(57)【要約】【課題】ＨＣ吸着材が設置された第１排気ガス通路と、この第１排気ガス通路をバイパスして形成された第２排気ガス通路と、下流側に設置された触媒とを有する排気ガス浄化装置において、エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】ＨＣ吸着材３４０が設置された第１排気ガス通路３５０と、バイパス通路３６０と、これらのいずれかに流路を切替える流路切替弁３７０と、排気ガス通路３５０，３６０の合流点よりも下流側に設置されたアンダーフロア触媒３３０とを備えるシステムにおいて、アンダーフロア触媒３３０が不活性状態にあり、且つ燃料カット運転中の場合に、流路切替弁３７０を制御して排気ガスを第１排気ガス通路３５０に供給させる。【選択図】図２
2008038800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＣ吸着材が設置された第１排気ガス通路と、該第１排気ガス通路をバイパスして形成された第２排気ガス通路と、該第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える流路切替弁と、前記第１および第２の排気ガス通路の合流点よりも下流側に設置された触媒と、前記流路切替弁を制御する制御手段と、を備える排気ガス浄化システムにおいて、
前記制御手段は、前記触媒が不活性状態にあり、且つ燃料カット運転中の場合に、前記流路切替弁を制御して排気ガスを前記第１排気ガス通路に供給させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記ＨＣ吸着材よりも上流側の排気ガス温度を検出するガス温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記ガス温度検出手段の検出値が所定の基準ガス温度以上の場合には、排気ガスを前記第２排気ガス通路に供給させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の検出値が所定の低温側基準値未満である場合に、前記触媒が不活性状態にあると判定することを特徴とする排気ガス浄化システム。
【請求項４】
請求項３に記載の排気ガス浄化システムであって、
前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の検出値が前記低温側基準値より高い所定の高温側基準値以上の場合には、排気ガスを前記第１排気ガス通路に供給させることを特徴とする排気ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における排気ガス浄化システム、特に、ＨＣ吸着材とその下流側に設けられた触媒とを備えるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気ガス浄化システムとして、ＨＣ吸着材が設置された第１排気ガス通路と、この第１排気ガス通路をバイパスして形成された第２排気ガス通路と、これら第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える流路切替弁とを備えるものが提案されている。例えば、特許文献１に開示されたシステムでは、冷間始動時に第２排気ガス通路（バイパス通路）を閉じ、ＨＣ吸着材に排気ガスを供給してＨＣを吸着させ、エンジン暖機が終了したことを条件にバイパス通路を開く。そしてエンジン暖機後の再始動時に所定条件下でバイパス通路を閉じることで排気ガスをＨＣ吸着材に供給し、ＨＣ吸着材に吸着されたＨＣを脱離（パージ）させ、その下流（後段）の触媒で処理させる。流路切替弁とＨＣ吸着材とを備えるシステムは、他に特許文献２,３および４にも開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４７９２６号公報
【特許文献２】特開２０００−２３０４１６号公報
【特許文献３】特開２０００−３４５８２９号公報
【特許文献４】特開２００１−１６４９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＨＣ吸着材の下流にある触媒がＨＣを浄化するには、触媒が所定の活性温度に達していることが必要であるが、従来のシステムでは、触媒が活性温度に到達する前にＨＣ吸着材が脱離温度に達すると、ＨＣ吸着材から脱離したＨＣを触媒が浄化できないことになる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、上述した事情に鑑み、ＨＣ吸着材が設置された第１排気ガス通路と、この第１排気ガス通路をバイパスして形成された第２排気ガス通路と、下流側に設置された触媒とを有する排気ガス浄化装置において、エミッションの悪化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る排気ガス浄化システムの一形態は、ＨＣ吸着材が設置された第１排気ガス通路と、該第１排気ガス通路をバイパスして形成された第２排気ガス通路と、該第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える流路切替弁と、前記第１および第２の排気ガス通路の合流点よりも下流側に設置された触媒と、前記流路切替弁を制御する制御手段と、を備える排気ガス浄化システムにおいて、前記制御手段は、前記触媒が不活性状態にあり、且つ燃料カット運転中の場合に、前記流路切替弁を制御して排気ガスを前記第１排気ガス通路に供給させることを特徴とする。
【０００７】
上記形態によれば、触媒が不活性状態にあり、且つ燃料カット運転中の場合に、流路切替弁が排気ガスを第１排気ガス通路に供給させる。燃料カット運転中には排気ガスの温度が通常運転中に比して低いため、この低温の排ガスによって、第１排気ガス通路に設置されたＨＣ吸着材の昇温が抑制される。したがって、ＨＣ吸着材が脱離温度に達するのを遅延させることができ、吸着材からのＨＣの脱離時期を、後段触媒の活性化時期に近づくように制御することが可能になる。
【０００８】
本発明の別の一形態は、前記ＨＣ吸着材よりも上流側の排気ガス温度を検出するガス温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記ガス温度検出手段の検出値が所定の基準ガス温度以上の場合には、排気ガスを前記第２排気ガス通路に供給させることを特徴とする。
【０００９】
この態様によれば、ＨＣ吸着材よりも上流側の排気ガス温度が所定の基準ガス温度以上の場合には、排気ガスを前記第２排気ガス通路に供給させるので、燃料カット運転中であっても排気ガス温度が高い場合に、ＨＣ吸着材への排気ガスの供給を回避でき、その昇温を抑制することができる。
【００１０】
本発明の別の一態様は、前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の検出値が所定の低温側基準値未満である場合に、前記触媒が不活性状態にあると判定することを特徴とする。
【００１１】
この態様によれば、触媒が不活性状態にあることを簡易に検出することができる。
【００１２】
本発明の別の一態様は、前記制御手段は、前記触媒温度検出手段の検出値が前記低温側基準値より高い所定の高温側基準値以上の場合には、排気ガスを前記第１排気ガス通路に供給させることを特徴とする。
【００１３】
触媒温度が高温側基準値以上の場合には、触媒が活性化しているだけでなく、排気ガス温度およびＨＣ吸着材の温度もＨＣを脱離可能な温度になっているものと考えられる。したがって、この態様によれば、ＨＣを積極的に脱離させ且つ触媒で処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１５】
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気ガス浄化システムの構成について説明する。ここに、図１は、エンジンの排気ガス浄化システムのシステム構成を示す一部断面図である。
【００１６】
図１において、エンジンの排気ガス浄化システムは、電子制御ユニット(ＥＣＵ)１００、エンジン２００及び主排気ガス浄化装置３００を備える。ＥＣＵｌ００は，デジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力ポート、出力ポートなどを備え、エンジン２００の動作を制御することが可能である。また、ＥＣＵｌ００は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、後述する各種の処理を実行することが可能に構成されており、主排気ガス浄化装置３００と共に本発明に係る排気ガス浄化システムの一例としても機能するように構成されている。
【００１７】
エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、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た、本発明に係る内燃機関の一例である。以下に、エンジン２００の要部構成を説明する。なお図１では一つの気筒のみを示しているが、エンジン２００は４つの気筒を有する。
【００１８】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し，外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、不図示の燃料タンクから燃料（ガソリン）が供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料をＥＣＵ１００の制御に従って、吸気管２０６内に墳射することが可能に横成されている。
【００１９】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８による吸気ポートの開閉によって連通状態が制御される。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して排気ポートを開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０に排気される。
【００２０】
吸気管２０６の上流には、エアクリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ２１１のシリンダ側には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、例えば、ホットワイヤー式であり、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００２１】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２のシリンダ側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルバルブモータ２１７とスロットルポジションセンサ２１５が配設されている。一方、アクセルペダル２２３の踏込み量は、アクセルポジションセンサ２１６を介してＥＣＵ１００に入力されており、アクセルポジションセンサ２１６の出力に対応するスロットルバルブ開度を示す信号がＥＣＵｌ００からスロットルバルブモータ２１７に出力され、吸入空気量が制御される。
【００２２】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力信号に基づいてピストン２０３の位置及びエンジン２００の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン２０３の位置は、前述した点火プラグ２０２における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ２０２における点火時期は、例えば、ピストン２０３の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
【００２３】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定することが可能なノックセンサ２１９が配設されており、かかるシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００２４】
排気管２１０の集合部には、比較的小容量のスタートアップ触媒２２２が設置されている。スタートアップ触媒２２２は、例えば、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三元触媒である。排気管２１０におけるスタートアップ触媒２２２の上流側には，空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００２５】
主排気ガス浄化装置３００は、排気管２１０における，スタートアップ触媒２２２の下流側に設置された触媒装置であり、ＥＣＵｌ００と共に、本発明に係る排気ガス浄化システムの一例として機能することが可能に構成されている。主排気ガス浄化装置３００とＥＣＵ１００とは、制御用のバスラインを介して電気的に接綾されている。
【００２６】
次に、図２を参照して、主排気ガス浄化装置３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、主排気ガス浄化装置３００の模式断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００２７】
主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０の内部には内筒３２０がその端部に一体に形成された鍔部３２２を介して、外筒３１０と同心に且つ互いに径方向に隙間を有して設けられている。内筒３２０は、その上流側が外筒３１０の対応する端部近くまで延在され、主排気ガス浄化装置３００内において開放した状態にして設置されている。また、内筒３２０の下流側端部は、外筒３１０に配置されたアンダーフロア触媒３３０の端面に所定の空間を介して対峙しつつ開放した状態に設置されている。また、内筒３２０の鍔部３２２には複数の通気孔３２４が形成されている。そして、主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０と内筒３２０との間に形成された環状空間、すなわち、後述する第１排気ガス通路３５０には環状のＨＣ吸着材３４０が設けられている。なお、主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０の上流側および下流側端部には排気管２１０が連結されている。
【００２８】
さらに、図２において、本実施形態の主排気ガス浄化装置３００は、上述のアンダーフロア触媒３３０、ＨＣ吸着材３４０に加えて、流路切替弁３７０、第１温度センサ３７８、第２温度センサ３８０及び断熱層３９０を備えている。
【００２９】
アンダーフロア触媒３３０は、車両の床下に設置される、例えば、三元触媒であり、前段のスタートアップ触媒２２２（（図２では不図示）を通過し、図示Ａ方向へ流れる排気ガスを浄化する。
【００３０】
第１排気ガス通路３５０は、エンジン２００からの排気ガスをアンダーフロア触媒３３０に導くための流路である。内筒３２０の内側に形成されるバイパス通路３６０は、エンジン２００からの排気ガスを、第１排気ガス通路３５０をバイパスしてアンダーフロア触媒３３０に導くための流路であり、本発明における第２排気ガス通路を構成する。
【００３１】
第１排気ガス通路３５０の内部には、ＨＣ吸着材３４０が設置されている。ＨＣ吸着材３４０は、例えば、ゼオライトで形成された網目状のフィルタであり、低温（概ね１００℃未満）でＨＣ分子を吸着（或いはトラップ）する。ＨＣ吸着材３４０にトラップされたＨＣ分子は、高温（概ね１００℃以上）では熱による運動エネルギーの増加に伴って自然に脱離を開始する。
【００３２】
流路切替弁３７０は、スタートアップ触媒２２２を通過した排気ガスの流路を、第１排気ガス通路３５０とバイパス通路３６０との間で選択的に切り替えることが可能に構成されている。流路切替弁３７０は、回動可能に支持された軸部３７２がロッド３７４の紙面左右方向への直線運動に伴って図示Ｂ方向へ回動することによって、排気ガスの流路を切り替えることが可能に構成されている。このロッド３７４は、アクチュエータ３７６によって動作が制御されており、アクチュエータ３７６は、前述した制御用のバスラインを介してＥＣＵｌ００と電気的に接続されている。すなわち、主排気ガス浄化装置３００は、ＥＣＵｌ００からの制御信号に応じて、流路切替弁３７０の開閉状態が変化するように構成されている。
【００３３】
本実施形態における第１温度センサ３７８および第２温度センサ３８０は、例えば、サーミスタ素子で構成されている。第１温度センサ３７８は、ＨＣ吸着材３４０よりも上流側で第１排気ガス通路３５０の温度Ｔ１を検出することが可能に配置されている。第２温度センサ３８０は、主排気ガス浄化装置３００におけるアンダーフロア触媒３３０の上流側でバイパス通路３６０の温度Ｔ２を検出することが可能に配置されている。尚、温度センサ３７５，３８０は、このような温度Ｔ１，Ｔ２を、温度に応じた電圧値として検出すると共にＥＣＵ１００に出力しており、ＥＣＵｌ００によって温度Ｔ１，Ｔ２が特定される。
【００３４】
断熱層３９０は、第１排気ガス通路３５０とバイパス通路３６０との間に形成された断熱体であり、第１排気ガス通路３５０とバイパス通路３６０との間の熱交換が抑制されている。
【００３５】
次に、図３及び図４を参照して、流路切替弁３７０の動作に伴い形成される排気ガス流路について説明する。ここに、図３は、主排気ガス浄化装置３００において流路切替弁３７０が閉じている場合の排気ガス流れの模式図であり、図４は、主排気ガス浄化装置３００において流路切替弁３７０が開いている場合の排気ガス流れの模式図である。尚、これらの図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００３６】
図３において、矢印Ａ方向に流入する排気ガスは、流路切替弁３７０が閉じているためにバイパス通路３６０には流れず、第１排気ガス通路３５０に導かれる。そして、ＨＣ吸着材３４０によってＨＣの吸着が行われた後、ＨＣ吸着材３４０の下流側に形成された通気孔３２４から矢印Ｃ方向へ流出し、アンダーフロア触媒３３０に流入する。
【００３７】
また、図４において、矢印Ａ方向から流入する排気ガスは、流路切替弁３７０が開いているために、排気抵抗の差からバイパス通路３６０に導かれる。その一方で、バイパス通路３６０を通過する排気ガスの一部は、バイパス通路３６０の終端部付近で図示矢印Ｄ方向に方向を変え、第１排気ガス通路３５０の終端の鍔部３２２に形成された通気孔３２４を介して下流側から第１排気ガス通路３５０に流入する。そして第１排気ガス通路３５０の上流側の端部において排気ガスの流れ方向（矢印Ａ方向）へ再び向きを変えてバイパス通路３６０に導かれる。すなわち、排気ガスの一部は、主排気ガス浄化装置３００の内部を還流する。主排気ガス浄化装置３００では，バイパス通路３６０と第１排気ガス通路３５０との断面積比率、第１排気ガス通路３５０の終端部分を規定する鍔部３２２の曲率、並びに通気孔３２４の形状及び大きさなどが、予めこのような還流現象を生じさせるように決定されている。
【００３８】
ＥＣＵ３０では消費燃料低減およびエミッション改善の目的から、流路制御弁３７０の制御とは別途に、燃料カット制御が実行される。この燃料カット制御は、各気筒への燃料供給を個別にカットする制御であり、具体的には、例えばセンサ２１６，２１８，２２０および不図示の車速センサから入力されるスロットル開度、エンジン回転数、エンジン水温および車速によって、予め定められた燃料カット領域マップを参照し、走行状態が燃料カット領域にある場合（例えば減速時や高回転時）に、燃料カット制御の実行条件が成立したと判断して、所定の気筒への燃料供給をカットする。燃料カット制御によって、全気筒または一部の気筒について燃料供給がカットされる。
【００３９】
次いで、本実施形態における流路切替弁３７０の制御処理動作を説明する。図５において、まず、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ２１６の検出値に基づいて、エンジン２００が始動されてからの吸入空気量Ｇａの積算値が所定値以上かを判断する（Ｓ１０）。この所定値は、ＨＣ吸着材３４０がそのＨＣ脱離を開始する温度に達するような値か、或いはこれよりもわずかに小さい値に予め設定される。始動からある程度の時間（例えば、数十秒）が経過するまでは、このステップＳ１０では否定され、その結果流路切替弁３７０は図３に示す閉位置に駆動され（Ｓ５０）、バイパス通路３６０が閉鎖される。
【００４０】
冷間始動の場合、上記した所定時間が経過するまでは上流側のスタートアップ触媒２２２および主排気ガス浄化装置３００のアンダーフロア触媒３３０は通常活性化されていない。このためステップＳ５０では、排気ガスをアンダーフロア触媒３３０に流さずに、第１排気ガス通路３５０に流すこととし（矢印Ｃ）、その結果、排気ガス中の未燃ＨＣ成分はＨＣ吸着材３４０に吸着されることになる。
【００４１】
吸入空気量Ｇａの積算値が所定値以上になると、ステップＳ１０で肯定判断され、次にＥＣＵ１００は、燃料カット制御による全気筒休止が実行中かを判断する（Ｓ２０）。この判断は、上述した燃料カット制御による全気筒休止の実行条件が成立しているか否かによって行ってもよいし、全気筒休止の実行中に所定のフラグをセットして当該フラグを参照することによって行ってもよい。
【００４２】
燃料カット制御による全気筒休止が実行中である場合には、次にＥＣＵ１００は、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ未満であるかを判断する（Ｓ３０）。この判断は、第２温度センサ３８０の検出値Ｔ２と流入ガス量（機関回転数と吸入空気量等に基づき算出される）とに基づき計算された触媒温度Ｔｕｆ（積算吸入空気量とバルブ開閉状態から推定される値を用いてもよい）を用いて行われる。低温側基準値Ｔｕｆａは、アンダーフロア触媒３３０が活性化すると考えられる値か、あるいはこれよりわずかに大きい値に予め設定される。
【００４３】
アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ未満である場合には、次にＥＣＵ１００は、ＨＣ吸着材への供給ガス温度Ｔ１が所定値Ｔ１ａ未満かを判断する（Ｓ４０)。この判断は、第１温度センサ３７８の検出値に基づいて行われる。所定値Ｔ１ａは、ＨＣ吸着材３４０におけるＨＣの脱離が可能な値の下限値か、あるいはこれよりもわずかに小さい値に予め設定される。
【００４４】
ステップＳ２０〜Ｓ４０でいずれかで否定（すなわち燃料カット制御が実行中でない、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ以上、または吸着材供給ガス温度Ｔ１が所定値Ｔ１ａ以上）の場合には、流路切替弁３７０は図４に示す開位置に駆動され（Ｓ６０）、バイパス通路３６０が開放される。その結果、第１排気ガス通路３５０とバイパス通路３６０との排気抵抗差に起因して、排気ガスは主にバイパス通路３６０を流れ、その排気熱でアンダーフロア触媒３３０が加熱・昇温されることになる。また、このとき第１排気ガス通路３５０には、上述したとおり、通気孔３２４を介して矢印Ｄ方向に排気ガスが還流し、これによってＨＣ吸着材３４０からＨＣが徐々に脱離させられる。
【００４５】
他方、ステップＳ２０〜Ｓ４０でいずれも肯定（すなわち全気筒休止中であり、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ未満であり、かつ吸着材供給ガス温度Ｔ１が所定値Ｔ１ａ未満）の場合には、流路切替弁３７０は図３に示す閉位置に駆動され（Ｓ５０）、バイパス通路３６０が閉鎖されて、排気ガスは第１排気ガス通路３５０に供給される。この場合には、全気筒休止中の排気ガスの温度が通常運転中に比して低いため、この低温の排気ガスによって、第１排気ガス通路３５０に設置されたＨＣ吸着材３４０が冷却される。
【００４６】
以上のとおり、本実施形態では、アンダーフロア触媒３３０が不活性状態にある場合には、燃料カット制御による全気筒休止中に限り、流路切替弁３７０が排気ガスを第１排気ガス通路３５０に供給させる。すなわち本発明における制御手段は、触媒活性を判定する手段と、燃料カット運転中である旨の情報を取得する手段とを備え、触媒が活性化している場合に、全気筒休止中に限って排気ガスを第１排気ガス通路に供給させる。その結果、全気筒休止中の低温の排ガスによって、第１排気ガス通路３５０に設置されたＨＣ吸着材３４０の昇温が抑制される。したがって、ＨＣ吸着材３４０が脱離温度に達するのを遅延させることができ、ＨＣ吸着材３４０からのＨＣの脱離時期を、下流側のアンダーフロア触媒３３０の活性化時期に近づくか或いは活性化している期間に含まれるように制御することが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態では、ＨＣ吸着材３４０よりも上流側の排気ガス温度を検出する第１温度センサ３７８を更に備え、ＥＣＵ１００は、第１温度センサ３７８の検出値が所定の基準ガス温度Ｔ１ａ以上の場合には、排気ガスをバイパス通路３６０に供給させるので、全気筒休止中であっても排気ガス温度が高い場合に、ＨＣ吸着材３４０への排気ガスの供給を回避でき、その昇温を抑制することができる。
【００４８】
また本実施形態では、第２温度センサ３８０の検出値に基づいてアンダーフロア触媒３３０の温度を算出し、ＥＣＵ１００は算出されたアンダーフロア触媒の温度Ｔｕｆが所定の低温側基準値Ｔｕｆａ未満である場合に、アンダーフロア触媒３３０が不活性状態にあると判定するので、アンダーフロア触媒３３０が不活性状態にあることを簡易に検出することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ以上になった場合（すなわち、アンダーフロア触媒３３０が活性化していると考えられる場合）には、排気ガス流路としてバイパス通路３６０が選択され（Ｓ６０）、その後ＨＣ吸着材３４０では、排気ガスが通気孔３２４を介して矢印Ｄ方向に還流し、これによってＨＣ吸着材３４０からＨＣが徐々に脱離させられることになる。しかしながら、ＨＣ吸着材３４０の吸着能力は、吸蔵量が飽和に近づくほど低くなるため、アンダーフロア触媒３３０が活性化され脱離したＨＣをアンダーフロア触媒３３０で処理できるのであれば、吸着されたＨＣはこれを速やかに脱離させるのが望ましい。そこで第２実施形態は、所定の条件下でＨＣ吸着材３４０からＨＣを積極的に脱離させることを目的としたものである。
【００５０】
この第２実施形態が上述した第１実施形態と主に異なる点は、第２温度センサ３８０の検出値に基づいて算出されるアンダーフロア触媒温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａより高い所定の高温側基準値Ｔｕｆｂ以上の場合には、排気ガスを第１排気ガス通路３５０に供給させることである。従って、図５のフローチャートと図６のフローチャートとは、図５のステップＳ２０およびＳ３０とステップＳ６０との間に、ステップＳ１００が加えられるのみであり、他のステップに関しては同様であるから、前述の説明を援用し重複説明を避ける。また、第２実施形態の機械的構成は第１実施形態と同様である。
【００５１】
図６において、ステップＳ２０またはＳ３０で否定（すなわち燃料カット制御が実行中でない、またはアンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａ以上）の場合には、次にＥＣＵは、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが高温側基準値Ｔｕｆｂ以上かを判断する（Ｓ１００)。この高温側基準値Ｔｕｆｂは、上述した低温側基準値Ｔｕｆａよりも高い値であって、アンダーフロア触媒３３０が活性化しており且つＨＣ吸着材３４０がＨＣを脱離することが可能と考えられる値か、あるいはこれよりわずかに高い値に予め設定されている。ステップＳ１００での判断は、この判断は、第２温度センサ３８０の検出値Ｔ２と流入ガス量（機関回転数と吸入空気量等に基づき算出される）とに基づき計算された触媒温度Ｔｕｆ（積算吸入空気量とバルブ開閉状態から推定される値を用いてもよい）を用いて行われる。
【００５２】
このステップＳ１００で否定（すなわち温度Ｔｕｆが高温側基準値Ｔｕｆｂ未満）の場合には、流路切替弁３７０は図４に示す開位置に駆動され（Ｓ６０）、バイパス通路３６０が開放される。その結果、第１排気ガス通路３５０とバイパス通路３６０との排気抵抗差に起因して、排気ガスは主にバイパス通路３６０を流れ、その排気熱でＨＣ吸着材３４０が加熱・昇温されることになる。また、このとき第１排気ガス通路３５０には、上述したとおり、通気孔３２４を介して矢印Ｄ方向に排気ガスが還流し、これによってＨＣ吸着材３４０からＨＣが徐々に脱離させられる。
【００５３】
他方、ステップＳ１００で肯定（すなわち温度ＴｕｆがＴｕｆａ以上）の場合には、流路切替弁３７０は図３に示す閉位置に駆動され（Ｓ５０）、バイパス通路３６０が閉鎖されて、高温の排気ガスが第１排気ガス通路３５０に供給される。その結果、ＨＣ吸着材３４０からＨＣが脱離させられ、その後段のアンダーフロア触媒３３０によって浄化されることになる。
【００５４】
以上のとおり、本実施形態では、アンダーフロア触媒３３０の温度Ｔｕｆが低温側基準値Ｔｕｆａより高い所定の高温側基準値Ｔｕｆｂ以上の場合に、排気ガスを第１排気ガス通路３５０に供給させる。したがって、ＨＣ吸着材３４０からＨＣを脱離させることができ、その吸着能力を迅速に回復させることができる。また、触媒温度がＴｕｆａとＴｕｆｂとの間の領域にある場合には、バイパス通路３６０の利用によって排気抵抗を抑制することができる。
【００５５】
なお、上記各実施形態では、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。例えば、上記各実施形態では、燃料カット制御による全気筒休止中に限って、流路制御弁により第１排気ガス通路を選択することとしたが(ｓ２０)、本発明では一部の気筒が休止している場合に第１排気ガス通路を選択してもよく、その限りにおいて本発明に所期の効果を得ることができる。
【００５６】
また、上記各実施形態では第２排気ガス通路（バイパス通路３６０）の外側を囲むように第１排気ガス通路３５０が形成された二重円筒型の構造に本発明を適用したが、本発明における第１および第２排気ガス通路は、両者が排気経路中で分岐し且つ後段の触媒よりも上流側で合流するものである限り、互いに離間していてもよい。
【００５７】
また、流路切替弁は他の構造のものを任意に採用でき、第１排気ガス通路を閉塞できるものであってもよい。また、ＨＣ吸着材、触媒および温度センサの種類および構造も、各実施形態に例示したもの以外のものを任意に採用することができる。さらに、温度検出手段は各部の温度を直接検出するもののほか、車両の運転状態に関する各種の物理量から温度を推定するものを含み、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気ガス浄化システムのシステム構成図である。
【図２】図１の排気ガス浄化システムにおける主排気ガス浄化装置の模式断面図である。
【図３】図２の主排気ガス浄化装置において流路切替弁が閉じている場合の排気ガス流れの模式図である。
【図４】図２の主排気ガス浄化装置において流路切替弁が開いている場合の排気ガス流れの模式図である。
【図５】図１の排気ガス浄化システムにおいてＥＣＵが実行する流路切替弁の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態においてＥＣＵが実行する流路切替弁の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１００    電子制御ユニット(ＥＣＵ)
２００    エンジン
２１２    エアフローメータ
２２２    スタートアップ三元触媒
３００    主排気ガス浄化装置
３３０    アンダーフロア触媒
３４０    ＨＣ吸着材
３５０    第１排気ガス通路
３６０    バイパス通路（第２排気ガス通路）
３７０    流路切替弁
３７６    アクチュエータ
３７８    第１温度センサ
３８０    第２温度センサ
【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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