(57)【要約】【課題】触媒の上流にＨＣ吸着剤を設けることなく、未燃成分を減少し、排気エミッションを低減可能なエンジンの始動制御装置及び始動制御方法を提供する。【解決手段】エンジン１０の排気通路３０に設けられた排気容積部３１と、排気容積部３１の下流に設けられ、その排気容積部３１を流れる排気の流速を調整可能な排気流速調整部３２と、排気流速調整部３２の下流に設けられた排気浄化触媒３３と、エンジン始動時に成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にする排気空燃比制御手段と、エンジン始動時に上死点よりも遅角したタイミングで点火する点火時期制御手段と、エンジン始動時に排気速度調整部を調整して排気容積部を流れる排気の流速を低下させる排気流速低下手段３２と、を有する。【選択図】図１
2009236023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設けられた排気容積部と、
前記排気容積部の下流に設けられ、その排気容積部を流れる排気の流速を調整可能な排気流速調整部と、
前記排気流速調整部の下流に設けられた排気浄化触媒と、
エンジン始動時に成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にする排気空燃比制御手段と、
エンジン始動時に上死点よりも遅角したタイミングで点火する点火時期制御手段と、
エンジン始動時に前記排気速度調整部を調整して前記排気容積部を流れる排気の流速を低下させる排気流速低下手段と、
を有するエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記排気流速調整部は、エンジンルーム内に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記排気流速調整部は、閉じて排気流速を低下させる排気シャッタバルブである、
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始動制御装置。
【請求項４】
前記排気流速調整部は、ターボチャージャのタービンである、
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始動制御装置。
【請求項５】
前記排気流速低下手段は、排気の温度及び圧力に応じて排気の流速を低下させる、
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始動制御装置。
【請求項６】
前記排気容積部よりも上流の排気通路と、前記排気流速調整部よりも下流の排気通路と、を結ぶバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられたバイパス通路容積部と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項７】
前記バイパス通路は、前記バイパス通路容積部よりも下流側の通路断面積が、上流側の通路断面積よりも狭められている、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項８】
前記バイパス通路容積部に設けられたバイパス通路触媒を有する、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項９】
前記排気容積部に設けられた上流側排気浄化触媒を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
エンジン始動時に前記排気速度調整部によって前記排気容積部を流れる排気の流速が低下しているときに、排気弁の閉弁時期を進角する排気弁タイミング調整機構を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１１】
前記排気容積部の上流に設けられ、その排気容積部に、エンジン始動時に排気を強制的に送るファンを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１２】
エンジンの排気通路に設けられた排気容積部と、
前記排気容積部の下流に設けられ、その排気容積部を流れる排気の流速を調整可能な排気流速調整部と、
前記排気流速調整部の下流に設けられた排気浄化触媒と、
を有するエンジンの始動を制御する方法であって、
エンジン始動時に成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にする排気空燃比制御工程と、
エンジン始動時に上死点よりも遅角したタイミングで点火する点火時期制御工程と、
エンジン始動時に前記排気速度調整部を調整して前記排気容積部を流れる排気の流速を低下させる排気流速低下工程と、
を有することを特徴とするエンジンの始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの始動を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１では、排気中に含まれるエミッションを浄化する床下触媒の下流に排気シャッタバルブを設け、その排気シャッタバルブをエンジン始動時に閉じていた。このようにするとエンジン始動時に排気圧力が上がって排気温度が上昇し、床下触媒が早期に活性化する。
【特許文献１】特開平８−１５８８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来装置では、エンジンから排気シャッタバルブまでの距離が長く、放熱面積が大きいので、途中で排気温度が低下しやすい。特に寒冷地での冬季の始動時などでは、排気温度の上昇が遅く、未燃ＨＣが排出されてしまう可能性があったので、床下触媒の上流にＨＣ吸着剤を設ける必要があった。
【０００４】
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、触媒の上流にＨＣ吸着剤を設けることなく、未燃成分を減少し、排気エミッションを低減可能なエンジンの始動制御装置及び始動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
本発明は、エンジン(１０)の排気通路(３０)に設けられた排気容積部(３１)と、前記排気容積部(３１)の下流に設けられ、その排気容積部(３１)を流れる排気の流速を調整可能な排気流速調整部(３２)と、前記排気流速調整部(３２)の下流に設けられた排気浄化触媒(３３)と、エンジン始動時に成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にする排気空燃比制御手段と、エンジン始動時に上死点よりも遅角したタイミングで点火する点火時期制御手段と、エンジン始動時に前記排気速度調整部を調整して前記排気容積部を流れる排気の流速を低下させる排気流速低下手段(３２)と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジンの排気通路に排気容積部を設け、エンジン始動時に、成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にし、上死点よりも遅角したタイミングで点火し、排気容積部を流れる排気の流速を低下させるようにした。このようにしたので、エンジン始動時に排気容積部において、酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少し、排気エミッションが低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第１実施形態を示す図である。
【０００９】
まずはじめにエンジンの基本的な構成を説明する。エンジン１０は、吸気通路２０に上流側から吸気フィルタ２１と、エアフロセンサ２２と、吸気スロットル２３と、吸気コレクタ２４と、を備える。また排気通路３０に上流側から排気容積部３１と、排気シャッタバルブ３２と、排気浄化触媒３３と、を備える。
【００１０】
吸気フィルタ２１は、吸気中に含まれる粉塵などを除去する。エアフロセンサ２２は、吸気量を検知する。吸気スロットル２３は、アクセルペダル踏込量などに応じて開度を変えて吸気量を調整する。吸気コレクタ２４は、吸気スロットル２３の下流に形成され、吸気脈動を低減する。
【００１１】
排気容積部３１は、エンジンから排出された排気が流入する空間部である。排気容積部３１は、エンジンルーム内に配置される。本実施形態の排気容積部３１は、排気通路３０よりも拡径されている。したがってエンジンから排出された排気は、この排気容積部３１で流速が遅くなる。排気容積部３１には圧力センサ４１及び温度センサ４２が設けられる。圧力センサ４１は、排気容積部３１の内部圧力を検出する。温度センサ４２は、排気容積部３１の内部温度を検出する。
【００１２】
排気シャッタバルブ３２は、排気容積部３１の出口流路に設けられる。排気シャッタバルブ３２は、エンジンルーム内に配置される。排気シャッタバルブ３２は、開度を変えて排気容積部３１から流出する排気量を調整する。
【００１３】
排気浄化触媒３３は、排気シャッタバルブ３２の下流に設けられる。排気浄化触媒３３は、排気中に含まれるエミッション等を浄化する。
【００１４】
このような構成のエンジンを始動するときは、以下を実行する。
【００１５】
エンジン始動時に成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にする。またそれとともに、上死点よりも遅角したタイミングで点火する。またそれとともに、排気シャッタバルブ３２を調整して排気容積部３１を流れる排気の流速を低下させる。
【００１６】
このように、成層運転モードにして排気空燃比をリーン空燃比にするので、エンジンから排出された排気は、酸化雰囲気になり、排気容積部３１での酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少する。また上死点よりも遅角したタイミングで点火するので、排気容積部３１でのいわゆる後燃えが生じ酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少する。さらに排気シャッタバルブ３２を調整して排気容積部３１を流れる排気の流速を低下させるので、排気が排気容積部３１に滞留する時間が長くなり、酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少する。また排気容積部３１及び排気シャッタバルブ３２は、エンジンルーム内に配置されているので、従来技術のように放熱面積が大きくなく、途中で排気温度が低下しまうことがない。
【００１７】
さらに圧力センサ４１及び温度センサ４２で検出した圧力及び温度に応じて排気シャッタバルブ３２の開度を調整すれば、より正確に排気温度の上昇を制御でき、排気容積部３１での酸化(燃焼)促進が一層向上する。
【００１８】
（第２実施形態）
図２は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第２実施形態を示す図である。
【００１９】
本実施形態では、プリ触媒３４のハウジングを拡大(伸長)して排気容積部３１とした。このようにすれば、プリ触媒３４の排気エミッション浄化性能も得られるのである。
【００２０】
（第３実施形態）
図３は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第３実施形態を示す図である。
【００２１】
本実施形態では、エンジン直下流の排気通路を排気容積部３１ａとして機能させる。そして排気容積部３１ａよりも上流の排気通路と、排気シャッタバルブ３２よりも下流の排気通路と、を結ぶバイパス通路３００を設ける。そしてこのバイパス通路３００にバイパス通路容積部３１ｂを設け、その内部にバイパス通路触媒３４ａを設ける。バイパス通路３００は、バイパス通路容積部３１ｂよりも下流側の通路断面積が、上流側の通路断面積よりも狭められている。
【００２２】
このように構成して排気シャッタバルブ３２を調整すれば、排気容積部３１ａ及びバイパス通路容積部３１ｂを流れる排気の流速が低下し、排気が排気容積部３１ａ及びバイパス通路容積部３１ｂに滞留する時間が長くなり、酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少する。またプリ触媒３４によって排気エミッション浄化性能が向上する。
【００２３】
（第４実施形態）
図４は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第４実施形態を示す図である。
【００２４】
本実施形態でも第３実施形態と同様に、エンジン直下流の排気通路を排気容積部３１ａとして機能させる。そして排気容積部３１ａよりも上流の排気通路と、排気シャッタバルブ３２よりも下流の排気通路と、を結ぶバイパス通路３００を設ける。そしてこのバイパス通路３００にバイパス通路容積部３１ｂを設ける。バイパス通路３００は、バイパス通路容積部３１ｂよりも下流側の通路断面積が、上流側の通路断面積よりも狭められている。
【００２５】
このように構成して排気シャッタバルブ３２を調整すれば、排気容積部３１ａ及びバイパス通路容積部３１ｂを流れる排気の流速が低下し、排気が排気容積部３１ａ及びバイパス通路容積部３１ｂに滞留する時間が長くなり、酸化(燃焼)が促進され、未燃成分が減少する。
【００２６】
（第５実施形態）
図５は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第５実施形態を示す図である。
【００２７】
本実施形態では、排気容積部３１の上流にファン３５を設け、エンジン始動時に排気を強制的に排気容積部３１に送るようにした。このようにすれば、エンジン始動時に排気容積部３１の内圧が上昇するので、排気容積部３１での酸化(燃焼)が促進される。
【００２８】
（第６実施形態）
図６は、本発明によるエンジンの始動制御装置の第６実施形態を示す図である。
【００２９】
本実施形態では、排気シャッタバルブ３２ではなく、ターボチャージャ６０のタービン６１によって排気容積部３１から流出する排気量を調整するようにした。エンジン始動時はターボチャージャが作動しないので、タービン６１が抵抗となって排気容積部３１の内圧が上昇する。そのため排気容積部３１での酸化(燃焼)が促進されるのである。
【００３０】
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、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００３１】
たとえば、排気弁の閉弁時期を進角遅角可能な排気弁タイミング調整機構を設けるとよい。そしてエンジン始動時に排気速度調整部によって排気容積部３１を流れる排気の流速が低下しているときに、その排気弁タイミング調整機構によって排気弁の閉弁時期を進角するとよい。このようにすれば、排気通路に排出されない残留ガスを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるエンジンの始動制御装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるエンジンの始動制御装置の第２実施形態を示す図である。
【図３】本発明によるエンジンの始動制御装置の第３実施形態を示す図である。
【図４】本発明によるエンジンの始動制御装置の第４実施形態を示す図である。
【図５】本発明によるエンジンの始動制御装置の第５実施形態を示す図である。
【図６】本発明によるエンジンの始動制御装置の第６実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  エンジン
３０  排気通路
３００  バイパス通路
３１  排気容積部
３１ａ  排気容積部
３１ｂ  バイパス通路容積部
３２  排気シャッタバルブ(排気流速調整部)
３３  排気浄化触媒
４１  圧力センサ
４２  温度センサ
６１  タービン(排気流速調整部)
【図１】
2009236023.tif 000003
【図２】
2009236023.tif 000004
【図３】
2009236023.tif 000005
【図４】
2009236023.tif 000006
【図５】
2009236023.tif 000007
【図６】
2009236023.tif 000008