入
るから、先にゼオライトに接触してＨＣＯやＣＯに変わ
りＮＯｘ吸蔵材に接することになる。また、排気通路の
延びる方向において、ＮＯｘ吸蔵材層よりも通路上流側
にゼオライトを配置した場合にも、同様の作用効果を得
ることができる。
【００３１】また、上記エンジンの排気通路に配置され
た担体に上記ＮＯｘ吸蔵材を含むＮＯｘ吸蔵材層を形成
するとともに、該ＮＯｘ吸蔵材層よりも先に排気に接触
するようにセリアを配置することがＳＯｘの脱離を促進
するうえで有利になる。この場合も、ＮＯｘ吸蔵材層の
上にセリア層を形成すれば、排気はセリア層を通ってＮ
Ｏｘ吸蔵材層内に入るから、先にセリアに接触してＮＯ
ｘ吸蔵材に接することになる。また、排気通路の延びる
方向において、ＮＯｘ吸蔵材層よりも通路上流側にセリ
アを配置した場合にも、同様の作用効果を得ることがで
きる。
【００３２】−ＮＯｘの還元浄化等− 上記ＮＯｘ吸蔵材から脱離するＮＯｘを還元浄化するに
は、排気通路におけるＮＯｘ吸蔵材よりも下流側にＮＯ
ｘ浄化用触媒を配置する、あるいはＮＯｘ吸蔵材と触媒
金属とを混合する等の手段があるが、次の手段が好適で
ある。
【００３３】すなわち、それは、上記エンジンの排気通
路に配置された担体に上記ＮＯｘ吸蔵材含むＮＯｘ吸蔵
材層が形成されているとともに、該ＮＯｘ吸蔵材層に貴
金属が含まれている、というものである。これにより、
ＮＯｘ吸蔵材から脱離するＮＯｘを貴金属触媒によって
還元浄化することができる。
【００３４】また、上記ＮＯｘ吸蔵材層に、ＮＯｘを吸
蔵するＢａとセリアとＰｔとを含ませ、該ＮＯｘ吸蔵材
層の上に、貴金属とゼオライトとを含有する触媒材層を
形成することが好適である。ＢａはＮＯｘの吸蔵性に優
れており、セリアはＮＯｘ吸蔵材からＮＯｘが放出させ
易くするとともに、酸素を吸蔵することにより、ＮＯｘ
が還元浄化され易い雰囲気を微視的に形成する。また、
Ｐｔは貴金属のなかでもＮＯｘの還元分解能が高い。Ｐ
ｔにＲｈを組み合わせると、ＮＯｘ浄化率が高くなる。
貴金属成分としては、ＰｄやＩｒを用いることもできる
が、Ｐｔ、Ｒｈの方がより好ましい。
【００３５】上記触媒材層の貴金属はＮＯｘ吸蔵材層か
ら放出されるＮＯｘを還元浄化する。ゼオライトは、上
述の如くＨＣをＨＣＯやＣＯに変えてＳＯｘの放出を促
進するが、このゼオライトは、空燃比リーンの雰囲気下
でもＮＯｘを還元浄化することができるようにする。従
って、この場合は、排気中のＮＯｘは、その一部が外層
の触媒材で還元分解され、残部が内層のＮＯｘ吸蔵材に
吸蔵されることになる。そして、内層に吸蔵されたＮＯ
ｘが、空燃比がリッチになって放出されるときに外層の
触媒材で還元分解されることになる。
【００３６】−複合酸化物について− 上記ＮＯｘ吸蔵材層には上記セリアに代えてＣｅ−Ｚｒ
複合酸化物を含ませることができ、これにより、耐熱性
の向上、耐Ｓ被毒性の向上を図ることができる。
【００３７】（耐熱性が向上する理由）Ｃｅ−Ｚｒ複合
酸化物及びセリアは、いずれも酸素吸蔵能を有するが、
それらの粒子が高熱に晒されたときの耐シンタリング性
については前者の方が高い。すなわち、セリアの場合
は、高熱に晒されてシンタリングするときに、該セリア
に担持されている貴金属（Ｐｔ）やＮＯｘ吸蔵材（Ｂ
ａ）を言わば巻き込んで埋没させてしまうために、それ
だけ性能が劣化し易い。しかし、Ｃｅ−Ｚｒ複合酸化物
の場合は耐シンタリング性が高いためにそのような劣化
を生じ難い。また、Ｃｅ−Ｚｒ複合酸化物は、酸素吸蔵
能が高いために、微視的に貴金属まわりの酸素濃度が低
くなり、ＮＯｘが還元されやすい雰囲気を形成するとと
もに、ＮＯｘの酸素を取り込んで該ＮＯｘを活性化し還
元されやすくする、ひいては還元分解する、と考えられ
る。
【００３８】（耐Ｓ被毒性が向上する理由）Ｃｅ−Ｚｒ
複合酸化物を用いた場合、セリアの場合よりもＮＯ酸化
性能が高くなる一方、ＳＯ2 酸化性能が低下すると考え
られ、そのためにＮＯｘ吸蔵量は増加するが、ＳＯｘ吸
蔵量は低下する、つまりＳ被毒が少なくなる。
【００３９】特に、ＺｒＯ2 分の割合が多いＣｅ−Ｚｒ
複合酸化物を用いた方がＣｅＯ2 分の割合が多いＣｅ−
Ｚｒ複合酸化物を用いる場合よりも耐Ｓ被毒性が向上す
る。
【００４０】（その他）Ｃｅ−Ｐｒ複合酸化物を用いた
場合も、セリアを用いた場合に比べて耐熱性が向上す
る。これは、これは、Ｃｅ−Ｐｒ複合酸化物は熱に晒さ
れたときの酸素吸蔵能の低下が少ないためと考えられ
る。
【００４１】−他の好適な手段− 以上から明らかなように、次のエンジンの排気浄化装置
は、上記課題を解決する他の好適な手段となる。
【００４２】すなわち、その一つは、エンジンの排気通
路に、アルカリ土類金属又はアルカリ金属又は希土類金
属よりなるＮＯｘ吸蔵材が設けられて、ＮＯｘを還元浄
化するようにしたエンジンの排気浄化装置において、上
記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分を
含み、上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分が吸蔵され
ている所定のエンジン運転状態にあるときに、エンジン
燃焼室の一部にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃
比の混合気を形成し該燃焼室の他の部位にλ＝１よりも
リーンな混合気を形成して燃焼を行なわせることによっ
て、排気中のＣＯ量を増大させるＣＯ供給手段を備えて
いること特徴とするものである。
【００４３】他の一つは、エンジンの排気通路に、ＮＯ
ｘの他にＳＯｘ及びＣＯｘの各々を吸蔵する性質を有し
且つＮＯｘ＜ＳＯｘ＜ＣＯｘの大小関係でその吸蔵性に
差があるＮＯｘ吸蔵材が設けられて、ＮＯｘを還元浄化
するようにしたエンジンの排気浄化装置において、上記
エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分を含
み、上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分が吸蔵されて
いる所定のエンジン運転状態にあるときに、エンジン燃
焼室の一部にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃比
の混合気を形成し該燃焼室の他の部位にλ＝１よりもリ
ーンな混合気を形成して燃焼を行なわせることによっ
て、排気中のＣＯ量を増大させるＣＯ供給手段を備えて
いること特徴とするものである。
【００４４】さらに他の一つは、エンジンに燃料を供給
する燃料供給手段と、エンジンの運転状態に応じてエン
ジンの目標空燃比をλ≦１とλ＞１とに切り替えて設定
し少なくとも燃料供給量を制御することにより空燃比が
目標空燃比となるように制御する空燃比制御手段と、エ
ンジンの排気通路に配置され、空燃比がλ＞１のときに
排気中のＮＯｘを吸蔵しこの吸蔵したＮＯｘを空燃比が
λ≦１のときに放出するとともに、ＮＯｘ以外の排気成
分をも吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と、上記ＮＯｘ吸蔵材に吸
蔵されたＮＯｘ以外の排気成分を除去する除去手段とを
備え、上記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排
気成分を含み、上記除去手段が、上記ＮＯｘ吸蔵材に上
記他の排気成分が吸蔵されている所定のエンジン運転状
態にあるときに上記ＮＯｘ吸蔵材に対してＣＯを供給す
るものであることを特徴とするエンジンの排気浄化装置
である。
【００４５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、エンジンの排
気通路に、該エンジンの排気がλ＝１よりもリーンの空
燃比ときに該排気中に含まれるＮＯｘを吸蔵するＮＯｘ
吸蔵材を設け、該ＮＯｘ吸蔵材にＣＯ供給手段によって
ＣＯを供給することによって、該ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵さ
れている他の排気成分を放出させるようにしたから、比
較的低い温度でも該ＮＯｘ吸蔵材から被毒成分であるＳ
Ｏｘを脱離させることができ、特に分割噴射によってＣ
Ｏを供給するようにしたものによれば、排気通路等に別
途ＣＯ発生手段を設けることなく、エンジンの燃料噴射
制御によって排気中のＣＯを増やして上記ＮＯｘ吸蔵材
のＳＯｘによる被毒を解消することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
−全体構成− 図１に示す筒内直噴式エンジンの排気浄化装置におい
て、１はエンジン本体、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は吸気ポ
ート、７は排気ポート、８は吸気バルブ、９は排気バル
ブである。シリンダヘッド３に、燃焼室５の中央部に臨
む点火プラグ１０が設けられているとともに、シリンダ
ヘッド３の燃焼室側壁に燃焼室５の上記点火プラグ１０
の下側に向かって燃料を側方から噴射する燃料噴射弁１
１が設けられている。ピストン４の頂部ににはキャビテ
ィ１２が形成されていて、このキャビティ１２ は燃料
噴射弁１１から噴射された燃料を点火プラグ１０の近傍
に反射させる。排気ポート７より延びる排気通路１３に
は排気浄化触媒１４が設けられている。
【００４７】上記燃料噴射弁１１は、燃料噴射制御手段
１５によって作動が制御され、所定のエンジン運転状態
のときに、後述する燃料の分割噴射によって排気中のＣ
Ｏ量を増大させて上記排気浄化触媒１４に供給するＣＯ
供給手段を構成するものである。そのため、燃料噴射制
御手段１５には、エンジン回転数、アクセル開度、吸入
空気量、エンジン水温等の各センサからの信号が入力さ
れる。
【００４８】−排気浄化触媒− 排気浄化触媒１４の構成は図２に示されている。これ
は、担体２１の上にＮＯｘ吸蔵材層２２と触媒材層２３
とが前者を下（内側）に、後者を上（外側）にして層状
に形成されてなる。担体２１はコージェライト製ハニカ
ム構造体である。ＮＯｘ吸蔵材層２２は、比表面積の大
きな活性アルミナにＰｔ成分とＮＯｘ吸蔵材としてのＢ
ａ成分とを担持させてなるものを主成分として構成され
ている。触媒材層２３は、ゼオライトを担持母材として
これにＰｔ成分及びＲｈ成分を担持させてなる触媒材を
主成分として構成されている。なお、触媒材層２３の上
にセリア層を形成してもよい。
【００４９】−燃料噴射制御（ＣＯ供給手段）− 燃料噴射制御手段１５は、コンピュータを用いたもので
あり、エンジン運転状態判定手段、燃料噴射弁１１の噴
射タイミング・噴射パルス幅の演算手段を備えている。
エンジン運転状態の判定は、上記各センサの信号に基づ
いて行なわれるものであり、エンジンの始動判定、エン
ジン水温に基づく冷間・温間判定、エンジン回転数及び
吸入空気量に基づく運転ゾーン判定、アクセル開度の変
化に基づく加速判定がある。これらの判定は、電子的に
格納されたマップを参照して行なわれる。そして、これ
らの判定結果に基づいて、燃料の噴射タイミング及び噴
射パルス幅がエンジンの運転状態に応じて制御される。
具体的な制御の内容は図３乃至図５にフローで示されて
いる。
【００５０】すなわち、エンジン回転数、アクセル開
度、吸入空気量、エンジン水温等が読み込まれ、エンジ
ン始動時には燃料の吸気行程噴射（早期噴射）のパルス
幅Ｔai及びタイミングが演算される（ステップ１〜
３）。この始動時には燃料の圧縮行程噴射は行なわれ
ず、従って、そのパルス幅Ｔacは零である。エンジン始
動後は、エンジン水温に基づいてエンジンの冷間・温間
が判定され、温間時であれば、エンジン回転数及びエン
ジン負荷Ｃｅ（吸入空気量に基づく気筒の充てん効率）
に基づいて空燃比をλ＝１として分割噴射する運転ゾー
ンか、エンリッチゾーンかが判定される（ステップ４〜
６）。
【００５１】図６には温間時のエンジン運転ゾーンのマ
ップが示されている。低回転乃至中回転且つ低負荷乃至
中負荷の領域（例えばエンジン回転数が３０００ｒｐｍ
以下、エンジン負荷が全負荷の１／２以下の領域）が成
層燃焼ゾーン、該ゾーンを囲む高回転側及び高負荷側の
領域がλ＝１のゾーン、該ゾーンよりも高負荷側がエン
リッチゾーンである。各ゾーンにおける噴射タイミング
は図７に示されている。すなわち、成層燃焼ゾーンは、
圧縮行程後期のみに燃料を噴射することにより、点火プ
ラグ１０のまわりに混合気が偏在する状態として成層燃
焼を行なわせるゾーンである。λ＝１ゾーンは、吸気行
程前期及び圧宿行程中期ないし後期に燃料を噴射し且つ
燃焼室全体の空燃比を略λ＝１とする領域である。エン
リッチゾーン（及び始動時）は吸気行程前期ないし中期
のみに燃料を噴射するゾーンである。
【００５２】エンジン運転状態が成層燃焼ゾーンにある
場合でも、アクセル開度等の変化に基づいて加速運転が
判定されると、λ＝１ゾーンと同じ分割噴射が行なわれ
る（ステップ７）。加速判定は、エンジン回転数の増大
変化量、エンジン負荷の増大変化又はアクセル開度の拡
大変化が所定以上のときになされる。
【００５３】また、エンジンが冷間運転時であっても、
λ＝１の分割ゾーンにあるときは、同様に分割噴射が行
なわれる（ステップ８）。図８には冷間時のエンジン運
転ゾーンのマップが示されている。低回転乃至中回転且
つ低負荷乃至中負荷の領域がλ＝１のゾーン、該ゾーン
よりも高負荷側がエンリッチゾーンである。
【００５４】エンジンがλ＝１の分割噴射を行なうべき
運転状態にあるときは、図４に示すように、補正係数Ｃ
af＝１とするとともに、分割割合ａが燃料噴射量等に基
づいて予め電子的に格納されたマップを参照して求めら
れ、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射の各パルス幅Ｔai，
Ｔacが次式により演算され、図７に示す各噴射タイミン
グが読み出される（ステップ９〜１１）。
【００５５】 Ｔai＝ＫＧＫＦ×Ｃaf×Ｃｅ×（１−ａ） Ｔac＝ＫＧＫＦ×Ｃaf×Ｃｅ×ａ
【００５６】ここに、ＫＧＫＦは燃料噴射量に基づく係
数、Ｃafは空燃比に基づく補正係数であり、いずれも燃
料噴射量又は空燃比の変化における最適値が予め実験的
に求められていて、それを電子的に格納したマップを参
照して求められるが、この場合はλ＝１であるからＣaf
＝１とされ、空燃比に基づく補正は行なわれないことに
なる。なお、この場合、λ＞１のときはＣaf＜１、λ＜
１のときはＣaf＞１となる。
【００５７】そして、図５に示すように、この場合は、
吸気行程噴射のパルス幅Ｔaiが零でないから、その噴射
タイミングに至ったときに当該パルス幅Ｔaiで吸気行程
中に燃料噴射が行なわれる（ステップ１２〜１４）。同
様に圧縮行程噴射のパルス幅Ｔacも零でないから、その
噴射タイミングに至ったときに当該パルス幅Ｔacで圧縮
行程中に燃料噴射が行なわれる（ステップ１５〜１
７）。
【００５８】また、エンジン温間時及び冷間時のいずれ
においても、エンリッチゾーンにあるときは、Ｃaf＝Ｅ
Ｎ、ａ＝０として先のパルス幅演算ステップ１０に進む
（ステップ６，８→１８→１０）。ここでは、エンリッ
チゾーンであるから、空燃比に基づく補正係数はＣaf＞
１となる。また、分割噴射は行なわれないから、ａ＝０
となる。
【００５９】エンジン温間時の成層燃焼ゾーンにおいて
定常運転状態にある（ステップ７の判断がＮｏ）とき
は、図９に示すように、エンジンの運転状態が加速運転
から定常運転に移行してから所定時間（DISCタイマ時
間）を経過したときにのみ所定期間（Ｓeparate タイマ
時間）だけλ＝１の分割噴射が行なわれ、その他は吸気
行程噴射のみが行なわれる。
【００６０】すなわち、加速運転から定常運転に移行し
た時点であれば、ＦlagDISC を「１」とし、DISCタイマ
をセットし、吸気行程噴射のパルス幅及びタイミングが
演算され（ステップ７→１９〜２２）、吸気行程のみの
噴射が行なわれる。ＦlagDISC が「１」であれば、既に
定常運転状態に入った後であり、DISCタイマがセット中
であれば、吸気行程のみ噴射が継続され、DISCタイマが
終了していれば、これをクリアして、λ＝１の分割噴射
の期間（ＦlagSeparate ＝１）に入る（ステップ１９→
２３，２４）。
【００６１】すなわち、ＦlagSeparate が「１」になっ
ていなければ、これを「１」にセットし、Ｓeparate タ
イマをセットしてλ＝１の分割噴射を行ない（ステップ
２５〜２７→９）、ＦlagSeparate ＝１であれば、Ｓep
arate タイマセット中のとき当該分割噴射を継続し、Ｓ
eparate タイマが終了すると、吸気行程のみの噴射に戻
る（ステップ２８，２９→２２）。
【００６２】従って、エンジン温間時及び冷間時におい
て所定の運転ゾーンにあるとき、加速運転時、並びに温
間定常運転が継続するときは一時的に、それぞれλ＝１
の分割噴射が行なわれることになる。これにより、排気
中のＣＯが増え、そのＣＯが排気浄化触媒１４のＮＯｘ
吸蔵材に与えられるとともに、排気温度も上昇する。よ
って、このＮＯｘ吸蔵材を被毒しているＳＯｘの脱離が
促進され、該ＮＯｘ吸蔵材の再生が行なわれる。特に、
エンジンが排気温度の高い運転状態（中回転・中負荷の
運転ゾーン、例えばエンジン回転数が３０００ｒｐｍ以
上、エンジン負荷が全負荷の１／２以上の領域）にある
ときに、若しくはエンジンを排気温度が高い運転状態に
移行させてから、上記分割噴射を行なうようにすれば、
ＣＯの増量による上記ＮＯｘ吸蔵材のＳ被毒解消に有利
になる。
【００６３】−他の実施例− 図１０に示すようにλ＝１の運転ゾーンがないエンジン
においては、図１１に示すフローによってλ＝１の分割
噴射を行なわせる。すなわち、エンジン運転状態を読み
込んで、成層燃焼ゾーンにあり且つ加速運転状態でない
ときは、図４のステップ１９に進んで該定常運転が継続
するときに一時的にλ＝１の分割噴射を行なうようにす
る（ステップ３１〜３３→１９）。成層燃焼ゾーンで加
速運転状態にあるときは図４のステップ９に進んでλ＝
１の分割噴射を行ない、エンリッチゾーンにあるとき
は、図４のステップ１８に進んで吸気行程噴射のみを行
なうようにする。
【００６４】−分割噴射が排気に与える影響− 図１２は、早期噴射のみ（１回の燃焼に使用する燃料の
全量を吸気行程に噴射する吸気行程噴射）の場合と、燃
料を早期噴射と圧縮行程噴射とに分割しその分割比（全
噴射量に占める圧縮行程噴射量の割合）を２０〜６０％
で適宜変えた各場合とについて、１馬力・１時間当りの
燃料消費率と排気中のＣＯ量との関係をみたものであ
る。
【００６５】これらについては点火時期をリタードさせ
たときの影響を調べた。燃料噴射時期は、６５゜ＢＴＤ
Ｃとしたが、分割比５０％については圧縮行程噴射の燃
料噴射時期をアドバンスさせたときの影響も調べた（分
割比５０％のプロットに付記した数値は圧縮上死点から
アドバンスさせた噴射時期（ＢＴＤＣ）を示す）。測定
条件は、エンジン回転数が１５００ｒｐｍ、平均有効圧
力Ｐｅが３ｋｇｆ／cm2 、空燃比がλ＝１である。
【００６６】同図から、分割噴射によって排気中のＣＯ
量が２ 倍以上になること、早期噴射のみの場合も点火
時期のリタードによってＣＯ量が増えるが、分割噴射に
よるＣＯ量の増大効果の方が格段に大きいこと、そし
て、分割噴射で燃料噴射時期をアドバンスさせた場合に
はＣＯ量が減少することがわかる。また、分割噴射によ
る燃料消費率の悪化もほとんどない。この結果から、分
割噴射にによって排気中のＣＯ量を増大させてＮＯｘ吸
蔵材に与えることができるということができる。
【００６７】図１３は、図１２の場合と同じ条件で排気
中のＨＣ量をみたものである。分割噴射によって排気中
のＨＣ量が少なくなること、早期噴射のみの場合も点火
時期のリタードによってＨＣ量が減少するが、分割噴射
によるＨＣ量の減少効果の方が大きいこと、分割噴射で
燃料噴射時期をアドバンスさせた場合にはＨＣ量が増え
ることがわかる。このように分割噴射によって排気中の
ＨＣ量が減少すること（但し、ＮＯｘ浄化用の還元剤と
して必要な量よりも減少しない程度に）は排気浄化の観
点からは好ましいものである。
【００６８】図１４は、図１２の場合と同じ条件で排気
温度をみたものである。点火時期のリタードのみでも排
気温度を上昇させる効果が得られるが、分割噴射を行な
えば排気温度をさらに高めることができることがわか
る。このことは触媒による排気浄化に有利に働く。
【００６９】−吸気行程における分割噴射− 以上では１気筒の１回の燃焼に要する燃料を吸気行程と
圧縮行程とに分割して噴射する吸／圧分割噴射を説明し
たが、次に該燃料を吸気行程において２回に分割して噴
射する吸／吸分割噴射のケースを説明する。
【００７０】この吸／吸分割噴射は、例えば、エンジン
が成層燃焼ゾーンから中負荷・中回転の加速運転状態に
移行し上述の吸／圧分割噴射が所定時間行なわれた後に
実行し、あるいはエンジンが低回転・高負荷の運転状態
にあるときに実行することができる。この場合も、吸／
圧分割噴射の場合と同様に排気中のＣＯ量が増大する。
【００７１】図１５は吸／吸分割噴射において、前後２
回の噴射タイミングを吸気行程前半側から後半側へとず
らしたときの排気中のＣＯ排出量の変化をみたものであ
る。同図から、前後２回の噴射タイミングを吸気行程後
半寄りに遅角させれば、ＣＯの排出量が増大することが
わかる。
【００７２】−ＣＯの供給によるＳＯｘ被毒解消効果− 図１６は、上述のＮＯｘ吸蔵材（Ｐｔ，Ｂａ，ＣｅＯ2
／アルミナ）にＳＯ2を多量に与えてこれを被毒させた
後、各種の雰囲気で昇温させたときのＳＯ2 の脱離特性
を比較したデータである。雰囲気としては、Ｈｅガスの
みの場合と、ＨｅガスにＣＯ、Ｈ2 又はＯ2 を１％添加
した各場合とを採用した。
【００７３】同図によれば、酸化性ガス（Ｏ2 ）では高
温になってもＳＯ2 をほとんど脱離しないこと、還元性
ガス（ＣＯ又はＨ2 ）にすればＳＯ2 の脱離が促進され
ることがわかる。その中でもＣＯは、比較的低い温度か
らＳＯ2 を脱離し、４００℃ぐらいからその脱離効果が
高くなって６００℃で顕著なピークが出ている。４００
〜６００℃は自動車の通常の走行で得られる排気温度で
ある。
【００７４】従って、エンジン温間時のλ＝１の運転ゾ
ーン等において上述の分割噴射を行なうことにより、排
気中のＣＯ量が増大し且つ排気温度も若干上昇気味とな
るため、そのことによってＮＯｘ吸蔵材からＳＯ2 を効
率良く脱離させてこれを再生することができることがわ
かる。この傾向はＣｅＯ2 が含まれる場合に特に顕著に
なる。
【００７５】−実機テスト− （供試触媒の構成）排気ガス浄化用触媒として、図２に
示すように担体２１の上にＮＯｘ吸蔵材層２２及び触媒
材層２３の二層を有するものと、図１７に示すように触
媒材層２３の上にセリア層２４を有する三層構造のもの
とを準備した。担体２１はコージェライト製のハニカム
状モノリス担体である。ＮＯｘ吸蔵材層２２は、Ｐｔ及
びＢａ、これらの担持母材としてのアルミナ、セリア、
並びに水和アルミナ（バインダ）を備えている。触媒材
層２３は、Ｐｔ及びＲｈ、これらの担持母材としてのゼ
オライト、並びに水和アルミナ（バインダ）を備えてい
る。三層構造の場合のセリア層２４は、セリアと水和ア
ルミナ（バインダ）とを備えてなる。
【００７６】（触媒の調製）二層構造の触媒（図２）の
調製法は次の通りである。
【００７７】(a) アルミナとセリアと水和アルミナとを
４６．５：４６．５：７の重量比で混合し、これに水及
び硝酸を加えてスラリーとする。硝酸はスラリーのｐＨ
を調整するためのものであり、ｐＨは３．５〜４程度に
する。このスラリーにハニカム担体を浸漬して引上げ、
余分なスラリーをエアブローによって除いた後、これに
乾燥（１５０℃で２時間）及び焼成（５００℃で２時
間）を施す。この工程を１回行なうことにより、アルミ
ナ及びセリアの各々の担持量が７８ｇ／Ｌ（担体１Ｌ当
りの担持量のことである。以下、同じ。この場合、両者
合わせて担体重量の約３７ｗｔ％となる）となるように
する。
【００７８】(b) ジニトロジアミン白金溶液と硝酸ロジ
ウム溶液とをＰｔ：Ｒｈ＝７５：１の重量比となるよう
に混合し、これを水と共にゼオライト（ＭＦＩ）粉末と
混合してスラリーとする。このとき、ＰｔとＲｈとを合
わせた量がゼオライト１Ｋｇ当り２４ｇとなるようにす
る。このスラリーを噴霧乾燥装置を用いて乾燥し、さら
に焼成（５００℃で２時間）を施すことにより、Ｐｔ−
Ｒｈ担持ゼオライト粉末を得る。
【００７９】(c) 上記Ｐｔ−Ｒｈ担持ゼオライト粉末と
水和アルミナとを８５：１５の重量比で混合し水を加え
てスラリーを得る。このスラリーに上記(a) で得たハニ
カムを浸漬して引上げ、余分なスラリーをエアブローに
よって除いた後、これに乾燥（１５０℃で２時間）及び
焼成（５００℃で２時間）を施す。これにより、Ｐｔ−
Ｒｈ担持ゼオライトの担持量が２０〜２２ｇ／Ｌ（担体
重量の約５ｗｔ％）のハニカムを得る。
【００８０】(d) 上記(c) で得たハニカムにジニトロジ
アミン白金溶液と酢酸バリウムとの混合溶液を、Ｐｔが
６．５ｇ／Ｌ、Ｂａが３０ｇ／Ｌとなるように含浸さ
せ、これに乾燥（１５０℃で２時間）及び焼成（５００
℃で２時間）を施す。この場合、Ｂａ溶液及びＰｔ溶液
は、セリアやゼオライトの比表面積が小さいため、これ
を素通りして内側のアルミナに達し、これに担持され
る。
【００８１】上記三層構造の触媒（図１７）の調製法
は、上記二層の場合の(c)の工程と(d)の工程との間に次
の(e)の工程を入れたものである。
【００８２】(e) セリアと水和アルミナとを重量比で１
０：１となるように混合し、これに適量の水を加えてス
ラリーとする。このスラリーに上記(c) で得たハニカム
を浸漬して引上げ、余分なスラリーをエアブローによっ
て除いた後、これに乾燥（１５０℃で２ 時間）及び焼
成（５００℃で２ 時間）を施す。セリアの担持量が１
００ｇ／Ｌとなるようにする。
【００８３】（テストの態様）上記各触媒を４気筒２Ｌ
の筒内直憤式エンジンの排気管に接続し（自動車の車室
フロア下に配置）、ＭＣ過渡モードでＳＶ＝２５０００
ｈ-1となるようにエンジンを所定時間運転した。次にＳ
が１５０ｐｐｍ含まれている燃料を使用して排気温度が
３５０℃となるようにエンジンを２４時間運転するＳ被
毒処理を行なった。そして、ＳＶ＝２５０００ｈ-1の条
件で、空燃比がリッチからリーンに切り換わってから１
３０秒間のＮＯｘ浄化率を測定した。しかる後、Ａ／Ｆ
＝１３．５のガス（ＣＯ2；１３．０％，Ｏ2；０．２
％，ＣＯ；２．８％，Ｈ2；０．９％，ＨＣ（プロピレ
ン）；０．０６％，ＮＯ；０．１％，Ｎ2；バランス）
を６００℃で３０分間流す再生処理を行なった後に、再
度同じ条件でＮＯｘ浄化率を測定し、Ｓ被毒処理後のＮ
Ｏｘ浄化率と再生処理後のＮＯｘ浄化率との差を求め
た。
【００８４】（テスト結果）その結果、図２の二層構造
の触媒ではＮＯｘ浄化率の上記差が１３％であり、図１
７の三層構造ではその差が３３％であった。このことか
ら、ＣＯの供給によるＳ被毒の解消が図れること、そし
て、セリア層を設けると、その解消にゆうりであること
を確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの排気浄化装置の全体構成を示す図。
【図２】排気浄化触媒の断面図。
【図３】燃料噴射制御のフローの一部を示す図。
【図４】同制御フローの他の部分を示す図。
【図５】同制御フローの残部を示す図。
【図６】エンジン温間時の運転ゾーンを示すマップ図。
【図７】燃料の噴射タイミングを示すタイムチャート
図。
【図８】エンジン冷間時の運転ゾーンを示すマップ図。
【図９】定常運転継続時のλ＝１分割噴射を行なう時期
を示すタイムチャート図。
【図１０】λ＝１の運転ゾーンがないエンジンの運転ゾ
ーンを示すマップ図。
【図１１】同エンジンの場合の燃料噴射制御のフロー
図。
【図１２】分割噴射が燃料消費率と排気中のＣＯ量とに
及ぼす影響をみたグラフ図。
【図１３】分割噴射が燃料消費率と排気中のＨＣ量とに
及ぼす影響をみたグラフ図。
【図１４】分割噴射が燃料消費率と排気温度とに及ぼす
影響をみたグラフ図。
【図１５】吸気行程における分割噴射タイミングとＣＯ
排出量との関係を示すグラフ図。
【図１６】各種雰囲気でＮＯｘ吸蔵材を加熱したときの
ＳＯ2 の脱離特性を比較したグラフ図。
【図１７】排気浄化触媒の別の例を示す断面図。
【符号の説明】
１ エンジン本体 ５ 燃焼室 １０ 点火プラグ １１ 燃料噴射弁 １３ 排気通路 １４ 排気浄化触媒 １５ 燃料噴射制御手段 ２１ 担体 ２２ ＮＯｘ吸蔵材層 ２３ 触媒材層 ２４ セリア層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｄ 53/94 Ｆ０２Ｄ 41/02 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/10 ＺＡＢ ３２５Ａ 3/20 ＺＡＢ 41/04 ＺＡＢ 3/24 ＺＡＢ ３０５Ａ Ｆ０２Ｂ 17/00 ＺＡＢ 41/34 ＺＡＢＨ Ｆ０２Ｄ 41/02 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ ３２５ １２２Ａ 41/04 ＺＡＢ 53/36 ＺＡＢ ３０５ １０１Ａ 41/34 ＺＡＢ (72)発明者 山田 啓司 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 岡本 謙治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 田賀 淳一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 渡辺 友巳 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 西村 博文 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 中角 忠孝 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 久慈 洋一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 黒木 雅之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの排気通路に、混合気の空燃比
    がλ＝１よりもリーンであるときの排気中に含まれるＮ
    Ｏｘを吸蔵するＮＯｘ吸蔵材が設けられて、ＮＯｘを還
    元浄化するようにしたエンジンの排気浄化装置におい
    て、 上記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分
    を含み、 上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分が吸蔵されている
    所定のエンジン運転状態において上記ＮＯｘ吸蔵材にＣ
    Ｏを供給して該ＣＯを吸蔵させることにより、該ＮＯｘ
    吸蔵材に吸蔵されている他の排気成分を放出させるＣＯ
    供給手段を備えていることを特徴とするエンジンの排気
    浄化装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＣＯ供給手段が、エンジン燃焼室の一部にλ＝１も
    しくはこれよりもリッチな空燃比の混合気を形成し該燃
    焼室の他の部位にλ＝１よりもリーンな混合気を形成し
    て燃焼を行なわせることによって、排気中のＣＯ量を増
    大させるものであることを特徴とするエンジンの排気浄
    化装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＣＯ供給手段が、エンジン燃焼室内の点火プラグ付
    近にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃比の混合気
    を形成するとともに、該混合気の周囲にλ＝１よりもリ
    ーンな混合気を形成して燃焼を行なわせることによっ
    て、排気中のＣＯ量を増大させるものであることを特徴
    とするエンジンの排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＣＯ供給手段が、１気筒の１回の燃焼に要する燃料
    を吸気行程から圧縮行程にわたる間において複数回に分
    割してそれぞれエンジン燃焼室内に直接噴射することに
    よって、排気中のＣＯ量を増大させるものであることを
    特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＣＯ供給手段が、１気筒の１回の燃焼に要する燃料
    を吸気行程と圧縮行程とに分割してそれぞれエンジン燃
    焼室内に直接噴射するものであることを特徴とするエン
    ジンの排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＣＯ供給手段が、１気筒の１回の燃焼に要する燃料
    を吸気行程において複数回に分割してそれぞれエンジン
    燃焼室内に直接噴射するものであることを特徴とするエ
    ンジンの排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 請求項４に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記分割燃料噴射によって、燃焼室全体としての空燃比
    を略λ＝１の空燃比にすることを特徴とするエンジンの
    排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記ＮＯｘ吸蔵材は、アルカリ土類金属又はアルカリ金
    属又は希土類金属よりなることを特徴とするエンジンの
    排気浄化装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載されているエンジンの排
    気浄化装置において、 上記エンジンの排気通路に配置された担体に上記ＮＯｘ
    吸蔵材を含むＮＯｘ吸蔵材層が形成されているととも
    に、該ＮＯｘ吸蔵材層よりも先に排気に接触するように
    配置されたゼオライトを備えていることを特徴とするエ
    ンジンの排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載されているエンジンの
    排気浄化装置において、 上記エンジンの排気通路に配置された担体に上記ＮＯｘ
    吸蔵材を含むＮＯｘ吸蔵材層が形成されているととも
    に、該ＮＯｘ吸蔵材層よりも先に排気に接触するように
    配置されたセリアを備えていることを特徴とするエンジ
    ンの排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載されているエンジンの
    排気浄化装置において、 上記エンジンの排気通路に配置された担体に上記ＮＯｘ
    吸蔵材含むＮＯｘ吸蔵材層が形成されているとともに、
    該ＮＯｘ吸蔵材層に貴金属が含まれていることを特徴と
    するエンジンの排気浄化装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載されているエンジン
    の排気浄化装置において、 上記ＮＯｘ吸蔵材層は、ＮＯｘを吸蔵するＢａとセリア
    とＰｔとを含み、該ＮＯｘ吸蔵材層の上に、貴金属とゼ
    オライトとを含有する触媒材層が形成されていることを
    特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  13. 【請求項１３】 エンジンの排気通路に、アルカリ土類
    金属又はアルカリ金属又は希土類金属よりなるＮＯｘ吸
    蔵材が設けられて、ＮＯｘを還元浄化するようにしたエ
    ンジンの排気浄化装置において、 上記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分
    を含み、 上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分が吸蔵されている
    所定のエンジン運転状態にあるときに、エンジン燃焼室
    の一部にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃比の混
    合気を形成し該燃焼室の他の部位にλ＝１よりもリーン
    な混合気を形成して燃焼を行なわせることによって、排
    気中のＣＯ量を増大させるＣＯ供給手段を備えているこ
    と特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  14. 【請求項１４】 エンジンの排気通路に、ＮＯｘの他に
    ＳＯｘ及びＣＯｘの各々を吸蔵する性質を有し且つＮＯ
    ｘ＜ＳＯｘ＜ＣＯｘの大小関係でその吸蔵性に差がある
    ＮＯｘ吸蔵材が設けられて、ＮＯｘを還元浄化するよう
    にしたエンジンの排気浄化装置において、 上記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分
    を含み、 上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分が吸蔵されている
    所定のエンジン運転状態にあるときに、エンジン燃焼室
    の一部にλ＝１もしくはこれよりもリッチな空燃比の混
    合気を形成し該燃焼室の他の部位にλ＝１よりもリーン
    な混合気を形成して燃焼を行なわせることによって、排
    気中のＣＯ量を増大させるＣＯ供給手段を備えているこ
    と特徴とするエンジンの排気浄化装置。
  15. 【請求項１５】 エンジンに燃料を供給する燃料供給手
    段と、 エンジンの運転状態に応じてエンジンの目標空燃比をλ
    ≦１とλ＞１とに切り替えて設定し少なくとも燃料供給
    量を制御することにより空燃比が目標空燃比となるよう
    に制御する空燃比制御手段と、 エンジンの排気通路に配置され、空燃比がλ＞１のとき
    に排気中のＮＯｘを吸蔵しこの吸蔵したＮＯｘを空燃比
    がλ≦１のときに放出するとともに、ＮＯｘ以外の排気
    成分をも吸蔵するＮＯｘ吸蔵材と、 上記ＮＯｘ吸蔵材に吸蔵されたＮＯｘ以外の排気成分を
    除去する除去手段とを備え、 上記エンジンの排気は、上記ＮＯｘ以外の他の排気成分
    を含み、 上記除去手段が、上記ＮＯｘ吸蔵材に上記他の排気成分
    が吸蔵されている所定のエンジン運転状態にあるときに
    上記ＮＯｘ吸蔵材に対してＣＯを供給するものであるこ
    とを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
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