(57)【要約】【課題】三元触媒で発生した熱をパティキュレートフィルタに効率よく伝えることができる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】内燃機関制御ユニット１１０は、クランク軸１４が回転している状況下で気筒１１内での燃焼を停止させるときに、燃料噴射弁１７の燃料噴射を停止させる燃料カット処理、及び、燃料噴射弁１７から燃料を噴射させ、燃料を未燃のまま気筒１１内から排気管２１内に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理を選択して実行する燃焼停止時処理部１１１と、気筒１１内での燃焼の停止中に燃料導入処理が実行された場合、気筒１１内での燃焼の停止が終了して気筒１１内での燃焼が再開されたときには、排気管２１内における排気の流速を増大させる増大処理を実行する燃焼時処理部１１２とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気管内に設けられている三元触媒と、前記排気管内における前記三元触媒よりも下流側に配置されているとともに、当該三元触媒から離れているパティキュレートフィルタと、を備え、前記燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる火花点火式の内燃機関を備える車両に適用され、
前記内燃機関のクランク軸が回転している状況下で前記気筒内での燃焼を停止させるときに、前記燃料噴射弁の燃料噴射を停止させる燃料カット処理、及び、前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま前記気筒内から前記排気管内に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理を選択して実行する燃焼停止時処理部と、
前記気筒内での燃焼の停止中に前記燃料導入処理が実行された場合、前記気筒内での燃焼の停止が終了して当該気筒内での燃焼が再開されたときには、前記排気管内における排気の流速を増大させる増大処理を実行する燃焼時処理部と、を備える
車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関に対する出力トルクの要求値を内燃機関要求トルクとし、前記内燃機関の吸気管内に設けられているスロットルバルブの開度のうち、前記内燃機関要求トルクに応じた開度を基準開度とした場合、
前記燃焼時処理部は、前記増大処理において、前記スロットルバルブの開度を前記基準開度よりも大きくすることにより、前記排気管内における排気の流速を増大させる
請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記燃焼時処理部は、前記増大処理を実行しているときには、点火時期を遅角側に補正する
請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、前記クランク軸に連結されている発電機を備えるとともに、前記内燃機関の出力が車輪に伝達される車両であり、
前記増大処理が実行されているときには、前記増大処理が実行されていないときよりも前記発電機の発電量が多くなるように前記発電機を制御する発電機制御部を備える
請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記三元触媒の温度を算出する温度算出部を備え、
前記燃焼時処理部は、前記温度算出部によって算出される前記三元触媒の温度が終了判定温度以下になったときに、前記増大処理を終了する
請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記燃焼停止時処理部は、前記気筒内での燃焼の停止中において前記燃料導入処理を実行しているときには、前記燃料カット処理を実行するときよりも前記排気管内におけるガスの流速を高くする
請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式の内燃機関を備える車両に適用される車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ガソリンを燃料とする内燃機関の一例が記載されている。この内燃機関の排気浄化装置は、排気管内に設けられている三元触媒と、排気管内における三元触媒よりも下流に配置されているパティキュレートフィルタとを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の内燃機関では、アクセル操作が解消されるなどして内燃機関に対する要求トルクが減少された場合において内燃機関に加わる負荷が低いときには、気筒内での燃焼が停止されることがある。このような燃焼停止期間では、燃料噴射弁の燃料噴射を停止する燃料カット処理、及び、燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒内から排気管内に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理が選択して実行される。特許文献１によれば、パティキュレートフィルタを再生させる際には、燃料導入処理が実行される。一方、当該再生を行わない際には、燃料カット処理が実行される。
【０００４】
燃料導入処理では、燃料噴射弁から噴射された燃料が空気と共に排気管内を流通することとなる。そして、燃料が三元触媒に導入されると、当該燃料の燃焼によって三元触媒の温度が上昇する。三元触媒で発生した熱が排気管内のガスを媒体としてパティキュレートフィルタに伝達されると、パティキュレートフィルタの温度が上昇する。その結果、パティキュレートフィルタに捕集されているパティキュレート・マターが燃焼される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００４１３６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パティキュレートフィルタは、三元触媒から離れて配置されている。そのため、排気管内のガスを媒体として三元触媒からパティキュレートフィルタに熱が伝わる過程で、当該熱の一部が排気管の周壁を介して排気管外に放出される。このように排気管外に放出された熱は、パティキュレートフィルタの昇温に寄与しない。したがって、三元触媒で発生した熱を効率よくパティキュレートフィルタに伝達できるようにするという点で改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための車両の制御装置は、燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気管内に設けられている三元触媒と、排気管内における三元触媒よりも下流側に配置されているとともに、当該三元触媒から離れているパティキュレートフィルタと、を備え、燃料噴射弁から噴射された燃料を含む混合気を気筒内で燃焼させる火花点火式の内燃機関を備える車両に適用される。この制御装置は、内燃機関のクランク軸が回転している状況下で気筒内での燃焼を停止させるときに、燃料噴射弁の燃料噴射を停止させる燃料カット処理、及び、燃料噴射弁から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒内から排気管内に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理を選択して実行する燃焼停止時処理部と、気筒内での燃焼の停止中に燃料導入処理が実行された場合、気筒内での燃焼の停止が終了して当該気筒内での燃焼が再開されたときには、排気管内における排気の流速を増大させる増大処理を実行する燃焼時処理部と、を備えている。
【０００８】
気筒内での燃焼の停止期間中に燃料導入処理が実行されると、燃料噴射弁から噴射された燃料が空気と共に三元触媒に導入される。すると、三元触媒では、導入された燃料が燃焼するため、三元触媒の温度が上昇する。このように三元触媒で発生した熱が、排気管内で三元触媒から離れて配置されているパティキュレートフィルタに対し、排気管内に存在するガスを媒体として伝わる。すなわち、パティキュレートフィルタの温度を上昇させることができる。この際、排気管内のガスを媒体として三元触媒からパティキュレートフィルタに熱が伝達される過程で、排気管の周壁を介して熱が外部に放出される。しかも、その放熱量は、排気管内のガスの流速が低いほど多くなりやすい。
【０００９】
また、気筒内での燃焼の停止期間中に燃料導入処理が実行された場合、当該停止期間が終わって気筒内での燃焼が再開された時点でも、燃料導入処理の実行によって三元触媒で発生した熱が三元触媒に未だ残っている。
【００１０】
そこで、上記構成では、気筒内での燃焼の停止中に燃料導入処理が実行された場合、気筒内での燃焼の停止が終了して当該気筒内での燃焼が再開されたときには、排気管内における排気の流速を増大させる増大処理を実行するようにしている。このように気筒内での燃焼が再開されたときに排気の流速を高くすることにより、三元触媒からパティキュレートフィルタに熱を伝える過程における、排気管の周壁を介した排気管外への放熱量を少なくすることができる。つまり、気筒内での燃焼の再開後において排気管内における排気の流速を高くすることにより、燃料導入処理の実行によって三元触媒で発生した熱をパティキュレートフィルタに効率よく伝達することができるようになる。
【００１１】
内燃機関に対する出力トルクの要求値を内燃機関要求トルクとし、内燃機関の吸気管内に設けられているスロットルバルブの開度のうち、内燃機関要求トルクに応じた開度を基準開度としたとする。この場合、燃焼時処理部は、例えば、上記増大処理において、スロットルバルブの開度を基準開度よりも大きくすることにより、排気管内における排気の流速を増大させる。
【００１２】
上記構成によれば、スロットルバルブの開度を基準開度よりも大きくすると、開度が基準開度である場合よりも気筒への吸入空気量が多くなる。その結果、気筒内で燃焼が行われているときに、気筒内から排気管内に排出される排気の量が多くなり、ひいては排気管内における排気の流速を高くすることができる。
【００１３】
ところで、排気管内における排気の流速を増大させるためにスロットルバルブの開度を大きくすると、気筒内への吸入空気量が増大されるため、増大処理を実行していない場合と比較して内燃機関の出力トルクが大きくなる。そこで、燃焼時処理部は、上記増大処理を実行しているときには、点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。
【００１４】
上記構成によれば、スロットルバルブの開度を基準開度よりも大きくすることに起因する内燃機関の出力トルクの増大を、点火時期の遅角補正に伴う出力トルクの減少によって相殺することができる。その結果、内燃機関の出力トルクと内燃機関要求トルクとの乖離を抑制しつつ、三元触媒からパティキュレートフィルタへの伝熱効率の低下を抑制することができるようになる。
【００１５】
また、車両が、クランク軸に連結されている発電機を備えるとともに、内燃機関の出力が車輪に伝達される車両であることがある。こうした車両に適用される制御装置は、上記増大処理が実行されているときには、上記増大処理が実行されていないときよりも発電機の発電量が多くなるように発電機を制御する発電機制御部を備えるようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、スロットルバルブの開度を基準開度よりも大きくすることに起因して内燃機関の出力トルクが増大されても、発電機の発電量が増大される。この場合、内燃機関の出力トルクのうち、発電機で消費されるトルクが多くなる。その結果、スロットル開度を基準開度よりも大きくすることによって内燃機関の出力トルクが増大されても、車輪に入力されるトルクの増大を抑制することができる。したがって、車速の変化を抑制しつつ、三元触媒からパティキュレートフィルタへの伝熱効率の低下を抑制することができるようになる。
【００１７】
三元触媒の温度が低いときには、三元触媒の温度が高いときよりも三元触媒の熱をパティキュレートフィルタに伝えにくい。そこで、上記車両の制御装置が、三元触媒の温度を算出する温度算出部を備えている場合、燃焼時処理部は、温度算出部によって算出される三元触媒の温度が終了判定温度以下になったときに、上記増大処理を終了することが好ましい。
【００１８】
ちなみに、気筒内での燃焼が停止されている状況下では、燃料導入処理の実行中における三元触媒の温度は、燃料カット処理の実行時における三元触媒の温度よりも高い。そこで、燃焼停止時処理部は、気筒内での燃焼の停止中において燃料導入処理を実行しているときには、燃料カット処理を実行するときよりも排気管内におけるガスの流速を高くするようにしてもよい。この構成によれば、気筒内での燃焼の停止中であっても、排気管内を流れるガスの流速を高くすることにより、燃料導入処理の実行によって三元触媒で発生した熱を効率よくパティキュレートフィルタに伝えやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態の車両の制御装置である制御装置と、同制御装置が搭載されるハイブリッド車両との概略を示す構成図。
【図２】同制御装置が備える内燃機関制御ユニットの機能構成と、同ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概略構成とを示す図。
【図３】燃焼停止期間中において、燃料噴射弁を制御するための処理手順を示すフローチャート。
【図４】気筒内で混合気が燃焼されるときにおいて、スロットルバルブ及び燃料噴射弁を制御するための処理手順を示すフローチャート。
【図５】気筒内での混合気の燃焼が再開されたときにおいて、点火時期を調整するための処理手順を示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態において、気筒内での混合気の燃焼が停止している状態から混合気の燃焼が再開された場合におけるタイミングチャート。
【図７】第２の実施形態における制御装置において、内燃機関制御ユニットの機能構成と、モータ制御ユニットの機能構成とを示す図。
【図８】気筒内での混合気の燃焼が再開されたときにおいて、第１のモータジェネレータの発電量を制御するための処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、車両の制御装置の第１の実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１には、本実施形態の制御装置１００を備えるハイブリッド車両の概略構成が図示されている。図１に示すように、ハイブリッド車両は、火花点火式の内燃機関１０と、内燃機関１０のクランク軸１４に接続されている動力配分統合機構４０と、動力配分統合機構４０に接続されている第１のモータジェネレータ７１とを備えている。動力配分統合機構４０には、リダクションギア５０を介して第２のモータジェネレータ７２が連結されるとともに、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２が連結されている。
【００２１】
動力配分統合機構４０は、遊星歯車機構のことであり、外歯歯車のサンギア４１と、サンギア４１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア４２とを有している。サンギア４１とリングギア４２との間には、サンギア４１及びリングギア４２の双方と噛み合う複数のピニオンギア４３が配置されている。各ピニオンギア４３は、自転及び公転が自在な状態でキャリア４４に支持されている。サンギア４１には、第１のモータジェネレータ７１が連結されている。キャリア４４には、クランク軸１４が連結されている。リングギア４２にはリングギア軸４５が接続されており、このリングギア軸４５にリダクションギア５０及び減速機構６０の双方が連結されている。
【００２２】
内燃機関１０の出力トルクがキャリア４４に入力されると、当該出力トルクが、サンギア４１側とリングギア４２側とに分配される。すなわち、第１のモータジェネレータ７１に内燃機関１０の出力トルクを入力させることにより、第１のモータジェネレータ７１に発電させることができる。すなわち、本実施形態では、第１のモータジェネレータ７１を、クランク軸１４に連結されている「発電機」としても機能させることができる。
【００２３】
一方、第１のモータジェネレータ７１を電動機として機能させた場合、第１のモータジェネレータ７１の出力トルクがサンギア４１に入力される。すると、サンギア４１に入力された第１のモータジェネレータ７１の出力トルクが、キャリア４４側とリングギア４２側とに分配される。そして、第１のモータジェネレータ７１の出力トルクがキャリア４４を介してクランク軸１４に入力されることにより、クランク軸１４を回転させることができる。本実施形態では、このように第１のモータジェネレータ７１の駆動によってクランク軸１４を回転させることを「モータリング」という。
【００２４】
リダクションギア５０は、遊星歯車機構であり、第２のモータジェネレータ７２が連結されている外歯歯車のサンギア５１と、サンギア５１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア５２とを有している。リングギア５２にリングギア軸４５が接続されている。また、サンギア５１とリングギア５２との間には、サンギア５１及びリングギア５２の双方と噛み合う複数のピニオンギア５３が配置されている。各ピニオンギア５３は、自転自在であるものの公転不能になっている。
【００２５】
そして、車両を減速させる際には、第２のモータジェネレータ７２を発電機として機能させることにより、第２のモータジェネレータ７２の発電量に応じた回生制動力を車両に発生させることができる。また、第２のモータジェネレータ７２を電動機として機能させた場合、第２のモータジェネレータ７２の出力トルクが、リダクションギア５０、リングギア軸４５、減速機構６０及びディファレンシャル６１を介して駆動輪６２に入力される。これにより、駆動輪６２を回転させることができる、すなわち車両を走行させることができる。
【００２６】
第１のモータジェネレータ７１は、第１のインバータ７５を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。第２のモータジェネレータ７２は、第２のインバータ７６を介してバッテリ７７と電力の授受を行う。
【００２７】
図２に示すように、内燃機関１０の気筒１１内には、往復動するピストン１２が収容されている。ピストン１２は、コネクティングロッド１３を介してクランク軸１４に連結されている。クランク軸１４の回転速度である機関回転速度ＮＥは、クランク角センサ８６によって検出される。
【００２８】
内燃機関１０の吸気管１５内には、気筒１１内への吸入空気量ＧＡを調整すべく回転するスロットルバルブ１６が設けられている。吸入空気量ＧＡはエアフロメータ８７によって検出される。エアフロメータ８７は、吸気管１５におけるスロットルバルブ１６よりも上流側の部分に取り付けられている。
【００２９】
また、内燃機関１０には、吸気管１５内におけるスロットルバルブ１６よりも下流の部分に燃料を噴射する燃料噴射弁１７が設けられている。気筒１１内には、吸気バルブ１８が開弁しているときに、吸気管１５内を介し、燃料及び空気が導入される。そして、気筒１１内では、点火装置１９の火花放電によって、吸気管１５内を介して導入された空気と、燃料噴射弁１７から噴射された燃料とを含む混合気が燃焼される。そして、混合気の燃焼によって気筒１１内で生じた排気は、排気バルブ２０が開弁しているときに排気管２１内に排出される。排気管２１内には、三元触媒２２と、三元触媒２２よりも下流側に配置されているパティキュレートフィルタ２３とが設けられている。具体的には、パティキュレートフィルタ２３は、排気管２１内で三元触媒２２から離れている。パティキュレートフィルタ２３は、排気管２１内を流通する排気に含まれるパティキュレート・マターを捕集する機能を有している。
【００３０】
排気管２１における三元触媒２２よりも上流には、排気管２１内を流れるガス中の酸素濃度、すなわち混合気の空燃比を検出する空燃比センサ８１が取り付けられている。また、排気管２１における三元触媒２２とパティキュレートフィルタ２３との間の部分に、排気管２１内を流れるガスの温度を検出する温度センサ８２が取り付けられている。また、内燃機関１０には、排気管２１内におけるパティキュレートフィルタ２３と三元触媒２２との間の部分と、排気管２１内におけるパティキュレートフィルタ２３よりも下流側の部分との差圧ΔＰｅｘを検出する差圧センサ８８が設けられている。
【００３１】
内燃機関１０では、車両が走行しており、且つクランク軸１４が回転しているときに、気筒１１内での混合気の燃焼が停止されることがある。このようにクランク軸１４が回転しているときに気筒１１内での混合気の燃焼が停止される期間のことを、「燃焼停止期間ＣＳＰ」という。燃焼停止期間ＣＳＰでは、クランク軸１４の回転に同期してピストン１２が往復動する。そのため、吸気管１５内を介して気筒１１内に導入された空気は、燃焼に供されることなく、排気管２１内に流出される。
【００３２】
燃焼停止期間ＣＳＰでは、燃料噴射弁１７の燃料噴射を停止する燃料カット処理、及び、燃料噴射弁１７から燃料を噴射させ、当該燃料を未燃のまま気筒１１内から排気管２１内に流出させる燃料導入処理の何れか一方の処理が選択して実行される。燃料導入処理が実行されると、燃料噴射弁１７から噴射された燃料が空気と共に排気管２１内を流通することとなる。そして、燃料が三元触媒２２に導入される。このとき、三元触媒２２の温度が活性化温度以上である場合、燃料を燃焼させるのに十分な量の酸素が三元触媒２２に存在すると、三元触媒２２で燃料が燃焼される。これにより、三元触媒２２の温度が上昇する。三元触媒２２で発生した熱が排気管２１内を流通するガスを媒体としてパティキュレートフィルタ２３に伝わると、パティキュレートフィルタ２３の温度が上昇する。そして、パティキュレートフィルタ２３に酸素が供給されている場合、パティキュレートフィルタ２３の温度が燃焼可能温度以上になると、パティキュレートフィルタ２３に捕集されているパティキュレート・マターが燃焼される。
【００３３】
次に、図１及び図２を参照し、ハイブリッド車両の制御構成について説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両の制御装置１００は、アクセル開度ＡＣＣ及び車速ＶＳを基に、リングギア軸４５に出力すべきトルクである要求トルクＴＱＲを算出する。アクセル開度ＡＣＣは、車両の運転者によるアクセルペダルＡＰの操作量のことであり、アクセル開度センサ８４によって検出された値である。車速ＶＳは、車両の移動速度に対応する値であり、車速センサ８５によって検出される。制御装置１００は、算出した要求トルクＴＱＲを基に、内燃機関１０、各モータジェネレータ７１，７２を制御する。
【００３４】
制御装置１００は、内燃機関１０を制御する内燃機関制御ユニット１１０と、各モータジェネレータ７１，７２を制御するモータ制御ユニット１２０とを備えている。燃焼停止期間ＣＳＰ中において燃料導入処理が実行される場合、モータ制御ユニット１２０によって、モータリングを行わせるべく第１のモータジェネレータ７１の駆動が制御される。すなわち、モータリングの実行を通じ、燃焼停止期間ＣＳＰ中におけるクランク軸１４の回転速度を制御することができる。
【００３５】
図２には、内燃機関制御ユニット１１０の機能構成が図示されている。内燃機関制御ユニット１１０は、機能部として、燃焼停止時処理部１１１と、燃焼時処理部１１２と、温度算出部１１３とを有している。
【００３６】
燃焼停止時処理部１１１は、燃焼停止期間ＣＳＰ中に、スロットルバルブ１６の開度であるスロットル開度ＴＡの制御を通じた吸入空気量ＧＡの制御、燃料噴射弁１７の制御、及び、点火装置１９の制御を行う。燃焼停止時処理部１１１は、燃料カット処理の実行中であっても燃料導入処理の実行中であっても点火装置１９の火花放電を停止させる。なお、燃焼停止時処理部１１１によるスロットル開度ＴＡの制御及び燃料噴射弁１７の制御については後述する。
【００３７】
燃焼時処理部１１２は、気筒１１内で混合気を燃焼させるときに、スロットル開度ＴＡの制御を通じた吸入空気量ＧＡの制御、及び、燃料噴射弁１７の制御を行う。燃焼時処理部１１２によるスロットル開度ＴＡの制御及び燃料噴射弁１７の制御については後述する。
【００３８】
また、燃焼時処理部１１２は、気筒１１内で混合気を燃焼させるときには点火装置１９の制御も行う。すなわち、燃焼時処理部１１２は、ピストン１２が圧縮上死点近傍に達したタイミングで点火装置１９に火花放電を行わせる。また、詳しくは後述するが、燃焼停止期間ＣＳＰが終了して気筒１１内での混合気の燃焼を再開させる場合に、排気管２１内における排気の流速を高めるための増大処理が実行される。この増大処理が実行されているときにおける点火装置１９の制御については後述する。
【００３９】
温度算出部１１３は、三元触媒２２の温度の推定値である触媒温度ＴＰＳＣを算出する。三元触媒２２を通過してパティキュレートフィルタ２３に向かうガスの温度が高いほど、三元触媒２２の温度が高いと推測できる。そのため、温度算出部１１３は、例えば、温度センサ８２によって検出されたガスの温度が高温であるほど三元触媒２２の温度が高くなるように、触媒温度ＴＰＳＣを算出する。
【００４０】
次に、図３を参照し、燃焼停止期間ＣＳＰ中にスロットルバルブ１６及び燃料噴射弁１７の駆動を制御するために燃焼停止時処理部１１１が実行する各処理の流れについて説明する。図３に示す一連の処理は、燃焼停止期間ＣＳＰ中に繰り返し実行される。
【００４１】
図３に示す一連の処理において、始めのステップＳ１１では、燃料導入処理の実行条件が成立しているか否かの判定が行われる。
ここで、燃料導入処理の実行条件について説明する。本実施形態では、以下に示す２つの条件の何れもが成立しているときに実行条件が成立したと判定する。
（条件１−１）三元触媒２２の温度の推定値である触媒温度ＴＰＳＣが規定温度以上であること。
（条件１−２）パティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量の推定値が判定捕集量以上であること。
【００４２】
未燃の燃料を三元触媒２２に導入しても、三元触媒２２の温度が低いと、燃料を燃焼させることができないことがある。そこで、三元触媒２２に導入された未燃の燃料を燃焼させることができるか否かの判断基準として、規定温度が設定されている。すなわち、規定温度は、三元触媒２２の活性化温度又は活性化温度よりも僅かに高い温度に設定されている。
【００４３】
パティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量が多いほど、パティキュレートフィルタ２３の目詰まりが進行する。そこで、パティキュレートフィルタ２３の再生が必要なほど目詰まりが進行しているか否かの判断基準として、判定捕集量が設定されている。捕集量が増えると、排気管２１内における三元触媒２２とパティキュレートフィルタ２３との間の部分と、排気管２１内におけるパティキュレートフィルタ２３よりも下流の部分との差圧ΔＰｅｘが大きくなりやすい。そこで、例えば、差圧ΔＰｅｘを基に捕集量の推定値を算出することができる。
【００４４】
なお、燃焼停止期間ＣＳＰ中において、燃料導入処理の実行条件が成立して燃料導入処理が開始されると、燃焼停止期間ＣＳＰが終了するまでの間、燃料導入処理の実行条件が成立しているとの判定がなされる。
【００４５】
ステップＳ１１において、燃料導入処理の実行条件が成立しているとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、燃料カット処理を実行するため、処理が次のステップＳ１２に移行される。そして、ステップＳ１２において、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢとなるようにスロットルバルブ１６が制御される。基準開度ＴＡＢとは、内燃機関１０に対する出力トルクの要求値である内燃機関要求トルクに応じたスロットル開度ＴＡのことである。燃焼停止期間ＣＳＰ中では、内燃機関要求トルクが「０」以下である。そのため、燃焼停止期間ＣＳＰ中における基準開度ＴＡＢは、内燃機関１０をアイドル運転させる際におけるスロットル開度ＴＡ、又は同スロットル開度ＴＡに近い値に設定されている。
【００４６】
スロットルバルブ１６が制御されると、処理が次のステップＳ１３に移行される。ステップＳ１３において、燃料噴射弁１７の燃料噴射量の要求値ＱＰＲが「０」とされる。続いて、次のステップＳ１４では、算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７の駆動が制御される。この場合、燃料噴射弁１７から燃料が噴射されない。そして、一連の処理が一旦終了される。
【００４７】
一方、ステップＳ１１において、燃料導入処理の実行条件が成立しているとの判定がなされている場合（ＹＥＳ）、燃料導入処理を実行するため、処理が次のステップＳ１５に移行される。そして、ステップＳ１５において、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢと開度補正量ＴＡａとの和と等しくなるように、スロットルバルブ１６が制御される。開度補正量ＴＡａは正の値である。すなわち、スロットル開度ＴＡが増大補正される。そのため、燃料導入処理の実行中では、燃料カット処理の実行中よりも吸入空気量ＧＡが大きくなる。
【００４８】
スロットルバルブ１６が制御されると、処理が次のステップＳ１６に移行される。ステップＳ１６において、燃料噴射量の要求値ＱＰＲが算出される。燃料導入処理が実行されている場合の燃料噴射量の要求値ＱＰＲは、気筒１１内で混合気を燃焼させる際における要求値ＱＰＲよりも小さい。続いて、次のステップＳ１７では、算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７の駆動が制御される。この場合、燃焼停止期間ＣＳＰ中であっても、燃料噴射弁１７から燃料が噴射される。そして、一連の処理が一旦終了される。
【００４９】
次に、図４を参照し、気筒１１内で混合気を燃焼させる際にスロットルバルブ１６及び燃料噴射弁１７の駆動を制御するために燃焼時処理部１１２が実行する各処理の流れについて説明する。図４に示す一連の処理は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際に繰り返し実行される。
【００５０】
図４に示す一連の処理において、始めのステップＳ２１では、排気管２１内における排気の流速の増大処理の実行条件が成立しているか否かの判定が行われる。
燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されると、三元触媒２２が高温になる。三元触媒２２で発生した熱は、排気管２１内のガスを媒体としてパティキュレートフィルタ２３に伝達される。この際、排気管２１内のガスの流速が高いほど、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３に熱を効率よく伝えることができると考えられる。そこで、本実施形態では、以下に示す２つの条件の何れもが成立しているときに実行条件が成立したと判定する。
（条件２−１）前回の燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されたこと。
（条件２−２）温度算出部１１３によって算出された触媒温度ＴＰＳＣが終了判定温度ＴＰＳＣＴｈよりも高いこと。
【００５１】
前回の燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行された場合、三元触媒２２に多くの熱が蓄えられている可能性がある。一方、前回の燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されなかった場合、パティキュレートフィルタ２３に伝えるのに十分な量の熱が三元触媒２２に蓄えられていない可能性がある。そのため、前回の燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されなかったときには、増大処理の実行条件が成立しているとの判定がなされない。
【００５２】
三元触媒２２の温度である触媒温度ＴＰＳＣが高い場合には、触媒温度ＴＰＳＣが低い場合よりも三元触媒２２の蓄熱量が多い。そして、三元触媒２２の蓄熱量が多いほど、パティキュレートフィルタ２３を昇温させやすい。言い換えると、触媒温度ＴＰＳＣが低いときには、排気管２１内の排気の流速を高くしてもパティキュレートフィルタ２３を昇温させにくい。そこで、三元触媒２２で発生した熱によってパティキュレートフィルタ２３を昇温させやすいか否かの判断基準として終了判定温度ＴＰＳＣＴｈが設定されている。
【００５３】
ステップＳ２１において、増大処理の実行条件が成立しているとの判定がなされている場合（ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ２２に移行される。ステップＳ２２において、増大処理として、スロットル開度ＴＡの増大補正が行われる。すなわち、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢと開度補正量ＴＡａとの和と等しくなるように、スロットルバルブ１６が制御される。このようにスロットル開度ＴＡが増大補正されると、スロットル開度ＴＡが増大補正されない場合と比較し、吸入空気量ＧＡが増大し、結果として、排気管２１内における排気の流速が高くなる。
【００５４】
スロットルバルブ１６が制御されると、処理が次のステップＳ２３に移行される。ステップＳ２３において、空燃比検出値ＡＦＳが目標空燃比ＡＦＴｒとなるように燃料噴射弁１７の燃料噴射量の要求値ＱＰＲが算出される。空燃比検出値ＡＦＳは、空燃比センサ８１によって検出された空燃比のことである。また、気筒１１内で混合気を燃焼させる場合、目標空燃比ＡＦＴｒは、例えば理論空燃比、又は理論空燃比近傍の値に設定される。なお、スロットル開度ＴＡの増大補正によって吸入空気量ＧＡが大きくなっている場合、要求値ＱＰＲは、スロットル開度ＴＡが増大補正されていない場合よりも大きい。
【００５５】
要求値ＱＰＲが算出されると、処理が次のステップＳ２４に移行される。ステップＳ２４において、算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７が制御される。そして、一連の処理が一旦終了される。
【００５６】
一方、ステップＳ２１において、増大処理の実行条件が成立しているとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、処理が次のステップＳ２５に移行される。ステップＳ２５において、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢとなるようにスロットルバルブ１６が制御される。続いて、次のステップＳ２６では、空燃比検出値ＡＦＳが目標空燃比ＡＦＴｒとなるように燃料噴射量の要求値ＱＰＲが算出される。そして、ステップＳ２７において、算出した要求値ＱＰＲを基に燃料噴射弁１７が制御される。その後、一連の処理が一旦終了される。すなわち、この場合には、増大処理は実行されない。
【００５７】
次に、図５を参照し、気筒１１内で混合気が燃焼される際に点火装置１９を制御するために燃焼時処理部１１２が実行する各処理の流れについて説明する。図５に示す一連の処理は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際に繰り返し実行される。
【００５８】
図５に示す一連の処理において、始めのステップＳ３１では、スロットル開度ＴＡの増大補正を実施中であるか否かの判定が行われる。スロットル開度ＴＡの増大補正が実施中であるとの判定がなされている場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ３２に移行される。ステップＳ３２において、点火時期の遅角補正処理が実行される。
【００５９】
増大処理を通じてスロットル開度ＴＡが増大補正されると、増大補正が実施されていない場合と比較し、燃料噴射弁１７の燃料噴射量が増えることもあり、内燃機関１０の出力トルクが増大傾向を示す。そこで、点火時期の遅角補正処理では、スロットル開度ＴＡの増大補正に伴う出力トルクの増大分が相殺されるように、点火時期が遅角側に補正される。この場合、スロットル開度ＴＡの増大補正量（すなわち、開度補正量ＴＡａ）が大きいほど、点火時期の遅角補正量が多くなるように、点火時期が調整される。そして、点火時期が調整されると、一連の処理が一旦終了される。
【００６０】
一方、ステップＳ３１において、スロットル開度ＴＡの増大補正が実施中であるとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、一連の処理が一旦終了される。すなわち、この場合には、スロットル開度ＴＡの増大補正に伴う出力トルクの増大分を相殺するための点火時期の遅角補正処理が実行されない。
【００６１】
次に、図６を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。
図６に示すように、タイミングｔ１１で気筒１１内での混合気の燃焼の停止条件が成立すると、燃焼停止期間ＣＳＰが開始される。タイミングｔ１１で算出されたパティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量の推定値が判定捕集量未満であるため、燃料導入処理の実行条件が成立していない。そのため、タイミングｔ１１からは燃料カット処理が実行される。
【００６２】
燃焼停止期間ＣＳＰ中のタイミングｔ１２で算出されたパティキュレートフィルタ２３におけるパティキュレート・マターの捕集量の推定値が判定捕集量以上であると、燃料導入処理の実行条件が成立する。すなわち、タイミングｔ１２で、処理が燃料カット処理から燃料導入処理に移行される。
【００６３】
このように燃料導入処理が開始されると、モータリングが開始される。その結果、モータリングの開始前よりも機関回転速度ＮＥが高くなる。これにより、モータリングの開始前よりも三元触媒２２に導入される空気、すなわち酸素の量が多くなる。
【００６４】
燃料導入処理の実行中では、三元触媒２２に導入された未燃の燃料が燃焼する。これにより、三元触媒２２の温度である触媒温度ＴＰＳＣが上昇する。すなわち、三元触媒２２の蓄熱量が多くなる。
【００６５】
なお、燃焼停止期間ＣＳＰ中において燃料導入処理の開始前では、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢとなっている。これに対し、燃料導入処理が開始されると、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢよりも大きくなる。その結果、スロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢと等しいときよりも、排気管２１内におけるガスの流速が高くなる。すなわち、燃料導入処理が実行されているときには、燃料カット処理が実行されるときよりも排気管２１内におけるガスの流速が高くなる。
【００６６】
タイミングｔ１３で気筒１１内での混合気の燃焼の停止条件が非成立となるため、気筒１１内での混合気の燃焼が再開される。本実施形態では、このように燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されていた場合、気筒１１内での混合気の燃焼が再開されたときには、排気管２１内における排気の流速を増大させる増大処理が実行される。具体的には、基準開度ＴＡＢに開度補正量ＴＡａを加えて、スロットル開度ＴＡを増大補正する。その結果、増大処理が実行されていない場合、すなわちスロットル開度ＴＡが基準開度ＴＡＢである場合と比較し、排気管２１内における排気の流速が高くなる。
【００６７】
燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行された場合、三元触媒２２で発生した熱は、排気管２１内に存在するガスを媒体としてパティキュレートフィルタ２３に伝わる。これにより、パティキュレートフィルタ２３の温度を上昇させることができる。この際、排気管２１内のガスを媒体として三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３に熱が伝達される過程で、排気管２１の周壁を介して熱が外部に放出される。しかも、その放熱量は、排気管２１内のガスの流速が低いほど多くなりやすい。
【００６８】
燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行された場合、気筒１１内での混合気の燃焼が再開された時点でも、燃料導入処理の実行によって三元触媒２２で発生した熱が三元触媒２２に未だ残っている。
【００６９】
そこで、本実施形態では、燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行された場合、気筒１１内での混合気の燃焼の停止が終了して気筒１１内での混合気の燃焼が再開されたときには、増大処理としてスロットル開度ＴＡを増大補正することにより、排気管２１内における排気の流速を増大させるようになっている。このように気筒１１内での混合気の燃焼が再開されたときに排気の流速を高くすることにより、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３に熱を伝える過程における、排気管２１の周壁を介した排気管２１外への放熱量を少なくすることができる。つまり、排気管２１内における排気の流速を高くすることにより、三元触媒２２で発生した熱をパティキュレートフィルタ２３に効率よく伝えることができる。
【００７０】
ところで、排気管２１内における排気の流速を増大させるためにスロットル開度ＴＡを大きくすると、気筒１１内への吸入空気量ＧＡが増大されるため、増大処理が実行されない場合と比較して内燃機関１０の出力トルクが大きくなる。そこで、本実施形態では、排気の流速の増大処理を実行しているときには、内燃機関１０の出力トルクが内燃機関要求トルクよりも大きくならないように点火時期が遅角補正される。これにより、スロットル開度ＴＡを基準開度ＴＡＢよりも大きくすることに起因する内燃機関１０の出力トルクの増大を、点火時期の遅角補正による出力トルクの減少によって相殺することができる。その結果、内燃機関１０の出力トルクと内燃機関要求トルクとの乖離を抑制しつつ、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３への伝熱効率の低下を抑制することができる。
【００７１】
なお、タイミングｔ１４で触媒温度ＴＰＳＣが終了判定温度ＴＰＳＣＴｈ以下になる。このように触媒温度ＴＰＳＣが終了判定温度ＴＰＳＣＴｈ以下になると、三元触媒２２の蓄熱量が少なくなったため、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３に熱が伝わりにくくなったと判断できる。そのため、増大処理が終了されるとともに、点火時期の遅角補正が終了される。したがって、スロットル開度ＴＡの増大補正の不要な実施を抑制できる。すなわち、内燃機関１０の燃費の悪化を抑制することができる。
【００７２】
本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
燃焼停止期間ＣＳＰ中では、燃料導入処理の実行中における三元触媒２２の温度は、燃料導入処理の開始前、すなわち燃料カット処理の実行中における三元触媒２２の温度よりも高い。そこで、本実施形態では、燃焼停止期間ＣＳＰ中において燃料導入処理が実行されているときには、燃料カット処理を実行するときよりも排気管２１内におけるガスの流速が増大される。すなわち、スロットル開度ＴＡが増大される。そのため、燃焼停止期間ＣＳＰ中であっても、燃料導入処理の実行によって三元触媒２２で発生した熱を効率よくパティキュレートフィルタ２３に伝えることができる。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、図７及び図８を参照し、車両の制御装置の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、スロットル開度ＴＡの増大補正に伴うトルクの増大を、点火時期の遅角補正ではなく、第１のモータジェネレータ７１の発電量の増大によって相殺する点が第１の実施形態と相違している。そこで、以下の説明においては、第１の実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
【００７４】
図７に示すように、モータ制御ユニット１２０は、機能部として、気筒１１内で混合気が燃焼されているときに、第１のインバータ７５の制御を通じて第１のモータジェネレータ７１の発電量ＥＧＣを制御する発電機制御部１２１を有している。すなわち、第１のモータジェネレータ７１は、クランク軸１４に連結されており、且つ、内燃機関１０の出力トルクを基に発電する「発電機」としても機能する。第１のモータジェネレータ７１の発電量ＥＧＣが多いほど、第１のモータジェネレータ７１で消費されるトルクが大きくなる。そのため、第１のモータジェネレータ７１の発電量ＥＧＣが多いほど、内燃機関１０からリングギア軸４５に出力されるトルクが大きくなりにくい。
【００７５】
図８を参照し、気筒１１内での混合気の燃焼が再開された際に発電機制御部１２１が実行する各処理の流れについて説明する。図８に示す一連の処理は、気筒１１内で混合気を燃焼させる際に繰り返し実行される。
【００７６】
図８に示す一連の処理において、始めのステップＳ４１では、スロットル開度ＴＡの増大補正を実施中であるか否かの判定が行われる。スロットル開度ＴＡの増大補正が実施中であるとの判定がなされている場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ４２に移行される。ステップＳ４２において、第１のモータジェネレータ７１の発電量ＥＧＣの増大処理が実行される。
【００７７】
スロットル開度ＴＡが増大補正されると、増大補正が実行されていない場合と比較し、内燃機関１０の出力トルクが増大する。そこで、発電量ＥＧＣの増大処理では、スロットル開度ＴＡの増大補正による内燃機関１０の出力トルクの増大分、発電量ＥＧＣが多くなるように、第１のインバータ７５の制御を通じて第１のモータジェネレータ７１が制御される。この場合、スロットル開度ＴＡの増大補正量（すなわち、開度補正量ＴＡａ）が大きいほど、発電量ＥＧＣの増大量が多くなるように、第１のインバータ７５の制御を通じて第１のモータジェネレータ７１が制御される。そして、第１のモータジェネレータ７１が制御されると、一連の処理が一旦終了される。
【００７８】
一方、ステップＳ４１において、スロットル開度ＴＡの増大補正が実施中であるとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、発電量ＥＧＣの増大処理が実行されることなく、一連の処理が一旦終了される。
【００７９】
本実施形態では、スロットル開度ＴＡの増大補正によって内燃機関１０の出力トルクが増大されても、第１のモータジェネレータ７１の発電量ＥＧＣが増大される。その結果、駆動輪６２に入力されるトルクの増大を抑制することができる。したがって、車速ＶＳの変化を抑制しつつ、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３への伝熱効率の低下を抑制することができる。
【００８０】
（変更例）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００８１】
・排気管２１内における排気の流速の増大処理を、三元触媒２２で発生した熱をパティキュレートフィルタ２３に伝えることによる昇温効率が低くなったときに終了することができるのであれば、当該増大処理の終了条件を上記で説明した条件とは異なる条件としてもよい。例えば、三元触媒２２とパティキュレートフィルタ２３との温度差が規定温度差未満であるときに、上記昇温効率が低くなったと判断し、当該増大処理を終了させるようにしてもよい。
【００８２】
また、気筒１１内での混合気の燃焼の再開時点から所定の時間が経過したことを条件に、排気管２１内における排気の流速の増大処理を終了するようにしてもよい。
・燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行された場合、燃料導入処理の開始後におけるスロットル開度ＴＡを、燃料カット処理を実行するときよりも大きくしなくてもよい。この場合であっても、気筒１１内での混合気の燃焼が再開されると、増大処理が実行され、スロットル開度ＴＡの増大補正が開始されることとなる。
【００８３】
・燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理が実行されると、三元触媒２２で熱が発生して触媒温度ＴＰＳＣが高くなる。また、燃料導入処理が燃焼停止期間ＣＳＰ中に停止されることもあり得る。この場合、燃焼停止期間ＣＳＰ中で、処理が燃料導入処理から燃料カット処理に切り替えられることとなる。このように燃料導入処理を終了して燃料カット処理が実行される場合、触媒温度ＴＰＳＣが未だ低くなっていないと推測される。そのため、燃料導入処理を終了して燃料カット処理が実行される場合では、排気管２１内におけるガスの流速を高くした状態を継続させるようにしてもよい。
【００８４】
・排気管２１内におけるガスの流速は、機関回転速度ＮＥを高くすることによっても高くすることができる。そのため、増大処理として、機関回転速度ＮＥの増大を通じて排気管２１内における排気の流速を増大させるようにしてもよい。この場合、機関回転速度ＮＥが高くなると、リングギア軸４５の回転速度、すなわち駆動輪６２の回転速度が増大傾向を示すようになる。そこで、機関回転速度ＮＥを増大させているときには、機関回転速度ＮＥを増大させていないときよりも第２のモータジェネレータ７２の発電量を多くすることにより、機関回転速度ＮＥの増大に起因する車速ＶＳの上昇を抑制することができる。したがって、車速ＶＳの上昇を抑えつつ、三元触媒２２からパティキュレートフィルタ２３への伝熱効率の低下を抑制することができる。
【００８５】
・上記各実施形態において、燃料導入処理の実行中では、点火装置１９に火花放電を行わせないようにしている。しかし、燃料導入処理の実行中では、気筒１１内で混合気が燃焼しない時期に火花放電を点火装置１９に行わせるようにしてもよい。例えば、ピストン１２が下死点近傍に位置するときに火花放電を行わせた場合、火花放電が行われた気筒１１内では混合気が燃焼されない。そのため、燃料導入処理の実行中では、火花放電が行われても、燃料噴射弁１７から噴射された燃料を未燃のまま気筒１１内から排気管２１内に流出させることができる。
【００８６】
・内燃機関の制御装置が適用される内燃機関は、気筒１１内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁である筒内噴射弁を備えるものであってもよい。この場合、燃料導入処理の実行中では、筒内噴射弁から燃料を気筒１１内に噴射させ、当該燃料を未燃のまま排気管２１内に流出させることになる。これにより、未燃の燃料を三元触媒２２に導入させることができる。
【００８７】
・ハイブリッド車両のシステムは、モータの駆動によってクランク軸１４の回転速度を制御することができるのであれば、図１に示したようなシステムとは異なる別のシステムであってもよい。
【００８８】
・第１の実施形態において、内燃機関の制御装置を、内燃機関以外の他の動力源を備えない車両に搭載される内燃機関を制御対象とする装置に具体化してもよい。このような車両に搭載される内燃機関でも、クランク軸１４が惰性で回転している状況下で気筒内での混合気の燃焼が停止されることがある。こうした燃焼停止期間ＣＳＰ中に燃料導入処理の実行条件が成立すると、燃料導入処理が実行され、三元触媒２２の温度が上昇するようになる。
【符号の説明】
【００８９】
１０…内燃機関、１１…気筒、１４…クランク軸、１５…吸気管、１６…スロットルバルブ、１７…燃料噴射弁、２１…排気管、２２…三元触媒、２３…パティキュレートフィルタ、７１…第１のモータジェネレータ、１００…制御装置、１１１…燃焼停止時処理部、１１２…燃焼時処理部、１１３…温度算出部、１２１…発電機制御部。
【図１】
2020023895.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020023895.tif 000008
【図７】
2020023895.tif 000009
【図８】
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