(57)【要約】【課題】優れた排ガス浄化性能を運転状況に拘わらずに安定維持することができ、しかも、小排気量の二輪車等のエンジンに適用した場合にも、リッチバーンによる機敏な加速応答等を確保して、良好なドライバビリティを得ることができるエンジンの排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】  エンジン３の排ガス通路５中に配置された主として還元作用を目的とする第１触媒７と、この第１触媒７より下流側に配置された主として酸化作用を目的とする第２触媒９と、排ガス通路５の第１，第２触媒７，９の間に接続された第１の二次空気供給路１１と、第２触媒９より下流側に配置されたリニア空燃比センサ３３と、を備えるエンジン３の排ガス浄化装置３１において、リニア空燃比センサ３３の検出値に基づいてエンジン３への供給空燃比をフィードバック制御する。【選択図】        図１
2006220019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガス通路中に配置された主として還元作用を目的とする第１触媒と、
前記第１触媒より下流側に配置された主として酸化作用を目的とする第２触媒と、
前記排ガス通路の第１、第２触媒の間に接続された第１の二次空気供給路と、
前記第２触媒より下流側に配置された排気濃度センサと、を備えており、
前記排気濃度センサにてエンジンへの供給空燃比を制御することを特徴とするエンジン
の排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記第１の二次空気供給路が、前記第１、第２触媒の間にて第１触媒寄りに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記供給空燃比が、燃料供給量を増減することにより制御されることを特徴とする請求
項１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項４】
少なくとも前記第２触媒が、前記排ガス通路の下流端に取付けられたマフラー内に配置
されると共に、前記排気濃度センサが、前記マフラーに取付けられることを特徴とする請
求項１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項５】
前記排気濃度センサが、リニア空燃比センサ又は酸素センサであることを特徴とする請
求項１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項６】
前記第１触媒の上流側には、第２の二次空気供給路が接続されることを特徴とする請求
項１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項７】
前記第２の二次空気供給路には、二次空気供給を遮断可能な開閉弁が設けられているこ
とを特徴とする請求項６に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項８】
前記第２の二次空気供給路の導入口と前記第１触媒との間には、リニア空燃比センサが
配置されることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項９】
前記第１触媒の上流側には、リニア空燃比センサが配置されることを特徴とする請求項
１に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項１０】
エンジンの排ガス通路中に配置された主として還元作用を目的とする第１触媒と、
前記第１触媒より下流側に配置された主として酸化作用を目的とする第２触媒と、
前記排ガス通路の第１、第２触媒の間に接続された第１の二次空気供給路と、
前記第１触媒より上流側に配置されたリニア空燃比センサと、を備えており、
前記リニア空燃比センサだけでエンジンへの供給空燃比をリッチ領域内にて制御するこ
とを特徴とするエンジンの排ガス浄化装置。
【請求項１１】
前記第１の二次空気供給路が、前記第１、第２触媒の間にて第１触媒寄りに接続される
ことを特徴とする請求項１０に記載のエンジンの排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンから排出される排ガス中のＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣを浄化するように
したエンジンの排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの排ガス浄化装置として、図５に示す構成のものが提案されている
（例えば、特許文献１参照）。
ここに示したエンジンの排ガス浄化装置１は、エンジン６１の排気マニホールド６２に
接続されたフロント排気管６３と、その下流側のマフラー６５を備えた排気管６４との間
に、触媒コンバータ６６が装着されている。
【０００３】
触媒コンバータ６６は、ハウジング６７内部の上流側に配置された主として還元作用を
目的とする三元触媒（第１触媒）６８と、ハウジング６７内部の下流側に配置された主と
して酸化作用を目的とする酸化触媒（第２触媒）６９と、を備えている。この三元触媒６
８と酸化触媒６９との間の空間７０には、二次空気供給路７２の一端である二次空気供給
口７１が開口している。
前記二次空気供給路７２の他端には、リード弁装置８０が連結されている。リード弁装
置８０は、ハウジング８１内部にリード弁８２とその大気口８４側に空気エレメント８３
を備えている。
排気マニホールド６２に取付けられた酸素センサ９０は、排ガス中の酸素濃度を検出す
る。
【０００４】
そして、この種の排ガス浄化装置１は、酸素センサ９０が検出した排ガス中の酸素濃度
に基づいて求めた検出空燃比がストイキ（理論空燃比）となるようにエンジン６１への燃
料噴射量をフィードバック制御するとともに、上記三元触媒６８により排ガス中のＮＯx
を還元し、上記酸化触媒６９により排ガス中のＣＯ、ＴＨＣを酸化することで、排ガス中
のＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣを浄化している。
【０００５】
更に、エンジン６１の運転状態に応じて二次空気を空間７０に供給することで、例えば
理論空燃比よりも濃い排ガスが三元触媒６８を通過することでＣＯ、ＴＨＣが十分に浄化
されなかった場合にも、このＣＯ、ＴＨＣが十分に浄化されなかった排ガスと二次空気と
を混合して酸化雰囲気とすることで、酸化触媒６９により排ガス中のＣＯ、ＴＨＣが十分
に浄化された排ガスを排気管４からマフラー６５を経て大気へ放出することができる。
【０００６】
【特許文献１】実開昭５８−１５６１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述したエンジンの排ガス浄化装置１のように、排ガス通路の三元触媒６８
よりも上流側に配置した酸素センサ９０の検出値に基づいて、燃料供給装置がエンジン６
１への供給空燃比をフィードバック制御する方式では、三元触媒６８よりも下流に供給さ
れる二次空気量の変化に対応できない。
【０００８】
その為、ストイキ燃焼が維持できない運転条件のとき、例えば、暖機運転時や高速高負
荷運転時などのように燃料比率を増大させたリッチバーンが必要となるとき、或いは、中
高速低負荷運転時などのように燃料比率を低減させたリーンバーンが望ましいときなどは
、排ガス中のＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣの全てを十分に浄化することができず、優れた排ガス
浄化性能を運転状況に拘わらずに安定維持することができないという問題があった。
【０００９】
また、ストイキ運転を前提としたフィードバック制御の場合は、リッチバーンによる機
敏な加速応答等が損なわれ、小排気量の二輪車等のエンジンに適用した場合に、ドライバ
ビリティが著しく悪化してしまい、実用性に乏しいという問題もあった。
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、優れた排ガス浄化性能を運転
状況に拘わらずに安定維持することができ、しかも、小排気量の二輪車等のエンジンに適
用した場合にも、リッチバーンによる機敏な加速応答等を確保して、良好なドライバビリ
ティを得ることができるエンジンの排ガス浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、エンジンの排ガス通路中に配置された主として還元作用を目的と
する第１触媒と、前記第１触媒より下流側に配置された主として酸化作用を目的とする第
２触媒と、前記排ガス通路の第１、第２触媒の間に接続された第１の二次空気供給路と、
前記第２触媒より下流側に配置された排気濃度センサと、を備えており、前記排気濃度セ
ンサにてエンジンへの供給空燃比を制御することを特徴とするエンジンの排ガス浄化装置
により達成される。
【００１１】
上記構成のエンジンの排ガス浄化装置によれば、エンジンへの供給空燃比をフィードバ
ック制御するための排気濃度センサが、排ガス通路中の第１触媒より下流側に配置された
第２触媒よりも更に下流側に配置されており、第１触媒と第２触媒との間に供給される二
次空気量がエンジンや各触媒の温度状態に相応して変化した場合でも、その二次空気量の
変化を含めた排気濃度を検出することができる。
【００１２】
そこで、特に補正用のセンサ等を追加せずとも、第１触媒と第２触媒との間に供給され
る二次空気量の変化により変動する第２触媒の出口での排ガス成分を、予め装備している
排気濃度センサのみで正確に検出することができ、第１触媒よりも上流側で排気濃度の測
定を行っていた従来の排ガス浄化装置と比較すると、エンジンへの供給空燃比をより好ま
しい比率に高精度で制御することができる。
【００１３】
更に、排ガス通路の流路方向に離間して直列に配置された第１触媒と第２触媒との間に
二次空気が供給されるタイプの排ガス浄化装置では、エンジンへの供給混合気の空燃比が
ストイキ（約１４．６）よりリッチ側にずれた位置に、排ガスの３成分（ＮＯx、ＣＯ、
ＴＨＣ）が減少する排気成分減少領域が存在する。そして、この排気成分減少領域が第２
触媒より下流域で検出した排気濃度に基づいて求めた検出空燃比のストイキ領域に略一致
する。
【００１４】
そこで、上記排気濃度センサの検出値から求めた検出空燃比が、そのストイキ領域を含
んでリーン側となるように、第１の二次空気供給路から排ガス通路に供給する二次空気量
及びエンジンへの供給空燃比を制御することにより、エンジンに供給される実際の空燃比
はリッチ領域となって、暖機運転時や高速高負荷運転時などに必要となるリッチバーンを
実現できる。しかも、排ガスの３成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）はストイキ運転した場合
と同様の小量に抑止することができ、エンジンをストイキ運転した場合と同様に排ガスの
３成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）の全てを第１，第２触媒によって良好に浄化して、クリ
ーンな排気にすることができる。
【００１５】
即ち、エンジンをリッチバーンにしたときも、ストイキ燃焼の時と同様の排ガス浄化性
能を維持でき、運転状況に拘わらずに優れた排ガス浄化性能を安定維持することができる
。その結果、例えば小排気量の自動二輪車等のエンジンに適用した場合にも、リッチバー
ンによる機敏な加速応答等を確保して、良好なドライバビリティを得ることができる。
【００１６】
尚、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記第１の二次空気供給路が、前
記第１、第２触媒の間にて第１触媒寄りに接続されることが望ましい。
この構成によれば、第１触媒と第２触媒との間に供給された二次空気の一部が、排気の
脈動により第１触媒に一旦流入しながら下流の第２触媒を通過するので、第１触媒におい
ても流入した二次空気の一部によってＣＯ、ＴＨＣを酸化することができ、第１触媒を有
効に使うことができる。
【００１７】
また、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記供給空燃比が、燃料供給量
を増減することにより制御されることが望ましい。
この構成によれば、燃料供給量を増減する燃料噴射弁等の装置を比較的簡単に構成でき
、空気供給量を増減して供給空燃比を制御する場合に比べて供給量を制御し易い。
【００１８】
更に、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、少なくとも前記第２触媒が、前
記排ガス通路の下流端に取付けられたマフラー内に配置されると共に、前記排気濃度セン
サが、前記マフラーに取付けられることが望ましい。
この構成によれば、第１触媒より下流に配置されて活性化し難い第２触媒が、マフラー
内に配置されることで活性温度を維持し易くなるので、速やかに安定して排ガスを浄化す
ることができる。
【００１９】
また、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記排気濃度センサが、リニア
空燃比センサ又は酸素センサであることが望ましい。
この構成によれば、例えば排気濃度センサとして比較的安価な酸素センサを使用するこ
とで、排ガス浄化装置のコストを低減することができる。
【００２０】
一方、排気濃度センサとしてリニア空燃比センサを使用した場合には、センサが高価に
なる分、排ガス浄化装置のコストは増大するが、検出できる情報量が増える。例えば、燃
料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変化による検出値の変動、燃料の性状変
化等にも対応可能になる。このため、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年
変化及び燃料の性状変化等に左右されずにより正確に情報を検知して、エンジンへの供給
空燃比の制御精度や応答性を向上させることができる。
その結果、優れた排ガス浄化性能を安定維持して排ガス浄化性能の信頼性を向上させる
ことができると共に、エンジンへの供給空燃比を安定して目標通りに維持できることから
、エンジンの出力特性等の性能も安定化することができる。
【００２１】
また、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記第１触媒の上流側には、第
２の二次空気供給路が接続されることが望ましい。
この構成によれば、例えば、高速高負荷運転時などでエンジン出力を高めるためにエン
ジンへの供給空燃比をリッチ側に設定したとき、排ガス中のＣＯ量、ＴＨＣ量が多くなる
が、通常のストイキ運転時にはＮＯxの浄化を担う第１触媒の上流に第２の二次空気供給
路から二次空気が供給されることで、第１触媒の上流側も酸素過剰状態に保持することが
できる。これにより、第１，第２触媒の双方がＣＯ及びＴＨＣを酸化により浄化する酸化
触媒として機能するため、ＣＯ及びＴＨＣに対する浄化処理能力が向上し、浄化処理能力
の不足のためにＣＯ及びＴＨＣを含む排ガスが放出されてしまうことがない。
【００２２】
即ち、エンジンへの供給空燃比がリッチ側に設定されたときでも優れた浄化性能を発揮
でき、エンジンへの供給空燃比をリッチ側に設定することによるエンジン出力性能の増大
によって、高いドライバビリティを得ることもできる。更に、暖機運転のために、エンジ
ンへの供給空燃比がリッチ側に設定される場合も、第１触媒の上流に第２の二次空気供給
路から二次空気を供給することで、第１，第２触媒の双方を早期に活性化することができ
、暖機運転時の浄化性能を向上させることもできる。
【００２３】
また、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記第２の二次空気供給路には
、二次空気供給を遮断可能な開閉弁が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、例えば、エンジンの中高速低負荷運転時等には、開閉弁の作動によ
って第２の二次空気供給路からの二次空気供給を絶つようにすれば、第１触媒は当初に想
定していたＮＯxの浄化処理性能を適正に発揮でき、第１の二次空気供給路から二次空気
の供給を受ける第２触媒がＣＯ及びＴＨＣの浄化処理性能を発揮することで、排ガス中の
ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣの全てを良好に浄化することができる。
【００２４】
更に、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記第２の二次空気供給路の導
入口と前記第１触媒との間には、リニア空燃比センサが配置されることが望ましい。
この構成によれば、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変化による検出
値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能なリニア空燃比センサを第２の二次空気供給路
の導入口と第１触媒との間に配置した。これによって、第２の二次空気供給路からの二次
空気の供給量を加味した排気濃度を、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年
変化の影響や燃料の性状変化等に基づく補正を加えてより正確に検知することができる。
【００２５】
そこで、リニア空燃比センサの検出値が、第２の二次空気供給路からの二次空気供給の
オン・オフ制御や、第１の二次空気供給路からの二次空気供給量の制御およびエンジンへ
の供給空燃比の制御に活かされることで、それぞれの触媒の上流領域を、エンジンの運転
条件の変化に拘わらず常に、それぞれの触媒が効率よく浄化性能を発揮できる好適な雰囲
気下に維持することができる。即ち、リッチバーンやリーンバーンなどの運転条件も含め
た各種の運転条件で安定した排ガス浄化性能を得ることが可能になる。
【００２６】
また、上記構成のエンジンの排ガス浄化装置において、前記第１触媒の上流側には、リ
ニア空燃比センサが配置されることが望ましい。
この構成によれば、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変化による検出
値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能なリニア空燃比センサを第１触媒の上流側に配
置したことで、第２触媒の下流側に配置された排気濃度センサによるフィードバック制御
に、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年変化の影響や燃料の性状変化等に
基づく補正を加えることができる。これにより、エンジンへの供給空燃比をより正確に目
標通りに制御できるので、排ガス組成のばらつきを抑えて、第１触媒及び第２触媒による
排ガス浄化性能の信頼性を更に向上させることができる。
【００２７】
又、本発明の上記目的は、エンジンの排ガス通路中に配置された主として還元作用を目
的とする第１触媒と、前記第１触媒より下流側に配置された主として酸化作用を目的とす
る第２触媒と、前記排ガス通路の第１、第２触媒の間に接続された第１の二次空気供給路
と、前記第１触媒より上流側に配置されたリニア空燃比センサと、を備えており、前記リ
ニア空燃比センサだけでエンジンへの供給空燃比をリッチ領域内にて制御することを特徴
とするエンジンの排ガス浄化装置により達成される。
【００２８】
上記構成のエンジンの排ガス浄化装置によれば、燃料供給系を含めたエンジン個体のば
らつき、経年変化による検出値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能なリニア空燃比セ
ンサを第１触媒の上流側に配置した。そこで、酸素センサを使用した従来のものと比較す
ると、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年変化及び燃料の性状変化等に左
右されずにより正確に情報を検知し、エンジンへの供給空燃比のリッチ領域内での制御精
度や応答性を向上させることができ、排ガス浄化性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
上述した本発明のエンジンの排ガス浄化装置によれば、エンジンへの供給空燃比をフィ
ードバック制御するための排気濃度センサが、排ガス通路中の第１触媒より下流側に配置
された第２触媒よりも更に下流側に配置されており、第１触媒と第２触媒との間に供給さ
れる二次空気量がエンジンや各触媒の温度状態に相応して変化した場合でも、その二次空
気量の変化を含めた排気濃度を検出することができる。
【００３０】
そこで、特に補正用のセンサ等を追加せずとも、第１触媒と第２触媒との間に供給され
る二次空気量の変化により変動する第２触媒の出口での排ガス成分を、予め装備している
排気濃度センサのみで正確に検出することができる。また、第１触媒よりも上流側で排気
濃度の測定を行っていた従来の排ガス浄化装置と比較すると、エンジンへの供給空燃比を
より好ましい比率に高精度で制御することができる。
【００３１】
更に、上記排気濃度センサの検出値から求めた検出空燃比が、そのストイキ領域を含ん
でリーン側となるように、第１の二次空気供給路から排ガス通路に供給する二次空気量及
びエンジンへの供給空燃比を制御することにより、エンジンに供給される実際の空燃比は
リッチ領域となって、暖機運転時や高速高負荷運転時などに必要となるリッチバーンを実
現できる。しかも、排ガスの３成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）はストイキ運転した場合と
同様の小量に抑止することができ、エンジンをストイキ運転した場合と同様に排ガスの３
成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）の全てを第１，第２触媒によって良好に浄化して、クリー
ンな排気にすることができる。
【００３２】
従って、優れた排ガス浄化性能を運転状況に拘わらずに安定維持することができる。し
かも、小排気量の自動二輪車等のエンジンに適用した場合にも、リッチバーンによる機敏
な加速応答等を確保して、良好なドライバビリティを得ることができるエンジンの排ガス
浄化装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置を詳細
に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置３１の模式構成図であ
る。
【００３４】
本第１実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置３１は、図１に示すように、自動二輪
車に好適なエンジン３の排気ポートに接続された排ガス通路５と、この排ガス通路５中に
配置された主として還元作用を目的とする第１触媒７と、この第１触媒７より下流側に配
置された主として酸化作用を目的とする第２触媒９と、排ガス通路５の第１，第２触媒７
，９の間に接続された第１の二次空気供給路１１と、排ガス通路５の第２触媒９よりも下
流側に配置された排気濃度センサであるリニア空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）３３と、を
備えており、リニア空燃比センサ３３にてエンジン３への供給空燃比を制御する。
【００３５】
排ガス通路５の下流端は、消音用のマフラー１３内に開口している。本実施形態の場合
、第２触媒９がマフラー１３内に配置されると共に、リニア空燃比センサ３３が排ガス通
路５の下流端よりも下流となるマフラー１３内に装備されており、排ガス通路５の下流端
から排出される排ガスの空燃比（燃料と空気の混合比率）を検出する。
ここで、第１触媒７より下流に配置されて活性化し難い第２触媒９は、マフラー１３内
に配置されることで活性温度を維持し易くなるので、速やかに安定して排ガスを浄化する
ことができる。
【００３６】
エンジン３の吸気ポートには吸気通路１５が接続され、該吸気通路１５の開口端側には
エアクリーナー１７が接続されている。また、吸気通路１５の途中には、吸気通路１５を
通ってエンジン３の吸気ポートに供給される空気に燃料ガスを混合する燃料噴射弁等の燃
料供給装置１９が装備されている。
【００３７】
燃料供給装置１９は、エンジンの運転状態に応じた燃料がエンジン３に供給されるよう
に、エンジンコントロールユニット（制御ユニット）３５により燃料供給量が制御される
。
エンジンコントロールユニット３５は、リニア空燃比センサ３３の検出した排ガスの空
燃比に基づいて、エンジン３に供給される混合気が運転条件に合致した空燃比となるよう
に、燃料供給装置１９をフィードバック制御する。
尚、本実施形態における供給空燃比は、燃料供給装置１９により燃料供給量を増減する
ことにより制御されるので、装置を比較的簡単に構成することができ、空気供給量を増減
して供給空燃比を制御する場合に比べて供給量が制御し易い。
【００３８】
第１の二次空気供給路１１は、エアクリーナー１７で浄化された空気を、排ガス通路５
内の第１触媒７と第２触媒９との間の空間５ａに誘導する管路である。そして途中には、
逆止弁としてのリードバルブ２１が装備されており、排ガス通路５内を流れる排気の脈動
により作用する負圧を利用して、空間５ａに二次空気を供給する。
尚、本実施形態における第１の二次空気供給路１１は、第１、第２触媒７，９の間にて
第１触媒７寄りに接続されている。そこで、第１触媒７と第２触媒９との間に供給された
二次空気の一部が、排気の脈動により第１触媒７に一旦流入しながら下流の第２触媒９を
通過するので、第１触媒７においても流入した二次空気の一部によってＣＯ、ＴＨＣを酸
化することができ、第１触媒７を有効に使うことができる。
【００３９】
即ち、以上に説明した本第１実施形態の排ガス浄化装置３１でも、基本的には図５に示
した従来の排ガス浄化装置１と同様に、排ガス通路５中に配置された第１触媒７により排
ガス中のＮＯxを還元し、更に下流側に配置された第２触媒９により排ガス中のＣＯ、Ｔ
ＨＣを酸化することで、排ガス中のＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣを浄化する。
但し、本第１実施形態の排ガス浄化装置３１では、エンジン３への供給空燃比をフィー
ドバック制御するためのリニア空燃比センサ３３が、排ガス通路５中に配置された第１触
媒７より下流側に配置された第２触媒９よりも更に下流側に配置されており、第１触媒７
と第２触媒９との間の空間５ａに供給される二次空気量がエンジン３や各触媒７，９の温
度状態に相応して変化した場合でも、その二次空気量の変化を含めた排ガスの空燃比を検
出することができる。
【００４０】
そこで、上記排ガス浄化装置３１によれば、特に補正用のセンサ等を追加せずとも、第
１触媒７と第２触媒９との間の空間５ａに供給される二次空気量の変化により変動する第
２触媒９の出口での排ガス成分を、予め装備しているリニア空燃比センサ３３のみで正確
に検出することができる。三元触媒（第１触媒）６８よりも上流側で排ガス中の酸素濃度
を検出していた従来の排ガス浄化装置１と比較すると、エンジン３への供給空燃比をより
好ましい比率に高精度で制御することができる。
【００４１】
更に、排ガス通路５の流路方向に離間して直列に配置された第１触媒７と第２触媒９と
の間に二次空気が供給されるタイプの排ガス浄化装置では、図２に示すように、エンジン
３への供給混合気の空燃比がストイキ（約１４．６）よりリッチ側にずれた位置に、排ガ
スの３成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）が減少する排気成分減少領域Ｒが存在する。そして
、この排気成分減少領域Ｒが、第２触媒９より下流域で検出した検出空燃比のストイキ領
域に略一致する。
【００４２】
そこで、上記排ガス浄化装置３１のエンジンコントロールユニット３５は、リニア空燃
比センサ３３の検出値から求めた検出空燃比が、そのストイキ領域（即ち、排気成分減少
領域Ｒ）を含んでリーン側となるように、第１の二次空気供給路１１から排ガス通路５に
供給する二次空気量及びエンジン３への供給空燃比を制御する。これにより、エンジン３
に供給される実際の空燃比は図２にも示したようにリッチ領域となって、暖機運転時や高
速高負荷運転時などに必要となるリッチバーンを実現できる。しかも、排ガスの３成分（
ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）はストイキ運転した場合と同様の小量に抑止することができ、エ
ンジン３をストイキ運転した場合と同様に排ガスの３成分（ＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣ）の全
てを第１，第２触媒７，９によって良好に浄化して、クリーンな排気にすることができる
。
【００４３】
従って、上記排ガス浄化装置３１は、エンジン３をリッチバーンにしたときも、ストイ
キ燃焼の時と同様の排ガス浄化性能を維持でき、運転状況に拘わらずに優れた排ガス浄化
性能を安定維持することができる。しかも、小排気量の自動二輪車等のエンジンに適用し
た場合にも、リッチバーンによる機敏な加速応答等を確保して、良好なドライバビリティ
を得ることができる。
【００４４】
尚、上述した第１の二次空気供給路１１ではリードバルブ２１を装備しており、排ガス
通路５内の排ガスの脈動により、二次空気の供給を実現している。しかし、排ガスの脈動
を利用した二次空気の供給では、供給する二次空気量に変動が生じる。また、第１触媒７
と第２触媒９との間に設けられる空間（二次空気導入部）５ａの背圧が触媒の温度と共に
上昇して、供給される二次空気量が徐々に減少する現象が発生する。
【００４５】
そこで、第２触媒９より下流域の検出空燃比を上述したようにストイキ領域を含んでリ
ーン側に保持するためには、エンジン３の吸気通路１５に装備される燃料供給装置１９を
検出空燃比に基づいてフィードバック制御することが必要不可欠となる。
このフィードバック制御を容易にするには、図１中に一点鎖線で囲って図示したように
、リードバルブ２１の変わりに、吸気通路１５にエアポンプ３７を接続し、該エアポンプ
３７をエンジンコントロールユニット３５により動作制御する。これによって、第１触媒
７と第２触媒９との間の空間５ａへの二次空気供給を強制供給にすると良い。
【００４６】
このようにエアポンプ３７を使用した強制供給にすれば、排ガスの脈動による供給量の
変動を防止できる。また、触媒の温度上昇に起因した背圧上昇の影響も受けずに、第１触
媒７と第２触媒９との間の空間５ａに十分な二次空気量を導入できる。これにより、第２
触媒９より下流域の検出空燃比を容易にリーン側に保持可能になると同時に、検出空燃比
に基づいたフィードバック制御を簡易にすることができる。
【００４７】
また、上述した排ガス浄化装置３１においては、第２触媒９の下流側に配置する排気濃
度センサとしてリニア空燃比センサ３３を使用したので、酸素センサに比べて検出できる
情報量が増える。例えば、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変化による
検出値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能になる。このため、燃料供給系を含めたエ
ンジン個体のばらつきや経年変化及び燃料の性状変化等に左右されずにより正確に情報を
検知して、エンジン３への供給空燃比の制御精度や応答性を向上させることができる。
【００４８】
その結果、優れた排ガス浄化性能を安定維持して排ガス浄化性能の信頼性を向上させる
ことができると共に、エンジン３への供給空燃比を安定して目標通りに維持できることか
ら、エンジン３の出力特性等の性能も安定化することができる。
尚、排気濃度センサとしては、酸素センサを使用することも可能であり、この場合には
排ガス浄化装置のコストを低減することができる。
【００４９】
尚、上述した排ガス浄化装置３１において、第１触媒７の上流側にもリニア空燃比セン
サを配置して、エンジンコントロールユニット３５が該リニア空燃比センサの検出データ
に基づいてエンジン３への供給空燃比や第１の二次空気供給路１１から空間５ａへの二次
空気量を補正するようにしても良い。
【００５０】
この場合、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変化による検出値の変動
、燃料の性状変化等にも対応可能なリニア空燃比センサを第１触媒の上流側に配置したこ
とで、第２触媒９の下流側に配置されたリニア空燃比センサ３３によるフィードバック制
御に、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年変化の影響や燃料の性状変化等
に基づく補正を加えることができる。これにより、エンジン３への供給空燃比をより正確
に目標通りに制御できるので、排ガス組成のばらつきを抑えて、第１触媒７及び第２触媒
９による排ガス浄化性能の信頼性を更に向上させることができる。
【００５１】
図３は、本発明の第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置４１の模式構成図である。
本第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置４１は、図１に示した第１実施形態に
係る排ガス浄化装置３１に対して、排ガス通路５の第１触媒７の上流側に第２の二次空気
供給路４３が接続されると共に、該第２の二次空気供給路４３の導入口４３ａと第１触媒
７との間にリニア空燃比センサ４５が追加装備された点が異なっている。尚、第１実施形
態に係る排ガス浄化装置３１と共通する構成については、同符号を付して詳細な説明を省
略する。
【００５２】
本第２実施形態に係る第２の二次空気供給路４３は、エアクリーナー１７で浄化された
空気を、導入口４３ａから排ガス通路５内に誘導する管路である。第２の二次空気供給路
４３の途中には逆止弁としてのリードバルブ４７が装備されており、排ガス通路５内を流
れる排気の脈動により作用する負圧を利用して、排ガス通路５内に二次空気を供給する。
【００５３】
但し、第２の二次空気供給路４３のリードバルブ４７よりも上流側には、エンジンコン
トロールユニット３５からの制御信号に基づいて第２の二次空気供給路４３の流路を開閉
するオン・オフ弁（開閉弁）４９が装備されており、第２の二次空気供給路４３からの二
次空気供給を運転条件に応じて遮断できるようになっている。
【００５４】
そこで、上述した本第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置４１によれば、例え
ば、高速高負荷運転時などでエンジン出力を高めるためにエンジン３への供給空燃比をリ
ッチ側に設定したとき、排ガス中のＣＯ量、ＴＨＣ量が多くなるが、通常のストイキ運転
時にはＮＯxの浄化を担う第１触媒の上流に第２の二次空気供給路４３から二次空気が供
給されることで、第１触媒７の上流側も酸素過剰状態に保持することができる。これによ
り、第１，第２触媒７，９の双方がＣＯ及びＴＨＣを酸化により浄化する酸化触媒として
機能するため、ＣＯ及びＴＨＣに対する浄化処理能力が向上し、浄化処理能力の不足のた
めにＣＯ及びＴＨＣを含む排ガスが放出されてしまうことがない。
【００５５】
即ち、エンジン３への供給空燃比がリッチ側に設定されたときでも優れた浄化性能を発
揮でき、エンジン３への供給空燃比をリッチ側に設定することによるエンジン出力性能の
増大によって、高いドライバビリティを得ることもできる。更に、暖機運転のために、エ
ンジン３への供給空燃比がリッチ側に設定される場合も、第１触媒７の上流に第２の二次
空気供給路４３から二次空気を供給することで、第１，第２触媒７，９の双方を早期に活
性化することができ、暖機運転時の浄化性能を向上させることもできる。
【００５６】
尚、本第２実施形態に係る第２の二次空気供給路４３には、オン・オフ弁４９が装備さ
れているため、例えば、エンジン３の中高速低負荷運転時等には、オン・オフ弁４９の作
動によって第２の二次空気供給路４３からの二次空気供給を絶つようにすれば、第１触媒
７は当初に想定していたＮＯxの浄化処理性能を適正に発揮でき、第１の二次空気供給路
１１から二次空気の供給を受ける第２触媒９がＣＯ及びＴＨＣの浄化処理性能を発揮する
ことで、排ガス中のＮＯx、ＣＯ、ＴＨＣの全てを良好に浄化することができる。
【００５７】
また、本第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置４１では、燃料供給系を含めた
エンジン個体のばらつき、経年変化による検出値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能
なリニア空燃比センサ４５を第２の二次空気供給路４３の導入口４３ａと第１触媒７との
間に配置した。これによって、第２の二次空気供給路４３からの二次空気の供給量を加味
した検出空燃比を、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経年変化の影響や燃料
の性状変化等に基づく補正を加えてより正確に検知することができる。
【００５８】
そこで、リニア空燃比センサ４５の検出値が、第２の二次空気供給路４３からの二次空
気供給のオン・オフ制御や、第１の二次空気供給路１１からの二次空気供給量の制御およ
びエンジンへの供給空燃比の制御に活かされることで、それぞれの触媒の上流領域を、エ
ンジン３の運転条件の変化に拘わらず常に、第１，第２触媒７，９のそれぞれが効率よく
浄化性能を発揮できる好適な雰囲気下に維持することができる。その結果、リッチバーン
やリーンバーンなどの運転条件も含めた各種の運転条件で安定した排ガス浄化性能を得る
ことが可能になる。
【００５９】
図４は、本発明の３実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置５１の模式構成図である
。
本第３実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置５１は、図４に示すように、自動二輪
車に好適なエンジン３の排気ポートに接続された排ガス通路５と、この排ガス通路５中に
配置された主として還元作用を目的とする第１触媒７と、この第１触媒７より下流側に配
置された主として酸化作用を目的とする第２触媒９と、排ガス通路５の第１，第２触媒７
，９の間に接続された第１の二次空気供給路１１と、排ガス通路５の第１触媒７より上流
側に配置されたリニア空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）５３と、を備えており、リニア空燃
比センサ５３だけでエンジン３への供給空燃比をリッチ領域内にてフィードバック制御す
る。
【００６０】
この排ガス浄化装置５１の場合、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつき、経年変
化による検出値の変動、燃料の性状変化等にも対応可能なリニア空燃比センサ５３を第１
触媒７の上流側に配置した。そこで、酸素センサ９０を使用した従来の排ガス浄化装置１
と比較すると、排ガス浄化装置５１は、燃料供給系を含めたエンジン個体のばらつきや経
年変化及び燃料の性状変化等に左右されずにより正確に情報を検知し、エンジン３への供
給空燃比のリッチ領域内での制御精度や応答性を向上させることができ、排ガス浄化性能
を向上させることができる。
【００６１】
尚、以上に説明した本発明のエンジンの排ガス浄化装置３１，４１，５１は、エンジン
３の供給空燃比をリッチ側に設定した時でも、良好な排気浄化性能を発揮できる。また、
本発明のエンジンの排ガス浄化装置３１，４１，５１は、供給空燃比のリッチ化による高
出力化によって、機敏な加速応答等を確保することができるため、比較的小排気量の自動
二輪車に適用した場合に、特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置の模式構成図である。
【図２】排ガス通路の流路方向に離間して配置された第１触媒と第２触媒との間に二次空気が供給される排ガス浄化装置における空燃比と各排ガス特性との相関図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置の模式構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るエンジンの排ガス浄化装置の模式構成図である。
【図５】従来のエンジンの排ガス浄化装置の模式構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
３  エンジン
５  排ガス通路
５ａ  空間
７  第１触媒
９  第２触媒
１１  二次空気供給路
１３  マフラー
１５  吸気通路
１７  エアクリーナー
１９  燃料供給装置
２１  リードバルブ
３１  排ガス浄化装置
３３  リニア空燃比センサ（排気濃度センサ）
３５  エンジンコントロールユニット（制御ユニット）
【図１】
2006220019.tif 000003
【図２】
2006220019.tif 000004
【図３】
2006220019.tif 000005
【図４】
2006220019.tif 000006
【図５】
2006220019.tif 000007