(57)【要約】【課題】三元触媒の暖機完了前の状態において、三元触媒への水分の流入または排気の温度の低下をより確実に抑制し、内燃機関における三元触媒の暖機性をより効率的に向上させる技術を提供する。【解決手段】内燃機関１の排気中に含まれる水蒸気としての水分は吸水剤１６によって吸水し、内燃機関１の排気管６を流れる液状の水分は凹部１７によって捕捉する。これにより、暖機前の三元触媒１５に到達する水分をより確実に減少させるとともに吸水剤１６の熱容量を小さくし、排気の温度低下を抑制する。【選択図】図１
2008261263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、
前記排気通路における前記三元触媒の上流側に設けられ、前記排気通路を通過する排気中の水蒸気および／またはミスト状の水分を吸収する吸水部材と、
前記排気通路における前記吸水部材の上流側に設けられ、該排気通路の壁面を流れる液状の水分を捕捉して貯留する凹状の貯留部と、
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】
前記排気通路における前記三元触媒の下流側に設けられ、前記排気通路における排気中の水蒸気および／またはミスト状の水分を吸収する第２吸水部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記三元触媒の暖機遅延の程度である暖機遅延量を構成する要素において、
前記吸水部材における吸水量が前記吸水部材の吸水限界量を越えることによって、前記吸水部材から放出された水分が前記三元触媒に流入することに起因する、前記三元触媒の暖機遅延量の要素である、水分起因暖機遅延量と、
前記排気通路を通過する排気が前記吸水部材を通過する際に前記排気の温度が低下して前記三元触媒の温度が低下することに起因する、前記三元触媒の暖機遅延量の要素である、低温起因暖機遅延量と、
の合計の暖機遅延量が略最低となるように、前記吸水部材の容量が定められることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記吸水部材は、前記排気通路における軸方向から見た断面の略全体に亘って設けられ、
前記吸水部材の前記軸方向の厚みは、前記断面における中心部から周辺部に向かうほど薄くなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記吸水部材は、前記排気通路における軸方向から見た断面の略全体に亘って設けられ、
前記軸方向から見た前記断面の中心近傍における前記吸水部材の厚みは、前記三元触媒における前記中心近傍での前記合計の暖機遅延量が略最低となる厚みに定められ、前記吸水部材の厚みは前記断面における周辺部に向かうほど薄くなることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記貯留部に貯留した水分の量が所定水分量に達したことを検出する水分量検出手段と、
前記貯留部に貯留された水分を加熱して蒸発させるヒータと、
をさらに備え、
前記水分量検出手段によって前記貯留部に貯留された水分量が前記所定水分量に達したことが検出された場合には、前記ヒータによって前記貯留部に貯留された水分を加熱して蒸発させることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記吸水部材が前記排気通路に侵入し前記排気通路を通過する排気が前記吸水部材を通過する第１の位置と、前記吸水部材が前記排気通路から退避し前記排気が前記吸水部材を通過しない第２の位置と、の間で前記吸水部材の位置を切換え可能な切換手段をさらに備え、
前記内燃機関の冷間時において前記吸水部材に前記排気通路を通過する排気中の水分を吸収させるときには、前記切換手段によって前記吸水部材の位置を前記第１の位置とし、
前記排気通路を通過する排気の温度上昇に伴う、前記冷間時に前記吸水部材に吸収された水分の前記吸水部材からの脱離が完了した後に、前記切換手段によって前記吸水部材の位置を前記第２の位置とすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記内燃機関の燃料噴射量を所定量増加することによって前記内燃機関から排出される排気の温度を低下させるＯＴ増量制御を実行するＯＴ増量制御手段をさらに備え、
前記吸水部材に前記内燃機関の冷間時において吸収された水分が前記吸水部材から脱離している状態において、前記ＯＴ増量制御手段による前記ＯＴ増量制御が行なわれる場合には、前記ＯＴ増量制御において増加される燃料噴射量を前記所定量より減少させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに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】
本発明は内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関から排出される排気中の有害成分（例えば、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯx）の
規制が強化されるに伴い、排気中の有害成分を排気浄化触媒によって浄化する技術が提案されている。ここで、排気浄化触媒としては、代表的なものにＮＯxの還元と、ＨＣ，Ｃ
Ｏの酸化処理を同時に処理する三元触媒がある。この三元触媒は、活性温度以上に昇温した状態で上記の排気浄化能力を有するので、内燃機関の冷間始動時において、この三元触媒を早期に活性化させることが重要な課題となる。
【０００３】
一方、内燃機関からの排気中には、燃料の燃焼の結果生じた水分が含まれていることが分かっている。また、前回の内燃機関の停止時以降、内燃機関の排気系に残存する排気が冷却することによって凝縮水が発生することもある。
【０００４】
この、排気中に含まれる水分が三元触媒に流入すると、三元触媒における排気中の有害成分の酸化還元反応を妨げることにより、三元触媒の排気浄化能力を低下させる場合がある。また、凝縮水などの液状の水分が三元触媒に導入されると、三元触媒の排気浄化能力を低下させるとともに三元触媒の昇温及び活性化の妨げになる場合がある。
【０００５】
これに対し、内燃機関の排ガス通路におけるＮＯx吸蔵還元型触媒の上流側に吸水部材
を配置し、内燃機関の始動時には配管中の結露水を吸水部材に吸水させ、始動後に吸収した結露水が蒸発し、水蒸気となってＮＯx吸蔵還元型触媒に流入することとし、ＮＯx吸蔵還元型触媒のＮＯx吸蔵剤の移動や流出を抑制し、ＮＯx吸蔵能の低下を防止する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００６】
また、排ガス中の凝縮水を水分除去装置で除去し、触媒が短期間に劣化することを防止する技術（特許文献２参照。）や、エンジン起動時に炭化水素を浄化するプリ触媒の上流側の排気通路に、液状水が衝突する衝突板と衝突板に捕捉され落下した水分を保持する凹部を設け、排気中に生じた液状水分を保持する技術（特許文献３参照。）などが公知である。
【０００７】
しかし、上記の技術においては、内燃機関の排気中の液状の水分を捕捉し、あるいは、水蒸気を冷却して液状の水分として排出する開示があるものの、水蒸気と、液状の水分とを区別せずに捕捉するために、吸水部材の処理容量を大きくする必要があった。そうすると、吸水部材の熱容量に起因する排気温度の低下を招き、結果として排気浄化触媒の暖機を妨げてしまうおそれがあった。
【特許文献１】特開２００４−１４３９４０号公報
【特許文献２】特開平１０−３１１２１５号公報
【特許文献３】特開平５−６５８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的とするところは、三元触媒の暖機完了前の状態において、三元触媒への水分の流入または排気の温度の低下をより確実に抑制し、内燃機関における三元触媒の暖機性をより効率的に向上させる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気中に含まれる水蒸気またはミストとしての水分を吸水部材によって吸水し、内燃機関の排気通路を流れる液状の水分は別の部材によって捕捉することによって、暖機前の三元触媒に到達する水分をより確実に減少させるとともに吸水部材の熱容量を小さく抑えたことを最大の特徴とする。
【００１０】
より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられた三元触媒と、
前記排気通路における前記三元触媒の上流側に設けられ、前記排気通路を通過する排気中の水蒸気および／またはミスト状の水分を吸収する吸水部材と、
前記排気通路における前記吸水部材の上流側に設けられ、該排気通路の壁面を流れる液状の水分を捕捉して貯留する凹状の貯留部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで前述のように、排気通路中に発生する水分には、内燃機関における燃料の燃焼時に発生し、排気中に含まれる水蒸気またはミストとしての水分と、前回の内燃機関の停止後に排気通路に残存していた排気が冷却されることによって、あるいは、上記の水蒸気が低温の排気管に触れることによって発生し排気通路を流れる液状の水分とがある。
【００１２】
そして、吸水部材によって、上記の水蒸気またはミストとしての水分と、液体として排気通路を流れる水分の両方を確実に吸収するためには、吸水部材の容量を大きくする必要がある。そうすると、内燃機関からの排気が吸水部材を通過した際にその熱容量によって温度が低下してしまう場合がある。また、吸水部材の容量を抑えた場合には、排気中の水蒸気またはミストとしての水分と液体として排気通路を流れる水分との合計の水分量が多い場合には、両方を吸水部材に吸収しきれず、吸収されなかった水分が三元触媒に流入してしまう場合がある。
【００１３】
上記のいずれの場合にも、下流側の三元触媒の温度の上昇を妨げることとなり、三元触媒の暖機性を低下させてしまうおそれがあった。また、水分が三元触媒に流入した場合には、三元触媒における触媒反応が阻害されるので、三元触媒の暖機前におけるエミッションをより悪化させてしまうおそれがあった。
【００１４】
そこで、本発明においては、排気通路における三元触媒の上流側に水蒸気またはミストとしての水分を吸収する吸水部材を設け、さらにその上流側に排気通路中を流れる液状の水分を捕捉する凹状の貯留部を設けることにした。そうすれば、吸水部材は排気中に水蒸気またはミストとして含まれる水分のみを吸収すればよいので、その容量を小さくすることができる。その結果、排気が吸水部材を通過する際の排気の温度の低下を抑制でき、三元触媒の暖機性を向上させることができる。
【００１５】
また、吸水部材が液状の水分を吸収してしまい吸収した水分量が吸水部材の容量を超えることを抑制することができ、容量オーバーで吸水部材から放出された水分が三元触媒に流入することを抑制できる。その結果、より確実に三元触媒の暖機性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、上記の発明においては、吸水部材の容量を小さく抑えることができるので、三元触媒の暖機完了後において、吸水部材に吸収されている水分を脱離させることを容易化することができる。そうすると、１トリップ（内燃機関の始動から停止まで）の間に吸水部材への水分の吸収と脱離を完了させることができ、排気温度を上昇させて吸水部材の水分を脱離させるなどの特別な制御を必要としなくなる。
【００１７】
また、本発明においては、前記排気通路における前記三元触媒の下流側に設けられ、前
記排気通路における排気中の水蒸気および／またはミスト状の水分を吸収する第２吸水部材をさらに備えるようにしてもよい。
【００１８】
すなわち、内燃機関が停止した際には、排気通路における三元触媒の下流側にも、高温の排気が滞留している。その後、滞留している排気が冷却された場合に、水蒸気またはミスト状の水分を含んだ排気が再度排気通路の上流側に引き込まれて逆流する場合がある。そして、その際には、排気中の水蒸気またはミスト状の水分が三元触媒に下流側から逆流して導入され、次回の内燃機関の始動時において三元触媒の暖機性を低下させるおそれがある。
【００１９】
そこで、本発明においては、排気通路における三元触媒の下流側に、排気中の水蒸気および／またはミスト状の水分を吸収する第２吸水部材を備えることとした。そうすれば、内燃機関の停止後に排気通路における下流側から三元触媒に水分が導入されることを抑制でき、次回の内燃機関の始動時における三元触媒の暖機性をより確実に向上させることができる。
【００２０】
また、本発明においては、前記三元触媒の暖機遅延の程度である暖機遅延量を構成する要素において、
前記吸水部材における吸水量が前記吸水部材の吸水限界量を越えることによって、前記吸水部材から放出された水分が前記三元触媒に流入することに起因する、前記三元触媒の暖機遅延量の要素である、水分起因暖機遅延量と、
前記排気通路を通過する排気が前記吸水部材を通過する際に前記排気の温度が低下して前記三元触媒の温度が低下することに起因する、前記三元触媒の暖機遅延量の要素である、低温起因暖機遅延量と、
の合計の暖機遅延量が略最低となるように、前記吸水部材の容量が定められるようにしてもよい。
【００２１】
すなわち、吸水部材の容量が三元触媒の暖機性に与える影響には大きく分けて２種類ある。一つは、吸水部材の容量が少な過ぎる場合に生じる影響である。これは、吸水部材の水分の吸収量が吸水部材の吸水容量である吸水限界量を越えることによって、吸水部材に吸収されなかった水分が吸水部材から放出され、この水分が三元触媒に流入することに起因する。この水分が三元触媒に流入すると、触媒反応が阻害されるとともに水分にエネルギが奪われてしまうので、三元触媒の暖機性が低下する。本発明ではこのことによる暖機の遅延の量を水分起因暖機遅延量とする。なお、ここで暖機の遅延量は例えば遅延時間としてもよいが、三元触媒から奪われるエネルギなど、他の物理量で定義してもよい。
【００２２】
もう一つの影響は、吸水部材の容量が大き過ぎる際に生じる影響である。これは、吸水部材の熱容量が大きくなることによって、吸水部材を通過した排気の温度が低下することに起因する。すなわち、三元触媒に流入する排気の温度が低下することによって、三元触媒の暖機性が低下する。本発明ではこれを低温起因暖機遅延量とする。
【００２３】
そして、実際の三元触媒の暖機の遅延量は、水分起因暖機遅延量と低温起因暖機遅延量の合計によって評価することができる。従って、本発明においては、吸水部材の容量は、水分起因暖機遅延量と低温起因暖機遅延量の合計が最小になるように決定されてもよい。
【００２４】
具体的には、吸水部材の容量から、内燃機関の始動後の経過時間と吸水部材から放出される水分量との関係が求められるので、この吸水部材から放出される水分量から、三元触媒の温度低下量を導出することにより、水分起因暖機遅延量（時間）を導出してもよい。また、吸水部材の容量から、内燃機関の始動後の経過時間と内燃機関の排気の温度との関係が求められるので、この排気の温度から、低温起因暖機遅延量（時間）を導出してもよ
い。そして、二つの暖機遅延量（時間）の和が最小になるように、吸水部材の容量を定めてもよい。
【００２５】
そうすれば、暖機遅延量が最も小さい最適な吸水部材の容量を定めることができ、より確実に三元触媒の暖機性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明においては、前記吸水部材は、前記排気通路における軸方向から見た断面の略全体に亘って設けられ、前記吸水部材の前記軸方向の厚みは、前記断面における中心部から周辺部に向かうほど薄くなるようにしてもよい。
【００２７】
すなわち、本発明の吸水部材の厚みは、排気通路の中心部付近において厚くして、周辺に向かうにつれて薄くしてもよい。そうすれば、三元触媒の中心部に流入する水分量をより少なくすることができ、中心部において三元触媒をまず活性化することができる。そうすると、三元触媒において触媒反応が自動的に周辺部にまで広がる性質によって、三元触媒全体に触媒反応を生じさせることができる。
【００２８】
その際、吸水部材の中心部から排出される排気は、周辺部から排出される排気より熱容量による温度低下量が多くなるが、元来、排気通路において、中心部を通過する排気の温度は周辺部を通過する排気の温度より高い傾向があるので、そのことは問題とならない。
【００２９】
そうすれば、三元触媒の中心部を重点的に暖機し、三元触媒の中心部より触媒反応を周辺部に広げることができるので、より効率よく三元触媒の全体を活性化させることができる。その結果、三元触媒の暖機性をより効率的に向上させることができる。また、より小さい容量の吸水部材によって、三元触媒の充分な暖機性を確保することができる。
【００３０】
また、本発明においては、前記吸水部材は、前記排気通路における軸方向から見た断面の略全体に亘って設けられ、前記軸方向から見た前記断面の中心近傍における前記吸水部材の厚みは、前記三元触媒における前記中心近傍での前記合計の暖機遅延量が略最低となる厚みに定められ、前記吸水部材の厚みは前記断面における周辺部に向かうほど薄くなるようにしてもよい。
【００３１】
すなわち、吸水部材における、排気通路の軸方向から見た中心の近傍において吸水部材の容量を最適化する。これにより、三元触媒の中心部をより効率的に活性化させることができる。そして、三元触媒の中心部が活性化された後は、触媒反応を三元触媒の全体に拡大する。これによれば、より効率的に三元触媒の全体を活性化させることができる。
【００３２】
また、本発明においては、前記貯留部に貯留した水分の量が所定水分量に達したことを検出する水分量検出手段と、前記貯留部に貯留された水分を加熱して蒸発させるヒータと、をさらに備え、前記水分量検出手段によって前記貯留部に貯留された水分量が前記所定水分量に達したことが検出された場合には、前記ヒータによって前記貯留部に貯留された水分を加熱して蒸発させるようにしてもよい。
【００３３】
ここで、内燃機関の運転中に貯留部に過剰に多くの水分が貯留された場合には、内燃機関の停止後、次回の内燃機関の始動時まで貯留部内に多くの水分が残ってしまい、次回の内燃機関の始動時において液状の水分を充分に捕捉できないおそれがある。そうすると、次回の内燃機関の始動時において液状の水分が貯留部を溢れて吸水部材に吸水されるおそれがあった。結果として、吸水部材の吸水能力が低下して、吸水部材に吸収されなかった水分が吸水部材から放出されることによって三元触媒の暖機性が低下するおそれがあった。
【００３４】
そこで、本発明においては、貯留部に貯留した水分が所定水分量に達したことを検出する水分量検出手段を備えるようにし、水分量検出手段によって貯留部に所定水分量以上の水分が貯留したことが検出された場合には、ヒータに通電して貯留部に貯留した水分を蒸発させることとした。
【００３５】
これによれば、内燃機関の停止時において既に貯留部に水分が過剰に貯留されており、内燃機関の始動後に発生する凝縮水などの液状の水分を好適に捕捉できなくなることを抑制できる。その結果、より確実に三元触媒の暖機性を向上することができる。
【００３６】
ここで所定水分量とは、内燃機関の稼動中に貯留部にこれ以上の水分が貯留された場合には、内燃機関その状態で停止すると、次回の内燃機関の始動時において凝縮水を捕捉しきれなくなるおそれが生じると判断される閾値としての貯留量であり、予め実験などによって求めてもよい。
【００３７】
また、本発明においては、前記吸水部材が前記排気通路に侵入し前記排気通路の排気が前記吸水部材を通過する第１の位置と、前記吸水部材が前記排気通路から退避し前記排気が前記吸水部材を通過しない第２の位置と、の間で前記吸水部材の位置を切換え可能な切換手段をさらに備え、前記内燃機関の冷間時において前記吸水部材に前記排気通路を通過する排気中の水分を吸収させるときには、前記切換手段によって前記吸水部材の位置を前記第１の位置とし、前記排気通路を通過する排気の温度上昇に伴って、前記冷間時に前記吸水部材に吸収された水分の前記吸水部材からの脱離が完了した後に、前記切換手段によって前記吸水部材の位置を前記第２の位置とするようにしてもよい。
【００３８】
すなわち、本発明においては、吸水部材を排気通路内で有効に作用させる第１の位置と、排気通路からの退避位置である第２の位置の間で切換え可能とした。そうすれば、内燃機関の冷間時においては、吸水部材を第１の位置とすることによって三元触媒の暖機を促進させることができる。また、内燃機関の排気温度が上昇し、冷間時に吸水部材が吸収した水分の、吸水部材からの脱離が完了した後には、吸水部材を第２の位置として、吸水部材内を高温の排気がそれ以上通過することを抑制することができる。そうすれば、吸水部材の熱劣化を抑制できるとともに、吸水部材が排気通路中に侵入していることによる背圧の増加を抑制することができる。
【００３９】
また、本発明においては、前記内燃機関の燃料噴射量を所定量増加することによって前記内燃機関から排出される排気の温度を低下させるＯＴ増量制御を実行するＯＴ増量制御手段をさらに備え、前記内燃機関の冷間時に吸水部材に吸収された水分が前記吸水部材から脱離している状態において、前記ＯＴ増量制御手段による前記ＯＴ増量制御が行なわれる場合には、前記ＯＴ増量制御において増加される燃料噴射量を前記所定量より減少させるようにしてもよい。
【００４０】
ここで、内燃機関において排気浄化装置の過剰な温度上昇を抑制するためにＯＴ増量制御を実施する場合がある。このＯＴ増量制御は、内燃機関における燃焼時の燃料噴射量を要求出力の確保のために必要な量に対して所定量増加させ、この余剰の燃料が高熱に曝されて分解し、低分子量化する際のエネルギ消費を利用して排気の温度を低下させる制御である。このＯＴ増量制御によって排気浄化装置の過剰な温度上昇を抑制することができる。
【００４１】
一方、吸水部材に吸水された水分が吸水部材から脱離している状態では、前述のように、三元触媒における触媒反応が阻害されて三元触媒の温度が相対的に低くなる。すなわち、この状態においては、ＯＴ増量制御における燃料噴射量を前記所定量から減量しても、吸水部材からの水分の脱離の効果で三元触媒の温度の上昇を抑制することができ、三元触
媒のＯＴを抑制することができる。従って、本発明においては、吸水部材に吸収された水分が吸水部材から脱離している状態においてＯＴ増量制御が行なわれる場合には、ＯＴ増量制御において増加される燃料噴射量を前記所定量より減量するようにした。
【００４２】
そうすれば、ＯＴ増量制御における燃料噴射量の増加を抑制することができ、内燃機関におけるＯＴ増量制御中の燃費及びエミッションを向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明にあっては、三元触媒の暖機完了前の状態において、三元触媒への水分の流入または排気の温度の低下をより確実に抑制し、内燃機関における三元触媒の暖機性をより効率的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００４６】
図１に示す内燃機関１は、吸入行程、圧縮行程、爆発行程（膨張行程）及び排気行程の４サイクルを繰り返して出力を得る。内燃機関１は、その内部に気筒２を形成する。気筒２で発生する燃料の爆発力は、ピストン３及びコンロッド４を介してクランクシャフト（図示略）の回転力に変換される。また、気筒２には、吸気管５の最下流部をなす吸気ポート１１と、排気通路としての排気管６の最上流部をなす排気ポート８とが接続されている。吸気ポート１１と気筒２との境界は吸気弁１２によって開閉される。また、排気ポート８と気筒２との境界は排気弁９によって開閉される。
【００４７】
また、内燃機関１は、吸気ポート１１に燃焼用の燃料を噴射する燃料噴射弁１０を備えている。燃料噴射弁１０は、高圧ポンプ（図示略）等によって加圧された燃料を、吸気ポート１１内に適宜の量、適宜のタイミングで直接に噴射供給する電磁駆動式開閉弁である。また、内燃機関１には、点火栓１３が設けられている。燃料噴射弁１０から噴射され、吸気ポート１１から気筒２内に導かれた燃料は気筒２内で混合気を形成し、点火栓１３における放電を契機として着火される。
【００４８】
図１において、排気管６は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気管６の途中には、排気の空燃比が理論空燃比近傍の状態でＮＯxの還元と、ＨＣ，ＣＯの
酸化処理を同時に処理する三元触媒１５が設けられている。
【００４９】
また、内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。このＥＣＵ２０は、図示しないクランクポジションセンサ、水温センサ等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。ＥＣＵ２０は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁１０、点火栓１３を電気的に制御する。
【００５０】
ここで、内燃機関１では、気筒２内における燃焼の際に発生した排気が排気管６へと排出される。その際、排気中には、燃焼の際に発生した水分が水蒸気の形で含まれている。この水蒸気の中にはそのまま水蒸気の形で排気管６内を通過するものもある。しかし、特に冷間時においては、その一部が、排気管６の低温の壁面に触れることにより、液状の水分として排気管中を流れる場合がある。
【００５１】
特に、図１に示すように、気筒２に接続された排気管６は、排気ポート８から三元触媒１５に向けて下方に傾斜した構造になっている場合が多いので、液状の水分が三元触媒１５に向けて流動することが考えられる。また、前回の内燃機関１の停止時に排気管６に残存していた高温の排気がその後冷却され、排気管６において凝縮水が発生する場合がある。その場合も凝縮水は排気管６中を三元触媒１５に向けて流動すると考えられる。
【００５２】
それに対し、排気管６中に吸水剤を設けることによって、水分の三元触媒１５への流入を抑制することが考えられるが、上記のように水蒸気として排気管６を通過する水分と、排気管６の壁面を液体として流れる水分の両方を、三元触媒１５の上流側に設けた吸水剤に吸収させた場合には、吸水剤の容量をある程度以上大きくする必要があった。そうすると、吸水剤の熱容量が大きくなるので、冷間時において排気が吸水剤を通過する際に冷却されてしまい、三元触媒１５の効率的な暖機を妨げてしまうことが考えられた。
【００５３】
そこで、本実施例においては、排気管６における三元触媒１５の上流側に、水蒸気として排気管６を通過する水分を吸収する吸水部材として吸水剤１６を設けた。また、吸水剤１６の上流側の排気管６の底部に、排気管６の壁面を流れる液状の水分を捕捉し貯留する貯留部としての凹部１７を設けた。このように、水蒸気として排気管６を通過する水分と、液体として排気管６の壁面を流れる水分とを別々の部材によって排気から除去することとした。
【００５４】
これにより、吸水剤１６に吸収される水分の絶対量を減少させることができるので、吸水剤１６の容量を小さく抑えることができる。その結果、吸水剤１６の熱容量を低減することができ、内燃機関１の冷間時において排気か吸水剤１６で冷却されてしまうことを抑制できる。その結果、三元触媒１５の暖機性を向上させることができる。なお、上記において、吸水剤１６には、水蒸気として排気管６を通過する水分を吸収させることとしているが、排気中にはミスト状の水分を含む場合もあるので、そのような場合には、ミスト状の水分をも、吸水剤１６に吸収させてもよい。
【００５５】
次に、上記で説明した吸水剤１６の容量を決定する際の考え方について説明する。吸水剤１６の容量が三元触媒１５の暖機性に与える影響には大きく分けて２種類ある。一つは、吸水剤１６の容量が小さい場合に、吸水剤１６の吸水容量を超えて通過する水蒸気が、吸水剤１６に吸収されずに通過し、三元触媒１５に流入してしまうことによる影響である。この現象によって水蒸気が三元触媒１５に流入すると、この水蒸気にエネルギが奪われることと、水蒸気によって触媒反応が阻害されることによって、三元触媒１５の暖機性が低下する。なお、上記の吸水容量は本実施例において吸水限界量に相当する。
【００５６】
もう一つは、吸水剤１６の容量が大きい場合に、前述のように熱容量に起因して吸水剤１６を通過した排気の温度が低下することによる影響である。このことによっても三元触媒１５の温度が上昇しづらくなり暖機性が低下する。
【００５７】
本実施例においては上記２つの要因による、三元触媒１５の暖機完了時間の遅れを推定し、合計の遅れ時間が最低となるように吸水剤１６の容量を決めることとしている。図２には、吸水剤１６の容量と、上述の２つの要因の各々に起因する暖機完了時間の遅れ及び、その合計の遅れとの関係について示す。図２において、水分素通りによる暖機遅れは、前者の要因による暖機遅れであり水分起因暖機遅延量に相当する。また、排気温低下による暖機遅れは、後者の要因による暖機遅れであり低温起因暖機遅延量に相当する。
【００５８】
本実施例においては、上述の２つの要因に起因する暖機完了時間の遅れの合計を最も小さくすることができる暖機遅れ最小容量を導出し、吸水剤１６の容量がこの暖機遅れ最小
容量となるようにした。このように、本実施例においては、吸水剤１６の容量を最適化しているために、より確実に三元触媒１５の暖機性を向上させることができる。
【００５９】
もっとも、吸水剤１６の容量は必ずしも、暖機遅れ最小容量とする必要はない。吸水剤１６と凹部１７とを併用しないシステムにおいて必要とされる吸水剤１６の容量より小さくすれば、本発明の効果を所定程度奏することが可能である。
【００６０】
次に、図３を用いて、本実施例における吸水剤及び凹部の他の応用例について説明する。
【００６１】
まず、第１の応用例は、図３（ａ）に示すように、排気管６における三元触媒１５の上流側に吸水剤１６を設けるとともに下流側にも第２吸水部材としての吸水剤２６を設ける例である。
【００６２】
ここで、内燃機関１が停止した際には、排気管６における三元触媒１５の下流側にも高温の排気が滞留している。内燃機関１の停止後に排気管６が冷却された場合には、排気管６における三元触媒１５の下流側に滞留している排気が冷却されてミスト状の水分を含むようになる場合がある。また、排気管６が冷却された場合には、排気管６中に滞留している排気が内燃機関１側に逆流する場合がある。そうすると、ミスト状の水分を含んだ排気が再度三元触媒１５に導入され、次回の内燃機関１の始動時において三元触媒１５の暖機性を低下させるおそれがある。
【００６３】
そこで、第１の応用例では、図３（ａ）に示すように、排気管６における三元触媒１５の下流側に第２の吸水剤２６を備えることとした。そうすれば、内燃機関１の停止後に三元触媒１５に下流側からミスト状の水分が導入されることを抑制でき、次回の内燃機関１の始動時における三元触媒１５の暖機性をより確実に向上させることができる。
【００６４】
また、２番目の応用例は、図３（ｂ）に示すように、吸水剤１６の厚みを排気管６の中央部で最も厚くし、排気管６の周辺部に向かうに従って薄くするものである。ここで、吸水剤１６のうち、排気管６の中央部における厚みは、排気管６における中央部近傍のみに着目した場合に、その容量が暖機遅れ最小容量となるように定められている。そして、排気管６の周辺部に向かうにつれて厚みが薄くされる。
【００６５】
そうすれば、排気管６おける中央部近傍において、三元触媒１５の暖機性を最も向上するので、三元触媒１５の中央部を最も早く活性化させることができる。そうすると、三元触媒１５の中央部から触媒反応が周辺部に伝達され、三元触媒１５の周辺部も比較的早期に活性化させることができる。
【００６６】
この応用例においては、三元触媒１５の全体を一様に暖機するのではなく、中央部を優先的に活性化させ、触媒反応の伝達を利用して、三元触媒１５の全体の暖機を行う。これによれば、吸水剤１６の全体の容量をより少なくしつつ、三元触媒１５の早期暖機を確保することができるので、装置のコストダウンを促進することができる。
【００６７】
なお、この応用例において吸水剤１６の中央部における厚みは、必ずしも中央部近傍における容量が暖機遅れ最小容量となるように定められる必要はない。吸水剤１６の厚みを排気管６の中央部で最も厚くし、排気管６の周辺部に向かうに従って薄くようにすれば、程度の差はあれ、吸水剤１６の全体の容量をより少なくしつつ、三元触媒１５の早期暖機を確保できるという効果を期待することができる。
【００６８】
次に、図３（ｃ）に示した応用例について説明する。この例は、凹部１７に過剰に水分
が貯留されたままとならないようにする例である。ここで、内燃機関１の停止時において凹部１７に過剰に水分が貯留されていた場合について考える。このような場合には、内燃機関１の停止後または次回の始動時に発生した凝縮水が凹部１７にさらに流れ込むことが予想される。その場合、凝縮水の全てを凹部１７で捕捉することが不可能となり、結果として吸水剤１６に吸収される場合がある。そうすると、吸水剤１６の水蒸気に対する吸水容量が低下し、結果として次回の冷間始動時において三元触媒１５に多量の水蒸気が導入されてしまうおそれがある。
【００６９】
そこで、この応用例においては、凹部１７内に限界貯留量以上の水分が貯留されたことを検出する水面レベルセンサ１７ｂと、凹部１７を加熱するヒータ１７ａとを備え、水面レベルセンサ１７ｂによって、凹部１７内に限界貯留量以上の水分が貯留されたことが検出された場合には、ヒータ１７ａに通電して凹部１７を加熱し、凹部１７内の水分を蒸発させることとした。
【００７０】
そうすれば、内燃機関１の稼動中に凹部１７に限界貯留量以上の水分が貯留されることを抑制することができ、内燃機関１の停止後または次回の始動時において凝縮水が凹部１７から溢れることを抑制できる。
【００７１】
ここで限界貯留量とは、凹部１７にこれ以上の水分が貯留している状態で内燃機関１が停止した場合には、停止後または次回の始動時に排気管６において発生した凝縮水が凹部１７に流れこんだときに、水分が凹部１７から溢れ出るおそれがあると判断される閾値としての貯留量であって予め実験などによって定められる。この限界貯留量は本実施例において所定水分量に相当する。また、水面レベルセンサ１７ｂは、本実施例において水分量検出手段に相当する。
【実施例２】
【００７２】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例においては、吸水剤が排気通路中に侵入し排気が吸水剤を通過する状態と、吸水剤が排気通路から退避し排気が吸水剤を通過しない状態とを切換可能とし、三元触媒の暖機後において、吸水剤からの水蒸気の脱離が終了した後には、吸水剤を排気通路から退避させるようにした例について説明する。なお、本実施例においては、吸水剤１６に対する切換手段としての位置変更機構を有している点が、実施例１と異なっている。それ以外の点については、図１に示した内燃機関及び吸排気系、制御系の概略と同等である。
【００７３】
ここで、内燃機関１の排気管６に備えられた三元触媒１５の上流側に吸水剤１６を配置した場合は、内燃機関１の暖機後には排気の温度が上昇するために、運転状態によっては吸水剤１６が熱劣化するおそれがあった。また、内燃機関１の暖機後においても吸水剤１６を排気管６中に侵入させたままだと、排気管６における背圧の上昇を招き、内燃機関１の運転性能に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【００７４】
そこで、本実施例においては、図４に示すように、吸水剤１６の位置変更機構３６を設けることとした。具体的には、吸水剤１６を排気管６から退避可能な退避部３６ａと、吸水剤１６を回転軸３６ｂの周りに回転させて退避部３６ａに退避させる退避用モータ３６ｃを備えることとした。この退避用モータ３６ｃは、ＥＣＵ２０からの指令信号に基づいて回転して吸水剤１６を作動位置と退避位置との間で移動させる。
【００７５】
また、本実施例では、三元触媒１５の温度を検出する触媒温度センサ１８と、吸水剤１６の温度を検出する吸水剤温度センサ１６ａを備えることとした。この触媒温度センサ１８と、吸水剤温度センサ１６ａは、電気的にＥＣＵ２０と接続されており、三元触媒１５と吸水剤１６の温度をＥＣＵ２０に読込み可能となっている。
【００７６】
そして、本実施例においては、内燃機関１の冷間始動時においては、吸水剤１６は作動位置とされており、内燃機関１からの排気に含まれる水蒸気を吸収する。そして、三元触媒１５の暖機完了後であって、吸水剤１６に吸収された水分の排気熱による脱離が完了した時点で、退避用モータ３６ｃを作動させて吸水剤１６を退避部３６ａに退避させ、退避位置とする。
【００７７】
そうすれば、三元触媒１５の暖機が終了するまでは、吸水剤１６を作動位置とすることで、排気中の水蒸気が三元触媒１５に流入することを抑制できるとともに、三元触媒１５の暖機が完了して且つ吸水剤１６からの水分の脱離が完了した後には、吸水剤１６を退避部３６ａに退避させ、排気が吸水剤１６を通過しないようにできる。
【００７８】
その結果、冷間時においては三元触媒１５の暖機を促進するとともに、三元触媒１５の暖機完了後は吸水剤１６の熱劣化及び、排気管６における背圧の上昇を抑制することができる。なお、本実施例において、作動位置は第１の位置に相当し、退避位置は第２の位置に相当する。
【００７９】
図５には、本実施例における吸水剤位置制御ルーチンについてのフローチャートを示す。本ルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているプログラムであり、内燃機関１の電源ＯＮ時には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【００８０】
本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１において内燃機関１の稼働中か否かが判定される。具体的には、内燃機関１の稼働中にＯＮされるフラグの値をＥＣＵ２０に読み込むことによって判定してもよいし、燃料噴射弁１０または点火栓１３の駆動信号を読み込むことによって判定してもよい。ここで、内燃機関１が稼動中でないと判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、内燃機関１が稼働中であると判定された場合には、Ｓ１０２に進む。
【００８１】
Ｓ１０２においては、三元触媒１５の暖機が完了したか否かが判定される。具体的には、触媒温度センサ１８の出力をＥＣＵ２０に読み込み、三元触媒１５の温度が活性温度以上かどうかによって判定してもよい。ここで、三元触媒１５の暖機が完了していないと判定された場合にはＳ１０３に進む。一方、三元触媒１５の暖機が完了していると判定された場合には、Ｓ１０５に進む。
【００８２】
Ｓ１０３においては、吸水剤１６が作動位置となっているかどうかが判定される。具体的には、退避用モータ３６ｃをステップモータによって構成し、過去の入力ステップ数履歴によって判定してもよいし、図示しないエンコーダなどの吸水剤位置センサの出力によって判定してもよい。ここで、吸水剤１６が作動位置になっていると判定された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、吸水剤１６が作動位置となっておらず退避位置になっていると判定された場合には、Ｓ１０４に進む。
【００８３】
Ｓ１０４においては、退避用モータ３６ｃを駆動させ、吸水剤１６を作動位置とする。Ｓ１０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００８４】
Ｓ１０５においては、吸水剤１６からの水分の脱離が完了したかどうかが判定される。具体的には、吸水剤１６に設けられた吸水剤温度センサ１６ａの出力をＥＣＵ２０に読み込み、吸水剤１６の温度が予め定められた水分脱離完了温度以上かどうかを判定してもよい。この水分脱離完了温度は、吸水剤１６からの水分の脱離が生じる温度にマージンを加算した温度であり、予め実験的に求められる。ここで、吸水剤１６の水分の脱離が完了していないと判定された場合には、Ｓ１０３に進む。一方、吸水剤１６の水分の脱離が完了
していると判定された場合には、Ｓ１０６に進む。
【００８５】
Ｓ１０６においては、吸水剤１６が作動位置になっているかどうかが判定される。具体的な処理の内容はＳ１０３における処理と同等である。ここで、吸水剤１６が作動位置となっておらず退避位置になっていると判定された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、吸水剤１６が作動位置になっていると判定された場合には、Ｓ１０７に進む。
【００８６】
Ｓ１０７においては、退避用モータ３６ｃを駆動させ、吸水剤１６を退避部３６ａに退避させることにより退避位置とする。Ｓ１０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
以上、説明したように、本実施例においては、三元触媒１５の暖機が終了するまでは、吸水剤１６を作動位置とするので、三元触媒１５への水蒸気の導入を抑制でき三元触媒１５の暖機を促進することができる。また、三元触媒１５の暖機が終了し、吸水剤１６からの水分の脱離が完了した後に、吸水剤１６を退避位置とするので、吸水剤１６が高温の排気に曝されて熱劣化することを抑制できるとともに、排気管６における背圧の上昇を抑制し、内燃機関１の運転性能への悪影響を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施例においては、吸水剤１６に冷間時に吸収された水分の吸水剤１６からの脱離が終了してから吸水剤１６を退避位置とするので、次回に吸水剤１６を作動位置にした際の吸水能力を充分に確保することができる。
【００８９】
さらに、排気管６が暖機されていくにつれ、凹部１７に溜まった水分が蒸発し始めるが、本実施例においては、吸水剤１６に冷間時に吸収された水分の、吸収剤１６から脱離が完了した後に、速やかに吸水剤１６を退避位置とするので、凹部１７から蒸発した水分が新たに吸水剤１６に吸収されてしまうことを抑制できる。
【実施例３】
【００９０】
次に、本発明における実施例３について説明する。本実施例においては、実施例２で説明したように、吸水剤１６を作動位置と退避位置との間で移動させる場合において、吸水剤１６からの水分の脱離が完了しておらず吸水剤１６が作動位置となっている期間中に、排気の温度を低下させるために噴射燃料量を増量するＯＴ増量制御を行なう場合には、吸水剤１６からの水分の脱離がない期間中と比較して噴射燃料量の増量幅を少なくする例について説明する。なお、本実施例における内燃機関１と、その吸排気系及び制御系の構成については、図１及び図４に示したものと同等である。
【００９１】
ここで、内燃機関１においては、三元触媒１５の暖機の完了後であって高負荷高回転数の運転状態が続いた場合などには、排気の温度が高温となるために三元触媒１５の温度が過剰に高温となって熱劣化の危険性が生じる場合がある。そして、そのような場合には、内燃機関１の燃料噴射弁１０からの噴射燃料量を運転状態に応じて増量し、過剰な燃料を低分子量成分に分解する過程で排気のエネルギを消費させることによって、排気の温度を低下させる所謂ＯＴ増量制御が行なわれることがある。
【００９２】
一方、このＯＴ増量制御が行なわれる際には、前述のように噴射燃料量を増量するために燃費やエミッションの観点からは不利となる場合があるので、燃料噴射量の増量幅は出来る限り少なくしたいという要求があった。
【００９３】
それに対し、実施例２で説明したような、吸水剤１６からの水分の脱離が完了するまでは吸水剤１６を作動位置とし、吸水剤１６からの水分の脱離が完了した後に吸水剤１６を退避位置とする制御においては、吸水剤１６が作動位置となっている期間中は吸水剤１６
から水分の脱離が継続しているので、三元触媒１５の温度が低下すると考えられる。従って、本実施例では、この期間中にＯＴ増量制御を行なう場合には、噴射燃料量の増量幅を小さくすることとした。
【００９４】
そうすれば、ＯＴ増量制御において必要以上に燃料噴射量が増量されることを抑制でき、燃費とエミッションの悪化を抑制することができる。
【００９５】
図６には、本実施例における吸水剤位置制御ルーチン２についてのフローチャートを示す。本ルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているプログラムであり、内燃機関１の電源ＯＮ時には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【００９６】
本ルーチンと、実施例２で説明した吸水剤位置制御ルーチンとの相違点は、Ｓ１０５の処理の後に、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理が実行される場合がある点である。以下、本ルーチンと吸水剤位置制御ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００９７】
本ルーチンのＳ１０５の処理において、吸水剤１６からの水分の脱離が完了していないと判定された場合には、Ｓ２０１に進む。
【００９８】
Ｓ２０１においては、ＯＴ増量実施条件が成立しているかどうかが判定される。すなわち、内燃機関１の図示しないクランクポジションセンサ及びアクセルポジションセンサから、内燃機関１の負荷及び回転数が検出され、この運転状態が、予めＯＴ増量制御を実施するように定められた運転状態の範囲に属しているかどうかが判定される。Ｓ２０１において、ＯＴ増量実施条件が成立していないと判定された場合にはＳ１０３に進む。一方、ＯＴ増量実施条件が成立していると判定された場合にはＳ２０２に進む。
【００９９】
Ｓ２０２においては、吸水剤１６の水分の脱離が完了しているか否かが再度判定される。ここで、吸水剤１６の水分の脱離が完了していると判定された場合には、Ｓ１０６に進む。一方、吸水剤の水分の脱離が完了していないと判定された場合には、Ｓ２０３に進む。
【０１００】
Ｓ２０３においては、吸水剤１６の温度から、ＯＴ増量制御における燃料噴射量の増量幅の減少量を導出する。具体的には、まず、吸水剤１６の温度を吸水剤温度センサ１６ａで検出する。そして、検出された吸水剤１６の温度と、ＯＴ増量制御における燃料噴射量の増量幅の減少量との関係が格納されたマップから、検出された吸水剤１６の温度に対応する燃料増量幅の減少量の値を導出する。Ｓ２０３の処理が終了するとＳ２０１の処理の前に戻り、Ｓ２０２において吸水剤１６からの水分の脱離が完了したと判定されるまで、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理が繰り返し実行される。
【０１０１】
以上、説明したように、本実施例においては、吸水剤１６が作動位置となっており、吸水剤１６からの水分の脱離が完了していない状態。すなわち、吸水剤１６からの水分の脱離によって三元触媒１５の温度が低下し得る状態においては、ＯＴ増量制御における燃料の増量幅を減少させることとした。このように、本発明とＯＴ増量制御とを組み合わせることによって、ＯＴ増量制御における燃料の増量幅を低下させることができ、ＯＴ増量制御の実行中における燃費とエミッションとを向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施例によれば、ＯＴ増量制御による排気温度の低下が抑えられるため、吸水剤１６からの水分の脱離をより早期に完了させることができる。
【０１０３】
なお、本実施例において、ＯＴ増量制御自体は、別のルーチンを用いてＥＣＵ２０によって実行される。従って、ＥＣＵ２０は本実施例においてＯＴ増量制御手段に相当する。
また、本実施例のＳ２０３における、ＯＴ増量制御における燃料噴射量の増量幅（減少させる前）は、所定量に相当する。
【０１０４】
また、本実施例においては、吸水剤１６が作動位置となっており、吸水剤１６からの水分の脱離が完了していない状態においては、ＯＴ増量制御における燃料の増量幅を減少させることとした。しかし、この状態においては、ＯＴ増量制御を禁止するようにしてもかまわない。ＯＴ増量制御における燃料の増量幅を減少させるか、ＯＴ増量制御を禁止するかは、吸水剤１６からの水分の脱離に起因する、三元触媒１５の温度低下の程度によって選択してもよい。
【実施例４】
【０１０５】
次に、本発明における実施例４について説明する。本実施例においては、実施例１から実施例３で説明した内燃機関及びその吸排気系、制御系において、吸水剤からの水分の脱離が完了していない状態においては、可変動弁機構によって吸排気弁の作動タイミングを変更する（または変更を解除する）ことにより、排気温度を上昇させ、吸水剤からの水分の脱離を促進する例について説明する。
【０１０６】
ここでは、実施例２で説明した構成を例にとって説明する。また、本実施例においては、図１において、吸気弁１２及び排気弁９には、図示しない可変動弁機構（以下、ＶＶＴと略す場合がある。）が備えられ、吸気弁１２及び排気弁９の開閉タイミングを変更可能となっている。そして、このＶＶＴを作動させることによって、内燃機関１の運転状態に応じて吸気弁１２及び排気弁９の開閉タイミングを最適に進角制御して、トルクの向上を図り、運転性能の向上を図っている。
【０１０７】
本実施例においても、冷間時に吸水剤１６に吸収された水分は、排気の温度上昇とともに吸水剤１６から脱離する。そして、吸水剤１６からの水分の脱離の完了が検出された後、速やかに吸水剤１６が作動位置から退避位置に移動する制御が行なわれる。ここにおいて、吸水剤１６からの水分の脱離が遅くなるほど、排気管６における背圧の上昇によって内燃機関１の運転性能に影響が及ぶ可能性が高まる。従って、吸水剤１６からの水分の脱離を可及的早期に完了させ、可及的早期に吸水剤１６を退避位置に移動させることが望ましい。
【０１０８】
また、内燃機関１の停止後における吸水剤１６の吸水能力を確保するために、吸水剤１６内の水分は、車輌の１トリップ（１回の内燃機関１の始動から停止までの行程）内に確実に脱離を完了させることが望ましい。
【０１０９】
そこで、本実施例においては、吸水剤１６からの水分の脱離が継続している期間中は、ＶＶＴの作動を停止させて内燃機関１のトルクを減少させる。そして、トルクの減少に応じて、機関出力を得るために内燃機関１の回転数が上昇することを利用して、排気の温度を上昇させることとした。
【０１１０】
そうすれば、吸水剤１６からの水分の脱離が継続している期間中は排気の温度を上昇させることができ、吸水剤１６からの水分の脱離をより早く完了させることができる。
【０１１１】
図７には、本実施例における吸水剤位置制御ルーチン３についてのフローチャートを示す。本ルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されているプログラムであり、内燃機関１の電源ＯＮ時には所定期間毎に実行されるルーチンである。
【０１１２】
本ルーチンと、実施例２で説明した吸水剤位置制御ルーチンとの相違点は、Ｓ１０５の処理の後に、Ｓ３０１〜Ｓ３０４の処理が実行される場合がある点である。以下、本ルー
チンと吸水剤位置制御ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【０１１３】
本ルーチンにおいては、Ｓ１０５において、吸水剤１６の水分の脱離が未だ完了していないと判定された場合にはＳ３０１に進む。一方、吸水剤１６の水分の脱離が完了したと判定された場合には、吸水剤位置制御ルーチンと同様、Ｓ１０６に進む。
【０１１４】
Ｓ３０１においては、ＶＶＴ進角制御を停止しＶＶＴによる進角量を零とする。これによって、内燃機関１におけるトルクを低下させ、それに応じて回転数を上昇させる。Ｓ３０１の処理が終了するとＳ３０２に進む。
【０１１５】
Ｓ３０２においては、再度吸水剤１６の水分の脱離が完了したか否かが判定される。ここで水分の脱離が完了していないと判定された場合には、Ｓ３０３に進む。一方、水分の脱離が完了していると判定された場合には、Ｓ３０４に進む。
【０１１６】
Ｓ３０３においては、カウンタ処理によって所定の時間待ち処理が行なわれる。この処理が終了し、所定時間の時間待ちが終了するとＳ３０２の処理の前に戻る。そして、Ｓ３０２において吸水剤１６の水分の脱離が完了したと判定されるまで、Ｓ３０２とＳ３０３の処理が繰り返し実行される。
【０１１７】
Ｓ３０３において水分の脱離が完了していると判定された場合には、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０４においては、ＶＶＴ進角制御を再開することによって、内燃機関１の回転数を相対的に下降させて排気温度を低下させる。Ｓ３０４の処理が終了するとＳ１０６に進む。
【０１１８】
以上、説明したとおり、本実施例においては、吸水剤１６における水分の脱離が完了していない期間中は、ＶＶＴ進角制御を停止して回転数を上昇させ、排気の温度を上昇させるようにする。これにより、吸水剤１６における水分の脱離を促進し、早期に吸水剤１６を排気管６から退避させることができる。
【０１１９】
そうすれば、内燃機関１の排気管６における背圧を可及的早期に低減できるとともに、内燃機関１が何時停止しても、吸水剤１６からの水分の脱離を完了させておくことができ、次回の始動時に排気管６内に流入する水蒸気をより確実に吸水剤１６に吸収させることができる。
【０１２０】
なお、本実施例においては、内燃機関１がＶＶＴを備えている例について説明したが、例えば、内燃機関１が可変吸気システムを備えている場合には、吸水剤１６における水分の脱離が完了していない期間中は、可変吸気システムをトルクが出ない側に制御することで回転数を上昇させ、排気温度を上昇させるようにしてもよい。また、その他の、排気温度を上昇させることができる制御を利用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る吸水剤の容量と、三元触媒の暖機遅れとの関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例１に係る吸水剤及び、凹部の態様の応用例を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る吸水剤及び三元触媒周辺の詳細図である。
【図５】本発明の実施例２に係る吸水剤位置制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例３に係る吸水剤位置制御ルーチン２を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例４に係る吸水剤位置制御ルーチン３を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２２】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・ピストン
４・・・コンロッド
５・・・吸気管
６・・・排気管
８・・・排気ポート
９・・・排気弁
１０・・・燃料噴射弁
１１・・・吸気ポート
１２・・・吸気弁
１３・・・点火栓
１５・・・三元触媒
１６、２６・・・吸水剤
１６ａ・・・吸水剤温度センサ
１７・・・凹部
１７ａ・・・ヒータ
１７ｂ・・・水面レベルセンサ
１８・・・触媒温度センサ
２０・・・ＥＣＵ
３６・・・位置変更機構
３６ａ・・・退避部
３６ｂ・・・回転軸
３６ｃ・・・退避用モータ
【図１】
2008261263.tif 000003
【図２】
2008261263.tif 000004
【図３】
2008261263.tif 000005
【図４】
2008261263.tif 000006
【図５】
2008261263.tif 000007
【図６】
2008261263.tif 000008
【図７】
2008261263.tif 000009