JP2018132018A - Exhaust emission control device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気中の炭化水素を吸着する機能を有するHC吸着触媒を備えるエンジン(内燃機関)の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust purification device for an engine (internal combustion engine) including an HC adsorption catalyst having a function of adsorbing hydrocarbons in exhaust.
自動車等の車両に搭載されるエンジンから排出される排ガス中には、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等の排気成分が含まれている。このため、エンジンの排気通路には、上記物質を分解(酸化・還元)するための三元触媒や酸化触媒等の排気浄化触媒が設けられている。 In exhaust gas discharged from an engine mounted on a vehicle such as an automobile, exhaust components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NOx) are included. For this reason, an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst or an oxidation catalyst for decomposing (oxidizing / reducing) the substance is provided in the exhaust passage of the engine.
これらの排気浄化触媒は、例えば、炭化水素(HC)に対する高い浄化効率を持つものの、触媒を構成する貴金属がその酸化活性温度以下の状態では、触媒性能を発揮しにくい。したがって、エンジンの冷態始動時等、触媒が酸化活性温度以下の状態では、炭化水素の排出量が一時的に増加してしまう虞があった。 These exhaust purification catalysts, for example, have a high purification efficiency for hydrocarbons (HC). However, when the noble metal constituting the catalyst is below its oxidation activation temperature, it is difficult to exhibit catalytic performance. Therefore, when the catalyst is at the oxidation activation temperature or lower, such as when the engine is cold-started, there is a possibility that the amount of hydrocarbon emissions may temporarily increase.
そこで、これら排気浄化触媒の下流側に、さらにHC吸着触媒を設けることで、酸化活性温度以下の状態における炭化水素の排出量を抑制するようにしたものがある。HC吸着触媒とは、炭化水素(HC)を吸着・脱離する機能を有する吸着層と、吸着層から脱離した炭化水素を酸化除去させる触媒層(三元触媒又は酸化触媒)とで構成される。すなわちHC吸着触媒では、触媒層が酸化活性温度に達していない状態では、吸着層によって炭化水素を吸着し、触媒層が酸化活性温度に達すると、吸着層から脱離した炭化水素を含む排気中の有害物質を触媒層により浄化する。 In view of this, some HC adsorption catalysts are further provided on the downstream side of these exhaust purification catalysts so as to suppress the amount of hydrocarbon emissions in a state below the oxidation activation temperature. The HC adsorption catalyst is composed of an adsorption layer that functions to adsorb and desorb hydrocarbons (HC), and a catalyst layer (three-way catalyst or oxidation catalyst) that oxidizes and removes hydrocarbons desorbed from the adsorption layer. The That is, in the HC adsorption catalyst, hydrocarbons are adsorbed by the adsorption layer in a state where the catalyst layer has not reached the oxidation activation temperature, and when the catalyst layer reaches the oxidation activation temperature, in the exhaust gas containing hydrocarbons desorbed from the adsorption layer. The harmful substances are purified by the catalyst layer.
ただし、吸着層から炭化水素が脱離する脱離温度は、酸化活性温度よりも低い。このため、HC吸着触媒を設けた場合でも、吸着層が脱離温度に達し且つ触媒層が酸化活性温度に達していない状態では、炭化水素の排出量が一時的に増加してしまう虞がある。 However, the desorption temperature at which hydrocarbons desorb from the adsorption layer is lower than the oxidation activation temperature. For this reason, even when an HC adsorption catalyst is provided, there is a possibility that the amount of discharged hydrocarbons may temporarily increase when the adsorption layer reaches the desorption temperature and the catalyst layer does not reach the oxidation activation temperature. .
そこで、エンジンの暖機が終わるまで、冷却手段(冷却装置)によってHC吸着触媒を冷却することで、炭化水素の排出量を抑制するようにしたものがある(例えば、特許文献1)。 Therefore, there is one in which the HC adsorption catalyst is cooled by a cooling means (cooling device) until the warming-up of the engine is finished, thereby suppressing hydrocarbon emissions (for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載の発明では、例えば、エンジンの暖機が終了しておらず且つHC吸着触媒の温度がHC離脱温度付近まで上昇した状態で、いわゆるアイドルストップによりエンジンが停止している間に冷却手段でHC吸着触媒を冷却することで、再始動時の炭化水素の排出量を抑制している。 In the invention described in Patent Document 1, for example, while the engine has not been warmed up and the temperature of the HC adsorption catalyst has risen to near the HC desorption temperature, the engine is stopped by so-called idle stop. In addition, by cooling the HC adsorption catalyst by the cooling means, the amount of hydrocarbons discharged during restart is suppressed.
ところで、HC吸着触媒の下流側に、HC吸着触媒から排出される炭化水素を浄化するための排気浄化触媒をさらに備えるようにしたものもある。この構成では、排気浄化触媒が酸化活性温度に達していれば、HC吸着触媒から流出する炭化水素を排気浄化触媒により浄化することができる。したがってアイドルストップによりエンジンが停止している間に、HC吸着触媒を冷却する必要性は低くなる。 By the way, there is also an apparatus that further includes an exhaust purification catalyst for purifying hydrocarbons discharged from the HC adsorption catalyst on the downstream side of the HC adsorption catalyst. In this configuration, if the exhaust purification catalyst reaches the oxidation activation temperature, hydrocarbons flowing out from the HC adsorption catalyst can be purified by the exhaust purification catalyst. Therefore, it is less necessary to cool the HC adsorption catalyst while the engine is stopped due to idle stop.
ただし、排気浄化触媒が酸化活性温度に達していたとしても、アイドリングストップ復帰始動時に、例えば、要求出力が大きく増加した場合等には、HC吸着触媒の温度上昇に伴いHC吸着触媒から流出される炭化水素の量が増加することがある。例えば、吸着している炭化水素と共にエンジンから排出された排ガスに含まれる炭化水素がHC吸着触媒では吸着されずに流出することがある。この場合、排気浄化触媒に流入する炭化水素の量が一時的に急増し、排気浄化触媒から排出される未燃の炭化水素の量が増加してしまう虞がある。また、このような問題は、例えば、HC吸着触媒を冷却することでHC吸着触媒に多くの炭化水素が吸着されている場合に、特に生じ易い。 However, even if the exhaust purification catalyst has reached the oxidation activation temperature, at the time of start of idling stop return, for example, when the required output greatly increases, the exhaust gas is discharged from the HC adsorption catalyst as the temperature of the HC adsorption catalyst rises. The amount of hydrocarbons may increase. For example, hydrocarbons contained in exhaust gas discharged from the engine together with adsorbed hydrocarbons may flow out without being adsorbed by the HC adsorption catalyst. In this case, there is a possibility that the amount of hydrocarbons flowing into the exhaust purification catalyst will increase suddenly and the amount of unburned hydrocarbons discharged from the exhaust purification catalyst will increase. Such a problem is particularly likely to occur when a large amount of hydrocarbons are adsorbed on the HC adsorption catalyst by cooling the HC adsorption catalyst, for example.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、HC吸着触媒とその下流側に設けられる排気浄化触媒とを備える構成において、炭化水素の車外への排出量を適切に抑制することができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a configuration including an HC adsorption catalyst and an exhaust purification catalyst provided on the downstream side thereof, the amount of hydrocarbons discharged outside the vehicle can be appropriately suppressed. An object of the present invention is to provide an engine exhaust gas purification device.
上記課題を解決する本発明の一つの態様は、エンジンの排気通路に設けられて排気中の炭化水素を吸着する機能を有するHC吸着触媒と、該HC吸着触媒の下流側に設けられて排気中の炭化水素を含む物質を浄化する排気浄化触媒と、を有するエンジンの排気浄化装置であって、前記HC吸着触媒を冷却する冷却装置と、前記エンジンの始動状態に応じた所定稼働率で前記冷却装置を作動させる冷却制御部と、を備え、該冷却制御部は、前記エンジンの始動がアイドルストップ復帰時始動であるか否かを判定する始動状態判定部と、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動であると判定されると、前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動ではないと判定された場合に比べて前記稼働率を低い値とする稼働率調整部と、を含むことを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 One aspect of the present invention that solves the above problems is an HC adsorption catalyst that is provided in an exhaust passage of an engine and has a function of adsorbing hydrocarbons in the exhaust, and an HC adsorption catalyst that is provided on the downstream side of the HC adsorption catalyst. An exhaust purification device for an engine having an exhaust purification catalyst for purifying a substance containing hydrocarbons, the cooling device for cooling the HC adsorption catalyst, and the cooling at a predetermined operating rate according to the engine start state A cooling control unit that operates the apparatus, and the cooling control unit determines whether or not the engine is started at the time of return from idle stop. If it is determined that the start of the engine is the start at the time of return from the idle stop, the operation is performed compared to the case where it is determined that the start of the engine is not the start at the time of return from the idle stop. Certain that the exhaust gas purification apparatus for an engine, characterized in comprising, a utilization rate adjustment unit for a low value.
ここで、前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動ではないと判定されると、前記稼働率を最高値に保持することが好ましい。 Here, it is preferable that the operating rate adjusting unit keeps the operating rate at a maximum value when the starting state determining unit determines that the engine is not started at the time of return from idle stop.
また前記始動状態判定部は、前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動であると判定すると、さらに前記エンジンの始動が、運転者による発進操作に基づく通常始動と運転者による発進操作に基づかない強制始動との何れであるかを判定し、前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記通常始動であると判定されると、前記エンジンの始動時の要求出力が小さいほど前記稼働率を小さくすることが好ましい。 In addition, when the start state determination unit determines that the start of the engine is the start at the time of idling stop return, the start of the engine is not based on a normal start based on a start operation by the driver and a start operation by the driver It is determined whether the engine is forcibly started, and when the start state determining unit determines that the start of the engine is the normal start, the operation rate adjusting unit outputs a request output when starting the engine. It is preferable to make the said operation rate small, so that it is small.
またその場合、前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記強制始動であると判定されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるまで前記稼働率を最低値に保持することが好ましい。 In this case, when the start state determination unit determines that the engine start is the forced start, the operation rate adjustment unit maintains the operation rate at the minimum value until the accelerator pedal is depressed by the driver. It is preferable to do.
さらに前記稼働率調整部は、アイドルストップ制御による前記エンジンの停止時間が長いほど前記稼働率の最低値を高い値とすることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the operating rate adjustment unit sets the minimum value of the operating rate to a higher value as the engine stop time by the idle stop control is longer.
かかる本発明では、エンジンの始動(再始動)がアイドルストップ復帰時始動であるか否かに応じて、冷却装置の稼働率を適宜調整するようにしているため、HC吸着触媒によって適切な量の炭化水素を吸着させることができる。具体的には、エンジンの始動がアイドルストップ復帰時始動である場合には(温態始動時)、アイドルストップ復帰時始動ではない場合(冷態始動時)に比べて冷却装置の稼働率を低くするようにしたので、HC吸着触媒に対する必要以上の炭化水素の吸着が抑制される。 In the present invention, since the operating rate of the cooling device is appropriately adjusted depending on whether the engine start (restart) is the start at the time of return from idle stop, an appropriate amount of HC adsorption catalyst is used. Hydrocarbons can be adsorbed. Specifically, when the engine is started at the time of idle stop return (at the time of warm start), the operating rate of the cooling device is lower than when it is not started at the time of idle stop return (at the time of cold start). As a result, excessive adsorption of hydrocarbons to the HC adsorption catalyst is suppressed.
したがって、アイドルストップ復帰時始動時にHC吸着触媒から排出される炭化水素の量を抑制することができる。それに伴い、HC吸着触媒の下流に設けられる排気浄化触媒から排出される炭化水素の量も抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the amount of hydrocarbons discharged from the HC adsorption catalyst when starting at the time of idling stop return. Accordingly, the amount of hydrocarbons discharged from the exhaust purification catalyst provided downstream of the HC adsorption catalyst can also be suppressed.
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。
まずは、本発明に係る排気浄化装置を含むエンジンの全体構成について簡単に説明する。図1に示すエンジン10は、筒内噴射型のガソリンエンジンであり、シリンダヘッド12とシリンダブロック13とを有している。シリンダブロック13には複数のシリンダ14が形成され、各シリンダ14内には、ピストン15が往復移動自在に収容されている。このピストン15とシリンダ14とシリンダヘッド12とで燃焼室16が形成されている。ピストン15は、コンロッド17を介してクランクシャフト18に接続されている。ピストン15の往復運動は、コンロッド17を介してクランクシャフト18に伝達される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the engine including the exhaust emission control device according to the present invention will be briefly described. An
シリンダヘッド12には吸気ポート19が形成されている。この吸気ポート19には吸気マニホールド20が接続されており、吸気マニホールド20には吸気管21が接続されている。吸気ポート19には吸気弁22が設けられており、この吸気弁22によって吸気ポート19が開閉されるようになっている。さらに、シリンダヘッド12には、排気ポート23が形成されている。この排気ポート23には排気マニホールド24の一端が接続されており、排気マニホールド24の他端には排気管25が接続されている。なお、排気ポート23には排気弁26が設けられており、吸気ポート19における吸気弁22と同様、排気ポート23はこの排気弁26によって開閉されるようになっている。
An intake port 19 is formed in the
シリンダヘッド12には、各気筒毎に点火プラグ27が取り付けられている。各点火プラグ27には、高電圧を出力する点火コイル28が接続されている。さらに、シリンダヘッド12には、点火プラグ27と共に電磁式の燃料噴射弁29が設けられている。各燃料噴射弁29には、燃料バルブを介して燃料タンクを擁した燃料供給装置(図示なし)が接続されている。各燃焼室16内には、燃料タンク内の燃料が各燃料噴射弁29から直接噴射されるようになっている。
A
吸気マニホールド20の上流側の吸気管21には、吸入空気量を調整するスロットル弁31が設けられており、併せてスロットル弁31の弁開度を検出するスロットルポジションセンサ32が設けられている。さらに、スロットル弁31の上流には、吸入空気量を計測するエアフローセンサ33が介装されている。
The
排気マニホールド24に接続された排気管(排気通路)25の上流側に、排気浄化装置50を構成する第1の三元触媒(上流触媒)51がシリンダブロック13等に近接して設けられている。また排気管25の下流側には、排気浄化装置50を構成するHC吸着触媒52及び第2の三元触媒53が、例えば、車両の床下部分に設けられている。これらHC吸着触媒52及び第2の三元触媒53は、本実施形態では、金属製の一つのケーシング54内に収容されている。なおHC吸着触媒52と第2の三元触媒53とは、別々のケーシング内に収容されていてもよい。
On the upstream side of an exhaust pipe (exhaust passage) 25 connected to the
ここで、排気浄化触媒である第1の三元触媒51及び第2の三元触媒53は、担体に活性貴金属として白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)の何れかを有している。活性貴金属は、セリウム(Ce)、ジルコニア(Zr)等で構成される酸素吸蔵材を含む場合の他、このような酸素吸蔵材を含まない場合においても、酸素吸着機能(酸素ストレージ機能)を有している。
Here, the first three-
このため第1の三元触媒51及び第2の三元触媒53は、排気空燃比(排気A/F)がリーンである酸化雰囲気中において酸素を吸着すると、排気A/Fがリッチとなり還元雰囲気となるまでその酸素をストレージ酸素として保持する。そして、還元雰囲気となった際にこのストレージ酸素を放出(供給)することにより、還元雰囲気状態においても炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の有害物質が酸化除去されるようになっている。なお排気浄化触媒は、炭化水素を含む有害物質を浄化できるものであればよく、例えば、酸化触媒等であってもよい。
For this reason, when the first three-
HC吸着触媒52は、例えば、金属材料からなる担体に、HCを吸着するゼオライト等からなる吸着層(図示は省略)と、第1の三元触媒51等と同様に、例えば、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等からなる三元触媒層(図示は省略)とを備える。
The
このHC吸着触媒52は、所定温度よりも低い状態では、排気ガス中に含まれるHCを吸着層で効率よく吸着し、排気ガス熱で昇温されて所定温度以上になると吸着層で吸着したHCを脱離して三元触媒層により酸化(浄化)する。これら吸着層と三元触媒層とは、どちらを上層としてもよい。
The
また、HC吸着触媒52には、HC吸着触媒52を冷却するための冷却装置60が設けられている。冷却装置60は、本実施形態では、冷却水を供給するための冷却ポンプ(ウォータポンプ)61と、この冷却ポンプ61によって供給される冷却水が循環する循環流路を形成する循環流路部材62と、を備えている。循環流路部材62の一部は、図2の断面図に示すように、ケーシング54のHC吸着触媒52が収容されている部分を囲って設けられている。
The
そして冷却ポンプ61を駆動させて循環流路部材62内で冷却水を循環させることにより、ケーシング54内のHC吸着触媒52が冷却される。本実施形態では、ケーシング54と共に、HC吸着触媒52の担体が金属材料で形成されているため、冷却水によってHC吸着触媒52を効果的に冷却することができる。
Then, the
なお冷却装置60は、HC吸着触媒52を冷却することができれば、その構成は特に限定されず、例えば、ペルチェ素子等によりHC吸着触媒52を冷却するように構成されていてもよい。
The configuration of the
またエンジン10は、電子制御ユニット(ECU)である制御装置70を備えている。制御装置70は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えている。この制御装置70が、例えば、上述したスロットルポジションセンサ32やエアフローセンサ33の他、図示しない各種センサ類からの情報に基づいてエンジン10の総合的な制御を行っている。
The
制御装置70は、本発明に係る排気浄化装置50としても機能し、エンジン10の始動状態に基づいて、上述した冷却装置60の稼働率を適宜制御している。制御装置70は、図3に示すように、HC吸着触媒52を冷却するための冷却装置60の作動状態を制御する冷却制御部71を備える。冷却制御部71は、始動状態判定部72と、稼働率調整部73と、を備え、エンジン10の始動状態に応じた所定稼働率で冷却装置60(冷却ポンプ61)を作動させる。
The
始動状態判定部72は、エンジン10が備える各種センサ類からの情報等に基づいてエンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動であるか否かを判定する。詳しくは、始動状態判定部72は、エンジン10が停止した状態から始動された際、そのエンジン10の始動が、いわゆるレディーオン状態からの始動であるか、いわゆるアイドルストップ制御によるエンジン停止時の再始動(アイドルストップ復帰時始動)の何れであるかを判断する。すなわち、始動状態判定部72は、エンジン10の始動が、エンジン10が所定温度以下である冷態始動であるか、エンジン10が所定温度よりも高い温態始動であるか、を判定している。
The start
稼働率調整部73は、始動状態判定部72の判定結果に基づいて、冷却装置60(冷却ポンプ61)の稼働率を適宜調整する。詳しくは、稼働率調整部73は、始動状態判定部72によってエンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動ではないと判定されると、冷却装置60の稼働率を最高値として保持する。稼働率調整部73は、例えば、図4に示すような要求出力と稼働率との関係を規定するマップに基づいて冷却装置60の稼働率を適宜調整する。
The operating
始動状態判定部72によってエンジン10の始動が、いわゆるレディーオン状態からの始動(冷態始動)であると判定されると、図4中に点線で示すように、エンジン10に対する要求出力の大きさに拘わらず、冷却装置60の稼働率を最高値Waとして保持する。冷却制御部71は、稼働率調整部73により調整された稼働率(最高値Wa)で冷却装置60を作動させる。
When the start
エンジン10がレディーオン状態からの始動である場合、エンジン10や各触媒の温度が比較的低く、第1の三元触媒51や第2の三元触媒53は酸化活性温度に達していないと推定される。この状態では、HC吸着触媒52に流入する未燃の炭化水素の量が比較的多くなり、またHC吸着触媒52から排出された未燃の炭化水素は第2の三元触媒53で十分に浄化(酸化)されず、炭化水素の車外への排出量が増加し易い。
When the
しかしながら、本実施形態では、稼働率を最高値Waとして冷却装置60を作動させることでHC吸着触媒52の温度上昇を抑制し、HC吸着触媒52での炭化水素の吸着量を増加させているため、車外への炭化水素の排出量を効果的に抑制することができる。
However, in this embodiment, since the operating rate is set to the maximum value Wa and the
ただし、エンジン10の始動状態に拘わらず、HC吸着触媒52の炭化水素の吸着量を増加させていると、HC吸着触媒52の温度が上昇した際に、HC吸着触媒52から排出される炭化水素の量(ピーク値)が大きく増加し、一時的に、第2の三元触媒53によって炭化水素を浄化しきれなくなる虞がある。
However, regardless of the starting state of the
このため、稼働率調整部73は、上述のようにエンジン10の始動がレディーオン状態からの始動(冷態始動)である場合には冷却装置60の稼働率を最高値Waとして保持するが、エンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動(温態始動)である場合には、冷却装置60の稼働率を制限して、適切な量の炭化水素がHC吸着触媒52で吸着されるようにしている。
For this reason, as described above, the operation
具体的には、稼働率調整部73は、始動状態判定部72によってエンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動であると判定されると、アイドルストップ復帰時始動でないと判定された場合に比べて冷却装置60の稼働率を低い値に調整(制限)する。
Specifically, when the start
さらに本実施形態では、稼働率調整部73は、エンジン10の始動が運転者による発進操作(発進意志)に基づく通常始動である場合、エンジン10に対する要求出力が小さいほど(例えば、アクセルペダルの踏み込み量が少ないほど)、冷却装置60の稼働率が低くなるように調整している。言い換えれば、エンジン10に対する要求出力が大きいほど、冷却装置60の稼働率が大きくなるように調整している。
Further, in the present embodiment, when the start of the
詳しくは、始動状態判定部72は、エンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動であると判定した場合、さらにエンジン10の始動が運転者による発進操作に基づく通常始動であるか、運転者による発進操作に基づかない強制始動であるか、を判定する。
Specifically, when the start
ここで、通常始動とは、例えば、ブレーキ解放操作、アクセルペダルの踏み込み等の運転者による発進操作(発進意志)を伴うエンジン10の始動をいう。一方、強制始動とは、例えば、車両から要求される電気負荷が所定値以上となった場合等に、運転者の発進操作の有無に拘わらず強制的に行うエンジン10の始動をいう。なおアイドルストップ時にエンジンを通常始動又は強制始動させる技術自体は既存のものであるため、詳細な説明は省略する。
Here, the normal start refers to a start of the
そして稼働率調整部73は、始動状態判定部72によってエンジン10の始動が通常始動であると判定されると、エンジン10に対する要求出力が小さいほど冷却装置60の稼働率が低くなるように調整する。例えば、図4中に実線で示すように、通常始動時の冷却装置60の稼働率を、最高値Waよりも低い値に制限すると共に、エンジン10に対する要求出力の増加に応じて最低値Wbから略一定のゲイン(変化率)で上昇させる。つまりエンジン10に対する要求出力が小さいほど、冷却装置60の稼働率を低下させる。
When the start
一方で、始動状態判定部72によってエンジン10の始動が強制始動であると判定されると、稼働率調整部73は、冷却装置60の稼働率を最低値Wb(例えば、Wb=0)に保持する。エンジン10が始動(強制始動)された後、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるまでは、つまりアイドリング状態が継続されている間は、冷却装置60の稼働率を最低値Wb(例えば、Wb=0)として冷却装置60の停止状態を維持する。その後、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると、上述した通常始動時と同様に、エンジン10に対する要求出力に応じて、冷却装置60の稼働率を調整する。例えば、アクセルペダルの踏み込み量の増加に応じて、冷却装置60の稼働率を上昇させる。
On the other hand, when the start
以上のように、エンジン10の始動状態に応じて冷却装置60の稼働率を適宜調整することで、車外への炭化水素の排出量(車外に排出される排気に含まれる炭化水素の量)を適切に抑制することができる。
As described above, the amount of hydrocarbons discharged outside the vehicle (the amount of hydrocarbons contained in the exhaust discharged outside the vehicle) is adjusted by appropriately adjusting the operating rate of the
エンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動である場合、エンジン10や各触媒の温度は比較的高く、第1の三元触媒51や第2の三元触媒53も酸化活性温度に近い温度であると推定される。このため、排気中に含まれる未燃の炭化水素の多くは、第1の三元触媒51及び第2の三元触媒53で浄化(酸化)される。したがって、冷却装置60の稼働率を制限してHC吸着触媒52への炭化水素の吸着量を抑えても、車外への炭化水素の排出量は適切に抑制することができる。
When the
特に、本実施形態では、エンジン10の始動が通常始動である場合に、エンジン10に対する要求出力が少ないほど(例えば、アクセルペダルの踏み込み量が少ないほど)、冷却装置60の稼働率が低くなるようにしているため、HC吸着触媒52への炭化水素の吸着量をより適切に調整することがきる。その結果、車外への炭化水素の排出量も適切に抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, when the
また例えば、エンジン10の始動が強制始動である場合、エンジン10はアイドリング状態となり、排気に含まれる炭化水素の量は比較的少ない。このため、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるまでは冷却装置60の稼働率を最低値Wbに保持することで、HC吸着触媒52への炭化水素の吸着をより適切に抑制することができる。その結果、炭化水素の車外への排出量も適切に抑制することができる。
Further, for example, when the
そして、このようにHC吸着触媒52への炭化水素の吸着を適宜制限することで、エンジン10の始動後、HC吸着触媒52の温度が上昇した際に、HC吸着触媒52から排出される(第2の三元触媒53に流れ込む)炭化水素の増加が抑制されるため、第2の三元触媒53で排気に含まれる炭化水素を適切に浄化(酸化)することができる。したがって、HC吸着触媒52の温度に拘わらず、車外への炭化水素の排出量をより適切に抑制することができる。
Then, by appropriately restricting the adsorption of hydrocarbons to the
また、このようにエンジン10の始動状態に応じて冷却装置60の稼働率を適宜制御することで、第1の三元触媒51や第2の三元触媒53の温度を検出することなく、炭化水素の車外への排出量をより適切に抑制することができる。
In addition, by appropriately controlling the operating rate of the
ところで、このようにエンジン10の始動状態に応じて冷却装置60の稼働率を調整する際、稼働率調整部73は、さらに、アイドルストップ制御によるエンジン10の停止時間が長いほど冷却装置60を作動させる際の稼働率の最低値が高い値となるように調整することが好ましい。
By the way, when adjusting the operating rate of the
例えば、図5に示すように、時刻t0でエンジン10が停止した後、時刻t1でエンジン10が始動した場合には、冷却装置60の稼働率を最低値Wb1からエンジン10に対する要求出力の増加に応じて略一定のゲインで上昇させる。また例えば、時刻t1よりも遅い時刻t2でエンジン10を始動した場合には、冷却装置60の稼働率を最低値Wb2(>Wb1)からエンジン10に対する要求出力の増加に応じて略一定のゲインで上昇させる。また例えば、時刻t2よりも遅い時刻t3でエンジン10が始動した場合には、稼働率を最低値Wb3(>Wb2)からエンジン10に対する要求出力の増加に応じて略一定のゲインで上昇させる。
For example, as shown in FIG. 5, when the
このようにエンジン10の停止期間に応じて冷却装置60の稼働率の最低値を適宜変更することで、車外への炭化水素の排出量をさらに適切に抑制することができる。
Thus, by appropriately changing the minimum value of the operating rate of the
アイドルストップ制御によるエンジン10の停止時間が長いほど、第1の三元触媒51及び第2の三元触媒53の温度は低下し易い。つまりアイドルストップ制御によるエンジン10の停止時間が長いほど、エンジン10の始動時に、これら第1の三元触媒51及び第2の三元触媒53が酸化活性温度よりも低い温度まで低下した状態になり易い。このため、エンジン10の停止時間が長いほど、冷却装置60の稼働率の最低値を高い値とすることで、HC吸着触媒52に炭化水素を適切に吸着させて、車外への炭化水素の排出量をさらに適切に抑制することができる。なおアイドルストップ制御によるエンジン10の停止時間の計測方法は、特に限定されず、例えば、制御装置70が備えるカウンタタイマ等により計測すればよい。
The longer the stop time of the
このように冷却装置60の稼働率を適宜調整することで、エンジン10の始動が強制始動である場合にも、車外への炭化水素の排出量を適切に抑制することができる。
Thus, by appropriately adjusting the operating rate of the
次に、図6のフローチャートを参照し、本発明に係る排気浄化装置における冷却装置の稼働率を調整する稼働率調整制御の一例について説明する。 Next, an example of the operation rate adjustment control for adjusting the operation rate of the cooling device in the exhaust emission control device according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
図6に示すように、エンジン10が始動されると、まずステップS1で、このエンジン10の始動がアイドルストップ復帰時始動であるか否かを判定する。ここで、エンジン10の始動が、アイドルストップ復帰時始動であると判定された場合には(ステップS1:Yes)、ステップS2に進み、アイドルストップ制御によるエンジン10の停止時間を取得する。次いでステップS3で、エンジン10の停止時間に応じて冷却装置60を作動させた際の稼働率の最低値を調整する。すなわち、エンジン10の停止時間が長いほど、冷却装置60の稼働率の最低値が大きくなるように調整する(図5参照)。
As shown in FIG. 6, when the
次に、エンジン10の始動が通常始動であるか否かを判定する(ステップS4)。そしてエンジン10の始動が通常始動であると判定された場合には(ステップS4:Yes)、エンジン10に対する要求出力の大きさに応じて稼働率を調整して、冷却装置60を作動させる(ステップS5)。すなわちエンジン10に対する要求出力が大きいほど高い稼働率で冷却装置60を作動させる。そして、エンジン10を始動後、所定時間が経過すると(ステップS6:Yes)、ステップS7で冷却装置60(冷却ポンプ61)の作動を停止し、一連の稼働率調整制御を終了する。
Next, it is determined whether or not the
一方、ステップS4で、エンジン10の始動が強制始動であると判定された場合には(ステップS4:No)、稼働率を最低値に調整して冷却装置60(冷却ポンプ61)を作動させる(ステップS8)。なお上述したように、稼働率の最低値には零が含まれるものとする。すなわちステップS6の処理には、冷却装置60が停止した状態を維持することが含まれるものとする。
On the other hand, when it is determined in step S4 that the start of the
その後、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなければ(ステップS9:Yes)、ステップS10に進み、ステップS6と同様に、エンジン10の始動後、所定時間が経過すると(ステップS10:Yes)、ステップS7に進み、冷却装置60(冷却ポンプ61)の作動を停止して一連の稼働率調整制御を終了する。
Thereafter, if the accelerator pedal is not depressed by the driver (step S9: Yes), the process proceeds to step S10, and after a predetermined time has elapsed after the
また所定時間が経過するまでに(ステップS10:No)、運転者によりアクセルペダルの踏み込みがあった場合には(ステップS9:No)、ステップS5に進み、通常始動時と同様に、エンジン10に対する要求出力の大きさに応じて稼働率を調整して冷却装置60を作動させる。
If the driver depresses the accelerator pedal (step S9: No) until the predetermined time has elapsed (step S10: No), the process proceeds to step S5, and the
またステップS1で、エンジン10の始動が、いわゆるレディーオン状態からの始動であり、アイドルストップ復帰時始動ではないと判定された場合には(ステップS1:No)、ステップS11に進み、エンジン10に対する要求出力の大きさに拘わらず、稼働率を最高値に調整して冷却装置60(冷却ポンプ61)を作動させる。その後、ステップS6に進み、エンジン10の始動から所定時間が経過すると(ステップS6:Yes)、冷却装置60(冷却ポンプ61)の作動を停止し(ステップS7)、一連の稼働率調整制御を終了する。
If it is determined in step S1 that the
このように本発明では、エンジン10の始動状態に応じて冷却装置60の稼働率を適宜調整するようにしたので、炭化水素の車外への排出量を適切に抑制することができる。
As described above, according to the present invention, the operating rate of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、上述の実施形態では、エンジンの始動がアイドリングストップ復帰時始動であり、且つ通常始動である場合、エンジンに対する要求出力に応じて冷却装置の稼働率を変化させるようにしたが、冷却装置の稼働率は略一定としてもよい。少なくともエンジンの始動がアイドリングストップ復帰時始動ではない場合よりも冷却装置の稼働率を制限していれば、炭化水素の車外への排出量を抑制することはできる。 For example, in the above-described embodiment, when the engine is started at the time of idling stop return and is a normal start, the operating rate of the cooling device is changed according to the required output to the engine. The operating rate may be substantially constant. If the operating rate of the cooling device is limited at least when the engine is not started at the time of idling stop return, the amount of hydrocarbons discharged outside the vehicle can be suppressed.
また上述の実施形態では、筒内噴射型のエンジンを例示したが、本発明は、吸気管噴射型のエンジン等、他のタイプのエンジンにも採用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the in-cylinder injection type engine has been exemplified, but the present invention can be applied to other types of engines such as an intake pipe injection type engine.
10 エンジン
12 シリンダヘッド
13 シリンダブロック
14 シリンダ
15 ピストン
16 燃焼室
17 コンロッド
18 クランクシャフト
19 吸気ポート
20 吸気マニホールド
21 吸気管
22 吸気弁
23 排気ポート
24 排気マニホールド
25 排気管
26 排気弁
27 点火プラグ
28 点火コイル
29 燃料噴射弁
31 スロットル弁
32 スロットルポジションセンサ
33 エアフローセンサ
50 排気浄化装置
51 第1の三元触媒
52 HC吸着触媒
53 第2の三元触媒
54 ケーシング
60 冷却装置
61 冷却ポンプ
62 循環流路部材
70 制御装置
71 冷却制御部
72 始動状態判定部
73 稼働率調整部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記HC吸着触媒を冷却する冷却装置と、
前記エンジンの始動状態に応じた所定稼働率で前記冷却装置を作動させる冷却制御部と、を備え、
該冷却制御部は、
前記エンジンの始動がアイドルストップ復帰時始動であるか否かを判定する始動状態判定部と、
前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動であると判定されると、前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動ではないと判定された場合に比べて前記稼働率を低い値とする稼働率調整部と、を含む
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An HC adsorption catalyst that is provided in the exhaust passage of the engine and has a function of adsorbing hydrocarbons in the exhaust; and an exhaust purification catalyst that is provided downstream of the HC adsorption catalyst and purifies substances containing hydrocarbons in the exhaust. An exhaust purification device for an engine having
A cooling device for cooling the HC adsorption catalyst;
A cooling control unit that operates the cooling device at a predetermined operation rate according to a start state of the engine,
The cooling control unit
A starting state determination unit that determines whether or not the start of the engine is a start at the time of return from idle stop;
When the start state determination unit determines that the engine start is the start at the time of return from the idle stop, the operating rate is set as compared to the case where it is determined that the start of the engine is not the start at the time of return from the idle stop. An exhaust emission control device for an engine, comprising: an operating rate adjustment unit configured to have a low value.
前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動ではないと判定されると、前記稼働率を最高値に保持する
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an engine according to claim 1,
The operating rate adjusting unit maintains the operating rate at a maximum value when the starting state determining unit determines that the engine is not started at the time of return from idle stop. apparatus.
前記始動状態判定部は、前記エンジンの始動が前記アイドルストップ復帰時始動であると判定すると、さらに前記エンジンの始動が、運転者による発進操作に基づく通常始動と運転者による発進操作に基づかない強制始動との何れであるかを判定し、
前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記通常始動であると判定されると、前記エンジンの始動時の要求出力が小さいほど前記稼働率を小さくする
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2,
When the start state determination unit determines that the start of the engine is the start at the time of idling stop return, the start of the engine is further compulsory not based on a normal start based on a start operation by the driver and a start operation by the driver. Determine whether it is a start,
The operating rate adjusting unit reduces the operating rate as the required output at the time of starting the engine is smaller when the starting state determining unit determines that the starting of the engine is the normal starting. Exhaust gas purification device for the engine.
前記稼働率調整部は、前記始動状態判定部によって前記エンジンの始動が前記強制始動であると判定されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるまで前記稼働率を最低値に保持する
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 3,
The operating rate adjusting unit holds the operating rate at a minimum value until an accelerator pedal is depressed by a driver when the start state determining unit determines that the engine is started forcibly. Exhaust gas purification device for the engine.
前記稼働率調整部は、アイドルストップ制御による前記エンジンの停止時間が長いほど前記稼働率の最低値を高い値とする
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 3 or 4,
The engine exhaust purification device according to claim 1, wherein the operating rate adjusting unit sets the minimum value of the operating rate to a higher value as the engine stop time by the idle stop control is longer.
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