JP4292671B2

JP4292671B2 - Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engine

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Publication number: JP4292671B2
Application number: JP2000052318A
Authority: JP
Inventors: 摩島　　嘉裕
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001234781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス中の炭化水素（以下「ＨＣ」と表記する）を浄化する触媒を備えた内燃機関の炭化水素排出量低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車では、ＨＣの排出量を低減するために、エンジンの燃焼改善によって未燃ＨＣ量を減少させると共に、排気管に三元触媒等の触媒を設置してエンジンから排出されるＨＣを浄化するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジン停止後、サージタンク等の吸気通路内には、前回運転時に噴射された燃料の一部が吹き返し等により残留していることがある。また、エンジン停止中は、燃料噴射弁から燃料が僅かずつ漏れて吸気通路内に拡散することがある。これらの原因で、エンジン停止後に吸気通路内に拡散した燃料（ＨＣ）は、次回のエンジン始動時に気筒内に吸入される。
【０００４】
しかし、クランキング開始直後は、気筒判別が完了するまで、燃料噴射弁の燃料噴射が開始されず、気筒内で燃焼が発生しないため、気筒内に吸入されたＨＣは、燃焼することなく排気管に排出される。しかも、冷間始動時は、排気管の触媒が未活性状態であるため、排気中のＨＣを十分に浄化することができない。この結果、吸気通路内に溜まっていたＨＣがそのまま大気中ヘ排出されてしまい、これがクランキング開始時のＨＣ排出量を多くする原因となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、エンジン停止中に吸気通路内に溜まっていたＨＣの大気中ヘの排出量を低減することができる内燃機関の炭化水素排出量低減装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の炭化水素排出量低減装置は、機関停止中に内燃機関の吸気通路内に残留する炭化水素（以下「残留炭化水素」という）を一時的に蓄え、炭化水素放出制御手段によって触媒の活性後に該残留炭化水素を吸入空気中に放出するようにしたものである。つまり、触媒活性後であれば、残留ＨＣが気筒内で十分に燃焼されずに排気管に排出されても、そのＨＣを活性状態の触媒で浄化することができ、ＨＣ排出量を低減することができる。ここで、触媒活性の判定は、触媒温度を検出又は推定して行っても良いし、或は、機関始動後の経過時間が所定時間以上であるか否かで触媒活性を判定しても良い。また、請求項１では、機関停止中に吸気通路内の残留ＨＣを吸着する炭化水素吸着材を設けると共に、この炭化水素吸着材と吸入空気との接触度合を切り換える切換手段を設け、前記炭化水素吸着材に吸着した炭化水素を放出する際に前記切換手段を炭化水素吸着材と吸入空気との接触度合を増加させる位置（以下「炭化水素放出位置」という）に切り換えるようにする。炭化水素吸着材と吸入空気との接触度合が増加すれば、炭化水素吸着材からのＨＣの放出が促進される。この構成では、切換手段によって残留ＨＣの吸着と放出とを切り換えるタイミングを自由に設定でき、制御が容易である。
【０００７】
また、近年の車両は、排ガスの空燃比を空燃比センサ（又は酸素センサ）で検出して空燃比フィードバック制御を行うようにしているが、一般に、空燃比センサは、触媒よりも先に活性化するため、触媒活性前であっても、空燃比センサの活性後は、空燃比を目標空燃比にフィードバック制御することができる。従って、始動後から空燃比センサの活性に要する所定時間経過後であれば、残留ＨＣの放出を開始したとしても、空燃比フィードバック制御により、残留ＨＣの放出量に応じて燃料噴射量が減量補正され、その結果、内燃機関から排出されるＨＣ量が低減される。
【０００８】
この場合、請求項２のように、残留炭化水素の放出制御中に該残留炭化水素の放出量に応じて燃料噴射量を減量補正することで空燃比を目標空燃比に制御するようにすると良い。つまり、残留ＨＣの放出によるリッチずれ分だけ、燃料噴射量を減量補正すれば、排ガスの空燃比が目標空燃比（触媒の浄化ウインドウ）からずれることを防止でき、触媒のＨＣ浄化効率を高めることができる。
【００１０】
この場合、請求項３のように、切換手段を炭化水素放出位置に切り換えた時に燃料噴射量を減量補正することで空燃比を目標空燃比に制御するようにしても良い。このようにすれば、残留ＨＣの放出によるリッチずれ分だけ、燃料噴射量を減量補正できるので、排ガスの空燃比が目標空燃比（触媒の浄化ウインドウ）からずれることを防止でき、触媒のＨＣ浄化効率を高めることができる。
【００１１】
近年、気筒内の燃焼を促進させるために、吸気通路に設けたタンブル生成弁を駆動して吸入空気流に変化を与えて、気筒内にタンブル流を発生させるようにしたものがある。このようなタンブル生成弁を備えた内燃機関では、請求項４のように、炭化水素吸着材をタンブル生成弁の近傍に設け、このタンブル生成弁を切換手段として用いるようにしても良い。このようにすれば、タンブル生成弁を利用して、炭化水素吸着材からＨＣを放出することができるので、新たに切換手段を設ける必要がなく、その分、低コスト化できる。
【００１２】
或は、請求項５のように、炭化水素吸着材をスロットル弁又はアイドルスピードコントロール弁の近傍に設け、切換手段としてスロットル弁又はアイドルスピードコントロール弁を用いるようにしても良い。この場合も、スロットル弁又はアイドルスピードコントロール弁を切換手段として利用できるので、新たに切換手段を設ける必要がなく、低コスト化できる。
【００１３】
また、請求項６のように、炭化水素吸着材に吸着した炭化水素を放出する際に外気導入手段によって炭化水素吸着材へ外気を導入するようにしても良い。このようにすれば、外気の導入タイミングによってＨＣの放出タイミングを自由に設定でき、制御が容易である。
【００１４】
更に、請求項７のように、吸入空気量が所定量以上の期間に、残留ＨＣの放出制御を実行するようにしても良い。つまり、吸入空気量が多いときに残留ＨＣを放出すれば、吸入空気量に対するＨＣ放出量（リッチ成分増加量）の割合を小さくすることができ、空燃比のリッチずれを小さく抑えることができる。
【００１５】
また、請求項８のように、残留炭化水素の放出制御中に外気導入又はスロットル開度の増加により筒内充填空気量を増加させるようにしても良い。このようにすれば、残留ＨＣの放出によるリッチ成分の増加分を、外気導入又はスロットル開度の増加によるリーン成分（酸素）の増加分で相殺することができ、空燃比のリッチずれを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２には、スロットル開度を調整するスロットル弁１４が設けられ、このスロットル弁１４の下流側にサージタンク１５が設けられている。このサージタンク１５には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１６が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１６の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁１７が取り付けられている。これら吸気管１２、サージタンク１５及び吸気マニホールド１６によって吸気通路が構成されている。
【００１７】
また、サージタンク１５には、ＨＣ吸着材１８が設けられ、エンジン停止中に吸気通路内に残留するＨＣ（以下「残留ＨＣ」という）をこのＨＣ吸着材１８で吸着するようになっている。このＨＣ吸着材１８は、活性炭又はＨＣ吸着作用を有する触媒成分（例えばＰｄ等の貴金属）で形成されている。或は、ＨＣ吸着材１８を、アルミナ層にＰｄ等を担持させて形成したり、ゼオライトで形成したりしても良い。勿論、ＨＣ吸着材１８を、活性炭、ゼオライト、触媒成分のうちの２種類以上を組み合わせて形成しても良い。
【００１８】
本実施形態（１）では、サージタンク１５の一側部に凹部１９を形成し、この凹部１９内にＨＣ吸着材１８を収容することで、ＨＣ吸着材１８でサージタンク１５の流路断面積が狭められないようにしている。更に、ＨＣ吸着材１８の上流側には、モータやソレノイド等によって駆動される開閉弁２０（切換手段）が設けられている。この開閉弁２０を図１に実線で示す閉弁位置に切り換えると、サージタンク１５内を流れる吸入空気とＨＣ吸着材１８との接触度合を小さくしてＨＣ吸着材１８にＨＣを吸着させた状態を保持する。一方、開閉弁２０を図１に点線で示す開弁位置（炭化水素放出位置）に切り換えると、サージタンク１５内を流れる吸入空気の一部がＨＣ吸着材１８に向かって流れ、吸入空気とＨＣ吸着材１８との接触度合が増加してＨＣ吸着材１８からＨＣが放出される。
【００１９】
一方、エンジン１１の排気管２１には、排ガス中のＨＣを浄化する三元触媒等の触媒２２が設けられ、この触媒２２の上流側に排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２３（又は酸素センサ）が設けられている。
【００２０】
エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２４は、マイクロコンピュータを主体として構成され、燃料噴射量や点火時期を制御すると共に、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図２のＨＣ放出制御プログラムを実行することで、エンジン停止中にＨＣ吸着材１８に吸着されたＨＣの放出タイミングを触媒２２の活性後又は始動から所定時間経過後に制御する。
【００２１】
以下、図２のＨＣ放出制御プログラムの処理内容を説明する。本プログラムは例えばイグニッションスイッチのオン後に周期的に実行され、特許請求の範囲でいう炭化水素放出制御手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 以上となったか否かを判定する。この所定時間Ｔ1 は始動後に触媒２２が活性状態となるのに必要な時間（例えば１００秒）に設定されている。従って、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 に達していなければ、触媒２２が未活性状態と判断して、ステップ１０２に進み、開閉弁２０を閉弁位置に保持して、エンジン停止中にＨＣ吸着材１８に吸着したＨＣを引き続きＨＣ吸着材１８に吸着させた状態に保持する。
【００２２】
この後、ステップ１０３に進み、始動後の経過時間が所定時間Ｔ2 以上、且つ吸入空気量Ｇa が所定量Ｇ1 （例えば１０ｇ／ｓ）以上であるか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ2 は、始動後に空燃比センサ２３が活性状態となるのに必要な時間（例えば３０秒）に設定されている。従って、始動から所定時間Ｔ2 が経過する頃には、空燃比センサ２３が活性状態になり、空燃比センサ２３の出力に基づく空燃比フィードバック制御が開始されるため、ＨＣ吸着材１８からＨＣを放出して空燃比がリッチずれしたとしても、空燃比フィードバック制御によって燃料噴射量が減量補正され、リッチずれが修正される。
【００２３】
もし、始動後の経過時間が所定時間Ｔ2 に達していなければ、空燃比センサ２３が未活性状態と判断して、開閉弁２０を開弁することなく、ステップ１０５に進み、高温再始動（始動当初から触媒２２が活性状態）であるか否かを判定するために、触媒２２の温度が活性温度Ｔa （例えば３００℃）未満であるか否かを判定する。触媒２２の温度は触媒２２に設置した温度センサ（図示せず）で検出したり、或は、冷却水温等から推定しても良い。もし、触媒２２の温度が活性温度Ｔa 未満であれば、触媒２２が未活性状態であるので、開閉弁２０を閉弁したまま本プログラムを終了する。
【００２４】
触媒２２が未活性の期間中は、ステップ１０３で「Ｙｅｓ」と判定されたときのみ、つまり、始動後の経過時間が所定時間Ｔ2 以上（空燃比センサ２３の活性後）で、且つ、吸入空気量Ｇa が所定量Ｇ1 以上となっている期間のみ、ステップ１０３からステップ１０４に進み、開閉弁２０を開弁してＨＣ吸着材１８からＨＣを放出すると共に、そのＨＣ放出量に応じて燃料噴射量を減量補正する（図４参照）。燃料噴射量の減量補正量Ａは、図３のテーブルによって開閉弁２０の開弁時間の積算値に応じて算出される。開閉弁２０の開弁時間積算値が大きくなるほどＨＣ吸着材１８からのＨＣ放出量が減少するため、図３のテーブルは、開閉弁２０の開弁時間積算値が大きくなるほど減量補正量Ａが少なくなるように設定されている。このステップ１０４の燃料噴射量の減量補正と前述した空燃比フィードバック制御によって、ＨＣ吸着材１８からのＨＣの放出量に応じた燃料噴射量の減量補正が応答良く実施される。
【００２５】
一方、始動後の経過時間が所定時間Ｔ1 以上（ステップ１０１で「Ｙｅｓ」）又は触媒２２の温度が活性温度Ｔa 以上（ステップ１０５で「Ｎｏ」）と判定されたときには、触媒２２が活性化したと判断して、ステップ１０６に進み、開閉弁２０を開弁状態に保持してＨＣ吸着材１８からＨＣを放出する共に、燃料噴射量の減量補正を実行する。この場合も、減量補正量Ａは、図３のテーブルによって算出される。
【００２６】
以上説明した実施形態（１）によれば、エンジン停止中に吸気通路内の残留ＨＣをＨＣ吸着材１８で吸着し、始動後に触媒２２が活性状態になってから開閉弁２０を開弁してＨＣ吸着材１８からＨＣを放出するようにしたので、ＨＣ吸着材１８から放出したＨＣが気筒内で十分に燃焼されずに排気管２１に排出されても、そのＨＣを活性状態の触媒２２で浄化することができる。しかも、図２のステップ１０４の燃料噴射量の減量補正と空燃比フィードバック制御によって、ＨＣ吸着材１８からのＨＣ放出量に応じて燃料噴射量を減量補正することができるので、排ガスの空燃比が目標空燃比（触媒２２の浄化ウインドウ）からずれることを防止でき、触媒２２でのＨＣ浄化効率を高めることができる。この結果、大気中ヘのＨＣ排出量を効果的に低減することができる。
【００２７】
更に、本実施形態（１）では、触媒２２が活性化する前でも、始動から所定時間Ｔ2 が経過した後（空燃比センサ２３の活性後）は、図４に示すように、吸入空気量Ｇa が所定量Ｇ1 以上であれば、開閉弁２０を開弁してＨＣ吸着材１８からＨＣを放出すると共に、そのＨＣ放出量に応じて燃料噴射量を減量補正する。このように、触媒２２が活性化する前にＨＣ吸着材１８からＨＣを放出しても、図２のステップ１０４の燃料噴射量の減量補正と空燃比フィードバック制御によって、ＨＣ吸着材１８からのＨＣ放出量に応じた燃料噴射量の減量補正を極めて応答良く実施することができ、エンジン１１から排気管２１内に排出されるＨＣ量を低減することができる。しかも、吸入空気量Ｇa が所定量Ｇ1 以上の期間にＨＣ吸着材１８からＨＣを放出するので、吸入空気量に対するＨＣ放出量（リッチ成分増加量）の割合を小さくすることができ、空燃比のリッチずれを小さく抑えることができる。
【００２８】
また、本実施形態（１）では、ＨＣ吸着材１８の上流側に開閉弁２０を設け、この開閉弁２０を開弁して吸入空気とＨＣ吸着材１８との接触度合を増加させることで、ＨＣ吸着材１８からＨＣを放出させるようにしているので、開閉弁２０によってＨＣ放出タイミングを自由に設定することができ、ＨＣ放出制御の仕様を容易に変更することができる。
【００２９】
尚、上記実施形態（１）では、サージタンク１５の一側部に凹部１９を形成したが、図５の例のように、サージタンク１５の両側部にそれぞれ凹部２５を形成し、各凹部２５内にＨＣ吸着材２６を収容して各ＨＣ吸着材２６の上流側に開閉弁２７を設けるようにしても良い。或は、図６の例のように、サージタンク１５の上部に、複数個（１個でも良い）の凹部２８をほぼ吸気方向に延びるように形成し、各凹部２８内にＨＣ吸着材２９を収容して各ＨＣ吸着材２９の下流側（上流側でも良い）に開閉弁３０を設けるようにしても良い。
【００３０】
また、ＨＣ吸着材と吸入空気との接触度合を切り換える切換手段は、開閉弁以外に、例えば、ＨＣ吸着材の露出面に沿ってスライドするスライド式のシャッターを用いても良く、適宜変更して実施できる。
【００３１】
尚、本発明は、図２のステップ１０３，１０４の処理（触媒２２が未活性の期間中にＨＣを放出する処理）を省略したり、或は、ステップ１０１とステップ１０５のいずれか一方の処理を省略して実施しても良い。
【００３２】
［実施形態（２）］
次に、図７乃至図９を用いて本発明の実施形態（２）を説明する。図７に示すように、吸気マニホールド１６には、気筒内にタンブル流を発生させるためのタンブル生成弁３１が設けられている。このタンブル生成弁３１は、吸気マニホールド１６の流路断面の下半部を開閉するようになっている。このタンブル生成弁３１の上流側の吸気マニホールド１６内壁面にＨＣ吸着材３２が固定されている。このＨＣ吸着材３２は、吸気圧損とならないようにほぼ吸気方向に延びる流線形に形成されている。
【００３３】
この場合、タンブル生成弁３１が図７に実線で示す閉弁位置に位置している時には、吸気マニホールド１６内の吸入空気がＨＣ吸着材３２と反対側（吸気マニホールド１６の上半部）に流れるため、吸入空気とＨＣ吸着材３２との接触度合が小さくなり、ＨＣ吸着材３２にＨＣが吸着された状態に保持される。一方、タンブル生成弁３１が図７に点線で示す開弁位置に切り換えられると、吸気マニホールド１６内の吸入空気がＨＣ吸着材３２側（吸気マニホールド１６の下半部）にも流れるため、吸入空気とＨＣ吸着材３２との接触度合が増加してＨＣ吸着材３２からＨＣが放出される。これにより、タンブル生成弁３１が前記実施形態（１）の開閉弁２０と同様の役割を果たし、特許請求の範囲でいう切換手段として機能する。
【００３４】
本実施形態（２）では、ＥＣＵ２４が、図８のＨＣ放出制御プログラムを実行し、タンブル生成弁３１を用いて、ＨＣ吸着材３２からのＨＣ放出タイミングを前記実施形態（１）と同じ方法で制御する。具体的には、始動後、触媒２２が活性化するまでは、タンブル生成弁３１を閉弁位置に保持して、ＨＣ吸着材３２にＨＣを吸着した状態に保持する（ステップ２０１，２０２）。但し、触媒２２が未活性であっても、始動から所定時間Ｔ2 以上経過し、且つ、吸入空気量Ｇa が所定量Ｇ1 以上であれば、ステップ２０４に進み、タンブル生成弁３１を開弁してＨＣ吸着材３２からＨＣを放出すると共に燃料噴射量を減量補正する。燃料噴射量の減量補正量Ａは、図９のテーブルによってタンブル生成弁３１の開弁時間の積算値に応じて算出される。また、触媒２２の活性後は、ステップ２０６に進み、タンブル生成弁３１を通常制御して、タンブル生成弁３１が開弁された時にＨＣ吸着材３２からＨＣを放出する共に燃料噴射量を減量補正する。
【００３５】
以上説明した実施形態（２）においても、上記実施形態（１）と同様の効果を得ることができる。しかも、本実施形態（２）では、タンブル生成弁３１を吸入空気とＨＣ吸着材３２との接触度合を切り換える切換手段として利用するので、新たに切換手段を設ける必要がなく、低コスト化の要求も満たすことができる。
【００３６】
［実施形態（３）］
図１０に示す本発明の実施形態（３）では、スロットル弁３３をモータ（図示せず）等で駆動する電子スロットルシステムが搭載され、このスロットル弁３３のバイパス通路３４に、バイパス空気量を制御するアイドルスピードコントロール弁３５が設けられ、スロットル弁３３の下流側で、且つ、バイパス通路３４の合流部３４ａよりも上流側の吸気管１２の内壁面に、複数の流線形のＨＣ吸着材３６が固定されている。
【００３７】
この場合、スロットル弁３３を図１０に実線で示す閉弁位置に位置している時には、アイドルスピードコントロール弁３５が開弁されても、吸気管１２内の吸入空気がＨＣ吸着材３６の下流側にバイパスして流れるため、吸入空気とＨＣ吸着材３６との接触度合が小さくなり、ＨＣ吸着材３２にＨＣが吸着された状態に保持される。一方、スロットル弁３３を図１０に点線で示す開弁位置に切り換えると、吸気管１２内の吸入空気がＨＣ吸着材３６に沿って流れるため、吸入空気とＨＣ吸着材３６との接触度合が増加してＨＣ吸着材３６からＨＣが放出される。これにより、スロットル弁３３が前記実施形態（２）のタンブル生成弁３１と同様の役割を果たし、特許請求の範囲でいう切換手段として機能する。
【００３８】
本実施形態（３）では、スロットル弁３３を用いて、ＨＣ吸着材３２からのＨＣ放出タイミングを前記実施形態（２）と同じ方法で制御する。従って、本実施形態（３）で用いるＨＣ放出制御プログラムは、図８のＨＣ放出制御プログラムのステップ２０２，２０４，２０６の処理において、「タンブル生成弁」を「スロットル弁」と読み替えるだけで良い。
【００３９】
以上説明した実施形態（３）では、スロットル弁３３を、吸入空気とＨＣ吸着材３６との接触度合を切り換える切換手段として利用するので、前記実施形態（２）と同じく、新たに切換手段を設ける必要がなく、低コスト化できる。尚、アイドルスピードコントロール弁３５の下流側にＨＣ吸着材を設置して、アイドルスピードコントロール弁３５を、吸入空気とＨＣ吸着材との接触度合を切り換える切換手段として利用するようにしても良い。
【００４０】
尚、上記実施形態（２），（３）では、吸気通路の内壁面にＨＣ吸着材３２，３６を固定するようにしたが、ＨＣ吸着材の設置形態は適宜変更しても良く、例えば、図１１に示すように、吸気マニホールド１６（又は吸気管１２やサージタンク１５）の内壁面に多数の粒状のＨＣ吸着材３７をほぼ均一に付着するようにしても良い。或は、図１２に示すように、吸気マニホールド１６（又は吸気管１２やサージタンク１５）の内壁面に、ＨＣ吸着材３８を層状にコーティングするようにしても良い。
【００４１】
［実施形態（４）］
本発明の実施形態（４）では、図１３（ａ）に示すように、サージタンク１５に形成した凹部１９に、エア導入管４０を介してエアポンプ４１（外気導入手段）を接続している。ＥＣＵ２４は、凹部１９内のＨＣ吸着材１８からＨＣを放出させる際に、開閉弁２０を開弁すると共に、エアポンプ４１を駆動し、凹部１９内の活性炭等のＨＣ吸着材１８中に外気を導入することで、吸入空気と導入外気の両方の作用によってＨＣ吸着材１８からのＨＣの放出を促進させるようにしている。
【００４２】
本実施形態（４）では、開閉弁２０の開弁タイミングと外気の導入タイミングによってＨＣ放出タイミングを自由に設定することができ、ＨＣ放出制御を容易に実施することができる。また、残留ＨＣの放出によるリッチ成分の増加分を、外気導入によるリーン成分の増加分で相殺することができ、空燃比のずれ防止効果も得ることができる。
【００４３】
また、図１３（ｂ）に示すように、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側とサージタンク１５の凹部１９との間をエア導入管４８で接続し、このエア導入管４８の途中に制御弁４９を設け、凹部１９内のＨＣ吸着材１８からＨＣを放出させる際に、開閉弁２０を開弁すると共に、制御弁４９を開弁して、吸入空気をエア導入管４８を通して凹部１９内の活性炭等のＨＣ吸着材１８中に導入することで、ＨＣ吸着材１８からのＨＣの放出を促進させるようにしても良い。
【００４４】
尚、図１３（ａ）又は（ｂ）において、開閉弁２０を省略して、エアポンプ４１による外気の導入タイミングのみ又は制御弁４９による吸入空気の導入タイミングのみでＨＣ放出タイミングを設定するようにしても良い。
【００４５】
また、ＨＣ吸着材の設置形態を種々変更しても良く、例えば、図１４に示すように、サージタンク１５の下部に、複数個の凹部４３を吸気方向とほぼ直角方向に延びるように形成し、各凹部４３内に収容したＨＣ吸着材４４の上流側に開閉弁４５を設けると共に、各凹部４３にエア導入管４６を介してエアポンプ４７を接続し、ＨＣ放出時に凹部４３内のＨＣ吸着材４４に向かって外気を導入するようにしても良い。或は、図１５に示すように、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側とサージタンク１５の各凹部４３との間をエア導入管５０で接続し、このエア導入管５０の途中に制御弁５１を設けるようにしても良い。いずれの場合も、開閉弁４５を省略して、エアポンプ４７による外気の導入タイミングのみ又は制御弁５１による吸入空気の導入タイミングのみでＨＣ放出タイミングを設定するようにしても良い。
【００４６】
その他、本発明は、ＨＣ放出中にスロットル開度の増加により筒内充填空気量を増加させて、空燃比のリッチずれを防止するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態（１）を示すエンジン制御システムの概略構成図
【図２】実施形態（１）のＨＣ放出制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）の燃料噴射量の減量補正量のテーブルを概念的に示す図
【図４】実施形態（１）のＨＣ放出制御の実行例を説明するためのタイムチャート
【図５】実施形態（１）の変形例（第１例）を説明するためのエンジン吸気側の主要部の横断面図
【図６】実施形態（１）の変形例（第２例）を説明するためのもので、（ａ）はエンジン吸気側の主要部の縦断面図、（ｂ）は同横断面図
【図７】実施形態（２）を示すエンジン吸気側の主要部の縦断面図
【図８】実施形態（２）のＨＣ放出制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施形態（２）の燃料噴射量の減量補正量のテーブルを概念的に示す図
【図１０】実施形態（３）を示すエンジン吸気側の主要部の縦断面図
【図１１】ＨＣ吸着材の他の設置形態（第１例）を説明するための吸気マニホールドの部分拡大断面図
【図１２】ＨＣ吸着材の他の設置形態（第２例）を説明するための吸気マニホールドの部分拡大断面図
【図１３】（ａ）は実施形態（４）を示すエンジン吸気側の主要部の横断面図、（ｂ）は実施形態（４）の変形例を示すエンジン吸気側の主要部の横断面図
【図１４】（ａ）はその他の実施形態（第１例）を示すエンジン吸気側の主要部の縦断面図、（ｂ）は同横断面図
【図１５】その他の実施形態（第２例）を示すエンジン吸気側の主要部の縦断面図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１５…サージタンク（吸気通路）、１６…吸気マニホールド（吸気通路）、１８…ＨＣ吸着材、２０…開閉弁（切換手段）、２２…触媒、２４…ＥＣＵ（炭化水素放出制御手段）、２６…ＨＣ吸着材、２７…開閉弁（切換手段）、２９…ＨＣ吸着材、３０…開閉弁（切換手段）、３１…タンブル生成弁（切換手段）、３２…ＨＣ吸着材、３３…スロットル弁（切換手段）、３５…アイドルスピードコントロール弁、３６〜３８…ＨＣ吸着材、４０…エア導入管（外気導入手段）、４１…エアポンプ（外気導入手段）、４４…ＨＣ吸着材、４５…開閉弁（切換手段）、４６…エア導入管（外気導入手段）、４７…エアポンプ（外気導入手段）、４８…エア導入管、４９…制御弁、５０…エア導入管、５１…制御弁。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine provided with a catalyst for purifying hydrocarbons (hereinafter referred to as “HC”) in exhaust gas of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In recent automobiles, in order to reduce HC emissions, the amount of unburned HC is reduced by improving the combustion of the engine, and a catalyst such as a three-way catalyst is installed in the exhaust pipe to purify HC emitted from the engine. Like to do.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, after the engine is stopped, in the intake passage such as a surge tank, part of the fuel injected during the previous operation may remain due to blow-back or the like. Further, when the engine is stopped, fuel may leak little by little from the fuel injection valve and diffuse in the intake passage. For these reasons, the fuel (HC) diffused into the intake passage after the engine is stopped is sucked into the cylinder at the next engine start.
[0004]
However, immediately after the start of cranking, the fuel injection of the fuel injection valve is not started until the cylinder discrimination is completed, and combustion does not occur in the cylinder. Therefore, the HC sucked into the cylinder is not combusted in the exhaust pipe. To be discharged. In addition, at the time of cold start, since the catalyst in the exhaust pipe is in an inactive state, HC in the exhaust cannot be sufficiently purified. As a result, the HC accumulated in the intake passage is discharged into the atmosphere as it is, which causes an increase in the amount of HC discharged at the start of cranking.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances. Therefore, the object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of reducing the discharge amount of HC accumulated in the intake passage into the atmosphere when the engine is stopped. The object is to provide a device for reducing hydrocarbon emissions.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention is a hydrocarbon remaining in an intake passage of an internal combustion engine when the engine is stopped (hereinafter referred to as “residual hydrocarbon”). Is temporarily stored, and the residual hydrocarbon is released into the intake air after activation of the catalyst by the hydrocarbon release control means. That is, after the catalyst is activated, even if residual HC is not sufficiently burned in the cylinder and is discharged to the exhaust pipe, the HC can be purified by the active catalyst, and the amount of HC emission can be reduced. Can do. Here, the determination of the catalyst activity may be performed by detecting or estimating the catalyst temperature, or the catalyst activity may be determined based on whether or not the elapsed time after engine start is a predetermined time or more. .According to a first aspect of the present invention, there is provided a hydrocarbon adsorbent that adsorbs residual HC in the intake passage while the engine is stopped, and a switching means for switching the degree of contact between the hydrocarbon adsorbent and the intake air. When the hydrocarbon adsorbed on the adsorbent is released, the switching means is switched to a position where the degree of contact between the hydrocarbon adsorbent and the intake air is increased (hereinafter referred to as “hydrocarbon release position”). If the degree of contact between the hydrocarbon adsorbent and the intake air increases, the release of HC from the hydrocarbon adsorbent is promoted. In this configuration, the timing for switching between adsorption and release of residual HC can be freely set by the switching means, and control is easy.
[0007]
In recent vehicles, the air-fuel ratio of exhaust gas is detected by an air-fuel ratio sensor (or oxygen sensor) to perform air-fuel ratio feedback control. In general, the air-fuel ratio sensor is activated prior to the catalyst. Therefore, even before the catalyst is activated, the air-fuel ratio can be feedback-controlled to the target air-fuel ratio after the air-fuel ratio sensor is activated. Therefore, if a predetermined time required for the activation of the air-fuel ratio sensor has elapsed since the start, even if the release of residual HC is started, the fuel injection amount is corrected by the air-fuel ratio feedback control to reduce the fuel injection amount according to the residual HC release amount. As a result, the amount of HC discharged from the internal combustion engine is reduced.
[0008]
In this case, as described in claim 2, it is preferable that the air-fuel ratio is controlled to the target air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to be reduced in accordance with the residual hydrocarbon release amount during the residual hydrocarbon release control. . That is, if the fuel injection amount is corrected to be reduced by the amount of rich deviation due to the release of residual HC, the air-fuel ratio of exhaust gas can be prevented from deviating from the target air-fuel ratio (catalyst purification window), and the HC purification efficiency of the catalyst can be increased. Can do.
[0010]
  In this case, the claim3As described above, the air-fuel ratio may be controlled to the target air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount to decrease when the switching means is switched to the hydrocarbon release position. In this way, the fuel injection amount can be corrected by the amount of rich deviation due to the release of residual HC, so that the air-fuel ratio of the exhaust gas can be prevented from deviating from the target air-fuel ratio (catalyst purification window), and the HC purification of the catalyst. Efficiency can be increased.
[0011]
  In recent years, in order to promote combustion in a cylinder, a tumble generation valve provided in an intake passage is driven to change the intake air flow to generate a tumble flow in the cylinder. In an internal combustion engine equipped with such a tumble generating valve, the claims4As described above, the hydrocarbon adsorbing material may be provided in the vicinity of the tumble generating valve, and this tumble generating valve may be used as the switching means. In this way, since HC can be released from the hydrocarbon adsorbent using the tumble production valve, it is not necessary to provide a new switching means, and the cost can be reduced accordingly.
[0012]
  Or claims5As described above, the hydrocarbon adsorbent may be provided in the vicinity of the throttle valve or the idle speed control valve, and the throttle valve or the idle speed control valve may be used as the switching means. Also in this case, since the throttle valve or the idle speed control valve can be used as the switching means, it is not necessary to newly provide a switching means, and the cost can be reduced.
[0013]
  Claims6As described above, when releasing the hydrocarbon adsorbed on the hydrocarbon adsorbent, the outside air may be introduced into the hydrocarbon adsorbent by the outside air introduction means. In this way, the release timing of HC can be freely set according to the introduction timing of outside air, and control is easy.
[0014]
  Further claims7As described above, the residual HC release control may be executed during a period in which the intake air amount is equal to or greater than a predetermined amount. That is, if the residual HC is released when the intake air amount is large, the ratio of the HC release amount (rich component increase amount) to the intake air amount can be reduced, and the rich deviation of the air-fuel ratio can be suppressed to be small.
[0015]
  Claims8As described above, the in-cylinder charged air amount may be increased by introducing the outside air or increasing the throttle opening during the residual hydrocarbon release control. In this way, the increase in the rich component due to the release of residual HC can be offset by the increase in the lean component (oxygen) due to the introduction of outside air or the increase in the throttle opening, thereby preventing a rich shift in the air-fuel ratio. be able to.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment (1)]
Hereinafter, an embodiment (1) of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a throttle valve 14 that adjusts the throttle opening is provided in an intake pipe 12 of an engine 11 that is an internal combustion engine, and a surge tank 15 is provided downstream of the throttle valve 14. The surge tank 15 is provided with an intake manifold 16 for introducing air into each cylinder of the engine 11, and a fuel injection valve 17 for injecting fuel is attached in the vicinity of the intake port of the intake manifold 16 of each cylinder. . The intake pipe 12, the surge tank 15, and the intake manifold 16 constitute an intake passage.
[0017]
The surge tank 15 is provided with an HC adsorbing material 18 so that the HC adsorbing material 18 adsorbs HC remaining in the intake passage when the engine is stopped (hereinafter referred to as “residual HC”). The HC adsorbent 18 is made of activated carbon or a catalyst component having an HC adsorption action (for example, a noble metal such as Pd). Alternatively, the HC adsorbent 18 may be formed by supporting Pd or the like on an alumina layer, or may be formed of zeolite. Of course, the HC adsorbent 18 may be formed by combining two or more of activated carbon, zeolite, and catalyst components.
[0018]
In this embodiment (1), a recess 19 is formed on one side of the surge tank 15, and the HC adsorbent 18 is accommodated in the recess 19. Is not narrowed. Further, on the upstream side of the HC adsorbent 18, an on-off valve 20 (switching means) driven by a motor, a solenoid or the like is provided. When the on-off valve 20 is switched to the closed position shown by the solid line in FIG. 1, the contact degree between the intake air flowing through the surge tank 15 and the HC adsorbent 18 is reduced and HC is adsorbed by the HC adsorbent 18. Hold. On the other hand, when the on-off valve 20 is switched to the valve open position (hydrocarbon release position) indicated by a dotted line in FIG. 1, a part of the intake air flowing in the surge tank 15 flows toward the HC adsorbent 18, and the intake air and the HC The degree of contact with the adsorbent 18 increases and HC is released from the HC adsorbent 18.
[0019]
On the other hand, the exhaust pipe 21 of the engine 11 is provided with a catalyst 22 such as a three-way catalyst that purifies HC in the exhaust gas, and an air-fuel ratio sensor 23 (or oxygen) that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the catalyst 22. Sensor).
[0020]
The engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 24 is mainly composed of a microcomputer, controls the fuel injection amount and ignition timing, and stores the HC release control program of FIG. 2 stored in a ROM (storage medium). By executing the above, the release timing of the HC adsorbed on the HC adsorbent 18 while the engine is stopped is controlled after the activation of the catalyst 22 or after a predetermined time has elapsed from the start.
[0021]
Hereinafter, processing contents of the HC release control program of FIG. 2 will be described. This program is periodically executed after the ignition switch is turned on, for example, and serves as a hydrocarbon emission control means in the claims. When the program is started, first, at step 101, it is determined whether or not the elapsed time after the start is equal to or longer than a predetermined time T1. The predetermined time T1 is set to a time (for example, 100 seconds) necessary for the catalyst 22 to be in an active state after starting. Therefore, if the elapsed time after the start does not reach the predetermined time T1, it is determined that the catalyst 22 is in an inactive state, the process proceeds to step 102, the on-off valve 20 is held in the closed position, and the HC is stopped while the engine is stopped. The HC adsorbed on the adsorbent 18 is continuously held in the state adsorbed on the HC adsorbent 18.
[0022]
Thereafter, the routine proceeds to step 103, where it is determined whether or not the elapsed time after starting is a predetermined time T2 or more and the intake air amount Ga is a predetermined amount G1 (for example, 10 g / s) or more. Here, the predetermined time T2 is set to a time (for example, 30 seconds) necessary for the air-fuel ratio sensor 23 to be in an active state after starting. Accordingly, the air-fuel ratio sensor 23 is activated and the air-fuel ratio feedback control based on the output of the air-fuel ratio sensor 23 is started when the predetermined time T2 elapses from the start, so that HC is released from the HC adsorbent 18. Even if the air-fuel ratio deviates richly, the fuel injection amount is corrected to decrease by the air-fuel ratio feedback control, and the rich deviation is corrected.
[0023]
If the elapsed time after the start does not reach the predetermined time T2, it is determined that the air-fuel ratio sensor 23 is in an inactive state, the process proceeds to step 105 without opening the on-off valve 20, and a high temperature restart (start In order to determine whether or not the catalyst 22 is in an active state from the beginning, it is determined whether or not the temperature of the catalyst 22 is lower than the activation temperature Ta (for example, 300 ° C.). The temperature of the catalyst 22 may be detected by a temperature sensor (not shown) installed on the catalyst 22, or may be estimated from the cooling water temperature or the like. If the temperature of the catalyst 22 is lower than the activation temperature Ta, since the catalyst 22 is in an inactive state, this program is terminated while the on-off valve 20 is closed.
[0024]
During the period when the catalyst 22 is inactive, only when it is determined as “Yes” in step 103, that is, the elapsed time after the start is equal to or longer than the predetermined time T2 (after activation of the air-fuel ratio sensor 23), and the intake air Only during the period when the amount Ga is equal to or greater than the predetermined amount G1, the routine proceeds from step 103 to step 104, the on-off valve 20 is opened to release HC from the HC adsorbent 18, and fuel injection is performed according to the amount of HC released. The amount is corrected to decrease (see FIG. 4). The fuel injection amount decrease correction amount A is calculated according to the integrated value of the valve opening time of the on-off valve 20 by the table of FIG. As the valve opening time integrated value of the on-off valve 20 increases, the amount of HC released from the HC adsorbent 18 decreases. Therefore, in the table of FIG. 3, the amount of decrease correction A decreases as the valve opening time integrated value of the on-off valve 20 increases. It is set to be. By the fuel injection amount reduction correction in step 104 and the air-fuel ratio feedback control described above, the fuel injection amount reduction correction according to the HC release amount from the HC adsorbent 18 is performed with good response.
[0025]
On the other hand, when it is determined that the elapsed time after the start is equal to or longer than the predetermined time T1 (“Yes” in Step 101) or the temperature of the catalyst 22 is equal to or higher than the activation temperature Ta (“No” in Step 105), the catalyst 22 is activated. In step 106, the on-off valve 20 is held open to release HC from the HC adsorbent 18, and the fuel injection amount reduction correction is executed. Also in this case, the reduction correction amount A is calculated by the table of FIG.
[0026]
According to the embodiment (1) described above, the residual HC in the intake passage is adsorbed by the HC adsorbent 18 while the engine is stopped, and the on-off valve 20 is opened after the catalyst 22 is activated after starting. Since HC is released from the HC adsorbent 18, even if the HC released from the HC adsorbent 18 is not sufficiently burned in the cylinder and is discharged to the exhaust pipe 21, the HC is released by the active catalyst 22. Can be purified. In addition, the fuel injection amount can be corrected to be reduced in accordance with the amount of HC released from the HC adsorbent 18 by the fuel injection amount reduction correction and air-fuel ratio feedback control in step 104 of FIG. Deviation from the target air-fuel ratio (purification window of the catalyst 22) can be prevented, and the HC purification efficiency at the catalyst 22 can be increased. As a result, the amount of HC emissions into the atmosphere can be effectively reduced.
[0027]
Further, in the present embodiment (1), even before the catalyst 22 is activated, after a predetermined time T2 has elapsed from the start (after the activation of the air-fuel ratio sensor 23), as shown in FIG. Is equal to or greater than the predetermined amount G1, the on-off valve 20 is opened to release HC from the HC adsorbent 18, and the fuel injection amount is corrected to decrease in accordance with the HC release amount. Thus, even if HC is released from the HC adsorbent 18 before the catalyst 22 is activated, the HC from the HC adsorbent 18 is corrected by the fuel injection amount reduction correction and the air-fuel ratio feedback control in step 104 of FIG. The fuel injection amount reduction correction according to the released amount can be performed with very good response, and the amount of HC discharged from the engine 11 into the exhaust pipe 21 can be reduced. Moreover, since HC is released from the HC adsorbent 18 during a period when the intake air amount Ga is equal to or greater than the predetermined amount G1, the ratio of the HC release amount (rich component increase amount) to the intake air amount can be reduced, and the air-fuel ratio can be reduced. Rich shift can be reduced.
[0028]
In the present embodiment (1), an on-off valve 20 is provided on the upstream side of the HC adsorbent 18, and the on-off valve 20 is opened to increase the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 18, Since HC is released from the HC adsorbent 18, the HC release timing can be freely set by the on-off valve 20, and the specification of HC release control can be easily changed.
[0029]
In the embodiment (1), the recess 19 is formed on one side of the surge tank 15. However, as shown in the example of FIG. 5, the recess 25 is formed on both sides of the surge tank 15, and each recess 25 is formed. The HC adsorbent 26 may be accommodated therein, and an on-off valve 27 may be provided on the upstream side of each HC adsorbent 26. Alternatively, as in the example of FIG. 6, a plurality (or one) of recesses 28 may be formed in the upper portion of the surge tank 15 so as to extend substantially in the intake direction, and the HC adsorbent 29 is placed in each recess 28. The on-off valve 30 may be provided on the downstream side (or upstream side) of each HC adsorbent 29 by accommodating.
[0030]
The switching means for switching the degree of contact between the HC adsorbent and the intake air may use, for example, a sliding shutter that slides along the exposed surface of the HC adsorbent, in addition to the on-off valve. Can be implemented.
[0031]
In the present invention, the processing of steps 103 and 104 (processing of releasing HC during the period when the catalyst 22 is inactive) in FIG. 2 is omitted, or the processing of either one of steps 101 and 105 is performed. May be omitted.
[0032]
[Embodiment (2)]
Next, Embodiment (2) of this invention is demonstrated using FIG. 7 thru | or FIG. As shown in FIG. 7, the intake manifold 16 is provided with a tumble generating valve 31 for generating a tumble flow in the cylinder. The tumble generating valve 31 opens and closes the lower half of the flow passage cross section of the intake manifold 16. An HC adsorbent 32 is fixed to the inner wall surface of the intake manifold 16 upstream of the tumble generating valve 31. The HC adsorbent 32 is formed in a streamline extending substantially in the intake direction so as not to cause intake pressure loss.
[0033]
In this case, when the tumble generating valve 31 is located at the closed position indicated by the solid line in FIG. 7, the intake air in the intake manifold 16 flows to the side opposite to the HC adsorbent 32 (the upper half of the intake manifold 16). Therefore, the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 32 is reduced, and the HC adsorbent 32 is held in an adsorbed state. On the other hand, when the tumble generating valve 31 is switched to the valve open position indicated by the dotted line in FIG. 7, the intake air in the intake manifold 16 also flows to the HC adsorbent 32 side (lower half of the intake manifold 16). The degree of contact between the HC adsorbent 32 and HC is released from the HC adsorbent 32. Thereby, the tumble generating valve 31 plays the same role as the on-off valve 20 of the embodiment (1), and functions as a switching means in the claims.
[0034]
In the present embodiment (2), the ECU 24 executes the HC release control program of FIG. 8 and uses the tumble generating valve 31 to set the HC release timing from the HC adsorbent 32 in the same manner as in the above embodiment (1). Control. Specifically, after the start-up, until the catalyst 22 is activated, the tumble generating valve 31 is held in the closed position, and the HC adsorbent 32 is held in a state where HC is adsorbed (steps 201 and 202). However, even if the catalyst 22 is inactive, if the predetermined time T2 or more has elapsed from the start and the intake air amount Ga is the predetermined amount G1 or more, the routine proceeds to step 204 where the tumble generating valve 31 is opened. HC is released from the HC adsorbent 32 and the fuel injection amount is corrected to decrease. The fuel injection amount decrease correction amount A is calculated according to the integrated value of the valve opening time of the tumble generating valve 31 by the table of FIG. Further, after the activation of the catalyst 22, the routine proceeds to step 206, where the tumble generation valve 31 is normally controlled, and when the tumble generation valve 31 is opened, HC is released from the HC adsorbent 32 and the fuel injection amount is corrected to decrease. To do.
[0035]
In the embodiment (2) described above, the same effect as that of the embodiment (1) can be obtained. In addition, in the present embodiment (2), the tumble generating valve 31 is used as a switching means for switching the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 32, so that it is not necessary to newly provide a switching means, and a cost reduction is required. Can also be met.
[0036]
[Embodiment (3)]
In the embodiment (3) of the present invention shown in FIG. 10, an electronic throttle system for driving the throttle valve 33 with a motor (not shown) or the like is mounted, and the bypass air amount is controlled in the bypass passage 34 of the throttle valve 33. A plurality of streamline HC adsorbents 36 are provided on the inner wall surface of the intake pipe 12 downstream of the throttle valve 33 and upstream of the junction 34a of the bypass passage 34. It is fixed.
[0037]
In this case, when the throttle valve 33 is located at the closed position shown by the solid line in FIG. 10, the intake air in the intake pipe 12 is downstream of the HC adsorbent 36 even if the idle speed control valve 35 is opened. Therefore, the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 36 is reduced, and the HC adsorbent 32 is held in an adsorbed state. On the other hand, when the throttle valve 33 is switched to the valve open position indicated by the dotted line in FIG. 10, the intake air in the intake pipe 12 flows along the HC adsorbent 36, so the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 36 increases. Then, HC is released from the HC adsorbent 36. Thereby, the throttle valve 33 plays the same role as the tumble generating valve 31 of the embodiment (2), and functions as a switching means in the scope of the claims.
[0038]
In the present embodiment (3), the throttle valve 33 is used to control the HC release timing from the HC adsorbent 32 by the same method as in the above embodiment (2). Therefore, the HC release control program used in the present embodiment (3) only needs to read “tumble generation valve” as “throttle valve” in the processing of steps 202, 204 and 206 of the HC release control program of FIG.
[0039]
In the embodiment (3) described above, the throttle valve 33 is used as a switching means for switching the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent 36, so that a switching means is newly provided as in the embodiment (2). There is no need and the cost can be reduced. Note that an HC adsorbent may be installed on the downstream side of the idle speed control valve 35, and the idle speed control valve 35 may be used as switching means for switching the degree of contact between the intake air and the HC adsorbent.
[0040]
In the above embodiments (2) and (3), the HC adsorbents 32 and 36 are fixed to the inner wall surface of the intake passage. However, the installation form of the HC adsorbent may be changed as appropriate, for example, As shown in FIG. 11, a large number of granular HC adsorbents 37 may be attached substantially uniformly to the inner wall surface of the intake manifold 16 (or the intake pipe 12 or the surge tank 15). Alternatively, as shown in FIG. 12, the HC adsorbent 38 may be coated in layers on the inner wall surface of the intake manifold 16 (or the intake pipe 12 or the surge tank 15).
[0041]
[Embodiment (4)]
In the embodiment (4) of the present invention, as shown in FIG. 13A, an air pump 41 (outside air introduction means) is connected to the recess 19 formed in the surge tank 15 via an air introduction pipe 40. When releasing HC from the HC adsorbent 18 in the recess 19, the ECU 24 opens the on-off valve 20 and drives the air pump 41 to introduce outside air into the HC adsorbent 18 such as activated carbon in the recess 19. Thus, the release of HC from the HC adsorbent 18 is promoted by the action of both the intake air and the introduced outside air.
[0042]
In the present embodiment (4), the HC release timing can be freely set according to the opening timing of the on-off valve 20 and the outside air introduction timing, and the HC release control can be easily performed. Further, the increase in the rich component due to the release of residual HC can be offset by the increase in the lean component due to the introduction of the outside air, and the effect of preventing the deviation of the air-fuel ratio can also be obtained.
[0043]
Further, as shown in FIG. 13 (b), the upstream side of the throttle valve 14 of the intake pipe 12 and the recess 19 of the surge tank 15 are connected by an air introduction pipe 48, and control is performed halfway through the air introduction pipe 48. When the valve 49 is provided and HC is released from the HC adsorbent 18 in the recess 19, the on-off valve 20 is opened, the control valve 49 is opened, and the intake air is introduced into the recess 19 through the air introduction pipe 48. It is also possible to promote the release of HC from the HC adsorbent 18 by introducing it into the HC adsorbent 18 such as activated carbon.
[0044]
13A or 13B, the on-off valve 20 is omitted, and the HC release timing is set only by the external air introduction timing by the air pump 41 or only by the intake air introduction timing by the control valve 49. Also good.
[0045]
Further, the installation form of the HC adsorbent may be variously changed. For example, as shown in FIG. 14, a plurality of recesses 43 are formed in the lower part of the surge tank 15 so as to extend in a direction substantially perpendicular to the intake direction. An opening / closing valve 45 is provided on the upstream side of the HC adsorbent 44 accommodated in each recess 43, and an air pump 47 is connected to each recess 43 via an air introduction pipe 46, so that the HC adsorbent in the recess 43 is released when HC is released. The outside air may be introduced toward 44. Alternatively, as shown in FIG. 15, the upstream side of the throttle valve 14 of the intake pipe 12 and each recess 43 of the surge tank 15 are connected by an air introduction pipe 50, and a control valve is provided in the middle of the air introduction pipe 50. 51 may be provided. In any case, the on-off valve 45 may be omitted, and the HC release timing may be set only by the outside air introduction timing by the air pump 47 or only by the intake air introduction timing by the control valve 51.
[0046]
  In addition, the present invention, HWhile releasing C, the amount of air charged in the cylinder may be increased by increasing the throttle opening to prevent the rich deviation of the air-fuel ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine control system showing an embodiment (1).
FIG. 2 is a flowchart showing a process flow of an HC release control program according to the embodiment (1).
FIG. 3 is a diagram conceptually showing a table of fuel injection amount reduction correction amounts according to the embodiment (1).
FIG. 4 is a time chart for explaining an execution example of HC release control according to the embodiment (1).
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part on the engine intake side for explaining a modification (first example) of the embodiment (1).
6A and 6B are diagrams for explaining a modified example (second example) of the embodiment (1), in which FIG. 6A is a longitudinal sectional view of the main part on the engine intake side, and FIG.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the main part on the engine intake side showing the embodiment (2).
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing of the HC release control program of the embodiment (2).
FIG. 9 is a diagram conceptually illustrating a table of fuel injection amount reduction correction amounts according to the embodiment (2).
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the main part on the engine intake side showing the embodiment (3).
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of the intake manifold for explaining another installation mode (first example) of the HC adsorbent.
FIG. 12 is a partially enlarged cross-sectional view of the intake manifold for explaining another installation mode (second example) of the HC adsorbent.
13A is a cross-sectional view of the main part on the engine intake side showing the embodiment (4), and FIG. 13B is a cross-sectional view of the main part on the engine intake side showing a modification of the embodiment (4).
14A is a longitudinal sectional view of a main part on the engine intake side showing another embodiment (first example), and FIG. 14B is a transverse sectional view of the same.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a main part on the engine intake side showing another embodiment (second example).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe (intake passage), 15 ... Surge tank (intake passage), 16 ... Intake manifold (intake passage), 18 ... HC adsorbent, 20 ... On-off valve (switching means), DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Catalyst, 24 ... ECU (hydrocarbon release control means), 26 ... HC adsorbent, 27 ... Open / close valve (switching means), 29 ... HC adsorbent, 30 ... Open / close valve (switching means), 31 ... Tumble generation valve (Switching means), 32 ... HC adsorbent, 33 ... throttle valve (switching means), 35 ... idle speed control valve, 36 to 38 ... HC adsorbent, 40 ... air introduction pipe (outside air introduction means), 41 ... air pump ( Outside air introduction means), 44 ... HC adsorbent, 45 ... Open / close valve (switching means), 46 ... Air introduction pipe (outside air introduction means), 47 ... Air pump (outside air introduction means), 48 ... Air introduction pipe, 49 ... Control valve , 50 Air introduction pipe, 51 ... control valve.

Claims

内燃機関の排ガス中の炭化水素を浄化する触媒を備えた内燃機関の炭化水素排出量低減装置において、
機関停止中に内燃機関の吸気通路内に残留する炭化水素（以下「残留炭化水素」という）を一時的に蓄え、前記触媒の活性後に該残留炭化水素を吸入空気中に放出する炭化水素放出制御手段と、
機関停止中に前記吸気通路内の残留炭化水素を吸着する炭化水素吸着材と、
前記炭化水素吸着材と吸入空気との接触度合を切り換える切換手段とを備え、
前記炭化水素放出制御手段は、前記炭化水素吸着材に吸着した炭化水素を放出する際に前記切換手段を前記炭化水素吸着材と吸入空気との接触度合を増加させる位置（以下「炭化水素放出位置」という）に切り換えることを特徴とする内燃機関の炭化水素排出量低減装置。In a hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine equipped with a catalyst for purifying hydrocarbons in exhaust gas of the internal combustion engine,
Hydrocarbon release control for temporarily storing hydrocarbons (hereinafter referred to as “residual hydrocarbons”) remaining in the intake passage of the internal combustion engine when the engine is stopped and releasing the residual hydrocarbons into the intake air after the activation of the catalyst Means ,
A hydrocarbon adsorbent that adsorbs residual hydrocarbons in the intake passage while the engine is stopped;
Switching means for switching the degree of contact between the hydrocarbon adsorbent and the intake air,
The hydrocarbon release control means is a position for increasing the degree of contact between the hydrocarbon adsorbent and the intake air when the hydrocarbon adsorbed on the hydrocarbon adsorbent is released (hereinafter referred to as “hydrocarbon release position”). hydrocarbon emissions reduction apparatus for an internal combustion engine, characterized in that switching to "hereinafter).

前記炭化水素放出制御手段は、前記残留炭化水素の放出制御中に該残留炭化水素の放出量に応じて燃料噴射弁の燃料噴射量を減量補正することで空燃比を目標空燃比に制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。 The hydrocarbon release control means controls the air-fuel ratio to the target air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount of the fuel injection valve to be reduced according to the residual hydrocarbon release amount during the residual hydrocarbon release control. The apparatus for reducing hydrocarbon emissions of an internal combustion engine according to claim 1.

前記炭化水素放出制御手段は、前記切換手段を前記炭化水素放出位置に切り換えた時に燃料噴射弁の燃料噴射量を減量補正することで空燃比を目標空燃比に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。The hydrocarbon release control means controls the air-fuel ratio to a target air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount of the fuel injection valve to decrease when the switching means is switched to the hydrocarbon release position. 3. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to 1 or 2 .

前記炭化水素吸着材は、前記吸気通路に設置されたタンブル生成弁の近傍に設けられ、このタンブル生成弁を前記切換手段として用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。Said hydrocarbon adsorbent is provided in the vicinity of the tumble generation valve installed in the intake passage, wherein the tumble generation valve to any one of claims 1 to 3, characterized in that used as the switching means Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engines.

前記炭化水素吸着材は、スロットル弁又はアイドルスピードコントロール弁の近傍に設けられ、前記スロットル弁又は前記アイドルスピードコントロール弁を前記切換手段として用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。Said hydrocarbon adsorbent is provided in the vicinity of the throttle valve or idle speed control valve, any one of claims 1 to 3, characterized by using the throttle valve or the idle speed control valve as said switching means hydrocarbon emissions reduction apparatus for an internal combustion engine according to.

前記炭化水素吸着材に吸着した炭化水素を放出する際に前記炭化水素吸着材へ外気を導入する外気導入手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。Internal combustion according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a fresh air introducing means for introducing the outside air into the hydrocarbon adsorbent when releasing hydrocarbons adsorbed on the hydrocarbon adsorbent Engine hydrocarbon emission reduction device.

前記炭化水素放出制御手段は、吸入空気量が所定量以上の期間に前記残留炭化水素の放出制御を実行することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。The hydrocarbon discharge of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6 , wherein the hydrocarbon release control means executes the release control of the residual hydrocarbon during a period in which the intake air amount is a predetermined amount or more. Quantity reduction device.

前記炭化水素放出制御手段は、前記残留炭化水素の放出制御中に外気導入又はスロットル開度の増加により筒内充填空気量を増加させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。The hydrocarbon emissions control means according to any one of claims 1 to 7, characterized in that increasing the cylinder air charge amount by an increase in the outside air introduction or throttle opening during the controlled release of the residual hydrocarbons Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engines.