(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
含酸素燃料の燃焼によって原動機から排出された排気ガスを流す排気主流路と、該排気主流路上に配設して当該排気主流路を流れる前記排気ガス中の有害成分を浄化する第１排気浄化触媒と、前記排気主流路における前記第１排気浄化触媒の上流側と下流側とを繋ぐ排気副流路と、該排気副流路上に配設して当該排気副流路を流れる前記排気ガス中の少なくとも水分と炭化水素又はアンモニアとを吸着する排気ガス中物質吸着手段と、前記排気副流路上の前記排気ガス中物質吸着手段よりも上流に配設して当該排気副流路を流れる前記排気ガス中の有害成分を浄化する第２排気浄化触媒と、前記排気主流路と前記排気副流路との下流側の接続点よりも下流に配設したリーンＮＯｘ触媒と、前記第１及び第２の排気浄化触媒が活性状態になく且つ前記原動機がリッチスパイク制御実行中であれば当該原動機から排出された排気ガスの流路を前記排気副流路側に切り替え、所定時間経過後に前記排気ガスの流路を前記排気主流路に切り替えて、その後、吸着されている水分と炭化水素又はアンモニアを脱離させ得る温度に前記排気ガス中物質吸着手段が到達すれば少なくとも前記排気副流路を前記排気ガスが流れるように当該排気ガスの流路を切り替える流路切替弁と、を備えることを特徴とした排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の原動機から排出された排気ガス中の有害物質の浄化を行う排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関等の原動機の燃焼動作に伴い生成された燃焼後のガス（排気ガス）の中には、炭化水素（ＨＣ），未燃炭化水素（未燃ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が含まれている。そして、その有害物質については、地球環境や人間の健康上の理由からそのまま大気へと放出することは好ましくない。従って、従来、かかる原動機には、そのような有害物質を無害な水（Ｈ2Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ2），窒素（Ｎ2）へと還元又は酸化させる三元触媒等に代表される排気浄化手段が排気ガスの流れる排気経路上に配備されている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、直列配置された２つの排気ガス浄化触媒（三元触媒）の間にゼオライトからなるＨＣ吸着材を配設し、低温時に１段目の排気ガス浄化触媒で浄化できなかった炭化水素をそのＨＣ吸着材に吸着させて大気への放出を防ぐ技術について開示されている。また、この特許文献１の排気浄化装置においては、排気ガス浄化触媒が触媒活性温度に達したときに、１段目の排気ガス浄化触媒から排出された排気ガスをＨＣ吸着材に流さないで直接２段目の排気ガス浄化触媒に流入させる為のバイパス通路と流路切替弁が用意されている。
【０００４】
更に、下記の特許文献２には、キャタリストケース内に設けた２段の触媒担体と、これら各触媒担体の上流側と各触媒担体の間の空間とを繋ぐバイパス通路と、このバイパス通路上に配置した未燃ガス（ハイドロカーボン）吸着材と、を備えた排気浄化装置について開示されている。この特許文献２の排気浄化装置においては、低温時には排気ガスをバイパス通路にのみ流して未燃ガス吸着材の未燃ガスを吸着させ、触媒担体が触媒活性温度に達したときにバイパス通路を閉じて触媒担体へと排気ガスを流す。その際、この排気浄化装置においては、その排気ガスの一部が漏らし部を介してバイパス通路へと漏れ入るので、未燃ガス吸着材に吸着されている未燃ガスが脱離し、活性状態にある触媒担体へと流れて浄化される。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８２７５４６号公報
【特許文献２】特開平２−１７３３１２号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、自動車業界においては、自動車を取り巻く環境の変化に対応させる為に様々な取り組みが行われている。例えば、内燃機関の分野では、異なる燃料性状の燃料を用いても運転を行うことのできる所謂多種燃料内燃機関についての取り組みが為されている。この種の多種燃料内燃機関が搭載された車輌は、一般にフレキシブル燃料車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｕｅｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれており、その一例としては、ガソリン燃料，アルコール燃料（エタノール、メタノール、ブタノール等）又はこれらの混合燃料の何れを利用しても運転を可能にし、埋蔵量の限界が謳われ続けているガソリン燃料等の化石燃料の消費抑制などのような環境性能の向上を図らんとするものが知られている。例えば、上記の特許文献３には、ガソリン燃料とアルコール燃料からなるアルコール混合燃料を使用して運転させる多種燃料内燃機関について開示されている。
【０００７】
通常、単独燃料や混合燃料に拘わらず、アルコール燃料等のような含酸素燃料を用いて運転した場合には、原動機の燃焼動作に伴って上述した有害物質のみならず水（具体的には、水蒸気）も生成される。そして更に、低温始動時等のように一時的にでも過濃空燃比にした場合には、その生成された水分と例えば未燃アルコール成分とが水蒸気改質反応（２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→２ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ）を起こすので、排気ガス中には燃焼反応によって生成されたよりも多くの水分が存在することになる。これが為、低温始動時等のように触媒担体が触媒活性温度に達していないときには、その水分が触媒床温の上昇を妨げるので、触媒担体の活性化を遅らせてしまう。更に、外気温の低い環境下で原動機を停止させた場合には、排気ガス中の水蒸気が排気通路の内壁面に結露するので、その結露した水分が次の原動機始動時に触媒床温の上昇を一層妨げる要因になってしまう。また、触媒活性温度に達していたとしてもその下限温度に近い場合には、その水分によって触媒床温が低下させられて、触媒担体が活性状態から外れてしまう可能性もある。このように、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料で運転している原動機においては、その生成された水分によってエミッション性能を悪化させてしまう。特に、そもそもアルコール燃料やアルコール混合燃料はガソリン燃料に比べて低沸点成分に乏しく、触媒床温を上昇させ難いので、アルコール燃料等を使用した原動機においては、生成された水分の存在が更なる触媒担体の活性化の阻害要因となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料で運転する際のエミッション性能が良好になる排気浄化装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、含酸素燃料の燃焼によって原動機から排出された排気ガスを流す排気主流路と、この排気主流路上に配設して当該排気主流路を流れる排気ガス中の有害成分を浄化する第１排気浄化触媒と、その排気主流路における第１排気浄化触媒の上流側と下流側とを繋ぐ排気副流路と、この排気副流路上に配設して当該排気副流路を流れる排気ガス中の少なくとも水分と炭化水素又はアンモニアとを吸着する排気ガス中物質吸着手段と、その排気副流路上の排気ガス中物質吸着手段よりも上流に配設して当該排気副流路を流れる排気ガス中の有害成分を浄化する第２排気浄化触媒と、その排気主流路と排気副流路との下流側の接続点よりも下流に配設したリーンＮＯｘ触媒と、その第１及び第２の排気浄化触媒が活性状態になく且つ原動機がリッチスパイク制御実行中であれば当該原動機から排出された排気ガスの流路を排気副流路側に切り替え、所定時間経過後に排気ガスの流路を排気主流路に切り替えて、その後、吸着されている水分と炭化水素又はアンモニアを脱離させ得る温度に排気ガス中物質吸着手段が到達すれば少なくとも排気副流路を排気ガスが流れるように当該排気ガスの流路を切り替える流路切替弁と、を備えている。
【００１２】
この請求項１記載の排気浄化装置は、第１及び第２の排気浄化触媒が活性状態にないとき（低温始動時等のように排気ガスの温度が低いとき）に、排気ガス中の少なくとも水分と炭化水素又はアンモニアとを排気ガス中物質吸着手段に吸着させる。そして、その後、この排気浄化装置は、排気ガスの流路を排気主流路に切り替えて、第１排気浄化触媒が活性状態になったならば有害物質の浄化を行い、第１排気浄化触媒が未だ不活性状態ならば排気ガスの温度によって触媒床温を上昇させる。更にその後、この排気浄化装置は、排気ガス中物質吸着手段が水分と炭化水素又はアンモニアを脱離可能な温度になったときに、少なくとも排気副流路を排気ガスが流れるように当該排気ガスの流路を切り替える。これが為、この排気浄化装置においては、その水分が排気ガス中物質吸着手段から脱離して水蒸気反応を起こし、その水蒸気反応によって排気ガス中の炭化水素や一酸化炭素が各々酸化反応を起こすと共に、炭化水素又はアンモニアも排気ガス中物質吸着手段から脱離する。従って、この排気浄化装置においては、元の排気ガスの温度が低温でもその酸化反応に伴って排気ガスの温度が上昇し、この高温の排気ガスと共に炭化水素又はアンモニアが下流のリーンＮＯｘ触媒に流入する。つまり、そのリーンＮＯｘ触媒においては、その高温の排気ガスと炭化水素又はアンモニアによって窒素酸化物の還元雰囲気になり、その吸蔵している窒素酸化物を無害な窒素へと還元させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
含酸素燃料又はこれを含む混合燃料を使用して運転した場合には排気ガス中に有害物質のみならず水分（水蒸気）も生成されてしまうが、本発明に係る排気浄化装置は、その水分を水蒸気反応させることによって、下流の第２排気浄化触媒の早期活性化を図ることができる。また、低温始動時等のような排気ガスの温度が低いときには、必ずしもリッチスパイク制御によって排気ガスを即座に還元雰囲気を作り出すことの可能な温度にまで上昇させることができるとは限らない。しかしながら、本発明に係る排気浄化装置は、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料を使用した際に発生する水分を利用して水蒸気反応を起こさせ、更に、この水蒸気反応に伴い生じた炭化水素等の酸化反応によって排気ガスの温度を上昇させるので、そして、排気ガス中物質吸着手段から炭化水素等の還元剤を脱離させて排気ガスの流れに乗せるので、下流に配置されたリーンＮＯｘ触媒を効率良く還元雰囲気にすることができる。このように、本発明に係る排気浄化装置によれば、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料で運転する際のエミッション性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る排気浄化装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
本発明に係る排気浄化装置の実施例１を図１から図５に基づいて説明する。
【００１６】
最初に、本実施例１の排気浄化装置が適用される原動機Ｅについて説明する。この原動機Ｅは、アルコール燃料のような含酸素燃料を単独で又は混合して用いる内燃機関であって、必ずしも常に含酸素燃料を用いて運転されなければならないわけではなく、その含酸素燃料による運転が行われる可能性のあるものであれば全て含む。つまり、本実施例１の排気浄化装置は、含酸素燃料の燃焼反応によって水が生成され、その水を排気ガス中に水蒸気として存在させる原動機Ｅを適用対象とする。
【００１７】
例えば、かかる原動機Ｅとしては、エタノール等のアルコール燃料又はこれを含む混合燃料の内の何れか１種類だけで運転される内燃機関、ガソリン燃料，アルコール燃料又はこれらの混合燃料等のように異なる燃料性状の燃料の何れを用いても運転を行うことのできる所謂フレキシブル燃料車に搭載される多種燃料内燃機関が考えられる。尚、本実施例１においては、Ｖ型６気筒の多種燃料内燃機関を例に挙げて説明していく。
【００１８】
先ず、本実施例１の排気浄化装置は、図１に示す如く、原動機Ｅの夫々のバンク毎に配設した第１及び第２の排気マニホルド１１，１２と、これら第１及び第２の排気マニホルド１１，１２の集合部に夫々接続された第１及び第２の排気通路１３，１４と、これら第１及び第２の排気通路１３，１４を連結させるバイパス通路１５と、を備えている。そのバイパス通路１５は、第１排気通路１３と第２排気通路１４の夫々の流路の途中同士を繋ぐものである。
【００１９】
また、この排気浄化装置には、第１排気通路１３の下流端に接続した第１排気浄化触媒２１と、第２排気通路１４の下流端に接続した水吸着手段３１と、この水吸着手段３１よりも下流側に配設した第２排気浄化触媒２２と、これら第１及び第２の排気浄化触媒２１，２２の夫々の下流端を繋ぎ、その夫々から排出された排気ガスを一纏めに集合させる第３排気通路１６と、が設けられている。尚、ここで示す下流とは、排気ガスの流動方向における下流を示す。
【００２０】
ここに示す第１及び第２の排気浄化触媒２１，２２については、例えば、排気ガス中の有害物質の浄化を行う所謂三元触媒とする。従って、これら第１及び第２の排気浄化触媒２１，２２においては、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ），未燃炭化水素（未燃ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質が無害な水（Ｈ2Ｏ），二酸化炭素（ＣＯ2），窒素（Ｎ2）へと還元又は酸化される。
【００２１】
他方、上述した水吸着手段３１とは、含酸素燃料の燃焼反応に伴って生成された排気ガス中の水分（水蒸気）を吸着させるものである。例えば、かかる水吸着手段３１としては、ゼオライト、活性炭、メソポーラスシリカ等の水の吸着が可能な多孔質材料を利用することができる。この水吸着手段３１は、排気ガスの温度が低いと水分の吸着を行うが、逆に排気ガスが高温になると、その吸着した水分を脱離させる。
【００２２】
更に、この排気浄化装置には、第３排気通路１６の下流端に接続した第３排気浄化触媒２３と、この第３排気浄化触媒２３よりも下流側に配設した第４排気浄化触媒２４と、が設けられている。例えば、これら第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４については、本実施例１の原動機Ｅが主として理論空燃比で運転を行うならば三元触媒とし、この原動機Ｅが希薄空燃比での運転も行うものならば所謂リーンＮＯｘ触媒とする。尚、主に理論空燃比運転を行って上流の第１及び第２の排気浄化触媒２１，２２で排気ガス中の有害物質を全て浄化できるのであれば、三元触媒としてのこれら第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４は、必ずしも配備しなくてよい。本実施例１においては、原動機Ｅを主に理論空燃比と希薄空燃比で運転させるものとして例示するので、その第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４はリーンＮＯｘ触媒となる。
【００２３】
ここで、本実施例１の排気浄化装置においては、第１排気通路１３、第２排気通路１４、バイパス通路１５、第１排気浄化触媒２１、第３排気通路１６、第３排気浄化触媒２３、第４排気浄化触媒２４と流れる排気ガスの流路を排気主流路（図２に示す排気流路Ａ）といい、第１排気通路１３、バイパス通路１５、第２排気通路１４、水吸着手段３１、第２排気浄化触媒２２、第３排気通路１６、第３排気浄化触媒２３、第４排気浄化触媒２４と流れる排気ガスの流路を排気副流路（図３に示す排気流路Ｂ）という。また、この排気浄化装置においては、第１排気通路１３、第１排気浄化触媒２１、第２排気通路１４、水吸着手段３１、第２排気浄化触媒２２、第３排気通路１６、第３排気浄化触媒２３、第４排気浄化触媒２４と流れる排気ガスの流路を図４に示す如く排気流路Ｃという。
【００２４】
本実施例１においては、その３つの排気流路Ａ，Ｂ，Ｃを作り出す為に流路切替手段が用意されている。具体的に、この排気浄化装置においては、第３排気通路１６における集合部よりも上流の２つの流路に夫々第１及び第２の流路切替弁１７，１８を配設する。つまり、第１流路切替弁１７は、第３排気通路１６における第１排気浄化触媒２１よりも下流で且つ第３排気通路１６の集合部よりも上流の流路上に配置する。この第１流路切替弁１７については、その流路を全開又は全閉させるものとして例示する。一方、第２流路切替弁１８は、第３排気通路１６における第２排気浄化触媒２２よりも下流で且つ第３排気通路１６の集合部よりも上流の流路上に配置する。ここでは、この第２流路切替弁１８についてもその流路を全開又は全閉させるものとして例示する。
【００２５】
ここで、これら第１及び第２の流路切替弁１７，１８については、電子制御装置（ＥＣＵ）４１の指示によってその開閉動作を実行させる。その電子制御装置４１は、図示しないＣＰＵ（中央演算処理装置），その開閉動作に必要な所定の制御プログラム等を予め記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），そのＣＰＵの演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ），予め用意された情報等を記憶するバックアップＲＡＭ等で構成されている。
【００２６】
この電子制御装置４１は、排気流路Ａを選択したならば、第１流路切替弁１７を開弁駆動させると共に第２流路切替弁１８を閉弁駆動させるように構成する。これにより、この排気浄化装置においては、その第１流路切替弁１７が全開になり且つ第２流路切替弁１８が全閉になり、原動機Ｅから排出された排気ガスが第１排気通路１３並びに第２排気通路１４及びバイパス通路１５を経て第１排気浄化触媒２１へと流入し、この第１排気浄化触媒２１にて排気ガス中の有害物質が浄化される。そして、この排気浄化装置においては、その浄化後の排気ガスが第３排気通路１６を経て第３排気浄化触媒２３と第４排気浄化触媒２４に流入し、これら第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４にて残りの有害物質が浄化される。
【００２７】
従って、この排気流路Ａの場合には、少なくとも第１排気浄化触媒２１の触媒床温が活性温度に達していなければ排気ガス中の有害物質を浄化させることができず、その有害物質を大気へと放出してしまう。これが為、本実施例１の電子制御装置４１には、原則として、第１排気浄化触媒２１の触媒床温が活性温度に達しているときに排気流路Ａを選択させるようにする。
【００２８】
その触媒床温については、第１排気浄化触媒２１に配備した図示しない温度センサから直接検出してもよく、排気ガスの温度や原動機Ｅの冷却水の温度から推定してもよい。排気ガスの温度については、排気マニホルド１１，１２（ここでは排気マニホルド１２）に排気温センサ５１を配備することによって検出することができる。また、冷却水の温度については、原動機Ｅの冷却水通路に水温センサ５２を配備することによって検出することができる。
【００２９】
また、この電子制御装置４１は、排気流路Ｂを選択したならば、第１流路切替弁１７を閉弁駆動させると共に第２流路切替弁１８を開弁駆動させるように構成する。これにより、この排気浄化装置においては、その第１流路切替弁１７が全閉になり且つ第２流路切替弁１８が全開になり、原動機Ｅから排出された排気ガスが第１排気通路１３及びバイパス通路１５並びに第２排気通路１４を経て水吸着手段３１へと流入し、低温始動時等のように排気ガスの温度が低ければ、その水吸着手段３１にて排気ガス中の水分が吸着される。そして、この排気浄化装置においては、水分が取り除かれた排気ガスが第２排気浄化触媒２２に流入し、更に第３排気通路１６を介して第３排気浄化触媒２３及び第４排気浄化触媒２４へと流入する。
【００３０】
従って、排気ガスの温度が低くて第２排気浄化触媒２２や第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４が活性状態になっていない場合には、その排気ガス中の有害物質の浄化が満足に行われないが、触媒床温の温度上昇を妨げる水分が先に水吸着手段３１で吸着されているので、その第２排気浄化触媒２２等の触媒床温を排気ガスの熱で早期に温度上昇させることができる。つまり、第１排気浄化触媒２１や第２排気浄化触媒２２が活性状態になっていなければ、排気流路Ｂを選択させることによって、第２排気浄化触媒２２等における有害物質の浄化作用の素早い立ち上げを助けることになる。これが為、本実施例１の電子制御装置４１には、原則として、第１排気浄化触媒２１の触媒床温が活性温度に達していないときに排気流路Ｂを選択させるようにする。
【００３１】
この第１排気浄化触媒２１が不活性状態のときの排気流路Ｂの選択は、水吸着手段３１の水分の吸着量の限界点に達するまで継続されるようにしておくが、その限界点となる前に第１排気浄化触媒２１が活性温度に達した（換言すれば、排気ガスの温度が水吸着手段３１に吸着された水分の脱離温度に達した）ならば、その時点で又は所定条件となったとき若しくは所定時間経過後に中止させる。例えば、その所定条件としては、第２排気浄化触媒２２が活性温度に達したときなどが考えられる。また、その所定時間としては、第２排気浄化触媒２２が活性温度に達するまでの時間（例えば、過去の履歴等に基づいた推定時間）などが考えられる。
【００３２】
尚、そのように水吸着手段３１の水分の吸着量には限界があり（即ち、水分を取り除いた排気ガスの第２排気浄化触媒２２への流入量にも限度があり）、また、排気ガスの温度や第２排気浄化触媒２２の触媒床温の高さも様々であるので、排気流路Ｂが選択されたからといって、必ずしもそれだけで第２排気浄化触媒２２が活性状態になるとは限らない。
【００３３】
ここで、高温の排気ガスによって水吸着手段３１から脱離した高温の水分（水蒸気）や燃焼反応により生成された高温の水分（水蒸気）は水蒸気反応を起こすので、その水蒸気反応によって排気ガス中の一酸化炭素や全炭化水素（ＴＨＣ）の酸化除去を行うＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応が促進される。そして、その際には、そのＣＯ酸化反応等によって排気ガスの温度が上昇させられるので、第２排気浄化触媒２２の触媒床温の温度上昇効率が高くなり、その第２排気浄化触媒２２の早期活性化が可能になる。また、水吸着手段３１に水分が吸着されたままだと、その水吸着手段３１は、次の低温始動時や排気ガスの温度低下により運転中でも第１排気浄化触媒２１等が不活性状態になってしまったときに水分の吸着を行えず、第２排気浄化触媒２２の早期活性化を図れなくなる。従って、本実施例１の電子制御装置４１には、水吸着手段３１に水分が吸着されている状態で水吸着手段３１が水分の脱離温度になったときに排気流路Ｂを選択させるようにする。
【００３４】
また、この電子制御装置４１は、排気流路Ｃを選択したならば、第１及び第２の流路切替弁１７，１８を双方閉弁駆動させるように構成する。これにより、この排気浄化装置においては、その第１及び第２の流路切替弁１７，１８が両方とも全開になり、原動機Ｅから排出された排気ガスが第１排気通路１３を経て第１排気浄化触媒２１へと流入すると共に、第２排気通路１４を経て水吸着手段３１及び第２排気浄化触媒２２へと流入する。
【００３５】
本実施例１の電子制御装置４１には、原則として、第１排気浄化触媒２１や第２排気浄化触媒２２が活性状態にあるときに排気流路Ｃを選択させるようにする。これにより、排気流路Ｃが選択された場合には、排気ガス中の有害物質が第１排気浄化触媒２１等で浄化される。その際、排気ガスの温度が低下しているときには、その排気ガス中の水分が水吸着手段３１に吸着される一方、排気ガスが高温（つまり、水吸着手段３１が水分の脱離温度）で且つ水分が吸着されている状態のときには、その水分が水吸着手段３１から脱離する。これが為、この電子制御装置４１には、水分の脱離を行うときに排気流路Ｃを選択させるようにしてもよい。
【００３６】
以下に、本実施例１の排気浄化装置についての制御動作の一例を図５のフローチャートに基づき説明する。
【００３７】
先ず、本実施例１の電子制御装置４１は、原動機Ｅの燃焼室に供給する燃料が含酸素燃料又はこれを含む混合燃料なのか、つまり含酸素燃料を使用するのか否かについての判断を行う（ステップＳＴ１）。
【００３８】
かかる判断は、例えば、純粋なガソリン燃料とアルコール燃料又はアルコール混合燃料とで夫々に理論空燃比が異なるので、電子制御装置４１が原動機Ｅに指示を与えた要求理論空燃比と実際の空燃比とのズレを参考にして行うことができる。その実際の空燃比は、排気マニホルド１１，１２等の排気経路に設けた図示しない排気ガスセンサ（Ａ／ＦセンサやＯ2センサ等）の検出値から導き出す。また、含酸素燃料の給油を行ったとの内容を運転者に入力させ、その入力情報を電子制御装置４１に送って保持させることによってその判断を実行してもよい。
【００３９】
この電子制御装置４１は、含酸素燃料を使用するとの判断をした場合、次に第１排気浄化触媒２１と第２排気浄化触媒２２が活性状態にあるか否かの判断を行う（ステップＳＴ２）。例えば、ここで活性状態にないと判断される場合とは、原動機Ｅの冷間始動時や、暖機運転終了後であってもアイドリング状態が長く続いて排気ガスの温度が低下してしまった場合等が考えられる。
【００４０】
かかる判断は、例えば、上述したが如く検出又は推定した第１排気浄化触媒２１の触媒床温の情報を利用して行うことができる。また、かかる判断は、水温センサ５２から検出した原動機Ｅの冷却水の温度を参考にして行うこともでき、例えばその温度が所定温度よりも高温ならば第１排気浄化触媒２１が活性状態にあると推定して判断させる。ここで、その所定温度は、外気温や水吸着手段３１の水分の吸着可能量に応じて変動する。通常、車輌に搭載された水吸着手段３１の吸着可能量は不変なので、この所定温度については、予め実験やシミュレーションを行って用意しておいたマップデータを参考にし、図１に示す外気温センサ５３で検出した外気温の情報に応じてその都度変更する。
【００４１】
このステップＳＴ２で活性状態にないと判断された場合、電子制御装置４１は、水吸着手段３１への水分の吸着可能時間（以下、「水蒸気吸着可能時間」という。）Ｔ１を求める（ステップＳＴ３）。
【００４２】
この水蒸気吸着可能時間Ｔ１とは、水分が全く吸着されていない水吸着手段３１において吸着可能量の水分が吸着されるまでの時間のことであり、その吸着可能量と第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度から推定させる。ここで、その吸着可能量は水吸着手段３１固有の不変の値なので、その水蒸気吸着可能時間Ｔ１は、第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度のみを用いて推定することができる。例えば、燃焼反応により生成された水分（水蒸気）は、第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度が高温になるほど水蒸気反応を起こし易くなる。そして、これにより第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度が高温になるにつれてＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応が促進されるので、排気ガス中に含まれる水分は少なくなる。これが為、ここでは、第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度が低いほど多量の水分が排気ガス中に存在しているので、水蒸気吸着可能時間Ｔ１が短くなる。また、その水蒸気吸着可能時間Ｔ１は、原動機Ｅの機関回転数Ｎｅ、機関負荷ＫＬ及び吸入空気量に基づいて求めさせてもよい。
【００４３】
本実施例１の電子制御装置４１は、図３に示す排気流路Ｂとなるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ４）。つまり、ここでは、第１流路切替弁１７を閉弁駆動させると共に第２流路切替弁１８を開弁駆動させる。これにより、排気ガスが排気流路Ｂを流れるようになるので、その排気ガス中に含まれている水分が水吸着手段３１に吸着され、且つ、その水分の取り除かれた排気ガスが下流の第２排気浄化触媒２２を流れる。これが為、第２排気浄化触媒２２の触媒床温は、その水分によって阻害されることなく温度上昇する。
【００４４】
ところで、本実施例１の第１流路切替弁１７は、第１排気浄化触媒２１よりも下流に配置されている。これが為、原動機Ｅから排出された排気ガスが第１排気浄化触媒２１に流入する又はその排気ガスの熱が第１排気浄化触媒２１に伝わるので、その第１排気浄化触媒２１についても触媒床温を上昇させることができる。従って、本実施例１の電子制御装置４１は、排気流路Ｂを選択したまま第１排気浄化触媒２１が活性状態にあるか否かについて判断する（ステップＳＴ５）。
【００４５】
ここで活性状態になっているとの判断が為された場合には第１排気浄化触媒２１で排気ガス中の有害物質を浄化させることができるので、この電子制御装置４１は、後述するステップＳＴ７に進んで排気流路Ｂから排気流路Ａに切り替える。
【００４６】
一方、活性状態になっていないとの判断が為された場合、この電子制御装置４１は、水吸着手段３１の水分の吸着時間ｔが水蒸気吸着可能時間Ｔ１を経過したのか否かについての判断を行う（ステップＳＴ６）。これが為、本実施例１の電子制御装置４１には、上記ステップＳＴ４で排気流路Ｂへの流路の切り替えを行うときに吸着時間ｔの計測を始めさせる。
【００４７】
ここで吸着時間ｔが水蒸気吸着可能時間Ｔ１を経過していないとの判断が為された場合、電子制御装置４１は、上記ステップＳＴ４に戻って水吸着手段３１への水分の吸着を継続させる。
【００４８】
また、この電子制御装置４１は、水蒸気吸着可能時間Ｔ１を経過したと判断した場合、図２に示す排気流路Ａとなるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ７）。つまり、ここでは、第１流路切替弁１７を開弁駆動させると共に第２流路切替弁１８を閉弁駆動させる。これにより、排気ガスが排気流路Ａを流れるようになるので、第１排気浄化触媒２１が活性状態になっている場合には、この第１排気浄化触媒２１にて排気ガス中の有害物質が浄化され、また、第１排気浄化触媒２１が未だ活性状態になっていない場合には、排気ガスによって第１排気浄化触媒２１の触媒床温が上昇させられる。その際、原動機Ｅから排出された排気ガスが水吸着手段３１や第２排気浄化触媒２２に流入する又はその排気ガスの熱が水吸着手段３１や第２排気浄化触媒２２に伝わるので、その水吸着手段３１や第２排気浄化触媒２２の温度も上昇する。
【００４９】
続いて、この電子制御装置４１は、吸着している水分を脱離させることの可能な温度（以下、「水吸着手段脱離温度」という。）に水吸着手段３１が達しているのか否かについて判断する（ステップＳＴ８）。
【００５０】
かかる判断は、水吸着手段３１の温度を直接測ってもよく、排気ガスの温度で代用してもよい。また、原動機Ｅの機関負荷ＫＬから水吸着手段脱離温度を推定して判断を行ってもよい。つまり、機関負荷ＫＬが所定の高負荷になっている場合には、水吸着手段３１が水吸着手段脱離温度に達していると推定させてもよい。
【００５１】
そして、この電子制御装置４１は、水吸着手段３１が水吸着手段脱離温度になっていなければ、上記ステップＳＴ７に戻って排気流路Ａの状態を保持させる。
【００５２】
一方、水吸着手段３１が水吸着手段脱離温度になっていれば、電子制御装置４１は、少なくともその水吸着手段３１を排気ガスが流れるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ９）。本実施例１においては、その第１及び第２の流路切替弁１７，１８を図３に示す排気流路Ｂ又は図４に示す排気流路Ｃとなるように駆動制御させる。
【００５３】
これにより、ここでは、水吸着手段３１に吸着された水分が脱離して高温の排気ガスにより水蒸気反応を起こし、その水蒸気反応によってＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応が促進されるので、排気ガス中の一酸化炭素や全炭化水素が酸化除去されると共に、そのＣＯ酸化反応等によって排気ガスの温度が上昇させられる。従って、ここでは、その温度上昇した排気ガスが第２排気浄化触媒２２を流れるようになり、その第２排気浄化触媒２２の触媒床温の温度上昇効率が高まっていくので、この第２排気浄化触媒２２が活性状態ならばその状態を保たせる一方、活性状態でなければ活性状態となるように素早く温度上昇していく。
【００５４】
次に、この電子制御装置４１は、水吸着手段３１に吸着された水分（水蒸気）を全て脱離し終えたか否かについての判断を行う（ステップＳＴ１０）。
【００５５】
かかる判断は、例えば、排気ガスの温度及び流量並びに水吸着手段３１の水分の吸着可能量に応じて行うことができるが、その吸着可能量は不変なので、排気ガスの温度と流量をパラメータにしたマップデータを利用して実行させる。そのマップデータは、予め排気ガスの温度と流量と水分の脱離量との関係を実験やシミュレーションを行い求めて設定したものである。ここで、排気ガスの流量は、機関回転数Ｎｅ、機関負荷ＫＬ及び吸入空気量から導き出すことができる。
【００５６】
電子制御装置４１は、全ての水分を脱離し終えていないと判断した場合、上記ステップＳＴ９に戻って排気流路Ｂ又は排気流路Ｃの内の何れか一方を選択させる。その際、電子制御装置４１には、先に設定されている排気流路Ｂ（又は排気流路Ｃ）をそのまま維持させてもよく、他方の排気流路Ｃ（又は排気流路Ｂ）への切り替えを行ってもよい。
【００５７】
また、そのステップＳＴ１０で全ての水分を脱離し終えたとの判断が為された場合、上記ステップＳＴ１で含酸素燃料が使われていないとの判断が為された場合、上記ステップＳＴ２で第１排気浄化触媒２１と第２排気浄化触媒２２が活性状態にあるとの判断が為された場合、この電子制御装置４１は、排気流路Ａ、排気流路Ｂ又は排気流路Ｃの内の何れか１つを選択させるべく、第１及び第２の流路切替弁１７，１８の駆動制御を実行する（ステップＳＴ１１）。例えば、原動機Ｅが高負荷、高回転で運転しているときには、排気ガスの流量が多く、多量の有害物質が含まれているので、その浄化を有効に行わせるべく、排気流路Ｃを選択して２つの排気浄化触媒（第１及び第２の排気浄化触媒２１，２２）とその下流の第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４を全て使用させる。また、例えば、水吸着手段３１や第２排気浄化触媒２２が排気抵抗になって原動機Ｅの出力低下を招く虞があるので、かかる状態が懸念される場合には、排気流路Ａを選択して原動機Ｅの出力向上を図ることもできる。一方、第２排気浄化触媒２２は、長時間排気ガスが通過しなければ、触媒床温が温度低下して不活性状態になってしまう可能性がある。そして、これにより、次に排気流路Ｂが選択されたときには、有害物質を浄化できずにエミッション性能を悪化させてしまう虞がある。これが為、かかる不都合を回避すべく、排気流路Ａが選択されたときには、時折排気流路Ｂへと切り替えて第２排気浄化触媒２２の活性状態を維持させるようにすることが好ましい。
【００５８】
以上示した如く、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料を使用して運転した場合には、排気ガス中に有害物質のみならず水分（水蒸気）も生成されてしまい、その際に排気浄化触媒が活性状態になっていなければ、その水分が排気浄化触媒の触媒床温の温度上昇を阻害して有害物質を大気へと多量に放出してしまう。しかしながら、本実施例１の排気浄化装置は、先ずその水分を水吸着手段３１に吸着させて、その下流に配置した第２排気浄化触媒２２の温度上昇を図る。そして、この排気浄化装置は、これと同時に温度上昇している第１排気浄化触媒２１を通過させるように排気流路を切り替え、水吸着手段３１が上述した水吸着手段脱離温度となったとき（換言すれば、排気ガスが所定の高温になったとき）に再び水吸着手段３１を排気ガスが通過できるようにする。これが為、この排気浄化装置においては、その水吸着手段３１に吸着されている水分が高温の排気ガスによって水蒸気反応を起こし、ＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応が促進されるので、その排気ガスが更に高温になり、不活性状態ならば第２排気浄化触媒２２が一気に活性状態にまで引き上がる。このように、本実施例１の排気浄化装置によれば、排気浄化触媒の触媒床温に対しての排気ガス中の水分の悪影響を排除しつつ、その水分を利用して排気浄化触媒の活性化を図っているので、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料で運転する際のエミッション性能を向上させることができる。
【００５９】
ところで、本実施例１においては全開状態又は全閉状態に駆動制御される第１及び第２の流路切替弁１７，１８を例示したが、その第１及び第２の流路切替弁１７，１８については、所望の開弁角度（換言するならば、所望の排気ガスの流量）となるものを利用してもよい。この場合には、例えば、排気流路Ｃを選択した際に、排気抵抗を減らすべく第１流路切替弁１７の開弁角度を大きくすると共に、第２排気浄化触媒２２の温度低下を防ぐ程度の少量の排気ガスが通過するように第２流路切替弁１８の開弁角度を小さくすることができる。
【００６０】
また、本実施例１においては、水吸着手段３１が水吸着手段脱離温度になっているときにその水吸着手段３１の水分を脱離させるべく第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御させている。しかしながら、本実施例１の排気浄化装置においては、過濃空燃比での運転や高負荷運転等のエミッション性能を悪化させる虞のあるときにも排気流路Ｂ又は排気流路Ｃを選択させ、水吸着手段３１の水分を脱離させてよい。つまり、そのようなエミッション性能の悪化時には、排気ガス中に一酸化炭素や炭化水素が増える。これが為、その際には、その水分の水蒸気反応に伴うＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応によって一酸化炭素や炭化水素を酸化浄化させると共に、第２排気浄化触媒２２（排気流路Ｃならば第１排気浄化触媒２１も）で残りの一酸化炭素や炭化水素を浄化させることができるようになる。
【実施例２】
【００６１】
次に、本発明に係る排気浄化装置の実施例２を図６及び図７に基づいて説明する。
【００６２】
本実施例２においては、主として希薄空燃比で運転を行う原動機Ｅの排気浄化装置について例示する。
【００６３】
本実施例２の排気浄化装置の構成は、前述した実施例１の構成に対して、図６に示す如く水吸着手段３１と第２排気浄化触媒２２の位置関係を入れ替えたものである。尚、図示しないが、本実施例２においても第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御することによって、この排気浄化装置は、実施例１と同様の排気流路Ａ、排気流路Ｂ又は排気流路Ｃとなる。
【００６４】
ここで、本実施例２の水吸着手段３１としては、実施例１において例に挙げたゼオライトを使用する。このゼオライトは、実施例１でも説明したように排気ガス中の水分を吸着するが、それ以外にも排気ガス中の炭化水素やアンモニアを吸着する。これが為、本実施例２においては、水吸着手段３１を「排気ガス中物質吸着手段３１」と読み替える。
【００６５】
また、本実施例２の第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４についても実施例１と同様にリーンＮＯｘ触媒を用いるが、ここでは、そのリーンＮＯｘ触媒としてＮＳＲ（ＮＯｘ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を適用する。このＮＳＲとは、希薄空燃比運転時に大量発生した窒素酸化物の大部分を硝酸塩の形で触媒中に吸蔵し、その硝酸塩を還元雰囲気の下で窒素（Ｎ2）に還元する所謂ＮＯｘ吸蔵還元型触媒のことである。尚、このＮＯｘ吸蔵還元型触媒においては、希薄空燃比運転時に吸蔵されなかった僅かなＮＯｘ、排気ガス中の一酸化炭素や炭化水素が酸化還元作用により窒素、水や二酸化炭素へと浄化される。
【００６６】
ところで、原動機Ｅを主に希薄空燃比で運転させるとは言っても、例えば、冷間始動時、中負荷運転時や高負荷運転時には、過濃空燃比にして運転を行う所謂リッチスパイク制御が原動機Ｅに対して実行される。何故ならば、リッチスパイク制御を行った場合には、排気ガスの温度が高くなり、また、リーンＮＯｘ触媒たる第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４の還元剤としての一酸化炭素や炭化水素、アンモニアの生成量が多くなるので、窒素酸化物の還元雰囲気を作り出すことができるからである。
【００６７】
以下に、本実施例２の排気浄化装置について図７のフローチャートに基づいた制御動作の一例と共に説明を行う。尚、ここでは、リッチスパイク制御を実行しているときの制御動作、つまり第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４に吸蔵されている窒素酸化物を還元させるときの制御動作に言及して説明する。
【００６８】
先ず、本実施例２の電子制御装置４１は、原動機Ｅの燃焼室に供給する燃料が含酸素燃料又はこれを含む混合燃料なのか、つまり含酸素燃料を使用するのか否かについての判断を実施例１のステップＳＴ１と同様にして行う（ステップＳＴ２１）。
【００６９】
ここで含酸素燃料を使用しないとの判断を為した場合、この電子制御装置４１は、本制御動作を一旦終える。
【００７０】
また、この電子制御装置４１は、含酸素燃料を使用するとの判断をした場合、次に第１排気浄化触媒２１と第２排気浄化触媒２２が活性状態にあるか否かの判断を実施例１のステップＳＴ２と同様にして行う（ステップＳＴ２２）。
【００７１】
そして、このステップＳＴ２２で活性状態であると判断された場合、電子制御装置４１は、本制御動作を一旦終える。
【００７２】
また、この電子制御装置４１は、そのステップＳＴ２２で活性状態にないと判断した場合、続けて原動機Ｅに対してリッチスパイク制御が実行されているのか否かについて判断する（ステップＳＴ２３）。
【００７３】
この電子制御装置４１は、リッチスパイク制御が実行されていないと判断した場合、本制御動作を一旦終える。
【００７４】
一方、この電子制御装置４１は、リッチスパイク制御が実行されているとの判断を行った場合、排気ガス中物質吸着手段３１への水分、炭化水素やアンモニアの吸着可能時間（以下、「排気ガス中物質吸着可能時間」という。）Ｔ２を求める（ステップＳＴ２４）。
【００７５】
この排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２とは、排気ガス中物質が全く吸着されていない排気ガス中物質吸着手段３１において水分や炭化水素等で吸着可能量が満たされるまでの時間のことであり、その吸着可能量と第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度から推定させる。具体的には、実施例１の水蒸気吸着可能時間Ｔ１と同様に、その吸着可能量は排気ガス中物質吸着手段３１固有の不変の値なので、第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度のみを用いて排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２を推定させる。ここでは、第１排気浄化触媒２１の触媒床温又は排気ガスの温度が低いほど、多量の水分が排気ガス中に存在しており、また、未燃燃料（つまり、未燃炭化水素）も多くなるので、排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２が短くなる。尚、その排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２は、原動機Ｅの機関回転数Ｎｅ、機関負荷ＫＬ及び吸入空気量に基づいて求めさせてもよい。
【００７６】
本実施例２の電子制御装置４１は、続いて、排気流路Ｂとなるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ２５）。これにより、排気ガスが排気流路Ｂを流れるようになるので、その排気ガス中に含まれている水分、炭化水素やアンモニア等のような排気ガス中物質が排気ガス中物質吸着手段３１に吸着される。その際、その排気ガスは上流の第２排気浄化触媒２２を通過するが、その第２排気浄化触媒２２は活性状態になく排気ガス中の全ての炭化水素やアンモニアを浄化できないので、排気ガス中物質吸着手段３１は、その炭化水素やアンモニアを吸着することができる。尚、第１排気浄化触媒２１や第２排気浄化触媒２２の触媒床温は、その際に排気ガスによって温度上昇させられている。
【００７７】
次に、この電子制御装置４１は、排気ガス中物質吸着手段３１の排気ガス中物質の吸着時間ｔが排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２を経過したのか否かについて判断する（ステップＳＴ２６）。これが為、本実施例２の電子制御装置４１には、上記ステップＳＴ２５で排気流路Ｂへの流路の切り替えを行うときに吸着時間ｔの計測を始めさせる。
【００７８】
ここで吸着時間ｔが排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２を経過していないとの判断が為された場合、電子制御装置４１は、上記ステップＳＴ２５に戻って排気ガス中物質吸着手段３１への水分、炭化水素やアンモニアの吸着を継続させる。
【００７９】
また、この電子制御装置４１は、排気ガス中物質吸着可能時間Ｔ２を経過したと判断した場合、排気流路Ａとなるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ２７）。これにより、排気ガスが排気流路Ａを流れるようになるので、第１排気浄化触媒２１が活性状態になっている場合には、この第１排気浄化触媒２１にて排気ガス中の有害物質が浄化され、また、第１排気浄化触媒２１が未だ活性状態になっていない場合には、排気ガスによって第１排気浄化触媒２１の触媒床温が上昇させられる。
【００８０】
続いて、この電子制御装置４１は、吸着している水分と炭化水素やアンモニアを脱離させることの可能な温度（以下、「排気ガス中物質吸着手段脱離温度」という。）に排気ガス中物質吸着手段３１が達しているのか否かについて判断する（ステップＳＴ２８）。
【００８１】
かかる判断は、排気ガス中物質吸着手段３１の温度を直接測ってもよく、排気ガスの温度で代用してもよい。また、原動機Ｅの機関負荷ＫＬから排気ガス中物質吸着手段脱離温度を推定して判断を行ってもよい。つまり、機関負荷ＫＬが所定の中負荷以上になっている場合には、少なくとも炭化水素やアンモニアを脱離させることができるので、排気ガス中物質吸着手段３１が排気ガス中物質吸着手段脱離温度に達していると推定させてもよい。
【００８２】
そして、この電子制御装置４１は、排気ガス中物質吸着手段３１が排気ガス中物質吸着手段脱離温度になっていなければ、上記ステップＳＴ２７に戻って排気流路Ａの状態を保持させる。
【００８３】
一方、排気ガス中物質吸着手段３１が排気ガス中物質吸着手段脱離温度になっていれば、電子制御装置４１は、少なくともその排気ガス中物質吸着手段３１を排気ガスが流れるように第１及び第２の流路切替弁１７，１８を駆動制御する（ステップＳＴ２９）。ここでは、その第１及び第２の流路切替弁１７，１８を排気流路Ｂとなるように駆動制御させる。
【００８４】
これにより、ここでは、排気ガス中物質吸着手段３１に吸着された水分が脱離して高温の排気ガスにより水蒸気反応を起こし、その水蒸気反応によってＣＯ酸化反応やＴＨＣ酸化反応が促進されるので、排気ガス中の一酸化炭素や全炭化水素が酸化除去されると共に、そのＣＯ酸化反応等によって排気ガスの温度が上昇させられる。また、ここでは、排気ガス中物質吸着手段３１に吸着された炭化水素やアンモニアが脱離して、ＣＯ酸化反応等によって温度上昇した高温の排気ガスと共に下流の第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４に流入する。更に、その第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４には、リッチスパイク運転によって生成され、上流の第２排気浄化触媒２２で浄化されなかった炭化水素やアンモニアも流入する。つまり、ここでは、リーンＮＯｘ触媒たる第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４において窒素酸化物の還元雰囲気が作り出される。従って、その第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４に吸蔵されている窒素酸化物は、その炭化水素やアンモニアを還元剤にして無害な窒素へと還元される。このようなことから、本実施例２の排気ガス中物質吸着手段３１については、排気ガス中の少なくとも水分と炭化水素又はアンモニアとを吸着できるものにすればよい。
【００８５】
ここで、排気ガス中物質吸着手段３１から脱離した炭化水素の一部はＣＯ酸化反応によって酸化浄化される場合があるので、排気ガスの温度（換言すれば、機関負荷ＫＬの大きさ）にも依るが、第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４においては、アンモニアが主たる還元剤として作用する。
【００８６】
次に、この電子制御装置４１は、排気ガス中物質吸着手段３１に吸着された排気ガス中物質を全て脱離し終えたか否かについての判断を行う（ステップＳＴ３０）。
【００８７】
かかる判断は、例えば、排気ガスの温度及び流量並びに排気ガス中物質吸着手段３１の排気ガス中物質の吸着可能量に応じて行うことができるが、その吸着可能量は不変なので、排気ガスの温度と流量をパラメータにしたマップデータを利用して実行させる。そのマップデータは、予め排気ガスの温度と流量と夫々の排気ガス中物質の脱離量との関係を実験やシミュレーションを行い求めて設定したものである。
【００８８】
電子制御装置４１は、全ての排気ガス中物質を脱離し終えていないと判断した場合、上記ステップＳＴ２９に戻って排気流路Ｂの状態を保持させる。
【００８９】
また、そのステップＳＴ３０で全ての排気ガス中物質を脱離し終えたとの判断が為された場合、この電子制御装置４１は、原動機Ｅに対してリッチスパイク制御を停止させて本制御動作を終了させる（ステップＳＴ３１）。
【００９０】
以上示した如く、低温始動時等のような排気ガスの温度が低いときには、リッチスパイク制御を行ったからといって必ずしも排気ガスを即座に還元雰囲気を作り出すことの可能な温度にまで上昇させることができるとは限らず、排気ガス中物質吸着手段３１から脱離させた炭化水素やアンモニアを大気へと放出してしまう可能性がある。しかしながら、本実施例２の排気浄化装置は、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料を使用した際に発生する水分を利用して水蒸気反応を起こさせ、更に、この水蒸気反応に伴い生じたＣＯ酸化反応等によって排気ガスの温度を上昇させるので、そして、排気ガス中物質吸着手段３１から炭化水素等の還元剤を脱離させて排気ガスの流れに乗せるので、その下流に配置されたリーンＮＯｘ触媒たる第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４を効率良く還元雰囲気にすることができる。従って、この排気浄化装置においては、排気ガス中物質吸着手段３１に吸着されている炭化水素やアンモニアが脱離して還元剤となり、第３及び第４の排気浄化触媒２３，２４の窒素酸化物を窒素に還元させることができる。このように、本実施例１の排気浄化装置によれば、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料を使用した際に生成された水分を有効活用し、その際のエミッション性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明に係る排気浄化装置は、含酸素燃料又はこれを含む混合燃料で運転する際のエミッション性能を向上させる技術に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る排気浄化装置の実施例１の構成について示す図である。
【図２】排気流路Ａの経路について説明した図である。
【図３】排気流路Ｂの経路について説明した図である。
【図４】排気流路Ｃの経路について説明した図である。
【図５】実施例１の排気浄化装置の制御動作について説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る排気浄化装置の実施例２の構成について示す図である。
【図７】実施例２の排気浄化装置におけるリッチスパイク制御時の制御動作について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１１  第１排気マニホルド
１２  第２排気マニホルド
１３  第１排気通路
１４  第２排気通路
１５  バイパス通路
１６  第３排気通路
１７  第１流路切替弁
１８  第２流路切替弁
２１  第１排気浄化触媒
２２  第２排気浄化触媒
２３  第３排気浄化触媒
２４  第４排気浄化触媒
３１  水吸着手段（排気ガス中物質吸着手段）
４１  電子制御装置
５１  排気温センサ
５２  水温センサ
５３  外気温センサ
Ｅ  原動機
【図１】
0004992586.tif 000002
【図２】
0004992586.tif 000003
【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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