(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、内燃機関の排気熱を吸着材に供給できない状況下であっても吸着材からの吸着対象成分の脱離動作を実行可能とすることを目的とする。【解決手段】排気通路５２に、排気ガス中に含まれる所定の成分を吸着する機能を有する吸着材５４を備える。排気通路５２に、電気ヒータ付き触媒（ＥＨＣ）５６を備える。各気筒の吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする可変動弁機構６０、６２を備える。内燃機関が燃料噴射の停止中であってエンジン回転数が所定回転数以上である場合に、ＥＨＣ５６の電気ヒータによって加熱された排気通路５２内のガスがＥＨＣ５６から吸着材５４に向けて流れるように、吸気弁および排気弁の開閉時期を制御する。【選択図】図２
2010185441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置され、排気ガス中に含まれる所定の成分を吸着する機能を有する吸着材と、
前記排気通路に配置され、排気ガスを浄化可能な触媒と、
前記触媒に備えられ、前記触媒を加熱する加熱手段と、
吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする可変動弁機構と、
燃料噴射の停止中かつエンジン回転数が所定回転数以上である場合に、前記加熱手段によって加熱された前記排気通路内のガスが前記触媒から前記吸着材に向けて流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する加熱ガス供給手段と、
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】
前記排気浄化装置は、前記加熱ガス供給手段によって前記吸着材に供給されたガスが前記触媒に向けて流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する加熱ガス返却手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記排気浄化装置は、前記加熱ガス供給手段による前記吸着材へのガス供給と前記加熱ガス返却手段への前記触媒へのガス返却とを交互に実行するガス往復移動実行手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気浄化装置は、前記触媒に対する所定の活性化条件の成否を判定する活性化条件判定手段を更に備え、
前記加熱ガス返却手段は、前記触媒に対する前記活性化条件が成立している場合に、吸気弁および前記排気弁の開閉時期の前記制御を実行することを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記排気通路は、前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスが流れる主排気通路と、前記主排気通路との上流側接続部において前記主排気通路から分岐し、前記上流側接続部より下流の下流側接続部において再び前記主排気通路に合流するバイパス通路とを含み、
前記吸着材は、前記バイパス通路に配置されており、
前記触媒は、前記主排気通路における前記上流側接続部と前記下流側接続部との間の部位に配置されており、
前記排気浄化装置は、前記上流側接続部および前記下流側接続部の何れか一方に配置され、前記主排気通路内を流れるガスの流路形態を、当該ガスが前記バイパス通路を介さずにそのまま前記主排気通路を流れる第１流路形態と、当該ガスが前記バイパス通路を介して前記主排気通路を流れる第２流路形態との間で切り替える流路切替手段を更に備え、
前記加熱ガス供給手段は、
前記第１流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御した状態で、前記主排気通路側から前記燃焼室側に向けてガスが流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第１ガス流通制御手段と、
前記第２流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御した状態で、前記燃焼室側から前記主排気通路側に向けてガスが流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第２ガス流通制御手段とを含み、
前記排気浄化装置は、前記第１ガス流通制御手段によるガスの流通と前記第２ガス流通制御手段によるガスの流通とを交互に実行するガス往復移動実行手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記排気浄化装置は、前記下流側接続部を間に介する側の前記吸着材と前記触媒との間の部位に、空気を供給する空気供給手段を更に備え、
前記空気供給手段は、前記第２ガス流通制御手段による前記流路切替手段の制御並びに前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期の前記制御が実行される時期と同期して空気を供給することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記排気浄化装置は、前記吸着材からの前記所定の成分の脱離動作の完了の成否を判定する脱離完了判定手段を更に備え、
前記排気浄化装置は、前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記加熱手段によって加熱された前記排気通路内のガスが前記燃焼室および吸気通路のうちの少なくとも前記燃焼室にまで流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御するプレヒート実行手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記排気通路は、前記内燃機関の第１気筒群から排出される排気ガスが流れる第１排気通路と、前記内燃機関の第２気筒群から排出される排気ガスが流れる通路であって前記第１排気通路に合流する第２排気通路とを備え、
前記加熱手段を備える前記触媒は、前記第１排気通路および前記第２排気通路のうちの少なくとも一方に配置されており、
前記可変動弁機構は、前記第１気筒群に備えられた吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする第１可変動弁機構と、前記第２気筒群に備えられた吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする第２可変動弁機構とを含み、
前記排気浄化装置は、
前記第１気筒群および前記第２気筒群に連通するように構成され、前記第１気筒群および前記第２気筒群に吸入される空気が流れる吸気通路と、
前記吸着材からの前記所定の成分の脱離動作の完了の成否を判定する脱離完了判定手段と、
前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記吸気通路から前記第１気筒群が備える少なくとも１つの燃焼室を介して前記第１排気通路にガスが流れるように、前記第１可変動弁機構を用いて前記第１気筒群に備えられた前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第１プレヒート実行手段と、
前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記第２排気通路から前記第２気筒群が備える少なくとも１つの燃焼室を介して前記吸気通路にガスが流れるように、前記第２可変動弁機構を用いて前記第２気筒群に備えられた前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第２プレヒート実行手段とを更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項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】
この発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、特に、排気通路に排気ガス中に含まれる所定の成分を吸着する吸着材を備える内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、排気浄化用触媒の上流において主排気通路（主通路）の一部を迂回するバイパス通路上に、排気ガス中に含まれるＨＣを吸着させるための吸着材を備える内燃機関の排気浄化装置が開示されている。また、この従来の排気浄化装置は、バイパス通路よりも下流側の主排気通路に排気浄化用触媒を備えている。上記吸着材は、排気ガス中に含まれるＨＣを、低温時に吸着し高温時に脱離させる特性を有している。上記従来の排気浄化装置では、排気浄化用触媒が活性化した後に、吸着材に高温の排気ガスを供給することで、吸着材からＨＣを脱離させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２００７５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２３９４号公報
【特許文献３】特開２００４−１９５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、上記従来の排気浄化装置では、吸着材に吸着されているＨＣを脱離させる際には、排気熱を吸着材に与えることで、ＨＣの脱離が開始される温度にまで吸着材の温度を上昇させるようにしている。ところで、内燃機関のモータリング運転（燃料噴射が停止された状態でクランク軸が回転している動作）中には、内燃機関の内部で燃焼が行われないので、燃焼に伴う排気熱を排気通路に供給することができなくなる。このため、上記従来の排気浄化装置において、内燃機関の冷間始動時に吸着材への吸着対象成分の吸着を行った後に、当該吸着対象成分を吸着材から脱離させる前に内燃機関がモータリング運転状態となると、吸着材に吸着されている吸着対象成分を脱離させることができなくなる。その結果、吸着材からの吸着対象成分の脱離動作の実行時期を逸してしまう。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の排気熱を吸着材に供給できない状況下であっても吸着材からの吸着対象成分の脱離動作を実行可能とする内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の排気浄化装置であって、
排気通路に配置され、排気ガス中に含まれる所定の成分を吸着する機能を有する吸着材と、
前記排気通路に配置され、排気ガスを浄化可能な触媒と、
前記触媒に備えられ、前記触媒を加熱する加熱手段と、
吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする可変動弁機構と、
燃料噴射の停止中かつエンジン回転数が所定回転数以上である場合に、前記加熱手段によって加熱された前記排気通路内のガスが前記触媒から前記吸着材に向けて流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する加熱ガス供給手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記排気浄化装置は、前記加熱ガス供給手段によって前記吸着材に供給されたガスが前記触媒に向けて流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する加熱ガス返却手段を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記排気浄化装置は、前記加熱ガス供給手段による前記吸着材へのガス供給と前記加熱ガス返却手段への前記触媒へのガス返却とを交互に実行するガス往復移動実行手段を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記排気浄化装置は、前記触媒に対する所定の活性化条件の成否を判定する活性化条件判定手段を更に備え、
前記加熱ガス返却手段は、前記触媒に対する前記活性化条件が成立している場合に、吸気弁および前記排気弁の開閉時期の前記制御を実行することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１の発明において、
前記排気通路は、前記内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスが流れる主排気通路と、前記主排気通路との上流側接続部において前記主排気通路から分岐し、前記上流側接続部より下流の下流側接続部において再び前記主排気通路に合流するバイパス通路とを含み、
前記吸着材は、前記バイパス通路に配置されており、
前記触媒は、前記主排気通路における前記上流側接続部と前記下流側接続部との間の部位に配置されており、
前記排気浄化装置は、前記上流側接続部および前記下流側接続部の何れか一方に配置され、前記主排気通路内を流れるガスの流路形態を、当該ガスが前記バイパス通路を介さずにそのまま前記主排気通路を流れる第１流路形態と、当該ガスが前記バイパス通路を介して前記主排気通路を流れる第２流路形態との間で切り替える流路切替手段を更に備え、
前記加熱ガス供給手段は、
前記第１流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御した状態で、前記主排気通路側から前記燃焼室側に向けてガスが流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第１ガス流通制御手段と、
前記第２流路形態が選択されるように前記流路切替手段を制御した状態で、前記燃焼室側から前記主排気通路側に向けてガスが流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第２ガス流通制御手段とを含み、
前記排気浄化装置は、前記第１ガス流通制御手段によるガスの流通と前記第２ガス流通制御手段によるガスの流通とを交互に実行するガス往復移動実行手段を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記排気浄化装置は、前記下流側接続部を間に介する側の前記吸着材と前記触媒との間の部位に、空気を供給する空気供給手段を更に備え、
前記空気供給手段は、前記第２ガス流通制御手段による前記流路切替手段の制御並びに前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期の前記制御が実行される時期と同期して空気を供給することを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記排気浄化装置は、前記吸着材からの前記所定の成分の脱離動作の完了の成否を判定する脱離完了判定手段を更に備え、
前記排気浄化装置は、前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記加熱手段によって加熱された前記排気通路内のガスが前記燃焼室および吸気通路のうちの少なくとも前記燃焼室にまで流れるように、前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御するプレヒート実行手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記排気通路は、前記内燃機関の第１気筒群から排出される排気ガスが流れる第１排気通路と、前記内燃機関の第２気筒群から排出される排気ガスが流れる通路であって前記第１排気通路に合流する第２排気通路とを備え、
前記加熱手段を備える前記触媒は、前記第１排気通路および前記第２排気通路のうちの少なくとも一方に配置されており、
前記可変動弁機構は、前記第１気筒群に備えられた吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする第１可変動弁機構と、前記第２気筒群に備えられた吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする第２可変動弁機構とを含み、
前記排気浄化装置は、
前記第１気筒群および前記第２気筒群に連通するように構成され、前記第１気筒群および前記第２気筒群に吸入される空気が流れる吸気通路と、
前記吸着材からの前記所定の成分の脱離動作の完了の成否を判定する脱離完了判定手段と、
前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記吸気通路から前記第１気筒群が備える少なくとも１つの燃焼室を介して前記第１排気通路にガスが流れるように、前記第１可変動弁機構を用いて前記第１気筒群に備えられた前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第１プレヒート実行手段と、
前記脱離動作が完了したと判定された後に、前記第２排気通路から前記第２気筒群が備える少なくとも１つの燃焼室を介して前記吸気通路にガスが流れるように、前記第２可変動弁機構を用いて前記第２気筒群に備えられた前記吸気弁および前記排気弁の開閉時期を制御する第２プレヒート実行手段とを更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、内燃機関の排気熱を吸着材に供給できない状況下であっても、可変動弁機構を用いた吸気弁および排気弁の開閉時期の制御によって、加熱手段によって加熱された排気通路内のガスを触媒から吸着材に向けて流すことにより、吸着材からの所定の成分の脱離動作を実行することができるようになる。
【００１５】
第２の発明によれば、内燃機関の排気熱を吸着材に供給できない状況下でおいて吸着材から脱離させた所定の成分を触媒にて浄化させられるようになる。
【００１６】
第３の発明によれば、加熱状態にある触媒と吸着材との間でガスを往復移動させることにより、触媒から吸着材への熱供給を促進することができ、これにより、吸着材からの吸着対象成分の脱離を促進することができる。また、ガスの往復移動によって、触媒を通過するガスを十分に混合できるようになり、更には、同一ガスを繰り返し触媒に流通させることが可能となる。以上より、吸着材から脱離した所定の成分の触媒での高い浄化率を確保できるようになる。
【００１７】
第４の発明によれば、触媒が活性化している状態で吸着材から触媒へのガスの移動を行うことにより、吸着材から脱離した所定の成分を触媒で確実に浄化することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、触媒と吸着材との間でガスを一方向に還流させることが可能となり、触媒の浄化率を良好に高く確保しつつ、吸着材から脱離した所定の成分を触媒で浄化させられるようになる。
【００１９】
第６の発明によれば、バイパス通路にガスが導入される期間でのみ空気供給が実行されるようになる。これにより、吸着材から触媒に還流するガスの酸素濃度およびガス温度の均一化を図ることができるようになる。これにより、吸着材から脱離したガス中に含まれるＨＣの触媒での酸化反応を促進させることができ、触媒でのＨＣの浄化効率を向上（安定化）させることが可能となる。
【００２０】
第７の発明によれば、脱離動作の完了後に次回の内燃機関の始動に先立って、燃焼室および吸気通路のうちの少なくとも燃焼室を暖機しておくことができる。これにより、次回の始動時において、噴射された燃料の霧化促進と燃焼の安定化を図ることができる。
【００２１】
第８の発明によれば、第１気筒群と第２気筒群とを備える内燃機関において、次回の内燃機関の始動に先立って、各気筒の排気弁、燃焼室、吸気弁、および吸気通路の間で上記加熱手段によって加熱されたガスを流通させることで、これらの燃焼室等を良好に暖機しておくことができる。これにより、次回の始動時において、噴射された燃料の霧化促進と燃焼の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における排気浄化装置を備える内燃機関のシステムの構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例における排気浄化装置を備える内燃機関のシステムの構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２における排気浄化装置を備える内燃機関のシステムの構成を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】ＡＩの実行を切替バルブの制御と同期させて行うことによる効果を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態３における特徴的なプレヒート制御を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態４における排気浄化装置を備える内燃機関のシステムの構成を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施の形態１．
［ＨＶシステムの構成］
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動システムの概略構成を示す図である。この駆動システム１０は、車両の動力源として内燃機関１２と車両駆動用モータ（以下、単に「モータ」）１４とを備えている。また、駆動システム１０は、駆動力の供給を受けて電力を発生する発電機１６も備えている。内燃機関１２、モータ１４、および発電機１６は、動力分割機構１８を介して相互に連結されている。動力分割機構１８につながるモータ１４の回転軸には、減速機２０が接続されている。減速機２０は、モータ１４の回転軸と駆動輪２２につながる駆動軸２４とを連結している。動力分割機構１８は、内燃機関１２の駆動力を発電機１６側と減速機２０側とに分割する装置である。動力分割機構１８による駆動力の配分は、任意に変更することができる。
【００２４】
駆動システム１０には、更に、インバータ２６、コンバータ２８、および高圧バッテリ３０が含まれている。インバータ２６は、発電機１６およびモータ１４に接続されているとともに、コンバータ２８を介して高圧バッテリ３０にも接続されている。発電機１６で発電された電力は、インバータ２６を介してモータ１４に供給することもできるし、インバータ２６およびコンバータ２８を介して高圧バッテリ３０に充電することもできる。また、高圧バッテリ３０に充電されている電力は、コンバータ２８およびインバータ２６を介してモータ１４に供給することができる。
【００２５】
以上説明した駆動システム１０によれば、所定の条件に基づいて、モータ１４を停止させて内燃機関１２の駆動力のみによって駆動輪２２を回転させることもできるし、逆に、内燃機関１２を停止させてモータ１４の駆動力のみによって駆動輪２２を回転させることもできる。更に、モータ１４と内燃機関１２の双方を作動させ、双方の駆動力によって駆動輪２２を回転させることもできる。また、駆動システム１０によれば、モータ１４の駆動力の一部或いは全部を動力分割機構１８を介して内燃機関１２に入力することで、燃料噴射を停止中の内燃機関１２を、モータ１４によって回転駆動することができる（モータリング）。
【００２６】
本実施形態の駆動システム１０は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０によって制御されている。ＥＣＵ４０は、内燃機関１２、モータ１４、発電機１６、動力分割機構１８、インバータ２６、およびコンバータ２８等を含む駆動システム１０の全体を総合的に制御している。
【００２７】
［内燃機関のシステム構成］
図２は、本発明の実施の形態１における排気浄化装置を備える内燃機関１２のシステムの構成を説明するための図である。図１に示す内燃機関１２は、燃焼室内に空気を取り込むための吸気通路５０と、燃焼室内から排出された排気ガスが流れる排気通路５２とを備えている。
【００２８】
排気通路５２には、排気ガス中に含まれる所定の吸着対象成分（ＨＣ、ＮＯｘ）および水分（当該吸着対象成分の吸着を阻害する成分）を吸着する機能を有する吸着材５４が配置されている。水分やＨＣの吸着に適した吸着材としては、例えば、ゼオライト系の素材を用いることができ、ＮＯｘの吸着に適した吸着材としては、例えば、ゼオライトに鉄Ｆｅを担持した素材を用いることができる。
【００２９】
吸着材５４よりも下流側の排気通路５２には、排気ガスを浄化可能な触媒（三元触媒）５６が配置されている。より具体的には、この触媒５６は、触媒５６を加熱するための電気ヒータ付きの触媒（以下、ＥＨＣ(Electric Heated Catalyst)）として構成されている。触媒（ＥＨＣ）５６が備えるヒータは、高圧バッテリ３０から電力の供給を受けるようになっており、ＥＣＵ４０によって通電が適当に制御されることによって、ＥＨＣ５６を加熱できるようになっている。このような通電制御によって、ＥＨＣ５６は、所定の活性温度を維持できるようになっている。また、ＥＨＣ５６には、当該ＥＨＣ５６の温度を検出するための触媒温度センサ５８が組み込まれている。
【００３０】
更に、内燃機関１２は、吸気弁（図示省略）の開閉時期を変更可能とする吸気可変動弁機構６０と、排気弁（図示省略）の開閉時期を変更可能とする排気可変動弁機構６２とを備えている。具体的には、可変動弁機構６０、６２としては、例えば、カムを電気モータで駆動する機構（例えば、国際公開番号ＷＯ ２００６／０９８１３３号公報に記載）を用いることができる。このような可変動弁機構６０、６２によれば、吸排気弁の開閉時期を任意の時期とすることができ、更には、吸排気弁を開いた状態または閉じた状態で維持することもできる。尚、可変動弁機構６０、６２は、上記の機構以外にも、電磁駆動式の可変動弁機構などであってもよい。
【００３１】
また、上述したＥＣＵ４０には、上記触媒温度センサ５８とともに、クランク角度やクランク角速度（エンジン回転数）を検出するためのクランク角センサ６４、およびエンジン冷却水温度を検出するための水温センサ６６等の内燃機関１２の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０には、ＥＨＣ５６が有する電気ヒータ、可変動弁機構６０、６２とともに内燃機関１２に燃料を供給するための燃料噴射弁６８等の内燃機関１２の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１２の運転状態を制御するようになっている。
【００３２】
ところで、本実施形態のシステムのように排気通路５２に吸着材５４を備えることによって始動時のエミッションガスをほぼゼロとすることを目的とするシステムにおいては、冷間始動時に吸着材５４に吸着させた吸着対象成分を吸着材５４から脱離（パージ）させて触媒（ＥＨＣ）５６で浄化する際に、高い浄化率を確保することが必要とされる。
【００３３】
本実施形態のＨＶシステムによれば、既述したように、必要に応じて、内燃機関１２をモータリング運転（燃料噴射の停止中にエンジン回転数を所定回転数以上で運転）することが可能である。そこで、本実施形態では、冷間始動時に燃焼室から排出された吸着対象成分を吸着材５４が吸着している状況下において、モータリング運転を行う運転条件が成立した場合には、モータリング運転を実施したうえで、可変動弁機構６０、６２を用いて、吸着材５４とＥＨＣ５６との間を満たす排気ガス（または空気）を、図２に示すように両者の間で往復移動させるようにした。
【００３４】
図３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃機関１２の冷間始動時に吸着材５４に吸着対象成分を吸着させる動作が行われたことで、吸着材５４に吸着対象成分が吸着されているものと判断される状況下で起動されるものとする。
【００３５】
図３に示すルーチンでは、先ず、ＥＨＣ５６に対する所定の活性化条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１００）。より具体的には、例えば、触媒温度センサ５８の出力に基づいて、ＥＨＣ５６が所定の浄化率を発揮する温度にまでＥＨＣ５６の床温が達しているか否かを判断することによって、本ステップ１００の判定を行うことができる。
【００３６】
その結果、ＥＨＣ５６が活性していると判定された場合には、次いで、モータリングを実施することに支障のない運転条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。具体的には、例えば、内燃機関１２の通常運転（ファイアリング運転）が停止されているか、モータリング運転を実行するために必要なバッテリ電力が確保されているか等の条件が判断される。その結果、当該判定が成立する場合には、モータリング運転が実施される（ステップ１０４）とともに、ＥＨＣ５６の電気ヒータがＯＮとされる（ステップ１０６）。
【００３７】
次に、所定回転数だけ内燃機関１２が回転する間、ＥＨＣ５６から吸着材５４に向けてガスが流れるように、各気筒の吸気弁および排気弁の開閉時期が制御される（ステップ１０８）。より具体的には、本ステップ１０８では、モータリングが実行されている状況下において、ピストンが上死点から下死点に向けて下降する期間中に排気弁のみを開くようにし、かつ、ピストンが下死点から上死点に向けて上昇する期間中に吸気弁のみを開くようにするバルブ制御が実施される。尚、本ステップ１０８の所定回転数は、排気系の容積に基づいて、吸着材５４とＥＨＣ５６との間に満たされる排気の移動に要する回転数となるように予め設定された値である。
【００３８】
次に、上記所定回転数だけ内燃機関１２が回転する間、吸着材５４からＥＨＣ５６に向けてガスが流れるように、各気筒の吸気弁および排気弁の開閉時期が制御される（ステップ１１０）。より具体的には、本ステップ１１０では、モータリングが実行されている状況下において、ピストンが上死点から下死点に向けて下降する期間中に吸気弁のみを開くようにし、かつ、ピストンが下死点から上死点に向けて上昇する期間中に排気弁のみを開くようにするバルブ制御が実施される。
【００３９】
次に、所定のパージ完了条件が成立したか否かが判別される（ステップ１１２）。具体的には、例えば、上記ステップ１０８および１１０によるガスの往復移動の実行回数が、パージが完了したと判断できる所定回数に達したかどうかを判断することで、本ステップ１１２におけるパージ完了条件の成否を判定することができる。
【００４０】
その結果、上記パージ完了条件が未だ成立していないと判定される間は、上記ステップ１０８および１１０の処理が繰り返し実行される。一方、パージ完了条件が成立したと判定された場合には、モータリング運転が停止される（ステップ１１４）とともに、ＥＨＣ５６の電気ヒータの制御が通常の制御（ＥＨＣ５６を活性状態に維持するための通電制御）に戻される。
【００４１】
以上説明した図３に示すルーチンによれば、モータリング運転の実施中に上述したように吸排気弁の開閉時期を調整することにより、電気ヒータにより加熱されたＥＨＣ５６周りの排気ガスを吸着材５４に供給できるようになる。これにより、モータリング運転時であっても、吸着対象成分を吸着材５４からパージ（脱離）させることが可能となる。また、ＥＨＣ５６側から吸着材５４に供給されたガスを再びＥＨＣ５６側に流すようにすることで、吸着材５４から脱離した吸着対象成分を含むガスをＥＨＣ５６に供給することができるようになり、吸着材５４から脱離した吸着対象成分を活性状態にあるＥＨＣ５６にて確実に浄化することが可能となる。
【００４２】
また、上記ルーチンの処理によれば、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間でのガスの往復移動を所定回数に渡って繰り返し実行することにより、ＥＨＣ５６から吸着材５４への熱供給を促進することができ、これにより、吸着材５４からの吸着対象成分の脱離を促進することができる。また、このようなガスの往復移動によって、ＥＨＣ５６を通過するガスを十分に混合できるようになり、更には、同一ガスを繰り返しＥＨＣ５６に流通させることが可能となる。以上より、吸着材５４から脱離した吸着対象成分のＥＨＣ５６での高い浄化率を確保できるようになる。更に付け加えると、上記のようなガスの往復移動を行うことで、吸着材５４側に吸着対象成分の脱離のための電気ヒータを備える必要なしに、モータリング運転中に吸着対象成分の脱離および浄化を実現することができる。
【００４３】
ところで、上述した実施の形態１においては、排気通路５２に、上流側から順に吸着材５４およびＥＨＣ５６を配置するようにしている。しかしながら、本発明において加熱手段を備える触媒と吸着材との間でガス移動を行ううえでは、触媒と吸着材の配置順番は必ずしも上記のものでなくてもよい。このため、例えば、排気通路５２に、上流側から順にＥＨＣ５６および吸着材５４を配置するようにしてもよい。また、本願発明の対象となる排気通路の構成は、上記のものに限定されるものではなく、例えば、次の図４に示すような構成が採用されていてもよい。
【００４４】
図４は、本発明の実施の形態１の変形例における排気浄化装置を備える内燃機関１２のシステムの構成を説明するための図である。尚、図４において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図４に示す排気通路は、筒内から排気ガスを排出するための主排気通路７２とともに、当該主排気通路７２の一部を迂回する通路としてバイパス通路７４を備えている。
【００４５】
より具体的には、バイパス通路７４は、上流側接続部７６ａにおいて主排気通路７２から分岐し、当該上流側接続部７６ａの下流であってＥＨＣ５６の上流に位置する下流側接続部７６ｂにおいて再び主排気通路７２に合流するように構成されている。また、上流側接続部７６ａには、主排気通路７２内を流れるガスの流路形態を、当該ガスがバイパス通路７４を介さずにそのまま主排気通路７２を流れる第１流路形態（図４中に示すｂ側）と、当該ガスがバイパス通路７４を介して主排気通路７２を流れる第２流路形態（図４中に示すａ側）との間で切り替えるための切替バルブ７８が配置されている。尚、切替バルブ７８は、上述したＥＣＵ４０に接続されている。
【００４６】
以上説明した図４に示す構成によれば、第２流路形態が選択されるように切替バルブ７８を制御することにより、内燃機関１２本体、吸着材５４、およびＥＨＣ５６が一本の流路上に位置する状態を得ることができる。このため、先ず、内燃機関１２の冷間始動時に第２流路形態が選択されるように切替バルブ７８を制御することにより、排気ガスを吸着材５４に供給し、吸着対象成分を吸着材５４に吸着させることができる。そして、脱離動作（パージ動作）を行う場合には、再び第２流路形態を選択したうえで、モータリング運転時に上述した実施の形態１と同様のバルブ制御を実施することで、吸着材５４とＥＨＣ５６との間でガスを往復移動させることが可能となる。これにより、吸着材５４に吸着されている吸着対象成分を脱離させたうえでＥＨＣ５６によって浄化することができる。
【００４７】
また、上述した実施の形態１においては、吸着材５４およびＥＨＣ５６を備える内燃機関１２がハイブリッド車両に搭載された構成において、モータリング運転を実施したうえで、上述したバルブ制御を行うようにしている。しかしながら、本発明は、そのようなハイブリッド車両においてモータリング運転を積極的に実施したうえで行う制御に限定されるものではない。すなわち、内燃機関のみを動力源として備える車両においても、例えば減速時に燃料カットが実施される状況下では、燃料噴射の停止中にエンジン回転数が所定回転数以上となる運転状態（モータリング運転状態）が成立する。このため、このようなモータリング運転状態の成立時に、上述したバルブ制御を行うようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した実施の形態１の変形例においては、主排気通路７２とバイパス通路７４との間の上流側接続部７６ａに切替バルブ７８を配置するようにしているが、本発明の流路切替手段は、排気ガスの流路形態を上述した第１流路形態と第２流路形態との間で切り替えられるようになってさえいれば、下流側接続部に配置されていてもよい。
【００４９】
尚、上述した実施の形態１においては、ＥＨＣ５６が前記第１の発明における「触媒」に、ＥＨＣ５６が備える電気ヒータが前記第１の発明における「加熱手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「加熱ガス供給手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第２の発明における「加熱ガス返却手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１１２の判定が不成立である間に上記ステップ１０８および１１０の処理を繰り返し実行することにより前記第３の発明における「ガス往復移動実行手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第４の発明における「活性化条件判定手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１の変形例においては、切替バルブ７８が前記第５の発明における「流路切替手段」に相当している。
【００５０】
実施の形態２．
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図５は、本発明の実施の形態２における排気浄化装置を備える内燃機関１２のシステムの構成を説明するための図である。尚、図５において、上記図４に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５１】
図５に示す構成は、ＥＨＣ５６が主排気通路８２における上流側接続部８４ａと下流側接続部８４ｂとの間の部位に配置されている点が、上記図４に示す構成に対して相違している。更に、図５に示す構成は、バイパス通路８６における吸着材５４と下流側接続部８４ｂとの間の部位に、空気導入通路８８の一端が接続されている。空気導入通路８８の他端は、大気と連通するように構成されており、また、空気導入通路８８の途中には、エアポンプ９０が設けられている。エアポンプ９０は、上述したＥＣＵ４０に接続されている。このような構成によれば、ＥＣＵ４０による指令に基づいてエアポンプ９０を駆動することで、大気をバイパス通路８６に供給することができる。尚、ここでは、バイパス通路８６に空気を供給することを、「ＡＩ（Air Injection）」と称する。
【００５２】
以上のように構成された本実施形態のシステムにおいては、吸着材５４が吸着対象成分を吸着している状況下において、モータリングを行う運転条件が成立した場合には、モータリングを実施したうえで、可変動弁機構６０、６２を用いて、図５に示すように、主排気通路８２側から燃焼室側に向けてガスが流れる状態と、燃焼室側から主排気通路８２側にガスが流れる状態とを交互に生じさせるようにした。そして、そのような排気の移動方向の変化と同期して切替バルブ７８を切り替えるようにした。
【００５３】
より具体的には、パージ動作を行う際に、内燃機関１２が所定回転数を回転する間、上記第１流路形態が選択されるように切替バルブ７８を制御した状態（図５中に示すｂ状態）で、主排気通路８２側から燃焼室側に向けてガスが流れるように、吸排気弁の開閉時期を制御するようにした。次いで、内燃機関１２が所定回転数を回転する間、第２流路形態が選択されるように切替バルブ７８を制御した状態（図５中に示すａ状態）で、燃焼室側から主排気通路８２側に向けてガスが流れるように、吸排気弁の開閉時期を制御するようにした。そして、このような２つの制御をパージが完了したと判定されるまで交互に実行するようにした。
【００５４】
上記の制御によれば、第１流路形態が選択された状態で主排気通路８２側から燃焼室側に向けてガスを流すことで、ＥＨＣ５６周囲のガスを、切替バルブ７８よりも上流側の主排気通路８２側に移動させることができる。そして、その後に、第２流路形態が選択された状態で燃焼室側から主排気通路８２側に向けてガスを流すことで、切替バルブ７８よりも上流側の主排気通路８２側に移動したガスを、バイパス通路８６に流入させて吸着材５４を通過させた後に下流側接続部８４ｂよりも下流側の主排気通路８２に移動させることができる。そして、再び第１流路形態が選択された状態で主排気通路８２側から燃焼室側に向けてガスを流すことで、下流側接続部８４ｂよりも下流側の主排気通路８２に移動したガスを、ＥＨＣ５６を通過させた後に切替バルブ７８よりも上流側の主排気通路８２側に移動させることができる。
【００５５】
以上の処理を繰り返すことで、図５に示すように、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間で、ガスを一方向に還流させることが可能となる。
【００５６】
更に、本実施形態では、第２流路形態が選択された状態で燃焼室側から主排気通路８２側に向けてガスを流す制御の実行と同期して、吸着材５４から脱離した吸着対象成分を含むガスに対してＡＩを実施するようにした。
【００５７】
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃機関１２の冷間始動時に吸着材５４に吸着対象成分を吸着させる動作が行われたことで、吸着材５４に吸着対象成分が吸着されているものと判断される状況下で起動されるものとする。また、図６において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５８】
図６に示すルーチンでは、ステップ１０６においてＥＨＣ５６の電気ヒータがＯＮとされた後には、次いで、所定回転数だけ内燃機関１２が回転する間、上記第１流路形態が選択されるように切替バルブ７８が制御され、かつ、主排気通路８２側から燃焼室側に向けてガスが流れるように、吸排気弁の開閉時期が制御される（ステップ２００）。より具体的には、本ステップ２００では、上記ステップ１０８と同様のバルブ制御が行われ、これにより、上記の方向にガスを流すことができる。尚、本ステップ２００の所定回転数は、排気系の容積に基づいて、ＥＨＣ５６周囲のガスを切替バルブ７８よりも上流側の主排気通路８２側に移動させるために要する回転数となるように予め設定された値である。
【００５９】
次に、内燃機関１２が所定回転数を回転する間、第２流路形態が選択されるように切替バルブ７８が制御され、かつ、燃焼室側から主排気通路８２側に向けてガスが流れるように、吸排気弁の開閉時期が制御され、かつ、ＡＩが実行される（ステップ２０２）。より具体的には、本ステップ２０２では、上記ステップ１１０と同様のバルブ制御が行われ、これにより、上記の方向にガスを流すことができる。尚、本ステップ２０２の所定回転数は、排気系の容積に基づいて、上記ステップ２００の処理によって切替バルブ７８よりも上流側の主排気通路８２側に移動したガスを、バイパス通路８６に流入させて吸着材５４を通過させた後に下流側接続部８４ｂよりも下流側の主排気通路８２に移動させるために要する回転数となるように、予め設定された値である。
【００６０】
上記ステップ２０２の処理が実行された後には、パージ完了条件が未だ成立していないと判定される間は、上記ステップ２００および２０２の処理が繰返し実行され、一方、パージ完了条件が成立したと判定された場合には、モータリング運転が停止される（ステップ１１４）とともに、ＥＨＣ５６の電気ヒータの制御が通常の制御に戻される（ステップ１１６）。
【００６１】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、モータリング運転の実施中に上述したように吸排気弁の開閉時期の制御と切替バルブ７８の制御とを連動させて実行することにより、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間でガスを一方向に還流させることができる。その結果、ＥＨＣ５６から吸着材５４への熱供給を促進することができ、これにより、吸着材５４からの吸着対象成分の脱離を促進することができる。また、このようなガスの還流によって、ＥＨＣ５６を通過するガスを十分に混合できるようになり、更には、同一ガスを繰り返しＥＨＣ５６に流通させることが可能となる。以上より、吸着材５４から脱離した吸着対象成分のＥＨＣ５６での高い浄化率を確保できるようになる。また、上記のように、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間でガスを一方向に還流させたことにより、無駄な熱が逃げるのを抑制できるようになり、この点においてもＥＨＣ５６の浄化率を高く確保することができる。
【００６２】
更に付け加えると、本実施形態の排気通路の構成によれば、冷間始動時にバイパス通路７４に排気ガスを導入して吸着材５４に吸着対象成分を吸着させている期間中に、低温の排気ガスに晒されないＥＨＣ５６を電気ヒータにより暖機（活性化）させたうえで、ＥＨＣ５６に排気ガスが供給されるように切替バルブ７８を切り替えることができるようになる。これにより、ＥＨＣ５６の暖機時間を短縮することができ、それに伴い、吸着材５４に吸着対象成分を吸着させる吸着動作の実行時間の短縮を図ることができる。
【００６３】
図７は、ＡＩの実行を切替バルブ７８の制御と同期させて行うことによる効果を説明するための図である。より具体的には、図７（Ａ）は、本実施形態の手法とは異なり、定常的（連続的）にＡＩを実行した場合における吸着材５４とＥＨＣ５６間の酸素濃度Ｃおよびガス温度Ｔの様子を示しており、図７（Ｂ）は、本実施形態の手法を実行した際の酸素濃度Ｃおよびガス温度Ｔの様子を示している。
【００６４】
上述した本実施形態のパージ動作時の制御が実行された場合には、第２流路形態が選択された時のみバイパス通路７４にガスが間欠的に導入されるようになる。その結果、ＡＩが定常的に実行されるようになっていると、吸着材５４からＥＨＣ５６に向かうガスの酸素濃度Ｃおよびガス温度Ｔが、図７（Ａ）に示すように変動してしまう。
【００６５】
これに対し、本実施形態の手法のように、第２流路形態が選択されるタイミングに同期してＡＩを実行することで（つまり、ＡＩによって空気を供給する点をガスが通過するタイミングに同期させてＡＩを断続的に実行することで）、バイパス通路７４にガスが導入されている期間でのみＡＩが実行されるようになる。これにより、図７（Ｂ）に示すように、吸着材５４からＥＨＣ５６に還流するガスの酸素濃度Ｃおよびガス温度Ｔの均一化を図ることができるようになる。これにより、吸着材５４から脱離したガス中に含まれるＨＣのＥＨＣ５６での酸化反応を促進させることができ、ＥＨＣ５６でのＨＣの浄化効率を向上（安定化）させることが可能となる。
【００６６】
ところで、上述した実施の形態２においては、上記ステップ２００および２０２の処理を実行することにより、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間でガスを一方向に還流させるようにしている。しかしながら、本発明においてこのようなガスの還流を生じさせるための吸排気弁の制御と流路切替手段の制御は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、そのようなガスの還流を生じさせる際には、各気筒の吸気弁を閉弁状態に維持させつつ、各気筒の排気弁を開弁状態に維持させるようにする。このような手法によっても、主排気通路８２内のガスが燃焼室側に向かう状態と、逆に燃焼室側から主排気通路８２の下流側にガスが向かう状態とをピストンの往復運動に伴って生じさせることができる。そして、燃焼室側から主排気通路８２の下流側にガスが向かう状態と同期させて第２流路形態が選択されるように切替バルブ７８を制御するようにする。これにより、ＥＨＣ５６と吸着材５４との間でガスを一方向に還流させることができる。
【００６７】
尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより前記第５の発明における「第１ガス流通制御手段」が、上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第５の発明における「第２ガス流通制御手段」が、上記ステップ１１２の判定が不成立である間に上記ステップ２００および２０２の処理を繰り返し実行することにより前記第５の発明における「ガス往復移動実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ２０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「空気供給手段」が実現されている。
【００６８】
実施の形態３．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図５に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図３に示すルーチンに代えて後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００６９】
図８は、本発明の実施の形態３における特徴的なプレヒート制御を説明するための図である。
本実施形態のシステムにおいても、上記図５に示す構成と同様のハードウェア構成を備えたうえで、モータリング運転中にパージ動作を行うべく、吸着材５４とＥＨＣ５６との間を満たすガスを、上記図５に示すように両者の間で一方向に還流させるようにしている。
【００７０】
そのうえで、本実施形態のシステムでは、図８に示すように、パージ動作の完了後に、第１流路形態（図８中に示すｂ状態）となるように切替バルブ７８を制御した状態で、ＥＨＣ５６と吸気通路５０（より具体的には吸気ポート）との間で、ＥＨＣ５６が内臓する電気ヒータにより加熱されたガスを往復移動させるようにした。このような制御によれば、ＥＨＣ５６から排気弁、燃焼室、吸気弁、更には吸気ポートに対して熱を供給することが可能となる。これにより、次回の内燃機関１２の始動に先立って、排気弁、燃焼室、吸気弁、および吸気ポートを暖機（プレヒート）することが可能となる。
【００７１】
図９は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図９において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７２】
図６に示すルーチンでは、ステップ１１２においてパージ完了条件が成立したと判定された場合には、次いで、所定回転数だけ内燃機関１２が回転する間、ＥＨＣ５６から吸気ポートにまでガスが流れるように、各気筒の吸排気弁の開閉時期が制御される（ステップ３００）。より具体的には、本ステップ３００では、上記ステップ１０８と同様のバルブが実施され、これにより、上記のようにガスを流すことができる。尚、本ステップ３００の所定回転数は、排気系の容積に基づいて、ＥＨＣ５６と吸気ポートとの間に満たされる排気の移動に要する回転数となるように予め設定された値である。
【００７３】
次に、上記所定回転数だけ内燃機関１２が回転する間、吸気ポートからＥＨＣ５６に向けてガスが流れるように、吸排気弁の開閉時期が制御される（ステップ３０２）。より具体的には、本ステップ３０２では、上記ステップ１０８同様のバルブが実施され、これにより、上記のようにガスを流すことができる。
【００７４】
次に、所定のプレヒート完了条件が成立したか否かが判別される（ステップ３０４）。具体的には、例えば、上記ステップ３００および３０２によるガスの往復移動の実行回数が、排気弁、燃焼室、吸気弁、および吸気ポートのプレヒートが十分に行われたと判断できる所定回数に達したかどうかを判断することで、本ステップ３０４におけるプレヒート完了条件の成否を判定することができる。
【００７５】
その結果、上記プレヒート完了条件が未だ成立していないと判定される間は、上記ステップ３００および３０２の処理が繰返し実行される。一方、プレヒート完了条件が成立したと判定された場合には、モータリング運転が停止される（ステップ１１４）とともに、ＥＨＣ５６の電気ヒータの制御が通常の制御に戻される（ステップ１１６）。
【００７６】
以上説明した図９に示すルーチンによれば、モータリング運転の実施中のパージ制御に加え、パージ完了後に、上述したように吸排気弁の開閉時期を調整することにより、電気ヒータにより加熱されたＥＨＣ５６周りの排気ガスが燃焼室の周辺に供給されるようになる。始動時には、一般に燃焼を安定化させるべく空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御することが行われる。その結果、一般に、始動時にはＨＣが排出され易くなる。これに対し、本実施形態のシステムによれば、上記プレヒートを内燃機関１２の始動に先立って実行しておくことで、次回の始動時（ファイアリング時）において、噴射された燃料の霧化促進と燃焼の安定化を図ることができる。これにより、始動時のＨＣの排出量を良好に抑制することが可能となる。その結果、次回の始動が吸着材５４へのＨＣ等の吸着を要するような冷間始動であった場合には、吸着材５４へのＨＣの吸着量を減らすことができるようになる。また、ＥＨＣ５６に流入するＨＣを減少させることができるので、次回の始動がハイブリッド車両における間欠運転時の温間始動であった場合には、大気中へのＨＣの排出（ＨＯＴエミッション）を良好に抑制することができる。
【００７７】
ところで、上述した実施の形態３においては、バイパス通路７４に吸着材５４が備えられている構成に対して、パージ完了後にプレヒートを実行する例について説明を行ったが、本発明のプレヒートの対象となる構成は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、上記図１に示すようにバイパス通路を備えていない構成であってもよい。ただし、パージ動作が完了した後の吸着材５４は、次回の吸着動作への準備という点では、温度が速やかに低下するようになっていることが好ましい。本実施形態のように、バイパス通路７４上に吸着材５４を備える構成を採用している場合には、プレヒート時にＥＨＣ５６により加熱されたガスを吸着材５４に通過させないようにすることができる。これにより、パージ動作が既に完了している吸着材５４を無駄にプレヒート時に暖めてしまうのを防止することができる。
【００７８】
また、上述した実施の形態３においては、上記プレヒートの実行時には、ＥＨＣ５６と吸気ポートとの間でガスを往復移動させるようにしている。しかしながら、本発明のプレヒートは、触媒が備える加熱手段により加熱されたガスを、必ずしも吸気通路にまで供給するものに限られず、当該ガスを少なくとも燃焼室にまで供給するものであってもよい。尚、そのような制御は、上記ステップ３００における所定回転数を減少側で適宜調整することにより実現することができる。
【００７９】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第７の発明における「脱離完了判定手段」が、上記ステップ３００〜３０４の処理を実行することにより前記第７の発明における「プレヒート実行手段」が、それぞれ実現されている。
【００８０】
実施の形態４．
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図１０は、本発明の実施の形態４における排気浄化装置を備える内燃機関１００のシステムの構成を説明するための図である。尚、図１０において、上記図５に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、この内燃機関１００についても、上記図１に示すＨＶシステムに搭載されているものとする。
【００８１】
内燃機関１００は、図１０に示すように、２つの気筒群を有する内燃機関の一例として、２つの気筒群（バンク）を有するＶ型６気筒型エンジンであるものとする。図１０に示すように、内燃機関１００の各気筒には、上述した可変動弁機構６０、６２、および燃料噴射弁６８が備えられている。
【００８２】
また、内燃機関１００の吸気通路１０２は、図１０に示すように、その途中において、各気筒群１０４ａ、１０４ｂに向けて分岐するように構成されている。このような吸気通路１０２によれば、第１気筒群１０４ａと第２気筒群１０４ｂとを吸気通路１０２を介して連通させることができる。
【００８３】
また、内燃機関１００の排気通路は、第１気筒群１０４ａから排出される排気ガスが流れる第１排気通路１０６ａと、第２気筒群１０４ｂから排出される排気ガスが流れる第２排気通路１０６ｂとを備えている。また、第１排気通路１０６ａと第２排気通路１０６ｂとは、下流側において一本に合流するように構成されている。また、合流後の第３排気通路１０６ｃには、排気ガスを浄化可能な触媒（ＵＦＣ）１０８が配置されている。
【００８４】
図１０に示すように、本実施形態の第１排気通路１０６ａおよび第２排気通路１０６ｂは、上記図５に示す構成と同様の形態で、バイパス通路８６、吸着材５４、ＥＨＣ５６、および切替バルブ７８をそれぞれ備えている。
【００８５】
以上の構成を有する本実施形態のシステムは、吸着材５４のパージ完了後に行うプレヒートの具体的な実施手法に特徴を有している。すなわち、本実施形態のシステムは、プレヒート時に、双方の排気通路１０６ａ、１０６ｂにおいて第１流路形態（図１０に示すｂ状態）が選択されるように切替バルブ７８を制御するようにしている。そのうえで、吸気通路１０２、第１気筒群１０４ａの各燃焼室、第１排気通路１０６ａ、第２排気通路１０６ｂ、および、第２気筒群１０４ｂの各燃焼室の間で、図１０中に矢印で示す時計回りもしくは反時計回りにガスが循環するように、各気筒の吸排気弁の開閉時期を制御するようにしている。
【００８６】
図１１は、上記の機能を実現するために、本実施の形態４においてＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１１において、実施の形態１、３における図３、９に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００８７】
図１１に示すルーチンでは、ステップ１１２においてパージ完了条件が成立したと判定された場合には、次いで、双方の排気通路１０６ａ、１０６ｂにおいて第１流路形態が選択されるように切替バルブ７８がそれぞれ制御される（ステップ４００）。
【００８８】
次に、吸気通路１０２から第１気筒群１０４ａの各燃焼室を介して第１排気通路１０６ａにガスが流れるように、第１気筒群１０４ａにおける各気筒の吸排気弁の開閉時期が制御される（ステップ４０２）。より具体的には、本ステップ４０２では、モータリングが実行されている状況下において、ピストンが上死点から下死点に向けて下降する期間中に吸気弁のみを開くようにし、かつ、ピストンが下死点から上死点に向けて上昇する期間中に排気弁のみを開くようにするバルブ制御が実施される。
【００８９】
次に、第２排気通路１０６ｂ側から第２気筒群１０４ｂの各燃焼室を介して吸気通路１０２側にガスが流れるように、第２気筒群１０４ｂにおける各気筒の吸排気弁の開閉時期が制御される（ステップ４０４）。より具体的には、本ステップ４０４では、モータリングが実行されている状況下において、ピストンが上死点から下死点に向けて下降する期間中に排気弁のみを開くようにし、かつ、ピストンが下死点から上死点に向けて上昇する期間中に吸気弁のみを開くようにするバルブ制御が実施される。
【００９０】
次に、所定のプレヒート完了条件が成立したか否かが判別される（ステップ４０６）。具体的には、例えば、上記ステップ４００〜４０４の制御の実行時間が、排気弁、燃焼室、吸気弁、および吸気ポートのプレヒートが十分に行われたと判断できる所定時間に達したかどうかを判断することで、本ステップ４０６におけるプレヒート完了条件の成否を判定することができる。以後の処理は、上記図９に示すルーチンと同様である。
【００９１】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、モータリング運転の実施中のパージ制御に加え、パージ完了後に、上述したように切替バルブ７８の制御と各気筒群１０４ａ、１０４ｂの吸排気弁の開閉時期の制御とが行われる。これにより、図１０に示すように、図電気ヒータにより加熱されたＥＨＣ５６を通過する排気ガスが、吸気通路１０２、第１気筒群１０４ａの各燃焼室、第１排気通路１０６ａ、第２排気通路１０６ｂ、および、第２気筒群１０４ｂの各燃焼室の間で、図１０中に矢印で示す時計回りに循環するようになる。
【００９２】
その結果、ＥＨＣ５６が有する電気ヒータの熱を、全気筒の排気弁、燃焼室、吸気弁、更には吸気ポートに対して供給することが可能となる。このため、次回の内燃機関１００の始動に先立って、全気筒の排気弁、燃焼室、吸気弁、および吸気ポートを暖機（プレヒート）することが可能となる。その他、上述した実施の形態３と同様の効果を奏する。
【００９３】
ところで、上述した実施の形態４においては、上記ステップ４００〜４０４の処理を実行することにより、ガスが図１０中に矢印で示す時計回りに循環するように制御している。このような制御とは逆に、ガスが図１０中に矢印で示す反時計回りに循環するようにするためには、第１気筒群１０４ａの各気筒に対する上記バルブ制御と、第２気筒群１０４ｂの各気筒に対する上記バルブ制御とを入れ替えるようにすればよい。
【００９４】
また、上述した実施の形態４においては、第１気筒群および第２気筒群という２つの気筒群を有する内燃機関の一例として、左右２つのバンクを有するＶ型エンジンを例に挙げて説明を行ったが、本発明において、第１気筒群および第２気筒群を有する内燃機関は、このような形式のものに限定されず、例えば、２つ以上の気筒群のそれぞれに対して独立した排気通路が備えられた直列型等のエンジンであってもよい。
【００９５】
尚、上述した実施の形態４においては、第１排気通路１０６ａが前記第８の発明における「第１排気通路」に、第２排気通路１０６ｂが前記第８の発明における「第２排気通路」に、第１気筒群１０４ａに備えられた可変動弁機構６０、６２が前記第８の発明における「第１可変動弁機構」に、第２気筒群１０４ｂに備えられた可変動弁機構６０、６２が前記第８の発明における「第２可変動弁機構」に、吸気通路１０２が前記第８の発明における「吸気通路」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第８の発明における「脱離完了判定手段」が、
上記ステップ４０２の処理を実行することにより前記第８の発明における「第１プレヒート実行手段」が、上記ステップ４０４の処理を実行することにより前記第８の発明における「第２プレヒート実行手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００９６】
１０  駆動システム
１２、１００  内燃機関
１４  モータ
１６  発電機
１８  動力分割機構
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５０、１０２  吸気通路
５２  排気通路
５４  吸着材
５６  触媒（ＥＨＣ）
５８  触媒温度センサ
６０  吸気可変動弁機構
６２  排気可変動弁機構
６８  燃料噴射弁
７２、８２  主排気通路
７４、８６  バイパス通路
７６ａ、８４ａ  上流側接続部
７６ｂ、８４ｂ  下流側接続部
７８  切替バルブ
８８  空気導入通路
９０  エアポンプ
１０４ａ、１０４ｂ  気筒群
１０６ａ  第１排気通路
１０６ｂ  第２排気通路
１０６ｃ  第３排気通路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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