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JPH10153112A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH10153112A
JPH10153112A JP8324809A JP32480996A JPH10153112A JP H10153112 A JPH10153112 A JP H10153112A JP 8324809 A JP8324809 A JP 8324809A JP 32480996 A JP32480996 A JP 32480996A JP H10153112 A JPH10153112 A JP H10153112A
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exhaust gas
internal combustion
combustion engine
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branch
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晃平 花田
Yuji Yasui
裕司 安井
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忠 佐藤
Tsuyoshi Haga
剛志 芳賀
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気系に排気管を分岐し、再び合流する分岐
路を設け、そこに機関始動時に多く発生する未燃ＨＣ成
分を吸着させ、暖機後に吸着成分を脱離させ、ＥＧＲ通
路を介して吸気系に還流させるようにした排気浄化装置
において、分岐路開閉バルブが固着したときも機関がス
トールせず、ＥＧＲ通路も比較的短く構成する。 【解決手段】 分岐路に開閉バルブを設けると共に、そ
の付近にＥＧＲ通路を接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の排気浄
化装置に関し、より具体的には触媒装置の下流に吸着手
段を設け、機関始動時の未燃ＨＣ成分を吸着させるよう
にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関では排気系に触媒装置を設け、
排気ガス中のＨＣ，ＮＯｘ，ＣＯ成分を除去して浄化を
図っているが、機関の冷間始動時など触媒装置が活性化
していないときは未燃ＨＣ成分が生じて機関外に放出さ
れる。そこで、近時、特開平４−１７７１０号公報に記
載されるように、排気路路５を触媒装置６，７の下流に
おいて分岐させ、バイパス通路（分岐路）９に活性炭な
どの吸着装置（吸着手段）１０を配置し、その下流で再
び排気管に合流させた構造を備えた排気浄化装置が提案
されている。
【０００３】より詳しくは、バイパス通路９の合流点付
近に排気還流（ＥＧＲ）通路１５を接続し、吸着させた
未燃ＨＣ成分を吸気系に還流させると共に、その下流に
バイパス通路９を閉鎖するシャッタバルブ１４を設けて
いる。同種の技術は、特開平５−１７１９２９号、特開
平６−１０１４６１号公報記載の技術などでも提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平４−１７７１０号公報記載の技術においては、
前記分岐路９側に排気ガスを導くために排気通路５を開
閉するバイパスバルブ１３を排気通路５に設けると共
に、前記バイパス通路９を閉鎖するシャッタバルブ１４
を、バイパスバルブ１３と別体に分岐路下流に配置した
ことから、バイパスバルブ１３が閉鎖位置にあるときに
シャッタバルブ１４が故障して閉鎖位置に固着する、い
わゆるクローズ・スティック状態を生じると、排気系が
閉塞して機関がストールする不都合があった。
【０００５】更には、上記した特開平４−１７７１０号
公報記載の技術においては、排気還流（ＥＧＲ）通路１
５を吸着装置１０の下流で接続しているため、吸着装置
１０に吸着された未燃ＨＣ成分を排気還流（ＥＧＲ）通
路１５を介して還流させる場合、バイパス９を閉鎖する
シャッタバルブ１４が必須の構成となり、別体として設
けざるを得ない。
【０００６】これは、シャッタバルブ１４が開いた状態
では、吸着装置１０に吸着された未燃ＨＣ成分を還流さ
せるとき、脱離したＨＣ成分の多くが開放されているシ
ャッタバルブ１４を通って排気通路５に流れ、そのまま
機関外に放出される結果となるからである。このよう
に、バイパスバルブ１３に加え、更に耐熱性が要求され
るシャッタバルブ１４を設けることは、コストアップに
つながるばかりでなく、耐久性ないしは信頼性の面で、
排気デバイスが増加することは好ましくない。また、こ
のことがクローズスティックの一因となる。
【０００７】また、ＥＧＲ通路を、吸着装置１０の下流
の合流点付近で接続しているため、機関のレイアウトに
もよるが、ＥＧＲ通路が比較的長くなる不都合があっ
た。これは、通常、機関を車両に搭載する場合に、機関
を車両前方に配置させ、触媒装置を含む排気系を、車両
の後方に向けて車両の床下に配置することから、ＥＧＲ
用排気ガスの取り出し口が排気系の下流になればなるほ
ど機関との距離が長くなることに起因する。このような
不都合は、特開平５−１７１９２９号、特開平６−１０
１４６１号公報記載の装置にも見られる。
【０００８】従って、この発明の目的は上記した従来技
術の欠点を解消することにあり、排気路から分岐する分
岐路を設けると共に、そこに吸着手段を介挿して未燃成
分を吸着させ、吸着させた未燃成分をＥＧＲ通路から吸
気系に還流させ、よって排気ガスの浄化性能を向上させ
るようにした内燃機関の排気浄化装置において、分岐路
を開閉するバルブが故障しても機関のストールなどの不
都合が生じないと共に、ＥＧＲ通路を比較的短く構成す
るようにした内燃機関の排気浄化装置を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明は請求項１項において、内燃機関の排気路
から触媒装置の下流において分岐すると共に、前記分岐
点下流において前記排気路に再び合流する分岐路、前記
分岐路に介挿されるチャンバ、前記チャンバ内に収容さ
れ、排気ガス中の未燃成分を吸着する吸着手段と、前記
分岐路を開閉するバルブ、一端が前記チャンバに接続さ
れ、他端が前記内燃機関の吸気系に接続されて排気ガス
を前記内燃機関の吸気系に還流させるＥＧＲ通路、前記
内燃機関の始動時から所定期間、前記バルブを開放し、
前記内燃機関が排出する排気ガスを前記分岐路に導き、
排気ガス中の未燃成分を前記吸着手段に吸着させるバル
ブ開閉制御手段、および所定の運転状態において前記Ｅ
ＧＲ通路を解放し、前記吸着手段に吸着した未燃成分を
吸気系に還流させるＥＧＲ手段を備えた内燃機関の排気
浄化装置において、前記分岐路を開閉するバルブを前記
分岐点あるいはその近傍付近に配置すると共に、前記Ｅ
ＧＲ通路の一端を、前記分岐点から前記吸着手段に至る
前記チャンバ内の空間において接続する如く構成した。
【００１０】尚、ここで、『前記ＥＧＲ通路の一端を、
前記分岐点から前記吸着手段に至る前記チャンバ内の空
間において接続する』とは、吸着手段の上流側に接続す
ることを意味する。尚、この接続位置は、ＥＧＲ実行時
には、逆に、下流側となる。また、『前記内燃機関の始
動時から所定期間』とは、始動時にあって吸気負圧を介
して前記バルブを動作させるものは、吸気負圧が生じて
前記バルブを動作させる時点を言い、詳しくは始動時お
よび吸気負圧が生じるまでの僅かな遅れも含む意味で使
用する。
【００１１】請求項２項にあっては、前記排気路は、前
記分岐点から合流点に至る部位の少なくとも一部が、前
記チャンバに接近して配置される如く構成した。
【００１２】請求項３項にあっては、前記分岐点と前記
バルブを前記チャンバ内に配置する如く構成した。
【００１３】請求項４項にあっては、前記触媒装置の温
度に関連するパラメータを検出する触媒装置温度検出手
段を設け、前記所定期間は、前記触媒装置温度検出手段
の出力に応じて決定される如く構成した。
【００１４】請求項５項にあっては、前記排気ガスボリ
ュームに関連するパラメータを検出する排気ガスボリュ
ーム検出手段を設け、前記所定期間は、前記排気ガスボ
リューム検出手段の出力に応じて決定される如く構成し
た。
【００１５】請求項６項にあっては、前記内燃機関の始
動後に点火時期遅角補正を含む、前記触媒装置の早期活
性化制御を行う如く構成した。
【００１６】請求項７項にあっては、前記内燃機関が排
出する排気ガスの酸素濃度から空燃比を検出する空燃比
検出手段、漸化式形式の制御器を用いて検出空燃比と目
標空燃比が一致するように前記内燃機関に供給する燃料
噴射量を補正するフィードバック補正係数を算出するフ
ィードバック補正係数算出手段、および前記フィードバ
ック補正係数に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料
噴射量補正手段を備え、前記ＥＧＲ手段は前記ＥＧＲ実
行時にＥＧＲ補正係数を算出すると共に、前記燃料噴射
量補正手段は、少なくとも前記フィードバック補正係数
と前記ＥＧＲ補正係数に基づいて前記燃料噴射量を補正
する如く構成した。
【００１７】
【作用】請求項１項にあっては、排気ガスの浄化性能を
向上させると共に、分岐路を開閉するバルブが閉鎖位置
に固着する、いわゆるクローズ・スティック状態を生じ
ても、機関のストールなどが生じることがない。更に
は、ＥＧＲ通路を比較的短くすることができ、構成を簡
易にすることができると共に、ＥＧＲ通路を比較的短く
することで、それだけ配管漏れなどの不都合が生じる可
能性を減少させることができる。
【００１８】請求項２項にあっては、前記排気路がチャ
ンバに接近して配置されることで、吸着手段の昇温を促
進することができ、未燃成分を早期に脱離させて吸気系
に還流させることができる。
【００１９】請求項３項にあっては、バルブの可動部か
ら排気ガスが漏れることがあっても、その影響を最小限
度にすることができ、バルブなどの工作精度管理を容易
にすることができる。
【００２０】請求項４項にあっては、未燃成分の吸着動
作を必要最小限度の時間に限定することができると共
に、吸着手段の性能を最大限度に活用することができ
る。
【００２１】請求項５項にあっては、未燃成分の吸着動
作を必要最小限度の時間に限定することができると共
に、吸着手段の性能を最大限度に活用することができ
る。
【００２２】請求項６項にあっては、触媒装置を早期に
活性化することで、未燃成分の吸着動作時間を短縮する
ことができると共に、脱離も速やかに行うことができ
る。
【００２３】請求項７項にあっては、空燃比を目標値に
精度良く収束させることができるので、未燃成分を任意
なときに還流させることができ、結果として排気ガスの
浄化性能を向上させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
【００２５】図１は、この発明に係る内燃機関の排気浄
化装置を示す側面断面図である。
【００２６】図において、符合１０はＯＨＣ直列４気筒
の内燃機関を示し（１気筒のみ図示）、吸気管（吸気
路）１２の先端に配置されたエアクリーナ（図示せず）
から吸引された空気は、スロットルバルブ１４でその流
量を調節されつつ、サージタンク１６と吸気マニホルド
１８を経て、２個の吸気バルブ２０（１個のみ図示）を
介して第１気筒から第４気筒へと送られる。また、吸気
管１２には、スロットルバルブ１４の配置位置付近にそ
れをバイパスするバイパス路２２が設けられる。バイパ
ス路２２には、それを開閉する電磁ソレノイドバルブか
らなるバルブ（ＥＡＣＶ）２４が介挿される。
【００２７】各気筒の前記した吸気バルブ２０の付近に
はインジェクタ（燃料噴射弁）２６が設けられ、燃料を
噴射する。噴射されて吸気と一体になった混合気は吸入
行程にある燃焼室２８に吸入され、圧縮行程で圧縮され
た後に点火プラグ（図示せず）を介して着火されて燃焼
し、ピストン３０を図において下方に駆動する。
【００２８】燃焼後の排気ガスは２個の排気バルブ（１
個のみ図示）３４および排気マニホルド３６を介して排
気管（排気路）３８に排出され、排気管３８において排
気マニホルド３６の直下に設けられた第１の触媒装置
（三元触媒）４０、その下流に設けられた第２、第３の
触媒装置（共に三元触媒）４２，４４を通過させられ、
更に下流のマフラおよびテールパイプ（図示せず）を含
む後端部４６を経て機関外に放出される。
【００２９】内燃機関１０は、いわゆる可変バルブタイ
ミング機構５０（図１にＶ／Ｔと示す）を備える。可変
バルブタイミング機構５０は例えば、特開平２−２７
５，０４３号公報に記載されており、機関回転数Ｎｅお
よび吸気圧力Ｐｂなどの運転状態に応じて機関のバルブ
タイミングを高低２種のタイミング特性の間で切り換え
る。
【００３０】ここで、排気管３８には、第３の触媒装置
４４が配置された位置の下流でチャンバ５２が取り付け
られる。より具体的には、チャンバ５２は排気管３８を
囲むように排気管３８に取り付けられ、チャンバ５２内
において（即ち、前記第１ないし第３触媒装置の下流に
おいて）、排気管３８は分岐点５４で分岐させられ、分
岐路５６が形成される。
【００３１】分岐点５４付近には排気管３８を開閉する
排気管開閉バルブ５８と分岐路５６を開閉する分岐路開
閉バルブ６０とが一体的に設けられる。即ち、排気管開
閉バルブ５８と分岐路開閉バルブ６０は、前記スロット
ルバルブ１４と同様のバタフライバルブを２個組み合わ
せた組バルブからなり、２個の円形プレート面５８ａ，
６０ａと、それらに共軸に固定された１本のシャフト５
８ｂを備える。
【００３２】２個の円形プレート５８ａ，６０ａはシャ
フト５８ｂに円形面が９０度相違するように取着され、
排気管３８が閉鎖されるときは分岐路５６が開放され、
排気管３８が開放されるときは分岐路５６が閉鎖される
ように作動する。
【００３３】シャフト５８ｂはバルブ作動機構６４に接
続され、バルブ作動機構６４は前記スロットルバルブ１
４下流位置から負圧導入路６６を介して負圧が導入され
ると、排気管開閉バルブ５８と分岐路開閉バルブ６０を
駆動し、前記排気管３８を閉鎖すると共に、分岐路５６
を開放する。換言すれば、負圧が導入されない限り、排
気管開閉バルブ５８は開放位置に、分岐路開閉バルブ６
０は閉鎖位置に（図１に示す位置に）付勢される。
【００３４】負圧導入路６６には電磁ソレノイドバルブ
（後で「ＴＲＰＶ」ともいう）６８が設けられ、後述す
る制御ユニット８６の指令に応じて作動に応じて負圧導
入路を開閉し、それに応じて前記バルブ作動機構６４
は、排気管開閉バルブ５８と分岐路開閉バルブ６０を開
閉する。
【００３５】チャンバ５２は排気管３８を完全に囲むよ
うに構成され、排気管３８との間に空間７２が形成され
る。空間７２の後半部には吸着材７４（前記した「吸着
手段」に相当）が２個配置される。
【００３６】排気管３８はチャンバ５２内の末端付近に
おいて孔７６が９０度間隔で４個穿設される。従って、
チャンバ５２内において排気管３８と平行に、分岐点５
４付近において排気管３８から分岐し、空間７２および
吸着材７４を通って孔７６で再び合流する分岐路５６が
形成される。
【００３７】分岐点５４から合流点（孔７６の穿設位
置）７８に至る排気管部分は、チャンバ５２内の空間７
２および吸着材７４に接触、あるいは所定距離おいて近
接するように配置される。より具体的には図２に示す如
く、チャンバ５２は排気管３８を完全囲む断面円形状に
構成され、排気管３８は吸着材７４に近接して配置さ
れ、吸着材７４を昇温を促進して未燃成分を早期に脱離
させ、よって速やかに吸気系に還流できるように構成さ
れる。
【００３８】チャンバ５２には分岐点５４あるいはその
近傍付近においてＥＧＲ通路８２の一端が接続されてチ
ャンバ５２内に開口すると共に、その他端は吸気通路１
２の前記スロットルバルブ１４下流位置に接続されて開
口する。ＥＧＲ通路８２の適宜位置には電磁ソレノイド
バルブからなる排気還流バルブ（還流ガス制御バルブ）
８４が介挿される。制御ユニット８６は後述するように
排気還流バルブ８４の変位量（リフトセンサ１２３が検
出するリフト量）を介して還流ＥＧＲ量を制御する。
【００３９】このようにバルブ５８，６０をチャンバ５
２内に配置することによって、万一、シャフト５８ｂの
軸受け部などから排気ガスが漏れても、その影響を最小
限度にすることができる。従って、シャフトやバルブ工
作精度もそれほど厳密でなくても足りる。
【００４０】吸着材７４としては、本出願人が先に特開
平８−７１４２７号公報で提案した結晶性アルミノケイ
酸塩、詳しくはＺＳＭ−５ゼオライトなると触媒素子と
の混合物よりなり、ハニカム体に担持されたものを使用
する。
【００４１】この結晶性アルミノケイ酸塩は耐熱温度が
９００℃ないし１０００℃で、前記した従来技術などで
使用される活性炭に比して優れた高温耐久性を発揮す
る。上記吸着材７４は、排気系温度で１００℃未満の低
温時に未燃ＨＣ成分を吸着し、１００℃から２５０℃で
吸着した未燃ＨＣ成分を脱離する。
【００４２】上記で、内燃機関１０のディストリビュー
タ（図示せず）内にはピストン３０のＴＤＣ位置および
それを細分したクランク角度を検出するクランク角セン
サ９０が設けられ、ＴＤＣ信号および細分クランク角度
信号を出力する。スロットルバルブ１４にはその開度
（位置）θTHを検出するスロットル開度センサ９２が接
続され、開度に対応する信号を出力する。
【００４３】吸気管１２にはスロットルバルブ１４の下
流位置の吸気圧力Ｐｂを絶対圧力で検出する絶対圧セン
サ９４が設けられ、対応する信号を出力する。また機関
の冷却水路（図示せず）の付近には機関冷却水温Ｔｗを
検出する水温センサ９６が設けられ、対応する信号を出
力する。
【００４４】更に、排気系において、排気マニホルド３
６の下流（排気系集合部）で第１の触媒装置４０の上流
の排気管３８には、広域空燃比センサ９８（以後「ＬＡ
Ｆセンサ」という）が設けられ、リーンからリッチにわ
たる広い範囲において排気ガス中の酸素濃度に比例した
検出信号を出力する。
【００４５】更に、排気管３８の第１の触媒装置４０の
下流にはＯ2 センサ１００が設けられ、排気ガス中の酸
素濃度がリーンからリッチないしリッチからリーンに変
化するたびに反転するオン・オフ信号を出力する。ま
た、前記したＥＧＲ通路にも第２のＯ2 センサ１０２
（後述）が設けられる。
【００４６】また、第３の触媒装置４４（換言すれば吸
着材７４に最も近い触媒装置）の付近には第３の触媒装
置の温度、より一般的には排気系の温度ＴＣＡＴを検出
する排気温度センサ１０４が設けられ、検出値に応じた
信号を出力する。
【００４７】更に、前記内燃機関１０が搭載される車両
（図示せず）のドライブシャフト（図示せず）の付近に
は、車速Ｖを検出する車速センサ１０６が設けられて対
応する信号を出力すると共に、前記車両に搭載されるエ
アコンディショナ（図示せず）にはその作動の有無を検
出するエアコンスイッチ１０８が設けられる。
【００４８】更に、前記車両の油圧パワーステアリング
機構（図示せず）の作動の有無を検出するパワステスイ
ッチ１１０も設けられる。また、油圧を介して前記可変
バルブタイミング機構５０の選択バルブタイミング特性
を検出するバルブタイミング（Ｖ／Ｔ）センサ１１２も
設けられる。
【００４９】上記したセンサの出力は前記した制御ユニ
ット（ＥＣＵ）８６に送られる。
【００５０】図３は制御ユニット８６の詳細を示すブロ
ック図である。ＬＡＦセンサ９８の出力は第１の検出回
路１１６に入力され、そこで適宜な線形化処理が行われ
てリーンからリッチにわたる広い範囲において排気ガス
中の酸素濃度に比例したリニアな特性からなる検出信号
を出力する。また、Ｏ2 センサ１００などの出力は第２
の検出回路１１８に入力され、内燃機関１０に供給され
た混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーン
かを示す検出信号を出力する。
【００５１】第１の検出回路１１６の出力は、マルチプ
レクサ１２０およびＡ／Ｄ変換回路１２２を介してＣＰ
Ｕ内に入力され、ＲＡＭ１２４に順次格納される。ま
た、第２の検出回路１１８の出力およびスロットル開度
センサ９２などのアナログセンサ出力も同様にマルチプ
レクサ１２０およびＡ／Ｄ変換回路１２２を介してＣＰ
Ｕ内に取り込まれ、ＲＡＭ１２４に格納される。
【００５２】またクランク角センサ９０の出力は波形整
形回路１２６で波形整形された後、カウンタ１２８で出
力値がカウントされ、カウント値はＣＰＵ内に入力さ
れ、ＣＰＵコア１３０はカウント値から機関回転数Ｎｅ
を算出する。また、ＣＰＵコア１３０は、ＲＯＭ１３２
に格納された命令に従って後述の如く制御値を演算し、
駆動回路１３４を介して各気筒のインジェクタ２６を駆
動する。更に、ＣＰＵコア１３０は、駆動回路１３６を
介して電磁ソレノイドバルブ（ＴＲＰＶ）６８を駆動
し、バルブ作動機構６４を介して排気管開閉バルブ５８
（分岐路開閉バルブ６０）を開閉すると共に、駆動回路
１３８，１４０を介してＥＡＣＶ２４、および排気還流
バルブ８４を駆動する。
【００５３】ここで、出願に係る内燃機関の排気浄化装
置の動作を図４フロー・チャートを参照して説明する。
尚、このプログラムはＴＤＣごとに起動される。
【００５４】先ず、Ｓ１０において内燃機関１０が始動
時にあるか否か判断する。これは、例えばイグニション
キーがオンされたか否か、あるいはスタータモータ（図
示せず）が動作しているか否かなどから判断する。
【００５５】Ｓ１０で機関始動時にあると判断されると
きはＳ１２に進み、タイマＴＴＲＳ（ダウンカウンタ）
に値ＴＴＲＳＬＭＴをセットして時間計測を開始し、Ｓ
１４に進んでＴＲＰＶ（電磁ソレノイドバルブ）６８を
オン（開放）し、バルブ作動機構６４を介して分岐路開
閉バルブ６０を開放する。このとき、前記したバルブ構
造から排気管開閉バルブ５８はオフ（閉鎖）される。そ
して一旦プログラムを終了する。尚、吸気負圧を利用し
ていることから、始動後に吸気負圧が発生するまで僅か
な遅れがあるが、排気ガスが分岐路開閉バルブ６０の部
位に到達するまでに吸気負圧が発生し、ＴＲＰＶ６８が
作動することから、実際上は無視することができる。
【００５６】タイマ値ＴＴＲＳＬＭＴはこのように分岐
路開閉バルブ６０の開放時間、即ち、排気ガスを吸着材
７４に通して吸着させる時間を意味し、その値は図５に
示す如く、始動時の機関冷却水温Ｔｗ、即ち、触媒装置
の温度を示すパラメータによって可変に設定される。
尚、触媒装置の温度を示すパラメータとしては、より直
接的に、排気温度センサ１０４が検出する排気温度ＴＣ
ＡＴを用いても良い。
【００５７】詳しくは、タイマ値は冷却水温Ｔｗが２５
℃程度以下の低温にあるときは５０ｓｅｃに設定され、
冷却水温Ｔｗが昇温するにつれて減少させられ、冷却水
温Ｔｗが６０℃で零に設定される。即ち、ＨＣ吸着は触
媒装置４０，４２，４４が活性化されるまでの代替手法
であり、排気ガスを分岐路５６を通して流すことは機関
にとって負荷になるので、機関出力の点では短い方が望
ましく、他方、冷却水温Ｔｗが高いことは触媒活性化ま
での時間が短いと予想されるからである。
【００５８】尚、冷却水温Ｔｗが６０℃以上にあるとき
は、機関は、いわゆるホット・リスタートと呼ばれる、
停止後直ぐに再始動した場合などにあり、触媒装置が十
分に活性化している筈であるから、吸着作業が不要なた
め、タイマ値は零に設定される。
【００５９】Ｓ１０で否定されるときはＳ１６に進み、
タイマＴＴＲＳの値が零に達したか否か判断し、否定さ
れるときはＳ１８に進んで内燃機関１０が高負荷状態に
あるか否か判断する。ＨＣ吸着動作は、排気管３８を閉
鎖することから機関にとって負荷となって機関出力を低
減させるので、機関高負荷時には行わないのが望まし
い。
【００６０】高負荷状態にあるか否かの判断は具体的に
は、車速が所定車速（例えば５ｋｍ／ｈ以下）以下か、
スロットル開度が所定開度（例えばアイドル全閉位置）
以下か、機関回転数が２０００ｒｐｍ以下か、吸気圧力
が所定値以下か、エアコンディショナが作動していない
か、パワステアリングが作動していないか、可変バルブ
タイミング機構５０において高速側のバルブタイミング
特性が選択されているか、などの一部および全部から判
断する。
【００６１】Ｓ１８で内燃機関１０が高負荷状態にない
と判断されるときはＳ２０に進み、フェールセーフ制
御、例えば後述する空燃比フィードバック制御が停止さ
れているなどの状態にあるか否か判断する。これは、そ
のような異常状態のときは、未燃ＨＣ吸着動作を行うの
は、吸着したＨＣ成分を吸気系に還流させたとき、空燃
比を目標空燃比に収束できない恐れがあり、更に失火の
可能性もあるからである。
【００６２】Ｓ２０で否定されたときはＳ１４に進み、
ＴＲＰＶ６８をオンして分岐路開閉バルブ６０を開放
し、プログラムを終了する。既にオンされているとき
は、そのままプログラムを終了する。他方、Ｓ１６，Ｓ
１８あるいはＳ２０で肯定された場合はＳ２２に進み、
タイマＴＴＲＳを零に書き替え、Ｓ２４に進んでＴＲＰ
Ｖ６８をオフしてバルブ作動機構６４を介して分岐路開
閉バルブ６０を閉鎖する（従って排気管開閉バルブ５８
はオン（開放）される）。図６ないし図８に上記動作を
模式的に示す。
【００６３】尚、一旦Ｓ２２を通ったときはタイマ値が
零に書き替えられるので、次回以降のプログラムループ
でＳ１６において否定され、Ｓ２２，Ｓ２４に進む。換
言すれば、タイマ値が零に達するまでに高負荷状態など
が生じたときは、機関が停止して次に再始動されるま
で、更なるＨＣ吸着動作は行われない。
【００６４】このように、内燃機関１０の始動時には第
１触媒装置４０などの３個の触媒装置が活性化していな
いため、排気管開閉バルブ５８は閉鎖され、分岐路開閉
バルブ６０は開放され、排気ガスはチャンバ５２内にお
いて分岐点５４で分岐路５６に流入し、空間７２および
吸着材７４を流れ、孔７６（合流点７８）から再び排気
管３８に入り、排気管後端４６を通って機関外に放出さ
れる。
【００６５】機関始動時にあっては、燃料噴射量が増量
されると共に、後述の如く点火時期が遅角補正されるこ
とから、未燃ＨＣ成分を含む排気ガスが排出されるが、
図６の模式図に示す如く、排気ガスは分岐路５６を流
れ、未燃ＨＣ成分の一部は吸着材７４で吸着される（同
図で黒丸は未燃ＨＣ成分を模式的に示す）。
【００６６】同時に後述の点火時期遅角制御などで高熱
の排気ガスが供給されて触媒装置４０，４２，４４の活
性化が促進されると共に、吸着材７４も高熱の排気ガス
を供給されて昇温する。このようなＨＣ吸着動作は、触
媒装置の温度に関連したパラメータ、より具体的には機
関冷却水温Ｔｗに応じて決定される所定時間ＴＴＲＳＬ
ＭＴ行われる。これによってＨＣ吸着動作を必要最小限
度に限定することができる。
【００６７】所定時間ＴＴＲＳＬＭＴが経過すると、触
媒装置４０，４２，４４も活性化されたと予想され、従
って触媒装置による浄化が期待できるので、分岐路開閉
バルブ６０を閉鎖し、排気管開閉バルブ５８を開放す
る。従って、排気ガスは図７にに示す如く、排気管３８
のみを流れる。未燃ＨＣ成分は、吸着材７４に吸着され
たまま保持される。
【００６８】この段階においては図７に示す如く、未燃
ＨＣ成分は吸着材７４に吸着されたまま保持される。も
し、この状態のままＥＧＲの還流が行われる以前に未燃
ＨＣ成分が吸着材７４から脱離しても、排気管３８の排
気圧力が高いため、未燃ＨＣ成分は孔７６を通って機関
外に放出されることがなく、空間７２内に止まる。
【００６９】次いで、所定の運転状態においてＥＧＲ制
御が開始されると、図８に示す如く、排気ガスの一部は
吸気負圧に吸引されて孔７６を通り、チャンバ空間７２
を通り、ＥＧＲ通路８２を介して吸気系に還流される。
そのとき、吸着材７４は近接して配置される排気管３８
の熱で加熱されているのに加え、高温の排気ガスが吸着
材７４の下流側から流入して吸着材７４を更に加熱する
ことで、未燃ＨＣ成分の脱離を促進させる。
【００７０】このようにして、吸着されていた未燃ＨＣ
成分も吸着材７４から脱離し、ＥＧＲ通路８２を介して
吸気管１２に還流される。尚、実施の形態で使用するＺ
ＭＳ−５ゼオライトからなる吸着材では、吸着されたＨ
Ｃ成分は、吸着材７４の温度で１００℃未満で吸着さ
れ、１００℃から２５０℃で脱離される。
【００７１】ここで、ＥＧＲ通路８２には未燃ＨＣ成分
を含むＥＧＲガスが還流されるが、このガスには酸素は
含まれていない筈なので、ＥＧＲ通路８２に設けられた
第２のＯ2 センサ１０２の出力は空燃比がリッチである
ことを示す。従って、第２のＯ2 センサ１０２の出力が
リーンを示す場合は、ＥＧＲ通路８２に漏れなどが発生
し、そこから大気が流入していることが考えられる。同
様に、第２のＯ2 センサ１０２に代えて温度センサを設
けても、大気が流入していれば高温のＥＧＲガスの温度
が低下するので、漏れを検出することができる。
【００７２】続いて、前記した触媒装置を活性化するた
めの点火時期の遅角補正制御について図９フロー・チャ
ートを参照して説明する。尚、このプログラムもＴＤＣ
ごとに起動される。
【００７３】先ず、Ｓ１００で内燃機関１０が始動時に
あるか否か判断する。これは図４フロー・チャートのＳ
１０で述べたと同様な手法で行う。
【００７４】Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０２に進
み、始動時制御を行う。具体的には点火時期は進角補正
すると共に、燃料噴射は始動時増量制御を行う。続いて
Ｓ１０４に進んでタイマ（アップカウンタ）ＴＲＴＤを
スタートさせて時間計測を開始し、プログラムを一旦終
了する。
【００７５】Ｓ１００で機関始動時にないと判断される
ときはＳ１０６に進み、前記したタイマＴＲＴＤの値が
所定の値ＴＲＴＤＡＳＴに達したか否か判断する。この
所定の値ＴＲＴＤＡＳＴは、燃焼を安定させるために機
関始動から所定時間（例えば２ｓｅｃ）遅角補正を禁止
する期間を定める。
【００７６】Ｓ１０６でタイマ値が所定の値に達してい
ないと判断されるときは遅角補正が禁止された期間内な
ので、Ｓ１０８に進んで通常制御を行う。具体的には検
出された機関回転数および機関負荷（吸気圧力）に応じ
て点火時期および燃料噴射量を決定する。
【００７７】Ｓ１０６でタイマＴＲＴＤの値が所定の値
ＴＲＴＤＡＳＴに達したと判断されるときはＳ１１０に
進み、タイマＴＲＴＤの値が第２の所定の値ＴＲＴＤＬ
ＭＴに達したか否か判断する。この第２の所定の値ＴＲ
ＴＤＬＭＴは、遅角補正期間の終期を定めた値であり、
例えば２０ｓｅｃに設定される。Ｓ１１０でタイマＴＲ
ＡＤの値が第２の所定値ＴＲＴＤＬＭＴ以上、即ち、遅
角補正期間終了と判断されるときはＳ１０８に進み、通
常制御を行う。
【００７８】Ｓ１１０でタイマＴＲＴＤの値が第２の所
定値ＴＲＴＤＬＭＴ未満、即ち、遅角補正期間内にある
と判断されるときはＳ１１２に進み、車速Ｖを所定車速
（詳しくは遅角補正禁止車速）ＶＲＴＤＬＭＴと比較す
る。尚、Ｓ１１２以下に述べるステップは、図４フロー
・チャートのＳ１８で行った高負荷判断と同様の処理で
ある。遅角補正も高負荷が要求されるときは望ましくな
いからである。
【００７９】Ｓ１１２で車速Ｖが所定車速ＶＲＴＤＬＭ
Ｔ以上と判断されるときは上に述べた理由から遅角補正
を行わず、Ｓ１１４に進んで前記タイマの値を第２の所
定値に書き替え、Ｓ１０８に進んで通常制御を行う。
尚、一旦Ｓ１１４の処理を経た後はＳ１１０で否定され
るので、遅角補正は行わない。このように、遅角補正
は、始動から２ｓｅｃ経過して２０ｓｅｃ経過するまで
の間で高負荷運転状態でないときに行われる。
【００８０】Ｓ１１２で車速が所定車速未満と判断され
るときはＳ１１６に進み、機関回転数Ｎｅが遅角補正禁
止下限回転数Ｎｅ1 （例えば１０００ｒｐｍ）を超え、
かつ遅角補正禁止上限回転数Ｎｅ2 （例えば２０００ｒ
ｐｍ）未満か否か判断し、否定されるときはＳ１１４に
進む。機関始動時は目標アイドル回転数は１５００ｒｐ
ｍ程度に制御されるので、機関回転数がその付近にない
ときは機関出力を低下させる遅角補正を行わないためで
ある。
【００８１】Ｓ１１６で肯定されるときはＳ１１８に進
み、機関冷却水温Ｔｗが遅角補正禁止下限水温Ｔｗ1
（例えば０℃）を超え、かつ遅角補正禁止上限水温Ｔｗ
2 （例えば９０℃）未満か否か判断し、否定されるとき
はＳ１１４に進む。これも同様の理由からである。
【００８２】Ｓ１１８で肯定されるときはＳ１２０に進
み、エアコンスイッチ１０８の出力からエアコンディシ
ョナが作動しているか否か判断し、肯定されるときはＳ
１１４に進むと共に、否定されるときはＳ１２２に進
み、パワステスイッチ１１０の出力からパワーステアリ
ング機構が動作しているか否か判断し、肯定されるとき
はＳ１１４に進む。
【００８３】Ｓ１２２で否定されるときは続いてＳ１２
４に進み、排気温度ＴＣＡＴが所定温度ＴＣＡＴＲＴＤ
Ｈ（例えば９００℃）以上か否か判断し、以上のときは
Ｓ１１４に進む。これは遅角補正は排気系温度を昇温さ
せるので、第１ないし第３の触媒装置を保護するためで
ある。
【００８４】Ｓ１２４で排気系温度が所定温度未満と判
断されるときはＳ１２６に進み、点火時期の遅角補正、
即ち、触媒装置４０，４２，４４の昇温制御を行う。詳
しくは、前記したＥＡＣＶ２４を開放して吸入空気量を
増量し、それに伴って燃料噴射量を増量し、点火時期を
遅角補正して燃焼を遅延させ、高熱の排気ガスを排出す
ることで第１ないし第３の触媒装置を昇温させて活性化
を促進させる。より詳しくは、吸入空気量と燃料噴射量
を増量した上で機関回転数が目標回転数（例えば１５０
０ｒｐｍ）になるように点火時期を遅角側に設定された
目標値にフィードバック制御する。
【００８５】続いて、先に述べた吸着未燃ＨＣ成分を脱
離させるＥＧＲ制御について説明する。
【００８６】本来のＥＧＲでは還流される排気ガスは燃
焼された排気ガスであるが、吸着未燃ＨＣ成分を脱離さ
せるＥＧＲでは未燃分の燃料成分が含まれる。空燃比制
御にあっては還流分は外乱となるが、燃料成分を含むと
き、還流分を精度良く推定することは困難である。
【００８７】そこで、この発明に係る内燃機関の排気浄
化装置では、漸化式形式の制御器、より具体的にはＳＴ
Ｒ型の適応制御器を用いて検出空燃比と目標空燃比が一
致するように前記内燃機関に供給する燃料噴射量を補正
するフィードバック補正係数を算出するようにした。ま
た、ＥＧＲ実行時にＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲＮを算出
し、前記フィードバック補正係数と前記ＥＧＲ補正係数
に基づいて前記燃料噴射量を補正する。
【００８８】以下、適応制御器を用いたフィードバック
補正係数の算出について説明する。尚、これは本出願人
が先に提案した特開平８−２３２７２０号公報などに詳
述されているので、以下の説明は簡単に止める。
【００８９】図１０は、その構成を示す機能ブロック図
である。
【００９０】図示の如く、実施の形態に係る燃料噴射制
御装置においては、単一のＬＡＦセンサ９８の出力から
カルマンフィルタを用いて各気筒の空燃比ＫＡＣＴを推
定するオブザーバ（図にＯＢＳＶと示す）を備えると共
に、ＬＡＦセンサ９８の出力を入力する適応制御器（Se
lf Tuning Regulator 型の適応制御器。図にＳＴＲと示
す）を備える。
【００９１】また、Ｏ2 センサ１００の出力は目標空燃
比補正ブロック（図にＫＣＭＤ補正と示す）に入力さ
れ、目標値との差に応じて目標空燃比ＫＣＭＤを補正す
る目標補正係数ＫＣＭＤＭが求められる。他方、基本燃
料噴射量ＴｉＭ−Ｆが算出され、目標空燃比補正係数
は、後述するＥＧＲ補正係数などを含む各種補正係数Ｋ
ＴＯＴＡＬと共に、基本燃料噴射量に乗算されてそれを
補正し、要求燃料噴射量Ｔｃｙｌが求められる。
【００９２】また、補正された目標空燃比ＫＣＭＤは適
応制御器ＳＴＲおよびＰＩＤ制御器（図にＰＩＤと示
す）に入力され、ＬＡＦセンサ出力との差に応じて適応
制御則を用いてフィードバック補正係数ＫＳＴＲが求め
られ、要求燃料噴射量Ｔｃｙｌに乗算され、出力燃料噴
射量Ｔｏｕｔが決定される。出力燃料噴射量は付着補正
がなされ、内燃機関１０に供給される。尚、フューエル
カットからの復帰時などは従来的なＰＩＤ制御則を用い
てフィードバック補正係数ＫＬＡＦが選択される。
【００９３】このように、漸化式形式の制御器（ＳＴＲ
型の適応制御器）を用いて検出空燃比ＫＡＣＴと目標空
燃比ＫＣＭＤが一致するように前記内燃機関に供給する
燃料噴射量を補正するフィードバック補正係数を算出す
る
【００９４】この適応制御器ＳＴＲを用いたフィードバ
ック補正係数ＫＳＴＲの算出について図１１を参照して
説明すると、適応制御器は、ＳＴＲコントローラ（STR
CONTROLLER) と適応パラメータ調整機構（以下『パラメ
ータ調整機構』とも称する）からなる。目標空燃比ＫＣ
ＭＤ(k) と制御量（検出空燃比）ＫＡＣＴ(k) （制御プ
ラント出力ｙ(k) ）はＳＴＲコントローラに入力され、
ＳＴＲコントローラは漸化式を用いてフィードバック補
正係数ＫＳＴＲ(k) を算出する。即ち、ＳＴＲコントロ
ーラはパラメータ調整機構によって同定された適応パラ
メータ（係数ベクトル）θハット(k) を受け取ってフィ
ードバック補償器を形成する。
【００９５】より具体的には、離散系の制御対象の伝達
関数Ｂ(Z-1)/Ａ(Z-1) の分母分子の多項式を数１および
数２のようにおいたとき、パラメータ調整機構が同定す
る適応パラメータθハット(k) は、数３のようにベクト
ル（転置ベクトル）で示される。またパラメータ調整機
構への入力ζ(k) は、数４のように定められる。ここで
は、ｍ＝１、ｎ＝１、ｄ＝３の場合、即ち、１次系で３
制御サイクル分の無駄時間を持つプラントを例にとっ
た。
【００９６】
【数１】
【００９７】
【数２】
【００９８】
【数３】
【００９９】
【数４】
【０１００】ここで、数３に示される適応パラメータθ
ハットは、ゲインを決定するスカラ量ｂ0 ハット-1(k)
、操作量を用いて表現される制御要素ＢR ハット(Z-1,
k)および制御量を用いて表現される制御要素Ｓ（Z -1,
k)からなる。
【０１０１】パラメータ調整機構はこれらのスカラ量や
制御要素の各係数を同定・推定し、前記した数３に示す
適応パラメータθハットとして、ＳＴＲコントローラに
送る。パラメータ調整機構は、プラントの操作量ｕ
（ｉ）および制御量ｙ（ｊ）（ｉ，ｊは過去値を含む）
を用いて目標値と制御量との偏差が零となるように適応
パラメータθハットを算出する。
【０１０２】適応パラメータθハットは、具体的には数
５のように計算される。数５で、Γ(k) は適応パラメー
タの同定・推定速度を決定するゲイン行列（ｍ＋ｎ＋ｄ
次）、ｅアスタリスク(k) は同定・推定誤差を示す信号
である。
【０１０３】
【数５】
【０１０４】フィードバック補正係数ＫＳＴＲ(k) は、
具体的には数６に示すように求められる。
【０１０５】
【数６】
【０１０６】以上を前提として、ＥＧＲ補正係数ＫＥＧ
ＲＮの算出について説明する。尚、これも上記の本出願
人が先に提案した特開平８−２３２７２０号公報に詳述
されているので、説明は簡単に止める。
【０１０７】この実施の形態に係る排気還流率（排気ガ
ス／吸入空気の体積比ないしは重量比）の推定動作のア
ルゴリズムを説明すると、排気還流バルブを通過するガ
ス量は、弁の開口面積、即ち、リフト量と、弁の上下流
圧力の比から求められると考えると共に、定常時の還流
率はリフト指令値が実リフトと等しい状態の値であり、
過渡時の還流率はリフト指令値が実リフトと等しくない
状態の値とみなし、以下の式に示すように、両ガス量の
割合を定常時の還流率に乗じることで、燃焼室に流入す
る正味還流率が求められると考えた 正味還流率＝（定常時の還流率）×（実リフトと弁前後
の圧力比より求まるガス量QACT）／（リフト指令値と弁
前後の圧力比より求まるガス量QCMD）
【０１０８】尚、定常時の還流率は還流率補正係数を求
め、それを１から減算することで求める。即ち、定常時
の還流率補正係数をＫＥＧＲＭＡＰと称すると、 定常時の還流率＝（１−ＫＥＧＲＭＡＰ） で求める。
【０１０９】また、排気還流制御においては機関回転数
と機関負荷などから排気還流バルブのリフト指令値を決
定して行うが、指令値に対して実リフト（リフト検出
値）は遅れがあり、その開弁動作に応じて還流ガスが燃
焼室に流入するにも遅れがあるが、排気還流バルブを通
過した還流ガスは、ある無駄時間が経過した後に、一度
に燃焼室に流入するとみなした。即ち、所定の周期ごと
に前記した正味還流率を算出して記憶手段に格納してお
くと共に、無駄時間に相当する過去の周期の算出値をも
って真に燃焼室に流入した排気ガスの還流率とみなし
た。
【０１１０】以下、図１２フロー・チャートに従って説
明する。尚、このプログラムは各ＴＤＣ位置で起動され
る。
【０１１１】先ずＳ２００で機関回転数Ｎｅ、吸気圧力
Ｐｂ、大気圧Ｐａ、ＥＧＲ弁の実リフトＬＡＣＴ（リフ
トセンサ１２３が検出する排気還流バルブ８４の変位
量）などを読み込み、Ｓ２０２に進んで機関回転数Ｎｅ
と吸気圧力Ｐｂとからリフト指令値ＬＣＭＤを検索す
る。ここでリフト指令値ＬＣＭＤは、予め特性を定めて
設定しておいたマップを検索して求める。
【０１１２】続いてＳ２０４に進んで機関回転数Ｎｅと
吸気圧力Ｐｂとからマップを検索して基本排気還流率補
正係数ＫＥＧＲＭＡＰを求め、Ｓ２０６に進んで検出し
た実リフトＬＡＣＴが零ではないことを確認し、即ち、
排気還流バルブ８４が開弁していることを確認してＳ２
０８に進み、検索したリフト指令値ＬＣＭＤを所定の下
限値ＬＣＭＤＬＬ（微小値）と比較する。
【０１１３】Ｓ２０８で検索値が下限値以下ではないと
判断されるときはＳ２１０に進み、そこで吸気圧力Ｐｂ
と大気圧Ｐａとの比Ｐｂ／Ｐａを求め、それと検索した
リフト指令値ＬＣＭＤとからマップ検索してガス量ＱＣ
ＭＤを求める。これは先の数式に言う「リフト指令値と
弁前後の圧力比より求まるガス量」である。続いてＳ２
１２に進み、検出した実リフトＬＡＣＴと同様の比Ｐｂ
／Ｐａとから同様にマップ検索してガス量ＱＡＣＴを求
める。これは先の数式で言う「実リフトと弁前後の圧力
比より求まるガス量」に相当する。
【０１１４】続いてＳ２１４に進んで検索した基本排気
還流率補正係数ＫＥＧＲＭＡＰを１から減算して得た値
を定常還流率（基本排気還流率ないし定常時の還流率）
とする。ここで、定常時の還流率とは前記の如く、排気
還流動作が安定している際の還流率、即ち、排気還流動
作が開始される、ないしは停止される際などの過渡的な
状態にないときの還流率を意味する。
【０１１５】続いてＳ２１６に進み、図示の如く、定常
還流率に値ＱＡＣＴ，ＱＣＭＤの比ＱＡＣＴ／ＱＣＭＤ
を乗じて正味還流率を求める。続いて、Ｓ２１８に進ん
で排気還流率に対する燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮを演
算する。図１３はその作業を示すサブルーチン・フロー
・チャートである。
【０１１６】同図に従って説明すると、Ｓ３００におい
て正味還流率（図１２のＳ２１６で求めたもの）を１か
ら減算し、その値を排気還流率に対する燃料噴射補正係
数ＫＥＧＲＮとする。続いてＳ３０２に進み、算出した
排気還流率に対する燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮをリン
グバッファに格納（記憶）する。図１４はそのリングバ
ッファの構成を示す説明図であり、制御ユニット８６の
ＲＡＭ１２４内に設けられる。リングバッファは図示の
如く、ｎ個のアドレスを有し、各アドレスは０からｎま
での番号が付される。そして図１２（および図１３）フ
ロー・チャートがＴＤＣで起動されて燃料噴射補正係数
ＫＥＧＲＮが算出される度に、図において上方から順次
格納（更新）される。
【０１１７】続いてＳ３０４に進み、検出した機関回転
数Ｎｅと機関負荷、例えば吸気圧力Ｐｂとからマップを
検索して無駄時間τを検索する。図１５はその特性を示
す説明図である。即ち、前記した無駄時間は排気還流バ
ルブを通過した還流ガスが燃焼室に流入するまでの遅れ
時間を示すが、それは機関回転数および機関負荷、例え
ば吸気圧力などに応じて変わるものである。ここで、無
駄時間τは、より具体的には前記したバッファ番号で示
される。
【０１１８】続いてＳ３０６に進み、検索した無駄時間
τ（より具体的にはバッファ番号）に基づき、相当する
アドレスに格納された算出値（排気還流率に対する燃料
噴射補正係数ＫＥＧＲＮ）を読み出す。即ち、図１６に
示すように、現在時点がＡであるとき、例えば１２回前
の算出値を選択し、それを今回の排気還流率に対する燃
料噴射補正係数ＫＥＧＲＮとする。
【０１１９】尚、図１２フロー・チャートにおいて、Ｓ
２０６で実リフトＬＡＣＴが零と判断されるときは排気
還流は行われていないが、排気還流率に対する燃料噴射
補正係数ＫＥＧＲＮは無駄時間τが経過した後の値から
決定されるため、Ｓ２２０を経てＳ２１４以降に進んで
正味還流率と排気還流率に対する燃料噴射補正係数ＫＥ
ＧＲＮを算出する。この場合、Ｓ２１６で正味還流率は
０に、図１３フロー・チャートのＳ３００で排気還流率
に対する燃料噴射補正係数ＫＥＧＲＮは１．０に決定さ
れる。
【０１２０】また、Ｓ２０８でリフト指令値ＬＣＭＤが
下限値ＬＣＭＤＬＬ以下と判断されるときはＳ２２２に
進み、リフト指令値ＬＣＭＤは前回値ＬＣＭＤk-1 をそ
のまま保持する（簡略化のため、今回値にｋを付すのは
省略した）。
【０１２１】これは、排気還流を実行する領域から実行
しない領域へ移行した際、リフト指令値ＬＣＭＤが零に
なっても、排気還流バルブ８４の動特性に遅れがあるた
め、実リフトＬＡＣＴは直ちに零にならないことから、
リフト指令値ＬＣＭＤが下限値（閾値）ＬＣＭＤＬＬ以
下の場合にはリフト指令値ＬＣＭＤを前回値ＬＣＭＤk-
1 （前回制御サイクル時k-1 のときの値）にホールドす
るようにした。この前回値ホールドは、Ｓ２０６で実リ
フトＬＡＣＴが零になったことが確認されるまで行われ
る。
【０１２２】また、リフト指令値ＬＣＭＤが下限値ＬＣ
ＭＤＬＬ以下のときはリフト指令値ＬＣＭＤが零である
場合もあり、その際にはＳ２１０でのＱＣＭＤ検索値も
零となってＳ２１６の演算で零割りが生じて演算不能と
なる。しかし、上記の如く前回値をホールドすることに
より、演算不能となる恐れはない。尚、下限値ＬＣＭＤ
ＬＬは微小値としたが、零でも良い。
【０１２３】続いてＳ２２４に進み、基本排気還流率補
正係数ＫＥＧＲＭＡＰのマップ検索値（Ｓ２０４で検
索）を前回検索値ＫＥＧＲＭＡＰk-1 に置き換える。こ
れは、Ｓ２０２で検索されたリフト指令値ＬＣＭＤが下
限値以下と判断される運転状態においては、Ｓ２０４で
検索される基本排気還流率補正係数ＫＥＧＲＭＡＰが、
この実施の形態で予定する特性では１に設定されるた
め、Ｓ２１４の演算において定常還流率が０となる恐れ
があるからである。
【０１２４】かく求められた排気還流率に対する燃料噴
射補正係数ＫＥＧＲＮは図１０に示したように、その他
の補正係数と共にＫＴＯＴＡＬに含められ、燃料噴射量
の決定に用いられる。このように、排気還流率に応じた
燃料補正係数と適応制御器を用いて空燃比を精度良く目
標値に収束させるので、吸着未燃ＨＣを任意なときに吸
気系に還流させることができ、排気ガスの浄化性能を向
上させることができる。
【０１２５】この実施の形態に係る装置は上記の如く、
排気管開閉バルブ５８と分岐路開閉バルブ６０を組バル
ブに構成し、一方が開放するとき他方が閉鎖するように
構成すると共に、チャンバの分岐点付近、即ち、上流側
に位置させたので、排気管開閉バルブ５８が故障して固
着（クローズ・スティック）が発生しても、排気ガスは
分岐路５６を通って流れるので、機関がストールするこ
とがない。また、ＥＧＲ通路８２を分岐点５４付近に接
続したので、合流点７８付近に接続する場合に比して、
短くすることができる。
【０１２６】このように、実施の形態に係る装置にあっ
ては、排気ガスの浄化性能を向上させると共に、分岐路
を開閉するバルブが故障しても機関のストールなどが生
じることがなく、ＥＧＲ通路を比較的短くすることがで
きる。また、ＥＧＲ用排気ガスの取り出し口が吸気系か
ら遠くなればなるほど、配管もれの可能性が増加する
が、そのような不都合も解消することができる。
【０１２７】また、吸着手段の昇温を促進することがで
き、未燃成分を早期に脱離させて吸気系に還流させるこ
とができると共に、排気管あるいは分岐路開閉バルブ５
８，６０の可動部から排気ガスが漏れることがあって
も、その影響を最小限度にすることができ、バルブの工
作精度管理を容易にできる。
【０１２８】更に、未燃成分の吸着動作を必要最小限度
の時間に限定することができると共に、吸着手段の性能
を最大限度に活用することができる。また、吸着手段の
性能を最大限度に活用することができる。
【０１２９】また、空燃比を目標値に精度良く収束させ
ることができるので、未燃成分を任意なときに還流させ
ることができ、結果として排気ガスの浄化性能を向上さ
せることができる。
【０１３０】図１７はこの発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の第２の実施の形態を示す、図１と同様の全体構
成を示す側面断面図である。尚、第２の実施の形態以降
において第１の実施の形態と同一の部材には同一の符合
を使用する。
【０１３１】第１の実施の形態に係る装置と相違する点
に焦点をおいて説明すると、第２の実施の形態に係る装
置にあっては、チャンバ５２を延長し、そこに４ケの吸
着材７４を収容した。図１８はそのＸＶＩＩＩ−ＸＶＩ
ＩＩ線断面図である。チャンバ５２は断面大略矩形状に
形成され、吸着材７４は排気管３８の周囲ではないが、
第１の実施の形態の場合と同様に、排気管３８に近接し
て配置し、昇温化を促進して早期に脱離するようにし
た。
【０１３２】第２の実施の形態に係るにあっては、分岐
路開閉バルブ６０が開放され、排気管開閉バルブ５８が
閉鎖されるとき、排気ガスは矢印で示すように分岐路を
通って流れる。吸着材の個数が増加され、従って未燃Ｈ
Ｃ成分の吸着量が増加された点を除き、残余の構成は第
１の実施の形態と相違しない。作用および効果も、第１
の実施の形態と同様である。
【０１３３】図１９はこの発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の第３の実施の形態を示す、排気管３８の部分上
面図である。
【０１３４】従前の実施の形態に係る装置と相違する点
に焦点をおいて説明すると、第３の実施の形態に係る装
置にあっては、チャンバ５２内に吸着材７４を６個収容
すると共に、排気管３８を蛇行させ、その凹部（上面か
ら見て）に吸着材７４を配置し、昇温化を促進するよう
にした。
【０１３５】第３の実施の形態に係るにあっては、分岐
路開閉バルブ６０が開放され、排気管開閉バルブ５８が
閉鎖されるとき、排気ガスは矢印で示すように分岐路を
通って流れる。吸着材の個数が更に増加され、従って未
燃ＨＣ成分の吸着量が更に増加された点を除き、残余の
構成および作用ならびに効果は、従前の実施の形態と相
違しない。
【０１３６】図２０はこの発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の第４の実施の形態を示す、図４に類似する、装
置の動作を示すフロー・チャートである。
【０１３７】第４の実施の形態においては、排気ガスボ
リューム（排気ガス量）に関連したパラメータ、より具
体的には燃料噴射量の累積値に応じて内燃機関の始動時
の分岐路開閉バルブ６０を開放する所定期間を決定する
ようにした。
【０１３８】以下、説明すると、先ずＳ４００において
内燃機関１０が始動時にあるか否か第１の実施の形態と
同様の手法で判断し、肯定されるときはＳ４０２に進
み、図１０および図１１で述べた出力燃料噴射量Ｔｏｕ
ｔを読み込み、Ｓ４０４に進んでフラグＦＴＲＰＶのビ
ットを１にセットし、Ｓ４０６に進み、ＴＲＰＶ６８を
オン（開放）してバルブ作動機構６４を介して分岐路開
閉バルブ６０を開放し、プログラムを終了する。
【０１３９】次回のプログラムループにおいてもＳ４０
０で肯定されるときはＳ４０２に進み、出力燃料噴射量
Ｔｏｕｔを新たに読み込むと共に、前回のプログラムル
ープ時に読み込んだ値に加算し、出力燃料噴射量Ｔｏｕ
ｔの累積値ΣＴｏｕｔを算出し、Ｓ４０４に進んでフラ
グのビットを１にセットし（既に１にセットされている
ときはそのまま）、プログラムを終了する。
【０１４０】このように、フラグＦＴＲＰＶのビットを
１にセットすることは出力燃料噴射量の読み込み・累積
値の算出、およびＴＲＰＶ６８のオンを意味し、０にリ
セットすることはそれらの中止ないし終了を意味する。
【０１４１】更に次回以降のプログラム起動において、
Ｓ４００で否定されるときはＳ４０８に進んで前記フラ
グのビットが１にセットされているか否か判断し、肯定
されるときはＳ４１０に進んで出力燃料噴射量Ｔｏｕｔ
の累積値ΣＴｏｕｔを算出する。かかる如く、出力燃料
噴射量の累積値ΣＴｏｕｔは、機関始動時、より具体的
にはフラグＦＴＲＰＶのビットが１にセットされてから
の燃料噴射量Ｔｏｕｔの累積値を意味する。
【０１４２】続いてＳ４１２に進んで算出した燃料噴射
量累積値ΣＴｏｕｔを値ＴｏｕｔＬＭＴと比較し、それ
以上か否か判断する。ここで、ＴｏｕｔＬＭＴは、排気
ガスボリューム（排気ガス量）の累積上限値に相当する
燃料噴射量の累積上限値である。
【０１４３】即ち、第４の実施の形態においては、第１
の実施の形態において吸着材７４の吸着限界を触媒装置
の温度に関連したパラメータ（機関冷却水温Ｔｗ）で決
定するのに対し、吸着材７４の吸着限界を排気ガスボリ
ューム（排気ガス量）に関連したパラメータ（燃料噴射
量の累積値）に応じて決定するようにした。
【０１４４】ここで、排気ガスボリューム（排気ガス
量）に関連したパラメータとして出力燃料噴射量Ｔｏｕ
ｔの累積値ΣＴｏｕｔを用いたのは、出力燃料噴射量Ｔ
ｏｕｔは吸入空気量（排気ガスボリュームに等しい）に
対して所定の空燃比（この発明においては理論空燃比）
となるように設定される値であるため、その累積値が排
気ガスボリュームの累積値と等価な値となるからであ
る。尚、目標空燃比ＫＣＭＤが変化する場合は、変化さ
れた目標空燃比に応じて累積する出力燃料噴射量Ｔｏｕ
ｔを補正すれば良い。
【０１４５】また、上限値ＴｏｕｔＬＭＴは、具体的に
は吸着材７４の吸着能力、より具体的には吸着材７４の
吸着性能と吸着材７４の容積により設定される。これ
は、吸着材７４は、物理的あるいは化学的に未燃ＨＣ成
分を吸着できる量が吸着材７４の温度に関わらず限度を
持つため、その限度を上限値として設定することに他な
らない。
【０１４６】Ｓ４１２で否定されるとき、換言すれば累
積値が上限値に達していないと判断されるときはＳ４１
４に進んで内燃機関１０が高負荷状態にあるか否か、第
１の実施の形態と同様の手法で判断し、否定されるとき
はＳ４１６に進んで第１の実施の形態と同様にフェール
セーフ制御状態にあるか否か判断し、否定されるときは
Ｓ４０６に進んでＴＲＰＶ６８をオン（開放）し（既に
オンされたているときはそのまま）、プログラムを終了
する。
【０１４７】他方、Ｓ４０８で否定されるときはＳ４１
８に進んでＴＲＰＶ６８をオフ（閉鎖）すると共に、Ｓ
４１２，Ｓ４１４，Ｓ４１６のいずれかで肯定されると
きはＳ４２０で前記フラグのビットを０にリセットした
後、Ｓ４１８に進んでＴＲＰＶ６８をオフ（閉鎖）す
る。
【０１４８】第４の実施の形態は上記の如く、吸着材７
４の吸着限界、換言すれば、分岐路開閉バルブ６０を開
放する所定期間を、排気ガスボリューム（排気ガス量）
に関連したパラメータに応じて決定するようにしたの
で、第１の実施の形態で述べたと同様の作用、効果を得
ることができる。
【０１４９】尚、第４の実施の形態において、前記した
上限値ＴｏｕｔＬＭＴは、触媒装置の温度（機関冷却水
温Ｔｗ）の上昇に従って補正しても良い。また、吸着材
７４の劣化状態などが検出できるときは、それに応じて
補正しても良い。
【０１５０】更には、出力燃料噴射量Ｔｏｕｔに代え、
エアフロメータを設けて排気ガスボリューム（排気ガス
量）あるいは吸入空気量を直接検出し、その累積値を求
め、それに基づいて前記所定期間を設定しても良い。更
には、出力燃料噴射量Ｔｏｕｔではなく、基本燃料噴射
量ＴｉＭ−Ｆを累積しても良い。
【０１５１】更には、燃料噴射量の累積値を用いてなる
第４の実施の形態は、第１の実施の形態に代えて使用す
るのみならず、第１の実施の形態と併用し、触媒装置の
温度と燃料噴射量の累積値から前記所定期間を決定する
ようにしても良い。
【０１５２】上記したように、第１ないし第４の実施の
形態にあっては、内燃機関１０の排気路３８から触媒装
置４０，４２，４４の下流において分岐すると共に、前
記分岐点５４下流において前記排気路３８に再び合流す
る分岐路５６、前記分岐路５６に介挿されるチャンバ５
２、前記チャンバ内に収容され、排気ガス中の未燃成分
を吸着する吸着手段７４と、前記分岐路を開閉するバル
ブ６０、一端が前記チャンバに接続され、他端が前記内
燃機関の吸気系に接続されて排気ガスを前記内燃機関の
吸気系に還流させるＥＧＲ通路８２、前記内燃機関の始
動時から所定期間ＴＴＲＳＬＭＴ，ＴｏｕｔＬＭＴ前記
バルブ６０を開放し、前記内燃機関が排出する排気ガス
を前記分岐路に導き、排気ガス中の未燃成分を前記吸着
手段に吸着させるバルブ開閉制御手段（バルブ作動機構
６４，電磁ソレノイドバルブ６８，ＥＣＵ８６、図４フ
ロー・チャートのＳ１０からＳ２４、図２０フロー・チ
ャートのＳ４００からＳ４２０）、および所定の運転状
態において前記ＥＧＲ通路を解放し、前記吸着手段に吸
着した未燃成分を吸気系に還流させるＥＧＲ手段（排気
還流バルブ８４、ＥＣＵ８６、図１２フロー・チャート
のＳ２００からＳ２２４、図１３フロー・チャートのＳ
３００からＳ３０６）を備えた内燃機関の排気浄化装置
において、前記分岐路を開閉するバルブ６０を前記分岐
点５４あるいはその近傍付近に配置すると共に、前記Ｅ
ＧＲ通路８２の一端を、前記分岐点から前記吸着手段に
至る前記チャンバ内の空間７２において接続する如く構
成した。
【０１５３】また、前記排気路３８は、前記分岐点５４
から合流点７８に至る部位の少なくとも一部が、前記チ
ャンバ５２に接近して配置される如く構成した。
【０１５４】また、前記分岐点５４と前記バルブ６０を
前記チャンバ５２内に配置する如く構成した。
【０１５５】また、前記触媒装置４０，４２，４４の温
度に関連するパラメータＴｗを検出する触媒装置温度検
出手段（水温センサ９６）を設け、前記所定期間は、前
記触媒装置温度検出手段の出力に応じて決定される如く
構成した。
【０１５６】また、前記排気ガスボリュームに関連する
パラメータＴｏｕｔを検出する排気ガスボリューム検出
手段（ＥＣＵ８６、図２０フロー・チャートのＳ４０
２，Ｓ４１０，Ｓ４１２）を設け、前記所定期間は、前
記排気ガスボリューム検出手段の出力に応じて決定され
る如く構成した。
【０１５７】また、前記内燃機関の始動後に点火時期遅
角補正を含む、前記触媒装置の早期活性化制御（図９フ
ロー・チャートのＳ１００からＳ１２６）を行う如く構
成した。
【０１５８】また、前記内燃機関が排出する排気ガスの
酸素濃度から空燃比を検出する空燃比検出手段（ＬＡＦ
センサ９８）、漸化式形式の制御器ＳＴＲを用いて検出
空燃比ＫＡＣＴと目標空燃比ＫＣＭＤが一致するように
前記内燃機関に供給する燃料噴射量ＴｉＭ−Ｆを補正す
るフィードバック補正係数ＫＳＴＲを算出するフィード
バック補正係数算出手段（ＳＴＲ）、および前記フィー
ドバック補正係数に基づいて前記燃料噴射量を補正する
燃料噴射量補正手段（Ｔｃｙｌ）を備え、前記ＥＧＲ手
段は前記ＥＧＲ実行時にＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲＮを算
出すると共に、前記燃料噴射量補正手段は、少なくとも
前記フィードバック補正係数ＫＳＴＲと前記ＥＧＲ補正
係数ＫＥＧＲＮに基づいて前記燃料噴射量を補正する如
く構成した。
【０１５９】尚、上記において、触媒装置の早期活性化
制御の例として点火時期遅角補正を挙げたが、それに限
られるものではない。その意味から請求項５項では「点
火時期遅角補正を含む」と表現した。
【０１６０】尚、上記において、排気管開閉バルブ（分
岐路開閉バルブ）は電動型であっても良い。
【０１６１】吸着材も開示したものに限らず、活性炭で
あっても良い。
【０１６２】
【発明の効果】請求項１項にあっては、排気ガスの浄化
性能を向上させると共に、分岐路を開閉するバルブが閉
鎖位置に固着する、いわゆるクローズ・スティック状態
を生じても、機関のストールなどが生じることがない。
更には、ＥＧＲ通路を比較的短くすることができ、構成
を簡易にすることができると共に、ＥＧＲ通路を比較的
短くすることができることは、それだけ配管漏れなどの
不都合が生じる可能性を小さくすることができる。
【０１６３】請求項２項にあっては、前記排気路がチャ
ンバに接近して配置されることで、吸着手段の昇温を促
進することができ、未燃成分を早期に脱離させて吸気系
に還流させることができる。
【０１６４】請求項３項にあっては、バルブの可動部か
ら排気ガスが漏れることがあっても、その影響を最小限
度にすることができ、バルブなどの工作精度管理を容易
にすることができる。
【０１６５】請求項４項にあっては、未燃成分の吸着動
作を必要最小限度の時間に限定することができると共
に、吸着手段の性能を最大限度に活用することができ
る。
【０１６６】請求項５項にあっては、未燃成分の吸着動
作を必要最小限度の時間に限定することができると共
に、吸着手段の性能を最大限度に活用することができ
る。
【０１６７】請求項６項にあっては、触媒装置を早期に
活性化することで、未燃成分の吸着動作時間を短縮する
ことができると共に、脱離も速やかに行うことができ
る。
【０１６８】請求項７項にあっては、空燃比を目標値に
精度良く収束させることができるので、未燃成分を任意
なときに還流させることができ、結果として排気ガスの
浄化性能を向上させることができる。
【０１６９】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置を全体
的に示す説明側面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１装置中の制御ユニットの詳細を示すブロッ
ク図である。
【図４】図１装置の動作を示すフロー・チャートであ
る。
【図５】図４フロー・チャートの処理で使用する分岐路
開閉バルブの開放時間の特性を示すグラフ図である。
【図６】図１装置の動作の中の未燃ＨＣ成分の吸着動作
を示す模式図である。
【図７】図１装置の動作の中の吸着ＨＣ成分の保持動作
を示す模式図である。
【図８】図１装置の動作の中の吸着ＨＣ成分の脱離動作
を示す模式図である。
【図９】図１装置の触媒装置の活性化促進制御を示すフ
ロー・チャートである。
【図１０】図１装置の適応制御器を用いた空燃比制御の
詳細を示すブロック図である。
【図１１】図１０の適応制御器の詳細を示すブロック図
である。
【図１２】図１装置のＥＧＲ（未燃ＨＣ成分脱離動作）
制御を示すフロー・チャートである。
【図１３】図１２フロー・チャートのサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【図１４】図１３フロー・チャートの処理で用いるリン
グバッファの説明図である。
【図１５】図１３フロー・チャートの処理で用いる無駄
時間の特性を示すグラフ図である。
【図１６】図１３フロー・チャートの処理で用いる無駄
時間を具体的に示すタイミング・チャートである。
【図１７】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
２の実施の形態を示す、図１と同様な説明側面断面図で
ある。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図で
ある。
【図１９】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
３の実施の形態を示す、排気管の部分上面図である。
【図２０】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置の第
４の実施の形態を示す、図４と同様の装置の動作を示す
フロー・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １２ 吸気管 ３８ 排気管（排気路） ４０，４２，４４ 触媒装置 ５２ チャンバ ５４ 分岐点 ５６ 分岐路 ５８ 排気管開閉バルブ ６０ 分岐路開閉バルブ ６４ バルブ作動機構 ７４ 吸着材（吸着手段） ７６ 孔 ８２ ＥＧＲ通路 ８４ 排気還流バルブ ８６ 制御ユニット
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 忠 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 芳賀 剛志 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ．内燃機関の排気路から触媒装置の下流
    において分岐すると共に、前記分岐点下流において前記
    排気路に再び合流する分岐路、 ｂ．前記分岐路に介挿されるチャンバ、 ｃ．前記チャンバ内に収容され、排気ガス中の未燃成分
    を吸着する吸着手段と、 ｄ．前記分岐路を開閉するバルブ、 ｅ．一端が前記チャンバに接続され、他端が前記内燃機
    関の吸気系に接続されて排気ガスを前記内燃機関の吸気
    系に還流させるＥＧＲ通路、 ｆ．前記内燃機関の始動時から所定期間、前記バルブを
    開放し、前記内燃機関が排出する排気ガスを前記分岐路
    に導き、排気ガス中の未燃成分を前記吸着手段に吸着さ
    せるバルブ開閉制御手段、および ｇ．所定の運転状態において前記ＥＧＲ通路を解放し、
    前記吸着手段に吸着した未燃成分を吸気系に還流させる
    ＥＧＲ手段、を備えた内燃機関の排気浄化装置におい
    て、 ｈ．前記分岐路を開閉するバルブを前記分岐点あるいは
    その近傍付近に配置すると共に、 ｉ．前記ＥＧＲ通路の一端を、前記分岐点から前記吸着
    手段に至る前記チャンバ内の空間において接続したこと
    を特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 前記排気路は、前記分岐点から合流点に
    至る部位の少なくとも一部が、前記チャンバに接近して
    配置されることを特徴とする請求項１項に記載の自動変
    速機の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記分岐点と前記バルブを前記チャンバ
    内に配置することを特徴とする請求項１項または２項記
    載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】ｊ．前記触媒装置の温度に関連するパラメ
    ータを検出する触媒装置温度検出手段、を設け、前記所
    定期間は、前記触媒装置温度検出手段の出力に応じて決
    定されることを特徴とする請求項１項ないし３項のいず
    れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】ｋ．前記排気ガスボリュームに関連するパ
    ラメータを検出する排気ガスボリューム検出手段、を設
    け、前記所定期間は、前記排気ガスボリューム検出手段
    の出力に応じて決定されることを特徴とする請求項１項
    ないし３項のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  6. 【請求項６】 前記内燃機関の始動後に点火時期遅角補
    正を含む、前記触媒装置の早期活性化制御を行うことを
    特徴とする請求項１項ないし５項のいずれかに記載の内
    燃機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】ｌ．前記内燃機関が排出する排気ガスの酸
    素濃度から空燃比を検出する空燃比検出手段、 ｍ．漸化式形式の制御器を用いて検出空燃比と目標空燃
    比が一致するように前記内燃機関に供給する燃料噴射量
    を補正するフィードバック補正係数を算出するフィード
    バック補正係数算出手段、および ｎ．前記フィードバック補正係数に基づいて前記燃料噴
    射量を補正する燃料噴射量補正手段、を備え、前記ＥＧ
    Ｒ手段は前記ＥＧＲ実行時にＥＧＲ補正係数を算出する
    と共に、前記燃料噴射量補正手段は、少なくとも前記フ
    ィードバック補正係数と前記ＥＧＲ補正係数に基づいて
    前記燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１項
    ないし６項のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
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