JP2000186543A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、排気中の未燃ガス成分を吸着する
吸着材を備えた内燃機関において、吸着材から脱離した
未燃ガス成分による排気エミッションの悪化を防止する
ことを課題とする。 【解決手段】 本発明の内燃機関の排気浄化装置は、排
気浄化触媒より上流に位置する主排気通路の一部を迂回
するバイパス通路と、バイパス通路に設けられた吸着材
と、バイパス通路と主排気通路とへの排気の流れを切り
換える流路切換手段と、吸着材から未燃ガス成分が脱離
するときのバイパス通路の流量を、所定流量以下、且つ
主排気通路の流量に対して一定の割合となるよう調整す
るバイパス流量制御手段とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
される排気を浄化する排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の内燃機関では、排出される排
気中の有害ガス成分、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、窒
素酸化物（ＮＯX）、及び炭化水素（ＨＣ）等の成分を
大気に放出する前に浄化すべく、白金やパラジウム等の
貴金属を触媒として担持した触媒装置を排気系に備えて
いる。
【０００３】前記触媒装置は、例えば、排気に含まれる
ＨＣ及びＣＯを排気中の酸素Ｏ2と反応させてＨ2Ｏ及び
ＣＯ2へ酸化すると同時に、排気中のＮＯXを排気中のＨ
Ｃ及びＣＯと反応させてＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へ還元す
る。
【０００４】一方、内燃機関の始動時には、内燃機関の
始動性を向上させることを目的として、機関空燃比が理
論空燃比より低い空燃比（リッチ側）とされる一方、内
燃機関の温度が低く燃焼が不安定となるため、未燃炭化
水素（ＨＣ）等の未燃ガス成分が比較的多量に排出され
る。
【０００５】触媒装置は、所定の活性化温度以上となっ
たときに排気中の有害ガス成分を浄化可能となるため、
内燃機関が冷間始動された時のように活性化温度未満に
あるときは排気中に含まれる多量の未燃ガス成分を浄化
することができない。
【０００６】このような問題に対し、従来では、特開平
４−１９４３０９号公報に記載された「エンジン用排気
ガス除去装置」が知られている。このエンジン用排気ガ
ス除去装置は、排気通路の途中に配置された触媒コンバ
ータと、触媒コンバータを迂回するよう排気通路に接続
されたバイパス通路と、バイパス通路の途中に配置され
たフィルタ室と、フィルタ室下流のバイパス通路と触媒
コンバータ上流の排気通路とを接続する回収通路と、触
媒コンバータ上流の排気通路を開閉する第１開閉弁と、
回収通路を開閉する第２開閉弁と、回収通路との接続部
より下流のバイパス通路を開閉する第３開閉弁と、バイ
パス通路に設けられ前記フィルタ室に流入する排気量を
調節する流量調整弁とを備えている。
【０００７】前記したフィルタ室は、所定温度未満で
は、排気中の未燃ガス成分を吸着し、所定温度以上に昇
温すると、吸着していた未燃ガス成分を脱離するもので
ある。このように構成されたエンジン用排気ガス除去装
置は、触媒コンバータが未活性状態にあるときは、第１
及び第２開閉弁を全閉、第３開閉弁を全開、且つ流量調
整弁を全開にして触媒コンバータへの排気の流入を禁止
し、全ての排気がバイパス通路を経て触媒コンバータ下
流の排気通路へ導かれるようにし、排気中の未燃ガス成
分をフィルタ室にて捕集する。
【０００８】そして、エンジン用排気ガス除去装置は、
触媒コンバータが活性化すると、第１及び第２開閉弁を
全開、第３開閉弁を全閉、且つ流量調整弁を所望の開度
にして、大部分の排気を触媒コンバータへ流入させ、一
部の排気をフィルタ室へ流入させ、更にフィルタ室から
流出した排気が回収通路を介して触媒コンバータ上流の
排気通路へ導かれるようにする。この場合、フィルタ室
から脱離した未燃ガス成分が回収通路を経て触媒コンバ
ータ上流の排気通路に導かれ、排気通路の上流から流れ
てきた排気とともに触媒コンバータに流入し、触媒コン
バータにて浄化処理される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】内燃機関の排気系に設
けられる触媒コンバータとしては、三元触媒やＮＯX浄
化触媒等を例示することができるが、それらの触媒コン
バータは、流入する排気の空燃比が所定の範囲内にある
場合に限り排気中の未燃ガス成分や有害ガス成分を浄化
可能であるため、フィルタ室から脱離した未燃ガス成分
を触媒コンバータで浄化する場合は、未燃ガス成分を含
んだ排気の空燃比を所定の空燃比とする必要がある。
【００１０】これに対し、内燃機関では、触媒コンバー
タに流入する排気の空燃比を検出して、触媒コンバータ
に流入する排気の実際の空燃比を所望の空燃比とすべく
燃料噴射量を調整する、いわゆる空燃比フィードバック
制御を行う技術が提案されている。
【００１１】また、触媒コンバータは、ある程度の酸素
貯蔵能力（ＯＳＣ）を備えているため、一時的に排気空
燃比が変化しても前記酸素貯蔵能力を利用して有害ガス
成分を浄化することができることも知られている。
【００１２】ところで、前記した特開平４−１９４３０
９号公報に記載された「エンジン用排気ガス除去装置」
は、触媒コンバータが活性化した時点で回収通路を導通
させて、フィルタ室から脱離された未燃ガス成分を一斉
に脱離させるため、触媒コンバータに流入する排気の空
燃比が過剰なリッチ状態となる場合があり、そのような
場合には、排気中の有害ガス成分や未燃ガス成分が触媒
コンバータで処理されず、排気エミッションが悪化する
虞がある。
【００１３】その際、触媒コンバータの酸素貯蔵能力の
活用と空燃比フィードバック制御により、燃料噴射量を
減少させて排気の空燃比を脱離未燃ガス成分量に見合っ
たリーン状態とし、脱離未燃ガス成分が加わった際の排
気の空燃比を所定の空燃比とすることが考えられるが、
フィルタ室から多量の未燃ガス成分が一斉に脱離した場
合は、酸素貯蔵能力によって予め触媒コンバータに貯蔵
されていた酸素が即座に消費されてしまい、空燃比フィ
ードバック制御が実際の排気空燃比に反映される前に、
触媒コンバータで脱離未燃ガス成分を処理できなくなる
虞がある。一方、機関空燃比が一時的に過剰なリーン空
燃比になるため、内燃機関の運転状態が不安定になる場
合がある。
【００１４】さらに、空燃比フィードバック制御を実現
するには、触媒コンバータ上流の排気通路に空燃比セン
サ等を取り付ける必要があるが、通常の空燃比センサ
は、排気空燃比が所定空燃比の範囲にある場合に限り正
確な空燃比を検出可能であり、フィルタ室から脱離した
多量の未燃ガス成分によって排気空燃比が空燃比センサ
の検出範囲を越えるようなリッチ状態になると、正確な
排気空燃比を検出することができず、空燃比フィードバ
ック制御の精度が低下して排気エミッションが悪化する
という問題がある。
【００１５】本発明は、上記したような種々の問題点に
鑑みてなされたものであり、排気中の未燃ガス成分を吸
着する吸着材を備えた内燃機関において、吸着材から脱
離した未燃ガス成分が一斉に排気浄化触媒に流入するの
を防止する技術を提供することにより、吸着材から脱離
した未燃ガス成分による排気エミッションの悪化を防止
することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関
の主排気通路に設けられ排気中の有害ガス成分を浄化す
る排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒より上流に位置す
る主排気通路の一部を迂回するバイパス通路と、前記バ
イパス通路の途中に設けられ、所定温度未満では排気中
の未燃ガス成分を吸着し、前記所定温度以上では吸着し
ていた未燃ガス成分を放出する吸着材と、前記バイパス
通路と前記主排気通路とへの排気の流れを切り換える流
路切換手段と、前記吸着材から未燃ガス成分が脱離する
ときの前記バイパス通路の流量を、所定流量以下、且つ
前記主排気通路の流量に対して一定の割合となるよう調
整するバイパス流量制御手段と、を備えることを特徴と
する。
【００１７】このように構成された排気浄化装置では、
例えば、内燃機関が冷間始動されたときのように排気浄
化触媒が未活性状態にあるときは、流路切換手段は、全
ての排気がバイパス通路を流れるよう動作する。
【００１８】この場合、内燃機関から排出された排気の
全ては、バイパス通路の吸着材を通過することになる。
このため、排気中に含まれる未燃ガス成分は、吸着材に
吸着され、大気中に放出されない。
【００１９】その後、排気浄化触媒が活性すると、流路
切換手段は、排気が主排気通路とバイパス通路の双方へ
流れるよう動作する。この場合、内燃機関から排出され
た排気は、主排気通路とバイパス通路とを経て排気浄化
触媒に流入することになるが、バイパス流量制御手段に
よってバイパス通路の流量が所定量以下に調整されるた
め、排気の大部分が主排気通路を通って排気浄化触媒に
流入し、残りの微量の排気がバイパス通路を通って排気
浄化触媒に流入する。
【００２０】すなわち、吸着材を通過する排気量が微量
となり、吸着材の昇温速度が穏やかになる。この結果、
吸着材に吸着されていた未燃ガス成分の脱離が緩慢化さ
れ、吸着材に吸着されていた未燃ガス成分が一斉に排気
浄化触媒に流入することがなくなるため、排気浄化触媒
に流入する排気の空燃比は、排気浄化触媒が浄化可能な
空燃比の範囲から外れることがない。
【００２１】さらに、バイパス流量制御手段は、バイパ
ス通路の流量を、主排気通路の流量に対して一定の割合
となるよう調整するため、主排気通路を経て排気浄化触
媒に流入する排気の量とバイパス通路を経て排気浄化触
媒に流入する排気の量との割合が一定となり、内燃機関
から排出される排気量が変化した場合であっても、排気
浄化触媒に流入する排気の空燃比の変化が抑制される。
【００２２】尚、バイパス流量制御手段は、バイパス通
路の流量を、主排気通路の流量とは関係なく一定の流量
となるように調整するようにしてもよい。前記したバイ
パス流量調整手段は、バイパス通路の排気流入部と排気
流出部との差圧が所定の圧力以下となる位置にバイパス
通路を配置して構成されるようにしてもよい。
【００２３】つまり、バイパス通路の流量は、排気流入
部と排気流出部との圧力差に応じて変化するため、前記
排気流入部と前記排気流出部との圧力差を所定圧以下と
することによりバイパス通路の流量を所定量以下にする
ことが可能となる。
【００２４】その際、バイパス通路の配置は、例えば、
排気流入部が流路切換手段より上流の主排気通路であっ
て流路切換手段に近接した位置に配置され、バイパス通
路の排気流出部が流路切換手段より下流の主排気通路で
あって流路切換手段に近接した位置に配置されるように
してもよい。
【００２５】このようにバイパス通路の排気流入部と排
気流出部とを近接した位置に配置することにより、排気
流入部と排気流出部との圧力差、及び排気脈動の位相差
が小さくなるため、バイパス通路の流量を極微量にする
ことが可能となる。
【００２６】尚、吸着材及びバイパス通路は、主排気通
路と同軸に配置するようにしてもよい。その際、例え
ば、主排気通路の外周に環状の吸着材及びバイパス通路
を配置して排気浄化装置を小型化し、車両搭載性を向上
させることも可能である。さらに、吸着材及びバイパス
通路と主排気通路の排気浄化触媒とを同軸に配置するよ
うにすれば、排気系における排気浄化触媒の位置を内燃
機関に近づけることが可能となるため、より高温の排気
が排気浄化触媒を流れ、排気浄化触媒を早期に活性させ
ることが可能となる。
【００２７】また、吸着材及びバイパス通路と主排気通
路とを同軸に配置し、バイパス通路の変形を防止するた
めの保持部材をバイパス通路内に設ける場合は、その保
持部材の形状、数量、あるいは位置を、バイパス通路の
流量が所望の流量となるようにしてもよい。
【００２８】すなわち、バイパス通路内に保持部材を設
けることによりバイパス通路内の流路面積が縮小するた
め、保持部材の形状、数量、あるいは位置を最適化する
ことによりバイパス通路の排気流量を所望の流量にする
ことが可能となる。
【００２９】また、バイパス通路の途中には、排気の脈
動を減衰するダンパ室を形成するようにしてもよい。ま
た、バイパス通路の排気流入部と排気流出部の形状は、
排気流入部と排気流出部との差圧が所定の圧力以下とな
る形状にしてもよい。
【００３０】次に、少なくとも吸着材下流の排気の空燃
比を検出する空燃比センサと、前記空燃比センサの出力
信号値が目標空燃比と一致するように排気の空燃比を調
整する空燃比調整手段とを更に備えた排気浄化装置の場
合は、バイパス流量調整手段によって吸着材を通過する
排気量が所定量以下、且つ主排気通路の排気流量に対し
て一定の割合となるよう調整され、排気浄化触媒に流入
する排気の空燃比の変化が抑制されるため、空燃比調整
手段は、排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を所望の
空燃比、すなわち排気浄化触媒の浄化率が最適となる空
燃比と一致させることを容易に行える。
【００３１】また、バイパス流量調整手段は、バイパス
通路の排気流入部と排気流出部との圧力差を検出し、検
出された圧力差が所定値となるように流路切換手段を制
御するようにしてもよく、吸着材下流の排気の空燃比も
しくは排気中に含まれる未燃ガス成分量を検出し、検出
された排気空燃比もしくは未燃ガス成分量が一定となる
ように流路切換手段を制御するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる排気浄化装
置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００３３】〈実施の形態１〉図１は、本発明に係る排
気浄化装置を適用する内燃機関とその吸排気系の概略構
成を示す図である。
【００３４】図１に示す内燃機関は、４サイクルの４気
筒内燃機関１である。この内燃機関１には、吸気枝管２
が接続され、前記吸気枝管２の各枝管は、図示しない吸
気ポートを介して各気筒の燃焼室と連通している。
【００３５】前記吸気枝管２は、サージタンク３に接続
され、このサージタンク３は、吸気管４を介してエアク
リーナボックス５に接続されている。前記吸気管４に
は、図示しないアクセルペダルと連動して、前記吸気管
４内を流れる吸気流量を調節するスロットル弁６が設け
られ、このスロットル弁６には、スロットル弁６の開度
に応じた電気信号を出力するスロットルポジションセン
サ７が取り付けられている。
【００３６】前記吸気管４には、吸気管４内を流れる吸
入空気質量に対応した電気信号を出力するエアフローメ
ータ８が取り付けられ、前記サージタンク３には、サー
ジタンク３内の圧力に応じた電気信号を出力するバキュ
ームセンサ２４が取り付けられている。
【００３７】また、前記吸気枝管２の各枝管には、燃料
噴射弁１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ（以下、燃料噴
射弁１０と総称する）が取り付けられ、これらの燃料噴
射弁１０は、燃料分配管９と接続されている。前記燃料
分配管９は、図示しない燃料ポンプより圧送された燃料
を各燃料噴射弁１０に分配するものである。
【００３８】前記各燃料噴射弁１０には、駆動回路１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（以下、駆動回路１１と総
称する）が取り付けられ、これら駆動回路１１からの駆
動電流が燃料噴射弁１０に印加されると、燃料噴射弁１
０が開弁して前記燃料分配管９より供給された燃料が各
気筒の吸気ポートへ向けて噴射されるようになってい
る。
【００３９】一方、内燃機関１には、排気枝管１２が接
続され、その排気枝管１２の各枝管が図示しない排気ポ
ートを介して各気筒の燃焼室と連通している。前記排気
枝管１２は、排気管１３に接続され、この排気管１３
は、下流にて図示しないマフラに接続されている。
【００４０】前記排気管１３の途中には、本発明にかか
る排気浄化触媒としての三元触媒１４が設けられてい
る。この三元触媒１４は、排気の流れ方向に沿う貫通孔
を複数有するよう格子状に形成されたコージェライトか
らなるセラミック担体と、セラミック担体の表面にコー
ティングされた触媒層とから構成され、前記触媒層は、
例えば、多数の細孔を有する多孔質のアルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）の表面に白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒｈ）系の貴金
属触媒物質を担持させて構成される。
【００４１】前記三元触媒１４は、所定温度以上のとき
に活性化し、流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍に
あると、排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭
素（ＣＯ）を排気中の酸素Ｏ2と反応させてＨ2Ｏ及びＣ
Ｏ2へ酸化すると同時に、排気中のＮＯXを排気中のＨＣ
及びＣＯと反応させてＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2へ還元する。
【００４２】前記三元触媒１４より上流の排気管１３に
は、三元触媒１４に流入する排気の空燃比に対応した電
気信号を出力する上流側空燃比センサ１９が取り付けら
れ、前記三元触媒１４より下流の排気管１３には、三元
触媒１４から流出した排気の空燃比に対応した電気信号
を出力する下流側空燃比センサ２０が取り付けられてい
る。
【００４３】前記上流側空燃比センサ１９及び前記下流
側空燃比センサ２０は、例えば、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2）を筒状に焼成した固体電解質部と、この固体電解
質部の外面を覆う外側白金電極と、前記固体電解質部の
内面を覆う内側白金電極とから形成され、前記電極間に
電圧が印加された場合に、酸素イオンの移動に伴って排
気ガス中の酸素濃度（理論空燃比よりもリッチ側のとき
は未燃ガス成分の濃度）に比例した値の電流を出力する
センサである。
【００４４】前記三元触媒１４より上流の排気管１３に
は、排気管１３の一部を迂回するバイパス通路１５が接
続されている。バイパス通路１５の途中には、所定温度
未満のときに排気中の未燃ガス成分を吸着し、所定温度
以上になると吸着していた未燃ガス成分を放出する吸着
材１６が設けられている。
【００４５】ここで、前記バイパス通路１５の排気流入
部１５ａと排気流出部１５ｂとは、排気管１３の近接し
た位置に形成され、これら排気流入部１５ａと排気流出
部１５ｂとの間に位置する排気管１３、すなわち前記バ
イパス通路１５によってバイパスされる部分の排気管１
３には、その排気管１３の流路を開閉する開閉弁１７が
設けられている。前記開閉弁１７には、ステッパモータ
等からなり、印加電流の大きさに応じて前記開閉弁１７
を開閉駆動するアクチュエータ１８が取り付けられてい
る。前記開閉弁１７及び前記アクチュエータ１８は、本
発明にかかる流路切換手段を実現するものである。
【００４６】尚、前記バイパス通路１５の排気流入部１
５ａと排気流出部１５ｂの配置は、前記開閉弁１７が全
開状態にあるときに、前記排気流入部１５ａ近傍の排気
圧力と前記排気流出部１５ｂ近傍の排気圧力との差が２
ＫＰａ以下、好ましくは１ＫＰａ以下となるようにす
る。
【００４７】さらに、前記排気流入部１５ａと前記排気
流出部１５ｂの配置は、内燃機関１の運転状態に関わら
ず、排気管１３の排気流量とバイパス通路１５の排気流
量との比が一定となる位置にすることが好ましい。これ
は、吸着材１６に吸着されていた未燃ガス成分を脱離す
る場合に、脱離した未燃ガス成分が排気に混合すること
によって生じる空燃比の変化の割合を、内燃機関１の運
転状態に関わらず安定させるためである。
【００４８】次に、内燃機関１には、図示しないクラン
クシャフトが所定角度（例えば、３０度）回転する都
度、パルス信号を出力するクランクポジションセンサ２
１と、内燃機関１の図示しないウォータ・ジャケット内
を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水
温センサ２２とが取り付けられている。
【００４９】そして、前記クランクポジションセンサ２
１と水温センサ２２と前記スロットルポジションセンサ
７と前記エアフローメータ８と前記バキュームセンサ２
４と上流側空燃比センサ１９と下流側空燃比センサ２０
とは、それぞれ電気配線を介してエンジンコントロール
用の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：Ｅ
ＣＵ）２５に接続され、各センサの出力信号が前記ＥＣ
Ｕ２５に入力されるようになっている。
【００５０】前記ＥＣＵ２５は、前記した各センサから
の出力信号をパラメータとして内燃機関１の運転状態を
判定し、その運転状態に応じて燃料噴射制御、点火制
御、開閉弁１７の開閉制御等の各種制御を行う。
【００５１】ここで、ＥＣＵ２５は、図２に示すよう
に、双方向性バス２６により相互に接続された、ＣＰＵ
２７とＲＯＭ２８とＲＡＭ２９とバックアップＲＡＭ３
０と入力ポート３１と出力ポート３２とを備えるととも
に、前記入力ポート３１に接続されたＡ／Ｄコンバータ
（Ａ／Ｄ）３３を備えている。
【００５２】前記入力ポート３１は、クランクポジショ
ンセンサ２１等の出力信号を入力し、それらの出力信号
をＣＰＵ２７やＲＡＭ２９へ送信する。さらに、前記入
力ポート３１は、スロットルポジションセンサ７、エア
フローメータ８、上流側空燃比センサ１９、下流側空燃
比センサ２０、水温センサ２２、バキュームセンサ２４
等の出力信号をＡ／Ｄコンバータ３３を介して入力し、
それらの出力信号をＣＰＵ２７やＲＡＭ２９へ送信す
る。
【００５３】前記出力ポート３２は、前記ＣＰＵ２７か
ら出力される制御信号を、アクチュエータ１８や駆動回
路１１へ送信する。前記ＲＯＭ２８は、各燃料噴射弁１
０から噴射すべき燃料量を決定するための燃料噴射量制
御ルーチン、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を
行うための空燃比フィードバック制御ルーチン、燃料噴
射弁１０の燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期
制御ルーチン、開閉弁１７を制御するための流路切換制
御ルーチン等のアプリケーションプログラムと、各種の
制御マップを格納する。
【００５４】前記制御マップは、例えば、内燃機関１の
運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マ
ップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を
示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関始動時の冷却水
の温度と始動時から三元触媒１４が活性化するまでにか
かる時間（以下、触媒活性時間と記す）との関係を示す
活性判定制御マップ等である。
【００５５】前記ＲＡＭ２９は、各センサからの出力信
号やＣＰＵ２７の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ２１の出力信号
より算出される機関回転数である。そして、各センサか
らの出力信号やＣＰＵ２７の演算結果等は、クランクポ
ジションセンサ２１が信号を出力する都度、最新のデー
タに書き換えられる。
【００５６】前記バックアップＲＡＭ３０は、内燃機関
１の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
である。前記ＣＰＵ２７は、前記ＲＯＭ２８に記憶され
たアプリケーションプログラムに従って動作し、ＲＡＭ
２９に記憶された前記各センサの出力信号より内燃機関
１の運転状態を判定し、その運転状態と各制御マップと
から燃料噴射量、燃料噴射時期、開閉弁１７の開閉時期
等を算出する。そして、ＣＰＵ２７は、算出した燃料噴
射量、燃料噴射時期、開閉弁１７の開閉時期に従って、
駆動回路１１及びアクチュエータ１８を制御する。
【００５７】例えば、ＣＰＵ２７は、燃料噴射制御を実
行するにあたり、燃料噴射量制御ルーチンに従って動作
し、以下の式に従って燃料噴射量（ＴＡＵ）を決定す
る。 TAU=TP*FWL*(FAF+FG)*[FASE+FAE+FOTP+FDE(D)]*FFC+TAU
V （TP：基本噴射量、FWL：暖機増量、FAF：空燃比フィー
ドバック補正係数、FG：空燃比学習係数、FASE：始動後
増量、FAE：加速増量、FOTP：OTP増量、FDE(D)：減速増
量（減量）、FFC：フューエルカット復帰時補正係数、T
AUV：無効噴射時間） その際、ＣＰＵ２７は、各種センサの出力信号値をパラ
メータとして内燃機関の運転状態を判別し、判別された
機関運転状態とＲＯＭ２８の燃料噴射量制御マップとに
基づいて、上記した基本噴射量（ＴＰ）、暖機増量（Ｆ
ＷＬ）、始動後増量（ＦＡＳＥ）、加速増量（ＦＡ
Ｅ）、ＯＴＰ増量（ＦＯＴＰ）、減速増量（ＦＤＥ
（Ｄ））、フューエルカット復帰時補正係数（ＦＦ
Ｃ）、無効噴射時間（ＴＡＵＶ）等を算出する。
【００５８】一方、ＣＰＵ２７は、図３に示すような空
燃比フィードバック制御ルーチンに従って空燃比フィー
ドバック補正係数（ＦＡＦ）を算出する。空燃比フィー
ドバック制御ルーチンでは、ＣＰＵ２７は、先ずＳ３０
１において、空燃比フィードバック制御条件が成立して
いるか否かを判別する。
【００５９】前記した空燃比フィードバック制御条件と
しては、例えば、冷却水温度が所定温度以上である、内
燃機関１が非始動状態にある、燃料噴射量の始動後増量
補正が非実行状態にある、燃料噴射量の暖機増量補正が
非実行状態にある、燃料噴射量の加速増量補正が非実行
状態にある、三元触媒１４等の排気系部品の加熱防止の
ためのＯＴＰ増量補正が非実行状態にある、フューエル
カット制御が非実行状態にある等の条件を例示すること
ができる。
【００６０】ＣＰＵ２７は、上記したような空燃比フィ
ードバック制御条件が不成立であると判定した場合は、
空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）を“１．０”
に設定して本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００６１】前記Ｓ３０１において空燃比フィードバッ
ク制御条件が成立していると判定した場合は、ＣＰＵ２
７は、Ｓ３０２へ進み、上流側空燃比センサ１９の出力
信号値をＡ／Ｄコンバータ３３を介して入力する。
【００６２】Ｓ３０３では、ＣＰＵ２７は、前記Ｓ３０
２で入力した出力信号値と上流側空燃比センサ１９の応
答遅れ時間とに基づいて、実際の排気の空燃比が理論空
燃比よりリーンであるか又はリッチであるかを判別す
る。
【００６３】前記Ｓ３０３において排気空燃比が理論空
燃比よりリッチであると判定した場合は、ＣＰＵ２７
は、Ｓ３０４へ進み、燃料噴射量（ＴＡＵ）を減量補正
すべく空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）の値を
補正する。
【００６４】前記Ｓ３０３において排気空燃比が理論空
燃比よりリーンであると判定した場合は、ＣＰＵ２７
は、Ｓ３０５へ進み、燃料噴射量（ＴＡＵ）を増量補正
すべく空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）の値を
補正する。
【００６５】前記Ｓ３０４又は前記Ｓ３０５の処理を実
行し終えたＣＰＵ２７は、Ｓ３０６へ進み、前記Ｓ３０
４又は前記Ｓ３０５で算出された空燃比フィードバック
補正係数（ＦＡＦ）の上限ガード処理及び下限ガード処
理を実行する。
【００６６】続いて、ＣＰＵ２７は、前記Ｓ３０６でガ
ード処理が施された空燃比フィードバック補正係数をＲ
ＡＭ２９の所定領域に記憶させ、本ルーチンの実行を一
旦終了する。
【００６７】一方、ＣＰＵ２７は、上記したような、上
流側空燃比センサ１９の出力信号に基づいた空燃比フィ
ードバック制御（第１の空燃比フィードバック制御）と
並行して、下流側空燃比センサ２０の出力信号に基づい
た空燃比フィードバック制御（第２の空燃比フィードバ
ック制御）を実行する。
【００６８】第２の空燃比フィードバック制御では、Ｃ
ＰＵ２７は、下流側空燃比センサ２０の出力信号値と所
定の基準電圧とを比較して、三元触媒１４から流出した
排気の空燃比がリーンであるか又はリッチであるかを判
別し、その判別結果に基づいて前記第１の空燃比フィー
ドバック制御におけるリーン／リッチの判定基準値や、
空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）の補正量等を
補正し、上流側空燃比センサ１９の個体差による出力特
性のばらつきや、経時変化による上流側空燃比センサ１
９の出力特性の変化等に起因した排気エミッション特性
の悪化等を抑制する。
【００６９】次に、ＣＰＵ２７は、開閉弁１７を制御す
るにあたり、内燃機関１の始動時に、水温センサ２２の
出力信号を入力し、前記出力信号とＲＯＭ２８の活性判
定制御マップとから触媒活性時間を算出する。
【００７０】そして、ＣＰＵ２７は、前記触媒活性時間
が経過するまでの間、すなわち三元触媒１４が未活性状
態にある間は、図１に示すように、開閉弁１７を全閉状
態（排気管１３を非導通状態）とすべくアクチュエータ
１８へ制御信号を出力する。
【００７１】このとき、内燃機関１から排出された排気
の全ては、バイパス通路１５へ導かれ、吸着材１６を通
った後に三元触媒１４へ流入することになる。この結
果、排気中に含まれる未燃ガス成分は、大気中に放出さ
れずに吸着材１６に吸着されることになる。
【００７２】前記触媒活性時間が経過した後、すなわち
三元触媒１４が活性した後は、ＣＰＵ２７は、図４に示
すように、前記開閉弁１７を全開状態（排気管１３を導
通状態）とすべくアクチュエータ１８へ制御信号を出力
する。
【００７３】このとき、排気管１３とバイパス通路１５
の双方が導通状態となり、内燃機関１から排出された排
気は、バイパス通路１５と排気管１３との双方を通って
三元触媒１４に流入する。
【００７４】但し、バイパス通路１５の排気流入部１５
ａと排気流出部１５ｂとが近接した位置に配置されるた
め、前記排気流入部１５ａ近傍の排気圧力と前記排気流
出部１５ｂ近傍の排気圧力との差が小さく、且つ前記排
気流入部１５ａ近傍の排気管１３を流れる排気の脈動と
前記排気流出部１５ｂ近傍の排気管１３を流れる排気の
脈動との位相差が小さくなる。これにより、内燃機関１
から排出された排気の内の極微量の排気のみがバイパス
通路１５を通って三元触媒１４へ流入し、その他の大部
分の排気は排気管１３を通って三元触媒１４へ流入する
ことになる。
【００７５】このようにバイパス通路１５の流量が極微
量になると、それに応じて吸着材１６を通過する排気量
が極微量となるため、吸着材１６の昇温速度が穏やかに
なり、吸着材１６に吸着されていた未燃ガス成分は少量
ずつ徐々に脱離するようになる。
【００７６】この結果、バイパス通路１５から三元触媒
１４上流の排気管１３に導入される未燃ガス量が極微量
となり、三元触媒１４に流入する排気の空燃比が過度に
変化（過剰なリッチ状態となる）することがない。
【００７７】従って、三元触媒１４に流入する排気の空
燃比は、三元触媒１４がＨＣ、ＣＯ、ＮＯXを浄化可能
な空燃比の範囲から外れることがなく、前記未燃ガス成
分及び排気中の有害ガス成分が三元触媒１４にて確実に
浄化することが可能となり、排気エミッションが悪化す
ることがない。
【００７８】さらに、三元触媒１４に流入する排気の空
燃比が過度に変化（過剰なリッチ状態となる）すること
がないため、上流側及び下流側空燃比センサ１９及び２
０の検出精度が低下せず、前述した空燃比フィードバッ
ク制御を精度良く実行することが可能となる。
【００７９】また、吸着材１６からの未燃ガス成分が排
気に混合した場合の排気空燃比のリッチ側への変化は極
わずかとなるため、空燃比フィードバック制御によって
機関空燃比（内燃機関１で燃焼される混合気の空燃比）
が過剰なリーン状態とされることがなく、内燃機関１の
運転状態が不安定になることがない。
【００８０】さらに、排気管１３の排気流量に対するバ
イパス通路１５の排気流量の割合は一定となるため、吸
着材１６からの未燃ガス成分が排気に混合することによ
って生じる排気空燃比の変化の割合を内燃機関１の運転
状態に関わらず安定させることが可能となり、空燃比フ
ィードバック制御が煩雑とならず、安定した空燃比フィ
ードバック制御を実現することが可能となる。
【００８１】また、本実施の形態にかかる排気浄化装置
では、排気管１３の排気流量に対するバイパス通路１５
の排気流量の割合は、バイパス通路１５の流量を制御す
ることなく一定となるため、流量調整弁等を設ける必要
がなく、装置の構成及び制御を簡略化することが可能と
なる。
【００８２】尚、本実施の形態では、三元触媒１４の活
性後は開閉弁１７を全開状態に固定する例について述べ
たが、バイパス通路１５の排気流入部１５ａと排気流出
部１５ｂとに圧力センサを取り付け、これらの圧力セン
サの出力差から排気流入部１５ａと排気流出部１５ｂの
差圧を検出し、その差圧を所望の差圧とすべく開閉弁１
７の開度を制御するようにしてもよく、上流側空燃比セ
ンサ１９の出力信号値から吸着材１６下流（三元触媒１
４上流）を流れる排気の空燃比又は排気中の未燃ガス成
分量を推定し、空燃比又は未燃ガス成分量が一定となる
ように開閉弁１７の開度を制御するようにしてもよい。
【００８３】〈実施の形態２〉本発明にかかる内燃機関
の排気浄化装置の第２の実施の形態について図５〜図９
に基づいて説明する。ここでは、前述の第１の実施の形
態と異なる構成について説明し、同様の構成については
説明を省略する。
【００８４】図５は、本発明に係る排気浄化装置の第２
の実施態様を示す図である。図５に示す排気浄化装置
は、排気管１３の外径より大きな内径を有する外筒１６
０と、排気管１３の外径より大きな内径を有するととも
に外筒１６０の内径より小さいな外径を有する中筒１６
１と、前記中筒１６１と前記外筒１６０との間に配置さ
れた環状の吸着材１６２とを備えている。
【００８５】前記排気管１３は、前記外筒１６０内で上
流側排気管１３ａと下流側排気管１３ｂとに隔離されて
いる。そして、上流側排気管１３ａと下流側排気管１３
ｂとは、前記外筒１６０を介して接続されている。
【００８６】その際、下流側排気管１３ｂは、下流側排
気管１３ｂの上流側開口端が前記外筒１６０内に突出
し、その先端部が非固定端となるよう外筒１６０内に保
持されるようにする。これに対応して、中筒１６１は、
該中筒１６１の一端が外筒１６０、排気管１３、あるい
は後述する弁装置１７０の何れかに固定されるとともに
他端が外筒１６０、排気管１３、弁装置１７０の何れに
も固定されず、且つ、中筒１６１の上流側端部が下流側
排気管１３ｂの上流側端部より上流側に延出するよう外
筒１６０内に保持されるものとする。
【００８７】これは、外筒１６０が上流側排気管１３ａ
と下流側排気管１３ｂとに固定され、且つ中筒１６１や
下流側排気管１３ｂより温度が低くなるため、中筒１６
１の両端あるいは下流側排気管１３ｂの上流側端部が外
筒１６０と直接又は弁装置１７０を介して間接的に固定
されていると、外筒１６０、中筒１６１、及び下流側排
気管１３ｂの熱膨張差によって本排気浄化装置が破損す
る虞があり、耐久性が低下してしまうからである。
【００８８】一方、吸着材１６２は、外筒１６０と中筒
１６１との何れか一方のみに固定されるものとする。こ
れは、吸着材１６２が外筒１６０と中筒１６１との双方
に固定されていると、外筒１６０と中筒１６１との温度
差により双方の熱膨張の大きさが異なり、吸着材１６２
に引張り又は圧縮力が作用して吸着材１６２が破壊され
る虞があるからである。
【００８９】前記中筒１６１と前記下流側排気管１３ｂ
の間の空間部の複数箇所には、図６に示すように、前記
下流側排気管１３ｂの耐震性を向上させるべく保持部材
１６３が配置されている。尚、前記保持部材１６３は、
前記中筒１６１の内壁と前記下流側排気管１３ｂの外壁
との何れか一方のみと固定され、中筒１６１と下流側排
気管１３ｂとが互いに非固定状態となるようにし、下流
側排気管１３ｂの軸方向への熱膨張と中筒１６１の軸方
向への熱膨張との差を吸収することができるようにして
もよい。
【００９０】その際、保持部材１６３としてワイヤメッ
シュ材を圧縮成形したものを用いることにより、径方向
の熱膨張差をも吸収することが可能となる。また、保持
部材１６３としてハニカム体を用い、そのハニカム体に
吸着材をコーティングすることにより装置全体の体格を
変更せずに未燃ガス成分の吸着容量を増加させることも
可能である。
【００９１】次に、前記中筒１６１の上流側開口端に
は、その開口端を開閉する弁装置１７０が設けられてい
る。弁装置１７０は、図７に示すように、バタフライ式
の二方弁で構成されている。具体的には、弁装置１７０
は、前記中筒１６１の上流側開口端に嵌合されたハウジ
ング１７１と、前記ハウジング１７１を軸方向に貫通す
る通路１７４と、前記通路１７４を開閉する弁体１７２
と、前記弁体１７２に取り付けられたシャフト１７３と
を備えている。
【００９２】前記シャフト１７３の一端は、前記ハウジ
ング１７１に回転自在に支持され、前記シャフト１７３
の他端は、前記外筒１６０の外壁に設けられた軸受け１
７５によって回転自在に支持されている。そして、前記
シャフト１７３の他端は、リンク機構等を介してアクチ
ュエータ１８と連結されている。
【００９３】このように構成された排気浄化装置では、
三元触媒１４が未活性状態のときは弁体１７２が全閉状
態となる。このとき、上流側排気管１３ａからの排気
は、中筒１６１と外筒１６０との間に形成された環状の
空間１６４へ導かれ、吸着材１６２に流入する。続い
て、吸着材１６２から流出した排気は、外筒１６０の内
壁に衝突して流れ方向を変え、中筒１６１と下流側排気
管１３ｂとの間に形成された環状の空間１６５へ導かれ
る。前記空間１６５を通った排気は、弁装置１７０に衝
突して流れ方向を変え、下流側排気管１３ｂ内へ流れ込
む。
【００９４】また、三元触媒１４が活性した後は、弁体
１７２が全開状態となる。このとき、外筒１６０内で
は、上流側排気管１３ａから通路１７４を介して下流側
排気管１３ｂへ連通する排気流路（主排気通路）が導通
状態になるとともに、上流側排気管１３ａから空間１６
４及び空間１６５を介して下流側排気管１３ｂへ連通す
る排気流路（バイパス通路）が導通状態となる。
【００９５】ここで、前記空間１６４の排気流入部と前
記空間１６５の排気流出部とは、弁装置１７０を介して
近接した位置に配置されるため、前記空間１６４の排気
流入部近傍の排気圧力と前記空間１６５の排気流出部近
傍の排気圧力との差、及び前記空間１６４の排気流入部
近傍の排気脈動と前記空間１６５の排気流出部近傍の排
気脈動との位相差が小さくなる。
【００９６】尚、本実施の形態に示す排気浄化装置にお
いて、上流側排気管１３ａの内径（Ｄ１）とハウジング
１７１の通路１７４の径（Ｄ２）と下流側排気管１３ｂ
の内径（Ｄ３）は、Ｄ１≦Ｄ２≦Ｄ３、好ましくはＤ１
＜Ｄ２≦Ｄ３となるように設定する。Ｄ１＜Ｄ２とする
のは、弁体１７２が全開状態となった場合でも弁体１７
２の厚さやシャフト１７３の径によって通路１７４の径
面積が小さくなるため、それによって生じる圧力損失を
抑制するためである。そして、Ｄ２≦Ｄ３とするのは、
Ｄ２＞Ｄ３にすると中筒１６１内における弁装置１７０
と下流側排気管１３ｂとの間の空間の圧力が高まり、バ
イパス通路１６４・１６５の流れが逆流する虞があるか
らである。
【００９７】但し、本願発明の目的は、吸着材を通過す
る排気流量を少なくして未燃ガス成分の脱離を緩慢化さ
せることにあり、バイパス通路１６４・１６５の流れが
逆流しても、その流量が十分少なければ本願発明の目的
が達成されるため、バイパス通路１６４・１６５の流量
が所望の流量となる限り逆流を許容するようにしてもよ
い。要は、バイパス通路１６４・１６５の排気流入部と
排気流出部との差圧が十分小さく、それによってバイパ
ス通路の流量が微量になればよい。
【００９８】一方、前記排気浄化装置において、弁装置
１７０と上流側排気管１３ａとを隔離して配置する場合
は、弁装置１７０と上流側排気管１３ａとの距離（Ｌ
１）は、（Ｄ２−Ｄ１）＊０．５≦Ｌ１、好ましくはＤ
２−Ｄ１≦Ｌ１となるように設定してもよい。これは、
上流側排気管１３ａから流出するガスの流速により上流
側排気管１３ａの出口部分に負圧が発生し、それに伴っ
て空間１６４が負圧となり、バイパス通路１６４・１６
５のガスが逆流する場合があるが、予め実験的に求めら
れた上記の関係を満たすよう弁装置１７０と上流側排気
管１３ａとを配置することにより、上流側排気管１３ａ
の出口部分の負圧が空間１６４に影響しなくなり、バイ
パス通路１６４・１６５のガスが逆流しなくなるという
発明者の知見に基づくものである。
【００９９】この結果、上流側排気管１３ａからの排気
の大部分は、上流側排気管１３ａから通路１７４を介し
て下流側排気管１３ｂへ連通する排気流路を流れ、残り
の微量の排気が上流側排気管１３ａから空間１６４及び
空間１６５を介して下流側排気管１３ｂへ連通する排気
流路を流れることになる。
【０１００】従って、本実施の形態にかかる排気浄化装
置によれば、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得
ることができるとともに、排気浄化装置全体のサイズを
小型化することが可能となるため、車両への搭載性に優
れるという効果を得ることが可能となる。
【０１０１】さらに、本実施の形態では、吸着材及びバ
イパス通路を主排気通路と同軸の関係に配置している
が、吸着材と主排気通路との間にバイパス通路としての
空間部が介在するため、この空間部が断熱部として機能
し、主排気通路から吸着材への排気熱の伝達が抑制さ
れ、その結果、吸着材の昇温が穏やかになり、未燃ガス
成分の脱離を緩慢化させることが可能となる。
【０１０２】また、本実施の形態では、本発明にかかる
流路切換手段として、バタフライ式の二方弁を用いたこ
とにより、弁体の表面は、回転軸を境にした一方で弁体
の回動を促進する力を排気から受け、回転軸を境にした
他方で弁体の回動に抗する力を排気から受けることにな
るが、それらの力が互いに均等となるため、アクチュエ
ータは、排気の影響を受けることなく弁体を駆動するこ
とができ、アクチュエータにかかる負荷が軽減される。
この結果、アクチュエータを小型化することが可能とな
り、車両への搭載性を一層向上させることが可能とな
る。
【０１０３】但し、流路切換手段は、バタフライ式の二
方弁に限られるものではなく、全開時の排気抵抗を低減
する上ではスライドバルブを利用してもよい。尚、本実
施の形態では、下流側排気管１３ｂの耐震性向上を目的
として、中筒１６１と下流側排気管１３ｂとの間の空間
の複数箇所に専用の保持部材を配置する例について述べ
たが、図８、図９に示すように、中筒１６１を構成する
部材の複数箇所にエンボス加工を施して球状の突起１６
７を形成し、それらの突起１６７を保持部材として機能
させるようにしてもよい。但し、保持部材の形状、個
数、あるいは位置は、バイパス通路の流量が所望の流量
となるように決定することが好ましい。
【０１０４】〈実施の形態３〉本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置の第３の実施の形態について図１０に基づ
いて説明する。ここでは、前述の第２の実施の形態と異
なる構成について説明し、同様の構成については説明を
省略する。
【０１０５】図１０は、本発明に係る排気浄化装置の第
３の実施態様を示す図である。図１０に示す排気浄化装
置は、外筒１６０内において上流側排気管１３ａと下流
側排気管１３ｂとが弁装置１７０を介して連結されるよ
う構成されている。
【０１０６】そして、上流側排気管１３ａの下流側端部
近傍の部位には、周方向に所定間隔で上流側排気管１３
ａの内部と外部（上流側排気管１３ａと外筒１６０とに
囲まれた空間１６４）とを連通する排気流入口１３０が
形成されている。
【０１０７】一方、下流側排気管１３ｂの上流側端部近
傍の部位には、周方向に所定間隔で下流側排気管１３ｂ
の内部と外部（下流側排気管１３ｂと中筒１６１とに囲
まれた空間１６５）とを連通する排気流出口１３１が形
成されている。
【０１０８】次に、中筒１６１の下流側端部と外筒１６
０の下流側端部との間隔を大きくし、それによって形成
された空間１６８を、バイパス通路１６４・１６５の排
気流入部（排気流入口１３０）と排気流出部（排気流出
口１３１）との間で生じる排気脈動の位相差を減衰する
ダンパ室として機能させるようにした。
【０１０９】このように構成された排気浄化装置によれ
ば、内燃機関１から排出される排気量が急変した場合の
ように、排気流入口１３０と排気流出口１３１との間の
排気脈動の位相差が瞬間的に大きくなった場合でも、そ
の位相差を前記ダンパ室で減衰することができるので、
排気流入口１３０近傍の排気圧力と排気流出口１３１近
傍の排気圧力との差圧が大きくなることがなく、吸着材
１６２を通過する排気流量を常に微量とすることが可能
になる。
【０１１０】さらに、上記した構成によれば、排気浄化
装置の製造過程において、排気流入口１３０と排気流出
口１３１の形状、個数、あるいは直径を調整することに
より、排気流入口１３０と排気流出口１３１との圧力差
を所望の大きさに設定し易くなる。
【０１１１】〈実施の形態４〉本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置の第４の実施の形態について図１１に基づ
いて説明する。ここでは、前述の第２の実施の形態と異
なる構成について説明し、同様の構成については説明を
省略する。
【０１１２】図１１は、本発明に係る排気浄化装置の第
４の実施態様を示す図であり、排気浄化触媒と吸着材と
を同軸に配置する例を示す図である。図１１に示す排気
浄化装置は、下流側排気管１３ｂの外筒１６０内に延出
した部位の内径を広げ、広げられた部位に三元触媒１４
を内装するよう構成されている。
【０１１３】このような構成によれば、三元触媒１４
は、前述の第１〜第３の実施の形態に係る三元触媒より
上流寄りに配置されるため、前述の第１〜第３の実施の
形態に比べてより高温の排気に曝されることになり、三
元触媒１４の早期活性化を図ることが可能となる。
【０１１４】また、上記した構成によれば、三元触媒１
４が空間部１６５（バイパス通路）によって包囲される
ことになるため、前記空間部１６５が三元触媒１４から
の放熱を遮断する断熱部として機能し、三元触媒１４の
保温性が向上するとともに吸着材１６２の過熱による劣
化が防止される。
【０１１５】さらに、上記した構成によれば、三元触媒
１４とバイパス通路１６４・１６５と吸着材１６２とを
同軸に配置することにより、これらを一体化することが
可能となり、排気浄化装置の小型化を図ることができ、
車両への搭載性が向上する。
【０１１６】尚、排気浄化装置を車両へ搭載する際に、
排気浄化装置の外径を小さくする必要が生じた場合は、
例えば、図１２に示すように三元触媒１４下流の排気管
１３の周囲に吸着材１６を配置するようにしてもよい。
このような構成によれば、三元触媒１４の早期活性化を
図ることが可能になるとともに、バイパス通路の排気流
入部から吸着材１６までの距離が長くなるため吸着材１
６に流入する排気の温度が低くなり、吸着材１６の昇温
速度が一層穏やかとなり、それに応じて未燃ガス成分の
脱離が緩慢化される。
【０１１７】〈実施の形態５〉本発明に係る内燃機関の
排気浄化装置の第５の実施の形態について図１３、図１
４に基づいて説明する。ここでは、前述の第２の実施の
形態と異なる構成について説明し、同様の構成について
は説明を省略する。
【０１１８】図１３、図１４は、本発明に係る排気浄化
装置の第５の実施態様を示す図である。本実施の形態の
排気浄化装置は、外筒１６０に複数の排気通路が連接さ
れたハニカム担体を内装して構成されている。前記ハニ
カム担体は、同軸に三分割され、三分割されたハニカム
担体１９０、１９１、１９２の内の中心部のハニカム担
体１９０には触媒が担持され、最外部のハニカム担体１
９２には吸着材がコーティングされている。そして、中
間部のハニカム担体１９１には、吸着材をコーティング
してもよく、何もコーティングしないようにしてもよ
い。
【０１１９】このようにハニカム担体を用いることによ
り、中筒を必要とせずに排気浄化装置を構成することが
できるため、装置の小型軽量化を図ることが可能とな
る。尚、上記した排気浄化装置の製造方法としては、中
間部及び中心部のハニカム担体１９０、１９１の流路の
出入り口を閉塞した状態で最外部のハニカム担体１９２
に吸着材のコーティングを施すとともに、中間部及び最
外部のハニカム担体１９１、１９２の流路の出入り口を
閉塞した状態で中心部のハニカム担体１９０に触媒のコ
ーティングを施す方法、中間部のハニカム担体１９１の
流路のみを閉塞した状態で中心部及び最外部のハニカム
担体１９０、１９２に触媒と吸着材とを多層コーティン
グする方法、中間部のハニカム担体１９１の流路を閉塞
した状態で中心部及び最外部のハニカム担体１９０、１
９２に触媒をコーティングし、次いで中心部及び中間部
の流路を閉塞した状態で最外部のハニカム担体１９２の
みに吸着材をコーティングする方法等を例示することが
できる。
【０１２０】従って、本実施の形態によれば、製造が容
易で小型軽量な排気浄化装置を提供することができる。
【０１２１】
【発明の効果】本発明の排気浄化装置では、流路制御手
段がバイパス通路の流量、すなわち吸着材を通過する排
気流量が所定量以下となるように調整されるため、吸着
材の昇温速度が穏やかになり、吸着材に吸着されていた
未燃ガス成分の脱離が緩慢化される。
【０１２２】この結果、吸着材に吸着されていた未燃ガ
ス成分が一斉に排気浄化触媒に流入することがなく、排
気浄化触媒に流入する排気の空燃比は、排気浄化触媒の
酸素貯蔵能力を越えるようなリッチ空燃比あるいは空燃
比センサの検出範囲を越えるようなリッチ空燃比となる
ことが抑制され、排気浄化触媒によって浄化可能な空燃
比の範囲から外れることがない。
【０１２３】一方、流路制御手段は、バイパス通路の流
量、すなわち吸着材を通過する排気流量を主排気通路の
流量に対して一定の割合となるよう調整するため、内燃
機関から排出される排気量が変化した場合であっても、
排気浄化触媒に流入する排気の空燃比の変化が抑制され
る。
【０１２４】従って、本発明によれば、排気中の未燃ガ
ス成分を吸着する吸着材を備えた内燃機関において、吸
着材に吸着されていた未燃ガス成分が一斉に排気浄化触
媒に流入することがなく、排気浄化触媒に流入する排気
の空燃比を安定させることができるため、排気中の有害
ガス成分及び未燃ガス成分を排気浄化触媒で確実に浄化
することが可能となり、その結果、吸着材から脱離した
未燃ガス成分に起因する排気エミッションの悪化が防止
される。
【０１２５】また、排気浄化触媒に流入する排気の空燃
比を目標空燃比とすべく空燃比フィードバック制御を行
うものに本発明を適用した場合は、吸着材からの未燃ガ
ス成分の脱離によって排気浄化触媒に流入する排気の空
燃比が大幅に乱れることがないため、排気浄化触媒に流
入する排気の空燃比を常に最適な空燃比とすることが可
能になり、その結果、排気エミッションが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る排気浄化装置を適用する内燃機
関の概略構成を示す図
【図２】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図３】 空燃比フィードバック制御ルーチンの一例を
示すフローチャート図
【図４】 開閉弁の動作を説明する図
【図５】 本発明に係る排気浄化装置の第２の実施態様
を示す図
【図６】 保持部材の配置を示す図
【図７】 弁装置の構成を示す断面図
【図８】 保持部材の他の実施態様を示す図（１）
【図９】 保持部材の他の実施態様を示す図（２）
【図10】 本発明に係る排気浄化装置の第３の実施態様
を示す図
【図11】 本発明に係る排気浄化装置の第４の実施態様
を示す図
【図12】 吸着材を三元触媒より下流に配置した場合の
排気浄化装置の実施態様を示す図
【図13】 本発明に係る排気浄化装置の第５の実施態様
を示す図（１）
【図14】 本発明に係る排気浄化装置の第５の実施態様
を示す図（２）
【符号の説明】
１・・・・内燃機関 １３・・・排気管 １３ａ・・上流側排気管 １３ｂ・・下流側排気管 １４・・・三元触媒 １５・・・バイパス通路 １５ａ・・排気流入部 １５ｂ・・排気流出部 １６・・・吸着材 １７・・・開閉弁 １８・・・アクチュエータ １９・・・上流側空燃比センサ ２０・・・下流側空燃比センサ １３０・・排気流入口 １３１・・排気流出口 １６２・・吸着材 １６３・・保持部材 １６４・・バイパス通路 １６５・・バイパス通路 １６７・・保持部材 １７０・・弁装置 １７２・・弁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03 AB10 BA03 BA04 BA05 BA14 BA15 BA19 BA32 CA12 CA13 CB02 CB03 CB05 CB06 CB08 DA01 DA02 DA03 DA05 DA10 DB10 DB13 DC01 EA01 EA03 EA05 EA06 EA07 EA16 EA31 EA32 EA34 FA02 FA04 FB02 FB07 FB11 FC04 FC07 GA06 GB01X GB01Z GB05W GB06W GB10X GB17X HA08 HA18 HA20 HA27 HA36 HA37 HA42 HA47 HB03 3G301 HA04 JA21 LB04 MA01 MA11 ND02 PA01Z PA07Z PD09A PD09Z PE03Z PE08Z

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の主排気通路に設けられ排気中
    の有害ガス成分を浄化する排気浄化触媒と、 前記排気浄化触媒より上流に位置する主排気通路の一部
    を迂回するバイパス通路と、 前記バイパス通路に設けられ、所定温度未満では排気中
    の未燃ガス成分を吸着し、前記所定温度以上では吸着し
    ていた未燃ガス成分を放出する吸着材と、 前記主排気通路と前記バイパス通路とへの排気の流れを
    切り換える流路切換手段と、 前記吸着材から未燃ガス成分が脱離するときの前記バイ
    パス通路の流量を、所定流量以下、且つ前記主排気通路
    の流量に対して一定の割合となるよう調整するバイパス
    流量制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の
    排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 前記バイパス流量制御手段は、前記流路
    切換手段が前記主排気通路へ排気が流れるよう動作した
    ときに、前記バイパス通路の流量を、前記所定流量以
    下、且つ前記主排気通路の流量に対して一定の割合とな
    るよう調整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。
  3. 【請求項３】 前記バイパス流量調整手段は、前記バイ
    パス通路の排気流入部と排気流出部との差圧が所定の圧
    力以下となる位置にバイパス通路を配置して構成される
    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。
  4. 【請求項４】 前記バイパス通路の排気流入部は、前記
    流路切換手段より上流の主排気通路であって前記流路切
    換手段に近接した位置に配置され、前記バイパス通路の
    排気流出部は、前記流路切換手段より下流の主排気通路
    であって前記流路切換手段に近接した位置に配置される
    ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  5. 【請求項５】 前記吸着材及び前記バイパス通路は、前
    記主排気通路と同軸に配置されることを特徴とする請求
    項１〜４の何れか一に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 前記吸着材及び前記バイパス通路は、前
    記主排気通路の排気浄化触媒と同軸に配置されることを
    特徴とする請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 前記バイパス通路には、バイパス通路の
    変形を防止する保持部材が配置され、前記バイパス流量
    調整手段は、前記保持部材の形状、個数、あるいは位置
    を調整することにより、バイパス通路の流量を調整する
    ことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の内燃機関
    の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 前記バイパス通路の途中には、排気の脈
    動を減衰するダンパ室が形成され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。
  9. 【請求項９】 前記バイパス通路の排気流入部と排気流
    出部の形状は、前記排気流入部と前記排気流出部との差
    圧が所定の圧力以下となる形状であ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。
  10. 【請求項10】 少なくとも吸着材下流の排気の空燃比を
    検出する空燃比センサと、 前記空燃比センサの出力信号値が目標空燃比と一致する
    ように排気の空燃比を調整する空燃比調整手段とを更に
    備え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。
  11. 【請求項11】 前記バイパス流量調整手段は、前記バイ
    パス通路の排気流入部と排気流出部との圧力差を検出
    し、前記圧力差が所定値となるように流路切換手段を制
    御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。
  12. 【請求項12】 前記バイパス流量調整手段は、前記吸着
    材下流の排気の空燃比もしくは排気中に含まれる未燃ガ
    ス成分量を検出し、排気空燃比もしくは未燃ガス成分量
    が一定となるように前記流路切換手段を制御することを
    特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
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