(57)【要約】【課題】燃費の悪化を抑制しつつ、排出ガス浄化装置を早期に暖機できる車両構造を提供する。【解決手段】車両構造１は、吸気ポート２３と排気ポート２４とを有するエンジン本体２と、吸気ポート２３内にガソリン燃料を噴射する燃料噴射装置３とを備える。車両構造１は、冷間始動直後に燃料噴射装置３の噴射圧力をゲージ圧で２５０ｋＰａ以下に制御して燃料噴射装置３からガソリン燃料を噴射させる燃料噴射制御部４と、排気ポート２４から排出される排気ガスを浄化する排出ガス浄化装置６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートと排気ポートとを有するエンジン本体と、前記吸気ポート内にガソリン燃料を噴射する燃料噴射装置とを備える車両構造であって、
冷間始動直後に前記燃料噴射装置の噴射圧力をゲージ圧で２５０ｋＰａ以下に制御して前記燃料噴射装置から前記ガソリン燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、
前記排気ポートから排出される排気ガスを浄化する排出ガス浄化装置とを備える車両構造。
【請求項２】
前記燃料噴射制御部は、冷間始動直後に前記燃料噴射装置の噴射圧力をゲージ圧で５０ｋＰａ以上に制御する請求項１に記載の車両構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン本体の吸気ポート内にガソリン燃料を噴射する燃料噴射装置を備える車両構造に関する。特に、燃費の悪化を抑制しつつ、エンジン本体の排気ポートから排出された排出ガスを浄化する排出ガス浄化装置を早期に暖機できる車両構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン本体の吸気ポート内にガソリン燃料を噴射する燃料噴射装置を備える車両構造として、特許文献１に記載の内燃機関が知られている（特許文献１の明細書００２１）。この内燃機関は、燃焼室に空気を導入する吸気ポートと燃焼室で生じた排気ガスを排出する排気ポートとを有するシリンダヘッドと、吸気ポートに取り付けられて、吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）と、排気ポートよりも下流に設けられる触媒コンバーター（排出ガス浄化装置）とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−３１８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
冷間始動直後に排出ガス浄化装置を早期に暖機することが望まれている。排出ガス浄化装置を早期に暖機するには、点火時期を上死点よりも遅らせる遅角化により、排気ガスの温度を高めることが挙げられる。しかし、遅角化することで、燃費が悪くなる。
【０００５】
本発明の目的の一つは、燃費の悪化を抑制しつつ、排出ガス浄化装置を早期に暖機できる車両構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様に係る車両構造は、
吸気ポートと排気ポートとを有するエンジン本体と、前記吸気ポート内にガソリン燃料を噴射する燃料噴射装置とを備える車両構造であって、
冷間始動直後に前記燃料噴射装置の噴射圧力をゲージ圧で２５０ｋＰａ以下に制御して前記燃料噴射装置から前記ガソリン燃料を噴射させる燃料噴射制御部と、
前記排気ポートから排出される排気ガスを浄化する排出ガス浄化装置とを備える。
【０００７】
（２）上記車両構造の一形態として、
前記燃料噴射制御部は、冷間始動直後に前記燃料噴射装置の噴射圧力をゲージ圧で５０ｋＰａ以上に制御することが挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
上記（１）の車両構造は、冷間始動直後に燃料噴射装置の噴射圧力を低くすることで、液滴径の大きな燃料をエンジン本体の燃焼室に供給できる。それにより、燃焼時間の長い所謂プール燃焼を生じさせることができるため、排気ガスの温度を高められる。プール燃焼させることで排気ガスの温度を高められるため、排気ガスの温度を高めるために点火時期を遅角化しなくてもよい。従って、燃費の悪化を抑制しつつ、排出ガス浄化装置を早期に暖機できる。プール燃焼させると粒子状物質（ＰＭ）が生成され易いが、排出ガス浄化装置を備えることで、ＰＭを捕集することができるため、ＰＭの車外への排出を抑制できる。
【０００９】
上記（２）の車両構造は、噴射圧力が過度に低過ぎないため、適切に燃料を燃焼室に供給できて燃焼できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る車両構造を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の車両構造の実施形態１を、図１を参照しつつ以下に説明する。
【００１２】
《実施形態１》
〔車両構造〕
実施形態１に係る車両構造１は、吸気ポート２３と排気ポート２４とを有するエンジン本体２と、吸気ポート２３内にガソリン燃料（以下、単に燃料ということがある）を噴射する燃料噴射装置３とを備える。この車両構造１の特徴の一つは、特定時期に燃料噴射装置３の噴射圧力を特定値以下に制御する燃料噴射制御部４と、排気ポート２４から排出される排気ガスを浄化する排出ガス浄化装置６とを備える点にある。以下、各構成を詳細に説明する。以下の説明では、噴射圧力は、特に断りがない限り、ゲージ圧を意味する。
【００１３】
［エンジン本体］
エンジン本体２は、自動車の駆動力の発生源である（図１）。このエンジン本体２は、４サイクルエンジンであり、吸気、圧縮、燃焼・膨張、及び排気の４つの行程を順に経て、空気（新気）と燃料との混合気を燃焼室２０で燃焼して排気ガスを排出するもので、燃焼により生成されたエネルギーを自動車を走行させる機械エネルギーに変える（図１）。エンジン本体２は、シリンダブロック２ｂとシリンダヘッド２ｈとを備える。このエンジン本体２には、シリンダブロック２ｂやシリンダヘッド２ｈのウォータージャケット内を流通する冷却水の温度を検出する水温センサ２ｓが設けられている。
【００１４】
シリンダブロック２ｂには、上記混合気を圧縮・燃焼する燃焼室２０を形成する複数（例えば３つ）の気筒（シリンダ２１）が並列されている。シリンダ２１は、往復運動するピストン２２を内部に収納し、その内部にピストン２２の頂面とシリンダヘッド２ｈと吸気・排気バルブ２５，２６とで燃焼室２０を形成する。
【００１５】
シリンダヘッド２ｈには、上記混合気をシリンダ２１内に導く吸気ポート２３と、シリンダヘッド２ｈに昇降可能に設けられて吸気ポート２３の開口部を開閉する吸気バルブ２５と、混合気の燃焼により生成される排気ガスを排出する排気ポート２４と、シリンダヘッド２ｈに昇降可能に設けられて排気ポート２４の開口部を開閉する排気バルブ２６とを有する。吸気ポート２３及び排気ポート２４の数は、シリンダ２１数と同数である。吸気ポート２３には、吸気マニホールド（図示略）が接続され、排気ポート２４には、排気経路５（排気マニホールド、排気パイプ）を介して排出ガス浄化装置６が接続される。
【００１６】
吸気バルブ２５は、下降することで吸気ポート２３の開口部を開いて吸気ポート２３から燃焼室２０内に上記混合気を導入させ、上昇することで吸気ポート２３の開口部を閉じて吸気ポート２３と燃焼室２０との間での流体の流通を遮断する。排気バルブ２６は、下降することで排気ポート２４の開口部を開いて燃焼室２０内の燃焼ガス（排気ガス）を排気ポート２４に送り、上昇することで排気ポート２４の開口部を閉じて燃焼室２０と排気ポート２４との間での流体の流通を遮断する。
【００１７】
［燃料噴射装置］
燃料噴射装置３は、吸気ポート２３内へ燃料を噴射する（図１）。燃料噴射装置３は、吸気ポート２３内へ燃料を噴射するインジェクタ３１と、燃料を貯留する燃料タンク３２と、燃料タンク３２からインジェクタ３１に燃料を供給する燃料導入管３３と、燃料を圧送する燃料ポンプ３４とを備える。インジェクタ３１の先端は、吸気ポート２３内へ延びていて、インジェクタ３１の根元は、燃料導入管３３の一端に連結されている。燃料ポンプ３４は、燃料導入管３３の他端側に設けられている。この燃料ポンプ３４は、燃料タンク３２の内外のいずれに設けられていてもよい。燃料ポンプ３４の数は、単数でも復数でもよい。燃料ポンプ３４の数を復数とする場合、吐出圧力の異なる２つの燃料ポンプ、具体的には、冷間始動時及び通常運転時用の高圧燃料ポンプと冷間始動直後用の低圧燃料ポンプとを設けることができる。なお、燃料噴射装置３は、更に、圧力調整弁を有していてもよい。圧力調整弁は、燃料導入管から燃料タンクに燃料をリターンさせることで、噴射圧力を減圧する。
【００１８】
［燃料噴射制御部］
燃料噴射制御部４は、燃料噴射装置３の噴射圧力をエンジンの運転状況に応じて制御して燃料噴射装置３から燃料を噴射させる。運転状況とは、冷間始動時と冷間始動直後と通常運転時とが挙げられる。冷間始動時とは、水温が所定の閾値以下で、エンジンを始動してから所定の極短時間の間を言い、例えばエンジンを始動から０．１秒までの間を言う。冷間始動直後とは、例えば、冷間始動時以後に水温が所定の閾値以下のときを言う。通常運転状態とは、例えば、水温が所定の閾値超のときを言う。水温は、上述した水温センサ２ｓの測定結果に基づく。燃料噴射制御部４は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１０が利用できる。
【００１９】
燃料噴射制御部４は、冷間始動時と通常運転時とに燃料噴射装置３の噴射圧力を一般的な噴射圧力である３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下程度に制御する。それにより、霧状の燃料を燃焼室２０内に供給できる。そのため、冷間始動時と通常運転時とには、混合気を効率良く燃焼させられる。
【００２０】
一方、燃料噴射制御部４は、冷間始動直後に燃料噴射装置３の噴射圧力を、冷間始動時や通常運転時よりも小さい２５０ｋＰａ以下に制御する。そうすれば、液滴径の大きな燃料を燃焼室２０内に供給できる。それにより、一般的な噴射圧力で霧状の燃料を燃焼室２０内に供給する場合に比較して、燃焼時間の長い所謂プール燃焼を生じさせることができる。プール燃焼を生じさせることで、排気ガスの温度を高められるため、冷間始動直後に排出ガス浄化装置６（触媒６１）を早期に暖機できる。燃料噴射制御部４は、冷間始動直後に燃料噴射装置３の噴射圧力を５０ｋＰａ以上とすることが好ましい。そうすれば、噴射圧力が過度に低すぎないため、燃料を燃焼室２０に供給できて燃焼できる。燃料噴射制御部４は、冷間始動直後に燃料噴射装置３の噴射圧力を７０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下とすることが好ましく、８０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下とすることがより好ましい。
【００２１】
燃料噴射制御部４による燃料噴射装置３の噴射圧力の調整は、燃料ポンプ３４の吐出圧力を調整することで行える。燃料ポンプ３４の吐出圧力の調整は、例えば、燃料ポンプ３４の駆動電圧を上げ下げすることで行える。燃料ポンプ３４の吐出圧力は冷間始動時及び通常運転時の噴射圧力である３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下とし、冷間始動直後に燃料噴射制御部４により燃料ポンプ３４の駆動電圧を下げることで燃料ポンプ３４の吐出圧力を２５０ｋＰａ以下にまで減圧することができる。噴射圧力を２５０ｋＰａ以下から３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下に復圧させるときは、燃料ポンプ３４の駆動電圧を元に戻す（上げる）とよい。別途、圧力調整弁を備える場合には、燃料ポンプ３４の吐出圧力は冷間始動時及び通常運転時の噴射圧力である３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下とし、冷間始動直後に燃料噴射制御部４により圧力調整弁の開度を制御して燃料を燃料タンク３２にリターンさせることで２５０ｋＰａ以下にまで減圧することで行ってもよい。噴射圧力を２５０ｋＰａ以下から３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下に復圧させるときは、燃料噴射制御部４により圧力調整弁を閉じるように制御して燃料の燃料タンク３２へのリターンを停止すればよい。高圧・低圧の２つの燃料ポンプを備える場合には、燃料噴射制御部４により冷間始動時及び通常運転時に高圧燃料ポンプのみを駆動させ、冷間始動直後に低圧燃料ポンプのみを駆動させることで行ってもよい。
【００２２】
なお、例えば、エンジンを停止して所定時間後にエンジンを再始動したときに水温が所定の閾値超であれば、燃料噴射制御部４は、上述した冷間始動直後の制御を行うことなくエンジン再始動から通常運転時の制御を行う。即ち、燃料噴射制御部４は、燃料噴射装置３の噴射圧力を２５０ｋＰａ以下に制御せず、燃料噴射装置３の噴射圧力を一般的な噴射圧力の３００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下に制御する。
【００２３】
［排出ガス浄化装置］
排出ガス浄化装置６は、排気ポート２４から排出される排気ガスを浄化する。排気ガスの浄化とは、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘなどの有害物質の無害化（Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、Ｎ２の無害物質に浄化）と、粒子状物質（ＰＭ）の捕集とが挙げられる。ＰＭは、特に冷間始動直後の燃焼（プール燃焼）により生成し易い。排出ガス浄化装置６は、排気ポート２４に繋がる排気経路５の下流に設けられる。排出ガス浄化装置６は、有害物質の無害化を促進する触媒（三元触媒）６１と、ＰＭを捕集するフィルター６２とを備える。触媒６１とフィルター６２とは、互いに独立していてもよいし、例えば、触媒機能を有するフィルターのように、触媒機能とフィルター機能とを兼備する一体物であってもよい。
【００２４】
〔作用効果〕
実施形態１に係る車両構造１は、触媒６１（排出ガス浄化装置６）を早期に暖機できる。冷間始動直後に燃料噴射装置３の噴射圧力を低くすることで、液滴径の大きな燃料をエンジン本体２の燃焼室２０に供給できるため、燃焼時間の長い所謂プール燃焼を生じさせることができ、排気ガスの温度を高められるからである。このように、プール燃焼させることで排気ガスの温度を高められるため、排気ガスの温度を高めるために点火時期を遅角化しなくてもよく、燃費の悪化を抑制し易い。フィルター６２（排出ガス浄化装置６）を備えることで、プール燃焼により生じ易いＰＭを捕集できるため、ＰＭの車外への排出を抑制できる。
【００２５】
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００２６】
１  車両構造
２  エンジン本体
２ｂ  シリンダブロック
２ｈ  シリンダヘッド
２ｓ  水温センサ
２０  燃焼室
２１  シリンダ
２２  ピストン
２３  吸気ポート
２４  排気ポート
２５  吸気バルブ
２６  排気バルブ
３  燃料噴射装置
３１  インジェクタ
３２  燃料タンク
３３  燃料導入管
３４  燃料ポンプ
４  燃料噴射制御部
５  排気経路
６  排出ガス浄化装置
６１  触媒
６２  フィルター
１０  ＥＣＵ
【図１】
2019148239.tif 000003