JP2022088262A - Controller of internal combustion engine - Google Patents

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哲郎 大西
Tetsuro Onishi
伸彦 梶田
Nobuhiko Kajita
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Abstract

To further reduce a discharge amount of harmful matters HC right after start of an internal combustion engine.SOLUTION: An internal combustion engine is configured such that a purification device having an adsorption layer that adsorbs HC contained in exhaust discharged from a cylinder and a catalyst layer that oxidizes HC is provided in an exhaust passage. Immediately after the start of the internal combustion engine, an amount of air suctioned into the cylinder is controlled to be smaller and ignition timing is made more retarded, and the temperature rise of the adsorption layer is delayed from the temperature rise of the catalyst layer due to the difference in heat capacity between the adsorption layer and the catalyst layer.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、車両等に動力源として搭載される内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine mounted as a power source in a vehicle or the like.

内燃機関の気筒から排出される燃焼ガス中には、有害物質である炭化水素HC、一酸化炭素CO及び窒素酸化物NOxが含まれている。そして、一般に、内燃機関の排気通路には、それらHC、CO及びNOxを酸化/還元して無害化する三元触媒を有した排気浄化装置が装着されている。 The combustion gas discharged from the cylinder of the internal combustion engine contains harmful substances such as hydrocarbon HC, carbon monoxide CO and nitrogen oxide NO x . In general, the exhaust passage of an internal combustion engine is equipped with an exhaust purification device having a three-way catalyst that oxidizes / reduces these HC, CO, and NO x to make them harmless.

三元触媒において有害物質を充分に浄化するためには、その温度が数百℃以上に高まり触媒が活性化している必要がある。運転を停止していた内燃機関を始動した直後は、排気浄化装置の触媒の温度も低下していることから、有害物質を充分に浄化できない。特に、HCが多く排出される懸念がある。 In order to sufficiently purify harmful substances in a three-way catalyst, it is necessary that the temperature rises to several hundred degrees Celsius or higher and the catalyst is activated. Immediately after starting the internal combustion engine that had been stopped, the temperature of the catalyst of the exhaust gas purification device has also dropped, so it is not possible to sufficiently purify harmful substances. In particular, there is a concern that a large amount of HC will be emitted.

そこで、排気浄化装置に、ゼオライト等を塗布してなるHC吸着層を設けることが行われる(例えば、下記特許文献を参照)。吸着層の存在により、触媒が昇温して活性化する前に発生するHCを吸着し、これがそのまま排出されないよう一時的に保持しておくことが可能となる。 Therefore, the exhaust gas purification device is provided with an HC adsorption layer coated with zeolite or the like (see, for example, the following patent document). The presence of the adsorption layer makes it possible to adsorb HC generated before the catalyst is heated and activated, and to temporarily hold the HC so that it is not discharged as it is.

しかしながら、吸着層がHCを吸着しておくことができる温度は、三元触媒が活性化する温度よりも低い。吸着層の温度が百℃ないし百五十℃以上に上昇すると、一旦は吸着層に吸着していたHCが吸着層から脱離してしまう。一方で、触媒は未だ活性化していないため、どうしてもHCを充分に酸化処理できず、一時的にHCが外部に放出されてしまうことになる。 However, the temperature at which the adsorption layer can adsorb HC is lower than the temperature at which the three-way catalyst is activated. When the temperature of the adsorption layer rises to 100 ° C. to 150 ° C. or higher, the HC once adsorbed on the adsorption layer is desorbed from the adsorption layer. On the other hand, since the catalyst has not been activated yet, the HC cannot be sufficiently oxidized, and the HC is temporarily released to the outside.

特開2020-084832号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-084832

本発明は、内燃機関の始動直後における有害物質HCの排出量をより一層削減することを所期の目的とする。 An object of the present invention is to further reduce the amount of harmful substance HC emitted immediately after the start of an internal combustion engine.

上述した課題を解決するべく、本発明では、気筒から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層、及びHCを酸化させる触媒層を有する浄化装置が排気通路に設けられた内燃機関であって、当該内燃機関の始動直後の時期に、その他の時期と比較して気筒に吸入される空気量がより少なくかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記吸着層と前記触媒層との熱容量の差で吸着層の温度上昇が触媒層の温度上昇よりも遅れる内燃機関を構成した。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the internal combustion engine is provided with a purification device having an adsorption layer for adsorbing HC contained in the exhaust discharged from the cylinder and a catalyst layer for oxidizing HC in the exhaust passage. Therefore, in the period immediately after the start of the internal combustion engine, the amount of air sucked into the cylinder is controlled to be smaller and the ignition timing is further retarded as compared with other periods, and the adsorption layer and the catalyst layer are controlled. An internal combustion engine was constructed in which the temperature rise of the adsorption layer was delayed from the temperature rise of the catalyst layer due to the difference in the heat capacity of the catalyst layer.

並びに、本発明では、気筒から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層、及びHCを酸化させる触媒層を有する浄化装置が排気通路に設けられた内燃機関であって、当該内燃機関の始動後における前記吸着層の温度がある値以上となったと思しき時期に、その他の時期と比較して気筒に吸入される空気量がより多くかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記触媒層の温度上昇が促進される内燃機関を構成した。 Further, in the present invention, the internal combustion engine is provided with a purification device having an adsorption layer for adsorbing HC contained in the exhaust gas discharged from the cylinder and a catalyst layer for oxidizing HC in the exhaust passage. At a time when the temperature of the adsorption layer after starting is considered to be above a certain value, the amount of air sucked into the cylinder is larger and the ignition timing is controlled to be more retarded as compared with other times. An internal combustion engine was constructed in which the temperature rise of the catalyst layer was promoted.

本発明によれば、内燃機関の始動直後における有害物質HCの排出量をより一層削減できる。 According to the present invention, it is possible to further reduce the amount of harmful substance HC emitted immediately after the start of the internal combustion engine.

本発明に係る内燃機関が搭載されるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the series type hybrid vehicle and the control device which carries out the internal combustion engine which concerns on this invention. 同ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の構造を示す図。The figure which shows the structure of the internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle. 同内燃機関の排気浄化装置の一部分を拡大して示す断面図。The cross-sectional view which shows the part of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine enlarged. 同内燃機関の排気浄化装置の一部分を拡大して示す断面図。The cross-sectional view which shows the part of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine enlarged. 本発明の第一実施形態の内燃機関の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す図。The figure which shows the procedure example of the process which the control device of the internal combustion engine of 1st Embodiment of this invention executes according to a program. 同実施形態の内燃機関の排気浄化装置の触媒層及び吸着層のそれぞれの温度上昇の推移を例示する図。The figure which illustrates the transition of the temperature rise of each of the catalyst layer and the adsorption layer of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine of the same embodiment. 本発明の第一実施形態の内燃機関の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す図。The figure which shows the procedure example of the process which the control device of the internal combustion engine of 1st Embodiment of this invention executes according to a program. 同実施形態の内燃機関の排気浄化装置の触媒層及び吸着層のそれぞれの温度上昇の推移を例示する図。The figure which illustrates the transition of the temperature rise of each of the catalyst layer and the adsorption layer of the exhaust gas purification device of the internal combustion engine of the same embodiment. 従来の内燃機関の排気浄化装置の触媒層及び吸着層のそれぞれの温度上昇の推移を例示する図。The figure which exemplifies the transition of the temperature rise of each of the catalyst layer and the adsorption layer of the exhaust gas purification device of the conventional internal combustion engine.

<第一実施形態>本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関1と、内燃機関1により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ2と、発電用モータジェネレータ2が発電した電力を蓄える蓄電装置3と、発電用モータジェネレータ2及び/または蓄電装置3から電力の供給を受けて車両の駆動輪62を駆動する走行用モータジェネレータ4とを備えている。 <First Embodiment> An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a main system of a hybrid vehicle according to the present embodiment. This hybrid vehicle includes an internal combustion engine 1, a power generation motor generator 2 driven by the internal combustion engine 1 to generate electricity, a power storage device 3 for storing the electric power generated by the power generation motor generator 2, a power generation motor generator 2 and /. Alternatively, it includes a traveling motor generator 4 that drives the drive wheels 62 of the vehicle by receiving electric power from the power storage device 3.

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関1を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪62には専ら走行用モータジェネレータ4から走行のための駆動力を供給する。内燃機関1と駆動輪62との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。従って、内燃機関1は、走行用モータジェネレータ4及び駆動輪62から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ(パワースイッチ、またはイグニッションキー)がONに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置3が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ15が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関1の運転を実施しないことがある。 The hybrid vehicle of the present embodiment is a series hybrid type electric vehicle in which the internal combustion engine 1 is used only for power generation, and the driving force for traveling is supplied exclusively to the driving wheels 62 of the vehicle from the traveling motor generator 4. The internal combustion engine 1 and the drive wheel 62 are mechanically separated from each other, and the rotational driving force is not originally transmitted between the two. Therefore, the internal combustion engine 1 can rotate completely independently of the traveling motor generator 4 and the drive wheels 62, and can be stopped completely independently. Therefore, the power storage device 3 is sufficient even when the vehicle can be driven by the driver depressing the accelerator pedal during the operation of the vehicle in which the ignition switch (power switch or ignition key) is operated to be ON. Under the condition that the charge is stored and the brake booster 15 stores a sufficient negative pressure, the operation of the internal combustion engine 1 accompanied by the combustion of fuel may not be performed.

内燃機関1の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ2の回転軸と歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関1が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ2に入力することで、発電用モータジェネレータ2が発電する。発電した電力は、蓄電装置3に充電し、及び/または、走行用モータジェネレータ4に供給する。また、発電用モータジェネレータ2は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ2は、停止している内燃機関1を始動する準備としてのクランキングを実行する。 The crankshaft, which is the rotating shaft of the internal combustion engine 1, is mechanically connected to the rotating shaft of the power generation motor generator 2 via a gear mechanism or directly connected to the shaft. Then, by inputting the rotational driving force output by the internal combustion engine 1 to the power generation motor generator 2, the power generation motor generator 2 generates power. The generated electric power charges the power storage device 3 and / or supplies it to the traveling motor generator 4. Further, the power generation motor generator 2 also functions as a motoring motor that generates a rotational driving force by itself to rotationally drive the crankshaft of the internal combustion engine 1. For example, the power generation motor generator 2 executes cranking in preparation for starting the stopped internal combustion engine 1.

走行用モータジェネレータ4は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機61を介して駆動輪62に入力する。また、走行用モータジェネレータ4は、駆動輪62に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置3に充電する。 The traveling motor generator 4 generates a driving force for traveling the vehicle, and inputs the driving force to the drive wheels 62 via the speed reducer 61. Further, the traveling motor generator 4 is rotated by being rotated by the drive wheels 62 to generate electricity, and recovers the kinetic energy of the vehicle as electric energy. The electric power generated by this regenerative braking charges the power storage device 3.

尤も、既に蓄電装置3の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ4が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ2に供給し、発電用モータジェネレータ2を電動機として稼働させて内燃機関1を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関1の回転が保たれることから、内燃機関1の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。 However, if the charge is already stored up to the full capacity of the power storage device 3 and it is difficult to charge the battery any more, the traveling motor generator 4 dares to supply the regenerated electric power to the power generation motor generator 2 to generate electricity. The motor generator 2 is operated as an electric motor to rotate and drive the internal combustion engine 1. As a result, the surplus electric power is exhausted while maintaining the braking performance of the vehicle. Further, at this time, since the rotation of the internal combustion engine 1 is maintained, it is possible to execute a fuel cut that temporarily stops the fuel supply to the cylinder of the internal combustion engine 1.

発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置3または駆動機インバータ41に入力する。並びに、発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させる際に、蓄電装置3及び/または駆動機インバータ41から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ2に入力する。 The generator inverter 21 converts the AC power generated by the power generation motor generator 2 into DC power. Then, the DC power is input to the power storage device 3 or the drive unit inverter 41. Further, the generator inverter 21 converts the DC power supplied from the power storage device 3 and / or the drive inverter 41 into AC power when the power generation motor generator 2 is operated as an electric motor, and then the power generation motor generator 2. Enter in.

駆動機インバータ41は、蓄電装置3及び/または発電機インバータ21から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ4に入力する。並びに、駆動機インバータ41は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ4が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置3または発電機インバータ21に入力する。発電機インバータ21及び駆動機インバータ41は、PCU(Power Control Unit)02の一部をなす。 The drive inverter 41 converts the DC power supplied from the power storage device 3 and / or the generator inverter 21 into AC power, and then inputs the DC power to the traveling motor generator 4. Further, the drive inverter 41 converts the AC power generated by the traveling motor generator 4 into DC power when performing regenerative braking of the vehicle, and then inputs the AC power to the power storage device 3 or the generator inverter 21. The generator inverter 21 and the drive inverter 41 form a part of the PCU (Power Control Unit) 02.

蓄電装置3は、バッテリ及び/またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ2、4に必要な電力を供給する。 The power storage device 3 is a battery and / or a capacitor or the like. The battery is a high-voltage secondary battery having a high energy density, such as a lithium ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery. The power storage device 3 charges and stores the electric power generated by each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4. Further, the power storage device 3 discharges electric power for operating each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4 as an electric motor, and supplies the electric power required for the motor generators 2 and 4.

図2に、車両に搭載される内燃機関1の構造を模式的に示している。内燃機関1は、例えば火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒11(図2には、そのうち一つを図示している)を包有している。各気筒11の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ111を設けている。また、各気筒11の燃焼室の天井部に、点火プラグ112を取り付けてある。点火プラグ112は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 FIG. 2 schematically shows the structure of the internal combustion engine 1 mounted on the vehicle. The internal combustion engine 1 is, for example, a spark-ignition 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 11 (one of which is illustrated in FIG. 2). An injector 111 that injects fuel toward the intake port is provided in the vicinity of the intake port of each cylinder 11. Further, a spark plug 112 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 11. The spark plug 112 induces a spark discharge between the center electrode and the ground electrode in response to the application of the induced voltage generated by the ignition coil.

吸気を供給するための吸気通路13は、外部から空気を取り入れて各気筒11の吸気ポートへと導く。吸気通路13上には、エアクリーナ131、電子スロットルバルブ132、サージタンク133、吸気マニホルド134を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 13 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 11. An air cleaner 131, an electronic throttle valve 132, a surge tank 133, and an intake manifold 134 are arranged in this order from the upstream on the intake passage 13.

排気を排出するための排気通路14は、気筒11内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒11の排気ポートから外部へと導く。この排気通路14上には、排気マニホルド142及び排気浄化装置141を配置している。排気浄化装置141は、内燃機関1の気筒1から排出される排気に含まれる有害物質HC、CO及びNOxを酸化/還元処理して無害化する三元触媒層1411と、有害物質のうちの特にHCを吸着するHC吸着層1412とを備えている。触媒層1411は、コージライト等のセラミックを素材としハニカム構造をなす担体1413に、三元触媒として作用する貴金属である白金Ptや酸素吸蔵能力を有するセリアCeO2を含むコート材を塗布して構成できる。吸着層1412は、担体1413にHCを吸着できるゼオライト等の吸着材を塗布して構成できる。 The exhaust passage 14 for exhausting the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 11 to the outside from the exhaust port of each cylinder 11. An exhaust manifold 142 and an exhaust purification device 141 are arranged on the exhaust passage 14. The exhaust purification device 141 includes a three-way catalyst layer 1411 that oxidizes / reduces harmful substances HC, CO, and NO x contained in the exhaust gas discharged from the cylinder 1 of the internal combustion engine 1 to make them harmless, and among the harmful substances. In particular, it is provided with an HC adsorption layer 1412 that adsorbs HC. The catalyst layer 1411 is formed by applying a coating material containing platinum Pt, which is a noble metal acting as a three-way catalyst, and ceria CeO 2 , which has an oxygen storage capacity, to a carrier 1413 having a honeycomb structure made of ceramic such as cordylite. can. The adsorption layer 1412 can be configured by applying an adsorbent such as zeolite capable of adsorbing HC to the carrier 1413.

図3に示すように、排気浄化装置141にあっては、担体1413の表面に吸着層1412を形成し、その上に重ねて触媒層1411を形成する。但し、図4に示すように、排気浄化装置141における排気の流れる方向に沿って上流側に吸着層1412を、下流側に触媒層1411を、別個に形成しても構わない。 As shown in FIG. 3, in the exhaust gas purification device 141, the adsorption layer 1412 is formed on the surface of the carrier 1413, and the catalyst layer 1411 is formed on the adsorption layer 1412. However, as shown in FIG. 4, the adsorption layer 1412 may be separately formed on the upstream side and the catalyst layer 1411 may be separately formed on the downstream side along the direction in which the exhaust gas flows in the exhaust gas purification device 141.

外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置12は、排気通路14と吸気通路13とを連通する外部EGR通路121と、EGR通路121上に設けたEGRクーラ122と、EGR通路121を開閉し当該EGR通路121を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ123とを要素とする。EGR通路121の入口は、排気通路14における触媒141の下流の所定箇所に接続している。EGR通路121の出口は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流の所定箇所(特に、サージタンク133または吸気マニホルド134)に接続している。 The external EGR (Exhaust Gas Recirculation) device 12 opens and closes the external EGR passage 121 that connects the exhaust passage 14 and the intake passage 13, the EGR cooler 122 provided on the EGR passage 121, and the EGR passage 121, and the EGR passage 121. The element is an EGR valve 123 that controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR gas. The inlet of the EGR passage 121 is connected to a predetermined position downstream of the catalyst 141 in the exhaust passage 14. The outlet of the EGR passage 121 is connected to a predetermined position downstream of the throttle valve 132 in the intake passage 13 (particularly, a surge tank 133 or an intake manifold 134).

内燃機関1には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ15が付帯している。ブレーキブースタ15は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側の部位から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られている真空倍力式(バキューム式)のものである。 The internal combustion engine 1 is provided with a brake booster 15 for reducing the operating force required when braking the vehicle, that is, the pedaling force of the brake pedal. The brake booster 15 draws an intake negative pressure from a portion of the intake passage 13 on the downstream side of the throttle valve 132, and uses the negative pressure to boost the pedaling force of the brake pedal, which is widely known in this field. It is a force type (vacuum type).

内燃機関1、発電用モータジェネレータ2、蓄電装置3、インバータ21、41及び走行用モータジェネレータ4の制御を司る制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECU、即ち内燃機関1を制御するEFI(Electronic Fuel Injection)ECU01、モータジェネレータ2、4及びインバータ21、41を制御するMG(Motor Generator)ECU02、蓄電装置3を制御するBMS(Battery Management System)ECU03等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるHV(Hybrid Vehicle)ECU00が、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。 The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device that controls the internal combustion engine 1, the power generation motor generator 2, the power storage device 3, the inverters 21, 41, and the traveling motor generator 4, is a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like. It is a microcomputer system having. The ECU 0 is a plurality of ECUs, that is, an EFI (Electronic Fuel Injection) ECU 01 that controls an internal combustion engine 1, an MG (Motor Generator) ECU 02 that controls motor generators 2, 4 and inverters 21, 41, and a BMS that controls a power storage device 3. (Battery Management System) ECU 03 and the like, and HV (Hybrid Vehicle) ECU 00, which is a higher-level controller that controls their control, are connected to each other so as to be able to communicate with each other via a telecommunications line such as CAN (Control Area Network). It is a vehicle.

ECU0に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度(いわば、運転者が車両(の走行用モータジェネレータ4)に対して要求している駆動力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、運転者がブレーキペダルを踏んでいることを検出するスイッチ、運転者によるブレーキペダルの踏込量を検出するセンサまたはマスタシリンダ16から吐出されるブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号d、内燃機関1の気筒11に連なる吸気通路13(特に、サージタンク133または吸気マニホルド134)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関1の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、蓄電装置3に蓄えている電荷量を検出するセンサ(特に、バッテリ電流及び/またはバッテリ電圧センサ)から出力されるバッテリSOC(State Of Charge)信号g、ブレーキブースタ15の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号h等が入力される。 For ECU 0, the vehicle speed signal a output from the vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, the crank angle signal b output from the crank angle sensor that detects the rotation angle of the crank shaft of the internal combustion engine 1 and the engine rotation speed. , The accelerator opening signal output from the sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver as the accelerator opening (so to speak, the driving force required by the driver for the vehicle (driving motor generator 4)). c, a switch that detects that the driver is stepping on the brake pedal, a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal by the driver, or a sensor that detects the master cylinder pressure, which is the pressure of the brake liquid discharged from the master cylinder 16. It is output from the brake depression signal d output from the temperature / pressure sensor that detects the intake air temperature and the intake air pressure in the intake passage 13 (particularly, the surge tank 133 or the intake manifold 134) connected to the cylinder 11 of the internal combustion engine 1. The intake air temperature / intake pressure signal e, the cooling water temperature signal f output from the water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1, and the sensor that detects the amount of charge stored in the power storage device 3 (particularly, the battery current and / Alternatively, the battery SOC (State Of Charge) signal g output from the battery voltage sensor), the negative pressure signal h output from the negative pressure sensor for detecting the negative pressure stored in the constant pressure chamber of the brake booster 15, and the like are input. ..

そして、ECU0は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置3が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ2の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ4が出力する回転駆動力、内燃機関1が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ2が発電する電力の大きさを増減制御する。 Then, the ECU 0 determines the amount of depression of the accelerator pedal operated by the driver, the current vehicle speed, the amount of electric charge stored in the power storage device 3, and the power generation motor generator 2, which are sensed via various sensors. The magnitude of the rotational driving force output by the traveling motor generator 4, the rotational driving force output by the internal combustion engine 1, and the electric charge generated by the power generation motor generator 2 is controlled according to the generated electric power and the like.

原則として、蓄電装置3が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関1への燃料の供給を遮断して内燃機関1を運転しない。翻って、蓄電装置3が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関1の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ2を駆動し、発電を実施して蓄電装置3を充電し、または走行用モータジェネレータ4に供給する電力を増強する。 As a general rule, if the power storage device 3 currently stores sufficient electric charge and the output required for the traveling motor generator 4 is small, the supply of fuel to the internal combustion engine 1 is cut off and the internal combustion engine 1 is operated. do not do. On the other hand, if the amount of electric charge stored in the power storage device 3 is below the lower limit or the output required for the traveling motor generator 4 is large, the internal combustion engine 1 is started to supply fuel to the cylinder 11. It executes firing to burn it, drives the generator motor generator 2 by the rotational driving force output by the internal combustion engine 1, generates electricity to charge the power storage device 3, or supplies it to the traveling motor generator 4. Increase the power to be generated.

内燃機関1を始動して発電用モータジェネレータ2による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、これにより内燃機関1の始動のためのモータリング(クランキング)を行う。内燃機関1のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関1の各気筒11の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関1の各気筒11の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ2に付帯するレゾルバを介して(MG ECU02において)検出することができ、内燃機関1に付帯するクランク角センサを介して(EFI ECU01において)検出することもできる。 In order to start the internal combustion engine 1 and execute power generation by the power generation motor generator 2, first, the power generation motor generator 2 is operated as an electric motor, thereby motoring for starting the internal combustion engine 1. Ranking). When the crankshaft of the internal combustion engine 1 has rotated a predetermined number of times or more or a predetermined angle or more, and the cylinder determination for knowing the current stroke of each cylinder 11 of the internal combustion engine 1 or the position of the piston is completed, each cylinder 11 of the internal combustion engine 1 is completed. Inject fuel at an appropriate timing according to the process of, and start firing to ignite and burn the fuel at an appropriate timing. The rotation angle and rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 1, that is, the engine speed can be detected via the resolver attached to the power generation motor generator 2 (in the MG ECU 02), and the crank angle sensor attached to the internal combustion engine 1 can be detected. It can also be detected via (in the EFI ECU 01).

内燃機関1のクランクシャフトの回転が加速し、エンジン回転数が始動判定値を超えたならば、内燃機関1が始動して自立的に回転する状態となった(換言すれば、発電用モータジェネレータ2の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになった)と判定し、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ2の出力を0まで低減させてモータリングを終了する。 When the rotation of the crank shaft of the internal combustion engine 1 accelerates and the engine rotation speed exceeds the start determination value, the internal combustion engine 1 starts and is in a state of autonomous rotation (in other words, a motor generator for power generation). Even if the output of 2 is reduced, the engine rotation speed can still maintain the upward trend), and the output of the power generation motor generator 2 operating as an electric motor is reduced to 0 to end the motoring. do.

内燃機関1の始動判定後は、内燃機関1により発電用モータジェネレータ2を回転駆動する。そして、発電用モータジェネレータ2を発電機として作動させ、その発電電力を0から増大させる。しかして、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関1の気筒1に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ2の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関1を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関1が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。 After the start determination of the internal combustion engine 1, the internal combustion engine 1 rotationally drives the power generation motor generator 2. Then, the power generation motor generator 2 is operated as a generator, and the generated power is increased from 0. Then, the intake amount and the fuel injection amount supplied to the cylinder 1 of the internal combustion engine 1 and the power generation power of the power generation motor generator 2 are adjusted in an increase or decrease so as to follow the target rotation speed in which the engine rotation speed is gradually increased. .. The final target rotation speed is the rotation speed at which the internal combustion engine 1 can be operated with optimum or near optimum efficiency and is most advantageous for the fuel consumption rate, or the internal combustion engine 1 has the maximum torque or maximum output or a torque or output close to this. Set the number of revolutions so that it can be achieved.

ECU0の一部をなすEFI ECU01は、内燃機関1の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒11に吸入される空気量(いわば、エンジントルクまたはエンジン負荷率)を推算して、吸入空気量に見合った(目標空燃比を実現するために必要な)要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった内燃機関1の運転パラメータを決定する。EFI ECU01は、運転パラメータに対応した点火信号i、燃料噴射信号j、スロットルバルブ132の開度操作信号k、EGRバルブ123の開度操作信号l等の各種制御信号を、出力インタフェースを介して点火プラグ112のイグナイタ、インジェクタ111、スロットルバルブ132、EGRバルブ123等に対して出力する。 The EFI ECU 01, which forms a part of the ECU 0, acquires various information a, b, c, d, e, f, g, h necessary for the operation control of the internal combustion engine 1 via the input interface, and knows the engine rotation speed. The required fuel injection amount and fuel injection (necessary to achieve the target air-fuel ratio) commensurate with the intake air amount are estimated by estimating the amount of air sucked into the cylinder 11 (so to speak, engine torque or engine load factor). Operating parameters of the internal combustion engine 1 such as timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing (including the number of ignitions for one combustion), required EGR rate (or EGR gas amount), etc. To determine. The EFI ECU 01 ignites various control signals such as an ignition signal i, a fuel injection signal j, an opening operation signal k of the throttle valve 132, and an opening operation signal l of the EGR valve 123 corresponding to the operation parameters via the output interface. It outputs to the igniter, injector 111, throttle valve 132, EGR valve 123, etc. of the plug 112.

その上で、図5に示すように、本実施形態のECU0(または、EFI ECU01)は、ファイアリングを停止していた内燃機関1を始動した(と判定した)直後(ステップS1)の時期に、その他の時期と比較して、内燃機関1の気筒11に吸入される空気量及び燃料噴射量をより少なく、かつ気筒11における混合気への火花点火タイミングをより遅角するように制御する(ステップS2)。 Then, as shown in FIG. 5, the ECU 0 (or EFI ECU 01) of the present embodiment starts (determines) the internal combustion engine 1 whose firing has been stopped immediately after (step S1). , The amount of air and fuel injected into the cylinder 11 of the internal combustion engine 1 is smaller than that at other times, and the spark ignition timing of the air-fuel mixture in the cylinder 11 is controlled to be more retarded (). Step S2).

ステップS2では、例えば、目標エンジン回転数またはアイドル回転数を平常の値よりも低く設定し、スロットルバルブ132の開度を平常よりも縮小することで、吸入空気量及び燃料噴射量を平常よりも低減する。このときの燃料噴射量は、気筒1に充填される混合気の空燃比が理論空燃比またはその近傍の目標空燃比となるように設定する。また、点火タイミングを平常よりも遅角化すると、気筒11における熱機械変換効率がより低下する。その分、気筒11から排出されて排気浄化装置141に流れ込む排気の温度が高くなる。 In step S2, for example, the target engine speed or idle speed is set lower than the normal value, and the opening degree of the throttle valve 132 is reduced from the normal value, so that the intake air amount and the fuel injection amount are set to be lower than the normal value. Reduce. The fuel injection amount at this time is set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a target air-fuel ratio in the vicinity thereof. Further, if the ignition timing is delayed from the normal angle, the thermomechanical conversion efficiency in the cylinder 11 is further lowered. By that amount, the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder 11 and flowing into the exhaust gas purification device 141 becomes higher.

加えて、本実施形態では、排気浄化装置141におけるHC吸着層1412の熱容量と、三元触媒層1411の熱容量との間に差を設けている。具体的には、担体1413に塗布するHC吸着材の層1412を三元触媒を含むコート材の層1411よりも厚く(または、分量をより多く)したり、前者の層1412の平均細孔径を後者の層1411の平均細孔径よりも小さくしたりして、吸着層1412の熱容量を触媒層1411の熱容量よりも大きくしている。 In addition, in the present embodiment, a difference is provided between the heat capacity of the HC adsorption layer 1412 in the exhaust gas purification device 141 and the heat capacity of the three-way catalyst layer 1411. Specifically, the layer 1412 of the HC adsorbent to be applied to the carrier 1413 may be thicker (or larger) than the layer 1411 of the coating material containing the ternary catalyst, or the average pore diameter of the former layer 1412 may be increased. The heat capacity of the adsorption layer 1412 is made larger than the heat capacity of the catalyst layer 1411 by making it smaller than the average pore diameter of the latter layer 1411.

仮に、吸着層1412の熱容量と触媒層1411の熱容量とが同等であるとすると、図9に示すように、内燃機関1の始動後の吸着層1412の温度(図中、太い破線で描画する)の上昇の速さ(単位時間あたりの温度上昇量)と、触媒層1411の温度(図中、細い実線で描画する)の上昇の速さとが近しくなる。触媒層1411が活性化する温度T1、即ち排気に含まれる有害物質HC、CO及びNOxを三元触媒によりある程度以上酸化/還元させて浄化できるようになる温度は、数百℃以上である。対して、吸着層1412が吸着したHCを離してしまう温度T2はそれよりも低く、百℃ないし百五十℃程度である。より厳密に言えば、吸着層1412においてはHCの吸着と脱離とが同時に進行しており、吸着層1412の温度がT2以上に高まると、HCの脱離の速さ(単位時間及び単位面積あたりの脱離量)が吸着の速さ(単位時間及び単位面積あたりの吸着量)を上回るようになる。従って、HC吸着層1412の温度がT2に達してから三元触媒層1411の温度がT1に達するまでの期間Cに、一旦は吸着層1412に吸着したHCが吸着層1412から脱離し、しかもそのHCが触媒層1411において充分に酸化処理されずに、外部に放出されてしまう。 Assuming that the heat capacity of the adsorption layer 1412 and the heat capacity of the catalyst layer 1411 are equivalent, as shown in FIG. 9, the temperature of the adsorption layer 1412 after the start of the internal combustion engine 1 (drawn by a thick broken line in the figure). The rate of increase in temperature (the amount of temperature increase per unit time) and the rate of increase in the temperature of the catalyst layer 1411 (drawn by a thin solid line in the figure) become close to each other. The temperature T 1 at which the catalyst layer 1411 is activated, that is, the temperature at which the harmful substances HC, CO, and NO x contained in the exhaust gas can be oxidized / reduced to some extent or more by the three-way catalyst to be purified is several hundred degrees Celsius or more. .. On the other hand, the temperature T 2 at which the adsorption layer 1412 separates the adsorbed HC is lower than that, and is about 100 ° C. to 150 ° C. Strictly speaking, in the adsorption layer 1412, the adsorption and desorption of HC proceed at the same time, and when the temperature of the adsorption layer 1412 rises to T 2 or higher, the speed of desorption of HC (unit time and unit). The amount of desorption per area) exceeds the speed of adsorption (unit time and amount of adsorption per unit area). Therefore, during the period C from when the temperature of the HC adsorption layer 1412 reaches T 2 to when the temperature of the three-way catalyst layer 1411 reaches T 1 , the HC once adsorbed on the adsorption layer 1412 is desorbed from the adsorption layer 1412. Moreover, the HC is not sufficiently oxidized in the catalyst layer 1411 and is released to the outside.

翻って、吸着層1412の熱容量を触媒層1411の熱容量よりも大きくしていれば、図6に示すように、内燃機関1の始動後の吸着層1412の温度(図中、太い破線で描画する)の上昇がより遅く、触媒層1411の温度(図中、細い実線で描画する)の上昇がより速くなる。吸入空気量を低減しながら点火タイミングを遅角するステップS2の制御により、排気浄化装置141を流れる排気が高温化しかつ小流量となることとも相まって、HC吸着層1412の温度がT2に達してから三元触媒層1411の温度がT1に達するまでの期間Aが短縮される。結果、内燃機関1の始動直後に外部に放出されるHCの量を従前よりも削減することが可能になる。 On the other hand, if the heat capacity of the adsorption layer 1412 is larger than the heat capacity of the catalyst layer 1411, the temperature of the adsorption layer 1412 after the start of the internal combustion engine 1 (drawn by a thick broken line in the figure) as shown in FIG. ) Slowly rises, and the temperature of the catalyst layer 1411 (drawn by a thin solid line in the figure) rises faster. By controlling step S2 that retards the ignition timing while reducing the amount of intake air, the temperature of the HC adsorption layer 1412 reaches T 2 in combination with the fact that the exhaust gas flowing through the exhaust gas purification device 141 becomes hot and has a small flow rate. The period A from when the temperature of the three-way catalyst layer 1411 reaches T 1 is shortened. As a result, it becomes possible to reduce the amount of HC released to the outside immediately after the start of the internal combustion engine 1 as compared with the conventional case.

ECU0は、排気浄化装置141の三元触媒層1411の温度が活性化する温度T1以上に上昇したときに(ステップS3)、ステップS2の制御を終了し、内燃機関1の気筒11に吸入される空気量及び燃料噴射量を平常の量まで増加させ、かつ気筒11における混合気への火花点火タイミングを平常のタイミングまで進角する(ステップS4)。 When the temperature of the three-way catalyst layer 1411 of the exhaust gas purification device 141 rises above the activation temperature T 1 (step S3), the ECU 0 ends the control of step S2 and is sucked into the cylinder 11 of the internal combustion engine 1. The amount of air and the amount of fuel injected are increased to the normal amount, and the spark ignition timing of the air-fuel mixture in the cylinder 11 is advanced to the normal timing (step S4).

ECU0は、排気浄化装置141の現在の床温(または、担体1413、吸着層1412若しくは触媒層1411の温度)を、所定周期毎に反復的に推算している。ステップS3では、その推定温度を活性化温度T1と比較する。排気浄化装置141の現在温度の推定は、既知の手法に則って行うことが可能である。具体的には、まず、現在の内燃機関1の運転領域を基に、気筒11から排出され排気通路14を流通する排気の温度の基本値を求める。ECU0のメモリには予め、内燃機関の運転領域[エンジン回転数,エンジントルク(または、エンジン負荷率、スロットルバルブ132開度、サージタンク133内吸気圧、吸入空気量若しくは燃料噴射量)]と排気温度の基本値との関係を規定したマップデータ格納されている。ECU0は、現在の運転領域のパラメータをキーとして当該マップを検索し、排気温度の基本値を知得する。 The ECU 0 repeatedly estimates the current floor temperature of the exhaust gas purification device 141 (or the temperature of the carrier 1413, the adsorption layer 1412, or the catalyst layer 1411) at predetermined intervals. In step S3, the estimated temperature is compared with the activation temperature T 1 . The estimation of the current temperature of the exhaust gas purification device 141 can be performed according to a known method. Specifically, first, based on the current operating region of the internal combustion engine 1, the basic value of the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder 11 and flowing through the exhaust passage 14 is obtained. In the memory of ECU 0, the operating area of the internal combustion engine [engine rotation speed, engine torque (or engine load factor, throttle valve 132 opening, intake pressure in surge tank 133, intake air amount or fuel injection amount)] and exhaust gas are stored in advance. Map data that defines the relationship with the basic value of temperature is stored. The ECU 0 searches the map using the parameters of the current operating area as a key, and obtains the basic value of the exhaust temperature.

そして、排気温度の基本値を、現在の火花点火タイミング、混合気の空燃比、外気温及び車速等に応じて補正する。排気温度は、点火タイミングが遅角するほど上昇し、空燃比が理論空燃比から乖離するほど低下し、外気温が低くなるほど、また車速が高くなるほど(エンジンルームに吹き込む走行風の流量が増加して排気通路14がより空冷されることから)低下する。さらに、排気浄化装置141に流入した排気の持つ熱が排気浄化装置141(の担体1413、吸着層1412若しくは触媒層1411)に伝わりこれを昇温させるのに要する時間を加味して、排気浄化装置141の現在の推定温度を算出する。 Then, the basic value of the exhaust temperature is corrected according to the current spark ignition timing, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture, the outside air temperature, the vehicle speed, and the like. The exhaust temperature rises as the ignition timing retards, decreases as the air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, and as the outside temperature decreases and the vehicle speed increases (the flow rate of the running wind blown into the engine room increases). (Because the exhaust passage 14 is more air-cooled), the temperature is lowered. Further, the heat of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device 141 is transferred to the exhaust gas purification device 141 (carrier 1413, adsorption layer 1412 or catalyst layer 1411), and the time required to raise the temperature is added to the exhaust gas purification device. Calculate the current estimated temperature of 141.

なお、排気浄化装置141の現在温度は、内燃機関1を始動しファイアリングを開始してからの累積の吸入空気量若しくは燃料噴射量、累積のクランクシャフトの回転回数、または経過時間に応じて推測することも考えられる。無論、排気浄化装置141の温度を検出するセンサが設置されているならば、ECU0が当該温度センサの出力信号を参照して排気浄化装置141の現在温度を直接に実測することが可能である。ステップS3では、その実測温度を活性化温度T1と比較すればよい。 The current temperature of the exhaust gas purification device 141 is estimated according to the cumulative intake air amount or fuel injection amount since the internal combustion engine 1 is started and the firing is started, the cumulative crankshaft rotation speed, or the elapsed time. It is also possible to do. Of course, if a sensor for detecting the temperature of the exhaust purification device 141 is installed, the ECU 0 can directly measure the current temperature of the exhaust purification device 141 with reference to the output signal of the temperature sensor. In step S3, the measured temperature may be compared with the activation temperature T 1 .

本実施形態では、気筒11から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層1412、及びHCを酸化させる触媒層1411を有する浄化装置141が排気通路14に設けられた内燃機関1であって、当該内燃機関1の始動直後の時期に、その他の時期と比較して気筒11に吸入される空気量がより少なくかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記吸着層1412と前記触媒層1411との熱容量の差で吸着層1412の温度上昇が触媒層1411の温度上昇よりも遅れる内燃機関を構成した。本実施形態によれば、内燃機関1の始動直後において、吸着層1412から脱離したHCが触媒層1411で浄化されずに外部に放出される量を一層削減することができる。 In the present embodiment, the internal combustion engine 1 is provided with a purification device 141 having an adsorption layer 1412 for adsorbing HC contained in the exhaust discharged from the cylinder 11 and a catalyst layer 1411 for oxidizing HC in the exhaust passage 14. Immediately after the start of the internal combustion engine 1, the amount of air sucked into the cylinder 11 is controlled to be smaller and the ignition timing is further retarded as compared with other times, and the adsorption layer 1412 and the catalyst are controlled. An internal combustion engine was configured in which the temperature rise of the adsorption layer 1412 was delayed from the temperature rise of the catalyst layer 1411 due to the difference in heat capacity from the layer 1411. According to the present embodiment, immediately after the start of the internal combustion engine 1, the amount of HC desorbed from the adsorption layer 1412 that is not purified by the catalyst layer 1411 and is released to the outside can be further reduced.

<第二実施形態>本発明の第二実施形態は、上述した第一実施形態を一部改変したものである。以下、第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態と共通する要素、例えばハイブリッド車両の概要や内燃機関1及び排気浄化装置141等については、説明を割愛する。 <Second Embodiment> The second embodiment of the present invention is a partially modified version of the above-mentioned first embodiment. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described. The description of the elements common to the first embodiment, such as the outline of the hybrid vehicle, the internal combustion engine 1, the exhaust gas purification device 141, and the like, will be omitted.

図7に示すように、本実施形態のECU0(または、EFI ECU01)は、ファイアリングを停止していた内燃機関1を始動した(と判定した)後(ステップS1)、排気浄化装置141の吸着層1412の温度がある値、即ちHCの脱離が起こる温度T2以上に上昇した時期に(ステップS5)、その他の時期と比較して、内燃機関1の気筒11に吸入される空気量及び燃料噴射量をより多く、かつ気筒11における混合気への火花点火タイミングをより遅角するように制御する(ステップS6)。 As shown in FIG. 7, the ECU 0 (or EFI ECU 01) of the present embodiment starts (determines) the internal combustion engine 1 whose firing has been stopped (determined), and then sucks the exhaust gas purification device 141 (step S1). The amount of air sucked into the cylinder 11 of the internal combustion engine 1 and the amount of air taken into the cylinder 11 of the internal combustion engine 1 at a certain value, that is, when the temperature of the layer 1412 rises above the temperature T 2 at which HC desorption occurs (step S5), as compared with other times. The fuel injection amount is controlled to be larger, and the spark ignition timing to the air-fuel mixture in the cylinder 11 is controlled to be further retarded (step S6).

既に第一実施形態にて述べた通り、ECU0は、排気浄化装置141の現在の床温(または、担体1413、吸着層1412若しくは触媒層1411の温度)を、所定周期毎に反復的に推算している。ステップS5では、その推定温度をHC脱離温度T2と比較する。無論、ECU0が温度センサを介して排気浄化装置141の現在温度を実測できるのであれば、その実測温度をHC脱離温度T2と比較すればよい。 As already described in the first embodiment, the ECU 0 repeatedly estimates the current floor temperature of the exhaust gas purification device 141 (or the temperature of the carrier 1413, the adsorption layer 1412 or the catalyst layer 1411) at predetermined intervals. ing. In step S5, the estimated temperature is compared with the HC desorption temperature T 2 . Of course, if the ECU 0 can actually measure the current temperature of the exhaust gas purification device 141 via the temperature sensor, the measured temperature may be compared with the HC desorption temperature T 2 .

ステップS6では、例えば、目標エンジン回転数またはアイドル回転数を平常の値よりも高く設定し、スロットルバルブ132の開度を平常よりも拡大することで、吸入空気量及び燃料噴射量を平常よりも増量する。このときの燃料噴射量もまた、気筒1に充填される混合気の空燃比が理論空燃比またはその近傍の目標空燃比となるように設定する。点火タイミングを平常よりも遅角化すると、気筒11から排出されて排気浄化装置141に流れ込む排気の温度が高くなる。 In step S6, for example, by setting the target engine speed or idle speed higher than the normal value and expanding the opening degree of the throttle valve 132 more than normal, the intake air amount and the fuel injection amount are set higher than normal. Increase the amount. The fuel injection amount at this time is also set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture filled in the cylinder 1 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or a target air-fuel ratio in the vicinity thereof. When the ignition timing is delayed from the normal angle, the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder 11 and flowing into the exhaust gas purification device 141 becomes high.

吸入空気量を増量しながら点火タイミングを遅角するステップS6の制御により、排気浄化装置141を流れる排気が高温化しかつより大流量となる。従って、図8に示すように、吸着層1412の温度(図中、太い破線で描画する)がHC脱離温度T2に達して以降、触媒層1411の温度(図中、細い実線で描画する)の上昇がより速くなる。つまり、HC吸着層1412の温度がT2に達してから三元触媒層1411の温度がT1に達するまでの期間Bが短縮される。結果、内燃機関1の始動直後に外部に放出されるHCの量を従前よりも削減することが可能になる。 By controlling step S6 in which the ignition timing is retarded while increasing the intake air amount, the exhaust gas flowing through the exhaust gas purification device 141 becomes hot and has a larger flow rate. Therefore, as shown in FIG. 8, after the temperature of the adsorption layer 1412 (drawn by a thick broken line in the figure) reaches the HC desorption temperature T 2 , the temperature of the catalyst layer 1411 (drawn by a thin solid line in the figure) is drawn. ) Rise faster. That is, the period B from when the temperature of the HC adsorption layer 1412 reaches T 2 to when the temperature of the three-way catalyst layer 1411 reaches T 1 is shortened. As a result, it becomes possible to reduce the amount of HC released to the outside immediately after the start of the internal combustion engine 1 as compared with the conventional case.

ECU0は、排気浄化装置141の三元触媒層1411の温度が活性化する温度T1以上に上昇したときに(ステップS7)、ステップS6の制御を終了し、内燃機関1の気筒11に吸入される空気量及び燃料噴射量を平常の量まで減少させ、かつ気筒11における混合気への火花点火タイミングを平常のタイミングまで進角する(ステップS4)。ステップS7では、排気浄化装置141(または、担体1413、吸着層1412若しくは触媒層1411)の現在の推定温度または実測温度を活性化温度T1と比較する。 When the temperature of the three-way catalyst layer 1411 of the exhaust gas purification device 141 rises above the activation temperature T 1 (step S7), the ECU 0 ends the control of step S6 and is sucked into the cylinder 11 of the internal combustion engine 1. The amount of air and the amount of fuel injected are reduced to the normal amount, and the spark ignition timing of the air-fuel mixture in the cylinder 11 is advanced to the normal timing (step S4). In step S7, the current estimated temperature or the measured temperature of the exhaust gas purification device 141 (or the carrier 1413, the adsorption layer 1412 or the catalyst layer 1411) is compared with the activation temperature T 1 .

本実施形態では、気筒11から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層1412、及びHCを酸化させる触媒層1411を有する浄化装置141が排気通路14に設けられた内燃機関1であって、当該内燃機関1の始動後における前記吸着層1412の温度がある値T2以上となったと思しき時期に、その他の時期と比較して気筒11に吸入される空気量がより多くかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記触媒層1411の温度上昇が促進される内燃機関1を構成した。本実施形態によれば、内燃機関1の始動直後において、吸着層1412から脱離したHCが触媒層1411で浄化されずに外部に放出される量を一層削減することができる。 In the present embodiment, the internal combustion engine 1 is provided with a purification device 141 having an adsorption layer 1412 for adsorbing HC contained in the exhaust gas discharged from the cylinder 11 and a catalyst layer 1411 for oxidizing HC. At the time when the temperature of the adsorption layer 1412 after the start of the internal combustion engine 1 seems to reach a certain value T 2 or higher, the amount of air sucked into the cylinder 11 is larger and the ignition timing is higher than at other times. The internal combustion engine 1 is configured so that the angle is controlled to be more retarded and the temperature rise of the catalyst layer 1411 is promoted. According to the present embodiment, immediately after the start of the internal combustion engine 1, the amount of HC desorbed from the adsorption layer 1412 that is not purified by the catalyst layer 1411 and is released to the outside can be further reduced.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記の第一実施形態と第二実施異形態とを組み合わせることは当然に可能である。その場合、まずは、内燃機関1の始動直後の時期に、その他の時期と比較して気筒11に吸入される空気量がより少なくかつ点火タイミングがより遅角するように制御する。そして、吸着層1412の温度がある値T2以上となったと思しき時期に、その他の時期と比較して気筒11に吸入される空気量がより多くかつ点火タイミングがより遅角するように制御する。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, it is naturally possible to combine the above-mentioned first embodiment and the second embodiment. In that case, first, in the period immediately after the start of the internal combustion engine 1, the amount of air sucked into the cylinder 11 is smaller and the ignition timing is further retarded as compared with the other periods. Then, when the temperature of the adsorption layer 1412 is considered to be a certain value T 2 or higher, the amount of air sucked into the cylinder 11 is larger and the ignition timing is further retarded as compared with other times. ..

また、本発明に係る内燃機関1は、ハイブリッド車両ではない、専ら内燃機関1が出力するエンジントルクを駆動輪に入力して走行する従来型の車両に動力源として搭載することもできる。 Further, the internal combustion engine 1 according to the present invention can be mounted as a power source on a conventional vehicle that travels by inputting engine torque exclusively output by the internal combustion engine 1 to the drive wheels, which is not a hybrid vehicle.

その他、各部の具体的な構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に用いることができる。 The present invention can be used for controlling an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…内燃機関
11…気筒
111…インジェクタ
112…点火プラグ
13…吸気通路
132…電子スロットルバルブ
14…排気通路
141…排気浄化装置
1411…触媒層
1412…吸着層
2…モータリング(クランキング)用電動機(発電用モータジェネレータ)
i…点火信号
j…燃料噴射信号
k…スロットルバルブの開度操作信号
0 ... Control unit (ECU)
1 ... Internal combustion engine 11 ... Cylinder 111 ... Injector 112 ... Ignition plug 13 ... Intake passage 132 ... Electronic throttle valve 14 ... Exhaust passage 141 ... Exhaust purification device 1411 ... Catalyst layer 1412 ... Suction layer 2 ... Motoring (cranking) motor (Motor generator for power generation)
i ... Ignition signal j ... Fuel injection signal k ... Throttle valve opening operation signal

Claims (2)

気筒から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層、及びHCを酸化させる触媒層を有する浄化装置が排気通路に設けられた内燃機関であって、
当該内燃機関の始動直後の時期に、その他の時期と比較して気筒に吸入される空気量がより少なくかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記吸着層と前記触媒層との熱容量の差で吸着層の温度上昇が触媒層の温度上昇よりも遅れる内燃機関。
An internal combustion engine in which a purification device having an adsorption layer for adsorbing HC contained in exhaust gas discharged from a cylinder and a catalyst layer for oxidizing HC is provided in an exhaust passage.
Immediately after the start of the internal combustion engine, the amount of air sucked into the cylinder is controlled to be smaller and the ignition timing is more retarded than at other times, and the heat capacity of the adsorption layer and the catalyst layer is controlled. An internal combustion engine in which the temperature rise of the adsorption layer is delayed from the temperature rise of the catalyst layer due to the difference between the two.
気筒から排出される排気に含まれるHCを吸着する吸着層、及びHCを酸化させる触媒層を有する浄化装置が排気通路に設けられた内燃機関であって、
当該内燃機関の始動後における前記吸着層の温度がある値以上となったと思しき時期に、その他の時期と比較して気筒に吸入される空気量がより多くかつ点火タイミングがより遅角するように制御され、前記触媒層の温度上昇が促進される内燃機関。
An internal combustion engine in which a purification device having an adsorption layer for adsorbing HC contained in exhaust gas discharged from a cylinder and a catalyst layer for oxidizing HC is provided in an exhaust passage.
When the temperature of the adsorption layer is considered to be above a certain value after the start of the internal combustion engine, the amount of air sucked into the cylinder is larger and the ignition timing is delayed more than at other times. An internal combustion engine that is controlled and promotes a temperature rise of the catalyst layer.
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