JPH06193490A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジン排気ガスを触媒により浄化する内燃機
関において、起動直後に排出される排気ガスの浄化を効
果的に行える制御装置を提供する。 【構成】排気ガス浄化触媒の温度を入力して、その値が
設定値よりも低いときに理論空燃比よりも燃料過剰とな
るように燃料噴射弁と空気量制御弁を制御する手段を具
備する。 【効果】エンジン起動直後の排ガス浄化性能を高めるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の制御装置に
係り、特にエンジンの始動当初に排出される排気ガス中
の有害成分を内燃機関排気系に設置された浄化触媒によ
り効果的に浄化できるようにした内燃機関制御装置に関
する。本発明は特に内燃機関の燃料供給量制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関から排出される排気ガスには、
一酸化炭素(ＣＯ)，炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物
（ＮＯｘ）などの有害成分が含まれている。これらの有
害成分は大気汚染物質として人体に悪影響を及ぼす他に
植物の発育を妨げる原因となる。そこで、内燃機関の排
気ガスに含まれるこれらの有害成分の量を低減するため
に、内燃機関の排気系に三元系触媒の如き排気ガス浄化
触媒を設けて、内燃機関の排気ガスを浄化する研究がさ
かんに行われている。

【０００３】内燃機関の排気系に排気ガス浄化触媒を設
置することにより、排気ガス中の有害成分の量を低減す
ることができるが、排気ガス浄化性能が発揮されるの
は、触媒が活性を示す温度に加熱昇温されてからであ
る。触媒が活性を示す温度に昇温するまでの間は排気ガ
スの浄化性能が極めて悪く、有害成分が殆んど浄化され
ないで大気中に放出されてしまう。

【０００４】排気ガス浄化触媒が活性を示す温度は、触
媒の成分によって異なるが、特開昭54−16018 号公報に
も記載されているように通常２５０〜４００℃である。

【０００５】一方、エンジンが始動してから排気ガスの
温度が前述の２５０〜４００℃の温度に昇温するまでに
は、およそ２分或いはそれ以上かかる。一説には３〜５
分かかるという説もあり、特開昭54−79319 号公報に記
載されている。

【０００６】従って、エンジン排気ガス中の有害成分を
エンジン排気系に浄化触媒を設けて浄化する内燃機関排
気浄化システムでは、エンジンが始動してから触媒が排
気ガスによって活性温度に高められるまでの数分の間に
排出される排気ガス中の有害成分を如何に効果的に浄化
するかが重要な課題になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エン
ジン排気系に排気ガス浄化触媒を備えた内燃機関排気ガ
ス浄化システムにおいて、排気ガス浄化触媒の温度がエ
ンジン始動後直ちに触媒活性温度まで高められるように
した内燃機関制御装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸気系に燃料
噴射弁と空気量調整弁が設置され排気系に排気ガス浄化
触媒が設置された内燃機関を対象とした制御装置であっ
て、前記排気系に設置された排気ガス浄化触媒の温度を
入力してその値が設定値よりも低いときに理論空燃比よ
りも燃料過剰となるように前記吸気系の燃料噴射弁と空
気量調整弁を制御する手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】ここで、排気ガス浄化触媒の温度の設定値
としては、該触媒が活性を示す温度を設定する。エンジ
ン排気系の排気ガス浄化触媒の温度が活性温度よりも低
いときに理論空燃比よりも燃料過剰となるように燃料供
給量を増加するか或いは空気量を低減することによっ
て、排気ガスの成分を変化させ触媒温度を速やかに上昇
させることができる。

【００１０】この点について詳述すると、エンジン排気
ガスの成分は空燃比によって変化し、エンジンを理論空
燃比よりも燃料過剰の状態で運転すると、一酸化炭素が
多く発生し、炭化水素も比較的多く発生するようにな
る。特に注目すべき点は、炭化水素の濃度をはるかに超
える数％から十数％の一酸化炭素が含まれるようになる
ことである。

【００１１】理論空燃比すなわちＡ／Ｆ（Ａは空気重
量、Ｆは燃料重量）が１４.７ でエンジンを運転したと
きには、窒素酸化物の量が最も多くなり、次いで炭化水
素の量が多く、一酸化炭素は１％にも満たない。

【００１２】一酸化炭素は炭化水素よりもかなり低い温
度で燃焼される。従って、エンジン吸気系に理論空燃比
よりも過剰の燃料を供給すれば、排気ガスの温度が低く
ても触媒燃焼させることができ、これによる発熱で触媒
の温度を高めることができる。

【００１３】また、理論空燃比よりも燃料過剰の状態で
エンジンを運転した場合には、炭化水素もかなり多量に
発生し、この炭化水素の単位重量当たりの発熱量は一酸
化炭素の発熱量の５倍程度と大きい。従って、エンジン
吸気系の空燃比を理論空燃比よりも燃料過剰となるよう
にした場合には、一酸化炭素の触媒燃焼に引き続いて炭
化水素の触媒燃焼が加わり、触媒の温度を急速に高める
ことができるようになる。

【００１４】この結果、エンジン始動当初であっても触
媒温度を急速に高めて排気ガス中の有害成分を効果的に
除去することができる。

【００１５】本発明の内燃機関制御装置は、排気系に設
置された排気ガス浄化触媒の温度を入力して設定値と比
較する手段と、前記排気ガス浄化触媒の温度が設定値よ
りも低いときに理論空燃比よりも燃料過剰となるように
信号を発生する手段及び該信号に基づいて前記吸気系の
燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動する制御手段とを
備えることができる。

【００１６】また、排気系に設置された排気ガス浄化触
媒の温度を入力する手段と、該排気ガス浄化触媒の温度
設定値を記憶する手段と、前記入力手段の触媒温度と前
記記憶手段の温度設定値とを比較する手段と、前記入力
手段の触媒温度が前記温度設定値よりも低いときに理論
空燃比よりも燃料過剰となるように信号を発生する手段
及び該信号に基づいて前記吸気系の燃料噴射弁と空気量
調整弁を開閉駆動する制御手段とを備えることができ
る。

【００１７】ここで、排気ガス浄化触媒の温度が設定値
よりも低いときには空燃比Ａ／Ｆ（Ａは空気重量、Ｆは
燃料重量）が１３以下，１０以上となるように吸気系の
燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動することが望まし
い。

【００１８】また、排気系に設置された排気ガス浄化触
媒の温度が設定値よりも高いときには、理論空燃比或い
はその近傍となるように吸気系の燃料噴射弁と空気量調
整弁を開閉駆動することが望ましい。

【００１９】これらの制御は、いずれもマイクロコンピ
ューターを用いて行うことができる。

【００２０】本発明は、吸気系に燃料噴射弁と空気量調
整弁を有し、排気系に燃焼触媒と三元系排気ガス浄化主
触媒とを有する内燃機関をも適用対象とする。この場
合、燃焼触媒は三元系主触媒よりも前段に設置しておく
ことが望ましく、理論空燃比よりも燃料過剰とすること
によって、燃焼触媒が有効に機能しその燃焼熱で排気ガ
ス浄化触媒を速やかに昇温することができる。

【００２１】本発明は、吸気系に燃料噴射弁と空気量調
整弁を有し、排気系に燃焼触媒と排気ガス浄化触媒を有
し該燃焼触媒の前段に空気供給手段を有する内燃機関を
対象とすることもできる。理論空燃比よりも燃料過剰で
エンジンを運転した場合には、排気ガス中の酸素濃度が
低いので、排気ガス中の一酸化炭素及び炭化水素を触媒
燃焼させるときに酸素不足になることがある。理論空燃
比よりも燃料過剰でエンジンを運転する際に、排気系に
空気を供給することによって酸素不足を解消することが
できる。このような空気量の制御も本発明の制御装置に
よって行うことができる。

【００２２】

【作用】本発明の内燃機関排気ガス浄化システムは、エ
ンジンの吸気系に燃料噴射弁とスロットルバルブの如き
空気量調整弁を有し、排気系に燃焼触媒よりなる前触媒
と排気ガス浄化主触媒とを有し、前記排気ガス浄化主触
媒の温度を検出する手段と、前記エンジンを始動してか
ら該排気ガス浄化主触媒の検出温度が活性を示す温度に
なるまでの間理論空燃比よりも燃料過剰となるように前
記燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動する制御手段
（コントロールボックス）を備える。

【００２３】エンジンを始動してから前記排気ガス浄化
主触媒の温度が活性を示す温度になるまでの間は理論空
燃比よりも燃料過剰とし、前記排気ガス浄化主触媒の温
度が活性を示す温度になったならば理論空燃比或いはそ
の近傍の空燃比となるように前記燃料噴射弁，空気量調
整弁を開閉駆動することが望ましい。

【００２４】燃料過剰状態での空燃比Ａ／Ｆ（Ａは空気
重量、Ｆは燃料重量）は既に述べたように１３以下，１
０以上とすることが望ましく、特に、エンジン排ガスの
ＣＯ濃度が３％以上，１４％以下となる条件で燃料を過
剰供給することが望ましい。本発明を実施するに当って
は、例えば自動車の床下に排気ガス浄化主触媒を設け、
エンジンになるべく近い位置に燃焼触媒よりなる前触媒
を設けることが望ましい。エンジン排気ガスの温度は排
気ガス流路を流れる過程で低下する。エンジンになるべ
く近い位置に前触媒を備えることにより排気ガス温度が
低下しないうちに触媒に導くことができる。また、前触
媒を燃焼触媒とすることにより、ＣＯ及びＨＣの酸化活
性を高めることができる。

【００２５】前触媒の上流側排気ガス流路には酸化剤例
えば空気を添加する手段を設けることが望ましい。

【００２６】燃料過剰条件で燃焼し生成した排気ガス中
の酸素は一般に低濃度である。そこで、前触媒の前段に
空気等の酸素含有ガスを添加することにより前触媒にお
けるＣＯ，ＨＣの燃焼を効果的に行わせる。

【００２７】空気（酸素）の添加量としては排気ガスの
理論酸素消費量と当量か当量よりやや過剰とすることが
望ましい。この場合、前触媒における燃焼と主触媒にお
ける排ガス浄化をともに良行に行うことができる。

【００２８】前触媒には、ＣＯの酸化とＨＣの酸化に共
に活性を有する燃焼触媒を用いることが望ましい。具体
的には、触媒活性成分として、周期律表の第VIII族，Ib
族，希土類金属，亜鉛及び錫から選ばれた金属あるいは
酸化物の少なくとも１種をもちいることが望ましい。

【００２９】排気ガス浄化主触媒としては、ＣＯとＨＣ
酸化とＮＯｘの還元に共に活性を示す三元触媒を用いる
ことが望ましい。

【００３０】前触媒の支持体としてコージェライト，ム
ライト，アルミニウムチタネイト等のいわゆるセラミッ
クスハニカムを用い、これに前述の触媒活性成分を担持
するか、或いは支持体としてのセラミックスハニカムに
シリカ，アルミナ，チタニア等の多孔質担体を添着し、
さらに前述の触媒活性成分を担持することが望ましい。

【００３１】本発明の排気ガス浄化システムにおいて
は、前触媒の触媒燃焼により発生した熱を有効に利用し
て前触媒自身を急速に加熱し活性化することが肝要であ
る。これは触媒担体や支持体の熱伝達率を小さくして触
媒と担体あるいは支持体との間の温度勾配を大きくする
ことにより達成できる。上記したセラミックスの熱伝達
率は小さく触媒の温度を急速に上昇させるのに有効に機
能する。

【００３２】前触媒の支持体としては、ステンレス等の
導電性の金属あるいは合金のハニカムを用いることがで
きる。

【００３３】触媒を急速に加熱することは触媒担体ある
いは支持体の比熱を小さくすることによってもまた達成
できる。ステンレス等の金属からなるハニカムを触媒の
支持体として使用することにより材料そのものの比熱が
小さくなるのに加え材料の薄板化が可能となり、その結
果、熱容量を小さくでき、より急速な昇温が可能とな
る。

【００３４】前触媒に通電し触媒を加熱することも望ま
しいことである。

【００３５】金属の触媒担体あるいは支持体に通電しジ
ュール熱により加熱することにより前触媒の昇温を早め
ることができる。また、前触媒の昇温開始時に通電して
ＣＯの着火を促進することにより昇温を早めることがで
きる。

【００３６】本発明によれば、理論空燃比の燃料と空気
を供給してエンジンを駆動し排気ガスを排気ガス浄化触
媒によって浄化するようにした内燃機関の運転方法にお
いて、前記エンジンの起動時から少なくとも前記排気ガ
ス浄化触媒が活性を示す温度に昇温するまでの間前記エ
ンジンを理論空燃比よりも燃料過剰の状態で駆動する運
転方法が実現する。

【００３７】また、理論空燃比よりも燃料過剰の状態で
エンジンを始動してその排気ガスを燃焼触媒よって接触
燃焼してから排気ガス浄化触媒に送り、該排気ガス浄化
触媒の温度が活性を示す温度まで昇温したならば燃料過
剰供給を停止しその排気ガスを燃焼触媒に通さずに直接
前記排気ガス浄化触媒に送るようにした内燃機関排気ガ
ス浄化システムが実現する。

【００３８】本発明に係る内燃自動車は、内燃機関エン
ジンの排気ガス流路に排気ガス浄化触媒を備え、前記エ
ンジンを始動してから排気ガスの温度が該排気ガス浄化
触媒の活性温度に昇温するまでの間前記エンジンに理論
空燃比よりも過剰の燃料を供給する手段を備え、該燃料
過剰状態でのエンジン駆動によって排出された排気ガス
を接触燃焼する燃焼触媒を前記排気ガス流路の前記排気
ガス浄化触媒の上流側に備える。

【００３９】本発明は、ガソリン或いは軽油を燃料とし
て駆動される自動車に用いるのに好適である。本発明の
排気ガス浄化システムでは、エンジンから排気ガス浄化
主触媒に至る排気ガスの流路にバイパス流路を備え、該
バイパス流路に燃焼触媒よりなる前触媒を備えることが
できる。

【００４０】前触媒は起動直後の短時間（大略２分程
度）機能すればあとは本質的には不要となる。不要とな
った後も、排ガスを流通することはいたずらに圧力損失
を増加させることになる。また、前触媒を長時間高温に
さらすことは触媒劣化の原因を持ち込むこととなる。エ
ンジンから主触媒に至る排ガスの流路にバイパスを設
け、バイパス内に前触媒を設け、エンジン起動直後で主
触媒が作動温度に達していない間のみ燃料過剰の燃焼を
行い、その排気ガスをバイパスの前触媒を経て主触媒に
導くことによりこれらの問題を排除することができる。

【００４１】また、エンジンと前触媒の間の排ガス流路
に除湿手段好ましくは冷却除湿器を備えることは望まし
いことである。前触媒の温度が排ガスの露点以下の場
合、該除湿手段で排ガスを除湿し、例えば前触媒温度と
同等かもしくはそれ以下に冷却除湿し、その後、前触媒
に供給することが望ましい。

【００４２】エンジン排気ガスには通常多量の水蒸気が
含まれる。水蒸気を含む排ガスが前触媒に供給され前触
媒温度が低い場合、正確には前触媒の温度が排ガスの露
点以下の場合には、排気ガス中の水分は触媒上もしくは
触媒細孔内に凝縮する。この現象は触媒の性能を低下さ
せるのみならず触媒劣化の原因となり、また圧力損失を
増加させることにもなる。更に、一度凝縮が起こるとこ
れを蒸発させるには蒸発潜熱が必要となるため１００℃
以上に昇温するには多量の熱量が必要となり、したがっ
て時間を要することともなる。排気ガスを除湿し、例え
ば前触媒温度と同等かもしくはそれ以下に冷却除湿し、
その後に前触媒に供給することにより、前触媒部での水
蒸気の凝縮を防止でき、それに伴う障害を回避すること
ができる。エンジンから主触媒に至る排気ガスの流路に
バイパス流路を設けて燃焼触媒を設置した排気ガス浄化
システムにおいては、バイパス流路に排ガス除湿手段を
設け、前触媒の温度が燃焼排ガスの露点以下の場合にバ
イパスの除湿手段により排気ガスを除湿した後主触媒に
導き、前触媒の温度が排ガスの露点以上の場合に排気ガ
スを直接前触媒へ導くことが望ましい。

【００４３】前触媒温度が排気ガスの露点以上となれば
水凝縮の可能性は無くなる。この状態で排ガスを除湿す
ることは不要な操作である。そこで、エンジンから主触
媒に至る排気ガスの流路にバイパスを設け、バイパス内
に排ガス除湿手段を設け、前触媒の温度が排ガスの露点
以下のときバイパスの除湿手段により排気ガスを除湿し
た後主触媒に導き、前触媒の温度が排気ガスの露点以上
のとき排気ガスを直接前触媒へ導くことにより、不要な
除湿を行うこと無く前触媒における水の凝縮とそれに伴
う障害を取り除くことができる。

【００４４】なお、エンジンに理論空燃比よりも過剰の
燃料を供給した例が、特開昭61−58912 号公報に示され
ている。しかし、エンジン始動当初の排気ガス対策につ
いては全く考慮していない。

【００４５】

【実施例】以下、具体的実施例を挙げて本発明を詳細に
説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００４６】図１は、本発明の一実施例による内燃機関
排気ガス浄化システムの概略図である。エンジン１の排
気ガス流路１１に前触媒２と主触媒３が設けられてい
る。エンジン１の吸気管４に空気量調整弁（スロットル
バルブ）８と燃料噴射弁９が取り付けられている。空気
量調整弁８と燃料噴射弁９は制御装置（コントロールボ
ックス）１０にて開閉度が制御されるようになってい
る。排気ガス流路１１の前触媒２の前段には空気を供給
する二次空気供給管６が設けられ、該二次空気供給管６
には空気ポンプ５が設けられている。主触媒３の後段に
は温度センサー７が設けられ、排気ガスの温度を検出す
るようにしている。ここで検出された温度はコントロー
ルボックス１０に入力され、コントロールボックス１０
ではかかる温度を設定値と比較して燃料過剰操作を継続
するか停止するかを判断するようになっている。

【００４７】図１の実施例におけるコントロールボック
ス（制御装置）の具体的な構成を図５に示す。主触媒３
に設けられた温度検出センサー７からの信号は、入力回
路により次の触媒温度設定値との比較に適した形に交換
されたのち比較手段に送られ、予め記憶手段に記憶され
た触媒設定温度と比較される。主触媒３の温度が設定値
よりも低い場合には、信号発生手段で理論空燃比よりも
燃料リッチとなるように燃料噴射弁９及びスロットルバ
ルブ８を調節する信号およびエアポンプ５をｏｎする信
号を発生する。この信号は出力回路においてそれぞれの
出力先に適した形に変換されて燃料噴射弁９，スロット
ルバルブ８及びエアポンプ５に伝えられる。

【００４８】同様に主触媒の温度が設定値よりも高い場
合には、信号発生手段で理論空燃比或いはその近傍の空
燃比になるように燃料噴射弁９及びスロットルバルブ８
を調節する信号およびエアポンプをｏｆｆする信号を発
生し、この信号は出力回路においてそれぞれの出力先に
適した形に変換されて燃料噴射弁９，スロットルバルブ
８およびエアポンプに伝えられる。

【００４９】図２は、ガソリンエンジンにおける空燃比
と排気ガスの組成との関係を示している。

【００５０】図３は本発明による内燃機関排気ガス浄化
システムの他の例を示す概略図である。エンジン排気ガ
ス流路１１にバイパス流路２０を設け、このバイパス流
路に前触媒２を設ける。また、排気ガスの流れの切り替
えを行うために弁１２および弁２１を設ける。温度セン
サー７で主触媒出口の排気ガス温度を検出して温度信号
をコントロールボックス１０に入力し、その温度が主触
媒の作動温度以下の場合に弁２１を閉，弁１２を開とし
て排気ガスをバイパス流路２０の前触媒２に導き、同時
に空気量調整弁８および燃料噴射弁９を制御して燃料過
剰の燃焼を行う。また、その温度が主触媒の作動温度以
上の場合に弁２１を開，弁１２を閉として排気ガスを直
接主触媒３に導き、同時に空気量調整弁８および燃料噴
射弁９を制御して理論空燃比或いはそれに近い条件で燃
焼を行わせる。弁１２，弁２１を開閉する信号もコント
ロールボックス１０から出力される。

【００５１】図４は本発明の更に他の実施例による内燃
機関排気ガス浄化システムの概略図を示したものであ
る。エンジン排気ガス流路１１にバイパス流路２０を設
け、このバイパス流路２０に除湿器１５を設けている。
また、排気ガスの流れの切り替えを行うため弁１３およ
び１４を設けている。前触媒２内には温度センサー１６
を設けた。前触媒の温度が燃焼排ガスの露点以下の場合
にバイパス流路２０の除湿器１５により排気ガスを除湿
した後主触媒に導き、前触媒の温度が燃焼排ガスの露点
以上の場合に排気ガスを直接前触媒へ導く。弁１３，弁
１４の開閉操作もコントロールボックス１０で行うこと
ができる。たとえば、温度センサー１６の温度検出値を
入力し、予め記憶させておいて燃焼排ガスの露点と比較
することにより、コントロールボックス１０で弁１３，
弁１４の開閉信号を出力することができる。

【００５２】実施例１ 前触媒２には、容積１リットル、開口比７６％のセラミ
ック(コージェライト)ハニカムにアルミナをコーティン
グし、これにパラジウム（Ｐｄ）を０.５ 重量％（以下
ｗｔ％という。）を担持した触媒を用い、主触媒３には
容積２リットルの同一材料かつ同一構造のセラミックハ
ニカムにＰｔ，ＰｄおよびＲｈを担持した触媒を用い、
これらにシリーズにガソリンエンジン排ガスを流通させ
た。空燃比（Ａ／Ｆ）を１２とし理論空燃比よりも燃料
過剰にして燃焼させて得たＣＯ７体積％（以下vol％と
いう。）、ＨＣ ０.３５vol％の排気ガスを１０００リ
ットル／分の流速で前触媒２に導いたところ、前触媒出
口温度は６３秒後に３００℃に達し、主触媒７の出口温
度は１３５秒後に３００℃に達した。

【００５３】比較例１ 理論空燃比に近い空燃比１４.５で燃焼させて得たＣＯ
０.９vol％，ＨＣ 0.2vol％ の排気ガスを１０００リッ
トル／分の流速で前触媒２に導いたところ、前触媒出口
温度は８７秒後に３００℃に達し、主触媒３の出口温度
は１７０秒後に３００℃に達した。

【００５４】実施例２ 実施例１と同じ前触媒および主触媒さらには同じ燃焼条
件（Ａ／Ｆ＝１２）において生成した排気ガスに前触媒
の前で空気を３８０リットル／分添加したところ、前触
媒出口温度は４０秒後に３００℃に達し、主触媒出口温
度は８７秒後に３００℃に達した。

【００５５】実施例３ 実施例２と同一条件で、前触媒に各種触媒を用いて前触
媒出口温度３００℃に達するのに要する時間を測定し表
１の結果を得た。前触媒の支持体としてはセラミックハ
ニカムを用い、これにアルミナをコーティングして表１
に示す触媒活性成分を担持した。

【００５６】

【表１】

【００５７】実施例４ 実施例２と同一条件で、前触媒としてＰｄおよびＰｔを
各種多孔質担体および支持体に担持したものについて、
前触媒出口温度３００℃に達するのに要する時間を測定
し表２の結果を得た。

【００５８】

【表２】

【００５９】実施例５ 前触媒として、厚さ０.０５mm のフェライト系ステンレ
ス板からなる開孔率９０％のハニカムにＰｄを０.５ｗ
ｔ％ 担持した触媒を用い、実施例２と同一条件で触媒
昇温速度を測定したところ、前触媒出口温度は３６秒で
３００℃に達し、主触媒出口温度は８３秒で３００℃に
達した。

【００６０】実施例６ 実施例５と同一触媒，同一条件下において、触媒に３ｋ
Ｗの直流電力を通じたところ、前触媒出口温度は２８秒
で３００℃に達し、主触媒出口温度は６２秒で３００℃
に達した。

【００６１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、内燃機関のエン
ジン起動直後に排出される燃料未燃分及び部分燃焼成分
を浄化することができる。特に前触媒を設けて理論空燃
比よりも燃料過剰の状態でエンジンを始動し、前触媒の
前段で排気ガスを酸化することにより前触媒を速やかに
昇温し、前触媒の後流に設けた主触媒を急速に活性化温
度まで高めることができる。これにより内燃機関のエン
ジン起動当初の排気ガス浄化性能を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムの一
実施例を示す概略図。

【図２】ガソリンエンジンにおける空燃比と排気ガス組
成の関係を示すグラフ。

【図３】本発明の内燃機関排気ガス浄化システムの他の
実施例を示す概略図。

【図４】本発明の内燃機関排気ガス浄化システムの他の
実施態様を示す概略図。

【図５】図１の実施例におけるコントロールボックスの
具体的構成図である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…前触媒、３…主触媒、８…空気量調
整弁、９…燃料噴射弁、１０…制御装置、１１…排気ガ
ス流路、２０…バイパス流路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 紀子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小川 敏雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮寺 博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 阿田子 武士 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁が設置
   され排気系に排気ガス浄化触媒が設置された内燃機関の
   制御装置であって、前記排気系に設置された排気ガス浄
   化触媒の温度を入力してその値が設定値よりも低いとき
   に理論空燃比よりも燃料過剰となるように前記吸気系の
   燃料噴射弁と空気量調整弁を制御する手段を備えたこと
   を特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁が設置
   され排気系に排気ガス浄化触媒が設置された内燃機関の
   制御装置であって、前記排気系に設置された排気ガス浄
   化触媒の温度を入力して設定値と比較する手段と、前記
   排気ガス浄化触媒の温度が設定値よりも低いときに理論
   空燃比よりも燃料過剰となるように信号を発生する手段
   及び該信号に基づいて前記吸気系の燃料噴射弁と空気量
   調整弁を開閉駆動する制御手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁を有し
   排気系に排気ガス浄化触媒を有する内燃機関の制御装置
   であって、前記排気系に設置された排気ガス浄化触媒の
   温度を入力する手段と、該排気ガス浄化触媒の温度設定
   値を記憶する手段と、前記入力手段の触媒温度と前記記
   憶手段の温度設定値とを比較する手段と、前記入力手段
   の触媒温度が前記温度設定値よりも低いときに理論空燃
   比よりも燃料過剰となるように信号を発生する手段及び
   該信号に基づいて前記吸気系の燃料噴射弁と空気量調整
   弁を開閉駆動する制御手段とを備えたことを特徴とする
   内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】請求項２において、前記排気ガス浄化触媒
   の温度が設定値よりも低いときに空燃比Ａ／Ｆ（Ａは空
   気重量、Ｆは燃料重量）が１３以下、１０以上となるよ
   うに前記吸気系の燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動
   する手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装
   置。
5. 【請求項５】請求項２において、前記排気系に設置され
   た排気ガス浄化触媒の温度が設定値よりも高いときに理
   論空燃比或いはその近傍の空燃比となるように前記吸気
   系の燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動する手段を備
   えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁を有し
   排気系に燃焼触媒と三元系排気ガス浄化主触媒とを有す
   る内燃機関の制御装置であって、前記排気ガス浄化主触
   媒の温度を設定値と比較してその値が設定値よりも低い
   ときに理論空燃比よりも燃料過剰となるように前記吸気
   系の燃料噴射弁と空気量調整弁を開閉駆動する手段を備
   えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 【請求項７】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁を有
   し、排気系の前段に燃焼触媒を有し後段に三元系排気ガ
   ス浄化主触媒を有し該燃焼触媒の前段に空気供給手段を
   有する内燃機関の制御装置であって、前記排気ガス浄化
   主触媒の温度を入力してその値が設定値よりも低いとき
   に理論空燃比よりも燃料過剰となりかつ前記空気供給手
   段より空気が供給されるように信号を発生する手段及び
   該信号に基づいて前記吸気系の燃料噴射弁と空気量調整
   弁を開閉駆動し前記空気供給手段をｏｎ，ｏｆｆする手
   段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
8. 【請求項８】吸気系に燃料噴射弁と空気量調整弁が設置
   され排気系に排気ガス浄化触媒が設置された内燃機関の
   制御方法であって、前記排気系に設置された排気ガス浄
   化触媒の温度を入力してその値が設定値よりも低いとき
   に理論空燃比よりも燃料過剰となるように前記吸気系の
   燃料噴射弁と空気量調整弁を制御するようにしたことを
   特徴とする内燃機関の制御方法。