JP2001295636A

JP2001295636A - 炭化水素吸着材の劣化診断装置及びエンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JP2001295636A
Application number: JP2000112448A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Mamiya; 清孝間宮; Michihiro Imada; 道宏今田; Masahiko Shigetsu; 雅彦重津; Hideji Iwakuni; 秀治岩国; Yasuhiko Katou; 也寸彦加藤; Akihiro Kobayashi; 明宏小林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】排気通路に配設された炭化水素吸着材の劣化
を簡単かつ正確に診断できるとともに、上記炭化水素吸
着材の劣化状態に適合した排気ガスの浄化を実行できる
ようにする。【解決手段】炭化水素吸着材から放出される炭化水素
の放出度合いに関する値を検出する炭化水素検出手段３
９と、この炭化水素検出手段３９の検出値に応じて上記
炭化水素吸着材の劣化を診断する劣化診断手段４０とを
備えた炭化水素吸着材の劣化診断装置において、上記炭
化水素吸着材の温度を検出する温度検出手段４１を備
え、上記劣化診断手段４０は、炭化水素の放出度合いに
関する値が所定値となった時点で上記温度検出手段４１
により検出された炭化水素吸着材の温度に基づき、炭化
水素吸着材が劣化しているか否かを診断するように構成
された炭化水素吸着材の劣化診断装置及びエンジンの排
気ガス浄化装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低温時に排気ガス
中の炭化水素を吸着するとともに、吸着した炭化水素を
昇温に伴って放出する炭化水素吸着材の劣化診断装置お
よび上記炭化水素吸着材を備えたエンジンの排気浄化装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平８−１２１２３２号
公報に示されるように、内燃機関の排気系に介装され、
排気中のＨＣ（炭化水素）を低温時に吸着し、この吸着
されたＨＣを高温時に脱離する機能を有した吸着材の劣
化を診断する装置において、上記吸着材の上流側と下流
側とに配設されて空燃比状態を検出する空燃比検出手段
と、吸着材の温度状態を検出する吸着材温度検出手段
と、吸着材温度が上記吸着材のＨＣ脱離温度に達してか
らの上記上流・下流の空燃比検出手段で検出された空燃
比検出信号の差、もしくはそれに応じた量に基づいてＨ
Ｃの脱離量を積算し、この積算値に基づいてＨＣ吸着材
の劣化状態を診断する劣化診断手段とを有する内燃機関
におけるＨＣ吸着材の劣化診断装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
ＨＣ吸着材の劣化診断装置は、上記ＨＣ吸着材の劣化診
断時に、常に飽和量のＨＣがＨＣ吸着材に吸着されてい
ることを前提として、ＨＣ吸着材が予め設定された放出
温度（脱離温度）なった時点からのＨＣ放出量の積算値
に基づき、上記ＨＣ吸着材のＨＣ吸着能力が低下してい
るか否を判断することによってＨＣ吸着材の劣化診断を
行うように構成されているため、ＨＣ吸着材の劣化によ
りＨＣの放出温度が変化していた場合には、正常な劣化
判定ができないという問題がある。

【０００４】また、特開平１０−１５９５４３号公報に
示されるように、内燃機関から排出される排気ガス中の
炭化水素を浄化する排気ガス浄化装置の劣化診断をする
に当たり、上記未燃炭化水素成分を吸着して所定温度で
脱離する炭化水素吸着触媒を備えた排気ガス浄化手段
と、この炭化水素吸着触媒の入口排気温度及び出口温度
を検出する手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段とから、冷間始動時における上記入口排気
温度と出口排気温度の温度特性に基づき、炭化水素吸着
触媒の劣化状態を判定することが行われている。

【０００５】すなわち、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸
着量に対応して吸着触媒の出口排気温度の昇温特性が変
化することに着目し、上記吸着触媒の入口排気温度と出
口排気温度との温度差が大きい場合には、吸着触媒の劣
化が生じていないと診断し、上記温度差が小さい場合に
は、吸着触媒に劣化が生じたと診断するように構成され
ている。しかしながら、やはり上記炭化水素吸着材が劣
化することにより、炭化水素の放出温度が変化していた
場合には、炭化水素の放出が上記入口排気温度及び出口
排気温度に直接関係しないため、正常な劣化判定ができ
ないという問題がある。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑み、排気通路に
配設された炭化水素吸着材の劣化を簡単かつ正確に診断
することができるとともに、上記炭化水素吸着材の劣化
状態に適合した排気ガスの浄化を実行することができる
エンジンの排気浄化装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
燃焼室内に接続された排気通路に配設されて低温時に排
気ガス中の炭化水素を吸着するとともに、吸着した炭化
水素を昇温に伴って放出する炭化水素吸着材と、この炭
化水素吸着材から放出される炭化水素の放出度合いに関
する値を検出する炭化水素検出手段と、この炭化水素検
出手段の検出値に応じて上記炭化水素吸着材の劣化を診
断する劣化診断手段とを備えた炭化水素吸着材の劣化診
断装置において、上記炭化水素吸着材の温度を検出する
温度検出手段を備え、上記劣化診断手段は、炭化水素の
放出度合いに関する値が所定値となった時点で上記温度
検出手段により検出された炭化水素吸着材の温度に基づ
き、炭化水素吸着材が劣化しているか否かを診断するも
のである。

【０００８】上記構成によれば、エンジンの始動後等
に、炭化水素検出手段により検出された炭化水素の放出
度合いに関する値に応じて炭化水素の放出が開始された
ことが確認された時点で、上記温度検出手段によって炭
化水素吸着材の温度を検出することにより、炭化水素吸
着材が劣化しているか否かを適正に診断することが可能
となる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の炭化水素吸着材の劣化診断装置において、上記劣化診
断手段は、炭化水素吸着材から放出される炭化水素の放
出度合いに関する値が、所定値以下の状態から所定値以
上になった時点における炭化水素吸着材の温度と、予め
設定された基準温度とを比較し、上記炭化水素吸着材の
温度が基準温度よりも低い場合に、炭化水素吸着材が劣
化していると診断するものである。

【００１０】上記構成によれば、エンジンの始動後等
に、炭化水素検出手段により検出された炭化水素の放出
度合いに関する値が、所定値以下の状態から所定値以上
になったことを検出することにより、炭化水素吸着材か
ら炭化水素の放出が開始されたか否かが正確に検出さ
れ、この時点における炭化水素吸着材の温度と、上記基
準温度とを比較することにより、上記炭化水素吸着材が
劣化しているか否かを適正に診断することが可能とな
る。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載の炭化水素吸着材の劣化診断装置において、炭
化水素吸着材から放出された炭化水素を酸化して浄化す
る触媒を備え、上記温度検出手段は、上記触媒の温度を
検出する機能を有するとともに、上記炭化水素検出手段
は、上記触媒による炭化水素の浄化度合いに関する値を
検出する機能を有し、かつ上記劣化診断手段は、炭化水
素の浄化度合いに関する値が、所定値以下の状態から所
定値以上になった時点における上記触媒の温度と、予め
設定された触媒劣化検出用の基準温度とを比較し、上記
触媒の温度が基準温度よりも高い場合に、触媒が劣化し
ていると診断するものである。

【００１２】上記構成によれば、エンジンの始動後等
に、炭化水素検出手段により検出された炭化水素の浄化
度合いに関する値が、所定値以下の状態から所定値以上
になったことを検出することにより、上記触媒による炭
化水素の浄化が開始されたか否かが正確に検出され、こ
の時点における触媒の温度と、上記触媒劣化検出用の基
準温度とを比較することにより、上記触媒が劣化してい
るか否かを適正に診断することが可能となる。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載の炭化水素吸着材の劣化診断装置におい
て、上記炭化水素吸着材の下流側における排気ガスの酸
素濃度が所定濃度となるように混合気の空燃比をフィー
ドバック制御する空燃比制御手段を備え、炭化水素検出
手段は、上記空燃比のフィードバック制御に使用される
制御値に基づき、炭化水素吸着材から放出される炭化水
素の放出度合いに関する値を検出するものである。

【００１４】上記構成によれば、エンジンの始動後等
に、上記空燃比のフィードバック制御に使用される制御
値に基づいて、炭化水素吸着材から炭化水素の放出が開
始されたか否かが正確に検出され、この時点における炭
化水素吸着材の温度と、上記基準温度とを比較すること
により、上記炭化水素吸着材が劣化しているか否かを適
正に診断することが可能となる。

【００１５】請求項５に係る発明は、燃焼室内に接続さ
れた排気通路に配設されて低温時に排気ガス中の炭化水
素を吸着するとともに、吸着した炭化水素を昇温に伴っ
て放出する炭化水素吸着材と、エンジンの燃焼室から排
気通路に導出される排気ガスの状態を制御する排気ガス
制御手段とを備えたエンジンの排気ガス浄化装置におい
て、上記炭化水素吸着材から放出される炭化水素の放出
度合いを検出する炭化水素検出手段と、上記炭化水素吸
着材の温度を検出する温度検出手段と、上記炭化水素の
放出度合いが所定の状態となった時点における炭化水素
吸着材の温度に基づき、上記排気ガス制御手段の制御量
を補正する補正手段とを備えたものである。

【００１６】上記構成によれば、エンジンの始動後等
に、炭化水素検出手段により検出された炭化水素の放出
度合いに関する値に応じて炭化水素の放出が開始された
ことが確認された時点で、上記温度検出手段によって炭
化水素吸着材の温度を検出し、この温度に基づいて上記
排気ガス制御手段の制御量が補正されることにより、上
記炭化水素吸着材の劣化状態に対応して排気ガスの状態
が適正に制御されることになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
排気浄化装置を有する筒内噴射式エンジンの一例を示し
ている。この図に示すエンジン本体１は、複数の気筒２
と、各気筒２内に往復動可能に嵌挿されたピストン３と
を有し、このピストン３によって燃焼室４が区画されて
いる。この燃焼室４の上部所定位置には、点火回路５に
接続された点火プラグ６が燃焼室４内に臨むように取り
付けられている。また、上記燃焼室４の周辺部には、こ
の燃焼室４内に燃料を直接噴射するインジェクタ７から
なる燃料供給手段が取り付けられている。

【００１８】上記インジェクタ７には、図示を省略した
高圧燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を有する燃
料供給回路が接続され、この燃料供給回路によって燃料
タンクからの燃料が適正な圧力に調整されてインジェク
タ７に供給されるように構成されている。また、上記燃
料供給回路には、燃料圧力を検出する燃圧センサ８が設
けられている。

【００１９】上記燃焼室４は、吸気弁９が設けられた吸
気ポートを介して吸気通路１０に連通している。この吸
気通路１０には、その上流側から順に、吸気を濾過する
エアクリーナ１１と、吸入空気量を検出するエアフロー
センサ１２と、吸気通路１０を絞る電気式スロットル弁
１３と、サージタンク１４とが配設されている。上記電
気スロットル弁１３は、図外のアクセルペダルに連動す
ることなく、モータ１５により開閉駆動されるようにな
っている。さらに、上記電気スロットル弁１３の設置部
には、その弁開度を検出するスロットル開度センサ１６
が設けられ、上記サージタンク１４の設置部には、吸気
圧を検出する吸気圧センサ１７が設けられている。

【００２０】上記サージタンク１４よりも下流側の吸気
通路１０は、気筒２毎に分岐する独立通路とされ、各独
立通路の下流端部が二つに分岐してそれぞれ吸気ポート
に連通するとともに、その一方にスワール弁１８が設け
られている。このスワール弁１８がアクチュエータ１９
により駆動されて閉弁すると、吸気は他方の分岐通路の
みから燃焼室４に供給されるため、この燃焼室４内に強
い吸気スワールが生成される。一方、上記スワール弁１
８が開弁するのに応じて上記吸気スワールは弱められる
ことになる。また、上記スワール弁１８の設置部には、
その弁開度を検出するスワール弁開度センサ２０が設け
られている。

【００２１】上記燃焼室４には、排気弁２３が設けられ
た排気ポートを介して排気通路２２が接続され、この排
気通路２２の上流端は気筒２毎に分岐している。上記排
気通路２２には、その上流側から順に、排気ガス中の酸
素濃度を検出する第１Ｏ₂センサ２４と、排気ガスを浄
化する排気ガス浄化触媒２５と、この排気ガス浄化触媒
２５の下流側における排気ガス中の酸素濃度を検出する
第２Ｏ₂センサ３５とが配設されている。上記第１，第
２Ｏ₂センサ２４，３５は、排気ガス中の酸素濃度に基
づいて空燃比を検出するものであり、その出力が理論空
燃比を境にしてステップ状に反転するいわゆるλＯ₂セ
ンサ等が用いられている。

【００２２】上記排気ガス浄化触媒２５は、図２に示す
ように、コージュライト製のハニカム構造体からなる担
体２５ａと、この担体２５ａに形成された貫通孔の壁面
に担持された炭化水素吸着材層２５ｂと、その表面にコ
ーティングされる等により担持された三元触媒層２５ｃ
とにからなっている。

【００２３】上記炭化水素吸着材層２５ｂは、排気ガス
中の炭化水素（ＨＣ）を吸着保持するのに適した孔径、
つまり７．２Å程度の孔径を有する多数の細孔が形成さ
れたいわゆるβ型ゼオライトと、これに担持された銀
（Ａｇ）等からなり、低温時に排気ガス中の炭化水素を
吸着するとともに、吸着した炭化水素を昇温に伴って放
出するものである。上記銀（Ａｇ）は、β型ゼオライト
による炭化水素の吸着作用を高めて、より高温まで炭化
水素を保持し得るようにするために、β型ゼオライトに
担持されている。

【００２４】また、上記三元触媒層２５ｃは、アルミナ
やセリア等に担持されたパラジウム（Ｐｔ）もしくは白
金（Ｐｔ）等の触媒金属と、ジルコニウム（Ｚｒ）等か
らなるバインダーとを有し、所定温度に加熱されて活性
化することにより、上記炭化水素吸着材層２５ｂから放
出された炭化水素を酸化して浄化するとともに、排気ガ
ス中の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物（ＮＯｘ）を
それぞれ浄化する機能を有し、この浄化機能が理論空燃
比の付近において顕著に発揮されるものである。

【００２５】上記排気通路２２には、排気ガスの一部を
吸気系に還流させるＥＧＲ通路２６の上流端が、上記第
１Ｏ₂センサ２４の上流側部に接続され、上記ＥＧＲ通
路２６の下流端は、上記スロットル弁１３と、サージタ
ンク１４との間において吸気通路１０に接続されてい
る。また、上記ＥＧＲ通路２６には、開度が電気的に調
節可能に構成されたＥＧＲ弁２７と、このＥＧＲ弁２７
のリフト量を検出するリフトセンサ２８とが配設され、
上記ＥＧＲ通路２６及びＥＧＲ弁２７等によって排気還
流手段が構成されている。

【００２６】上記エンジンの制御を行なうＥＣＵ（コン
トロールユニット）３６には、上記エアフローセンサ１
２、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１７、ス
ワール制御弁開度センサ２０、第１，第２Ｏ₂センサ２
４，３５及びＥＧＲ弁２７のリフトセンサ２８からの出
力信号が入力されるとともに、エンジンの冷却水温度を
検出する水温センサ３０、吸気温度を検出する吸気温度
センサ３１、大気圧を検出する大気圧センサ３２、エン
ジン回転数を検出する回転数センサ３３及びアクセルペ
ダルの開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度
センサ３４等から出力される検出信号が入力されるよう
になっている。

【００２７】上記ＥＣＵ３６には、エンジンの運転状態
に応じて上記インジェクタ７から噴射される燃料の噴射
状態を制御する燃料噴射制御手段３７と、上記点火プラ
グ４による混合気の点火時期を制御する点火時期制御手
段３８と、上記炭化水素吸着材層２５ｂの昇温に伴って
放出される炭化水素の放出度合い等を検出する炭化水素
検出手段３９と、この炭化水素検出手段３９の検出値に
応じて上記炭化水素吸着材層２５ｂ等の劣化を診断する
劣化診断手段４０と、上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び
三元触媒層２５ｃの温度を検出する温度検出手段４１と
が設けられている。

【００２８】上記燃料噴射制御手段３７は、エンジンの
運転状態に応じて燃料噴射量を制御するように構成され
ている。例えば、エンジンの温間時における低負荷低回
転の運転状態領域では、上記インジェクタ７から圧縮行
程の所定時期に燃料を一括して噴射させることにより、
点火プラグ６の近傍に混合気を偏在させた状態で燃焼さ
せるとともに、燃焼室４内における混合気の空燃比を、
例えばＡ／Ｆ＝３０程度のリーン状態とする成層燃焼モ
ードの燃焼制御を実行し、高負荷高回転の均一燃料燃焼
領域では、上記インジェクタ７から吸気行程で燃焼を一
括噴射させるとともに、燃焼室４内の空燃比を略理論空
燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）とし、あるいは理論空燃比よ
りもややリッチ状態とする均一燃焼モードの燃焼制御が
実行されるようになっている。なお、エンジンの中負荷
中回転領域で、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を
噴射させるようにしてもよい。

【００２９】また、上記燃料噴射制御手段３７は、後述
するようにエンジンの冷間運転時に、上記排気ガス浄化
触媒２５の上流側及び下流側に配設された第１，第２Ｏ
₂センサ２４，３５の検出信号に応じ、インジェクタ７
から噴射される燃料の噴射量を調節することにより、排
気ガスの酸素濃度が所定濃度となるように燃焼室４内の
空燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段として
の機能を有している。

【００３０】上記点火時期制御手段３８は、点火回路５
に制御信号を出力して、エンジンの運転状態に応じて点
火時期を制御するものであり、基本的には点火時期をＭ
ＢＴに制御するように構成されている。また、エンジン
の冷間運転時において、上記炭化水素検出手段３９によ
り炭化水素の放出度合いが比較的大きいことが確認され
た場合には、点火時期を上記ＭＢＴよりも所定量だけリ
タードさせるとともに、上記劣化診断手段３９により炭
化水素吸着材層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃの少なくと
も一方に劣化が生じたことが確認された場合には、上記
点火時期をさらにリタードさせるように構成されてい
る。

【００３１】上記炭化水素検出手段３９は、後述するよ
うに上記第２Ｏ₂センサ３５により検出された排気ガス
中の酸素濃度に応じて実行されるフィードバック制御の
第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂに基づき、上記炭化水素吸着材
層２５ｂから放出される炭化水素の放出度合いに関する
値を検出し、この放出度合いに関する値が所定値以下の
状態から所定値以上となったことが確認された時点で、
上記炭化水素吸着材層２５ｂから炭化水素が放出され始
めたと判断するように構成されている。

【００３２】また、上記炭化水素検出手段３９は、上記
フィードバック制御の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂに基づ
き、上記三元触媒層２５ｃによる炭化水素の浄化度合い
に関する値を検出し、この浄化度合いに関する値が、所
定値以下の状態から所定値以上となったことが確認され
た時点で、上記三元触媒層２５ｃによる炭化水素の浄化
が開始されたと判断するように構成されている。

【００３３】なお、上記第２Ｏ₂センサ３５として排気
ガス中の酸素濃度に応じて検出電圧がリニアに変化する
いわゆるリニアＯ₂センサにより検出された排気ガス中
の酸素濃度と予め設定された基準値とを比較し、あるい
はエンジンの始動後に計測された時間経過と予め設定さ
れた基準時間とを比較する等により、上記炭化水素吸着
材層２５ｂからの炭化水素の放出が始まったこと及び上
記三元触媒層２５による炭化水素の浄化が開始されたこ
とを検出するようにしてもよい。

【００３４】上記劣化診断手段４０は、炭化水素検出手
段３９により検出された炭化水素の放出度合いに関する
値が、所定値以下の状態から所定値以上になった時点に
おける炭化水素吸着材層２５ｂの温度と、予め設定され
た第１基準温度とを比較し、上記炭化水素吸着材層２５
ｂの温度が基準温度よりも低い場合に、炭化水素吸着材
層２５ｂが劣化していると診断し、この劣化が生じたこ
とを表示手段４２に表示させる制御信号を出力するよう
に構成されている。

【００３５】また、上記劣化診断手段４０は、炭化水素
検出手段３９により検出された炭化水素の浄化度合いに
関する値が、所定値以下の状態から所定値以上になった
時点における上記三元触媒層２５ｃの温度と、上記第１
基準温度よりも高い値に設定された触媒劣化検出用の第
２基準温度とを比較し、上記三元触媒層２５ｃの温度が
第２基準温度よりも高い場合に、三元触媒層２５ｃが劣
化していると診断し、この劣化が生じたことを表示手段
４２に表示させる制御信号を出力するように構成されて
いる。

【００３６】上記温度検出手段４１は、水温センサ３０
によって検出されたエンジンの冷却水温度に基づいて上
記排気ガス浄化触媒２５の温度を推定することにより、
上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃの温
度を検出するように構成されている。なお、上記水温セ
ンサ３０の検出値、エンジンの始動後に噴射された燃料
噴射量の積算値及び点火時期のリタード時間等に基づい
て上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃの
温度を推定し、あるいは排気通路２２に設けられた排気
ガス温度センサの検出値に基づいて上記炭化水素吸着材
層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃの温度を推定するように
構成してもよし、触媒下流の温度や、直接触媒の温度を
検出するようにしてもよい。

【００３７】なお、上記ＥＣＵ３６は、スロットル弁１
８を駆動するアクチュエータ１９に制御信号を出力する
ことによって吸入空気量の制御も行なうようになってお
り、エンジンの冷間運転時や温間運転時の高負荷領域等
において理論空燃比で運転するような場合に、アクセル
開度に応じてスロットル弁１３の開度を制御し、暖機後
の低負荷領域等において圧縮行程のみの燃料噴射により
成層燃焼が行われるような場合には、空燃比をリーンと
すべくスロットル弁１３を開いて吸入空気量を増大させ
るように構成されている。

【００３８】上記ＥＣＵ３６の燃料噴射制御手段３７に
おいて実行される燃料の噴射制御を図３に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートす
ると、まずステップＳ１において、エアフローセンサ１
２、第１，第２Ｏ₂センサ２４，３５、水温センサ３
０、吸気温センサ３１、大気圧センサ３２、回転数セン
サ３３及びアクセル開度センサ３４等の検出値に対応し
た各データを入力する。次いでステップＳ２において、
エンジンの運転状態に対応した燃料の基本噴射量Ｔｂａ
ｓｅを設定する。

【００３９】次いで、ステップＳ３において、上記第１
Ｏ₂センサ２４から排気ガス中の酸素濃度が低いことを
示すリッチ信号が出力されたか否かを判定することによ
り、燃焼室４内の空燃比が設定空燃比よりもリッチ傾向
にあるか否かを確認する。上記ステップＳ３でＹＥＳと
判定され、燃焼室４内の空燃比が設定空燃比よりもリッ
チ傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量
を減少させて燃焼室４内の空燃比をリーン方向に補正す
べく、ステップＳ４において、燃料噴射のフィードバッ
ク制御に使用される第１制御値ＴｕｐＦ／Ｂを所定値α
だけ減算する。

【００４０】一方、上記ステップＳ３でＮＯと判定され
て燃焼室４内の空燃比が設定空燃比よりもリーン傾向に
あることが確認された場合には、燃料の噴射量を増大さ
せて上記空燃比をリッチ方向に補正すべく、ステップＳ
５において、上記フィードバック制御用の第１制御値Ｔ
ｕｐＦ／Ｂを所定値αだけ加算する。なお、上記第１Ｏ
₂センサ２４の検出信号に基づいて燃焼室４内の混合気
を設定空燃比とする燃料噴射のフィードバック制御を実
行するように構成した上記実施形態に代え、燃焼室４内
の空燃比を、λ＝０．９〜１．１程度の範囲内でリッチ
側とリーン側とに、予め設定された時間毎に周期的に変
化させるように燃料の噴射量を変更するいわゆるディザ
制御を実行するように構成してもよい。

【００４１】その後、ステップＳ６において、上記水温
検出手段３０により検出されたエンジンの冷却水温度
と、予め設定された基準温度とを比較することによって
エンジンが冷間運転状態にあるか否かを判定し、ＮＯと
判定されてエンジンが温間運転状態にあることが確認さ
れた場合には、ステップＳ７において、噴射燃料のフィ
ードバック制御に使用される第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂを
０に設定する。

【００４２】一方、上記ステップＳ６でＹＥＳと判定さ
れてエンジンが冷間運転状態にあることが確認された場
合には、ステップＳ８において、上記第２Ｏ₂センサ３
５により検出された酸素濃度に対応する空燃比が設定空
燃比よりもリッチとなった状態が所定時間以上に亘り継
続されたか否かを判別することにより、排気通路２２内
における炭化水素の濃度が比較的高い状態にあるか否か
を確認する。上記ステップＳ８でＹＥＳと判定されて排
気通路２２内における炭化水素の濃度が比較的高い状態
にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を減少
させて上記空燃比をリーン方向に補正すべく、ステップ
Ｓ９において、燃料噴射のフィードバック制御に使用さ
れる第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂから所定値βを減算する。

【００４３】一方、上記ステップＳ８でＮＯと判定され
て排気通路２２内における炭化水素の濃度が比較的高い
状態にないことが確認された場合には、ステップＳ１０
において、上記第２Ｏ₂センサ３５により検出された酸
素濃度に基づいて検出された空燃比が設定空燃比よりも
リーンとなった状態が所定時間以上に亘り継続されたか
否かを判別し、ＹＥＳと判定された場合には、燃料の噴
射量を増大させて上記空燃比をリッチ方向に補正すべ
く、ステップＳ１１において、上記フィードバック制御
用の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂに所定値βを加算する。

【００４４】そして、上記ステップＳ２で設定された燃
料の基本噴射量Ｔｂａｓｅと、上記第１，第２制御値Ｔ
ｕｐＦ／Ｂ，ＴｄｎＦ／Ｂとに基づき、ステップＳ１２
において、燃料の最終噴射量Ｔを算出した後、ステップ
Ｓ１３において、燃料の噴射時期となった時点で、燃料
噴射を実行する。

【００４５】次に、上記劣化診断手段４０において実行
される上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化診断制御につ
いて、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
上記劣化診断動作がスタートすると、まずステップＳ２
１において、上記各センサの検出値に対応したデータ及
び上記燃料の噴射制御に使用されたフィードバック制御
値のデータ等を入力した後、ステップＳ２２において、
上記温度検出手段４１により上記炭化水素吸着材層２５
ｂの温度Ｔｃａｔ１を検出する。

【００４６】そして、ステップＳ２３において、上記フ
ィードバック制御の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂが、予め所
定値、例えば０あるいは負の値に設定された基準値Ｔｄ
ｎＦ／Ｂ０よりも小さいか否かを判定することにより、
排気ガス浄化触媒２５の炭化水素吸着材層２５ｂから放
出される炭化水素の放出度合いに関する値が、所定値よ
りも大きいか否かを判定する。すなわち、上記炭化水素
の放出度合いに関する値が大きくなことにより、図５
（Ａ）に示すように、排気ガス中の炭化水素濃度が上昇
して、排気ガス浄化触媒２５の下流側における酸素濃度
が低くなると、上記空燃比をリーン方向に補正すべく、
図５（Ｂ）に示すように、上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂ
を減算する補正が行われるため、この第２制御値Ｔｄｎ
Ｆ／Ｂが基準値ＴｄｎＦ／Ｂ０よりも小さくなった場合
に、上記炭化水素の放出度合いに関する値が所定値より
も大きいとみなすことができる。

【００４７】上記ステップＳ２３でＹＥＳと判定されて
炭化水素の放出度合いに関する値が所定値よりも大きい
ことが確認された場合には、ステップＳ２４において、
前回の制御時における上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂ′
が、予め設定された基準値ＴｄｎＦ／Ｂ０よりも大きい
か否かを判定し、ＮＯと判定されて前回の制御時も、炭
化水素の放出度合いに関する値が所定値以上であったこ
とが確認された場合には、上記炭化水素吸着材層２５ｂ
から炭化水素が放出され始めた時点ではないと考えられ
るので、そのままリターンする。

【００４８】一方、上記ステップＳ２４でＹＥＳと判定
され、今回の制御時に、炭化水素の放出度合いに関する
値が、所定値以下の状態から所定値以上の状態に変化し
て炭化水素の放出が開始された時点であることが確認さ
れた場合には、ステップＳ２５において、上記温度検出
手段４１により検出された炭化水素吸着材層２５ｂの温
度Ｔｃａｔ１が、所定の値、例えば１５０°Ｃ程度に設
定された第１基準温度Ｔｃａｔ１０よりも低いか否かを
判定する。

【００４９】上記ステップＳ２５でＹＥＳと判定され、
図５（Ａ）の破線ａに示すように、炭化水素吸着材層２
５ｂが上記第１基準温度Ｔｃａｔ１０以上となる前に、
炭化水素の放出を開始したことが確認された場合には、
上記炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が発生していると診
断し、ステップＳ２６において、上記表示手段４２に劣
化が発生したことを表示させる劣化信号を出力する。な
お、上記炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が発生したこと
が最初に確認された場合には、上記劣化信号の出力を保
留し、次回の故障診断時においても、上記炭化水素吸着
材層２５ｂが劣化していると診断された時点で、上記劣
化信号を出力するようにしてもよい。

【００５０】上記ステップＳ２５でＮＯと判定され、図
５（Ａ）の実線で示すように、炭化水素吸着材層２５ｂ
が上記第１基準温度Ｔｃａｔ１０以上となるまで、炭化
水素が保持されていることが確認された場合には、上記
炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が生じていないと判断し
てそのままリターンする。なお、上記ステップＳ２３で
ＮＯと判定されて上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂが基準値
ＴｄｎＦ／Ｂ０よりも大きいこと、つまり炭化水素の放
出度合いに関する値が所定値よりも小さいことが確認さ
れた場合には、未だ上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化
を判定する時期に至っていないと考えられるため、その
ままリターンする。

【００５１】次に、上記劣化診断手段４０において実行
される上記三元触媒層２５ｃの劣化診断制御について、
図６に示すフローチャートに基づいて説明する。上記劣
化診断動作がスタートすると、まずステップＳ３１にお
いて、上記各センサの検出値に対応したデータ及び上記
燃料の噴射制御に使用されたフィードバック制御値のデ
ータ等を入力した後、ステップＳ３２において、上記温
度検出手段４１により上記三元触媒層２５ｃの温度Ｔｃ
ａｔ２を検出する。

【００５２】そして、ステップＳ３３において、上記フ
ィードバック制御の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂが、予め所
定値、例えば０あるいは負の値に設定された基準値Ｔｄ
ｎＦ／Ｂ０よりも大きいか否かを判定することにより、
排気ガス浄化触媒２５の三元触媒層２５ｃによる炭化水
素の浄化度合いに関する値が、所定値よりも大きいか否
かを判定する。すなわち、上記炭化水素吸着材層２５ｂ
からの炭化水素の放出が開始された後、上記三元触媒層
２５ｃによる炭化水素の浄化度合いが大きくなることに
より、図５（Ａ）に示すように、排気ガス中の炭化水素
濃度が低下して、排気ガス浄化触媒２５の下流側におけ
る酸素濃度が高くなると、上記空燃比をリッチ方向に補
正すべく、図５（Ｂ）に示すように、上記第２制御値Ｔ
ｄｎＦ／Ｂを加算する補正が行われるため、この第２制
御値ＴｄｎＦ／Ｂが基準値ＴｄｎＦ／Ｂ０よりも大きく
なった場合に、上記炭化水素の浄化度合いに関する値が
所定値よりも大きいとみなすことができる。

【００５３】上記ステップＳ３３でＹＥＳと判定されて
炭化水素の浄化度合いに関する値が所定値よりも大きい
ことが確認された場合には、ステップＳ３４において、
前回の制御時における上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂ′
が、予め設定された基準値ＴｄｎＦ／Ｂ０よりも小さい
か否かを判定し、ＮＯと判定されて前回の制御時も、炭
化水素の浄化度合いに関する値が所定値以上であったこ
とが確認された場合には、上記三元触媒層２５ｃの浄化
が開始された時点ではないと考えられるので、そのまま
リターンする。

【００５４】一方、上記ステップＳ３４でＹＥＳと判定
され、今回の制御時に、炭化水素の浄化度合いに関する
値が、所定値以下の状態から所定値以上の状態に変化し
て上記三元触媒３ｃによる炭化水素の浄化が開始された
時点であること確認された場合には、ステップＳ３５に
おいて、上記温度検出手段４１により検出された三元触
媒層２５ｃの温度Ｔｃａｔ２が、所定の値、例えば２５
０°Ｃ程度に設定された第２基準温度Ｔｃａｔ２０より
も高いか否かを判定する。

【００５５】上記ステップＳ３５でＹＥＳと判定され、
図５（Ａ）の破線ｂに示すように、三元触媒層２５ｃが
上記第２基準温度Ｔｃａｔ２０以上の高温領域となるま
で、炭化水素の浄化が開始されていないことが確認され
た場合には、上記三元触媒層２５ｃに劣化が発生してい
ると診断し、ステップＳ３６において、上記表示手段４
２に劣化が発生したことを表示させる劣化信号を出力す
る。なお、上記三元触媒層２５ｃに劣化が発生したこと
が最初に確認された場合には、上記劣化信号の出力を保
留し、次回の故障診断時においても、上記三元触媒層２
５ｃが劣化していると診断された時点で、上記劣化信号
を出力するようにしてもよい。

【００５６】上記ステップＳ３５でＮＯと判定され、図
５（Ａ）の実線で示すように、三元触媒２５ｃが上記第
２基準温度Ｔｃａｔ２０未満の低温領域で、炭化水素を
浄化し始めたことが確認された場合には、上記三元触媒
層２５ｃに劣化が発生していないと判断してそのままリ
ターンする。なお、上記ステップＳ３３でＮＯと判定さ
れて上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂが基準値ＴｄｎＦ／Ｂ
０よりも小さいこと、つまり炭化水素の浄化度合いに関
する値が所定値よりも小さいことが確認された場合に
は、未だ上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化を判定する
時期に至っていないと考えられるため、そのままリター
ンする。

【００５７】次に、上記点火時期制御手段３８において
実行される混合気の点火制御を、図７に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートする
と、まずステップＳ４１において、上記各センサの検出
値に対応したデータ及び上記燃料の噴射制御に使用され
たフィードバック制御値のデータ等を入力した後、ステ
ップＳ４２において、上記エンジンの目標トルク及びエ
ンジン回転数等をパラメータとして予め設定されたマッ
プからエンジンの運転状態に対応した混合気の基本点火
時期θｂａｓｅを読み出して設定する。

【００５８】次いで、ステップＳ４３において、排気ガ
ス浄化触媒２５の下流側に配設された第２Ｏ₂センサ３
５の検出信号に応じて設定された上記フィードバック制
御の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂが、所定の基準値ＴｄｎＦ
／Ｂ０よりも小さいか否かを判定することにより、排気
ガス浄化触媒２５の下流側における排気ガス中の炭化水
素濃度が所定値よりも低いか否か、つまり炭化水素吸着
材層２５ｂから炭化水素の放出が開始された後、上記三
元触媒層２５ｃによる炭化水素の浄化が開始される前の
状態にあるか否かを判定する。

【００５９】上記ステップＳ４３でＹＥＳと判定されて
排気ガス中の炭化水素濃度が所定値よりも高い状態にあ
ることが確認された場合には、ステップＳ４４におい
て、上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂに基づき、混合気の点
火時期をリタードさせるための補正値θｃｌを設定す
る。また、ステップＳ４５において、上記炭化水素吸着
材層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃの劣化度合いに対応し
て上記混合気の点火時期をリタードさせるための補正値
θＬを設定する。

【００６０】すなわち、上記炭化水素吸着材層２５ｂの
劣化度合いが顕著である程、より低温で炭化水素の放出
が開始されるため、後述するように上記第１基準温度Ｔ
ｃａｔ１０よりも大きい値に設定された第３基準温度Ｔ
ｃａｔ１１と、上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化診断
制御時に求められた炭化水素の放出開始温度Ｔｃａｔ１
との偏差ΔＴｃａｔ１を求めることにより、上記炭化水
素吸着材層２５ｂの劣化度合いを推定する。そして、上
記偏差ΔＴｃａｔ１が大きく、炭化水素吸着材層２５ｂ
の劣化度合いが顕著であると考えられる場合には、大き
な値に設定された上記補正値θＬを図外のマップから読
み出して設定する。

【００６１】また、上記三元触媒層２５ｃの劣化度合い
が顕著である程、より高温になるまで炭化水素の浄化が
開始されないため、後述するように上記三元触媒層２５
ｃの劣化診断制御時に求められた炭化水素の浄化開始温
度Ｔｃａｔ２と、上記第２基準温度Ｔｃａｔ２０よりも
小さい値に設定された第４基準温度Ｔｃａｔ２１との偏
差ΔＴｃａｔ２を求めることにより、上記三元触媒層２
５の劣化度合いを推定する。そして、上記偏差ΔＴｃａ
ｔ２が大きく、三元触媒層２５ｃの劣化度合いが顕著と
考えられる場合には、大きな値に設定された上記補正値
θＬを図外のマップから読み出して設定する。

【００６２】なお、上記ステップＳ４３でＮＯと判定さ
れて排気ガス浄化触媒２５の下流側における排気ガス中
の炭化水素濃度が所定値よりも低いことが確認された場
合には、ステップＳ４６において、上記各補正値θｃ
ｌ，θＬをそれぞれ０に設定する。

【００６３】次いで、ステップＳ４７において、上記混
合気の基本点火時期θｂａｓｅと、上記各補正値θｃ
ｌ，θＬに基づいて混合気の点火時期θを算出した後、
ステップＳ４８において、上記点火時期θと、予め設定
された最大リータド時期とを比較し、上記点火時期θの
算出値が最大リタード時期を超えている場合には、上記
点火時期θを最大リタード時期に設定することにより、
最終点火時期θｒを調整する。そして、ステップＳ４９
において、上記最終点火時期θｒとなった時点で点火プ
ラグ６による混合気の点火を実行する。

【００６４】上記のように燃焼室４に接続された排気通
路２２に配設されて低温時に排気ガス中の炭化水素を吸
着するとともに、吸着した炭化水素を昇温に伴って放出
する炭化水素吸着材層２５ｂと、この炭化水素吸着材層
２５ｂから放出される炭化水素の放出度合いに関する値
を検出する炭化水素検出手段３９と、この炭化水素検出
手段３９の検出値に応じて上記炭化水素吸着材層２５ｂ
の劣化を診断する劣化診断手段４０と、上記炭化水素吸
着材層２５ｂの温度を検出する温度検出手段４１とを設
け、上記炭化水素検出手段３９により検出された炭化水
素の放出度合いに関する値が所定値となった時点で、上
記温度検出手段４１により検出された炭化水素吸着材層
２５ｂの温度に基づき、上記劣化診断手段４０において
炭化水素吸着材層２５ｂが劣化しているか否かを診断す
るように構成したため、この劣化診断を簡単かつ正確に
実行することができる。

【００６５】すなわち、上記炭化水素吸着材層２５ｂに
劣化が生じていない場合には、図５（Ａ）の実線で示す
ように、炭化水素を放出し始める温度が１５０°Ｃ程度
以上である。これに対して、長年の使用により上記炭化
水素吸着材層２５ｂを構成するβ型ゼオライトに担持さ
れた銀（Ａｇ）がシンタリングする等により、炭化水素
吸着材層２５ｂに劣化が生じた場合には、図５（Ａ）の
破線ａに示すように、炭化水素を放出し始める温度が低
下する傾向がある。したがって、上記炭化水素検出手段
３９により検出された炭化水素の放出度合いに関する値
が所定値となって炭化水素の放出が開始された時点の温
度を、１５０°Ｃ程度に設定された第１基準温度とを比
較することにより、炭化水素吸着材層２５ｂが劣化して
いるか否かを適正に診断することができる。

【００６６】そして、上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣
化診断は、炭化水素の放出開始時点における吸着材温度
に基づいて行われ、この放出開始時点は、上記炭化水素
吸着材層２５ｂに飽和量の炭化水素が吸着されている場
合と、そうでない場合とでそれ程変化がないため、上記
炭化水素吸着材層２５ｂに飽和量の炭化水素が吸着され
ていない状態で実行した場合においても、誤診断を生じ
ることなく、上記炭化水素の放出度合いに応じて迅速か
つ適正に実行することができる。

【００６７】しかも、上記排気ガス浄化触媒２５の下流
側に配設された第２Ｏ₂センサ３５の検出値のみに基づ
いて上記炭化水素の放出度合いを検出することができる
ため、排気ガス浄化触媒の上流側及び下流側にそれぞれ
配設された空燃比検出手段の検出値を比較することによ
り、上記劣化診断を行うように構成された従来装置に比
べて、簡単な構成で上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化
診断を適正に実行できるという利点がある。

【００６８】また、上記のように炭化水素検出手段３９
により検出された炭化水素の放出度合いに関する値が所
定値となった時点で、上記温度検出手段４１により検出
された炭化水素吸着材層２５ｂの温度に基づき、上記劣
化診断手段４０において炭化水素吸着材層２５ｂが劣化
しているか否かを診断するように構成した場合には、エ
ンジンの始動後に、その運転状態の如何に関わらず、上
記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化を診断することができ
るため、エンジン始動後の限られた時間内で、常に上記
劣化診断を適正に実行できるという利点がある。

【００６９】すなわち、上記炭化水素吸着材層２５ｂの
劣化診断は、エンジンの始動後に昇温に伴って上記炭化
水素吸着材層２５ｂから炭化水素の放出タイミングを捕
らえて実行する必要がある。このため、エンジンの運転
状態が一定である場合に限って上記劣化診断を行うよう
に構成した場合には、この劣化診断を常に実行できると
は限らないのに対し、上記のようにエンジンの運転状態
の如何に関わらず、上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化
診断を実行し得るように構成した場合には、エンジンの
始動後に上記劣化診断を必ず実行することができる。

【００７０】また、上記実施形態に示すように、劣化診
断手段４０において、炭化水素吸着材層２５ｂから放出
される炭化水素の放出度合いに関する値が、所定値以下
の状態から所定値以上になった時点で、上記炭化水素吸
着材層２５ｂから炭化水素が放出され始めたと判断し、
この時点の温度と、予め設定された第１基準温度とを比
較するとにより、炭化水素吸着材層２５ｂが劣化してい
ると診断するように構成した場合には、前回の診断制御
時における検出値に基づいて上記炭化水素吸着材層２５
ｂから炭化水素が放出され始めたか否かを正確に判断す
ることができ、この判別結果に応じて上記炭化水素吸着
材層２５ｂの劣化診断を適正に実行できるという利点が
ある。

【００７１】また、上記実施形態では、炭化水素吸着材
層２５ｂから放出された炭化水素を酸化して浄化する三
元触媒層２５ｃと、この三元触媒層２５ｃによる炭化水
素の浄化度合いに関する値を検出する上記炭化水素検出
手段３９と、上記三元触媒層２５ｃの温度を検出する温
度検出手段４１とを設け、上記劣化診断手段４０によ
り、炭化水素の浄化度合いに関する値が、所定値以下の
状態から所定値以上になった時点における上記三元触媒
層２５ｃの温度と、予め設定された第２基準温度とを比
較し、上記三元触媒層２５ｃの温度が第２基準温度より
も高い場合に、三元触媒層２５ｃが劣化していると診断
するように構成したため、この劣化診断を簡単かつ正確
に実行することができる。

【００７２】すなわち、上記三元触媒層２５ｃに劣化が
生じていない場合には、図５（Ａ）の実線で示すよう
に、炭化水素を浄化し始める温度が２５０°Ｃ程度未満
である。これに対して、長年の使用により上記三元触媒
層２５ｃを構成する触媒金属がシンタリングする等によ
り、三元触媒層２５ｃに劣化が生じた場合には、この酸
化触媒層２５ｃによる炭化水素の浄化能力が低下するた
め、図５（Ａ）の破線ｂに示すように、炭化水素を浄化
し始める温度が高くなる傾向がある。したがって、上記
炭化水素検出手段３９により検出された炭化水素の浄化
度合いに関する値が所定値となって炭化水素の浄化が開
始された時点の温度を、２５０°Ｃ程度に設定された第
２基準温度とを比較することにより、三元触媒層２５ｃ
が劣化しているか否かを適正に診断することができる。

【００７３】また、上記実施形態に示すように炭化水素
吸着材層２５ｂの下流側における排気ガスの酸素濃度が
所定濃度となるように混合気の空燃比をフィードバック
制御する上記燃料噴射制御手段３７からなる空燃比制御
手段を有するエンジンにおいて、上記空燃比のフィード
バック制御に使用される制御値に基づいて、炭化水素吸
着材層２５ｂから放出される炭化水素の放出度合いに関
する値を、上記炭化水素検出手段３９により検出するよ
うに構成した場合には、出力が理論空燃比を境にしてス
テップ状に反転する比較的安価なλＯ₂センサからなる
上記第２Ｏ₂センサ３５の検出信号に基づいて、上記炭
化水素の放出度合いを検出することができる。したがっ
て、排気ガス中の酸素濃度に応じて検出電圧がリニアに
変化する比較的高価なリニアＯ₂センサの検出信号に基
づいて、上記炭化水素の放出度合いを検出するように構
成した場合に比べ、劣化診断装置の製造コストを安価に
することができ、しかも精度良く劣化診断を行うことが
できるという利点がある。

【００７４】なお、図４に示すようにステップＳ２５に
おいて、上記炭化水素吸着材層２５ｂからの炭化水素の
放出開始温度Ｔｃａｔ１が、１５０°Ｃ程度に設定され
た第１基準温度Ｔｃａｔ１０よりも低いか否かを判定す
ることにより、炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が発生し
ているか否か診断するように構成した上記実施形態に代
え、上記炭化水素吸着材層２５から放出される炭化水素
の放出開始温度等に基づき、インジェクタ７の燃料噴射
量を制御することによって燃焼室４から排気通路２２に
導出される排気ガスの状態を制御するように構成された
上記燃料噴射制御手段３７等からなる排気ガス制御手段
の制御量を補正するように構成してもよい。

【００７５】例えば、図８に示すように、ステップＳ２
４でＹＥＳと判定されて上記炭化水素吸着材層２５ｂか
ら炭化水素の放出が開始されたことが確認された場合
に、ステップＳ２７において、上記第３基準温度Ｔｃａ
ｔ１１と、上記炭化水素吸着材層２５ｂの劣化診断制御
時に求められた炭化水素の放出開始温度Ｔｃａｔ１との
偏差ΔＴｃａｔ１を求めることにより、上記炭化水素吸
着材層２５ｂの劣化度合いを推定し、かつ図９に示すよ
うに、ステップＳ３４でＹＥＳと判定されて上記三元触
媒層２５ｃによる炭化水素の浄化が開始されたことが確
認された場合に、ステップＳ３７において、上記三元触
媒層２５ｃの劣化診断制御時に求められた炭化水素の浄
化開始温度Ｔｃａｔ２と、上記第４基準温度Ｔｃａｔ２
１との偏差ΔＴｃａｔ２を求めることにより、上記炭化
水素吸着材層２５ｂの劣化度合いを推定するようにして
もよい。

【００７６】なお、上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三
元触媒層２５ｃの劣化度合い推定を行った後に、上記炭
化水素吸着材層２５ｂ及び三元触媒層２５ｃが正常であ
るか否かを判定し、これらに所定の劣化が生じているこ
とが確認された場合に、上記表示手段４２に劣化が発生
したことを表示させる劣化信号を出力するようにしても
よい。

【００７７】そして、図１０に示すように、ステップＳ
１０でＹＥＳと判定されて上記第２Ｏ₂センサ３５によ
り検出された酸素濃度に基づいて検出された空燃比が設
定空燃比よりもリーンとなった状態が所定時間以上に亘
り継続されたことが確認された場合に、ステップＳ１４
において、上記各偏差ΔＴｃａｔ１，ΔＴｃａｔ２に基
づき、上記燃料噴射のフィードバック制御に使用される
第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂの補正値βｒを図外のマップか
ら読み出して設定した後、ステップＳ１５において、上
記フィードバック制御用の第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂに、
上記補正値βｒを加算することにより、上記第２制御値
ＴｄｎＦ／Ｂを補正する。

【００７８】上記第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂの補正値βｒ
は、上記各偏差偏差ΔＴｃａｔ１，ΔＴｃａｔ２が大き
い程、つまり上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三元触媒
層２５ｃの劣化度合いが顕著である程、大きな値に設定
される。この結果、上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三
元触媒層２５ｃの劣化度合いが顕著である場合には、通
常時に比べて燃料噴射量を増大させる補正が行われて排
気ガス温度が高められることにより、上記三元触媒層２
５ｃの活性化が促進されて排気ガス中の炭化水素が効果
的に浄化されることになる。

【００７９】上記のように炭化水素吸着材層２５ｂと、
エンジンの燃焼室から排気通路２２に導出される排気ガ
スの状態を制御する上記燃料噴射制御手段３７等からな
る排気ガス制御手段とを備えたエンジンの排気ガス浄化
装置において、例えば上記炭化水素吸着材層２５ｂから
放出される炭化水素の放出度合いを検出する炭化水素検
出手段３９と、上記炭化水素吸着材層２５ｂの温度を検
出する温度検出手段４１と、上記炭化水素の放出度合い
が所定の状態となった時点における炭化水素吸着材層２
５ｂの温度に基づき、上記排気ガス制御手段の制御量を
補正する補正手段とを設け、上記炭化水素吸着材層２５
から放出される炭化水素の放出開始温度に基づいて排気
ガス制御手段の制御量を補正するように構成した場合に
は、排気ガス温度を高める等により、上記三元触媒層２
５ｃの活性化を促進して排気ガス中の炭化水素を効果的
に浄化することができる。

【００８０】また、排ガス温度を上昇させて三元触媒層
２５ｃを早期に活性化させるため、点火リタードや膨張
行程乃至排気行程にかけて燃焼室４内に直接燃料を噴射
するようにしてもよい。

【００８１】なお、上記のように炭化水素吸着材層２５
ｂ及び三元触媒層２５ｃの劣化度合いに応じて補正値β
ｒを設定することにより、上記燃料噴射のフィードバッ
ク制御に使用される第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂを増大させ
るようにした上記構成に代え、あるいは上記構成に加え
て、図３のステップＳ５で設定される第１制御値Ｔｕｐ
Ｆ／Ｂの補正値αを増大させ、あるいはステップＳ１２
で設定される燃料の最終噴射量Ｔを増大させる補正を行
うことにより、上記排気ガス温度を高めるようにしても
よい。

【００８２】また、燃料噴射量を制御することによって
上記排気ガスの状態を制御する上記燃料噴射制御手段３
７等からなる排気ガス制御手段を備えたエンジンの排気
ガス浄化装置において、図３または図１０のステップＳ
８において、上記第２Ｏ₂センサ３５により検出された
酸素濃度に対応する空燃比が設定空燃比よりもリッチと
なった状態が所定時間以上に亘り継続された確認された
場合に、ステップＳ９で設定される第２制御値ＴｄｎＦ
／Ｂの補正値βを、上記炭化水素吸着材層２５ｂ及び三
元触媒層２５ｃの劣化度合いに対応させて大きな値に設
定する等により、上記燃料噴射制御手段３７等からなる
排気ガス制御手段の制御量を補正するように構成しても
よい。

【００８３】例えば、上記炭化水素吸着材層２５ｂから
放出される炭化水素の放出度合いが所定の状態となった
時点における炭化水素吸着材層２５ｂの温度に基づき、
上記炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が生じたことが確認
された場合に、第２制御値ＴｄｎＦ／Ｂを、より小さな
値に設定して燃料噴射量を減少させることにより、排気
通路２２に排出される排気ガス中の炭化水素濃度を低下
させるようにしてもよい。このように構成した場合に
は、上記炭化水素吸着材層２５ｂが劣化することに起因
して、この炭化水素吸着材層２５ｂに吸着されることな
く、大気中に放出される炭化水素量を効果的に低減する
ことができる。

【００８４】なお、排気通路２２から吸気系に排気ガス
を環流させる排気還流手段からなる排気ガス制御手段を
備えたエンジンにおいて、上記炭化水素吸着材層２５ｂ
から放出される炭化水素の放出度合いが所定の状態とな
った時点における炭化水素吸着材層２５ｂの温度に基づ
き、上記炭化水素吸着材層２５ｂに劣化が生じたことが
確認された場合に、例えば上記排気ガスの還流量を減少
させて排気ガス中のＲａｗＮＯｘ量（窒素酸化物量）を
適度に増大させる補正を行い、このＲａｗＮＯｘを酸化
剤として利用することにより、上記炭化水素吸着材層２
５ｂから放出された炭化水素を酸化して浄化するように
構成してもよい。

【００８５】上記実施形態では、燃焼室４内に燃料を直
接噴射するインジェクタ７からなる燃料供給手段を備え
たエンジンについて本発明を適用した例について説明し
たが、吸気ポートに燃料を噴射するようにしたエンジン
についても本発明を適用可能である。

【００８６】また、上記排気ガス浄化触媒２５からなる
炭化水素吸着触媒と、第１Ｏ₂センサ２４との間、ある
いは上記炭化水素吸着触媒と、第２Ｏ₂センサ３５との
間に、さらに三元触媒を配設した構造としてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上のように本発明は、燃焼室内に接続
された排気通路に配設されて低温時に排気ガス中の炭化
水素を吸着するとともに、吸着した炭化水素を昇温に伴
って放出する炭化水素吸着材と、この炭化水素吸着材か
ら放出される炭化水素の放出度合いに関する値を検出す
る炭化水素検出手段と、この炭化水素検出手段の検出値
に応じて上記炭化水素吸着材の劣化を診断する劣化診断
手段とを備えた炭化水素吸着材の劣化診断装置におい
て、上記炭化水素吸着材の温度を検出する温度検出手段
を備え、上記劣化診断手段により、炭化水素の放出度合
いに関する値が所定値となった時点で上記温度検出手段
により検出された炭化水素吸着材の温度に基づき、炭化
水素吸着材が劣化しているか否かを診断するように構成
したため、炭化水素吸着材に飽和量の炭化水素が吸着さ
れていない状態で実行した場合においても、従来装置の
ように誤診断を生じることなく、簡単な構成で上記炭化
水素の放出度合いに応じて迅速かつ適正に実行できる等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る劣化診断装置及び排
気浄化装置を備えたエンジンの全体概略図である。

【図２】排気ガス浄化触媒の具体的構成を示す説明図で
ある。

【図３】燃料の噴射制御の一例を示すフローチャートで
ある。

【図４】炭化水素吸着材の劣化診断制御の一例を示すフ
ローチャートである。

【図５】炭化水素濃度の変化状態と温度変化との対応関
係を示すグラフである。

【図６】三元触媒層の劣化診断制御の一例を示すフロー
チャートである。

【図７】点火時期制御の一例を示すフローチャートであ
る。

【図８】炭化水素吸着材の劣化診断制御の他の例を示す
フローチャートである。

【図９】三元触媒層の劣化診断制御の他の例を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】燃料の噴射制御の一例を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

４燃焼室２５排気ガス浄化触媒２５ｂ炭化水素吸着材層２５ｃ三元触媒層（炭化水素を浄化する触媒）３７燃料噴射制御手段（空燃比制御手段）３８点火時期制御手段（排気ガス制御手段）３９炭化水素検出手段４０劣化診断手段４１温度検出手段

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）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１４Ｚ (72)発明者重津雅彦広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者岩国秀治広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者加藤也寸彦広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者小林明宏広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3G084 BA13 BA24 DA27 FA07 FA10 FA11 FA26 FA29 FA33 FA37 3G091 AA11 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB10 BA15 BA33 CB02 CB05 DA02 DA07 DB10 DC01 EA18 EA19 EA33 EA34 FA04 FB10 FB12 FC02 FC07 GB05Y GB06W GB07W GB09Y GB17X HA36 HA37 HA42 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 MA11 ND05 NE06 NE23 PD02Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に接続された排気通路に配設さ
れて低温時に排気ガス中の炭化水素を吸着するととも
に、吸着した炭化水素を昇温に伴って放出する炭化水素
吸着材と、この炭化水素吸着材から放出される炭化水素
の放出度合いに関する値を検出する炭化水素検出手段
と、この炭化水素検出手段の検出値に応じて上記炭化水
素吸着材の劣化を診断する劣化診断手段とを備えた炭化
水素吸着材の劣化診断装置において、上記炭化水素吸着
材の温度を検出する温度検出手段を備え、上記劣化診断
手段は、炭化水素の放出度合いに関する値が所定値とな
った時点で上記温度検出手段により検出された炭化水素
吸着材の温度に基づき、炭化水素吸着材が劣化している
か否かを診断することを特徴とする炭化水素吸着材の劣
化診断装置。
【請求項２】上記劣化診断手段は、炭化水素吸着材か
ら放出される炭化水素の放出度合いに関する値が、所定
値以下の状態から所定値以上になった時点における炭化
水素吸着材の温度と、予め設定された基準温度とを比較
し、上記炭化水素吸着材の温度が基準温度よりも低い場
合に、炭化水素吸着材が劣化していると診断することを
特徴とする請求項１記載の炭化水素吸着材の劣化診断装
置。
【請求項３】炭化水素吸着材から放出された炭化水素
を酸化して浄化する触媒を備え、上記温度検出手段は、
上記触媒の温度を検出する機能を有するとともに、上記
炭化水素検出手段は、上記触媒による炭化水素の浄化度
合いに関する値を検出する機能を有し、かつ上記劣化診
断手段は、炭化水素の浄化度合いに関する値が、所定値
以下の状態から所定値以上になった時点における上記触
媒の温度と、予め設定された触媒劣化検出用の基準温度
とを比較し、上記触媒の温度が基準温度よりも高い場合
に、触媒が劣化していると診断することを特徴とする請
求項１または２記載の炭化水素吸着材の劣化診断装置。
【請求項４】上記炭化水素吸着材の下流側における排
気ガスの酸素濃度が所定濃度となるように混合気の空燃
比をフィードバック制御する空燃比制御手段を備え、炭
化水素検出手段は、上記空燃比のフィードバック制御に
使用される制御値に基づき、炭化水素吸着材から放出さ
れる炭化水素の放出度合いに関する値を検出することを
特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の炭化水素吸着
材の劣化診断装置。
【請求項５】燃焼室内に接続された排気通路に配設さ
れて低温時に排気ガス中の炭化水素を吸着するととも
に、吸着した炭化水素を昇温に伴って放出する炭化水素
吸着材と、エンジンの燃焼室から排気通路に導出される
排気ガスの状態を制御する排気ガス制御手段とを備えた
エンジンの排気ガス浄化装置において、上記炭化水素吸
着材から放出される炭化水素の放出度合いを検出する炭
化水素検出手段と、上記炭化水素吸着材の温度を検出す
る温度検出手段と、上記炭化水素の放出度合いが所定の
状態となった時点における炭化水素吸着材の温度に基づ
き、上記排気ガス制御手段の制御量を補正する補正手段
とを備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。