(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関において、吸着材から脱離するパージガスを触媒によって確実に浄化し、その浄化率を向上させることを目的とする。【解決手段】２つの気筒群１２Ａ，１２Ｂをもつ内燃機関１０において、一方の気筒群１２Ａの排気通路２０Ａと他方の気筒群１２Ｂの吸気通路１８Ｂとの間には、吸着材３０を経由してこれらの通路を接続するパージ通路３４と、パージ用通路切換弁３６とを設ける。そして、一方の気筒群１２Ａだけに燃料カット制御を行っているときに、この気筒群１２Ａから排出される空気をパージ通路３４によって吸着材３０に供給し、吸着材３０中の未浄化成分を脱離させる。また、吸着材３０から流出したパージガスを、通常の燃焼状態にある他方の気筒群１２Ｂに還流させ、触媒２４Ｂ，２６によって浄化させる。【選択図】図３
2008274760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁、吸気通路及び排気通路がそれぞれ個別に設けられた２つの気筒群と、
前記２つの気筒群の排気通路に接続され、前記排気通路を流れる排気ガスを浄化する触媒と、
前記２つの気筒群の排気通路に接続され、排気ガス中の成分を吸着する吸着材と、
前記２つの気筒群のうち一方の気筒群の排気通路から分岐し、前記吸着材を経由して他方の気筒群の吸気通路に接続されたパージ通路と、
排気ガスの流れに対して前記吸着材の上流側で前記パージ通路を開，閉するパージ通路開閉手段と、
前記２つの気筒群のうち前記一方の気筒群に対する燃料噴射量を減量し、前記他方の気筒には前記触媒が浄化性能を発揮することが可能な量の燃料を噴射する燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段によって前記一方の気筒群への燃料噴射量が減量されたときに、当該一方の気筒群から排出される空気を前記パージ通路開閉手段によって前記パージ通路に流通させるパージ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、前記一方の気筒群への燃料噴射を停止させる構成としてなる請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記一方の気筒群の排気通路には、前記パージ通路よりも上流側となる位置に前段触媒を設け、前記燃料噴射制御手段は、前記一方の気筒群への燃料噴射量を前記前段触媒によって燃焼可能な量に減少させる構成としてなる請求項１に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記２つの気筒群の排気通路には、これらの排気通路を下流側で合流させる共通排気通路を設け、前記共通排気通路には、当該共通排気通路から分岐する通路として形成され前記吸着材が配置されるバイパス通路を設け、前記バイパス通路には、前記吸着材の上流側で前記バイパス通路を開，閉するバイパス通路開閉手段と、前記吸着材の下流側が接続される通路を前記共通排気通路と前記パージ通路の何れかに切り換える通路切換手段とを設けてなる請求項１，２，または３に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多気筒型の内燃機関に係り、特に、排気ガス中の成分を吸着する吸着材を備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（特開平１１−１４８３４３号公報）に開示されているように、エンジンの排気通路に吸着材を配置した装置が知られている。この吸着材は、例えばエンジンの冷間始動時等のように触媒が未活性状態であるときに、排気ガス中に含まれるＨＣ等の未浄化成分を吸着するものである。このような吸着材は、吸着能力が飽和しないように、一旦吸着させた未浄化成分を適切なタイミングで脱離させる必要がある。
【０００３】
このため、従来の装置では、例えばエンジンの燃料カット制御を行うときに、気筒から排出される排気（空気や残留排気ガス）を利用して、吸着材から未浄化成分を脱離させるようにしている。具体的には、燃料カット時に気筒からの排気を吸着材に供給し、この排気によって吸着材から未浄化成分を脱離させる。そして、排気と脱離成分との混合ガス（パージガス）を気筒の吸気通路に還流させるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４８３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、燃料カット時の排気を利用して吸着材から未浄化成分を脱離させ、そのパージガスを吸気通路に還流させている。このため、還流されたパージガスは、燃料カット中の気筒からそのまま排出され、触媒によって浄化されることになる。
【０００６】
しかし、触媒は、一般的に、理論空燃比を含む特定の空燃比領域（浄化ウィンドウと呼ばれる領域）において、十分な浄化性能を発揮するように設計されている。これに対し、燃料カット中の気筒では、理論空燃比を保持するような運転（所謂ストイキ運転）が行われていない。この結果、燃料カット中の気筒から排出される空気（ガス）の特性は、浄化ウィンドウから外れていることが多い。
【０００７】
このため、従来の装置では、パージガスを含む空気を触媒に流通させたとしても、その中に含まれる未浄化成分が触媒によって十分に浄化されないことがあり、排気エミッションの悪化を招く虞れがある。
【０００８】
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、吸着材から脱離するパージガスを触媒によって確実に浄化し、その浄化率を向上することが可能な内燃機関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】
【０００９】
第１の発明は、燃料噴射弁、吸気通路及び排気通路がそれぞれ個別に設けられた２つの気筒群と、
前記２つの気筒群の排気通路に接続され、前記排気通路を流れる排気ガスを浄化する触媒と、
前記２つの気筒群の排気通路に接続され、排気ガス中の成分を吸着する吸着材と、
前記２つの気筒群のうち一方の気筒群の排気通路から分岐し、前記吸着材を経由して他方の気筒群の吸気通路に接続されたパージ通路と、
排気ガスの流れに対して前記吸着材の上流側で前記パージ通路を開，閉するパージ通路開閉手段と、
前記２つの気筒群のうち前記一方の気筒群に対する燃料噴射量を減量し、前記他方の気筒には前記触媒が浄化性能を発揮することが可能な量の燃料を噴射する燃料噴射制御手段と、
前記燃料噴射制御手段によって前記一方の気筒群への燃料噴射量が減量されたときに、当該一方の気筒群から排出される空気を前記パージ通路開閉手段によって前記パージ通路に流通させるパージ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、前記燃料噴射制御手段は、前記一方の気筒群への燃料噴射を停止させる構成としたことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記一方の気筒群の排気通路には、前記パージ通路よりも上流側となる位置に前段触媒を設け、前記燃料噴射制御手段は、前記一方の気筒群への燃料噴射量を前記前段触媒によって燃焼可能な量に減少させる構成としたことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、前記２つの気筒群の排気通路には、これらの排気通路を下流側で合流させる共通排気通路を設け、前記共通排気通路には、当該共通排気通路から分岐する通路として形成され前記吸着材が配置されるバイパス通路を設け、前記バイパス通路には、前記吸着材の上流側で前記バイパス通路を開，閉するバイパス通路開閉手段と、前記吸着材の下流側が接続される通路を前記共通排気通路と前記パージ通路の何れかに切り換える通路切換手段とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、燃料噴射制御手段は、一方の気筒群に対する燃料噴射量を減量（または燃料噴射を停止）させ、この気筒群の燃焼を休止させることができる。また、パージ制御手段は、休止状態の気筒群から排出される空気をパージ通路に導入し、この空気によって吸着材から未浄化成分を脱離させることができる。
【００１４】
ここで、休止状態の気筒群から排出される空気は、燃焼時に生成される排気ガスや水分を殆ど含んでいないから、吸入空気に近い酸素濃度を保持し、低湿である。また、この空気は高温の気筒内や排気通路内で加熱され、高い温度となっている。これに対し、一般に、排気ガスよりも空気中での脱離処理が適しているような吸着材は、十分な酸素を含む高温で低湿な空気中において、高い脱離効率を得ることができる。
【００１５】
従って、本発明では、休止状態の気筒群から排出される空気を利用して、このような吸着材中の未浄化成分を効率よく脱離させることができる。しかも、パージ通路は、この未浄化成分を含む空気（パージガス）を他方の気筒群の吸気通路に還流させることができる。このとき、燃料噴射制御手段は、他方の気筒群に対して触媒が浄化性能を発揮することが可能な量の燃料（換言すれば、ストイキ運転が行われる量の燃料）を噴射することができる。従って、触媒は、他方の気筒群からパージガスを含む排気ガスが排出されたときに、これらのガスを浄化能力が高い空燃比領域で効率よく浄化することができ、パージガス中に含まれる未浄化成分を安定的に分解、除去することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、燃料噴射制御手段は、例えば内燃機関の運転状態に応じて、一方の気筒群への燃料噴射を停止させることができる。このため、例えば減速時の燃料カット制御を利用して吸着材の脱離処理をスムーズに行うことができる。
【００１７】
第３の発明によれば、燃料噴射制御手段は、休止状態の気筒群に対して、前段触媒によって燃焼可能な量の燃料を噴射することができる。これにより、休止状態の気筒群からは希薄な混合気が排出される。しかし、この混合気は、前段触媒を通過することによってほぼ完全に燃焼、浄化され、この燃焼によって空気や前段触媒の温度が上昇する。このため、吸着材の脱離処理を行うときには、前段触媒によって十分に加熱した空気を吸着材に供給することができ、高温な空気によって吸着材中の未浄化成分を一層効率よく脱離させることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、触媒が未活性状態のときには、パージ通路開閉手段によってパージ通路を閉じた状態で、バイパス通路開閉手段によってバイパス通路を開くことができる。この結果、２つの気筒群から排出された排気ガスを吸着材の位置に導入することができる。そして、吸着材を通過した後の排気ガスは、通路切換手段によって共通排気通路に戻すことができる。
【００１９】
一方、吸着材の脱離処理を行うときには、パージ通路開閉手段によってパージ通路を開き、バイパス通路開閉手段によってバイパス通路を閉じることができる。これにより、一方の気筒群から空気が排出されるときには、この空気をパージ通路によって吸着材の位置に導入することができる。そして、吸着材を通過した後のパージガスは、通路切換手段によってパージ通路に保持することができ、他方の気筒群の吸気通路に向けて流通させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示す内燃機関１０は、例えば２つのバンクを有する多気筒エンジンであり、左，右のバンクに分かれた気筒群１２Ａ，１２Ｂを備えている。なお、本実施の形態では、２つの気筒群１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ３個の気筒１４によって構成された６気筒型の内燃機関１０を例示している。
【００２１】
また、内燃機関１０は、例えばオペレータの減速操作等に応じて、気筒群１２Ａ，１２Ｂのうち何れか一方または両方の気筒群の燃料カット制御を行う可変気筒型のエンジンとして構成されている。
【００２２】
そして、これらの気筒群１２Ａ，１２Ｂには、燃料噴射弁１６と、吸気通路１８Ａ，１８Ｂと、排気通路２０Ａ，２０Ｂとが設けられている。ここで、燃料噴射弁１６は、ＥＣＵ４０によって駆動されることにより、個々の気筒１４に向けてそれぞれ燃料を噴射するものである。また、吸気通路１８Ａ，１８Ｂは、個々の気筒１４に吸込まれる空気（吸入空気）が流通するもので、各気筒群１２Ａ，１２Ｂの吸気側にそれぞれ接続されている。
【００２３】
また、排気通路２０Ａ，２０Ｂは各気筒１４から排気ガスを排出するもので、基端側（排気ガスの流れ方向の上流側）が気筒群１２Ａ，１２Ｂの排気側にそれぞれ接続されている。さらに、排気通路２０Ａ，２０Ｂの先端側（排気ガスの流れ方向の下流側）には、これらの通路を合流させる共通排気通路２２が接続されている。そして、共通排気通路２２の下流側には、図示しない消音器（マフラ）等が設けられている。
【００２４】
また、排気通路２０Ａ，２０Ｂには、前段触媒（ＳＣ）２４Ａ，２４Ｂがそれぞれ設けられ、共通排気通路２２には後段触媒（ＵＦ）２６が設けられている。これらの触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６のうち、排気通路２０Ａの前段触媒２４Ａは、後述のパージ通路３４よりも上流側に配置されている。そして、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６は、内燃機関１０の排気熱等によって活性化したときに、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＮＯｘ、ＣＯ等の成分を浄化するものである。
【００２５】
一方、共通排気通路２２には、その一部である主通路部２２ａと並列に接続されたバイパス通路２８が設けられている。このバイパス通路２８は、主通路部２２ａの上流側で共通排気通路２２から分岐している。また、バイパス通路２８は、主通路部２２ａの下流側で共通排気通路２２に合流している。
【００２６】
また、バイパス通路２８の途中には、吸着材３０が設けられている。この吸着材３０は、触媒２４，２６が未活性状態のときに、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＮＯｘ、ＣＯ等の未浄化成分を吸着するものである。
【００２７】
そして、吸着材３０は、例えばゼオライト系、セリア系の材料によって形成されている。この場合、ゼオライト系材料の一例としては、ゼオライトの一種（ＺＳＭ５）に鉄（Ｆｅ）をイオン交換した材料（Ｆｅ／ＺＳＭ５）が用いられている。また、セリア系材料の一例としては、Ｐｄ／ＣｅＯ２が用いられている。
【００２８】
さらに、共通排気通路２２とバイパス通路２８との分岐部位には、吸着用通路切換弁３２が設けられている。この吸着用通路切換弁３２は、例えば３ポート２位置切換型の電磁弁によって構成され、主通路部２２ａの上流側に配置されている。また、吸着用通路切換弁３２は、後述のＥＣＵ４０によって駆動され、図１中に示す位置ｘ，ｙの何れかに切り換えられる。
【００２９】
そして、吸着用通路切換弁３２は、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６が活性化しているときに、位置ｘに保持されている。この位置ｘにおいて、吸着用通路切換弁３２は、共通排気通路２２の主通路部２２ａを開放し、バイパス通路２８を閉塞している。また、例えば内燃機関１０の冷間始動時のように、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６が未活性状態であるときには、吸着用通路切換弁３２が位置ｙに切り換えられる。この位置ｙにおいて、吸着用通路切換弁３２は、主通路部２２ａを閉塞し、バイパス通路２８を開放する構成となっている。
【００３０】
一方、本実施の形態のシステム構成は、吸着材３０の脱離処理を行うために、パージ通路３４、パージ用通路切換弁３６及び通路切換弁３８を備えている。まず、パージ通路３４について説明すると、このパージ通路３４の上流側は、内燃機関１０に設けられた２つの気筒群１２Ａ，１２Ｂのうち、一方の気筒群（気筒群１２Ａとして例示）の排気通路２０Ａから分岐している。また、パージ通路３４の下流側は、吸着材３０を経由して他方の気筒群１２Ｂの吸気通路１８Ｂに接続されている。この接続部位としては、例えば吸気通路１８Ｂの一部となるサージタンク等を選択してもよい。
【００３１】
また、パージ通路３４は、吸着材３０を挟んで配置された導入通路部３４ａと還流通路部３４ｂとによって構成されている。ここで、導入通路部３４ａは、気筒群１２Ａの排気通路２０Ａから吸着材３０に向けて脱離処理用の空気を導入するものである。そして、導入通路部３４ａは、前段触媒２４Ａの下流側で排気通路２０Ａから分岐し、排気通路２０Ａと吸着材３０の上流側との間に接続されている。
【００３２】
また、還流通路部３４ｂは、脱離した未浄化成分を含むパージガスを吸気通路１８Ｂに還流させるものである。そして、還流通路部３４ｂは、吸着材３０の下流側でバイパス通路２８から分岐し、バイパス通路２８と吸気通路１８Ｂとの間に接続されている。従って、吸着材３０の配置に着目すれば、吸着材３０は、バイパス通路２８の途中に配置されると共に、パージ通路３４の途中にも配置された状態となっている。
【００３３】
次に、パージ用通路切換弁３６について説明する。このパージ用通路切換弁３６は、例えば３ポート２位置切換型の電磁弁によって構成され、気筒群１２Ａの排気通路２０Ａとパージ通路３４の導入通路部３４ａとの分岐部位に設けられている。そして、パージ用通路切換弁３６は、後述のＥＣＵ４０によって駆動され、図１中に示す位置ｘ，ｙの何れかに切り換えられる。
【００３４】
ここで、パージ用通路切換弁３６は、内燃機関１０が通常の運転状態であるときに、位置ｘに保持されている。この位置ｘにおいて、パージ用通路切換弁３６は、排気通路２０Ａに対してパージ通路３４を閉塞し、共通排気通路２２を開放している。また、パージ用通路切換弁３６は、吸着材３０の脱離処理を行うときに、位置ｙに切り換えられる。この位置ｙにおいて、パージ用通路切換弁３６は、排気通路２０Ａに対してパージ通路３４を開放し、共通排気通路２２を閉塞する構成となっている。
【００３５】
さらに、通路切換弁３８について説明する。この通路切換弁３８は、他の切換弁３６等と同様の電磁弁によって構成され、ＥＣＵ４０によって駆動される。また、通路切換弁３８は、吸着材３０の下流側に位置して、バイパス通路２８とパージ通路３４の還流通路部３４ｂとの分岐部位に設けられている。
【００３６】
そして、通路切換弁３８は、常時は位置ｘに保持されており、この状態で吸着材３０の下流側をバイパス通路２８（即ち共通排気通路２２）に接続している。また、通路切換弁３８は、吸着材３０の脱離処理を行うときに、パージ用通路切換弁３６と一緒に位置ｙに切り換えられる。この位置ｙにおいて、通路切換弁３８は、吸着材３０の下流側をパージ通路３４の還流通路部３４ｂに接続するものである。
【００３７】
また、本実施の形態のシステム構成は、内燃機関１０の運転状態を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。このＥＣＵ４０の入力側には、運転に必要な各種の物理量を検出するセンサ類が接続されている。この物理量とは、例えば内燃機関１０の吸入空気量、回転数、スロットル弁の開度、排気ガス中の酸素濃度、エンジン冷却水の水温、触媒の温度等である。また、ＥＣＵ４０の出力側には、上述した燃料噴射弁１６、３種類の切換弁３２，３６，３８が接続されると共に、他の図示しないアクチュエータ（例えば、気筒１４の点火系統等）も接続されている。
【００３８】
そして、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転状態やオペレータの操作を各種のセンサによって検出し、その検出結果に応じて燃料噴射弁１６から適切な量の燃料を各気筒群１２Ａ，１２Ｂに噴射させる。また、ＥＣＵ４０は、他のアクチュエータも同様に作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を適切に制御する。
【００３９】
さらに、ＥＣＵ４０は、オペレータが減速操作を行う等の条件が成立したときに、必要に応じて両方の気筒群１２Ａ，１２Ｂに対する燃料カット制御も行う。この燃料カット制御では、例えば一方の気筒群１２Ａに対する燃料噴射を停止し、他方の気筒群１２Ｂには触媒２４Ｂ，２６が浄化性能を発揮することが可能な量の燃料噴射を続行することもある（所謂片バンクだけの燃料カット制御）。そして、この片バンクだけの燃料カット制御中には、後述のパージ制御を行う構成となっている。
【００４０】
［実施の形態１の動作］
次に、上述した図１と、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態１のシステム動作を説明する。
（通常運転時の動作）
まず、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６が活性化した通常の運転状態では、図１に示すように、ＥＣＵ４０によって各切換弁３２，３６，３８が位置ｘに保持されている。この状態で、気筒群１２Ａ，１２Ｂは、それぞれの吸気通路１８Ａ，１８Ｂから吸込んだ空気と、燃料噴射弁１６から噴射された燃料とを気筒１４内で燃焼させる。そして、燃焼後に生じる排気ガスは、矢示のように、排気通路２０Ａ，２０Ｂと共通排気通路２２とを通じて外部に排出される。
【００４１】
（吸着動作）
次に、図２を参照して、内燃機関１０の冷間始動時に行われる吸着材３０の吸着動作について説明する。
この吸着動作は、ＥＣＵ４０によって吸着用通路切換弁３２が位置ｙに切り換えられ、パージ用通路切換弁３６及び通路切換弁３８が位置ｘに保持されることにより開始される。この結果、気筒群１２Ａ，１２Ｂから排出される排気ガスは、矢示のように、共通排気通路２２の途中でバイパス通路２８を流通するようになる。そして、排気ガス中に含まれる未浄化成分は、吸着材３０を通過するときに吸着される。また、このような吸着動作を続けるうちに、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６が活性化したときには、吸着用通路切換弁３２が位置ｘに切り換えられ、吸着動作が終了する。
【００４２】
（パージ動作）
次に、図３を参照して、燃料カット制御に同期して行われる吸着材３０のパージ動作（脱離処理）について説明する。
まず、パージ動作は、一方の気筒群１２Ａに対する片バンクだけの燃料カット制御が行われているときに、必要に応じて開始される。そして、パージ動作を開始するときには、ＥＣＵ４０によってパージ用通路切換弁３６及び通路切換弁３８が位置ｙに切り換えられ、吸着用通路切換弁３２が位置ｘに保持される。
【００４３】
このとき、気筒群１２Ａは燃焼行程を行わない休止気筒となっているが、その気筒内ではピストン、吸気弁及び排気弁が通常の動作を行っている。このため、気筒群１２Ａは、ピストンの往復動に伴ってポンプ動作を行うことになり、吸気通路１８Ａから吸込んだ空気を排気通路２０Ａに排出する。
【００４４】
ここで、気筒群１２Ａの各気筒１４、排気通路２０Ａ、前段触媒２４Ａ等は、通常の燃焼行程で生じる排気ガスが流通していたので高温となっている。この結果、気筒群１２Ａから排出される空気は、これらの高温な部位を流通することによって高い温度となる。そして、この温度の高い空気は、矢示のように、パージ通路３４の導入通路部３４ａを通って吸着材３０に到達し、吸着材３０を通過する。
【００４５】
このように、本実施の形態によるパージ動作では、休止状態の気筒群１２Ａを利用して、十分な酸素を含む高温で低湿な空気を吸着材３０に供給することができる。これにより、パージ動作中には、吸着材３０中の未浄化成分を効率よく脱離させることができる。特に、ゼオライト系やセリア系の材料によって形成されている吸着材３０のように、排気ガスよりも空気中での脱離処理が適しているような吸着材に対しては、脱離効率をより一層高めることができる。
【００４６】
一方、吸着材３０を通過した空気は、脱離した未浄化成分を含むパージガスとなっている。このパージガスは、矢示Ｑのように、パージ通路３４の還流通路部３４ｂを通って気筒群１２Ｂの吸気通路１８Ｂに還流され、燃料カット制御が行われていない気筒群１２Ｂに吸込まれる。そして、パージガスは、通常の燃焼行程によって生じた排気ガスと一緒に気筒群１２Ｂから排気通路２０Ｂに排出される。さらに、この排気ガスとパージガスとの混合ガスは、触媒２４Ｂ，２６を通過することによって浄化され、その後に共通排気管２２から外部に排出される。
【００４７】
このとき、気筒群１２Ｂは、ほぼ理論空燃比を維持した状態で通常の燃料行程（ストイキ運転）を行っているから、その燃焼ガスは、触媒２４Ｂ，２６によって浄化するのに適した空燃比（触媒の浄化ウィンドウに入るような空燃比）に保持されている。このため、触媒２４Ｂ，２６は、気筒群１２Ｂからパージガスを含む排気ガスが排出されたときに、これらのガスを浄化能力が高い空燃比領域で効率よく浄化することができ、パージガス中の未浄化成分を安定的に分解、除去することができる。
【００４８】
［実施の形態１を実現するための具体的な制御処理］
図４は、本実施の形態における吸着動作及びパージ動作を実現するために、ＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、内燃機関１０の始動直後に起動されるものとする。
【００４９】
まず、ＥＣＵ４０は、ステップ１００において、例えばエンジン冷却水の水温、触媒２４Ａ，２４Ｂ，２６の温度、排気ガスの酸素濃度（またはＡ/Ｆ）等を図示しないセンサによって検出し、その検出結果に応じて吸着制御を開始するか否かの判定を行う。また、ステップ１０２では、例えばステップ１００と同様の条件や、吸着制御の継続時間、排気ガスの流量等に応じて、吸着制御を完了するか否かの判定を行う。この場合、基本的には、例えば検出温度が触媒の活性化に対応する設定温度よりも低いときに、吸着制御を行うものである。
【００５０】
そして、ステップ１００で吸着制御を開始すると判定し、ステップ１０２で吸着制御を完了しないと判定したときには、ステップ１０４で吸着制御を実行する。具体的には、パージ用通路切換弁３６と通路切換弁３８とを位置ｘに保持し、吸着用通路切換弁３２を位置ｙに切り換える。これにより、上述した図２に示す吸着動作が実現され、排気ガス中の未浄化成分が吸着材３０によって吸着される。
【００５１】
また、例えばエンジン冷却水や触媒の温度等が上昇し、触媒が活性化したと判断されるときには、ステップ１０６で全ての切換弁３２，３６，３８を位置ｘに切り換える。これにより、吸着制御が終了され、吸着材３０は、パージ制御が開始されるまでバイパス通路２８中に密閉された状態となる。
【００５２】
そして、内燃機関１０は暖機運転を終了して通常の運転状態に移行する。また、ＥＣＵ４０は、通常の運転状態において、ステップ１０８で所定の燃料カット条件が成立したときに、ステップ１１０で燃料カット制御を実行する。この燃料カット制御とは、例えばオペレータの減速操作等に応じて所定の燃料カット条件が成立したときに、片バンク（気筒群１２Ａ）だけの燃料噴射を停止したり、必要に応じて全気筒（気筒群１２Ａ，１２Ｂ）の燃料噴射を停止するものである。
【００５３】
次に、ステップ１１２〜１２０では、吸着材３０のパージ制御を行う。このパージ制御では、まずステップ１１２で一方の気筒群１２Ａに対する燃料カットが行われているか否かを判定する。また、ステップ１１４では、他方の気筒群１２Ｂに対する燃料カットが行われているか否かを判定する。
【００５４】
そして、気筒群１２Ａだけの燃料噴射が停止され、気筒群１２Ｂに通常の燃料噴射が行われているときには、後述のステップ１１６に移る。それ以外の場合には、ステップ１０８に戻って通常の運転状態を続行する。
【００５５】
次に、ステップ１１６では、図示しない温度センサ等によって触媒２４Ｂ，２６の温度を検出し、パージガスの浄化に関与する触媒２４Ｂ，２６の暖機判定（活性化判定）を行う。これらの触媒が活性化していると判定したときには、ステップ１１８でパージ制御を完了するタイミングかどうかを判定する。そして、ステップ１１６，１１８によってパージ制御の実行タイミングであると判定したときには、ステップ１２０でパージ制御を開始する。
【００５６】
このパージ制御では、パージ用通路切換弁３６と通路切換弁３８とを位置ｙに切り換え、吸着用通路切換弁３２を位置ｘに保持する。この結果、上述した図３に示すパージ動作が実現される。即ち、休止状態の気筒群１２Ａから排出される空気は、パージ通路３４内で吸着材３０の脱離処理を行ってパージガスとなる。そして、このパージガスは、理論空燃比を保持しつつ通常の運転（ストイキ運転）を行う気筒群１２Ｂに吸込まれ、その排気ガスと共に触媒２４Ｂ，２６によって浄化される。
【００５７】
一方、ステップ１１８でパージ制御を完了すると判定したときには、ステップ１２２で全ての切換弁３２，３６，３８を位置ｘに切り換え、ステップ１００に戻って処理を繰り返すものである。
【００５８】
このように、本実施の形態では、休止状態の気筒群１２Ａから排出される空気を利用して吸着材３０から未浄化成分を効率よく脱離させることができる。そして、脱離させた未浄化成分を、ストイキ運転中の気筒群１２Ｂから排出される排気ガスと一緒に触媒２４Ｂ，２６で確実に浄化することができる。
【００５９】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施形態のシステムは、実施の形態１と同様に、図１に示すシステム構成を用いている。しかし、本実施の形態は、図４に示すルーチンに代えて、図５に示すルーチンを用いることにより実現される点で、実施の形態１と異なるものである。
【００６０】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態のシステムは、一方の気筒群１２Ａに対する片バンクだけの燃料カット制御を行っている状態で、この気筒群１２Ａに対して適度に減量した燃料を噴射することを特徴としている。ここで、適度に減量した噴射量とは、前段触媒２４Ａによって完全に燃焼することが可能な量で、かつ排気エミッションに悪影響を与えない程度の微小な量として定義されるものである。
【００６１】
即ち、休止状態の気筒群１２Ａに対して適度に減量した燃料が噴射されると、この燃料は空気と一緒に希薄な混合気となって気筒群１２Ａから排出され、前段触媒２４Ａに到達する。そして、この希薄な混合気は、高温となっている前段触媒２４Ａ内でほぼ完全に燃焼、浄化され、このときの燃焼によって空気や前段触媒２４Ａの温度がさらに上昇する。
【００６２】
このため、本実施の形態によれば、パージ制御を行うときには、前段触媒２４Ａによって十分に加熱した空気を吸着材３０に供給することができ、この高温な空気によって吸着材３０中の未浄化成分を一層効率よく脱離させることができる。
【００６３】
［実施の形態２を実現するための具体的な制御処理］
図５は、本実施の形態における吸着動作及びパージ動作を実現するために、ＥＣＵ４０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンの説明では、前記実施の形態１（図４）と同一のステップに同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
ここで、本実施の形態のルーチンは、ステップ１２０の処理を行った後に、ステップ２００，２０２の処理を追加した構成となっている。即ち、本実施の形態では、ステップ１２０でパージ制御を開始した後に、まずステップ２００で前段触媒２４Ａの温度が所定温度よりも低下しているか否かを判定する。
【００６５】
この所定温度とは、前段触媒２４Ａを通過する空気を、吸着材３０の脱離処理に適した高い温度に保持することが可能な温度として定義される。言い換えると、前段触媒２４Ａが所定温度よりも高温であれば、その内部で暖められた空気は、吸着材３０からの未浄化成分の脱離を促進するような高い温度に保持されるものである。
【００６６】
そして、ステップ２００で前段触媒２４Ａの温度が低過ぎると判定したときには、ステップ２０２で前述した適度な量の燃料を休止状態の気筒群１２Ａに噴射する。この結果、気筒群１２Ａからは希薄な混合気が排出されるようになり、この混合気は前段触媒２４Ａ内で燃焼することによって空気や前段触媒２４Ａの温度を上昇させる。
【００６７】
また、ステップ２００で前段触媒２４Ａが所定温度よりも高温であると判定した場合、及びステップ２０２を実行した後のタイミングでは、実施の形態１と同様に、ステップ１０８に戻って処理を繰り返す。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、気筒群１２Ａを休止させた状態でも、適度に減量した燃料を噴射することによって脱離処理用の空気温度を上昇させることができ、高い脱離効率を実現することができる。
【００６９】
なお、上述した各実施の形態では、パージ用通路切換弁３６が前記第１の発明における「パージ通路開閉手段」の具体例を示している。また、吸着用通路切換弁３２が前記第４の発明における「バイパス通路開閉手段」を示し、通路切換弁３８が「通路切換手段」の具体例を示している。また、図４中のステップ１０８，１１０が前記第２の発明における「燃料噴射制御手段」の具体例を示し、図５中のステップ１０８，１１０，２０２が前記第３の発明における「燃料噴射制御手段」の具体例を示している。さらに、図４、図５中のステップ１１２〜１２０が第１の発明における「パージ制御手段」の具体例を示している。
【００７０】
また、各実施の形態では、内燃機関１０として、個々の気筒群１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ３個の気筒１４によって構成された６気筒エンジンを例示した。しかし、本発明はこれに限らず、個々の気筒群は１個、２個または４個以上の気筒によって構成してもよい。また、気筒群は少なくとも２群あればよいもので、３つ以上の気筒群を備える構成でもよい。
【００７１】
また、各実施の形態では、可変気筒用の燃料カット制御を行うときに、左，右のバンクを構成する気筒群１２Ａ，１２Ｂのうち、一方のバンク（気筒群１２Ａ）の燃料噴射を減量させるものとした。しかし、本発明は、２つの気筒群をバング毎に分ける構成に限定するものではなく、２つの気筒群は、吸気系・排気系が独立していれば任意の区分によって構成してよいものである。
【００７２】
また、各実施の形態では、燃料噴射制御手段として、内燃機関１０の運転中に行われる一般的な燃料カット制御を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば減速運転時等に行う燃料カット制御とは関係なく、一時的に休止状態の気筒をつくってパージ制御を行う構成としてもよい。
【００７３】
また、各実施の形態では、パージ用通路切換弁３６を位置ｙに切り換えたときに、排気通路２０Ａをパージ用通路切換弁３６によって閉塞する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、パージ通路開閉手段は、少なくとも排気通路２０Ａに対してパージ通路３４を開，閉できればよいものである。即ち、パージ制御時には、排気通路２０Ａを流れる空気の一部だけをパージ通路３４に流通させる構成としてもよい。
【００７４】
また、各実施の形態では、共通排気通路２２から分岐したバイパス通路２８に吸着材３０を配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばバイパス通路２８をもたず、吸着材３０を共通排気通路２２に配置する構成とした内燃機関に適用してもよい。
【００７５】
さらに、各実施の形態では、吸着材３０として、ゼオライト系、セリア系の材料を例に挙げて説明した。しかし、本発明の吸着材はこれらの材料に限定されるものではなく、他の任意の吸着性材料を用いてよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】内燃機関が冷間運転中に吸着制御を行っているときのシステム動作を示す図である。
【図３】内燃機関が燃料カット中にパージ制御を行っているときのシステム動作を示す図である。
【図４】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５】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。
【符号の説明】
【００７７】
１０  内燃機関
１２Ａ，１２Ｂ  気筒群
１４  気筒
１６  燃料噴射弁
１８Ａ，１８Ｂ  吸気通路
２０Ａ，２０Ｂ  排気通路
２２  共通排気通路
２２ａ  主通路部
２４Ａ，２４Ｂ  前段触媒
２６  後段触媒
２８  バイパス通路
３０  吸着材
３２  吸着用通路切換弁（バイパス通路開閉手段）
３４  パージ通路
３４ａ  導入通路部
３４ｂ  還流通路部
３６  パージ用通路切換弁（パージ通路開閉手段）
３８  通路切換弁（通路切換手段）
４０  ＥＣＵ
【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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