(57)【要約】【課題】バッテリに過度な負担をかけることなく、電熱ヒータ付き触媒の電熱ヒータをより確実に作動させ、排気浄化装置をより確実に昇温可能とする技術を提供する。【解決手段】バッテリと、このバッテリからの電力の供給を受けて作動して吸蔵還元型ＮＯx触媒を加熱する電熱ヒータと、を備えており、吸蔵還元型ＮＯx触媒へのＳＯx吸蔵量がＳ１以上であることをもって、近い将来にＳＯx被毒回復処理が行われることを予測し（Ｓ１０２）、オルタネータの発電電圧を上昇させ（Ｓ１０３）、バッテリの充電レベルを上昇させる（Ｓ１０６）。【選択図】図２
2008019780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリからの電力の供給を受けて作動する電気負荷装置と、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記電気負荷装置によって所定量以上の電力量が消費されることを予測する電力消費予測手段と、
前記電力消費予測手段が前記電気負荷装置によって所定量以上の電力量が消費されることを予測した場合に、前記電気負荷装置の使用中における電力の消費態様に拘らず、前記バッテリの充電レベルを所定の電力消費前レベル以上まで上昇させる電力消費前充電手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の電源システム。
【請求項２】
前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
をさらに備え、
前記電気負荷装置は通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の電源システム。
【請求項３】
前記内燃機関の作動と連動して発電し前記バッテリを充電するオルタネータをさらに備え、
前記電力消費前充電手段は、前記オルタネータの発電能力を増大させることにより、前記バッテリの充電レベルを前記電力消費前レベル以上まで上昇させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の電源システム。
【請求項４】
前記電力消費予測手段は、前記排気浄化装置における浄化物質の蓄積量が所定の第１蓄積量以上となったことをもって、前記電熱ヒータによって所定量以上の電力量が消費されることを予測することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の電源システム。
【請求項５】
前記性能回復処理はＮＯx還元処理であり、前記排気浄化装置に蓄積されたＮＯxの量が前記第１蓄積量より多い所定の第２蓄積量以上となったときに、前記電熱ヒータの通電を開始し、前記排気浄化装置に蓄積されたＮＯxの量が前記第２蓄積量より多い所定の第３蓄積量以上となったときに還元剤の供給を開始することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の電源システム。
【請求項６】
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記内燃機関の作動と連動して発電し前記バッテリを充電するオルタネータと、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中には、前記電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦに拘らず、前記内燃機関のアイドル回転数を所定の性能回復中回転数まで上昇させて前記オルタネータによる前記バッテリへの充電量を増加させることを特徴とする内燃機関の電源システム。
【請求項７】
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
通電によって発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合、次回の前記内燃機関の始動後の所定期間は、前記電熱ヒータの通電を禁止することを特徴とする内燃機関の電源システム。
【請求項８】
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記バッテリにおける充電レベルを検出する充電レベル検出手段と、
前記充電レベル検出手段によって前記バッテリにおける充電レベルが所定の故障診断レベル以上であると検出された場合に前記電熱ヒータに通電し、その際の排気ガスの温度上昇に基づいて前記電熱ヒータの故障診断を行うヒータ故障診断手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の電源システム。
【請求項９】
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記内燃機関の作動と連動して発電し前記バッテリを充電するオルタネータと、
を備え、
前記内燃機関の始動時は、前記排気浄化装置を通過した排気の量の積算値が所定のトリガ排気量以上となった後に、前記電熱ヒータに通電することを特徴とする内燃機関の電源システム。
【請求項１０】
前記トリガ排気量は、前記内燃機関の始動時における冷却水温度が高いほど少なく設定されることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置の電熱ヒータなどの周辺装置に電力を供給して作動させる内燃機関の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気にはＮＯxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の排出を低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を設けることが知られている。この技術においては、ＮＯx触媒の温度が低いときには、ＮＯxの浄化効率が低下する場合がある。従ってＮＯx触媒の温度を、排気中のＮＯxを充分に浄化可能な温度まで上昇させる必要がある。
【０００３】
また、例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を設けた場合には、吸蔵されたＮＯxの量が増加すると浄化能力が低下するため、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯxを還元放出することが行われる（以下、「ＮＯx還元処理」という。）。さらに、吸蔵還元型ＮＯx触媒に排気中のＳＯxが吸蔵され、浄化能力が低下するＳＯx被毒を解消するために、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤を供給するとともに吸蔵還元型ＮＯx触媒の床温を上昇させる場合もある（以下、「ＳＯx再生処理」という。）。
【０００４】
一方、内燃機関の排気に含まれる微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という。）においては、捕集された微粒子物質の堆積量が増加すると、フィルタの目詰まりによって排気における背圧が上昇し機関性能が低下するので、フィルタに導入される排気の温度を上昇させることによりフィルタの温度を上昇させ、捕集された微粒子物質を酸化除去し、フィルタの排気浄化性能の再生を図るようにしている（以下、「ＰＭ再生処理」という。）。
【０００５】
上述のように、排気浄化装置としてのＮＯx触媒やフィルタを加熱することが多くの場合において要求される。これに関し、上述のＮＯx触媒やフィルタなどの排気浄化装置の上流側の排気通路に、酸化触媒が担持されると共に電熱ヒータを組み込んだ触媒装置（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）を設け、排気浄化装置を昇温させる際にこの電熱ヒータ付き触媒装置を電気的に加熱して酸化触媒を活性化させ、電熱ヒータ付き触媒装置の熱を利用して排気浄化装置を昇温させることがある。しかし、この電熱ヒータは消費電力が多く、これを多用することでバッテリに対する負担が増加する場合があった。また、これに対し、バッテリやオルタネータを強化する場合にはコストダウンや装置の小型化の妨げになる場合があった。
【０００６】
また、上記の技術に関し、バッテリの充電状態に基づいて触媒装置の電熱ヒータへの通電時間を決定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、これらの技術においては、バッテリの充電状態によって電熱ヒータの作動が制限され、排気浄化装置を充分に昇温させることが困難な場合があった。
【特許文献１】特開平９−１５８７１６号公報
【特許文献２】特開平９−２１７６３６号公報
【特許文献３】特許第２８４７９７６号公報
【特許文献４】実用新案登録第２５４８０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的とするところは、バッテリに過度の負担をかけることなく、電熱ヒータ付
き触媒の電熱ヒータなどの電気負荷装置をより確実に作動させる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、バッテリと、このバッテリからの電力の供給を受けて作動する電気負荷装置と、を備えており、電気負荷装置によって所定量以上の電力量が消費されることが予測された場合に、電気負荷装置の使用中における実際の電力消費の態様に拘らず、バッテリの充電レベルを予め所定の電力消費前レベル以上まで上昇させることを最大の特徴とする。
【０００９】
より詳しくは、バッテリと、
前記バッテリからの電力の供給を受けて作動する電気負荷装置と、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記電気負荷装置によって所定量以上の電力量が消費されることを予測する電力消費予測手段と、
前記電力消費予測手段が前記電気負荷装置によって所定量以上の電力量が消費されることを予測した場合に、前記電気負荷装置の使用中における電力の消費態様に拘らず、前記バッテリの充電レベルを所定の電力消費前レベル以上まで上昇させる電力消費前充電手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、前記電気負荷装置による所定量以上の電力量の消費（例えば、大電力且つ長時間の電力消費）が予測された場合に、（前記電気負荷装置の使用中に、該電気負荷装置による電力の消費に応じてバッテリを充電するのではなく）電気負荷装置の作動前に、バッテリの充電レベルを所定の電力消費前レベル以上に上昇させる。これによれば、前記電気負荷装置によって実際に電力が消費される際に、バッテリに過度な負担をかけることを抑制できるとともに、バッテリの充電量の不足によって前記電気負荷装置の作動が制限されることを抑制できる。
【００１１】
ここで、所定量以上の電力量とは、バッテリの充電レベルが充分でない状態でこの電力量が消費された場合にはバッテリの電力供給性能に影響が生じると考えられる電力量であって、予め実験的に定められてもよい。また、所定の電力消費前レベルの充電レベルとは、バッテリの充電レベルがこれ以上である状態で、前記所定量以上の電力量が消費されたとしても、バッテリの電力供給性能は劣化しないと考えられる充電レベルであって、予め実験的に定められてもよい。また、上記において前記電気負荷装置の使用中における電力の消費態様に拘らず、とは、前記電気負荷装置の使用中に該電気負荷装置による電力の消費に応じ（てバッテリを充電する）のではなく、ということを意味している。
【００１２】
また、上記の本発明においては、前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置を備えており、前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段をさらに備えており、前記電気負荷装置は通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータとしてもよい。
【００１３】
この場合は、性能回復処理としては、具体的には排気浄化装置を昇温して、排気浄化装置内に捕集された微粒子物質を酸化除去するＰＭ再生処理を想定している。あるいは、排気浄化装置を昇温するとともに還元剤を供給することにより、排気浄化装置内に吸蔵されたＳＯｘを還元放出するＳＯｘ被毒回復処理を想定している。さらに、ＰＭ再生処理やＳＯｘ被毒回復処理の際に、排気浄化装置を加熱する電熱ヒータを前記電気負荷装置としている。
【００１４】
そして、この場合は、電力消費予測手段が、近い将来に排気浄化装置に対してＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理が行われることを予測すると、電力消費前充電手段がバッテリ充電レベルを上昇させる。そうすれば、ＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理において電熱ヒータで排気浄化装置を加熱する場合に、バッテリに過度な負担をかけることなく、充分に加熱を行うことができる。また、バッテリの充電量の不足によって充分にＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理を完了できないという事態を避けることができる。
【００１５】
また、本発明においては、電力消費前充電手段は、オルタネータの発電能力を増大させることにより、前記バッテリの充電レベルを所定の電力消費前レベル以上まで上昇させるようにしてもよい。また、内燃機関のアイドル回転数を上昇させることにより、前記バッテリの充電レベルを所定の電力消費前レベル以上まで上昇させるようにしてもよい。
【００１６】
また、その際、電力消費予測手段は、前記排気浄化装置における浄化物質の蓄積量が所定の第１蓄積量以上となったことをもって、前記電熱ヒータによって所定量以上の電力量が消費されることを予測するようにしてもよい。
【００１７】
ここで、排気浄化装置に対してＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理を実施するかどうかは、浄化物質である微粒子物質のフィルタへの蓄積量（捕集量）やＳＯxの吸蔵還元型ＮＯx触媒への蓄積量（吸蔵量）を検出または予測して、それぞれの蓄積量が閾値以上となったかどうかによって決定することが多い。そして、その際の閾値とは、微粒子物質によってフィルタが目詰まりして背圧が上昇する微粒子物質の捕集量または、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx吸蔵能力が低下するＳＯxの吸蔵量である。
【００１８】
本発明においては、排気浄化装置に蓄積された微粒子物質やＳＯxなどの蓄積量が前述の閾値以上となる前の段階で、すなわち前述の閾値より少ない第１蓄積量となった段階で、近い将来にＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理が実行されることを予測し、バッテリの充電レベルを前記電力消費前レベルまで上昇させることとした。そうすれば、ＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理の実行をより精度よく予測することができ、バッテリに過度な負担をかけることなく、より効率よくＰＭ再生処理またはＳＯx被毒回復処理を実施することができる。
【００１９】
また、本発明においては、排気浄化装置は吸蔵還元型ＮＯx触媒であり、前記性能回復処理はＮＯx還元処理であってもよい。そして、その場合は、吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの量が前記第１蓄積量より多い所定の第２蓄積量以上となったときに、前記電熱ヒータの通電を開始し、前記排気浄化装置に蓄積されたＮＯxの量が前記第２蓄積量より多い所定の第３蓄積量以上となったときに還元剤の添加を開始することとしてもよい。
【００２０】
そうすると、まず吸蔵還元型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯxの量が第１蓄積量以上となった段階で、バッテリの充電レベルが電力消費前レベルまで引き上げられる。次に、前記ＮＯxの量が第２蓄積量以上となった段階で、電熱ヒータの通電が開始される。さらに、前記ＮＯxの量が第３蓄積量以上となった段階で還元剤の供給が開始されてＮＯx還元処理が開始される。
【００２１】
従って、ＮＯx還元処理が開始する際には、バッテリの充電レベルが充分に高められているとともに、予め吸蔵還元型ＮＯx触媒の温度が上昇されている。これにより、供給された還元剤がより反応し易い状態に改質されるとともに気化し易くなり、より効率よくＮＯx還元処理を実行することができる。
【００２２】
また、本発明は、
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記内燃機関の作動と連動して発電し前記バッテリを充電するオルタネータと、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中には、前記電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦに拘らず、前記内燃機関のアイドル回転数を所定の性能回復中回転数まで上昇させて前記オルタネータによる前記バッテリへの充電量を増加させる内燃機関の電源システムであってもよい。
【００２３】
ここで、バッテリから電力を電熱ヒータに供給し、電熱ヒータの発熱によって排気浄化装置を加熱して前記性能回復処理を実施する場合について考える。例えば、ＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理を実施する際に還元剤の供給により排気の空燃比をリッチ／リーンに繰り返して制御する場合、排気の空燃比のリッチ／リーンのタイミングに合わせて電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦを切換える制御を行う場合が多い。さらに、そのような制御を行う場合には、電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦのタイミングに合わせて内燃機関のアイドル回転数を上昇させ、オルタネータによる発電量を増加させてバッテリへの充電量を増加させる場合が多い。
【００２４】
そうすると、排気浄化装置の性能回復処理の実施中は所定間隔で内燃機関のアイドル回転数が変化してしまい、車両搭乗者に不快感を与える場合があった。この場合の本発明の目的は、排気浄化装置の性能回復処理の実施中において、電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦのタイミングに合わせて内燃機関のアイドル回転数が上昇することを抑制し、車両搭乗者に与える不快感を抑制することである。
【００２５】
これに対し、本発明においては、前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中には、前記電熱ヒータのＯＮ／ＯＦＦに拘らず、前記内燃機関のアイドル回転数を所定の性能回復中回転数まで上昇させて前記オルタネータによる前記バッテリへの充電量を増加させることとした。
【００２６】
ここで、所定の性能回復中回転数とは、内燃機関のアイドル回転数をこの回転数に設定することで、前記性能回復処理中に電熱ヒータで消費される電力量以上の電力量をバッテリに供給でき、充電レベルを維持することが可能な内燃機関の回転数である。
【００２７】
そうすると、前記性能回復処理中に内燃機関のアイドル回転数が所定間隔で変化することを抑制でき、車両搭乗者に不快感を与えることを抑制できる。
【００２８】
また、本発明は、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
通電によって発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
を備えた内燃機関の電源システムであって、
前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合、次回の前記内燃機関の始動後の所定期間は、前記電熱ヒータの通電を禁止する内燃機関の
電源システムとしてもよい。
【００２９】
すなわち、ＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理の実行中に内燃機関が停止した場合には、排気浄化装置の内部あるいは電熱ヒータ近傍に、ＰＭ再生処理やＳＯx被毒回復処理の実行時に排気浄化装置に供給された還元剤が残留している可能性が高い。そして、次回の内燃機関の始動時において電熱ヒータを作動させた場合には、排気浄化装置に残留している還元剤が一気に反応することにより排気浄化装置が過昇温するおそれがある。この場合の本発明の目的は、内燃機関の始動時において電熱ヒータを作動させた場合に、前回の機関停止時から排気浄化装置に残留している還元剤が一気に反応することを抑制し、排気浄化装置が過昇温することを抑制することである。
【００３０】
これに対し、本発明においては、前記性能回復手段による前記性能回復処理の実行中に前記内燃機関が停止された場合、次回の前記内燃機関の始動後の所定期間は、前記電熱ヒータの通電を禁止することとした。そうすれば、排気浄化装置に還元剤が残留している状態で電熱ヒータによって排気浄化装置が加熱されることを抑制でき、排気浄化装置が過昇温することを抑制できる。
【００３１】
また、本発明は、
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記バッテリにおける充電レベルを検出する充電レベル検出手段と、
前記充電レベル検出手段によって前記バッテリにおける充電レベルが所定の故障診断レベル以上であると検出された場合に前記電熱ヒータに通電し、その際の排気ガスの温度上昇に基づいて前記電熱ヒータの故障診断を行うヒータ故障診断手段と、
を備えた内燃機関の電源システムとしてもよい。
【００３２】
ここで、電熱ヒータの故障診断を行う場合は、実際に電熱ヒータに通電して発熱させ、その際の排気ガスの温度上昇を検出し、予定通りの温度上昇が得られたかどうかを判断する場合が多い。従って、バッテリの充電レベルが充分に高くない状態において電熱ヒータの故障診断を行うと、バッテリに過度の負担をかけてしまう場合がある。この場合の本発明の目的は、バッテリの充電レベルが充分に高くない状態において電熱ヒータの故障診断が行われることを抑制し、バッテリに過度の負担をかけることを抑制することである。
【００３３】
これに対し、本発明においては、バッテリの充電レベルを検出する充電レベル検出手段を備えるようにし、充電レベル検出手段がバッテリの充電レベルが所定の故障診断レベル以上である場合にのみ、電熱ヒータの故障診断を行うこととした。
【００３４】
なお、故障診断レベルとは、充電レベルがこれ以上の場合は、実際に電熱ヒータに通電して故障診断したとしても、バッテリに過度の負担をかけることがない充電レベルである。充電レベルが故障診断レベル以上となる場合とは、例えば減速運転中または減速運転が長く継続することで、バッテリの充電レベルが予期せずに満充電レベル近くになった場合を意味する。そして、意図的にバッテリの充電レベルを上昇させることは想定していない。
【００３５】
すなわち、本発明においては、バッテリの充電レベルが故障診断レベル以上であるタイミングを選んで電熱ヒータの故障診断を行うので、バッテリに過度な負担をかけることを抑制できるとともに、バッテリの充電レベルを意図的に上昇させることもないので、燃費にも影響を及ぼさない。
【００３６】
また、本発明は、
バッテリと、
内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置が前記排気を浄化することに伴って前記排気浄化装置に蓄積された浄化物質を、前記排気浄化装置を加熱して除去することによって、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復させる性能回復処理を行う性能回復手段と、
前記バッテリからの通電により発熱して前記排気浄化装置を加熱する電熱ヒータと、
前記内燃機関の作動と連動して発電し前記バッテリを充電するオルタネータと、
を備え、
前記内燃機関の始動時は、前記排気浄化装置を通過した排気の量の積算値が所定のトリガ排気量以上となった後に、前記電熱ヒータに通電する内燃機関の電源システムであってもよい。
【００３７】
ここで前述のように、電熱ヒータに通電する場合には、バッテリに過度な負担がかかることを抑制するために、アイドル回転数を上昇させるなどしてオルタネータによるバッテリへの充電量を増加させる制御が行われる。
【００３８】
しかし、内燃機関の冷間始動時などにおいてアイドル回転数が強制的に上昇した場合には、内燃機関への負担が増加する場合があった。この場合の本発明の目的は、内燃機関の冷間始動時などにおいてアイドル回転数が強制的に上昇することを抑制し、内燃機関に過度な負担がかかることを抑制することである。これに対し、本発明における内燃機関の電源システムにおいては、前記内燃機関の始動後の、前記排気浄化装置を通過した排気の量の積算値が所定のトリガ排気量以上となった後に、前記電熱ヒータに通電することとした。
【００３９】
そうすれば、内燃機関の暖機がある程度進んだ状態で電熱ヒータに通電することができるので、電熱ヒータへの通電に伴いアイドル回転数を上昇させてバッテリへの充電量を増加させたとしても、内燃機関自体への負担が増大することを抑制できる。
【００４０】
ここで、上述の所定のトリガ排気量は、前記排気浄化装置を通過した排気量の積算値がこれ以上の量である場合には、内燃機関の暖機が進み、アイドル回転数を上昇させても内燃機関への負担が増加しない状態であると判断できる、排気浄化装置を通過した排気の量の積算値であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。また、前記排気浄化装置を通過した排気量の積算値は、内燃機関への吸入空気量の積算値で代用してもよい。
【００４１】
さらに、トリガ排気量は、前記内燃機関の始動時における冷却水温度に応じて決定されるようにしてもよい。具体的には、前記内燃機関の始動時における冷却水温度が高いほど少なく設定されるようにしてもよい。
【００４２】
すなわち、内燃機関の始動時における冷却水温度が高ければ、既に内燃機関の暖機がある程度進んでいることとなるので、前記トリガ排気量をより少なく設定することができる。そうすれば、無駄に長い時間に亘って電熱ヒータへの通電を禁止することを抑制でき、より早く排気浄化装置を加熱し、排気浄化効率を向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明にあっては、バッテリに過度の負担をかけることなく、電熱ヒータ付き触媒の電熱ヒータなどの電気負荷装置をより確実に作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００４６】
図１には、本実施例が適用される内燃機関及び吸排気系、制御系の全体構成について示す。内燃機関１には吸気管２と排気管３とが接続されており、吸気管２から内燃機関１に新気が吸入され、内燃機関１における燃焼後の排気が排気管３に排出される。吸気管２には吸入空気量を検出するエアフローメータ１１が備えられている。
【００４７】
排気管３には排気を浄化する排気浄化装置４が備えられている。排気浄化装置４内には、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタと排気中のＮＯxを浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒の機能を併せ持つＤＰＮＲ４ｂが備えられている。また、排気浄化装置４におけるＤＰＮＲ４ｂの上流側には、電気的に昇温することが可能なＥＨＣ４ａが備えられている。ＥＨＣ４ａの内部には電熱ヒータ４ｃが設けられており、この電熱ヒータ４ｂに通電することによりＥＨＣ４ａが昇温する。
【００４８】
また、内燃機関１の出力軸６にはベルト７を介して発電機であるオルタネータ８が接続されており、内燃機関１の出力軸６の回転がオルタネータ８に伝達されることによって発電される。発電された電力はバッテリ９に供給されバッテリ９が充電される。また、バッテリ９とＥＨＣ４ａの電熱ヒータ４ｃとは電気的に接続されており、電熱ヒータ４ｃはバッテリ９から電力の供給を受けて発熱する。
【００４９】
その他、排気管３には、排気浄化装置４のＰＭ再生処理、ＮＯx還元処理またはＳＯx被毒回復処理において排気浄化装置４に流入する排気に還元剤としての燃料を添加する燃料添加弁１３が備えられている。また、内燃機関１には冷却水温を検出する冷却水温センサ１２が備えられている。さらに、排気管３における排気浄化装置４の下流側には、排気浄化装置４から排出される排気の温度を検出する排気温センサ１４が備えられている。
【００５０】
また、上記の内燃機関１には、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するとともに、排気浄化装置４の浄化性能の回復処理を実行するユニットである。
【００５１】
例えば、排気浄化装置４のＳＯx被毒回復処理を行う場合には、ＥＣＵ２０からの指令で電熱ヒータ４ｃをＯＮする。そうするとバッテリ９から電熱ヒータ４ｃに電力が供給されて発熱し、ＥＨＣ４ａを活性化させる。そして、燃料添加弁１３から燃料を添加することで、還元剤としての燃料がＥＨＣ４ａで酸化還元反応を起こし、ＥＨＣ４ａの温度を高温にして排気温度を昇温させる。また、ＥＨＣ４ａにおいて還元剤としての燃料が改質、気化されてより反応し易い状態となってＤＰＮＲ４ｂに供給される。
【００５２】
これにより、ＤＰＮＲ４ｂがＳＯx被毒回復処理に必要な温度まで昇温されるとともに反応し易い状態の還元剤が供給され、ＤＰＮＲ４ｂ内のＳＯxを還元放出する。
【００５３】
ここにおいて、バッテリ９の充電レベルが充分でない状態でＳＯx被毒回復処理を行った場合には、バッテリ９への負担が大きく、バッテリ９の電圧降下などの不具合を招くおそれがある。また、バッテリ９の充電レベルに合わせた電力を電熱ヒータ４ｃに供給した場合には、発熱量が少なく、ＳＯx被毒回復処理を効率的に実施できない場合がある。そこで、本実施例においては、ＳＯx被毒回復処理など、大電力を長時間に亘って消費する
制御が近い将来に行われると予測された場合に、ＳＯx被毒回復中の実際の電熱ヒータ４ｃのＯＮ／ＯＦＦに応じてバッテリ充電するのではなく、ＳＯx被毒回復処理の前に予めバッテリ９の充電レベルを上昇させておくこととした。
【００５４】
図２には、本実施例におけるＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンのフローチャートを示す。
【００５５】
本ルーチンは、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼動中は所定期間毎にＥＣＵ２０によって実行される。
【００５６】
本ルーチンが実行されると、まずＳ１０１において、前回のＳＯx被毒回復処理の終了時からの吸入空気量の積算値が取得される。具体的には、前回のＳＯx被毒回復処理の終了時からのエアフローメータ１１の出力信号をＥＣＵ２０内で積算することによって吸入空気量の積算量を算出してもよい。Ｓ１０１が終了するとＳ１０２に進む。
【００５７】
Ｓ１０２においては、Ｓ１０１で取得された吸入空気量の積算値からＤＰＮＲ４ｂに吸蔵されたＳＯxの量が推定される。そして、推定されたＳＯx吸蔵量が第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１以上かどうかが判定される。ここで第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１とは、ＤＰＮＲ４ｂにこれ以上ＳＯxが吸蔵していた場合には、ＳＯx被毒回復処理が近い将来に実行されると判断できる閾値としてのＳＯx吸蔵量であり予め実験的に求めてもよい。Ｓ１０２において否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。Ｓ１０２において肯定判定された場合には、ＳＯx被毒回復処理の準備を進めるべくＳ１０３に進む。
【００５８】
Ｓ１０３においては、ＥＣＵ２０からオルタネータ８の発電電圧を上昇させる指示が出される。すなわち、オルタネータ８の仕事量を増加させて、内燃機関１の回転数が同じであってもバッテリ９に供給できる電力が増加するように制御される。これにより、バッテリ９における充電レベルが上昇する。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。
【００５９】
Ｓ１０４においては、再度、前回のＳＯx被毒回復処理の終了時からの吸入空気量の積算値が取得される。処理の内容がＳ１０１と同等である。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。
【００６０】
Ｓ１０５においては、その時点でのＤＰＮＲ４ｂへのＳＯx吸蔵量が算出され、このＳＯx吸蔵量が第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上かどうかが判定される。ここで、第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３は、ＤＰＮＲ４ｂにこれ以上のＳＯxが吸蔵された場合にはＤＰＮＲ４ｂのＮＯx吸蔵能力が低下するおそれがあると判断される閾値としてのＳＯx吸蔵量である。ここでＳＯx吸蔵量が第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３より少ないと判定された場合には、Ｓ１０４の処理の前に戻り、Ｓ１０５においてＳＯx吸蔵量が第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上と判定されるまでＳ１０４及びＳ１０５の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ１０５においてＳＯx吸蔵量が第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上と判定された場合にはＳ１０６に進む。
【００６１】
Ｓ１０６においては、バッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復処理の実行に充分なＳＯx被毒回復レベルＬ１以上かどうかが判定される。ここで、バッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復レベルＬ１より低いと判定された場合にはＳ１０６の処理の前に戻り、Ｓ１０６においてバッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復レベルＬ１以上と判定されるまで、Ｓ１０６の処理が繰り返し実行される。Ｓ１０６においてバッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復レベルＬ１以上と判定された場合にはＳ１０７に進む。
【００６２】
Ｓ１０７においては、電熱ヒータ４ｃへの通電が開始され、さらに燃料添加弁１３からの燃料添加が開始されることにより、ＳＯx被毒回復処理が実行される。Ｓ１０７におい
ては、ＤＰＮＲ４ｂにおける第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３のＳＯxを還元放出するのに必要なＳＯx被毒回復処理の継続時間が予め定義されており、当該時間が経過した時点で、ＤＰＮＲ４ｂにおけるＳＯxが還元放出されたと判断してこの処理を終了する。Ｓ１０７の処理が終了するとＳ１０８に進む。
【００６３】
Ｓ１０８においては、オルタネータ発電電圧の上昇指示が解除される。Ｓ１０８の処理が終了すると本ルーチンが一旦終了される。
【００６４】
以上、説明したとおり、本実施例においては、ＤＰＮＲ４ｂのＳＯx被毒回復処理において、ＤＰＮＲ４ｂに吸蔵されたＳＯx量が第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１以上と判定された場合には、その時点で、オルタネータ８の発電電圧を上昇させ、バッテリ９の充電レベルを上昇させる。
【００６５】
そして、ＳＯx被毒回復処理の実行の為の閾値としてのＳＯx吸蔵量である、第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上のＳＯxがＤＰＮＲ４ｂに吸蔵された時点で、バッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復処理の実行に必要なＳＯx被毒回復レベルＬ１以上となっていることを確認する。そして、バッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復レベルＬ１以上であることを確認した上で電熱ヒータ４ｃに通電してＳＯx被毒回復処理を実行する。
【００６６】
従って、電熱ヒータ４ｃの作動によって大電力を消費する前に、バッテリ９の充電レベルを充分に高めることができ、バッテリ９に対する負担を軽減することができる。また、電熱ヒータ４ｃを作動させる場合には、常にバッテリ９の充電レベルが充分に高い状態なので、電熱ヒータ４ｃの作動が制限されることを抑制できる。
【００６７】
さらに、本実施例においては、バッテリ９やオルタネータ８として、容量の小さいものを使用できるので、システム全体のコストダウンや小型化を促進することができる。
【００６８】
なお、上記の実施例においては、ＤＰＮＲ４ｂのＳＯx被毒回復処理を性能回復処理の例として説明したが、ＤＰＮＲ４ｂのＰＭ再生処理についても同様の制御を適用することができる。
【００６９】
次に、本実施例における別の態様について示す。図３には、本実施例における別の態様であるＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチン２についてのフローチャートを示す。この態様においては、前述のＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンにおけるＳ１０４〜Ｓ１０６の処理の代りにＳ２０１〜Ｓ２０６の処理が設けられている。以下、前述のＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００７０】
本ルーチンのＳ２０１において、先ずバッテリ９の充電レベルがＳＯx被毒回復処理の実行に充分なＳＯx被毒回復レベルＬ１以上かどうかが判定される。この処理の内容は、ＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンにおけるＳ１０６の処理の内容と同じである。ただ、この処理が実行される順番が早くなった点が異なる。Ｓ２０１の処理が終了するとＳ２０２に進む。
【００７１】
Ｓ２０２においては、前回のＳＯx被毒回復処理の終了時からの吸入空気量の積算値が取得される。処理の内容はＳ１０１と同等である。Ｓ２０２の処理が終了するとＳ２０３に進む。
【００７２】
Ｓ２０３においては、その時点でのＤＰＮＲ４ｂへのＳＯx吸蔵量が算出される。そして、このＳＯx吸蔵量が第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２以上かどうかが判定される。ここで、第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２は、前述の第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１より多く、第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３より少な
い量であり、ＤＰＮＲ４ｂにこれ以上のＳＯxが吸蔵された時点で、電熱ヒータ４ｃの通電を開始することで、ＳＯx吸蔵量が第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上となる際には、充分にＥＨＣ４ａ及びＤＰＮＲ４ｂを昇温することが可能と考えられるＳＯx吸蔵量である。ここでＳＯx吸蔵量が第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２より少ないと判定された場合には、Ｓ２０２の処理の前に戻り、Ｓ２０３においてＳＯx吸蔵量が第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２以上と判定されるまでＳ２０２及びＳ２０３の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ２０３においてＳＯx吸蔵量が第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２以上と判定された場合にはＳ２０４に進む。
【００７３】
Ｓ２０４においては、ＥＣＵ２０の指令によって電熱ヒータ４ｃがＯＮされ、バッテリ９から電熱ヒータ４ｃに電力が供給される。Ｓ２０４の処理が終了するとＳ２０５に進む。
【００７４】
Ｓ２０５の処理及びＳ２０６の処理については、ＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンにおけるＳ１０４及びＳ１０５の処理と同じ内容であるので説明は省略する。
【００７５】
このように、本実施例の第２の態様においては、ＤＰＮＲ４ｂに吸蔵されたＳＯxが第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１以上となった時点でバッテリ９の充電レベルを上昇させ、次にＳＰＮＲ４ｂに吸蔵されたＳＯxが第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２以上となった時点で電熱ヒータ４ｃへの通電を開始し、さらに、ＤＰＮＲ４ｂに吸蔵されたＳＯxが第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３以上となった時点で燃料添加を開始してＳＯx被毒回復処理を開始している。
【００７６】
これによれば、燃料添加弁１３からの燃料添加が開始された時点でＥＨＣ４ａの温度は上昇しており、添加された燃料がより反応し易い状態に改質されるとともに燃料の気化が促進され、ＤＰＮＲ４ｂにおけるＳＯxの還元反応を促進することができる。
【００７７】
なお、この態様については、ＤＰＮＲ４ｂのＳＯx被毒回復処理を例にとって説明したが、ＤＰＮＲ４ｂのＮＯx還元処理について本実施例の第２の態様を適用してもよい。これによっても、ＤＰＮＲ４ｂのＮＯx還元処理をより効率よく実施することができる。
【００７８】
なお、上記においてＳ１０２の処理を行うＥＣＵ２０は、電力消費予測手段に相当する。また、本実施例において第３ＳＯx吸蔵量Ｓ３のＳＯxをＤＰＮＲ４ｂから還元放出するために必要な電力量（Ｓ１０７において消費される）は、所定量以上の電力量に相当する。この所定量の電力量については、Ｓ１０７において消費される電力量以下の電力量として予め実験的に定義してもよい。また、バッテリ９の充電レベルであるＳＯx被毒回復レベルＬ１は、電力消費前レベルに相当する。また、ＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンまたはＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチン２を実行するＥＣＵ２０は電力消費前充電手段に相当する。また、ＳＯx被毒回復処理自体を実行するＥＣＵ２０は性能回復手段に相当する。また、第１ＳＯx吸蔵量Ｓ１は第１蓄積量に相当する。第２ＳＯx吸蔵量Ｓ２は第２蓄積量に相当する。第２ＳＯx吸蔵量Ｓ３は第３蓄積量に相当する。
【実施例２】
【００７９】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例における内燃機関及び給排気系、制御系の構成については実施例１において説明したものと同等である。また、本実施例においては、ＤＰＮＲ４ｂのＳＯx被毒回復処理を実施している間は、内燃機関１のアイドル回転数を、電熱ヒータ４ｃのＯＮ／ＯＦＦに拘わらず上昇させて、バッテリ９の充電レベルを維持する例について説明する。
【００８０】
図４には、本実施例におけるＳＯx被毒回復中バッテリ充電ルーチンについてのフローチャートを示す。
【００８１】
本ルーチンが実行されると、まずＳ３０１においてＳＯx被毒回復処理中かどうかが判定される。具体的には、電熱ヒータ４ｃ及び燃料添加弁１３への駆動信号を検出することによって判定してもよい。ここで、ＳＯx被毒回復処理中でないと判定された場合には、一旦本ルーチンを終了する。一方、ＳＯx被毒回復処理中であると判定された場合にはＳ３０２に進む。
【００８２】
Ｓ３０２においては、内燃機関１のアイドル回転数が上昇される。これによってオルタネータ８によるバッテリ９への電力供給を増加させ、バッテリ９における充電レベルを上昇させる。Ｓ３０２の処理が終了するとＳ３０３に進む。
【００８３】
Ｓ３０３においては、ＳＯx被毒回復処理中における電熱ヒータ４ｃのＯＮ／ＯＦＦ間隔との関係において、バッテリ９の充放電収支が成立しているかどうかが判定される。これは、その時点におけるオルタネータ８からバッテリ９への供給電力が電熱ヒータ４ｃにおける消費電力以上かどうかが判定される。ここで、バッテリ９において放電量（消費電力）が充電量（供給電力）より多いと判定された（充放電収支が成立していない）場合には、Ｓ３０２の前に戻り、さらにアイドル回転数を上昇させ、オルタネータ８によるバッテリ９の充電量を増加させる。一方、バッテリ９において充電量が放電量以上であると判定された（充放電収支が成立している）場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００８４】
以上、説明したように、本実施例においては、ＤＰＮＲ４ｂのＳＯｘ被毒回復処理中においては、電熱ヒータ４ｃのＯＮ／ＯＦＦに拘わらず、内燃機関１のアイドル回転数をバッテリ９の充放電収支が成立する回転数まで上昇させる。従って、従来の、電熱ヒータ４ｃがＯＮしている間にアイドル回転数を上昇させる制御のように、内燃機関１のアイドル回転数が電熱ヒータ４ｃのＯＮ／ＯＦＦに連動して変化することを抑制でき、車両搭乗者に不快感を与えることを抑制できる。
【００８５】
なお、本実施例の制御は、ＤＰＮＲ４ｂのＰＭ再生処理に対して適用することも可能である。また、上記のＳ３０２の処理において上昇されたアイドル回転数は、性能回復中回転数に相当する。
【実施例３】
【００８６】
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例は、内燃機関のＳＯｘ被毒回復処理中に内燃機関が停止した場合に、次回の内燃機関の始動時の所定期間については電熱ヒータへの通電を禁止する例について説明する。本実施例における内燃機関及び給排気系、制御系の構成については実施例１において説明したものと同等である。
【００８７】
図５及び図６には、本実施例におけるＳＯｘ被毒回復中機関停止ルーチンと、機関始動時ヒータ通電禁止ルーチンのフローチャートを示す。まず、ＳＯｘ被毒回復処理中機関停止ルーチンについて説明する。
【００８８】
本ルーチンが実行されると、まずＳ４０１においてＳＯｘ被毒回復処理中かどうかが判定される。ここでＳＯｘ被毒回復処理中でないと判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＳＯｘ被毒回復処理中であると判定された場合には、Ｓ４０２に進む。Ｓ４０２においては、機関が停止されたかどうかが判定される。具体的には、図示しない燃料噴射弁または点火栓の動作信号によって判定してもよい。ここで、機関が停止されていないと判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。一方、機関が停止されたと判定された場合には、Ｓ４０３に進む。
【００８９】
Ｓ４０３においては、ＳＯｘ被毒回復中機関停止フラグがＯＮされ、この状態が記憶される。Ｓ４０３の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００９０】
続けて、機関始動時ヒータ通電禁止ルーチンのフローチャートについて説明する。本ルーチンが実行されると、まず、Ｓ４０４の処理において、機関が始動したかどうかが判定される。ここでも、具体的には図示しない燃料噴射弁または点火栓の動作信号によって判定してもよい。ここで機関が始動していないと判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。一方、機関が始動したと判定された場合にはＳ４０５に進む。
【００９１】
Ｓ４０５においては、ＳＯｘ被毒回復中機関停止フラグがＯＮされているかどうかが判定される。ここで否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、肯定判定された場合には、Ｓ４０６に進む。
【００９２】
Ｓ４０６においては、電熱ヒータ４ｃへの通電が禁止されるとともに、タイムカウンタによる時間計測がスタートする。Ｓ４０６の処理が終了するとＳ４０７に進む。
【００９３】
Ｓ４０７においては、計測された時間がヒータ通電禁止時間ｔ０以上かどうかが判定される。このヒータ通電禁止時間ｔ０は、ＥＨＣ４ａ内に機関始動時に還元剤が残留していたとしても、内燃機関１の始動からこの時間が経過すれば残留していた還元剤の反応が終了しており、電熱ヒータ４ｃに通電してもそれらが一気に反応することがないと判断できる時間である。ここで、計測された時間がヒータ通電禁止時間ｔ０より短いと判定された場合には、始動時にＥＨＣ４ａ内に残留していた燃料がまだ反応しきっていないと判断されるので、Ｓ４０７の前に戻り、計測された時間がヒータ通電禁止時間ｔ０以上と判断されるまで繰り返しＳ４０７の処理が実行される。一方、計測された時間がヒータ通電禁止時間ｔ０以上と判定された場合には、ＥＨＣ４ａに残留していた燃料の反応が終了したと判断できるのでＳ４０８に進む。
【００９４】
Ｓ４０８においては、電熱ヒータ４ｃへの通電禁止が解除され、電熱ヒータ４ｃによるＥＨＣ４ａの加熱が開始される。Ｓ４０８の処理が終了するとＳ４０９に進む。
【００９５】
Ｓ４０９においては、燃料添加弁１３からの燃料添加も再開されてＳＯx被毒回復処理が再開される。Ｓ４０９の処理が終了するとＳ４１０に進む。
【００９６】
Ｓ４１０においては、ＳＯx被毒回復中機関停止フラグをＯＦＦする。Ｓ４１０の処理が終了すると本ルーチンを終了する。
【００９７】
以上、説明したように、本実施例においては、ＳＯx被毒回復処理中に内燃機関１が停止した場合には、次回に内燃機関１を始動した際には、ＥＨＣ４ａ内に残留した燃料の反応が終了するまで電熱ヒータ４ｃへの通電を禁止している。
【００９８】
従って、ＥＨＣ４ａ内に残留した燃料が電熱ヒータ４ｃへの通電によって一気に反応してＥＨＣ４ａが過昇温してしまうことを抑制できる。
【実施例４】
【００９９】
次に本発明の実施例４について説明する。本実施例においては、バッテリの充電レベルが、予期せず充分高くなっている場合に限って、電熱ヒータの故障判定をする例について説明する。本実施例における内燃機関及び給排気系、制御系の構成については実施例１において説明したものと同等である。
【０１００】
図７には、本実施例における電熱ヒータ故障判定ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されるとまずＳ５０１において減速運転中かどうかが判定される。具体的には、内燃機関１における図示しない燃料噴射弁への駆動信号を検出してフュエルカット
状態かどうかを判定してもよい。ここで減速運転中でないと判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。一方、減速運転中であると判定された場合にはＳ５０２に進む。
【０１０１】
Ｓ５０２においては、バッテリ９の充電レベルが満充電レベルかどうかが判定される。具体的にはバッテリ９の電圧が満充電電圧以上となっているかどうかによって判定される。ここで、バッテリ９の充電レベルが満充電レベルでないと判定された場合には本ルーチンを一旦終了する。一方、バッテリ９の充電レベルが満充電レベルであると判定された場合にはＳ５０３に進む。
【０１０２】
Ｓ５０３においては、吸入空気量と排気温度が検出される。吸入空気量はエアフローメータ１１の出力信号から取得され、排気温度は排気温センサ１４の出力信号から取得される。Ｓ５０３の処理が終了するとＳ５０４に進む。
【０１０３】
Ｓ５０４においては、電熱ヒータ４ｃに短期間Δｔの間だけ通電を行った場合の排気温度の上昇を予測する。具体的には、吸入空気量と排気温度と、電熱ヒータ４ｃにΔｔの間通電した際の排気の温度上昇との間の関係を予め実験的に求めてマップ化しておき、当該マップから、Ｓ５０３で取得された吸入空気量と排気温度とに対応する排気の温度上昇を読み出すことによって予測する。Ｓ５０４の処理が終了するとＳ５０５に進む。
【０１０４】
Ｓ５０５においては、実際に電熱ヒータ４ｃに、短期間Δｔに亘って通電を行う。Ｓ５０５の処理が終了するとＳ５０６に進む。
【０１０５】
Ｓ５０６においては、実際の温度上昇と温度上昇の予想が同等であるかどうかが判定される。具体的には、この時点で排気温センサ１４によって実際の温度上昇を検出し、Ｓ５０４において予測した値との差の絶対値が所定の温度差ΔＴ以下かどうかが判定される。ここで実際の温度上昇が予想と同等であると判定された場合にはＳ５０８に、同等でないと判定された場合にはＳ５０７に進む。
【０１０６】
Ｓ５０７においては、電熱ヒータ４ｃの通電によって予測どおりの排気の温度上昇が得られていないので、電熱ヒータ４ｃが故障していると判断される。この時点で運転席に設けられた警告灯を点灯してもよい。一方、Ｓ５０８においては、電熱ヒータ４ｃの通電によって予測どおりの排気の温度上昇が得られたので、電熱ヒータ４ｃは正常であると判断される。Ｓ５０７またはＳ５０８の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【０１０７】
以上、説明したように、本実施例においては、車両の減速中であってバッテリ９の充電レベルが予期せず満充電レベルである場合にのみ、電熱ヒータ４ｃに通電して電熱ヒータ４ｃの故障診断を行う。従って、故障診断の際にバッテリ９に過度の負担をかけることを抑制できる。また、意図的にバッテリ９の充電レベルを上昇させる制御を行わず、予期せずバッテリ９の充電レベルが満充電レベルであるタイミングに故障診断を行うので、可及的に燃費の悪化を抑制することができる。
【０１０８】
なお、上記においてＳ５０２の処理を実行するＥＣＵ２０は充電レベル検出手段に相当する。また、本実施例においてはバッテリ９の満充電レベルが故障診断レベルに相当する。この故障診断レベルについては必ずしも満充電レベルである必要はなく、満充電レベルより低いレベルであってもよい。また、Ｓ５０３〜Ｓ５０６の処理を行うＥＣＵ２０はヒータ故障診断手段に相当する。
【実施例５】
【０１０９】
次に、本発明における実施例５について説明する。本実施例においては、内燃機関の始動後に、排気浄化装置を通過した排気の量が所定値以上となってから電熱ヒータに通電す
る例について説明する。なお、本実施例における内燃機関及び給排気系、制御系は上述の実施例において説明した構成と同等である。
【０１１０】
本実施例においては、内燃機関１の始動開始後に、吸入空気量の積算値を取得する。具体的にはエアフローメータ１１の出力信号をＥＣＵ２０において積算することにより算出する。そして、この積算値が閾値としてのヒータ通電許可空気量ＧＡ１以上になるのを待って、電熱ヒータ４ｃに通電を開始する。なお、吸入空気量の積算値は、排気浄化装置４を通過した排気の量の積算値と略同等である。
【０１１１】
このヒータ通電許可空気量ＧＡ１は、吸入空気量の積算値がこれ以上の場合は、内燃機関１の暖機が進んでおり、バッテリ９の充電レベルを維持または上昇させるためにアイドル回転数を上昇させても、内燃機関１に悪影響を及ぼさないと考えられる吸入空気量の積算値であり、予め実験的に求められる。
【０１１２】
これによれば、電熱ヒータ４ｃに通電を開始する際には内燃機関１の暖機が進んでいるので、バッテリ９の充電レベルの維持・上昇のために、アイドル回転数を充分に上昇させることができる。
【０１１３】
なお、ヒータ通電許可空気量ＧＡ１の値は、内燃機関１の始動時において、冷却水温センサ１２によって検出された冷却水温に基づいて変更してもよい。具体的には、内燃機関１の始動時における冷却水温が高いほど、ＧＡ１の値を小さくしてもよい。図８には、内燃機関１の始動時における冷却水温とヒータ通電許可空気量ＧＡ１との関係の例を示す。
【０１１４】
これによれば、内燃機関１の始動時において既に暖機が進んでいるような場合に、無駄に長い時間、電熱ヒータ４ｃへの通電を遅らせることを抑制でき、より早く排気浄化装置４を活性化することができる。
【０１１５】
なお、上記においてヒータ通電許可空気量ＧＡ１はトリガ排気量に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施例における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１におけるＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１におけるＳＯx被毒回復前バッテリ充電ルーチン２を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２におけるＳＯx被毒回復中バッテリ充電ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例３におけるＳＯｘ被毒回復中機関停止ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例３における機関始動時ヒータ通電禁止ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例４における電熱ヒータ故障判定ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例５におけるヒータ通電許可空気量と内燃機関の始動時の冷却水温との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１７】
１・・・内燃機関
２・・・吸気管
３・・・排気管
４・・・排気浄化装置
４ａ・・・ＥＨＣ
４ｂ・・・ＤＰＮＲ
４ｃ・・・電熱ヒータ
８・・・オルタネータ
９・・・バッテリ
１１・・・エアフローメータ
１２・・・冷却水温センサ
１３・・・燃料添加弁
１４・・・排気温センサ
２０・・・ＥＣＵ
【図１】
2008019780.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008019780.tif 000005
【図４】
2008019780.tif 000006
【図５】
2008019780.tif 000007
【図６】
2008019780.tif 000008
【図７】
2008019780.tif 000009
【図８】
2008019780.tif 000010