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JP2005030367A - Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engine - Google Patents

Hydrocarbon emission reduction device for internal combustion engine Download PDF

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Publication number
JP2005030367A
JP2005030367A JP2003273732A JP2003273732A JP2005030367A JP 2005030367 A JP2005030367 A JP 2005030367A JP 2003273732 A JP2003273732 A JP 2003273732A JP 2003273732 A JP2003273732 A JP 2003273732A JP 2005030367 A JP2005030367 A JP 2005030367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
internal combustion
combustion engine
hydrocarbon
intake
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2003273732A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Anura
敏樹 案浦
Hideki Suzuki
英樹 鈴木
Koichi Hoshi
幸一 星
Takaaki Ito
隆晟 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
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 Denso Corp, Toyota Motor Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2003273732A priority Critical patent/JP2005030367A/en
Priority to US10/887,327 priority patent/US7107759B2/en
Publication of JP2005030367A publication Critical patent/JP2005030367A/en
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce the discharge of hydrocarbon from an internal combustion engine. <P>SOLUTION: In the engine, a secondary air is supplied from a secondary air supply pump 33 to an exhaust tube 21 through an exhaust side air passage 32. Also, an intake side air passage 35 is connected so as to be branched from the exhaust side air passage 32, and the tip of the intake side air passage 35 is connected to an intake manifold 16. An HC adsorbing material 31 is installed in an air cleaner 12 on the upstream-most side of the intake tube. An ECU 50 fills air to the intake manifold 16 by driving the secondary air supply pump 33 when the engine is stopped. Thus, the hydocarbon suspending near the intake port is forced out toward the upstream side of the intake tube 11, and adsorbed onto the HC adsorbing material 31. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関からの炭化水素(以下「HC」とも言う)の排出量を低減
する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。
The present invention relates to a hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine that reduces the emission of hydrocarbons (hereinafter also referred to as “HC”) from the internal combustion engine.

内燃機関においては、燃料噴射弁から漏れ出る燃料(油密漏れ)、燃焼室から
の燃料吹き戻し、PCV(Positive Crankcase Ventilation)通路からの燃料流入等によって吸気ポート近傍に燃料(HC)が残留し、内燃機関の運転停止後もその燃料(HC)が残留したままとなる。多気筒内燃機関にあっては、吸気マニホールドに燃料(HC)が残留する。この残留HCを放置しておくと、次回の機関始動時において、スタータモータ等によるクランキングに伴い吸気ポート近傍の浮遊炭化水素が燃焼室に吸入され更に未燃のまま排出されてしまうという不都合が生じる。
In an internal combustion engine, fuel (HC) remains in the vicinity of an intake port due to fuel leaking from a fuel injection valve (oil-tight leak), fuel blowback from a combustion chamber, fuel inflow from a PCV (Positive Crankcase Ventilation) passage, and the like. The fuel (HC) remains even after the operation of the internal combustion engine is stopped. In a multi-cylinder internal combustion engine, fuel (HC) remains in the intake manifold. If this residual HC is left unattended, the next time the engine is started, the floating hydrocarbons near the intake port are sucked into the combustion chamber along with cranking by a starter motor or the like, and are further discharged unburned. Arise.

そこで、上記不都合を解消する従来技術として、下記の特許文献1乃至特許文
献3が提案されている。すなわち、特許文献1では、内燃機関のスロットルバル
ブと機関本体との間に吸着材を設け、この吸着材により、燃料噴射弁より漏れ出
た燃料を吸着するようにしている。特許文献2では、内燃機関の吸気通路にHC
吸着材を設け、このHC吸着材により、吸気通路内に残留するHCを除去するよ
うにしている。更に特許文献3では、内燃機関の停止中に、吸気通路に残留する
HCをHC吸着材に一時的に蓄え、該蓄えたHCを、触媒活性後又は機関始動か
ら所定時間が経過した後に放出するようにしている。
Therefore, Patent Documents 1 to 3 listed below have been proposed as conventional techniques for solving the above inconvenience. That is, in Patent Document 1, an adsorbent is provided between the throttle valve of the internal combustion engine and the engine body, and the fuel leaked from the fuel injection valve is adsorbed by the adsorbent. In Patent Document 2, HC is provided in an intake passage of an internal combustion engine.
An adsorbent is provided, and HC remaining in the intake passage is removed by the HC adsorbent. Further, in Patent Document 3, while the internal combustion engine is stopped, HC remaining in the intake passage is temporarily stored in the HC adsorbent, and the stored HC is released after the catalyst is activated or a predetermined time has elapsed since the engine is started. I am doing so.

上記各従来技術では、何れも内燃機関の吸気通路内にHC吸着材を設置すると
いう点で一致しており、かかる構成により、HC成分を効果的に吸着できるもの
としていた。
特開平11−82192号公報 特開2001−227421号公報 特開2001−234781号公報
Each of the above prior arts is consistent in that an HC adsorbent is installed in the intake passage of the internal combustion engine, and such a configuration can effectively adsorb HC components.
JP 11-82192 A JP 2001-227421 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-234781

しかしながら、上記従来技術では以下の問題が生じる。すなわち、内燃機関の
運転中には、燃焼室からの燃料吹き戻しやPCV通路からの燃料流入(特に燃料
中のエンジンオイル流入)等によって吸気ポート近傍に高沸点分のHCが混入し
浮遊する。かかる場合、上記の如く吸気通路内にHC吸着材を設置した構成では
、当該HC吸着材に高沸点分のHCが付着する。HC吸着材に一旦吸着した高沸
点分のHCはその後放出されないため、HC吸着材のHC吸着性能が著しく低下
してしまい、十分なHC低減効果が得られなくなるという問題が生じる。
However, the following problems occur in the above-described conventional technology. That is, during the operation of the internal combustion engine, high boiling point HC is mixed and floats in the vicinity of the intake port due to fuel blowback from the combustion chamber, fuel inflow from the PCV passage (especially engine oil inflow in the fuel), and the like. In such a case, in the configuration in which the HC adsorbent is installed in the intake passage as described above, HC having a high boiling point adheres to the HC adsorbent. Since the high boiling point HC once adsorbed to the HC adsorbent is not released thereafter, the HC adsorbing performance of the HC adsorbent is remarkably deteriorated, resulting in a problem that a sufficient HC reduction effect cannot be obtained.

前記特許文献2では、HC吸着材をスロットルバルブよりも上流側、例えばエ
アクリーナに設置することや、燃料タンク内で発生した燃料蒸発ガスを吸着する
ためのキャニスタをHC吸着材として用いることが提案されている。高沸点分の
HCは、低沸点分のHCに比べて機関本体からの浮遊距離が短いため、上記構成
とすることで、機関運転中において高沸点分のHCがHC吸着材に付着しにくく
なると考えられる。しかしながら、HC吸着材をスロットル上流側に設置した構
成、或いはHC吸着材としてキャニスタを使用する構成では、機関停止後、機関
温度が降下しても吸気ポート近傍に残留する低沸点分のHCを有効に除去できず
、次回の機関始動時において、スタータモータ等によるクランキングに伴い吸気
ポート近傍のHCが燃焼室に吸入され更に未燃のまま排出されてしまうという問
題が生じる。
In Patent Document 2, it is proposed to install the HC adsorbent upstream of the throttle valve, for example, in an air cleaner, or to use a canister for adsorbing fuel evaporative gas generated in the fuel tank as the HC adsorbent. ing. Since the high boiling point HC has a shorter floating distance from the engine body than the low boiling point HC, the above configuration makes it difficult for the high boiling point HC to adhere to the HC adsorbent during engine operation. Conceivable. However, in the configuration in which the HC adsorbent is installed upstream of the throttle, or in the configuration in which the canister is used as the HC adsorbent, the low boiling point HC remaining in the vicinity of the intake port is effective even if the engine temperature drops after the engine stops. When the engine is started next time, there is a problem that HC in the vicinity of the intake port is sucked into the combustion chamber along with cranking by a starter motor or the like, and is discharged unburned.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、炭
化水素の排出量を有効に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
置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine that can effectively reduce the emission of hydrocarbons.

請求項1に記載の炭化水素排出量低減装置では、内燃機関の吸気通路において
吸気ポート又はその近傍にエア注入手段によりエア注入が行われる。炭化水素を
吸着するための炭化水素吸着材は、吸気ポート近傍に通じ且つ高沸点分の炭化水
素が浮遊してこない場所に設置されている。そして、前記内燃機関の運転停止中
に前記エア注入手段が駆動されて前記空気流が生成される。これにより、機関温
度の降下後も吸気ポート近傍に浮遊する炭化水素が、炭化水素吸着材に向けて送
り出され、当該炭化水素吸着材に吸着される。なお、高沸点分の炭化水素が浮遊
してこないとは、高沸点分の炭化水素の浮遊量が、予め決められた基準レベルを
超えないものであればよい。
In the hydrocarbon emission reduction device according to the first aspect, air is injected by the air injection means at or near the intake port in the intake passage of the internal combustion engine. The hydrocarbon adsorbent for adsorbing hydrocarbons is installed in a place that leads to the vicinity of the intake port and does not float hydrocarbons with a high boiling point. Then, the air injection means is driven to generate the air flow while the operation of the internal combustion engine is stopped. As a result, even after the engine temperature has dropped, hydrocarbons that float in the vicinity of the intake port are sent out toward the hydrocarbon adsorbent and are adsorbed by the hydrocarbon adsorbent. It should be noted that the high-boiling point hydrocarbon does not float so long as the high-boiling point hydrocarbon floating amount does not exceed a predetermined reference level.

要するに、内燃機関の運転停止後には、吸気通路の吸気ポート近傍に炭化水素
(未燃燃料)やオイルが残留し、その一部は吸気ポート近傍に浮遊するが、機関
温度の降下と共に高沸点分の炭化水素は液化し、低沸点分の炭化水素のみが吸気
ポート近傍に浮遊する。内燃機関の運転停止中、機関温度の降下後等においてエ
ア注入が行われることで、吸気ポート近傍に浮遊する低沸点分の炭化水素が効率
良く炭化水素吸着材に吸着される。また、内燃機関の運転時には、燃焼室からの
燃料吹き戻し等により吸気ポート近傍に高沸点分の炭化水素が混入し浮遊するが
、本発明では炭化水素吸着材を炭化水素が浮遊してこない場所に設置したため、
機関運転時において炭化水素吸着材に浮遊炭化水素が吸着することはなく、炭化
水素吸着性能の低下が抑制できる。以上により、次回の機関始動時において、ク
ランキングに伴い吸気ポート近傍の浮遊炭化水素が燃焼室に吸入され更に未燃の
まま排出されてしまうといった事態が抑制できる。その結果、炭化水素の排出量
を有効に低減することができるようになる。
In short, after the internal combustion engine is shut down, hydrocarbons (unburned fuel) and oil remain near the intake port in the intake passage, and some of them float near the intake port. These hydrocarbons liquefy and only low boiling point hydrocarbons float near the intake port. When the internal combustion engine is stopped, air injection is performed after the temperature of the engine has dropped, etc., so that low-boiling hydrocarbons floating near the intake port are efficiently adsorbed by the hydrocarbon adsorbent. Also, during operation of the internal combustion engine, high boiling point hydrocarbons are mixed and floated in the vicinity of the intake port due to fuel blowback from the combustion chamber, etc., but in the present invention, the hydrocarbon adsorbent does not float Because it was installed in
During engine operation, floating hydrocarbons are not adsorbed on the hydrocarbon adsorbent, and a decrease in hydrocarbon adsorption performance can be suppressed. As described above, at the time of the next engine start, it is possible to suppress a situation in which the floating hydrocarbons near the intake port are sucked into the combustion chamber and discharged without being burned due to cranking. As a result, hydrocarbon emissions can be effectively reduced.

請求項2に記載の発明では、内燃機関の吸気ポート又はその近傍にエア注入通
路を接続し、該エア注入通路に前記エア注入手段によりエア注入を行う構成とし
たため、エア注入手段の構成部材たるポンプ等を必ずしも吸気ポート近傍に設け
なくてもよくなり、本炭化水素排出量低減装置を具現化する上での自由度を上げ
ることができる。
In the second aspect of the present invention, the air injection passage is connected to or near the intake port of the internal combustion engine, and air is injected into the air injection passage by the air injection means. A pump or the like is not necessarily provided in the vicinity of the intake port, and the degree of freedom in realizing the present hydrocarbon emission reduction device can be increased.

請求項3に記載の発明では、多気筒内燃機関において吸気集合部から分岐した
分岐部に、前記エア注入手段によりエア注入を行う構成としたため、主に吸気ポ
ート近傍に浮遊する炭化水素を効率良く除去することができる。なお、前記分岐
部は吸気マニホールドに相当する。
In the third aspect of the invention, since the air injection means is configured to inject air into the branch portion branched from the intake manifold portion in the multi-cylinder internal combustion engine, hydrocarbons mainly floating in the vicinity of the intake port are efficiently removed. Can be removed. The branch portion corresponds to an intake manifold.

請求項4に記載の発明では、燃料噴射弁の先端部よりエアを噴出させて燃料噴
霧の微粒化を図るようにしたエアアシスト付き燃料噴射弁を適用し、該燃料噴射
弁に対するアシストエア噴出口に対して前記エア注入手段によりエア注入を行う
構成とした。この場合、燃料噴射弁の先端部(アシストエア噴出口)からエア注
入が行われるため、吸気ポート近傍に多くの炭化水素が残留していても、それを
効率良く除去することが可能となる。また、既存のアシストエア噴出口を流用す
ることで、コストアップ防止を図ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, an air-assisted fuel injection valve is applied, in which air is ejected from the tip of the fuel injection valve to atomize the fuel spray, and the assist air outlet for the fuel injection valve is applied. In contrast, air injection is performed by the air injection means. In this case, since air is injected from the tip of the fuel injection valve (assist air outlet), even if a large amount of hydrocarbon remains in the vicinity of the intake port, it can be efficiently removed. Moreover, cost can be prevented by diverting the existing assist air ejection port.

請求項5に記載の発明では、前記炭化水素吸着材の設置場所を、前記内燃機関
の運転時に機関燃焼室への空気流が発生する場所としたため、炭化水素吸着材に
一旦吸着された炭化水素は、機関運転時に機関燃焼室への空気流により離脱され
、該機関燃焼室に吸入される。これにより、炭化水素吸着材における炭化水素の
吸着能力が回復する。
In the invention according to claim 5, since the installation location of the hydrocarbon adsorbent is a location where an air flow to the engine combustion chamber is generated during operation of the internal combustion engine, the hydrocarbon once adsorbed by the hydrocarbon adsorbent Is separated by the air flow to the engine combustion chamber during engine operation, and is sucked into the engine combustion chamber. Thereby, the hydrocarbon adsorption capacity in the hydrocarbon adsorbent is recovered.

請求項6に記載の発明では、前記吸気通路の最上流部に設けられたエアクリー
ナに、前記炭化水素吸着材を配置したため、機関運転時において、吸気ポート近
傍の高沸点分の炭化水素が炭化水素吸着材に吸着するおそれがなく、また機関停
止中に吸着した炭化水素は吸入空気の流れにより離脱される。よって、炭化水素
の吸着及び放出を良好に行わせることができる。
In the invention according to claim 6, since the hydrocarbon adsorbent is disposed in the air cleaner provided in the most upstream part of the intake passage, the hydrocarbon having a high boiling point near the intake port is hydrocarbon during engine operation. There is no fear of adsorbing to the adsorbent, and hydrocarbons adsorbed while the engine is stopped are separated by the flow of intake air. Therefore, it is possible to favorably adsorb and release hydrocarbons.

請求項7に記載の発明では、前記エア注入手段により吸気ポート近傍にエア注
入を行う際、前記吸気通路に設けたスロットルバルブを所定開度に開放する。こ
れにより、エアクリーナに配置した炭化水素吸着材に対して炭化水素を好適に送
り出すことができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when air is injected near the intake port by the air injection means, the throttle valve provided in the intake passage is opened to a predetermined opening. Thereby, a hydrocarbon can be suitably sent out with respect to the hydrocarbon adsorbent arrange | positioned at the air cleaner.

請求項8に記載の発明では、燃料蒸発ガス排出抑止装置を備えており、燃料タ
ンク内で発生する燃料蒸発ガス(エバポガス)が一時的にキャニスタに吸着され
、該キャニスタに吸着された燃料が機関運転中にパージ通路を介して前記吸気通
路に放出されるようになっている。そしてかかる構成において、前記炭化水素吸
着材として前記キャニスタを用い、内燃機関の運転停止中に前記吸気通路とキャ
ニスタとの間を連通させるようにしている。この場合、既存のキャニスタを炭化
水素吸着材として流用することで、コストアップ防止を図ることができる。
In the invention described in claim 8, a fuel evaporative gas emission suppression device is provided, and the fuel evaporative gas (evaporative gas) generated in the fuel tank is temporarily adsorbed by the canister, and the fuel adsorbed by the canister is engine. During operation, the air is discharged to the intake passage through the purge passage. In this configuration, the canister is used as the hydrocarbon adsorbent, and the intake passage and the canister are communicated with each other while the operation of the internal combustion engine is stopped. In this case, the cost can be prevented by diverting the existing canister as the hydrocarbon adsorbent.

請求項9に記載の発明では、前記燃料蒸発ガス排出抑止装置において前記パー
ジ通路に当該通路を開放又は閉鎖するためのパージ制御弁を設け、内燃機関の運
転中にその時々の機関運転状態に応じて前記パージ制御弁を開放しキャニスタに
吸着した炭化水素を放出する。この場合、内燃機関の運転状態に応じてキャニス
タパージが行われるため、炭化水素の放出時において内燃機関の不安定な挙動を
防止することができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the fuel evaporative emission control device, a purge control valve for opening or closing the purge passage is provided in the purge passage, and the internal combustion engine is operated according to the state of the engine during the operation. The purge control valve is opened to release the hydrocarbon adsorbed on the canister. In this case, since the canister purge is performed according to the operating state of the internal combustion engine, an unstable behavior of the internal combustion engine can be prevented at the time of hydrocarbon release.

請求項10に記載の発明では、前記吸気通路に設けたスロットルバルブを迂回
するバイパス通路と、該バイパス通路に設けたアイドル回転数制御弁とを備え、
前記バイパス通路の途中に前記炭化水素吸着材を設けた。この場合、既存のバイ
パス通路を流用することで、コストアップ防止を図ることができる。
The invention according to claim 10 comprises a bypass passage that bypasses the throttle valve provided in the intake passage, and an idle speed control valve provided in the bypass passage,
The hydrocarbon adsorbent was provided in the middle of the bypass passage. In this case, it is possible to prevent an increase in cost by diverting the existing bypass passage.

請求項11に記載の発明では、触媒に対して二次空気供給ポンプから二次空気
が供給される構成となっており、この二次空気供給ポンプを前記エア注入手段と
して用いることとしている。これにより、二次空気供給ポンプから給送される二
次空気が吸気ポート近傍に注入され、その二次空気に乗って炭化水素が炭化水素
吸着材に対して送り出される。この場合、既存の二次空気供給ポンプをエア注入
手段として流用することで、コストアップ防止を図ることができる。
In the invention described in claim 11, the secondary air is supplied from the secondary air supply pump to the catalyst, and this secondary air supply pump is used as the air injection means. Thereby, the secondary air fed from the secondary air supply pump is injected into the vicinity of the intake port, and the hydrocarbons are sent out to the hydrocarbon adsorbent on the secondary air. In this case, the cost can be prevented by using the existing secondary air supply pump as the air injection means.

請求項12に記載の発明では、前記二次空気供給ポンプを用いて吸気ポート近
傍にエア注入を行う際、開閉制御弁により排気側エア通路が閉鎖されると共に、
吸気側エア通路が開放される。これにより、吸気ポート近傍に対してのエア注入
を好適に実施することができる。
In the invention of claim 12, when performing air injection near the intake port using the secondary air supply pump, the exhaust side air passage is closed by the open / close control valve,
The intake air passage is opened. Thereby, the air injection to the vicinity of the intake port can be suitably performed.

請求項13に記載の発明では、前記エア注入手段により生じるエア流速を、前
記炭化水素吸着材を炭化水素が吹き抜けることのない流速に制限する。こうした
エア流速の制限により、炭化水素が確実に炭化水素吸着材に吸着される。
In the invention described in claim 13, the air flow rate generated by the air injection means is limited to a flow rate at which hydrocarbons do not blow through the hydrocarbon adsorbent. Such restriction of the air flow rate ensures that the hydrocarbon is adsorbed on the hydrocarbon adsorbent.

請求項14に記載の発明では、内燃機関の運転停止後、所定のソーク時間が経
過するのを待ってそれ以降に前記エア注入手段によるエア注入を実施する。具体
的には、内燃機関の運転停止後、吸気ポート近傍に浮遊する炭化水素濃度が安定
すると予測される時間以降にエア注入手段によるエア注入を実施すると良い。こ
れにより、エア注入後に再び浮遊炭化水素が発生するという事態を回避すること
ができる。
In the invention described in claim 14, after the operation of the internal combustion engine is stopped, the air injection by the air injection means is performed after a predetermined soak time has elapsed. Specifically, after the operation of the internal combustion engine is stopped, air injection by the air injection means may be performed after a time when the hydrocarbon concentration floating in the vicinity of the intake port is predicted to be stable. Thereby, it is possible to avoid a situation where floating hydrocarbons are generated again after air injection.

請求項15に記載の発明では、前記内燃機関の停止時において当該内燃機関を
搭載した車両のドアロックの解除又はドアの開放を検知し、その検知時に前記エ
ア注入手段によるエア注入を実施する。クランキング時において炭化水素の排出
を確実に防止するには、クランキング開始直前に、吸気ポート近傍に浮遊する炭
化水素を除去するのが望ましく、本請求項15によれば、浮遊炭化水素の除去を
好適に行うことができる。これにより、クランキング時における炭化水素の排出
がより確実に防止できる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, when the internal combustion engine is stopped, the release of the door lock or the door opening of the vehicle on which the internal combustion engine is mounted is detected, and air injection by the air injection means is performed at the time of detection. In order to reliably prevent hydrocarbon emissions during cranking, it is desirable to remove hydrocarbons floating in the vicinity of the intake port immediately before the start of cranking. Can be suitably performed. Thereby, the discharge | emission of the hydrocarbon at the time of cranking can be prevented more reliably.

請求項16に記載の発明では、機関温度を検出し、該検出した機関温度が所定
温度以上である場合に前記エア注入手段によるエア注入を禁止する。エンジン水
温、吸気温、エンジン油温等の機関温度が高い場合、吸気ポート近傍には高沸点
分の炭化水素が充満していると考えられ、その際にエア注入を行って炭化水素吸
着材に炭化水素を吸着させると、当該炭化水素吸着材の劣化をまねくおそれがあ
る。そのため、機関温度が下がって高沸点分の炭化水素が液化するまでは、エア
注入を禁止する。なお、変速機油温から機関温度を推定し、この推定温度が所定
温度以上である場合に前記エア注入手段によるエア注入を禁止することも可能で
ある。
In the invention described in claim 16, when the engine temperature is detected and the detected engine temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the air injection by the air injection means is prohibited. When the engine temperature such as engine water temperature, intake air temperature, engine oil temperature, etc. is high, it is considered that high-boiling hydrocarbons are filled in the vicinity of the intake port. Adsorption of hydrocarbons may lead to deterioration of the hydrocarbon adsorbent. Therefore, air injection is prohibited until the high-boiling point hydrocarbons are liquefied due to the engine temperature decreasing. It is also possible to estimate the engine temperature from the transmission oil temperature and prohibit the air injection by the air injection means when the estimated temperature is equal to or higher than a predetermined temperature.

また、請求項17に記載の発明では、炭化水素を吸着するための炭化水素吸着
材は、吸気ポート近傍の炭化水素が浮遊してくることがなく且つ前記空気流発生
源により生じる空気流の下流側に設置されている。そして、前記内燃機関の運転
停止中において、前記空気流発生源により内燃機関の吸気通路内に強制的に空気
流が生成される。これにより、吸気ポート近傍に浮遊する炭化水素が炭化水素吸
着材に向けて送り出され、当該炭化水素吸着材に吸着される。
In the invention according to claim 17, the hydrocarbon adsorbent for adsorbing hydrocarbons is such that hydrocarbons in the vicinity of the intake port do not float and downstream of the air flow generated by the air flow generation source. It is installed on the side. Then, when the operation of the internal combustion engine is stopped, an air flow is forcibly generated in the intake passage of the internal combustion engine by the air flow generation source. Thereby, the hydrocarbon floating in the vicinity of the intake port is sent out toward the hydrocarbon adsorbent, and is adsorbed by the hydrocarbon adsorbent.

本発明でも請求項1の発明と同様に、内燃機関の運転停止中において、吸気ポ
ート近傍に浮遊する炭化水素が効率良く炭化水素吸着材に吸着される。また、内
燃機関の運転時には、燃焼室からの燃料吹き戻し等により吸気ポート近傍に高沸
点分の炭化水素が混入し浮遊するが、本発明では炭化水素吸着材を炭化水素が浮
遊してこない場所に設置したため、機関運転時において炭化水素吸着材に浮遊炭
化水素が吸着することはなく、炭化水素吸着性能の低下が抑制できる。以上によ
り、次回の機関始動時において、クランキングに伴い吸気ポート近傍の浮遊炭化
水素が燃焼室に吸入され更に未燃のまま排出されてしまうといった事態が抑制で
きる。その結果、炭化水素の排出量を有効に低減することができるようになる。
In the present invention, similarly to the first aspect of the present invention, when the operation of the internal combustion engine is stopped, hydrocarbons floating in the vicinity of the intake port are efficiently adsorbed by the hydrocarbon adsorbent. Also, during operation of the internal combustion engine, high boiling point hydrocarbons are mixed and floated in the vicinity of the intake port due to fuel blowback from the combustion chamber, etc., but in the present invention, the hydrocarbon adsorbent does not float Therefore, floating hydrocarbons are not adsorbed to the hydrocarbon adsorbent during engine operation, and a decrease in hydrocarbon adsorption performance can be suppressed. As described above, at the time of the next engine start, it is possible to suppress a situation in which floating hydrocarbons near the intake port are sucked into the combustion chamber and discharged unburned with cranking. As a result, hydrocarbon emissions can be effectively reduced.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形
態は、車両に搭載される4気筒ガソリン噴射エンジンを対象に炭化水素排出量低
減装置を具体化するものであり、図1は、本エンジン制御システムの概要を示す
構成図である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment embodies a hydrocarbon emission reduction device for a four-cylinder gasoline injection engine mounted on a vehicle, and FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the engine control system.

図1に示すように、エンジン10において吸気管11の最上流部にはエアクリ
ーナ12が設けられ、その下流側には吸入空気量を検出するためのエアフロメー
タ13が設けられている。エアフロメータ13には吸気温度を検出するための吸
気温センサが内蔵されている。エアフロメータ13の下流側には、DCモータ等
のスロットルアクチュエータ14aによって開度調節されるスロットルバルブ1
4が設けられている。また、スロットルバルブ14の下流側にはサージタンク1
5が設けられ、このサージタンク15には、エンジン10の各気筒に空気を導入
する吸気マニホールド16が接続されている。吸気マニホールド16の気筒毎の
吸気ポートには燃料噴射弁17が取り付けられている。なお、前記吸気管11、
サージタンク15及び吸気マニホールド16により吸気通路が構成されている。
As shown in FIG. 1, in the engine 10, an air cleaner 12 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 11, and an air flow meter 13 for detecting the intake air amount is provided downstream thereof. The air flow meter 13 incorporates an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature. On the downstream side of the air flow meter 13, a throttle valve 1 whose opening degree is adjusted by a throttle actuator 14 a such as a DC motor.
4 is provided. A surge tank 1 is provided downstream of the throttle valve 14.
The surge tank 15 is connected with an intake manifold 16 for introducing air into each cylinder of the engine 10. A fuel injection valve 17 is attached to the intake port of each cylinder of the intake manifold 16. The intake pipe 11,
The surge tank 15 and the intake manifold 16 constitute an intake passage.

排気管21には、排ガス中のCO,HC,NOx等を浄化するための三元触媒
等の触媒22が設けられ、この触媒22の上流側には排ガスを検出対象として混
合気の空燃比又はリッチ/リーンを検出するための空燃比センサ23(リニア空
燃比センサ、酸素センサ等)が設けられている。
The exhaust pipe 21 is provided with a catalyst 22 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in the exhaust gas, and the upstream side of the catalyst 22 detects the exhaust gas as a detection target, or the air-fuel ratio of the air-fuel mixture or An air-fuel ratio sensor 23 (linear air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting rich / lean is provided.

エアクリーナ12には、活性炭、ゼオライト、炭化水素吸着作用のある触媒成
分のうち少なくとも1つで形成されたHC吸着材31が設けられている。
The air cleaner 12 is provided with an HC adsorbent 31 formed of at least one of activated carbon, zeolite, and a catalyst component having a hydrocarbon adsorbing action.

また、本システムでは、触媒22に対して二次空気が供給されることで触媒2
2の早期活性が図られるようになっている。その構成として、排気管21には排
気側エア通路32が接続されており、二次空気供給ポンプ33より排気側エア通
路32を介して排気管21に二次空気が供給されるようになっている。排気側エ
ア通路32の途中には排気側開閉弁34が設けられている。また、二次空気供給
ポンプ33と排気側開閉弁34との間には、排気側エア通路32より分岐するよ
うにして吸気側エア通路35が接続されており、その吸気側エア通路35の先が
吸気マニホールド16に接続されている。吸気側エア通路35の途中には吸気側
開閉弁36が設けられている。なお、二次空気供給ポンプ33がエア注入手段(
空気流発生源)に相当し、排気側開閉弁34及び吸気側開閉弁36が開閉制御弁
に相当する。
Further, in this system, the secondary air is supplied to the catalyst 22 so that the catalyst 2
2 early activity is intended. As its configuration, an exhaust side air passage 32 is connected to the exhaust pipe 21, and secondary air is supplied from the secondary air supply pump 33 to the exhaust pipe 21 through the exhaust side air passage 32. Yes. An exhaust side opening / closing valve 34 is provided in the middle of the exhaust side air passage 32. An intake side air passage 35 is connected between the secondary air supply pump 33 and the exhaust side on-off valve 34 so as to branch from the exhaust side air passage 32. Is connected to the intake manifold 16. An intake side on-off valve 36 is provided midway in the intake side air passage 35. Note that the secondary air supply pump 33 is provided with air injection means (
The exhaust flow side open / close valve 34 and the intake side open / close valve 36 correspond to open / close control valves.

かかる構成において、エンジン10の運転始動時には、排気側開閉弁34が開
放されることで二次空気供給ポンプ33による二次空気が排気側エア通路32を
介して排気管21に供給され、触媒22の早期活性が図られる。これに対し、エ
ンジン停止中には、吸気側開閉弁36が開放されることで二次空気供給ポンプ3
3による二次空気が吸気側エア通路35を介して吸気マニホールド16に供給さ
れ、吸気ポート近傍に対するエア注入が行われる。
In such a configuration, when the operation of the engine 10 is started, the exhaust side opening / closing valve 34 is opened so that the secondary air from the secondary air supply pump 33 is supplied to the exhaust pipe 21 via the exhaust side air passage 32, and the catalyst 22. Early activity. On the other hand, when the engine is stopped, the secondary air supply pump 3 is opened by opening the intake side on-off valve 36.
3 is supplied to the intake manifold 16 via the intake air passage 35, and air is injected into the vicinity of the intake port.

電子制御ユニット(以下、ECUという)50はマイクロコンピュータを中心
に構成され、このECU50には前述の空燃比センサ23の空燃比検出信号や、
その他吸入空気量信号、吸気温信号、エンジン冷却水の水温信号、エンジン回転
数信号、アクセル開度信号、イグニッションスイッチ(以下、IGスイッチと言
う)52の操作信号等が入力される。ECU50は、各種入力信号に基づいて前
述の燃料噴射弁17の駆動を制御すると共に、スロットルアクチュエータ14a
、二次空気供給ポンプ33、排気側開閉弁34、吸気側開閉弁36等の駆動を制
御する。また、ECU50には、エンジン停止後の経過時間を計測するためのソ
ークタイマ51が設けられている。
An electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 50 is configured around a microcomputer, and the ECU 50 includes an air-fuel ratio detection signal of the air-fuel ratio sensor 23 described above,
In addition, an intake air amount signal, an intake air temperature signal, an engine coolant water temperature signal, an engine speed signal, an accelerator opening signal, an ignition switch (hereinafter referred to as IG switch) 52 operation signal, and the like are input. The ECU 50 controls the driving of the fuel injection valve 17 based on various input signals and also controls the throttle actuator 14a.
The secondary air supply pump 33, the exhaust side on / off valve 34, the intake side on / off valve 36, and the like are controlled. The ECU 50 is provided with a soak timer 51 for measuring the elapsed time after the engine is stopped.

エンジン10においては、燃料噴射弁17から漏れ出る燃料(油密漏れ)、燃
焼室からの燃料吹き戻し、PCV通路からの燃料流入等によって吸気マニホール
ド16など、吸気ポート近傍にHCが残留し、エンジン10の運転停止後もその
HCが残留したままとなる。この残留HCを放置しておくと、次回のエンジン始
動時においてクランキングに伴い吸気ポート近傍の浮遊HCがエンジン燃焼室に
吸入され更に未燃のまま排出されてしまうという不都合が生じる。そこで本実施
の形態では、エンジン停止中において吸気ポート近傍に強制的にエア注入を行う
ことで吸気ポート近傍の浮遊HCを除去し、それによりエンジン始動時における
HC排出を抑制することとしている。以下、その詳細を説明する。
In the engine 10, HC remains in the vicinity of the intake port such as the intake manifold 16 due to fuel leaking from the fuel injection valve 17 (oil tight leak), fuel blow back from the combustion chamber, fuel inflow from the PCV passage, and the like. The HC remains even after the 10 operation is stopped. If this residual HC is left unattended, floating HC in the vicinity of the intake port is sucked into the engine combustion chamber along with cranking at the next engine start, and is further discharged unburned. Therefore, in the present embodiment, air is forcibly injected near the intake port while the engine is stopped, thereby removing floating HC near the intake port, thereby suppressing HC discharge when starting the engine. Details will be described below.

図2は、エンジン停止中に実施されるエア注入処理を示すフローチャートであ
り、同処理はECU50の一機能として実施される。このエア注入処理は、ソー
クタイマ51による計測時間が所定時間になった時点でECU50により起動さ
れるものであり、具体的には、エンジン停止(イグニッションOFF)から90
分以上経過した時に実施される。但し実際には、エンジン停止後に燃料噴射弁1
7の油密洩れ等が無くなり、吸気ポート近傍の浮遊HC濃度が安定すると予測さ
れる時間以降にエア注入処理が実施されるのが望ましく、本実施の形態では、エ
ンジン停止から6時間経過した時に本エア注入処理が実施される。
FIG. 2 is a flowchart showing an air injection process performed while the engine is stopped. This process is performed as a function of the ECU 50. This air injection process is started by the ECU 50 when the time measured by the soak timer 51 reaches a predetermined time. Specifically, the air injection process is started after the engine is stopped (ignition OFF).
Implemented when minutes have passed. In practice, however, the fuel injection valve 1
It is desirable that the air injection process be performed after the time when the oil-tight leak of No. 7 is eliminated and the floating HC concentration in the vicinity of the intake port is predicted to be stable. In this embodiment, when 6 hours have passed since the engine stopped. This air injection process is performed.

図2において、ステップS101では、エア注入に関わる各種装置の電源系を
ONとするECU電源ONの処理を実施し、続くステップS102〜S104で
はエア注入の実施条件を判定する。すなわち、ステップS102では、エンジン
水温が所定の温度範囲(例えば0〜60℃)にあるか否かを判別し、ステップS
103では、吸気温が所定の温度範囲(例えば0〜60℃)にあるか否かを判別
し、ステップS104では、エンジン停止後、エア注入が未実施であるか否かを
判別する。エア注入の実施条件としては、上記以外にエンジン油温や変速機油温
が所定の温度範囲内にあること等を用いることが可能である。そして、各実施条
件が何れも成立していればステップS105に進み、排気側開閉弁34をOFF
(閉鎖)、吸気側開閉弁36をON(開放)、スロットル開度を所定開度に制御
、二次空気供給ポンプ33をON(駆動)とすることでエア注入を実施する。す
なわち、エンジン水温や吸気温が所定値以上である場合、吸気ポート近傍(吸気
マニホールド16)の温度が高く、当該吸気ポート近傍に高沸点分のHCが充満
していると考えられる。故に、吸気ポート近傍温度が下がって高沸点分のHCが
液化するまでは、エア注入を禁止するようにしている。
In FIG. 2, in step S101, ECU power ON processing is performed to turn on the power supply system of various devices related to air injection, and in subsequent steps S102 to S104, air injection execution conditions are determined. That is, in step S102, it is determined whether or not the engine water temperature is within a predetermined temperature range (for example, 0 to 60 ° C.).
In 103, it is determined whether or not the intake air temperature is within a predetermined temperature range (for example, 0 to 60 ° C.), and in step S104, it is determined whether or not air injection is not performed after the engine is stopped. As an implementation condition of air injection, it is possible to use that the engine oil temperature and the transmission oil temperature are within a predetermined temperature range in addition to the above. If each of the execution conditions is satisfied, the process proceeds to step S105, and the exhaust side on-off valve 34 is turned off.
(Closed), the intake side on-off valve 36 is turned on (opened), the throttle opening is controlled to a predetermined opening, and the secondary air supply pump 33 is turned on (driven) to perform air injection. That is, when the engine water temperature or the intake air temperature is equal to or higher than a predetermined value, the temperature in the vicinity of the intake port (intake manifold 16) is high, and it is considered that the high boiling point HC is filled in the vicinity of the intake port. Therefore, air injection is prohibited until the temperature in the vicinity of the intake port decreases and the high boiling point HC is liquefied.

かかる場合、二次空気供給ポンプ33による二次空気が吸気マニホールド16
に導入され、吸気管11、吸気マニホールド16等に空気流が発生する。これに
より、吸気ポート近傍の浮遊HCが吸気管11の上流部に向けて送り出され、H
C吸着材31に吸着される。このとき、HC吸着材31をHCが吹き抜けてしま
うことがないよう、二次空気供給ポンプ33のエア流速が制限されつつ当該ポン
プ33が駆動される。つまり、排気側に二次空気を供給する場合と同じエア流速
で二次空気供給ポンプ33を駆動するとHC吸着材31をHCが吹き抜けてしま
うため、この排気側供給時よりもエア流速を遅くする。具体的には、二次空気供
給ポンプ33を間欠駆動させたり、二次空気供給ポンプ33の駆動電圧又は駆動
電流を制限させたりしてエア流速を制限する。
In such a case, the secondary air from the secondary air supply pump 33 is supplied to the intake manifold 16.
The air flow is generated in the intake pipe 11, the intake manifold 16, and the like. As a result, the floating HC in the vicinity of the intake port is sent toward the upstream portion of the intake pipe 11, and H
It is adsorbed by the C adsorbent 31. At this time, the pump 33 is driven while the air flow rate of the secondary air supply pump 33 is limited so that the HC does not blow through the HC adsorbent 31. In other words, if the secondary air supply pump 33 is driven at the same air flow rate as when supplying secondary air to the exhaust side, HC will blow through the HC adsorbent 31, so that the air flow rate is slower than when supplying the exhaust side. . Specifically, the air flow rate is limited by intermittently driving the secondary air supply pump 33 or limiting the drive voltage or drive current of the secondary air supply pump 33.

その後、ステップS106では、エア注入の開始後、所定時間(例えば1分程
度)が経過したか否かを判別し、所定時間経過前であればそのまま本処理を終了
する。所定時間経過していればステップS107に進み、ECU電源OFFの処
理を実施する。
Thereafter, in step S106, it is determined whether or not a predetermined time (for example, about 1 minute) has elapsed after the start of air injection. If the predetermined time has not elapsed, the present processing is terminated. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S107, and the ECU power is turned off.

HC吸着材31へのHC吸着後は、エンジン10の運転中に吸入空気の流れに
乗って吸着HCが離脱され、吸入空気と共に燃焼室に吸入される。そして、燃料
噴射弁17の噴射燃料と共に燃焼に供される。これにより、HC吸着材31のH
C吸着能力が回復する。なお、エンジン始動時において、クランキング段階では
HC吸着材31の吸着HCがまだ離脱されることはなく、燃焼開始前に離脱HC
が燃焼室に吸入されることはない。
After HC adsorption to the HC adsorbent 31, the adsorbed HC is separated from the flow of intake air during operation of the engine 10 and is sucked into the combustion chamber together with the intake air. Then, it is used for combustion together with the fuel injected from the fuel injection valve 17. Thereby, the H of the HC adsorbent 31
C adsorption capacity is restored. When the engine is started, the adsorbed HC of the HC adsorbent 31 is not yet released at the cranking stage, and the released HC is released before the start of combustion.
Is not inhaled into the combustion chamber.

図3は、エンジン運転中に実施される二次空気供給処理を示すフローチャート
であり、同処理はECU50により所定時間毎に実施される。
FIG. 3 is a flowchart showing a secondary air supply process performed during engine operation, and this process is performed by the ECU 50 at predetermined intervals.

図3において、先ずステップS201では、IGスイッチ52がONであるか
否かを判別し、IGスイッチONであることを条件に後続のステップS202に
進む。ステップS202では、始動時水温が所定の温度範囲(例えば0〜60℃
)にあるか否かを判別し、ステップS203では、始動後からの経過時間が所定
の時間範囲(例えば1分以内)にあるか否かを判別する。そして、ステップS2
02,S203の条件が何れも成立していればステップS204に進み、排気側
開閉弁34をON(開放)、吸気側開閉弁36をOFF(閉鎖)、二次空気供給
ポンプ33をON(駆動)とすることで排気側への二次空気の供給を実施する。
In FIG. 3, first, in step S201, it is determined whether or not the IG switch 52 is ON, and the process proceeds to the subsequent step S202 on condition that the IG switch is ON. In step S202, the starting water temperature is within a predetermined temperature range (for example, 0 to 60 ° C.).
In step S203, it is determined whether or not the elapsed time from the start is within a predetermined time range (for example, within one minute). And step S2
If the conditions of 02 and S203 are both satisfied, the process proceeds to step S204, the exhaust side on-off valve 34 is turned on (opened), the intake side on-off valve 36 is turned off (closed), and the secondary air supply pump 33 is turned on (drive). ) To supply the secondary air to the exhaust side.

その後、ステップS205では、二次空気供給後、所定時間(例えば1分程度
)が経過したか否かを判別し、所定時間経過前であればそのまま本処理を終了す
る。所定時間経過していればステップS206に進み、排気側開閉弁34をOF
F(閉鎖)、吸気側開閉弁36をOFF(閉鎖)、二次空気供給ポンプ33をO
FF(駆動停止)とすることで排気側への二次空気の供給を終了する。
Thereafter, in step S205, it is determined whether or not a predetermined time (for example, about 1 minute) has elapsed after the supply of secondary air. If the predetermined time has not elapsed, the present processing is terminated. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S206, and the exhaust side on-off valve 34 is set to OF.
F (closed), intake side on-off valve 36 is turned off (closed), and secondary air supply pump 33 is turned on
By setting to FF (driving stop), the supply of the secondary air to the exhaust side is terminated.

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained.

エンジン停止中においてエア注入が行われることで、吸気ポート近傍に浮遊す
る炭化水素が効率良くHC吸着材31に吸着される。また、エンジン運転時には
、燃焼室からの燃料吹き戻し等により吸気ポート近傍に高沸点分のHCが混入し
浮遊するが、本実施の形態ではHC吸着材31をHCが浮遊してこない場所(エ
アクリーナ12)に設置したため、エンジン運転時においてHC吸着材31に浮
遊HCが吸着することはなく、HC吸着性能の低下が抑制できる。以上により、
次回のエンジン始動時において、クランキングに伴い吸気ポート近傍の浮遊HC
が燃焼室に吸入され更に未燃のまま排出されてしまうといった事態が抑制できる
。その結果、HC排出量を有効に低減することができるようになる。本実施の形
態では特に、二次空気供給ポンプ33をエア注入手段として流用することで、コ
ストアップ防止を図ることができる。
By injecting air while the engine is stopped, hydrocarbons floating in the vicinity of the intake port are efficiently adsorbed by the HC adsorbent 31. Further, when the engine is operating, high boiling point HC is mixed and floats in the vicinity of the intake port due to fuel blow-back from the combustion chamber, etc., but in this embodiment, the HC adsorbent 31 is a place where the HC does not float (air cleaner). 12), the floating HC is not adsorbed to the HC adsorbent 31 during engine operation, and a decrease in HC adsorption performance can be suppressed. With the above,
At the next engine start, floating HC near the intake port with cranking
Can be prevented from being sucked into the combustion chamber and discharged without being burned. As a result, the HC emission amount can be effectively reduced. In the present embodiment, in particular, the secondary air supply pump 33 can be used as an air injection means, thereby preventing an increase in cost.

エア注入口を吸気マニホールド16に設けたため、主に吸気ポート近傍に浮遊
するHCを効率良く除去することができる。仮にエア注入口をスロットルバルブ
14の直ぐ近くに設けると、エアがスロットル上流に流れなくなり、浮遊HCが
十分に除去できなくなるおそれがあるが、上記構成によれば、こうした不都合も
解消される。因みに、エア注入口を、サージタンク15と吸気マニホールド16
との全体積の1/2よりも下流側に設置する構成が望ましいと考えられる。
Since the air inlet is provided in the intake manifold 16, HC floating mainly in the vicinity of the intake port can be efficiently removed. If the air inlet is provided in the immediate vicinity of the throttle valve 14, the air may not flow upstream of the throttle and the floating HC may not be sufficiently removed. However, according to the above configuration, such an inconvenience is solved. Incidentally, the air inlet is connected to the surge tank 15 and the intake manifold 16.
It is thought that the structure installed in the downstream rather than 1/2 of the total volume of is desirable.

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実
施しても良い。
In addition, this invention is not limited to the content of description of the said embodiment, For example, you may implement as follows.

上記実施の形態では、吸気管最上流部のエアクリーナ12にHC吸着材31を
配置したが、この構成を変更する。別形態としての構成例を図4及び図5に示す
。以下、前記図1との相違点を中心に説明する。図4では、吸気管11に設けた
バイパス通路61にISC弁(アイドル回転数制御弁)62を設けた構成におい
て、バイパス通路61にHC吸着材63を設けている。本構成では、エンジン停
止中に二次空気供給ポンプ33が駆動されてエア注入が行われると、吸気ポート
近傍の浮遊HCがバイパス通路61を介して流れてHC吸着材63に吸着される
。このとき、スロットルバルブ14を閉鎖すると共に、ISC弁62を所定開度
に開放しておく。本実施の形態では、バイパス通路61を流用することで、コス
トアップ防止を図ることができる。なお、エンジン運転時にはISC弁62を開
放することで、HC吸着材63の吸着HCが放出される。
In the above embodiment, the HC adsorbent 31 is disposed in the air cleaner 12 at the most upstream part of the intake pipe, but this configuration is changed. A configuration example as another embodiment is shown in FIGS. Hereinafter, the difference from FIG. 1 will be mainly described. In FIG. 4, an HC adsorbent 63 is provided in the bypass passage 61 in a configuration in which an ISC valve (idle speed control valve) 62 is provided in the bypass passage 61 provided in the intake pipe 11. In this configuration, when the secondary air supply pump 33 is driven and air is injected while the engine is stopped, the floating HC in the vicinity of the intake port flows through the bypass passage 61 and is adsorbed by the HC adsorbent 63. At this time, the throttle valve 14 is closed and the ISC valve 62 is opened to a predetermined opening. In the present embodiment, the use of the bypass passage 61 can prevent cost increase. When the engine is in operation, the adsorbed HC of the HC adsorbent 63 is released by opening the ISC valve 62.

また、図5では、燃料タンク71内で発生した燃料蒸発ガス(エバポガス)が
外部に排出されるのを抑止するための燃料蒸発ガス排出抑止装置が設けられてい
る。すなわち、燃料タンク71には導管72の一端が接続され、導管72の他端
にはキャニスタ73が接続されている。キャニスタ73には、燃料タンク71内
で発生した燃料蒸発ガスを吸着するための例えば活性炭からなる吸着剤が多数収
納されている。キャニスタ73は、パージ配管74を通じて吸気管11に接続さ
れており、パージ配管74の途中には電磁駆動式のパージ制御弁75が設けられ
ている。吸気管11に放出されるガス量(パージガス量)はパージ制御弁75に
より制御されるようになっている。本構成では、エンジン停止中に二次空気供給
ポンプ33が駆動されてエア注入が行われると、吸気ポート近傍の浮遊HCがパ
ージ配管74を介して流れてキャニスタ73に吸着される。このとき、スロット
ルバルブ14を閉鎖すると共に、パージ制御弁75を所定開度に開放しておく。
本実施の形態では、キャニスタ33を炭化水素吸着材として流用することで、コ
ストアップ防止を図ることができる。エンジン運転時には、その時々のエンジン
運転状態に応じてパージ制御弁75が開放され、キャニスタ73に吸着したHC
が放出される。
Further, in FIG. 5, a fuel evaporative gas discharge suppression device is provided for suppressing the fuel evaporative gas (evaporative gas) generated in the fuel tank 71 from being discharged to the outside. That is, one end of a conduit 72 is connected to the fuel tank 71, and a canister 73 is connected to the other end of the conduit 72. The canister 73 stores a large number of adsorbents made of activated carbon, for example, for adsorbing fuel evaporative gas generated in the fuel tank 71. The canister 73 is connected to the intake pipe 11 through a purge pipe 74, and an electromagnetically driven purge control valve 75 is provided in the middle of the purge pipe 74. The amount of gas discharged to the intake pipe 11 (purge gas amount) is controlled by a purge control valve 75. In this configuration, when the secondary air supply pump 33 is driven and air is injected while the engine is stopped, the floating HC in the vicinity of the intake port flows through the purge pipe 74 and is adsorbed by the canister 73. At this time, the throttle valve 14 is closed and the purge control valve 75 is opened to a predetermined opening degree.
In the present embodiment, the canister 33 can be used as a hydrocarbon adsorbent, thereby preventing an increase in cost. During engine operation, the purge control valve 75 is opened according to the engine operation state at that time, and the HC adsorbed on the canister 73 is
Is released.

吸気マニホールド16にエア注入通路(図1の構成では吸気側エア通路35)
を介してエア注入する構成に代えて、吸気マニホールド16に直接エア注入する
構成としても良い。この場合、吸気マニホールド16の外壁に直接エアポンプ等
を設ければ良い。
An air injection passage in the intake manifold 16 (intake air passage 35 in the configuration of FIG. 1)
Instead of the configuration in which air is injected via the air intake, a configuration in which air is directly injected into the intake manifold 16 may be employed. In this case, an air pump or the like may be provided directly on the outer wall of the intake manifold 16.

燃料噴射弁の先端部よりエアを噴出させて燃料噴霧の微粒化を図るようにした
エアアシスト付き燃料噴射弁を適用し、該燃料噴射弁に対するアシストエア噴出
口に対して二次空気供給ポンプ33によりエア注入を行う構成とすることも可能
である。この場合、燃料噴射弁の先端部(アシストエア噴出口)からエア注入が
行われるため、吸気ポート近傍に多くのHCが残留していても、それを効率良く
除去することが可能となる。また、既存のアシストエア噴出口を流用することで
、コストアップ防止を図ることができる。
A fuel injection valve with air assist, which is adapted to atomize the fuel spray by ejecting air from the tip of the fuel injection valve, is applied to the secondary air supply pump 33 to the assist air outlet for the fuel injection valve. It is also possible to adopt a configuration in which air is injected. In this case, since air is injected from the tip of the fuel injection valve (assist air outlet), even if a lot of HC remains in the vicinity of the intake port, it can be efficiently removed. Moreover, cost can be prevented by diverting the existing assist air ejection port.

エンジンの停止時において車両のドアロックの解除又はドアの開放を検知し、
その検知時に二次空気供給ポンプ33によるエア注入を実施する構成としても良
い。クランキング時においてHC排出を確実に防止するには、クランキング開始
直前に、吸気ポート近傍の浮遊HCを除去するのが望ましく、本実施の形態によ
れば、浮遊HCの除去を好適に行うことができる。これにより、クランキング時
におけるHC排出がより確実に防止できる。
When the engine is stopped, the vehicle door lock is released or the door is opened,
It is good also as a structure which implements air injection by the secondary air supply pump 33 at the time of the detection. In order to reliably prevent HC discharge during cranking, it is desirable to remove floating HC in the vicinity of the intake port immediately before the start of cranking. According to the present embodiment, removal of floating HC is preferably performed. Can do. Thereby, HC discharge at the time of cranking can be prevented more reliably.

エア注入手段(空気流発生源)として、二次空気供給ポンプ33とは異なるエ
アポンプを用いることも可能である。
An air pump different from the secondary air supply pump 33 can be used as the air injection means (air flow generation source).

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the engine control system in embodiment of invention. エア注入処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an air injection process. 二次空気供給処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a secondary air supply process. 別例におけるHC排出量低減装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the HC discharge | emission amount reducing device in another example. 別例におけるHC排出量低減装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the HC discharge | emission amount reducing device in another example.

符号の説明Explanation of symbols

10…エンジン、
11…吸気管、
14…スロットルバルブ、
15…サージタンク、
16…吸気マニホールド、
17…燃料噴射弁、
31…HC吸着材、
32…排気側エア通路、
33…二次空気供給ポンプ、
34…排気側開閉弁、
35…吸気側エア通路、
36…吸気側開閉弁、
50…ECU、
61…バイパス通路、
62…ISC弁、
63…HC吸着材、
71…燃料タンク、
73…キャニスタ、
74…パージ配管、
75…パージ制御弁。

10 ... Engine,
11 ... Intake pipe,
14 ... Throttle valve,
15 ... Surge tank,
16 ... intake manifold,
17 ... Fuel injection valve,
31 ... HC adsorbent,
32 ... exhaust air passage,
33 ... Secondary air supply pump,
34 ... Exhaust side opening / closing valve,
35 ... Intake air passage,
36 ... intake side on-off valve,
50 ... ECU,
61 ... Bypass passage,
62 ... ISC valve,
63 ... HC adsorbent,
71 ... Fuel tank,
73 ... canister,
74 ... Purge piping,
75 ... Purge control valve.

Claims (17)

内燃機関の吸気通路において吸気ポート又はその近傍にエア
注入するためのエア注入手段と、炭化水素を吸着するための炭化水素吸着材とを
備え、当該炭化水素吸着材を、吸気ポート近傍に通じ且つ高沸点分の炭化水素が
浮遊してこない場所に設置した構成にあって、前記内燃機関の運転停止中に前記
エア注入手段を駆動して前記空気流を発生させ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。
An air injecting means for injecting air into or near the intake port in the intake passage of the internal combustion engine, and a hydrocarbon adsorbent for adsorbing hydrocarbons, the hydrocarbon adsorbent leading to the vicinity of the intake port and An internal combustion engine having a configuration installed in a place where hydrocarbons having a high boiling point do not float, wherein the air injection means is driven to generate the air flow while the operation of the internal combustion engine is stopped. Hydrocarbon emission reduction device.
内燃機関の吸気ポート又はその近傍にエア注入通路を接続し
、該エア注入通路に前記エア注入手段によりエア注入を行う構成としたことを特
徴とする請求項1記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
2. The hydrocarbon discharge amount of the internal combustion engine according to claim 1, wherein an air injection passage is connected to or near the intake port of the internal combustion engine, and air is injected into the air injection passage by the air injection means. Reduction device.
多気筒内燃機関において吸気集合部から分岐した分岐部に、
前記エア注入手段によりエア注入を行う構成としたことを特徴とする請求項1又
は2記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
In a multi-cylinder internal combustion engine, a branch portion branched from an intake manifold portion,
3. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein air injection is performed by the air injection means.
燃料噴射弁の先端部よりエアを噴出させて燃料噴霧の微粒化
を図るようにしたエアアシスト付き燃料噴射弁を適用し、該燃料噴射弁に対する
アシストエア噴出口に対して前記エア注入手段によりエア注入を行う構成とした
ことを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
A fuel injection valve with air assist, which is adapted to atomize fuel spray by ejecting air from the tip of the fuel injection valve, is applied to the assist air outlet for the fuel injection valve by the air injection means. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the injection is configured to perform injection.
前記炭化水素吸着材の設置場所を、前記内燃機関の運転時に
機関燃焼室への空気流が発生する場所としたことを特徴とする請求項1乃至4の
何れかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
The hydrocarbon of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein an installation location of the hydrocarbon adsorbent is a location where an air flow to the engine combustion chamber is generated during operation of the internal combustion engine. Emission reduction device.
前記吸気通路の最上流部に設けられたエアクリーナに、前記
炭化水素吸着材を配置したことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の内
燃機関の炭化水素排出量低減装置。
The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrocarbon adsorbent is disposed in an air cleaner provided in a most upstream portion of the intake passage.
前記エア注入手段により吸気ポート近傍にエア注入を行う際
、前記吸気通路に設けたスロットルバルブを所定開度に開放することを特徴とす
る請求項6記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
7. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein when air is injected near the intake port by the air injection means, a throttle valve provided in the intake passage is opened to a predetermined opening.
燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスを一時的に吸着するた
めのキャニスタを有し、該キャニスタに吸着した燃料を機関運転中にパージ通路
を介して前記吸気通路に放出する燃料蒸発ガス排出抑止装置を備え、前記炭化水
素吸着材として前記キャニスタを用い、内燃機関の運転停止中に前記吸気通路と
キャニスタとの間を連通させることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載
の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
A fuel evaporative emission control device having a canister for temporarily adsorbing fuel evaporative gas generated in a fuel tank and discharging the fuel adsorbed on the canister to the intake passage through a purge passage during engine operation 5. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the canister is used as the hydrocarbon adsorbent, and the intake passage and the canister are in communication with each other while the operation of the internal combustion engine is stopped. Equipment for reducing hydrocarbon emissions.
前記燃料蒸発ガス排出抑止装置において前記パージ通路に当
該通路を開放又は閉鎖するためのパージ制御弁を設け、内燃機関の運転中にその
時々の機関運転状態に応じて前記パージ制御弁を開放しキャニスタに吸着した炭
化水素を放出することを特徴とする請求項8記載の内燃機関の炭化水素排出量低
減装置。
In the fuel evaporative emission control device, the purge passage is provided with a purge control valve for opening or closing the passage, and during operation of the internal combustion engine, the purge control valve is opened according to the state of the engine operation at that time. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the hydrocarbon adsorbed on the gas is released.
前記吸気通路に設けたスロットルバルブを迂回するバイパ
ス通路と、該バイパス通路に設けたアイドル回転数制御弁とを備え、前記バイパ
ス通路の途中に前記炭化水素吸着材を設けたことを特徴とする請求項1乃至4の
何れかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
A bypass passage for bypassing a throttle valve provided in the intake passage and an idle speed control valve provided in the bypass passage, wherein the hydrocarbon adsorbent is provided in the middle of the bypass passage. Item 5. A hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 4.
前記内燃機関より排出される排ガスを浄化するための触媒
と、該触媒に対して二次空気を供給するための二次空気供給ポンプとを備えた内
燃機関に適用され、前記二次空気供給ポンプを前記エア注入手段として用い、該
二次空気供給ポンプから給送される二次空気を吸気ポート近傍に注入する構成と
したことを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の内燃機関の炭化水素排
出量低減装置。
The secondary air supply pump, which is applied to an internal combustion engine comprising a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine and a secondary air supply pump for supplying secondary air to the catalyst 11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the secondary air supplied from the secondary air supply pump is injected into the vicinity of the intake port. Equipment for reducing hydrocarbon emissions.
前記二次空気供給ポンプが排気側エア通路を介して内燃機
関の排気通路に接続されると共に、吸気側エア通路を介して内燃機関の吸気通路
に接続され、前記排気側エア通路、前記吸気側エア通路がそれぞれ開閉制御弁に
より開閉される構成にあって、前記二次空気供給ポンプを用いて吸気ポート近傍
にエア注入を行う際、前記開閉制御弁により前記排気側エア通路を閉鎖、前記吸
気側エア通路を開放することを特徴とする請求項11記載の内燃機関の炭化水素
排出量低減装置。
The secondary air supply pump is connected to an exhaust passage of the internal combustion engine via an exhaust side air passage, and is connected to an intake passage of the internal combustion engine via an intake side air passage, and the exhaust side air passage, the intake side Each of the air passages is opened and closed by an open / close control valve, and when the air is injected near the intake port using the secondary air supply pump, the exhaust side air passage is closed by the open / close control valve, and the intake air The apparatus for reducing hydrocarbon emissions of an internal combustion engine according to claim 11, wherein the side air passage is opened.
前記エア注入手段により生じるエア流速を、前記炭化水素
吸着材を炭化水素が吹き抜けることのない流速に制限することを特徴とする請求
項1乃至12の何れかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
The amount of hydrocarbon emissions from the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein an air flow rate generated by the air injection means is limited to a flow rate at which hydrocarbons do not blow through the hydrocarbon adsorbent. Reduction device.
内燃機関の運転停止後、所定のソーク時間が経過するのを
待ってそれ以降に前記エア注入手段によるエア注入を実施することを特徴とする
請求項1乃至13の何れかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 13, wherein after the operation of the internal combustion engine is stopped, the air injection by the air injection means is performed after a predetermined soak time has elapsed. Hydrocarbon emission reduction device.
前記内燃機関の停止時において当該内燃機関を搭載した車
両のドアロックの解除又はドアの開放を検知し、その検知時に前記エア注入手段
によるエア注入を実施することを特徴とする請求項1乃至14の何れかに記載の
内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
15. The release of a door lock or the opening of a door of a vehicle equipped with the internal combustion engine is detected when the internal combustion engine is stopped, and air injection by the air injection means is performed at the time of detection. The hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine according to any one of the above.
機関温度を検出し、該検出した機関温度が所定温度以上で
ある場合に前記エア注入手段によるエア注入を禁止することを特徴とする請求項
1乃至15の何れかに記載の内燃機関の炭化水素排出量低減装置。
The hydrocarbon of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 15, wherein an engine temperature is detected and air injection by the air injection means is prohibited when the detected engine temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. Emission reduction device.
内燃機関の吸気通路内に強制的に空気流を生じさせるため
の空気流発生源と、炭化水素を吸着するための炭化水素吸着材とを備え、吸気ポ
ート近傍の炭化水素が浮遊してくることがなく且つ前記空気流発生源により生じ
る空気流の下流側に、前記炭化水素吸着材を設置する構成とし、前記内燃機関の
運転停止中に前記空気流発生源により前記空気流を発生させ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。
An air flow source for forcibly generating an air flow in an intake passage of an internal combustion engine and a hydrocarbon adsorbent for adsorbing hydrocarbons, and hydrocarbons near the intake port float The hydrocarbon adsorbent is installed downstream of the air flow generated by the air flow generation source, and the air flow is generated by the air flow generation source while the internal combustion engine is stopped. A hydrocarbon emission reduction device for an internal combustion engine characterized by the above.
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US11754028B2 (en) 2021-06-23 2023-09-12 Ford Global Technologies, Llc Fuel system diaphragm valve

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