WO2012032616A1 - 内燃機関の制御装置及び方法 - Google Patents

内燃機関の制御装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012032616A1
WO2012032616A1 PCT/JP2010/065407 JP2010065407W WO2012032616A1 WO 2012032616 A1 WO2012032616 A1 WO 2012032616A1 JP 2010065407 W JP2010065407 W JP 2010065407W WO 2012032616 A1 WO2012032616 A1 WO 2012032616A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
fuel
engine
catalyst
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/065407
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 中山
徹 木所
裕 澤田
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2012532770A priority Critical patent/JP5392412B2/ja
Priority to CN201080068959.9A priority patent/CN103080508B/zh
Priority to PCT/JP2010/065407 priority patent/WO2012032616A1/ja
Priority to US13/821,377 priority patent/US9422882B2/en
Publication of WO2012032616A1 publication Critical patent/WO2012032616A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0255—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus to accelerate the warming-up of the exhaust gas treating apparatus at engine start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/0613—Switch-over from one fuel to another
    • F02D19/0615—Switch-over from one fuel to another being initiated by automatic means, e.g. based on engine or vehicle operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0642—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions
    • F02D19/0647—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels at least one fuel being gaseous, the other fuels being gaseous or liquid at standard conditions the gaseous fuel being liquefied petroleum gas [LPG], liquefied natural gas [LNG], compressed natural gas [CNG] or dimethyl ether [DME]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0668—Treating or cleaning means; Fuel filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0686—Injectors
    • F02D19/0692—Arrangement of multiple injectors per combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine control device and an internal combustion engine control method.
  • a catalyst is provided for adsorbing and purifying exhaust components discharged from the internal combustion engine.
  • the catalyst is in an inactive state when the internal combustion engine is started, and the adsorption and purification performance is reduced. Therefore, a technique is disclosed in which gaseous fuel is used when the internal combustion engine is started, and the internal combustion engine is operated by switching from gaseous fuel to liquid fuel after a set time has elapsed since the start of the engine (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 good startability and improvement of exhaust emission at the start of the engine are attempted.
  • the cruising range is secured by minimizing the use of gaseous fuel.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique for improving exhaust emission at the time of starting the engine without degrading the performance of the catalyst at the time of starting the engine.
  • the present invention A catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine capable of using a plurality of types of fuel, and that adsorbs and purifies exhaust components discharged from the internal combustion engine; When a request is made to stop the internal combustion engine, among the plurality of types of fuel, when the first fuel that easily adsorbs the unburned fuel component to the catalyst is used, the first fuel is changed to the second fuel.
  • the internal combustion engine is operated until the engine is stopped by switching to the second fuel, it is possible to suppress the unburned fuel component from being adsorbed on the catalyst whose temperature has been lowered after the engine is stopped.
  • the unburned fuel component is not adsorbed to the catalyst at the next engine start, and the performance of the catalyst at the time of engine start does not deteriorate, so the exhaust component discharged from the internal combustion engine is adsorbed to the catalyst from the beginning of the engine start. And can be purified. Therefore, since exhaust components do not pass through the catalyst when the engine is started, exhaust emission can be improved when the engine is started.
  • the control unit may operate the internal combustion engine at least until exhaust discharged from the internal combustion engine using the second fuel reaches the catalyst before stopping the engine.
  • the second fuel reaches the catalyst when the engine is stopped, it is possible to suppress the unburned fuel component from being adsorbed on the catalyst whose temperature has been lowered after the engine is stopped. In addition, the time until the engine stops can be minimized.
  • the first fuel may be liquid fuel
  • the second fuel may be natural gas
  • the liquid fuel contains a lot of non-methane hydrocarbons, and the non-methane hydrocarbons are easily adsorbed to the catalyst whose temperature has been lowered after the engine is stopped, and the performance of the catalyst at the next engine start-up is lowered.
  • Natural gas is mainly composed of methane, and the proportion of non-methane hydrocarbons is small. According to the present invention, since the internal combustion engine is operated until the engine is stopped by switching from the liquid fuel to the natural gas, it is possible to suppress adsorption of non-methane hydrocarbons to the catalyst after the engine is stopped.
  • the present invention A control method for an internal combustion engine comprising a catalyst that is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine that can use a plurality of types of fuel and that adsorbs and purifies exhaust components discharged from the internal combustion engine,
  • the first fuel is used as the second fuel when the first fuel that easily adsorbs the unburned fuel component to the catalyst is used.
  • This is a control method of an internal combustion engine that switches and operates the internal combustion engine until the engine stops.
  • the exhaust emission at the start of the engine can be improved without degrading the performance of the catalyst at the start of the engine.
  • the exhaust emission at the time of starting the engine can be improved without degrading the performance of the catalyst at the time of starting the engine.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 3 is a flowchart showing an engine stop control routine according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the fuel of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 includes petroleum-based liquid fuel such as gasoline, mixed liquid fuel obtained by mixing an alcohol-containing fuel such as ethanol or methanol, or an oxygen-containing fuel such as MTBE with petroleum-based liquid fuel such as gasoline. Liquid fuel can be used. Further, as the fuel for the internal combustion engine 1, gaseous fuel such as compressed natural gas (CNG) can be used.
  • CNG compressed natural gas
  • the internal combustion engine 1 of the present invention can use a plurality of types of fuel. In the present embodiment, a case where gasoline is used as the liquid fuel and CNG is used as the gaseous fuel is taken as an example. Gasoline corresponds to the first fuel of the present invention, and CNG corresponds to the second fuel of the present invention.
  • a piston 3 is slidably disposed in the cylinder 2 of the internal combustion engine 1.
  • a combustion chamber 4 is defined in the upper part of the cylinder 2 by the upper and inner walls of the cylinder 2 and the top surface of the piston 3.
  • An intake port 5 and an exhaust port 6 are connected to the upper portion of the combustion chamber 4.
  • a spark plug 7 for igniting the air-fuel mixture in the cylinder 2 is disposed above the cylinder 2.
  • An opening of the intake port 5 to the combustion chamber 4 is opened and closed by an intake valve 8.
  • the opening of the exhaust port 6 to the combustion chamber 4 is opened and closed by an exhaust valve 9.
  • the upstream side of the intake port 5 is connected to the intake pipe 10.
  • the exhaust port 6 is connected to the exhaust pipe 11 on the downstream side.
  • the intake port 5 and the intake pipe 10 in this embodiment correspond to an intake passage.
  • the exhaust port 6 and the exhaust pipe 11 in the present embodiment correspond to the exhaust passage of the present invention.
  • the intake port 5 is provided with a first fuel injection valve 12 that injects gasoline into the intake air flowing through the intake port 5.
  • the intake pipe 10 is provided with a second fuel injection valve 13 that injects CNG to the intake air flowing through the intake pipe 10.
  • the fuel injected from the first fuel injection valve 12 and the second fuel injection valve 13 is mixed with the intake air, whereby an air-fuel mixture is formed.
  • the first fuel injection valve 12 is supplied with gasoline stored in the first fuel tank 14. Other mixed liquid fuels can be used for the fuel system from the first fuel tank 14 to the first fuel injection valve 12.
  • the CNG stored in the second fuel tank 15 is supplied to the two-fuel injection valve 13.
  • a throttle valve 16 is disposed in the intake pipe 10 upstream of the second fuel injection valve 13. The amount of intake air flowing through the intake pipe 10 can be adjusted by the throttle valve 16.
  • a three-way catalyst 17 for storing and purifying exhaust components discharged from the internal combustion engine 1 is disposed.
  • the three-way catalyst 17 has a function of storing and purifying hydrocarbons, carbon monoxide, and NOx.
  • the three-way catalyst 17 corresponds to the catalyst of the present invention.
  • the catalyst of the present invention may be a catalyst other than a three-way catalyst.
  • the internal combustion engine 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 18 for controlling the internal combustion engine 1.
  • the ECU 18 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.
  • Various sensors such as an accelerator position sensor 19 and a crank position sensor 20 are connected to the ECU 18 via electric wiring, and output signals of these various sensors are input to the ECU 18.
  • the ignition plug 7, the first fuel injection valve 12, the second fuel injection valve 13, the throttle valve 16, and the like are connected to the ECU 18 through electrical wiring, and these devices are controlled by the ECU 18.
  • CNG is mainly composed of methane, and about 90% of hydrocarbons, which are unburned fuel components contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine 1, are methane.
  • the proportion of hydrocarbons in methane is low.
  • methane is difficult to adsorb on the low temperature three-way catalyst 17. Therefore, even when the three-way catalyst 17 is at a low temperature, it is possible to suppress non-methane hydrocarbons from being preferentially adsorbed to the three-way catalyst 17 over NOx. Therefore, if CNG is used when the three-way catalyst 17 is at a low temperature, NOx can be adsorbed by the three-way catalyst 17 and the amount of NOx discharged to the outside can be reduced.
  • the first fuel corresponding to gasoline easily adsorbs non-methane hydrocarbons as an unburned fuel component to the three-way catalyst 17 whose temperature has dropped after the engine is stopped. It is a fuel that reduces the adsorption and purification performance for NOx. That is, the first fuel is a fuel in which the unburned fuel component is easily adsorbed by the three-way catalyst 17. Examples of the first fuel include gasoline and other liquid fuels with a high content of non-methane hydrocarbons.
  • the second fuel corresponding to CNG is difficult to adsorb non-methane hydrocarbons as unburned fuel components to the three-way catalyst 17 whose temperature has dropped after the engine has stopped, and the three-way catalyst 17 adsorbs to NOx at the next engine start. In addition, the fuel does not deteriorate the purification performance. That is, the second fuel is a fuel other than the first fuel. Examples of the second fuel include CNG having a small content of non-methane hydrocarbon and mainly containing methane.
  • non-methane hydrocarbons can be prevented from being adsorbed on the three-way catalyst 17 after the engine is stopped.
  • the non-methane hydrocarbon is not adsorbed on the three-way catalyst 17 at the next engine start, and the adsorption and purification performance of the three-way catalyst 17 for NOx at the time of engine start does not deteriorate.
  • the NOx discharged from the internal combustion engine 1 can be adsorbed and purified by the three-way catalyst 17. Therefore, since NOx does not pass through the three-way catalyst 17 when the engine is started, exhaust emission can be improved when the engine is started.
  • the internal combustion engine 1 is operated until the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 reaches the three-way catalyst 17 using CNG before the engine stop.
  • the internal combustion engine 1 is The operation may be continued even after the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 using CNG reaches the three-way catalyst.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an engine stop control routine executed when the internal combustion engine 1 is stopped.
  • the engine stop control routine will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is repeatedly executed by the ECU 18 every predetermined time.
  • the ECU 18 that executes this routine corresponds to the control unit of the present invention.
  • S101 it is determined whether there is an engine stop request for the internal combustion engine 1 issued by the user.
  • the presence of an engine stop request can be determined by the ECU 18 receiving an engine stop request signal issued by the user.
  • the engine stop request signal is issued, for example, when the user turns off the ignition switch. If a positive determination is made in S101, the process proceeds to S102. If a negative determination is made in S101, this routine is once terminated.
  • S102 it is determined whether or not the currently used fuel is gasoline. It can be determined by the ECU 18 whether the internal combustion engine 1 is operated using either gasoline or CNG fuel. If a positive determination is made in S102, the process proceeds to S103. If a negative determination is made in S102, the process proceeds to S105.
  • the internal combustion engine 1 is operated in a state where the CNG is used until the exhaust discharged from the internal combustion engine 1 using the CNG reaches the three-way catalyst 17 before the engine is stopped.
  • the operation time in S104 may be a predetermined time obtained in advance by a test or the like, and exhaust exhausted from the internal combustion engine 1 using at least CNG reaches the three-way catalyst 17 from the engine speed and intake air amount. It may be obtained by calculating the time until.
  • non-methane hydrocarbons are prevented from being adsorbed by the three-way catalyst 17 whose temperature has been lowered after the engine stop of the internal combustion engine 1 that can use CNG and gasoline.
  • the NOx adsorption and purification performance of the three-way catalyst 17 at the start is not deteriorated, and the exhaust emission at the next engine start can be improved.
  • the control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Moreover, the said Example is also an Example of the control method of the internal combustion engine which concerns on this invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

　本発明は、機関始動時の触媒の性能を低下させず、機関始動時の排気エミッションを改善する技術を提供することを目的とする。本発明は、複数種類の燃料を使用可能な内燃機関の排気通路に設けられ、内燃機関から排出された排気成分を吸着及び浄化する触媒を備え、内燃機関の停止要求時に、複数種類の燃料のうち、触媒に未燃燃料成分を吸着させ易い第１の燃料を使用している場合には、第１の燃料から第２の燃料に切り替えて、内燃機関を機関停止まで運転する。

Description

内燃機関の制御装置及び方法
　本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
　内燃機関の排気通路には、内燃機関から排出される排気成分を吸着及び浄化するために触媒が設けられる。触媒は、内燃機関の機関始動時には不活性状態であり、吸着及び浄化の性能が低下する。そのため、内燃機関の機関始動時に気体燃料を使用し、機関始動からの設定時間経過後に気体燃料から液体燃料に切り替えて内燃機関を運転する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。これにより特許文献１では、良好な始動性と機関始動時の排気エミッションの改善を図っている。また、気体燃料の使用を極力抑えることで航続距離の確保を図っている。
特開２００２－０３８９８０号公報 特開２００９－０４７０７１号公報
　ところで、機関始動時における触媒の排気成分を吸着及び浄化する性能は、機関始動前の影響を受けることが明らかになってきた。機関始動前において、機関停止後の温度低下した触媒に未燃燃料成分を吸着させ易く次回の機関始動時の触媒の排気成分を吸着及び浄化する性能を低下させてしまう燃料を使用していると、機関停止時に触媒に至る排気には触媒に吸着され易い未燃燃料成分が含まれることになる。この未燃燃料成分は、機関停止後に触媒の温度が低下すると触媒に吸着される。そのため、次回の機関始動時には、触媒には既にこの未燃燃料成分が吸着され、機関始動時における触媒の排気成分を吸着及び浄化する性能が低下するので、触媒に機関始動時に内燃機関から排出される排気成分を吸着及び浄化させることができない。これにより、機関始動時の排気成分が触媒をすり抜けて外部に排出されてしまい、機関始動時の排気エミッションが悪化する問題があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、機関始動時の触媒の性能を低下させず、機関始動時の排気エミッションを改善する技術を提供することを目的とする。
　本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
　複数種類の燃料を使用可能な内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排気成分を吸着及び浄化する触媒と、
　前記内燃機関の停止要求時に、複数種類の燃料のうち、前記触媒に未燃燃料成分を吸着させ易い第１の燃料を使用している場合には、前記第１の燃料から第２の燃料に切り替えて、前記内燃機関を機関停止まで運転する制御部と、
を備えた内燃機関の制御装置である。
　本発明によると、第２の燃料に切り替えて内燃機関を機関停止まで運転するので、機関停止後の温度低下した触媒に未燃燃料成分が吸着してしまうことを抑制できる。これにより、次回の機関始動時には触媒に未燃燃料成分が吸着しておらず、機関始動時の触媒の性能が低下しないので、機関始動当初から、内燃機関から排出される排気成分を触媒に吸着及び浄化することができる。したがって、機関始動時に排気成分が触媒をすり抜けないので、機関始動時の排気エミッションを改善することができる。
　前記制御部は、前記内燃機関を、機関停止前に、前記第２の燃料を使用して前記内燃機関から排出される排気が前記触媒に至るまで少なくとも運転するとよい。
　本発明によると、機関停止時に第２の燃料が触媒に至るので、機関停止後に温度低下した触媒に未燃燃料成分が吸着してしまうことを抑制できる。また、機関停止までの時間を必要最小限にすることができる。
　前記第１の燃料が、液体燃料であり、前記第２の燃料が、天然ガスであるとよい。
　液体燃料は、非メタンの炭化水素を多く含み、非メタンの炭化水素が、機関停止後の温度低下した触媒に吸着し易く次回の機関始動時の触媒の性能を低下させる。天然ガスは、主成分がメタンであり、非メタンの炭化水素の割合が少ない。本発明によると、液体燃料から天然ガスに切り替えて内燃機関を機関停止まで運転するので、機関停止後に非メタンの炭化水素が触媒に吸着してしまうことを抑制できる。
　本発明は、
　複数種類の燃料を使用可能な内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排気成分を吸着及び浄化する触媒を備えた内燃機関の制御方法であって、
　前記内燃機関の停止要求時に、複数種類の燃料のうち、前記触媒に未燃燃料成分を吸着させ易い第１の燃料を使用している場合には、前記第１の燃料から第２の燃料に切り替えて、前記内燃機関を機関停止まで運転する内燃機関の制御方法である。
　本発明によっても、機関始動時の触媒の性能を低下させず、機関始動時の排気エミッションを改善することができる。
　本発明によれば、機関始動時の触媒の性能を低下させず、機関始動時の排気エミッションを改善することができる。
本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 実施例１に係る機関停止制御ルーチンを示すフローチャートである。
　以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
　＜実施例１＞
　図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１の燃料には、ガソリン等の石油系液体燃料や、エタノールやメタノール等のアルコール又はＭＴＢＥ等の含酸素燃料をガソリン等の石油系液体燃料に混合した混合液体燃料等の、液体燃料が使用可能である。また内燃機関１の燃料には、圧縮天然ガス（ＣＮＧ（Compressed Natural Gas））等の気体燃料も使用可能である。このように本発明の内燃機関１は、複数種類の燃料が使用可能である。本実施例では、液体燃料としてガソリンを使用し、気体燃料としてＣＮＧを使用する場合を例に挙げる。ガソリンが本発明の第１の燃料に対応し、ＣＮＧが本発明の第２の燃料に対応する。
　内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に配置されている。気筒２内上部には、気筒２の上壁及び内壁とピストン３頂面で燃焼室４が区画形成される。燃焼室４上部には、吸気ポート５及び排気ポート６が接続されている。気筒２上部には、気筒２内の混合気に点火を行う点火プラグ７が配置されている。吸気ポート５の燃焼室４への開口部は吸気弁８によって開閉される。また、排気ポート６の燃焼室４への開口部は排気弁９によって開閉される。吸気ポート５はその上流側が吸気管１０に接続されている。排気ポート６はその下流側が排気管１１に接続されている。本実施例における吸気ポート５及び吸気管１０が、吸気通路に対応する。本実施例における排気ポート６及び排気管１１が、本発明の排気通路に対応する。
　吸気ポート５には、吸気ポート５を流通する吸気に対してガソリンを噴射する第１燃料噴射弁１２が配置されている。吸気管１０には、吸気管１０を流通する吸気に対してＣＮＧを噴射する第２燃料噴射弁１３が配置されている。第１燃料噴射弁１２及び第２燃料噴射弁１３から噴射された燃料が吸気と混合されることで、混合気が形成される。第１燃料噴射弁１２には、第１燃料タンク１４に貯留されたガソリンが供給される。第１燃料タンク１４から第１燃料噴射弁１２に至る燃料系には他の混合液体燃料等も使用可能である。２燃料噴射弁１３には、第２燃料タンク１５に貯留されたＣＮＧが供給される。第２燃料噴射弁１３よりも上流側の吸気管１０には、スロットル弁１６が配置されている。スロットル弁１６により吸気管１０を流通する吸気量を調節可能である。
　排気管１１には、内燃機関１から排出された排気成分を吸蔵及び浄化する三元触媒１７が配置されている。三元触媒１７は、炭化水素、一酸化炭素、ＮＯｘを吸蔵及び浄化する機能を有する。三元触媒１７が、本発明の触媒に対応する。なお、本発明の触媒としては、三元触媒以外の触媒であってもよい。
　内燃機関１には、内燃機関１を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１８が併設されている。ＥＣＵ１８は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１８には、アクセルポジションセンサ１９、クランクポジションセンサ２０等の各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１８に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１８には、点火プラグ７、第１燃料噴射弁１２、第２燃料噴射弁１３、及びスロットル弁１６等が電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１８によりこれらの機器が制御される。
　（機関停止時制御）
　三元触媒１７が不活性状態である三元触媒１７の低温時には、三元触媒１７にＮＯｘを吸着させることにより、外部へ排出されるＮＯｘ排出量を低減することができる。しかし、内燃機関１の燃料としてガソリンを使用していると、内燃機関１から排出された排気中に含まれる非メタンの炭化水素の割合が高く、非メタンの炭化水素がＮＯｘよりも優先的に三元触媒１７に吸着してしまう。つまり、三元触媒１７の低温時にガソリンを使用していると、三元触媒１７にＮＯｘを吸着させることができず、外部へＮＯｘが排出され易くなってしまう。
　これに対し、ＣＮＧは、主成分がメタンであり、内燃機関１から排出された排気中に含まれる未燃燃料成分である炭化水素の約９０％がメタンであるため、排気中に含まれる非メタンの炭化水素の割合が低い。またメタンは、低温の三元触媒１７に吸着し難い。よって、三元触媒１７の低温時にあっても、非メタンの炭化水素がＮＯｘよりも優先的に三元触媒１７に吸着してしまうことが抑制できる。したがって、三元触媒１７の低温時にＣＮＧを使用していると、三元触媒１７にＮＯｘを吸着させることができ、外部へ排出されるＮＯｘ排出量を低減することができる。
　そのため、ガソリンとＣＮＧとを使用可能な内燃機関１では、内燃機関１の機関始動から三元触媒１７の暖機完了までエミッション排出の少ないＣＮＧを使用し、その後ＣＮＧからガソリンに切り替える。これにより、三元触媒１７の低温時であっても内燃機関１の運転中のＮＯｘ排出量を抑制しつつ、ＣＮＧの使用を極力抑えることで航続距離を確保している。
　しかしながら、三元触媒１７の機関始動前からの状態によって上記問題が解消しないことが判明した。内燃機関１の機関停止後には、三元触媒１７の周辺の排気管１１に滞留している排気中の非メタンの炭化水素が三元触媒１７に吸着される。この吸着は、三元触媒１７の温度が例えば三元触媒１７で非メタンの炭化水素が浄化される浄化温度以下になると生じる。内燃機関１の機関停止直後には三元触媒１７の温度が前記浄化温度よりも高いが、その後三元触媒１７が冷えて行き、三元触媒１７の温度が前記浄化温度以下になると、非メタンの炭化水素の三元触媒１７への吸着が生じる。
　排気中の非メタンの炭化水素の含有量は、ＣＮＧよりもガソリンの方がかなり多いため、ガソリンを使用中に内燃機関１の機関停止を行えば、内燃機関１の機関停止後の三元触媒１７への非メタンの炭化水素の吸着量が多くなってしまう。このような状態で内燃機関１の機関始動を行うと、三元触媒１７には既に非メタンの炭化水素が吸着されているので、次回の機関始動直後の排気中のＮＯｘを三元触媒１７へ吸着させることができない。つまり、次回の機関始動時には、三元触媒１７のＮＯｘに対する吸着及び浄化の性能が低下してしまう。よって、次回の機関始動直後にＣＮＧを使用したとしても、吸着されないＮＯｘが三元触媒１７をすり抜け、外部に放出されるＮＯｘ排出量が増加し、排気エミッションの悪化を招いてしまう。
　そこで、本実施例では、内燃機関１の停止要求時に、ガソリンを使用している場合には、ガソリンからＣＮＧに切り替えて、内燃機関１を機関停止まで運転するようにした。本制御を機関停止制御といい、本制御を実行するＥＣＵ１８が本発明の制御部に対応する。
　ここで、ガソリンに対応する第１の燃料は、機関停止後に温度低下した三元触媒１７に未燃燃料成分としての非メタンの炭化水素を吸着させ易く次回の機関始動時の三元触媒１７のＮＯｘに対する吸着及び浄化の性能を低下させてしまう燃料である。つまり、第1の燃料は、三元触媒１７に未燃燃料成分を吸着させ易い燃料である。第１の燃料としては、非メタンの炭化水素の含有量が多い、ガソリンや、その他の液体燃料が挙げられる。ＣＮＧに対応する第２の燃料は、機関停止後に温度低下した三元触媒１７に未燃燃料成分としての非メタンの炭化水素を吸着させ難く次回の機関始動時の三元触媒１７のＮＯｘに対する吸着及び浄化の性能を低下させない燃料である。つまり、第２の燃料は、第１の燃料以外の燃料である。第２の燃料としては、非メタンの炭化水素の含有量が少なくメタンを主成分とするＣＮＧが挙げられる。
　本実施例によると、ＣＮＧに切り替えて内燃機関１を機関停止まで運転するので、機関停止後に非メタンの炭化水素が三元触媒１７に吸着してしまうことを抑制できる。これにより、次回の機関始動時には非メタンの炭化水素が三元触媒１７に吸着しておらず、機関始動時の三元触媒１７のＮＯｘに対する吸着及び浄化の性能が低下しないので、機関始動当初から、内燃機関１から排出されるＮＯｘを三元触媒１７に吸着及び浄化することができる。したがって、機関始動時にＮＯｘが三元触媒１７をすり抜けないので、機関始動時の排気エミッションを改善することができる。
　ここで、機関停止制御では、内燃機関１を、機関停止前に、ＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒１７に至るまで運転するようにした。
　本実施例によると、機関停止時にＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒１７に至るので、機関停止後に非メタンの炭化水素が三元触媒１７に吸着してしまうことを抑制できる。また、機関停止までの時間を必要最小限にすることができ、ユーザの遅延感を防止することができる。
　なお、機関停止時にＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒１７の下流にも確実に至るようにするため、機関停止制御では、内燃機関１を、機関停止前に、ＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒に至った後も継続して運転してもよい。
　（機関停止制御ルーチン）
　図２は、内燃機関１の機関停止時に実行される機関停止制御ルーチンを示すフローチャートである。機関停止制御ルーチンについて、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ１８によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１８が、本発明の制御部に対応する。
　本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ１０１では、ユーザにより発せられた内燃機関１の機関停止要求があるか否かを判別する。機関停止要求があることは、ユーザにより発せられた機関停止要求信号をＥＣＵ１８が受信することで判断できる。機関停止要求信号は、例えばユーザがイグニッションスイッチをオフした場合に発せられる。Ｓ１０１で肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１で否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
　Ｓ１０２では、現在使用している燃料がガソリンであるか否かを判別する。ＥＣＵ１８によりガソリンとＣＮＧとのどちらの燃料を使用して内燃機関１を運転しているかで判断できる。Ｓ１０２で肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０２で否定判定された場合には、Ｓ１０５へ移行する。
　Ｓ１０３では、燃料をガソリンからＣＮＧに切り替える。
　Ｓ１０４では、ＣＮＧを使用した状態で、内燃機関１を、機関停止前に、ＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒１７に至るまで運転する。このＳ１０４での運転時間は、予め試験等で求めた所定時間でもよいし、機関回転数や吸入空気量から、少なくともＣＮＧを使用して内燃機関１から排出される排気が三元触媒１７に至るまでの時間を計算して求めてもよい。
　Ｓ１０５では、内燃機関１を機関停止させる。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
　以上説明した本ルーチンによると、ＣＮＧとガソリンとを使用可能な内燃機関１の機関停止後の温度低下した三元触媒１７に非メタンの炭化水素が吸着されてしまうことを抑制し、次回の機関始動時の三元触媒１７のＮＯｘに対する吸着及び浄化の性能を低下させてしまうことがなく、次回の機関始動時の排気エミッションを改善することができる。
　＜その他＞
　本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上記実施例は、本発明に係る内燃機関の制御方法の実施例でもある。
１：内燃機関
２：気筒
３：ピストン
４：燃焼室
５：吸気ポート
６：排気ポート
７：点火プラグ
８：吸気弁
９：排気弁
１０：吸気管
１１：排気管
１２：第１燃料噴射弁
１３：第２燃料噴射弁
１４：第１燃料タンク
１５：第２燃料タンク
１６：スロットル弁
１７：三元触媒
１８：ＥＣＵ
１９：アクセルポジションセンサ
２０：クランクポジションセンサ

Claims (4)

  1. 　複数種類の燃料を使用可能な内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排気成分を吸着及び浄化する触媒と、
    　前記内燃機関の停止要求時に、複数種類の燃料のうち、前記触媒に未燃燃料成分を吸着させ易い第１の燃料を使用している場合には、前記第１の燃料から第２の燃料に切り替えて、前記内燃機関を機関停止まで運転する制御部と、
    を備えた内燃機関の制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記内燃機関を、機関停止前に、前記第２の燃料を使用して前記内燃機関から排出される排気が前記触媒に至るまで少なくとも運転する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　前記第１の燃料が、液体燃料であり、前記第２の燃料が、天然ガスである請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　複数種類の燃料を使用可能な内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関から排出された排気成分を吸着及び浄化する触媒を備えた内燃機関の制御方法であって、
    　前記内燃機関の停止要求時に、複数種類の燃料のうち、前記触媒に未燃燃料成分を吸着させ易い第１の燃料を使用している場合には、前記第１の燃料から第２の燃料に切り替えて、前記内燃機関を機関停止まで運転する内燃機関の制御方法。
PCT/JP2010/065407 2010-09-08 2010-09-08 内燃機関の制御装置及び方法 WO2012032616A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012532770A JP5392412B2 (ja) 2010-09-08 2010-09-08 内燃機関の制御装置及び方法
CN201080068959.9A CN103080508B (zh) 2010-09-08 2010-09-08 内燃机的控制装置及方法
PCT/JP2010/065407 WO2012032616A1 (ja) 2010-09-08 2010-09-08 内燃機関の制御装置及び方法
US13/821,377 US9422882B2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Control apparatus and method for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/065407 WO2012032616A1 (ja) 2010-09-08 2010-09-08 内燃機関の制御装置及び方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012032616A1 true WO2012032616A1 (ja) 2012-03-15

Family

ID=45810241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/065407 WO2012032616A1 (ja) 2010-09-08 2010-09-08 内燃機関の制御装置及び方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9422882B2 (ja)
JP (1) JP5392412B2 (ja)
CN (1) CN103080508B (ja)
WO (1) WO2012032616A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111852666B (zh) * 2020-07-24 2022-11-15 浙江吉利新能源商用车集团有限公司 一种甲醇发动机的冷起动控制方法、控制系统及车辆
CN112523880A (zh) * 2020-11-30 2021-03-19 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆发动机控制方法、装置、车辆及计算机存储介质
US11873774B2 (en) * 2021-10-27 2024-01-16 Ford Global Technologies, Llc Method and system for reactivating a catalyst

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069061A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Yanmar Co Ltd デュアルフューエルエンジンの制御方法
JP2006077656A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Toyota Motor Corp バイフューエルエンジンの停止制御方法
JP2009047071A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の停止制御システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5549083A (en) * 1993-11-09 1996-08-27 Feuling; James J. Method and apparatus for clean cold starting of internal combustion engines
DE19734493C1 (de) * 1997-08-08 1998-11-19 Daimler Benz Ag Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine
DE19962024B4 (de) * 1999-12-22 2013-04-25 Volkswagen Ag Verbrennungskraftmaschine und Verfahren für wechselweisen Otto- und Dieselbetrieb
JP2002038980A (ja) 2000-07-27 2002-02-06 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの燃料切換制御装置
JP4321306B2 (ja) * 2004-02-26 2009-08-26 マツダ株式会社 水素エンジンの制御装置
DE102005021491A1 (de) * 2005-05-10 2006-11-16 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, die mit einem ersten und einem zweiten Betriebsstoff betrieben werden kann
ITRM20080065A1 (it) * 2008-02-06 2009-08-07 Icomet S P A Impianto di alimentazione di gpl/ammoniaca per motori ad iniezione diretta a benzina o diesel
US8275538B2 (en) * 2009-06-12 2012-09-25 Ford Global Technologies, Llc Multi-fuel engine starting control system and method
WO2011117961A1 (ja) * 2010-03-23 2011-09-29 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
US9027325B2 (en) * 2010-07-21 2015-05-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust purification device of internal combustion engine
BRPI1006136B1 (pt) * 2010-10-25 2020-12-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha sistema de injeção de combustível de um motor de combustão interna

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069061A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Yanmar Co Ltd デュアルフューエルエンジンの制御方法
JP2006077656A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Toyota Motor Corp バイフューエルエンジンの停止制御方法
JP2009047071A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の停止制御システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20130173140A1 (en) 2013-07-04
US9422882B2 (en) 2016-08-23
JPWO2012032616A1 (ja) 2013-12-12
JP5392412B2 (ja) 2014-01-22
CN103080508B (zh) 2015-08-19
CN103080508A (zh) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5994385B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP5348313B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5105001B2 (ja) 車両制御装置
JP5392412B2 (ja) 内燃機関の制御装置及び方法
JP2010168981A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5141082B2 (ja) オイル希釈低減装置
JP5370586B2 (ja) 触媒劣化検出装置及び方法
JP5067510B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射システム
JP2003106197A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2009228443A (ja) エンジンの制御方法および装置
JP2008240690A (ja) 内燃機関装置およびその制御方法並びに内燃機関装置を搭載する車両
JP2005233135A (ja) 多種燃料機関
JP2016125478A (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4296284B2 (ja) 内燃機関の触媒活性化判定装置
JP2009275530A (ja) 排ガス浄化装置、内燃機関及び触媒の回復方法
JPH11200961A (ja) 内燃機関のエバポパージ制御方法
JP2006077740A (ja) 多種燃料機関
JP2023046758A (ja) 内燃機関の燃料噴射装置
JP2022117700A (ja) 内燃機関の制御装置
WO2012147183A1 (ja) 内燃機関の制御システム
WO2012147184A1 (ja) 内燃機関の制御システム
WO2012153423A1 (ja) 多種燃料内燃機関の制御システム
WO2012153424A1 (ja) 多種燃料内燃機関の制御システム
JP2002089244A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2010138800A (ja) 内燃機関の排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080068959.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10856966

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012532770

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13821377

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10856966

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1