(57)【要約】【課題】内燃機関の排気浄化装置に関し、吸蔵体における炭化水素の吸蔵量の推定精度を向上させる。【解決手段】内燃機関１の排気系に吸蔵体２を設け、沸点の異なる複数の種類の炭化水素を吸着及び脱離させる。また、第一算出手段１２，１３において、吸蔵体２に吸着される該種類毎の該炭化水素の存在分布を推定し、吸着した該炭化水素の吸着量から吸蔵体２の吸蔵量を該種類毎に算出する。さらに、第一算出手段１２，１３で算出された該吸蔵量に基づき、吸蔵体２に吸蔵されている該炭化水素を浄化する制御を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられ、排気中に含まれる沸点の異なる複数の種類の炭化水素を吸着及び脱離する吸蔵体と、
該吸蔵体に吸着される該種類毎の該炭化水素の存在分布を推定し、吸着した該炭化水素の吸着量から該吸蔵体の吸蔵量を該種類毎に算出する第一算出手段と、
該第一算出手段で算出された該吸蔵量に基づき、該吸蔵体に吸蔵されている該炭化水素を浄化する制御を実施する制御手段と
を備えたことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
該吸蔵体から脱離した該炭化水素の脱離量を、該第一算出手段で算出された該吸蔵量のうち低沸点側の該炭化水素に係る吸蔵量から順に減算し、該吸蔵体に吸蔵されている該炭化水素の吸蔵量を算出する第二算出手段をさらに備えた
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】
該吸蔵体の触媒温度を第一触媒温度として検出する第一触媒温度検出手段を備え、
該第一算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度以上の沸点を有する該炭化水素の吸着量を算出する
ことを特徴とする、請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
該第二算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度未満の沸点を有する該炭化水素に係る吸蔵量のみから該脱離量を減算する
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】
該吸蔵触媒よりも排気上流側に設けられた酸化触媒と、
該酸化触媒の触媒温度を第二触媒温度として検出する第二触媒温度検出手段とを備え、
該第一算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度及び該第二触媒温度検出手段で検出された該第二触媒温度のうち、高温である何れか一方の温度以上の沸点を有する該炭化水素の吸着量を算出する
ことを特徴とする、請求項３又は４記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気系の吸蔵体における炭化水素の吸蔵量を推定する内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関から排出される炭化水素を浄化する排気浄化システムとして、三元触媒や酸化触媒等を車両の排気系に備えたものが知られている。これらの触媒には、白金やパラジウム，ロジウムといった酸化作用を持つ貴金属成分が担持されており、効率のよい炭化水素の浄化が実現されている。一方、貴金属による炭化水素の酸化反応には所定の触媒温度が必要であり、触媒温度が低温である内燃機関の冷態始動時には十分な性能を発揮できない。そこで、触媒の活性温度に満たない状態で排出される炭化水素を一時的に吸蔵する機能を持った吸蔵体を併用して、排気の浄化性能を向上させる技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内燃機関から排出される炭化水素を吸着又は脱離する吸蔵材（ＨＣ吸着材）と三元触媒とを組み合わせてなる吸蔵触媒（ＨＣトラップ触媒）が記載されている。この技術では、吸蔵触媒の触媒温度が比較的低温であるときに炭化水素を吸着（トラップ）し、触媒温度が比較的高温であるときに炭化水素を脱離しつつ酸化させて、排気を浄化している。
【０００４】
ところで、一般的な炭化水素の吸蔵体では、吸蔵可能な炭化水素量に上限があり、所定量以上の炭化水素を吸蔵することができないため、吸蔵した炭化水素を定期的に脱離する操作が要求される。特に、ディーゼルエンジンの排気系に炭化水素の吸蔵体を適用した場合には、極低排気温のアイドル運転時に炭化水素が過剰に蓄積されやすく、脱離操作が遅れると吸蔵体の劣化を招きかねない。したがって、吸蔵体中の炭化水素の量を正確に把握し、遅滞なく脱離操作を行うことが肝要である。
【０００５】
上記の課題に対して、引用文献１の技術では、内燃機関の状態から燃焼に係る燃料性状を検出し、その燃料性状に対応する排気中の炭化水素量を算出して、炭化水素の吸蔵量を推定する点が記載されている。このような制御により、適切なタイミングで炭化水素を吸蔵触媒から脱離させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４０７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、吸蔵体で炭化水素の吸着反応や脱離反応が生じる温度範囲は重複しており、単一のしきい値を境界として明確に切り分けることができる訳ではない。吸蔵体の温度が比較的低温であっても炭化水素がわずかに脱離している場合があり、逆に、吸蔵体の温度が比較的高温であっても炭化水素がわずかに吸着している場合もある。そのため、特許文献１に記載のような手法では吸蔵体からの脱離量を把握することができず、炭化水素の吸蔵量の推定が不正確となる場合がある。
【０００８】
また、吸蔵体に吸蔵された炭化水素の脱離特性は、吸着時の温度に応じて変化する。すなわち、吸蔵体には沸点の異なる多様な種類の炭化水素が吸蔵されており、それらの炭化水素の沸点分布は排気中の炭化水素の沸点分布だけでなく吸着時の温度条件にも依存する。仮に、このような温度条件を考慮せずに炭化水素の吸蔵量を算出し、この吸蔵量から炭化水素の脱離量の推定値を単純に減算したとすると、本来は脱離することのない高沸点の炭化水素分まで減じられることになる。したがって、炭化水素の吸蔵量が過小推定されることがあり、正確なタイミングで脱離操作を行うことができない。
【０００９】
本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、吸蔵体における炭化水素の吸蔵量の推定精度を向上させることである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気中に含まれる沸点の異なる複数の種類の炭化水素を吸着及び脱離する吸蔵体と、該吸蔵体に吸着される該種類毎の該炭化水素の存在分布を推定し、吸着した該炭化水素の吸着量から該吸蔵体の吸蔵量を該種類毎に算出する第一算出手段と、該第一算出手段で算出された該吸蔵量に基づき、該吸蔵体に吸蔵されている該炭化水素を浄化する制御を実施する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、開示の内燃機関の排気浄化装置は、該吸蔵体から脱離した該炭化水素の脱離量を、該第一算出手段で算出された該吸蔵量のうち低沸点側の該炭化水素に係る吸蔵量から順に減算し、該吸蔵体に吸蔵されている該炭化水素の吸蔵量を算出する第二算出手段をさらに備えたことを特徴としている。
また、開示の内燃機関の排気浄化装置は、該吸蔵体の触媒温度を第一触媒温度として検出する第一触媒温度検出手段を備え、該第一算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度以上の沸点を有する該炭化水素の吸着量を算出することを特徴としている。
【００１２】
また、開示の内燃機関の排気浄化装置は、該第二算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度未満の沸点を有する該炭化水素に係る吸蔵量のみから該脱離量を減算することを特徴としている。
また、開示の内燃機関の排気浄化装置は、該吸蔵触媒よりも排気上流側に設けられた酸化触媒と、該酸化触媒の触媒温度を第二触媒温度として検出する第二触媒温度検出手段とを備え、該第一算出手段が、該第一触媒温度検出手段で検出された該第一触媒温度及び該第二触媒温度検出手段で検出された該第二触媒温度のうち、高温である何れか一方の温度以上の沸点を有する該炭化水素の吸着量を算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
開示の内燃機関の排気浄化装置によれば、吸蔵体に流入する排気中に含まれる炭化水素の沸点分布に基づいて吸着した炭化水素の存在分布を推定することで、吸蔵量の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された車両の吸排気システムを示す模式図である。
【図２】本内燃機関の排気浄化装置における吸蔵触媒の炭化水素脱離特性を示すグラフである。
【図３】本内燃機関の排気浄化装置の基本概念を説明するための概念図である。
【図４】本内燃機関の排気浄化装置の吸蔵触媒に吸着する炭化水素の分配割合をモデル化した沸点分布図である。
【図５】本内燃機関の排気浄化装置での演算を説明するためのグラフであり、（ａ）は吸着係数Ｋadsorpを示すグラフ、（ｂ）は上流側スリップ係数ＫOXIを示すグラフ、（ｃ）は基本排出量Ｍhceng0を示すグラフ、（ｄ）は水温補正係数ＫTHWを示すグラフ、（ｅ）は吸気温補正係数ＫTHAを示すグラフ、（ｆ）は脱離量Ｍhcdeを示すグラフ、（ｇ）は空燃比補正係数ＫNOPを示すグラフである。
【図６】本内燃機関の排気浄化装置で算出された吸着量の分配方法を図式化した模式図であり、（ａ）は比較的低温時における分配モデル、（ｂ）は比較的高温時における分布モデルである。
【図７】本内燃機関の排気浄化装置で算出された吸着量の加算方法を図式化した模式図であり、（ａ）は比較的低温時における吸蔵量の分布イメージ、（ｂ）は比較的高温時における吸蔵量の分布イメージである。
【図８】本内燃機関の排気浄化装置で算出された脱離量の減算方法を図式化した模式図であり、（ａ）は減算前の吸蔵量Ｑ(n)の分布イメージ、（ｂ），（ｃ）は減算後の吸蔵量Ｑ(n)の分布イメージである。
【図９】本内燃機関の排気浄化装置で実施される吸蔵量推定制御の手順を例示するフローチャートである。
【図１０】本内燃機関の排気浄化装置で実施されるパージ制御の手順を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して内燃機関の排気浄化装置の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
【００１６】
［１．全体構成］
図１に示すエンジン１（内燃機関）は、種々の炭化水素（HC）を含有する軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。このエンジン１には排気通路６及び吸気通路７が接続されている。エンジン１の気筒の燃焼室には、吸気通路７を介して吸気が導入され、燃焼後の排気ガス（以下、単に排気という）は排気通路６を介して車両の外部へ排出される。エンジン１の燃料には複数の炭素数の炭化水素が混在しており、排気中に含まれる炭化水素には沸点の異なる複数の種類の炭化水素が混在している。
【００１７】
エンジン１の燃焼室での燃焼反応に係る空燃比や吸入空気量，燃料噴射量，燃料噴射タイミング，ポスト噴射量等は、後述する制御装置１０（制御手段，いわゆるＥＣＵ；Electric Control Unit）によって制御されている。
排気通路６上には、排気の流れの上流側から順に、酸化触媒３及び吸蔵触媒２が介装されている。
【００１８】
吸蔵触媒２（吸蔵体）は、触媒担体の表面に吸蔵層を有し、場合によってはこれに加えて貴金属触媒層を有する触媒ユニットである。吸蔵層とは、排気中に含まれる炭化水素を吸蔵する特性を備えた各種ゼオライトを含有する層であり、貴金属触媒層とは、炭化水素の酸化機能を向上させる貴金属成分を担持した活性アルミナを含有する層である。この吸蔵触媒２は、触媒温度が低温であるときに炭化水素を吸着して吸蔵層に吸蔵し、触媒温度が上昇するにつれ吸着した炭化水素を脱離して貴金属触媒層で酸化除去する。
【００１９】
本実施形態では、吸蔵触媒２に吸着した炭化水素が脱離するまで保持されることを「吸蔵」と呼び、「吸着」とは区別して用いる。また、排気中に存在する炭化水素が吸蔵触媒２の吸蔵層に吸着する場合におけるその炭化水素量のことを「吸着量」と呼び、吸蔵触媒２の吸蔵層に吸着している炭化水素が排気中に放出又は酸化除去される場合におけるその炭化水素量のことを「脱離量」と呼ぶ。さらに、吸蔵触媒２に保持された状態の炭化水素の量を「吸蔵量Ｑ」と呼び、「吸着量」から「脱離量」を減じたものの積算値として与えられるものとする。なお、吸蔵触媒２に吸蔵可能な炭化水素量は有限である。以下、吸蔵量Ｑの上限値のことを炭化水素容量ＱMAXと呼ぶ。
【００２０】
一般に、炭化水素の吸蔵量Ｑが炭化水素容量ＱMAXに達するとそれ以上の吸着が望めないため、吸蔵量Ｑが炭化水素容量ＱMAXに達する前に、炭化水素を強制的に脱離させる操作が要求される。本実施形態では、吸蔵触媒２から炭化水素を脱離させるために操作される触媒温度の目標値として、再生温度ＴC（例えば、400[℃]程度）を設定する。再生温度ＴCとは、吸蔵触媒２の劣化を招くことがなく、かつ、吸蔵されたほぼ全ての炭化水素を脱離させて浄化することのできる触媒温度である。また、吸蔵触媒２の触媒温度が再生温度ＴCとなるように排気温度を制御することを、パージ制御と呼ぶ。パージ制御は、後述する制御装置１０によって実施される。
【００２１】
ここで、図２を用いて吸蔵触媒２の炭化水素脱離特性を説明する。図２中の実線グラフは、触媒温度を所定温度ＴA[℃]に保ったままエンジン１でアイドリング運転を所定時間継続して炭化水素を吸蔵させた吸蔵触媒２に関して、触媒温度を低温から高温へと変化させた場合に触媒下流側で検出された炭化水素濃度を示す試験結果である。また、同図の破線グラフは、同種の吸蔵触媒２に対して炭化水素を吸蔵させる条件を変更して、触媒温度を所定温度ＴB[℃]に保ったままアイドリング運転を短縮したものの試験結果を示すものである。なお、同図の一点鎖線は、触媒上流側で検出された炭化水素濃度を示す参照線である。
【００２２】
図２の実線グラフでは、吸着時の所定温度ＴAから再生温度ＴCまでの全温度領域にわたって炭化水素が脱離している。また、破線グラフにおいても、吸着時の所定温度ＴBから再生温度ＴCまでの全温度領域にわたって炭化水素が脱離している。つまり、吸着時の触媒温度を一定に保つと、その触媒温度以上の沸点を有する炭化水素のみが吸蔵触媒２に吸蔵されており、その触媒温度未満の沸点を有する炭化水素が吸蔵触媒２に吸蔵されていない。このことから、吸着時の触媒温度と実際に吸蔵触媒２に吸蔵される炭化水素の沸点との間に相関が認められる。また、再生温度ＴC以上の温度範囲で炭化水素が脱離しないとき、その再生温度ＴCが吸蔵触媒２に吸着する炭化水素の沸点の上限値であると考えることができる。
【００２３】
酸化触媒３とはその表面に貴金属成分が担持された触媒であり、排気中のさまざまな成分に対する酸化能を有している。酸化触媒３によって浄化される排気中の成分としては、一酸化炭素（CO）や炭化水素等が挙げられる。
一般的に排気空燃比がリーン雰囲気であるディーゼルエンジンの排気系において、酸化触媒３は、触媒温度が所定の活性温度以上のときに一酸化窒素，一酸化炭素，炭化水素を酸化し、二酸化窒素，二酸化炭素，水分を生成する。一方、酸化触媒３の触媒温度が所定の活性温度未満のときには炭化水素が浄化されず、下流側の吸蔵触媒２で捕捉されることになる。
【００２４】
吸蔵触媒２及び酸化触媒３のそれぞれの下流側の排気通路６上には、第一温度センサ４（第一触媒温度検出手段）及び第二温度センサ５（第二触媒温度検出手段）が設けられている。第一温度センサ４は、吸蔵触媒２の触媒温度を検出し、第二温度センサ５は酸化触媒３の触媒温度を検出する。以下、吸蔵触媒２の触媒温度のことを第一触媒温度Ｔ1と呼び、酸化触媒３の触媒温度のことを第二触媒温度Ｔ2と呼ぶ。これらの第一温度センサ４，第二温度センサ５で検出された第一触媒温度Ｔ1，第二触媒温度Ｔ2は、制御装置１０に入力されている。
【００２５】
エンジン１には、エンジン回転数ＮEを検出するエンジン回転数センサ２１，エンジン冷却水温ＴHWを検出するエンジン冷却水温センサ２２，エンジン１の駆動軸のトルクＴORを検出するトルクセンサ２５が併設されている。また、排気通路６上には空燃比ＲA/Fを検出するリニア空燃比センサ２３が設けられ、吸気通路７上には吸気温度ＴHAを検出する吸気温度センサ２４が設けられている。これらの各種センサで検出されたエンジン回転数ＮE，エンジン冷却水温ＴHW，エンジントルクＴOR，空燃比ＲA/F，吸気温度ＴHAについても、制御装置１０に入力されている。なお、車両の任意の位置には車速Ｖを検出する車速センサ２６が設けられている。ここで検出された車速Ｖも制御装置１０に入力されている。
【００２６】
［２．制御内容］
制御装置１０は、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして提供された電子制御装置である。制御装置１０の入力側には、エンジン回転数センサ２１，エンジン冷却水温センサ２２，リニア空燃比センサ２３，吸気温度センサ２４，トルクセンサ２５，車速センサ２６，第一温度センサ４及び第二温度センサ５が接続されている。制御装置１０は、これらの各センサからの入力情報に基づき、吸蔵量推定制御及びパージ制御をそれぞれ実施する。
【００２７】
吸蔵量推定制御とは、吸蔵触媒２での炭化水素の吸蔵量Ｑを推定算出する制御である。ここでは、エンジン回転数ＮE，エンジン冷却水温ＴHW，空燃比ＲA/F，吸気温度ＴHA，エンジントルクＴOR，車速Ｖのほか、第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2に基づいて、吸蔵量Ｑが算出される。ここで、図３を用いて吸蔵量推定制御の基礎概念を説明する。
吸蔵触媒２の触媒温度と炭化水素の脱離速度Ｖde（単位時間あたりの脱離量）との間に、図３中の実線に示すような関係があると仮定する。すなわち、触媒温度Ｔが所定温度Ｔ01未満のときには脱離速度がＶde＝０であり（炭化水素が脱離せず）、所定温度Ｔ01以上で炭化水素が脱離するものである。脱離速度Ｖdeは、触媒温度Ｔが所定温度Ｔ01以上、再生温度Ｔ03以下の範囲で線形に増加するものとする。なお、ここでいう再生温度Ｔ03は前述の再生温度ＴCと同一の触媒温度を意味する。また、触媒温度Ｔが所定温度Ｔ02であるときの脱離速度Ｖdeを所定速度Ｖ1とする。
【００２８】
この吸蔵触媒２の触媒温度が所定温度Ｔ02であるとき、沸点が所定温度Ｔ01から所定温度Ｔ02までの温度範囲に含まれる炭化水素が脱離し、沸点が所定温度Ｔ02から再生温度Ｔ03までの温度範囲に含まれる炭化水素が吸着するものとみなす。つまり、吸蔵触媒２への炭化水素の吸着に関しては、図３中の温度域Ａ内に沸点を有する炭化水素は吸着せず、温度域Ｂ内に沸点を有する炭化水素が吸着すると考える。また、吸蔵触媒２からの脱離に関しては、温度域Ａ内に沸点を有する炭化水素がパージされ（脱離し）、温度域Ｂ内に沸点を有する炭化水素はパージされない（脱離しない）と考える。
【００２９】
次に、具体的な炭化水素の吸蔵量の推定演算では、炭化水素を沸点の異なる複数の種類に分類し、その種類毎に吸着量及び脱離量を演算する。
吸着量の演算に際しては、図４に示すように、吸蔵触媒２に流入する排気中に含まれる炭化水素の沸点分布モデルを用いる。ここでは、第一温度Ｂ1から第三温度Ｂ3までの沸点を持つ炭化水素を想定している。分布形状は二等辺三角形状であり、沸点が第一温度Ｂ1から第二温度Ｂ2の範囲に入る炭化水素は、その沸点が高いものほど多く、沸点が第二温度Ｂ2から第三温度Ｂ3の範囲に入る炭化水素は、その沸点が低いものほど多い分布である。
【００３０】
本実施形態では、吸蔵触媒２に吸着する炭化水素の沸点分布が、吸蔵触媒２の触媒温度以上の範囲でこの分布に倣うものと仮定する。すなわち、まず吸蔵触媒２に吸着する炭化水素は、沸点がそのときの触媒温度Ｔ以上のものに限られるとみなす。次に、その沸点が第一温度Ｂ1から第二温度Ｂ2の範囲に入る炭化水素は、その沸点が高いものほど多く吸着し、沸点が第二温度Ｂ2から第三温度Ｂ3の範囲に入る炭化水素は、その沸点が低いものほど多く付着すると仮定して、付着量を算出する。
【００３１】
脱離量の演算に際しては、吸蔵触媒２に吸蔵されている炭化水素のうち、吸蔵触媒２の触媒温度未満の範囲で、低沸点側の炭化水素から順に脱離するものと考える。これは、吸蔵触媒２からの脱離反応性の大小が炭化水素の沸点に依存するとの見地に基づくものである。
パージ制御は、吸蔵触媒２に吸蔵された炭化水素を強制的に脱離，浄化する制御であり、吸蔵量推定制御で推定された吸蔵量Ｑが所定のしきい値ＱTHを超えたときに実施される制御である。所定のしきい値ＱTHは、吸蔵触媒２の炭化水素容量ＱMAX以下の範囲で任意に設定される。パージ制御では、所定時間の間、吸蔵触媒２の触媒温度が再生温度ＴCに維持されるように、排気温度が調節される。
【００３２】
パージ制御の目的の一つとして、炭化水素の吸蔵量Ｑが炭化水素容量Ｑmaxに達する前にその炭化水素を脱離させることがある。この目的は、所定のしきい値ＱTHを低く設定するほど（つまり、パージ制御の実施頻度を高めるほど）達成しやすい。しかし、パージ制御では通常のアイドル運転時よりも排気温度を上昇させる制御がなされるため、パージ制御の実施頻度が高まれば燃費が低下する。
【００３３】
したがって、所定のしきい値ＱTHは実用上の不都合が生じない範囲で高く設定するのが好ましく、それゆえに精度の高い吸蔵量Ｑの推定が望まれる。本実施形態の吸蔵量推定制御は、このような観点から精度の高い吸蔵量Ｑの推定演算を行う制御であるともいえる。
【００３４】
［３．制御装置の構成］
図１に示すように、上記の各制御を実施するためのソフトウェア構成として、制御装置１０は推定制御部１１及びパージ制御部１７（制御手段）を備えている。これらの各ソフトウェアは図示しないメモリや記憶装置に記録されおり、随時ＣＰＵに読み込まれることによって以下に説明する機能を実現する。
【００３５】
推定制御部１１は、上述の吸蔵量推定制御を担当するものであり、炭化水素の吸蔵触媒２への吸蔵量Ｑを随時推定演算する。この推定制御部１１には、吸着量算出部１２（第一算出手段），分配部１３（第一算出手段），脱離量算出部１４（第二算出手段），減算部１５（第二算出手段）及び判定部１６が設けられている。
【００３６】
［３−１．吸着量算出部］
吸着量算出部１２は、炭化水素の吸蔵触媒２への単位時間あたりの吸着量Ｍhcad[g/sec]を算出するものである。吸着量Ｍhcadは以下の式で与えられる。
【００３７】
(吸着量Ｍhcad)＝(吸着係数Ｋadsorp)×(炭化水素流入量Ｍhcin)  …式１
吸着係数Ｋadsorpは、排気中から吸蔵触媒２に吸着される炭化水素の割合を示すものであり、第一触媒温度Ｔ1（吸蔵触媒２の触媒温度）と吸蔵触媒２の特性（例えば、触媒物質の種類，組成，構造等）に応じて設定される。ここでは、図５（ａ）に示すように、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ11未満であるときに吸着係数Ｋadsorpとして所定値Ｋ1（例えば、Ｋ1＝0.6）が与えられ、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ12以上であるときにＫadsorp＝０とされる（ただし、Ｔ10＜Ｔ11）。また、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ11以上、所定温度Ｔ12未満であるときには、第一触媒温度Ｔ1が高温であるほど係数が徐々に減少する設定とされている。つまり、吸蔵触媒２の触媒温度が所定温度Ｔ12以上のとき、演算上は炭化水素が吸着しない。なお、具体的な所定温度Ｔ12は吸蔵触媒２の吸着特性に応じて定めればよく、例えば250[℃]程度とすることが考えられる。
【００３８】
炭化水素流入量Ｍhcin[g/sec]は、単位時間当たりに吸蔵触媒２へ流入する炭化水素量を示すものであり、さらに以下の式によって与えられる。
(炭化水素流入量Ｍhcin)＝(上流側スリップ係数ＫOXI)×(エンジン排出量Ｍhceng)  …式２
上流側スリップ係数ＫOXIは、酸化触媒３で浄化されることなく吸蔵触媒２に流入する炭化水素の割合を示すものであり、第二触媒温度Ｔ2（酸化触媒３の触媒温度）と酸化触媒３の特性に応じて決定される。ここでは、図５（ｂ）に示すように、第二触媒温度Ｔ2が所定温度Ｔ21未満であるときにＫOXI＝１とされ、第二触媒温度Ｔ2が所定温度Ｔ22以上であるときにＫOXI＝Ｋ2が与えられる（ただし、Ｔ21＜Ｔ22）。また、第二触媒温度Ｔ2が所定温度Ｔ21以上、所定温度Ｔ22未満であるときには、第二触媒温度Ｔ2が高温であるほど係数が徐々に減少する設定とされている。
【００３９】
なお、上流側スリップ係数ＫOXIは、酸化触媒３における炭化水素の浄化効率に応じて設定される。例えば、活性温度に達した酸化触媒３の浄化効率が90[%]であれば、その活性温度に相当する第二触媒温度Ｔ2以上の範囲で係数Ｋ2をＫ2＝0.1とする。また、その活性温度の前後で上流側スリップ係数ＫOXIが変化するように所定温度Ｔ21〜Ｔ22を設定することが好ましい。
【００４０】
エンジン排出量Ｍhceng[g/sec]は、単位時間当たりにエンジン１から排出される炭化水素量を示すものであり、さらに以下の式によって与えられる。
(エンジン排出量Ｍhceng)＝(基本排出量Ｍhceng0)×(水温補正係数ＫTHW)×(吸気温補正係数ＫTHA)  …式３
基本排出量Ｍhceng0[g/sec]は、エンジン１の運転状態から推定される単位時間当たりの炭化水素の標準排出量である。ここでは、図５（ｃ）に示すように、エンジン回転数センサ２１で検出されたエンジン回転数ＮEとトルクセンサ２５で検出されたエンジントルクＴORとのマップに基づいて基本排出量Ｍhceng0が算出される。なお、エンジン回転数ＮEが大きく、あるいはエンジントルクＴORが大きいほど（すなわち、エンジン１の出力が大きいほど）、基本排出量Ｍhceng0が増大する設定とされている。
【００４１】
水温補正係数ＫTHWは、エンジン冷却水温ＴHWに基づく炭化水素の排出量の補正ゲインである。ここでは、図５（ｄ）に示すように、エンジン冷却水温ＴHWが所定温度ＴHW1以上（例えば85[℃]以上）であるときにＫTHW＝１とされ、エンジン冷却水温ＴHWが所定温度ＴHW1未満であるときには低温であるほど水温補正係数ＫTHWの値が増加する設定とされている。
【００４２】
吸気温補正係数ＫTHAは、吸気温度ＴHAに基づく炭化水素の排出量の補正ゲインである。図５（ｅ）に示すように、吸気温度ＴHAが所定温度ＴHA1以上（例えば、25[℃]以上）であるときに吸気温補正係数ＫTHAはＫTHA＝１に設定され、吸気温度ＴHAが所定温度ＴHA1未満であるときには低温であるほど係数ＫTHAの値が増加する設定とされている。
【００４３】
［３−２．分配部］
分配部１３は、吸着した炭化水素を沸点の異なる複数の種類に分類し、その種類毎の吸着量Ｍhcadを算出するものである。ここでは、吸着量算出部１２で算出された吸着量Ｍhcadがその沸点毎に分配される。
【００４４】
図６（ａ）に、分配部１３に予め記録されている吸着量Ｍhcadの分配モデルを例示する。図６（ａ）中の横軸は吸着した炭化水素の沸点に相当する温度であり、各温度ゾーンの幅はそのゾーンに分類される炭化水素の沸点の幅に相当する。また、縦軸は吸着量Ｍhcadの分配割合であり、各温度ゾーンへの分配割合は温度ゾーンの面積に比例する。
本実施形態では、第一温度Ｂ1から第三温度Ｂ3までの範囲が縦軸に沿って均等幅で十一分割され、短冊状の複数の温度ゾーンが形成されている。また、第二温度Ｂ2が含まれる温度ゾーンに最も多くの炭化水素が分配されるように分配割合が定められている。吸蔵触媒２に吸着する炭化水素は、吸蔵触媒２に流入する排気中の炭化水素の沸点分布と類似した沸点分布を持つ。そこでこの分配モデルは、図４に示された排気中の炭化水素の沸点分布に倣って、第二温度Ｂ2近傍を頂点とする二等辺三角形を模した形状に形成されている。
【００４５】
［３−２−１．分配比率の設定］
分配部１３は、この分配モデルをひな形として、分配対象となる各温度ゾーンに対して吸着量算出部１２で算出された吸着量Ｍhcadを分配する。分配対象となる温度ゾーンとは、第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2のうち、高温である何れか一方の温度以上の温度ゾーンである。つまり、高温である一方の温度が含まれる温度ゾーンよりも低温側〔図６（ａ）中の左側）の温度ゾーンに含まれる沸点を有する炭化水素は吸蔵触媒２に吸着しない（または、吸蔵触媒２に流入しない）ものとみなす。なお、第三温度Ｂ3以上の領域は、吸着量Ｍhcadが分配されない非加算領域である。つまり、第三温度Ｂ3以上の沸点を有する炭化水素も、吸蔵触媒２に吸着しないものとみなす。
【００４６】
例えば、図６（ａ）に示すように、第一触媒温度Ｔ1，第二触媒温度Ｔ2がともに第一温度Ｂ1未満であるときには、分配対象となる温度ゾーンが第一温度Ｂ1から第三温度Ｂ3までの全範囲となる。したがって、第一温度Ｂ1及び第四温度Ｂ4に挟まれた温度ゾーンの分配比率は1/36となる。図６（ａ）中に示す分数は、それぞれの温度ゾーンの分配比率を意味する。
【００４７】
一方、図６（ｂ）に示すように、第一触媒温度Ｔ1が第五温度Ｂ5であり、第二触媒温度Ｔ2が第六温度Ｂ6であるときには、より高温の第六温度Ｂ6よりも高温側の温度ゾーンが吸着量Ｍhcadの分配対象となる。つまり、第一温度Ｂ1から第五温度Ｂ5までの温度ゾーンが分配対象から除外され、分配対象の面積が減少する。したがって、第六温度Ｂ6及び第７温度Ｂ7に挟まれた温度ゾーンの分配比率は、6/21となる。図６（ｂ）中に示す分数は、それぞれの温度ゾーンの分配比率を意味する。また、それぞれの温度ゾーンの分配比率は、第一触媒温度Ｔ1，第二触媒温度Ｔ2が高温であるほど増大する。
【００４８】
［３−２−２．温度ゾーン毎の吸着量算定］
続いて、分配部１３は各温度ゾーンに分配される吸着量を算出する。ここで、序数ｎを用いてそれぞれの温度ゾーンに低温側から番号を振り、それぞれの温度ゾーンに分配される吸着量をＭhcad(n)と表記する。分配部１３は、吸着量算出部１２で算出された吸着量Ｍhcadに上記の分配比率を乗算して、各温度ゾーンの吸着量Ｍhcad(n)を算出する。なお、上記の分配モデルで設定される全ての温度ゾーンの分配比率を合算すると１になる。したがって、この演算では吸着量算出部１２で算出された吸着量Ｍhcadがその温度ゾーンの面積の割合に応じて分配されることになる。
【００４９】
図６（ａ）に示された分配比率の場合、例えば第一温度Ｂ1及び第四温度Ｂ4に挟まれた温度ゾーンに分配される吸着量Ｍhcad(1)は、Ｍhcad×(1/36)で与えられる。また、第五温度Ｂ5及び第六温度Ｂ6に挟まれた温度ゾーンに分配される吸着量Ｍhcad(5)は、Ｍhcad×(5/36)である。図６（ｂ）に示された分配比率の場合、例えば第六温度Ｂ6及び第７温度Ｂ7に挟まれた温度ゾーンに分配される吸着量Ｍhcad(6)は、Ｍhcad×(6/21)となる。
【００５０】
［３−２−３．吸蔵量の算定］
さらに、分配部１３は各温度ゾーンに分配された吸着量Ｍhcad(n)を、前回までの演算周期で得られた炭化水素の吸蔵量Ｑに加算する。以下、吸着量Ｍhcad(n)と同一の序数ｎを用いて、各温度ゾーンに吸蔵されている炭化水素の吸蔵量をＱ(n)と表記する。分配された吸着量Ｍhcad(n)を加算された後の吸蔵量Ｑ(n)の分布イメージを図７（ａ），（ｂ）に示す。
【００５１】
図７（ａ）は図６（ａ）に示された分配比率で分配された吸着量Ｍhcad(1)を加算したものであり、図７（ｂ）は図６（ｂ）に示された分配比率で分配された吸着量Ｍhcad(1)を加算したものである。図７（ｂ）では、分配対象となる温度ゾーンにのみ吸着量Ｍhcad(n)が加算された状態が示されている。
【００５２】
［３−３．脱離量算出部］
脱離量算出部１４は、炭化水素の吸蔵触媒２からの単位時間あたりの脱離量Ｍhcde[g/sec]を算出するものである。脱離量Ｍhcdeは、第一触媒温度Ｔ1と吸蔵触媒２の特性に応じて決定される。例えば、図３に示されたような吸蔵触媒２の脱離特性に鑑みて、図５（ｆ）に示す設定がなされる。ここでは、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ01未満でのときには、脱離量ＭhcdeがＭhcde＝０とされ、第一触媒温度Ｔ1が再生温度Ｔ03以上のときには、脱離量Ｍhcdeが所定脱離量Ｍhcde1とされている。また、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ01以上、再生温度Ｔ03未満であるときには、第一触媒温度Ｔ1が高温であるほど所定脱離量Ｍhcde1以下の範囲で脱離量Ｍhcdeが増大する設定である。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ12未満であれば炭化水素が吸蔵触媒２に吸着する。また、図５（ｆ）に示すように、第一触媒温度Ｔ1が所定温度Ｔ01以上であれば、炭化水素が吸蔵触媒２から脱離する。これらの吸着特性に係る所定温度Ｔ12と脱離特性に係る所定温度Ｔ01との関係について、本実施形態では吸蔵触媒２から脱離した炭化水素は再び吸蔵触媒２に吸蔵されないものと仮定し、所定温度Ｔ12を所定温度Ｔ01よりも小さく設定した。したがって、第一触媒温度Ｔ1がＴ12＜Ｔ1＜Ｔ01である場合には、演算上、吸着反応と脱離反応とが同時に進行する状態が模擬される。
【００５４】
［３−４．減算部］
減算部１５は、分配部１３で吸着量Ｍhcad(n)を加算された後の吸蔵量Ｑ(n)から、脱離量算出部１４で算出された脱離量Ｍhcdeを減算するものである。ここでは、吸蔵量Ｑ(n)のうち、低沸点側の吸着量から沸点の低い順に脱離量Ｍhcdeが減算される。
ここで、図８（ａ）を用いて減算手法を説明する。減算部１５は、減算対象となる温度ゾーンのうち低温側の温度ゾーンから順に減算し、減算した累計が脱離量Ｍhcdeに一致した時点で減算を完了する。減算対象となる温度ゾーンとは、第一触媒温度Ｔ1未満の温度ゾーン（第一触媒温度Ｔ1に対応する温度ゾーンよりも低沸点側の温度ゾーン）である。つまり、第一触媒温度Ｔ1以上の温度ゾーンに含まれる沸点を有する炭化水素は吸蔵触媒２から脱離せずに吸着されたままであるとみなす。
【００５５】
例えば、第一触媒温度Ｔ1が第五温度Ｂ5であるとき、減算対象となる温度ゾーンは第五温度Ｂ5よりも低沸点側〔図８（ａ）中の破線よりも左側〕となる。この範囲内から、脱離量算出部１４で算出された脱離量Ｍhcde分の炭化水素が減算される。ここで、第一温度Ｂ1から第五温度Ｂ5までの範囲内に沸点を持つ炭化水素の吸蔵量の合計Ｑ(1)＋Ｑ(2)＋Ｑ(3)＋Ｑ(4)が脱離量算出部１４で算出された脱離量Ｍhcdeよりも大きい場合には、図８（ｂ）に示すように、第五温度Ｂ5よりも低沸点側の吸蔵量Ｑ(n)が残存する。
【００５６】
一方、合計Ｑ(1)＋Ｑ(2)＋Ｑ(3)＋Ｑ(4)が脱離量Ｍhcde未満である場合には、図８（ｃ）に示すように、第五温度Ｂ5よりも低沸点側の炭化水素が全て脱離したとみなされ、第五温度Ｂ5よりも高沸点側の吸蔵量Ｑ(n)は確保される。この場合、演算上の減算量は脱離量算出部１４で算出された脱離量Ｍhcdeよりも小さくなる。
このように、減算部１５は各温度ゾーンに吸蔵されている炭化水素の吸蔵量Ｑ(n)の低沸点側から、脱離量Ｍhcde分の炭化水素を減算し、それらの吸蔵量Ｑ(n)の合計である吸蔵量Ｑを算出する。なお、図８（ｂ），（ｃ）に示す減算後の吸蔵量Ｑ(n)の分布イメージは、実際に吸蔵触媒２上に吸蔵されている炭化水素吸蔵量をその沸点毎に分類した沸点分布を反映したものとなり、全体の面積の合計が吸蔵量Ｑに相当する。
【００５７】
吸蔵量Ｑの算定方法を一般化すると、以下の通りである。ΔＴ[sec]は吸着量Ｍhcad及び脱離量Ｍhcdeの演算周期である。なお、減算対象となる温度ゾーンの吸蔵量Ｑ(n)の合計が脱離量Ｍhcde以上である場合に、式４の左辺と右辺とが等号で結ばれる。
(吸蔵量Ｑ)≦Σ[{(吸着量Ｍhcad)−(脱離量Ｍhcde)}×ΔＴ]  …式４
【００５８】
［３−５．判定部］
判定部１６は、減算部１５で脱離量Ｍhcdeを減算した結果として得られる吸蔵量Ｑに基づき、パージ制御用のフラグのオン／オフを制御するものである。ここでは、吸蔵量Ｑが所定のしきい値ＱTH以下であるときに、パージ制御が不要であると判断されてパージ要求フラグＦ1がＦ1＝０（オフ）に設定される。一方、吸蔵量Ｑが所定のしきい値ＱTHを超えたときには、パージ要求フラグＦ1がＦ1＝１（オン）に設定される。ここで設定されたパージ要求フラグは、パージ制御部１７に参照される。
【００５９】
［３−６．パージ制御部］
パージ制御部１７は、パージ制御を実施して吸蔵触媒２に吸蔵された炭化水素を強制的に脱離除去するものである。パージ制御の開始条件を以下に列挙する。
・パージ要求フラグＦ1がＦ1＝１（オン）である。
・第二触媒温度Ｔ2が所定温度以下である。
【００６０】
・車速Ｖが所定速度以上である。
パージ制御部１７は、これらの全ての条件が成立した場合にパージ制御を開始し、吸蔵触媒２の触媒温度が再生温度ＴCに維持されるように、排気温度を調節する。なお、上記の第二触媒温度Ｔ2及び車速Ｖに係る開始条件は、パージ制御による排気温度の上昇が許容される運転状態であるか否かを判断するための条件である。
【００６１】
パージ制御での具体的な排気温度の調節手法は任意であり、例えば、エンジン１の燃焼室での燃焼反応に係る空燃比や吸入空気量，燃料噴射量，燃料噴射タイミング，ポスト噴射量等を変更することが考えられる。また、パージ制御の終了条件は、第一触媒温度Ｔ1が再生温度ＴC以上である状態が所定時間（例えば、数分間）継続することである。この終了条件は、炭化水素が吸蔵触媒２からほぼ完全に脱離浄化されたとみなせる条件とすることが好ましい。
【００６２】
パージ制御では吸蔵触媒２に吸蔵されている炭化水素が除去されるため、吸蔵量Ｑの算出が不要である。本実施形態では、パージ制御部１７がパージ制御の開始時にパージ実施フラグＦ2をＦ1＝１（オン）に設定し、推定制御部１１での推定演算を保留させている。パージ実施フラグＦ2は、パージ制御の終了時にＦ1＝０（オフ）に設定されるものとする。また、パージ制御部１７は、パージ制御の終了時には推定制御部１１での吸蔵量推定制御で積算された吸蔵量ＱをＱ＝０にリセットする。
【００６３】
［４．フローチャート］
図８は吸蔵量推定制御の一例を示すフローチャートであり、図９はパージ制御の一例を示すフローチャートである。これらのフローは同時に並行して進行しており、二種類のフラグＦ1，Ｆ2を介して制御内容の連携が図られている。なお、吸蔵量推定制御のフローの演算周期はΔＴである。
【００６４】
［４−１．吸蔵量推定制御］
吸蔵量推定制御は、推定制御部１１で実行される。ステップＡ１０では、推定制御部１１においてパージ実施フラグＦ2の状態が判定される。ここでパージ実施フラグＦ2がＦ2＝１である場合にはそのままこのフローは終了し、吸蔵量推定制御が保留される。また、パージ実施フラグＦ2がＦ2＝０になると、ステップＡ２０へ進む。
【００６５】
ステップＡ２０〜Ａ４０の制御は、吸着量算出部１２で実施される。まず、ステップＡ２０では式３に基づいてエンジン排出量Ｍhcengが算出され、ステップＡ３０では式２に基づき炭化水素流入量Ｍhcinが算出され、さらにステップＡ４０では式１に基づき吸着量Ｍhcadが算出される。
ステップＡ５０〜７０の制御は、分配部１３で実施される。ステップＡ５０では、第一触媒温度Ｔ1，第二触媒温度Ｔ2の何れか高温である一方が選択される。ここで選択された温度によって、吸着量Ｍhcadの分配対象となる温度ゾーンの下限が定められる。また、ステップＡ６０では、図６（ａ）に示すように、吸着量Ｍhcadが各温度ゾーンに分配される。そしてステップＡ７０では、図６（ｂ）に示すように、各温度ゾーンに分配された吸着量Ｍhcad(n)が、前回までの演算周期で得られた炭化水素の吸蔵量Ｑに加算される。
【００６６】
ステップＡ８０では、脱離量算出部１４において、第一触媒温度Ｔ1に基づき脱離量Ｍhcdeが算出される。続くステップＡ９０，Ａ１００は、減算部１５で実施される。ステップＡ９０では、第一触媒温度Ｔ1以上の温度ゾーンよりも低沸点側の温度ゾーンが、減算対象として定められる。つまり、第一触媒温度Ｔ1によって減算対象となるゾーンの上限が定められる。
【００６７】
ステップＡ１００では、低沸点側の温度ゾーンから沸点の低い順に脱離量Ｍhcdeが減算される。これにより、実際に吸蔵触媒２上に吸蔵されている炭化水素についての温度ゾーン毎の吸蔵量Ｑ(n)の分布が得られる。また、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、温度ゾーン毎の吸蔵量Ｑ(n)の全てを加算することで吸蔵量Ｑが算出される。
ステップＡ１１０では、判定部１６において、吸蔵量Ｑが所定のしきい値ＱTH以下であるか否かが判定される。ここでＱ≦ＱTHであるときは、そのままこのフローが終了する。また、Ｑ＞ＱTHであるときはステップＡ１２０へ進み、判定部１６でパージ要求フラグＦ1がＦ1＝１（オン）に設定される。
【００６８】
［４−２．パージ制御］
パージ制御はパージ制御部１７で実行される。まずステップＢ１０では、パージ要求フラグＦ1の状態が判定される。ここでパージ要求フラグＦ1がＦ1＝０である場合にはそのままこのフローが終了する。一方、パージ要求フラグＦ1がＦ1＝１になると、ステップＢ２０へ進む。
【００６９】
ステップＢ２０では、パージ制御の残りの開始条件が判定される。ここで、第二触媒温度Ｔ2が所定温度以下であり、かつ車速Ｖが所定速度以上であれば、パージ制御の開始条件が成立してステップＢ３０へ進む。この開始条件が不成立である場合にはそのままこのフローが終了する。
ステップＢ３０では、パージ実施フラグＦ2がＦ2＝１に設定される。このパージ実施フラグＦ2は、推定制御部１１に吸蔵量推定制御の実行を保留させるように機能する。そしてステップＢ４０では、パージ制御が実施される。これにより、吸蔵触媒２に流入する排気温度が調整され、第一触媒温度Ｔ1が再生温度ＴCに維持される。
【００７０】
ステップＢ５０では、パージ制御の終了条件が判定される。ここで、第一触媒温度Ｔ1が再生温度ＴC以上である状態が所定時間継続すると、パージ制御の終了条件が成立してステップＢ６０へ進む。また、この終了条件が不成立である場合にはステップＢ５０へ進み、終了条件が成立するまでパージ制御が継続される。
ステップＢ６０では、吸蔵量推定制御で積算された吸蔵量ＱがＱ＝０にリセットされる。続くステップＢ７０では、パージ要求フラグＦ1，パージ実施フラグＦ2がともにＦ1＝Ｆ2＝０に設定され、パージ制御が完了する。
【００７１】
［５．作用，効果］
吸蔵量推定制御では、炭化水素の吸蔵触媒２への吸着量Ｍhcadの加算時において、第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2のうち、高温である何れか一方の温度以上の温度ゾーンのみに吸着量Ｍhcadが分配される。つまり、吸蔵触媒２に流入していないはずである低沸点側の炭化水素や、吸蔵触媒２に付着しないはずである低沸点側の炭化水素を除外して吸着量を分配することができ、誤算定することがない。したがって、高沸点側の炭化水素の吸蔵量Ｑを正確に把握することができる。また、吸蔵触媒２及び酸化触媒３の触媒温度に基づく簡素な構成の制御であり、システムコストの上昇を招くことなく吸蔵量の推定精度を高めることができる。
【００７２】
なお、本実施形態では吸蔵触媒２が酸化触媒３よりも排気通路６の下流側に配置されているため、第一触媒温度Ｔ1は第二触媒温度Ｔ2よりも低めの温度になりやすく、これにより分配対象となる温度ゾーンはほぼ第一触媒温度Ｔ1よりも高温の沸点に相当する温度ゾーンとなる。したがって、低沸点側の炭化水素の吸着量を比較的小さく見積もることができる。このような制御構成も、吸着量Ｍhcad及び吸蔵量Ｑの正確な推定に寄与しているといえる。
【００７３】
また、分配部１３では、排気中の炭化水素の沸点分布に倣った分配モデルをひな形として吸蔵触媒２に吸着される種類毎の炭化水素の存在分布が推定される。つまり、図４及び図６（ａ）に示すように、吸着量Ｍhcadの分配モデルとして吸蔵触媒２に流入する排気中の炭化水素の沸点分布をひな形としたモデルを用いているため、吸蔵触媒２に吸着される炭化水素の沸点分布を正確に把握することができ、吸蔵触媒２上での炭化水素の種類とその吸蔵量Ｑとを正確に把握することができる。
【００７４】
一方、炭化水素の吸蔵触媒２からの脱離量Ｍhcdeの減算時には、第一触媒温度Ｔ1に対応する温度ゾーンよりも低沸点側の温度ゾーンのみから脱離量Ｍhcdeが減算される。したがって、本来脱離しないはずである高沸点側の炭化水素量まで減算されることがなく、高沸点側の炭化水素の吸蔵量Ｑを演算上保持することができ、吸蔵量Ｑの過小推定を抑制することができる。
【００７５】
また、減算の順序が低沸点側の炭化水素に係る吸着量から沸点の低い順となっているため、実際に吸蔵触媒２上に吸蔵されている炭化水素の吸蔵量Ｑ(n)の分布を正確に把握することができ、吸蔵量Ｑの推定精度を向上させることができる。
さらに、このような正確な吸蔵量Ｑの推定に基づいてパージ制御が実施されるため、吸蔵触媒２の劣化を防止しつつ燃費の上昇を最低限に抑えることができ、かつ、排気の浄化効率を高めることができる。
【００７６】
［６．変形例等］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述の実施形態では、炭化水素用の吸蔵層と貴金属触媒層とを有する触媒ユニットとしての吸蔵触媒２を例示したが、このような構成に代えて、吸蔵層として機能する吸蔵体のみを排気通路６に設けた構成としてもよい。つまり、貴金属触媒層は必須の要素ではない。少なくとも、排気中に含まれる炭化水素を吸着及び脱離するものであって、沸点の異なる複数の種類の炭化水素を吸着及び脱離するものであればよい。
【００７７】
また、具体的な排気系の触媒構成は上述の実施形態のものに限定されない。例えば、酸化触媒３を省略してもよいし、排気通路６上での配置を変更してもよい。酸化触媒３を省略した場合には、第二温度センサ５が不要となるほか、炭化水素流入量Ｍhcinの算定において上流側スリップ係数ＫOXIが不要となる。あるいは、吸蔵触媒２と酸化触媒３との間の排気通路６上に他の触媒やフィルタ類を介装してもよい。
【００７８】
なお、吸蔵触媒２と酸化触媒３との間に窒素酸化物吸蔵触媒を介装させた場合には、エンジン排出量Ｍhcengの算定にあたって、窒素酸化物吸蔵触媒での還元反応に供される添加剤としての炭化水素量を加味することが好ましい。例えば、図５（ｇ）に示すように、空燃比の状態に応じて空燃比補正係数ＫNOPを設定し、前述の式３の右辺にこの係数を乗算することによってエンジン排出量Ｍhcengを補正することが考えられる。このような演算により、吸蔵触媒２に流入する炭化水素量を正確に把握することが可能となり、炭化水素の吸蔵量Ｑの推定精度をより向上させることができる。
【００７９】
また、上述の実施形態では、図４及び図６に示すように、排気中に含まれる炭化水素の沸点分布モデル，吸着量Ｍhcadの分配モデルの形状を単純化したものを例示したが、これらのモデルの具体的な形態は任意である。なお、沸点分布モデルや吸着量Ｍhcadの分配モデルは、エンジン１に使用される燃料性状や排気系の構造，形状，触媒構成等に応じて適宜設定することが考えられる。また、炭化水素の沸点分布モデル，吸着量Ｍhcadの分配モデルは予め実験等によって設定されたモデルを用いてもよいし、燃料性状や機関運転状況等を検出するセンサを設け、それらセンサの情報から随時設定、変更されるモデルとしてもよい。
【００８０】
また、上述の実施形態の吸蔵量の推定演算における炭化水素の種類の分類とは、沸点に基づく分類であるが、これに代えて炭素数に基づく分類をしてもよいし、分子構造に基づく分類としてもよい。すなわち、沸点に相関する物理量に基づく分類をすることが考えられる。少なくとも沸点に相関する物理量を用いて吸蔵触媒２に吸蔵している炭化水素の吸蔵量Ｑを分類すれば、上述の実施形態と同様の制御を実施することができ、吸蔵量の推定精度を向上させることができる。
【００８１】
また、上述の実施形態では、吸蔵触媒２及び酸化触媒３のそれぞれの下流側に設けられた第一温度センサ４及び第二温度センサ５で第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2が検出されているが、これらの第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2を把握するための手法はこれに限定されない。例えば、何らかの排気性状に基づいて第一触媒温度Ｔ1及び第二触媒温度Ｔ2を推定する手法を用いてもよいし、一方の触媒温度から他方の触媒温度を推定してもよい。
【００８２】
また、上述の実施形態では、エンジン１の駆動軸のトルクの検出にトルクセンサ２５を用いたものを例示したが、エンジントルクの算定手法はこれに限定されることはなく、例えば筒内燃焼圧力を検出する燃焼圧センサを用いてもよいし、あるいは図示しないエンジンＥＣＵで演算されたトルク推定値を利用してもよい。
なお、開示の内燃機関の排気浄化装置は、ディーゼルエンジン及びガソリンエンジンの双方に適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  エンジン（内燃機関）
２  吸蔵触媒（吸蔵体）
３  酸化触媒
４  第一温度センサ（第一触媒温度検出手段）
５  第二温度センサ（第二触媒温度検出手段）
６  排気通路
７  吸気通路
１０  制御装置
１１  推定制御部
１２  吸着量算出部（第一算出手段）
１３  分配部（第一算出手段）
１４  脱離量算出部（第二算出手段）
１５  減算部（第二算出手段）
１６  判定部
１７  パージ制御部（制御手段）
２１  エンジン回転数センサ
２２  エンジン冷却水温センサ
２３  リニア空燃比センサ
２４  吸気温度センサ
２５  トルクセンサ
２６  車速センサ
【図１】
2011163208.tif 000003
【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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