(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、気筒停止制御時の触媒温度を維持することができる多気筒エンジンの制御装置を提供する。【解決手段】  一対の気筒群７ｒ，７ｌに対してそれぞれ個別の触媒１０ｒ，１０ｌが連通するエンジン１において、ＥＣＵ２０は、気筒停止制御実行の許可判定時に、第１の気筒群７ｒ或いは第２の気筒群７ｌの何れか一方の気筒群を対象とする気筒停止制御を行う。同時に、気筒停止制御中の気筒群に対応する触媒の温度を監視し、監視中の触媒温度が設定温度以下に低下したことを判定したとき、気筒停止制御の対象とする気筒群を一方の気筒群から他方の気筒群へと切り替える。これにより、簡単な構成で、気筒停止制御時の触媒温度を活性化温度に維持することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の気筒群に第１の排気管を介して連通する第１の触媒と、第２の気筒群に第２の排気管を介して連通する第２の触媒とを備えた多気筒エンジンの制御装置において、
エンジンの運転状態に基づいて気筒停止制御実行の可否を判定し、気筒停止制御実行の許可判定時に上記第１の気筒群或いは上記第２の気筒群の何れか一方の気筒群を対象とする気筒停止制御を行う気筒停止制御手段と、
気筒停止制御中の上記気筒群に対応する上記触媒の温度を監視し、当該触媒の温度が設定温度以下に低下したことを判定したとき気筒停止制御の対象となる上記気筒群の切り替えを判定する切替判定手段とを有し、
上記気筒停止制御手段は、上記切替判定手段で上記気筒群の切替を判定したとき、気筒停止制御の対象とする上記気筒群を一方の気筒群から他方の気筒群へと切り替えることを特徴とする多気筒エンジンの制御装置。
【請求項２】
上記切替判定手段は、同一の上記気筒群に対する気筒停止制御時間が設定時間経過したとき、上記触媒の温度が設定温度以下に低下したことを判定することを特徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの制御装置。
【請求項３】
上記切替判定手段は、気筒停止制御中の上記気筒群から排出される排気ガス温度が設定温度以下となったとき、上記触媒の温度が設定温度以下に低下したことを判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の多気筒エンジンの制御装置。
【請求項４】
上記各排気管は、ヒータを内蔵した空燃比センサをそれぞれ有し、
上記切替判定手段は、上記ヒータに対する通電時間に基づいて排気ガス温度を推定することを特徴とする請求項３記載の多気筒エンジンの制御装置。
【請求項５】
上記各排気管は、ヒータを内蔵した空燃比センサをそれぞれ有し、
上記切替判定手段は、上記ヒータの通電抵抗に基づいて排気ガス温度を推定することを特徴とする請求項３記載の多気筒エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水平対向型エンジンやＶ型エンジン等のように一対のバンクを有し、各バンクにそれぞれ気筒群が形成された多気筒エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃費向上等を目的として、エンジンが予め設定された運転状態となったとき、所定気筒の運転を停止する多気筒エンジンの制御装置が提案されている。
【０００３】
ここで、水平対向型エンジンやＶ型エンジン等のように一対のバンクを有し、これら各バンクにそれぞれ複数気筒が配設された多気筒エンジンでは、通常、各気筒がバンク間で交互に点火するよう点火制御が行われる。従って、この種のエンジンでは、制御性や回転バランス等の観点から、気筒停止制御は、何れか一方のバンクに配設された全ての気筒に対して行うことが好ましい。
【０００４】
その一方で、この種のエンジンにおいて、各バンクに配設された気筒群毎に個別の触媒が連通する場合、一方のバンクの気筒群に対する気筒停止制御が継続的に行われると、当該気筒群に連通する触媒の温度が低下し、気筒停止制御から復帰した際に触媒の浄化性能を十分に発揮できなくなる虞がある。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１には、第１，第２のバンクに連通する排気管（第１，第２の排気管）毎に触媒（第１，第２の触媒）を備えた多気筒エンジンにおいて、第１のバンクに配設された第１の気筒群を常時運転される気筒群として設定し、第２のバンクに配設された第２の気筒群を停止可能な気筒群として設定するとともに、各バンクに連通する排気管を各触媒の上流側でバイパス通路を介して連通し、さらに、第１の触媒の下流側に第１の排気管を開閉する遮断要素を配設した技術が開示されている。そして、この技術では、第２の気筒群の停止時に、遮断要素で第１の排気管を閉塞し、第１の気筒群からの排気ガスをバイパス通路を介して第２の排気管に流すことにより、両触媒の温度を維持することを可能とする。
【特許文献１】特開平８−１７７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、排気管にバイパス通路や遮断要素を設けることは、構造の複雑化を招く要因となる。さらに、バイパス通路等の構造物は、排気系の熱容量を増大させる要因となり、例えば、エンジン始動後に触媒を早期活性化することを阻害する虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、気筒停止制御時の触媒温度を維持することができる多気筒エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の気筒群に第１の排気管を介して連通する第１の触媒と、第２の気筒群に第２の排気管を介して連通する第２の触媒とを備えた多気筒エンジンの制御装置において、エンジンの運転状態に基づいて気筒停止制御実行の可否を判定し、気筒停止制御実行の許可判定時に上記第１の気筒群或いは上記第２の気筒群の何れか一方の気筒群を対象とする気筒停止制御を行う気筒停止制御手段と、気筒停止制御中の上記気筒群に対応する上記触媒の温度を監視し、当該触媒の温度が設定温度以下に低下したことを判定したとき気筒停止制御の対象となる上記気筒群の切り替えを判定する切替判定手段とを有し、上記気筒停止制御手段は、上記切替判定手段で上記気筒群の切替を判定したとき、気筒停止制御の対象とする上記気筒群を一方の気筒群から他方の気筒群へと切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の多気筒エンジンの制御装置によれば、簡単な構成で、気筒停止制御時の触媒温度を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１はエンジンの排気系を示す概略構成図、図２は気筒停止制御対象の切替制御ルーチンを示すフローチャート、図３は空燃比センサの要部断面図、図４はヒータ通電時間と触媒の推定温度との関係を示す図表、図５はヒータ通電抵抗と触媒の推定温度との関係を示す図表、図６は気筒停止条件成立時における各気筒群の運転状況の一例を示すタイムチャートである。
【００１１】
図１において符号１はエンジンを示し、本実施形態においては、例えば、水平対向６気筒エンジンを示す。すなわち、エンジン１は、図示しないクランク軸を中心として左右に対をなす第１，第２バンク５ｒ，５ｌ（以下、右バンク５ｒ、左バンク５ｌともいう）を有し、第１のバンク５ｒには３つの気筒６ｒからなる第１の気筒群７ｒが配設され、第２のバンク５ｌには３つの気筒６ｌからなる第２の気筒群７ｌが配設されている。
【００１２】
第１のバンク５ｒにおいて、第１の気筒群７ｒを構成する各気筒６ｒには、第１のエキゾーストマニホルド８ｒを介して第１の排気管９ｒが連通され、この第１の排気管９ｒには第１の触媒（フロント触媒）１０ｒが介装されている。すなわち、第１の気筒群７ｒは、第１の排気管９ｒを介して第１の触媒１０ｒに連通されている。
【００１３】
同様に、第２のバンク５ｌにおいて、第２の気筒群７ｌを構成する各気筒６ｌには、第２のエキゾーストマニホルド８ｌを介して第２の排気管９ｌが連通され、この第２の排気管９ｌには第２の触媒（フロント触媒）１０ｌが介装されている。すなわち、第２の気筒群７ｌは、第２の排気管９ｌを介して第２の触媒１０ｌに連通されている。
【００１４】
さらに、第１，第２の排気管９ｒ，９ｌは下流側で集合されており、この集合部の下流がリヤ触媒１１を介して後側排気管１２に連通されている。
【００１５】
また、図１において符号２０は電子制御ユニット（ＥＣＵ）を示す。このＥＣＵ２０には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２５、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ２７、各触媒１０ｒ，１０ｌの上流側で排ガス中の酸素濃度から空燃比を検出する第１，第２の空燃比センサ２８ｒ，２８ｌ等の各種センサ類が接続されている。そして、ＥＣＵ２０は、各種センサ入力等に基づいて、周知の燃料噴射制御や点火制御等のエンジン制御を行う。
【００１６】
さらに、ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態に基づいて気筒停止制御実行の可否を判定する。ここで、本実施形態において、ＥＣＵ２０は、例えば、エンジン負荷とエンジン回転数から定まるエンジン１の運転点が予め設定された気筒停止運転域に存在し、且つ、アクセル開度が零であるとき、気筒停止制御実行の許可を判定する。なお、エンジン負荷は、例えば、スロットル開度に基づいて演算されるものである。
【００１７】
そして、ＥＣＵ２０は、気筒停止制御実行の許可判定時に、第１の気筒群７ｒ或いは第２の気筒群７ｌの何れか一方の気筒群の全気筒を対象とする気筒停止制御を行う。ここで、本実施形態において、エンジン１は、例えば、吸気弁の稼働を停止させることが可能な周知の吸気弁稼働停止機構（図示せず）を各バンク５ｒ，５ｌにそれぞれ有する。また、吸気弁に代えて排気弁の可動が停止するものであってもよい。ＥＣＵ２０は、吸気弁稼働停止機構を通じて制御対象となる気筒群の各吸気弁の稼働を停止させ、稼働している気筒の吸排気時のポンピングロスを低減することに加え、停止気筒のポンピングロスを低減することにより、気筒停止制御によって得られる燃費の向上をより効果的に実現する。この際、稼働を停止させた気筒に対する燃料カットも行う。
【００１８】
また、気筒停止制御時において、ＥＣＵ２０は、稼働を停止している気筒群に対応する触媒の温度を監視する。そして、ＥＣＵ２０は、監視中の触媒温度が予め設定された設定温度以下に低下したことを判定したとき、気筒停止制御の対象とする気筒群の切替を判定し、制御対象となる気筒群を一方の気筒群から他方の気筒群へと切り替える。
【００１９】
すなわち、本実施形態において、ＥＣＵ２０は、気筒停止制御手段、及び、切替判定手段としての機能を有する。
【００２０】
次に、気筒停止制御実行の許可判定時にＥＣＵ２０で実行される気筒停止制御対象の切替制御について、図２に示す気筒停止制御対象の切替制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは、気筒停止制御実行の許可が判定されたことをトリガとしてスタートし、気筒停止制御の解除条件が成立するまでの間（すなわち、エンジン１の運転点が予め設定した気筒停止運転域から逸脱するまでの間、或いは、ドライバによるアクセル操作がなされるまでの間、あるいは停車時（車速ゼロ））継続して実行されるものである。
【００２１】
ルーチンがスタートすると、ＥＣＵ２０は、先ず、ステップＳ１０１で、第１の気筒群７ｒを対象とする気筒停止制御を実行し、続くステップＳ１０２で、第１の気筒群７ｒの気筒停止制御を開始してからの経過時間を計時するタイマＴ１をリセット（Ｔ１＝０）した後、ステップＳ１０３に進む。
【００２２】
そして、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０３で設定時間（ｔ秒）待機し、続くＳ１０４において、タイマＴ１をインクリメント（Ｔ１＝Ｔ１＋ｔ）した後、ステップＳ１０５に進む。
【００２３】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２０は、気筒停止制御の解除条件が成立したか否かを調べ、気筒停止制御の解除条件が成立したと判定すると、ステップＳ１１９に進み、気筒停止制御を解除した後（すなわち、通常のエンジン制御に復帰した後）、ルーチンを抜ける。
【００２４】
一方、ステップＳ１０５において、気筒停止制御の解除条件が未だ成立していないと判定すると、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０６に進み、第１の気筒群７ｒを気筒停止してからの経過時間が設定時間Ｔ０以上であるか否か（すなわち、Ｔ１≧Ｔ０であるか否か）を調べる。ここで、設定時間Ｔ０は、例えば、予め実験等に基づいて設定される時間であり、気筒停止制御に起因して排ガス温度が低下した際に、フロント触媒の温度が設定温度（例えば、フロント触媒の活性化状態を維持するのに必要最低限の温度）まで低下するのに要する時間である。なお、この設定時間Ｔ０は、例えば、外気温の低下等に伴って短縮されるよう可変設定されるものであってもよい。
【００２５】
そして、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０６において、Ｔ１≧Ｔ０であると判定するとステップＳ１０９に進み、Ｔ＜Ｔ０であると判定するとステップＳ１０７に進む。
【００２６】
ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進むと、ＥＣＵ２０は、第１の触媒１０ｒの温度を推定する。ここで、第１の空燃比センサ２８ｒがヒータ内蔵型の空燃比センサである場合（例えば、図３に示すように、第１の空燃比センサ２８ｒが、センサ素子３０ｒの内部に、当該センサ素子３０ｒの温度を一定温度に維持するためのセンサヒータ３１ｒを備えている場合）、ＥＣＵ２０は、センサヒータ３１ｒの通電状態を検出することで第１の触媒１０ｒの温度を推定することが可能である。すなわち、第１の気筒群７ｒの気筒停止制御によって排ガスの温度が低下すると、第１の空燃比センサ２８ｒでは、センサ素子３０ｒの温度を一定温度に維持すべくセンサヒータ３１ｒへの通電時間が長大化する。また、排ガスの温度は第１の触媒１０ｒの温度に大きな影響を及ぼし、排ガス温度が低下すると第１の触媒１０ｒの温度も低下する。これらの関係に基づき、ＥＣＵ２０には、センサヒータ３１ｒの通電時間と第１の触媒１０ｒの推定温度との関係を示すマップ（図４参照）が格納されており、ＥＣＵ２０は、センサヒータ３１ｒの通電時間を検出することで第１の触媒１０ｒの温度を推定することが可能となっている。なお、温度上昇に伴ってセンサヒータ３１ｒの通電抵抗が低下することに鑑み、例えば図５に示すように、センサヒータ３１ｒの通電抵抗と第１の触媒１０ｒの推定温度との関係を示すマップを作成し、センサヒータ３１ｒの通電抵抗を検出することで第１の触媒１０ｒの温度を推定させてもよい。
【００２７】
続くステップＳ１０８において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０７で推定した第１の触媒１０ｒの温度が予め設定した温度以下に低下したか否かを調べる。そして、触媒温度が設定温度以下に低下していないと判定した場合にはステップＳ１０３に戻り、触媒温度が設定温度以下に低下したと判定した場合にはステップＳ１０９に進む。
【００２８】
ステップＳ１０６或いはステップＳ１０８からステップＳ１０９に進むと、ＥＣＵ２０は、第１の気筒群７ｒの気筒停止を解除し（すなわち、第１の気筒群７ｒの稼働を再開し）、続くステップＳ１１０において、第２の気筒群７ｌを対象とする気筒停止制御を実行する。また、気筒停止制御の開始タイミングとしては、気筒停止が、切り換わることを予測して、もう一方のバンクの触媒温度を上げるように運転状態を制御することもできる。以下、ＥＣＵ２０は、第１の気筒群７ｒを対象とする気筒停止制御時にステップＳ１０２〜Ｓ１０９で行った処理と同様の処理をステップＳ１１１〜Ｓ１１８で行う。
【００２９】
これにより、図６に示すように、ＥＣＵ２０は、気筒停止制御の解除条件成立を判定するまでの間、気筒停止制御の対象とする気筒群を、第１の気筒群７ｒと第２の気筒群７ｌとで適宜切り替える。
【００３０】
このような実施形態によれば、一対の気筒群７ｒ，７ｌに対してそれぞれ個別の触媒１０ｒ，１０ｌが連通するエンジン１において、気筒停止制御実行の許可判定時に、第１の気筒群７ｒ或いは第２の気筒群７ｌの何れか一方の気筒群を対象とする気筒停止制御を行うとともに、気筒停止制御中の気筒群に対応する触媒の温度を監視し、監視中の触媒温度が設定温度以下に低下したことを判定したとき、気筒停止制御の対象とする気筒群を一方の気筒群から他方の気筒群へと切り替えることにより、簡単な構成で、気筒停止制御時の触媒温度を活性化温度に維持することができる。
【００３１】
その際、触媒温度の監視を、気筒停止制御時間に基づいて行うことにより、新たなセンサ類を新設することなく、簡単な構成で触媒温度を監視することができる。
【００３２】
また、各気筒群７ｒ，７ｌの排気管９ｒ，９ｌにそれぞれヒータ内蔵型の空燃比センサ２８ｒ，２８ｌを備えたエンジン１においては、空燃比センサが内蔵するセンサヒータに対する通電状態を検出することで排ガス温度を推定し、推定した排ガス温度に基づいて触媒温度を推定することにより、新たなセンサ類を新設することなく、的確な触媒温度の監視を実現することができる。
【００３３】
なお、上述の実施形態においては、気筒停止制御時間に基づく触媒温度の監視と、排ガス温度に基づく触媒温度の監視を併用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、触媒の温度を何れか一方の方式で監視してもよい。
【００３４】
また、上述の実施形態においては、触媒温度を、時間或いは排ガス温度から間接的に推定する一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各触媒１０ｒ，１０ｌの温度を温度センサで直接検出してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】エンジンの排気系を示す概略構成図
【図２】気筒停止制御対象の切替制御ルーチンを示すフローチャート
【図３】空燃比センサの要部断面図
【図４】ヒータ通電時間と触媒の推定温度との関係を示す図表
【図５】ヒータ通電抵抗と触媒の推定温度との関係を示す図表
【図６】気筒停止条件成立時における各気筒群の運転状況の一例を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００３６】
１  …  エンジン
５ｒ  …  第１のバンク
５ｌ  …  第２のバンク
６ｒ  …  気筒
６ｌ  …  気筒
７ｒ  …  第１の気筒群
７ｌ  …  第２の気筒群
８ｒ  …  第１のエキゾーストマニホルド
８ｌ  …  第２のエキゾーストマニホルド
９ｒ  …  第１の排気管
９ｌ  …  第２の排気管
１０ｒ  …  第１の触媒
１０ｌ  …  第２の触媒
２０  …  電子制御ユニット（気筒停止制御手段、切替判定手段）
２８ｒ  …  第１の空燃比センサ
２８ｌ  …  第２の空燃比センサ
３１ｒ  …  センサヒータ（ヒータ）
代理人    弁理士      伊    藤      進
【図１】
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【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】
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