(57)【要約】【課題】メインエンジンに対する燃料供給を停止した状態で、サブエンジンを駆動させた場合にサブエンジンから排出された排気ガスの浄化を促進すること。【解決手段】  車両走行時に使用し排気浄化装置４００Ｂに接続されたメインエンジン１００と、メインエンジン１００と同じ排気浄化装置４００Ｂに接続され、所定条件下において補機１５０を駆動するために設けられたサブエンジン２００と、を制御するエンジン制御装置であって、サブエンジン２００を駆動中にメインエンジン１００に対する燃料供給を停止した場合に、メインエンジン１００から排出された空気が排気浄化装置に供給されないように吸気バルブ１０１の開度を小さくする。【選択図】  図１
2006274935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行時に使用し三元触媒を内包した排気浄化装置に接続されたメインエンジンと、前記メインエンジンと同じ前記排気浄化装置に接続され、所定条件下において補機を駆動するために設けられたサブエンジンと、を制御するエンジン制御装置であって、
前記サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、前記メインエンジンから排出された空気が前記排気浄化装置に供給されないように制御する制御手段を有することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記メインエンジンの吸気弁または排気弁の少なくとも何れか一方のリフト量を減少させるメインエンジン制御部であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
車両走行時に使用し三元触媒を内包した排気浄化装置に接続されたメインエンジンと、前記メインエンジンと同じ前記排気浄化装置に接続され、所定条件下において補機を駆動するために設けられたサブエンジンと、を制御するエンジン制御装置であって、
前記サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、前記サブエンジンから排出され前記排気浄化装置に流入するＮＯｘ量が少なくなるように制御する制御手段を有することを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、空燃比がリッチとなる条件で前記サブエンジンを駆動するサブエンジン制御部であることを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインエンジン及びサブエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、メインエンジンが停止した状態（アイドルストップ）で補機（エアコンやパワステユニット）を駆動するため、サブエンジンを設けた車両が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、一方で、所定条件下でメインエンジンに対する燃料供給を停止し、その状態で車両を走らせる燃料供給停止運転が一般的な車両では行なわれている。
【特許文献１】特開２０００−３４５８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、メインエンジンに対する燃料供給を停止した状態で、サブエンジンを駆動させた場合、メインエンジン及びサブエンジンが接続された排気浄化装置が、サブエンジンから排出された排気ガスを十分に浄化できない場合があった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、メインエンジンに対する燃料供給を停止した状態で、サブエンジンを駆動させた場合にサブエンジンから排出された排気ガスの浄化を促進することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明にあっては、車両走行時に使用し三元触媒を内包した排気浄化装置に接続されたメインエンジンと、前記メインエンジンと同じ排気浄化装置に接続され、所定条件下において補機を駆動するために設けられたサブエンジンと、を制御するエンジン制御装置であって、
前記サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、メインエンジンから排出された空気が前記排気浄化装置に供給されないように制御する。
【０００７】
メインエンジンに対する燃料供給が停止され、サブエンジンのみが駆動している状態で、何らの制御も行なわなければ、排気浄化装置にメインエンジンから多量の空気が流れ込む。これにより、サブエンジンからの排気ガスを排気浄化装置で浄化する際にその空燃比がリーンとなる。そして、サブエンジンから排出された排気ガスに含まれるＮＯｘを十分に浄化することができなくなる。上記本発明によれば、サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、メインエンジンから排出された空気が排気浄化装置に供給されないように制御するので、排気浄化装置内はリーンとならず、サブエンジンからの排気ガスを十分に浄化することができる。
【０００８】
ここで、メインエンジンの吸気弁または排気弁の少なくとも何れか一方のリフト量を減少させることは好適である。つまり、メインエンジンに対する燃料供給が停止された状態で、メインエンジンの吸気弁または排気弁の少なくとも何れか一方のリフト量を減少させる、特に、それらの弁を完全に閉じてしまえば、メインエンジンから排気浄化装置に多量の空気が供給することがなくなり、排気浄化装置がリーンとなることを防止できる。つまり、ＮＯｘ浄化性能を向上させることができる。つまり、最終的に車外に排出されるＮＯｘ量を低減することができる。
【０００９】
また、本発明に係る他の装置は、車両走行時に使用し三元触媒を内包した排気浄化装置に接続されたメインエンジンと、前記メインエンジンと同じ排気浄化装置に接続され、所定条件下において補機を駆動するために設けられたサブエンジンと、を制御するエンジン制御装置であって、
前記サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、前記サブエンジンから排出され前記排気浄化装置に流入するＮＯｘ量が少なくなるようにサブエンジンを制御する制御手段を有する。
【００１０】
これにより、たとえ、メインエンジンが燃料供給停止運転して、排気浄化装置に対して多量の空気が流れ込んだとしても、サブエンジンから排気浄化装置に流入するＮＯｘ自体が少ないため、問題がなくなる。
【００１１】
ここで、サブエンジンを駆動中に前記メインエンジンに対する燃料供給を停止した場合に、空燃比がリッチとなる条件でサブエンジンを駆動することは好適である。サブエンジンを空燃比リッチの状態で燃焼させれば、ＮＯｘの排出量自体がへり、最終的に車外に排出されるＮＯｘ量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、メインエンジンに対する燃料供給を停止した状態で、サブエンジンを駆動させた場合にサブエンジンから排出された排気ガスの浄化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
＜第１実施形態＞
（構成）
本発明の実施形態に係る排気浄化システムを適用したエンジンルーム内の構成について図１を用いて説明する。図１は、メインエンジン１００、サブエンジン２００及びその周辺構成のレイアウトを示す図である。
【００１５】
メインエンジン１００は、車両走行時に使用するためのものであり、その車両の能力に応じて、例えば２０００ｃｃといった排気量を有している。一方、サブエンジン２００は、所定条件下、例えば、アイドル時などメインエンジン１００を停止させる状態において、補機１５０を駆動するために設けられている。ここでの補機１５０は、エアコンやパワーステアリング用ポンプなど、メインエンジン１００の停止に伴いその作動が停止されると、空調が効かない、操舵抵抗が増加するなど乗員に不都合が生じる装置である。サブエンジン２００は、駆動する補機の負荷に応じて、例えば５０ｃｃといった排気量を有している。
【００１６】
メインエンジン１００から排出された排気ガスを車外へ導くためメイン排気通路３００が設けられている。そして、メイン排気通路３００上には、排気ガスを浄化するための排気浄化部４００Ａ、４００Ｂが設けられている。排気浄化部４００Ａ、４００Ｂは、白金やロジウムなどの貴金属を基体に担持させた三元触媒を内包しており、排気浄化部４００Ａ、４００Ｂに導入される排気ガスの空燃比が理論空燃比（λ＝１）の時、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）などの大気汚染物質を浄化する。なお、図１には、２つの排気浄化部４００Ａ、４００Ｂが示されているが、３つ以上設けてもよい。サブエンジン２００から排出された排気ガスは、サブ排気通路５００によって、複数の排気浄化部４００Ａ、４００Ｂの間に導かれる。そして、サブエンジン２００を制御するサブエンジン制御部６００は、サブ排気通路５００の接続端５００ａよりも下流側に位置する排気浄化部４００Ｂを暖めるためにサブエンジン２００を駆動する。
【００１７】
排気浄化部４００Ａ、４００Ｂに用いられる触媒は、その温度が活性化温度に達しないと、排気ガス浄化力を十分に発揮することができない。そこで、排気浄化用触媒が活性化していないエンジンの冷間始動時に、特に後段の排気浄化部４００Ｂを効果的に暖機するため、サブエンジン２００を駆動する。これにより、エンジン始動後、サブエンジン２００からの排気熱を用いて、排気浄化部４００Ｂの早期活性化を図ることができ、排気浄化性能の向上及び排気浄化部の低コスト化を実現できる。
【００１８】
サブエンジン制御部６００は、複数の排気浄化部４００Ａ、４００Ｂの内、サブ排気通路５００の接続端５００ａよりも上流側に位置する排気浄化部４００Ａが所定の活性温度に達するまで、サブエンジン２００を駆動する。これは、図２に示すように、上流側の排気浄化部４００Ａの温度がほぼサーチレイトして、完全に暖まってから、下流側の排気浄化部４００Ｂの温度上昇が始まる現象を踏まえたものである。
【００１９】
上流側の排気浄化部４００Ａの温度がほぼ上がりきった時点Ｔ１を経過後は、上流側の排気浄化部４００Ａから排出される排気ガスが十分な熱量を有しているため、下流側の排気浄化部４００Ｂの温度が急激に上昇する。したがって、サブエンジン制御部６００は、Ｔ１までの間、サブエンジン２００を駆動して、一点鎖線で示すように、下流側の排気浄化部４００Ｂの温度を上昇させ、Ｔ１を過ぎれば、サブエンジン２００を停止する。つまり、エンジン始動後、Ｔ１経過後までは、メインエンジン１００とサブエンジン２００の両方で燃焼が行なわれ、Ｔ１経過後はメインエンジン１００のみで燃焼が行なわれる。
【００２０】
また、サブエンジン制御部６００は、Ｔ１が経過したか否かを、メインエンジン１００の始動後の積算燃料消費量が所定値に達したか否かによって判定する。燃料消費量は、不図示の燃料タンクからインジェクタ８００から噴射すべく演算された毎回の燃料噴射量をメインエンジン制御部７００で積算して求める。そして、その燃料消費量を積算することによって積算燃料消費量が導かれる。積算燃料消費量に比例した熱量がメインエンジン１００で発生し、メインエンジン１００で発生した熱量に比例した熱量が、排気ガスとして排出されるため、結果として、排気浄化部４００Ａ、４００Ｂの温度上昇は、積算燃料消費量に比例することとなる。
【００２１】
このように、積算燃料消費量を熱量とみなし、サブエンジンの駆動によって暖まる下流側の排気浄化部に十分な熱量が伝わるまでを、積算燃料消費量によって判断することにより、排気浄化部に温度センサを取り付けなくとも、より容易に、適正なサブエンジン２００の駆動制御を行なうことができ、効果的に排気浄化部の早期活性化を図ることができる。
【００２２】
なお、サブエンジン制御部６００は、始動時のエンジン水温が所定温度以上の場合には、サブエンジン２００を駆動しない。メインエンジン１００が始動した時点で、エンジン水温が高ければ、排気浄化部４００Ｂの温度も高い状態で維持されている可能性が高いため、サブエンジン２００によって暖める必要がないと判断する。したがって、無駄にサブエンジン２００を駆動することはなく、効率的に排気浄化部の早期活性化を図ることができる。
【００２３】
メインエンジン１００には、メインエンジン１００の回転数やトルクを制御するためのメインエンジン制御部７００が設けられている。メインエンジン制御部７００は、サブエンジン制御部６００がサブエンジン２００の駆動を停止する際に、メインエンジン１００の発生トルクが、補機の駆動に必要な分だけ増大するように、メインエンジン１００の駆動を制御する。
【００２４】
この構成によれば、サブエンジン２００を停止させる際に、補機を駆動するための負荷がメインエンジン１００側に移行し、メインエンジン１００のトルクが急激に低下することを防止できる。
【００２５】
（制御）
従来から、減速時燃費を向上させるために所定条件下でメインエンジン１００に対する燃料供給をストップすることが一般的に行なわれる。
【００２６】
この時、メインエンジン１００の吸気バルブ１０１及び排気バルブ１０２の両方が開閉していると、空気がメインエンジン１００を通って、排気浄化部４００Ａ及び４００Ｂの内部を流れることになる。そうすると、サブエンジン２００からの排気ガスを排気浄化部４００Ｂで浄化する際にリーンになり、サブエンジン２００の排気ガスを十分に浄化することができない。
【００２７】
そこで、本実施形態では、サブエンジン２００が駆動中であって、燃料供給停止減速運転中には、メインエンジン１００へ供給する燃料をカットするとともに、メインエンジン１００の吸気弁の開口量（リフト量）を最小化する。最も単純には、吸気弁を停止させる。
【００２８】
図３は、サブエンジン制御部６００及びメインエンジン制御部７００が行なう制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示す制御は、エンジンの始動をトリガーにして開始される。
【００２９】
まず、ステップＳ３０１において、サブエンジン２００の作動条件が成立しているか否かを判断する。ここで、サブエンジン２００の作動条件とは、１．アイドルストップ条件成立時、２．冷間始動後の所定期間の２つの場合が挙げられる。
【００３０】
もし、サブエンジン２００の作動条件が成立していれば、ステップＳ３０２に進み、サブエンジン２００を駆動する。この際、サブエンジン２００に供給される空気量に基づいて空燃比がλ＝１になるように、燃料噴射量を演算し、サブエンジン２００に設けられた不図示のインジェクタにより噴射する。なお、サブエンジン２００に供給される空気量は、不図示のスロットル弁の開度により決まるが、ここでは、スロットル弁は、常に全開の一定開度を維持するよう制御される。
【００３１】
次に、ステップＳ３０３において、メインエンジン１００を減速燃料カット（Ｆ／Ｃ：Ｆｕｅｌ  Ｃｕｔ）運転する条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、メインエンジン１００のスロットル弁の開度が全閉状態で、かつ、メインエンジン１００の回転数が予め設定された燃料カット回転数よりも高いとき、減速燃料カット運転を行なう条件が成立していると判定する。
【００３２】
メインエンジン１００を減速Ｆ／Ｃ運転する条件が成立していれば、ステップＳ３０４に進み、メインエンジン１００に対する燃料供給を停止する。そして、ステップＳ３０５に進み、メインエンジン１００の吸気バルブ１０１を閉じる。つまり、吸気弁のリフト量を最小化、つまり、０まで低下させる。これにより、メインエンジン１００から排気浄化部４００Ａに空気が送り込まれることを防止できる。
【００３３】
ここでは、吸気バルブ１０１のみを閉じることとしているが、排気バルブ１０２のみを閉じても、吸気バルブ１０１及び排気バルブ１０２の両方を閉じても、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
一方、ステップＳ３０３で、メインエンジン１００を減速燃料カット（Ｆ／Ｃ：Ｆｕｅｌ  Ｃｕｔ）運転する条件が成立していないと判定した場合には、ステップＳ３０６に進み、メインエンジン１００を通常運転する。更に、ステップＳ３０７に進み、メインエンジン１００の弁の作動についても通常どおり制御する。つまり、弁リフト量を通常どおり制御する。
【００３５】
ステップＳ３０１において、サブエンジンの作動条件が成立しないと判定した場合、ステップＳ３０８に進みサブエンジン２００を停止する。そして、ステップＳ３０９に進み、サブエンジン２００を停止した状態で、減速Ｆ／Ｃの実行条件が成立したか否かを判定する。条件が成立しなければ、ステップＳ３０６に進み、メインエンジン１００を通常運転する。Ｆ／Ｃ条件が成立すれば、ステップＳ３１０に進み、メインエンジン１００に対する燃料の供給を停止する。そして、ステップＳ３１１に進み、メインエンジン１００の弁を通常どおりのリフト量で開閉する。
【００３６】
このように、サブエンジン２００を駆動中にメインエンジン１００に対する燃料供給を停止した場合に、メインエンジン１００から排出された空気が排気浄化部４００Ｂに供給されないように制御する。具体的には、メインエンジン１００の吸気弁または排気弁の少なくとも何れか一方のリフト量を減少させる。これにより、排気浄化部４００ＢのＮＯｘ浄化率が向上し、最終的にテイルパイプから排出されるＮＯｘの量を低下させることができる。
【００３７】
なお、図１ではメインエンジン１００をレシプロエンジンとして示しているが、ロータリエンジンであっても良い。また、図１では、排気浄化部４００Ａ、４００Ｂを設けているが、排気浄化部４００Ｂを１つだけ設けても良い。或いは、排気浄化部４００Ｂの内部に２つ以上の担体が設けられ、その担体間にサブエンジン２００からの排気パイプ５００を挿入する構成でも良い。
【００３８】
なお、燃料カット中は、メインエンジン１００から排出された空気を、排気浄化部４００Ｂをバイパスさせて車外に排出するバルブを設けてもよい。
【００３９】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係るエンジン制御装置の動作を説明するための図である。第２実施形態は、第１実施形態と、サブエンジンの動作が異なるのみであり、その他の構成及び動作は第１実施形態と同様であるから、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図４において、ステップＳ４０１は減速Ｆ／Ｃの実行条件が成立したか否かを判定する。条件が成立しなければ、ステップＳ４０２に進み、メインエンジン１００を通常運転する。Ｆ／Ｃ条件が成立すれば、ステップＳ４０３に進み、メインエンジン１００に対する燃料の供給を停止する。
【００４１】
ステップＳ４０４においては、サブエンジン２００の駆動条件が成立したか否かを判定する。サブエンジン２００の駆動条件が成立した場合には、ステップＳ４０５に進み、サブエンジンの燃料を増量し、燃焼条件をリッチ化する。サブエンジン２００の駆動条件が成立しなかった場合には、ステップＳ４０６に進みサブエンジン２００を停止する（または始動しない）。なお、ここで、サブエンジン２００の駆動条件とは、上記第１実施形態と同じ条件である。
【００４２】
ステップＳ４０２でメインエンジン１００を通常運転すると、次に、ステップＳ４０７に進み、サブエンジン２００の駆動条件が成立したか否かを判定する。サブエンジン２００の駆動条件が成立している場合にはステップＳ４０８に進み、サブエンジンをλ＝１の燃焼条件で駆動する。サブエンジン２００の駆動条件が成立しなかった場合には、ステップＳ４０６に進みサブエンジン２００を停止する（または始動しない）。
【００４３】
以上のように、本実施形態では、サブエンジン２００を駆動中にメインエンジン１００に対する燃料供給を停止した場合に、サブエンジン制御部６００は、サブエンジン２００から排出され排気浄化部４００Ｂに流入するＮＯｘ量が少なくなるように制御する。具体的には、サブエンジン２００を駆動中にメインエンジン１００に対する燃料供給を停止した場合に、空燃比がリッチとなる条件でサブエンジン２００を駆動する。これにより、サブエンジン２００から排出されるＲａｗＥＭ（排ガス中のＮＯｘ量）が少なくなるため、たとえメインエンジン１００から大量の空気が排気浄化部４００Ｂに流入しても、最終的にテイルパイプから排出されるＮＯｘの量を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態としてのエンジン制御装置の構成を示す図である。
【図２】減速時の速度変化とエンジン回転数の変化及び燃料カットフラグを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態としてのエンジン制御装置の動作を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態としてのエンジン制御装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００  メインエンジン
１５０  補機
２００  サブエンジン
３００  メイン排気通路
４００  排気浄化部
５００  サブ排気通路
６００  サブエンジン制御部
７００  メインエンジン制御部
８００  インジェクタ
【図１】
2006274935.tif 000003
【図２】
2006274935.tif 000004
【図３】
2006274935.tif 000005
【図４】
2006274935.tif 000006