(57)【要約】【課題】捕集容器内に保持されている排気ガスの捕集量に応じて排気ガスの捕集や排出に関する各種の操作を適切に制御することが可能な内燃機関の排気処理方法を提供する。【解決手段】内燃機関１の排気通路４に接続された捕集容器１１に排気通路４から排気ガスを捕集して保持する内燃機関１の排気処理方法において、捕集容器１１内における排気ガスの捕集量に相関する圧力、排気ガスの流量等の物理量に基づいて捕集量を推定する。その捕集量の推定結果に基づいて、捕集容器１１への排気ガスの捕集操作及び捕集容器１１からの排気ガスの排出操作のうち、少なくともいずれか一方の操作を制御する。【選択図】　　　図１
2004108243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に接続された捕集容器に前記排気通路から排気ガスを捕集して保持する内燃機関の排気処理方法において、
前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する工程と、
前記捕集量の推定結果に基づいて、前記捕集容器への排気ガスの捕集操作及び前記捕集容器からの排気ガスの排出操作のうち、少なくともいずれか一方の操作を制御する工程と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気処理方法。
【請求項２】
前記捕集量の推定結果に基づいて前記捕集量が所定の限界量に達したか否かを判別し、前記限界量に達したと判別した場合に前記排気通路から前記捕集容器への排気ガスの捕集を禁止する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の排気処理方法。
【請求項３】
前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後に次のサイクルの排気ガスの捕集が開始されるとき、前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記限界量が大きくなるように、前記残存状態の判別結果に基づいて前記限界量を変化させることを特徴とする請求項１に記載の排気処理方法。
【請求項４】
前記捕集容器に互いに区分された複数の収容部を設け、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部を、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成することにより、前記排気ガスの捕集に実際に使用される前記捕集容器の有効容量を調整可能とし、前記捕集量の推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御して前記有効容量を変化させることを特徴とする請求項１に記載の排気処理方法。
【請求項５】
前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後に次のサイクルの排気ガスの捕集が開始されるとき、前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記有効容量が大きくなるように、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御することを特徴とする請求項４に記載の排気処理方法。
【請求項６】
前記捕集量の増加に対応して前記有効容量が大きくなるように前記捕集量の推定結果に基づいて前記選択的収容部の前記受入れの可否を切替制御することを特徴とする請求項４に記載の排気処理方法。
【請求項７】
内燃機関の排気通路に接続され、前記排気通路から捕集される排気ガスを保持可能な捕集容器と、
前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する捕集量推定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気捕集装置。
【請求項８】
前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記捕集容器への排気ガスの捕集操作及び前記捕集容器からの排気ガスの排出操作のうち、少なくともいずれか一方の操作を制御する捕集管理手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載の排気捕集装置。
【請求項９】
前記捕集管理手段は、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記捕集量が所定の限界量に達したか否かを判別し、前記限界量に達したと判別した場合に前記排気通路から前記捕集容器への排気ガスの捕集を禁止する処理を実行することを特徴とする請求項８に記載の排気捕集装置。
【請求項１０】
前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後も前記捕集量推定手段の推定結果を保持する推定結果保持手段を備え、前記捕集管理手段は、前記捕集容器への排気ガスの捕集の開始時に、前記推定結果保持手段が保持している前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記限界量が大きくなるように、前記残存状態の判別結果に基づいて前記限界量を変化させることを特徴とする請求項９に記載の排気捕集装置。
【請求項１１】
前記捕集容器には互いに区分された複数の収容部が設けられ、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部が、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成されることにより、前記排気ガスの捕集に実際に使用される前記捕集容器の有効容量が調整可能とされ、
前記捕集管理手段は、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御して前記有効容量を変化させることを特徴とする請求項８に記載の排気捕集装置。
【請求項１２】
前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後も前記捕集量推定手段の推定結果を保持する推定結果保持手段を備え、前記捕集管理手段は、前記捕集容器への排気ガスの捕集の開始時に、前記推定結果保持手段が保持している前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記有効容量が大きくなるように、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御することを特徴とする請求項１１に記載の排気捕集装置。
【請求項１３】
前記捕集管理手段は、前記捕集量の増加に対応して前記有効容量が大きくなるように前記捕集量推定手段の推定結果に基づいて前記選択的収容部の前記受入れの可否を切替制御することを特徴とする請求項１１に記載の排気捕集装置。
【請求項１４】
内燃機関の排気通路に接続され、前記排気通路から捕集した排気ガスを保持可能な捕集容器を備え、その捕集容器には互いに区分された複数の収容部が設けられ、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部が、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成されていることを特徴とする内燃機関の排気捕集装置。
【請求項１５】
前記選択的収容部の前記受入れの可否の切替えにより、所定の優先順位に従って前記複数の収容部のそれぞれに対する排気ガスの捕集順序が制御されることを特徴とする請求項１４に記載の排気捕集装置。
【請求項１６】
前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する捕集量推定手段と、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御することにより、前記複数の収容部のそれぞれに対する排気ガスの捕集順序を所定の優先順位に従って制御する捕集管理手段とを備えたことを特徴とする請求項１４に記載の排気捕集装置。
【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ガスを排気通路から取り込んで保持するための排気処理方法及びその方法に使用する排気捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の冷間始動時に排出されるＮＯｘをゼオライト触媒にて捕捉し、そのゼオライト触媒がＮＯｘを放出する際には、ゼオライト触媒を通過した排気ガスの全量を捕集容器に捕集し、その捕集した排気ガスはＥＧＲガスとして吸気通路に還流させる排気捕集装置が知られている（特許文献１又は２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７０５３９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４７２２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の排気捕集装置では、捕集容器内に保持されている排気ガスの量を把握していないので種々の不都合がある。例えば、排気ガスを捕集する際には、どの程度の量の排気ガスを捕集してよいかが判らないので、排気ガスを入れ過ぎて捕集容器が破損したり、捕集容器に十分余裕があるにも拘わらず捕集が打ち切られて捕集装置による有害物質の放出抑制効果を十分に発揮させることができないおそれがある。捕集容器内に保持された排気ガスを吸気通路に戻す場合にも、次回の捕集に備えて捕集容器が大気圧レベル又はそれ以下になるまで排気ガスを排出することが望ましいが、排気ガスの捕集量が把握されていないために捕集容器内に相当量の排気ガスが残存している状態で排気ガスの還流が打ち切られることがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、捕集容器内に保持されている排気ガスの量に応じて排気ガスの捕集や排出に関する各種の操作を適切に制御することを可能とした内燃機関の排気処理方法及びその方法を実現するための排気捕集装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の排気処理方法は、内燃機関の排気通路に接続された捕集容器に前記排気通路から排気ガスを捕集して保持する内燃機関の排気処理方法において、前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する工程と、前記捕集量の推定結果に基づいて、前記捕集容器への排気ガスの捕集操作及び前記捕集容器からの排気ガスの排出操作のうち、少なくともいずれか一方の操作を制御する工程とを備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の排気処理方法によれば、捕集容器内における排気ガスの捕集量を推定しているので、その推定結果に応じて捕集容器への排気ガスの捕集操作や排出操作を適切に制御して、捕集容器への排気ガスの入れ過ぎや、捕集容器からの排気ガスの不十分な排出による排気ガスの望ましくない残存等の不都合を防止することができる。なお、本発明において、捕集量に相関する物理量は、捕集容器内における排気ガスの量の変化に相関して変化する関係を有するものであればよく、例えば捕集容器内の圧力、捕集容器へ捕集され、又は捕集容器から排出される排気ガスの流量を物理量として用いることができる。これらの他にも、内燃機関への吸入空気量や、排気通路から捕集装置へ排気ガスを捕集するために、又は捕集装置から排気ガスを排出するために操作される弁手段の開放時間、開度、デューティー比等を物理量として用いることができる。
【０００８】
また、本発明において、捕集量の推定は、上述した物理量から実際の捕集量を演算する概念に限定されず、上述した各種の物理量を利用して捕集量に関する何らかの予想を行う限りはその範囲に含まれる。従って、例えば捕集量に換算可能な圧力等の物理量をそのまま利用して捕集量が限界に達したか否かを判別する場合のように、形式的には捕集量とは異なる物理量が使用されていても実質的に捕集量についての判断等が行われている場合には、捕集量が推定されているものと解されなければならない。
【０００９】
本発明の排気処理方法においては、前記捕集量の推定結果に基づいて前記捕集量が所定の限界量に達したか否かを判別し、前記限界量に達したと判別した場合に前記排気通路から前記捕集容器への排気ガスの捕集を禁止する処理を実行してもよい（請求項２）。このような処理を行えば、捕集容器に対する排気ガスの入れ過ぎを防止することができる。
【００１０】
本発明の排気処理方法においては、前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後に次のサイクルの排気ガスの捕集が開始されるとき、前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記限界量が大きくなるように、前記残存状態の判別結果に基づいて前記限界量を変化させてもよい（請求項３）。このように限界量を変化させることにより、次のような作用効果が得られる。
【００１１】
前回のサイクルにおいて排気ガスが捕集容器から十分に排出されなかった場合、限界量が一定であれば次回のサイクルにおいて捕集容器に捕集可能な排気ガスの量は排気ガスの残存量の影響を受けて少なくなる。そのような場合に一時的に限界量を大きく設定すれば、排気ガスの捕集量を十分に確保して排気ガスの捕集による有害物質の放出抑制効果を十分に発揮させることができる。他方、捕集容器内に殆ど残らない程度まで排気ガスが排出されているときは次回の捕集時の捕集時の限界量が小さく設定される。従って、限界量を排気ガスの残存を考慮した大きな値に固定する場合と比較して、捕集容器の強度や耐久性に関する要求が緩やかになる。つまり、捕集容器による捕集が必要となるのは排気通路の触媒が本来の浄化性能を発揮できない例外的な期間であり、内燃機関の運転中において捕集容器から排気ガスを排出できる期間は十分に確保でき、捕集容器に相当量所排気ガスが残存するのは、排気ガスの捕集中や排出中に内燃機関が停止された場合のような例外的ケースと考えられる。従って、限界量が頻繁に大きい値に設定されることを想定して捕集容器を設計する必要はなく、例外的なケースにおいて通常よりも多い量の捕集に耐え得るように捕集容器を設計すればよい。このため、捕集容器に要求される強度や耐久性もそれだけ低くなり、捕集容器の設計自由度が高まる。なお、限界量は、残存量の大小によって二段階又はそれ以上の多段階に切り替えられてもよいし、残存量が増加するほど限界量も大きくなるように残存量に応じて限界量を連続的に変化させてもよい。「残存量が少ないとき」の概念には、残存量が実質的にゼロの場合も含まれる。
【００１２】
本発明の排気処理方法においては、前記捕集容器に互いに区分された複数の収容部を設け、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部を、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成することにより、前記排気ガスの捕集に実際に使用される前記捕集容器の有効容量を調整可能とし、前記捕集量の推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御して前記有効容量を変化させてもよい（請求項４）。
【００１３】
この場合には、捕集量の推定結果に応じて捕集容器の有効容量を変化させることにより、捕集量が多いときは選択的収容部に排気ガスを導いて捕集容器の捕集量を増加させ、捕集量が少ないときは少なくとも一つの選択的収容部を排気ガスの捕集には使用しない、といったように複数の収容部を適宜に使い分けて排気ガスを捕集することができる。各収容部に予め優先順位を設け、優先順位の低いものを選択的収容部として構成して、優先順位が高い収容部から順に排気ガスを導くこともできる。その優先順位は様々な観点から定めてよい。なお、「互いに区分された」の用語は、弁手段を開く等の意図的な接続操作をしない限り、排気ガスの自由な流通ができないように収容部同士が気密に仕切られている状態を意味する。
【００１４】
例えば、容量が大きな収容部から順に排気ガスの捕集に使用する等、各収容部の容量に関連付けて優先順位を定めてもよい。収容部は車両の各部に分散して設けられてもよい。その場合には、車室から遠い収容部ほど優先順位が高くなるように、車室から各収容部への距離に関連付けて優先順位を定めてもよい。この場合には収容部から排気ガスが漏れたときに、その排気ガスが車室へ侵入するおそれを低減できる利点がある。また、排気通路から遠い収容部ほど優先順位が高くなるように、排気通路から各収容部への距離に関連付けて優先順位を定めてもよい。この場合には排気通路から遠い収容部に優先して排気ガスが捕集されるので、捕集容器にて保持される排気ガスの冷却効果を高められる利点がある。
【００１５】
さらに、車両の衝突安全性と関連付けて各収容部の優先順位を定めてもよい。すなわち、衝突によって破損するおそれの低い収容部ほど優先順位が高くなるように優先順位を定めてもよい。このようにすれば、捕集容器に排気ガスが残っている状態で車両が衝突したときに収容部が破損して排気ガスが漏れ出すおそれを低減できる利点がある。
【００１６】
なお、本願明細書において、有効容量の用語は、複数の収容部のそれぞれの容量の合計値として与えられる捕集容器の総容量に対して、排気ガスの受入れが不可能な状態に切替えられている収容部を除外し、排気ガスの捕集に実際に使用できる収容部のみの容量を合計した容量を示すために使用されるものである。
【００１７】
本発明の排気処理方法においては、前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後に次のサイクルの排気ガスの捕集が開始されるとき、前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記有効容量が大きくなるように、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御してもよい（請求項５）。
【００１８】
この場合には、前回のサイクルにおける排気ガスの残存量が多いとき捕集容器の有効容量が増加して、捕集容器により大量の排気ガスを捕集できるようになる。従って、前回のサイクルにおける排気ガスが残存しているときでも排気ガスの捕集量を十分に確保して排気ガスの捕集による有害物質の放出抑制効果を十分に発揮させることができる。有効容量を増加させて排気ガスの捕集量を増やしているので、捕集容器の内部圧力の過度の上昇を防止できる利点もある。なお、有効容量は排気ガスの残存量の大小によって二段階又はそれ以上の多段階に切り替えられてもよいし、残存量が増加するほど有効容量も大きくなるように残存量に応じて有効容量を連続的に変化させてもよい。「残存量が少ないとき」の概念には、残存量が実質的にゼロの場合も含まれる。
【００１９】
本発明の排気処理方法においては、前記捕集量の増加に対応して前記有効容量が大きくなるように前記捕集量の推定結果に基づいて前記選択的収容部の前記受入れの可否を切替制御してもよい（請求項６）。この場合には、捕集量が増加すると選択的収容部における排気ガスの受入れが許容されてより大量の排気ガスの捕集に対応できるようになる。
【００２０】
本発明の第１の排気捕集装置は、内燃機関の排気通路に接続され、前記排気通路から捕集される排気ガスを保持可能な捕集容器と、前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する捕集量推定手段とを備えることにより、上述した課題を解決する（請求項７）。
【００２１】
この排気捕集装置によれば、捕集容器内における排気ガスの捕集量を推定することができるので、その推定結果に応じて捕集容器への排気ガスの捕集操作や排出操作を適切に制御することにより、本発明の排気処理方法を実現することができる。
【００２２】
本発明の第１の排気捕集装置は、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記捕集容器への排気ガスの捕集操作及び前記捕集容器からの排気ガスの排出操作のうち、少なくともいずれか一方の操作を制御する捕集管理手段を備えたものであってもよい（請求項８）。この排気捕集装置によれば、本発明の排気処理方法を実現することができる。
【００２３】
さらに、本発明の第１の排気捕集装置は、上述した本発明の排気処理方法の好ましい態様を実現するために、次のような態様を含むことができる。
【００２４】
前記捕集管理手段は、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて前記捕集量が所定の限界量に達したか否かを判別し、前記限界量に達したと判別した場合に前記排気通路から前記捕集容器への排気ガスの捕集を禁止する処理を実行してもよい（請求項９）。
【００２５】
前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後も前記捕集量推定手段の推定結果を保持する推定結果保持手段をさらに備えてもよい。その場合、前記捕集管理手段は、前記捕集容器への排気ガスの捕集の開始時に、前記推定結果保持手段が保持している前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記限界量が大きくなるように、前記残存状態の判別結果に基づいて前記限界量を変化させてもよい（請求項１０）。
【００２６】
本発明の第１の排気捕集装置において、前記捕集容器には互いに区分された複数の収容部が設けられ、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部が、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成されることにより、前記排気ガスの捕集に実際に使用される前記捕集容器の有効容量が調整可能とされ、前記捕集管理手段は、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御して前記有効容量を変化させてもよい（請求項１１）。
【００２７】
本発明の第１の排気捕集装置においては、前記捕集容器への排気ガスの捕集から排出に至るサイクルが終了し、又は中断された後も前記捕集量推定手段の推定結果を保持する推定結果保持手段を備え、前記捕集管理手段は、前記捕集容器への排気ガスの捕集の開始時に、前記推定結果保持手段が保持している前回のサイクルの前記推定結果を参照して前記捕集容器内の前記排気ガスの残存状態を判別し、前記排気ガスの残存量が多いときは少ないときよりも前記有効容量が大きくなるように、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御してもよい（請求項１２）。
【００２８】
前記捕集管理手段は、前記捕集量の増加に対応して前記有効容量が大きくなるように前記捕集量推定手段の推定結果に基づいて前記選択的収容部の前記受入れの可否を切替制御してもよい（請求項１３）。
【００２９】
本発明の第２の排気捕集装置は、内燃機関の排気通路に接続され、前記排気通路から捕集した排気ガスを保持可能な捕集容器を備え、その捕集容器には互いに区分された複数の収容部が設けられ、前記複数の収容部のうち少なくとも一つの収容部が、前記排気通路から前記捕集容器に向かって取り込まれる排気ガスの受入れの可否を切替可能な選択的収容部として構成されることにより、上述した課題を解決する（請求項１４）。
【００３０】
この排気捕集装置によれば、選択的収容部における排気ガスの受入れの可否を切替えることにより、排気ガスの捕集に実際に使用できる捕集容器の有効容量を増減させることができる。従って、上述した本発明の排気処理方法において、捕集量の推定結果に応じて捕集容器の有効容量を変化させる場合に、これを実現するための装置として好適に利用することができる。
【００３１】
本発明の第２の排気捕集装置において、前記選択的収容部の前記受入れの可否の切替えにより、所定の優先順位に従って前記複数の収容部のそれぞれに対する排気ガスの捕集順序が制御されてもよい（請求項１７）。優先順位については、上述したように、各収容部の容量、車室から各収容部への距離、排気通路から各収容部への距離、車両の衝突安全性等の様々な観点から定めることができる。
【００３２】
本発明の第２の排気捕集装置においては、前記捕集容器内における排気ガスの捕集量に相関する物理量に基づいて前記捕集量を推定する捕集量推定手段と、前記捕集量推定手段による推定結果に基づいて、前記選択的収容部における前記排気ガスの受入れの可否を切替制御することにより、前記複数の収容部のそれぞれに対する排気ガスの捕集順序を所定の優先順位に従って制御する捕集管理手段とを備えてもよい（請求項１８）。この場合には、排気ガスの捕集量の推定結果に応じて各収容部への排気ガスの捕集順序を切替えることにより、本発明の排気処理方法の一態様を実現することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の排気捕集装置及びその捕集装置が組み込まれた内燃機関を示す。図１において、内燃機関１は４つのシリンダ２…２が直列に配置された車両用の４気筒ガソリンエンジンとして構成されている。周知のように、内燃機関１には吸気通路３及び排気通路４が接続され、吸気通路３には吸気濾過用のエアフィルタ５、吸気量調整用のスロットルバルブ６が、排気通路４には排気浄化用の触媒７がそれぞれ設けられている。触媒７には例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒が利用される。内燃機関１には各シリンダ２に対応してインジェクタ（燃料噴射弁）８…８が設けられている。インジェクタ８は吸気通路３に燃料を噴射するように設けられてもよいし、シリンダ２内に燃料を噴射するように設けられてもよい。内燃機関１は火花点火式又は自着火式のいずれでもよい。
【００３４】
内燃機関１の運転状態はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９により制御される。ＥＣＵ９は、例えばマイクロプロセッサ及びその主記憶装置として機能するＲＯＭ、ＲＡＭ等を組み合わせたコンピュータとして構成され、そのＲＯＭに記憶されたプログラムに従って内燃機関１の運転状態の制御に必要な各種の制御を実行する。例えば、ＥＣＵ９は、吸気通路３のエアフローメータが検出する吸入空気量や排気通路４のＯ２センサが算出する排気中の酸素濃度等を参照して所定の空燃比で内燃機関１が運転されるようにインジェクタ８からの燃料噴射量を制御する。その他にも水温センサやスロットル開度センサ等の出力がＥＣＵ９にて参照されるが、それらのセンサの図示は省略した。
【００３５】
内燃機関１の始動時の有害物質の排出量を削減するため、内燃機関１は排気捕集装置１０Ａを備えている。排気捕集装置１０Ａは、排気ガスを蓄えるための捕集容器１１と、その捕集容器１１と排気通路４とを接続して排気通路４から排気ガスを取り出して捕集容器１１へ捕集するための排気ガス取り出し通路１２と、捕集容器１１から排気ガスを内燃機関１側に還流させるための排気ガス導入通路１３と、排気ガス取り出し通路１２と吸気通路３との接続位置に設けられた第１の弁手段としての切替弁１４と、排気ガス導入通路１３を開閉する第２の弁手段としての開閉弁１５とを備えている。
【００３６】
排気ガス取り出し通路１２は触媒７よりも下流側において排気通路４から分岐する。切替弁１４は、触媒７を通過した排気ガスを矢印Ａで示すように切替弁１４よりも排気通路４のさらに下流側に通過させる排気放出位置と、排気ガスを矢印Ｂで示したように排気ガス取り出し通路１２に導く排気捕集位置との間で切り替え可能である。排気捕集位置において、切替弁１４は排気ガスの全量を排気ガス取り出し通路１２に導いてもよいし、排気通路４の下流側への一部の排気ガスの通過を許容し、残りの排気ガスを排気ガス取り出し通路１２に導いてもよい。触媒７よりも上流側に切替弁１４が設けられ、触媒７を通過する前の排気ガスを捕集容器１１へ捕集するようにしてもよい。
【００３７】
捕集容器１１は単一の収容部１６を備えている。収容部２０は、内燃機関１の冷間始動時において、触媒７が所定の活性化温度に暖機されるまで切替弁１４を排気捕集位置に保持した場合に排気ガス取り出し通路１２に導かれる排気ガスの総量（以下、この値を要求捕集量と呼ぶことがある。）を十分に保持できる容量を備えている。収容部２０は金属製の箱のように容量不変の剛体容器として構成されてもよいし、容量可変のバッグ状に構成されてもよい。収容部２０の入口には排気ガス取り出し通路１２から収容部２０への排気ガスの流入を許容し、収容部２０から排気ガス取り出し通路１２への排気ガスの逆流を阻止するリード弁２１が設けられている。
【００３８】
排気ガス導入通路１３は内燃機関１の吸気通路３に接続されている。開閉弁１５が開かれることにより、矢印Ｃで示すように捕集容器１１に蓄えられた排気ガスが吸気通路３に還流される。なお、排気ガス取り出し通路１２及び排気ガス導入通路１３は金属等の剛体にて構成された配管でもよいし、フレキシブルなチューブでもよい。排気ガス導入通路１３は吸気通路３に代え、又は加えて排気通路４に対して排気ガスを還流するように設けられてもよい。開閉弁１５には例えば電磁弁が使用されるが、その電磁弁は、非通電状態（非励磁状態）にばね等の力で排気ガス導入通路１３を機械的に閉じるものを使用する。
【００３９】
収容部２０には、その内部の圧力に対応した信号を出力する圧力センサ２２が設けられている。ＥＣＵ９は圧力センサ２２の出力信号を参照して捕集容器１１内の排気ガスの捕集量を推定し、その推定結果に基づいて捕集容器１１への排気ガスの捕集操作及び排出操作を制御する。以下、図２〜図４を参照してこれらの制御の一例を説明する。なお、図２〜図４の処理はいずれも内燃機関１の運転中において所定の周期で繰り返し実行される。
【００４０】
図２は、捕集容器１１内の排気ガスの捕集量を推定するためにＥＣＵ９が実行する捕集量推定ルーチンを示している。捕集量推定ルーチンにおいて、ＥＣＵ９はまずステップＳ１において圧力センサ２２の出力信号から圧力を検出し、続くステップＳ２では、検出された圧力と大気圧との差分を捕集量に換算する。そして、ステップＳ３において所定の記憶媒体が保持している捕集量をステップＳ２で換算した最新の値に更新して捕集量推定ルーチンを終える。なお、排気ガスの体積は圧力及び温度に応じて変化するが、ここで換算される捕集量は圧力及び温度を所定の基準値にそれぞれ設定したときの排気ガスの体積を意味する。ステップＳ２の換算にあたっては捕集容器１１内の温度が考慮されてもよい。
【００４１】
なお、ステップＳ２の換算は、圧力の差分と捕集量との対応関係を記述したマップをＥＣＵ９のＲＯＭに予め記憶し、そのマップを参照して行うことができる。圧力を変数とする関数によって捕集量を求めてもよい。圧力センサ２２の出力信号が捕集容器１１内の圧力と大気圧との差分を出力するものであるときはステップＳ２は省略してよい。捕集量を保持する記憶媒体には、ＥＣＵ９に設けられたフラッシュＲＯＭやスタンバイＲＡＭ（バッテリにより記憶が保持されるＲＡＭ）のように、内燃機関１が停止してＥＣＵ９の電源がオフされても捕集量を保持可能な記憶媒体が用いられる。
【００４２】
以上の捕集量推定ルーチンを繰り返し実行することにより、ＥＣＵ９は捕集容器１１内に保持された排気ガスの量（捕集量）を常時把握することができる。
【００４３】
図３は、捕集容器１１への排気ガスの捕集操作を制御するためにＥＣＵ９が実行する捕集操作管理ルーチンを示すフローチャートである。捕集操作管理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、まずステップＳ１１で所定の捕集条件が成立しているか否か判断する。ここでは触媒７の温度が所定の活性化温度に達していない場合に捕集条件が成立するものとする。捕集条件が成立した場合にはステップＳ１２へ進み、現在捕集が行われているか否か判断する。捕集中でなければステップＳ１３へ進み、内燃機関１の始動に伴う捕集開始か否かを判断する。
【００４４】
そして、内燃機関１の始動に伴う捕集開始であったときはステップＳ１４へ進み、図２の捕集量推定ルーチンに従ってＥＣＵ９の記憶媒体に保持されている捕集量を参照して捕集容器１１に排気ガスが残存しているか否か判断する。なお、捕集容器１１の収容部２０が可撓性を有するバッグにて構成されている場合には収容部２０から排気ガスがほぼ完全に排出されている状態を排気ガスが残存していない状態としてみなしてよいが、収容部２０が金属や樹脂等で成形された剛性を有する容器の場合には、捕集容器１１内の圧力が大気圧にほぼ等しいときは排気ガスが残存していない状態とみなしてもよい。
【００４５】
ステップＳ１４で排気ガスが残存していないと判断した場合にはステップＳ１５へ進み、捕集容器１１における排気ガスの捕集量の限界を定める閾値を通常レベルにセットする。一方、ステップＳ１４で排気ガスが残存していると判断した場合にはステップＳ１６へ進み、捕集容器１１における排気ガスの捕集量の限界を定める閾値を通常レベルよりも高い拡張レベルにセットする。通常レベルは、上述した要求捕集量と同等又は要求捕集量に適度な余裕を加えた値に設定される。拡張レベルは通常レベルよりも大きく、かつ捕集容器１１が耐え得る設計上の限界の捕集量から適度な余裕を差し引いた値に設定される。
【００４６】
ステップＳ１５又はＳ１６で閾値をセットした後はステップＳ１７へ進む。なお、ステップＳ１２で捕集中と判断した場合、又はステップＳ１３で機関始動に伴う捕集ではないと判断した場合にはステップＳ１４〜Ｓ１６をスキップしてステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７では切替弁１４を排気捕集位置に制御し、続くステップＳ１８では捕集容器１１内の現在の排気ガスの捕集量が閾値を超えたか否か判断する。そして、捕集量が閾値以下のときは今回のルーチンを終える。一方、ステップＳ１８で捕集量が閾値を超えていればステップＳ１９へ進み、切替弁１４を排気放出位置に切り替えて排気通路４から捕集容器１１への排気ガスの捕集を終了（禁止）し、その後に今回のルーチンを終える。なお、ステップＳ１１で捕集条件が成立していないときもステップＳ１９の処理を実行する。
【００４７】
図４は、捕集容器１１から吸気通路３への排気ガスの還流操作を制御するためにＥＣＵ９が実行する還流操作管理ルーチンを示すフローチャートである。還流操作管理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、まずステップＳ２１で所定の還流条件が成立しているか否か判断する。ここでは触媒７の温度が所定の活性化温度に達し、かつ排気ガスを還流させる操作を行っても内燃機関１の運転状態が乱れないほどに内燃機関１の運転状態が安定している場合に還流条件が成立するものとする。この条件は、一般のＥＧＲ条件と同様に定めてもよい。
【００４８】
還流条件が成立した場合にはステップＳ２２へ進み、開閉弁１５を開いて捕集容器１１の収容部２０から排気ガス導入通路１３に排気ガスを排出させる。続くステップＳ２３では捕集容器１１に排気ガスが残存しているか否かを図２の捕集量推定ルーチンで推定された捕集量に基づいて判断する。残存の有無の定義は図３のステップＳ１４と同様である。そして、排気ガスが残存しているときは今回のルーチンを終える。一方、排気ガスが残存していないときはステップＳ２４へ進み、開閉弁１５を閉じ、その後に今回のルーチンを終える。ステップＳ２１にて還流条件が成立していないときも開閉弁１５を閉じた状態に維持する。
【００４９】
第１の実施形態によれば、ＥＣＵ９が捕集容器１１内の排気ガスの捕集量を常時把握しているので、捕集容器１１に対して過不足なく排気ガスを捕集し、又は排出することができる。例えば図５（ａ）に示すように、内燃機関１が冷間始動される毎に排気ガスの捕集から還流に至るサイクルを実行する場合において、各サイクルで捕集容器１１の閾値まで排気ガスを捕集し、また、捕集開始時のレベルまで排気ガスを確実に排出することができる。
【００５０】
図５（ｂ）のＸ部に示すように、排気ガスの還流途中で内燃機関１が停止される等して捕集から還流までのサイクルが中断された場合には図１の開閉弁１５が閉じて捕集容器１１内に排気ガスが残存する。そのような残存状態で内燃機関１が始動されて捕集が開始された場合には、図３のステップＳ１６の処理により、捕集量に関する閾値が通常レベルから拡張レベルへと引き上げられる。このため、内燃機関１の始動後に捕集できる排気ガスの量の減少を防止することができる。この場合、捕集容器１１には通常よりも多い排気ガスが一時的に詰め込まれてその内部の圧力が上昇することになるが、内燃機関１の冷間始動後に直ちに内燃機関１を停止させるような使用方法は例外的であり、一般には排気ガスを捕集開始時のレベルまで排出させることが可能であると考えられる。従って、捕集容器１１には拡張レベルでの常時使用を想定してその強度、耐久性等の機械的特性を定める必要はなく、一時的にそのような拡張レベルに耐えられる程度の強度等を与えればよい。
【００５１】
（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態の排気捕集装置及びその捕集装置が組み込まれた内燃機関を示す。なお、図１との共通部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５２】
図７から明らかなように、本実施形態の排気捕集装置１０Ｂでは、捕集容器１１に複数の収容部２０Ａ、２０Ｂが設けられている。第１の収容部２０Ａは排気ガスを捕集するメインタンクとして機能するもので、その構成は図１の収容部２０と実質的に同一でよい。収容部２０Ａの容量は上述した要求捕集量と同等又はこれに適度な余裕を加えた値に設定される。一方、第２の収容部２０Ｂは排気ガスを捕集する補助タンクとして機能するものである。第２の収容部２０Ｂも第１の収容部２０Ａと同様に、金属製の箱のように容量不変の剛体容器として構成されてもよいし、容量可変のバッグ状に構成されてもよい。第２の収容部２０Ｂの容量は、上述した捕集量の閾値に関する拡張レベルと通常レベルとの差と同等であれば十分であるが、それよりも大きい値に設定してもよい。
【００５３】
第２の収容部２０Ｂは第１の収容部２０Ａと開閉弁２３を介して接続される。開閉弁２３は電磁弁であり、開閉弁１５と同様に非通電時は閉じる位置に保持される。また、第２の収容部２０Ｂは逆止弁２４を介して排気ガス導入通路１３の開閉弁１５よりも上流側（第１の収容部２０Ａに近い側）に接続される。逆止弁２４は第２の収容部２０Ｂから排気ガス導入通路１３への排気ガスの排出を許容し、その逆方向の排気ガスの流れを阻止する。開閉弁２３を閉じた場合、第２の収容部２０Ｂは排気ガスを受入れ不可能となり、開閉弁２３を開いた場合に第２の収容部２０Ｂへ排気ガスを受入れ可能となる。従って、第２の収容部２０Ｂが選択的収容部として機能する。
【００５４】
以上のように構成された捕集容器１１においては、開閉弁２３を開閉して第２の収容部２０Ｂを排気ガスの受入れ可能な状態と、受入れ不可能な状態との間で切替制御することにより、排気ガスの捕集に実際に使用される捕集容器１１の有効容量を増減させることができる。例えば、内燃機関１の始動時に排気ガスが捕集容器１１に残存している場合に開閉弁２３を開いて第２の収容部２０Ｂを使用可能とすれば、捕集容器１１の全体の内部圧力を過度に上昇させることなく、通常時よりも大量の排気ガスを捕集容器１１内に保持することができる。
【００５５】
本実施形態においても、ＥＣＵ９が図２のルーチンを繰り返し実行することにより、圧力センサ２２の信号に基づいて捕集容器１１の全体の排気ガスの捕集量を推定することができる。そして、ＥＣＵ９が図４のルーチンを繰り返し実行することにより、捕集量の推定結果に基づいて還流操作を適切に制御することができる。但し、図４のステップＳ２４では開閉弁２３も併せて閉じることが望ましい。
【００５６】
また、図７の捕集管理ルーチンをＥＣＵ９が繰り返し実行することにより、捕集量の推定結果に基づいて捕集操作を適切に制御することができる。なお、図７のルーチンは、図３の捕集操作管理ルーチンの一部を変更したものであり、図３と同一部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図７の捕集管理ルーチンにおいては、捕集の開始時点で捕集容器１１内に排気ガスが残存しているか否か判断され、その判断結果に応じて捕集量の閾値が通常レベル又は拡張レベルに設定されるまでは図３の例と同様である。そして、閾値が通常レベルに設定された場合には続いてステップＳ３１で第２の収容部２０Ｂに通じる開閉弁２３を閉じ、閾値が拡張レベルに設定された場合にはステップＳ３３で第２の収容部２０Ｂに通じる開閉弁２３を開ける。開閉弁２３を制御した後はステップＳ３２又はＳ３４で圧力を捕集量に換算するマップを選択する。すなわち、第２の収容部２０Ｂの使用の有無に応じて圧力と捕集容器１１の全体の捕集量（収容部２０Ａ、２０Ｂの捕集量の合計値）との相関関係が異なるので、開閉弁２３の開閉状態に応じて、図２の捕集量推定ルーチンで使用するマップを切り替える。マップに代えて換算式により圧力を捕集量に換算している場合にはその換算式を切り替えればよい。ステップＳ３２又はＳ３４の実行後はステップＳ１７以下に進み、図３と同様の処理を行う。
【００５８】
第２の実施形態によれば、内燃機関１の始動時に排気ガスが残存している場合には第２の収容部２０Ｂが排気ガスを受入れ可能な状態に切り替えられるので、第１の実施形態よりも捕集容器１１内の圧力を低く抑えつつ第１の実施形態と同様に冷間始動時における捕集容器１１内の全体の捕集量を増加させることができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
図８により本発明の第３の実施形態を説明する。なお、本実施形態は上述した図６の排気捕集装置１０Ｂを利用し、ＥＣＵ９により図８の捕集操作管理ルーチンを繰り返し実行するものである。
【００６０】
図８の捕集操作管理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９はまずステップＳ４１で圧力センサ２２の出力に基づいて捕集容器１１内の圧力を検出する。次に、ステップＳ４２において、圧力が所定の限界に達するまで捕集が進んでいるか否かを判断する。この処理は、捕集容器１１内の圧力を利用して捕集容器１１内の排気ガスの捕集量が限界量に達したか否かを推定していることに等しい。すなわち、本実施形態は、圧力等の物理量を利用して間接的に捕集量を推定する場合に相当する。
【００６１】
ステップＳ４２において、圧力が限界に達していなければ今回のルーチンを終える。一方、圧力が限界に達しているときはステップＳ４３に進み、第２の収容部２０Ｂが現在排気ガスの捕集に使用されているか否か、すなわち開閉弁２３が開かれているか否かを判断する。そして、第２の収容部２０Ｂが使用されていないときは開閉弁２３を開くことにより、第２の収容部２０Ｂを排気ガスが受入れ可能な状態に切り替えて今回のルーチンを終える。一方、ステップＳ４３において第２の収容部２０Ｂが既に使用されているときはステップＳ４５へ進み、排気通路４の切替弁１４を排気放出位置に設定して捕集容器１１への排気ガスの捕集を終える。続いてステップＳ４６で第２の収容部２０Ｂに通じる開閉弁２３を閉じ、その後に今回のルーチンを終える。
【００６２】
以上の捕集操作管理ルーチンによれば、排気ガスの捕集開始時にまず第１の収容部２０Ａに排気ガスが捕集され、第１の収容部２０Ａの圧力が限界に達すると第２の収容部２０Ｂが排気ガスを受入れ可能な状態へと切り替えられて捕集容器１１の有効容量が増加し、両収容部２０Ａ、２０Ｂにより排気ガスが捕集される。その後、圧力が再び限界に達するまで捕集量が増加すると捕集が打ち切られる。なお、本実施形態は、閾値が通常レベルの際に第１の収容部２０Ａのみで排気ガスを捕集することを前提としない。従って、第１の収容部２０Ａ、２０Ｂの容量は第１、第２の実施形態のように設定する必要はなく、任意に設定してよい。
【００６３】
第２及び第３の実施形態では、第１の収容部２０Ａが優先して排気ガスの捕集に使用され、第２の収容部２０Ｂの優先順位は低く設定されている。このような優先順位に基づく収容部の使い分けは、複数の収容部の間で排気ガスの捕集に関する適応性が異なる場合に好適である。
【００６４】
例えば、図９（ａ）、（ｂ）に示すように車両のルーフサイドのフレーム５０内に収容部としての捕集タンク５１を配置し、図９（ｃ）、（ｄ）に示すようにリアバンパ５２の内側に収容部としての捕集タンク５３を配置した場合について優先順位を検討する。なお、図９（ｂ）は同図（ａ）のｂ−ｂ線における断面図、図９（ｄ）は同図（ｃ）のｄ−ｄ線における断面図である。
【００６５】
図９の例においては、フレーム５０内の捕集タンク５１の方が、リアバンパ５２内の捕集タンク５３よりも車室に近い。一方、排気ガスの有害性を考慮すると、排気ガスは乗員からなるべく離れた位置に保持することが望ましい。そこで、バンパー側の捕集タンク５３を第１の収容部２０Ａとして使用し、フレーム側の捕集タンク５１を第２の収容部２０Ｂとして使用することが望ましいと考えられる。以上の他にも、捕集容器の収容部は車両の適宜の位置に分散して配置してよく、それらの優先順位も上記のように様々な観点から設定してよい。
【００６６】
以上の実施形態では、ＥＣＵ９が捕集量推定手段及び捕集管理手段として機能し、図２のステップＳ３の更新結果を保存するＥＣＵ９のフラッシュＲＯＭ等が推定結果保持手段として機能する。
【００６７】
本発明は以上の実施形態に限定されることなく、本発明の技術思想と実質的に同一である限りは様々な形態で実施することができる。例えば、上述した第２及び第３の実施形態では、捕集容器１１に二つの収容部２０Ａ、２０Ｂを設け、第２の収容部２０Ｂを選択的収容部としたが、収容部の数は３以上あってもよく、選択的収容部は２以上であってもよい。収容部の優先順位については一定に固定される必要はなく、必要に応じて優先順位を変化させてもよい。図１０に、収容部の構成に関する各種の変形例を示す。
【００６８】
図１０（ａ）は、三つの収容部２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃをそれぞれ開閉弁２３及び２５を間に挟んで直列的に接続した例を示す。収容部２０Ａ〜２０Ｃと排気ガス導入通路１３との接続は図６の例と同様である。この例では、開閉弁２３、２５を順次開くことにより収容部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの順で排気ガスを取り込むことができる。収容部２０Ｂ、２０Ｃが選択的収容部として機能し、優先順位は収容部２０Ａ、２０Ｂそして２０Ｃの順となる。開閉弁２３、２５を同時に開いたときは収容部２０Ｂと２０Ｃの優先順位は互いに等しい。
【００６９】
図１０（ｂ）は選択的収容部としての収容部２０Ｂ及び２０Ｃを収容部２０Ａと接続せず、排気ガス取り出し通路１２に並列的に接続した例を示す。排気ガス取り出し通路１２と収容部２０Ｂ及び２０Ｃとの間はそれぞれ開閉弁２３、２５によって個別に開閉可能とされている。収容部２０Ａ〜２０Ｃと排気ガス導入通路１３との接続は図６の例と同様である。この例では、開閉弁２３及び２５をいずれも閉じることにより、収容部２０Ａのみで排気ガスを捕集し、開閉弁２３及び２５の少なくともいずれか一方を開くことにより捕集容器の有効容量を拡張することができる。また、優先順位は収容部２０Ａが最も高いが、収容部２０Ｂ、２０Ｃの間の優先順位は開閉弁２３及び２５を開く順序によって適宜に変更することができる。
【００７０】
図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の例に対して収容部２０Ａ〜２０Ｃと排気ガス導入通路１３との接続を変更した例を示す。この例では収容部２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれと排気ガス導入通路１３との間に個別に開閉弁１５Ａ〜１５Ｃが設けられている。従って、収容部２０Ａ〜２０Ｃと排気ガス導入通路１３との間を収容部２０Ａ〜２０Ｃのそれぞれにおいて個別に接続又は断続させることができる。この例では、各収容部から排気ガス導入通路１３への排気ガスの排出順序を制御できる。例えば、優先順位の低い収容部から高いものへと順に排気ガスを排出するようにして、排気ガスの捕集に関する適応性の低い収容部からいち早く排気ガスを抜き取ることができる。
【００７１】
以上の各例では最も優先度の高い収容部を固定し、優先順位が２番目以降の収容部を選択的収容部として構成したが、全ての収容部を選択的収容部として構成してもよい。
【００７２】
上記の各実施形態では、捕集量を推定するための物理量として圧力を検出したが、本発明はこれに限らず各種の物理量を検出してよい。例えば、排気ガス取り出し通路１２の排気ガスの流量と、排気ガス導入通路１３の排気ガスの流量とをそれぞれ流量計で検出して、捕集容器１１への排気ガスの流入量の積算値から流出量の積算値を差し引くことにより求めてもよい。切替弁１４が排気捕集位置に切り替えられているときに排気ガスの全量が排気ガス取り出し通路１２に導かれる場合には、切替弁１４が排気捕集位置にある間の吸気通路３における吸気流量を積算することにより、捕集容器１１に取り込まれた排気ガスの量を求めることができる。切替弁１４が排気捕集位置にあるときに一部の排気ガスが排気通路４の下流側へ通過する場合には、全量を排気ガス取り出し通路１２へ導く場合の吸気流量の積算値に対して、排気ガス取り出し通路１２への排気ガスの分配率を乗算すれば捕集容器１１に導かれる排気ガスの量を求めることができる。さらに切替弁１４が排気捕集位置に切り替えられている時間に基づいて捕集容器１１への排気ガスの流入量を求めることもできる。開閉弁１５が開かれている時間に基づいて捕集容器１１からの排気ガスの排出量を求めることもできる。
【００７３】
捕集容器１１からの排気ガスの排出は、吸気通路３へ還流する例に限定されず、排気通路４へ排気ガスを戻してもよく、さらに捕集容器１１内で排気ガスを浄化して捕集容器１１から大気中へ排気を放出してもよい。
【００７４】
以上の実施形態では、内燃機関１の始動から触媒７が活性化されるまでの排気ガスの捕集から還流までを一つのサイクルとみなしたが、本発明はこれに限らず、例えば吸蔵又は吸着型の触媒がＮＯｘ等の有害物質を開始する際の排気ガスの捕集から排出までを一つのサイクルとみなし、次回のサイクルの開始時において排気ガスの残存の有無により捕集量に関する閾値や有効容量を変化させてよい。閾値や有効容量の変化は二段階に限らず、それ以上の多段階的な変化又は連続的な変化でもよい。また、第３の実施形態から明らかなように、本発明における、推定結果に基づいた捕集操作の制御は、次回のサイクルにおける閾値又は有効容量の制御に限らず、捕集中に逐次更新される捕集量に基づいて閾値や有効容量を変化させる場合もその範囲に含むものである。
【００７５】
捕集容器の収容部は、所望量の排気ガスを保持できる容量を備えていればその形状を問わないものである。例えば、収容部は管状に構成されてもよい。単一のタンクやバッグの内部を複数の収容部に仕切ってもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の排気処理方法、及び排気捕集装置によれば、捕集容器内における排気ガスの捕集量を推定しているので、その推定結果に応じて捕集容器への排気ガスの捕集操作や排出操作を適切に制御して、捕集容器への排気ガスの入れ過ぎや、捕集容器からの排気ガスの不十分な排出による排気ガスの望ましくない残存等の不都合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の排気捕集装置を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが実行する捕集量推定ルーチンを示す図。
【図３】図１のＥＣＵが実行する捕集操作管理ルーチンを示す図。
【図４】図１のＥＣＵが実行する還流操作管理ルーチンを示す図。
【図５】図２〜図４の制御を実行することによる排気ガスの捕集、保持及び還流のサイクルと捕集量との関係を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態の排気捕集装置を示す図。
【図７】図６のＥＣＵが実行する捕集操作管理ルーチンを示す図。
【図８】本発明の第３の実施形態においてＥＣＵが実行する捕集操作管理ルーチンを示す図。
【図９】捕集容器の収容部を分散して配置した様子を示す図。
【図１０】捕集容器を構成する収容部の変形例を示す図。
【符号の説明】
１　内燃機関
３　吸気通路
４　排気通路
７　触媒
９　エンジンコントロールユニット
１０Ａ、１０Ｂ　排気捕集装置
１１　捕集容器
１２　排気ガス取り出し通路
１３　排気ガス導入通路
１４　切替弁
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ　開閉弁
１６、２０、２０Ａ　収容部
２０Ｂ、２０Ｃ　収容部（選択的収容部）
２２　圧力センサ
２３、２５　開閉弁
２４　逆止弁
５０　フレーム
５１　捕集タンク（収容部）
５２　リアバンパ
５３　捕集タンク（収容部）
【図１】
2004108243.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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