(57)【要約】【課題】ＨＣを効率よく確実に浄化可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】排気通路に内燃機関の排気口からの排ガスが直接流入するよう設けられ、排ガス中のＨＣを吸着するとともに該吸着したＨＣを一定温度以上で放出する機能を有し、触媒機能を有しないＨＣトラップ（２０）と、ＨＣトラップの排気下流側に位置して設けられ、常温でＣＯを酸化し得る三元触媒（２２）と、三元触媒の排気上流側に酸素を供給する酸素供給手段（３０，３４）と、三元触媒の昇温が必要なとき、内燃機関の空燃比をリッチ空燃比化してＨＣとＣＯとを排気通路に排出するとともに、酸素供給手段により酸素を供給する昇温制御手段（４０）とを備えるようにした。【選択図】      図１
2004190549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に内燃機関の排気口からの排ガスが直接流入するよう設けられ、排ガス中のＨＣを吸着するとともに該吸着したＨＣを一定温度以上で放出する機能を有し、触媒機能を有しないＨＣトラップと、
前記ＨＣトラップの排気下流側に位置して設けられ、常温でＣＯを酸化し得る三元触媒と、
前記三元触媒の排気上流側に酸素を供給する酸素供給手段と、
前記三元触媒の昇温が必要なとき、内燃機関の空燃比をリッチ空燃比化するとともに、前記酸素供給手段により酸素を供給する昇温制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記酸素供給手段は、２次エア供給ポンプと、該２次エア供給ポンプを前記三元触媒の排気上流側の排気通路に連通させる２次エア供給通路とからなることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
内燃機関は２以上の多気筒からなり、
前記酸素供給手段は、前記多気筒のうちの一部気筒の空燃比をリーン空燃比化することにより前記三元触媒の排気上流側に酸素を供給することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記ＨＣトラップはβ型ゼオライトからなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか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係り、詳しくは、内燃機関の冷態始動時等においてＨＣ（炭化水素）を確実に浄化可能な排気浄化装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
一般に、エンジン（内燃機関）の排気通路には排ガス中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）を三元触媒を用いて浄化する排気浄化装置が設けられている。しかしながら、当該三元触媒は活性温度に達するまでは浄化性能を十分に発揮できず、三元触媒をエンジン本体に近接配置して早期活性化を図るようにしても、エンジンの冷態始動時等には排出されるＨＣを十分に浄化できないという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するため、エンジン本体に近接配置した三元触媒の下流側に、ＨＣを吸着するとともに該吸着したＨＣを一定温度で脱離する機能を有するＨＣトラップを設け、さらにＨＣトラップの下流側に、常温でもＣＯを酸化可能な低温活性型の三元触媒を設け、且つ、該三元触媒に酸素を供給する２次エアポンプを設け、該２次エアポンプからの酸素と排ガス中のＣＯとの酸化反応で昇温し活性化した三元触媒によって上記ＨＣトラップから脱離したＨＣを浄化する構成の装置が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
ＳＡＥ  Ｐａｐｅｒ  Ｎｏ．９８０４２１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献により提案される装置では、依然としてエンジン本体に近接して三元触媒（近接触媒）を備えており、このように近接触媒を設けると、筒内から排出されるＣＯの多くが当該近接触媒で酸化反応してしまい、ＣＯが下流側の低温活性型の三元触媒に十分に供給されず、低温活性型の三元触媒の活性化が不十分となって結果的にＨＣを十分に浄化できないという問題がある。
【０００６】
さらに、このような構成では、近接触媒の耐熱耐久性において不利であり、また近接触媒より上流側の排気圧が高くなってエンジンの出力性能が劣ることにもなり、全体として効率が悪く好ましいことではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、内燃機関の冷態始動時等においてＨＣを効率よく確実に浄化可能な内燃機関の排気浄化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】
上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の排気浄化装置では、排気通路に内燃機関の排気口からの排ガスが直接流入するよう設けられ、排ガス中のＨＣを吸着するとともに該吸着したＨＣを一定温度以上で放出する機能を有し、触媒機能を有しないＨＣトラップと、前記ＨＣトラップの排気下流側に位置して設けられ、常温でＣＯを酸化し得る三元触媒と、前記三元触媒の排気上流側に酸素を供給する酸素供給手段と、前記三元触媒の昇温が必要なとき、内燃機関の空燃比をリッチ空燃比化するとともに、前記酸素供給手段により酸素を供給する昇温制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
三元触媒として常温でＣＯを酸化し得る低温活性型の三元触媒を用いると、当該低温活性型の三元触媒では、排ガス中のＣＯの濃度が増大するにつれて触媒反応速度が増加し、常温でもＣＯの量が多くなるほどＣＯを酸化させることが可能である（上記非特許文献１参照）。
故に、昇温制御手段により、冷態始動時のように三元触媒の昇温が必要なときに、空燃比をリッチ空燃比化してＨＣとＣＯとを排気通路に排出してＣＯの濃度を高め、酸素供給手段により三元触媒の排気上流側に酸素を供給することで、ＨＣについては上流側のＨＣトラップに吸着される一方、ＣＯは酸素供給手段の酸素供給によって常温でも低温活性型の三元触媒によって良好に酸化反応し、三元触媒は当該酸化反応の反応熱で加熱昇温されて早期に活性温度（約２５０℃〜３５０℃）に到達する。特に、排気通路上に近接触媒を備えておらず、ＨＣトラップは触媒機能を有しておらず、内燃機関から排出されたＣＯは直接に三元触媒に供給されるため、ＣＯはその全てが三元触媒で酸化反応することになり、三元触媒は効率よく昇温する。
【０００９】
従って、ＨＣトラップに吸着されたＨＣは一定温度（約１５０℃）以上で脱離して下流の三元触媒に向け放出されることになるが、この時点で三元触媒は既に活性温度に達していることになり、脱離したＨＣが三元触媒によって確実に浄化される。
この場合、排気通路上に近接触媒を設けていないので、近接触媒の耐熱耐久性を心配する必要はなく、排気圧の上昇による内燃機関の出力低下もない。
【００１０】
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置では、前記酸素供給手段は、２次エア供給ポンプと、該２次エア供給ポンプを前記三元触媒の排気上流側の排気通路に連通させる２次エア供給通路とからなることを特徴としている。
このようにすれば、内燃機関の空燃比をリッチ空燃比化しても燃焼安定性を確保したまま三元触媒に酸素を確実に供給可能であり、内燃機関の燃焼不安定化を防止しながら効率よく三元触媒の早期活性化、ひいてはＨＣの浄化性能の向上を図ることが可能である。
【００１１】
また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関は２以上の多気筒からなり、前記酸素供給手段は、前記多気筒のうちの一部気筒の空燃比をリーン空燃比化することにより前記三元触媒の排気上流側に酸素を供給することを特徴としている。
このようにすれば、リーン空燃比化した一部気筒からは多量の酸素が排出される一方、リッチ空燃比化された残部気筒からはＨＣとＣＯとが排出され、簡単な構成にして容易且つ確実にＣＯとともに酸素を三元触媒に供給可能であり、効率よく三元触媒の早期活性化、ひいてはＨＣの浄化性能の向上を図ることが可能である。
【００１２】
好ましくは、一部気筒の燃料噴射を中止し、一部気筒からポンピングによって吸入空気を排出するのがよく、これにより一層容易にして確実にＣＯとともに酸素を三元触媒に供給可能である。
また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置では、前記ＨＣトラップはβ型ゼオライトからなることを特徴としている。
【００１３】
即ち、β型ゼオライトは特にＨＣ吸着能力が高く、三元触媒が活性化するまでＨＣをＨＣトラップに十分に保持でき、ＨＣの浄化性能がより一層向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施形態を実施例に基づき添付図面を参照しながら説明する。
先ず、第１実施例について説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下同図に基づき第１実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を説明する。
【００１５】
内燃機関（以下、単にエンジンという）１としては、吸気管噴射型の火花点火式ガソリンエンジンが採用される。吸気管噴射型の火花点火式ガソリンエンジンは公知であるため、構成の詳細についてはここでは説明を省略する。
エンジン１のシリンダヘッドには、各気筒毎に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。また、シリンダヘッドには、各気筒毎に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。
【００１６】
排気マニホールド１２には排気管（排気通路）１４が接続されており、この排気管１４には、車両の床下に位置してＨＣトラップ２０が介装され、該ＨＣトラップ２０の下流に位置して低温活性型の三元触媒２２が介装されている。
ＨＣトラップ２０は、多数のセルからなる多孔質モノリス型のコージライト担体を有し、各セルは例えば断面四角形状に形成されている。
【００１７】
ＨＣトラップ２０のコージライト担体の表面には、β型ゼオライトを主成分とするＨＣ吸着材が形成されている。β型ゼオライトは、ＨＣ、特にオレフィン系ＨＣを吸着し、温度が上昇して一定温度（約１５０℃）に達すると当該吸着したＨＣを脱離させ放出する機能を有している。そして、β型ゼオライトは、細孔径が７．６〜７．８Åと他のゼオライト（ＭＦＩ型、Ｙ型等）よりも大きく吸着量が多く、脱離開始温度が高く（約１５０℃）、脱離終了温度も高く、高温域でのＨＣ脱離割合が高いという特性を有している。つまり、ＨＣトラップ２０のＨＣ吸着材としてβ型ゼオライトを使用することで、ＨＣ吸着能力を高め、できるだけ高温域までＨＣを吸着保持することが可能である。
【００１８】
なお、ＨＣトラップ２０には触媒層が形成されておらず、当該ＨＣトラップ２０ではＣＯ、ＮＯｘは浄化されることはない。
また、本実施形態では、上述のようなＨＣトラップを用いるようにしているが、排ガス中のＨＣを吸着するとともに吸着したＨＣを一定温度以上で放出する機能を有し、触媒機能を有しないＨＣトラップであれば、上記以外のＨＣトラップであってもよい。
【００１９】
三元触媒２２は、常温でもＣＯを酸化可能な低温活性型の三元触媒であり、やはり多数のセルからなる多孔質モノリス型のコージライト担体２３を有し、各セルは例えば断面四角形状に形成されている。詳しくは、三元触媒２２は、通常の三元触媒と同様に貴金属として白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）及びパラジウム（Ｐｄ）の少なくともいずれか一つを含み、排気空燃比が理論空燃比（ストイキオ）近傍にあるときにＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの３成分を良好に浄化可能であることに加え、上述したように、排ガス中のＣＯの濃度が増大するにつれて触媒反応速度が増加する性質を有し、常温のような低温であってもＣＯの量が多くなるほどＣＯを酸化させることが可能に構成されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、上述のような三元触媒を用いるようにしているが、常温でＣＯを酸化し得る三元触媒であれば、上記以外の三元触媒であってもよい。
三元触媒２２の直上流部分からは分岐して２次エア通路３０が延びており、２次エア通路３０はチェックバルブ３１、エアフィルタ３２を介して２次エアポンプ（酸素供給手段）３４の吐出口に接続されている。つまり、２次エアポンプ３４が作動すると、三元触媒２２の上流部分に２次エアポンプ３４の作動量に応じた量の空気が供給され、排ガスとともに酸素が三元触媒２２に流入する。
【００２１】
また、排気管１４には、ＨＣトラップ２０に流入する排ガスに含まれる酸素濃度を検出することで排気空燃比を検出するリニア空燃比センサ１６が設けられており、三元触媒２２には三元触媒２２の温度、即ち触媒温度Ｔｃａｔを検出する温度センサ２８が設けられている。
さらに、入出力装置、メモリ、ＣＰＵ等を備えたＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４０により、エンジン１や本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
【００２２】
ＥＣＵ４０の入力側には、上述したリニア空燃比センサ１６、温度センサ２８等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力する。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、エンジン１の燃料噴射弁や点火コイル（共に図示せず）、上記２次エアポンプ３４等の各種デバイス類が接続されており、燃料噴射弁や点火コイルには、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された目標空燃比に応じた燃料噴射量、点火時期等の最適制御信号がそれぞれ出力され、２次エアポンプ３４には、各種センサ類からの検出情報に基づきポンプ作動量、ポンプ作動時期等の最適制御信号が出力される。
【００２３】
以下、上記のように構成された本発明の第１実施例に係る排気浄化装置の作用を説明する。
図２を参照すると、第１実施例に係る触媒昇温制御（昇温制御手段）の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
【００２４】
ステップＳ１０では、排気系が冷態にあるか否かを判別する。具体的には、エンジン１の冷態始動時において、例えば温度センサ２８により検出される三元触媒２２の触媒温度Ｔｃａｔが所定の低温以下であり、三元触媒２２の昇温が必要であるか否かを判別する。なお、触媒温度Ｔｃａｔに代えて、エンジン１の冷却水温、油温或いは排ガス温度等に基づき判別するようにしてもよい。
【００２５】
ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）で排気系が冷態にないと判定された場合には、昇温制御を行うことなく当該ルーチンを抜け、一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気系が冷態にあると判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、エンジン１の目標空燃比をリッチ空燃比（例えば、値１０〜１２）に設定する。つまり、目標空燃比をリッチ空燃比化することにより、排気管１４へのＨＣやＣＯの排出量を増加させる。
【００２６】
ステップＳ１４では、リッチ空燃比化と同時に２次エアポンプ３４を作動させる。つまり、２次エアポンプ３４を作動させることで、三元触媒２２に酸素を供給する。この際、酸素の供給量については、目標空燃比（例えば、値１０〜１２）に応じて、例えば三元触媒２２下流の空燃比が所定値（例えば、値１５〜１７）となるように設定し、該供給量を確保すべく２次エアポンプ３４の作動を制御する。
【００２７】
このように、目標空燃比のリッチ空燃比化によりＨＣやＣＯの排出量を増加させ、三元触媒２２への酸素供給を行うと、ＨＣについてはＨＣトラップ２０に吸着され、一方、ＣＯについては、触媒層を有しないＨＣトラップ２０を浄化されることなく通過してエンジン１から直接に三元触媒２２に到達し、またＣＯ濃度が増大することにより、常温であっても三元触媒２２において酸化反応速度が増加して良好に酸化される。そして、このように三元触媒２２においてＣＯが酸化すると、反応熱で三元触媒２２の温度が急速に上昇し、三元触媒２２は早期に昇温する。これにより、三元触媒２２の温度Ｔｃａｔが容易に活性温度（約２５０℃〜３５０℃）に到達することになり、三元触媒２２の早期活性化が図られる。
【００２８】
ステップＳ１６では、三元触媒２２の温度Ｔｃａｔが活性温度下限値Ｔ１（例えば、約２５０℃）に達した（Ｔｃａｔ＞Ｔ１）か否かを判別する。なお、排ガス温度から三元触媒２２の温度を推定するようにしてもよい。判別結果が偽（Ｎｏ）で触媒温度Ｔｃａｔが未だ活性温度下限値Ｔ１に満たない場合には、ステップＳ１２及びステップＳ１４においてリッチ空燃比化と酸素供給とを継続する。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、触媒温度Ｔｃａｔが活性温度下限値Ｔ１に達したと判定された場合には、ステップＳ１８に進む。
【００２９】
ステップＳ１８では、三元触媒２２が活性化したことを受けて、リッチ空燃比化していた目標空燃比を通常の空燃比設定に戻す。そして、ステップＳ２０において、２次エアポンプ３４の作動を停止して酸素供給を終了する。
このように昇温制御を行っている間、一方において、エンジン１の暖機が進み、排ガス温度が上昇してＨＣトラップ２０の温度も徐々に上昇する。そして、ＨＣトラップ２０の温度が上昇すると、ＨＣトラップ２０に吸着されたＨＣは、上述したようにＨＣトラップ２０が一定温度（約１５０℃）に達すると脱離を開始し、ＨＣトラップ２０から放出された当該ＨＣは、下流側の三元触媒２２に流入することになる。
【００３０】
ところが、三元触媒２２は、上述したように昇温制御によって急速に昇温することになるため、ＨＣトラップ２０からＨＣが脱離を開始した時点では三元触媒２２は既に活性化しており、ＨＣトラップ２０から放出され三元触媒２２に流入するＨＣは三元触媒２２によって確実に浄化処理される。
これにより、エンジン１の冷態始動時であっても、エンジン１から排出されるＨＣが効率よく確実に浄化され、ＨＣの浄化性能が向上する。なお、ＣＯやＮＯｘに関しても、ＣＯについては常温から低温活性型の三元触媒２２で良好に酸化処理され、ＮＯｘについては三元触媒２２の早期活性化で良好に浄化されるため、エンジン１の冷態始動時における排気浄化効率は全体的に向上することになる。
【００３１】
また、このように低温活性型の三元触媒２２を床下に設けるようにすると、別途三元触媒をエンジン１に近接触媒として設ける必要がないので、当該近接触媒の耐熱耐久性を心配しなくてもよくなり、排気圧の上昇によるエンジン１の出力低下が防止される。
また、このように２次エアポンプ３４を用いて酸素供給を外部から行うようにすると、目標空燃比をリッチ空燃比化しても燃焼安定性を確保したまま三元触媒２２に酸素を確実に供給するようにでき、エンジン１の燃焼不安定化を防止しながら三元触媒２２の早期活性化を図り、ＨＣの浄化性能の向上を図ることができるという利点がある。
【００３２】
なお、当該第１実施例では、三元触媒２２の直上流に空気を供給するようにしたが、ＨＣの吸着性能に影響を与えない範囲でＨＣトラップ２０の上流に空気を供給するようにしてもよい。このようにＨＣトラップ２０の上流で空気を供給するようにすると、外気である空気は排ガスよりも低温であるため、ＨＣトラップ２０の昇温が抑制され、ＨＣトラップ２０からのＨＣの脱離を遅延させることができるという効果が得られる。
【００３３】
次に、第２実施例について説明する。
図３を参照すると、車両に搭載された本発明の第２実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下同図に基づき第２実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を説明する。なお、基本的には上記第１実施例における構成と同じであり、ここでは第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００３４】
当該第２実施例では、上記第１実施例と同様に、エンジン１として吸気管噴射型の火花点火式ガソリンエンジンが採用されるが、ここでは、特に多気筒エンジン（例えば、４気筒エンジン）に限定される。
つまり、エンジン１のシリンダヘッドには、多気筒の各気筒毎に吸気ポートと排気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ分岐して接続されているともに、排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ分岐して接続されている。
【００３５】
詳しくは、ここでは、全気筒を２つの気筒群に分け、同図に示すように、排気マニホールド１２の分岐管のうち一部気筒（例えば、４気筒エンジンの２気筒）からなる気筒群に対応する分岐管が分岐管群１２ａとして纏められ、残部気筒（上記以外の２気筒）からなる気筒群に対応する分岐管が分岐管群１２ｂとして纏められている。
【００３６】
そして、第２実施例では、第１実施例と異なり、２次エア通路３０、チェックバルブ３１、エアフィルタ３２及び２次エアポンプ３４が存在していない。
一方、第２実施例では、ＥＣＵ４０は、各種センサ類からの検出情報に基づき、目標空燃比（燃料噴射量）を上記２つの気筒群毎に設定可能に構成されており、例えば、一部気筒からなる気筒群について目標空燃比をリーン空燃比とし、残部気筒からなる気筒群について目標空燃比をリッチ空燃比とすることや、或いは、一部気筒からなる気筒群については燃料噴射を中止して燃料噴射量をゼロとし、残部気筒からなる気筒群については目標空燃比をリッチ空燃比とすることが可能である。
【００３７】
以下、このように構成された本発明の第２実施例に係る排気浄化装置の作用を説明する。
図４を参照すると、第２実施例に係る触媒昇温制御（昇温制御手段）の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。なお、ここでは上記第１実施例における図２と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
ステップＳ１０における判別結果が真（Ｙｅｓ）で、排気系が冷態にあると判定された場合には、次にステップＳ１２’に進む。
ステップＳ１２’では、一部気筒からなる気筒群について目標空燃比をリーン空燃比とする。或いは、一部気筒からなる気筒群については燃料噴射を中止して燃料噴射量をゼロとし、ピストンによるポンピングのみを実施する。そして、ステップＳ１４’において、残部気筒からなる気筒群について目標空燃比をリッチ空燃比とする。
【００３９】
つまり、当該第２実施例では、一部気筒からなる気筒群に対応する分岐管群１２ａを経て排出される排ガス中には酸素が多く含まれるようにし、残部気筒からなる気筒群に対応する分岐管群１２ｂを経て排出される排ガス中にのみＨＣ、ＣＯが多く含まれるようにする。特に、一部気筒からなる気筒群についてポンピングのみを実施すると、排ガス中にはより一層多くの酸素を含ませることが可能である。
【００４０】
このようにすると、簡単な構成にして、排気管１４内にはＨＣ、ＣＯとともに酸素が良好に混在することになり、ＨＣについてはＨＣトラップ２０に吸着され、一方、ＣＯについては、触媒層を有しないＨＣトラップ２０を浄化されることなく通過してエンジン１から直接に三元触媒２２に到達し、またＣＯ濃度が増大することにより、上記同様に、常温であっても三元触媒２２において酸化反応速度が増加して良好に酸化される。そして、ＣＯの酸化反応熱で三元触媒２２の温度が急速に上昇し、上記同様に、三元触媒２２の温度Ｔｃａｔが容易に活性温度（約２５０℃〜３５０℃）に到達し、三元触媒２２の早期活性化が図られる。
【００４１】
ステップＳ１６の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、触媒温度Ｔｃａｔが活性温度下限値Ｔ１に達したと判定された場合には、ステップＳ１８’に進む。
ステップＳ１８’では、三元触媒２２が活性化したことを受けて、一部気筒でリーン空燃比化または燃料噴射を中止していた目標空燃比、及び、残部気筒でリッチ空燃比化していた目標空燃比を通常の空燃比設定に戻す。
【００４２】
これにより、上記第１実施例と同様、第２実施例においても、ＨＣトラップ２０が一定温度（約１５０℃）に達してＨＣの脱離を開始した時点では三元触媒２２は既に活性化していることになり、ＨＣトラップ２０から放出され三元触媒２２に流入するＨＣは三元触媒２２によって確実に浄化処理される。
従って、エンジン１の冷態始動時であっても、エンジン１から排出されるＨＣが効率よく確実に浄化され、ＣＯやＮＯｘの浄化性能とともにＨＣの浄化性能が向上する。
【００４３】
つまり、当該第２実施例では、一部気筒でリーン空燃比運転を行い、或いは燃料噴射を中止しポンピングのみを実施して三元触媒２２に酸素供給を行うことで、簡単な構成にして容易且つ確実にＣＯと酸素とを三元触媒２２に供給するようにでき、簡便にして効率よく三元触媒２２の早期活性化を図り、ＨＣの浄化性能の向上を図ることができる。
【００４４】
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限るものではない。
例えば、上記実施形態では、特にエンジン１の冷態始動時を例に説明したが、本発明は当該冷態始動時の実施に限られるものではなく、エンジン１の通常運転中であっても、三元触媒２２の活性状態になく昇温が必要なときにはいつでも上記触媒昇温制御を実施するようにするのがよい。これにより、常に上記同様の効果が得られ、排気浄化効率がさらに向上する。
【００４５】
また、上記実施形態では、エンジン１が吸気管噴射型ガソリンエンジンである場合を例に説明したが、エンジン１は筒内噴射型ガソリンエンジンであってもよいしディーゼルエンジンであってもよい。この場合、酸素供給手段として、圧縮行程でリーン空燃比相当の燃料噴射を行った後、膨張行程以降で燃料を再度噴射（副噴射）する２段噴射を行うことで排気管１４内にＨＣ、ＣＯとともに酸素を排出することも可能であり、このようにしても簡便にして効率よく三元触媒２２の早期活性化を図ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、ＨＣトラップの下流側に三元触媒として常温でＣＯを酸化し得る低温活性型の三元触媒を設けるようにしたので、冷態始動時のように三元触媒の昇温が必要なとき、空燃比をリッチ空燃比化してＨＣとＣＯとを排気通路に排出してＣＯの濃度を高め、酸素供給手段により三元触媒の排気上流側に酸素を供給することにより、ＨＣについては上流側のＨＣトラップに吸着させる一方、ＣＯについては常温でありながら低温活性型の三元触媒によって良好に酸化反応させるようにでき、三元触媒を当該酸化反応の反応熱で加熱昇温させて早期に活性温度（約２５０℃〜３５０℃）に到達させることができる。この際、排気通路上に近接触媒を備えておらず、ＨＣトラップは触媒機能を有しておらず、内燃機関から排出されたＣＯは直接に三元触媒に供給されるので、排出されるＣＯの全てを三元触媒で酸化反応させるようにでき、近接触媒を設けることによる出力低下等の不都合もなく、三元触媒を効率よく昇温させることができる。
【００４７】
従って、ＨＣトラップから吸着されたＨＣが一定温度（約１５０℃）以上で脱離されて下流の三元触媒に向け放出されても、この時点において三元触媒を活性状態にしておくことができ、ＨＣを三元触媒によって確実に浄化させることができる。
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、酸素供給手段として２次エア供給ポンプを用いるようにしたので、内燃機関の空燃比をリッチ空燃比化しても燃焼安定性を確保したまま三元触媒に酸素を確実に供給するようにでき、内燃機関の燃焼不安定化を防止しながら効率よく三元触媒の早期活性化、ひいてはＨＣの浄化性能の向上を図ることができる。
【００４８】
また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置によれば、多気筒のうちの一部気筒の空燃比をリーン空燃比化することにより三元触媒の排気上流側に酸素を供給するようにしたので、リーン空燃比化した一部気筒からは多量の酸素を排出できる一方、リッチ空燃比化された残部気筒からはＨＣとＣＯとを排出でき、簡単な構成にして容易且つ確実にＣＯとともに酸素を三元触媒に供給するようにでき、効率よく三元触媒の早期活性化、ひいてはＨＣの浄化性能の向上を図ることができる。
【００４９】
この場合、一部気筒の燃料噴射を中止し、一部気筒からポンピングによって吸入空気を排出することで、より一層容易にして確実にＣＯとともに酸素を三元触媒に供給するようにできる。
また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置によれば、ＨＣトラップはＨＣ吸着能力の高いβ型ゼオライトからなるようにしたので、三元触媒が活性化するまでＨＣをＨＣトラップに十分に保持でき、ＨＣの浄化性能をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に搭載された本発明の第１実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】第１実施例に係る触媒昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】車両に搭載された本発明の第２実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図４】第２実施例に係る触媒昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
１４  排気管
１６  リニア空燃比センサ
２０  ＨＣトラップ
２２  三元触媒（低温活性型）
２８  温度センサ
３０  ２次エア通路（酸素供給手段）
３４  ２次エアポンプ（酸素供給手段）
４０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
【図１】
2004190549.tif 000003
【図２】
2004190549.tif 000004
【図３】
2004190549.tif 000005
【図４】
2004190549.tif 000006