(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時に既に触媒の温度が高いにもかかわらず、触媒の昇温のための暖機制御が不必要に実施されることを回避する。【解決手段】停止した内燃機関を始動するに際して、先に内燃機関を停止してからこれの始動を開始するまでの期間の長さ及び当該期間中の外気の温度を参照し、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度が所定値以上であると推定される場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、または、停止した内燃機関を始動するに際して、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度を実測し、その温度が所定値以上である場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、内燃機関の制御装置を構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
停止した内燃機関を始動するに際して、先に内燃機関を停止してからこれの始動を開始するまでの期間の長さ及び当該期間中の外気の温度を参照し、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度が所定値以上であると推定される場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、
または、停止した内燃機関を始動するに際して、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度を実測し、その温度が所定値以上である場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の運転制御を司る制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の排気通路には、内燃機関の気筒から排出される排気に含まれる有害物質ＨＣ及びＣＯを酸化し、かつＮＯxを還元して無害化するための三元触媒が装着されている。
【０００３】
触媒による有害物質の浄化能率は、触媒の温度に依存する。触媒の温度が高くないと、有害物質の酸化還元反応が促進されず、エミッションの悪化を招く懸念が生じる。そこで、停止していた内燃機関を始動した直後の時期において、混合気への点火のタイミングを敢えて遅角化し、気筒から排気通路を通じて触媒に流入する排気の温度を高めることで、内燃機関の停止中に冷却された触媒を再び昇温させる暖機制御を実施することが通例となっている（例えば、下記特許文献を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１４６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
だが、触媒の昇温を目的として点火タイミングを遅角することは、内燃機関の熱機械変換効率を低下させて排気温度を高めることを意味する。
【０００６】
一方、内燃機関の始動時の触媒の温度は常に一定ではない。内燃機関を停止していた期間が短い場合には、その停止中に触媒の温度はさほど低下しないことから、内燃機関の始動時において既に触媒の温度はある程度以上に高い。もしそうであれば、触媒の昇温のための暖機制御を実施する必要はない。
【０００７】
にもかかわらず、従来は、イグニッションスイッチ（または、イグニッションキー）がＯＦＦからＯＮに操作されて内燃機関を始動する都度、必ず上述の暖機制御を実施していた。即ち、本来は不要な暖機制御により、始動直後の時期における内燃機関の出力が低下し、これを補うべく燃料が余分に消費されることがあった。
【０００８】
本発明は、以上の問題に着目してなされたものであり、触媒の温度が高いにもかかわらず触媒の昇温のための暖機制御が不必要に実施されるのを回避することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、停止した内燃機関を始動するに際して、先に内燃機関を停止してからこれの始動を開始するまでの期間の長さ及び当該期間中の外気の温度を参照し、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度が所定値以上であると推定される場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、または、停止した内燃機関を始動するに際して、排気通路に装着された排気浄化用の触媒の現在温度を実測し、その温度が所定値以上である場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する、内燃機関の制御装置を構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内燃機関の始動時に既に触媒の温度が高いにもかかわらず、触媒の昇温のための暖機制御が不必要に実施されるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の構成を示す図。
【図２】同実施形態の制御装置が実行する処理の手順例を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
【００１３】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１４】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１５】
外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。
【００１６】
本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００１７】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（運転者が要求するエンジン出力、いわば要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサまたはマスタシリンダから吐出される作動液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ（シフトポジションスイッチ）から出力されるシフトレンジ信号ｇ、外気の温度を検出するセンサから出力される外気温信号ｈ等が入力される。
【００１８】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ等を出力する。
【００１９】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌを出力インタフェースを介して印加する。
【００２０】
また、ＥＣＵ０は、停止した内燃機関を始動（冷間始動だけでなく、アイドリングストップからの復帰をも含む）するに際して、電動機（スタータモータまたはＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）。図示せず）に制御信号ｏを入力し、当該電動機によりクランクシャフトを回転駆動するクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。
【００２１】
しかして、本実施形態のＥＣＵ０は、イグニッションスイッチ（または、イグニッションキー）がＯＦＦからＯＮに操作されたことに伴い内燃機関を冷間始動したときに、その始動時の触媒４１の温度の高低に応じて、内燃機関の始動直後即ちクランキングの終了直後の時期に、触媒４１の温度を昇温させるための暖機制御を実施する。
【００２２】
図２に、ＥＣＵ０がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、イグニッションスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関の運転を停止したとき（ステップＳ１）、その停止時の内燃機関の冷却水温をメモリに記憶して保持する（ステップＳ２）。並びに、内燃機関の停止から、再びイグニッションスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動するまでの停止期間の長さを計数する（ステップＳ３）とともに、同停止期間中の外気の温度をメモリに記憶して保持する（ステップＳ４）。
【００２３】
その上で、ＥＣＵ０は、イグニッションスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動したときに（ステップＳ５）、当該始動時の触媒４１の現在温度が所定値未満であると推定される場合（ステップＳ６）、内燃機関の始動直後の時期において、触媒４１の昇温のための所定の暖機制御を実施する（ステップＳ７）。
【００２４】
ステップＳ６にて、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動前の停止期間の長さ、及び当該期間中の外気の温度を参照して、内燃機関の始動時の触媒４１の現在温度が所定値未満に低下しているか否かを推断する。言うまでもなく、内燃機関の始動時の触媒４１の温度は、内燃機関の停止期間が長いほど低下し、内燃機関の停止期間中の外気温度が低いほど低下する。換言すれば、内燃機関の停止期間が長いほど、また内燃機関の停止期間中の外気温度が低いほど、内燃機関の始動直後に触媒４１の暖機制御を実施する必要性が増す。ＥＣＵ０のメモリには予め、内燃機関の停止期間の長さ及び当該期間中の外気温度（特に、当該期間中の外気温度の最大値、最小値、平均値または中央値）と、内燃機関の始動時の触媒４１の温度の推定値との関係を規定したマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、計数した内燃機関の停止期間の長さ及び当該期間中に計測した外気温度（の最大値、最小値、平均値または中央値）をキーとして当該マップを検索し、内燃機関の始動時の触媒４１の温度の推定値を知得する。そして、その推定温度が所定値未満であるならば、内燃機関の始動直後の時期に触媒４１の暖機制御を実施する。あるいは、マップデータを、内燃機関の停止期間の長さ及び当該期間中の外気温度と、内燃機関の始動直後の触媒４１の暖機制御の実施の必要性の有無との関係を規定するものとし、ＥＣＵ０が当該マップデータを検索することを通じて、内燃機関の始動直後に触媒４１の暖機制御を実施するか否かを決定することとしてもよい。
【００２５】
ステップＳ７では、例えば、内燃機関の気筒１に充填された混合気に火花点火するタイミングを平常よりも遅角することで、触媒４１に流入する排気の温度を高め、触媒４１の昇温を促す。ステップＳ７にて、（目標アイドル回転数を高める等して）気筒１に充填される吸気量や燃料噴射量を平常よりも増量補正するようにしてもよい。
【００２６】
翻って、始動時の触媒４１の現在温度が所定値以上であると推定される場合には、始動直後の時期における触媒４１の昇温のための暖機制御を実施しない（ステップＳ９）。但し、内燃機関の停止時の冷却水温が所定値未満であった（ステップＳ８）、つまりは内燃機関を停止する前に当該内燃機関及び触媒４１の暖機が完了していなかったならば、内燃機関の始動直後の時期に触媒４１の暖機制御を実施する（ステップＳ７）。
【００２７】
本実施形態では、停止した内燃機関を始動するに際して、先に内燃機関を停止してからこれの始動を開始するまでの期間の長さ及び当該期間中の外気の温度を参照し、排気通路４に装着された排気浄化用の触媒４１の現在温度が所定値以上であると推定される場合、内燃機関の始動直後の時期における触媒４１の昇温のための所定の制御を実施せず、さもなくば同時期に前記所定の制御を実施する内燃機関の制御装置０を構成した。
【００２８】
本実施形態によれば、内燃機関の始動時に既に触媒４１の温度が高い場合に、不必要な触媒４１の暖機制御を実施することを回避できる。ひいては、内燃機関の始動直後の時期における出力の低下や余分な燃料消費の問題を解消することができる。
【００２９】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、内燃機関の始動直後の時期に実行するべき触媒４１の暖機制御に関して、内燃機関の停止期間の長さ及び当該期間中の外気温度に基づいて、暖機制御の実行期間の長さやその程度を調整するようにしてもよい。具体的には、内燃機関の停止期間が長いほど、また停止期間中の外気温度が低いほど、内燃機関の始動時の触媒４１の温度が低下すると考えられることから、触媒４１の暖機制御を実行する期間を長くとり、及び／または、触媒４１の暖機制御における点火タイミングの遅角量（吸気量や燃料噴射量の増量補正量）を大きくとることが考えられる。
【００３０】
また、触媒４１の温度を検出するセンサが実装されているならば、内燃機関の制御装置たるＥＣＵ０が、当該センサを介して内燃機関の始動時の触媒４１の温度を実測し、触媒４１の温度が所定値以上であるならば、内燃機関の始動直後の時期における触媒４１の昇温のための所定の暖機制御を実施せず、さもなくば同時期に暖機制御を実施するものとすることができる。この場合には、内燃機関の停止期間の長さを計数する必要はなく、停止期間中の外気温度を計測して記憶保持しておく必要もない。
【００３１】
その他、各部の具体的構成や具体的な処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
０…制御装置（ＥＣＵ）
４…排気通路
４１…触媒
ｈ…外気温信号
ｉ…点火信号
【図１】
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【図２】
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