(57)【要約】【課題】冷間時に、切換弁を全閉させるのに必要な負圧を確実に確保して、ＨＣの排出を効果的に抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気浄化装置は、排気浄化触媒装置と、ＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、ＨＣ吸着部が設けられた通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する。更に、吸気管負圧制御手段は、流路切り換え手段が駆動するような負圧が生成されるように、吸気管負圧に対する制御を行う。上記の内燃機関の排気浄化装置によれば、吸気管負圧を確実に生成して、流路切り換え手段を速やかに駆動させることができる。よって、始動時におけるＨＣの排出を確実に抑制することができる。【選択図】図２
2008038702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路中に設けられた排気浄化触媒装置と、前記排気通路中に設けられ、排気ガス中のＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、前記内燃機関における吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、前記ＨＣ吸着部が設けられた通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する内燃機関の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の始動時に、前記流路切り換え手段が駆動するように前記吸気管負圧を制御する吸気管負圧制御手段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】
前記吸気管負圧制御手段は、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御、及びスロットルバルブのスロットル開度を締め込む制御のうちの少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記吸気管負圧制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定値未満である場合、前記吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を概ね「０」又は小さな値に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、燃料カットを実行する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、燃料カット及び点火禁止を実行する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、前記内燃機関をクランキングすることによって始動補助を行う手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
内燃機関の排気通路中に設けられた排気浄化触媒装置と、前記排気通路中に設けられ、排気ガス中のＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、前記内燃機関における吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、前記ＨＣ吸着部が設けられた通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する内燃機関の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の始動時に、前記流路切り換え手段が駆動するように前記吸気管負圧を制御する吸気管負圧制御手段と、
前記流路切り換え手段の駆動開始から前記流路の切り換えが完了するまで、前記内燃機関をクランキングすることによって始動補助を行う電動機と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガスの流路をＨＣ吸着部が設けられた通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに切り換えて排気浄化を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）を吸着するＨＣ吸着部（ＨＣ吸着筒）が設けられた通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする通路のいずれかに排気ガスが流れるように、切換弁を用いて制御を行う装置が知られている。例えば、特許文献１には、ＨＣ吸着部が設けられた流路と、これと並列に設けられた排気通路とを、負圧を利用して切り換えを行う排気浄化装置において、エンジン始動後の冷間時に、ＨＣ吸着部が設けられた流路に排気ガスを流す技術が記載されている。
【０００３】
一方、冷間時における機関の始動性を確保する技術として、以下のような技術が知られている。特許文献２に、ハイブリッドシステムの内燃機関において、冷間時に吸気弁の開弁時期を進角することによって吸入空気量を増量させることにより、発生トルクの上昇を促進し、始動性を向上させる技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６５９２０号公報
【特許文献２】特開２００１−６５３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１においては、冷間時に適切な負圧が得られずに、切換弁が閉まりきらずにＨＣが放出されてしまう可能性があった。また、特許文献２に記載された技術においても、冷間時に、切換弁を全閉させるのに必要な負圧を確実に生成することはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、冷間時に、切換弁を全閉させるのに必要な負圧を確実に確保して、ＨＣの排出を効果的に抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、内燃機関の排気通路中に設けられた排気浄化触媒装置と、前記排気通路中に設けられ、排気ガス中のＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、前記内燃機関における吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、前記ＨＣ吸着部が設けられた通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する内燃機関の排気浄化装置は、前記内燃機関の始動時に、前記流路切り換え手段が駆動するように前記吸気管負圧を制御する吸気管負圧制御手段を備える。
【０００８】
上記の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関から排出される排気ガスの浄化を行う装置である。内燃機関の排気浄化装置は、排気浄化触媒装置と、ＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、ＨＣ吸着部が設けられた通路と、ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する。更に、吸気管負圧制御手段は、流路切り換え手段が駆動するような負圧が生成されるように、吸気管負圧に対する制御を行う。上記の内燃機関の排気浄化装置によれば、吸気管負圧を確実に生成して、流路切り換え手段を速やかに駆動させることができる。よって、始動時に、ＨＣの排出を確実に抑制することができる。
【０００９】
上記の内燃機関の排気浄化装置の一態様では、前記吸気管負圧制御手段は、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御、及びスロットルバルブのスロットル開度を締め込む制御のうちの少なくともいずれかを実行する。
【００１０】
この態様では、吸気管負圧制御手段は、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御、及び／又はスロットルバルブのスロットル開度を締め込む制御を実行する。これにより、始動時に、吸気管負圧を効果的に生成することができ、流路切り換え手段を速やかに駆動させることができるので、ＨＣの排出をより確実に抑制することができる。また、流路切り換え手段の作動が完了するまでに要する時間を短縮することができるため、速やかに内燃機関を始動させることが可能となる。
【００１１】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記吸気管負圧制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定値未満である場合、前記吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を概ね「０」又は小さな値に設定する。
【００１２】
この態様では、吸気管負圧制御手段は、内燃機関の回転数に基づいて進角制御を実行する。こうするのは、吸気弁のバルブタイミングを進角させると、ポンピングロスなどに起因して始動ショックが発生する場合があるからである。したがって、吸気管負圧制御手段は、内燃機関の回転数が所定値未満である場合には、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を概ね「０」又は小さな値に設定する。これにより、始動ショックの発生を適切に抑制しつつ、ＨＣの排出を抑制することができる。
【００１３】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、燃料カットを実行する手段を更に備える。これにより、排気ガスの流路の切り換えが完了するまでの間、ＨＣの排出を抑制することができる。
【００１４】
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様では、前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、燃料カット及び点火禁止を実行する手段を更に備える。これにより、排気ガスの流路の切り換えが完了するまでの間、ＨＣの排出を抑制することができる。
【００１５】
上記の内燃機関の排気浄化装置において好適には、前記流路切り換え手段の駆動開始から前記排気ガスの流路の切り換えが完了するまで、前記内燃機関をクランキングすることによって始動補助を行う手段を更に備える。これにより、排気ガスの流路の切り換えが完了するまでの間、燃料カットなどを実行した場合にも、始動性の低下を抑制することができる。
【００１６】
本発明の他の観点では、内燃機関の排気通路中に設けられた排気浄化触媒装置と、前記排気通路中に設けられ、排気ガス中のＨＣを吸着するＨＣ吸着部と、前記内燃機関における吸気管負圧を利用して、排気ガスの流路を、前記ＨＣ吸着部が設けられた通路と、前記ＨＣ吸着部をバイパスする通路とのいずれかに選択的に切り換える流路切り換え手段と、を有する内燃機関の排気浄化装置は、前記内燃機関の始動時に、前記流路切り換え手段が駆動するように前記吸気管負圧を制御する吸気管負圧制御手段と、前記流路切り換え手段の駆動開始から前記流路の切り換えが完了するまで、前記内燃機関をクランキングすることによって始動補助を行う電動機と、を備える。
【００１７】
上記の内燃機関の排気浄化装置は、流路切り換え手段の駆動開始から流路の切り換えが完了するまで、電動機によってクランキングを行うことにより、内燃機関の始動補助を実行する。この場合、内燃機関の排気浄化装置は、ハイブリッド車両などに搭載することができる。上記の内燃機関の排気浄化装置によっても、吸気管負圧を確実に生成して、流路切り換え手段を速やかに駆動させることができるので、始動時におけるＨＣの排出を確実に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１９】
［全体構成］
図１は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された車両１００の全体構成を示す概略図である。なお、図１では、実線の矢印がガスの流れの一例を示し、破線の矢印が信号の入出力を示している。
【００２０】
車両１００は、主に、スロットルバルブ２と、吸気通路（吸気管）３と、サージタンク４と、エンジン（内燃機関）５と、排気通路６と、ＨＣ吸着装置８と、触媒９と、切換弁１０と、負圧供給通路１５と、チェックバルブ１６と、三方ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）１９と、ダイヤフラム機構２０と、モータジェネレータ２１と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、を備える。なお、車両１００は、例えばハイブリッド車両として構成される。
【００２１】
吸気通路３には外部から導入された吸気が通過し、スロットルバルブ２は吸気通路３を通過する吸気の流量を調整する。そして、吸気は、サージタンク４に導入された後に、エンジン５に供給される。エンジン５は、複数の気筒を有して構成され、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を、燃焼室内で爆発させることによって動力を発生する。エンジン５は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって、燃料噴射量の制御や点火時期の制御などが行われる。また、エンジン５は、気筒内へのガスの流入を制御する吸気弁（不図示）と、気筒内で発生したガスの排出を制御する排気弁（不図示）と、を有する。これらの吸気弁及び排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。
【００２２】
排気通路６は、エンジン５から排出された排気ガスが流通する。排気通路６中には、上流側から下流側へ順に、ＨＣ吸着装置８、及び触媒９が設けられている。触媒９（排気浄化触媒装置）は、三元触媒やＮＯｘ吸蔵触媒などによって構成され、排気ガス中のＨＣやＮＯｘやＳＯｘを浄化する。なお、触媒９の上流側の排気通路６上（詳しくはＨＣ吸着装置８の上流側の排気通路６上）に、三元触媒を更に設けても良い。
【００２３】
ＨＣ吸着装置８は、筒状に構成され、第１の通路６１と第２の通路６２とが形成されている。また、ＨＣ吸着装置８の内部には、切換弁１０が配置されている。第１の通路６１には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としてのＨＣ（炭化水素）を吸着する機能を有するＨＣ吸着部１１（図１中のハッチング部分）が配設されている。切換弁１０は、第１の通路６１、及びＨＣ吸着部１１をバイパスする第２の通路６２のいずれかに排気ガスが流れるように、排気ガスの流路を選択的に切り換える弁である。詳しくは、切換弁１０が閉である場合には第１の通路６１にのみ排気ガスが流れ、切換弁１０が開である場合には第１の通路６１及び第２の通路６２に排気ガスが流れる。切換弁１０は、後述するダイヤフラム機構２０によって開閉が制御される。
【００２４】
ここで、切換弁１０の開閉についての基本的な考え方について説明する。冷始動時などにおいては触媒９が排気ガス中のＨＣを効果的に浄化することができない。そのため、冷始動時には、ＨＣ吸着部１１によってＨＣを吸着させるために、第１の通路６１に排気ガスが流れるように切換弁１０を閉に設定する。また、ＨＣ吸着部１１は、排気ガスの温度が高くなると、吸着するＨＣを外部へ放出し始める特性を有しているため、吸着されたＨＣがパージされるような温度に排気ガスの温度が達した場合（この場合には、触媒９は概ね活性している）に、第２の通路６２に排気ガスが流れるように切換弁１０を閉から開に切り換える。
【００２５】
次に、上記した切換弁１０の開閉を制御する機構について説明する。切換弁１０は、ダイヤフラム機構２０によって開閉が制御される。詳しくは、ダイヤフラム機構２０は、負圧供給通路１５を介して供給されるガスの圧力によって動作が制御される。
【００２６】
負圧供給通路１５は、サージタンク４とダイヤフラム機構２０とを導通させる通路である。負圧供給通路１５には、サージタンク４側からダイヤフラム機構２０側へ向かう方向に順に、チェックバルブ１６、及び三方ＶＳＶ１９が設けられている。チェックバルブ１６は、負圧供給通路１５側からサージタンク４側へ向かうガスの流れのみを許容する一方向弁である。三方ＶＳＶ１９は、いわゆる三方弁によって構成され、チェックバルブ１６側に接続された開口部と、ダイヤフラム機構２０側に接続された開口部と、大気開放された開口部と、を有する。三方ＶＳＶ１９は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。
【００２７】
ダイヤフラム機構２０は、供給されるガスの圧力に応じて切換弁１０の開閉を制御する。詳しくは、ダイヤフラム機構２０は、内部が大気圧に維持されており、供給されるガスの圧力と、内部における大気圧との差に応じて動作する。具体的には、ダイヤフラム機構２０は、大気圧が導入された場合には切換弁１０が開となるように動作し、大気圧よりも低圧である負圧（吸気管負圧に対応する）が導入された場合には切換弁１０が閉となるように動作する。以上のように、切換弁１０、ダイヤフラム機構２０、及び三方ＶＳＶ１９は、本発明における流路切り換え手段として動作する。
【００２８】
モータジェネレータ２１は、主としてエンジン５の出力をアシストする電動機として機能するように構成されている。モータジェネレータ２１は、図示しないプラネタリギヤなどを介してエンジン５と接続されている。
【００２９】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９の制御を行うことによって、ダイヤフラム機構２０に対して供給するガスの圧力を制御して、切換弁１０の開閉を制御する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、エンジン５の始動時に、切換弁１０が確実に閉弁するような吸気管負圧を生成するための制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御や、スロットルバルブ２のスロットル開度を締め込む制御を行う。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における吸気管負圧制御手段として動作する。
【００３０】
以下で、上記したＥＣＵ５０がエンジン５の始動時に行う制御（以下では、「始動時制御」とも呼ぶ。）の実施形態について、具体的に説明する。
【００３１】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る始動時制御について説明する。第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、エンジン５の吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御を実行する。このような制御を実行するのは、早期に吸気管負圧を確保して、ダイヤフラム機構２０を作動させて切換弁１０を全閉させるためである。即ち、切換弁１０を速やかに全閉させて、冷始動時におけるＨＣの排出を確実に抑制するために、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御を実行する。
【００３２】
ここで、図２を参照して、第１実施形態に係る始動時制御について具体的に説明する。図２は、第１実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。なお、この処理はＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、始動要求があるか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチ（ＩＧ）がオンであるか否かを判定することによって、始動要求があるか否かを判定する。始動要求がある場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、始動要求がない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３４】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ２１によってクランキングを実行する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、モータジェネレータ２１を制御することによってエンジン５の始動補助を実行する。このようにクランキングを実行することにより、以降の処理（ステップＳ１０４の処理）において燃料カットを実行した場合にも、始動性の低下を抑制することができる。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。
【００３５】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、冷始動時（冷間始動時）に、切換弁１０を閉弁させる指示（以下、「切換弁閉弁指示」とも呼ぶ。）が出ているか否かを判定する。即ち、ＨＣ吸着部１１に排気ガスを供給して、ＨＣを吸着すべき状況であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン５を冷却するための冷却水の温度（以下、単に「水温」と呼ぶ。）や、吸気の温度に基づいて判定を行う。例えば、水温が所定温度以下である場合には切換弁閉弁指示を出すべき状態であり、水温が所定温度より高い場合には切換弁閉弁指示を出すべき状態ではないと言える。冷始動時であり、且つ切換弁閉弁指示が出ている場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進む。一方、冷始動時ではない場合、及び切換弁閉弁指示が出ていない場合のうちの少なくともいずれかに該当する場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０８に進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、燃料カットを実行する。即ち、ＥＣＵ５０は、エンジン５における噴射を禁止する。この場合には、冷始動時であり、切換弁１０が未だ全閉になっていないと言える。そのため、燃料噴射を行った場合には、燃焼により発生したＨＣをＨＣ吸着部１１によって確実に吸着させることができず、ＨＣが排出される可能性が高い。したがって、ステップＳ１０４では、切換弁１０が全閉するまでの間、ＨＣの排出を抑制するために燃料カットを実行する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０５に進む。なお、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４において、燃料カットだけでなく点火禁止も実行することができる。
【００３７】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９をオンにする。この場合、ＥＣＵ５０は、ＨＣ吸着部１１に排気ガスを供給するために、切換弁１０を閉にするための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、三方ＶＳＶ１９を制御してダイヤフラム機構２０を動作させることによって、切換弁１０に対する制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、ダイヤフラム機構２０に吸気管負圧が導入されるように三方ＶＳＶ１９に対して制御信号を供給する。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０６に進む。
【００３８】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、エンジン５の吸気弁のバルブタイミング（ＩＮ ＶＶＴ）を進角させる制御を行う。このような制御を行うのは、早期に吸気管負圧を生成するためである。つまり、早期に吸気管負圧を生成して、切換弁１０を速やかに全閉させるためである。具体的には、ＥＣＵ５０は、吸気弁の開閉を行う機構に対して制御信号を供給することによって、吸気弁のバルブタイミングを所定量進角させる。この所定量は、車種などに応じて予め設定されている。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０７に進む。
【００３９】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、切換弁１０が全閉になったか否かを判定する。例えば、ＥＣＵ５０は、吸気管負圧を推定することによって、切換弁１０が全閉になっているか否かを判定する。この場合、吸気管負圧は、エンジン５の回転数や吸気弁のバルブタイミングなどに基づいて推定される。切換弁１０が全閉になっている場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。一方、切換弁１０が全閉になっていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に戻る。即ち、クランキング、燃料カット、及び吸気弁のバルブタイミングの進角を継続した状態で、切換弁１０が全閉になるまでステップＳ１０７の判定を繰り返す。
【００４０】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、切換弁１０が全閉になっているため、燃料カットを解除する。具体的には、ＥＣＵ５０は、即始動を実行するか、又は始動許可を出す。即始動する場合には、ＥＣＵ５０は、燃焼噴射及び点火を実行することによって、エンジン５を始動させる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００４１】
以上の第１実施形態に係る制御によれば、吸気管負圧を確実に確保することができ、切換弁１０を速やかに全閉させることができる。よって、始動時におけるＨＣの排出を確実に抑制することができる。また、切換弁１０が全閉になるまでに要する時間を短縮することができるため、速やかにエンジン５を始動させることが可能となる。
【００４２】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る始動時制御について説明する。
【００４３】
第２実施形態では、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角制御を実行する点で第１実施形態と同様であるが、エンジン５の回転数に基づいて進角制御を実行する点で第１実施形態とは異なる。具体的には、第２実施形態では、エンジン５の回転数に基づいて、吸気弁のバルブタイミングの進化量を変更する。詳しくは、エンジン５の回転数が所定値未満である場合、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を小さく設定する。例えば、始動ショックが発生しないような進角量に設定する。
【００４４】
このような制御を実行する理由は以下の通りである。エンジン５の回転数が比較的低い場合に吸気弁のバルブタイミングを進角させると、ポンピングロスなどに起因して始動ショックが発生する可能性がある。よって、第２実施形態では、このような始動ショックの発生を抑制するために、吸気弁のバルブタイミングの進角量を小さく設定する。このように、第２実施形態では、始動ショックの抑制と、ＨＣの排出の抑制とを両立させるための制御を実行する。
【００４５】
ここで、図３を参照して、第２実施形態に係る始動時制御の具体例について説明する。図３（ａ）はエンジン回転数の時間変化の例を示しており、図３（ｂ）は吸気弁のバルブタイミング（ＩＮ ＶＶＴ）の進角量の時間変化の例を示している。
【００４６】
時刻ｔ１０から、エンジン回転数が上昇し始める。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数が、始動ショックが問題となる共振帯を抜けるまで、吸気弁のバルブタイミングを進角させない。共振帯は、回転数Ａ１（前述した所定値に対応する回転数）付近の領域である。具体的には、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間、ＥＣＵ５０は、吸気弁のバルブタイミングを進角させない。そして、時刻ｔ１１で共振帯を抜けるため、ＥＣＵ５０は、吸気弁のバルブタイミングの進角を開始する。この場合、ＥＣＵ５０は、進角量を所定量Ａ２にまで上昇させて、進角量を所定量Ａ２に維持する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、進角量が所定量Ａ２を超えないように進角制御を実行する。この所定量Ａ２は、車種などに応じて予め設定されている量である。
【００４７】
図４は、第２実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。この処理もＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、図４中のステップＳ２０１〜Ｓ２０５までの処理は図２中のステップＳ１０１〜Ｓ１０５までの処理と同様であり、ステップＳ２１０、Ｓ２１１の処理は図２中のステップＳ１０７、Ｓ１０８の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理について詳細に説明する。
【００４８】
ステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理は、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を決定するために実行される。まず、ステップＳ２０６では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数を取得する。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン５に設けられた回転数センサなどからエンジン回転数を取得する。そして、処理はステップＳ２０７に進む。
【００４９】
ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数が所定値以上であるか否かを判定する。言い換えると、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数が、始動ショックが生じ得る共振帯を抜けたか否かを判定する。ステップＳ２０７の処理は、始動ショックが発生する可能性を判定することによって、吸気弁のバルブタイミングを進角させる量を決定するために行われる。エンジン回転数が所定値以上である場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０８に進み、エンジン回転数が所定値未満である場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０９に進む。
【００５０】
ステップＳ２０８では、エンジン回転数が所定値以上であるため、バルブタイミングを進角させても始動ショックが生じる可能性は低いので、ＥＣＵ５０は、吸気弁のバルブタイミング（ＩＮ ＶＶＴ）を所定量進角させる。言い換えると、この場合には、始動ショックが発生する可能性が低いため、吸気管負圧の早期生成を優先した処理を実行する。なお、バルブタイミングを進角させる所定量は、エミッション上で必要な進角量に設定されており、車種などに応じて予め設定される。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２１０に進む。
【００５１】
一方、ステップＳ２０９では、エンジン回転数が所定値未満であるため、バルブタイミングを進角させると始動ショックが生じる可能性が高いので、ＥＣＵ５０は、吸気弁のバルブタイミング（ＩＮ ＶＶＴ）を進角させる量を前述した所定量よりも小さく設定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、始動ショックが発生しないような進角量に設定する。このように、ステップＳ２０９の処理では、始動ショックの抑制を優先した処理を実行する。なお、吸気弁のバルブタイミングを進角させる進角量を小さく設定する代わりに、始動ショックを確実に抑制するために、進角量を概ね「０」に設定しても良い。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２１０に進む。
【００５２】
ステップＳ２１０では、前述したステップＳ１０７の処理と同様に、ＥＣＵ５０は、切換弁１０が全閉になったか否かを判定する。切換弁１０が全閉になっている場合（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１１に進む。一方、切換弁１０が全閉になっていない場合（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ２１０に戻る。即ち、クランキング、燃料カット、及び吸気弁のバルブタイミングの進角を継続した状態で、切換弁１０が全閉になるまでステップＳ２１０の判定を繰り返す。そして、ステップＳ２１１では、前述したステップＳ１０８の処理と同様に、ＥＣＵ５０は、燃料カットを解除する。具体的には、ＥＣＵ５０は、即始動を実行するか、又は始動許可を出す。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００５３】
以上の第２実施形態に係る制御によれば、始動ショックの発生を適切に抑制しつつ、始動時におけるＨＣの排出を抑制することができる。
【００５４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る始動時制御について説明する。
【００５５】
第３実施形態では、進角制御を行うと共に、スロットルバルブ２のスロットル開度を締め込む制御（以下、「スロットル締め込み制御」とも呼ぶ。）を実行する点で、前述した第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。このような制御を実行するのは、早期に吸気管負圧を確保して、ダイヤフラム機構２０を作動させて切換弁１０を全閉させるためである。即ち、切換弁１０を速やかに全閉させてＨＣの排出を確実に抑制させるために、進角制御及びスロットル締め込み制御を実行する。
【００５６】
図５は、第３実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。この処理もＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、図５中のステップＳ３０１〜Ｓ３０６までの処理は図２中のステップＳ１０１〜Ｓ１０６までの処理と同様であり、ステップＳ３０８、Ｓ３０９の処理は図２中のステップＳ１０７、Ｓ１０８の処理と同様であるため、これらの説明を省略する。ここでは、ステップＳ３０７の処理について詳細に説明する。
【００５７】
ステップＳ３０７では、ＥＣＵ５０は、スロットルバルブ２を締め込むスロットル締め込み制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、水温などに基づいてスロットル締め込み量を決定し、決定されたスロットル締め込み量に対応する開度に設定されるように、スロットルバルブ２に対して制御を行う。このようにスロットル締め込み制御を実行するのは、吸気管負圧を早期に生成するためである。つまり、早期に吸気管負圧を生成して、切換弁１０を速やかに全閉させるためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ３０８に進む。
【００５８】
ステップＳ３０８では、前述したステップＳ１０７の処理と同様に、ＥＣＵ５０は、切換弁１０が全閉になったか否かを判定する。切換弁１０が全閉になっている場合（ステップＳ３０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０９に進む。一方、切換弁１０が全閉になっていない場合（ステップＳ３０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０８に戻る。即ち、クランキング、燃料カット、及び吸気弁のバルブタイミングの進角、並びにスロットル開度の締め込みを継続した状態で、切換弁１０が全閉になるまでステップＳ３０８の判定を繰り返す。そして、ステップＳ３０９では、前述したステップＳ１０８の処理と同様に、ＥＣＵ５０は、燃料カットを解除する。具体的には、ＥＣＵ５０は、即始動を実行するか、又は始動許可を出す。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００５９】
以上の第３実施形態に係る制御によっても、吸気管負圧を確実に生成することができ、切換弁１０を速やかに全閉させることができる。よって、始動時におけるＨＣの排出を確実に抑制することができる。また、スロットル開度を締め込むことによって吸入新気量が減少して排気ガス量も減少する傾向にあるので、マスエミッションを低減することが可能となる。
【００６０】
なお、上記の図５に示す処理では、エンジン５の回転数を考慮に入れない進角制御を行う例を示したが、この代わりに、第２実施形態で示したようにエンジン５の回転数に基づいて進角量を変更する進角制御を実行しても良い。この場合には、ステップＳ３０６の処理の代わりに、図４中のステップステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理を実行することができる。
【００６１】
また、上記では進角制御とスロットル締め込み制御の両方を実行する例を示したが、この代わりに、スロットル締め込み制御のみを行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された車両の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る制御の概要を説明するための図である。
【図４】第２実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。
【図５】第３実施形態に係る始動時制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
２  スロットルバルブ
３  吸気通路
５  エンジン
６  排気通路
９  触媒
１０  切換弁
１１  ＨＣ吸着部
１９  三方ＶＳＶ
２０  ダイヤフラム機構
２１  モータジェネレータ
５０  ＥＣＵ
１００  車両
【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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