(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関排気通路内に酸化能を有する触媒を配置した内燃機関において、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供給手段を具備し、触媒上流の排気通路を分岐して触媒をバイパスするバイパス通路を形成し、内燃機関から排出された排気ガスを触媒とバイパス通路とのうちいずれか一方に選択的に導く切替弁を設け、触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスをバイパス通路に導きながら触媒に昇温促進剤を供給し、次いで触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを触媒に導くと共に、触媒への昇温促進剤の供給を停止するようにした触媒暖機装置。
【請求項２】
機関排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のうちいずれか一方に選択的に導くための切替弁を具備した内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段と、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への昇温促進剤の供給を停止するようにした触媒暖機装置。
【請求項３】
機関排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のうちいずれか一方に選択的に導く切替弁を具備した内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段と、内燃機関と異なる燃焼装置と、該燃焼装置の排気ガスを触媒に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、該一方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止するようにした触媒暖機装置。
【請求項４】
内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒の温度が設定温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるようにした請求項３に記載の触媒暖機装置。
【請求項５】
内燃機関から排出された排気ガスが前記一方の触媒に導かれているときに、前記他方の触媒の温度が設定温度よりも低いときには該他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリーン空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低くかつ設定温度よりも高いとき又は高くなったときには該他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高いとき又は高くなったときには該他方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止するようにした請求項３又は４に記載の触媒暖機装置。
【請求項６】
内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒に燃焼装置の排気ガスを供給しているときに、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには該他方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるようにした請求項３に記載の触媒暖機装置。
【請求項７】
内燃機関から排出された排気ガスがいずれか一方の触媒に導かれているときに他方の触媒にわずかばかりの量の内燃機関の排気ガスが導かれるように切替弁を制御する請求項３に記載の触媒暖機装置。
【請求項８】
内燃機関から排出される排気ガスの空燃比がリーンに維持されており、前記触媒を、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯX を放出し還元するＮＯX 吸収剤から形成し、前記設定温度をＮＯX 吸収剤における一酸化炭素の反応開始温度に設定した請求項３に記載の触媒暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は触媒暖機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
触媒で良好な排気浄化作用を行うためには触媒の温度を触媒活性温度以上にしなければならないことが従来より広く知られている。ここで、排気浄化作用を例えば炭化水素ＨＣの酸化反応と考えるならば、触媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには触媒においてＨＣが酸化されないことになる。
【０００３】
ところが、触媒の温度が触媒活性温度よりも低くても触媒において一酸化炭素ＣＯは酸化され、このＣＯの酸化反応は発熱反応であることも知られている。従って、触媒の温度が触媒におけるＣＯの反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときに触媒にＣＯを供給すれば、触媒の温度を速やかに上昇させることができることになる。言い換えると、ＣＯは触媒の昇温促進剤として作用しうる。
【０００４】
一方、燃焼式ヒータをリッチ空燃比のもとで作動させると燃焼式ヒータの排気ガス中に含まれるＣＯの量が増大する。そこで、触媒の温度が触媒におけるＣＯの反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには、燃焼式ヒータをリッチ空燃比のもとで作動させながら燃焼式ヒータの排気ガスを触媒に供給するようにした触媒暖機装置が公知である（特開２０００−１８６５３９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この触媒暖機装置では、内燃機関から排出された排気ガスだけでなく燃焼式ヒータの排気ガスも触媒に供給されることになる。ところが、例えば冷間始動時には内燃機関から排出された排気ガスの温度はかなり低く、燃焼式ヒータの排気ガスの温度よりも低い場合もある。このため、燃焼式ヒータの排気ガスを触媒に供給しているときに内燃機関から排出された低温の排気ガスを触媒に供給すると、この低温の排気ガスによって触媒が冷却され、燃焼式ヒータの排気ガスを触媒暖機作用のために有効に利用できない恐れがあるという問題点がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、昇温促進剤を触媒暖機作用のために有効に利用することができる触媒暖機装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために１番目の発明によれば、機関排気通路内に酸化能を有する触媒を配置した内燃機関において、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供給手段を具備し、触媒上流の排気通路を分岐して触媒をバイパスするバイパス通路を形成し、内燃機関から排出された排気ガスを触媒とバイパス通路とのうちいずれか一方に選択的に導く切替弁を設け、触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスをバイパス通路に導きながら触媒に昇温促進剤を供給し、次いで触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを触媒に導くと共に、触媒への昇温促進剤の供給を停止するようにしている。即ち１番目の発明では、触媒に昇温促進剤が供給されるときには内燃機関から排出された排気ガスがバイパス通路に導かれるので、低温の排気ガスによって触媒が冷却されるのが阻止される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために２番目の発明によれば、機関排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のうちいずれか一方に選択的に導くための切替弁を具備した内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段と、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって該昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への昇温促進剤の供給を停止するようにしている。即ち２番目の発明では、一方の触媒に昇温促進剤が供給されるときには内燃機関から排出された排気ガスが他方の触媒に導かれるので、低温の排気ガスによって一方の触媒が冷却されるのが阻止される。また、一方の触媒が活性化すると内燃機関から排出された排気ガスが一方の触媒に導かれるので、良好な排気浄化作用が確保される。
【０００９】
また、上記課題を解決するために３番目の発明によれば、機関排気通路を分岐して形成される一対の分岐排気通路内にそれぞれ酸化能を有する触媒を配置し、内燃機関から排出された排気ガスをこれら触媒のうちいずれか一方に選択的に導く切替弁を具備した内燃機関において、切替弁を制御するための制御手段と、内燃機関と異なる燃焼装置と、該燃焼装置の排気ガスを触媒に供給するための供給手段とを具備し、一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、該一方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを該一方の触媒に供給し、次いで該一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止するようにしている。即ち３番目の発明では、一方の触媒に燃焼装置の排気ガスが供給されるときには内燃機関から排出された排気ガスが他方の触媒に導かれるので、低温の排気ガスによって一方の触媒が冷却されるのが阻止される。また、一方の触媒が活性化すると内燃機関から排出された排気ガスが一方の触媒に導かれるので、良好な排気浄化作用が確保される。
【００１０】
また、４番目の発明によれば３番目の発明において、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒の温度が設定温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを該一方の触媒に導くと共に、該一方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるようにしている。即ち４番目の発明では、一方の触媒の温度が設定温度まで速やかに上昇せしめられる。
【００１１】
また、５番目の発明によれば３番目又は４番目の発明において、内燃機関から排出された排気ガスが前記一方の触媒に導かれているときに、前記他方の触媒の温度が設定温度よりも低いときには該他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリーン空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低くかつ設定温度よりも高いとき又は高くなったときには該他方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比又は理論空燃比のもとで作動させながら該燃焼装置の排気ガスを前記他方の触媒に供給し、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高いとき又は高くなったときには該他方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止するようにしている。即ち５番目の発明では、他方の触媒の温度が速やかに上昇せしめられ、しかもこのとき内燃機関から排出される低温の排気ガスが他方の触媒に流入するのが阻止されている。
【００１２】
また、６番目の発明によれば３番目の発明において、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるための温度制御手段を具備し、前記一方の触媒に燃焼装置の排気ガスを供給しているときに、前記他方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低いときには該他方の触媒の温度を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるようにしている。即ち６番目の発明では、他方の触媒の温度が速やかに上昇せしめられる。
【００１３】
また、７番目の発明によれば３番目の発明において、内燃機関から排出された排気ガスがいずれか一方の触媒に導かれているときに他方の触媒にわずかばかりの量の内燃機関の排気ガスが導かれるように切替弁を制御している。即ち７番目の発明では、燃焼装置の排気ガスが供給されうる方の触媒にわずかばかりの排気ガス流れが形成され、従って燃焼装置の排気ガスが触媒全体に拡散しやすくされる。
【００１４】
また、８番目の発明によれば３番目の発明において、内燃機関から排出される排気ガスの空燃比がリーンに維持されており、前記触媒を、流入する排気ガスの空燃比がリーンのときに流入する排気ガス中のＮＯX を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリッチになると吸収しているＮＯX を放出し還元するＮＯX 吸収剤から形成し、前記設定温度をＮＯX 吸収剤における一酸化炭素の反応開始温度に設定している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明は火花点火式内燃機関にも適用することもできる。
【００１６】
図１を参照すると、１は機関本体、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は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ１４のコンプレッサ１５に連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１６により駆動されるスロットル弁１７が配置され、更に吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置１８が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置１８内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【００１７】
一方、排気ポート１０は排気マニホルド１９及び排気管２０を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービン２１に連結され、排気タービン２１の出口は分岐管２２を介して第１及び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２に接続される。これら上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２は第１及び第２のケーシングＣＡ１，ＣＡ２にそれぞれ接続され、これらケーシングＣＡ１，ＣＡ２は第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２に接続され、これら下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２は共通の排気管２３に接続される。
【００１８】
分岐管２２内には切替弁ＶＳが配置され、第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には第１及び第２の下流側遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２がそれぞれ配置される。これら切替弁及び遮断弁はそれぞれ対応するアクチュエータによりそれぞれ駆動される。また、第１及び第２のケーシングＣＡ１，ＣＡ２内には第１及び第２の触媒がそれぞれ収容されている。
【００１９】
本発明による実施例では第１及び第２の触媒は第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２から形成される。しかしながら、触媒が酸化能を有する限りどのような触媒を用いてもよい。
【００２０】
排気マニホルド１９とサージタンク１２とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２４を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２４内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２５が配置される。また、ＥＧＲ通路２４周りにはＥＧＲ通路２４内を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却装置２６が配置される。図１に示される実施例では機関冷却水が冷却装置２６内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管６ａを介して燃料リザーバ、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内へは電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２８から燃料が供給され、コモンレール２７内に供給された燃料は各燃料供給管６ａを介して燃料噴射弁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２９が取付けられ、燃料圧センサ２９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２８の吐出量が制御される。
【００２１】
図１に示す内燃機関は燃焼式ヒータ３０を具備している。この燃焼式ヒータ３０の空気通路３１は開弁割合を変更可能な電気制御式空気絞り弁３２を介して空気ポンプ３３の吐出側に接続されている。一方、燃焼式ヒータ３０の排気通路３４は分岐管２２内に配置された排気ガス噴射ノズルＮＧに接続されている。また、燃焼式ヒータ３０の燃焼室３５内にはグロープラグ３６が配置される。更に、空気絞り弁３２下流の空気通路３１と排気管２３とはＥＧＲ通路３７を介して連結され、ＥＧＲ通路３７内にはＥＧＲ通路３７内を流通するＥＧＲガスの量を制御するための電気制御式ＥＧＲ弁３８が配置される。なお、燃焼式ヒータ３０の燃焼室３５には燃料タンク内の燃料が供給されるようになっている。
【００２２】
燃焼式ヒータ３０が作動されると、即ち空気ポンプ３３が作動され、空気絞り弁３２が開弁され、グロープラグ３６が作動され、燃焼室３５内に燃料が供給されると、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが排気ガス供給ノズルＮＧから第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１又は第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に供給される。なお、図１に示される実施例では燃焼式ヒータ３０を作動すべきときにはＥＧＲ弁３８が開弁され、燃焼式ヒータ３０を作動させるのに必要な燃料量を低減するようにしている。
【００２３】
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及び出力ポート４６を具備する。燃料圧センサ２９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。また、第１及び第２の上流側排気ダクトＤＵ１，ＤＵ２内には第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２内に流入する排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサＳＡ１，ＳＡ２がそれぞれ取付けられ、これら空燃比センサＳＡ１，ＳＡ２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。第１及び第２の下流側排気ダクトＤＬ１，ＤＬ２内には第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２から流出した排気ガスの温度を検出するための第１及び第２の温度センサＳＴ１，ＳＴ２がそれぞれ取付けられ、これら温度センサＳＴ１，ＳＴ２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。第１及び第２の温度センサＳＴ１，ＳＴ２により検出される排気ガスの温度は第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度をそれぞれ表している。
【００２４】
一方、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。更に入力ポート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、スロットル弁駆動用ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２５、燃料ポンプ２８、切替弁ＶＳ及び遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２の各アクチュエータ、燃焼装置３０の空気絞り弁３２、空気ポンプ３３、グロープラグ３６、並びにＥＧＲ弁３８にそれぞれ接続される。
【００２５】
各ＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２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、パラジウムＰｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金属とが担持されている。なお、排気ガス中に含まれる固体炭素からなる微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタにＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２を担持させることもできる。
【００２６】
このＮＯX 吸収剤は流入する排気ガスの平均空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX を放出するＮＯX の吸放出作用を行う。なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上流の排気通路、燃焼室５、及び吸気通路内に供給された空気と炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯとの比をその位置における排気ガスの空燃比と称している。
【００２７】
ＮＯX 吸収剤の詳細な吸放出メカニズムについては完全には明らかにされていない。しかしながら、現在考えられている吸放出メカニズムを、担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた場合を例にとって簡単に説明すると次のようになる。
【００２８】
即ち、ＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもかなりリーンになると流入する排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、酸素Ｏ２がＯ２−又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入する排気ガス中のＮＯは白金Ｐｔの表面上でＯ２−又はＯ２−と反応し、ＮＯ２となる（２ＮＯ＋Ｏ２→２ＮＯ２）。次いで生成されたＮＯ２の一部は白金Ｐｔ上でさらに酸化されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、硝酸イオンＮＯ３−の形で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯX がＮＯX 吸収剤内に吸収される。
【００２９】
これに対し、ＮＯX 吸収剤に流入する排気ガスの空燃比がリッチ又は理論空燃比になると、排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ２の生成量が低下し、反応が逆方向（ＮＯ３−→ＮＯ２）に進み、斯くして吸収剤内の硝酸イオンＮＯ３−がＮＯ２の形で吸収剤から放出される。この放出されたＮＯX は排気ガス中のＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられる。このようにして白金Ｐｔの表面上にＮＯ２が存在しなくなると吸収剤から次から次へとＮＯ２が放出され、還元される。
【００３０】
切替弁ＶＳは第１の位置と第２の位置とのうちいずれか一方に位置せしめられる。切替弁ＶＳが第１の位置に位置せしめられると、図１に示されるように排気タービン２１の出口は切替弁ＶＳによって第２の上流側排気ダクトＤＵ２との連通が遮断されながら、第１の上流側排気ダクトＤＵ１に連通される。また、切替弁ＶＳが第１の位置に位置せしめられると第１の下流側遮断弁ＶＬ１が全開され、第２の下流側遮断弁ＶＬ２が閉弁される。その結果、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２への内燃機関の排気ガス流れが遮断され、内燃機関から排出された排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１内を流通することになる。
【００３１】
このとき、排気ガス供給ノズルＮＧは切替弁ＶＳによって第１の上流側排気ダクトＤＵ１との連通が遮断されながら第２の上流側排気ダクトＤＵ２に連通され、従ってこのとき燃焼式ヒータ３０が作動されると燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に供給されることになる。
【００３２】
これに対し、切替弁ＶＳが第２の位置に位置せしめられると、図２に示されるように排気タービン２１の出口は切替弁ＶＳによって第１の上流側排気ダクトＤＵ１との連通が遮断されながら、第２の上流側排気ダクトＤＵ２に連通される。また、切替弁ＶＳが第２の位置に位置せしめられると第２の下流側遮断弁ＶＬ２が全開され、第１の下流側遮断弁ＶＬ１が閉弁される。その結果、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１への内燃機関の排気ガス流れが遮断され、内燃機関から排出された排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２内を流通することになる。
【００３３】
このとき、排気ガス供給ノズルＮＧは切替弁ＶＳによって第２の上流側排気ダクトＤＵ２との連通が遮断されながら第１の上流側排気ダクトＤＵ１に連通され、従ってこのとき燃焼式ヒータ３０が作動されると燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に供給されることになる。
【００３４】
上述したように、内燃機関から排出された排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１内を流通するときには第２の下流側遮断弁ＶＬ２が閉弁され、内燃機関から排出された排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２内を流通するときには第１の下流側遮断弁ＶＬ１が閉弁される。このようにすると、一方のＮＯX 吸収剤内を流通した排気ガスが他方のＮＯX 吸収剤内に逆流するのが抑制される。
【００３５】
なお、切替弁ＶＳが第１の位置にあるときにはわずかばかりの量の内燃機関の排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２内に流入し、切替弁ＶＳが第２の位置にあるときにはわずかばかりの量の内燃機関の排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１内に流入するように、切替弁ＶＳ、及び下流側遮断弁ＶＬ１，ＶＬ２の開度が予め設定されている。
【００３６】
ところで、図１に示される実施例のように触媒をＮＯX 吸収剤から形成した場合、ＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２で良好な排気浄化作用を行うためにはＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度をその活性温度以上に上昇させる必要がある。即ち、ＮＯX 吸収剤では上述したようにＮＯの酸化、硝酸塩の生成及び分解、ＨＣ，ＣＯによるＮＯX の還元などが行われ、これらの反応を通じて排気ガスが浄化されることを考えると、ＮＯX 吸収剤の温度をこれらの反応が実質的に開始する温度以上に上昇させる必要がある。この意味で、ＮＯX 吸収剤の活性温度はこれらの反応が実質的に開始する温度ということになる。
【００３７】
ところが、ＮＯX 吸収剤の温度がＮＯX 吸収剤活性温度、例えば２５０℃よりも低くても、ＮＯX 吸収剤の温度がＮＯX 吸収剤における一酸化炭素ＣＯの反応開始温度よりも高ければＣＯはＮＯX 吸収剤において酸化される。このＮＯX 吸収剤におけるＣＯの反応開始温度、即ちＣＯ反応開始温度はＮＯX 吸収剤の種類と反応の種類とに応じて定まり、例えば１５０℃である。
【００３８】
従って、ＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＣＯ反応開始温度よりも高くかつＮＯX 吸収剤活性温度よりも低いときにＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２にＣＯを供給すればこのＣＯがＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２において発熱反応し、斯くしてＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度を速やかに上昇させることができることになる。
【００３９】
ところが、冒頭で述べたように内燃機関から排出された低温の排気ガスと共にＣＯをＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２に供給してもＣＯをＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の昇温のために有効に利用できない。そこで、本発明による実施例では内燃機関からの排気ガス流れを遮断しながらＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２にＣＯを供給するようにしている。このようにすると、内燃機関から排出された低温の排気ガスによってＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２が冷却されるのが阻止され、従ってＣＯをＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の昇温のために有効に利用することができる。
【００４０】
一方、燃焼式ヒータ３０をリッチ空燃比のもとで作動させると燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれるＣＯの量が増大する。そこで、本発明による実施例では、ＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＣＯ反応開始温度よりも高くかつＮＯX 吸収剤活性温度よりも低いときにはＮＯX 吸収剤の温度を上昇させるためにリッチ空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０を作動させ、この燃焼式ヒータ３０の排気ガスをこのＮＯX 吸収剤に供給するようにしている。なお、この場合燃焼式ヒータ３０を理論空燃比のもとで作動させてもよい。
【００４１】
次いで、ＮＯX 吸収剤の温度を上昇させるために燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給されている方のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＮＯX 吸収剤活性温度よりも高くなると即ち活性化すると、切替弁ＶＳが切り替えられ、活性化したＮＯX 吸収剤への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。従って、内燃機関から排出された排気ガスが活性化したＮＯX 吸収剤に導かれることになり、その結果内燃機関の排気ガスを確実に浄化することができる。これが本発明の基本的な考え方である。
【００４２】
従って一般的に言うと、一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも低く定められた設定温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、一方の触媒の温度を上昇させるために燃焼装置をリッチ空燃比のもとで作動させながら燃焼装置の排気ガスを一方の触媒に供給し、次いで一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを一方の触媒に導くと共に、一方の触媒への燃焼装置の排気ガスの供給を停止しているということになる。
【００４３】
或いは、触媒上で発熱反応しうる昇温促進剤であって昇温促進剤の触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている昇温促進剤を触媒に供給するための供給手段を具備し、一方の触媒の温度が昇温促進剤の触媒における反応開始温度よりも高くかつ触媒活性温度よりも低いときには内燃機関から排出された排気ガスを他方の触媒に導くと共に、昇温促進剤を一方の触媒に供給し、次いで一方の触媒の温度が触媒活性温度よりも高くなったときには内燃機関から排出された排気ガスを一方の触媒に導くと共に、一方の触媒への昇温促進剤の供給を停止しているという見方もできる。本発明による実施例では昇温促進剤を一酸化炭素ＣＯから形成しているが、触媒上で発熱反応しかつ触媒における反応開始温度が触媒活性温度よりも低くなっている限り、他の物質から昇温促進剤を形成することができる。
【００４４】
次に、機関始動時における触媒暖機制御を例にとって図３から図６を参照しつつ本発明による実施例を詳しく説明する。なお、図３から図６においてＴ１及びＴ２は第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度をそれぞれ表している。なお、機関始動完了後における触媒暖機制御にも本発明を適用することができる。
【００４５】
切替弁ＶＳの位置は機関が停止されてから次に始動されるまで変更されず、従って機関始動時における切替弁ＶＳの位置は直前の機関停止時における切替弁ＶＳの位置に一致する。このため、機関始動時に切替弁ＶＳが第１の位置にあるときもあれば第２の位置にあるときもある。図３から図６に示す例では機関始動時に切替弁ＶＳが第１の位置にある場合を示しているが、切替弁ＶＳが第２の位置にあるときも同様な触媒暖機制御が行われる。
【００４６】
図３は機関始動時における第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度Ｔ１，Ｔ２がそれぞれＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低い場合を示している。この場合、内燃機関から排出された排気ガスが導かれている第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇される。
【００４７】
内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させる方法には様々な方法がある。その方法の一つは燃料噴射時期を圧縮上死点以後まで遅角させる方法である。即ち、通常主燃料Ｑｍは図７において（Ｉ）に示されるように圧縮上死点付近で噴射される。この場合、図７の（ＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期が遅角されると後燃え期間が長くなり、斯くして内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇する。
【００４８】
また、内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるために図７の（ＩＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍに加え、吸気上死点付近において補助燃料Ｑｖを噴射することもできる。このように補助燃料Ｑｖを追加的に噴射すると補助燃料Ｑｖ分だけ燃焼せしめられる燃料が増えるために内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇する。
【００４９】
一方、このように吸気上死点付近において補助燃料Ｑｖを噴射すると圧縮行程中に圧縮熱によってこの補助燃料Ｑｖからアルデヒド、ケトン、パーオキサイド、一酸化炭素等の中間生成物が生成され、これら中間生成物によって主燃料Ｑｍの反応が加速される。従ってこの場合には図７の（ＩＩＩ）に示されるように主燃料Ｑｍの噴射時期を大巾に遅らせても失火を生ずることなく良好な燃焼が得られる。即ち、このように主燃料Ｑｍの噴射時期を大巾に遅らせることができるので内燃機関から排出される排気ガスの温度はかなり高くなる。
【００５０】
また、図７の（ＩＶ）に示されるように主燃料Ｑｍに加え、膨張行程中又は排気行程中に補助燃料Ｑｐを噴射することもできる。即ち、補助燃料Ｑｐが燃焼室又は排気通路内で燃焼するために内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇する。
【００５１】
本発明による実施例では内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させるために図７の（ＩＶ）に示される補助燃料Ｑｐを供給するようにしている。従って、機関が始動されると補助燃料Ｑｐの供給が開始され、それによって第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１が上昇し始める。
【００５２】
一方、このとき内燃機関からの排気ガス流れが遮断されている第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２を上昇させるために燃焼式ヒータ３０がリーン空燃比のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に供給される。その結果、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し始める。この場合、燃焼式ヒータ３０をリーン空燃比のもとで作動させると燃焼式ヒータ３０の排気ガスの温度を高くすることができ、しかも燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれる未燃ＨＣ，ＣＯの量を低減することができる。
【００５３】
次いで、内燃機関から排出された排気ガスが導かれている第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると、図３に示されるように切替弁ＶＳが第１の位置から第２の位置に切り替えられる。また、このとき燃焼式ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで作動される。或いは燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。その結果、内燃機関からの排気ガス流れが遮断されながら第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給されることになる。この場合、内燃機関はリーン空燃比のもとで継続して燃焼が行われており、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１にはわずかな量の内燃機関の排気ガスが流入しているので、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１において燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれるＣＯが内燃機関からの排気ガス中に含まれる酸素と反応し、斯くして第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１が昇温される。この場合、ＣＯの反応熱だけでなく、燃焼式ヒータ３０の排気ガスの熱によっても第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１が昇温される。また、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に流入する内燃機関のわずかな排気ガス流れによって燃焼式ヒータ３０の排気ガスを第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１全体に拡散させることができる。
【００５４】
一方、このとき第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２には内燃機関から排出された排気ガスが導かれている。図３に示される例ではこのとき第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２はＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低くなっている。そこで、本発明による実施例では第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させている。即ち、補助燃料Ｑｐが供給され続ける。従って、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し続ける。
【００５５】
次いで、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると、図３に示されるように切替弁ＶＳが第２の位置から第１の位置に戻される。その結果、内燃機関から排出された排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に導かれる。その結果、内燃機関の排気ガスを確実に浄化することができる。
【００５６】
また、切替弁ＶＳが第１の位置に戻されると排気ガス供給ノズルＮＧと第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１との連通が遮断され、従って第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。更に、補助燃料Ｑｐの供給も停止される。従って、ＮＯX 吸収剤の昇温のために必要な燃料の量を低減することができる。
【００５７】
一方、このとき第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２への内燃機関からの排気ガス流れが遮断されている。図３に示される例ではこのとき第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２はＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなっている。そこで、本発明による実施例では燃焼式ヒータ３０をリッチ空燃比のもとで作動させ、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に燃焼式ヒータ３０の排気ガスを供給するようにしている。その結果、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し続ける。
【００５８】
次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒータ３０が停止され、即ち第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。
【００５９】
このようにして第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の温度がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴ以上まで上昇せしめられ、斯くして第１及び第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ１，ＮＡ２の暖機が完了せしめられる。
【００６０】
図４に示されるように、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなって切替弁ＶＳが第１の位置に戻されたときに第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低い場合には、燃焼式ヒータ３０がリーン空燃比のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に供給される。その結果、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２が上昇し続ける。
【００６１】
次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。その結果、燃焼式ヒータ３０の排気ガス中に含まれるＣＯが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２において反応し、斯くして第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２が更に昇温される。次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒータ３０が停止され、即ち第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２への燃焼式ヒータ３０の排気ガスの供給が停止される。
【００６２】
図５に示されるように、リーン空燃比のもとで作動される燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給されているときに第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなったときには、燃焼式ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで作動される。或いは燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられる。次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒータ３０が停止される。
【００６３】
次いで、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで再び作動され、このときの燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に供給される。
【００６４】
一方、図６は機関始動時における第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くかつ第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低い場合を示している。この場合、機関が始動されると切替弁ＶＳが第１の位置から第２の位置に切り替えられ、燃焼式ヒータ３０がリッチ空燃比のもとで作動され、燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１に供給される。一方、このとき内燃機関から排出された排気ガスが導かれている第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度を上昇させるために補助燃料Ｑｐが供給される。
【００６５】
次いで、第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の温度Ｔ１がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると切替弁ＶＳが第１の位置に戻され、補助燃料Ｑｐの供給が停止される。このとき第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２はＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いので、リーン空燃比のもとで作動された燃焼式ヒータ３０の排気ガスが第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２に供給される。
【００６６】
次いで、第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高くなると燃焼式ヒータ３０の空燃比がリーンからリッチに切り替えられ、次いで第２のＮＯX 吸収剤ＮＡ２の温度Ｔ２がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると燃焼式ヒータ３０が停止される。
【００６７】
図８及び図９は上述した触媒暖機制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンは例えば機関始動時に１回だけ実行される。
【００６８】
図８及び図９を参照すると、まず初めにステップ１００では現在の切替弁ＶＳの位置が第１の位置である（ＶＰ＝１）か否かが判別される。現在の切替弁ＶＳの位置が第１の位置である（ＶＰ＝１）ときにはステップ１０１に進み、パラメータｉが１とされ、パラメータｊが２とされる（ｉ＝１，ｊ＝２）。次いでステップ１０３に進む。これに対し、現在の切替弁ＶＳの位置が第２の位置である（ＶＰ＝２）ときにはステップ１０２に進み、パラメータｉが２とされ、パラメータｊが１とされる（ｉ＝２，ｊ＝１）。次いでステップ１０３に進む。従ってパラメータｉは触媒暖機制御を開始するときの切替弁ＶＳの位置を表すと共に、内燃機関の排気ガスが導かれているＮＯX 吸収剤を表していることになる。
【００６９】
ステップ１０３では、内燃機関の排気ガスが導かれているＮＯX 吸収剤ＮＡｉの温度ＴｉがＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いか否かが判別される。Ｔｉ＜ＴＣＯのときには次いでステップ１０４に進み、補助燃料Ｑｐが供給される。従って内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇され、この内燃機関の排気ガスによりＮＯX 吸収剤ＮＡｉの温度が上昇される。
【００７０】
続くステップ１０５では、内燃機関の排気ガス流れが遮断されているＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度ＴｊがＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いか否かが判別される。Ｔｊ＜ＴＣＯのときには次いでステップ１０６に進み、リーン空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０が作動される。従って燃焼式ヒータ３０の排気ガスによってＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度が上昇される。次いでステップ１０３に戻る。
【００７１】
これに対し、ステップ１０５においてＴｊ≧ＴＣＯのときには次いでステップ１０７に進み、ＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度ＴｊがＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別される。Ｔｊ＜ＴＡＣＴのとき、即ちＴＣＯ≦Ｔｊ＜ＴＡＣＴのときには次いでステップ１０８に進み、リッチ空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０が作動される。従って燃焼式ヒータ３０の排気ガスがＮＯX 吸収剤ＮＡｊに供給され、ＣＯの反応熱によりＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度が上昇される。次いでステップ１０３に戻る。
【００７２】
一方、ステップ１０７においてＴｊ≧ＴＡＣＴのときには次いでステップ１０９に進み、補助燃料Ｑｐの供給が停止され、又は停止状態に維持される。続くステップ１１０では燃焼式ヒータ３０が停止される。続くステップ１１１ではＮＯX 吸収剤ＮＡｉの温度ＴｉがＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別される。Ｔｉ＜ＴＡＣＴのときにはステップ１０３に戻り、Ｔｉ≧ＴＡＣＴのとき即ちＴｉ≧ＴＡＣＴかつＴｊ≧ＴＡＣＴのときには処理サイクルを終了する。
【００７３】
ステップ１０３においてＴｉ≧ＴＣＯのときには次いでステップ１１２に進み、内燃機関の排気ガスが導かれているＮＯX 吸収剤ＮＡｉの温度ＴｉがＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別される。Ｔｉ＜ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１３に進み、切替弁ＶＳの位置がｉからｊに切り替えられる。即ち、内燃機関から排出された排気ガスがＮＯX 吸収剤ＮＡｊに導かれる。続くステップ１１４では、リッチ空燃比のもとで燃焼式ヒータ３０が作動される。従って内燃機関の排気ガス流れが遮断されているＮＯX 吸収剤ＮＡｉに燃焼式ヒータ３０の排気ガスが供給され、ＣＯの反応熱によりＮＯX 吸収剤ＮＡｉの温度が上昇される。
【００７４】
続くステップ１１５では、内燃機関の排気ガスが導かれているＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度ＴｊがＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも低いか否かが判別される。Ｔｊ＜ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１６に進み、補助燃料Ｑｐを供給した後にステップ１０３に戻る。従って内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇され、この内燃機関の排気ガスによりＮＯX 吸収剤ＮＡｊの温度が上昇される。これに対しＴｊ≧ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１７に進み、補助燃料Ｑｐの供給を停止した後にステップ１０３に戻る。
【００７５】
ステップ１１２においてＴｉ≧ＴＡＣＴのときには次いでステップ１１８に進み、切替弁ＶＳの位置がｊからｉに切り替えられる。即ち、内燃機関から排出された排気ガスがＮＯX 吸収剤ＮＡｉに導かれる。続くステップ１１９では補助燃料Ｑｐの供給を停止し、次いでステップ１０５に進む。
【００７６】
図１０は単一のＮＯX 吸収剤を備えた内燃機関に本発明を適用した場合を示している。
【００７７】
図１０を参照すると、排気タービン２１の出口は分岐管２２を介して上流側排気ダクトＤＵに接続され、上流側排気ダクトＤＵはケーシングＣＡに接続される。ケーシングＣＡは下流側排気ダクトＤＬに接続され、下流側排気ダクトＤＬは排気管２３に接続される。ケーシングＣＡ内にはＮＯX 吸収剤ＮＡが収容されている。また、分岐管２２からＮＯX 吸収剤ＮＡを迂回して排気管２３まで延びるバイパス管６０が設けられる。
【００７８】
分岐管２２内には、内燃機関の排気ガス流れをＮＯX 吸収剤ＮＡとバイパス管６０とのうちいずれか一方に選択的に導くための切替弁ＶＳが配置される。この切替弁ＶＳは通常、内燃機関から排出された排気ガスをＮＯX 吸収剤ＮＡに導いている。また、上流側排気ダクトＤＵ内には燃焼式ヒータの排気ガスをＮＯX 吸収剤ＮＡに供給するための排気ガス供給ノズルＮＧが配置される。
【００７９】
ＮＯX 吸収剤ＮＡの暖機制御は図１に示される実施例における第１のＮＯX 吸収剤ＮＡ１の暖機制御とほぼ同じである。簡単に説明すると、ＮＯX 吸収剤ＮＡの温度がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも低いときには、ＮＯX 吸収剤ＮＡの温度を上昇させるために内燃機関から排出される排気ガスの温度が上昇される。ＮＯX 吸収剤ＮＡの温度がＣＯ反応開始温度ＴＣＯよりも高いとき又は高くなったときには、内燃機関から排出された排気ガスがバイパス管６０に導かれる位置に切替弁ＶＳが切り替えられ、内燃機関からの排気ガス流れが遮断されながら、リッチ空燃比のもとで作動された燃焼式ヒータ３０の排気ガスがＮＯX 吸収剤ＮＡに供給される。次いでＮＯX 吸収剤ＮＡの温度がＮＯX 吸収剤活性温度ＴＡＣＴよりも高くなると、内燃機関から排出された排気ガスがＮＯX 吸収剤ＮＡに導かれる位置に切替弁ＶＳが戻され、燃焼式ヒータ３０が停止される。
【００８０】
【発明の効果】
昇温促進剤を触媒暖機作用のために有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】切替弁が別の位置にある場合を示す内燃機関の部分図である。
【図３】触媒暖機制御を説明するための線図である。
【図４】触媒暖機制御を説明するための線図である。
【図５】触媒暖機制御を説明するための線図である。
【図６】触媒暖機制御を説明するための線図である。
【図７】噴射制御を説明するための図である。
【図８】触媒暖機制御を実行するためのフローチャートである。
【図９】触媒暖機制御を実行するためのフローチャートである。
【図１０】本発明による別の実施例を示す内燃機関の部分図である。
【符号の説明】
１…機関本体
３０…燃焼式ヒータ
ＶＳ…切替弁
ＮＡ１，ＮＡ２…ＮＯX 吸収剤
【図１】
0003709822.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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