(57)【要約】【課題】触媒の劣化が生じた際に、迅速性を損なうことなく内燃機関の安定した始動性および運転性を確保するとともに、排気ガスに含まれる有害物質の排出量を抑制する内燃機関の制御装置を提供すること。【解決手段】気筒内の昇温を行うグロープラグの作動を制御する内燃機関の制御装置は、触媒の劣化状態に応じてグロープラグの作動時間の補正を行うことによってグロープラグの作動状態を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内の昇温を行うグロープラグの作動を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記気筒内に連通する排気通路上に設けられた触媒の劣化状態を検出する触媒劣化検出部と、
前記触媒劣化検出部により検出された前記触媒の劣化状態に応じて、前記グロープラグの作動状態を制御する制御部とを有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記触媒の劣化状態に応じて前記グロープラグの作動時間の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記触媒の劣化状態が進むほど前記グロープラグの作動時間を長くする補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記内燃機関の暖機完了後であり、かつ前記内燃機関が低負荷運転領域で運転していることを条件に、前記グロープラグを作動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の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、内燃機関の制御装置に関し、特に、グロープラグを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の排気側には、内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる有害物質を浄化するための排気浄化触媒（以下、単に触媒という）が設けられている。触媒としては、例えば炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を酸化および還元して浄化する三元触媒が広く知られている。
【０００３】
こうした触媒は、長期間使用されると、触媒内に担持されている貴金属同士が結合し、表面積が小さくなることにより貴金属と排気ガスとが酸化反応する領域が小さくなってしまう。これにより、排気ガス中の有害物質が酸化および還元されにくくなってしまう。このように、触媒は、経年劣化により浄化性能が低下する。
【０００４】
従来、こうした触媒の劣化を精度よく判定する装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載の触媒劣化判定装置は、触媒の上流側および下流側にＯ２センサを設け、上流側のＯ２センサから得られる酸素濃度と下流側のＯ２センサから得られる酸素濃度との比較に基づき触媒の劣化を判定するものである。
【０００５】
ところで、触媒の劣化が生じると、上述のように浄化性能が低下することから、排気ガスに含まれる有害物質の排出量が増加してしまう。そこで、上記のように触媒の劣化が判定された場合には、空燃比が理論空燃比に近づくよう燃料噴射量や燃料噴射パターンあるいは吸入空気量を補正することによって、排気ガスに含まれる有害物質の排出量を抑制する技術が広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１５５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のように触媒の劣化が判定された場合に、燃料噴射量や燃料噴射パターンあるいは吸入空気量を過度に補正してしまうと、トルク変動や振動、燃焼音等が発生し、内燃機関の始動性や運転性が悪化するおそれがある。
【０００８】
これに対し、内燃機関の始動性や運転性を安定させようとすると、例えば燃料噴射量や燃料噴射パターンあるいは吸入空気量を細かく制御する必要がある。この場合、複雑な処理や多くの処理時間が必要となり迅速性に欠けてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、触媒の劣化が生じた際に、迅速性を損なうことなく内燃機関の安定した始動性および運転性を確保することができるとともに、排気ガスに含まれる有害物質の排出量を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、気筒内の昇温を行うグロープラグの作動を制御する内燃機関の制御装置であって、前記気筒内に連通する排気通路上に設けられた触媒の劣化状態を検出する触媒劣化検出部と、前記触媒劣化検出部により検出された前記触媒の劣化状態に応じて、前記グロープラグの作動状態を制御する制御部とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２の態様としては、前記制御部は、前記触媒の劣化状態に応じて前記グロープラグの作動時間の補正を行うのが好ましい。
【００１２】
本発明の第３の態様としては、前記制御部は、前記触媒の劣化状態が進むほど前記グロープラグの作動時間を長くする補正を行うのが好ましい。
【００１３】
本発明の第４の態様としては、前記制御部は、前記内燃機関の暖機完了後であり、かつ前記内燃機関が低負荷運転領域で運転していることを条件に、前記グロープラグを作動させるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、触媒の劣化状態に応じてグロープラグの作動状態を制御するので、内燃機関の燃焼温度を直接上昇させることができ、燃料噴射量や吸入空気量を調節する場合と比較して迅速に内燃機関から排出される排気ガスの温度を上昇させることができる。また、排気ガスの温度が上昇することで、触媒の温度を上昇させることができ、排気ガスに含まれる有害物質を触媒において好適に酸化および還元することができる。
【００１５】
したがって、触媒の劣化が生じた際に、迅速性を損なうことなく内燃機関の安定した始動性および運転性を確保することができるとともに、排気ガスに含まれる有害物質の排出量を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、暖機完了後の内燃機関が低負荷運転領域で運転されていることを条件にグロープラグを作動させるので、内燃機関の始動時あるいは始動直後に加えて触媒の温度が低下し易い低負荷運転領域において触媒の温度を上昇させることができる。これにより、暖機完了後においても、触媒の劣化状態に応じて排気ガスに含まれる有害物質を触媒において好適に酸化および還元することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される車両の要部を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における触媒正常時のグロープラグの作動状態を示すタイムチャートである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態おける触媒正常時のグロープラグの作動時間の設定に係る触媒正常時マップである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における触媒劣化時のグロープラグの作動状態を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態における触媒劣化時のグロープラグの作動時間の設定に係る触媒劣化時マップである。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係るＥＣＵにより実行されるグロープラグの作動状態の切替処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、図６のステップＳ３で実行される通常制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、図６のステップＳ４で実行される補正制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、図８のステップＳ４３で実行される完暖後制御の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、排気装置３と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）４とを含んで構成されている。
【００１９】
エンジン２は、少なくとも１つ以上、例えば４つの気筒♯１〜♯４を有する直列４気筒のディーゼルエンジンで構成されており、図示しない燃料供給装置を備えている。燃料供給装置は、各気筒に対応する燃料噴射弁を有する。なお、エンジン２は、直列４気筒に限らず、例えばＶ型エンジン等であってもよいし、気筒数も特に４つに限定されるものではない。また、エンジン２は、ディーゼルエンジンに限らず、例えばＨＣＣＩ（Homogeneous Charge Compression Ignition）燃焼が可能な予混合圧縮着火式のガソリンエンジンであってもよい。
【００２０】
気筒♯１〜♯４には、それぞれ気筒♯１〜♯４内の昇温を行うグロープラグ２１が設けられている。グロープラグ２１は、ＥＣＵ４に接続され、例えばエンジン２の始動直前に電流が流されることにより赤熱し、これに燃料噴霧の一部が吹きつけられることで着火・燃焼が促進される始動補助装置として機能するほか、後述するようにエンジン２の始動後や暖機完了後の低負荷運転領域においても作動可能とされている。
【００２１】
また、エンジン２には、冷却水の温度である冷却水温を検出する水温センサ２２と、図示しないクランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサ２３とが設けられている。これら水温センサ２２およびクランク角センサ２３は、ＥＣＵ４に接続されており、検出結果をＥＣＵ４に送信するようになっている。ここで、エンジン回転数は、クランク角センサ２３の検出結果に基づきＥＣＵ４により算出されるようになっている。
【００２２】
排気装置３は、エンジン２に接続され、排気管３１と、排気マニホールド３２と、触媒３３とを含んで構成されている。排気管３１の内部には、排気マニホールド３２を介して各気筒♯１〜♯４内に連通する排気通路３１ａが形成されている。
【００２３】
触媒３３は、上述の排気通路３１ａ上に設けられ、排気ガス中の有害成分を浄化するようになっている。この触媒３３としては、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＣＨ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害なガスを酸化する酸化触媒、三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒等を用いることができる。なお、排気装置３は、触媒３３に加えて、粒子状物質（Particulate Matter）を捕集するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）を備えていてもよい。
【００２４】
また、触媒３３の上流側の排気通路３１ａ上には、上流側Ｏ２センサ３４と、上流側排気温度センサ３６とが設けられている。一方、触媒３３の下流側の排気通路３１ａ上には、下流側Ｏ２センサ３５と、下流側排気温度センサ３７とが設けられている。
【００２５】
上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５は、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号を出力するセンサであり、空燃比に対し理論空燃比を基準にして出力電圧が反転する出力特性を有している。上流側排気温度センサ３６および下流側排気温度センサ３７は、触媒３３の入口および出口の排気温度をそれぞれ検出するものである。
【００２６】
ＥＣＵ４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００２７】
また、ＥＣＵ４の入力側には、前述した水温センサ２２、クランク角センサ２３、上流側Ｏ２センサ３４、下流側Ｏ２センサ３５、上流側排気温度センサ３６、下流側排気温度センサ３７、車速センサ４１およびＩＧスイッチ４２等の各種センサ類が接続されている。車速センサ４１は、車両１の車速を検出するものである。ＩＧスイッチ４２は、図示しないイグニッションキーの操作に連動してＯＮとＯＦＦとが切り替えられるようになっている。一方、ＥＣＵ４の出力側には、前述したグロープラグ２１や図示しない燃料噴射弁等の各種装置が接続されている。
【００２８】
さらに、ＥＣＵ４は、触媒劣化検出手段としての触媒劣化検出部４３と、制御手段としての制御部４４と、負荷運転状態判定部４５とを備えている。触媒劣化検出部４３は、上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５の検出結果に基づき、触媒３３の劣化状態を検出するものである。
【００２９】
具体的には、触媒劣化検出部４３は、一定時間あたりの上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５の出力電圧の軌跡である積分値Ｘ１、Ｘ２をそれぞれ算出し、それら出力電圧の軌跡の比であるＸ１／Ｘ２が予め定められた判定値よりも小さいか否かに基づき、触媒３３の劣化状態を検出する。ここで、出力電圧の軌跡とは、予め定められた時間ごとに検出する上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５の出力電圧の変化量を積算した値のことである。
【００３０】
例えば、触媒３３が劣化していない触媒正常時は、上流側Ｏ２センサ３４の出力電圧の積分値Ｘ１と比較して、下流側Ｏ２センサ３５の出力電圧の積分値Ｘ２が小さくなる。この場合、上述のＸ１／Ｘ２の値は、「１」よりも大きくなる。
【００３１】
一方、触媒３３が劣化している触媒劣化時は、上流側Ｏ２センサ３４の出力電圧の積分値Ｘ１と下流側Ｏ２センサ３５の出力電圧の積分値Ｘ２とがほぼ等しくなる。この場合、上述のＸ１／Ｘ２の値は、「１」に近づくこととなる。
【００３２】
したがって、上述のＸ１／Ｘ２の値が上述の判定値よりも小さい場合には、触媒３３が劣化しているものと判定され、触媒劣化検出部４３によって触媒３３の劣化状態が検出される。また、触媒劣化検出部４３は、上述のＸ１／Ｘ２の値の大きさから触媒３３の劣化度合いを検出することができる。例えば、触媒劣化検出部４３は、上述のＸ１／Ｘ２の値が小さいほど、つまり「１」に近いほど、触媒３３の劣化度合いが大きい、すなわち劣化状態が悪いと判断するようになっている。
【００３３】
一方、上述のＸ１／Ｘ２の値が上述の判定値以上の場合には、触媒３３が劣化していないものと判定され、触媒劣化検出部４３によって触媒３３の劣化状態が検出されないこととなる。
【００３４】
制御部４４は、グロープラグ２１の作動状態を制御するようになっている。具体的には、制御部４４は、ＩＧスイッチ４２のＯＮ時およびエンジン始動時から予め定められた作動時間の間、および暖機完了後の低負荷運転領域に移行している間の少なくともいずれかにおいて、気筒♯１〜♯４内の昇温を行うようグロープラグ２１を作動させるようになっている。本実施の形態においては、グロープラグ２１の作動時間や作動タイミングは、触媒３３が劣化状態にあるか否かにより補正あるいは変更されるようになっている。
【００３５】
例えば、図２に示すように、触媒３３が劣化していない触媒正常時には、制御部４４は、ＩＧスイッチ４２のＯＮ時から時間ｔ１の間、およびエンジン始動時から時間ｔ２の間を作動時間としてグロープラグ２１を作動させるようになっている。なお、触媒正常時は、暖機完了後の低負荷運転領域移行時にグロープラグ２１を作動させるようになっていない。本実施形態では、こうした触媒正常時に実行されるグロープラグ２１の作動制御を通常制御という。
【００３６】
ここで、触媒正常時の作動時間ｔ１およびｔ２は、水温センサ２２で検出された冷却水温に基づき、図３に示す触媒正常時マップを参照することにより設定される。図３に示すように、制御部４４は、冷却水温が低いほど長い作動時間ｔ１、ｔ２を設定するようになっている。図３に示す触媒正常時マップは、水温センサ２２で検出された冷却水温とグロープラグ２１の作動時間との関係を予め実験的に求めてＥＣＵ４のＲＯＭに記憶されている。
【００３７】
なお、触媒正常時の作動時間ｔ１およびｔ２は、冷却水温に関わらず一定時間としてもよい。また、制御部４４は、ＩＧスイッチ４２のＯＮ時、およびエンジン始動時の何れか一方のみにおいてグロープラグ２１を作動させるようにしてもよい。
【００３８】
一方、図４に示すように、触媒３３が劣化している触媒劣化時には、制御部４４は、触媒劣化検出部４３により検出された触媒３３の劣化状態に応じて、グロープラグ２１の作動状態を制御するようになっている。具体的には、制御部４４は、触媒３３の劣化状態に応じてグロープラグ２１の作動時間の補正を行うようになっている。本実施形態では、こうした触媒劣化時に実行されるグロープラグ２１の作動制御を補正制御という。
【００３９】
詳細には、触媒劣化時は、制御部４４は、ＩＧスイッチ４２のＯＮ時から上述の作動時間ｔ１に補正時間ｔｈを加えた時間ｔ３の間、およびエンジン始動時から上述の作動時間ｔ２に補正時間ｔｈを加えた時間ｔ４の間を作動時間としてグロープラグ２１を作動させるようになっている。したがって、触媒劣化時は、グロープラグ２１の作動時間ｔ３およびｔ４は、触媒正常時の作動時間ｔ１、ｔ２よりも長くなる。なお、作動時間ｔ３中または作動時間ｔ４中にエンジン２の暖機が完了した場合には、グロープラグ２１の作動を終了させる。
【００４０】
ここで、触媒劣化時の補正時間ｔｈは、触媒劣化検出部４３により検出された触媒３３の劣化状態、すなわち触媒３３の劣化度合いに応じて、図５に示す触媒劣化時マップを参照することにより設定される。図５に示すように、制御部４４は、触媒３３の劣化状態が悪いほど長い補正時間ｔｈを設定するようになっている。すなわち、制御部４４は、触媒３３の劣化状態が進むほどグロープラグ２１の作動時間を長くする補正を行うようになっている。図５に示す触媒劣化時マップは、触媒劣化検出部４３により検出された触媒３３の劣化状態と補正時間との関係を予め実験的に求めてＥＣＵ４のＲＯＭに記憶されている。
【００４１】
なお、触媒劣化時の補正時間ｔｈは、触媒３３の劣化状態に関わらず一定時間としてもよい。また、制御部４４は、触媒劣化時に、上述の補正時間ｔｈによるグロープラグ２１の作動時間の補正を行わず、後述する暖機完了後の低負荷運転領域においてのみグロープラグ２１を作動させるようにしてもよい。この場合、暖機完了までは、触媒正常時の作動時間ｔ１、ｔ２でグロープラグ２１を作動させるのが好ましい。
【００４２】
さらに、別の態様としては、触媒劣化時の作動時間ｔ３と作動時間ｔ４とが連続的につながるよう、エンジン始動前の補正時間ｔｈをエンジン始動時まで延長させる設定としてもよい。また、エンジン始動後の補正時間ｔｈは、暖機完了時まで延長されてもよい。
【００４３】
また、触媒劣化時は、制御部４４は、エンジン２の暖機完了後であり、かつエンジン２が低負荷運転領域で運転していることを条件に、グロープラグ２１を作動させるようになっている。具体的には、制御部４４は、エンジン２が低負荷運転領域に移行している時間ｔ５の間を作動時間としてグロープラグ２１を作動させるようになっている。このときの作動時間ｔ５は、低負荷運転領域の長さに応じて適宜変更される。本実施形態では、こうした低負荷運転領域で実行されるグロープラグ２１の作動制御を完暖後制御という。
【００４４】
このように、暖機完了後であっても触媒温度が低下しやすい低負荷運転領域では、グロープラグ２１を作動させて気筒♯１〜♯４内の昇温を行うことにより触媒温度の低下が抑制される。これにより、排気ガスに含まれる有害物質の排出量が抑制される。
【００４５】
負荷運転状態判定部４５は、水温センサ２２、クランク角センサ２３、上流側排気温度センサ３６、下流側排気温度センサ３７および車速センサ４１の検出結果に基づき、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にあるか否かを判定するようになっている。具体的には、負荷運転状態判定部４５は、後述する判定条件の少なくともいずれか１つが成立したことを条件に、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にあると判定するようになっている。
【００４６】
前述の判定条件としては、「冷却水温が予め定められた閾値よりも低下したこと」、「エンジン回転数が予め定められた閾値よりも低下したこと」、「排気温度が予め定められた閾値よりも低下したこと」、「車速が予め定められた閾値よりも低下したこと」が挙げられる。なお、負荷運転状態判定部４５は、これら判定条件の全てが成立したこと、あるいは少なくとも２以上の判定条件が成立したことを条件に、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にあると判定してもよい。
【００４７】
次に、図６を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ４により実行されるグロープラグ２１の作動状態の切替処理について説明する。なお、後述する図６〜図９の各処理は、詳細にはＥＣＵ４が有する触媒劣化検出部４３、制御部４４および負荷運転状態判定部４５を含むＣＰＵによって実行されるが、説明の便宜上、図６では各処理の主体をＥＣＵ４として説明するものとする。
【００４８】
図６に示すように、まず、ＥＣＵ４は、ＩＧスイッチ４２がＯＮか否かを判定する（ステップＳ１）。ＥＣＵ４は、ＩＧスイッチ４２がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、本処理を終了する。一方、ＥＣＵ４は、ＩＧスイッチ４２がＯＮであると判定した場合には、一定時間あたりの上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５の出力電圧の積分値Ｘ１、Ｘ２の比と判定値との比較に基づき、触媒３３が劣化しているか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００４９】
ＥＣＵ４は、触媒３３が劣化していないと判定した場合には、触媒正常時であると判断して、グロープラグ２１の作動制御として上述した通常制御を行い（ステップＳ３）、本処理を終了する。
【００５０】
一方、ＥＣＵ４は、触媒３３が劣化していると判定した場合には、触媒劣化時であると判断して、グロープラグ２１の作動制御として上述した補正制御を行い（ステップＳ４）、本処理を終了する。
【００５１】
次に、図７を参照して、図６のステップＳ３に示した触媒正常時の通常制御について説明する。まず、ＥＣＵ４は、エンジン始動前であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ４は、例えばクランク角センサ２３の検出結果に基づき、エンジン２の図示しないクランクシャフトが回転しているか否かを判断することによりエンジン始動前であるか否かを判定することができる。ＥＣＵ４は、エンジン始動前でないと判定した場合には、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００５２】
一方、ＥＣＵ４は、エンジン始動前であると判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＮする（ステップＳ１３）。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、ステップＳ１３の処理を行うことなくステップＳ１４の処理に移行する。
【００５３】
次いで、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間がＩＧスイッチ４２のＯＮ時に設定された作動時間ｔ１以上となったか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ１以上となっていないと判定した場合には、ステップＳ１１に戻り、再度ステップＳ１１以降の処理を繰り返し実行する。
【００５４】
一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ１以上となったと判定した場合には、グロープラグ２１をＯＦＦして（ステップＳ１５）、ステップＳ１６の処理に移行する。
【００５５】
他方、ＥＣＵ４は、ステップＳ１１においてエンジン始動前でないと判定した場合、あるいは上述のステップＳ１５に次いで、エンジン始動を行う（ステップＳ１６）。次いで、ＥＣＵ４は、水温センサ２２で検出された冷却水温に基づき、エンジン２の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００５６】
ＥＣＵ４は、エンジン２の暖機が完了したと判定した場合には、ステップＳ１８以降の処理を行うことなく本処理を終了する。一方、ＥＣＵ４は、エンジン２の暖機が完了していないと判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【００５７】
ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＮする（ステップＳ１９）。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、ステップＳ１９の処理を行うことなくステップＳ２０の処理に移行する。
【００５８】
次いで、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間がエンジン始動時に設定された作動時間ｔ２以上となったか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ２以上となっていないと判定した場合には、ステップＳ１７に戻り、再度ステップＳ１７以降の処理を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ２以上となったと判定した場合には、グロープラグ２１をＯＦＦして（ステップＳ２１）、本処理を終了する。
【００５９】
次に、図８を参照して、図６のステップＳ４に示した触媒劣化時の補正制御について説明する。まず、ＥＣＵ４は、エンジン始動前であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。ＥＣＵ４は、エンジン始動前でないと判定した場合には、ステップＳ３６の処理に移行する。
【００６０】
一方、ＥＣＵ４は、エンジン始動前であると判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ３２）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＮする（ステップＳ３３）。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、ステップＳ３３の処理を行うことなくステップＳ３４の処理に移行する。
【００６１】
次いで、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間がＩＧスイッチ４２のＯＮ時に設定された作動時間ｔ３以上となったか否かを判定する（ステップＳ３４）。ここで、作動時間ｔ３は、上述した通り、触媒正常時の作動時間ｔ１に補正時間ｔｈを加えた時間である。
【００６２】
ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ３以上となっていないと判定した場合には、ステップＳ３１に戻り、再度ステップＳ３１以降の処理を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ３以上となったと判定した場合には、グロープラグ２１をＯＦＦして（ステップＳ３５）、ステップＳ３６の処理に移行する。
【００６３】
他方、ＥＣＵ４は、ステップＳ３１においてエンジン始動前でないと判定した場合、あるいは上述のステップＳ３５に次いで、エンジン始動を行う（ステップＳ３６）。次いで、ＥＣＵ４は、エンジン２の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ３７）。
【００６４】
ＥＣＵ４は、エンジン２の暖機が完了したと判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ４２）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、ステップＳ４１の処理に移行する。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、ステップＳ４３の処理に移行する。
【００６５】
他方、ＥＣＵ４は、ステップＳ３７において、エンジン２の暖機が完了していないと判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ３８）。ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＮする（ステップＳ３９）。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、ステップＳ３９の処理を行うことなくステップＳ４０の処理に移行する。
【００６６】
次いで、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間がエンジン始動時に設定された作動時間ｔ４以上となったか否かを判定する（ステップＳ４０）。ここで、作動時間ｔ４は、上述した通り、触媒正常時の作動時間ｔ２に補正時間ｔｈを加えた時間である。
【００６７】
ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ４以上となっていないと判定した場合には、ステップＳ３７に戻り、再度ステップＳ３７以降の処理を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１の作動時間が作動時間ｔ４以上となったと判定した場合には、グロープラグ２１をＯＦＦする（ステップＳ４１）。
【００６８】
次いで、ＥＣＵ４は、上述のステップＳ４１に次いで、あるいはステップＳ４２においてグロープラグ２１がＯＮでないと判定した場合、グロープラグ２１の作動制御として上述した完暖後制御を行い（ステップＳ４３）、本処理を終了する。
【００６９】
次に、図９を参照して、図８のステップＳ４３に示した低負荷運転領域における完暖後制御について説明する。まず、ＥＣＵ４は、水温センサ２２、クランク角センサ２３、上流側排気温度センサ３６、下流側排気温度センサ３７および車速センサ４１の検出結果に基づき、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にあるか否かを判定する（ステップＳ５１）。具体的な判定方法は、上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。
【００７０】
ＥＣＵ４は、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にあると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＮして（ステップＳ５２）、ステップＳ５１の処理に戻る。一方、ＥＣＵ４は、エンジン２の運転領域が低負荷運転領域にないと判定した場合には、グロープラグ２１がＯＮか否かを判定する（ステップＳ５３）。
【００７１】
ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮであると判定した場合には、グロープラグ２１をＯＦＦして（ステップＳ５４）、ステップＳ５５の処理に移行する。一方、ＥＣＵ４は、グロープラグ２１がＯＮでない、つまりＯＦＦであると判定した場合には、ステップＳ５４の処理を行うことなくステップＳ５５の処理に移行する。
【００７２】
次いで、ＥＣＵ４は、上述のステップＳ５４に次いで、あるいはステップＳ５３においてグロープラグ２１がＯＮでないと判定した場合、エンジン２が停止したか否かを判定する（ステップＳ５５）。ＥＣＵ４は、エンジン２が停止していないと判定した場合には、ステップＳ５１に戻り、再度ステップＳ５１以降の処理を繰り返し実行する。一方、ＥＣＵ４は、エンジン２が停止したと判定した場合には、本処理を終了する。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、触媒３３の劣化状態に応じてグロープラグ２１の作動状態を制御するので、エンジン２の燃焼温度を直接上昇させることができ、燃料噴射量や吸入空気量を調節する場合と比較して迅速にエンジン２から排出される排気ガスの温度を上昇させることができる。また、排気ガスの温度が上昇することで、触媒３３の温度を上昇させることができ、排気ガスに含まれる有害物質を触媒３３において好適に酸化および還元することができる。
【００７４】
したがって、本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、触媒３３の劣化が生じた際に、迅速性を損なうことなくエンジン２の安定した始動性および運転性を確保することができるとともに、排気ガスに含まれる有害物質の排出量を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、触媒３３の劣化状態に応じてグロープラグ２１の作動時間の補正を行うことにより触媒３３の劣化状態に応じて気筒♯１〜♯４内の温度を調整でき、排気ガスの温度を、有害物質が触媒３３で好適に酸化および還元することが可能な温度に調節することができる。
【００７６】
また、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、触媒３３の劣化状態が進むほどグロープラグ２１の作動時間を長くする補正を行うので、触媒３３の劣化状態に応じて排気ガスに含まれる有害物質を触媒３３において好適に酸化および還元することができる。
【００７７】
さらに、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、暖機完了後のエンジン２が低負荷運転領域で運転されていることを条件にグロープラグ２１を作動させるので、エンジン２の始動時あるいは始動直後に加えて触媒３３の温度が低下し易い低負荷運転領域において触媒３３の温度を上昇させることができる。これにより、暖機完了後においても、触媒３３の劣化状態に応じて排気ガスに含まれる有害物質を触媒３３において好適に酸化および還元することができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、触媒３３の上流側および下流側の酸素濃度を検出する酸素センサとして、上流側Ｏ２センサ３４および下流側Ｏ２センサ３５を用いたが、これに限らず、例えばこれらＯ２センサに代えて空燃比に対してリニアな信号を出力するＡ／Ｆセンサを用いてもよい。また、Ｏ２センサとＡ／Ｆセンサの組み合わせであってもよい。
【００７９】
上述の通り、本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００８０】
１  車両
２  エンジン（内燃機関）
４  ＥＣＵ
２１  グロープラグ
２２  水温センサ
２３  クランク角センサ
３１ａ  排気通路
３３  触媒
３４  上流側Ｏ２センサ
３５  下流側Ｏ２センサ
３６  上流側排気温度センサ
３７  下流側排気温度センサ
４１  車速センサ
４２  ＩＧスイッチ
４３  触媒劣化検出部（触媒劣化検出手段）
４４  制御部（制御手段）
４５  負荷運転状態判定部
♯１、♯２、♯３、♯４  気筒
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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