JP2002285878A - 車輌のエンジン排気浄化運転方法 - Google Patents
車輌のエンジン排気浄化運転方法Info
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Abstract
一時停止と排気浄化触媒活性化温度維持の間の相反関係
に対処し、エコラン車やハイブリッド車のエンジン一時
停止効果の低減を抑えつつ排気浄化触媒活性化温度を維
持する。 【解決手段】車輌運転条件から許容されてエンジンが一
時停止されたとき、エンジン排気浄化触媒の温度がその
浄化機能維持のために必要な所定の下限しきい値まで下
ったときには、車輌運転条件からエンジン一時停止が許
容されていても、エンジンを触媒加熱用に作動させる。
触媒温度が所定の上限しきい値に達したら触媒加熱用エ
ンジン作動を停止させてよい。
Description
の排出を抑制するようエンジン(本願では内燃機関)の
運転を制御しつつ車両を運転する方法に係る。
車等の車輌に於いては、エンジン排気中に含まれる有害
成分であるNOx、HC、COの大気への排出を防止す
べく、これらを相互に反応させて無害のN2、CO2、H
2Oとする機能を有する三元触媒の如き触媒を内蔵する
触媒コンバータがエンジンの排気系に常備されている。
かかるエンジン排気浄化触媒は、エンジン排気によって
加熱されて或る活性化温度以上に暖機された状態になら
なければ有効に作動しない。従来の自動車では、車輌運
行開始時にエンジンが冷温状態より始動されると、始動
直後は止むを得ず触媒未活性状態でのエンジン運転が行
われるが、一旦車輌の運行が開始されると、車輌運行中
エンジンは連続して運転されるので、触媒未活性でのエ
ンジン運転の問題は車輌運行開始時のみに限られた問題
であった。
料資源を節約すべく、車輌の運行中、信号待ちや道路渋
滞による車輌の一時停車時にエンジンを一時停止させる
エコラン車や車輌の運転状態に応じてエンジンによる車
輌駆動と電気モータによる車輌駆動とを適宜織り交ぜて
行なうハイブリッド車が注目されており、これらのエコ
ラン車やハイブリッド車に於いては、車輌がエンジン冷
温状態にて始動された後、排気浄化触媒が未だ十分な暖
機状態に達しないうちにエコラン制御やハイブリッド制
御によりエンジンが一時停止されると、排気浄化触媒の
暖機が途中で中止され、いつまでも触媒暖機不全のまま
エンジンが運転される虞れがある。そこで、エコラン車
やハイブリッド車に於いて、エンジンを一時停止しよう
とするとき、排気浄化触媒の温度が未だ所定の暖機状態
に達していないときには、エンジンの一時停止を禁止す
ることが特開昭58−67940号や特開平2000−
97063号の公報に記載されている。
気浄化触媒の温度が所定の暖機状態に達するまではエン
ジンの一時停止が禁止されることにより、排気浄化触媒
が無事活性化温度以上に暖機されたとしても、エコラン
制御やハイブリッド制御によりエンジンが一時停止され
ると、エンジン一時停止時間の長さの如何によっては、
その間に触媒温度が触媒活性化温度以下に下がってしま
う虞れがある。
側に触媒コンバータの容器とは別の容器に入れて設けた
り、或は三元触媒と層をなして触媒コンバータの容器内
に設け、排気浄化触媒が暖機されて活性化するまで、エ
ンジンの冷温始動時に多く発生するHCをこのHC吸着
材にて一時吸着して保持し、触媒コンバータが暖機され
活性化したところで、その間に同じくエンジン排気によ
り暖められてHC吸着材がHC吸着力を失っていくこと
により放出されてくるHCを浄化するようにしたHC排
出防止手段が知られているが、かかるHC排出防止手段
にとっては、エンジンの一時停止によりHC酸化触媒が
活性化温度より僅かに低い温度まで冷えるような状況
は、エンジンの次に再始動時に、HC酸化触媒が活性を
失っているときに、HC吸着材はHC吸着温度以上にあ
ってHCの吸着を行なわず、両者の作用の間隙を縫って
HCが大気へ排出されてしまうという不都合をもたら
す。
於けるエンジン一時停止と排気浄化触媒活性化温度に係
る上記の如き問題に鑑み、この点に関し改良された車輌
の運転方法を提供することを課題としている。
く、本発明は、エンジンの排気系にエンジン排気浄化触
媒を備えた車輌を所定の車輌運転条件が成立したときエ
ンジンが一時停止される要領にて運転する車輌運転方法
にして、エンジンが一時停止され、前記エンジン排気浄
化触媒の温度がその浄化機能維持のために必要な所定の
下限しきい値まで低下したときには、前記所定の車輌運
転条件が成立していても、エンジンを再始動させること
を特徴とする車輌運転方法を提供するものである。
ジン排気浄化触媒の温度が前記下限しきい値より高い所
定の上限しきい値に達したとき、前記所定の車輌運転条
件がなお成立していれば、エンジンは再度一時停止され
てよい。
定の車輌運転条件が成立している間のエンジンの運転
は、エンジン排気浄化触媒の加熱に着目した運転とされ
るのが好ましい。
が、エンジンを一時停止させる所定の車輌運転条件が成
立したことによりエンジンを一時停止させても、エンジ
ン排気浄化触媒の温度がその浄化機能維持のために必要
な所定の下限しきい値まで低下したときにはエンジンを
再始動させるようになっていれば、エコラン制御やハイ
ブリッド制御により排気浄化触媒の温度が低下してその
活性が失われることを防止することができる。また特に
この場合、排気浄化触媒の温度が活性化温度を僅かに下
回るような温度になる状況が回避されるので、上記の如
く排気浄化触媒にHC吸着材が組み合わされているとき
にも、排気浄化触媒とHC吸着材の両方が同時に作動し
なくなるという最悪の事態が生ずることを回避すること
ができる。
冷温状態から発進して時点t1まで運転されたところ
で、車輌が信号待ち停車に入り、エコラン制御或はハイ
ブリッド制御が作動してエンジン一時停止の指令が発せ
られ、エンジンは一時停止されるとする。このとき、エ
ンジンの排気系に設けられた三元触媒の如き排気浄化触
媒は、なおまだ幾分温度上昇中ではあったが、既にその
所定の排気浄化機能を発揮するに必要な最低暖機温度Tc
coより十分高い温度に達している。
されると、これより排気浄化触媒の温度Tccは下がり始
め、エンジン一時停止の時間が長引くと、その温度は次
第に上記の必要最低暖機温度Tccoの近くまで下がってく
る。そこで、排気浄化触媒温度TccがTccoよりはまだ幾
分高い下限しきい値Tcc1まで下がった時点t2に於い
て、エンジン一時停止の指令はなお発せられたままであ
っても、排気浄化触媒活性維持の目的でエンジンを再始
動させる。かかるエンジン一時停止指令下での排気浄化
触媒活性維持目的のエンジン運転は、図には示されてい
ないがそれ自身周知のエンジン運転制御装置により、点
火時期を遅らせるなどの、出力はさして出ないが排気温
度が高くなるような、排気浄化触媒の加熱に適した運転
とされるのがよい。
浄化触媒の温度は上昇し、時点t2より幾分かの時間を
経た時点t3にて温度Tcc2に達する。かかる温度Tcc2
を上限しきい値として適当に選び、排気浄化触媒温度が
ここまで復したら、このときなおエンジン一時停止指令
が続いているなら、エンジンをここで再び一時停止させ
るようにすれば、排気浄化触媒が活性状態を失うことを
回避しつつ、車輌の運行上許されるエンジン一時停止可
能期間中の排気浄化触媒加熱のためのエンジン運転を最
小限度に抑え、エコラン車やハイブリッド車の目指す大
気環境保全と燃料資源節約の効果をなお十分に確保する
ことができる。尚、図示の例では、エンジンが時点t3
にて停止したことにより排気浄化触媒の温度は再び低下
し始め、時点t4にて再び下限しきい値Tcc1まで下が
り、エンジン一時停止指令がなおも続いているが、エン
ジンは再度始動されて時点t5まで運転される。そし
て、その後の停止中、時点t6にてエンジン一時停止指
令が解除され、エンジン運転が再開される。
に必要な最低温度Tccoを横切って、その直下の温度領域
にもたらされることが回避される。
である排気浄化触媒のそれぞれの昇温状態に対するHC
保持能とHC浄化能は、図2に示す如く変化する。図2
に於いて、縦座標はHC保持能およびHC浄化能であ
り、横座標はHC吸着材およびHC酸化触媒の温度であ
る。エンジン冷温始動時には時間の経過と共にHC吸着
材およびHC酸化触媒はエンジン排気によって加熱され
て次第に昇温していくので、横座標はエンジン冷温始動
後の経過時間にも相当する。これらHC吸着材のHC保
持能曲線とHC酸化触媒のHC浄化能曲線との重なり部
に於ける曲線の谷部は、HC吸着材がHCを吸着せず或
いは吸着していたHCを放出するが、HC酸化触媒はH
Cをまだ浄化できないときであり、このような排気浄化
触媒活性化温度の下限値直下の温度領域は、エンジンの
冷温始動時にはなるべく速やかに通過し、一度通過し終
わったら再度後戻りすべからざる温度領域である。本発
明はかかる温度領域への後戻りを防止するものである。
Tcc1まで下がることにより再始動されたエンジンの運
転を再停止させる上限しきい値温度Tcc2の高さは、こ
れが高くされる程、エンジン一時停止許容期間中にエン
ジンが排気浄化触媒温度維持のために再始動される頻度
を減ずるが、エコラン制御やハイブリッド制御の効果を
より大きく減ずる。従って、これらの互いに相反する結
果の間で最適の均衡を図るようにTcc1に対するTcc2の
値の大きさを定めることにより総合的に見た最大の効果
を得ることができる。
条件が成立している間の排気浄化触媒加熱のためのエン
ジン再始動とその運転が、点火時期の遅角等により排気
浄化触媒の加熱に着目した運転とされれば、図1に於け
るt2とt3の間、或いはt4とt5の間のエンジン運
転時間をより短くすることができ、それだけ排気浄化触
媒活性化状態維持のために要するエコランやハイブリッ
ド効果の削減を抑えることができる。
明を実施例について詳細に説明する。
経過に於いて、時点t2〜t4間或いは時点t4〜t6
間に本発明により行われるエンジンの作動制御を示すフ
ローチャートである。かかるフローチャートによる制御
は、エコラン車やハイブリッド車に於いて既に周知の図
には示されていないマイクロコンピュータを備えた車輌
運転制御装置にその作動プログラムの一部として組み込
まれ、車輌運転が開始されると同時に開始される。
ンジン運転指令、排気浄化触媒温度Tcc等の制御に係る
データの読込みが行われ、次いでステップ20にてエン
ジン一時停止が指令中であるか否かが判別される。答え
がイエスのときには、制御はステップ30へ進む。ステ
ップ30に於いては、フラグFが1であるか否かが判別
される。この種のフラグは制御の開始時に0にリセット
されており、これが1にセットされるのは後述のステッ
プ70であるので、答えはノーであり、制御はステップ
40へ進む。
度Tccが図1に示すTcc1の如く排気浄化触媒の活性化最
低温度Tccoより幾分高い下限しきい値以上であるか否か
が判別される。答えがイエスのときには、このフローチ
ャートによる制御は必要ないので、制御は直ちにステッ
プ10へ戻り、データを読み直しつつ待機するが、答え
がノーのときには、制御はステップ50へ進む。
系より切り離す操作が行なわれ、次いで制御はステップ
60へ進み、エンジンが始動され、エンジンの運転が行
われる。このステップ60により始動されるエンジンの
運転は、エンジン一時停止指令中のエンジン運転であ
り、駆動力を得るためのエンジン運転ではなく、排気に
より排気浄化触媒を加熱するためのエンジン運転である
ので、駆動力は低くとも排気温度ができるだけ高くなる
よう、点火時期を遅らせるような運転とされる。次いで
制御はステップ70へ進み、フラグFが1にセットさ
れ、制御はステップ10へ戻る。
0に至ると、答えはイエスとなるので、その後制御はス
テップ30よりステップ80へ進む。ステップ80にて
は、排気浄化触媒温度Tccが図1に示すTcc2の如く、排
気浄化触媒の活性化状態を維持するためのエンジン運転
の再始動の頻度と運転時間との間の調和を最適化する上
限しきい値Tcc2に達したか否かが判別される。答えがノ
ーのときには制御はステップ10へ戻る。こうしてステ
ップ10、20、30、80を通る制御は図1の時点t
2〜t3或いはt4〜t5の間続けられる。
度Tccが上限しきい値Tcc2に達すると、ステップ80の
答えはイエスに転ずるので、制御はステップ90へ進
み、エンジンは停止される。そしてステップ100に
て、ステップ50にて行なったエンジンの駆動系からの
切離しが解除され、次いでステップ110にてフラグF
が0にリセットされる。
ンジン一時停止の指令が解除され、ステップ20の答え
がノーとなったときには、制御はステップ120へ進
み、フラグFが1であるか否かが判別される。触媒加熱
のためのエンジン運転中であればフラグFは1となって
いるので、制御はステップ100へ進み、ステップ50
にて行なったエンジンの駆動系からの切離しが解除さ
れ、ステップ110にてフラグFが0にリセットされ
る。また始めからエンジン一時停止指令中でないときに
は、制御はステップ20にてノーに進み、ステップ12
0にてもノーに進むので、触媒加熱のためのエンジン運
転はそもそも行われない。
いて詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の
範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にとっ
て明らかであろう。
転される経過の一例を示す線図。
度またはエンジン冷温始動後の時間経過に対するHC保
持能とHC浄化能の変化を示す線図。
て、時点t2〜t4間或いは時点t4〜t6間に本発明
により行われるエンジンの作動制御を示すフローチャー
ト。
2)
転条件が成立している間のエンジンの運転は、前記エン
ジン排気浄化触媒の加熱に着目した運転とされることを
特徴とする請求項1に記載の車輌運転方法。
く、本発明は、エンジンの排気系にエンジン排気浄化触
媒を備えた車輌を所定の車輌運転条件が成立したときエ
ンジンが一時停止される要領にて運転する車輌運転方法
にして、エンジンが一時停止され、前記エンジン排気浄
化触媒の温度がその浄化機能維持のために必要な所定の
下限しきい値まで低下したときには、前記所定の車輌運
転条件が成立していても、エンジンを再始動させ、前記
エンジン再始動によりエンジン排気浄化触媒の温度が前
記下限しきい値より高い所定の上限しきい値に達したと
き、前記所定の車輌運転条件がなお成立していれば、エ
ンジンを一時停止させることを特徴とする車輌運転方法
を提供するものである。
Claims (3)
- 【請求項1】エンジンの排気系にエンジン排気浄化触媒
を備えた車輌を所定の車輌運転条件が成立したときエン
ジンが一時停止される要領にて運転する車輌運転方法に
して、 エンジンが一時停止され、前記エンジン排気浄化触媒の
温度がその浄化機能維持のために必要な所定の下限しき
い値まで低下したときには、前記所定の車輌運転条件が
成立していても、エンジンを再始動させることを特徴と
する車輌運転方法。 - 【請求項2】前記エンジン再始動により前記エンジン排
気浄化触媒の温度が前記下限しきい値より高い所定の上
限しきい値に達したとき、前記所定の車輌運転条件がな
お成立していれば、エンジンを一時停止させることを特
徴とする請求項1に記載の車輌運転方法。 - 【請求項3】前記エンジン再始動後、前記所定の車輌運
転条件が成立している間のエンジンの運転は、前記エン
ジン排気浄化触媒の加熱に着目した運転とされることを
特徴とする請求項1または2に記載の車輌運転方法。
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