(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する酸化触媒とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置において、
上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備え、
上記酸素濃度制御手段が、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度に基づいてエンジンの燃焼室内における平均空燃比を、設定空燃比を挟んでリッチ状態とリーン状態とに交互に反転させるフィードバック制御する空燃比制御手段により構成され、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記空燃比制御手段により、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を、エンジンの燃焼室内における平均空燃比を理論空燃比以下として燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気とするように制御するとともに、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定したことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する酸化触媒とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置において、
上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備え、
上記酸素濃度制御手段が、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度に基づいてエンジンの燃焼室内における平均空燃比を、設定空燃比を挟んでリッチ状態とリーン状態とに交互に反転させるフィードバック制御する空燃比制御手段により構成され、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記空燃比制御手段により、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を、エンジンの燃焼室内における平均空燃比を１３．５〜１４．５の範囲内として燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気とするように制御するとともに、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定したことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
上記酸素濃度制御手段は、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を、設定値を挟んで増大側と減少側とに交互に反転させることなく、上記設定値に一致させるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
上記ＨＣ吸着触媒の担体上の外層側に酸化触媒層を配設するとともに、その内層側にＨＣ吸着材を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項５】
上記酸素ストレージ材を、ＨＣ吸着触媒の外層側に配設された酸化触媒層に含有させたことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガス中のＨＣを吸着して浄化するＨＣ吸着触媒を備えたエンジンの排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１１−８２１１１号公報に示されるように、ＨＣ吸着材の上層に三元触媒層を備えて構成されるＨＣ吸着触媒を排気通路に介装した内燃機関の空燃比制御装置において、上記ＨＣ吸着材からのＨＣの脱離中に、上記ＨＣ吸着触媒の出口部分の排気空燃比が所定量リーンになるように、内燃機関の吸入混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段を設け、ＨＣの脱離中に、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが三元触媒層へ拡散する速度と、排気ガス中の酸素が三元触媒に取り込まれる速度との差を考慮して、ＨＣ吸着触媒の出口部における空燃比を所定量リーンに制御し、脱離したＨＣの酸化に必要な酸素を三元触媒層の表面に吸着させることにより、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを浄化することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにＨＣ吸着材からのＨＣの脱離中に、ＨＣ吸着触媒の出口部分の排気空燃比が所定量リーンになるように、内燃機関の吸入混合気の空燃比を制御する構成した場合には、上記ＨＣ吸着触媒に設けられた触媒成分が活性化していれば、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを排気ガス中の酸素と反応させて浄化することができる。しかし、上記ＨＣ吸着材の温度が１５０℃〜２００℃程度になるとＨＣの脱離が開始されるのに対し、上記触媒成分が活性化する温度は、低温活性触媒を使用した場合においても２５０℃程度以上であるため、この触媒成分が活性化する前に、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを排気ガス中の酸素と充分に反応させて浄化することができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを、比較的低温度で効率よく浄化することができるエンジンの排気浄化装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備え、上記酸素濃度制御手段が、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度に基づいてエンジンの燃焼室内における平均空燃比を、設定空燃比を挟んでリッチ状態とリーン状態とに交互に反転させるフィードバック制御する空燃比制御手段により構成され、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記空燃比制御手段により、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を、エンジンの燃焼室内における平均空燃比を理論空燃比以下として燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気とするように制御するとともに、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定したものである。
【０００６】
上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、エンジンの燃焼室内における平均空燃比を、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を所定値とする制御が実行されることにより、上記酸素ストレージ材から反応性の高い酸素が放出され、この酸素を利用した上記酸化触媒層の触媒作用により、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが比較的低温で効果的に浄化されることになる。また、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度が過剰雰囲気となることが防止されて、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるとともに、この酸素を利用した上記酸化触媒の浄化作用が促進されるため、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが比較的低温で効果的に浄化されることになる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する酸化触媒とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備え、上記酸素濃度制御手段が、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度に基づいてエンジンの燃焼室内における平均空燃比を、設定空燃比を挟んでリッチ状態とリーン状態とに交互に反転させるフィードバック制御する空燃比制御手段により構成され、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記空燃比制御手段により、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を、エンジンの燃焼室内における平均空燃比を１３．５〜１４．５の範囲内として燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気とするように制御するとともに、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定したしたものである。
【０００８】
上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記空燃比制御手段により、ＨＣ吸着触媒に流入する酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値を上記の値とする制御が実行されることにより、上記酸素ストレージ材から反応性の高い酸素が効果的に放出され、この酸素を利用した利用した上記酸化触媒層の触媒作用によって上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが比較的低温で効果的に浄化されるとともに、排気通路に導出されるＲａｗＨＣおよびＲａｗＣＯの排出量が極端に増大することによるエミッションの悪化が防止されることになる。また、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度が過剰雰囲気となることが防止されて、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるとともに、この酸素を利用した上記酸化触媒の浄化作用が促進されるため、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣが比較的低温で効果的に浄化されることになる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載のエンジンの排気浄化装置において、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を、設定値を挟んで増大側と減少側とに交互に反転させることなく、上記設定値に一致させる制御を、上記酸素濃度制御手段により実行するように構成したものである。
【００１０】
上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素濃度が一時的に増大することに起因して酸素ストレージ材から放出される酸素量が低下することが防止され、上記ＨＣの浄化性能が常に良好状態に維持されることになる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着触媒の担体上の外層側に酸化触媒層を配設するとともに、その内層側にＨＣ吸着材を配設したものである。
【００１２】
上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、このＨＣ吸着材に吸着されたＨＣが、昇温に伴って上記ＨＣ吸着材から脱離した後、排気通路中の流排ガスに合流する前に、上記酸化触媒層の触媒作用の触媒作用により酸化されるため、上記ＨＣが効果的に浄化されることになる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記請求項４に記載のエンジンの排気浄化装置において、上記酸素ストレージ材を、ＨＣ吸着触媒の外層側に配設された酸化触媒層に含有させたものである。
【００１４】
上記構成によれば、ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、このＨＣ吸着材から脱離したＨＣが、酸化触媒層に含有された上記酸素ストレージ材から放出された反応性の高い酸素と結合して効率よく酸化され、このＨＣの浄化性能が、より向上することになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る排気浄化装置を有する筒内噴射式のガソリンエンジンの一例を示し、そのエンジン本体１には、複数の気筒２と、各気筒２内に往復動可能に嵌挿されたピストン３とが設けられ、このピストン３によって上記気筒２の上部に燃焼室４が区画されている。この燃焼室４の上部所定位置には、点火回路５に接続された点火プラグ６が燃焼室４内に臨むように取り付けられている。
【００１６】
上記燃焼室４の周辺部には、この燃焼室４内に燃料を直接噴射するインジェクタ７からなる燃料供給手段が取り付けられている。このインジェクタ７には、図示を省略した高圧燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を有する燃料供給回路が接続され、この燃料供給回路によって燃料タンクからの燃料が適正な圧力に調整されてインジェクタ７に供給されるように構成されている。また、上記燃料供給回路には、燃料圧力を検出する燃圧センサ８が設けられている。
【００１７】
上記燃焼室４は、吸気弁９が設けられた吸気ポートを介して吸気通路１０に連通している。この吸気通路１０には、その上流側から順に、吸気を濾過するエアクリーナ１１と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１２と、吸気通路１０を絞る電気式スロットル弁１３と、サージタンク１４とが配設されている。上記電気式スロットル弁１３は、図外のアクセルペダルに連動することなく、モータ１５により駆動されて開閉するようになっている。さらに、上記電気式スロットル弁１３の設置部には、その弁開度を検出するスロットル開度センサ１６が設けられ、上記サージタンク１４の設置部には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が設けられている。
【００１８】
上記サージタンク１４よりも下流側の吸気通路１０は、気筒２毎に分岐する独立通路とされ、各独立通路の下流端部が二つに分岐してそれぞれ吸気ポートに連通するとともに、その一方にスワール弁１８が設けられている。このスワール弁１８がアクチュエータ１９により駆動されて閉弁状態となると、吸気が他方の分岐通路のみから燃焼室４内に供給されるため、この燃焼室４内に強い吸気スワールが生成される。一方、上記スワール弁１８が開弁するのに応じて上記吸気スワールは弱められることになる。また、上記スワール弁１８の設置部には、その弁開度を検出するスワール弁開度センサ２０が設けられている。なお、上記スワール弁１８に代え、タンブル流を生成させるためのタンブル弁を設置した構造としてもよい。
【００１９】
上記燃焼室４には、排気弁２１が設けられた排気ポートを介して排気通路２２が接続され、この排気通路２２の上流端は気筒２毎に分岐している。上記排気通路２２には、その上流側から順に、排気ガス中の酸素濃度を検出する第１酸素濃度センサ２４と、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、およびＮＯｘの全てを浄化する機能を有する従来周知の三元触媒２５と、この三元触媒２５の下流側における排気ガス中の酸素濃度を検出する第２酸素濃度センサ２６と、排気ガス中のＨＣを吸着して浄化するＨＣ吸着触媒２７と、その下流側における排気ガス中の酸素濃度を検出する第３酸素濃度センサ２８とが配設されている。
【００２０】
上記第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８は、排気ガス中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出するものであり、その出力が理論空燃比を境にしてリーンとリッチとで、その出力が大きく反転（変化）するλセンサであり、これにより理論空燃比の近傍で優れた検出精度が得られるようになっている。なお、上記λセンサに代えて、空燃比に応じて出力がリニアに変化するリニアＯ２センサを用いてもよい。
【００２１】
また、上記ＨＣ吸着触媒２７は、特に冷間始動時等に排出されるＨＣを吸着して浄化する機能を有し、図２に示すように、コージュライト製のハニカム構造体からなる担体２７ａと、この担体２７ａに形成された貫通孔の壁面に担持されたＨＣ吸着材２７ｂと、その表面にコーティングされる等により担持された三元触媒層２７ｃとにより構成されている。
【００２２】
上記ＨＣ吸着材２７ｂは、排気ガス中のＨＣを吸着保持するのに適した孔径、つまり７．２Å程度の孔径をする多数の細孔が形成されたいわゆるβ型ゼオライトに、銀（Ａｇ）を含侵担持させてなり、エンジンの冷間始動時等の低温時に排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するものである。上記銀（Ａｇ）は、β型ゼオライトのＨＣ吸着作用を高めて、より高温までＨＣを保持し得るようにするために、β型ゼオライトに担持されている。
【００２３】
また、上記三元触媒層２７ｃは、アルミナ等に担持されたパラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐｔ）等の触媒金属と、ジルコニウム（Ｚｒ）等からなるバインダーとを有し、所定温度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化するとともに、排気ガス中のＮＯｘを還元して浄化する機能を有し、-この浄化機能が理論空燃比の付近において顕著に発揮されるものである。
【００２４】
さらに、上記三元触媒層２７ｃは、所定温度に加熱されて活性化することにより、排気ガス中の酸素濃度が高い混酸素雰囲気（例えば酸素濃度が０．５％以上の雰囲気）で、酸素を吸蔵するとともに、排気ガス中の酸素濃度が低下するのに伴って吸蔵した酸素を放出する機能を有する酸素ストレージ材、例えば酸化セリウムＣｅＯ２またはセリウムＣｅとプラセオジユウムＰｒ等の希土類元素との複合酸化物等からなるセリア材を含有している。そして、上記酸素ストレージ材から放出された酸素を利用した上記三元触媒層２７ｃの酸化作用により、上記ＨＣ吸着材２７ｂから放出されたＨＣが、比較的低温で酸化されて浄化されるようになっている。
【００２５】
上記排気通路２２には、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路２９の上流端が、上記第１酸素濃度センサ２４の上流側部に接続され、上記ＥＧＲ通路２９の下流端は、上記スロットル弁１３と、サージタンク１４との間において吸気通路１０に接続されている。また、上記ＥＧＲ通路２９には、開度が電気的に調節可能に構成されたＥＧＲ弁３０と、このＥＧＲ弁３０のリフト量を検出するリフトセンサ３１とが配設され、上記ＥＧＲ通路２９及びＥＧＲ弁３０等によって排気還流手段が構成されている。
【００２６】
また、上記排気通路２２には、吸気の一部を吸気通路１０から上記ＨＣ吸着触媒２７の上流位置に送り込む二次エア供給通路３２が接続され、この二次エア供給通路３２には、ＥＣＵ（コントロールユニット）３４から出力される制御信号に応じて開閉制御される流量制御弁３３が設けられている。
【００２７】
上記エンジンの制御を行なうＥＣＵ（コントロールユニット）３４には、上記エアフローセンサ１２、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１７、スワール弁開度センサ２０、第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８及びＥＧＲ弁３０のリフトセンサ３１からの出力信号が入力されるとともに、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ３５、吸気温度を検出する吸気温度センサ３６、大気圧を検出する大気圧センサ３７、エンジン回転数を検出する回転数センサ３８及びアクセルペダルの開度（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ３９等から出力される検出信号が入力されるようになっている。
【００２８】
上記ＥＣＵ３４には、エンジンの運転状態に応じて上記インジェクタ７から噴射される燃料の噴射状態を制御する燃料噴射制御手段４０と、上記点火プラグ６による混合気の点火時期を制御する点火時期制御手段４１と、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣの脱離度合いを検出するＨＣ検出手段４２と、このＨＣ検出手段４２の検出信号に応じてエンジンの燃焼室４内における平均空燃比を制御することにより、排気ガス中の酸素濃度を制御する空燃比制御手段４３からなる酸素濃度制御手段とが設けられている。
【００２９】
上記燃料噴射制御手段４０は、エンジンの運転状態に応じてインジェクタ７から噴射される燃料の噴射量を制御するように構成されている。例えば、エンジンが温間運転時の成層燃焼領域では、上記インジェクタ７から圧縮行程の所定時期に燃料を一括して噴射させることにより、点火プラグ６の近傍に混合気を偏在させた状態で燃焼させるとともに、燃焼室４内における混合気の空燃比を、例えばＡ／Ｆ＝３０程度のリーン状態とする成層燃焼モードの燃焼制御を実行するように構成されている。また、エンジンが温間運転時の均一燃料燃焼領域では、上記インジェクタ７から吸気行程で燃焼を一括噴射させるとともに、燃焼室全体の平均空燃比を略理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）とする均一燃焼モードの燃焼制御が実行されるようになっている。なお、エンジンの中負荷中回転領域で、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射させるようにしてもよい。
【００３０】
そして、ＨＣ吸着触媒２７がＨＣの吸着と脱離とを行うエンジンの冷間運転状態にあることが確認された場合には、吸気行程から点火時期にかけての期間内で、圧縮程中期以降の後期噴射と、これより前の早期噴射とからなる少なくとも２回の分割噴射を行なわせるようにインジェクタ７を制御する。なお、上記分割噴射は冷間運転時の全運転領域で行なうようにしてもよく、また高負荷領域ではエンジン出力の要求を満足すべく吸気行程のみで燃料噴射を行なうようにしてもよい。また、上記燃料の噴射は、必ずしも直噴である必要はなく、吸気と燃料との混合気を燃焼室４内に供給するものであってもよい。
【００３１】
上記点火時期制御手段４１は、点火回路５に制御信号を出力して、点火時期をエンジンの運転状態に応じて制御するものであり、基本的には点火時期をＭＢＴに制御するが、エンジンの冷間運転状態において上記分割噴射が行なわれているときに、上記ＨＣ検出手段４２においてＨＣの脱離度合いが比較的大きいことが確認された場合に、必要に応じて点火時期を上記ＭＢＴよりも所定量だけリタードさせるように構成されている。
【００３２】
上記ＨＣ検出手段４２は、エンジンの始動後に計測された時間経過および運転履歴等に基づいて推定されたＨＣ吸着触媒２７の温度と、予め設定された規準温度とを比較することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを検出するように構成されている。なお、上記ＨＣ吸着触媒２７の下流側に配設された上記第３酸素濃度センサ２８により検出された酸素濃度に基づいて上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを、上記ＨＣ検出手段４２において検出するようにしてもよい。
【００３３】
上記空燃比制御手段４３は、ＨＣ検出手段４２において上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあることが確認された場合、つまりエンジンの始動直後における低温時等に、上記ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣが、このＨＣ吸着材２７ｂの上昇に伴って脱離する状態にあることが検出された場合に、ＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガス中に含まれる酸素の濃度を０．３％以下、好ましくは０．１％以下（略０％）に設定するように構成されている。つまり、上記酸素濃度を固定値とするのであれば、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を１４．９以下、好ましくは１４．７以下、さらに好ましくは１４．０〜１４．５の範囲内で燃焼した場合に、排気ガス中に含まれる酸素濃度とＨＣ、ＣＯ等の還元ガスの濃度との割合に関する値に相当する排気ガス雰囲気に設定する。この場合、上記平均空燃比が１４．９のときには、排気ガス中の酸素濃度が０．３％程度となり、上記平均空燃比が１４．７のときには、排気ガス中の酸素濃度が０．０３％（理論的には０％）となる。
【００３４】
また、上記平均空燃比を変動（パータベーション）させる空燃比制御を実行する場合であれば、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、１４．６以下、好ましくは１３．５〜１４．５程度のややリッチな値に設定するとともに、この平均空燃比を中心として上記変動幅を設定することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガス中に含まれる平均的な酸素濃度が０．３％以下となるようにする。例えば、上記パータベーション制御の変動中心となる平均空燃比を１４．６に設定する場合には、振幅を小さくすることにより、上記酸素濃度が０．３％以下に設定されることになる。これに対してパータベーション制御の変動中心が、上記１４．６よりも小さい場合には、上記振幅を大きくしても、平均的な酸素濃度が０．３％以下に設定して酸素過剰雰囲気となるのを防止することができる。
【００３５】
そして上記空燃比制御を、燃料噴射や、吸入空気量を制御するフィードフォワード制御や、燃料噴射量や空入空気量を第２酸素濃度センサ２６の検出値に基づいて制御するフィードバック制御により行う。これにより、ＨＣ吸着触媒２７の酸素ストレージ材に吸着された酸素を放出させることができる。なお、１４．７の平均空燃比を中心とする一般的な空燃比制御では、排気ガス中に含まれる平均的な酸素濃度は、０．５％前後である。
【００３６】
上記酸素濃度が０．３％以上であれば、ＨＣ吸着触媒２７に流入する酸素濃度が高くなって酸素ストレージ材から酸素が放出されにくくなる。これに対して、平均空燃比を１３．５以下で燃焼した場合の酸素濃度（０％）と還元ガス濃度に関する値とに相当する排気ガス雰囲気となるように制御すると、上記酸素ストレージ材からの酸素の放出が促進されるものの、エンジンから排出されるＨＣ、ＣＯの量が急増し、ＨＣ吸着材から放出されるＨＣと合わさってＨＣが浄化しきれずに、大気中に放出されるという不都合が生じることになる。
【００３７】
また、ＨＣ吸着触媒２７の上流に酸化機能を有する触媒、例えば三元触媒２５等の貴金属を含有する触媒を配設した場合には、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材からＨＣが脱離する前に、上記三元触媒２５等の温度が上昇して活性化するため、エンジンから排出される排気ガス中に０．３％以上の酸素が含まれていても、上記三元触媒２５により酸素がＨＣ、ＣＯの酸化に使用されて消費されるため、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比Ａ／Ｆを、１５．５以下（好ましくは１５．０以下）に設定することが可能である。本実施形態では、ＨＣ吸着触媒２７の上流側に三元触媒２５を配設しているものの、エンジンから排出されるＮＯｘを低減させるため、燃焼室４内の平均空燃比Ａ／Ｆを１４．５に設定している。
【００３８】
また、上記ＨＣ検出手段４２において、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態が終了したことが確認された場合、つまりＨＣ吸着材２７ｂの温度がさらに上昇し、ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣの脱離が完了したことが確認された場合には、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、ややリッチ状態とする上記フィードフォワード制御等を停止し、運転状態に対応して上記燃料の噴射量をフィードバック制御する通常の制御状態に移行するようになっている。
【００３９】
上記ＥＣＵ３４の燃料噴射制御手段４０において実行される燃料の噴射制御を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まずエアフローセンサ１２、第１〜第３酸素濃度センサ２４，２６，２８、水温センサ３５、吸気温度センサ３６、大気圧センサ３７、回転数センサ３８およびアクセル開度センサ３９等の検出値に対応した各データを入力する（ステップＳ１）。
【００４０】
次いで、上記アクセル開度およびエンジン回転数の検出値に基づいて、予め設定されたマップからエンジンの目標トルクを読み出して設定するとともに、このエンジンの目標トルクと、エンジン回転数とをパラメータとして予め設定されたマップから燃料の基本噴射量Ｑｂおよび電気式スロットル弁１３の基本開度Ｔｈθを設定した後（ステップＳ２）、この基本開度Ｔｈθに対応した制御信号を上記モータ１５に出力することにより電気式スロットル弁１３を駆動する（ステップＳ３）。
【００４１】
次に、上記ＨＣ吸着触媒２７の温度ＴＨＣを推定した後（ステップＳ４）、この触媒温度ＴＨＣが、１５０℃程度に設定された第１基準温度ＴＨＣ０′よりも高く、かつ２５０℃程度に設定された第２基準温度ＴＨＣ０未満であるか否かを判定することにより、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを判別する（ステップＳ５）。すなわち、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、エンジンの始動後に、ＨＣ吸着触媒２７に吸着されたＨＣの放出が開始される時点Ｔ１以後で、ＨＣの脱離が完了する時点Ｔ２の前の状態にあるか否かを、上記触媒温度ＴＨＣに基づいて判定することにより、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを判別する。
【００４２】
上記ステップＳ５でＹＥＳと判定されてＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあることが確認された場合には、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比が、１４．５程度のややリッチ状態となるように燃料の最終噴射量Ｑｐを設定する（ステップＳ６）。そして、燃料の噴射時期となったか否かを判定し（ステップＳ７）、ＹＥＳと判定された時点で、インジェクタ７から上記最終噴射量Ｑｐの燃料を噴射する噴射制御を実行する（ステップＳ８）。
【００４３】
一方、上記ステップＳ５でＮＯと判定されてＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する状態にない通常の運転状態にあることが確認された場合には、最上流側に配設された上記第１酸素濃度センサ２４から三元触媒２５の上流側における排気ガス中の酸素濃度が低いことを示すリッチ信号が出力されたか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００４４】
上記ステップＳ９でＹＥＳと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が設定空燃比よりもリッチ傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を低減して燃焼室４内の空燃比をリーン方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射のフィードバック制御値Ｑｆ／ｂ′から、所定の補正値（フィードバック制御ゲイン）αを減算することにより、新たなフィードバック制御値Ｑｆ／ｂを設定する（ステップＳ１０）。
【００４５】
上記ステップＳ９でＮＯと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が設定空燃比よりもリーン傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を増大して燃焼室４内の空燃比をリッチ方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射のフィードバック制御値Ｑｆ／ｂ′に、所定の補正値（フィードバック制御ゲイン）αを加算することにより、新たなフィードバック制御値Ｑｆ／ｂを設定する（ステップＳ１１）。
【００４６】
次いで、上記燃料の基本噴射量Ｑｂと、上記フィードバック制御値Ｑｆ／ｂとを加算することにより、燃料の最終噴射量Ｑｐを算出した後（ステップＳ１２）、上記ステップＳ７に移行して燃料の噴射制御を実行する。
【００４７】
上記のように燃焼室４に接続された排気通路２２に配設されて低温時に排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材２７ｂと、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを酸化する三元触媒層２７ｃとを含有するＨＣ吸着触媒２７が排気通路２２に配置されたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記ＨＣ吸着触媒２７と接触する排気ガス中に含まれる酸素の濃度を０．３％以下、好ましくは０．１％以下とすることにより、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるように制御する空燃比制御手段４３からなる酸素濃度制御手段を設けたため、エンジンの始動後に、昇温に伴って上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを、比較的低温度で効率よく浄化することにより、大気中にＨＣが放出されるのを効果的に防止することができる。
【００４８】
すなわち、エンジンの始動直後に燃焼室４から排気通路２２に排出されたＨＣは、図４（Ａ）の線ａに示すように、そのほとんどが上記ＨＣ吸着材２７ｂによって吸着された後、このＨＣ吸着材２７ｂの昇温に伴って上記ＨＣ吸着量が次第に低下するとともに、上記ＨＣ吸着材２７ｂの温度が、図４（Ｂ）に示すように、例えば１５０℃程度となった時点Ｔ１で、上記ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されるＨＣ量よりも、このＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣ量の方が多くなる。
【００４９】
そして、図４（Ｃ）に示すように、エンジンの始動後に、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、ややリッチ状態に設定するフィードフォワード制御等が上記空燃比制御手段４３において実行されることにより、上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガス中の酸素濃度が低下するので、例えば上記酸素ストレージ材を構成する酸化セリウムＣｅＯ２が、Ｃｅ２Ｏ３とＯとに分離されて、単原子の酸素Ｏが放出される。この酸素Ｏは、極めて高い反応性を有しているため、排気ガス中の酸素を利用してＨＣを浄化する場合に比べて低い温度、例えば１５０℃程度の低温で、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを効果的に酸化してＨＯ２およびＣＯ２に転換させることにより、上記ＨＣを浄化することができる。
【００５０】
また、上記ＨＣ吸着材２７ｂの温度が、図４（Ｂ）に示すように、例えば２５０℃程度となった時点Ｔ２では、上記ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣのほとんどが脱離するとともに、図４（Ａ）の線ｃに示すように、上記ＨＣ吸着触媒２７の触媒成分が活性化する。このため、図４（Ｃ）に示すように、上記空燃比制御手段４３によって燃焼室４内の空燃比を、ややリッチ状態とする上記フィードフォワード制御を停止して通常のフィードバック制御状態、つまり上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側における酸素濃度を、理論空燃比に相当する値等に設定された設定値を挟んで増大側（リーン側）と、減少側（リッチ側）とに交互に反転させる制御状態等に移行することにより、排気ガス中の酸素を利用した上記ＨＣ吸着触媒２７によるＨＣの浄化が行われることになる。
【００５１】
上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にある場合に、上記酸素ストレージ材から反応性の高い酸素が放出されるように、上記空燃比制御手段４３からなる酸素濃度制御手段によって、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御することによる大気中に放出されるＨＣ量の低減作用を確認するため、ＨＣ吸着触媒２７の上流部における酸素濃度を種々の値に変化させて、エンジンの始動後の１５０秒間におけるＨＣの低減量を測定する実験を行ったところ、図５に示すようなデータが得られた。このデータから、上記酸素濃度を０．３％以下に制御してリッチ状態に設定することにより、ＨＣを効果的に浄化することができ、特に上記酸素濃度を０．１％以下に制御することにより、ＨＣを顕著に浄化して大気中に放出されるＨＣ量を著しく低減できることが確認された。
【００５２】
なお、上記データは、ＨＣ吸着触媒２７の上流側に三元触媒２５を配置されたエンジンにおいて空燃比制御を実行し、上記三元触媒２５とＨＣ吸着触媒２７との間の酸素濃度を、リニアＯ２センサ（ＮＴＫ社製のＴＬ−６１１１−Ｗ１）で測定し、このときの酸素濃度とＨＣ低減量との関係を示すものである。なお、上記リニアＯ２センサは、燃焼室４内の平均空燃比が１４．７となる燃焼状態で、排気ガス中に含まれる酸素濃度が０．０％となるものであり、これに基づくと、上記酸素濃度が０．７％のときには平均空燃比が１５．２に相当する値となり、上記酸素濃度が０．３％のときには平均空燃比１４．９に相当する値となる。
【００５３】
また、図５の点Ａでは、排気ガス中の酸素濃度が０．０％以下であるが、排気ガス中の還元剤量が、酸素濃度が０．０％のときよりも多く、上記リニアＯ２センサを使った平均空燃比の検出値では１４．４に相当する。上記酸素濃度が０．０％のときよりも、図５の左側に位置する程、排気ガス中のＨＣおよびＣＯが多くなって酸素ストレージ材からの酸素の放出が促進されるため、この酸素を利用した上記ＨＣの浄化が、さらに促進されることになる。
【００５４】
また、上記図５において、四角印と、黒丸印とは、触媒の種類が異なっており、ハニカム担体の上に、内側層としてβ型ゼオライトをコートし、その上に外側層としてパラジウム（Ｐｄ）を担持させるとともに、セリア材を７０ｇ／触媒担体（Ｌ）の割合でコートしたものである。一方、四角印は、外側層の１０５ｇ／触媒担体（Ｌ）に対して１０ｇ／Ｌの銀（Ａｇ）を含浸させた点で、上記黒丸印のＨＣ吸着触媒と相違するものである。
【００５５】
上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記ＨＣ吸着触媒２７に流入する排気ガスの酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値が、燃焼室４内の平均空燃比を１３．５未満で燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気となるようにする制御を空燃比制御手段４３により実行した場合には、排気通路２２に導出されるＲａｗＨＣおよびＲａｗＣＯの排出量が極端に増大して、エミッションが却って悪化する傾向がある。このため、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときには、上記酸素濃度と還元剤濃度との割合に関する値が、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を１３．５〜１４．５の範囲内で燃焼させた場合に相当する排気ガス雰囲気となるように制御することにより、ＲａｗＨＣおよびＲａｗＣＯの排出量を増大させることなく、上記酸素ストレージ材から酸素を放出させる制御を上記空燃比制御手段４３により実行することが好ましい。
【００５６】
また、上記実施形態に示すように、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、１４．７以下、例えば１４．５程度のややリッチ状態とするフィードフォワード制御を実行することにより、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における酸素濃度を、０．３％程度の設定値を挟んで増大側と減少側とに交互に反転させることなく、上記設定値に一致させる制御を実行するように構成した場合には、上記酸素濃度が一時的に増大するという事態の発生を防止し、この酸素濃度が増大することに起因して酸素ストレージ材から放出される酸素量が低下するのを防止できるため、上記ＨＣの浄化性能を常に良好状態に維持することができる。
【００５７】
なお、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、１４．７以下、例えば１４．５程度のややリッチ状態とする上記フィードフォワード制御に代え、上記空燃比の変動を抑制しつつ、０．３％程度の設定値に一致させるフィードバック制御を実行するように構成した場合においても、ＨＣ吸着触媒２７の上流側における酸素濃度が、上記設定値を挟んで増大側と減少側とに交互に反転することに起因した上記弊害を防止することが可能である。また、このようなフィードバック制御により、エンジンから排出される酸素にＨＣ、ＣＯの濃度を変動させた場合に、上記ＨＣ吸着触媒２７や、その上流の三元触媒２５の三元浄化機能を向上させることができるという長所がある。
【００５８】
特に、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂおよび触媒成分が経時劣化した場合には、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣの脱離温度が低下するとともに、上記触媒成分の活性化温度が上昇する傾向があるため、上記酸素ストレージ材から放出された反応性の高い酸素を利用して、ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを浄化することによる効果が、より顕著に得られることになる。
【００５９】
また、上記実施形態では、ＨＣ吸着触媒２７の担体２７ａ上の外層側に、上記ＨＣを酸化する機能を有するパラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐｔ）等の触媒金属を含有した上記三元触媒層２７ｃからなる酸化触媒層を配設するとともに、その内層側に、ＨＣの放出温度を下げる働きを持つ銀を含浸担持させたβ型ゼオライトからなるＨＣ吸着材２７ｂを配設したため、エンジンの始動直後に、このＨＣ吸着材２７ｂに吸着されたＨＣが、昇温に伴って上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離した後、排気通路２２中の流排ガスに合流する前に、上記三元触媒層２７ｃの触媒作用により酸化されて効果的に浄化されるという利点がある。
【００６０】
特に、上記実施形態では、酸化セリウム（ＣｅＯ２）等のセリア材からなる酸素ストレージ材を、ＨＣ吸着触媒２７の外層側に配設された上記三元触媒層２７ｃからなる酸化触媒層に含有させることにより、この酸化触媒層の触媒成分と、上記酸素ストレージ材とを近接させて配設したため、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを、上記酸素ストレージ材を構成するセリア材から放出された単原子の酸素Ｏを利用して効率よく酸化することが可能であり、このＨＣの浄化性能を、より向上させることができる。
【００６１】
なお、上記ＨＣ吸着触媒２７の担体２７ａ上の外層に、パラジウム（Ｐｄ）もしくは白金（Ｐｔ）等の触媒金属を含有させた酸化機能を有する上記三元触媒層２７ｃを配設するとともに、その内層にβ型ゼオライトに銀を含浸担持させ、かつ酸化セリウム（ＣｅＯ２）等のセリア材からなる酸素ストレージ材を、ＨＣ吸着触媒の外層側に配設された上記三元触媒層２７ｃに含有させてなる上記実施形態に代え、上記三元触媒材料とＨＣ吸着材と酸素ストレージ材とを一体に混合することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７を構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、空燃比制御手段４３からなる酸素濃度制御手段において、燃料噴射量を調節することにより、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガスの酸素濃度を制御するようにしているが、電気式スロットル弁１３の開度を調節することにより上記酸素濃度を制御し、あるいは膨張行程で燃料の後噴射を行うように構成されたものにおいて、後噴射量や時期を調節し、または二次エア供給通路３２からＨＣ吸着触媒２７の上流位置に送り込まれる吸気（二次エア）の供給量を調節する等により、上記酸素濃度を制御するように構成してもよい。
【００６３】
また、上記のようにＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、ＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を、０．３％程度の設定値を挟んで増大側と減少側とに交互に反転させることなく、上記設定値に一致させるように制御するようにした上記実施形態に代え、第２酸素濃度センサ２６の出力反転によらず、燃焼室４内の空燃比を、設定値を挟んで強制的にリッチ側とリーン側とに交互に反転（パータベーション）させる、いわゆるディザ制御を実行する空燃比制御手段４３からなる酸素濃度制御手段を備えた構造としてもよい。また、このようなディザ制御や、第２酸素濃度センサ２６の出力値の反転に基づくフィードバック制御において、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときには、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べ、例えば上記空燃比制御手段４３による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定する等により、平均空燃比の変動幅を小さくするようにしてもよい。
【００６４】
上記実施形態に係るエンジンの排気浄化装置において実行される空燃比制御を、図６および図７に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず各センサによって検出されたデータを入力した後（ステップＳ２１）、エンジンの始動直後であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２でＹＥＳと判定された場合には、燃焼安定性を高めるために空燃比をリッチにするとともに、上記電気式スロットル弁１３の開度を所定値とする始動後制御を所定時間、例えば３秒〜５秒間に亘って実行する（ステップＳ２３）。
【００６５】
また、上記ステップＳ２２でＮＯと判定されてエンジンの始動直後ではないこと、つまり上記始動後制御が終了した状態にあることが確認された場合には、上記アクセル開度およびエンジン回転数の検出値に基づいて、予め設定されたマップからエンジンの目標トルクを読み出して設定するとともに、このエンジンの目標トルクと、エンジン回転数とをパラメータとして予め設定されたマップから燃料の基本噴射量Ｑｂおよび電気式スロットル弁１３の基本開度Ｔｈθを設定した後（ステップＳ２４）、この基本開度Ｔｈθに対応した制御信号を上記モータ１５に出力することにより電気式スロットル弁１３を駆動する（ステップＳ２５）。
【００６６】
次に、上記第３酸素濃度センサ２８の出力信号値ＯＸ３と、予め設定された基準濃度ＯＸ３０とを比較することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否か、つまり図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＨＣ吸着材２７ｂに吸着されるＨＣ量よりも、このＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣ量の方が多くなって、上記排気ガス中の酸素濃度が、予め設定された基準濃度よりも低い状態にあるか否かを、上記第３酸素濃度センサ２８の出力信号値ＯＸ３に応じて判定する（ステップＳ２６）。なお、上記第３酸素濃度センサ２８の出力信号値の変化率ΔＯＸ３と、予め設定された基準変化率ΔＯＸ３０とに基づき、上記ＨＣ吸着触媒２７のＨＣ吸着材２７ｂから脱離するＨＣの脱離度合いを判別することにより、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるか否かを判定するようにしてもよい。また、このとき同時に、エンジン水温を検出してエンジン温度が所定温度以上となり、ＨＣ吸着触媒２７がＨＣを脱離する状態であることを確認するようにしてもよい。
【００６７】
上記ステップＳ２６でＮＯと判定されて上記ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にないことが確認された場合には、最上流側に配設された第１酸素濃度センサ２４の出力信号値ＯＸ１と、予め設定された基準値ＯＸ１０とを比較することにより、上記三元触媒２５の上流側における排気ガス中の酸素濃度が、設定空燃比の燃焼状態に相当する値よりも低いリッチ傾向にあるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００６８】
上記ステップＳ２７でＹＥＳと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が設定空燃比よりもリッチ傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を低減して燃焼室４内の空燃比をリーン方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射の第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１′から、所定の第１補正値（第１フィードバック制御ゲイン）αを減算することにより、新たな第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１を設定する（ステップＳ２８）。
【００６９】
上記ステップＳ２７でＮＯと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が設定空燃比よりもリーン傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を増大して燃焼室４内の空燃比をリッチ方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射の第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ′に、所定の第１補正値（第１フィードバック制御ゲイン）αを加算することにより、新たなフィードバック制御値Ｑｆ／ｂを設定する（ステップＳ２９）。
【００７０】
次いで、後述する第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２を０にリセットした後（ステップＳ３０）、上記燃料の基本噴射量Ｑｂと、上記第１，第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１，Ｑｆ／ｂ２とを加算することにより、燃料の最終噴射量Ｑｐを算出した後（ステップＳ３１）、燃料の噴射時期となったか否かを判定し（ステップＳ３２）、ＹＥＳと判定された時点で、インジェクタ７から上記最終噴射量Ｑｐの燃料を噴射する噴射制御を実行する（ステップＳ３３）。
【００７１】
また、上記ステップＳ２６でＹＥＳと判定されて上記ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあることが確認された場合には、三元触媒２５とＨＣ吸着触媒２７との間に配設された第２酸素濃度センサ２６の出力信号値Ｏｘ２と、予め設定された基準値Ｏｘ２ｏとを比較することにより、上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガスの酸素濃度が、１４．５程度のややリッチな空燃比の燃焼状態に相当する値よりも低いリッチ傾向にあるか否かを判定する（ステップＳ３４）。
【００７２】
上記ステップＳ３４でＹＥＳと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が上記空燃比１４．５よりもリッチ傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を低減して燃焼室４内の空燃比をリーン方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射の第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２′から、所定の第２補正値（第２フィードバック制御ゲイン）βを減算することにより、新たな第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１を設定する（ステップＳ３５）。
【００７３】
なお、上記第２補正値βは、第１補正値αよりも小さな値に設定され、これによって上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときには、このＨＣの脱離が完了した運転状態または上記ＨＣ吸着材２７ｂにＨＣが吸着される通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段４３による空燃比制御のフィードバック制御ゲインが小さな値に設定されるようになっている。
【００７４】
上記ステップＳ３４でＮＯと判定され、燃焼室４内の平均空燃比が上記空燃比１４．５よりもリーン傾向にあることが確認された場合には、燃料の噴射量を増大して燃焼室４内の空燃比をリッチ方向に補正すべく、前回の制御時に設定された燃料噴射の第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２′に、所定の補正値（第２フィードバック制御ゲイン）βを加算することにより、新たな第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２を設定する（ステップＳ３６）。
【００７５】
次いで、上記第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２が、予め設定された基準フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２ｏよりも小さいか否かを判定することにより、上記第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２に基づいて燃料の最終噴射量を設定した場合に、燃焼室４内に平均空燃比が理論空燃比よりもリーン傾向になる可能性があるか否かを判定する（ステップＳ３７）。
【００７６】
上記ステップＳ３７でＹＥＳと判定され、燃焼室４内に平均空燃比が理論空燃比よりもリーン傾向になる可能性があることが確認された場合には、このリーン傾向となるのを防止し得る値に設定されたフィードバック制御値Ｑｆ／ｂｏを、上記第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２として設定する（ステップＳ３８）。そして、上記第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１を、０にリセットした後（ステップＳ３９）、上記ステップＳ３１に移行してインジェクタ７から上記最終噴射量Ｑｐの燃料を噴射する噴射制御を実行する。
【００７７】
上記のようにＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガス中の酸素濃度に基づいてエンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、設定空燃比を挟んでリッチ状態とリーン状態とに交互に反転させるフィードバック制御する空燃比制御手段４３からなる上記酸素濃度制御手段を備えたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときには、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるときに比べて、上記空燃比制御手段４３による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定するように構成した場合においても、エンジンの始動後に、昇温に伴って上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを、比較的低温度で効率よく浄化することにより、大気中にＨＣが放出されるのを効果的に防止することができる。
【００７８】
すなわち、図８（Ｂ）に示すように、エンジンの始動後に、上記ＨＣ吸着触媒２７の温度が上昇してＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態となったことが、第３酸素濃度センサ２８の出力信号値ＯＸ３に応じて確認された時点Ｔ１で、図８（Ｃ）に示すように、エンジンの燃焼室４内における平均空燃比を、ややリッチ状態に設定して、上記空燃比制御手段４３により空燃比のフィードバック制御を実行するとともに、上記ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときには、このＨＣの脱離が完了した通常の運転状態にあるとき（時点Ｔ２以後）等に比べて、上記空燃比制御手段４３による空燃比制御のフィードバック制御ゲインを小さな値に設定したため、上記ＨＣが脱離する運転状態で、燃焼室４内における平均空燃比が一時的にリーン状態となるのを防止することができる。したがって、上記ＨＣ吸着触媒２７の上流側における排気ガス中の酸素濃度を低下させることにより、上記酸素ストレージ材を構成するセリア材から反応性の高い酸素Ｏを放出させ、この酸素Ｏを利用した上記三元触媒層２７ｃの触媒作用によって１５０℃程度の低温で、上記ＨＣ吸着材２７ｂから脱離したＨＣを効果的に浄化することができ、しかも他のＣＯ、ＮＯｘの浄化性能も向上させることができる。
【００７９】
特に、上記実施形態では、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに設定された上記第２フィードバック制御ゲインに基づく空燃比制御の実行に応じ、燃焼室４内の平均空燃比が理論空燃比よりもリーン傾向になる可能性があることが確認された場合に、上記平均空燃比がリーン傾向となるのを防止し得る値に設定されたフィードバック制御値Ｑｆ／ｂｏを、上記第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２として設定するように構成したため、ＨＣ吸着材２７ｂからＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素濃度が一時的に増大すること起因して酸素ストレージ材から放出される酸素量が低下するという事態の発生を確実に防止することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態では、ＨＣ吸着触媒２７からＨＣが脱離する運転状態にあるときには、上記第２酸素濃度センサ２６の検出値に基づいて設定された第２フィードバック制御ゲインβに基づくフィードバック制御を実行し、それ以外の運転状態にあるときとには、上記第１酸素濃度センサ２４の検出値に基づいて設定された第１フィードバック制御ゲインαに基づくフィードバック制御を実行するように構成したが、ＨＣの脱離中でも、上記第１酸素濃度センサ２４の検出値に基づくフィードバック制御と、上記第２酸素濃度センサ２６の検出値に基づくフィードバック制御とを同時に実行するようにしてもよい。すなわち、上記燃料の基本噴射量Ｑｂに第１フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ１と、第２フィードバック制御値Ｑｆ／ｂ２との両方を加算して最終噴射量を設定するようにしてもよい。
【００８１】
また、上記各実施形態では、燃焼室４内に燃料を直接噴射するインジェクタ７からなる燃料供給手段を備えたエンジンについて本発明を適用した例について説明したが、吸気ポートに燃料を噴射するようにしたエンジンについても本発明を適用可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、排気ガス中のＨＣを吸着するとともに、昇温に伴って吸着したＨＣを脱離するＨＣ吸着材と、排気ガス中の酸素濃度が高いときに酸素を吸蔵するとともに、上記酸素濃度が低下するのに応じて吸蔵した酸素を放出する酸素ストレージ材と、上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを酸化する酸化触媒とを含有するＨＣ吸着触媒が排気通路に配置されたエンジンの排気浄化装置において、上記ＨＣ吸着材からＨＣが脱離する運転状態にあるときに、上記酸素ストレージ材から酸素が放出されるようにＨＣ吸着触媒の上流側における排気ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を設けたため、エンジンの始動後に、昇温に伴って上記ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを、比較的低温度で効率よく浄化することにより、大気中にＨＣが放出されるのを効果的に防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエンジンの排気浄化装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】  ＨＣ吸着触媒の具体的構成を示す説明図である。
【図３】  排気ガス浄化装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】  排気ガス浄化装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【図５】  ＨＣ低減効果の実験データを示すグラフである。
【図６】  排気ガス浄化装置の制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図７】  排気ガス浄化装置の制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図８】  排気ガス浄化装置の制御動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
２２  排気通路
２７  ＨＣ吸着触媒
２７ｂ  ＨＣ吸着材
２７ｃ  三元触媒層（酸化触媒層）
４３  空燃比制御手段（酸素濃度制御手段）
【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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