(57)【要約】【課題】迅速にエンジンを始動することができるとともに、エンジン始動時に未燃燃料が大気に放出されてしまうことを防止する。【解決手段】エンジンの吸気ポートに配置される燃料噴射弁と、排気を吸気通路に還流する排気還流手段と、クランキング時に排気通路の排気を吸気通路に還流して未燃燃料を吸気通路に戻す排気還流制御手段（ステップＳ１４）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気ポートに配置される燃料噴射弁と、
排気を吸気通路に還流する排気還流手段と、
クランキング時に排気通路の排気を吸気通路に還流して未燃燃料を吸気通路に戻す排気還流制御手段と、
を備えるエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項２】
前記排気還流制御手段は、クランキング開始からエンジンが数回転するまで、排気を吸気通路に還流する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項３】
エンジンが完爆したか否かを判定する完爆判定手段を備え、
前記排気還流制御手段は、エンジンが完爆するまで、排気を吸気通路に還流する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項４】
エンジン水温を検出する水温検出手段を備え、
前記排気還流制御手段は、エンジンが完爆してもエンジン水温が所定温度以下のときには、排気を吸気通路に還流する、
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項５】
前記排気還流手段は、前記吸気通路と前記排気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路に設けられる排気還流量調整弁とを有し、
前記排気還流制御手段は、前記排気還流量調整弁を開いて排気を吸気通路に還流する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項６】
前記排気還流通路は、排気出口を吸気ポートに開口する、
ことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【請求項７】
エンジンの気筒を判別する気筒判別手段と、
気筒判別が完了した後の最初の行程が吸気行程である気筒に燃料を噴射する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジンの未燃燃料排出防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの未燃燃料が大気に排出されることを防止する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランキング中に燃料を供給しては未燃燃料が大気に放出されてしまう。そこで従来のエンジンでは吸気通路にヒータを設けるとともに、燃料を供給せずにクランキングして、排気通路の空気を吸気通路に循環させることで、空気を十分に暖めてから燃料を噴射している。このようにすることで、エンジンの始動を容易にし、未燃燃料が大気に放出されることを防止する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２８８０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前述した従来のエンジンでは空気を加熱するためのヒータが必要であり、それとともに大容量のバッテリも必要となり、製造コストが上昇してしまう。
【０００４】
また空気が十分に暖まってから燃料を噴射するので、エンジンの始動までに時間がかかる。
【０００５】
さらに、吸気ポートに燃料を燃料する、いわゆるポート噴射タイプのエンジンでは、吸気ポートにリーク燃料が溜まっている場合があり、エンジンのクランキング中に燃料を供給しなくても、このリーク燃料が燃焼室で燃焼されずに未燃のまま大気に放出されることがある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、迅速にエンジンを始動することができるとともに、エンジン始動時に未燃燃料が大気に放出されてしまうことを防止する装置を安価に提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、エンジン（１０）の吸気ポートに配置される燃料噴射弁（１４）と、排気を吸気通路（１１）に還流する排気還流手段（１３，１３ａ）と、クランキング時に排気通路（１２）の排気を吸気通路（１３）に還流して未燃燃料を吸気通路に戻す排気還流制御手段（ステップＳ１４）とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クランキング時に排気通路の排気を吸気通路に還流して未燃燃料を吸気通路に戻すようにしたので、構造を複雑化することなく、エンジン始動時に未燃燃料が大気に放出されることを防止できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるエンジンの未燃燃料排出防止装置の一実施形態を示す図である。
【００１２】
車両用のガソリンエンジン１０は、燃焼室にそれぞれ接続される吸気通路１１と排気通路１２とを備える。燃料噴射弁１４は吸気通路１１の吸気ポートに配置される。セルモータ１５はエンジン始動時にクランキングする。排気通路１２はＥＧＲ通路１３を介して吸気通路１１に連通する。ＥＧＲ通路１３は、ＥＧＲバルブ１３ａと、アクチュエータ１３ｂとを備える。ＥＧＲ通路１３は、出口が各気筒の吸気ポートに開口し、排気の一部がＥＧＲ通路１３を介して各気筒の吸気ポートに再循環する。ＥＧＲバルブ１３ａは、アクチュエータ１３ｂによって開閉され、ＥＧＲ量を調整する。コントローラ５０はアクチュエータ１３ｂを制御する。コントローラ５０は水温センサ５１，ポジションセンサ５２の信号を入力し、アクチュエータ１３ｂを介してＥＧＲバルブ１３ａの開閉を制御する。
【００１３】
コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマ及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ５０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００１４】
図２を参照して本願発明の解決課題について説明する。なお図２中の白抜矢印は点火タイミングを示す。
【００１５】
吸気ポートに燃料噴射弁が取り付けられたポート噴射タイプのエンジンでは、通常排気行程で燃料を噴射する。その燃料は、吸気バルブが開くと空気とともに燃焼室内に吸入され（吸気行程）、圧縮され（圧縮行程）、点火プラグよって点火されて燃焼しながら膨張する（膨張行程）。このように燃料の噴射時期や点火時期は各行程と密接に関連しており、各気筒が現在ある行程を判別できなければ燃料噴射制御も点火制御もできない。したがって気筒を判別できてはじめて燃料噴射制御や点火制御が可能になる。
【００１６】
図２の＃４気筒のように、気筒判別が完了する以前に吸気行程になる気筒では、吸気ポートにリーク燃料が溜まっていた場合に、このリーク燃料が吸気行程で空気とともに燃焼室に吸入される。ところが、気筒判別の完了以前は点火プラグから火花が飛火しないので、燃焼室に吸入されたリーク燃料が排気行程で排出されることとなる。
【００１７】
また例えば＃２気筒のように気筒判別の完了後に点火されても、リーク燃料だけでは希薄すぎて着火できない。そのためリーク燃料は燃焼室で燃焼することなく排気行程で排出されることとなる。
【００１８】
このように気筒判別が完了する以前には、燃料を噴射しないものの、吸気ポートにリーク燃料が溜まっていた場合に、このリーク燃料が空気とともに燃焼室に吸入され、燃焼することなく、大気に放出されてしまう。
【００１９】
そこで本発明では、ＥＧＲ装置を利用してこのような未燃燃料を吸気通路に還流させることで、未燃燃料の放出を防止するのである。
【００２０】
以下ではコントローラ５０の具体的なＥＧＲバルブの開閉制御について図３のフローチャートに沿って説明する。なお本制御はイグニッションスイッチがＯＮである間は所定時間（例えば１０ミリ秒）ごとに実行される。
【００２１】
ステップＳ１１では、コントローラ５０は、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン水温Ｔｗを読み込む。エンジン回転速度Ｎｅはポジションセンサ信号発生時間に基づいてあらかじめ算出してある。
【００２２】
ステップＳ１２では、コントローラ５０は、エンジン回転速度Ｎｅが正であるか否かを判定する。Ｎｅ＞０であればステップＳ１３に処理を移し、Ｎｅ＝０のときはこの処理を一旦抜ける。
【００２３】
ステップＳ１３では、コントローラ５０は、完爆を判定する。具体的にはクランキング開始後にエンジン回転速度Ｎｅが所定速度（例えば1000rpm）を超えて上昇したときは完爆を判定する。完爆を判定するまではステップＳ１４に処理を移し、完爆を判定したらステップＳ１５に処理を移す。
【００２４】
ステップＳ１４では、コントローラ５０は、ＥＧＲバルブを全開する。
【００２５】
ステップＳ１５では、コントローラ５０は、エンジン水温Ｔｗが４０℃未満であるか否かを判定する。４０℃未満であるときはステップＳ１４に処理を移し、４０℃以上になったらステップＳ１６に処理を移す。なおこの４０℃という数値はエンジンの暖機状態を判定するための基準値であり、エンジン機種に応じて適宜設定すればよい。
【００２６】
ステップＳ１６では、コントローラ５０は、ＥＧＲバルブの通常制御に処理を移す。
【００２７】
以上により、コントローラ５０は、エンジンの完爆を判定するまでは、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４を処理し、ＥＧＲバルブを全開する。リーク燃料を含んだ空気が排気通路に排出されるのはクランキング開始からエンジンが数回転するまでの間であり、その後は燃焼後の排気が排出されることになるので、少なくともその間ＥＧＲバルブを全開しておけばよい。ところがリーク燃料を含んだ空気を確実に還流するために、本実施形態では完爆判定がなされるまでＥＧＲバルブを全開に維持しているのである。エンジンが完爆したら（ステップＳ１３でＮｏ）、次にエンジン水温Ｔｗが４０℃以上になるまで、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１５→Ｓ１４を処理し、ＥＧＲバルブを全開して燃料の気化を促進するために排気を還流する。エンジン水温Ｔｗが４０℃以上になったら（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１５→Ｓ１６を処理し、ＥＧＲバルブの通常制御に処理を移す。
【００２８】
このようにイグニッションスイッチがＯＮされたら、エンジンが完爆してある程度暖機するまでＥＧＲバルブを全開することで、燃料噴射弁からリークした燃料が未燃のまま大気に放出されてしまうことを防止できるのである。
【００２９】
続いてコントローラ５０の燃料噴射制御について図４のフローチャートに沿って説明する。なお本制御は図３に示した制御とは別に並行して実行される。
【００３０】
ステップＳ２１では、コントローラ５０は、気筒判別が完了したか否かを判定する。気筒判別が完了するまでは処理を行わず、気筒判別が完了したらステップＳ２２に処理を移す。
【００３１】
ステップＳ２２では、コントローラ５０は、気筒判別完了後の最初の行程か否かを判定する。気筒判別完了後の最初の行程であるときはステップＳ２３に処理を移し、最初の行程でないときはステップＳ２５に処理を移す。
【００３２】
ステップＳ２３では、コントローラ５０は、吸気行程か否かを判定する。吸気行程であるときはステップＳ２４に処理を移し、吸気行程以外の行程（圧縮行程、膨張行程、排気行程）であるときはステップＳ２５に処理を移す。
【００３３】
ステップＳ２４では、コントローラ５０は、燃料を噴射する。
【００３４】
ステップＳ２５では、コントローラ５０は、排気行程か否かを判定する。排気行程であるときはステップＳ２４に処理を移し、排気行程以外の行程（吸気行程、圧縮行程、膨張行程）であるときは処理をこの処理を一旦抜ける。
【００３５】
以上により、コントローラ５０は、気筒判別完了後の最初の行程が吸気行程である気筒には燃料を噴射し（ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４；図２の＃１気筒参照）、また排気行程である気筒にも燃料を噴射する（ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２５→Ｓ２４；図２の＃４気筒参照）。そして気筒判別完了後の最初の行程以外においては、排気行程ごとに燃料を噴射する（ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２５→Ｓ２４）。
【００３６】
このようにイグニッションスイッチがＯＮされて気筒判別が完了した後の最初の行程が吸気行程又は排気行程である気筒に燃料を噴射するようにした。このように吸気行程でも燃料を噴射するので、その後の点火によってリーク燃料を、噴射した燃料とともに燃焼させることができるのである。
【００３７】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、エンジンが完爆してある程度暖機するまでＥＧＲバルブを全開することで、燃料噴射弁からリークした燃料が未燃のまま大気に放出されてしまうことを防止できる。
【００３８】
また気筒判別が完了した後の最初の行程が吸気行程であっても燃料を噴射することで、その後の点火によってリーク燃料を、噴射した燃料とともに燃焼させることができる。
【００３９】
さらにＥＧＲ出口を各気筒の吸気ポートに開口させた。クランキング時のエンジン回転速度は低く、このためコレクタ内の負圧は十分には発達していない。そこで本実施形態のように、ＥＧＲ出口を各気筒の吸気ポートに開口させることで、吸気行程にあるシリンダ負圧を利用してクランキング時の排気再循環が促進されるのである。
【００４０】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００４１】
例えば、上記フローチャートにおいては、ステップＳ１３においてはエンジンが完爆したか否かを判定している。これはリーク燃料を含んだ空気を確実に還流するためであるが、クランキング開始からエンジンが数回転すればリーク燃料を含んだ空気が排気通路に排出されると考えられるので、少なくともクランキング開始からエンジンが数回転したか否かを判定すればよい。
【００４２】
またステップＳ１４においてはＥＧＲバルブを全開することとしているが、全開には限られず少なくともＥＧＲバルブを開けばよい。
【００４３】
さらにステップＳ１５においてはエンジン水温Ｔｗが４０℃未満であるか否かを判定する。これはエンジンの暖機状態を判定しているのであるが、具体的な数値はエンジン機種に応じて適宜設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるエンジンの未燃燃料排出防止装置の一実施形態を示す図である。
【図２】始動時の燃料噴射タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】ＥＧＲバルブの開閉制御のフローチャートである。
【図４】燃料噴射制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ガソリンエンジン
１１  吸気通路
１２  排気通路
１３  ＥＧＲ通路（排気還流手段／排気還流通路）
１３ａ  ＥＧＲバルブ（排気還流手段／排気還流量調整弁）
１４  燃料噴射弁
５０  コントローラ（排気還流制御手段／燃料噴射制御手段）
５１  水温センサ（水温検出手段）
５２  ポジションセンサ（完爆判定手段／気筒判別手段）
ステップＳ１３  完爆判定手段
ステップＳ２１  気筒判別手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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