(57)【要約】【課題】エンジン停止後にインジェクタノズルからの油密漏れによって気筒内に滞留したＨＣを、エンジン始動前に気筒内から排出できる直噴式内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１は、その運転の停止後に、吸気弁１２または排気弁１４のいずれか一方が開弁している気筒にプラズマを照射するプラズマ照射装置５００を備えたことにより、エンジン停止後にインジェクタ４００から油密漏れした燃料にプラズマを照射することで軽質化し、気筒内に滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを開放された吸気弁１２または排気弁１４から燃焼室１ａの外へ排出して気筒内の燃料濃度を低減することができる。よって、エンジン始動時のオーバーリッチを抑制することができ、エンジンの始動性を向上させることができる。【選択図】  図２
2009257196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射装置と、燃料を前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給手段と、排気通路に浄化触媒とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の停止を検出する検出手段と、
前記内燃機関の停止後に、吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁している気筒を検出する開弁検出手段と、
前記内燃機関の停止後に、前記気筒内にプラズマを照射するプラズマ照射手段とを備え、
前記プラズマ照射手段は、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁している前記気筒にプラズマを照射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置において、
前記燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記内燃機関の停止を検出したときに、前記燃料噴射装置に供給される燃料圧力を低下させる燃圧低下手段とを備え、
前記プラズマ照射手段は、前記燃料圧力が所定の圧力を下回ったときに、前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１、２記載の制御装置において、
前記内燃機関のスロットル弁を開弁するスロットル弁開弁手段を備え、
前記プラズマ照射手段は、前記スロットル弁が開弁されたときに、前記吸気弁が開弁されている前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１、２記載の制御装置において、
前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、
前記プラズマ照射手段は、前記浄化触媒の温度が所定の温度を上回っている場合に、前記排気弁が開弁されている前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射装置と、燃料を前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給手段と、排気通路に浄化触媒とを備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の停止を検出する検出手段と、
前記内燃機関の停止後に、吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁していることを検出する開弁検出手段と、
前記内燃機関の停止後に、前記気筒内にエアを噴射するエア噴射手段とを備え、
前記エア噴射手段は、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁しているときにエアを噴射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の制御装置において、
前記燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記内燃機関の停止を検出したときに、前記燃料噴射装置に供給される燃料圧力を低下させる燃圧低下手段とを備え、
前記エア噴射手段は、前記燃料圧力が所定の圧力を下回ったときに、前記気筒内にエアを噴射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項５、６記載の制御装置において、
前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、
前記エア噴射手段は、前記浄化触媒の温度が所定の温度を上回っている場合に、前記排気弁が開弁されている前記気筒内にエアを噴射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。特に、内燃機関の始動性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置として、燃料を気筒内に直接噴射する直噴式の燃料噴射装置があり、車両用エンジン等に広く採用されている。近年、直噴式の燃料噴射装置は、燃費の向上、排気エミッションの改善等の要求から、より複雑な燃料噴射の制御、および燃料噴霧粒径の微細化等が求められている。そのため、より高い燃料の噴射圧が要求されていることから、燃料噴射装置に供給される燃料圧力が高圧化する傾向にある。
【０００３】
直噴式の燃料噴射装置に用いられるインジェクタは、燃料ポンプから燃料配管を通じて燃料が高圧で供給され、インジェクタ内部に設けられたニードルが、ノズル先端部分に設けられた噴孔を開放・閉鎖することにより、高圧燃料の気筒内への供給・停止を制御するという構成である。インジェクタは、エンジン停止時には、燃料ポンプからの高圧燃料の供給が停止し、かつインジェクタ内のニードルが噴孔を閉鎖するため、燃料を気筒内に供給することはない。
【０００４】
しかし、エンジン停止直後のインジェクタおよび燃料配管には、運転時に燃料ポンプから供給された高圧燃料が蓄圧された状態であり、インジェクタに高い燃圧がかけられた状態である。また、インジェクタの量産バラツキや、経年劣化等により、インジェクタの油密性が低下することがある。このような油密性の低下によって、エンジン停止直後のインジェクタの噴孔から蓄圧された燃料が漏れ出る油密漏れが発生する場合がある。
【０００５】
インジェクタからの油密漏れが発生した場合、漏れ出た燃料が気筒内で気化して滞留することで、停止エンジンの気筒内は高濃度の未燃ガスで満たされる。このようなインジェクタからの油密漏れにより、停止エンジンの気筒内の燃料濃度が可燃限界以上のオーバーリッチになる場合があり、これによってエンジン始動性の悪化や、始動時の排気エミッション悪化等の問題が生じることが懸念される。
【０００６】
このような問題の対策として、エンジンの停止直後に燃料噴射を行ってインジェクタに蓄圧される燃圧を低下させつつ、気筒内に噴射された燃料を排気弁から気筒外へと排出させる技術が、特許文献１に開示されている。また、エンジンの停止時にスロットル弁を開弁することにより、インジェクタの油密漏れにより生じた未燃ガスを吸気弁からスロットル弁上流へと拡散させる技術が、例えば、特許文献２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０６９１５３号公報
【特許文献２】特開２００６−０４６１８７号公報
【特許文献３】特開２００１−３１７３６０号公報
【特許文献４】特開２００２−０６１５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の制御装置は、エンジン停止直後に気筒内に噴射された蓄圧燃料を気筒外へ排出することを助長する手段が設けられていないため、気筒内に滞留した未燃ガスが、開弁された排気弁から抜けきることができずに残存してしまう、といった問題が考えられる。同様に、特許文献２記載の制御装置についても、インジェクタからの油密漏れによって気筒内に滞留した未燃ガスが、開弁された吸気弁から抜けきることができずに残存してしまう、という問題が考えられる。
【０００９】
そこで、本発明は、停止後のエンジン気筒内に滞留する未燃ガスを高効率で気筒外へと排出することで、エンジンの良好な始動性や排気エミッションを実現する内燃機関の制御装置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】
【００１０】
かかる課題を解決する本発明の内燃機関の制御装置は、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射装置と、燃料を前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給手段と、排気通路に浄化触媒とを備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の停止を検出する検出手段と、前記内燃機関の停止後に、吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁している気筒を検出する開弁検出手段と、前記内燃機関の停止後に、前記気筒内にプラズマを照射するプラズマ照射手段とを備え、前記プラズマ照射手段は、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁している前記気筒にプラズマを照射することを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、停止直後の内燃機関の気筒内に滞留する高濃度の未燃ガスを気筒外へと高効率で排出できるため、内燃機関の始動性、排気エミッションを改善することができる。
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置は、各気筒内にプラズマ照射装置が設けられており、直噴式インジェクタからの油密漏れによって気筒内に滞留した燃料にプラズマを照射することによって、燃料を低分子量成分へと軽質化することができる。プラズマ照射によって軽質化された燃料は比重が軽くなるため、気筒内を上昇して開放された吸気弁または排気弁から気筒の外へと向かう。このように、気筒内に油密漏れした燃料にプラズマを照射することで燃料を軽質化し、滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。
【００１２】
上記のように、各気筒の未燃ガスが気筒外へと排出されることで、次回のエンジン始動時に理想的な空燃比を得ることができる。よって、始動性の悪化、排気エミッションの悪化を抑制することができ、良好なエンジン始動を達成することができる。
【００１３】
特に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記内燃機関の停止を検出したときに、前記燃料噴射装置に供給される燃料圧力を低下させる燃圧低下手段とを備え、前記プラズマ照射手段は、前記燃料圧力が所定の圧力を下回ったときに、前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とすることができる（請求項２）。
【００１４】
このような構成とすることで、エンジン停止直後のインジェクタおよび燃料配管にかかる燃圧を低下させることができるため、インジェクタからの油密漏れを抑制することができる。更に、燃圧が充分に低下するまでの間に油密漏れした燃料は、プラズマを照射して軽質化することで、開放された吸気弁または排気弁から気筒の外へと排出させることができる。よって、始動性の悪化、排気エミッションの悪化をより抑制することができ、良好なエンジン始動を達成することができる。
【００１５】
また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記内燃機関のスロットル弁を開弁するスロットル弁開弁手段を備え、前記プラズマ照射手段は、前記スロットル弁が開弁されたときに、前記吸気弁が開弁されている前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とすることができる（請求項３）。
【００１６】
このような構成とすることで、インジェクタから油密漏れした燃料はプラズマ照射によって軽質化され、低比重の未燃ガスとなって気筒内を上昇し、開放された吸気弁からスロットル弁の上流まで拡散する。よって、気筒内に滞留する未燃ガスの濃度を低下させることができ、次回のエンジン始動を良好なものとすることができる。
【００１７】
更に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、前記プラズマ照射手段は、前記浄化触媒の温度が所定の温度を上回っている場合に、前記排気弁が開弁されている前記気筒内にプラズマを照射することを特徴とすることができる（請求項４）。
【００１８】
このような構成とすることで、インジェクタから油密漏れした燃料は、プラズマ照射によって軽質化され、低比重の未燃ガスとなって気筒内を上昇し、開放された排気弁から排出されて排気通路に設けられた浄化触媒へと向かう。浄化触媒は活性温度域にあるため、未燃ガスは浄化触媒に接触することでクリーンなガスへと分解されて、その後に外部へと排出される。よって、エンジン停止後の気筒内から未燃ガスを効果的に排気側へ排出しつつ、停止直後の排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００１９】
そして、本発明の内燃機関の制御装置は、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射装置と、燃料を前記燃料噴射装置に供給するための燃料供給手段と、排気通路に浄化触媒とを備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の停止を検出する検出手段と、前記内燃機関の停止後に、吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁していることを検出する開弁検出手段と、前記内燃機関の停止後に、前記気筒内にエアを噴射するエア噴射手段とを備え、前記エア噴射手段は、前記吸気弁および排気弁の少なくとも一方が開弁しているときにエアを噴射することを特徴とすることができる（請求項５）。
【００２０】
本発明の内燃機関の制御装置は、各気筒内にエア噴射装置が設けられている。これによって、直噴式インジェクタからの油密漏れによって気筒内に滞留した燃料にエアを噴射し、その噴射力によって気筒内の未燃ガスを開放された吸気弁または排気弁から気筒の外へ排出することができる。このように、インジェクタからの油密漏れによって気筒内に発生した高濃度の未燃ガスにエアを噴射することによって、未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。
【００２１】
また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記燃料噴射装置に供給される燃料の圧力を検出する燃圧検出手段と、前記内燃機関の停止を検出したときに、前記燃料噴射装置に供給される燃料圧力を低下させる燃圧低下手段とを備え、前記エア噴射手段は、前記燃料圧力が所定の圧力を下回ったときに、前記気筒内にエアを噴射することを特徴とすることができる（請求項６）。
【００２２】
このような構成とすることで、エンジン停止直後の燃料配管およびインジェクタにかかる燃圧を低下させることができるため、インジェクタからの油密漏れを抑制することができる。更に、燃圧が充分に低下するまでの間に油密漏れした燃料は、エアを噴射することによって開放された吸気弁または排気弁から気筒の外へと排出させることができる。よって、始動性の悪化、排気エミッションの悪化をより抑制することができ、良好なエンジン始動を達成することができる。
【００２３】
更に、本発明の内燃機関の制御装置は、前記浄化触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、前記エア噴射手段は、前記浄化触媒の温度が所定の温度を上回っている場合に、前記排気弁が開弁されている前記気筒内にエアを噴射することを特徴とすることができる（請求項７）。
【００２４】
このような構成とすることで、インジェクタから油密漏れした燃料は、エアの噴射力によって、開放された排気弁から排気通路に設けられた浄化触媒へと向かう。浄化触媒は活性温度域にあるため、未燃ガスは浄化触媒に接触することでクリーンなガスへと分解されて、その後に外部へと排出される。よって、エンジン停止後の気筒内から未燃ガスを効果的に排気側へ排出しつつ、停止直後の排気エミッションの悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の停止後に、吸気弁または排気弁のいずれか一方が開弁している気筒にプラズマを照射するプラズマ照射手段を備えたことにより、インジェクタから油密漏れした燃料を軽質化し、気筒内に滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。よって、次回のエンジン始動時に理想的な空燃比を得ることができ、良好なエンジン始動を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例の内燃機関の制御装置を組み込んだエンジン１の概略構成を示した説明図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２８】
前記エンジン１は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１ａを構成するピストン２を備えている。各燃焼室１ａのピストン２はそれぞれコネクティングロッド４を介して出力軸であるクランクシャフト３の軸に連結されており、各ピストン２の往復運動がコネクティングロッド４によってクランクシャフト３の回転へと変換される。
【００２９】
クランクシャフト３の軸の近傍には、クランク角センサ５が配置されている。クランク角センサ５はクランクシャフト３軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。それにより、ＥＣＵ１００は、クランク角に関する情報を取得することができる。更にクランクシャフト３の一端には、クランクスプロケット６が接続されている。クランクスプロケット６はクランクシャフト３と同じ周期で回転する。クランクスプロケット６としては、複数の歯が外周に配置された周知のスプロケットを用いることができる。クランクスプロケット６にはエンジン１の始動時に起動するスタータモータ７のピニオンギアが噛み合わされており、スタータモータ７の起動に伴うリングギアの回転によりエンジン１のクランキングが行われる。
【００３０】
各気筒の燃焼室１ａには、それぞれ燃焼室１ａと連通する吸気ポート８と、吸気ポート８に連結し、吸入空気を吸入ポート８から燃焼室１ａへと導く吸気通路９とが接続されている。更に、燃焼室１ａの各気筒には、それぞれ燃焼室１ａと連通する排気ポート１０と、燃焼室１ａで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路１１が接続されている。また、各気筒に接続された排気経路１１は、下流側で合流して一本の合流排気経路３００となる。
【００３１】
各気筒の燃焼室１ａの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図１には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ１つずつ示している。燃焼室１ａの各吸気ポート８には、それぞれ吸気弁１２が配置されており、吸気弁１２を開閉駆動させるための吸気カムシャフト１３が配置されている。更に、燃焼室１ａの各排気ポート１０には、それぞれ排気弁１４が配置されており、排気弁１４を開閉駆動させるための排気カムシャフト１５が配置されている。
【００３２】
吸気弁１２および排気弁１４はクランクシャフト３の回転が連結機構（例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど）により伝達された吸気カムシャフト１３および排気カムシャフト１５の回転により開閉され、吸気ポート８および排気ポート１０と燃焼室１ａとを連通・遮断する。なお、各吸気弁および排気弁の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００３３】
吸気カムシャフト１３の回転位相は、吸気カム角センサ１６にて検出され、ＥＣＵ１００へと出力される。それにより、ＥＣＵ１００は、吸気カムシャフト１３の位相を取得することができるとともに、各吸気弁の位相を取得することができる。なお、吸気カム角センサ１６は、吸気弁１２が開弁していることを検出する開弁検出手段に相当する。また、吸気カムシャフト１３の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００３４】
また、排気カムシャフト１５の回転位相は、排気カム角センサ１７にて検出され、ＥＣＵ１００へと出力される。それにより、ＥＣＵ１００は、排気カムシャフト１５の位相を取得することができるとともに、各排気弁の位相を取得することができる。なお、排気カム角センサ１７は、排気弁１４が開弁していることを検出する開弁検出手段に相当する。また、排気カムシャフト１５の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００３５】
エンジン１の吸気通路９には、吸入通路９を通過する吸入空気量を検出するエアフロメータ１８が設置されている。また、吸気通路９には、スロットル弁１９およびスロットルポジションセンサ２０が設置されている。このエアフロメータ１８およびスロットルポジションセンサ２０はそれぞれの検出結果をＥＣＵ１００に出力する。それにより、ＥＣＵ１００は、吸気ポート８および燃焼室１ａへ吸入される吸入空気量を認識することができる。
【００３６】
エンジン１の各気筒にはインジェクタ４００が装着されている。燃料ポンプ（図示せず）より燃料配管４０１を通じて供給された高圧燃料は、ＥＣＵ１００の指示によりインジェクタ４００にてエンジン気筒内の燃焼室１ａに噴射供給される。ＥＣＵ１００は、エアフロメータ１８およびスロットルポジションセンサ２０からの吸入空気量、および吸気カム角センサ１６からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定しインジェクタ４００に信号を送る。インジェクタ４００はＥＣＵ１００の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室１ａへ燃料を高圧噴射する。高圧噴射された燃料は霧化し、吸気弁１２より供給された吸入空気と混合され、エンジン１の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、インジェクタ４００のリーク燃料は、リリーフ配管を通って燃料タンク（図示せず）へと戻される。なお、インジェクタ４００は本発明の燃料噴射装置に相当し、燃料ポンプ、燃料配管４０１および燃料タンクは燃料供給手段に相当する。また、燃料配管４０１には、燃料配管内の燃圧を検出する燃圧センサ４０２が設けられており、本発明の燃圧検出手段に相当する。
【００３７】
各気筒の燃焼室１ａはそれぞれ点火プラグ２１を設けており、点火プラグ２１の点火タイミングはイグナイタ２２によって調整される。吸気ポート８から流入された混合ガスはピストン２の上昇運動により燃焼室１ａ内で圧縮される。ＥＣＵ１００は、クランク角センサ５からのピストン２の位置、および吸気カム角センサ１６からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ２２に信号を送る。イグナイタ２２はＥＣＵ１００の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリ２００からの電力を点火プラグ２１に通電する。点火プラグ２１はバッテリ２００からの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室１ａ内を膨張させピストン２を下降させる。これがコネクティングロッド４を介してクランクシャフト３の軸回転に変更されることにより、エンジン１は動力を得る。燃焼後の排気ガスは、排気弁１４が開いた際に排気ポート１０、排気通路１１を通って合流排気通路３００で合流し、浄化触媒３０１を通過してエンジン外部へと排出される。
【００３８】
各気筒の排気通路１１は下流で合流して合流排気通路３００を形成し、合流排気通路３００の先には浄化触媒３０１が設けられている。浄化触媒３０１は、エンジン１の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒等が適用され、エンジン排気量、使用地域等の違いによってこれらを複数個組み合わせて設置される場合もある。浄化触媒３０１には触媒温度センサ３０２が設けられている。ＥＣＵ１００は、触媒温度センサ３０２からの信号を検出することにより、浄化触媒３０１の温度を認知し、浄化触媒が活性温度域にあるか否かを判断することができる。なお、本実施例の触媒温度センサ３０２は、触媒温度検出手段に相当する。
【００３９】
各気筒にはプラズマ照射装置５００が設けられており、ＥＣＵ１００の信号に従ってバッテリ２００から電力を供給されて気筒内にプラズマを照射する。プラズマ照射装置５００は、インジェクタ４００から油密漏れした燃料に効果的にプラズマを照射して軽質化するために、例えば、インジェクタ４００の噴孔近傍であって、摺動するピストン２と干渉しない場所に設けられることが望ましい。なお、本実施例のプラズマ照射装置５００は、プラズマ照射手段に相当する。
【００４０】
プラズマとは、自由運動する正と負の電荷を持つ２種以上の荷電粒子が共存する物質状態を意味する。プラズマ照射装置５００により照射されるプラズマは、電極間の放電によって生じる電子をガスに衝突させ、ガスをプラスイオンとマイナスイオンとにすることで発生させるものである。放電形態としては、アーク放電、コロナ放電、バリア放電等を適用することができる。放電電極としては、導電性材料や半導体材料が使用できるが、特にタングステンなどの高融点の金属材料を用いることができる。プラズマ化されるガスとして用いられるものには、窒素、空気、アルゴン、再循環排ガス（ＥＧＲガス）等が挙げられる。ここで、特に空気、ＥＧＲガスをプラズマ化すると、ＯＨラジカルおよびＯラジカルを発生させることができる。これらのラジカルは、燃料の軽質化を促進する上に、切断された燃料の分子鎖の末端に結合して不飽和炭化水素の生成を防ぐことで、ススの生成を抑制することができる。また、空気、ＥＧＲガスは外気または排気から得られるため、プラズマ照射装置５００に供給するガスを貯蔵するタンクが不要となる。
【００４１】
ＥＣＵ１００は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、を備えるコンピュータである。ＥＣＵ１００は、クランク角センサ５、カム角センサ１６，１７、エアフロメータ１８、スロットルポジションセンサ２０、触媒温度センサ３０２、燃圧センサ４０２、インジェクタ４００の動作、点火プラグ２１の点火時期、プラズマ照射装置５００の動作、イグニッションスイッチ５０のＯＮ・ＯＦＦ検出など、エンジン１の運転動作を統合的に制御する。なお、ＥＣＵ１００は、内燃機関の停止を検出する検出手段に相当する。
【００４２】
次に、ＥＣＵ１００の制御の流れにそって、エンジン１の動作を説明する。図２はＥＣＵ１００の処理を示すフローチャートの一例である。ＥＣＵ１００の制御は、エンジン１の停止要求があると、すなわちイグニッションスイッチ５０がＯＦＦにされると開始される。
【００４３】
まず、ＥＣＵ１００はステップＳ１で、燃圧センサ４０２の情報に基づき、燃料配管４０１の燃料圧力が所定の圧力Ｐ以下であるか否かを判断する。ここで、圧力Ｐはインジェクタ４００からの油密漏れが発生しないと考えられる程度に低い燃料圧力を適用する。ステップＳ１の判断結果がＹＥＳである場合、すなわち燃料配管４０１の燃料圧力がＰ以下にある場合は、次にステップＳ５へ進む。ステップＳ１の判断結果がＮＯである場合、すなわち燃料配管４０１の燃料圧力がＰを超える圧力である場合は、次にステップＳ２へ進む。
【００４４】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ２でスロットル弁１９を開放し、気筒内の未燃ガスがスロットル弁の上流まで拡散できるように拡散通路を確保した後に、ステップＳ３に進む。つづいてＥＣＵ１００はステップＳ３にて、吸気カム角センサ１６の情報に基づいて、吸気弁１２が開放されている気筒（気筒Ｉとする）を検出し、ステップＳ４に進む。そして、ＥＣＵ１００はステップＳ４で、気筒Ｉに設けられたインジェクタ４００に、蓄圧燃料を噴射するよう指示する。ＥＣＵ１００はステップＳ４の処理の後に、再びステップＳ１に戻り、燃料配管４０１の燃圧がＰ以下に低下するまで、すなわちステップＳ１の判断結果がＹＥＳとなるまで、気筒Ｉのインジェクタ４００へ蓄圧燃料の噴射を指示する。この処理によって、エンジン１の停止直後にインジェクタ４００にかかる燃圧を、インジェクタ４００からの油密漏れが発生しない燃料圧力Ｐ以下になるまで低下させることができる。ステップＳ１の判断結果がＹＥＳとなると、ＥＣＵ１００はステップＳ５に進み、インジェクタ４００に気筒Ｉへの蓄圧燃料の噴射を停止するよう指示する。
【００４５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ５の処理の後にステップＳ６に進む。ステップＳ６で、ＥＣＵ１００は気筒Ｉ内のプラズマ照射装置５００に対し、気筒Ｉにプラズマを照射するよう指示する。このプラズマ照射によって、気筒Ｉに噴射された燃料、油密漏れした燃料は軽質化されて比重が軽くなり、気筒Ｉ内を上昇して開放された吸気弁１２からスロットル弁１９の上流まで拡散する。このように、本実施例の内燃機関の制御装置は、エンジン停止後の気筒内に存在する燃料にプラズマを照射することで軽質化し、気筒内に滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる（図３参照）。つづいて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６の処理の後に、ステップＳ７に進む。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ７にて所定の時間Ｔ秒が経過したか否かを判断する。ここで、所定の時間Ｔは、軽質化された燃料がスロットル弁１９の上流まで拡散するのに必要と考えられる充分な時間を適用する。ステップＳ７の判断がＹＥＳである場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ８に進む。
【００４７】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ８で気筒Ｉへのプラズマ照射を停止し、ステップＳ９へ進む。そしてステップＳ９で、ＥＣＵ１００は、開放したスロットル弁１９を閉じて、制御の処理を終了する。
【００４８】
以上のように、エンジン１は、エンジン停止直後にインジェクタ４００および燃料配管４０１に蓄圧された燃料を、吸気弁１２が開放された気筒Ｉに噴射することで、インジェクタ４００にかかる燃圧を低減し、油密漏れを抑制することができる。更に、エンジン１は、気筒Ｉ内にプラズマを照射することで、未燃ガスを軽質化してスロットル弁１９の上流まで拡散させて、気筒内の燃料濃度を低減することができる。よって、エンジン始動時のオーバーリッチを抑制することができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４９】
次に、本発明の実施例２について説明する。図４は実施例のエンジン６０に搭載されたＥＣＵ１００の処理を示すフローチャートの一例である。なお、実施例１と同様の処理については、図面中、同一の参照番号を付す。実施例１と同様に、ＥＣＵ１００の制御は、エンジン６０の停止要求があると、すなわちイグニッションスイッチ５０がＯＦＦにされると開始される。
【００５０】
まず、ＥＣＵ１００はステップＳ１で、燃圧センサ４０２の情報に基づき、燃料配管４０１の燃料圧力が所定の圧力Ｐ以下であるか否かを判断する。ステップＳ１の判断結果がＹＥＳである場合、すなわち燃料配管４０１の燃料圧力がＰ以下にある場合は、次にステップＳ１３へ進む。ステップＳ１の判断結果がＮＯである場合、すなわち燃料配管４０１の燃料圧力がＰを超える圧力である場合は、次にステップＳ１０へ進む。
【００５１】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０で触媒温度センサ３０２の情報に基づき、浄化触媒３０１が活性温度域にあるか否かを判断する。ここで、活性温度域とは、合流排気通路３００に設置された浄化触媒３０１が、要求される触媒性能を発揮できるための温度域のことである。浄化触媒３０１の活性温度域は、その材料や配合の違いによってそれぞれ異なる範囲となるが、例えば３００℃〜８５０℃等に設定することができる。ＥＣＵ１００は、ステップＳ１０の判断結果がＮＯの場合、すなわち浄化触媒３０１の温度が活性温度域にない場合は、実施例１のステップＳ２へと進み、そのまま実施例１の処理を続行する。ステップＳ１０の判断結果がＹＥＳの場合、すなわち浄化触媒３０１の温度が活性温度域にある場合は、次にステップＳ１１に進む。
【００５２】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１で、排気カム角センサ１７の情報に基づいて、排気弁１４が開放されている気筒（気筒Ｊとする）を検出し、ステップＳ１２に進む。そして、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２で気筒Ｊに設けられたインジェクタ４００に、蓄圧燃料を噴射するよう指示する。ＥＣＵ１００はステップＳ１２の処理の後に、再びステップＳ１に戻り、燃料配管４０１の燃圧がＰ以下に低下するまで、すなわちステップＳ１の判断結果がＹＥＳとなるまで、気筒Ｊのインジェクタ４００へ蓄圧燃料の噴射を指示する。この処理によって、エンジン６０の停止直後にインジェクタ４００にかかる燃圧を、インジェクタ４００からの油密漏れが発生しない燃料圧力Ｐ以下になるまで低下させることができる。ステップＳ１の判断結果がＹＥＳとなると、ＥＣＵ１００はステップＳ１３に進み、インジェクタ４００に気筒Ｊへの蓄圧燃料の噴射を停止するよう指示する。
【００５３】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３の処理の後にステップＳ１４に進む。ステップＳ１４で、ＥＣＵ１００は気筒Ｊ内のプラズマ照射装置５００に対し、気筒Ｊにプラズマを照射するよう指示する。このプラズマ照射によって、気筒Ｊに噴射された燃料、油密漏れした燃料は軽質化されて比重が軽くなり、気筒Ｊ内を上昇して開放された排気弁１４から排気通路１１、合流排気通路３００、浄化触媒３０１を通過した後に、エンジン６０の外部へと排出される。このように、本実施例の内燃機関の制御装置は、エンジン停止後の気筒内に存在する燃料にプラズマを照射することで軽質化し、気筒内に滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。更に、未燃ガスがエンジン外へ排出される際に、活性温度域にある浄化触媒に接触することでクリーンなガスへと分解されるため、停止直後の排気エミッションの悪化を抑制することができる（図５参照）。つづいて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４の処理の後に、ステップＳ１５に進む。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１５にて所定の時間Ｕ秒が経過したか否かを判断する。ここで、所定の時間Ｕは、軽質化された燃料が合流排気通路３００に設置された浄化触媒３０１の下流まで拡散するのに必要と考えられる充分な時間を適用する。ステップＳ１５の判断がＹＥＳである場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ１６に進む。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１６で気筒Ｊへのプラズマ照射を停止し、制御の処理を終了する。
【００５６】
以上のように、本実施例のエンジン６０は、実施例１と同様に、インジェクタ４００からの油密漏れを抑制しつつ、気筒内の燃料濃度を低減することができる上に、未燃ガスをクリーンなガスへと分解してエンジン６０の外部へと排出することができる。よって、エンジンの始動性を向上させつつ、停止直後の排気エミッションの悪化を防止することができる。
【実施例３】
【００５７】
更に、本発明の実施例３について説明する。図６は本実施例の内燃機関の制御装置を組み込んだエンジン７０の１気筒の概略構成を示した説明図である。本実施例のエンジン７０は、実施例１のエンジン１とほぼ同様の構成となっているが、エンジン１が備えていたプラズマ照射装置５００に変えて、エア噴射装置６００を気筒内に備えており、更にエアポンプ６０１を備える点でエンジン１と相違している。なお、エア噴射装置６００およびエアポンプ６０１は本発明のエア噴射手段に相当する。
【００５８】
実施例１のエンジン１は、直噴式インジェクタからの油密漏れによって気筒内に滞留した燃料にプラズマを照射することで軽質化し、滞留する未燃ガスの比重を軽くすることによって、高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長している。これに対して、本実施例のエンジン７０は、各気筒内にエア噴射装置６００を備えており、エアポンプ６０１から供給されたエアを気筒内に噴射し、その噴射力によって気筒内の未燃ガスを開放された吸気弁または排気弁から気筒の外へ排出する。このように、インジェクタからの油密漏れによって気筒内に発生した高濃度の未燃ガスにエアを噴射することによって、未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。
【００５９】
各気筒に設けられたエア噴射装置６００は、ＥＣＵ１００の信号に従って気筒内にエアを噴射する。エア噴射装置６００は、インジェクタ４００から油密漏れした燃料を効果的に気筒外へ排出するために、例えば、インジェクタ４００の噴孔近傍であって、摺動するピストン２と干渉しない場所に設けられることが望ましい。また、エアポンプ６０１はバッテリ２００からの電力で駆動し、エア噴射装置６００にエアを供給する。なお、エアポンプ６０１は、車両が走行中である時、すなわちエンジン７０が高回転である時には駆動をさせずに、車両を停止させる直前、すなわちアイドル運転時から駆動を開始するように設定してもよい。
【００６０】
図７はエンジン７０に搭載されたＥＣＵ１００の処理を示すフローチャートの一例である。なお、エンジン７０のＥＣＵ１００は実施例２のエンジン６０のステップＳ１からステップＳ１３の制御を行いつつ、ステップＳ１３以降に以下のステップＳ１７からステップＳ１９までの制御を行う。よってステップＳ１からステップＳ１３までの制御は実施例２のエンジン６０と同一であるため、その詳細な説明は省略する。この場合、ステップＳ２以降のステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８は、後述するステップＳ１７、Ｓ１８、Ｓ１９に置き換えるものとする。
【００６１】
ステップＳ１３の後に、ＥＣＵ１００はステップＳ１７に進む。ステップＳ１７で、ＥＣＵ１００は気筒Ｊ内のエア噴射装置６００に対し、気筒Ｊにエアを噴射するよう指示する。このエア噴射の噴射力によって、気筒Ｊに噴射された燃料、油密漏れした燃料は、気筒Ｊ内から開放された排気弁１４から排気通路１１、合流排気通路３００、浄化触媒３０１を通過した後に、エンジン７０の外部へと排出される。このように、本実施例の内燃機関の制御装置は、エンジン停止後の気筒内に存在する燃料にエアを噴射することで、その噴射力によって高濃度の未燃ガスを気筒の外へ排出することを助長することができる。つづいて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１７の処理の後に、ステップＳ１８に進む。
【００６２】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１８にて所定の時間Ｖ秒が経過したか否かを判断する。ここで、所定の時間Ｖは、エアの噴射力によって気筒内に滞留した燃料が合流排気通路３００に設置された浄化触媒３０１の下流まで拡散するのに必要と考えられる充分な時間を適用する。ステップＳ１８の判断がＹＥＳである場合、ＥＣＵ１００は次のステップＳ１９に進む。
【００６３】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１９で気筒Ｊへのエア噴射を停止しつつ、エアポンプ６０１の駆動を停止し、制御の処理を終了する。
【００６４】
以上のように、本実施例のエンジン７０は、実施例１と同様に、インジェクタ４００からの油密漏れを抑制しつつ、気筒内の燃料濃度を低減することができる。更に、実施例２と同様に、未燃ガスをクリーンなガスへと分解してエンジン７０の外部へと排出することができる。よって、エンジンの始動性を向上させつつ、停止直後の排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００６５】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６６】
例えば、図８に示すＥＣＵ１００の処理を示すフローチャートのように、気筒Ｉへのプラズマ照射を、内燃機関の始動時に実施すること、すなわち、イグニッションスイッチ５０がＯＮにされると開始するように設定することもできる。これによって、エンジン始動直前の気筒内の燃料濃度を低減することができるため、エンジン始動時のオーバーリッチをより抑制することができる。
【００６７】
また、気筒内へのプラズマ照射開始のタイミングを、インジェクタの蓄圧された燃料を噴射する前に設定すること、すなわち、実施例１のＥＣＵ１００の制御フローにおいて、ステップＳ６をステップＳ３とステップＳ４の間に設定することもできる。これによって、インジェクタ４００から噴射される蓄圧燃料は、常にプラズマ雰囲気中に噴射されるため、より容易に燃料をプラズマによって軽質化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施例１の内燃機関の制御装置を組み込んだエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図２】実施例１のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図３】実施例１のエンジンの１気筒の概略構成を示した説明図である。
【図４】実施例２のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図５】実施例２のエンジンの１気筒の概略構成を示した説明図である。
【図６】実施例３のエンジンの１気筒の概略構成を示した説明図である。
【図７】実施例３のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図８】ＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【符号の説明】
【００６９】
１  エンジン
１ａ  燃焼室
２  ピストン
３  クランクシャフト
１１  排気通路
１２  吸気弁
１３  吸気カムシャフト
１４  排気弁
１５  排気カムシャフト
１６  吸気カム角センサ（開弁検出手段）
１７  排気カム角センサ（開弁検出手段）
１９  スロットル弁
５０  イグニッションスイッチ
１００  ＥＣＵ（内燃機関の停止を検出する検出手段）
２００  バッテリ
３００  合流排気通路
３０１  浄化触媒
３０２  触媒温度センサ（触媒温度検出手段）
４００  インジェクタ（燃料噴射装置）
４０１  燃料配管
４０２  燃圧センサ（燃圧検出手段）
５００  プラズマ照射装置（プラズマ照射手段）
【図１】
2009257196.tif 000003
【図２】
2009257196.tif 000004
【図３】
2009257196.tif 000005
【図４】
2009257196.tif 000006
【図５】
2009257196.tif 000007
【図６】
2009257196.tif 000008
【図７】
2009257196.tif 000009
【図８】
2009257196.tif 000010