(57)【要約】【課題】第１触媒下流側の排気の雰囲気中にＨＣが存在しないこととなっても、第２触媒にＮＯｘ還元に必要なＨＣを供給してテールパイプ出口でのＮＯｘ浄化率の悪化を防止するようにした装置を提供する。【解決手段】蒸発燃料処理装置（２２）を有し、排気通路（４）の上流側より三元触媒である第１触媒（７）と、三元触媒またはＮＯｘとラップ触媒である第２触媒（８）とを直列配置し、第１触媒（７）の上流側に第１空燃比センサ（１６）を、第１触媒（７）と第２触媒（８）との間に第２空燃比センサ（１７）を備えると共に、第１空燃比センサ（１６）の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う処理手順と、この空燃比フィードバック制御中に第２空燃比センサ（１７）の出力がリーン状態にある場合に、蒸発燃料処理装置（２２）に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として第２触媒（８）に供給する処理手順（Ｓ９、Ｓ１１）とを備える。【選択図】図３
2007016615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発燃料処理装置を有し、
排気通路の上流側より三元触媒である第１触媒と、三元触媒またはＮＯｘとラップ触媒である第２触媒とを直列配置し、
前記第１触媒の上流側に第１空燃比センサを、前記第１触媒と第２触媒との間に第２空燃比センサを備え、
前記第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御処理手順と、
この空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサの出力がリーン状態にある場合に、前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給する還元剤供給処理手順と
を含むことを特徴とするエンジンの排気浄化方法。
【請求項２】
前記第２触媒の下流側に第３空燃比センサを備え、
前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給している状態でこの第３空燃比センサの出力がリッチ状態になったとき、この蒸発燃料の第２触媒への供給を中止する還元剤供給中止処理手順を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化方法。
【請求項３】
蒸発燃料処理装置を有し、
排気通路の上流側より三元触媒である第１触媒と、三元触媒またはＮＯｘとラップ触媒である第２触媒とを直列配置し、
前記第１触媒の上流側に第１空燃比センサを、前記第１触媒と第２触媒との間に第２空燃比センサを備えると共に、
前記第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
この空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサの出力がリーン状態にある場合に、前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給する還元剤供給手段と
を備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記第２触媒の下流側に第３空燃比センサを備え、
前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給している状態でこの第３空燃比センサの出力がリッチ状態になったとき、この蒸発燃料の第２触媒への供給を中止する
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
前記蒸発燃料処理装置が、
燃料タンクで蒸発した燃料を導いて蓄えるキャニスタと、
このキャニスタとスロットル弁下流の吸気通路とを連通するパージ通路と、
このパージ通路に介装される常閉の第１パージバルブと、
低負荷状態でこの第１パージバルブを開く開弁手段と
を備える場合に、
前記還元剤供給手段は、
前記パージ通路から分岐し、前記第１触媒と前記第２触媒の間の排気通路に連通するバイパス通路と、
このバイパス通路に介装される第２パージバルブと、
同じくこのバイパス通路に介装される圧送ポンプと、
空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサ出力がリーン状態にある場合に、前記第２パージバルブを開くと共に前記圧送ポンプを作動させる手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの排気浄化方法及びエンジンの排気浄化装置、特に蒸発燃料処理装置を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンにおいて、排気の温度が低いときにＰＭ（パティキュレート）を付着させる上流側触媒と、下流側触媒（ＮＯｘトラップ触媒）とを排気通路に有し、２つの触媒の間の排気通路に連通する中空通路と、この中空通路にＨＣを供給するＨＣ供給装置と、ＨＣ供給装置からのＨＣ供給量を調整するための駆動ポンプとを備え、排気温度が第１の温度域にある場合に、バンドヒータにより上流側触媒を加熱し、上流側触媒に付着しているＰＭを脱離させ、この脱離ＰＭを下流側触媒にてＮＯｘ還元剤として利用し、排気温度が第１の温度域より高い第２の温度域になると、駆動ポンプを働かせてＨＣ供給装置からのＨＣを中空通路に導き、このＨＣを還元剤として用いて下流側触媒にトラップされているＮＯｘを還元浄化するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−４７０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ガソリンエンジンに用いられる三元触媒は、排気の空燃比が理論空燃比の近傍で有害三成分であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に効率よく浄化できるのであるが、三元触媒が活性化するまでは三元触媒が働かないため、排気通路のうち、排気マニフォルドの集合部に比較的小容量の三元触媒を第１触媒として、また下流側の位置である車両の床下に比較的大容量の三元触媒を第２触媒として配置し、エンジンの冷間始動時にはまず小容量の第１触媒を早期に活性化させ、その後に第２触媒を活性化することで、排気性能を高めるようにしている。
【０００４】
この場合に、近年の排気規制の強化に伴い、第１触媒の排気性能を高めた結果、冷間始動時を除き、ＨＣが第１触媒でほとんど無害のガス（ＣＯ2）と水（Ｈ2Ｏ）に転換されるまでになっており、このため、第１触媒下流側の雰囲気にＨＣが存在しないこととなる。そして、第１触媒下流側の雰囲気にＨＣが存在しないと、第２触媒の雰囲気中にもＨＣが存在しないこととなり、テールパイプ出口でのＮＯｘ浄化率が低下することが新たに判明した。これは、第１触媒下流側の排気の雰囲気中にＨＣが存在しないことは、第１触媒により還元浄化されないＮＯｘが第１触媒下流側へ排出されることを意味し、第１触媒より排出されてくるこのＮＯｘが、第１触媒の下流側に位置する第２触媒へと流れるのであるが、ＨＣの存在しない雰囲気では第２触媒においてもこの流れてきたＮＯｘを還元浄化できず、そのまま第２触媒下流側へと排出され、最終的にテールパイプより大気へと排出されてしまうためである。
【０００５】
そこで、上記の特許文献１の技術を適用して、第２触媒に還元剤としてのＨＣを供給することで、テールパイプ出口でのＮＯｘ浄化率の低下を防止することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術はディーゼルエンジンの排気通路に設けたＮＯｘ触媒のＮＯｘを脱離還元する技術であり、排気温度に基づいてＮＯｘ触媒にＨＣを供給するか否かを判定しているので、特許文献１の技術をそのまま適用できない。すなわち、排気温度に基づいては、第１触媒下流側の排気の雰囲気がリーン状態であるか否かを判定することはできない。
【０００７】
そこで本発明は、第１触媒下流側の排気の雰囲気中にＨＣが存在しないこととなっても、第２触媒にＮＯｘ還元に必要なＨＣを供給してテールパイプ出口でのＮＯｘ浄化率の悪化を防止するようにした装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、蒸発燃料処理装置を有し、排気通路の上流側より三元触媒である第１触媒と、三元触媒またはＮＯｘとラップ触媒である第２触媒とを直列配置し、前記第１触媒の上流側に第１空燃比センサを、前記第１触媒と第２触媒との間に第２空燃比センサを備えると共に、前記第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行い、この空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサの出力がリーン状態にある場合に、前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給するように構成している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、空燃比フィードバック制御中に第２空燃比センサの出力がリーン状態にある場合に、蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として第２触媒に供給するので、第１触媒により還元浄化されずに排出されてくるＮＯｘを第２触媒において還元浄化できることとなり、テールパイプ出口でのＮＯｘ排出量の低減に寄与できる。
【００１０】
また、特許文献１の技術はディーゼルエンジンの排気通路に設けたＮＯｘ触媒のＮＯｘを脱離還元する技術であり、排気温度に基づいてＮＯｘ触媒にＨＣを供給するか否かを判定しているので、特許文献１の技術をそのまま適用できない。すなわち、排気温度に基づいては、第１触媒下流側の排気の雰囲気がリーン状態であるか否かを判定できないのであるが、本発明では、第２空燃比センサの出力をモニタしているので、第１触媒下流側の排気の雰囲気がリーン状態にあるか否かを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１はエンジンの排気浄化方法の実施に直接使用するエンジンの排気浄化装置の概略構成を示している。
【００１３】
図１において、１はエンジン本体、２は吸気通路、３は燃焼室、４は排気通路、５はＤＣモータ等からなるスロットルアクチュエータ５ａによりスロットル弁５ｂが駆動されるスロットル装置、６はエンジンコントローラ１１からの噴射信号を受けて燃料を吸気ポートへ噴射供給する燃料噴射弁である。
【００１４】
エンジンコントローラ１１にはクランクシャフトポジションセンサ１２からのクランクシャフトポジジョンの信号、カムシャフトポジションセンサ１３からのカムシャフトポジションの信号、エアフローセンサ１４からの吸入空気流量の信号、アクセルペダルポジションセンサ１５からのアクセル開度の信号などが入力し、吸入空気流量とエンジン回転速度とから基本噴射パルス幅ＴＰを演算し、所定のタイミングになったとき、燃料噴射弁６を開かせる。基本噴射パルス幅ＴＰは１回転速度当たりに必要となる燃料噴射量を与えるもので、この基本噴射パルス幅ＴＰによりほぼ理論空燃比の混合気が得られる。
【００１５】
上記のエンジン回転速度はクランクシャフトポジションセンサ１２からのクランクシャフトポジジョンの信号と、カムシャフトポジションセンサ１３からのカムシャフトポジションの信号とに基づいて算出されている。
【００１６】
エンジンコントローラ１１では、アクセル開度とエンジン回転速度から目標吸入空気量を算出し、この目標吸入空気量が得られるようにスロットルアクチュエータ５ａを介してスロットル弁５ｂの開度を制御する。
【００１７】
燃料タンク２１内で蒸発する燃料を大気へと逃さないようにするため蒸発燃料処理装置を備える。蒸発燃料処理装置は、内部に活性炭２２ａを収納しているキャニスタ２２、燃料タンク２１とキャニスタ２２とを連通する通路２３、キャニスタ２２とスロットル弁５ｂ下流の吸気通路２とを連通する通路（パージ通路）２４、パージ通路２４に介装される常閉のパージバルブ２５などからなる。燃料タンク２１内で燃料が蒸発すると燃料タンク２１の圧力が高くなる。このとき、チェックバルブ２６が開かれ、燃料タンク２１内で蒸発した燃料が、通路２３を介して、空気と共にキャニスタ２２へと導かれキャニスタ２２内の活性炭２２ａに吸着されると共に、空気はキャニスタ２２の新気導入口２２ｂより大気へと逃される。一方、後述するように低負荷運転状態でエンジンコントローラ１１からの信号によりパージコントロールバルブ２５が開かれる。低負荷運転状態ではスロットル弁５ｂ下流の吸気管圧力が大気圧より小さくなり、この大気圧との圧力差により活性炭２２ａに吸着されている蒸発燃料が活性炭２２ａより脱離し、新気導入口２２ｂからの新気と共にパージガスとしてスロットル弁５ｂ下流の吸気通路４に導かれる。吸気通路４に導入されたパージガスは燃料噴射弁６からの噴射燃料と共に燃焼室３へと吸入され燃焼される。
【００１８】
排気通路４は、エンジン出口に接続されて全気筒の排気を集合させる排気マニフォルド４ａ、排気マニフォルド４ａに接続され車両の床下を経て車体後部へと排気を運ぶパイプ状の排気管４ｂ、排気管４ｂの末端に接続されるマフラー４ｃなどからなり、このうち排気マニフォルド４ａ近傍位置と車両床下位置とにそれぞれ三元触媒（Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈからなる触媒）７、８を備える。これら２つの三元触媒７、８を区別するため排気マニフォルド４ａ近傍位置に設けられる三元触媒７をマニフォルド触媒、車両床下位置に設けられる三元触媒８を床下触媒という。
【００１９】
マニフォルド触媒７（第１触媒）はエンジン排気出口に近いことからエンジン始動後早期に活性化し、活性状態では排気中に過剰な酸素が存在するとき排気中の酸素を保持し、排気中に過剰な還元剤（ＨＣ、ＣＯ）が存在するとき保持していた酸素でこの排気中の還元剤を酸化する機能（酸素ストレージ機能）を有する。これに対して、床下触媒８（第２触媒）のほうは、流入する排気の空燃比が理論空燃比の近傍にあるとき排気中のＨＣ、ＣＯの酸化とＮＯｘの還元とを同時に効率よく行う機能を有する。すなわち、三元触媒は排気中の空燃比が理論空燃比を中心として所定の狭い範囲（ウィンドウ）で振れるとき、３つの有害排気成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同時に効率よく浄化できるので、エンジンコントローラ１１では、マニフォルド触媒７の上流側に設けたフロントＯ2センサ１６（第１空燃比センサ）の出力に基づいて、空燃比のフィードバック制御を行う。
【００２０】
空燃比のフィードバック制御方法として、空燃比フィードバック補正係数αを導入しているもので説明すると、空燃比フィードバック補正係数αは１．０を中心とする値で、この空燃比フィードバック補正係数αは上記の基本噴射パルス幅ＴＰに乗算される。このため、空燃比フィードバック補正係数αが１．０より大きいと燃料が増量されて排気の空燃比がリッチ側に向かい、この逆に、空燃比フィードバック補正係数αが１．０より小さいと燃料が減量されて排気の空燃比がリーン側に向かう。フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２とスライスレベルＳＬＦとの比較により、フロントＯ2センサ１６の出力ＦｒＯ２がスライスレベルＳＬＦより大きいときには排気の空燃比がリッチ状態にあると、フロントＯ2センサ１６の出力ＦｒＯ２がスライスレベルＳＬＦより小さいときには排気の空燃比がリーン状態にあると判断されることから、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２のリッチからリーンへの反転時にはステップ分ＰＬだけ応答良く空燃比フィードバック補正係数αを大きくして排気の空燃比をリッチ側へと戻し、この逆にフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２のリーンからリッチへの反転時にはステップ分ＰＲだけ応答よく空燃比フィードバック補正係数αを小さくして排気の空燃比をリーン側へと戻す。また、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２がリーン状態を継続するあいだは積分分ＩＬずつ空燃比フィードバック補正係数αを徐々に大きくして排気の空燃比をゆっくりとリッチ側に戻し、この逆にフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２がリッチ状態を継続するあいだは積分分ＩＲずつ空燃比フィードバック補正係数αを徐々に小さくして排気の空燃比をゆっくりとリーン側に戻す。
【００２１】
ここで、「リッチ」とは理論空燃比よりもリッチこと、「リーン」とは理論空燃比よりもリーンのことである。
【００２２】
こうした空燃比のフィードバック制御により、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２は図２最上段に示したように理論空燃比を中心にして一定の周期で振れるのに対して、マニフォルド触媒７の下流側に設けているリアＯ2センサ１７（第２空燃比センサ）の出力ＲｒＯ２は図２第２段目に示したようにフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２の周期よりも長い周期でゆっくりと振れる。このように、リアＯ2センサ１７の出力ＲｒＯ２のほうがフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２の周期よりも長い周期で振れるのは、マニフォルド触媒７の有する酸素ストレージ機能のためである。
【００２３】
なお、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２の波形は、実際には正弦波に近いのであるが、図２最上段、第２段目には正弦波に近似させた波形で示している。
【００２４】
ところが、マニフォルド触媒７が劣化すると、このマニフォルド触媒７の有する酸素ストレージ機能が働かなくなり、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２と同じように短い周期で振れるようになる。つまり、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２の周期が、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２の周期へと近づいていくので、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２とリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２との周期比（あるいはその逆数である振動数比）をみれば、マニフォルド触媒７が劣化しているか否かの診断を行うことができる。そこで、エンジンコントローラ１１では、フロントＯ2センサ１６の出力ＦｒＯ２とリアＯ2センサ１７の出力ＲｒＯ２とに基づいて、マニフォルド触媒７に劣化が生じているか否かの診断を行っている。
【００２５】
さて、リアＯ2センサ１７は、フロントＯ2センサ１６より排気通路４の下流側にあって高温の排気による熱負荷を受けにくい分だけ排気の空燃比の検出精度がよい。つまり、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーン状態を示していることは、マニフォルド触媒７下流側の排気の雰囲気中にＨＣが存在しない状態となっていることを意味する。
【００２６】
ここで、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーン状態を示すことになる原因としては、次のことが考えられる。
【００２７】
〈１〉近年の排気規制の強化によりマニフォルド触媒７の排気性能が高められ、冷間始      動時を除いてこのマニフォルド触媒７によりＨＣが殆どＣＯ2、Ｈ2Ｏへと転換され      る場合
〈２〉フロントＯ2センサ１６にリッチ側へのずれが生じている場合
ここでは上記〈２〉の場合について説明しておくと、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２にリッチ側へのずれがなければ、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２がリッチ側の値を示すために空燃比フィードバック制御により空燃比をリーン側に戻そうとしたとき、平均の空燃比は理論空燃比になるはずである。しかしながら、製作誤差や経時劣化に起因してフロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２が実際値よりもリッチ側にずれていると、空燃比フィードバック制御により空燃比をリーン側に戻そうとしたとき、フロントＯ2センサ出力ＦｒＯ２が実際値よりリッチ側にずれている分だけ排気の平均の空燃比が理論空燃比よりもリーン側にずれ、排気の雰囲気中にＨＣが存在しなくなる。
【００２８】
このように、上記〈１〉、〈２〉の原因によりマニフォルド触媒７がリーン雰囲気の状態に置かれて、マニフォルド触媒７の雰囲気にＨＣが存在しないことになると、マニフォルド触媒７により還元浄化されなかったＮＯｘがマニフォルド触媒７の下流側に排出されてくる。この場合に、マニフォルド触媒７の下流側にはもう一つの三元触媒である床下触媒８が存在する。従って、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーン状態を示しているときに、マニフォルド触媒７の下流側でかつ床下触媒８の上流側の排気通路４に還元剤（ＨＣ）を新たに供給してやれば、マニフォルド触媒７により還元浄化されなかったＮＯｘを、この新たに供給した還元剤を用いて床下触媒８により還元浄化できることとなる。
【００２９】
そこで本発明では、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーン状態を示している場合に、マニフォルド触媒７の下流側でかつ床下触媒８の上流側の排気通路４にパージガス中の蒸発燃料を還元剤として供給することで、上記〈１〉、〈２〉の原因によりリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーン状態を示し、マニフォルド触媒７下流側に還元浄化されないＮＯｘが排出されることがあっても、テールパイプでのＮＯｘ浄化率の低下を防止する。
【００３０】
ただし、床下触媒８へのパージガス（ＨＣ）の供給を続けることで、床下触媒８下流側の排気の空燃比がリッチ状態になってしまったのでは、床下触媒８へのＨＣの供給過多となるので、床下触媒８下流側の排気の空燃比がリッチ状態となったときには、床下触媒８へのパージガスの供給を停止する。
【００３１】
こうした床下触媒８へのパージガスの供給を行わせるための構成を図１で説明すると、パージバルブ２５の上流側のパージ通路２４より分岐し、マニフォルド触媒７の下流側でかつ床下触媒８の上流側の排気通路４に連通する通路（バイパス通路）３１が設けられ、このバイパス通路３１に電動の圧送ポンプ３２と常閉のパージバルブ３３とが介装される。ここで、圧送ポンプ３２はパージガスを床下触媒８へと圧送するためのものである。上記のパージバルブ２５と区別するため、以下、パージバルブ２５のほうを第１パージバルブ、新たに追加したパージバルブ３３のほうを第２パージバルブという。床下触媒８の下流側には、第３のＯ2センサ１８（第３空燃比センサ）が設けられる。
【００３２】
また、こうした構成を用いたパージガスの供給・停止の制御内容を図２を参照して説明すると、図２最上段、第２段目は空燃比フィードバック制御中のフロント、リアの各Ｏ2センサ出力ＦｒＯ２、ＲｒＯ２の変化を示している。図２において、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリッチよりリーンへと反転するｔ１のタイミングで第２パージバルブ３３を開く（図２第３段目参照）と共に圧送ポンプ３２を駆動し、パージガスを床下触媒８へと供給する。パージガスの床下触媒８への供給を続けている場合に、第３のＯ2センサ１８の出力３ｒｄＯ２がリーンよりリッチへと反転するｔ２のタイミングで第２パージバルブ３３を閉じる（図２第３段目参照）と共に圧送ポンプ３２の駆動をやめパージガスの床下触媒８への供給を停止する。これにより、床下触媒８への過度のＨＣの供給を防止する。
【００３３】
図２には短い期間しか示していないが、このあともリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリーンよりリッチへと反転した後に、再びリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がリッチよりリーンへと反転するタイミングで第２パージバルブ３３を開くと共に圧送ポンプ３２を駆動し、パージガスの床下触媒８への供給を続けている場合に第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２がリーンよりリッチへと反転するタイミングで第２パージバルブ３３を閉じると共に圧送ポンプ３２の駆動をやめる操作を繰り返す。
【００３４】
ただし、ここでは、燃料タンク２１より蒸発燃料がキャニスタ２２に吸着され続けキャニスタ２２に吸着されている蒸発燃料が無くなることがないことを前提としている。
【００３５】
エンジンコントローラ１１で実行されるこの制御内容を図３のフローチャートに基づいて詳述する。
【００３６】
図３は第１、第２の２つのパージバルブ２５、３３を主に制御するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。
【００３７】
ステップ１、２、３、４ではフロントＯ2センサ１６、リアＯ2センサ１７、第３のＯ2センサ１８が活性状態にあるか否か、また空燃比のフィードバック制御中であるか否かをみる。始動直後など３つのＯ2センサ１６、１７、１８が総て活性状態にないときや３つのＯ2センサ１６、１７、１８が総て活性状態になっていても空燃比のフィードバック制御中でないときにはステップ５に進み第１パージバルブ２５、第２パージバルブ３３を共に閉状態とすると共に圧送ポンプ３２を非駆動状態とする。
【００３８】
ここで、Ｏ2センサ１６〜１８が活性状態にあるか否かの判定方法は周知であるのでその説明は省略する。また、始動時、低水温時など一定の条件を満たすときが空燃比フィードバック制御停止条件（クランプ条件）として予め定められており、これらクランプ条件を満たさないときに空燃比フィードバック制御が開始されることも周知である。
【００３９】
３つのＯ2センサ１６、１７、１８が総て活性状態になっておりかつ空燃比のフィードバック制御中であれば、ステップ１、２、３、４よりステップ６に進み低負荷状態であるか否かをみる。低負荷状態であるか否かの判定方法としては、例えば上記の基本噴射パルス幅ＴＰがエンジン負荷相当の値であるので、基本噴射パルス幅ＴＰと、予め定めている所定値とを比較させ、基本噴射パルス幅ＴＰがこの所定値以下であれば低負荷状態であると判定させればよい。
【００４０】
スロットル弁５ｂ下流の吸気管圧力が大気圧より低くなっている低負荷状態では、この低くなっている吸気管圧力を用いてキャニスタ２２内の活性炭２２ａに吸着されている蒸発燃料を活性炭２２ａから脱離させ、この脱離した蒸発燃料の混じった空気（パージガス）を、パージ通路２４を介してスロットル弁５ｂ下流の吸気通路２に導入し、このパージガスを燃料噴射弁６からの噴射燃料と共に燃焼室３に導入し燃焼させることが可能になる。このため、低負荷状態ではステップ７に進んで第１パージバルブ２５を開く。
【００４１】
一方、ステップ６で低負荷状態にない（つまり高負荷状態にある）ときにはステップ８へと進み第１パージバルブ２５を閉じる。高負荷状態で第１パージバルブ２５を閉じるのは、高負荷状態ではスロットル弁５ｂ下流の吸気管圧力が大気圧に近く、従ってパージガスをスロットル弁５ｂ下流の吸気通路２に吸い込ませることができないためである。
【００４２】
続くステップ９、１０ではリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２とスライスレベルＳＬＲを、また第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２とスライスレベルＳＬ３をそれぞれ比較する。スライスレベルＳＬＲ、ＳＬ３は排気の空燃比がリッチ側にあるかリーン側にあるかの判定を行わせるための値である。リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がスライスレベルＳＬＲより大きいときマニフォルド触媒７下流側の排気の空燃比がリッチ側にあることを、また、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がスライスレベルＳＬＲより小さいときマニフォルド触媒７下流側の排気の空燃比がリーン側にあることを表す。同様にして、第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２がスライスレベルＳＬ３より大きいとき床下触媒８下流側の排気の空燃比がリッチ側にあることを、また、第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２がスライスレベルＳＬ３より小さいとき床下触媒８下流側の排気の空燃比がリーン側にあることを表す。
【００４３】
リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がスライスレベルＳＬＲより小さく（マニフォルド触媒７下流側の排気中の空燃比がリーン状態にある）、かつ第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２がスライスレベルＳＬ３より小さい（床下触媒８下流側の排気中の空燃比がリーン状態にある）ときにはステップ１１に進んで第２パージバルブ３３を開き圧送ポンプ３２を駆動する。
【００４４】
この圧送ポンプ３２の駆動により、低負荷状態で第１パージバルブ２５が開かれており、それまでパージガスがスロットル弁５ｂ下流の吸気通路２へと導入されている場合には、そのパージガスの一部が、バイパス通路３１を介して床下触媒８の上流側に導入される。あるいは、高負荷状態で第１パージバルブが閉じられており、それまでスロットル弁５ｂ下流の吸気通路２にパージガスが導入されていない場合には、パージガスの総てがバイパス通路３１を介して床下触媒８の上流側に導入される。
【００４５】
このようにして、バイパス通路３１を介して床下触媒８にパージガスが供給されると、床下触媒８ではこのパージガス中の蒸発燃料を還元剤として用いて、マニフォルド触媒７により還元浄化されずに排出されてくるＮＯｘが還元浄化される。
【００４６】
これに対して、リアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がスライスレベルＳＬＲより小さく（マニフォルド触媒７下流側の排気中の空燃比がリーン状態にある）、かつ第３のＯ2センサ出力３ｒｄＯ２がスライスレベルＳＬ３より大きい（床下触媒８下流側の排気中の空燃比がリッチ状態にある）ときには床下触媒８へのＨＣ供給が多過ぎると判断し、ステップ９、１０よりステップ１２に進み第２パージバルブ３３を閉じると共に圧送ポンプ３２を非駆動状態とし、床下触媒８へのパージガスの導入を中止する。
【００４７】
一方、ステップ９でリアＯ2センサ出力ＲｒＯ２がスライスレベルＳＬＲより大きい（マニフォルド触媒７下流側の排気中の空燃比がリッチ状態にある）ときには、マニフォルド触媒７により酸化されなかったＨＣ、ＣＯが排出されてくるが、これに対してパージガスを供給しても、床下触媒８においてＨＣ、ＣＯを酸化させることはできないので、ステップ１２に進み第２パージバルブ３３を閉じると共に圧送ポンプ３２を非駆動状態とする。
【００４８】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００４９】
本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、空燃比フィードバック制御中にリアＯ2センサ１７（第２空燃比センサ）の出力がリーン状態にある場合に、第２パージバルブ３３を開くと共に圧送ポンプ３２を駆動し（図３のステップ９、１１）、キャニスタ２２（蒸発燃料処理装置）に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として床下触媒８（第２触媒）に供給するので、マニフォルド触媒７により還元浄化されずに排出されてくるＮＯｘを床下触媒８において還元浄化できることとなり、テールパイプ出口でのＮＯｘ排出量の低減に寄与できる。
【００５０】
特許文献１の技術はディーゼルエンジンの排気通路に設けたＮＯｘ触媒のＮＯｘを脱離還元する技術であり、排気温度に基づいてＮＯｘ触媒にＨＣを供給するか否かを判定しているので、特許文献１の技術をそのまま適用できない。すなわち、排気温度に基づいては、マニフォルド触媒７下流側の排気の雰囲気がリーン状態であるか否かを判定できないのであるが、本実施形態（請求項１に記載の発明）では、リアＯ2センサ１７（第２空燃比センサ）の出力をモニタしているので、マニフォルド触媒７下流側の排気の雰囲気がリーン状態にあるか否かを判定することができる。
【００５１】
本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、床下触媒８（第２触媒）の下流側に第３のＯ2センサ１８（第３空燃比センサ）を備え、キャニスタ２２（蒸発燃料処理装置）に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として床下触媒８（第２触媒）に供給している状態で、この第３のＯ2センサ１８の出力がリッチ状態になったとき、第２パージバルブ３３を閉じると共に圧送ポンプ３２の駆動を中止し（図３のステップ１０、１２）、蒸発燃料の床下触媒８への供給を中止するので、床下触媒８への還元剤の供給過多によるテールパイプ出口でのＨＣ排出量の増加を防ぐことができる。
【００５２】
特許文献１の技術では、排気温度に基づいては、床下触媒８下流側の排気の雰囲気がリッチ状態になったか否かを判定できないのであるが、本実施形態（請求項２に記載の発明）では、第３のＯ2センサ１８の出力をモニタしているので、床下触媒８下流側の排気の雰囲気がリッチ状態になったか否かを判定することができる。
【００５３】
実施形態では、空燃比を検出する３つのセンサ１６、１７、１８がＯ2センサである場合で説明したが、これに限られるものでなく、広域空燃比センサでもかまわない。
【００５４】
実施形態では床下触媒が三元触媒である場合で説明したが、これに限られるものでなく、ＮＯｘトラップ触媒や、三元触媒にＮＯｘトラップ触媒の機能を有させるようにしたものに対しても本発明を適用できる。ここで、ＮＯｘトラップ触媒は、排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気中の空燃比が理論空燃比やリッチ空燃比になったときにＮＯｘトラップ触媒にトラップしているＮＯｘを脱離すると共に、その脱離したＮＯｘを排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化するものである。
【００５５】
実施形態では、エンジンの排気浄化方法を説明したが、エンジンの排気浄化装置としては、蒸発燃料処理装置を有し、排気通路の上流側より三元触媒である第１触媒と、三元触媒またはＮＯｘとラップ触媒である第２触媒とを直列配置し、前記第１触媒の上流側に第１空燃比センサを、前記第１触媒と第２触媒との間に第２空燃比センサを備えると共に、前記第１空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、この空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサの出力がリーン状態にある場合に、前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第２触媒に供給する還元剤供給手段とを備えるエンジンの排気浄化装置が考えられる（請求項３に記載の発明）。また、前記第２触媒の下流側に第３空燃比センサを備え、前記蒸発燃料処理装置に蓄えられている蒸発燃料を還元剤として前記第１触媒と前記第２触媒の間の排気通路に導入している状態でこの第３空燃比センサの出力がリッチ状態になったとき、この蒸発燃料の第１触媒と第２触媒の間の排気通路への導入を中止するエンジンの排気浄化装置が考えられる（請求項４に記載の発明）。
【００５６】
さらに、前記蒸発燃料処理装置が、燃料タンクで蒸発した燃料を導いて蓄えるキャニスタと、このキャニスタとスロットル弁下流の吸気通路とを連通するパージ通路と、このパージ通路に介装される常閉の第１パージバルブと、低負荷状態でこの第１パージバルブを開く開弁手段とを備える場合に、前記還元剤供給手段が、前記パージ通路から分岐し、前記第１触媒と前記第２触媒の間の排気通路に連通するバイパス通路と、このバイパス通路に介装される第２パージバルブと、同じくこのバイパス通路に介装される圧送ポンプと、空燃比フィードバック制御中に前記第２空燃比センサ出力がリーン状態にある場合に、前記第２パージバルブを開くと共に前記圧送ポンプを作動させる手段とを備えるエンジンの排気浄化装置が考えられる（請求項５に記載の発明）。この請求項５に記載の発明によれば、パージガスを床下触媒８の上流側にも導入できることからパージガスの処理能力が従来装置より向上する。
【００５７】
請求項１に記載の空燃比フィードバック制御処理手順の機能はエンジンコントローラ１１により、還元剤供給処理手順の機能は図３のステップ９、１１により果たされている。
【００５８】
請求項３に記載の空燃比フィードバック制御手段の機能はエンジンコントローラ１１、燃料噴射弁６により、還元剤供給手段の機能は図３のステップ９、１１により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態のエンジンの排気浄化装置の概略構成図。
【図２】第１実施形態の作用を説明するための波形図。
【図３】パージバルブの制御を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンジン本体
７  マニフォルド触媒（第１触媒）
８  床下触媒（第２触媒）
１１  エンジンコントローラ
１６  フロントＯ2センサ（第１空燃比センサ）
１７  リアＯ2センサ（第２空燃比センサ）
１８  第３のＯ2センサ（第３空燃比センサ）
２２  キャニスタ（蒸発燃料処理装置）
２５  第１パージバルブ
３２  圧送ポンプ
３３  第２パージバルブ
【図１】
2007016615.tif 000003
【図２】
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【図３】
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