(57)【要約】【課題】排気通路の掃気を効率的且つ効果的に行う。【解決手段】排気管２１５にＳ／Ｃ触媒２１６を備え、当該Ｓ／Ｃ触媒下流側に燃料噴射量の空燃比Ｆ／Ｂ制御用のＯ２センサ２１８を備えたエンジン２００を有する車両１０において、ＥＣＵ１００は、掃気制御を実行する。掃気制御においては、イグニッションオフ時に、スタータ４００からの駆動力供給により強制モータリングが開始される。この強制モータリングにより、吸気管２０７から排気管２１５に向かう吸気の流れが形成され、掃気が実現される。一方、掃気完了の判断は、Ｏ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘに基づいて行われる。即ち、ＥＣＵ１００は、センサ出力電圧Ｖｏｘが大気相当値Ｖｏｘａｉｒ以下まで低下した場合に、Ｏ２センサ２１８周辺が大気置換され掃気完了が完了したものと判断して、強制モータリングを停止させ、掃気制御を終了する。【選択図】図３
2010007532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に酸素濃度を検出可能な検出手段を有する内燃機関と、前記排気通路の掃気が可能な掃気手段とを備えた車両における掃気制御装置であって、
前記内燃機関の機関停止時に前記掃気が開始されるように前記掃気手段を制御する掃気制御手段と、
前記検出された酸素濃度に基づいて前記掃気が完了したか否かを判別する判別手段と
を具備し、
前記掃気制御手段は、前記掃気が完了した旨が判別された場合に前記掃気が終了するように前記掃気手段を制御する
ことを特徴とする車両の掃気制御装置。
【請求項２】
前記判別手段は、前記検出された酸素濃度が大気中の酸素濃度に該当する場合に前記掃気が完了したと判別する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両の掃気制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関は、前記排気通路における前記検出手段の上流側に排気を浄化可能な触媒装置を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の掃気制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記排気通路における前記触媒装置の上流側に相当する区間と、前記排気通路における前記触媒装置の下流側且つ前記検出手段の上流側に相当する区間とを前記触媒装置を介することなく連通させる第１の連通路と、該第１の連通路に設置され、該第１の連通路における気体の流量を調整可能な第１の流量調整手段とを備え、
前記車両の掃気制御装置は、
前記掃気がなされる掃気期間において前記気体が前記第１の連通路に導かれるように前記第１の流量調整手段を制御する第１の流量制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の掃気制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、吸気通路と前記排気通路における前記触媒装置の下流側且つ前記検出手段の上流側に相当する区間とを燃焼室を介することなく連通させる第２の連通路と、該第２の連通路に設置され、該第２の連通路における気体の流量を調整可能な第２の流量調整手段とを備え、
前記車両の掃気制御装置は、
前記掃気がなされる掃気期間において前記気体が前記第２の連通路に導かれるように前記第２の流量調整手段を制御する第２の流量制御手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両の掃気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路の掃気が可能な車両の掃気制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、エンジン停止時に掃気を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたエンジンの停止制御装置によれば、エンジン停止操作がなされた場合に、ＩＳＣバルブを全開とし、エンジン回転速度を増加させてからエンジンの停止制御を行うことにより、停止時のポンピング回数を増やし、吸気管内、燃焼室内及び排気管内の既燃ガスを掃気することができるため、次回のエンジン始動を良好に行うことができるとされている。
【０００３】
尚、触媒上流側の酸素濃度と触媒下流側の酸素濃度とに基づいてエンジン停止時の排ガスの逆流の有無を判定し、排ガスが逆流した旨が判定された場合には、次回のエンジン始動時に掃気を行う技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、エンジン停止時になされる掃気制御において、酸素過多の排気が通過したことが検出された場合に、排気切換弁により排気にバイパス管を通過させる技術も開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５４４６９号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９５７０号公報
【特許文献３】特開２００８−２３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内燃機関を停止させた際、燃焼室及び排気管等には燃焼済みガス或いは未燃燃料を含む未燃ガス等が残留している。この残留するガスに含まれる、例えばＨＣ等の残留物質は、内燃機関の機関停止期間において、排気通路に設置された、例えば空燃比センサや酸素濃度センサ等の各種センサにおける、例えば検出端子等に付着、吸着又は固着することがある。このように残留物質が付着、吸着又は固着した状態では、これら各種センサによる空燃比や酸素濃度の検出精度が著しく低下して、次回の始動時における空燃比フィードバック制御に影響が及ぶ。より具体的には、空燃比がリッチ側（酸素不足側であり、即ち燃料過多側）に大きくずれ込むことによって、空燃比の目標空燃比への収束が遅れる。このような収束の遅れは、燃料噴射量が最適化されないことによるエミッションの悪化を顕在化させることとなり、相対的にみてエミッションが悪化し易い始動時においては顕著に問題となる。
【０００７】
ここで、特許文献２に示されるように、始動時に掃気を行ったのでは、既に各種センサに未燃燃料等が幾らかなり付着、吸着又は固着している可能性が高くなり、少なくとも空燃比のリッチ側へのずれ込みを実践上問題とならないレベルまで低減するのに要する時間が長くなり、その間に上述したエミッションの悪化が生じ易い。
【０００８】
また、特許文献３に記載された技術では、掃気開始からクランクシャフトが１０回転した場合に掃気が終了せしめられるが、例え事前の適合によりこの種の終了条件が設定されていようと、この段階で排気管内の未燃燃料が実際に一掃されたか否かは全く不明であって、検出手段への残留物質の付着、吸着又は固着を確実に回避し得る保証はない。
【０００９】
また、特許文献１に開示されるように、停止時に一時的に回転速度を上昇させて慣性によるポンピング回数を増やした場合、回転速度を上昇させない場合と比較すれば掃気が進行し得るものの、所詮は慣性力により惰性で掃気がなされているに過ぎず、ポンピングの回転速度は徐々に減衰する形となって、掃気が必ずしも十分になされない。また、このように慣性力を利用した場合、掃気の終了時期は、機関停止時の機関回転速度や内燃機関のフリクション等に応じてその都度変化し得、掃気の効果が安定して得られ難い。また、特にこのような慣性力を利用した掃気は、排気通路に触媒装置が備わる場合には、当該触媒装置で生じる圧損に影響を受け易く、当該圧損により排気流速が減衰することによって、とりわけ触媒装置下流において進行し難い。このため、触媒装置下流に設置される各種センサにおいて、残留物質の付着、吸着又は固着が回避され難い。
【００１０】
このように、上記各種従来の技術には、始動時におけるエミッションの悪化が回避され難いという技術的な問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、排気通路の掃気を効率的且つ効果的に行い得る内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するため、本発明に係る車両の掃気制御装置は、排気通路に酸素濃度を検出可能な検出手段を有する内燃機関と、前記排気通路の掃気が可能な掃気手段とを備えた車両における掃気制御装置であって、前記内燃機関の機関停止時に前記掃気が開始されるように前記掃気手段を制御する掃気制御手段と、前記検出された酸素濃度に基づいて前記掃気が完了したか否かを判別する判別手段とを具備し、前記掃気制御手段は、前記掃気が完了した旨が判別された場合に前記掃気が終了するように前記掃気手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る「内燃機関」とは、少なくとも一の気筒を備え、当該気筒の各々において、ガソリン、軽油、アルコール又は該アルコールとガソリンとの混合体等各種の燃料が燃焼（好適には、燃料と空気の混合気が燃焼）した際に生じる動力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト等の各種物理的機械的な伝達経路を経て車両の駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を少なくとも含み、この種の機関に、各種用途に応じた、例えば各種センサや各種触媒装置等を適宜に含む補機類が適宜付設され得るシステムを包括する概念である。特に、本発明に係る内燃機関は、排気通路に該排気通路内の酸素濃度を検出可能な、例えば酸素濃度センサ（Ｏ２センサ）や空燃比センサ等の検出手段を備える。
【００１４】
本発明に係る「掃気」とは、掃気対象部位（即ち、ここでは、排気通路）の浄化を目的として、内燃機関を燃料の噴射及び燃焼を伴うことなく物理的に（即ち、外部から供給される外部駆動力により）駆動し、吸気通路から排気通路へ向かう気体の流れを生成することを指す。従って、本発明に係る「掃気手段」とは、内燃機関の機関出力軸（好適な一形態としては、クランクシャフト）に対し、直接的又は間接的の別を問わず当該機関出力軸を回転せしめ得る駆動力を供給可能な物理的、機械的、電気的又は磁気的手段を包括する概念であって、好適な一形態として、例えば、主として掃気のために設置されたモータ等の電動機、又は主として始動時のクランキング等に供すべく設置された始動装置等を指す。或いは、駆動力源としてこの内燃機関以外に例えばモータ又はモータジェネレータ等の各種電動機を備えたハイブリッド車両の場合、掃気手段とは、これら動力源として機能し得る電動機であってもよい。
【００１５】
本発明に係る車両の掃気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る掃気制御手段により、内燃機関の機関停止時に掃気がなされるように掃気手段が制御される。
【００１６】
ここで、排気通路には、先述の如く、空燃比センサや酸素濃度センサ等、直接的にせよ、間接的（即ち、例えば電圧値や電流値等、酸素濃度と相関する各種の物理量や指標値として代替的に検出する）にせよ、酸素濃度を検出可能な検出手段が備わっており、その検出結果は、空燃比を目標空燃比に追従或いは収束させるための所謂燃料の空燃比フィードバック制御（以下、適宜「空燃比Ｆ／Ｂ」と略称する）を含む内燃機関の各種動作制御に供される。この際、この検出手段における、酸素濃度検出用の検出端子は、少なくともその一部が、排気通路内に露出しているか否かは別として少なくとも排気通路内の雰囲気に晒されている。
【００１７】
従って、内燃機関の始動時に排気通路の掃気がなされる場合、前回内燃機関が機関停止した時点から始動時点までの経過時間において、燃焼済みガス又は未燃燃料（例えば、ＨＣ等）を含む未燃ガスに晒された結果として、検出端子に、例えばＨＣ等の残留物質が付着、吸着又は固着することがある。特にＨＣは、燃料中のＳＯＦ等により幾らかなり粘着性を有しており、この種の問題が生じ易い。
【００１８】
このように検出端子に排気通路内の残留物質が付着、吸着又は固着している場合、検出手段により検出される酸素濃度は、実際の酸素濃度と較べて低くなり易く、検出される、又は検出される酸素濃度に基づいて特定される空燃比が実際の空燃比よりもリッチ側に推移し易い。或いは、検出される酸素濃度に基づいて算出されるフィードバック制御項が不適切となり易い。このため、始動時に排気通路の掃気がなされた場合、このようにリッチ側にずれ込んだ空燃比に基づいて燃料噴射量が制御され、或いは適切でないフィードバック制御項に基づいた燃料噴射量のフィードバック制御がなされ、結果的に空燃比が目標空燃比に収束するまでの時間が長大化して、エミッションが悪化し易い。このような、始動時に掃気がなされることに起因するエミッションの悪化は、例えばソフトウェア上でこの種の残留物質の影響を排除しようと試みたところで、少なくともそれらが相殺される程には低減されない。
【００１９】
その点、機関停止時に排気通路の掃気がなされた場合、掃気の概念に鑑みれば、排気通路内の残留物質は始動時以前に幾らかなり減少するから、上述したような検出端子への残留物質の付着、吸着又は固着を抑制することができる。このため、始動時に掃気がなされる場合と較べて、空燃比が目標空燃比に収束するまでの時間を可及的に短縮化することが可能となり、始動時の空燃比Ｆ／Ｂ制御を効率良く実行することが可能となって、エミッションの悪化を好適に抑制することが可能となるのである。
【００２０】
一方、掃気手段は、如何なる物理的、機械的、電気的又は磁気的構成を有するにせよ、何らかのエネルギ資源を利用している点において変わりはなく、とりわけ車載用のバッテリに蓄積された電力等、要求頻度が高く且つ蓄積量が必ずしも十分でないエネルギ資源が利用される場合には、少なくともエネルギ資源の有効利用の観点から言えば、掃気時間（掃気がなされる時間であり、掃気期間の長さである）は短い程望ましい。他方、掃気時間が不十分であれば、結局先に述べたように始動時にエミッションの悪化が生じかねず、実践的にみれば、エミッションの悪化を回避すべき要請から生じる安全側への配慮として、掃気時間は無用に長大化する傾向にある。
【００２１】
ここで特に、選択肢が単数であれ複数であれ、掃気時間が予め設定されている場合には、掃気によるエネルギ資源の無駄な消費といった新たな問題が、回避又は抑制すべきものとして顕在化する。
【００２２】
この際、例え予め掃気が確実に完了する旨が担保された上で可及的に掃気時間を短縮化し得るように掃気時間が設定されていたところで、排気通路内部の物理的状態又は化学的状態が、個々の内燃機関について経時的に如何に変化したかについて何らの指針も得られないままでは、結局何らの解決策ともなり得ない。
【００２３】
そこで、本発明に係る車両の掃気制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る判別手段により、この検出された酸素濃度に基づいて掃気が完了したか否かが判別される。また、判別手段により掃気が完了した旨が判別された場合に、掃気制御手段による掃気手段の駆動制御を介して掃気が終了せしめられる。
【００２４】
上述した始動時におけるエミッションの悪化は、顕著には、機関停止期間（機関停止時点から始動時点に至る期間）において排気通路内の残留物質（特に、未燃燃料）が検出手段に付着、吸着又は固着することにより生じる。従って、排気通路内に当該残留物質が存在しなければ、機関停止期間の長さによらずこの種のエミッションの悪化を回避することが可能となる。
【００２５】
ここで、掃気により、外界の空気が吸入され、吸気通路から排気通路に至る吸入空気の流れが生成されると、排気中の残留物質は、この吸入空気により排気通路から徐々に駆逐される。従って、排気通路の酸素濃度は、機関停止時における、排気通路内の残留物質の残留の度合いと一対一、一対多、多対一又は多対多に対応する。即ち、特定された酸素濃度に基づいて、掃気が完了したか否かの判断を的確に行うことが可能となるのである。尚、定性的な表現をすれば、当該酸素濃度が高い程、掃気がより進行していることとなる。
【００２６】
尚、「掃気が完了した」とは、予め想定され得る範囲の機関停止期間を経て内燃機関が始動された時点において、検出結果を空燃比Ｆ／Ｂ制御に供し得るものとして排気通路に備わる検出手段に、少なくとも実践上看過し得ない程度の残留物質が付着、吸着又は固着していることのないと推定又は判断される排気通路の状態が得られたことを意味する。このような掃気完了の判別に係る判別基準（即ち、上記排気通路の状態が得られたか否かの判別基準）は、例えば内燃機関に要求される環境性能等に応じて適宜設定されるものであってもよいし、この種の要求性能とは無関係に設定されるものであってもよい。
【００２７】
このように、本発明に係る車両の掃気制御装置によれば、機関停止時の掃気が、次回の始動時に生じ得るエミッションの悪化が少なくとも許容値以内に抑制（好適な一形態として、少なくともこの種のエミッションの悪化を生じさせないことを含む）される範囲において可及的に短時間で終了する。このため、掃気手段を駆動するためのエネルギ資源を可及的に高効率に利用することが可能となる。即ち、掃気を効率的且つ効果的に実現することが可能となるのである。
【００２８】
補足すると、本発明に係る内燃機関の制御装置は、その時点の排気通路の状態或いは排気通路に備わる検出手段の状態を考慮することによって、掃気を終了して良いか否かの判断に極めて有効な指針を与え得る点に着目してなされたものであって、例えば、事前に適合された、固定値又は可変値としての実行時間や実行サイクル数等に基づいて、その時点の排気通路又は検出手段の状態を一切考慮することなく掃気を終了させる技術思想とは、その本質において異なっており、そのような技術思想と較べて、次回の始動時におけるエミッションの悪化を確実に抑制し、同時にエネルギ資源の無駄な消費をも確実に抑制し得る点において顕著な優位性を有するものである。
【００２９】
本発明に係る車両の掃気制御装置の一の態様では、前記判別手段は、前記検出された酸素濃度が大気中の酸素濃度に該当する場合に前記掃気が完了したと判別する。
【００３０】
検出された酸素濃度が大気中の酸素濃度に該当する場合、排気通路内の気体の分布が均一又は略均一であるとして、排気通路が概ね大気で満たされたと判断され得る。従って、この場合、検出手段に残留物質が付着、吸着又は固着する可能性は著しく低い旨の判断を下すことが容易となり、掃気完了に係る判別を的確に行うことが可能となる。
【００３１】
この際、大気中の酸素濃度は、予め実験的に、経験的に、理論的に又はシミュレーション等に基づいて、車両周囲の外気温や湿度及び車両の高度や絶対位置等に応じた固定又は可変な値として設定されていてもよいし、例えば、減速時になされるフューエルカット制御（以下、適宜「Ｆ／Ｃ制御」等と表現する）における酸素濃度として適宜記憶されてもよい。
【００３２】
本発明に係る車両の掃気制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、前記排気通路における前記検出手段の上流側に排気を浄化可能な触媒装置を備える。
【００３３】
この態様によれば、内燃機関の排気通路における検出手段の上流側（尚、「上流」とは、気体の流れ方向を基準とする方向概念であり、排気通路で言えば即ち、排気バルブ側である）、例えば三元触媒、ＮＳＲ（ＮＯｘ吸蔵還元触媒）或いは酸化触媒（酸化触媒が担持されたＤＰＦ等の捕捉再生手段を含む）等の各種触媒装置が備わる。
【００３４】
尚、この際、触媒装置下流側に検出手段の少なくとも一部が配設される限りにおいて、触媒装置上流側に検出手段の一部が配設されていてもよい。即ち、例えば触媒装置を挟んで上流側に空燃比センサが、また下流側に酸素濃度センサが配設される態様も、本態様に含まれる趣旨である。
【００３５】
このような構成においては、触媒装置における排気抵抗の増大（即ち、圧損の増大）により、触媒装置下流側の検出手段の掃気の進行が妨げられ易い。従って、掃気が完了したか否かの判断がより難しくなり易く、本発明に係る判別手段による実践上の利益が顕著に大となる。
【００３６】
尚、触媒装置により圧損が幾らかなり増大し掃気が阻害され得る点に鑑みれば、触媒装置上流側に他の検出手段（例えば、空燃比センサ）が配設されているにせよ、この上流側の検出手段の周辺部は、触媒装置下流側の検出手段の周辺部と比較してより早期に浄化される。このため、触媒装置下流側の検出手段により検出される酸素濃度に基づいて掃気完了の判別が下される限りにおいて、触媒装置上流側の検出手段における残留物質の付着、吸着又は固着は勘案する必要は生じない。
【００３７】
内燃機関が触媒装置及び検出手段を備える本発明に係る車両の掃気制御装置の一の態様では、前記内燃機関は、前記排気通路における前記触媒装置の上流側に相当する区間と、前記排気通路における前記触媒装置の下流側且つ前記検出手段の上流側に相当する区間とを前記触媒装置を介することなく連通させる第１の連通路と、該第１の連通路に設置され、該第１の連通路における気体の流量を調整可能な第１の流量調整手段とを備え、前記車両の掃気制御装置は、前記掃気がなされる掃気期間において前記気体が前記第１の連通路に導かれるように前記第１の流量調整手段を制御する第１の流量制御手段を更に具備する。
【００３８】
この態様によれば、触媒装置上流側に相当する区間と触媒装置下流側且つ検出手段の上流側に相当する区間とが第１の連通路により触媒装置を介することなく連通せしめられる。即ち、第１の連通路が一種のバイパス通路として構成される。この第１の連通路には、例えば、電磁開閉弁やバタフライ弁等の各種弁装置（弁体の駆動手段を含み得る）の形態を採り得る第１の流量調整手段が配設されており、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１の流量制御手段による駆動制御により、例えば弁体の開閉状態が二値的に、段階的に又は連続的に制御されることによって、当該第１の連通路における気体（少なくとも吸入空気を含む気体であって、好適には吸入空気そのものである）の流量が二値的に、段階的に又は連続的に調整可能に構成されている。
【００３９】
ここで、第１の流量制御手段は、掃気期間において、第１の連通路を介し、触媒装置をバイパスする形で気体が排気通路に導かれるように第１の流量調整手段を制御する。この際、第１の連通路における気体の流量は、ゼロでない限り特に限定されないが、好適な一形態として、第１の流量調整手段は、弁装置であるとしてその弁体が全開に位置制御され、その時点で実現し得る最大流量に相当する気体が触媒装置をバイパスして排気通路に導かれてもよい。尚、このように第１の連通路に気体が導かれたとして、通常の掃気経路（即ち、触媒装置を介して検出手段周辺の排気通路に至る経路）が閉じられる必要はなく、掃気の過程で燃焼室から排出される気体は、触媒装置を介した経路と、この第１の連通路とに分流してもよい。
【００４０】
この態様によれば、掃気に供される気体の少なくとも一部が触媒装置をバイパスする形で検出手段の設置された区間に導かれる。このため、検出手段周辺部から可及的速やかに残留物質を排除することが可能となり、掃気をより早期に終了させる（即ち、掃気完了に係る判別をより早期の時点で行う）ことが可能となって、エネルギ資源の一層の有効利用が可能となる。
【００４１】
内燃機関が触媒装置及び検出手段を備える本発明に係る車両の掃気制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、吸気通路と前記排気通路における前記触媒装置の下流側且つ前記検出手段の上流側に相当する区間とを燃焼室を介することなく連通させる第２の連通路と、該第２の連通路に設置され、該第２の連通路における気体の流量を調整可能な第２の流量調整手段とを備え、前記車両の掃気制御装置は、前記掃気がなされる掃気期間において前記気体が前記第２の連通路に導かれるように前記第２の流量調整手段を制御する第２の流量制御手段を更に具備する。
【００４２】
この態様によれば、吸気通路と触媒装置下流側且つ検出手段の上流側に相当する区間とが第２の連通路により燃焼室を介することなく（必然的に触媒装置も介することなく）連通せしめられる。即ち、第２の連通路が一種のバイパス通路として構成される。この第２の連通路には、例えば、電磁開閉弁やバタフライ弁等の各種弁装置（弁体の駆動手段を含み得る）の形態を採り得る第２の流量調整手段が配設されており、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２の流量制御手段による駆動制御により、例えば弁体の開閉状態が二値的に、段階的に又は連続的に制御されることによって、当該第１の連通路における気体（少なくとも吸入空気を含む気体であって、好適には吸入空気そのものである）の流量が二値的に、段階的に又は連続的に調整可能に構成されている。
【００４３】
ここで、第２の流量制御手段は、掃気期間において、第２の連通路を介し、燃焼室及び触媒装置をバイパスする形で気体が排気通路に導かれるように第２の流量調整手段を制御する。この際、第２の連通路における気体の流量は、ゼロでない限り特に限定されないが、好適な一形態として、第２の流量調整手段は、弁装置であるとしてその弁体が全開に位置制御され、その時点で実現し得る最大流量に相当する気体が燃焼室及び触媒装置をバイパスして排気通路に導かれてもよい。尚、このように第２の連通路に気体が導かれたとして、通常の掃気経路（即ち、燃焼室及び触媒装置を介して検出手段周辺の排気通路に至る経路）が閉じられる必要はなく、掃気の過程で吸気通路に導かれた気体は、燃焼室を介した経路と、この第２の連通路とに分流してもよい。
【００４４】
この態様によれば、掃気に供される気体の少なくとも一部が燃焼室及び触媒装置をバイパスする形で検出手段の設置された区間に導かれる。このため、検出手段周辺部から可及的速やかに残留物質を排除することが可能となり、掃気をより早期に終了させる（即ち、掃気完了に係る判別をより早期の時点で行う）ことが可能となって、エネルギ資源の一層の有効利用が可能となる。
【００４５】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な各種実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、車両１０において、本発明に係る「車両の掃気制御装置」に関する部分の構成を概念的に表してなるブロック図である。
【００４７】
図１において、車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、イグニッションキー（以下、適宜「ＩＧキー」と略称する）３００、スタータ４００及びバッテリ５００を備えた、本発明に係る「車両」の一例である。
【００４８】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「車両の掃気制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する掃気制御を実行することが可能に構成されている。
【００４９】
尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「掃気制御手段」及び「判別手段」の夫々一例として機能する一体の電子制御ユニットであるが、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成は、これに限定されるものではなく、例えば複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００５０】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。
【００５１】
ここで、図２を参照し、エンジン２００の構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００５２】
図２において、エンジン２００は、気筒２０１内において燃焼室に点火プラグ（符号省略）の一部が露出してなる点火装置２０２による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１が直列に配されてなる直列４気筒エンジンであるが、個々の気筒２０１の構成は相互に等しいため、図２においては一の気筒２０１についてのみ説明を行うこととする。
【００５３】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１０おいて、インジェクタ２１２から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、図示せぬ燃料タンクに貯留されており、図示せぬフィードポンプの作用により、図示せぬデリバリパイプを介してインジェクタ２１２に圧送供給されている。尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、フィードポンプ或いは他の低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒２０１内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。尚、本実施形態において、燃料タンクに貯留されインジェクタ２１２から噴射される燃料はガソリンであるが、本発明に係る「内燃機関」は、例えば、燃料として軽油を使用可能な圧縮自着火式のディーゼルエンジンであってもよいし、燃料としてエタノール等のアルコール又は該アルコールとガソリンとの混合燃料を使用可能なバイフューエルエンジンであってもよい。
【００５４】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１１の開閉によってその連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１１の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１３の開弁時に排気ポート（符合省略）及び排気マニホールド２１４を介して排気管２１５（尚、排気ポート、排気マニホールド及び排気管２１５はいずれもが本発明に係る「排気通路」の一例である）に導かれる。
【００５５】
一方、吸気管２０７における、吸気ポート２１０の上流側には、図示せぬクリーナを経て導かれた吸入空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２０８が配設されている。このスロットルバルブ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されたスロットルバルブモータ２０９によってその駆動状態が制御される構成となっている。尚、ＥＣＵ１００は、基本的には不図示のアクセルポジションセンサにより検出されるアクセル開度に応じたスロットル開度が得られるようにスロットルバルブモータ２０９を制御するが、スロットルバルブモータ２０９の動作制御を介してドライバの意思を介在させることなくスロットル開度を調整することも可能である。即ち、スロットルバルブ２０９は、一種の電子制御式スロットルバルブとして構成されている。
【００５６】
排気管２１５には、Ｓ／Ｃ（Start Converter）触媒２１６が設置されている。Ｓ／Ｃ触媒２１６は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な所謂三元触媒であり、本発明に係る「触媒装置」の一例である。
【００５７】
排気管２１５におけるＳ／Ｃ触媒２１６の上流側には、エンジン２００の排気空燃比を検出することが可能に構成された、所謂限界電流式酸素濃度センサである空燃比センサ２１７が設置されている。空燃比センサ２１７は、その検出端子の一部が、排気管２１５を流れるガスに晒されるように排気管２１５に露出した状態で設置されており、Ｓ／Ｃ触媒２１６に流入する排気の空燃比に応じた電流を出力し、且つこの出力電流に応じた出力電圧をセンサ出力することによって、排気空燃比を検出可能に構成されている。空燃比センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された、空燃比に相当するセンサ出力電圧は、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００５８】
排気管２１５におけるＳ／Ｃ触媒２１６下流側には、当該下流側の酸素濃度を検出可能なＯ２センサ２１８が設置されている。Ｏ２センサ２１８は、所謂起電力式の酸素濃度センサであり、本発明に係る「検出手段」の一例である。Ｏ２センサ２１８は、検出端子の一部が、排気管２１５を流れるガスに晒されるように排気管２１５に露出した状態で設置されており、Ｓ／Ｃ触媒２１６から排出されるガスの酸素濃度に応じた電圧をセンサ出力電圧Ｖｏｘとして出力可能に構成されている。より具体的には、Ｏ２センサ２１８は、Ｓ／Ｃ触媒２１６から排出されるガスの空燃比が理論空燃比である場合に、基準電圧Ｖｏｘｓｔ（例えば、０．５Ｖ程度）を、理論空燃比に対しリッチである場合に基準電圧より高い電圧（最大電圧をＶｍａｘ（例えば、０．９Ｖ程度）であるとする）を、また理論空燃比に対しリーンである場合に基準電圧より低い電圧（最小電圧Ｖｍｉｎ（例えば、０．１Ｖ程度）であるとする）を夫々センサ出力電圧として出力可能に構成されている。Ｏ２センサ２１８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された、酸素濃度に相当するセンサ出力電圧Ｖｏｘは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で把握される構成となっている。
【００５９】
また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータジャケットには、エンジン２００を冷却するために循環供給される冷却水（ＬＬＣ）に係る冷却水温を検出するための水温センサ２１９が配設されている。水温センサ２１９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温Ｔｗは、ＥＣＵ１００により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００６０】
尚、排気管２１５における、Ｏ２センサ２１８下流側には、Ｓ／Ｃ触媒２１６と同様に三元触媒として構成された（但し、貴金属の付加態様が異なる）Ｕ／Ｆ（Under Floor）触媒が設置されているが、図示は省略されている。
【００６１】
図１に戻り、ＩＧキー３００は、車両１０の室内においてドライバによる操作が可能に設置された始動入力手段である。ＩＧキー３００に対し所定の始動操作（例えば、ＩＧキーを所定位置まで回す等の操作）がなされた場合、ＩＧキー３００は、エンジン２００を始動させるべき旨を表すＩＧ信号を出力する構成となっている。尚、これ以降、このＩＧ信号が出力されていることを適宜「イグニッションオン」等と表現することとする。反対に、ＩＧ信号が出力されないことを適宜「イグニッションオフ」等と表現することとする。
【００６２】
スタータ４００は、本発明に係る「掃気手段」の一例たる、エンジン２００の始動装置である。スタータ４００は、エンジン２００のクランクシャフトと同期回転可能なフライホイール、該フライホイールに噛合するピニオンギア、該ピニオンギアが固定された回転軸を有するスタータモータ及び該スタータモータを駆動する駆動装置（いずれも符合省略）等を備えた公知の始動装置である。この駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＥＣＵ１００によりその駆動状態が制御される構成となっている。従って、スタータモータの回転状態は、ＥＣＵ１００により制御される構成となっている。
【００６３】
尚、補足すると、スタータモータが回転すると、その回転がピニオンギアに伝達され、フライホイールを介してクランクシャフト２０５に伝達されることにより、エンジン２００が物理的に駆動され、クランキングされる。即ち、スタータモータは、エンジン２００の機関停止時において、エンジン２００を始動させるべくクランキングすることが可能なクランキング用の電動機である。
【００６４】
ここで更に、クランキングについて補足すると、エンジン始動時においては、このクランキングがなされるクランキング期間中に、インジェクタ２１２を介した燃料噴射及び点火装置２０２を介した燃料への点火がなされ、エンジン２００が初爆を迎える。この初爆以降、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが所定値に達すると、フライホイールからピニオンギアへ向かう逆方向の動力伝達を阻止すべくスタータ４００に設けられたワンウェイクラッチ（これも不図示である）の作用により、スタータモータは空転し、この空転を検出する（即ち、負荷トルクの変化として検出する）ことにより、スタータモータが停止せしめられ、クランキングが終了する。
【００６５】
バッテリ５００は、エンジン２００における各種電気駆動装置及びスタータ４００並びに車両１０に備わる各種電装補機類、或いは電気駆動式の各種安全装置（ＡＢＳやＶＳＣ等）の電源として機能するように構成された、車載用ＤＣバッテリである。
【００６６】
＜実施形態の動作＞
＜空燃比Ｆ／Ｂ制御の概要＞
車両１０では、インジェクタ２１２を介した燃料の噴射制御に、空燃比Ｆ／Ｂ制御が採用されている。空燃比Ｆ／Ｂ制御においては、Ｓ／Ｃ触媒２１６下流側のＯ２センサ２１８により検出される酸素濃度（出力値は電圧である）が参照される。
【００６７】
より具体的には、先ず、Ｏ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘと目標空燃比に対応するセンサ出力電圧Ｖｏｘｓｔとの偏差（即ち、目標空燃比と実空燃比との偏差に相当する）に基づいて比例処理及び積分処理（公知のＰＩ制御に準じたアルゴリズムでなされてよい）がなされ、フィードバック補正値が算出される。続いて、このフィードバック補正値により、Ｓ／Ｃ触媒２１６上流側の空燃比センサ２１７のセンサ出力（即ち、空燃比に応じた電圧）が補正され、空燃比が目標空燃比に収束するように最終的に燃料噴射量が補正される。
【００６８】
一方、エンジン２００が例えば長時間機関停止状態（所謂ソーク状態）に置かれると、排気管２１５に残留する燃焼済みガス又は未燃ガスに含まれるＨＣ等の残留物質が、Ｏ２センサ２１８及び空燃比センサ２１７の検出端子に付着、吸着又は固着することがある。このように検出端子に残留物質が付着、吸着又は固着した状態では、各センサにおいて酸素不足側（空燃比リッチ側）への誤検出が生じ易く、空燃比Ｆ／Ｂ制御において、実際の空燃比がリーン側にずれ易い（即ち、空燃比リッチであるとして燃料噴射量を減少させる側へフィードバックがなされる結果、燃料不足又は空気過剰となって実空燃比がリーン側へシフトする）。このため、この種の残留物質の影響を顕著に受ける始動時においては特に、燃焼が不安定となってエミッションの悪化が生じ易い。このような始動時のセンサリッチずれによるエミッションの悪化は、始動時にエンジン２００の掃気を行っても抑制し難い。一方、本実施形態では、ＥＣＵ１００により実行される掃気制御によって、始動時のエミッションの悪化が効率的且つ効果的に抑制される。
【００６９】
ここで、図３を参照し、本実施形態の動作として、ＥＣＵ１００により実行される掃気制御の詳細について説明する。ここに、図３は、掃気制御のフローチャートである。
【００７０】
図３において、ＥＣＵ１００は、ＩＧキー３００が、先に述べたイグニッションオフに相当する状態であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ＩＧキー３００がイグニッションオンに相当する状態にある場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０１を繰り返し実行して処理を待機し、ＩＧキー３００がイグニッションオフに沿うとする状態にある場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、インジェクタ２１２を介した燃料供給を停止する（ステップＳ１０２）。
【００７１】
燃料の供給を停止すると、エンジン２００は、自立回転を停止し、機関停止状態となる。ＥＣＵ１００は、この機関停止状態において、スタータ４００を駆動制御し、エンジン２００の強制モータリングを開始する（ステップＳ１０３）。この際、エンジン２００の機関回転速度ＮＥが、所定のモータリング回転速度ＮＥ１（例えば、毎分数百回転程度）となるように、スタータ４００のスタータモータの回転速度が制御される。但し、モータリング回転速度ＮＥ１の値は、スタータ４００の動作限界を超えない範囲であれば実質的に何ら制限されない。
【００７２】
尚、本発明に係る「機関停止時」とは、本実施形態で言えば、この燃料の供給停止がなされた時点以降、エンジン２００の再始動が開始されるまでの期間を指し、強制モータリングは、機関回転速度ＮＥが、この燃料の供給停止の過程でゼロとなってから開始されてもよいし、ゼロとなる前に開始されてもよい。強制モータリングが開始されると、クランクシャフト２０５がスタータモータの回転に伴い物理的に回転するため、ピストン２０３もまた物理的に回転し、クランクシャフト２０５の回転に連動する吸気バルブ２１１及び排気バルブ２１３の開閉駆動により吸気管２０７から燃焼室を介して排気管２１５へ向かう吸入空気の流れが形成される。この吸入空気の流れにより、排気管２１５の浄化が促進され、掃気が実現される。
【００７３】
強制モータリングが開始されると、ＥＣＵ１００は、排気管２１５の酸素濃度に対応するＯ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘが、大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒ以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０４）。ここで、大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒは、減速時にＦ／Ｃ制御がなされる過程において記憶される。
【００７４】
より具体的には、エンジン２００では、車両が所定の減速条件にある場合に燃料の供給が停止される（即ち、Ｆ／Ｃ制御がなされる）。このＦ／Ｃ制御の実行期間中におけるエンジン２００の駆動状態は、吸排気系の動作に限れば強制モータリングと同等であり（即ち、クランクシャフト２０５を駆動する駆動主体が慣性力であるか、モータトルクであるかが異なる）、エンジン２００では、吸気管２０７から排気管２１５に至る吸入空気の流れが形成される。
【００７５】
従って、Ｆ／Ｃ期間中において、排気管２１５内部は徐々に吸入空気（即ち、大気）に置換され、Ｏ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘは徐々に低下する。この低下の過程におけるセンサ出力電圧Ｖｏｘの最小値が、即ち、大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒとなる。ＥＣＵ１００は、来るべき掃気制御に備え、このＶｏｘａｉｒをＲＡＭに記憶すると共に、Ｆ／Ｃ期間が訪れる毎に適宜更新している。尚、本実施形態では、このようにＦ／Ｃ期間中に大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒが更新されるが、Ｖｏｘａｉｒの値は、予め設定された、単数又は複数の固定値であってもよい。
【００７６】
センサ出力電圧Ｖｏｘが、大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒより高い場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、強制モータリングを継続する。一方、センサ出力電圧ＶｏｘがＶｏｘａｉｒ以下である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、即ち、排気管２１５が、少なくともＯ２センサ２１８の設置箇所について大気置換されたと考えられる場合、ＥＣＵ１００は、強制モータリングを停止する（ステップＳ１０５）。
【００７７】
ここで、Ｏ２センサ２１８は、その構造上、酸素濃度の検出に際し、検出端子が所定の活性状態に維持される必要がある。そのため、エンジン２００の稼動期間は勿論、この強制モータリングの実行期間中においても、所定のセンサヒータにより絶えず暖機されている。従って、ステップＳ１０５において強制モータリングが停止され、検出端子の暖機が不要となった時点で、ＥＣＵ１００はセンサヒータの駆動を停止する（ステップＳ１０６）。センサヒータの駆動が停止されると、掃気制御は終了する。
【００７８】
次に、図４を参照し、本実施形態に係る掃気制御の実行過程におけるエンジン２００の動作状態について視覚的に説明する。ここに、図４は、掃気制御の実行過程におけるエンジン２００の動作状態の推移を説明するタイミングチャートである。
【００７９】
図４において、上段から順次、ＩＧ信号、センサ出力電圧Ｖｏｘ、機関回転速度ＮＥ及び強制モータリングの実行状態の時間特性が示される。
【００８０】
時刻Ｔ１において、ＩＧ信号がＯＦＦ、即ち、イグニッションオフとなると、強制モータリングが開始され、吸入空気の流入により排気管２１５の酸素濃度が上昇し、センサ出力電圧Ｖｏｘは低下し始める。機関回転速度ＮＥが概ねモータリング回転速度ＮＥ１に維持される時刻Ｔ１からＴ２に至る期間において、センサ出力電圧Ｖｏｘは低下し続ける。ここで、排気管２１５の酸素濃度が大気中の酸素濃度以上となって、センサ出力電圧ＶｏｘがＶｏｘａｉｒ以下となる時刻Ｔ２において、強制モータリングは停止され、機関回転速度ＮＥは慣性駆動を経てゼロまで低下する。
【００８１】
このように、本実施形態に係る掃気制御によれば、エンジン２００の機関停止後、強制モータリングにより掃気がなされる。この際、掃気が完了したか否かの判断は、排気管２１５に設置されたＯ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘに基づいて行われ、センサ出力電圧Ｖｏｘが大気中の酸素濃度に対応する電圧値Ｖｏｘａｉｒ以下となった時点で強制モータリングが（即ち、掃気が）終了する。
【００８２】
このため、強制モータリングによる掃気の終了時点において、Ｏ２センサ２１８の検出端子の周囲に残留する燃焼済みガスや未燃ガス等の残留ガスの量は、少なくとも実践上ゼロと扱い得る程度に小さくなり、エンジン２００の再始動時にまでのソーク期間中に、Ｏ２センサ２１８の検出端子に排気管内のＨＣ等各種残留物質が付着、吸着又は固着する可能性が実質的にゼロに等しくなる。
【００８３】
従って、係る再始動時に、Ｏ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘが基準値（即ち、理論空燃比に対応する電圧値）よりも高くなる（即ち、リッチ側にずれる）ことが回避され、始動時において空燃比Ｆ／Ｂ制御における空燃比の収束精度が低下することによって生じるエミッションの悪化が抑制される。
【００８４】
ここで特に、本実施形態では、強制モータリング時間や強制モータリング中のエンジンサイクル数等、事前に如何なる適合がなされるにせよ必ずしもその時点の排気管内の残留ガスの状態を正確に表し得ない（即ち、エンジン個々の運転履歴、動作履歴及び環境条件等により排気管内の残留ガスの状態は如何様にも変化し得る）各種判断基準値に基づいて掃気終了の判断を行う技術思想と異なり、Ｏ２センサ２１８周囲の酸素濃度に基づいて（即ち、実質的には、エンジン２００の動作条件若しくは動作履歴又は車両の運転条件若しくは運転履歴の違い等により多様に変化し得る残留ガスの状態そのものを判断基準として）掃気終了の判断がなされるため、掃気が不十分であることによって生じる始動時のエミッションの悪化も、反対に掃気が不要に長時間にわたって継続されることによるエネルギ資源（ここでは、バッテリ５００に蓄えられた電力資源）の浪費も回避される。即ち、本実施形態に係る掃気制御によれば、効率的且つ効果的に掃気を行うことが可能となるのである。
【００８５】
尚、エンジン２００には、Ｏ２センサ２１８と同様に残留ガスによる検出対象の検出精度低下が懸念されるセンサとして、空燃比センサ２１７が備わっている。然るに、空燃比センサ２１７は、Ｓ／Ｃ触媒２１６の上流側に配置されており、Ｓ／Ｃ触媒２１６下流側のＯ２センサ２１８の周囲が大気で満たされていると判断される場合、空燃比センサ２１７の周囲もまた大気で満たされているものと判断され得る。また、Ｓ／Ｃ触媒２１６における圧損を考えれば、掃気時に、Ｓ／Ｃ触媒２１６上流側の空燃比センサ２１７に流入するガスの流速は、Ｏ２センサ２１８に流入するガスの流速よりも高い。従って、空燃比センサ２１７は、Ｏ２センサ２１８と較べてより掃気が進行し易い環境にある。従って、Ｏ２センサ２１８のセンサ出力電圧Ｖｏｘに基づいて好適に掃気終了の判断を下すことが可能である。
【００８６】
尚、図５では、バイパス管６１０の分岐位置が、空燃比センサ２１７よりも上流側となっているが、空燃比センサ２１７周辺の掃気を効率的に進行させる観点からは、バイパス管６１０は、空燃比センサ２１７の下流側且つＳ／Ｃ触媒２１６上流側の区間において排気管２１５から分岐していてもよい。
＜第２実施形態＞
次に、図５を参照し、本発明の第２実施形態に係るエンジン６００の構成について説明する。ここに、図５は、エンジン６００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。また、第２実施形態に係る車両の構成は、エンジンの構成を除き、第１実施形態に係る車両１０と同等であるとする。
【００８７】
図５において、排気管２１５における、Ｓ／Ｃ触媒２１６上流側に設定された分岐部には、バイパス管６１０の一端部が接続されている。このバイパス管６１０の他端部は、排気管２１５における、Ｓ／Ｃ触媒２１６下流側且つＯ２センサ２１８上流側の合流部に接続されている。即ち、バイパス管６１０は、Ｓ／Ｃ触媒２１６をバイパスする、本発明に係る「第１の連通路」の一例である。
【００８８】
このバイパス管６１０には、流量調整弁６２０が設置されている。流量調整弁６２０は、開閉状態に応じてその上流区間と下流空間との連通面積を可変とする弁体とその弁体を駆動する駆動装置（例えば、ソレノイド）を有し、当該開閉状態に応じてバイパス管６１０のガス量を連続的に調整可能に構成された、本発明に係る「第１の流量調整手段」の一例たる電磁開閉弁装置であり、当該弁体を駆動する駆動装置が、電気的に接続されたＥＣＵ１００により制御される構成となっている。即ち、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１の流量制御手段」の一例としても機能する。
【００８９】
ここで、図６を参照し、本実施形態に係る掃気制御について説明する。ここに、図６は、本実施形態に係る掃気制御のフローチャートである。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９０】
図６において、強制モータリングが開始されると、ＥＣＵ１００は、流量調整弁６２０の弁体が全開状態（即ち、上述した連通面積が最大となる状態）となるように、駆動装置を介して流量調整弁６２０を駆動制御する（ステップＳ２０１）。尚、これ以降、弁体が全開及び全閉であることを適宜「パイパス弁が全開及び全閉である」等と表現することとする。流量調整弁６２０が全開とされると、第１実施形態と同様にセンサ出力電圧Ｖｏｘが大気相当となるまで掃気が継続され、センサヒータが停止されると、流量調整弁６２０が全閉状態に制御され（ステップＳ２０２）、掃気制御が終了する。
【００９１】
次に、図７を参照し、本実施形態に係る掃気制御の実行過程におけるエンジン２００の動作状態について視覚的に説明する。ここに、図７は、掃気制御の実行過程におけるエンジン２００の動作状態の推移を説明するタイミングチャートである。尚、同図において、図４と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
【００９２】
図７において、上段から順次、ＩＧ信号、センサ出力電圧Ｖｏｘ、機関回転速度ＮＥ、流量調整弁６２０の開閉状態及び強制モータリングの実行状態の時間特性が示される。
【００９３】
時刻Ｔ３において、ＩＧ信号がＯＦＦ、即ち、イグニッションオフとなると、強制モータリングが開始され、吸入空気の流入により排気管２１５の酸素濃度が上昇し、センサ出力電圧Ｖｏｘは低下し始める。この際、流量調整弁６２０は全開状態とされるため、Ｏ２センサ２１８周辺の掃気がより促進される。その結果、機関回転速度ＮＥが概ねモータリング回転速度ＮＥ１に維持される時刻Ｔ３からＴ４に至る期間において、センサ出力電圧Ｖｏｘは低下し続ける。ここで、排気管２１５の酸素濃度が大気中の酸素濃度以上となって、センサ出力電圧ＶｏｘがＶｏｘａｉｒ以下となる時刻Ｔ４において、強制モータリングは停止され、機関回転速度ＮＥは慣性駆動を経てゼロまで低下する。
【００９４】
このように、本実施形態によれば、強制モータリングによる掃気期間中、掃気に供される吸入空気の一部は、排気管２１５の分岐部において分流し、Ｓ／Ｃ触媒２１６をバイパスする形で排気管２１５の合流部に導かれる。
【００９５】
このため、吸入空気の一部は、Ｓ／Ｃ触媒２１６による圧損の影響を受けることなく、言い換えれば、流速の低下が抑制された状態でＯ２センサ２１８周辺に導かれ、Ｏ２センサ周辺の掃気が効果的に進行する。その結果、掃気期間を短縮することが可能となり、電力資源のより有効な利用を図ることが可能となる。尚、このようにＯ２センサ２１８の掃気に供されるガスの流速が如何様に変化したところで、掃気終了の判断はＯ２センサ周辺の酸素濃度に基づいてなされるため、効率的且つ効果的に掃気を実現し得る旨の第１実施形態と同様の利益は何ら変わりなく担保される。
【００９６】
尚、本実施形態では、流量調整弁６２０の開閉状態が全開状態と全閉状態との間で二値的に制御されたが、パイパス弁６２０の開閉状態は、段階的又は連続的に可変に制御され、パイパス管６１０のガス流量がより精細に制御されてもよい。例えば、この際、空燃比センサ２１７周囲の掃気の進行状況に鑑みて当該開閉状態が適宜決定されてもよい。
【００９７】
＜第３実施形態＞
次に、図８を参照し、本発明の第３実施形態に係るエンジン７００の構成について説明する。ここに、図８は、エンジン７００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図２と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。また、第３実施形態に係る車両の構成は、エンジンの構成を除き、第１実施形態に係る車両１０と同等であるとする。
【００９８】
図８において、吸気管２０７における、スロットルバルブ２０８上流側に設定された分岐部には、バイパス管７１０の一端部が接続されている。このバイパス管７１０の他端部は、排気管２１５における、Ｓ／Ｃ触媒２１６下流側且つＯ２センサ２１８上流側の合流部に接続されている。即ち、バイパス管７１０は、燃焼室及びＳ／Ｃ触媒２１６をバイパスする、本発明に係る「第２の連通路」の一例である。
【００９９】
このバイパス管７１０には、流量調整弁７２０が設置されている。流量調整弁７２０は、開閉状態に応じてその上流区間と下流空間との連通面積を可変とする弁体とその弁体を駆動する駆動装置（例えば、ソレノイド）を有し、当該開閉状態に応じてバイパス管７１０のガス量を連続的に調整可能に構成された、本発明に係る「第２の流量調整手段」の一例たる電磁開閉弁装置であり、当該弁体を駆動する駆動装置が、電気的に接続されたＥＣＵ１００により制御される構成となっている。即ち、本実施形態において、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第２の流量制御手段」の一例としても機能する。
【０１００】
このような構成において、第２実施形態と同様、強制モータリングによる掃気の実行期間に流量調整弁７２０の弁体が全開状態（即ち、上述した連通面積が最大となる状態）となるように、駆動装置を介して流量調整弁７２０が駆動制御されると、掃気に供される吸入空気の一部は、吸気管２０７から、燃焼室及びＳ／Ｃ触媒２１６をバイパスする形で排気管２１５の合流位置に導かれる。このため、吸入空気の一部は、Ｓ／Ｃ触媒２１６による圧損の影響を受けることなく、また、燃焼室内部に残留する残留ガスにより汚染されることなくＯ２センサ２１８周辺に導かれ、Ｏ２センサ周辺の掃気が効果的に進行する。その結果、掃気期間を短縮することが可能となり、電力資源のより有効な利用を図ることが可能となる。
【０１０１】
尚、図８では、バイパス管７１０が吸気管２０７における、スロットルバルブ２０８上流側から分岐する構成となっているが、バイパス管７１０は、スロットルバルブ２０８下流側、例えば吸気マニホールド（符合省略）から分岐していてもよい。
【０１０２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の掃気制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１実施形態に係り、車両において本発明に係る車両の掃気制御装置に関する部分の構成を概念的に表してなるブロック図である。
【図２】図１の車両におけるエンジンの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図３】ＥＣＵにより実行される掃気制御のフローチャートである。
【図４】掃気制御の実行過程におけるエンジンの動作状態の推移を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエンジンの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る掃気制御のフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係り、掃気制御の実行過程におけるエンジンの動作状態の推移を説明するタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態に係るエンジンの構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…車両、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…気筒、２０３…ピストン、２０５…クランクシャフト、２１６…Ｓ／Ｃ触媒、２１７…空燃比センサ、２１８…Ｏ２センサ、３００…ＩＧキー、４００…スタータ、５００…バッテリ。
【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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