JP2002364432A

JP2002364432A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JP2002364432A
Application number: JP2001171688A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shigetsu; 雅彦重津; Masayuki Kuroki; 雅之黒木; Michihiro Imada; 道宏今田; Akihiro Kobayashi; 明宏小林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: JP4506036B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＨＣ吸着材と酸素ストレージ材とを有するＨ
Ｃ吸着触媒によるＨＣの浄化性能を精度良く検出できる
ようにする。【解決手段】排気ガス吸着触媒２７が排気通路２２に
配設されたエンジンの排気ガス浄化装置において、ＨＣ
吸着触媒２７のＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態
にあるときに、酸素ストレージ材から酸素が放出される
ように上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の酸素濃
度を制御する酸素濃度制御手段４３と、この酸素濃度制
御手段４３による酸素濃度の制御中に酸素ストレージ材
の酸素吸蔵量を判定するＨＣ検出手段４０からなる吸蔵
量判定手段と、この吸蔵量判定手段において上記酸素吸
蔵量が予め設定された所定値以下となったと判定された
場合に上記酸素濃度制御手段４３による酸素濃度の制御
を規制する制御規制手段４４とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス中のＨＣ
を吸着して浄化するＨＣ吸着触媒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１１−８２１１１号
公報に示されるように、ＨＣ吸着材の上層に三元触媒層
を備えて構成されるＨＣ吸着触媒を排気通路に介装した
内燃機関の空燃比制御装置において、上記ＨＣ吸着材か
らのＨＣの脱離中に、上記ＨＣ吸着触媒の出口部分の排
気空燃比が所定量リーンになるように、内燃機関の吸入
混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段を設け、ＨＣ
の脱離中に、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが三元触媒層
へ拡散する速度と、排気ガス中の酸素が三元触媒に取り
込まれる速度との差を考慮して、ＨＣ吸着触媒の出口部
における平均空燃比を所定量リーンに制御し、脱離した
ＨＣの酸化に必要な酸素を三元触媒層の表面に吸着させ
ることにより、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを浄化する
ことが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにＨＣ吸着
材からのＨＣの脱離中に、ＨＣ吸着触媒の出口部分の排
気空燃比が所定量リーンになるように、内燃機関の吸入
混合気の空燃比を制御するように構成した場合には、上
記ＨＣ吸着触媒に設けられた触媒成分が活性化していれ
ば、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを排気ガス中の酸
素と反応させて浄化することができる。しかし、上記Ｈ
Ｃ吸着材の温度が１５０℃〜２００℃程度になるとＨＣ
の脱離が開始されるのに対し、上記触媒成分が活性化す
る温度は、低温活性触媒を使用した場合においても２５
０℃程度以上であるため、この触媒成分が活性化する前
に、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを排気ガス中の酸
素と充分に反応させて浄化することができないという問
題がある。

【０００４】また、特開平１０−６１４２６号公報に示
されるように、エンジンの排気通路にＨＣ吸着材を配設
するとともに、その下流側に排気浄化触媒とを配設し、
この排気ガス浄化触媒に、排気空燃比がリーンのときに
排気ガス中の酸素を吸蔵し、排気空燃比がリッチのとき
に吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材を設け、エ
ンジンの始動後の排気温度上昇により上記ＨＣ吸着材か
らＨＣが放出されたときに、このＨＣを含有する排気を
上記排気ガス浄化触媒に接触させることにより、この排
気ガス浄化触媒から吸蔵した酸素を放出させるととも
に、この酸素と排気ガス中のＨＣとを上記排気ガス浄化
触媒上で反応させてＨＣを浄化するようにしたエンジン
の排気浄化装置が知られている。

【０００５】上記のように排気通路の上流側に配設され
たＨＣ吸着材から脱離したＨＣを、その下流側に配設さ
れた排気ガス浄化触媒の酸素ストレージ材から放出され
た酸素によって浄化するように構成された排気浄化装置
では、上記ＨＣの脱離時期および脱離量と、酸素の放出
時期および放出量とが正確に対応していないと、上記Ｈ
Ｃを効果的に浄化することができないという問題があ
る。例えば、上記ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣ量に比
べ、酸素ストレージ材に吸蔵された酸素量が少ない場合
には、上記ＨＣの放出が継続しているにも拘わらず、酸
素ストレージ材から放出される酸素量が減少して上記Ｈ
Ｃの浄化性能が低下することが避けられないという問題
があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、ＨＣ吸
着材から脱離したＨＣを、効果的に浄化して大気中に放
出されるＨＣ量を低減することができるエンジンの排気
浄化装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
低温時に排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に
伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス
中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上
記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出す
る酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨ
Ｃを酸化して浄化する酸化触媒層とを含有するＨＣ吸着
触媒が排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置に
おいて、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態に
あるときに、酸素ストレージ材から酸素が放出されるよ
うに上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度
を制御する酸素濃度制御手段と、この酸素濃度制御手段
による酸素濃度の制御中に酸素ストレージ材の酸素吸蔵
量を判定する吸蔵量判定手段と、この吸蔵量判定手段に
より上記酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となっ
たと判定された場合に上記酸素濃度制御手段による酸素
濃度の制御を規制する制御規制手段とを備えたものであ
る。

【０００８】上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが
脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材
から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入す
る排気ガス中の酸素濃度が制御されることにより、上記
ＨＣ吸着材からＨＣが脱離するのに対応して酸素ストレ
ージ材から反応性の高い酸素が放出され、この酸素を利
用した上記酸化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ吸着
材から脱離したＨＣが比較的低温で浄化される。また、
酸素ストレージ材から反応性の高い酸素を放出させる制
御の実行中に、上記吸蔵量判定手段において、酸素スト
レージ材の吸蔵量が予め設定された所定値以下となった
と判定された場合には、上記酸素濃度制御手段による酸
素濃度の制御が規制されることにより、上記酸素ストレ
ージ材から適量の酸素を放出し得る状態にないにも拘わ
らず、上記酸素濃度制御手段により排気ガス中の酸素濃
度を低下させる制御が継続されることに起因して上記Ｈ
Ｃの浄化性能が悪化することが効果的に防止されること
になる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
のエンジンの排気浄化装置において、ＨＣ吸着触媒の内
部またはその下流部における排気ガス中の酸素濃度を検
出する酸素濃度検出手段を備え、この酸素濃度検出手段
によって検出された上記排気ガス中の酸素濃度が予め設
定された基準値以下となったことが上記吸蔵量判定手段
において確認された場合に、上記酸素吸蔵量が予め設定
された所定値以下となったと判定するものである。

【００１０】上記構成によれば、酸素ストレージ材から
反応性の高い酸素を放出させる制御の実行中に、上記酸
素濃度検出手段によって検出されたＨＣ吸着触媒の内部
またはその下流部における排気ガス中の酸素濃度に応
じ、酸素ストレージ材の吸蔵量が予め設定された所定値
以下となったか否かが上記吸蔵量判定手段において正確
に判定されることになる。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項２記載
のエンジンの排気浄化装置において、ＨＣ吸着触媒の温
度が酸素ストレージ材の活性化温度以上となり、かつＨ
Ｃ吸着触媒の内部またはその下流部における排気ガス中
の酸素濃度が予め設定された基準値以下となったことが
吸蔵量判定手段において確認された場合に、上記酸素吸
蔵量が予め設定された所定値以下となったと判定するも
のである。

【００１２】上記構成によれば、ＨＣ吸着材がＨＣの吸
着状態から脱離状態に移行し、かつ上記酸素ストレージ
材が活性化して酸素の放出が開始された状態で、上記酸
素濃度検出手段によって検出された排気ガス中の酸素濃
度に応じ、上記酸素ストレージ材の吸蔵量が予め設定さ
れた所定量以下となったか否かが、上記吸蔵量判定手段
において正確に判定されることになる。

【００１３】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置において、吸
蔵量判定手段により酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が予
め設定された所定値以下となったと判定された場合に、
ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を予め設
定された基準値以上に増大させる制御を上記制御規制手
段によって実行するものである。

【００１４】上記構成によれば、酸素ストレージ材から
反応性の高い酸素を放出させる制御の実行中に、上記吸
蔵量判定手段において、酸素ストレージ材の吸蔵量が予
め設定された所定値以下となったと判定された場合に
は、上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度
を予め設定された基準値以上に増大させる制御が上記制
御規制手段によって実行されるため、排気ガス中のＨＣ
濃度が高くなること等に起因して大気中へのＨＣ放出量
が増大するのを効果的に防止することが可能となる。

【００１５】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４
の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置において、吸
蔵量判定手段により酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が予
め設定された所定値以下となったと判定された場合に、
ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる制御を実行する昇温制
御手段を備えたものである。

【００１６】上記構成によれば、酸素ストレージ材から
反応性の高い酸素を放出させる制御の実行中に、上記吸
蔵量判定手段において、酸素ストレージ材の吸蔵量が予
め設定された所定値以下となったと判定された場合に
は、ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる制御が実行されて
ＨＣ吸着触媒の活性化が促進されることにより、このＨ
Ｃ吸着触媒が早期に活性化して排気ガス中の酸素を利用
したＨＣの浄化が行われるため、大気中に放出されるＨ
Ｃ量を効果的に低減することが可能となる。

【００１７】請求項６に係る発明は、低温時に排気ガス
中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨ
Ｃを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高
いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下
するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ
材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化して浄化
する酸化触媒層とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に
配置されたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ
吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、酸素
ストレージ材から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着
触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃
度制御手段と、この酸素濃度制御手段による酸素濃度の
制御中に酸素ストレージ材の酸素吸蔵量を判定する吸蔵
量判定手段と、この吸蔵量判定手段により上記酸素吸蔵
量が予め設定された所定値以下となったと判定された場
合にＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる制御を実行する昇
温制御手段とを備えたものである。

【００１８】上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが
脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材
から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入す
る排気ガス中の酸素濃度が制御されることにより、上記
ＨＣ吸着材からＨＣが脱離するのに対応して酸素ストレ
ージ材から反応性の高い酸素が放出され、この酸素を利
用した上記酸化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ吸着
材から脱離したＨＣが比較的低温で浄化される。また、
酸素ストレージ材から反応性の高い酸素を放出させる制
御の実行中に、上記吸蔵量判定手段において、酸素スト
レージ材の吸蔵量が予め設定された所定値以下となった
と判定された場合には、ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させ
る制御が実行されてＨＣ吸着触媒の活性化が促進される
ため、このＨＣ吸着触媒が早期に活性化して排気ガス中
の酸素を利用したＨＣの浄化が行われることにより、大
気中に放出されるＨＣ量を効果的に低減することが可能
となる。

【００１９】請求項７に係る発明は、低温時に排気ガス
中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨ
Ｃを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高
いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下
するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ
材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化して浄化
する酸化触媒層とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に
配置されたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ
吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、酸素
ストレージ材から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着
触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃
度制御手段と、この酸素濃度制御手段による酸素濃度の
制御中に酸素ストレージ材が充分に活性化する前の状態
にあるか否かを判定する活性判定手段と、この活性判定
手段により上記酸素ストレージ材が充分に活性化する前
の状態にあると判定された場合にＨＣ吸着触媒の温度を
上昇させる制御を実行する昇温制御手段とを備えたもの
である。

【００２０】上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが
脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材
から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入す
る排気ガス中の酸素濃度が制御されることにより、上記
ＨＣ吸着材からＨＣが脱離するのに対応して酸素ストレ
ージ材から反応性の高い酸素が放出され、この酸素を利
用した上記酸化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ吸着
材から脱離したＨＣが比較的低温で浄化される。また、
酸素ストレージ材から反応性の高い酸素を放出させる制
御の実行中に、酸素ストレージ材が充分に活性化する前
の状態にあることが確認された場合には、ＨＣ吸着触媒
の温度を上昇させる制御が上記昇温制御手段によって実
行されるため、上記酸素ストレージ材が早期に活性化し
て上記酸素の放出およびＨＣの浄化が促進されることに
なる。

【００２１】

【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のガソリンエンジンの
一例を示し、そのエンジン本体１には、複数の気筒２
と、各気筒２内において往復動可能に嵌挿されたピスト
ン３とが設けられ、このピストン３によって上記気筒２
の上部に燃焼室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。

【００２２】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。このインジェクタ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。

【００２３】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構
成されている。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。

【００２４】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状態となると、吸気が他方の分岐
通路のみから燃焼室４内に供給されるため、この燃焼室
４内に強い吸気スワールが生成される。一方、スワール
弁１８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。なお、上記スワール弁１８に代え、タ
ンブル流を生成させるためのタンブル弁を吸気通路１０
に設置した構造としてもよい。

【００２５】上記燃焼室４には、排気弁２１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の上流端が気筒２毎に分岐している。また、
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１酸素濃度検出手段２４と、
排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘの全てを浄化す
る機能を有する従来周知の三元触媒２５と、この三元触
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２酸素濃度検出手段２６と、排気ガス中のＨＣを吸
着して浄化するＨＣ吸着触媒２７と、その下流側におけ
る排気ガス中の酸素濃度を検出する第３酸素濃度検出手
段２８とが配設されている。

【００２６】上記第１〜第３酸素濃度検出手段２４，２
６，２８は、排気ガス中の酸素濃度に基づいて排気ガス
の空燃比を検出するものであり、その出力が理論空燃比
を境にしてリーンとリッチとで、その出力が大きく反転
（変化）するλセンサからなっている。例えば、排気ガ
ス中の酸素濃度と還元剤濃度の割合に関するが、燃焼室
４内における平均空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．
７）に設定して燃焼させた場合の排気ガス雰囲気に相当
する値の場合には、上記第１〜第３酸素濃度検出手段２
４，２６，２８の出力値が０．４５Ｖとなり、排気ガス
中の酸素濃度が、上記理論空燃比の燃焼状態に相当する
値よりもリーンの場合、つまり酸素濃度が低いときに
は、出力値が上記０．４５Ｖよりも高くなることによ
り、理論空燃比の近傍で優れた検出精度が得られるよう
になっている。なお、上記λセンサに代え、排気ガス中
の酸素濃度に応じて出力値がリニアに変化するリニアＯ
₂センサを用いてもよい。

【００２７】また、上記ＨＣ吸着触媒２７は、冷間始動
時等に排出されるＨＣを吸着して浄化する機能を有し、
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２７ａと、この担体２７ａに形成された貫
通孔の壁面に担持されたＨＣ吸着材２７ｂ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２
７ｃとにより構成されている。

【００２８】上記ＨＣ吸着材２７ｂは、排気ガス中のＨ
Ｃを吸着保持するのに適した孔径、つまり７．２Å程度
の孔径をする多数の細孔が形成されたいわゆるβ型ゼオ
ライトに、銀（Ａｇ）を含侵担持させてなり、エンジン
の冷間始動時等の低温時に排気ガス中のＨＣを吸着する
とともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するもので
ある。上記銀（Ａｇ）は、β型ゼオライトのＨＣ吸着作
用を高めて、より高温までＨＣ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。

【００２９】また、上記三元触媒層２７ｃは、アルミナ
等に担持されたパラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐ
ｔ）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、排気ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化すると
ともに、排気ガス中のＮＯｘを還元して浄化する機能を
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。

【００３０】さらに、上記三元触媒層２７ｃは、所定温
度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中の酸
素濃度が高い高酸素雰囲気（例えば酸素濃度が０．３％
以上の雰囲気）で、酸素を吸蔵するとともに、排気ガス
中の酸素濃度が低下するのに伴って吸蔵した酸素を放出
する機能を有する酸素ストレージ材、具体的には酸化セ
リウムＣｅＯ₂またはセリウムＣｅとプラセオジウムＰ
ｒ等の希土類元素との複合酸化物等からなるセリア材を
含有している。そして、上記酸素ストレージ材から放出
された反応性の高い酸素を利用した上記三元触媒層２７
ｃの酸化作用により、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離し
たＨＣが、比較的低温で酸化されて浄化されるようにな
っている。

【００３１】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２９の上流端が、上記第
１酸素濃度検出手段２４の上流側部に接続され、上記Ｅ
ＧＲ通路２９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２９には、開度が電気的
に調節可能に構成されたＥＧＲ弁３０と、このＥＧＲ弁
３０のリフト量を検出するリフトセンサ３１とが配設さ
れ、上記ＥＧＲ通路２９及びＥＧＲ弁３０等により排気
還流手段が構成されている。

【００３２】また、上記排気通路２２には、吸気の一部
を吸気通路１０から上記ＨＣ吸着触媒２７の上流位置に
送り込む二次エア供給通路３２が接続され、この二次エ
ア供給通路３２には、ＥＣＵ（コントロールユニット）
３４から出力される制御信号に応じて開閉制御される流
量制御弁３３が設けられている。

【００３３】上記エンジンの制御を行なうＥＣＵ（コン
トロールユニット）３４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３酸素濃度検出
手段２４，２６，２８及びＥＧＲ弁３０のリフトセンサ
３１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３５、吸気温度を検出
する吸気温度センサ３６、大気圧を検出する大気圧セン
サ３７、エンジン回転数を検出する回転数センサ３８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３９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。

【００３４】上記ＥＣＵ３４には、上記ＨＣ吸着触媒２
７のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあ
るか否か等を検出するＨＣ検出手段４０と、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４１と、上記
点火プラグ６による混合気の点火時期を制御する点火時
期制御手段４２と、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱
離する運転状態にあるときに、酸素ストレージ材から酸
素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒２７に流入する
排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段４３
からなる空燃比制御手段と、この酸素濃度制御手段４３
による酸素濃度の制御中に酸素ストレージ材の酸素吸蔵
量が予め設定された所定値以下となったと判定された場
合に上記酸素濃度制御手段による酸素濃度の制御を規制
する制御規制手段４４とが設けられている。

【００３５】上記ＨＣ検出手段４０は、エンジンの始動
後に計測された時間経過および運転履歴等に基づいて推
定されたＨＣ吸着触媒２７の温度と、予め設定された規
準温度とを比較することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７
のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にある
か否かを検出するように構成されている。なお、上記Ｈ
Ｃ吸着触媒２７の下流側に配設された上記第３酸素濃度
検出手段２８により検出された排気ガス中の酸素濃度に
基づいて上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転
状態にあるか否かを、上記ＨＣ検出手段４０において検
出するようにしてもよい。

【００３６】また、上記ＨＣ検出手段４０は、ＨＣ吸着
材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態で上記酸素濃度制
御手段４３による酸素濃度の制御中、つまり後述するよ
うに酸素ストレージ材から酸素を放出させる制御の実行
中に、第３酸素濃度検出手段２８により検出されたＨＣ
吸着触媒２７の下流部における排気ガス中の酸素濃度に
基づいて設定されたフィードバック制御値と、予め設定
された基準値とを比較する等により、上記酸素ストレー
ジ材の酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となっ
て、酸素の放出量が不充分になる状態となったか否かを
判定する吸蔵量判定手段としての機能を有している。

【００３７】さらに、上記ＨＣ検出手段４０は、例えば
ＨＣ吸着触媒２７の触媒温度と、上記第３酸素濃度検出
手段２８により検出されたＨＣ吸着触媒２７の下流部に
おける排気ガス中の酸素濃度とに基づいて、上記酸素ス
トレージ材が充分に活性化する前の状態にあるか否かを
判定する活性判定手段としての機能を有している。

【００３８】上記燃料噴射制御手段４１は、エンジンの
運転状態に応じてインジェクタ７から噴射される燃料の
噴射量を制御するように構成されている。具体的には、
エンジンが温間運転時の成層燃焼領域では、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
混合気の平均空燃比を、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するよう
に構成されている。また、エンジンが温間運転時の均一
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、燃焼室全体の平均空燃
比を略理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）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。

【００３９】そして、上記ＨＣ検出手段４０においてＨ
Ｃ吸着触媒２７がＨＣの吸着と脱離とを行うエンジンの
冷間運転状態にあることが確認された場合には、吸気行
程から点火時期にかけての期間内で、圧縮行程中期以降
の後期噴射と、これより前の早期噴射とからなる少なく
とも２回の分割噴射を行なわせるように、上記燃料噴射
制御手段４１によりインジェクタ７が制御されるように
なっている。なお、上記分割噴射は冷間運転時の全運転
領域で行なうようにしてもよく、また高負荷領域ではエ
ンジン出力の要求を満足すべく吸気行程のみで燃料噴射
を行なうようにしてもよい。また、上記燃料の噴射は、
必ずしも直噴である必要はなく、吸気と燃料との混合気
を燃焼室４内に供給するものであってもよい。

【００４０】上記点火時期制御手段４２は、点火回路５
に制御信号を出力して、点火時期をエンジンの運転状態
に応じて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、上記点火
時期制御手段４２は、酸素濃度制御手段４３による酸素
濃度の制御中に、上記ＨＣ検出手段４０において酸素ス
トレージ材の酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下と
なったと判定された場合および酸素ストレージ材が充分
に活性化する前の状態にあると判定された場合に、点火
時期を上記ＭＢＴよりも所定量だけリタードさせること
により、上記ＨＣ吸着触媒２７の温度を上昇させる温度
上昇手段としての機能を有している。

【００４１】上記酸素濃度制御手段４３は、ＨＣ検出手
段４０において上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態にあることが確認された
場合、つまりエンジンの始動直後における低温時等に、
上記ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣが、このＨＣ吸
着材２７ｂの上昇に伴って脱離する状態にあることが検
出された場合に、ＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガス
中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値（酸素濃
度が０の場合は、還元剤濃度の値）が、エンジンの燃焼
室４内における平均空燃比Ａ／Ｆを１４．７以下、好ま
しくは１３．５〜１４．５の範囲内として燃焼させた場
合の排気ガス雰囲気に相当した値となるように上記排気
ガス中の酸素濃度を制御するように構成されている。

【００４２】このようにして上記ＨＣ吸着触媒２７に流
入する排気ガス中に含まれる酸素の濃度が、例えば０．
３％以下、好ましくは０．１％以下（略０％）に設定さ
れることにより、上記酸素ストレージ材に吸蔵された酸
素が放出され、この酸素濃度ストレージ材から放出され
た反応性の高い酸素と、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離
したＨＣとが反応してＨＣが酸化されることにより、こ
のＨＣが比較的に低温で浄化されるようになっている。

【００４３】上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側（入口側）
に配設された第２酸素濃度検出手段２６の検出信号に応
じ、平均空燃比を変動（パータベーション）させる空燃
比のフィードバック制御を実行する場合であれば、エン
ジンの燃焼室４内における平均空燃比Ａ／Ｆを１４．６
以下、好ましくは１３．５〜１４．５程度のややリッチ
な値に設定するとともに、この平均空燃比を中心として
上記変動幅を設定することにより、上記ＨＣ吸着触媒２
７と接触する排気ガス中に含まれる平均的な酸素濃度が
０．３％以下となるようにする。例えば、上記パータベ
ーション制御の変動中心となる平均空燃比Ａ／Ｆを１
４．６に設定する場合には、振幅を小さくすることによ
り、上記酸素濃度が０．３％以下に設定されることにな
る。これに対してパータベーション制御の変動中心が、
上記Ａ／Ｆ＝１４．６よりも小さい場合には、上記振幅
を大きくしても、平均的な酸素濃度を０．３％以下に設
定して酸素過剰雰囲気となるのを防止することができ
る。

【００４４】そして上記空燃比制御を、燃料噴射や、吸
入空気量を制御するフィードフォワード制御や、燃料噴
射量や空入空気量を第２酸素濃度検出手段２６の検出信
号に基づいて制御するフィードバック制御により行う。
これにより、ＨＣ吸着触媒２７の酸素ストレージ材に吸
蔵された酸素を放出させることができる。なお、燃焼室
内全体の平均空燃比を略理論空燃比とする一般的な空燃
比制御では、排気ガス中に含まれる平均的な酸素濃度
は、０．５％前後である。

【００４５】上記排気ガス中の酸素濃度が０．３％以上
であれば、ＨＣ吸着触媒２７に流入する酸素濃度が高く
なって酸素ストレージ材から酸素が放出されにくくな
る。これに対して、燃焼室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを１
３．５以下で燃焼させた場合の酸素濃度（０％）と還元
ガス濃度とに関する値に相当する排気ガス雰囲気となる
ように、排気ガス中の酸素濃度を過度に低下させるよう
に制御すると、上記酸素ストレージ材からの酸素の放出
が促進されるものの、エンジンから排出されるＲａｗＨ
Ｃ、ＲａｗＣＯの量が急増し、ＨＣ吸着材から脱離する
ＨＣと合わさってＨＣが浄化しきれずに、大気中に放出
されるという不都合が生じることになる。

【００４６】また、上記ＨＣ吸着触媒２７の上流に酸化
機能を有する触媒、例えば三元触媒２５等の貴金属を含
有する触媒を配設した場合には、上記ＨＣ吸着触媒２７
のＨＣ吸着材からＨＣが脱離する前に、上記三元触媒２
５等の温度が上昇して活性化するため、この三元触媒２
５等の活性化後に、エンジンから排出される排気ガス中
に０．３％以上の酸素が含まれていても、上記三元触媒
２５により酸素がＨＣ、ＣＯの酸化に使用されて消費さ
れるため、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比Ａ
／Ｆを、１５．５以下（好ましくは１５．０以下）に設
定することが可能である。本実施形態では、ＨＣ吸着触
媒２７の上流側に三元触媒２５を配設しているものの、
エンジンから排出されるＮＯｘを低減させるため、燃焼
室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを１４．５に設定している。

【００４７】また、上記ＨＣ検出手段４０において、Ｈ
Ｃ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態が終了した
ことが確認された場合、つまりＨＣ吸着材２７ｂの温度
がさらに上昇し、ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣの
脱離が完了したことが確認された場合には、エンジンの
燃焼室４内における平均空燃比を、ややリッチ状態とす
る上記フィードバック制御またはフィードフォワード制
御を停止し、エンジンの運転状態に対応して上記燃料の
噴射量をフィードバック制御する通常の制御状態に移行
するようなっている。

【００４８】上記制御規制手段４４は、ＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態で、上記酸素濃度制御手
段４３による酸素濃度の制御が実行されているときに、
上記ＨＣ検出手段４０において、酸素ストレージ材の酸
素吸蔵量が予め設定された所定値以下となったと判定さ
れた場合に、上記酸素濃度制御手段４３による酸素濃度
の制御を規制するとともに、上記ＨＣ吸着触媒２７に流
入する排気ガス中の酸素濃度を予め設定された基準値以
上に増大させる制御を実行するように構成されている。

【００４９】すなわち、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱
離する運転状態で上記酸素濃度制御手段４３による酸素
濃度の制御中に、酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が予め
設定された所定値以下となったことが確認された場合に
は、上記ＨＣ吸着触媒２７に流量する酸素濃度を０．３
％以下とするリッチ傾向の制御状態から、この酸素濃度
を０．５％〜２％、例えば１％とするリーン傾向の制御
状態に移行させる制御が上記制御規制手段４４により実
行されるようになっている。

【００５０】上記ＥＣＵ３４の酸素濃度制御手段４３お
よび制御規制手段４４により実行される空燃比制御を、
図３および図４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、まず各センサによ
って検出されたデータを入力した後（ステップＳ１）、
エンジンの始動直後であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ２）。このステップＳ２でＹＥＳと判定された場合に
は、燃焼安定性を高めるために平均空燃比をリッチにす
るとともに、上記電気式スロットル弁１３の開度を所定
値とする始動後制御を所定時間、例えば３秒〜５秒間に
亘って実行する（ステップＳ３）。

【００５１】また、上記ステップＳ２でＮＯと判定され
てエンジンの始動直後ではないこと、つまり上記始動後
制御が終了した状態にあることが確認された場合には、
上記アクセル開度およびエンジン回転数の検出値に基づ
いて、予め設定されたマップからエンジンの目標トルク
を読み出して設定するとともに、このエンジンの目標ト
ルクと、エンジン回転数とをパラメータとして予め設定
されたマップから燃料の基本噴射量Ｑｂ、燃料の噴射タ
イミングＩｔおよび電気式スロットル弁１３の基本開度
Ｔｈθを読み出して設定した後（ステップＳ４）、この
基本開度Ｔｈθに対応した制御信号を上記モータ１５に
出力することにより電気式スロットル弁１３を駆動する
（ステップＳ５）。

【００５２】次いで、エンジン始動後に計測された時間
経過および運転履歴または排気通路２２に配設された温
度計の検出値等に基づいて上記ＨＣ吸着触媒２７の温度
Ｔ_HCを推定した後（ステップＳ６）、上記三元触媒２５
の上流側に配設された第１酸素濃度検出手段２４の検出
値Ｏｘ１に基づき、エンジンの運転状態に対応した空燃
比制御を実行するための第１基準値Ｏｘ１０を図５に示
すマップから読み出して設定する（ステップＳ７）。

【００５３】上記マップは、ＨＣ浄化触媒２７の温度Ｔ
_HCをパラメータとして設定され、この触媒温度Ｔ_HCがＨ
Ｃ吸着材２７ｂからのＨＣ放出開始温度Ｔ_HC1以上の場
合に、上記第１基準値Ｏｘ１０が０．４５Ｖ程度、つま
りエンジンの燃焼室全体の平均空燃比を略理論空燃比と
して燃焼させた場合の排気ガス雰囲気に相当する値とな
るように設定されている。また、上記触媒温度Ｔ_HCがＨ
Ｃ吸着材２７ｂからＨＣの放出が開始される温度Ｔ_HC1
未満の場合には、上記第１基準値Ｏｘ１０が０．４５Ｖ
よりも小さな値、つまりエンジンの燃焼室全体の平均空
燃比を理論空燃比よりもリーンとして燃焼させた場合の
排気ガス雰囲気に相当する値となるように、上記マップ
が設定されている。

【００５４】次いで、上記三元触媒２５の上流側に配設
された第１酸素濃度検出手段２４の検出値Ｏｘ１が、上
記基準値Ｏｘ１０よりも大きいか否かを判定する（ステ
ップＳ８）。すなわち、上記第１酸素濃度検出手段２４
は、排気ガス中の酸素濃度が低いほど、その検出値Ｏｘ
１が大きくなるため、この検出値Ｏｘ１が基準値Ｏｘ１
０よりも大きいか否かを判定することにより、上記排気
ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値が、
設定空燃比の排気ガス雰囲気よりもリッチ傾向にあるか
否かが判別されることになる。

【００５５】上記ステップＳ８でＹＥＳと判定され、排
気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値
が、燃焼室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを設定空燃比として
燃焼させた場合の排気ガス雰囲気よりもリッチ傾向にあ
ることが確認された場合には、燃料の噴射量を低減して
燃焼室全体の平均空燃比をリーン方向に補正すべく、前
回の制御時に設定された燃料噴射の第１フィードバック
制御値Ｑｆ／ｂ１′から、所定の補正値αを減算するこ
とにより、新たな第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１
を設定する（ステップＳ９）。

【００５６】上記ステップＳ８でＮＯと判定され、排気
ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値が、
燃焼室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを設定空燃比として燃焼
させた場合の排気ガス雰囲気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して燃焼
室全体の平均空燃比をリッチ方向に補正すべく、前回の
制御時に設定された燃料噴射の第１フィードバック制御
値Ｑｆ／ｂ１′に、所定の補正値αを加算することによ
り、新たな第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１を設定
する（ステップＳ１０）。

【００５７】次いで、上記触媒温度Ｔ_HCが、１５０℃程
度に設定された第１基準温度Ｔ_HC1よりも高く、かつ２
５０℃程度に設定された第２基準温度Ｔ_HC2未満である
か否かを判定することにより、ＨＣ吸着材２７ｂからＨ
Ｃが脱離する運転状態にあるか否かを判別する（ステッ
プＳ１１）。すなわち、図６（Ａ）および（Ｂ）に示す
ように、エンジン始動後の経過時間等に基づいて、ＨＣ
吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣの脱
離が開始される温度Ｔ_HC1以上で、ＨＣの脱離が完了す
る温度Ｔ_HC2未満の状態にあるか否かを、上記触媒温度
Ｔ_HCに基づいて判定することにより、ＨＣ吸着材２７ｂ
からＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを確認する。

【００５８】上記ステップＳ１１でＹＥＳと判定されて
ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離す
る運転状態にあることが確認された場合には、この運転
状態にあることを示すフラグＦを１にセットした後（ス
テップＳ１２）、前回の制御時に設定された燃料噴射の
第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３′が予め設定され
た基準値Ｋよりも大きいか否かを判定することにより
（ステップＳ１３）、上記酸素ストレージ材の酸素吸蔵
量が低下した状態にないか否かを判定する。

【００５９】上記第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３
は、後述するようにＨＣ吸着触媒２７の下流側に配設さ
れた第３酸素濃度検出手段２８の検出値と、予め設定さ
れた基準値との偏差に基づいて設定され、この偏差に応
じて上記ＨＣ吸着触媒２７の下流部における排気ガス中
の酸素濃度が基準値よりもリーン状態であることが確認
された場合に、上記第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ
３が大きな値に設定されるため、前回の制御時における
第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３′が予め設定され
た基準値Ｋよりも大きいときには、上記酸素ストレージ
材から酸素が充分に放出されている状態、つまり上記酸
素吸蔵量が低下した状態にないと判定されることにな
る。

【００６０】上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定されて
酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が低下した状態にないこ
とが確認された場合には、上記三元触媒２５とＨＣ吸着
触媒２７との間に配設された第２酸素濃度検出手段２６
の検出値Ｏｘ２と、理論空燃比よりもリッチな排気ガス
雰囲気に相当する値、例えば０．７Ｖ程度に設定された
リッチ側基準値Ｏｘ２０との偏差ΔＯｘ２を求めること
により（ステップＳ１４）、上記ＨＣ吸着触媒２７に流
入する排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関
する値が、燃焼室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを１４．５程
度のややリッチに設定して燃焼させた場合の排気ガス雰
囲気に相当する値よりも、どの程度リーン傾向またはリ
ッチ傾向にあるかを推定する。

【００６１】次いで、酸素濃度制御手段４３において、
上記偏差ΔＯｘ２に対応した燃料噴射の第２フィードバ
ック制御値Ｑｆ／ｂ２を、予め設定されたマップから読
み出して設定する（ステップＳ１５）。このマップは、
図７に示すように、上記偏差ΔＯｘ２がマイナスの値と
なり、上記排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合
に関する値が設定値よりもリッチ側にある程、上記第２
フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２がマイナス側の大きな
値となるように設定されている。逆に、上記偏差ΔＯｘ
２がプラスの値となり、上記排気ガス中の酸素濃度と還
元剤濃度との割合に関する値が設定値よりもリーン側に
ある程、上記第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２が、
所定値を上限としてプラス側の大きな値となるように設
定されている。

【００６２】また、上記第２酸素濃度検出手段２６の検
出値Ｏｘ２とリッチ側基準値Ｏｘ２０との偏差ΔＯｘ２
がプラスの場合、つまり上記ＨＣ吸着触媒２７に流入す
る排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する
値が設定値よりもリーン側にある場合には、この偏差Δ
Ｏｘ２がマイナスの場合に比べて、上記第２フィードバ
ック制御値Ｑｆ／ｂ２が顕著に変化するように上記マッ
プが設定されている。これにより、上記ＨＣ吸着触媒２
７に流入する排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割
合に関する値が、過度にリーン傾向となることが効果的
に防止されるようになっている。

【００６３】次いで、上記ＨＣ吸着触媒２７の下流側に
配設された第３酸素濃度検出手段２８の検出値Ｏｘ３
と、理論空燃比の排気ガス雰囲気に相当する０．４５Ｖ
程度に設定された基準値Ｏｘ３０との偏差ΔＯｘ３を求
めることにより（ステップＳ１６）、上記ＨＣ吸着触媒
２７から導出された排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度
との割合に関する値が、燃焼室全体の平均空燃比を略理
論空燃比に設定して燃焼させた場合の排気ガス雰囲気に
相当する値よりも、どの程度リーン傾向またはリッチ傾
向にあるかを推定する。

【００６４】そして、酸素濃度制御手段４３において、
上記偏差ΔＯｘ３に対応した燃料噴射の第３フィードバ
ック制御値Ｑｆ／ｂ３を、予め設定されたマップから読
み出して設定する（ステップＳ１７）。このマップは、
図８に示すように、上記第３酸素濃度検出手段２８の検
出値Ｏｘ３と基準値Ｏｘ３０との偏差ΔＯｘ３がマイナ
スの値となり、上記排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度
との割合に関する値が設定値よりもリッチ側にある程、
上記第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３がマイナス側
の大きな値となるように設定されている。逆に、上記偏
差ΔＯｘ３がプラスの値となり、上記排気ガス中の酸素
濃度と還元剤濃度との割合に関する値が設定値よりもリ
ーン側にある程、上記第３フィードバック制御値Ｑｆ／
ｂ３がプラス側の大きな値となるように設定されてい
る。さらに、上記マップには、偏差ΔＯｘ３が一定値以
内にある場合に、上記第３フィードバック制御値Ｑｆ／
ｂ３が０となる不感帯域が設けられている。

【００６５】次いで、上記燃料の基本噴射量Ｑｂと、上
記第１〜第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１〜Ｑｆ／
ｂ３とを加算することにより、燃料の最終噴射量Ｑｐを
算出した後（ステップＳ１８）、燃料の噴射時期となっ
たか否かを判定し（ステップＳ１９）、ＹＥＳと判定さ
れた時点で、上記最終噴射量Ｑｐの燃料を燃料噴射弁７
から噴射させる噴射制御を実行する（ステップＳ２
０）。

【００６６】一方、上記ステップＳ１３でＮＯと判定さ
れて酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が低下した可能性が
あることが確認された場合には、上記ＨＣ吸着触媒２７
の温度Ｔ_HCが、上記第１基準値Ｔ_HC1よりもやや高い値
に設定された判別基準値Ｔ_HC1′未満であるか否を判定
することにより（ステップＳ２１）、酸素ストレージ材
が充分に活性化する前の状態にあるか否かを確認する。
すなわち、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記酸素
ストレージ材が充分に活性化して酸素の放出が活発にな
る温度Ｔ_HC1′は、ＨＣの脱離が開始される触媒温度Ｔ
_HCよりも高いため、触媒温度Ｔ_HCの推定値と、上記判定
基準温度Ｔ_HC1とを比較することにより、上記酸素スト
レージ材が充分に活性化する前の状態にあるか否かを判
別する。

【００６７】上記ステップＳ２１でＹＥＳと判定されて
酸素ストレージ材が充分に活性化する前の状態にあるこ
とが確認された場合には、上記ステップＳ１４に移行し
て上記リッチ側基準値Ｏｘ２０に基づき、燃料噴射の第
２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２を設定する。これに
対して上記ステップＳ２１でＮＯと判定されて酸素スト
レージ材が充分に活性化した状態にあることが確認され
た場合には、第２酸素濃度検出手段２６の検出値Ｏｘ２
が、上記リッチ側基準値Ｏｘ２０よりも小さな値に設定
されたリーン側基準値Ｏｘ２１よりも小さいか否かを判
定することにより（ステップＳ２２）、上記ＨＣ吸着触
媒２７に流入する排気ガス中の酸素濃度が、例えば１．
０％程度以上のリーン傾向の排気ガス雰囲気にあるか否
かを判定する。

【００６８】上記ステップＳ２２でＮＯと判定され、排
気ガス中の酸素濃度が１．０％程度に設定された排気ガ
ス雰囲気よりもリッチ状態にあることが確認された場合
には、燃料の噴射量を低減して燃焼室全体の平均空燃比
を、さらにリーン方向に補正すべく、前回の制御時に設
定された燃料噴射の第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ
２′から、所定の補正値βを減算することにより、新た
な第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２を設定する（ス
テップＳ２３）。

【００６９】上記ステップＳ２２でＹＥＳと判定され、
排気ガス中の酸素濃度が、１．０％程度に設定された排
気ガス雰囲気よりもよりもリーン状態にあることが確認
された場合には、燃料の噴射量を増大して燃焼室全体の
平均空燃比をリッチ方向に補正すべく、前回の制御時に
設定された燃料噴射の第２フィードバック制御値Ｑｆ／
ｂ２′に、所定の補正値βを加算することにより、新た
な第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２を設定した後
（ステップＳ２４）、上記ステップＳ１６に移行して第
３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３の設定制御を実行す
る。

【００７０】また、上記ステップＳ１１でＮＯと判定さ
れてＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にな
いことが確認された場合には、上記フラグＦを０にリセ
ットした後（ステップＳ２５）、ＨＣ吸着触媒２７の温
度Ｔ_HCが、２５０℃程度に設定された上記第２基準値Ｔ
_HC2よりも大きいか否かを判定することにより（ステッ
プＳ２６）、上記ＨＣ吸着触媒２７が活性化した状態に
あるか否かを確認する。

【００７１】上記ステップＳ２６でＹＥＳと判定されて
上記ＨＣ吸着触媒２７が活性化した状態にあることが確
認された場合には、上記燃料噴射の第２フィートバック
制御値Ｑｆ／ｂ２をそれぞれ０にリセットした後（ステ
ップＳ２７）、上記ステップＳ１６に移行して第３フィ
ードバック制御値Ｑｆ／ｂ３の設定制御を実行する。

【００７２】また、上記ステップＳ２６でＮＯと判定さ
れて上記ＨＣ吸着触媒２７からＨＣが脱離する前の運転
状態にあることが確認された場合には、上記第２，第３
フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２，Ｑｆ／ｂ３をそれぞ
れ０にリセットした後（ステップＳ２８）、上記ステッ
プＳ１８に移行することにより、上記基本噴射量Ｑｂお
よび第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１のみに基づい
て燃料の最終噴射量Ｑｐを設定して燃料の噴射制御を実
行する。

【００７３】上記制御が実行されることにより、ＨＣ吸
着材２７ｂからＨＣが脱離する前の運転状態にある場合
には、上記第１酸素濃度検出手段２４の検出値Ｏｘ１に
応じ、排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関
する値を、燃焼室全体の平均空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比
よりもリーンに設定して燃焼させた場合の排気ガス雰囲
気に相当する値に収束させるフィードバック制御が実行
される。このようにして上記ＨＣ吸着触媒２７に流入す
る排気ガス中の酸素濃度を高くする制御が実行されるこ
とにより、上記酸素ストレージ材に対する酸素の吸蔵が
促進されることになる。

【００７４】また、上記ＨＣ吸着材２７ｂからのＨＣの
脱離が完了した運転状態にある場合には、上記第１酸素
濃度検出手段２４および第３濃度検出手段２８の検出値
Ｏｘ１に基づき、排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度と
の割合に関する値を、エンジンの運転状態に対応した排
気ガス雰囲気に相当する値、例えばエンジンの燃焼室全
体の平均空燃比Ａ／Ｆを理論空燃比として燃焼させた場
合の排気ガス雰囲気に相当する値に収束させる空燃比制
御が実行されることになる。

【００７５】そして、図６（Ｃ）に示すように、上記Ｈ
Ｃ吸着触媒２７からＨＣが脱離する運転状態となった時
点Ｔ１で、このＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガス中
の酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を、エンジ
ンの燃焼室４内における平均空燃比Ａ／Ｆを１４．７以
下、好ましくは１３．５〜１４．５のややリッチ状態と
して燃焼させた場合の排気ガス雰囲気に相当した値に収
束させるフィードバック制御が、上記酸素濃度制御手段
４３により実行される。この結果、上記ＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態にある場合には、上記Ｈ
Ｃ吸着触媒２７に流入する排気ガス中の酸素濃度が略０
となるように制御され、上記酸素ストレージ材から反応
性の高い酸素が放出されることになる。

【００７６】また、上記酸素濃度制御手段４３による酸
素濃度の制御中に、図６（Ａ）の破線で示すように、酸
素ストレージ材の酸素吸蔵量が予め設定された所定値以
下となったと、上記ＨＣ検出手段４０からなる吸蔵利用
判定手段において判定された場合には、その時点Ｔ２′
から上記酸素濃度制御手段４３による酸素濃度制御が停
止されるとともに、ＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度を、所定値以上（例えば１％）に増大さ
せる制御が、上記制御規制手段４４により実行されるこ
とになる。

【００７７】なお、上記偏差ΔＯｘ２，ΔＯｘ３に対応
したフィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２，Ｑｆ／ｂ３をマ
ップから読み出すことにより、第２，３酸素濃度検出手
段２６，２８の検出値Ｏｘ２，Ｏｘ３を予め設定された
基準値Ｏｘ２０，Ｏｘ３０に収束させるように構成され
た上記実施形態に代え、上記偏差ΔＯｘ２，ΔＯｘ３に
対応したＰＩ制御を実行するようにしてもよい。

【００７８】次に、上記点火時期制御手段４２により実
行される点火時期制御を図９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
各センサによって検出されたデータを入力した後（ステ
ップＳ３１）、エンジンの運転状態に対応した基本点火
時期θｂを、予め設定されたマップから読み出す等によ
り設定するとともに（ステップＳ３２）、エンジンの冷
却水温度に対応した点火時期の水温補正値θｃｗを、図
外のマップから読み出す等により設定する（ステップＳ
３３）。

【００７９】次いで、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着
材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあること示す上
記フラグＦが１にセットされているか否かを判定し（ス
テップＳ３４）、ＹＥＳと判定された場合には、上記Ｈ
Ｃ検出手段４０において推定されたＨＣ吸着触媒２７の
温度Ｔ_HCが、酸素ストレージ材が充分に活性化した温度
Ｔ_HC1′よりも低い温度領域にあるか否を判定する（ス
テップＳ３５）。

【００８０】上記ステップＳ３５でＹＥＳと判定されて
触媒温度Ｔ_HCが、ＨＣの脱離温度よりも高く、かつ上記
酸素ストレージ材が充分に活性化した温度よりも低いこ
とが確認された場合には、上記点火時期をリタード補正
するためのリタード補正値θｈｃを、所定値ｄにセット
する（ステップＳ３６）。

【００８１】次いで、上記基本点火時期θｂと、水温補
正値θｃｗと、リタード補正値θｈｃとに基づいて最終
点火時期θを算出した後（ステップＳ３７）、点火時期
となったか否かを判定し（ステップＳ３８）、ＹＥＳと
判定された時点で、点火回路４に点火信号を出力する
（ステップＳ３９）。

【００８２】また、上記ステップＳ３５でＮＯと判定さ
れて上記酸素ストレージ材が充分に活性化した状態にあ
ることが確認された場合には、前回の制御時に設定され
た燃料噴射の第３フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ３′
が、上記基準値Ｋよりも大きな値に設定された基準値Ｌ
よりも小さいか否かを判定することにより（ステップＳ
４０）、上記酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が低下傾向
にあるか否かを判定する。上記ステップＳ４０でＹＥＳ
と判定されて酸素ストレージ材の酸素吸蔵量が低下傾向
にあることが確認された場合には、上記ステップＳ３６
に移行して上記点火時期をリタード補正するためのリタ
ード補正値θｈｃを、所定値ｄにセットする。

【００８３】上記ステップＳ４０でＮＯと判定されて酸
素ストレージ材の酸素吸蔵量が低下傾向にないことが確
認された場合、または上記ステップＳ３４でＮＯと判定
されてＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にないこ
とが確認された場合には、上記点火時期をリタード補正
するためのリタード補正値θｈｃを、０にリセットした
後（ステップＳ４１）、上記ステップＳ３７に移行して
最終点火時期θを算出する。

【００８４】上記制御が実行されることにより、酸素濃
度制御手段４３による酸素濃度の制御中、つまり上記Ｈ
Ｃ吸着材からＨＣが脱離する運転時に、上記酸素ストレ
ージ材から酸素が放出されるように、上記ＨＣ吸着触媒
２７に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御している状
態で、酸素ストレージ材に吸蔵された酸素量が低下傾向
にある判定された場合または上記酸素ストレージ材が活
性化する前の状態にあると判定された場合には、上記点
火時期をリタードさせる制御が上記点火時期制御手段４
１からなる昇温制御手段により実行されることにより、
排気通路２２に導出される排気ガスの温度が高められ
て、上記ＨＣ吸着触媒２７の活性化が促進されることに
なる。

【００８５】上記のように低温時に排気ガス中のＨＣを
吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離す
るＨＣ吸着材２７ｂと、排気ガス中の酸素濃度が高いと
きに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下する
のに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材
と、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを酸化して
浄化する三元触媒層２７ｃからなる酸化触媒層とを含有
するＨＣ吸着触媒２７が排気通路２２に配置されたエン
ジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材２７ｂか
らＨＣが脱離する運転状態にあるときに、酸素ストレー
ジ材から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒２７
に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制
御手段４３と、この酸素濃度制御手段４３による酸素濃
度の制御中に上記酸素ストレージ材の酸素吸蔵量を判定
するＨＣ検出手段４０からなる吸蔵量判定手段と、この
吸蔵量判定手段において上記酸素吸蔵量が予め設定され
た所定値以下となったと判定された場合に、上記酸素濃
度制御手段４３による酸素濃度の制御を規制する制御規
制手段４４とを設けたため、ＨＣ吸着材２７ｂから脱離
したＨＣを効果的に浄化して大気中に放出されるＨＣ量
を低減することができる。

【００８６】すなわち、エンジンの始動後等の低温時に
上記ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣが、昇温に伴っ
てＨＣ吸着２７ｂから脱離する運転状態となった場合に
は、上記ＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガス中の酸素
濃度を、例えば０．３％以下とするフィードバック制御
が上記酸素濃度制御手段４３によって実行され、上記酸
素ストレージ材を構成する酸化セリウムＣｅＯ₂が、Ｃ
ｅＯ₃と、Ｏとに分離して反応性の高い酸素が放出され
る。このため、上記ＨＣ吸着触媒２７が例えば１５０℃
程度の比較的低温で、このＨＣ吸着触媒２７が充分に活
性化していない状態においても、上記反応性の高い酸素
を利用した上記三元触媒層２７ｃの触媒作用により、上
記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを、効果的に酸化
して適正に浄化することができる。

【００８７】特に、上記実施形態では、ＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記ＨＣ
吸着触媒２７に流入する排気ガス中の酸素濃度と還元剤
濃度との割合に関する値を、エンジンの燃焼室４内にお
ける平均空燃比Ａ／Ｆを１３．５〜１４．５の範囲内と
して燃焼させた場合の排気ガス雰囲気に相当する値とす
る制御を、上記酸素濃度制御手段４３によって実行する
ように構成したため、上記排気ガス中の酸素濃度が低す
ぎることに起因してＲａｗＨＣおよびＲａｗＣＯの排出
量が増大する等の弊害を効果的に防止しつつ、上記排気
ガス中の酸素濃度を適度に低下させて酸素ストレージ材
から反応性の高い酸素を適正に放出させることができ
る。したがって、上記ＨＣ吸着触媒２７による排気ガス
の浄化性能を適正状態に維持しつつ、上記酸素ストレー
ジ材から反応性の高い酸素を確実に放出させ、この酸素
を利用した上記酸化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ
吸着材から脱離したＨＣを比較的低温で適正に浄化でき
るという利点がある。

【００８８】さらに、上記実施形態では、ＨＣ吸着触媒
２７に流入する排気ガス中の酸素濃度と還元剤濃度との
割合に関する値がリーン傾向にある場合に設定される第
２フィードバック係数Ｑｆ／ｂ２を、上記割合に関する
値がリッチ傾向にある場合に比べて顕著に変化させるよ
うに構成したため（図７参照）、上記排気ガス中の酸素
濃度が設定値よりも高くなる傾向となった場合に、この
傾向を迅速に抑制して上記酸素ストレージ材から放出さ
れる酸素量が低下するという事態の発生を効果的に防止
することができる。

【００８９】そして、上記ＨＣ検出手段４０からなる吸
蔵量判定手段において、上記酸素吸蔵量が予め設定され
た所定値以下となったと判定された場合には、上記酸素
濃度制御手段４３による酸素濃度の制御が上記制御規制
手段４４によって規制されることにより、上記ＨＣ吸着
触媒２７に流入する排ガス中の酸素濃度が過度に低下す
ることが防止される。このため、上記酸素ストレージ材
から適量の酸素を放出させることができないにも拘わら
ず、上記排気ガス中のＨＣ濃度を上昇させる制御が実行
されて大気中に放出されるＨＣ量が増大するという事態
の発生を効果的に防止することができる。しかも、上記
排気ガス中の酸素濃度を所定値に維持することにより、
ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを上記排気ガス中の
酸素を利用して効果的に浄化することが可能となるとい
う利点がある。

【００９０】また、上記実施形態では、ＨＣ吸着触媒２
７の下流部における排気ガス中の酸素濃度を検出する出
口側の第３酸素濃度検出手段２８を設け、この第３酸素
濃度検出手段２８によって検出された上記排気ガス中の
酸素濃度が予め設定された基準値以下となったことが、
上記ＨＣ検出手段４０からなる吸蔵量判定手段において
確認された場合に、上記酸素ストレージ材に吸蔵された
酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となったと判定
するように構成したため、上記酸素ストレージ材から放
出される酸素量が低下することに起因して、上記ＨＣ吸
着材２７ｂから脱離したＨＣの浄化が不充分になったか
否か、つまり上記酸素吸蔵量が低下したか否かを容易か
つ正確に判定することができる。

【００９１】なお、上記ＨＣ吸着触媒２７の内部におけ
る排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を
設け、その検出値に基づいて上記酸素ストレージ材に吸
蔵された酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となっ
たか否かを判定するように構成してもよい。また、上記
酸素濃度制御手段４３によって空燃比制御を実行するこ
とにより、排気ガス中の酸素濃度を制御するように構成
された上記実施形態に代え、電気式スロットル弁１３の
開度を調節することにより上記酸素濃度を制御し、ある
いは膨張行程で燃料の後噴射を行うように構成されたエ
ンジンにおいて、燃料の後噴射量や噴射時期を調節し、
または二次エア供給通路３２からＨＣ吸着触媒２７の上
流位置に送り込まれる吸気（二次エア）の供給量を調節
する等により、排気ガス中の酸素濃度を制御するように
構成してもよい。

【００９２】さらに、上記実施形態では、ＨＣ吸着触媒
２７の温度が酸素ストレージ材の活性化温度以上とな
り、かつＨＣ吸着触媒２７の内部またはその下流部にお
ける排気ガス中の酸素濃度が予め設定された基準値以下
となったことが上記ＨＣ検出手段４０からなる吸蔵量判
定手段において確認された場合に、上記酸素吸蔵量が予
め設定された所定値以下となったと判定するように構成
したため、上記酸素ストレージ材に充分な量の酸素が吸
蔵されているのも拘わらず、この酸素ストレージ材が活
性化する前の状態にあるために、酸素の放出量が少なく
なったことに起因して、上記酸素吸蔵量が所定値以下と
なったと誤判定されるのを防止することができる。

【００９３】上記のようにして酸素ストレージ材が充分
に活性化する前の状態で、上記酸素濃度制御手段４３に
よる酸素濃度の制御、つまり上記ＨＣ吸着触媒２７に流
入する排気ガス中の酸素濃度を低下させる制御が誤って
規制されるという事態の発生を防止することができるた
め、上記酸素ストレージ材が活性化した時点で、直ちに
所定量の酸素を放出させることができ、この酸素を利用
してＨＣ吸着材から脱離したＨＣを効果的に浄化するこ
とができる。

【００９４】また、上記実施形態では、ＨＣ検出手段４
０からなる吸蔵量判定手段において酸素ストレージ材に
吸蔵された酸素量が所定値以下となったと判定された場
合に、ＨＣ吸着触媒２８に流入する排気ガス中の酸素濃
度を予め設定された基準値以上に増大させる制御を、上
記制御規制手段４４によって実行するように構成したた
め、酸素ストレージ材から適量の酸素を放出させること
ができないにも拘わらず、上記排気ガス中のＨＣ濃度
を、より低減することができるとともに、上記排気ガス
中の酸素を利用したＨＣの浄化を効果的に促進できると
いう利点がある。

【００９５】また、上記のように低温時に排気ガス中の
ＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを
脱離するＨＣ吸着材２７ｂと、排気ガス中の酸素濃度が
高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低
下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレー
ジ材と、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを酸化
して浄化する三元触媒層２７ｃからなる酸化触媒層とを
含有するＨＣ吸着触媒２７が排気通路２２に配置された
エンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、酸素スト
レージ材から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒
２７に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃
度制御手段４３と、この酸素濃度制御手段４３による酸
素濃度の制御中に酸素ストレージ材の酸素吸蔵量を判定
する上記ＨＣ検出手段４０等からなる吸蔵量判定手段
と、この吸蔵量判定手段において上記酸素吸蔵量が予め
設定された所定値以下となったと判定された場合にＨＣ
吸着触媒２７の温度を上昇させる制御を実行する上記点
火時期制御手段４１からなる昇温制御手段とを設けた構
成によると、上記酸素吸蔵量の低下に起因して大気中に
放出されるＨＣ量が増大するのを効果的に防止すること
ができる。

【００９６】すなわち、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣ
が脱離する運転状態で、吸蔵量判定手段において上記酸
素吸蔵量が予め設定された所定値以下となったと判定さ
れることにより、上記酸素ストレージ材からの酸素の放
出が少なくなることが予想された場合には、上記ＨＣ吸
着触媒２７を昇温させる制御が実行されることにより、
このＨＣ吸着触媒２７の活性化が促進される。したがっ
て、排気ガス中の酸素を利用した上記ＨＣ吸着触媒２７
によるＨＣの浄化が早期に行われて、大気中に放出され
るＨＣ量が効果的に低減されることになる。

【００９７】特に、上記実施形態では、酸素濃度制御手
段４３による酸素濃度の制御中に、吸蔵量判定手段にお
いて上記酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となっ
たと判定された場合に、上記酸素濃度制御手段４３によ
る酸素濃度の制御を上記制御規制手段４４によって規制
するとともに、上記点火時期制御手段４１からなる昇温
制御手段によってＨＣ吸着触媒２７の温度を上昇させる
制御を実行するように構成したため、排気ガス中のＨＣ
濃度が高くなることに起因して大気中に放出されるＨＣ
量が増大するのを防止しつつ、上記ＨＣ吸着触媒２７の
活性化を促進することができるという利点がある。

【００９８】なお、上記点火時期制御手段４１からなる
昇温制御手段によって点火時期のリタード制御を実行す
ることにより、ＨＣ吸着触媒２７の温度を上昇させるよ
うに構成した上記実施形態に代え、図外のアイドル回転
数制御手段によるアイドル回転数制御の目標回転数を上
昇させ、あるいは上記二次エア供給通路３２からＨＣ吸
着触媒２７の上流位置に送り込まれる吸気（二次エア）
の供給量を調節し、または上記電気式スロットル弁１３
の開度を調節する等により、上記ＨＣ吸着触媒２７の温
度を上昇させるように構成してもよい。

【００９９】また、上記のように低温時に排気ガス中の
ＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを
脱離するＨＣ吸着材２７ｂと、排気ガス中の酸素濃度が
高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低
下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレー
ジ材と、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを酸化
して浄化する三元触媒層２７ｃからなる酸化触媒層とを
含有するＨＣ吸着触媒２７が排気通路２２に配置された
エンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材２７
ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、酸素スト
レージ材から酸素が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒
２７に流入する排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃
度制御手段４３と、この酸素濃度制御手段４３による酸
素濃度の制御中に酸素ストレージ材が充分に活性化する
前の状態にあるか否かを判定する上記ＨＣ検出手段４０
等からなる活性判定手段と、この活性判定手段において
上記酸素ストレージ材が充分に活性化する前の状態にあ
ると判定された場合にＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる
制御を実行する上記点火時期制御手段４１等からなる昇
温制御手段とを設けた構成によると、上記酸素ストレー
ジ材を早期に活性化させて上記酸素の放出およびＨＣの
浄化を促進することができる。

【０１００】すなわち、上記酸素ストレージ材から反応
性の高い酸素を放出させる制御の実行中に、上記活性判
定手段において酸素ストレージ材が充分に活性化する前
の状態にあることが確認された場合には、点火時期をリ
タードさせる等により、ＨＣ吸着触媒２７の温度を上昇
させる制御が実行されて上記酸素ストレージ材の活性化
が促進されるため、この酸素ストレージ材からの酸素の
放出が早期に行われ、この酸素を利用して上記ＨＣの浄
化が効果的に行われることになる。

【０１０１】また、上記実施形態に示すように、ＨＣ吸
着触媒２７の担体２７ａ上の外層側に、上記ＨＣを酸化
する機能を有するパラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐ
ｔ）等の触媒金属を含有した上記三元触媒層２７ｃから
なる酸化触媒層を配設するとともに、その内層側に、Ｈ
Ｃの脱離温度を下げる働きを持つ銀を含浸担持させたβ
型ゼオライトからなるＨＣ吸着材２７ｂを配設した場合
には、このＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを、排気
通路２２中の流排ガスに合流させることなく、上記三元
触媒層２７ｃの触媒作用により酸化して効果的に浄化す
ることができるため、大気中に放出されるＨＣ量を効果
的に低減できるという利点がある。

【０１０２】さらに、上記実施形態では、酸化セリウム
（ＣｅＯ₂）等のセリア材からなる酸素ストレージ材
を、ＨＣ吸着触媒２７の外層側に配設された上記三元触
媒層２７ｃからなる酸化触媒層に含有させることによ
り、この酸化触媒層の触媒成分と、上記酸素ストレージ
材とを近接させて配設したため、上記ＨＣ吸着材２７ｂ
から脱離したＨＣを、上記酸素ストレージ材を構成する
セリア材から放出された反応性の高い酸素を利用して効
率よく酸化することが可能であり、このＨＣの浄化性能
を、より向上させることができる。

【０１０３】なお、上記ＨＣ吸着触媒２７の担体２７ａ
上の外層に、パラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐｔ）
等の触媒金属を含有させた酸化機能を有する上記三元触
媒層２７ｃを配設するとともに、その内層にβ型ゼオラ
イトに銀を含浸担持させ、かつ酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ₂）等のセリア材からなる酸素ストレージ材を、ＨＣ
吸着触媒の外層側に配設された上記三元触媒層２７ｃに
含有させてなる上記実施形態に代え、上記触媒材料とＨ
Ｃ吸着材と酸素ストレージ材とを一体に混合することに
より、上記ＨＣ吸着触媒２７を構成してもよい。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、低温時
に排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って
吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸
素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素
濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素
ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸
化して浄化する酸化触媒層とを含有するＨＣ吸着触媒が
排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置におい
て、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にある
ときに、酸素ストレージ材から酸素が放出されるように
上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の酸素濃度を制
御する酸素濃度制御手段と、この酸素濃度制御手段によ
る酸素濃度の制御中に酸素ストレージ材の酸素吸蔵量を
判定する吸蔵量判定手段と、この吸蔵量判定手段におい
て上記酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となった
と判定された場合に上記酸素濃度制御手段による酸素濃
度の制御を規制する制御規制手段とを設けたため、上記
ＨＣ吸着材から脱離するＨＣに対応した量の酸素を酸素
ストレージ材から放出させ、この酸素を利用した上記酸
化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ吸着材から脱離し
たＨＣを比較的低温で酸化することことにより、排気ガ
スを適正に浄化できるとともに、上記酸素ストレージ材
から放出される酸素量が減少状態にあるにも拘わらず、
上記酸素濃度制御手段により排気ガス中の酸素濃度を低
下させる制御が継続されることに起因して上記ＨＣの浄
化性能が悪化するのを効果的に防止できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンの排気浄化装置の実施形
態を示す説明図である。

【図２】ＨＣ吸着触媒の具体的構成を示す説明図であ
る。

【図３】排気ガス浄化装置の制御動作の前半部を示すフ
ローチャートである。

【図４】排気ガス浄化装置の制御動作の後半部を示すフ
ローチャートである。

【図５】第１フィードバック制御用の基準値を設定する
ためマップの具体例を示すグラフである。

【図６】排気ガス浄化装置の制御動作を示すタイムチャ
ートである。

【図７】第２フィードバック制御値を設定するためのマ
ップの具体例を示すグラフである。

【図８】第３フィードバック制御値を設定するためのマ
ップの具体例を示すグラフである。

【図９】点火時期制御の具体例を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

２２排気通路２７ＨＣ吸着触媒２７ｂＨＣ吸着材２７ｃ三元触媒層（酸化触媒層）４０ＨＣ検出手段（吸蔵量判定手段・活性判定手段）４２点火時期制御手段（昇温制御手段）４３酸素濃度制御手段４４制御規制手段

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 ＲＦ０２Ｄ 41/06 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０ＺＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者今田道宏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） 3G022 AA03 CA02 DA02 GA05 GA06 GA07 GA08 GA10 GA11 3G091 AA02 AA17 AA28 AB03 AB10 BA03 BA15 CB02 CB05 CB07 DA02 DB13 EA01 EA05 EA07 EA14 EA16 EA18 FA01 HA19 3G301 HA01 HA04 JA26 KA01 LA03 LB04 MA01 MA12 NA09 ND02 PA01Z PA09Z PA10Z PA11Z PD02Z PD12Z PE01Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低温時に排気ガス中のＨＣを吸着すると
ともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着
材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵す
るとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵し
た酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材
から脱離したＨＣを酸化して浄化する酸化触媒層とを含
有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの
排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離
する運転状態にあるときに、酸素ストレージ材から酸素
が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段と、この酸
素濃度制御手段による酸素濃度の制御中に酸素ストレー
ジ材の酸素吸蔵量を判定する吸蔵量判定手段と、この吸
蔵量判定手段において上記酸素吸蔵量が予め設定された
所定値以下となったと判定された場合に上記酸素濃度制
御手段による酸素濃度の制御を規制する制御規制手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】ＨＣ吸着触媒の内部またはその下流部に
おける排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手
段を備え、この酸素濃度検出手段によって検出された上
記排気ガス中の酸素濃度が予め設定された基準値以下と
なったことが上記吸蔵量判定手段において確認された場
合に、上記酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下とな
ったと判定することを特徴とする請求項１記載のエンジ
ンの排気浄化装置。
【請求項３】ＨＣ吸着触媒の温度が酸素ストレージ材
の活性化温度以上となり、かつＨＣ吸着触媒の内部また
はその下流部における排気ガス中の酸素濃度が予め設定
された基準値以下となったことが吸蔵量判定手段におい
て確認された場合に、上記酸素吸蔵量が予め設定された
所定値以下となったと判定することを特徴とする請求項
２記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】吸蔵量判定手段により酸素ストレージ材
の酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となったと判
定された場合に、ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガス中の
酸素濃度を予め設定された基準値以上に増大させる制御
を上記制御規制手段によって実行することを特徴とする
請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの排気浄化装
置。
【請求項５】吸蔵量判定手段により酸素ストレージ材
の酸素吸蔵量が予め設定された所定値以下となったと判
定された場合に、ＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる制御
を実行する昇温制御手段を備えたことを特徴とする請求
項１〜４の何れかに記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項６】低温時に排気ガス中のＨＣを吸着すると
ともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着
材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵す
るとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵し
た酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材
から脱離したＨＣを酸化して浄化する酸化触媒層とを含
有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの
排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離
する運転状態にあるときに、酸素ストレージ材から酸素
が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段と、この酸
素濃度制御手段による酸素濃度の制御中に酸素ストレー
ジ材の酸素吸蔵量を判定する吸蔵量判定手段と、この吸
蔵量判定手段により上記酸素吸蔵量が予め設定された所
定値以下となったと判定された場合にＨＣ吸着触媒の温
度を上昇させる制御を実行する昇温制御手段とを備えた
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項７】低温時に排気ガス中のＨＣを吸着すると
ともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着
材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵す
るとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵し
た酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材
から脱離したＨＣを酸化して浄化する酸化触媒層とを含
有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの
排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離
する運転状態にあるときに、酸素ストレージ材から酸素
が放出されるように上記ＨＣ吸着触媒に流入する排気ガ
ス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段と、この酸
素濃度制御手段による酸素濃度の制御中に酸素ストレー
ジ材が充分に活性化する前の状態にあるか否かを判定す
る活性判定手段と、この活性判定手段により上記酸素ス
トレージ材が充分に活性化する前の状態にあると判定さ
れた場合にＨＣ吸着触媒の温度を上昇させる制御を実行
する昇温制御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。