(57)【要約】【課題】機関始動時の排気特性を改善できる内燃機関を提供する。【解決手段】エンジン１の停止後にインジェクタ１８から漏出した燃料を、機関始動の再開前に、エアアシスト装置１８ａによって払拭し、キャニスタ３１内の吸着材３１ｂに捕捉させる。捕捉された燃料は、触媒温度が活性化温度を上回り、空燃比フィードバック制御が開始された後、機関燃焼に供される燃料の一部として吸気通路４０に放出する。この結果、インジェクタ１８から漏出した燃料が、十分に活性化していない三元触媒６２ａに流入することがなくなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路又は燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタと、
当該機関の停止後経過時間を計測する時間計測手段と、
当該機関の停止後、所定時間が経過したときに、当該機関のガス流路に滞留する燃料を払拭する払拭手段と、
前記払拭される燃料を捕捉する捕捉手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記払拭手段は、前記ガス流路に滞留する燃料に送風し該燃料を払拭することを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記払拭手段は、前記インジェクタに付設され空気を供給するエアアシスト装置であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記払拭手段は、当該機関の吸気通路に二次空気を供給する二次空気供給装置であることを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項５】
前記払拭手段は、前記ガス流路に滞留する燃料を加熱するヒータであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項６】
前記捕捉手段は、当該機関の吸気通路途中に設けられ活性炭を含むフィルタ構造物であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関。
【請求項７】
前記捕捉手段は、蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材を収容するハウジングと、前記ハウジング内に蒸発燃料を導入する導入通路と、前記吸着材から放出される蒸発燃料を当該機関の吸気通路に導入する放出通路とを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関。
【請求項８】
前記捕捉手段は、当該機関のクランクケースであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関。
【請求項９】
前記捕捉手段は、当該機関の排気系に設けられ蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
当該機関の燃焼とは独立にその開度を制御することのできる吸気弁および排気弁を備えることを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記捕捉手段のガス流路下流であって当該機関の排気系に設けられる排気浄化用触媒を備えて、
且つ、
前記吸着された燃料を、前記排気浄化用触媒が活性化した条件下で放出させることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の内燃機関。
【請求項１２】
内燃機関の燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタから漏出する燃料を、当該機関の停止後、所定期間の経過後に払拭し、所定の部位に捕捉する
ことを特徴とする内燃機関の排気特性改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の排気特性を改善するための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸気系や燃焼室内に燃料供給用のインジェクタを備えた内燃機関が知られている。インジェクタは、機関燃焼に供される燃料を、例えば燃焼室近傍の吸気ポートに所望のタイミングで噴射する。インジェクタは、燃料を噴射するための噴口、噴口に燃料を圧送する内部通路、内部通路を開閉する弁構造等を備えて構成される。
【０００３】
このような構成を有する内燃機関では、インジェクタを通じた燃料噴射の実行後、内部通路に残った燃料が噴口から漏出することに起因し、また、インジェクタから噴射された燃料の一部が十分に気化されないことに起因して、液状の燃料が吸気ポートに滞留する場合がある。
【０００４】
このようにして吸気ポートに滞留する燃料が徐々に蒸発し、余分な燃料として機関燃焼に供される混合気に混入すると、排気中の未燃炭化水素（ＨＣ）が増大し排気特性の悪化を招く。
【０００５】
このような問題に対し、例えば特許文献１には、吸気ポートに滞留する燃料の蒸気を吸着材によって除去する装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−８２１９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気ポートの温度が低いほど、そこに滞留する燃料は気化し難く、気化した燃料の拡散速度も遅くなる。例えば、内燃機関の停止後、吸気ポートの温度が比較的低くなっている状況下でインジェクタの噴口から漏出する燃料は、機関が停止している期間中、徐々に蒸発して吸気ポート近傍に滞留する。このような状態で機関が始動すると、排気系内の温度が低く排気浄化用触媒が十分に活性化していない条件下で、余分な燃料が機関燃焼に供される混合気に混入することになる。この結果、多量の未燃ＨＣが排気浄化用触媒を素通りして外部に放出される懸念が生じる。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動時の排気特性を改善できる内燃機関を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、内燃機関の始動時の排気特性を改善する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、（１）内燃機関の吸気通路又は燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタを備えた内燃機関であって、当該機関の停止後経過時間を計測する時間計測手段と、当該機関の停止後、所定時間が経過したときに、当該機関のガス流路に滞留する燃料を払拭する払拭手段と、前記払拭される燃料を捕捉する捕捉手段と、を備えることを要旨とする。
【００１１】
ここで、「燃料の払拭」とは、所定部位に存在する液状の燃料を気化して取り除くこと、所定部位に存在する燃料の蒸気を取り除くこと、所定の部位に存在する液状の燃料を気化して他の部位に誘導すること、所定の部位に存在する燃料の蒸気を他の部位に誘導することのうち、何れをも意味する。また、「内燃機関の停止」とは、「内燃機関が燃焼を停止すること」を意味する。
【００１２】
同構成によれば、内燃機関の停止後にインジェクタから漏出し、吸気通路内に滞留する燃料が、次回の機関始動前に確実且つ効率的に払拭され、捕捉される。さらに、捕捉された燃料は、当該機関の排気通路に設けられる排気浄化用触媒が活性化したのち、当該触媒に導入される。この結果、十分に活性化されていない排気浄化用触媒に多量の炭化水素成分が流入することがなくなり、内燃機関の始動時から運転初期にかけての排気特性が向上する。
【００１３】
（２）また、前記払拭手段は、前記ガス流路に滞留する燃料に送風し該燃料を払拭するようにしてもよい。
【００１４】
（３）また、前記払拭手段は、前記インジェクタに付設され空気を供給するエアアシスト装置であってもよい。
【００１５】
（４）前記払拭手段は、当該機関の吸気通路に二次空気を供給する二次空気供給装置であってもよい。
【００１６】
（５）また、前記払拭手段は、前記ガス流路に滞留する燃料を加熱するヒータであってもよい。
【００１７】
（６）また、前記捕捉手段は、当該機関の吸気通路途中に設けられ活性炭を含むフィルタ構造物であってもよい。
【００１８】
（７）また、前記捕捉手段は、蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材を収容するハウジングと、前記ハウジング内に蒸発燃料を導入する導入通路と、前記吸着材から放出される蒸発燃料を当該機関の吸気通路に導入する放出通路とを備えるものであってもよい。
【００１９】
ここで、蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材としては、例えば活性炭のように、比較的高いガス圧に晒された場合には蒸発燃料を吸着する傾向を示し、比較的低いガス圧に晒された場合には蒸発燃料を放出する特性を有するものを採用するのが好ましい。なお、一本のガス通路を導入通路及び放出通路として機能させる構成を採用してもよい。
【００２０】
（８）また、前記捕捉手段は、当該機関のクランクケースであってもよい。
【００２１】
（９）また、前記捕捉手段は、当該機関の排気系に設けられ蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材を備えるものであってもよい。
【００２２】
ここで、蒸発燃料を吸着および放出することの可能な吸着材としては、例えば活性炭のように、比較的低い温度条件下では蒸発燃料を吸着する傾向を示し、比較的高い温度条件下では蒸発燃料を放出する特性を有するものを採用するのが好ましい。
【００２３】
（１０）また、上記各構成の内燃機関は、当該機関の燃焼とは独立にその開度を制御することのできる吸気弁および排気弁を備えるのがよい。
【００２４】
（１１）また、上記各構成の内燃機関は、前記捕捉手段のガス流路下流であって当該機関の排気系に設けられる排気浄化用触媒を備えて、且つ、前記吸着された燃料を、前記排気浄化用触媒が活性化した条件下で放出させるものであってもよい。
【００２５】
上記の各構成によれば、内燃機関の運転状態、或いは排気特性を向上するための他の用途を有する要素を効果的に活用し、内燃機関の排気特性を、低コストで効率的に改善することができる。
【００２６】
（１２）また、他の発明は、内燃機関の排気特性を改善する方法であって、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射供給するインジェクタから漏出する燃料を、当該機関の停止後、所定期間の経過後に払拭し、所定の部位に捕捉することを要旨とする。この場合、捕捉された燃料は、当該機関の排気通路に設けられた排気浄化用触媒が活性化する条件下で当該触媒に導入するのが好ましい。
【００２７】
このような方法によれば、内燃機関の停止後にインジェクタから漏出し、吸気通路内に滞留する燃料が、次回の機関始動前に確実且つ効率的に払拭され、捕捉される。さらに、捕捉された燃料が、当該機関の排気通路に設けられる排気浄化用触媒が活性化したのち当該触媒に導入されるようにすれば、十分に活性化されていない排気浄化用触媒に多量の炭化水素成分が流入することがなくなり、内燃機関の始動時から運転初期にかけての排気特性が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車載エンジンシステムに適用した一実施の形態について説明する。
【００２９】
〔エンジンシステムの基本構造及び機能〕
図１に示すように、内燃機関（以下、エンジンという）１は、複数のシリンダ（一本のシリンダのみ図示）を備え、吸入行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の４サイクルを繰り返して出力を得るエンジンシステムである。
【００３０】
エンジン本体１０は、シリンダブロック１０ａとシリンダヘッド１０ｂとが閉じ合わされて構成され、その内部にシリンダ１１を形成する。シリンダ１１内には、ピストン１２が往復動可能に収容される。ピストン１２の頭頂面１２ａと、シリンダ１１の内壁と、シリンダヘッド１０ｂとに囲まれた空間は、燃焼室１３を形成する。ピストン１２に連結されたコンロッド１４は、シリンダ１１内におけるピストン１２の往復運動をエンジン１のクランクシャフト１５の回転運動に変換する。クランクシャフト１５は、シリンダブロック１０ａの基底部にあたるハウジング部材（クランクケース）１０ｃに収容される。
【００３１】
また、シリンダヘッド１０ｂには点火プラグ１６が設けられている。点火プラグ１６は、イグナイタ１７を介して適宜のタイミングで通電され、燃焼室１３内に充填される燃料及び空気の混合気に点火する。
【００３２】
また、シリンダヘッド１０ｂには、燃焼室１３に連通し吸気通路４０の最下流部位をなす吸気ポート４１と、同じく燃焼室１３に連通し排気通路５０の最上流部位をなす排気ポート５１とが形成され、さらに、吸気ポート４１と燃焼室１３との境界を開放・閉塞する吸気弁１９や、排気ポート５１と燃焼室１３との境界を開放・閉塞する排気弁２０が設けられている。吸気弁１９は、吸気弁可変機構２１によって開閉駆動される。軸部材１９ａの先端に弁体１９ｂを備えて構成される吸気弁１９は、基本的にはクランクシャフト１５の回転に同期して往復運動（開閉弁動作）を繰り返す。吸気弁可変機構２１は、電磁力によって吸気弁１９を往復動させる周知の機構であり、クランクシャフト１５の回転動作が停止している場合でも、吸気弁１９を自由に開閉駆動することができる。排気弁２０は、排気弁可変機構２２によって開閉駆動される。軸部材２０ａの先端に弁体２０ｂを備えて構成される排気弁２０は、基本的にはクランクシャフト１５の回転に同期して往復運動（開閉動作）を繰り返す。排気弁可変機構２２もまた、吸気弁可変機構２１と同様、電磁力によって排気弁２０を往復動させる周知の機構であり、クランクシャフト１５の回転動作が停止している場合でも、排気弁２０を自由に開閉駆動することができる。
【００３３】
吸気ポート４１には、燃焼室１３にその噴孔を向けるインジェクタ１８が設けられている。インジェクタ１８は、高圧ポンプ（図示略）等によって加圧され、蓄圧室（図示略）に蓄えられた加圧燃料を、燃焼室１３内に適宜の量、適宜のタイミングで噴射供給する電磁駆動式開閉弁である。
【００３４】
吸気ポート４１の内壁であって、インジェクタ１８の噴口の直下にあたる部位には、ヒータ４１ａが埋設されている。また、インジェクタ１８は周知のエアアシスト装置１８ａを備える。エアアシスト装置１８ａは、インジェクタ１８による燃料の噴射に併せて圧縮空気を噴射し、噴射燃料の微粒化を促進させる機能を有する。
【００３５】
また、エンジン１は、二次空気供給装置３０を備える。二次空気供給装置３０は、空気を圧送するエアポンプ３０ａと、エアポンプ３０ａから圧送される空気を移送して吸気通路４０に供給するための空気通路３０ｂと、空気通路３０ｂの途中に設けられる電子制御式の開閉弁３０ｃとを備えて構成される。
【００３６】
吸気通路４０は、外部から燃焼室１３内に吸入される空気（吸気）の通路である。吸気通路４０には、吸気の流路上流から下流にかけて、エアクリーナボックス４２、スロットル弁４３、サージタンク４４等が順次設けられている。エアクリーナボックス４２には、吸気通路４０に取り込まれる空気中の塵や埃を取り除くためのフィルタ構造物４２ａと、ＨＣ吸着材を含むフィルタ構造物４２ｂとが収容されている。フィルタ構造物４２ｂに含まれるＨＣ吸着材は、周囲の温度が所定レベルを下回ると（低温条件下では）ＨＣを効率的に吸着し、所定レベルを上回ると（高温条件下では）ＨＣを効率的に放出する特性を備える。スロットル弁４３は、ステップモータ等を備えたアクチュエータ４３ａによってその開度が無段階に調節される電子制御式の開閉弁である。サージタンク４４は、吸気の脈動を抑制する。
【００３７】
また、エンジン１はキャニスタ３１を備える。キャニスタ３１は、所定の内部空間を有するハウジング３１ａと、ハウジング３１ａの内部空間に収容されるＨＣ吸着材３１ｂとを備える。キャニスタ３１に収容されるＨＣ吸着材３１ｂは、フィルタ構造物４２ｂに含まれるＨＣ吸着材と同じく、例えば大気圧の下ではＨＣを効率的に吸着し、大気圧よりも相当に低い圧力の下ではＨＣを効率的に放出する特性を備える。キャニスタ３１には、３本の通路が接続されている。まず、燃料タンク側通路３２は、その一方の開口端がキャニスタ３１に、他方の開口端がエンジン１の燃料タンク（図示略）に接続される。燃料タンク側通路３２の通路途中には、電子制御式の開閉弁３２ａが設けられる。また、吸気系側通路３３は、その一方の開口端がキャニスタ３１に、他方の開口端が吸気通路４０に接続される。吸気系側通路３３の通路途中には、電子制御式の開閉弁３３ａが設けられる。また、大気側通路３４は、その一方の開口端がキャニスタ３１に接続され、他方の開口端が外部（大気）に開放されている。
【００３８】
クランクシャフト１５を収容するクランクケース１０ｃの内部空間は、ブローバイガス通路３５を介してサージタンク４４に連通する。ブローバイガス通路３５の通路途中には、電子制御式の開閉弁３４ａが設けられている。
【００３９】
排気通路５０は、燃焼室から排出される排気ガスの通路である。排気通路５０には、排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素濃度センサ５０ａが設けられている。この酸素濃度センサ５０ａの出力信号に基づいて算出される排気中の酸素濃度から、燃焼室１３において機関燃焼に供された酸素及び燃料の比率（空燃比）Ａ／Ｆを把握することができる。
【００４０】
また、排気通路５０の酸素濃度センサ５０ａ下流には、ＨＣ吸着材５２ａを内蔵する吸着材ケーシング５２が設けられている。ＨＣ吸着材５２ａは、周囲の温度が比較的低い条件下でガス中の炭化水素（ＨＣ）を吸収し、比較的高い条件下で吸収したＨＣを放出する特性を有する。
【００４１】
また、排気通路５０の吸着材ケーシング５２下流には、三元触媒（排気浄化用触媒）６２ａを内蔵する三元触媒ケーシング６２が設けられている。三元触媒６２ａは周囲の温度が所定値（例えば２００℃）を上回っている条件下で活性化し、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）を浄化する。
【００４２】
ＥＣＵ８０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、エンジン１が運転している期間中に時間を計測するタイマーおよびエンジン１が停止している期間中（燃焼を停止している期間中）に時間を計測するソークタイマー等を備え、これら各部と、Ａ／Ｄ変換器を含む外部入力回路と、外部出力回路とが双方向性バスにより接続されて構成される論理演算回路を備える。
【００４３】
このように構成されたＥＣＵ８０は、イグナイタ１７、インジェクタ１８、吸気弁可変機構２１、排気弁可変機構２２、スロットル弁４３、エアアシスト装置１８ａ、エアポンプ３０ａ、ヒータ４１ａおよび各種開閉弁３０ｃ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ等を作動させることにより、エンジン１の運転状態の最適化や、排気特性の改善に関する各種制御を行う。
【００４４】
例えば、ＥＣＵ８０は、インジェクタ１８を通じて噴射する燃料の量を調整し、酸素濃度センサ５０ａの出力信号に基づいて把握される空燃比Ａ／Ｆが所定の目標値（例えば理論空燃比）に収束させるフィードバック制御（空燃比Ｆ／Ｂ制御）を実施する。なお、空燃比Ｆ／Ｂ制御における空燃比Ａ／Ｆの目標値は、十分に活性化した三元触媒６２ａが最適な効率で排気を浄化することができるように設定される。言い換えれば、三元触媒６２ａが十分に活性化していることが、空燃比Ｆ／Ｂ制御を実行するための必要条件となる。
【００４５】
〔排気特性の改善機能〕
燃料供給用のインジェクタを吸気ポートに備えた内燃機関では、機関停止中にインジェクタの噴口から燃料が漏出し、吸気ポートの内壁に溜まることがある。とくに、インジェクタの内部通路、或いはこの内部通路と連通する燃料の通路には、レギュレータ等の機能に基づき機関停止中においても比較的高圧の圧力の燃料が保持されることになる。このため、機関停止後、例えばインジェクタの内部通路内に留まる燃料の圧力が所定値を下回るまで、その噴口から徐々に燃料が漏出するといった現象が起きやすい。そして、このような噴口からの燃料漏出を完全になくすことは極めて困難である。
【００４６】
ここで、従来技術においても説明したように、吸気ポートの温度が低いほど、そこに滞留する燃料は気化し難く、気化した燃料の拡散速度も遅くなる。
【００４７】
また、内燃機関の停止後、吸気ポートの温度が比較的低くなっている状況下でインジェクタの噴口から漏出する燃料は、機関が停止している期間中、徐々に蒸発して吸気ポート近傍に滞留する。
【００４８】
このような状態で機関が始動する（燃焼を開始する）と、排気系内の温度が低く三元触媒が十分に活性化していない条件下で、余分な燃料が機関燃焼に供される混合気に混入することになる。この結果、多量の未燃ＨＣが三元触媒を素通りして外部に放出され、機関始動時から運転初期にかけての排気特性が悪化してしまうといった懸念が生じる。
【００４９】
そこで、本実施の形態にかかるエンジン１は、吸気ポート４１近傍に滞留する燃料を払拭する払拭手段と、払拭された燃料の蒸気を捕捉する捕捉手段とを備える。そしてこれら払拭手段および捕捉手段の機能を利用し、以下の手順に従う制御（以下、漏出燃料処理制御という）を実行することにより、運転初期の排気特性を改善する。
【００５０】
（１）機関運転を停止した後、インジェクタ１８の噴口からの燃料漏出が無くなったところで、吸気ポート４１近傍に滞留する燃料を払拭手段を通じて払拭し、捕捉手段を通じて一時的に捕捉する。
【００５１】
（２）捕捉した燃料の蒸気を、次回のエンジン１の運転中、三元触媒６２ａが活性化している条件下で三元触媒ケーシング６２に導入し、効率的に浄化する。
【００５２】
〔払拭手段の構成要素〕
払拭手段の構成要素として、以下のものを活用することができる。
【００５３】
エアアシスト装置：
エアアシスト装置１８ａは、本来、インジェクタ１８による燃料の噴射に併せて圧縮空気を噴射し、噴射燃料の微粒化を促進するために用いられる。しかし、エアアシスト装置１８ａによって圧縮空気を噴射することにより、吸気ポート４１内に比較的強い気流を発生させることができる。従って、エアアシスト装置１８ａを、吸気ポート４１近傍に滞留する燃料に送風し、これを払拭する払拭手段として活用することができる。
【００５４】
二次空気供給装置：
二次空気供給装置３０は、本来、機関始動時やアイドル時等、吸気通路４０内に空気（二次空気）を供給し、燃焼室１３に供給される空気の流量調整を行うために用いられる。しかし、二次空気供給装置３０による吸気通路４０への空気の供給を通じて、吸気ポート４１内のガスを動かすことができる。従って、二次空気供給装置３０を、吸気ポート４１近傍に滞留する燃料を払拭するための払拭手段として活用することもできる。
【００５５】
ヒータ：
吸気ポート４１の内壁であって、インジェクタ１８の噴口の直下にあたる部位（インジェクタ１８から漏出した燃料が滞留する部位）をヒータ４１ａによって加熱すれば、液状の燃料が蒸気となって移動する。従って、ヒータ４１ａを、吸気ポート４１近傍に滞留する燃料を払拭するための払拭手段として活用することもできる。
【００５６】
〔捕捉手段の構成要素〕
捕捉手段の構成要素として、エンジン１を構成する各種要素のうち、以下のものを活用することができる。
【００５７】
キャニスタ：
キャニスタ３１は、燃料タンク内で発生する燃料の蒸気を、燃料タンク側通路３２を通じて導入することによって一時的に活性炭３１ｂに吸着し、適宜のタイミングで吸気系側通路３３を通じて吸気通路４０に放出することにより、機関燃焼に供される燃料の一部とする役割を本来は担う。しかし、払拭された燃料の蒸気を吸気通路４０から吸気系側通路３３を通じて導入し、一時的に活性炭３１ｂに吸着（捕捉）することにより、捕捉手段として機能させることができる。
【００５８】
ＨＣ吸着材を含むフィルタ構造物：
ＨＣ吸着材を含むフィルタ構造物４２ｂは、本来、エンジン１の停止期間中、燃料の蒸気が吸気通路４０のエアクリーナボックス４２上流にまで流出し外部に漏れることを防止するために設けられる。しかし、払拭された燃料の蒸気を吸気通路４０上流に向かうように誘導すれば、この燃料の蒸気をフィルタ構造物４２ｂに吸着させることができる。すなわち、フィルタ構造物４２ｂもまた、払拭された燃料の蒸気を吸着（捕捉）する捕捉手段として機能し得る。
【００５９】
クランクケース：
ブローバイガス通路３５は、主に機関運転中、クランクケース１０ｃ内に漏れた未燃燃料（ブローバイガス）を適宜吸気通路４０に放出し、機関燃焼に供される燃料の一部とする役割を本来は担う。ここで、払拭される燃料の蒸気を、燃焼室１３からクランクケース１０ｃに導入し、ブローバイガスとともに一時的に保持（捕捉）することができる。すなわち、クランクケース１０ｃを捕捉手段として機能させることもできる。
【００６０】
吸着材ケーシング内のＨＣ吸着材：
吸着材ケーシング５２に収容されたＨＣ吸着材５２ａは、エンジン１の始動直後等、排気通路５０内の温度が低く、三元触媒ケーシング６２内の三元触媒６２ａが十分に活性化していない条件下で排気中のＨＣを一時的に吸着し、排気通路５０内の温度が上昇し、三元触媒６２ａが活性化した時点で吸着したＨＣを放出するといった役割を本来は担う。しかし、エンジン１の停止中に払拭される燃料の蒸気を、吸気ポート４１から燃焼室１３を通じて導入し、吸着（捕捉）することにより、捕捉手段として機能させることもできる。
【００６１】
〔漏出燃料処理制御の基本手順〕
以下、漏出燃料処理制御の基本手順を説明する。
【００６２】
図２は、エンジン１が実施する漏出燃料処理制御について、その制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、内燃機関２０の運転中及び停止中を問わず、ＥＣＵ８０を通じ所定周期で繰り返し実行される。
【００６３】
本ルーチンに処理が移行すると、先ずステップＳ１０１において、エンジン１の機関停止中か否かを判断する。そして、その判断が肯定であれば処理をステップＳ１０２に移行し、その判断が否定であれば本ルーチンを一旦抜ける。
【００６４】
ステップＳ１０２においてＥＣＵ８０は、現時点が払拭手段の作動を開始するタイミングか否かを判断する。
【００６５】
この払拭手段の作動を開始するタイミングは、例えば、エンジン１の停止時刻（仮に時刻ｔ１という）から、所定期間（仮に燃料漏出期間αという）が経過した時刻（仮に時刻ｔｘという）として予め設定しておけばよく、また、エンジン１の停止後の経過時間は、ＥＣＵ８０に内蔵されたソークタイマーによって計測すればよい。
【００６６】
ここで、燃料漏出期間αは、例えば以下の観点から決定する。
【００６７】
上述したように、エンジン１が機関運転を停止した後、インジェクタ１８の噴口からの燃料漏出が無くなる。この時点で、吸気ポート４１に滞留する燃料として、新たに加わるものが無くなる。また、インジェクタ１８から漏出する燃料のうち、一部は液状のまま吸気ポート４１内に留まり、他の一部は気化して吸気ポート４１近傍に留まる。このため、例えば、エンジン１の停止後、インジェクタの噴口からの漏出が概ね無くなる時刻（仮に時刻ｔＸという）を実験等により予め確認し、エンジン１の停止時刻ｔ１から時刻ｔＸに亘る期間を燃料漏出期間αとしてＥＣＵ８０に記憶させるのが好ましい。
【００６８】
ステップＳ１０３においては払拭手段の作動を開始する処理を行う。
【００６９】
一方、ステップＳ１０４においては、払拭手段の作動を停止するタイミングか否かを判断する。そしてこの判断に基づき、ステップＳ１０５において払拭手段の作動を停止して本ルーチンを一旦抜ける処理（ステップＳ１０５）と、直接本ルーチンを一旦抜ける処理のうち、何れか一方を選択する。
【００７０】
この払拭手段の作動を停止するタイミングは、例えば、払拭手段の作動が開始した時刻ｔＸから、所定期間（仮に払拭期間βという）が経過した時刻（仮に時刻Ｙという）として予め設定しておけばよく、また、払拭時間βは、ＥＣＵ８０に内蔵されたソークタイマー（時間計測手段）によって計測すればよい。
【００７１】
ここで、払拭期間βは、インジェクタ１８から漏出した燃料がほぼ完全に気化し、且つ、捕捉手段によって捕捉されるのに要する期間に相当するため、エンジン１の停止後、インジェクタ１８から漏出する燃料の総量、漏出した燃料の気化速度、気化後の拡散速度、捕捉手段が燃料蒸気を捕捉する効率等によって決定づけられる。また、漏出する燃料の総量や漏出した燃料の気化速度は、吸気通路４０や燃焼室１３等の形状や材質、環境条件（停止状態にあるエンジン１の温度や気圧等）、或いは払拭手段自体の特性等によって決定づけられる。また、捕捉手段が燃料蒸気を捕捉する効率は、捕捉手段自体の特性や環境条件等によって決定づけられる。そこで、環境条件から払拭期間βを一義的に導き出せるように、例えば実験等に基づいてマップを作成しておき、このマップをＥＣＵ８０に記憶させるのが好ましい。
【００７２】
なお、上記ルーチンに従って払拭手段を作動し、インジェクタ１８から漏出した燃料を捕捉手段に捕捉させることで、捕捉手段としての各種要素は、各々が本来有する機能に基づき、捕捉した燃料を適宜のタイミングで吸気通路４０や排気通路５０に放出する。例えば、排気通路５０の吸着材ケーシング５２に収容された吸着材５２ａは、排気の温度がある程度高くなると、捕捉した燃料を放出する。また、エンジン１の運転中、ＥＣＵ８０が別途のルーチンに従って開閉弁３３ａを開くと、キャニスタ３１内の圧力が低下する。すると、吸着材３１ｂに捕捉された燃料は、当該吸着材３１ｂから離脱し吸気通路４０に流入し、機関燃焼に供される燃料の一部になる。また、エンジン１の運転中、ＥＣＵ８０が別途のルーチンに従って開閉弁３５ａを開くと、クランクケース１０ｃに捕捉された燃料は、ブローバイガスとともに吸気通路３０に流入し、機関燃焼に供される燃料の一部になる。
【００７３】
ところで、漏出燃料処理制御を実施するにあたり、払拭手段としてはエアアシスト装置１８ａ、二次空気供給装置３０及びヒータ４１ａといった要素の何れかを単独で、或いは組み合わせて使用することができる。また、捕捉手段としてはフィルタ構造物４２ｂ、キャニスタ３１、クランクケース１０ｃ及び吸着材５２ａといった要素の何れかを単独で、或いは組み合わせて使用することができる。ただし、払拭手段として、また捕捉手段としてどの要素を採用するのかにより、他に必要となるハードウエア構成や、制御内容の詳細が異なる。
【００７４】
例えば、表１には、漏出燃料処理制御における払拭手段の作動に関する処理内容（図２のステップＳ１０３及びステップＳ１０５を参照）であって、払拭手段として使用する要素と、捕捉手段として使用する要素との組み合わせに応じて、相互に異なるものを例示する。
【００７５】
【表１】
2004225587.tif 000003
【００７６】
図３は、本実施の形態にかかる漏出燃料処理制御を実行する場合に、エンジン１の停止期間および運転初期に観測される各種パラメータの推移（実線）を同一時間軸上に示すタイムチャートである。
【００７７】
払拭手段の状態：
図３（ａ）には、払拭手段の作動状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）の推移を示す。同図３（ａ）に示すように、時刻ｔ１においてエンジン１が停止した後、燃料漏出期間αが経過した時点（時刻ｔＸ）で払拭手段が作動を開始する。
（ｂ）吸気通路内に滞留する燃料量：
図３（ｂ）には、エンジン１の停止後、インジェクタ１８から漏出し、吸気通路４０（吸気ポート４１を含む）内に液体或いは気体の状態で滞留する燃料量（総量）の推移であって、漏出燃料処理制御を実施する場合の推移（実線）と、実施しない場合の推移（一点鎖線）とを比較して示す。同図３（ｂ）に示すように、吸気通路４０内に滞留する燃料量は、エンジン１の停止後、徐々に増大する。そして、インジェクタ１８からの燃料の漏出が無くなった時点（時刻ｔＸ）でそれ以上は増大しなくなる。漏出燃料処理制御によれば、時刻ｔＸにおいて払拭手段を作動させ、漏出した燃料を吸気ポート４１から払拭（掃気）し、捕捉手段に捕捉させることになる。この結果、時刻ｔＸ以降、吸気通路４０内に液体或いは気体の状態で滞留する燃料は速やかに消失する（実線）。
【００７８】
ちなみに、漏出燃料処理制御を実施しない場合、インジェクタ１８から漏出した燃料が、時刻ｔＸ以降にも吸気通路内に滞留し続ける（一点鎖線）。この結果、機関始動の再開（時刻ｔ２）に伴い燃焼室内に導入されることになる（機関始動の再開に伴い吸気通路内に滞留する燃料は減少する）。
【００７９】
（ｃ）触媒温度：
図３（ｃ）には、三元触媒ケーシング６２内に収容された三元触媒６２ａの温度（触媒温度）の推移を示す。同図３（ｃ）に示すように、エンジン１の停止後（時刻ｔ１以降）、徐々に低下する。また、機関始動の再開後（時刻ｔ２以降）は、再度上昇し三元触媒６２が十分に活性化する温度（活性化温度）ＴＣＡＴを上回る。
【００８０】
（ｄ）三元触媒への未燃燃料の流入量：
図３（ｄ）には、排気通路５０の三元触媒６２ａに流入する未燃燃料の量の推移であって、漏出燃料処理制御を実施する場合の推移（実線）と、実施しない場合の推移（一点鎖線）とを比較して示す。
【００８１】
エンジン１の排気通路５０に設けられた三元触媒６２へ未燃燃料が流入するのは、過剰な燃料がエンジン１の燃焼に供されることに起因する。ここで、漏出燃料処理制御を実施しない場合、エンジン１の停止期間中、吸気ポート４１やその近傍に滞留している多量の燃料が、エンジン１の始動に伴って燃焼室１３に流入してしまう。また、エンジン１の始動後、触媒温度が活性化温度ＴＣＡＴに達するまでには暫しの時間を要する（図３（ｃ）及び図３（ｄ）を併せ参照）。この結果、三元触媒６２ａが十分に活性化していない状況で、ＨＣを主成分とする蒸発燃料が多量に三元触媒６２に流入し、浄化されずに外部へ放出されてしまう（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。
【００８２】
さらに、このように三元触媒６２ａが十分に活性化していない期間中は、空燃比Ｆ／Ｂ制御の実施も開始されていないため、インジェクタ１８を通じて供給される燃料量が、空燃比Ｆ／Ｂ制御によって減量されるといった効果を期待することもできない。
【００８３】
この点、本実施の形態による漏出燃料処理制御を実施した場合、エンジン１の停止後にインジェクタ１８から漏出した燃料が、機関始動の再開前に捕捉手段に捕捉される。そして、この捕捉された燃料は、触媒温度が活性化温度ＴＣＡＴを上回った後（しかも空燃比Ｆ／Ｂ制御が開始された後）、吸気通路４０や排気通路５０に放出される。つまり、機関燃焼に供される実際の燃料量を最適化する空燃比Ｆ／Ｂ制御の効果も期待できる条件下で、十分に活性化した三元触媒６２ａにより確実に浄化処理を施された後、水（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）として外部に放出される。
【００８４】
この結果、エンジン１の始動時から運転初期にかけての排気特性が向上するようになる。
【００８５】
しかも、払拭手段として機能し得るエアアシスト装置１８ａ、二次空気供給装置３０及びヒータ４１ａといった要素や、捕捉手段として機能し得るフィルタ構造物４２ｂ、キャニスタ３１、クランクケース１０ｃ及び吸着材５２ａといった要素は、何れもエンジン１の運転状態や排気特性を向上するための他の用途を有する。すなわち、本実施の形態によれば、内燃機関の排気特性を、低コストで効率的に改善することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタを備えた内燃機関に本発明を採用した。しかし、これに限らず、燃焼室内に噴口を臨ませるインジェクタを備え、当該燃焼室内に燃料を直接噴射供給する内燃機関についても、本実施の形態にかかるエンジン１とほぼ同等の構成を用いて本発明を具現することはできる。ただしこの場合、機関停止後にインジェクタから漏出する燃料は燃焼室内のピストン頂面に垂れ落ちることになる。従って、ピストン頂面に垂れ落ちた燃料およびその燃料の蒸気を払拭し、捕捉手段に捕捉させるように、エアアシスト装置、二次空気供給装置、吸気弁或いは排気弁等を作動させればよい。
【００８７】
なお、エンジン１の各構成要素を払拭手段や捕捉手段として活用するに際し、エンジン１の停止中に吸気弁２１や排気弁２２が表１に示した状態にある必要がある。本実施の形態にかかるエンジン１は、吸気弁２１や排気弁２２を電磁力によって開閉駆動する吸気弁可変機構２１、排気弁可変機構２２を採用することにより、機関停止中に吸気弁２１や排気弁２２の開閉状態を制御することにした。しかし、これに限らず、例えば電動モータ等によって、機関停止中にも吸気弁２１や排気弁２２を開閉駆動することできる装置構成を適用することで、本実施の形態と同等若しくはこれに準ずる効果を奏することができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の停止後にインジェクタから漏出し、吸気通路内に滞留する燃料が、次回の機関始動前に確実且つ効率的に払拭され、捕捉される。さらに、捕捉された燃料は、当該機関の排気通路に設けられる排気浄化用触媒が活性化したのち、当該触媒に導入される。この結果、十分に活性化されていない排気浄化用触媒に多量の炭化水素成分が流入することがなくなり、内燃機関の始動時から運転初期にかけての排気特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるエンジンを概略的に示す構成図。
【図２】同実施の形態において適用される漏出燃料処理制御の基本手順を示すフローチャート。
【図３】エンジンの停止期間および運転初期に観測される各種パラメータの推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１  エンジン
１ａ  シリンダブロック
１０  エンジン本体
１０ａ  シリンダブロック
１０ｂ  シリンダヘッド
１０ｃ  クランクケース
１１  シリンダ
１２  ピストン
１２ａ  頭頂面
１３  燃焼室
１４  コンロッド
１５  クランクシャフト
１６  点火プラグ
１７  イグナイタ
１８  インジェクタ
１８ａ  エアアシスト装置
１９  吸気弁
１９ａ  軸部材
１９ｂ  弁体
２０  内燃機関
２０  排気弁
２０ａ  軸部材
２０ｂ  弁体
２１  吸気弁可変機構
２２  排気弁可変機構
３０  二次空気供給装置
３０ａ  エアポンプ
３０ｂ  空気通路
３０ｃ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ  電子制御式開閉弁
３１  キャニスタ
３１ａ  ハウジング
３１ｂ  活性炭
３２  燃料タンク側通路
３３  吸気系側通路（導入通路及び放出通路の機能を備える）
３４  大気側通路
３５  ブローバイガス通路
４０  吸気通路
４１  吸気ポート
４１ａ  ヒータ
４２  エアクリーナボックス
４２ａ  フィルタ構造物
４２ｂ  ＨＣ吸着材を含むフィルタ構造物
４３  スロットル弁
４３ａ  アクチュエータ
４４  サージタンク
５０  排気通路
５０ａ  酸素濃度センサ
５１  排気ポート
５２  吸着材ケーシング
５２ａ  吸着材
６２  三元触媒ケーシング
６２ａ  三元触媒（排気浄化用触媒）
８０  電子制御装置（ＥＣＵ）
【図１】
2004225587.tif 000004
【図２】
2004225587.tif 000005
【図３】
2004225587.tif 000006