(57)【特許請求の範囲】
【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し、上流から下流に排気を流す第１部分と、前記第１部分と前記主排気通路の間に形成され前記第１部分を通過した排気を下流から上流に流して前記主排気通路に導く第２部分と、を有するバイパス通路と、
前記第１部分に設けられ、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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ＨＣ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４−１９４３０９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し、上流から下流に排気を流す第１部分と、前記第１部分と前記主排気通路の間に形成され前記第１部分を通過した排気を下流から上流に流して前記主排気通路に導く第２部分と、を有するバイパス通路と、前記第１部分に設けられ、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。
【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１１ａ、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１０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（Ａｌ２Ｏ３）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ＣＯ２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（ＺｒＯ２）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１３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１５ａ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２ＫＰａ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２１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２１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２４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：ＥＣＵ）２５に接続され、各センサの出力信号が前記ＥＣＵ２５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、ＣＰＵ２７とＲＯＭ２８とＲＡＭ２９とバックアップＲＡＭ３０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１０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、ＲＡＭ２９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＋ＴＡＵＶ
（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、
ＴＡＵＶ：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（ＦＷＬ）、始動後増量（ＦＡＳＥ）、加速増量（ＦＡＥ）、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（ＦＦＣ）、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、ＣＰＵ２７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Ｓ３０２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Ｓ３０４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ＲＡＭ２９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、ＣＰＵ２７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１９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１５ａ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２０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１７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１４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１６０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１６１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１３ｂ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１６１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１７５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（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１７２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（Ｌ１）は、
（Ｄ２−Ｄ１）＊０．５≦Ｌ１、好ましくはＤ２−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・１６５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１６７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１３ａ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１６０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１４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１６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１４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１９２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、１９２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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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