(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関排気通路内に第１の触媒を配置し、第１の触媒下流の機関排気通路内に第２の触媒と排気制御弁を配置し、第１の触媒の温度が予め定められた温度まで上昇するまでの間、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、第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えたときには排気制御弁を全開するようにした内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えるまでは排気ガスの空燃比がリーンとされる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えたときには排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持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。
【請求項４】
第２の触媒の温度が予め定められた温度に達するまでの間、排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持するようにした請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
第１の触媒が酸化機能を有する触媒からなり、第２の触媒は、排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯx を吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したＮＯx を放出するＮＯx 吸収剤からなる請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
ＮＯx 吸収剤を迂回する排気バイパス通路を設け、第１の触媒がＳＯx を捕獲する機能を有し、第１の触媒からのＳＯx の放出作用が完了するまで排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持しかつ排気ガスがＮＯx 吸収剤を迂回して排気バイパス通路を流れるようにした請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
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燃料の噴射量が増量される請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機関排気通路内に第１の触媒とその下流に第２の触媒を配置し、機関始動後に主燃料に加え膨張行程中に副燃料を噴射して排気ガス温を上昇させ、それによって第１の触媒および第２の触媒を早期に活性化させるようにした内燃機関が公知である（特開平１０−２１２９９５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの場合、第２の触媒よりも第１の触媒の方が高温となるので第２の触媒が活性化するまで排気ガス温が上昇され続けると第１の触媒が過熱され、その結果第１の触媒が熱劣化するという危険性がある。即ち、このように二つの触媒を見えている場合には第１の触媒が予め定められた温度に達したら排気ガスの上昇作用を停止させる必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで１番目の発明では、機関排気通路内に第１の触媒を配置し、第１の触媒下流の機関排気通路内に第２の触媒と排気制御弁を配置し、第１の触媒の温度が予め定められた温度まで上昇するまでの間、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、第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えたときには排気制御弁を全開するようにしている。
【０００５】
２番目の発明では１番目の発明において、第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えるまでは排気ガスの空燃比がリーンとされる。
３番目の発明では１番目の発明において、第１の触媒の温度が予め定められた温度を越えたときには排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持するようにしている。
【０００６】
４番目の発明では３番目の発明において、第２の触媒の温度が予め定められた温度に達するまでの間、排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持するようにしている。
５番目の発明では３番目の発明において、第１の触媒が酸化機能を有する触媒からなり、第２の触媒は、排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘ  を吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したＮＯｘ  を放出するＮＯｘ  吸収剤からなる。
【０００７】
６番目の発明では５番目の発明において、ＮＯx 吸収剤を迂回する排気バイパス通路を設け、第１の触媒がＳＯx を捕獲する機能を有し、第１の触媒からのＳＯx の放出作用が完了するまで排気ガスの空燃比を理論空燃比又はわずかばかりリッチに維持しかつ排気ガスがＮＯx 吸収剤を迂回して排気バイパス通路を流れるようにしている。
７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燃料の噴射量が増量される。
【０００８】
【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。
【０００９】
図２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。
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、各気筒の排気ポート１１は排気マニホルド１９に連結され、排気マニホルド１９の出口には酸化機能を有する第１の触媒２０を収容した触媒コンバータ２０ａが連結される。触媒コンバータ２０ａの出口は排気管２１を介して第２の触媒２２を収容した触媒コンバータ２２ａに連結され、触媒コンバータ２２ａの出口には排気管２３が連結される。
【００１０】
図１に示される実施例では第１の触媒２０は三元触媒からなり、第２の触媒２２はＮＯｘ  吸収剤からなる。図１に示されるように排気管２３内には負圧ダイアフラム装置又は電気モータからなるアクチュエータ２５により駆動される排気制御弁２４が配置される。この排気制御弁は図１において符号２４′で示されるように排気管２１内に配置することもできる。
【００１１】
図１に示されるように排気マニホルド１９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２６を介して互いに連結され、ＥＧＲ通路２６内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２７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２８に連結される。このコモンレール２８内へは燃料タンク２９内の燃料が電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３０を介して供給され、コモンレール２８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２８にはコモンレール２８内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３１が取付けられ、燃料圧センサ３１の出力信号に基づいてコモンレール２８内の燃料圧が目標燃料圧となるように燃料ポンプ３０の吐出量が制御される。
【００１２】
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４７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３２が取付けられ、この水温センサ３２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３１の出力信号が対応するＡＤ変換器４７を介して入力される。
【００１３】
一方、触媒コンバータ２０ａには三元触媒２０の温度を検出するための温度センサ３３が取付けられ、触媒コンバータ２０ａにはＮＯｘ  吸収剤２２の温度を検出するための温度センサ３４が取付けられる。これら温度センサ３３，３４の出力信号は夫々対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、排気マニホルド１９内には空燃比センサ３５が配置され、この空燃比センサ３５の出力信号が対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。
【００１４】
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２５、ＥＧＲ制御弁２７および燃料ポンプ３０に接続される。
【００１５】
図３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内における平均燃料比Ａ／Ｆを示している。なお、図３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３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行程末期の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。このときにも空燃比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Ｑ１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。
【００１６】
図２は要求負荷ＬがＬ１  （図３）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。
【００１７】
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。
【００１８】
一方、要求負荷ＬがＬ２  よりも大きいときには図３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。
触媒コンバータ２０ａ内に収容されているＮＯｘ  吸収剤２２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。機関吸気通路、燃焼室５およびＮＯｘ  吸収剤２２上流の排気通路内に供給された空気および燃料（炭化水素）の比を排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯｘ  吸収剤２２は排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯｘ  を吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになると吸収したＮＯｘ  を放出するＮＯｘ  の吸放出作用を行う。
【００１９】
このＮＯｘ  吸収剤２２を機関排気通路内に配置すればＮＯｘ  吸収剤２２は実際にＮＯｘ  の吸放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムについては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸放出作用は図４に示すようなメカニズムで行われているものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。
【００２０】
図１に示される内燃機関では通常燃焼室５における空燃比がリーンの状態で燃焼が行われる。このように空燃比がリーンの状態で燃焼が行われている場合には排気ガス中の酸素濃度は高く、このときには図４（Ａ）に示されるようにこれら酸素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と結合しながら図４（Ａ）に示されるように硝酸イオン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２２内に吸収される。流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金Ｐｔの表面でＮＯ２  が生成され、吸収剤のＮＯｘ  吸収能力が飽和しない限りＮＯ２  が吸収剤内に吸収されて硝酸イオンＮＯ３  −  が生成される。
【００２１】
一方、流入排気ガスの空燃比がリッチにされると流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、その結果白金Ｐｔの表面でのＮＯ２  の生成量が低下する。ＮＯ２  の生成量が低下すると反応が逆方向（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。このときＮＯｘ  吸収剤２２から放出されたＮＯｘ  は図４（Ｂ）に示されるように排気ガス中に含まれる多量の未燃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  が放出される。従って排気ガスの空燃比がリッチにされると短時間のうちにＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  が放出され、しかもこの放出されたＮＯｘ  が還元されるために大気中にＮＯｘ  が排出されることはない。
【００２２】
なお、この場合、排気ガスの空燃比を理論空燃比にしてもＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  が放出される。しかしながら排気ガスの空燃比を理論空燃比にした場合にはＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  が徐々にしか放出されないためにＮＯｘ  吸収剤２２に吸収されている全ＮＯｘ  を放出させるには若干長い時間を要する。
ところでＮＯｘ  吸収剤２２のＮＯｘ  吸収能力には限度があり、従ってＮＯｘ  吸収剤２２のＮＯｘ  吸収能力が飽和する前にＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  を放出させる必要がある。そこで本発明による実施例ではＮＯｘ  吸収剤２２に吸収されているＮＯｘ  量が許容量を越えたと判断されたときには排気ガスの空燃比が一時的にリッチにされ、それによってＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  を放出させるようにしている。
【００２３】
さて、機関始動後暫らくの間は燃焼室５内の温度が低く、従って多量の未燃ＨＣが発生する。一方、機関始動後暫らくの間は三元触媒２０およびＮＯｘ  吸収剤２２の温度が低く、従ってこれら三元触媒２０等における未燃ＨＣの酸化反応は期待できない。斯くして機関始動後暫らくの間は多量の未燃ＨＣが大気中に排出されることになる。この場合、大気中に排出される未燃ＨＣを低減する方法は二つある。一つの方法は発生する未燃ＨＣの酸化反応を促進することにある。他の方法は三元触媒２０をできるだけ早く活性化させることにある。本発明ではこれらを同時に行いうる方法を用いており、まず初めにこの方法について図５を参照しつつ説明する。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ＡＴＤＣは夫々上死点前および上死点後を示している。
【００２４】
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、従って期間負荷と期間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。
【００２５】
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。
【００２６】
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１５０ｐｐｍ  低度まで減少する。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。
【００２７】
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ＨＣ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ＨＣ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。
【００２８】
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。
【００２９】
本発明の方法によれば大気中に排出される未燃ＨＣ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内、および排気制御弁２４上流の排気管２１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から排出された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に致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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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内の既燃ガス温はかなり高くなる。このように主燃料Ｑｍに加え副燃料Ｑａ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。
【００３５】
このように本発明による方法では副燃料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Ｑａ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。
そこで本発明による方法では副燃料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Ｑｍ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（ＡＴＤＣ）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。
【００３６】
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（ＡＴＤＣ）６０°付近とされる。
【００３７】
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。
【００３８】
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２４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。
【００３９】
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２４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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。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９０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。
【００４２】
また、上述したように本発明による方法では排気ポート１１出口における排気ガス温が７５０℃以上と極めて高くなり、従って排気マニホルド１９の出口における排気ガス温もかなり高くなる。従って機関が始動されると三元触媒２０は短時間でもって活性化温度に達する。
ところで本発明による方法では未燃ＨＣは低減するがＮＯx は低減せしめられない。この場合、ＮＯx を低減するにはＮＯx 吸収剤２２によりＮＯx を吸収させるか、或いは排気ガスの空燃比を理論空燃比に維持して三元触媒２０によりＮＯx を還元させるかのいずれかの方法がある。ところがＮＯx 吸収剤２２は三元触媒２０よりも容量が大きく、しかも下流側に位置しているために容易に活性化温度に達しず、これに対して上述したように三元触媒２０は短時間で活性化温度に達する。そこで本発明による第１実施例では三元触媒２０が活性化温度に達したらＮＯx 吸収剤２２が活性化温度に達するまで空燃比を理論空燃比に維持するようにしている。
【００４３】
即ち、この第１実施例では図９に示されるように機関が始動されると排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射される。このとき燃焼室５内における平均空燃比、即ち排気ガスの空燃比はリーンとなっており、大気中に排出される未燃ＨＣの量は極めて少量となっている。一方、排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射されると排気ガス温が高くなるために三元触媒２０の温度Ｔ１が急速に上昇する。次いで三元触媒２０の温度Ｔ１が活性化温度、例えば３００℃に達すると排気制御弁２４が全開せしめられ、副燃料Ｑａの噴射が停止され、燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比となるように空燃比センサ３５の出力信号に基づいて噴射量がフィードバック制御される。
【００４４】
燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比に維持されると排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  が三元触媒２０において浄化せしめられ、斯くして大気中に排出される未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  の量が大巾に低減せしめられる。一方、燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比に維持されると酸化還元反応熱により三元触媒２０の温度Ｔ１は上昇し続け、ＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２も徐々に上昇する。次いでＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２が活性化温度、例えば３００℃に達すると図３に示される通常の運転状態に切換えられ、燃焼室５内における平均空燃比がリーンとされる。ＮＯｘ  吸収剤２２が活性化すると排気ガス中のＮＯｘ  がＮＯｘ  吸収剤２２内に吸収される。
【００４５】
なお、燃焼室５内の平均空燃比をわずかばかりリッチにしても未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  は三元触媒２０によって浄化される。従って三元触媒２０が活性化温度を越えてからＮＯｘ  吸収剤２２が活性化温度を越えるまでの間、燃焼室５内の平均空燃比をわずかばかりリッチに維持することもできる。
図１０は第１実施例を実行するための運転制御ルーチンを示している。
【００４６】
図１０を参照すると、まず初めにステップ１００において触媒の昇温処理等が完了したことを示す完了フラグがセットされているか否かが判別される。完了フラグがセットされていないときにはステップ１０１に進んで三元触媒２０の温度Ｔ１が活性化温度、例えば３００℃を越えたか否かが判別される。Ｔ１≦３００℃のときにはステップ１０２に進んで排気制御弁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、次いでステップ１０４において副燃料Ｑａの噴射制御が行われる。
【００４７】
次いでステップ１０１においてＴ１＞３００℃になったと判断されたときにはステップ１０５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１０６では燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比又はわずかばかりリッチに制御される。このとき副燃料Ｑａの噴射は行われない。次いでステップ１０７ではＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２が活性化温度、例えば３００℃を越えたか否かが判別される。Ｔ２≦３００℃のときには処理サイクルを完了する。
【００４８】
一方、ステップ１０７においてＴ２≧３００℃になったと判別されたときにはステップ１０８に進んで完了フラグがセットされる。完了フラグがセットされるとステップ１００からステップ１０９に進んで図３に示される通常の噴射制御が開始される。次いでステップ１１０ではＮＯｘ  吸収剤２２に吸収されているＮＯｘ  量が許容量を越えたときにＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  を放出させるＮＯｘ  放出処理が行われる。
【００４９】
次に第２実施例について説明する。この第２実施例では機関始動後、排気制御弁２４をほぼ全閉とし、副燃料Ｑａを噴射して三元触媒２０の温度を三元触媒２０が熱劣化を生じない範囲で最大の許容温度、例えば８００℃付近まで上昇させる。次いで排気制御弁２４を全開し、主燃料Ｑｍをリーンの状態で燃焼せしめ、膨張行程中に副燃料Ｑａを噴射して燃焼室５内の平均空燃比、即ち排気ガスの空燃比が理論空燃比となるように空燃比センサ３５の出力信号に基づいて副燃料Ｑａの噴射量をフィードバック制御する。副燃料Ｑａを噴射して燃焼室５内の平均空燃比を理論空燃比に維持すると燃焼室５からは多量の未燃ＨＣが排出され、三元触媒２０上におけるこれら多量の未燃ＨＣの酸化反応熱により三元触媒２０は例えば８００℃低度の高温に保持される。その結果、ＮＯｘ  吸収剤２２は急速に温度上昇し、短時間のうちに活性化温度に達することになる。
即ち、この第２実施例でも図１１に示されるように機関が始動されると排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射される。このとき燃焼室５内における平均空燃比、即ち排気ガスの空燃比はリーンとなっており、大気中に排出される未燃ＨＣの量は極めて少量となっている。一方、排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射されると排気ガス温が高くなるために三元触媒２０の温度Ｔ１が急速に上昇する。次いで三元触媒２０の温度Ｔ１が許容温度８００℃よりも少し低い温度、例えば７５０℃に達すると排気制御弁２４が全開せしめられ、燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比となるように空燃比センサ３５の出力信号に基づいて副燃料Ｑａの噴射量がフィードバック制御される。
【００５０】
燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比に維持されると排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  が三元触媒２０において浄化せしめられ、斯くして大気中に排出される未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  の量が大巾に低減せしめられる。一方、副燃料Ｑａが噴射され、燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比に維持されると三元触媒２０の温度Ｔ１は高温に維持され、斯くして、ＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２が急速に上昇する。次いでＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２が活性化温度、例えば３００℃に達すると図３に示される通常の運転状態に切換えられ、燃焼室５内における平均空燃比がリーンとされる。ＮＯｘ  吸収剤２２が活性化すると排気ガス中のＮＯｘ  がＮＯｘ  吸収剤２２内に吸収される。
【００５１】
なお、この場合も三元触媒２０が許容温度付近まで上昇せしめられた後ＮＯｘ  吸収剤２２が活性化温度を越えるまでの間、燃焼室５内の平均空燃比をわずかばかりリッチに維持することもできる。
図１２は第２実施例を実行するための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２００において触媒の昇温処理等が完了したことを示す完了フラグがセットされているか否かが判別される。完了フラグがセットされていないときにはステップ２０１に進んで三元触媒２０の温度Ｔ１が許容温度よりも少し低い温度８００℃−α（αは一定値）を越えたか否かが判別される。Ｔ１≦８００℃−αのときにはステップ２０２に進んで排気制御弁２４がほぼ全閉せしめられる。次いでステップ２０３では主燃料Ｑｍの噴射制御が行われ、次いでステップ２０４において副燃料Ｑａの噴射制御が行われる。
【００５２】
次いでステップ２０１においてＴ１＞８００℃−αになったと判断されたときにはステップ２０５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２０６では燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比又はわずかばかりリッチとなるように副燃料Ｑａの噴射量が制御される。次いでステップ２０７ではＮＯｘ  吸収剤２２の温度Ｔ２が活性化温度、例えば３００℃を越えたか否かが判別される。Ｔ２≦３００℃のときには処理サイクルを完了する。
【００５３】
一方、ステップ２０７においてＴ２≧３００℃になったと判別されたときにはステップ２０８に進んで完了フラグがセットされる。完了フラグがセットされるとステップ２００からステップ２０９に進んで図３に示される通常の噴射制御が開始される。次いでステップ２１０ではＮＯｘ  吸収剤２２に吸収されているＮＯｘ  量が許容量を越えたときにＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  を放出させるＮＯｘ  放出処理が行われる。
【００５４】
次に第３実施例について説明する。
前述したように排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中のＮＯｘ  がＮＯｘ  吸収剤２２に吸収される。ところが排気ガス中にはＳＯｘ  が含まれており、ＮＯｘ  吸収剤２２にはＮＯｘ  ばかりでなくＳＯｘ  も吸収される。このＮＯｘ  吸収剤２２へのＳＯｘ  の吸収メカニズムはＮＯｘ  の吸収メカニズムと同じであると考えられる。
【００５５】
即ち、ＮＯｘ  の吸収メカニズムを説明したときと同様に担体上に白金ＰｔおよびバリウムＢａを担持させた場合を例にとって説明すると、前述したように流入排気ガスの空燃比がリーンのときには酸素Ｏ２  がＯ２  −  又はＯ２−の形で白金Ｐｔの表面に付着しており、流入排気ガス中のＳＯ２  は白金Ｐｔの表面でＯ２  −  又はＯ２−と反応してＳＯ３  となる。次いで生成されたＳＯ３  の一部は白金Ｐｔ上で更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、硫酸イオンＳＯ４２−  の形で吸収剤内に拡散し、安定した硫酸塩ＢａＳＯ４  を生成する。
【００５６】
しかしながらこの硫酸塩ＢａＳＯ４  は安定していて分解しづらく、排気ガスの空燃比を単にリッチにしても硫酸塩ＢａＳＯ４  は分解されずにそのまま残る。従ってＮＯｘ  吸収剤２２内には時間が経過するにつれて硫酸塩ＢａＳＯ４  が増大することになり、斯くして時間が経過するにつれてＮＯｘ  吸収剤２２が吸収しうるＮＯｘ  量が低下することになる。
【００５７】
そこでこの実施例では排気ガス中のＳＯｘ  を捕獲してＮＯｘ  吸収剤２２にＳＯｘ  が流入しないようにするために第１の触媒２０として、排気ガスの空燃比がリーンであるときにＳＯｘ  を吸収し、触媒の温度が予め定められた温度よりも高くかつ排気ガスの空燃比が理論空燃比又はリッチになるとＳＯｘ  を放出する触媒が用いられている。
【００５８】
このような第１の触媒２０として三元触媒を用いることもできるし、又ＮＯｘ  吸収剤２２と同様なＳＯｘ  吸収能力を有する吸収剤を用いることもできる。この場合、第１の触媒２０の温度が一定温度、例えば６００℃以上になると第１の触媒２０内において硫酸塩ＢａＳＯ４  が分解し、斯くしてこのとき排気ガスの空燃比をリッチにすると第１の触媒２０からＳＯｘ  が放出されることになる。
【００５９】
そこで本発明による実施例では機関始動時に排気制御弁２４をほぼ全閉とし、副燃料Ｑａを噴射することによって第１の触媒２０の温度を６００℃以上まで上昇させ、次いで排気制御弁２４を全開し、主燃料Ｑｍをリーンの状態で燃焼せしめ、膨張行程中に副燃料Ｑａを噴射して燃焼室５内の平均空燃比、即ち排気ガスの空燃比がすこしばかりリッチとなるように空燃比センサ３５の出力信号に基づいて副燃料Ｑａの噴射量をフィードバック制御し、この間に第１の触媒２０からＳＯx を放出させるようにしている。
【００６０】
なお、第１の触媒２０からＳＯｘ  が放出されているときに放出されたＳＯｘ  がＮＯｘ  吸収剤２２内に流入しないようにする必要があり、そのために図１３に示されるように主通路３６に対し、ＮＯｘ  吸収剤２２を迂回する排気バイパス通路３７が併設され、ＮＯｘ  吸収剤２２上流の主通路３６内と排気バイパス通路３７内に夫々アクチュエータ２５ａ，２５ｂによって作動せしめられる排気制御弁２４ａ，２４ｂが配置されている。
【００６１】
即ち、この第３実施例では図１４に示されるように機関が始動されると両排気制御弁２４ａ，２４ｂがほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射される。このとき燃焼室５内における平均空燃比、即ち排気ガスの空燃比はリーンとなっており、大気中に排出される未燃ＨＣの量は極めて少量となっている。一方、両排気制御弁２４ａ，２４ｂがほぼ全閉せしめられ、副燃料Ｑａが噴射されると排気ガス温が高くなるために第１の触媒２０の温度Ｔ１が急速に上昇する。次いで第１の触媒２０の温度Ｔ１がほぼ６００℃に達すると排気制御弁２４ａが全閉せしめられると共に排気制御弁２４ｂが全開せしめられ、燃焼室５内における平均空燃比がすこしばかりリッチとなるように空燃比センサ３５の出力信号に基づいて副燃料Ｑａの噴射量がフィードバック制御される。副燃料Ｑａが噴射され、燃焼室５内における平均空燃比がすこしばかりリッチに維持されると酸化還元反応熱により三元触媒２０の温度Ｔ１は６００℃以上に維持され、斯くして第１の触媒２０からのＳＯｘ  の放出が開始される。
【００６２】
一方、このように燃焼室５内における平均空燃比がすこしばかりリッチに維持されると排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  が第１の触媒２０において浄化せしめられ、斯くして大気中に排出される未燃ＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘ  の量が大巾に低減せしめられる。なお、このとき排気ガスはＮＯｘ  吸収剤２２内に流入していないので図１４に示されるようにＮＯｘ  吸収剤２２の温度は低温のままである。
【００６３】
次いで第１の触媒２０からのＳＯｘ  の放出が完了したと判断されると図３に示される通常の運転状態に切換えられ、燃焼室５内における平均空燃比がリーンとされる。このとき排気制御弁２４ａが全開せしめられ、排気制御弁２４ｂが全閉せしめられる。従って排気ガスがＮＯｘ  吸収剤２２内に流入するようになり、斯くしてＮＯｘ  吸収剤２２の温度が上昇する。
【００６４】
なお、この実施例においても第１の触媒２０がほぼ６００℃を越えてからＳＯｘ  の放出を完了するまでの間、燃焼室５内の平均空燃比を理論空燃比に維持することもできる。
図１５は第３実施例を実行するための運転制御ルーチンを示している。
図１５を参照すると、まず初めにステップ３００において触媒の昇温処理等が完了したことを示す完了フラグがセットされているか否かが判別される。完了フラグがセットされていないときにはステップ３０１に進んで第１の触媒２０の温度Ｔ１が６００℃を越えたか否かが判別される。Ｔ１≦６００℃のときにはステップ３０２に進んで両排気制御弁２４ａ，２４ｂがほぼ全閉せしめられる。次いでステップ３０３では主燃料Ｑｍの噴射制御が行われ、次いでステップ３０４において副燃料Ｑａの噴射制御が行われる。
【００６５】
次いでステップ３０１においてＴ１＞６００℃になったと判断されたときにはステップ３０５に進んで排気制御弁２４ａが全閉せしめられると共に排気制御弁２４ｂが全開せしめられ、次いでステップ３０６では燃焼室５内における平均空燃比が理論空燃比又はわずかばかりリッチとなるように副燃料Ｑａの噴射量が制御される。次いでステップ３０７では第１の触媒２０からのＳＯｘ  の放出が完了したか否かが判別され、ＳＯｘ  の放出が完了したときにはステップ３０８に進んで完了フラグがセットされる。
【００６６】
完了フラグがセットされるとステップ３００からステップ３０９に進んで排気制御弁２４ａが全開せしめられ、排気制御弁２４ｂが全閉せしめられる。次いでステップ３１０では図３に示される通常の噴射制御が開始される。次いでステップ３１１ではＮＯｘ  吸収剤２２に吸収されているＮＯｘ  量が許容量を越えたときにＮＯｘ  吸収剤２２からＮＯｘ  を放出させるＮＯｘ  放出処理が行われる。
【００６７】
【発明の効果】
第１の触媒を熱劣化させることなく早期に活性化させることができる。
【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】噴射量、噴射時期および空燃比を示す図である。
【図４】ＮＯｘ  の吸放出作用を説明するための図である。
【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】第１実施例における空燃比等の変化を示すタイムチャートである。
【図１０】運転制御のためのフローチャートである。
【図１１】第２実施例における空燃比等の変化を示すタイムチャートである。
【図１２】運転制御の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】第３実施例における空燃比等の変化を示すタイムチャートである。
【図１５】運転制御のためのフローチャートである。
【符号の説明】
６…燃料噴射弁
２０…第１の触媒
２２…第２の触媒
２４…排気制御弁
【図１】
0003570306.tif 000002
【図２】
0003570306.tif 000003
【図３】
0003570306.tif 000004
【図４】
0003570306.tif 000005
【図５】
0003570306.tif 000006
【図６】
0003570306.tif 000007
【図７】
0003570306.tif 000008
【図８】
0003570306.tif 000009
【図９】
0003570306.tif 000010
【図１０】
0003570306.tif 000011
【図１１】
0003570306.tif 000012
【図１２】
0003570306.tif 000013
【図１３】
0003570306.tif 000014
【図１４】
0003570306.tif 000015
【図１５】
0003570306.tif 000016