JP2002039025A - 内燃機関の炭化水素排出量低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン停止中に吸気通路内に溜まっていた
ＨＣの大気中ヘの排出量を低減すると共に、そのＨＣ排
出量低減効果の低下を早期に検出する。 【解決手段】 サージタンク１５にＨＣ吸着材１８を設
け、このＨＣ吸着材１８にパージ空気を導入するパージ
空気導入管２０の途中に開閉弁２１を設ける。エンジン
停止中に吸気通路内の残留ＨＣをＨＣ吸着材１８で吸着
し、エンジン始動後に排出ガスセンサ２４と触媒２３の
両方が活性状態になってから開閉弁２１を開弁してＨＣ
吸着材１８からＨＣを放出する。その際、排出ガスの空
燃比と目標空燃比とのずれ量又はそれをフィードバック
補正する際の燃料補正量や空燃比補正係数に基づいてＨ
Ｃ放出量を算出し、そのＨＣ放出量を積算してＨＣ吸着
材１８からの総ＨＣ放出量（ＨＣ吸着材１８に吸着され
ていた総ＨＣ量）を求め、これを劣化判定値と比較して
ＨＣ吸着材１８の劣化の有無を判定する。

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
される炭化水素（以下「ＨＣ」と表記する）の排出量を
低減する内燃機関の炭化水素排出量低減装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車では、ＨＣの排出量を低減
するために、エンジンの燃焼改善によって未燃ＨＣ量を
減少させると共に、排気管に三元触媒等の触媒を設置し
てエンジンから排出されるＨＣを浄化するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン停
止後、サージタンク等の吸気通路内には、前回運転時に
噴射された燃料の一部が吹き返し等により残留している
ことがある。また、エンジン停止中は、燃料噴射弁から
燃料が僅かずつ漏れて吸気通路内に拡散することがあ
る。これらの原因で、エンジン停止後に吸気通路内に拡
散した燃料（ＨＣ）は、次回のエンジン始動時に気筒内
に吸入される。

【０００４】しかし、クランキング開始直後は、気筒判
別が完了するまで、燃料噴射弁の燃料噴射が開始され
ず、気筒内で燃焼が発生しないため、気筒内に吸入され
たＨＣは、燃焼することなく排気管に排出される。しか
も、冷間始動時は、排気管の触媒が未活性状態であるた
め、排気中のＨＣを十分に浄化することができない。こ
の結果、吸気通路内に溜まっていたＨＣがそのまま大気
中に排出されてしまい、これがクランキング開始時のＨ
Ｃ排出量を多くする原因となっていた。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、エンジン停止中に吸
気通路内に溜まっていたＨＣの大気中ヘの排出量を低減
することができる内燃機関の炭化水素排出量低減装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の炭化水素排出量低減
装置は、機関停止中に内燃機関の吸気通路内に残留する
ＨＣを炭化水素吸着材で吸着し、触媒の活性後及び／又
は排出ガスセンサの活性後に、炭化水素吸着材に吸着し
たＨＣを炭化水素放出制御手段で吸入空気中に放出させ
る。つまり、触媒活性後であれば、炭化水素吸着材から
放出されたＨＣが気筒内で十分に燃焼されずに排気管に
排出されても、そのＨＣを活性状態の触媒で浄化するこ
とができ、ＨＣ排出量を低減することができる。また、
近年の車両は、排出ガスの空燃比、酸素濃度等を排出ガ
スセンサ（空燃比センサ、酸素センサ等）で検出して空
燃比フィードバック制御を行うようにしているが、一般
に、排出ガスセンサは、触媒よりも先に活性化するた
め、触媒活性前であっても、排出ガスセンサの活性後
は、空燃比を目標空燃比にフィードバック制御すること
ができる。従って、排出ガスセンサの活性後であれば、
ＨＣの放出を開始しても、空燃比フィードバック制御に
より、ＨＣの放出量に応じて燃料噴射量が減量補正さ
れ、その結果、内燃機関から排出されるＨＣ量が低減さ
れる。

【０００７】この場合、炭化水素吸着材が劣化してＨＣ
吸着能力が低下すると、ＨＣ排出量低減効果が低下する
ため、炭化水素吸着材の劣化を早期に検出する必要があ
る。そこで、請求項１では、炭化水素吸着材から放出さ
れるＨＣ放出量に基づいて炭化水素吸着材の劣化の有無
を炭化水素吸着材劣化判定手段により判定する。炭化水
素吸着材からのＨＣ放出量は、炭化水素吸着材に吸着さ
れていたＨＣ量、つまり、現在の炭化水素吸着材のＨＣ
吸着能力を反映するパラメータとなるため、ＨＣ放出量
を用いれば、炭化水素吸着材の劣化の有無を早期に精度
良く判定することができる。

【０００８】この場合、ＨＣ放出量はガスセンサ等で検
出しても良いが、請求項２のように、ＨＣ放出制御中に
排出ガスの空燃比を目標空燃比にフィードバック制御す
るための燃料補正量又は空燃比補正係数に基づいてＨＣ
放出量を算出すると良い。つまり、空燃比フィードバッ
ク制御が実施されていれば、排出ガスの空燃比を目標空
燃比に維持するために、ＨＣ放出により空燃比がリッチ
側にずれる分だけ燃料噴射量が減量補正されるため、燃
料補正量又は空燃比補正係数を用いてＨＣ放出量を算出
すれば、ガスセンサ等を設けなくても、ＨＣ放出量を精
度良く算出することができる。

【０００９】但し、空燃比フィードバック制御が実施さ
れていない期間は、空燃比フィードバック制御による燃
料補正量や空燃比補正係数は算出されないため、燃料補
正量や空燃比補正係数を用いてＨＣ放出量の算出を行う
ことができない。

【００１０】そこで、請求項３のように、ＨＣ放出制御
中に排出ガスの空燃比と目標空燃比とのずれ量に基づい
てＨＣ放出量を算出すると良い。空燃比フィードバック
制御が実施されていなければ、ＨＣ放出量に応じて排出
ガスの空燃比が目標空燃比からリッチ側にずれるため、
排出ガスの空燃比と目標空燃比とのずれ量を用いれば、
空燃比フィードバック制御が実施されていない期間で
も、ＨＣ放出量を精度良く算出することができる。尚、
空燃比フィードバック制御の実施中は、排出ガスの空燃
比と目標空燃比とのずれ量に応じて空燃比補正係数を設
定して燃料補正量を算出するため、空燃比フィードバッ
ク制御の実施中でも、排出ガスの空燃比と目標空燃比と
のずれ量に基づいてＨＣ放出量を算出しても良いことは
言うまでもない。

【００１１】また、請求項４のように、炭化水素吸着材
を通して吸気通路内に導入するパージ空気流量によって
炭化水素吸着材のＨＣ放出を制御するようにしても良
い。このようにすれば、パージ空気の流れを制御するた
めの簡単な構成を追加するだけで、ＨＣ放出タイミング
やＨＣ放出量を適正に制御することができ、ＨＣ放出に
よるエミッションやドライバビリティの悪化を防止する
ことができる。

【００１２】この場合、炭化水素吸着材のＨＣ吸着量が
同じであれば、パージ空気流量が多くなるほど、ＨＣ放
出量が多くなるため、パージ空気流量もＨＣ放出量を推
定するパラメータの１つとなる。そこで、請求項５のよ
うに、空燃比のずれ量又はそれを補正する燃料補正量や
空燃比補正係数に基づいてＨＣ放出量を算出する際に、
パージ空気流量も考慮してＨＣ放出量を算出するように
しても良い。空燃比がリッチ側にずれる原因は、炭化水
素吸着材から放出されるＨＣのみではなく、それ以外の
原因もあるため、パージ空気流量も考慮してＨＣ放出量
を算出すれば、炭化水素吸着材から放出されるＨＣ以外
の原因による空燃比のずれの影響を少なくすることがで
き、ＨＣ放出量の算出精度を向上することができる。

【００１３】また、請求項６のように、ＨＣ放出制御中
に燃料減量補正が行われなくなるまでＨＣ放出量の算出
を実行するようにすると良い。つまり、炭化水素吸着材
からＨＣが放出されている間は、そのＨＣ放出量に応じ
て空燃比がリッチ側にずれ、それをフィードバック補正
するために燃料減量補正が行われるが、炭化水素吸着材
からＨＣが放出されなくなると、燃料減量補正が行われ
なくなる。従って、燃料減量補正が行われなくなるまで
ＨＣ放出量の算出を実行すれば、炭化水素吸着材に吸着
したＨＣがほぼ全て放出されるまで、ＨＣ放出量の算出
を実行することができ、機関始動後に炭化水素吸着材か
ら放出された総ＨＣ量（炭化水素吸着材に吸着されてい
た総ＨＣ量）を精度良く求めることができる。

【００１４】また、請求項７のように、吸入空気量が所
定量以上の期間にＨＣ放出制御を実行すると共に、機関
始動後の最初のＨＣ放出制御後は、吸入空気量が前記所
定量より少ない場合でも、機関始動後の総ＨＣ放出量が
所定放出量以上のとき又は排出ガスの空燃比と目標空燃
比とのずれ量が所定範囲内のときにＨＣ放出制御を実行
するようにしても良い。吸入空気量がある程度多いとき
にＨＣを放出すれば、吸入空気量に対するＨＣ放出量
（リッチ成分増加量）の割合を小さくすることができ
て、空燃比のリッチずれを小さく抑えることができ、エ
ミッションやドライバビリティへの影響を少なくするこ
とができる。また、機関始動後の最初のＨＣ放出制御で
は、ＨＣ放出量が比較的多く、それ以後のＨＣ放出制御
では、ＨＣ放出量が漸次少なくなり、また、機関始動後
の総ＨＣ放出量が多くなるほど（つまり炭化水素吸着材
の残りのＨＣ吸着量が少なくなるほど）、ＨＣ放出量が
少なくなると共に、そのＨＣ放出による空燃比のずれ量
が少なくなる。従って、機関始動後の最初のＨＣ放出制
御を行った後であれば、機関始動後の総ＨＣ放出量が多
いとき又は空燃比のずれ量が少ないときは、炭化水素吸
着材の残りのＨＣ吸着量が少なくなっていると推定でき
るため、吸入空気量が少ないときにＨＣ放出制御を行っ
ても、ＨＣ放出量が少なく、空燃比のリッチずれを小さ
く抑えることができる。しかも、吸入空気量が少ないと
きでも、ＨＣ放出制御を行うため、炭化水素吸着材に吸
着された残りのＨＣを速やかに放出することができる。

【００１５】一方、請求項８のように、ＨＣ放出量が所
定の劣化判定値以下のときに炭化水素吸着材の劣化有り
と判定するようにすると良い。ＨＣ放出量、つまり、炭
化水素吸着材に吸着されていたＨＣ量が劣化判定値以下
であれば、炭化水素吸着材のＨＣ吸着能力が低下したと
判断して、炭化水素吸着材の劣化有りと判定することが
できる。

【００１６】この場合、劣化判定値は、予め設定した固
定値としても良いが、請求項９のように、劣化判定値を
燃料性状に応じて変更するようにしても良い。このよう
にすれば、使用している燃料の燃料性状によって炭化水
素吸着材のＨＣ吸着量（ＨＣ放出量）が変化するのに対
応して、劣化判定値を適正化することができ、炭化水素
吸着材の劣化判定の精度を向上することができる。

【００１７】また、吸気通路内の温度（炭化水素吸着材
周辺の温度）によって吸気通路内に残留する燃料の揮発
性が変化して炭化水素吸着材のＨＣ吸着量（ＨＣ放出
量）が変化するため、請求項１０のように、劣化判定値
を始動時の冷却水温又は吸気温に応じて変更するように
しても良い。このようにすれば、吸気通路内の温度の代
用情報として始動時の冷却水温又は吸気温を用いて、吸
気通路内の温度に応じて劣化判定値を適正化することが
でき、炭化水素吸着材の劣化判定の精度を向上すること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１の吸気
管１２には、スロットル開度を調整するスロットル弁１
４が設けられ、このスロットル弁１４の下流側にサージ
タンク１５が設けられている。このサージタンク１５に
は、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホ
ールド１６が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１６
の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射
弁１７が取り付けられている。これら吸気管１２、サー
ジタンク１５及び吸気マニホールド１６によって吸気通
路が構成されている。

【００１９】また、サージタンク１５には、ＨＣ吸着材
１８が設けられ、エンジン停止中に吸気通路内に残留す
るＨＣをこのＨＣ吸着材１８で吸着するようになってい
る。このＨＣ吸着材１８は、活性炭又はＨＣ吸着作用を
有する触媒成分（例えばＰｄ等の貴金属）で形成されて
いる。或は、ＨＣ吸着材１８を、アルミナ層にＰｄ等を
担持させて形成したり、ゼオライトで形成したりしても
良い。勿論、ＨＣ吸着材１８を、活性炭、ゼオライト、
触媒成分のうちの２種類以上を組み合わせて形成しても
良い。

【００２０】本実施形態（１）では、サージタンク１５
の一側部に凹部１９を形成し、この凹部１９内にＨＣ吸
着材１８を収容することで、ＨＣ吸着材１８でサージタ
ンク１５の流路断面積が狭められないようにしている。
更に、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側とサ
ージタンク１５の凹部１９との間には、ＨＣ吸着材１８
にパージ空気を導入するパージ空気導入管２０が接続さ
れ、このパージ空気導入管２０の途中に開閉弁２１が設
けられている。この開閉弁２１を閉弁すると、ＨＣ吸着
材１８へのパージ空気の導入が停止されて、ＨＣ吸着材
１８にＨＣを吸着させた状態が保持される。一方、開閉
弁２１を開弁すると、ＨＣ吸着材１８にパージ空気が導
入されると共に、そのパージ空気がＨＣ吸着材１８内の
多数の隙間を通ってサージタンク１５内に流入し、ＨＣ
吸着材１８からＨＣが吸入空気中に放出される。

【００２１】また、パージ空気導入管２０の開閉弁２１
の下流側には、パージ空気流量を制限する絞り通路部２
６が設けられている。この絞り通路部２６は、パージ空
気導入管２０の他の部分よりも管内径が小径（例えばφ
１ｍｍ以下）に形成されて流路断面積が小さくなってい
る。この絞り通路部２６は、開閉弁２１の開弁中に、パ
ージ空気導入管２０内に吸入されるパージ空気流量を制
限して、短時間でＨＣ吸着材１８から多量のＨＣが放出
されるのを防止する役割を果たす。特に、スロットル開
度が小さいときは、スロットル弁１４の上流側と下流側
の圧力差が大きくなって、パージ空気導入管２０の入口
と出口の圧力差（パージ空気導入管２０の入口に作用す
る吸入圧力）が大きくなるため、パージ空気導入管２０
内に吸入されるパージ空気流量が増加する傾向があり、
このパージ空気流量の増加を絞り通路部２６によって抑
えるものである。

【００２２】一方、エンジン１１の排気管２２には、排
出ガス中のＨＣ等を浄化する三元触媒等の触媒２３が設
けられ、この触媒２３の上流側に排出ガスの空燃比又は
リッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃
比センサ、酸素センサ等）が設けられている。

【００２３】エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記
する）２５は、マイクロコンピュータを主体として構成
され、燃料噴射量や点火時期を制御すると共に、ＲＯＭ
（記憶媒体）に記憶された図２及び図３のＨＣ放出制御
及びＨＣ吸着材劣化判定プログラムを周期的に実行する
ことで、エンジン停止中にＨＣ吸着材１８に吸着された
ＨＣを排出ガスセンサ２４及び触媒２３の活性後に吸入
空気中に放出すると共に、ＨＣ吸着材１８から放出され
る総ＨＣ放出量（ＨＣ吸着材１８に吸着されていた総Ｈ
Ｃ量）を算出し、その総ＨＣ放出量に基づいてＨＣ吸着
材１８の劣化の有無を判定する。

【００２４】以下、図２及び図３のＨＣ放出制御及びＨ
Ｃ吸着材劣化判定プログラムの処理内容を説明する。本
プログラムは、例えばイグニッションスイッチ（図示せ
ず）のオン後に実行され、特許請求の範囲でいう炭化水
素放出制御手段及び炭化水素吸着材劣化判定手段に相当
する役割を果たす。本プログラムが起動されると、ま
ず、ステップ１０１で、排出ガスセンサ２４が活性状態
であるか否かを判定する。排出ガスセンサ２４が未活性
の期間は、排出ガスの空燃比（以下「実空燃比」とい
う）を検出できないため、ＨＣの放出による実空燃比と
目標空燃比のずれ量の算出及びそれに基づいた空燃比フ
ィードバック制御を実施できないと判断して、ステップ
１０２に進み、開閉弁２１を閉弁状態に保持して、エン
ジン停止中にＨＣ吸着材１８に吸着したＨＣを引き続き
ＨＣ吸着材１８に吸着させた状態に保持する。

【００２５】その後、ステップ１０１で、排出ガスセン
サ２４が活性状態と判定されたときに、ＨＣの放出によ
る実空燃比と目標空燃比のずれ量の算出及びそれに基づ
いた空燃比フィードバック制御を実施可能と判断して、
ステップ１０３に進み、ＨＣ吸着材１８の劣化判定条件
が成立しているか否か（例えば、ＨＣ放出制御及び劣化
判定を未実施か否か）を判定し、もし、劣化判定条件が
成立していなければ、開閉弁２１を閉弁状態に保持した
まま、本プログラムを終了する。

【００２６】一方、ステップ１０３で、劣化判定条件が
成立していると判定された場合は、ステップ１０４に進
み、ＨＣ放出条件として、始動後の経過時間が所定時間
Ｔ1以上、且つ、吸入空気量が所定範囲内であるか否か
を判定する。ここで、所定時間Ｔ1 は、始動後に触媒２
３が活性状態となるのに必要な時間に設定されている。
従って、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 以上であれ
ば、触媒２３が活性状態となるため、ＨＣ吸着材１８か
ら放出されたＨＣが気筒内で十分に燃焼されずに排気管
２２に排出されても、そのＨＣを活性状態の触媒２３で
浄化することができる。

【００２７】また、ＨＣ放出条件として、吸入空気量が
所定範囲内（所定下限量≦吸入空気量≦所定下限量）と
する理由は、吸入空気量が所定下限量よりも少ないとき
は、ＨＣを放出すると、吸入空気量に対するＨＣ放出量
（リッチ成分増加量）の割合が大きくなって、空燃比の
リッチずれが発生するおそれがあり、一方、吸入空気量
が所定上限量よりも多いときは、スロットル開度が大き
く開いていて、スロットル弁１４の上流側と下流側の圧
力差（パージ空気導入管２０の入口と出口の圧力差）が
小さくなっているため、開閉弁２１を開弁しても、パー
ジ空気導入管２０内にパージ空気を十分に吸入すること
ができず、ＨＣ吸着材１８にパージ空気を十分に供給で
きないからである。尚、吸入空気量が所定下限量よりも
少ないときは、空燃比のリッチずれを防止するためにＨ
Ｃ放出を禁止することが望ましいが、吸入空気量が所定
上限量よりも多いときは、空燃比のリッチずれの問題を
生じないため、ＨＣ放出（開閉弁２１の開弁）を行って
も良い。

【００２８】始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 に達して
いない期間中は、触媒２３が未活性状態であると判断し
て、ステップ１０５に進み、開閉弁２１を閉弁状態に保
持して、エンジン停止中にＨＣ吸着材１８に吸着したＨ
Ｃを引き続きＨＣ吸着材１８に吸着させた状態に保持す
る。その後、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 以上（触
媒２３が活性状態）となり、且つ、吸入空気量が所定範
囲内となっているときのみステップ１０４からステップ
１０６に進み、開閉弁２１を開弁して、パージ空気導入
管２０で吸入したパージ空気をＨＣ吸着材１８に導入
し、ＨＣ吸着材１８からＨＣを放出する（図６参照）。

【００２９】この後、図３のステップ１０７に進み、Ｈ
Ｃ放出量ＦＰを次のようにして算出する。排出ガスセン
サ２４の出力に基づいた空燃比フィードバック制御が実
施されていれば、実空燃比を目標空燃比に維持するため
に、ＨＣの放出により実空燃比がリッチ側にずれる分だ
け燃料噴射量が減量補正されるため（図６参照）、燃料
補正量（又は空燃比補正係数）に基づいてＨＣ放出量Ｆ
Ｐを算出する。但し、排出ガスセンサ２４の活性後で
も、運転状態によっては空燃比フィードバック制御が実
施されないことがあるため、空燃比フィードバック制御
が実施されていない期間は、実空燃比と目標空燃比との
ずれ量に基づいてＨＣ放出量ＦＰを算出する。

【００３０】尚、空燃比フィードバック制御の実施中
は、実空燃比と目標空燃比とのずれ量に応じて空燃比補
正係数を設定して燃料補正量を算出するため、空燃比フ
ィードバック制御の実施中でも、実空燃比と目標空燃比
とのずれ量に基づいてＨＣ放出量を算出しても良い。

【００３１】この後、ステップ１０８に進み、エンジン
始動後の総ＨＣ放出量ＦＰＳを、前回までの総ＨＣ放出
量ＦＰＳに今回のＨＣ放出量ＦＰを加算して求める。Ｆ
ＰＳ＝ＦＰＳ＋ＦＰこの後、ステップ１０９に進み、燃
料補正量に基づいてＨＣ放出量ＦＰを算出している場合
は、燃料補正量が所定値Ｑ1 以下か否かを判定し、実空
燃比と目標空燃比とのずれ量に基づいてＨＣ放出量ＦＰ
を算出している場合は、実空燃比と目標空燃比とのずれ
量が所定値Ｋ1 以下であるか否かを判定する。

【００３２】燃料補正量が所定値Ｑ1 よりも大きい（又
は実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値Ｋ1 よりも
大きい）と判定されれば、まだＨＣ吸着材１８からＨＣ
放出中と判断して、上記ステップ１０４に戻り、吸入空
気量が所定範囲内となっている期間中、開閉２１を開弁
状態に維持してＨＣを放出しながら総ＨＣ放出量ＦＰＳ
を積算する処理を繰り返す（ステップ１０４〜１０
９）。

【００３３】その後、ステップ１０９で、燃料補正量が
所定値Ｑ1 以下（又は実空燃比と目標空燃比とのずれ量
が所定値Ｋ1 以下）と判定されたときに、ＨＣ吸着材１
８からＨＣが放出されなくなったと判断して、総ＨＣ放
出量ＦＰＳの積算処理を終了する。これにより、ＨＣ吸
着材１８に吸着したＨＣがほぼ全て放出されるまで、総
ＨＣ放出量ＦＰＳの積算を実行して、エンジン始動後に
ＨＣ吸着材１８から放出された総ＨＣ量（ＨＣ吸着材１
８に吸着されていた総ＨＣ量）を総ＨＣ放出量ＦＰＳと
して求める。

【００３４】この後、ステップ１１０に進み、総ＨＣ放
出量ＦＰＳが劣化判定値Ａ以上か否かを判定する。この
劣化判定値Ａは、予め設定した固定値（例えば０．３）
としても良いが、使用している燃料の燃料性状によって
ＨＣ吸着材１８のＨＣ吸着量（ＨＣ放出量）が変化する
ことを考慮して、図４のテーブルによって燃料性状が重
質か軽質かに応じて劣化判定値Ａを変更しても良い。或
は、吸気通路内の温度（ＨＣ吸着材１８周辺の温度）に
よって吸気通路内に残留する燃料の揮発性が変化してＨ
Ｃ吸着材１８のＨＣ吸着量（ＨＣ放出量）が変化するこ
とを考慮して、吸気通路内温度の代用情報として始動時
の冷却水温（又は吸気温）を用い、図５のテーブルによ
って始動時の冷却水温（又は吸気温）に応じて劣化判定
値Ａを算出しても良い。また、燃料性状と始動時の冷却
水温（又は吸気温）の両方に応じて劣化判定値Ａを算出
するようにしても良い。

【００３５】総ＨＣ放出量ＦＰＳが劣化判定値Ａ以上で
あれば、ＨＣ吸着材１８のＨＣ吸着能力は低下していな
いと判断して、ステップ１１１に進み、ＨＣ吸着材１８
の劣化無しと判定する。これに対して、総ＨＣ放出量Ｆ
ＰＳが劣化判定値Ａよりも小さい場合は、ＨＣ吸着材１
８のＨＣ吸着能力が低下していると判断して、ステップ
１１２に進み、ＨＣ吸着材１８の劣化有りと判定し、例
えば警告ランプの点灯や劣化情報の記憶等の適宜の処理
を実施した後、本プログラムを終了する。

【００３６】以上説明した本実施形態（１）によれば、
エンジン停止中に吸気通路内の残留ＨＣをＨＣ吸着材１
８で吸着し、エンジン始動後に排出ガスセンサ２４と触
媒２３の両方が活性状態になってから開閉弁２１を開弁
してＨＣ吸着材１８からＨＣを放出するようにしたの
で、ＨＣ吸着材１８から放出したＨＣが気筒内で十分に
燃焼されずに排気管２２に排出されても、そのＨＣを活
性状態の触媒２３で浄化することができる。しかも、排
出ガスセンサ２４の活性後は、空燃比フィードバック制
御によって、ＨＣ吸着材１８からのＨＣ放出量に応じて
燃料噴射量を減量補正することができるので、エンジン
１１から排出されるＨＣ量を低減できる共に排出ガスの
空燃比が目標空燃比（触媒２３の浄化ウインド）からず
れることを防止でき、触媒２３の浄化効率を高めること
ができる。この結果、大気中ヘのＨＣ排出量を効果的に
低減することができる。

【００３７】しかも、本実施形態（１）では、ＨＣ放出
制御中、空燃比フィードバック制御実施時は、燃料補正
量（又は空燃比補正係数）に基づいてＨＣ放出量を算出
し、空燃比フィードバック制御の未実施時は、実空燃比
と目標空燃比とのずれ量に基づいてＨＣ放出量を算出す
ることで、ＨＣ吸着材１８からの総ＨＣ放出量（ＨＣ吸
着材１８に吸着されていた総ＨＣ量）を求め、この総Ｈ
Ｃ放出量を劣化判定値Ａと比較してＨＣ吸着材１８の劣
化の有無を判定するようにしたので、ＨＣ吸着材１８の
劣化の有無を早期に精度良く判定することができ、ＨＣ
吸着材１８のＨＣ吸着能力が低下したまま長期に亘って
使用されることを防止することできる。

【００３８】尚、劣化判定に用いる総ＨＣ放出量とし
て、必ずしも、ＨＣ吸着材１８に吸着されていた総ＨＣ
量を求める必要はなく、例えば、ＨＣ放出制御開始から
所定期間の総ＨＣ放出量を求めて劣化判定するようにし
ても良い。また、ＨＣ放出量は、例えばＨＣ濃度を検出
可能なガスセンサ等で検出するようにしても良い。

【００３９】また、本実施形態（１）では、ＨＣ吸着材
１８にパージ空気を導入するパージ空気導入管２０を設
けて、パージ空気導入管２０の開閉弁２１の開／閉によ
ってパージ空気の導入／遮断を切り換えることで、ＨＣ
の放出を制御するようにしたので、パージ空気導入管２
０及び開閉弁２１を用いた簡単な構成で、ＨＣ放出タイ
ミングやＨＣ放出量を適正に制御することができ、ＨＣ
放出によるエミッションやドライバビリティの悪化を防
止することができる。

【００４０】更に、本実施形態（１）では、吸入空気量
が所定下限量以上（所定範囲内）の期間にＨＣ放出制御
を実行するようにしたので、吸入空気量に対するＨＣ放
出量（リッチ成分増加量）の割合を小さくすることがで
きて、空燃比のリッチずれを小さく抑えることができ、
エミッションやドライバビリティへの影響を少なくする
ことができる。

【００４１】また、本実施形態（１）では、ＨＣ吸着材
１８の総ＨＣ放出量を評価する劣化判定値Ａを、燃料性
状や吸気通路内温度の代用情報（始動時の冷却水温又は
吸気温）に応じて変更するようにしたので、燃料性状や
吸気通路内の温度によってＨＣ吸着材１８のＨＣ吸着量
（ＨＣ放出量）が変化するのに対応して劣化判定値Ａを
適正値に設定することができ、ＨＣ吸着材１８の劣化判
定精度を向上することができる。

【００４２】［実施形態（２）］ところで、エンジン始
動後の最初のＨＣ放出制御では、ＨＣ放出量が比較的多
く、それ以後のＨＣ放出制御では、ＨＣ放出量が漸次少
なくなり、また、エンジン始動後の総ＨＣ放出量が多く
なるほど（つまりＨＣ吸着材１８の残りのＨＣ吸着量が
少なくなるほど）、ＨＣ放出量が少なくなると共に、そ
のＨＣ放出による空燃比のずれ量が少なくなる。従っ
て、エンジン始動後の最初のＨＣ放出制御を行った後で
あれば、エンジン始動後の総ＨＣ放出量が多いとき又は
空燃比のずれ量が少ないときは、ＨＣ吸着材１８の残り
のＨＣ吸着量が少なくなっていると推定できるため、吸
入空気量が所定下限量よりも少ないときにＨＣ放出制御
を行っても、ＨＣ放出量が少なく、空燃比のリッチずれ
を小さく抑えることができる。

【００４３】そこで、本発明の実施形態（２）では、上
記実施形態（１）で説明した図２及び図３のＨＣ放出制
御及びＨＣ吸着材劣化判定プログラムのうち図２の処理
を図７の処理に置き換えたプログラムを実行する。図７
のプログラムは、上記実施形態（１）で説明した図２の
プログラムに２つのステップ１１３，１１４の処理を追
加したものであり、それ以外の処理は図２と同じであ
る。

【００４４】図７のプログラムでは、排出ガスセンサ２
４の活性後、劣化判定条件が成立すると（ステップ１０
１〜１０３）、ステップ１０４で、始動後の経過時間が
所定時間Ｔ1 以上、且つ、吸入空気量が所定範囲内であ
るか否かを判定する。始動後の経過時間が所定時間Ｔ1
に達していない期間中（触媒２３が未活性状態の期間
中）は、ステップ１１３に進み、エンジン始動後の最初
のＨＣ放出制御を既に実施したか否かを判定する。始動
後の経過時間が所定時間Ｔ1 に達していない期間中は、
まだＨＣ放出制御は一度も実施されていないため、ステ
ップ１１３で、「Ｎｏ」と判定されて、ステップ１０５
に進み、開閉弁２１を閉弁状態に保持する。

【００４５】その後、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1
以上（触媒２３が活性状態）となった後は、吸入空気量
が所定範囲内となっている期間に、ステップ１０４から
ステップ１０６に進み、開閉２１を開弁してＨＣの放出
制御を実施する。

【００４６】一方、吸入空気量が所定範囲外となってい
る期間は、ステップ１０４からステップ１１３に進み、
エンジン始動後の最初のＨＣ放出制御を既に実施したか
否かを判定し、既に最初のＨＣ放出制御を実施したと判
定されれば、ステップ１１４に進み、現在の総ＨＣ放出
量ＦＰＳが所定放出量以上、又は、前回のＨＣ放出制御
時の実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値Ｋ2 以下
か否かを判定する（この所定値Ｋ2 は図３のステップ１
０９の所定値Ｋ1 よりも大きい値に設定されている）。

【００４７】もし、総ＨＣ放出量ＦＰＳが所定放出量以
上、又は、実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値Ｋ
2 以下と判定されれば、ＨＣ吸着材１８の残りのＨＣ吸
着量が少なくなっているため、吸入空気量が所定下限量
よりも少ないときにＨＣ放出制御を行っても、ＨＣ放出
量が少なく、空燃比のリッチずれを小さく抑えることが
できると判断して、ステップ１０６に進み、吸入空気量
が所定下限量よりも少ない場合でも、開閉弁２１を開弁
してＨＣの放出制御を実施する。

【００４８】これに対して、ステップ１１３，１１４の
いずれか一方で「Ｎｏ」と判定された場合は、ステップ
１０５に進み、開閉弁２１を閉弁して、ＨＣの放出制御
を停止する。

【００４９】以上説明した実施形態（２）では、上記実
施形態（１）と同じように、吸入空気量が所定下限量以
上（所定範囲内）の期間にＨＣ放出制御を実行するよう
にしたので、空燃比のリッチずれを小さく抑えて、エミ
ッションやドライバビリティへの影響を少なくすること
ができる。更に、エンジン始動後の最初のＨＣ放出制御
後は、吸入空気量が所定下限量より少ない場合でも、総
ＨＣ放出量ＦＰＳが所定放出量以上又は実空燃比と目標
空燃比とのずれ量が所定値以下のときに、ＨＣ吸着材１
８の残りのＨＣ吸着量が少ないと判断して、ＨＣ放出制
御を実行するようにしたので、吸入空気量が所定下限量
より少ないときにＨＣ放出制御を行っても、ＨＣ放出量
が少なく、空燃比のリッチずれを小さく抑えることがで
きる。これにより、吸入空気量が少ないときでも、ＨＣ
放出制御を行うことができるため、ＨＣ吸着材１８に吸
着された残りのＨＣを速やかに放出することができ、Ｈ
Ｃ吸着材１８からのＨＣ放出を早期に完了することがで
きる。

【００５０】［実施形態（３）］上記各実施形態では、
サージタンク１５の側部に凹部１９を形成したが、本発
明の実施形態（３）では、図８に示すように、サージタ
ンク１５の上部に、複数個（１個でも良い）の流線形の
凹部２８が、ほぼ吸気方向に延びるように形成され、各
凹部２８内にＨＣ吸着材２９が収容されている。更に、
パージ空気導入管３０の開閉弁３１の下流側に形成した
絞り通路部３２の下流側の導入部３０ａが凹部２８の数
に対応して分岐され、各導入部３０ａがそれぞれ凹部２
８に接続されている。

【００５１】或は、図９に示すように、サージタンク１
５の下部に、複数個（１個でも良い）の流線形の凹部３
３をほぼ吸気方向とほぼ直角方向に延びるように形成
し、各凹部３３内にＨＣ吸着材３４を収容すると共に、
パージ空気導入管３５の開閉弁３６の下流側に形成した
絞り通路部３７の下流側の導入部３５ａを凹部３３の数
に対応して分岐し、各導入部３５ａを、それぞれ凹部３
３に接続するようにしても良い。

【００５２】図８、図９のいずれの構成も、ＨＣ吸着材
２９（又は３４）でサージタンク１５の流路断面積を狭
めることなくＨＣ吸着材２９（又は３４）を配置できる
と共に、パージ空気導入管３０（又は３５）及び開閉弁
３１（又は３６）を用いた簡単な構成でＨＣ放出タイミ
ングやＨＣ放出量を適正に制御することができ、ＨＣ放
出によるエミッションやドライバビリティの悪化を防止
することができる。

【００５３】尚、上記各実施形態（１）〜（３）では、
パージ空気導入管に設けた絞り通路部によってパージ空
気流量を制限して、ＨＣ吸着材から多量のＨＣが短時間
で放出されるのを防止するようにしたが、開閉弁の代わ
りに流量調整可能な流量制御弁を用い、この流量制御弁
を制御してパージ空気流量を調節することで、ＨＣ放出
量を制限できるようにして、絞り通路部を省略した構成
としても良い。

【００５４】［その他の実施形態］以上説明した各実施
形態（１）〜（３）では、エンジン始動後に排出ガスセ
ンサ２４と触媒２３の両方が活性化したことを確認して
からＨＣの放出を開始するようにしたが、一般に、排出
ガスセンサ２４が先に活性化し、その後、触媒２３が活
性化するため、触媒２３が活性化したことのみを確認し
てＨＣの放出を開始するようにしても良い。また、排出
ガスセンサ２４が活性化したことのみを確認してＨＣの
放出を開始するようにしても良い。触媒２３の活性前で
あっても、排出ガスセンサ２４の活性後は、空燃比を目
標空燃比にフィードバック制御することができるので、
排出ガスセンサ２４の活性後であれば、ＨＣを放出を開
始しても、空燃比フィードバック制御により、ＨＣの放
出量に応じて燃料噴射量を減量補正することができ、エ
ンジン１１から排出されるＨＣ量を低減することができ
る。

【００５５】尚、本発明は、触媒２３と排出ガスセンサ
２４のうちの一方のみを備えたシステムに適用しても良
く、触媒２３のみを備えたシステムでは触媒２３の活性
後にＨＣ放出制御を開始し、排出ガスセンサ２４のみを
備えたシステムでは排出ガスセンサ２４の活性後にＨＣ
放出制御を開始すれば良い。

【００５６】また、上記各実施形態（１）〜（３）で
は、空燃比のずれ量又はそれを補正する燃料補正量（又
は空燃比補正係数）に基づいてＨＣ放出量を算出するよ
うにしたが、ＨＣ吸着材のＨＣ吸着量が同じであれば、
パージ空気流量が多くなるほど、ＨＣ放出量が多くなる
ため、パージ空気流量もＨＣ放出量を推定するパラメー
タの１つとなる。この点に着目して、空燃比のずれ量又
はそれを補正する燃料補正量や空燃比補正係数に基づい
てＨＣ放出量を算出する際に、パージ空気流量も考慮し
てＨＣ放出量を算出するようにしても良い。空燃比がリ
ッチ側にずれる原因は、ＨＣ吸着材から放出されるＨＣ
のみではなく、それ以外の原因もあるため、パージ空気
流量も考慮してＨＣ放出量を算出すれば、ＨＣ吸着材か
ら放出されるＨＣ以外の原因による空燃比のずれの影響
を少なくすることができ、ＨＣ放出量の算出精度を向上
することができ、ＨＣ吸着材の劣化判定精度を更に向上
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステムの概略構成図

【図２】実施形態（１）のＨＣ放出制御及びＨＣ吸着材
劣化判定プログラム（前半部）の処理の流れを示すタイ
ムチャート

【図３】実施形態（１）のＨＣ放出制御及びＨＣ吸着材
劣化判定プログラム（後半部）の処理の流れを示すタイ
ムチャート

【図４】燃料性状に応じた劣化判定値のテーブルを概念
的に示す図

【図５】始動時の冷却水温（又は吸気温）に応じた劣化
判定値のテーブルを概念的に示す図

【図６】実施形態（１）のＨＣ放出制御の実行例を説明
するためのタイムチャート

【図７】実施形態（２）のＨＣ放出制御及びＨＣ吸着材
劣化判定プログラム（前半部）の処理の流れを示すタイ
ムチャート

【図８】（ａ）は実施形態（３）を示すエンジン吸気側
の主要部の縦断面図、（ｂ）は同横断面図

【図９】（ａ）は実施形態（３）の変形例を示すエンジ
ン吸気側の主要部の縦断面図、（ｂ）は同横断面図

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通
路）、１５…サージタンク（吸気通路）、１６…吸気マ
ニホールド（吸気通路）、１８…ＨＣ吸着材、２０…パ
ージ空気導入管、２１…開閉弁、２３…触媒、２４…排
出ガスセンサ、２５…ＥＣＵ（炭化水素放出制御手段，
炭化水素吸着材劣化判定手段）、２６…絞り通路部、２
９…ＨＣ吸着材、３０…パージ空気導入管、３１…開閉
弁、３２…絞り通路部、３４…ＨＣ吸着材、３５…パー
ジ空気導入管、３６…開閉弁、３７…絞り通路部。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｍ 33/04 Ｆ０２Ｍ 33/04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出ガス浄化用の触媒と排出ガスセンサ
   の少なくとも一方を備えた内燃機関において、 機関停止中に内燃機関の吸気通路内に残留する炭化水素
   を吸着する炭化水素吸着材と、 前記触媒の活性後及び／又は前記排出ガスセンサの活性
   後に前記炭化水素吸着材に吸着した炭化水素を吸入空気
   中に放出させる炭化水素放出制御手段と、 前記炭化水素吸着材から放出される炭化水素放出量に基
   づいて該炭化水素吸着材の劣化の有無を判定する炭化水
   素吸着材劣化判定手段とを備えていることを特徴とする
   内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
2. 【請求項２】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、炭
   化水素放出制御中に排出ガスの空燃比を目標空燃比にフ
   ィードバック制御するための燃料補正量又は空燃比補正
   係数に基づいて前記炭化水素放出量を算出することを特
   徴とする請求項１に記載の内燃機関の炭化水素排出量低
   減装置。
3. 【請求項３】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、炭
   化水素放出制御中に排出ガスの空燃比と目標空燃比との
   ずれ量に基づいて前記炭化水素放出量を算出することを
   特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の炭化水素
   排出量低減装置。
4. 【請求項４】 前記炭化水素放出制御手段は、前記炭化
   水素吸着材を通して前記吸気通路内に導入するパージ空
   気流量によって前記炭化水素吸着材の炭化水素の放出を
   制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
5. 【請求項５】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、炭
   化水素放出制御中に前記炭化水素放出量を算出する際
   に、前記パージ空気流量も考慮して前記炭化水素放出量
   を算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関
   の炭化水素排出量低減装置。
6. 【請求項６】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、炭
   化水素放出制御中に燃料減量補正が行われなくなるまで
   前記炭化水素放出量の算出を実行することを特徴とする
   請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素
   排出量低減装置。
7. 【請求項７】 前記炭化水素放出制御手段は、吸入空気
   量が所定量以上の期間に炭化水素放出制御を実行すると
   共に、機関始動後の最初の炭化水素放出制御後は、吸入
   空気量が前記所定量より少ない場合でも、機関始動後の
   総炭化水素放出量が所定放出量以上のとき又は排出ガス
   の空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定範囲内のときに
   炭化水素放出制御を実行することを特徴とする請求項１
   乃至６のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低
   減装置。
8. 【請求項８】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、炭
   化水素放出量が所定の劣化判定値以下のときに前記炭化
   水素吸着材の劣化有りと判定することを特徴とする請求
   項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素排出
   量低減装置。
9. 【請求項９】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、前
   記劣化判定値を燃料性状に応じて変更することを特徴と
   する請求項８に記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装
   置。
10. 【請求項１０】 前記炭化水素吸着材劣化判定手段は、
    前記劣化判定値を機関始動時の冷却水温又は吸気温に応
    じて変更することを特徴とする請求項８又は９に記載の
    内燃機関の炭化水素排出量低減装置。