JP2007247557A

JP2007247557A - 内燃機関の始動制御装置

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Publication number: JP2007247557A
Application number: JP2006072749A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Miyashita; 茂樹宮下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】良好な機関始動性を確保しつつ機関始動時に多量の未燃ＨＣ等が排出されるのを阻止する。
【解決手段】複数の気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割する。第１の気筒群に連結された第１の排気管と第２の気筒群に連結された第２の排気管とを共通の排気管に連結し、共通の排気管内に三元触媒を配置する。機関始動すべきときにはまず第２の気筒群を停止したまま、空燃比ＡＦａをリッチ空燃比として第１の気筒群を始動する（ｔ１）。次いで、空燃比ＡＦｂをリッチ空燃比として第２の気筒群を始動し（ｔ２）、このとき三元触媒内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群の空燃比ＡＦａをリーン空燃比に切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関の始動制御装置に関する。

複数の気筒を第１の気筒群及び第２の気筒群に分割し、第１の気筒群に接続された第１の排気通路と第２の気筒群に接続された第２の排気通路とを共通の排気通路に接続すると共に共通の排気通路内に三元触媒を配置し、一方の気筒群をリッチ空燃比のもとで運転すると共に他方の気筒群をリーン空燃比のもとで運転して三元触媒内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。

特開平８−１４４８１６号公報

ところで、機関始動すべきときには、機関が確実に始動できるようにリッチ空燃比のもとで始動するのが一般的である。ところが、第１の気筒群及び第２の気筒群を備えた内燃機関では第１の気筒群及び第２の気筒群を同時に始動するのが一般的であり、このためこのような内燃機関では機関始動時に多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出されるおそれがある。

そこで機関始動すべきときにはまず第２の気筒群を停止したまま第１の気筒群を始動し、次いで例えば三元触媒が活性化した後に第２の気筒群を始動するようにすれば、機関始動時に排出される未燃ＨＣ等の量を低減できると考えられる。しかしながら、このようにしても第２の気筒群をリッチ空燃比のもとで始動するようにすると三元触媒内に流入する排気ガスの平均空燃比がリッチになっている場合があり、この場合三元触媒が活性化しているとしても三元触媒において排気ガスを良好に浄化することができないおそれがある。

前記課題を解決するために本発明によれば、複数の気筒を第１の気筒群及び第２の気筒群に分割し、第１の気筒群に接続された第１の排気通路と第２の気筒群に接続された第２の排気通路とを共通の排気通路に接続すると共に該共通の排気通路内に三元触媒を配置した内燃機関において、機関を始動すべきときにはまず第２の気筒群を停止したまま第１の気筒群を始動し、次いで第２の気筒群をリッチ空燃比のもとで始動すると共にこのとき第１の気筒群をリーン空燃比のもとで運転して三元触媒内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるようにしている。

良好な機関始動性を確保しつつ機関始動時に多量の未燃ＨＣ等が排出されるのを阻止することができる。

図１は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。

図１を参照すると、機関本体１は第１及び第２の気筒群又はバンク１ａ，１ｂを有する。第１の気筒群１ａは１番気筒＃１、３番気筒＃３及び５番気筒＃５を含んでなり、第２の気筒群１ｂは２番気筒＃２、４番気筒＃４及び６番気筒＃６を含んでなる。図１に示される内燃機関の燃焼順序は例えば＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６である。なお、各気筒群１ａ，１ｂは少なくとも一つの気筒を含んでなる。

各気筒群１ａ，１ｂの気筒２はそれぞれ対応する吸気枝管３及びサージタンク４ａ，４ｂに連結され、これらサージタンク４ａ，４ｂはそれぞれ対応する吸気ダクト５ａ，５ｂを介してエアクリーナ６ａ，６ｂに連結される。吸気ダクト５ａ内には上流側から順に、第１の気筒群１ａの吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７ａと、アクチュエータ８ａにより駆動されるスロットル弁９ａとが配置される。一方、吸気ダクト５ｂ内には上流側から順に、第２の気筒群１ｂの吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７ｂと、排気ターボチャージャ１０のコンプレッサ１０ｃと、コンプレッサ１０ｃにより過給された空気を冷却するための冷却装置１１と、アクチュエータ８ｂにより駆動されるスロットル弁９ｂとが配置される。また、吸気枝管３にはそれぞれ対応する気筒２に燃料を供給するための燃料噴射弁１２が取り付けられる。なお、第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂを共通のサージタンクに連結し、この単一のサージタンクに連結された単一の吸気ダクト内に排気ターボチャージャ１０のコンプレッサ１０ｃと、冷却装置１１と、単一のスロットル弁とを配置するようにしてもよい。また、排気ターボチャージャ１０に代えて機関駆動式過給機を用いることもできる。

一方、第１の気筒群１ａの気筒２は第１の排気マニホルド１３ａ及び第１の排気管１４ａを介して、第２の気筒群１ｂの気筒２は第２の排気マニホルド１３ｂ及び第２の排気管１４ｂを介して、共通の排気管１５にそれぞれ連結される。図１に示される実施例では、第２の排気管１４ｂ内に排気ターボチャージャ１０のタービン１０ｔが配置され、これに対し第１の排気管１４ａ内にはタービンが配置されない。タービン１０ｔ上流及び下流の排気管１４ｂは電気駆動式のウエストゲート弁１６を介して互いに接続される。このウエストゲート弁１６は通常は閉弁されている。また、共通の排気管１５内には大容量の三元触媒１７が配置され、第１の排気管１４ａ及びタービン１０ｔ下流の第２の排気管１４ｂ内には小容量の第１の別の三元触媒１８ａ及び第２の別の三元触媒１８ｂがそれぞれ配置される。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。エアフローメータ７ａ，７ｂの出力電圧はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル３９にはアクセルペダル３９の踏込み量ＤＥＰに比例した出力電圧を発生する踏み込み量センサ４０が接続され、踏み込み量センサ４０の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。アクセルペダル３９の踏み込み量ＤＥＰは機関負荷を表している。また、サージタンク４ａ，４ｂにはサージタンク４ａ，４ｂ内の圧力すなわち吸気圧を表す出力電圧を発生する吸気圧センサ４１ａ，４１ｂがそれぞれ取り付けられ、これら吸気圧センサ４１ａ，４１ｂの出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。サージタンク４ａ内の吸気圧Ｐｍ１は第１の気筒群１ａの出力を表しており、サージタンク４ｂ内の吸気圧Ｐｍ２は第２の気筒群１ｂの出力を表している。更に、入力ポート３５には機関回転数Ｎｅを表す出力パルスを発生する回転数センサ４２と、スタータモータ（図示しない）を始動させるためのスタータモータスイッチ４３が接続される。出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介してアクチュエータ８ａ，８ｂ、燃料噴射弁１２、点火栓（図示しない）及びウエストゲート弁１６にそれぞれ接続される。

次に、図２を参照しながら図１の内燃機関の始動時制御を説明する。図２においてＡＦａは第１の気筒群１ａの空燃比を、ＡＦｂは第２の気筒群１ｂの空燃比をそれぞれ表している。また、触媒よりも上流の排気通路、燃焼室、及び吸気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素ＨＣ）の比をその触媒内に流入する排気ガスの空燃比と称すると、図２においてＡＦは三元触媒１７内に流入する排気ガスの空燃比を表している。

時刻ｔ１において機関始動を行うべくスタータモータスイッチ４３がオンにされると、まず第２の気筒群１ｂを停止したまま第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。その結果、第２の気筒群１ｂから排気ガスが排出されず、機関外に排出される排気ガスの量そのものを低減することができる。したがって、第１の気筒群１ａの良好な始動性を確保しつつ、機関始動時に多量の未燃ＨＣ，ＣＯが排出されるのを阻止することができる。

次いで時刻ｔ２になると、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。三元触媒は流入する排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比であるとＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの三成分をほぼ完全に浄化することができる。したがって、このようにすると、第２の気筒群１ｂの良好な始動性を確保しつつ、機関始動時に多量の未燃ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘが排出されるのを阻止することができる。また、第２の気筒群１ｂの排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯが三元触媒１７上で第１の気筒群１ａの排気ガス中の酸素により酸化されることにより三元触媒１７を速やかに昇温することが可能となる。一方、空燃比がリーン空燃比のときには空燃比がリッチ空燃比のときよりも排気ガスの温度が高くなり、したがって第１の気筒群１ａをリーン空燃比のもとで運転することにより第１の別の三元触媒１８ａを速やかに昇温できることにもなる。

なお、図２に示される例では、第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂが一定のリッチ空燃比のもとで始動されている。しかしながら、このリッチ空燃比は一定である必要はなく、例えば機関冷却水温、機関回転数及びバッテリ電圧や気筒群１ａ，１ｂが始動されてからの経過時間に応じて変化するようにすることができる。

次いで時刻ｔ３になると、第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。その結果、第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入する排気ガスの温度が高められるので、第２の別の三元触媒１８ｂを速やかに昇温することができる。同時に、三元触媒１７による良好な排気浄化性能が確保される。

次いで時刻ｔ４になると、通常運転制御が開始される。図２に示される例では第１の気筒群１ａ及び第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦａ，ＡＦｂが共に理論空燃比に設定される。

図２に示される例では第１の気筒群１ａが始動された時刻ｔ１から予め定められた設定時間Δｔ１だけ経過すると時刻ｔ２となり、第２の気筒群１ｂが始動された時刻ｔ２から予め定められた設定時間Δｔ２だけ経過すると時刻ｔ３となり、時刻ｔ３から予め定められた設定時間Δｔ３だけ経過すると時刻ｔ４となる。これら設定時間Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３を設定するのに種々の方法が考えられる。例えば設定時間Δｔ１を機関冷却水温又は三元触媒１７の温度が目標となる温度を越えるのに必要な時間に設定し、設定時間Δ２を機関冷却水温、三元触媒１７、又は第１の別の三元触媒１８ａの温度が目標となる温度を越えるのに必要な時間に設定し、設定時間Δｔ３を第２の別の三元触媒１８ｂの温度が目標となる温度を越えるのに必要な時間に設定することができる。

図３は上述した本発明による実施例の始動時制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンはスタータモータスイッチ４３がオンにされたときに１回実行される。図３を参照すると、まずステップ１００では第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。続くステップ１０１では第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過したか否かが判別される。第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過するまでステップ１０１を繰り返し、設定時間Δｔ１が経過するとステップ１０２に進み、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。続くステップ１０３では、第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過したか否かが判別される。第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過するまでステップ１０３を繰り返し、設定時間Δｔ２が経過するとステップ１０４に進み、第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。続くステップ１０５では第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過したか否かが判別される。第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過するまでステップ１０５を繰り返し、設定時間Δｔ３が経過すると処理サイクルを終了し、通常運転制御が開始される。

図４は本発明による別の実施例を示している。図４に示される内燃機関は、第１の別の三元触媒１８ａ上流の第１の排気管１４ａとタービン１０ｔ上流の第２の排気管１４ｂとが連通路２１によって互いに連通され、第２の別の三元触媒１８ｂ下流の第２の排気管１４ｂ内に電気制御式の遮断弁２２が配置される点で図１の内燃機関と構成を異にしている。また、図４に示される内燃機関にはウエストゲート弁１６が設けられていない。

遮断弁２２が開弁されると第１の気筒群１ａの排気ガスのほぼ全量が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入し、第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量が第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入する。これに対し、遮断弁２２が閉弁されると第１の気筒群１ａの排気ガスと共に第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入し、次いで三元触媒１７内に流入する。

一方、遮断弁２２を開弁すると第２の気筒群１ｂの排気ガスが排気ターボチャージャ１０のタービン１０ｔを通過し、遮断弁２２を閉弁すると第２の気筒群１ｂの排気ガスはタービン１０ｔを迂回して三元触媒１７に流入する。このように、連通路２１及び遮断弁２２はウエストゲート弁としても機能する。なお、遮断弁２２は電子制御ユニット３０の出力ポートに接続される。

図５は本発明による別の実施例の始動時制御を示している。図５からわかるように、スタータモータスイッチ４３がオンにされると（時刻ｔ１）図２の実施例と同様に、まず第２の気筒群１ｂを停止したまま第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。このとき遮断弁２２は閉弁され、したがって第１の気筒群１ａの排気ガスが確実に第１の排気管１４ａ内に導かれる。

次いで時刻ｔ２になると、図２の実施例と同様に、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。また、このとき遮断弁２２は閉弁状態に保持され、その結果第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入する。このため、第１の別の三元触媒１８ａが第１の気筒群１ａの排気ガスと第２の気筒群１ｂの排気ガスとの両方によって加熱されることになり、第２の気筒群１ｂの排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯが第１の別の三元触媒１８ａ上で第１の気筒群１ａの排気ガス中の酸素により酸化され、したがって第１の別の三元触媒１８ａの昇温を促進することができる。更に、三元触媒１７のみならず、第１の別の三元触媒１８ａ内に流入する排気ガスの平均空燃比もほぼ理論空燃比になっているので、第１の別の三元触媒１８ａと三元触媒１７との両方において排気ガスを良好に浄化することができる。なお、遮断弁２２の開度を全開と全閉間の中間開度にして第２の気筒群１ｂの排気ガスの一部が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入し、残りが第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入するようにしてもよい。

次いで時刻ｔ３になると、第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。また、このとき遮断弁２２が開弁され、その結果第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量が第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入する。このため、第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進することができる。次いで時刻ｔ４になると、遮断弁２２を開弁状態に保持しつつ通常運転制御が開始される。

図６は上述した本発明による別の実施例の始動時制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンはスタータモータスイッチ４３がオンにされたときに１回実行される。図６を参照すると、まずステップ２００では遮断弁２２が閉弁される。続くステップ２０１では第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。続くステップ２０２では第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過したか否かが判別される。第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過するまでステップ２０２を繰り返し、設定時間Δｔ１が経過するとステップ２０３に進み、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。続くステップ２０４では、第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過したか否かが判別される。第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過するまでステップ２０４を繰り返し、設定時間Δｔ２が経過するとステップ２０５に進み、遮断弁２２が開弁される。続くステップ２０６では第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。続くステップ２０７では第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過したか否かが判別される。第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過するまでステップ２０７を繰り返し、設定時間Δｔ３が経過すると処理サイクルを終了し、通常運転制御が開始される。

図７は本発明による更に別の実施例を示している。図７に示される内燃機関は、第１の別の三元触媒１８ａ上流の第１の排気管１４ａとタービン１０ｔ上流の第２の排気管１４ｂとが連通路２１によって互いに連通され、第１の別の三元触媒１８ａ下流の第１の排気管１４ａ内に電気制御式の制御弁２２ａが配置され、第２の別の三元触媒１８ｂ下流の第２の排気管１４ｂ内に電気制御式の制御弁２２ｂが配置される点で図１又は図４の内燃機関と構成を異にしている。また、図７に示される内燃機関にもウエストゲート弁１６が設けられていない。

図８は本発明による別の実施例の始動時制御を示している。図５からわかるように、スタータモータスイッチ４３がオンにされると（時刻ｔ１）図２の実施例と同様に、まず第２の気筒群１ｂを停止したまま第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。このとき第１の制御弁２２ａは全開にされ、第２の制御弁２２ｂは全閉にされ、したがって第１の気筒群１ａの排気ガスが確実に第１の排気管１４ａ内に導かれる。

次いで時刻ｔ２になると、図２及び図５の実施例と同様に、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。また、このとき第１の制御弁２２ａは前回状態に保持され、第２の制御弁２２ｂは全閉状態に保持され、その結果第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入する。したがって第１の別の三元触媒１８ａの昇温を促進することができる。なお、第２の制御弁２２ｂの開度を全開と全閉間の中間開度にして第２の気筒群１ｂの排気ガスの一部が第１の別の三元触媒１８ａ内に流入し、残りが第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入するようにしてもよい。

次いで時刻ｔ３になると、第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、このとき三元触媒１７内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるように第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。また、このとき第１の制御弁２２ａが中間開度にされ、第２の制御弁２２ｂが全開にされ、その結果第１の気筒群１ａの排気ガスの一部が第２の気筒群１ｂの排気ガスのほぼ全量と共に第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入する。このため、第１の気筒群１ａの排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯが第２の別の三元触媒１８ｂ上で第２の気筒群１ｂの排気ガス中の酸素により酸化され、したがって第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進することができる。ここで、第２の別の三元触媒１８ｂ内に流入する排気ガスの平均空燃比がわずかにリーンとなるように第１の制御弁２２ａの開度を制御するのが好ましい。次いで時刻ｔ４になると、第１の制御弁２２ａ及び第２の制御弁２２ｂを開弁状態に保持しつつ通常運転制御が開始される。

図９は上述した本発明による更に別の実施例の始動時制御を実行するためのルーチンを示している。このルーチンはスタータモータスイッチ４３がオンにされたときに１回実行される。図９を参照すると、まずステップ３００では第１の制御弁２２ａが全開にされ第２の制御弁２２ｂが全閉にされる。続くステップ３０１では第１の気筒群１ａがリッチ空燃比のもとで始動される。続くステップ３０２では第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過したか否かが判別される。第１の気筒群１ａが始動されてから設定時間Δｔ１が経過するまでステップ３０２を繰り返し、設定時間Δｔ１が経過するとステップ３０３に進み、第２の気筒群１ｂがリッチ空燃比のもとで始動され、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリーン空燃比に切り換えられる。続くステップ３０４では、第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過したか否かが判別される。第２の気筒群１ｂが始動されてから設定時間Δｔ２が経過するまでステップ３０４を繰り返し、設定時間Δｔ２が経過するとステップ３０５に進み、第１の制御弁２２ａが中間開度にされ、第２の制御弁２２ｂが全開にされる。続くステップ３０６では第２の別の三元触媒１８ｂの昇温を促進するために第２の気筒群１ｂの空燃比ＡＦｂがリーン空燃比に切り換えられ、第１の気筒群１ａの空燃比ＡＦａがリッチ空燃比に切り換えられる。続くステップ３０７では第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過したか否かが判別される。第２の別の三元触媒１８ｂの昇温促進作用が開始されてから設定時間Δｔ３が経過するまでステップ３０７を繰り返し、設定時間Δｔ３が経過すると処理サイクルを終了し、通常運転制御が開始される。

これまで述べてきた本発明による各実施例では、まず第１の気筒群１ａを始動し次いで第２の気筒群１ｂを始動するようにしているけれども、まず第２の気筒群１ｂを始動し次いで第１の気筒群１ａを始動するようにしてもよい。しかしながら、第１の気筒群１ａから第１の別の三元触媒１８ａまでの排気通路部分の熱容量は第２の気筒群１ｂから第２の別の三元触媒１８ｂまでの排気通路部分の熱容量よりもほぼ排気ターボチャージャ１０のタービン１０ｔの分だけ小さくなっている。そこで本発明による各実施例では、第１の気筒群１ａを先に始動するようにし、第１の別の三元触媒１８ａが速やかに昇温されるようにしている。この点、第１の別の三元触媒１８ａに比べて第２の別の三元触媒１８ｂを速やかに昇温できないおそれがあるけれども、本発明による実施例では下流にある三元触媒１７を速やかに昇温することができるので三元触媒１７により排気ガスを良好に浄化することができる。

排気ターボチャージャのタービンを第１の排気管１４ａ及び第２の排気管１４ｂの両方に配置してもよいし、いずれの排気管１４ａ，１５ｂ内にも配置しないようにしてもよい。これらの場合、第１の別の三元触媒１８ａまでの第１の排気管１４ａそれ自体の熱容量（長さ、壁厚など）又は第１の排気管１４ａ内に配置されるタービンの熱容量（寸法、材質、ケーシング壁厚など）を、第２の別の三元触媒１８ｂまでの第２の排気管１４ｂの熱容量又は第２の排気管１４ｂ内に配置されるタービンの熱容量よりも小さく設定した上で、第１の気筒群１ａを先に始動するのが好ましい。

内燃機関の全体図である。本発明による実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による実施例の始動時制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。本発明による別の実施例の内燃機関の全体図である。本発明による別の実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による別の実施例の始動時制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。本発明による更に別の実施例の内燃機関の全体図である。本発明による更に別の実施例を説明するためのタイムチャートである。本発明による更に別の実施例の始動時制御ルーチンを実行するためのフローチャートである。

符号の説明

１ａ第１の気筒群
１ｂ第２の気筒群
１０排気ターボチャージャ
１５共通の排気通路
１７三元触媒

Claims

複数の気筒を第１の気筒群及び第２の気筒群に分割し、第１の気筒群に接続された第１の排気通路と第２の気筒群に接続された第２の排気通路とを共通の排気通路に接続すると共に該共通の排気通路内に三元触媒を配置した内燃機関において、機関を始動すべきときにはまず第２の気筒群を停止したまま第１の気筒群を始動し、次いで第２の気筒群をリッチ空燃比のもとで始動すると共にこのとき第１の気筒群をリーン空燃比のもとで運転して三元触媒内に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるようにした始動制御装置。
両方の気筒群が始動された後第２の排気通路内に配置された別の触媒の昇温を促進するために第２の気筒群をリーン空燃比のもとで運転すると共にこのとき第１の気筒群をリッチ空燃比のもとで運転して三元触媒に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるようにした請求項１に記載の始動制御装置。
第１の排気通路内及び第２の排気通路内に別の触媒をそれぞれ配置し、これら別の触媒上流の第１の排気通路及び第２の排気通路を連通路により互いに連通し、第１の気筒群から該連通路を介し第２の排気通路内の別の触媒内に流入する排気ガスの量又は第２の気筒群から該連通路を介し第１の排気通路内の別の触媒内に流入する排気ガスの量を制御する制御弁を具備し、第１の気筒群に続いて第２の気筒群が始動されたときには該制御弁を制御して第１の排気通路内の別の触媒の昇温を促進するために第２の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が第１の排気通路内の別の触媒内に流入するようにした請求項１に記載の始動制御装置。
第１の排気通路内の別の触媒の昇温促進作用が行われた後第２の排気通路内に配置された別の触媒の昇温を促進するために第２の気筒群をリーン空燃比のもとで運転すると共にこのとき第１の気筒群をリッチ空燃比のもとで運転して三元触媒に流入する排気ガスの平均空燃比がほぼ理論空燃比になるようにし、更にこのとき制御弁を制御して第２の気筒群の排気ガスのほぼ全量が第２の排気通路内の別の触媒内に流入するようにした請求項３に記載の始動制御装置。
第２の排気通路内に配置された別の触媒を三元触媒から構成し、第２の排気通路内に配置された別の触媒の昇温を促進するために第２の気筒群がリーン空燃比のもとで運転されているときに制御弁を制御して第１の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が第２の排気通路内の別の触媒内に流入するようにした請求項４に記載の始動制御装置。