(57)【要約】      （修正有）【課題】間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけ、あるいは、間欠運転制御の開始前に触媒温度を触媒活性温度以上の温度まで上昇させることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、燃料を燃焼させる成層燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する成層燃焼運転制御と、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを選択的に行うことによって内燃機関の運転を間欠的に行う間欠運転制御と、を実行可能な内燃機関の制御装置において、間欠運転制御を実行することが決定されたときに間欠運転制御の開始を禁止して成層燃焼運転制御を開始し、成層燃焼運転制御が終了した後に間欠運転制御を開始する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる成層燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する成層燃焼運転制御と、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを選択的に行うことによって内燃機関の運転を間欠的に行う間欠運転制御と、を実行可能な内燃機関の制御装置において、
内燃機関が燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化する触媒を具備し、
前記間欠運転制御を実行することが決定されたときに前記間欠運転制御の開始を禁止して前記成層燃焼運転制御を開始し、該成層燃焼運転制御が終了した後に前記間欠運転制御を開始する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備し、前記成層燃焼運転制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングで前記点火手段による燃料への点火が行われる内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記成層燃焼運転制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングが燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも遅いタイミングである内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の制御装置であって、内燃機関の運転を継続して実行する機関運転継続制御と、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを選択的に行うことによって内燃機関の運転を間欠的に行う間欠運転制御と、を実行可能である内燃機関の制御装置において、
内燃機関が燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化する触媒を具備し、
前記間欠運転制御を実行することが決定されたときに前記触媒の温度が前記触媒が予め定められた浄化能力を発揮する温度である触媒活性温度よりも低いときには前記間欠運転制御の開始を禁止して前記機関運転継続制御を開始し、前記触媒の温度が前記触媒活性温度以上になったときに前記機関運転継続制御を終了し、該機関運転継続制御が終了した後に前記間欠運転制御を開始する内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる成層燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する成層燃焼運転制御を実行可能であり、前記機関運転継続制御が前記成層燃焼運転制御である内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備し、前記機関運転継続制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングで前記点火手段による燃料への点火が行われる内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関運転継続制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングが燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも遅いタイミングである内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、燃焼室内の燃料の燃焼熱による内燃機関の温度の上昇分に対する同燃焼熱による触媒の温度の上昇分の比である温度上昇比が予め定められた比以上である燃料の燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する触媒暖機運転制御と、前記温度上昇比が前記予め定められた比よりも小さくなる燃料の燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する機関暖機運転制御とが実行可能であり、内燃機関の運転が予め定められた時間以上の時間に亘って停止された後に内燃機関の運転が始動されたときに前記触媒暖機運転制御と前記機関暖機運転制御とがそれぞれ少なくとも一回実行されたときに前記間欠運転制御を実行することが決定される内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の制御装置において、燃料を均質状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる均質燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する均質燃焼運転制御が実行可能であり、前記機関暖機運転制御が前記均質燃焼運転制御である内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備し、前記均質燃焼運転制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも早いタイミングで前記点火手段による燃料への点火が行われる内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置において、前記均質燃焼運転制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングが燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも早いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも早いタイミングである内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が車両に搭載されており、前記間欠運転制御が前記車両の速度が零になり、内燃機関から出力される動力として要求される動力である要求機関動力が零になったときに内燃機関の運転を停止し、前記車両の発進が要求され、要求機関動力が零よりも大きくなったときに内燃機関の運転を始動する制御を含む内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
内燃機関と電動機とを具備し、これら内燃機関および電動機から出力される動力のいずれか一方または両方を動力として出力する動力装置において用いられる請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、前記間欠運転制御が前記動力装置から出力される動力として要求される要求動力を電動機のみによって出力するときに内燃機関の運転を停止し、要求動力を電動機および内燃機関によって出力するとき或いは内燃機関のみによって出力するときに内燃機関の運転を始動する制御を含む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する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に内燃機関の制御装置が記載されている。特許文献１に記載の内燃機関では、内燃機関の運転（以下、内燃機関の運転を「機関運転」ともいう）の始動と機関運転の停止とを交互に繰り返し行う間欠運転制御が実行可能である。そして、特許文献１に記載の制御装置は、間欠運転制御の実行中に機関運転を停止しようとするとき、機関運転の停止前に内燃機関の燃焼室から排出される排気ガスの温度が高くなるように内燃機関を運転させ、機関運転の停止前に内燃機関の排気通路に配置された触媒の温度（以下、触媒の温度を「触媒温度」ともいう）を触媒の耐熱限界温度まで上昇させる。これにより、機関運転が再び始動されたときの触媒温度を比較的高い温度にあるようしし、その結果、触媒の浄化能力を比較的高い浄化能力にあるようにし、触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６６２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の制御装置では、機関運転の停止前に触媒温度を上昇させるが、機関運転の停止時間が長期に亘れば、機関運転が再び始動されたときに触媒温度が所望の浄化能力を触媒に発揮させるのに十分に高い温度（以下この温度を「触媒活性温度」ともいう）よりも低い温度になっている可能性がある。この場合、機関運転が再び始動されたときに所望の浄化能力を触媒に発揮させるためには触媒温度を上昇させる必要がある。そして、この場合、当然のことながら、触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけることが好ましいし、あるいは、触媒温度を触媒活性温度以上の温度まで上昇させることが好ましい。特に、内燃機関が間欠運転制御を実行可能である場合、機関運転が比較的頻繁に停止され、機関運転が停止されるたびに触媒温度が低下する可能性があるので、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけておくことが好ましいし、あるいは、間欠運転制御の開始前に触媒温度を触媒活性温度以上の温度まで上昇させておくことが好ましい。
【０００５】
こうした事情に鑑み、本発明の目的は、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけ、あるいは、間欠運転制御の開始前に触媒温度を触媒活性温度以上の温度まで上昇させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明は、内燃機関の制御装置であって、燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる成層燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する成層燃焼運転制御と、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを選択的に行うことによって内燃機関の運転を間欠的に行う間欠運転制御と、を実行可能である内燃機関の制御装置に関する。ここで、本発明の内燃機関は、燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化する触媒を具備する。そして、本発明の制御装置は、前記間欠運転制御を実行することが決定されたときに前記間欠運転制御の開始を禁止して前記成層燃焼運転を開始し、該成層燃焼運転が終了した後に前記間欠運転制御を開始する。
【０００７】
本発明によれば、以下の利点が得られる。すなわち、成層燃焼が行われた場合に燃焼室から排出される排気ガスの温度（以下、排気ガスの温度を「排気温度」ともいう）は、成層燃焼以外の燃焼、つまり、いわゆる均質燃焼（すなわち、燃料を均質状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる燃焼）が行われた場合の排気温度よりも高くなる。ここで、本発明では、間欠運転制御の開始前に成層燃焼運転制御が実行される。このため、本発明によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけることができるという利点が得られる。なお、この場合、間欠運転制御の開始時点における触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、間欠運転制御において機関運転（以下、間欠運転制御における機関運転を「間欠機関運転」ともいう）が始動されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができる。
【０００８】
なお、上記発明において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備する場合、前記成層燃焼運転制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングで前記点火手段による燃料への点火を行うようにしてもよい。
【０００９】
この場合、以下の利点がある。すなわち、燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点（以下この上死点を「圧縮上死点」ともいう）よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度は、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度よりも高くなる。このため、成層燃焼運転制御において圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われる場合、間欠運転制御の開始前に触媒温度をより高い温度上昇率で上昇させることができるという利点が得られる。
【００１０】
また、上記発明において、成層燃焼運転制御における点火手段による燃料への点火のタイミングは、圧縮上死点よりも遅いタイミングであれば、特定のタイミングに制限されないが、たとえば、前記成層燃焼運転制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングとして、燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも遅いタイミングを採用することができる。
【００１１】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料が点火される場合、その点火のタイミングが遅いほど排気温度が高くなる。このため、成層燃焼運転制御における点火手段による燃料への点火のタイミングとして、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ間欠機関運転の実行中の点火手段による燃料への点火のタイミング（以下この点火のタイミングを「基準点火タイミング」という）よりも遅いタイミングが採用された場合、基準点火タイミングが採用される場合に比べて、より高い温度上昇率で触媒温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【００１２】
本願の別の発明は、内燃機関の制御装置であって、内燃機関の運転を継続して実行する機関運転継続制御と、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを選択的に行うことによって内燃機関の運転を間欠的に行う間欠運転制御と、を実行可能である内燃機関の制御装置に関する。ここで、本発明の内燃機関は、燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化する触媒を具備する。そして、本発明の制御装置は、前記間欠運転制御を実行することが決定されたときに前記触媒の温度が前記触媒が予め定められた浄化能力を発揮する温度である触媒活性温度よりも低いときには前記間欠運転制御の開始を禁止して前記機関運転継続制御を開始し、前記触媒の温度が前記触媒活性温度以上になったときに前記機関運転継続制御を終了し、該機関運転継続制御が終了した後に前記間欠運転制御を開始する。
【００１３】
本発明によれば、以下の利点が得られる。すなわち、本発明では、間欠運転制御の開始前において触媒温度が触媒活性温度よりも低いときには、機関運転継続制御が開始され、機関運転が実行される。そして、触媒温度が触媒活性温度以上になり、機関運転継続制御が終了した後に間欠運転制御が開始される。このため、本発明によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度を触媒活性温度まで上昇させることができるという利点が得られる。なお、この場合、間欠運転制御の開始時点における触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、間欠機関運転が始動されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができる。
【００１４】
なお、機関運転継続制御において実行される内燃機関の運転の形態は、特定の形態に制限されないが、たとえば、内燃機関が燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる成層燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する成層燃焼運転制御を実行可能である場合、前記機関運転継続制御として前記成層燃焼運転制御を採用することができる。
【００１５】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、上述したように、成層燃焼が行われた場合の排気温度は、成層燃焼以外の燃焼、つまり、いわゆる均質燃焼が行われた場合の排気温度よりも高くなる。したがって、機関運転の制御として成層燃焼運転制御が採用された場合、触媒温度が高い温度上昇率で上昇せしめられる。このため、機関運転継続制御として成層燃焼運転制御が採用された場合、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度まで短時間で到達させることができるという利点が得られる。
【００１６】
また、上記発明において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備する場合、前記機関運転継続制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングで前記点火手段による燃料への点火を行うようにしてもよい。
【００１７】
この場合、以下の利点がある。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度は、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度よりも高くなる。このため、機関運転継続制御において圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われる場合、間欠運転制御の開始前に触媒温度をより高い温度上昇率で上昇させることができるという利点が得られる。また、機関運転継続制御として成層燃焼運転制御が採用される場合において、成層燃焼運転制御において圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われる場合、間欠運転制御の開始前に触媒温度をさらに高い温度上昇率で上昇させることができるという利点が得られる。
【００１８】
また、上記発明において、機関運転継続制御における点火手段による燃料への点火のタイミングは、圧縮上死点よりも遅いタイミングであれば、特定のタイミングに制限されないが、たとえば、前記機関運転継続制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングとして、燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも遅いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも遅いタイミングを採用することができる。
【００１９】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料が点火される場合、その点火のタイミングが遅いほど排気温度が高くなる。このため、機関運転継続制御における点火手段による燃料への点火のタイミングとして、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ基準点火タイミング（すなわち、間欠機関運転の実行中の点火手段による燃料への点火のタイミング）よりも遅いタイミングが採用された場合、基準点火タイミングが採用される場合に比べて、より高い温度上昇率で触媒温度を上昇させることができるという利点が得られる。また、機関運転継続制御として成層燃焼運転制御が採用される場合において、成層燃焼運転制御における点火手段による燃料への点火のタイミングとして、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ基準点火タイミングよりも遅いタイミングが採用された場合、基準点火タイミングが採用される場合に比べて、さらに高い温度上昇率で触媒温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【００２０】
また、上記発明の間欠運転制御の実行の決定は、如何なる手法によって行われてもよく、この手法として、たとえば、燃焼室内の燃料の燃焼熱による内燃機関の温度の上昇分に対する同燃焼熱による触媒の温度の上昇分の比である温度上昇比が予め定められた比以上である燃料の燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する触媒暖機運転制御と、前記温度上昇比が前記予め定められた比よりも小さくなる燃料の燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する機関暖機運転制御とが実行可能である場合において、内燃機関の運転が予め定められた時間以上の時間に亘って停止された後に内燃機関の運転が始動されたときに前記触媒暖機運転制御と前記機関暖機運転制御とがそれぞれ少なくとも一回実行されたときに前記間欠運転制御を実行することを決定するという手法を採用することができる。
【００２１】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、上述した手法が採用される場合、間欠運転制御の開始前に機関暖機運転制御が少なくとも一回実行される。ここで、機関暖機運転制御は、温度上昇比が予め定められた比よりも小さくなる機関運転を実行する制御である。したがって、機関暖機運転制御が実行されると内燃機関の温度（以下、内燃機関の温度を「機関温度」ともいう）は上昇するが、逆に、触媒温度は低下する可能性がある。しかしながら、この場合にも、触媒暖機運転制御と機関暖機運転制御とがそれぞれ少なくとも一回実行されたときに間欠運転制御を実行することが決定され、成層燃焼運転制御が実行され、あるいは、機関運転継続制御が実行される。したがって、機関温度を上昇させるための機関暖機運転制御が実行されたとしても、間欠運転制御の開始時点における触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、間欠機関運転が始動されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができるか、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができるという利点が得られる。
【００２２】
また、上記発明の機関暖機運転制御は、温度上昇比が上記予め定められた比よりも小さくなる機関運転を実行する制御であれば、如何なる制御でもよく、たとえば、燃料を均質状態で燃焼室内に存在させ、該燃料を燃焼させる均質燃焼を行わせる内燃機関の運転を実行する均質燃焼運転制御が実行可能である場合において、前記機関暖機運転制御として前記均質燃焼運転制御を採用することができる。
【００２３】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、均質燃焼が行われた場合、機関温度を効率的に上昇させることができる。このため、機関暖機運転制御として均質燃焼運転制御が採用された場合、機関温度を効率的に上昇させることができるという利点が得られる。
【００２４】
また、上記発明において、内燃機関が燃焼室内の燃料に点火する点火手段を具備する場合、前記均質燃焼運転制御において燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも早いタイミングで前記点火手段による燃料への点火を行うようにしてもよい。
【００２５】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料への点火が行われた場合の機関温度の上昇は、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われた場合の機関温度の上昇よりも大きい。このため、均質燃焼運転制御において圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料への点火が行われる場合、間欠運転制御の開始前に機関温度を高い温度上昇率で上昇させることができるという利点が得られる。
【００２６】
また、上記発明において、均質燃焼運転制御における点火手段による燃料への点火のタイミングは、圧縮行程の上死点よりも早いタイミングであれば、特定のタイミングに制限されないが、たとえば、前記均質燃焼運転制御における前記点火手段による燃料への点火のタイミングとして、燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程の上死点よりも早いタイミングであって且つ前記間欠運転制御において内燃機関の運転が実行されるときの前記点火手段による燃料への点火のタイミングよりも早いタイミングを採用することができる。
【００２７】
この場合、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料が点火される場合、その点火のタイミングが早いほど機関温度の上昇が大きくなる。このため、均質燃焼運転制御における点火手段による燃料への点火タイミングとして、圧縮上死点よりも早いタイミングであって且つ基準点火タイミング（すなわち、間欠機関運転中の点火手段による燃料への点火のタイミング）よりも早いタイミングが採用された場合、間欠運転制御の開始前に基準点火タイミングで燃料が点火される場合に比べて、より高い温度上昇率で機関温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【００２８】
また、上記発明の間欠運転制御は、機関運転の始動と機関運転の停止とを行う制御であれば、如何なる制御であってもよく、たとえば、上記発明において、内燃機関が車両に搭載されている場合において、前記間欠運転制御として、前記車両の速度が零になり、内燃機関から出力される動力として要求される動力である要求機関動力が零になったときに内燃機関の運転を停止し、前記車両の発進が要求され、要求機関動力が零よりも大きくなったときに内燃機関の運転を始動する制御を採用することができるし、内燃機関と電動機とを具備し、これら内燃機関および電動機から出力される動力のいずれか一方または両方を動力として出力する動力装置に上記発明の内燃機関の制御装置が用いられる場合において、前記間欠運転制御として、前記動力装置から出力される動力として要求される動力である要求動力を電動機のみによって出力するとき（したがって、要求機関動力が零であるとき）に内燃機関の運転を停止し、要求動力を電動機および内燃機関によって出力するとき或いは内燃機関のみによって出力するとき（したがって、要求機関動力が零よりも大きいとき）に内燃機関の運転を始動する制御を採用することもできる。
【００２９】
なお、動力装置が内燃機関から出力される動力を出力する場合、動力装置が内燃機関から出力される動力の全てを出力してもよいし、同動力の一部を出力してもよい。同様に、動力装置が電動機から出力される動力を出力する場合、動力装置が電動機から出力される動力の全てを出力してもよいし、同動力の一部を出力してもよい。
【００３０】
あるいは、上記発明の間欠運転制御として、たとえば、要求機関動力に応じて内燃機関の運転の始動時点から短時間のうちに内燃機関の運転を停止する制御を採用することもできるし、内燃機関の運転の停止時点から短時間のうちに内燃機関の運転を始動する制御を採用することもできるし、内燃機関の運転の始動と内燃機関の運転の停止とを短時間間隔で実行する制御を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の制御装置が適用された内燃機関を示す図である。
【図２】（Ａ）は第１実施形態の間欠機関運転中および成層燃焼運転制御の実行中に基準燃料噴射量を取得するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態の間欠機関運転中に基準燃料噴射タイミングを取得するために利用されるマップを示した図であり、（Ｃ）は第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中に基準燃料噴射タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図３】第１実施形態の間欠機関運転中および成層燃焼運転制御の実行中に基準点火タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図４】第１実施形態の間欠機関運転中および成層燃焼運転制御の実行中に基準スロットル弁開度を取得するために利用されるマップを示した図である。
【図５】第1実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図６】第１実施形態の間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図７】第１実施形態の間欠機関運転中および成層燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図８】第１実施形態の間欠機関運転中および成層燃焼運転制御の実行中のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図９】第２実施形態の成層燃焼運転制御の実行中に基準点火タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図１０】第３実施形態の成層燃焼運転制御の実行中に基準点火タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図１１】第４実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図１２】第４実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例の一部を示した図である。
【図１３】第５実施形態の均質燃焼運転制御の実行中に基準燃料噴射タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図１４】第６実施形態の均質燃焼運転制御の実行中に基準点火タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図１５】第７実施形態の均質燃焼運転制御の実行中に基準点火タイミングを取得するために利用されるマップを示した図である。
【図１６】第８実施形態の間欠運転制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図１７】第９実施形態の制御装置が適用された内燃機関を具備する動力装置を備えた車両を示す図である。
【図１８】第９実施形態の間欠運転制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図１９】第１０実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」という）の制御装置が適用された内燃機関が図１に示されている。図１に示されている内燃機関は、火花点火式の内燃機関（いわゆるガソリンエンジン）である。図１において、１１は燃料噴射弁、１２は燃焼室、１３はピストン、１４はコンロッド、１５はクランクシャフト、１６はクランクポジションセンサ、１７は点火栓、１８は吸気弁、２０は内燃機関の本体、２２は排気弁、８０はアクセルペダル、８１はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。なお、図１には、１つの燃焼室１２のみが示されているが、内燃機関１０は、４つの燃焼室（つまり、気筒）とそれに対応する上述した構成要素をそれぞれ具備している。
【００３３】
また、図１において、３０は吸気通路、３１は吸気ポート、３２は吸気マニホルド、３３はサージタンク、３４は吸気管、３５はスロットル弁、３６はスロットル弁３５を駆動するためのアクチュエータ、３７はエアフローメータ、３８はエアクリーナ、４０は排気通路、４１は排気ポート、４２は排気マニホルド、４３は排気管、４４は触媒コンバータをそれぞれ示している。なお、吸気通路３０は、吸気ポート３１、吸気マニホルド３２、サージタンク３３、および、吸気管３４から構成されている。一方、排気通路４０は、排気ポート４１、排気マニホルド４２、および、排気管４３から構成されている。
【００３４】
電子制御装置９０はマイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置９０はＣＰＵ（マイクロプロセッサ）９１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）９２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５を有する。これらＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５は双方向バスによって互いに接続されている。
【００３５】
燃料噴射弁１１は、その燃料噴射孔が燃焼室１２内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、燃料噴射弁１１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、燃料噴射弁１１に燃料を噴射させるための指令信号を燃料噴射弁１１に供給する。電子制御装置９０から燃料噴射弁１１に指令信号が供給されると、燃料噴射弁１１は、燃焼室１２内に燃料を直接噴射する。
【００３６】
点火栓１７は、その放電電極が燃焼室１２内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、点火栓１２は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、点火栓１２に火花を発生させるための指令信号を点火栓１２に供給する。電子制御装置９０から点火栓１７に指令信号が供給されると、点火栓１２は、燃焼室１２内の燃料を点火する。なお、燃焼室１２内の燃料が点火栓１７によって点火されると、燃焼室１２内の燃料が燃焼し、ピストン１３およびコンロッド１４を介してクランクシャフト１５にトルクが出力される。
【００３７】
クランクポジションセンサ１６は、内燃機関の出力軸、すなわち、クランクシャフト１５近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ１６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１６は、クランクシャフト１５の回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて機関回転数（すなわち、内燃機関のクランクシャフト１５の回転数）を算出する。
【００３８】
吸気マニホルド３２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する吸気ポート３１に接続されている。また、吸気マニホルド３２は、その他端でサージタンク３３の一端に接続されている。サージタンク３３は、その他端で吸気管３４の一端に接続されている。
【００３９】
スロットル弁３５は、吸気管３４に配置されている。スロットル弁３５には、その開度（以下この開度を「スロットル弁開度」という）を変更するためのアクチュエータ（以下このアクチュエータを「スロットル弁アクチュエータ」という）３６が接続されている。スロットル弁アクチュエータ３６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、スロットル弁開度を目標スロットル弁開度に制御するようにスロットル弁アクチュエータ３６を駆動するための制御信号をスロットル弁アクチュエータ３６に供給する。なお、スロットル弁開度が変更されると、スロットル弁３５が配置された領域における吸気管３４内の流路面積が変わる。これによってスロットル弁３５を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。
【００４０】
エアフローメータ３７は、スロットル弁３５よりも上流において吸気管３４に配置されている。また、エアフローメータ３７は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。エアフローメータ３７は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてエアフローメータ３７を通過する空気の量、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量を算出する。
【００４１】
エアクリーナ３８は、エアフローメータ３７よりも上流において吸気管３４に配置されている。
【００４２】
排気マニホルド４２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する排気ポート４１に接続されている。また、排気マニホルド４２は、その他端で排気管４３の一端に接続されている。排気管４３は、その他端で外気に開放されている。
【００４３】
触媒コンバータ４４は、排気通路４０（より具体的には、排気管４３に配置されている。また、触媒コンバータ４４は、その内部に触媒４５を収容している。この触媒４５は、その温度が特定の温度以上であるときに該触媒に流入する排気ガス中の特定の成分を所定の浄化率で浄化することができる。この触媒４５は、たとえば、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、未燃炭化水素（ＨＣ）を高い浄化率で同時に浄化することができるいわゆる三元触媒、または、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときであっても排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を高い浄化率で浄化することができるいわゆるＮＯｘ触媒である。なお、上述した排気ガスの空燃比とは、第１実施形態では、燃焼室１２に供給された燃料の量に対する燃焼室１２に吸入された空気の量の比を意味する。
【００４４】
アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル８０に接続されている。また、アクセルペダル踏込量センサ８１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル８０の踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてアクセルペダル８０の踏込量、ひいては、内燃機関から出力されるトルクとして要求されるトルク（以下このトルクを「要求機関トルク」という）を算出する。
【００４５】
次に、第１実施形態の内燃機関の運転の制御について説明する。第１実施形態の制御装置は、成層燃焼運転制御と間欠運転制御とを選択的に実行可能である。ここで、成層燃焼運転制御とは、燃焼室内において燃料を成層燃焼させる内燃機関の運転（以下、内燃機関の運転を「機関運転」という）を継続的に実行する制御である。また、成層燃焼とは、燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、その燃料を燃焼させる燃焼である。別の言い方をすれば、成層燃焼とは、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料が成層状態となるタイミングで燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射し、成層状態にある燃料を燃焼させる燃焼である。また、間欠運転制御とは、機関運転の始動と機関運転の停止とを選択的に行う制御である。そして、第１実施形態では、間欠運転制御を実行することが決定されたときに間欠運転制御の開始が禁止されて成層燃焼運転制御が開始され、成層燃焼運転制御が終了した後に間欠運転制御が開始される。
【００４６】
なお、第１実施形態において、成層燃焼運転制御が実行される時間は、適宜設定されればよく、たとえば、成層燃焼運転制御の終了時点で触媒の温度（以下、触媒の温度を「触媒温度」という）が触媒の浄化能力を考慮したときに許容される温度（特に、触媒活性温度）以上の温度になる蓋然性が高い時間に設定される。
【００４７】
また、第１実施形態において、成層燃焼運転の終了時点から間欠運転制御の開始時点までの時間は、適宜設定されればよく、たとえば、成層燃焼運転制御の終了と同時に間欠運転制御が開始されてもよいし、成層燃焼運転制御の終了時点から予め定められた時間が経過した時点で間欠運転制御が開始されてもよい。なお、成層燃焼運転制御の終了時点から間欠運転制御の開始時点までの間に触媒温度が低下する可能性があることから、成層燃焼運転制御の終了時点から予め定められた時間が経過した時点で間欠運転制御が開始される場合、上記予め定められた時間は、間欠運転制御の開始時点において触媒温度が触媒の浄化能力を考慮したときに許容される温度（特に、触媒活性温度）よりも低い温度にならない時間に設定されることが好ましい。
【００４８】
また、第１実施形態の間欠運転制御における機関運転（以下この機関運転を「間欠機関運転」という）では、内燃機関に所望の性能を発揮させるのに適した形態の燃料の燃焼が行われればよく、たとえば、成層燃焼が行われてもよいし、均質燃焼が行われてもよいし、成層均質燃焼が行われてもよい。ここで、成層燃焼とは、上述したように、燃料を成層状態で燃焼室内に存在させ、その燃料を燃焼させる燃焼である。また、均質燃焼とは、燃料を均質状態で燃焼室内に存在させ、その燃料を燃焼させる燃焼である。別の言い方をすれば、均質燃焼とは、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された燃料が均質状態となるタイミングで燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を噴射し、均質状態にある燃料を燃焼させる燃焼である。また、成層均質燃焼とは、燃焼室内に均質状態で存在させた燃料を含む混合気中に燃料を成層状態で存在させ、これら均質状態で存在している燃料および成層状態で存在している燃料を燃焼させる燃焼である。
【００４９】
また、第１実施形態では、たとえば、間欠運転制御の実行中、内燃機関から出力される動力として要求される動力（以下この動力を「要求機関動力」という）が零になったとき（たとえば、アクセルペダル踏込量が零になったとき）に間欠機関運転が停止され、要求機関動力が零よりも大きくなったとき（たとえば、アクセルペダル踏込量が零よりも大きくなったとき）に間欠機関運転が始動される。
【００５０】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「燃料噴射量」とは「燃料噴射弁から噴射される燃料の量」を意味し、「目標燃料噴射量」とは「目標とするべき燃料噴射量」を意味し、「燃料噴射タイミング」とは「燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミング」を意味し、「目標燃料噴射タイミング」とは「目標とするべき燃料噴射タイミング」を意味する。
【００５１】
第１実施形態では、間欠機関運転中、目標燃料噴射量および目標燃料噴射タイミングが設定される（これら目標燃料噴射量の設定および目標燃料噴射タイミングの設定については後述する）。そして、斯くして設定された目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から噴射させるために燃料噴射弁に供給されるべき指令信号が算出される。そして、斯くして算出された指令信号が上記設定された目標燃料噴射タイミングにおいて燃料噴射弁に供給される。これにより、目標燃料噴射量の燃料が目標燃料噴射タイミングにおいて燃料噴射弁から噴射される。
【００５２】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の目標燃料噴射量の設定について説明する。第１実施形態では、間欠機関運転中にアクセルペダル踏込量から算出される要求機関トルクに応じて最適な燃料噴射量が実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射量が図２（Ａ）に示されているように要求機関トルクＴＱｒの関数のマップの形で基準燃料噴射量Ｑｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、間欠機関運転中、その時々のアクセルペダル踏込量から算出される要求機関トルクＴＱｒに対応する基準燃料噴射量Ｑｂが図２（Ａ）のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準燃料噴射量Ｑｂが目標燃料噴射量に設定される。
【００５３】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の目標燃料噴射タイミングの設定について説明する。なお、以下の説明において「機関運転状態」とは「内燃機関の運転の状態」を意味する。
【００５４】
第１実施形態では、間欠機関運転中の機関運転状態に応じて最適な燃料噴射タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射タイミングが図２（Ｂ）に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、間欠機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが図２（Ｂ）のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが目標燃料噴射タイミングに設定される。
【００５５】
なお、間欠機関運転中に成層燃焼を行わせるときには、目標燃料噴射タイミングは、圧縮行程の後半のタイミング（特に、圧縮上死点の直前のタイミング）に設定される。また、間欠機関運転中に均質燃焼を行わせるときには、目標燃料噴射タイミングは、吸気行程中のタイミング（特に、吸気行程の前半のタイミング）に設定される。また、間欠機関運転中に成層均質燃焼を行わせるときには、吸気行程中のタイミング（特に、吸気行程の前半のタイミング）と圧縮行程の後半のタイミング（特に、圧縮上死点の直前のタイミング）とに設定される。つまり、この場合、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および、排気行程の４つの行程からなる１機関サイクル中に、２回の燃料噴射が行われる。そして、この場合、目標燃料噴射量が吸気行程中のタイミングでの燃料の噴射によって燃料噴射弁から噴射されるべき燃料の量（以下この量を「目標均質燃料噴射量」という）と圧縮行程の後半のタイミングでの燃料の噴射によって燃料噴射弁から噴射されるべき燃料の量（以下この量を「目標成層燃料噴射量」という）とに分割され、吸気行程中のタイミングに設定された目標燃料噴射タイミングにおいて目標均質燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射され、続いて、圧縮行程の後半のタイミングに設定された目標燃料噴射タイミングにおいて目標成層燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射される。
【００５６】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の燃料噴射弁の制御について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御と同じ燃料噴射弁の制御が実行される。
【００５７】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標燃料噴射量の設定について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中の目標燃料噴射量の設定と同じ目標燃料噴射量の設定が実行される。
【００５８】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標燃料噴射タイミングの設定について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて成層燃焼を行わせるのに最適な燃料噴射タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射タイミングが図２（Ｃ）に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、成層燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが図２（Ｃ）のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが目標燃料噴射タイミングに設定される。なお、成層燃焼運転制御の実行中の目標燃料噴射タイミングは、概して、燃焼室内における混合気（すなわち、燃料と空気との混合気）が圧縮される圧縮行程の後半タイミング、特に、圧縮行程の上死点（以下この上死点を「圧縮上死点」という）の直前のタイミングに設定される。
【００５９】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の点火栓の制御について説明する。なお、以下の説明において「点火タイミング」とは「点火栓によって燃焼室内の燃料に点火させるタイミング（すなわち、点火栓の作動タイミング）」を意味し、「目標点火タイミング」とは「目標とするべき点火タイミング」を意味する。
【００６０】
第１実施形態では、間欠機関運転中、目標点火タイミングが設定される（この目標点火タイミングの設定については後述する）。そして、点火栓を作動させるための指令信号が上記設定された目標点火タイミングにおいて点火栓に供給される。これにより、燃焼室内の燃料が目標点火タイミングにおいて点火される。
【００６１】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の目標点火タイミングの設定について説明する。第１実施形態では、間欠機関運転中の機関運転状態に応じて最適な点火タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図３に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準点火タイミングＴｉｇｎｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、間欠機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図３のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングに設定される。
【００６２】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中の点火栓の制御と同じ点火栓の制御が実行される。
【００６３】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標点火タイミングの設定について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中の目標点火タイミングの設定と同じ目標点火タイミングの設定が実行される。
【００６４】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中のスロットル弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「目標スロットル弁開度」とは「目標とするべきスロットル弁開度」を意味する。
【００６５】
第１実施形態では、間欠機関運転中、目標スロットル弁開度が設定される（この目標スロットル弁開度の設定については後述する）。そして、斯くして設定された目標スロットル弁開度だけスロットル弁を開弁させるためにスロットル弁アクチュエータに供給されるべき制御信号が算出される。そして、斯くして算出された制御信号がスロットル弁アクチュエータに供給される。これにより、スロットル弁が目標スロットル弁開度だけ開弁せしめられる。
【００６６】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の目標スロットル弁開度の設定について説明する。第１実施形態では、間欠機関運転中の機関運転状態に応じて最適なスロットル弁開度が実験等によって予め求められる。そして、これら求められたスロットル弁開度が図４に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが図４のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが目標スロットル弁開度に設定される。
【００６７】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中のスロットル弁の制御について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中のスロットル弁の制御と同じスロットル弁の制御が実行される。
【００６８】
次に、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標スロットル弁開度の設定について説明する。第１実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、上述した間欠機関運転中の目標スロットル弁開度の設定と同じ目標スロットル弁開度の設定が実行される。
【００６９】
第１実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、成層燃焼が行われた場合に燃焼室から排出される排気ガスの温度（以下、排気ガスの温度を「排気温度」という）は、成層燃焼以外の燃焼、つまり、いわゆる均質燃焼が行われた場合の排気温度よりも高くなる。ここで、第１実施形態では、間欠運転制御の開始前に成層燃焼運転制御が実行される。このため、第１実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い温度上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度に短時間で近づけることができるという利点が得られる。なお、この場合、間欠運転制御の開始時点における触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、間欠機関運転が始動されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができる。
【００７０】
次に、第１実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図５に示されている。なお、図５のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【００７１】
図５のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、要求機関動力Ｐｅｎｇが取得される。次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得された要求機関動力Ｐｅｎｇが零よりも大きい（Ｐｅｎｇ＞０）か否か（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるか否か）が判別される。ここで、Ｐｅｎｇ＞０であると判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるとき）には、ルーチンはステップ１０２に進む。一方、Ｐｅｎｇ＞０ではないと判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要がないとき）には、ルーチンはステップ１１０に進む。
【００７２】
ステップ１０１においてＰｅｎｇ＞０ではないと判別され、ルーチンがステップ１１０に進むと、間欠運転制御が終了される。これにより、機関運転が停止される。次いで、ステップ１１１において、成層燃焼フラグＦｉｎがセットされ（Ｆｉｎ←１）、ルーチンが終了する。この成層燃焼フラグＦｉｎは、間欠運転制御を実行することが決定されたときに間欠運転制御を開始する前に成層燃焼運転制御を実行する必要があるか否かを表すフラグであり、成層燃焼運転制御が終了したときにリセットされ、間欠運転制御が終了したときにセットされるフラグである。
【００７３】
ステップ１０１においてＰｅｎｇ＞０であると判別され、ルーチンがステップ１０２に進むと、成層燃焼フラグＦｉｎがセットされている（Ｆｉｎ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｉｎ＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１０３に進む。一方、Ｆｉｎ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【００７４】
ステップ１０２においてＦｉｎ＝１であると判別され、ルーチンがステップ１０３に進むと、成層燃焼運転制御が開始される。次いで、ステップ１０４において、成層燃焼時間カウンタＣｓｔがカウントアップされる。この成層燃焼時間カウンタＣｓｔは、成層燃焼運転制御が開始されてから経過した時間を表すフラグであり、成層燃焼運転制御の実行中、カウントアップされ、成層燃焼運転制御が終了するとクリアされるカウンタである。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０４でカウントアップされた成層燃焼時間カウンタＣｓｔが予め定められた値Ｃｓｔｔｈ以上である（Ｃｓｔ≧Ｃｓｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｓｔ≧Ｃｓｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ１０６に進む。一方、Ｃｓｔ≧Ｃｓｔｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０４に戻る。すなわち、本ルーチンでは、ステップ１０５においてＣｓｔ≧Ｃｓｔｔｈであると判別されるまで、ステップ１０４およびステップ１０５が繰り返し実行される。
【００７５】
ステップ１０５においてＣｓｔ≧Ｃｓｔｔｈであると判別され、ルーチンがステップ１０６に進むと、成層燃焼運転制御が終了される。次いで、ステップ１０７において、間欠運転制御が開始される。次いで、ステップ１０８において、成層燃焼フラグＦｉｎがリセットされる（Ｆｉｎ←０）。次いで、ステップ１０９において、成層燃焼時間カウンタＣｓｔがクリアされ、ルーチンが終了する。
【００７６】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図６に示されている。なお、図６のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【００７７】
図６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１０において、その時のアクセルペダル踏込量Ｄａｃおよび機関回転数ＮＥが取得される。次いで、ステップ１１において、ステップ１０で取得されたアクセルペダル踏込量Ｄａｃに基づいて要求機関トルクＴＱｒが算出される。次いで、ステップ１２において、ステップ１１で算出された要求機関トルクＴＱｒに対応する基準燃料噴射量Ｑｂが図２（Ａ）のマップから取得される。次いで、ステップ１３において、ステップ１２で取得された基準燃料噴射量Ｑｂが目標燃料噴射量Ｑに設定される。次いで、ステップ１４において、ステップ１３で設定された目標燃料噴射量Ｑの燃料を燃料噴射弁に噴射させるための指令信号Ｓｉｎｊが算出される。次いで、ステップ１５において、ステップ１０で取得された機関回転数ＮＥとステップ１１で算出された要求機関トルクＴＱｒとに対応する基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが図２（Ｂ）のマップから取得される。次いで、ステップ１６において、ステップ１５で取得された基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが目標燃料噴射タイミングＴｉｎｊに設定される。
【００７８】
次いで、ステップ１７において、現在のタイミングＴｃｒｋがステップ１７で設定された目標燃料噴射タイミングＴｉｎｊである（Ｔｃｒｋ＝Ｔｉｎｊ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃｒｋ＝Ｔｉｎｊであると判別されたときには、ルーチンはステップ１８に進み、ステップ１４で算出された指令信号Ｓｉｎｊが燃料噴射弁に供給され、ルーチンが終了する。一方、ステップ１７において、Ｔｃｒｋ＝Ｔｉｎｊではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１７を再び実行する。すなわち、本ルーチンでは、ステップ１７においてＴｃｒｋ＝Ｔｉｎｊであると判別されるまで、ステップ１７が繰り返し実行される。
【００７９】
なお、第１実施形態の成層燃焼運転制御中の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例として、図６のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、ステップ１５では、ステップ１０で取得された機関回転数ＮＥとステップ１１で算出された要求機関トルクＴＱｒとに対応する基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが図２（Ｃ）のマップから取得される。
【００８０】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中の点火栓の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図７に示されている。なお、図７のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。また、図７のルーチンは、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御を実行するルーチンの一例でもある。
【００８１】
図７のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２０において、その時の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒが取得される。次いで、ステップ２１において、ステップ２０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図３のマップから取得される。次いで、ステップ２２において、ステップ２１で取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングＴｉｇｎに設定される。
【００８２】
次いで、ステップ２３において、現在のタイミングＴｃｒｋがステップ２２で設定された目標点火タイミングＴｉｇｎである（Ｔｃｒｋ＝Ｔｉｇｎ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃｒｋ＝Ｔｉｇｎであると判別されたときには、ルーチンはステップ２４に進み、点火栓を作動させるための指令信号Ｓｉｎｇが点火栓に供給され、ルーチンが終了する。一方、ステップ２３においてＴｃｒｋ＝Ｔｉｇｎではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２３を再び実行する。すなわち、本ルーチンでは、ステップ２３においてＴｃｒｋ＝Ｔｉｇｎであると判別されるまで、ステップ２３が繰り返し実行される。
【００８３】
次に、第１実施形態の間欠機関運転中のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図８に示されている。なお、図８のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。また、図８のルーチンは、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例でもある。
【００８４】
図８のルーチンが開始されると、始めに、ステップ３０において、その時の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒが取得される。次いで、ステップ３１において、ステップ３０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが図４のマップから取得される。次いで、ステップ３２において、ステップ３１で取得された基準スロットル弁開度Ｄｔｈｂが目標スロットル弁開度Ｄｔｈに設定される。次いで、ステップ３３において、ステップ３２で設定された目標スロットル弁開度だけスロットル弁を開弁させるためにスロットル弁アクチュエータに供給されるべき制御信号Ｓｔｈが算出される。次いで、ステップ３４において、ステップ３３で算出された制御信号Ｓｔｈがスロットル弁アクチュエータに供給され、ルーチンが終了する。
【００８５】
なお、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例として、図８のルーチンを採用することができる。
【００８６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第２実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。
【００８７】
第２実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標点火タイミングの設定とは異なる目標点火タイミングの設定が実行される。すなわち、第２実施形態では、圧縮上死点よりも遅いタイミングのうち、成層燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて最適な点火のタイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図９に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準点火タイミングＴｉｇｎｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、成層燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図９のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングに設定される。
【００８８】
第２実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度は、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料への点火が行われた場合の排気温度よりも高くなる。ここで、第２実施形態では、成層燃焼運転制御において圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料への点火が行われる。このため、第２実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度をより高い温度上昇率で上昇させることができるという利点が得られる。
【００８９】
なお、第２実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御を実行するルーチンの一例として、図７のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、ステップ２１では、ステップ２０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図９のマップから取得される。
【００９０】
次に、第３実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第３実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第３実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに上述した実施形態から当然に導き出される構成および制御である。
【００９１】
第３実施形態では、成層燃焼運転制御の実行中、第１実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の目標点火タイミングの設定とは異なる目標点火タイミングの設定が実行される。すなわち、第３実施形態では、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ間欠機関運転中の同じ機関運転状態における基準点火タイミングよりも遅いタイミングのうち、成層燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて最適な点火タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図１０に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準点火タイミングＴｉｇｎｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、成層燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１０のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングＴｉｇｎに設定される。
【００９２】
第３実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料が点火される場合、そのタイミングが遅いほど排気温度が高くなる。ここで、第３実施形態では、成層燃焼運転制御における点火栓による燃料への点火タイミングとして、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ基準点火タイミングよりも遅いタイミングが採用される。このため、第３実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に基準点火タイミングで燃料が点火される場合に比べて、より高い温度上昇率で触媒温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【００９３】
なお、第３実施形態の成層燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御を実行するルーチンの一例として、図７のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、ステップ２１では、ステップ２０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１０のマップから取得される。
【００９４】
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、成層燃焼運転制御および間欠運転制御に加えて、触媒暖機運転制御および機関暖機運転制御が選択的に実行可能である。ここで、触媒暖機運転制御とは、燃焼室から排出される排気ガスの温度が比較的高く、触媒温度を高い温度上昇率で触媒活性温度まで上昇させることができる制御であり、たとえば、燃焼室内の燃料の燃焼熱による内燃機関の温度（以下、内燃機関の温度を「機関温度」という）の上昇分に対する同燃焼熱による触媒温度の上昇分の比である温度上昇比が予め定められた比以上である燃料の燃焼を行わせる機関運転を実行する制御である。一方、機関暖機運転制御とは、機関温度を高い温度上昇率で比較的高い温度まで上昇させることができる制御であり、たとえば、上記温度上昇比が上記予め定められた比よりも小さい燃料の燃焼を行わせる機関運転を実行する制御である。
【００９５】
そして、第４実施形態では、機関運転が予め定められた時間（以下この時間を「所定機関停止時間」という）以上の時間に亘って停止された後に機関運転が始動されたときには、触媒暖機運転制御が開始され、そして、該触媒暖機運転制御が終了されたときに機関暖機運転制御が開始され、そして、該機関暖機運転制御が終了されたときに間欠運転制御を実行することが決定される。そして、斯くして間欠運転制御を実行することが決定されると、成層燃焼運転制御または機関運転継続制御が開始され、そして、該成層燃焼運転制御または該機関運転継続制御が終了された後に間欠運転制御が開始される。
【００９６】
なお、上記所定機関停止時間は、機関運転の停止時点から触媒温度が低下して触媒活性温度よりも低くなる蓋然性が高い時間に設定される。また、触媒暖機運転制御を実行する時間は、触媒温度が触媒活性温度以上の温度まで上昇する蓋然性が高い時間（以下この時間を「所定触媒暖機時間」という）に設定される。また、機関暖機運転制御を実行する時間は、機関温度が内燃機関に所望の性能を発揮させることができる温度まで上昇する蓋然性が高い時間（以下この時間を「所定機関暖機時間」という）に設定される。
【００９７】
なお、第４実施形態では、機関運転が所定機関運転停止時間以上の時間に亘って停止された後に触媒暖機運転制御と機関暖機運転制御とがそれぞれ１回行われたときに間欠運転制御を実行することが決定される（すなわち、成層燃焼運転制御または機関運転継続制御が開始される）が、機関運転が所定機関停止時間以上の時間に亘って停止された後に触媒暖機運転制御と機関暖機運転制御とがそれぞれ２回以上の所定の回数行われたときに間欠運転制御を実行することが決定されるように（すなわち、成層燃焼運転制御または機関運転継続制御が開始されるように）してもよい。
【００９８】
第４実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、第４実施形態では、間欠運転制御の開始前に機関暖機運転制御が少なくとも一回実行される。ここで、機関暖機運転制御は、温度上昇比が予め定められた比よりも小さくなる機関運転を実行する制御である。したがって、機関暖機運転制御が実行されると機関温度は上昇するが、逆に、触媒温度は低下する可能性がある。しかしながら、この場合にも、触媒暖機運転制御と機関暖機運転制御とがそれぞれ一回実行されたときに間欠運転制御を実行することが決定され、成層燃焼運転制御が実行され、あるいは、機関運転継続制御が実行される。したがって、機関温度を上昇させるための機関暖機運転制御が実行される。したがって、機関温度を上昇させるための機関暖機運転制御が実行されたとしても、間欠運転制御が開始された時点において、触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、第４実施形態によれば、間欠運転制御において機関運転が開始されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができるか、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができるという利点が得られる。
【００９９】
次に、第４実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１１および図１２に示されている。なお、図１１および図１２のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【０１００】
図１１および図１２のルーチンが開始されると、始めに、ステップ４００において、要求機関動力Ｐｅｎｇおよび機関停止時間カウンタＣｓｐが取得される。この機関停止時間カウンタＣｓｐは、間欠運転制御における機関運転が停止されてから経過した時間を表すカウンタである。
【０１０１】
次いで、ステップ４０１において、ステップ４００で取得された要求機関動力Ｐｅｎｇが零よりも大きい（Ｐｅｎｇ＞０）か否か（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるか否か）が判別される。ここで、Ｐｅｎｇ＞０であると判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるとき）には、ルーチンはステップ４０１Ａに進む。一方、Ｐｅｎｇ＞０ではないと判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要がないとき）には、ルーチンはステップ４１０に進む。
【０１０２】
ステップ４０１においてＰｅｎｇ＞０ではないと判別され、ルーチンがステップ４１０に進むと、図５のステップ１１０と同じ処理が行われる。次いで、ステップ１１１において、図５のステップ１１１と同じ処理が実行され、ルーチンが終了する。
【０１０３】
ステップ４０１においてＰｅｎｇ＞０であると判別され、ルーチンがステップ４０１Ａに進むと、ステップ４００で取得された機関停止時間カウンタＣｓｐが所定機関停止時間に相当する値Ｃｓｐｔｈ以上である（Ｃｓｐ≧Ｃｓｐｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｓｐ≧Ｃｓｐｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０１Ｂに進む。一方、Ｃｓｐ≧Ｃｓｐｔｈではないと判別されたときには、ルーチンは図１２のステップ４０２に進む。
【０１０４】
ステップ４０１ＡにおいてＣｓｐ≧Ｃｓｐｔｈであると判別され、ルーチンがステップ０１Ｂに進むと、触媒暖機運転制御が開始される。次いで、ステップ４０１Ｃにおいて、触媒暖機時間カウンタＣｃａｔがカウントアップされる。この触媒暖機時間カウンタＣｃａｔは、触媒暖機運転制御が開始されてから経過した時間を表すカウンタである。次いで、ステップ４０１Ｄにおいて、ステップ４０１Ｃでカウントアップされた触媒暖機運転制御カウンタＣｃａｔが所定触媒暖機時間に相当する値Ｃｃａｔｔｈ以上である（Ｃｃａｔ≧Ｃｃａｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｃａｔ≧Ｃｃａｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ４０１Ｅに進む。一方、Ｃｃａｔ≧Ｃｃａｔｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４０１Ｃに進む。すなわち、本ルーチンでは、ステップ４０１ＤにおいてＣｃａｔ≧Ｃｃａｔｔｈであると判別されるまで、ステップ４０１Ｃおよびステップ４０１Ｄが繰り返し実行される。
【０１０５】
ステップ４０１ＤにおいてＣｃａｔ≧Ｃｃａｔｔｈであると判別され、ルーチンがステップ４０１Ｅに進むと、触媒暖機運転制御が終了される。次いで、ステップ４０１Ｆにおいて、触媒暖機時間カウンタＣｃａｔがクリアされる。次いで、ステップ４０１Ｇにおいて、機関暖機運転制御が開始される。次いで、ステップ４０１Ｈにおいて、機関暖機時間カウンタＣｅｎｇがカウントアップされる。この機関暖機時間カウンタＣｅｎｇは、機関暖機運転制御が開始されてから経過した時間を表すカウンタである。次いで、ステップ４０１Ｉにおいて、ステップ４０１Ｈでカウントアップされた機関暖機時間カウンタＣｅｎｇが所定機関暖機時間に相当する値Ｃｅｎｇｔｈ以上である（Ｃｅｎｇ≧Ｃｅｎｇｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃｅｎｇ≧Ｃｅｎｇｔｈであると判別されたときには、ルーチンは図１２のステップ４０１Ｊに進む。一方、Ｃｅｎｇ≧Ｃｅｎｇｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ４０１Ｈに戻る。すなわち、本ルーチンでは、ステップ４０１ＩにおいてＣｅｎｇ≧Ｃｅｎｇｔｈであると判別されるまで、ステップ４０１Ｈおよびステップ４０１Ｉが繰り返し実行される。
【０１０６】
ステップ４０１ＩにおいてＣｅｎｇ≧Ｃｅｎｇｔｈであると判別され、ルーチンがステップ４０１Ｊに進むと、機関暖機運転制御が終了される。次いで、ステップ４０１Ｋにおいて、機関暖機時間カウンタＣｅｎｇがクリアされ、ルーチンがステップ４０２に進む。
【０１０７】
ステップ４０２では、成層燃焼フラグＦｉｎがセットされている（Ｆｉｎ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｉｎ＝１であると判別されたときには、ステップ４０３〜ステップ４０９において、図５のステップ１０３〜ステップ１０９と同じ処理が実行され、ルーチンが終了する。一方、Ｆｉｎ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【０１０８】
次に、第５実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第５実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第５実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１０９】
第５実施形態では、第４実施形態の機関暖機運転制御として、均質燃焼運転制御が採用される。ここで、均質燃焼運転制御とは、燃焼室内において燃料を均質燃焼させる機関運転を継続的に実行する制御である。ここで、均質燃焼とは、上述したように、燃料を均質状態で燃焼室内に存在させ、その燃料を燃焼させる燃焼である。
【０１１０】
なお、第５実施形態の均質燃焼運転制御の実行中の燃料噴射弁の制御、および、目標燃料噴射量の設定は、それぞれ、第１実施形態の間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御、および、目標燃料噴射量の設定と同じである。また、第５実施形態の均質燃焼運転制御の実行中の目標燃料噴射タイミングの設定は、第１実施形態の間欠機関運転中の目標燃料噴射タイミングの設定とは異なり、以下のように実行される。
【０１１１】
すなわち、第５実施形態では、均質燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて均質燃焼を行わせるのに最適な燃料噴射タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射タイミングが図１３に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、均質燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが図１３のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準燃料噴射タイミングＴｉｎｊｂが目標燃料噴射タイミングに設定される。なお、均質燃焼運転制御の実行中の目標燃料噴射タイミングは、概して、燃焼室内に空気が吸入される吸気行程中のタイミング、特に、吸気行程の前半のタイミングに設定される。
【０１１２】
なお、均質燃焼運転制御の実行中の点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定は、それぞれ、第１実施形態の間欠運転制御の実行中の点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定と同じである。
【０１１３】
均質燃焼が行われた場合、機関温度を効率的に上昇させることができることから、第５実施形態によれば、機関暖機運転制御によって機関温度を効率的に上昇させることができるという利点が得られる。
【０１１４】
なお、第５実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例として、図１１および図１２のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、機関暖機運転制御として均質燃焼運転制御が採用される。
【０１１５】
次に、第６実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第６実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第６実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１１６】
第６実施形態では、均質燃焼運転制御の実行中、第５実施形態の均質燃焼運転制御の実行中の目標点火タイミングの設定とは異なる目標点火タイミングの設定が実行される。すなわち、第６実施形態では、圧縮上死点よりも早いタイミングのうち、均質燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて最適な点火のタイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図１４に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒとの関数のマップの形で基準点火タイミングＴｉｇｎｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、均質燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１４のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングＴｉｇｎに設定される。
【０１１７】
第６実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも遅いタイミングで燃料が点火される場合、その点火のタイミングが遅いほど排気温度が高くなる。ここで、第６実施形態では、成層燃焼運転制御における点火栓による燃料への点火のタイミングとして、圧縮上死点よりも遅いタイミングであって且つ基準点火タイミングよりも遅いタイミングが採用される。このため、第６実施形態によれば、基準点火タイミングが採用される場合に比べて、より高い温度上昇率で触媒温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【０１１８】
なお、第６実施形態の点火栓の制御を実行するルーチンの一例として、図７のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、ステップ２１では、ステップ２０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１４のマップから取得される。
【０１１９】
次に、第７実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第７実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第７実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１２０】
第７実施形態では、均質燃焼運転制御の実行中、第６実施形態の均質燃焼運転制御の実行中の目標点火タイミングの設定とは異なる目標点火タイミングの設定が実行される。すなわち、第７実施形態では、圧縮上死点よりも早いタイミングであって間欠機関運転中の同じ機関運転状態における基準点火タイミングよりも早いタイミングのうち、均質燃焼運転制御の実行中の機関運転状態に応じて最適な点火のタイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図１５に示されているように機関回転数ＮＥと要求機関トルクＴＱｒｔの関数のマップの形で基準点火タイミングＴｉｇｎｂとして電子制御装置に記憶されている。そして、均質燃焼運転制御の実行中、その時々の機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１５のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準点火タイミングＴｉｇｎｂが目標点火タイミングＴｉｇｎに設定される。
【０１２１】
第７実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、圧縮上死点よりも早いタイミングで燃料が点火される場合、その点火のタイミングが早いほど機関温度の上昇が大きくなる。ここで、第７実施形態では、均質燃焼運転制御における点火栓による燃料への点火タイミングとして、圧縮上死点よりも早いタイミングであって且つ基準点火タイミングよりも早いタイミングが採用されることから、第７実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に基準点火タイミングで燃料が点火される場合に比べて、より高い温度上昇率で機関温度を上昇させることができるという利点が得られる。
【０１２２】
なお、第７実施形態の点火栓の制御を実行するルーチンの一例として、図７のルーチンを採用することができる。ただし、この場合、ステップ２１では、ステップ２０で取得された機関回転数ＮＥおよび要求機関トルクＴＱｒに対応する基準点火タイミングＴｉｇｎｂが図１５のマップから取得される。
【０１２３】
次に、第８実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第８実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第８実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１２４】
第８実施形態では、内燃機関が車両に搭載されている。そして、間欠運転制御が以下のように実行される。すなわち、車両の速度が零になり、したがって、要求機関動力が零になったときに機関運転が停止されるいわゆるアイドリングストップが行われる。そして、車両の発進が要求され、したがって、要求機関動力が零よりも大きくなったときに機関運転が始動される。
【０１２５】
第８実施形態によれば、いわゆるアイドリングストップが行われる内燃機関においても、間欠機関運転が始動されたときに、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができるという利点が得られる。
【０１２６】
次に、第８実施形態の間欠運転制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１６に示されている。なお、図１６のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【０１２７】
図１６のルーチンが開始されると、始めに、ステップ８００において、要求機関動力Ｐｅｎｇが取得される。次いで、ステップ８０１において、ステップ８００で取得された要求機関動力Ｐｅｎｇが零よりも大きい（Ｐｅｎｇ＞０）か否かが判別される。ここで、Ｐｅｎｇ＞０であると判別されたときには、ルーチンはステップ８０２に進み、このときに機関運転が停止されている場合には、機関運転が始動され、機関運転が実行されている場合には、機関運転が継続され、ルーチンが終了する。一方、Ｐｅｎｇ＞０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ８０３に進み、機関運転が実行されている場合には、機関運転が停止され、機関運転が停止されている場合には、機関運転の停止が継続され、ルーチンが終了する。
【０１２８】
次に、第９実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第９実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第９実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１２９】
第９実施形態の制御装置が適用された内燃機関を具備する動力装置を備えた車両が図１７に示されている。図１７において、ＭＧ１およびＭＧ２は発電電動機（以下これら発電電動機をそれぞれ「第１発電電動機」および「第２発電電動機」という）、１０は内燃機関、１５はクランクシャフト（出力軸）、１６はクランクポジションセンサ、５０は動力分配機構、７０はインバータ、７１はバッテリ、８０はアクセルペダル、８１はアクセルペダル踏込量センサ、９０は電子制御装置をそれぞれ示している。なお、図１７に示されている内燃機関１０は、図１に示されている内燃機関１０と同じ内燃機関である。
【０１３０】
動力分配装置５０は、遊星歯車装置５１を有する。遊星歯車装置５１は、サンギア５２とプラネタリギア５３とリングギア５４とを有する。プラネタリギア５３は、サンギア５２に噛合せしめられているとともに、リングギア５４に噛合せしめられている。サンギア５２は、第１発電電動機ＭＧ１のシャフト（以下このシャフトを「第１シャフト」という）６１に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１は、サンギア５２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動可能であるし、サンギア５２にトルクを出力可能である。そして、第１発電電動機ＭＧ１は、それがサンギア５２から当該第１発電電動機ＭＧ１に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。リングギア５４は、リングギアキャリア５６を介して第２発電電動機ＭＧ２のシャフト（以下このシャフトを「第２シャフト」という）６２に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、リングギア５４にトルクを出力可能であるし、リングギア５４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動可能である。そして、第２発電電動機ＭＧ２は、それがリングギア５４から当該第２発電電動機ＭＧ２に入力されるトルクによって回転駆動されることによって発電可能である。
【０１３１】
プラネタリギア５３は、プラネタリギアキャリア５５を介してクランクシャフト１５に接続されている。したがって、プラネタリギア５３は、クランクシャフト１５から当該プラネタリギア５３に入力されるトルクによって回転駆動せしめられる。また、プラネタリギア５３は、サンギア５２およびリングギア５４に噛合されている。したがって、プラネタリギア５３からサンギア５２にトルクが入力されたときには、そのトルクによってサンギア５２が回転駆動されるし、プラネタリギア５３からリングギア５４にトルクが入力されたときには、そのトルクによってリングギア５４が回転駆動される。逆に、サンギア５２からプラネタリギア５３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア５３が回転駆動されるし、リングギア５４からプラネタリギア５３にトルクが入力されたときには、そのトルクによってプラネタリギア５３が回転駆動される。
【０１３２】
リングギア５４は、リングギアキャリア５６を介して出力ギア５７に接続されている。したがって、出力ギア５７は、リングギア５４から当該出力ギア５７に入力されるトルクによって回転駆動されるし、リングギア５４は、出力ギア５７から当該リングギア５４に入力されるトルクによって回転駆動される。
【０１３３】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、レゾルバ６３を有する。レゾルバ６３は、電子制御装置９０のインターフェース９５に接続されている。レゾルバ６３は、第１発電電動機ＭＧ１の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて第１発電電動機の回転数（以下この回転数を「第１ＭＧ回転数」という）を算出する。一方、第２発電電動機ＭＧ２は、レゾルバ６４を有する。レゾルバ６４は、電子制御装置９０のインターフェース９５に接続されている。レゾルバ６４は、第２発電電動機の回転角度に対応する出力値を出力する。この出力値は電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて第２発電電動機の回転数（以下この回転数を「第２ＭＧ回転数」という）を算出する。
【０１３４】
また、第１発電電動機ＭＧ１は、インバータ７０を介してバッテリ７１に電気的に接続されている。したがって、第１発電電動機ＭＧ１が電力を発電しているときには、第１発電電動機ＭＧ１が発電した電力（以下この電力を「第１発電電力」という）は、インバータ７０を介してバッテリ７１に供給可能である。また、第１発電電動機ＭＧ１は、バッテリ７１から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ７１から供給される電力によって当該第１発電電動機ＭＧ１に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第１制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能に構成されている。
【０１３５】
また、第２発電電動機ＭＧ２は、インバータ７０を介してバッテリ７１に電気的に接続されている。したがって、第２発電電動機ＭＧ２は、バッテリ７１から供給される電力によって回転駆動可能であるし、バッテリ７１から供給される電力によって当該第２発電電動機ＭＧ２に加えられる制御トルク（以下この制御トルクを「第２制御トルク」という）を制御することによってその回転数が制御可能である。また、第２発電電動機ＭＧ２が電力を発電しているときには、第２発電電動機ＭＧ２が発電した電力（以下この電力を「第２発電電力」という）はインバータ７０を介してバッテリ７１に供給可能である。なお、第１発電電力は、第２発電電動機ＭＧ２に直接供給可能でもあるし、第２発電電力は、第１発電電動機に直接供給可能でもある。
【０１３６】
また、バッテリ７１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に接続されている。そして、バッテリ蓄電量（すなわち、バッテリ７１に蓄電されている電力量）に関する情報が電子制御装置９０のインターフェース９５に入力される。また、インバータ７０も、電子制御装置９０のインターフェース９５に接続されている。そして、インターフェース９５を介して電子制御装置９０から送られる指令によって、インバータ７０から第２発電電動機ＭＧ２に供給される電力量および第１発電電動機ＭＧ１に供給される電力量が制御される。
【０１３７】
また、出力ギア５７は、ギア列６５を介してディファレンシャルギア６６に接続されている。ディファレンシャルギア６６は、ドライブシャフト６７に取り付けられている。ドライブシャフト６７の両端には、駆動輪６８が取り付けられている。したがって、出力ギア５７からのトルクは、ギア列６５、ディファレンシャルギア６６、および、ドライブシャフト６７を介して駆動輪６８に伝達される。
【０１３８】
なお、第９実施形態では、アクセルペダルの踏込量と車速とに基づいて動力装置に要求される要求動力を算出する。なお、第９実施形態の動力装置は、概して、内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とから構成されている。
【０１３９】
次に、第９実施形態の間欠運転制御について説明する。なお、以下の説明において「出力動力」とは「動力装置から出力される動力」を意味し、「要求動力」とは「動力装置から出力ギアに出力されることが要求される出力動力」であり、「車速」とは「ハイブリッド車両の走行速度」であり、「ＥＶモード」とは「要求動力に相当する動力を出力ギアに出力するために第１発電電動機のみを駆動し、あるいは、第２発電電動機のみを駆動し、あるいは、第１発電電動機および第２発電電動機を駆動するモード」を意味し、「ＨＶモード」とは「要求動力に相当する動力を出力ギアに出力するために第１発電電動機を駆動するとともに内燃機関を運転させ、あるいは、第２発電電動機を駆動するとともに内燃機関を運転させ、あるいは、第１発電電動機および第２発電電動機を駆動するとともに内燃機関を運転させるモード」を意味し、「ＥＶモード制御」とは「ＥＶモードに従った第１発電電動機の駆動、第２発電電動機の駆動、および、内燃機関の運転の制御」を意味し、「ＨＶモード制御」とは「ＨＶモードに従った第１発電電動機の駆動、第２発電電動機の駆動、および、内燃機関の運転の制御」を意味する。
【０１４０】
第９実施形態では、ＥＶモードとＨＶモードとの２つのモードが用意されている。そして、間欠運転制御の実行中、機関運転を始動させるか否か（すなわち、ＨＶモード制御を実行するか否か）を決定するために用いられる出力動力に関する閾値が機関始動閾値として設定される。また、間欠運転制御の実行中、機関運転を停止させるか否か（すなわち、ＥＶモード制御を実行するか否か）を決定するために用いられる出力動力に関する閾値が機関停止閾値として設定される。
【０１４１】
そして、アクセルペダル踏込量と車速とに基づいて要求動力が算出される。そして、間欠運転制御の実行中の機関運転の停止中に要求動力が機関始動閾値以上になったときには、機関運転が始動される。つまり、ＥＶモード制御の実行中に要求動力が機関始動閾値以上になったときには、ＨＶモード制御が実行される。一方、間欠運転制御の実行中の機関運転の実行中に要求動力が機関停止閾値以下になったときには、機関運転が停止される。つまり、ＨＶモード制御の実行中に要求動力が機関停止閾値以下になったときには、ＥＶモード制御が実行される。
【０１４２】
なお、第９実施形態のＨＶモード制御の実行中の機関トルク、第１制御トルク、および、第２制御トルクの制御の一例を紹介すると、以下の通りである。なお、以下の説明において「機関トルク」とは「内燃機関のクランクシャフトから出力されるトルク」であり、「機関動作点」とは「機関トルクと機関回転数とによって規定される内燃機関の動作点または内燃機関の動作状態」であり、「要求出力」とは「内燃機関のクランクシャフトから出力される出力として要求される出力」である。
【０１４３】
第１実施形態では、要求出力をクランクシャフトから出力させたときに燃費が最も高くなる機関動作点が要求出力毎に最適機関動作点として実験等によって予め求められる。そして、これら最適機関動作点を機関トルクと機関回転数とによって規定されるグラフ上にプロットしてこれら最適機関動作点を結ぶことによって形成されるラインが最適機関動作ラインとして求められる。そして、この最適機関動作ラインが電子制御装置に記憶されている。
【０１４４】
そして、機関運転中、要求出力が算出され、この算出された要求出力を内燃機関から出力させることができる最適機関動作ライン上の機関動作点が選択される。そして、この選択された機関動作点を規定する機関トルクおよび機関回転数がそれぞれ目標機関トルクおよび目標機関回転数に設定される。そして、この設定された目標機関トルクおよび目標機関回転数が達成されるように燃料噴射量および機関回転数が制御される。
【０１４５】
ところで、第２ＭＧ回転数が一定である場合、第１ＭＧ回転数が変化すれば機関回転数も変化する。別の言い方をすれば、第１ＭＧ回転数を制御することによって機関回転数を制御することができる。そして、第１ＭＧ回転数を「ＮＭＧ１」で表し、第２ＭＧ回転数を「ＮＭＧ２」で表し、機関回転数を「ＮＥ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、第１ＭＧ回転数と機関回転数との間には次式１の関係がある。したがって、目標第１ＭＧ回転数を「ＴＮＭＧ１」で表し、目標機関回転数を「ＴＮＥ」で表したとき、目標第１ＭＧ回転数と目標機関回転数との間には次式２の関係があることになる。
【０１４６】
ＮＭＧ１＝（ＮＥ−ＮＭＧ２）／ρ＋ＮＥ  …（１）
ＴＮＭＧ１＝（ＴＮＥ−ＮＭＧ２）／ρ＋ＴＮＥ  …（２）
【０１４７】
そこで、第９実施形態では、要求出力に応じて選択される機関動作点に従って設定される目標機関回転数ＴＮＥと現在の第２ＭＧ回転数ＮＭＧ２とを利用して上式２から目標第１ＭＧ回転数ＴＮＭＧ１が算出される。そして、斯くして算出された目標第１ＭＧ回転数ＴＮＭＧ１に対する現在の第１ＭＧ回転数ＮＭＧ１の偏差（＝ＴＮＭＧ１−ＮＭＧ１）が算出される。そして、この算出された偏差が零になるように第１制御トルクが制御される。
【０１４８】
ところで、機関トルクを「ＴＱＥ」で表し、リングギア（すなわち、駆動輪）に入力される機関トルク（以下この機関トルクを「リングギア入力機関トルク」という）を「ＴＱＥｒ」で表し、リングギアの歯数に対するサンギアの歯数の比（すなわち、サンギアの歯数／リングギアの歯数）を「ρ」で表したとき、リングギア入力機関トルクと機関トルクとの間には次式３の関係がある。
【０１４９】
ＴＱＥｒ＝１／（１＋ρ）×ＴＱＥ  …（３）
【０１５０】
すなわち、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは機関トルクＴＱＥの一部である。したがって、リングギア入力機関トルクＴＱＥｒは要求駆動トルク（すなわち、駆動輪６８に入力されるべきトルク）よりも小さい。そこで、第１実施形態では、要求駆動トルクとリングギア入力機関トルクＴＱＥｒとの差に相当するトルクが第２発電電動機からリングギアに入力されるように第２制御トルクが制御される。斯くして、要求駆動トルクに等しいトルクがリングギアに入力されることになる。
【０１５１】
第９実施形態によれば、間欠運転制御の実行中に比較的頻繁に間欠機関運転が停止される場合であっても、間欠運転制御の実行中、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることでき、間欠運転制御の実行中に触媒から流出する排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができるという利点が得られる。
【０１５２】
次に、第９実施形態の間欠運転制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１８に示されている。なお、図１８のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【０１５３】
図１８のルーチンが開始されると、始めに、ステップ９００において、要求動力Ｐｒｅｑが取得される。次いで、ステップ９０１において、ステップ９００で取得された要求動力Ｐｒｅｑが零よりも大きい（Ｐｒｅｑ＞０）か否かが判別される。ここで、Ｐｒｅｑ＞０であると判別されたときには、ルーチンはステップ９０２に進む。一方、Ｐｒｅｑ＞０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ９０７に進む。
【０１５４】
ステップ９０１においてＰｒｅｑ＞０ではないと判別され、ルーチンがステップ９０７に進むと、第１発電電動機が動力駆動されている場合には、第１発電電動機の動力駆動が停止され、第１発電電動機の動力駆動が既に停止されている場合には、第１発電電動機の動力駆動の停止が継続され、第２発電電動機が動力駆動されている場合には、第２発電電動機の動力駆動が停止され、第２発電電動機の動力駆動が既に停止されている場合には、第２発電電動機の動力駆動の停止が継続される。次いで、ステップ９０８において、機関運転が実行されている場合には、機関運転が停止され、機関運転が既に停止されている場合には、機関運転の停止が継続される。次いで、ステップ９０９において、ＥＶモード制御フラグＦｅｖがセットされ（Ｆｅｖ←１）、ルーチンが終了する。このＥＶモード制御フラグＦｅｖは、ＥＶモード制御が開始されたとき或いは動力装置からの動力の出力が終了したときにセットされ、ＨＶモード制御が開始されたときにリセットされるフラグである。
【０１５５】
ステップ９０１においてＰｒｅｑ＞０であると判別され、ルーチンがステップ９０２に進むと、要求動力に応じて第１発電電動機の動力駆動および第２発電電動機の動力駆動のいずれか一方または両方が開始され、あるいは、第１発電電動機の動力駆動および第２発電電動機の動力駆動のいずれか一方または両方が継続される。次いで、ステップ９０３において、ＥＶモード制御フラグＦｅｖがセットされている（Ｆｅｖ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｅｖ＝１であると判別されたとき（すなわち、ＥＶモード制御が実行されているとき、あるいは、動力装置からの動力の出力が停止された後に初めてルーチンがステップ９０３に到来したとき）には、ルーチンはステップ９０４に進む。一方、Ｆｅｖ＝１ではない（すなわち、Ｆｅｖ＝０である）と判別されたとき（すなわち、ＨＶモード制御が実行されているとき）には、ルーチンはステップ９１０に進む。
【０１５６】
ステップ９０３においてＦｅｖ＝１であると判別され、ルーチンがステップ９０４に進むと、ステップ９００で取得された要求動力が機関始動閾値Ｐｓｔ以上である（Ｐｒｅｑ≧Ｐｓｔ）か否かが判別される。ここで、Ｐｒｅｑ≧Ｐｓｔであると判別されたときには、ルーチンはステップ９０５に進む。一方、Ｐｒｅｑ≧Ｐｓｔではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【０１５７】
ステップ９０４においてＰｒｅｑ≧Ｐｓｔであると判別され、ルーチンがステップ９０５に進むと、機関運転が始動される。次いで、ステップ９０６において、ＥＶモード制御フラグＦｅｖがリセットされ（Ｆｅｖ←０）、ルーチンが終了する。
【０１５８】
ステップ９０３においてＦｅｖ＝１ではないと判別され、ルーチンがステップ９１０に進むと、ステップ９００で取得された要求動力Ｐｒｅｑが機関停止閾値Ｐｓｐ以下である（Ｐｒｅｑ≦Ｐｓｐ）か否かが判別される。ここで、Ｐｒｅｑ≦Ｐｓｐであると判別されたときには、ルーチンはステップ９１１に進む。一方、Ｐｒｅｑ≦Ｐｓｐではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【０１５９】
ステップ９１０においてＰｒｅｑ≦Ｐｓｐであると判別され、ルーチンがステップ９１１に進むと、機関運転が停止される。次いで、ステップ９１２において、ＥＶモード制御フラグＦｅｖがセットされ（Ｆｅｖ←１）、ルーチンが終了する。
【０１６０】
次に、第１０実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第１０実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第１０実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１６１】
第１０実施形態の制御装置は、第１実施形態の制御装置とは異なり、機関運転継続制御と間欠運転制御とを選択的に実行可能である。ここで、機関運転継続制御とは、機関運転を継続して実行する制御である。また、間欠運転制御とは、第１実施形態の間欠運転制御と同じ制御である。そして、第１０実施形態では、間欠運転制御を実行することが決定されたときに、触媒温度が触媒活性温度よりも低いときには、間欠運転制御の開始が禁止されて機関運転継続制御が開始され、触媒温度が触媒活性温度以上になったときに機関運転継続制御が終了され、機関運転継続制御が終了された後に間欠運転制御が開始される。一方、間欠運転制御を実行することが決定されたときに、触媒温度が触媒活性温度以上であるときには、間欠運転制御が開始される。
【０１６２】
なお、第１０実施形態において、機関運転継続制御の終了から間欠運転制御の開始までの間の時間は、適宜設定されればよく、たとえば、機関運転継続制御の終了と同時に間欠運転制御が開始されてもよいし、機関運転継続制御の終了時点から一定の時間が経過した時点で間欠運転制御が開始されてもよい。なお、機関運転継続制御の終了時点から一定の時間が経過した時点で間欠運転制御が開始される場合、機関運転継続制御の終了時点から間欠運転制御の開始時点までの間に触媒温度が低下する可能性があることから、上記一定の時間は、触媒温度が触媒の浄化能力を考慮したときに許容される温度（好ましくは、触媒活性温度）よりも低くならない時間に設定されることが好ましい。
【０１６３】
また、間欠運転制御を実行することが決定されたときに触媒温度が触媒活性温度以上であるとの判断から間欠運転制御の開始までの時間は、適宜設定されればよく、たとえば、触媒温度が触媒活性温度以上であるとの判断と同時に間欠運転制御が開始されてもよいし、触媒温度が触媒活性温度以上であるとの判断時点から一定の時間が経過した時点で間欠運転制御が開始されてもよい。なお、触媒温度が触媒活性温度以上であるとの判断時点から一定の時間が経過した時点で間欠運転制御が開始される場合、触媒温度が触媒活性温度以上であるとの判断時点から間欠運転制御の開始時点までの間に触媒温度が低下する可能性があることから、上記一定の時間は、触媒温度が触媒の浄化能力を考慮したときに許容される温度（好ましくは、触媒活性温度）よりも低くならない温度に設定されることが好ましい。
【０１６４】
また、機関運転継続制御の実行中の燃料噴射弁の制御、目標燃料噴射量の設定、目標燃料噴射タイミングの設定、点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定は、それぞれ、上述した実施形態の間欠機関運転中の燃料噴射弁の制御、目標燃料噴射量の設定、目標燃料噴射タイミングの設定、点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定と同じである。
【０１６５】
また、第１０実施形態に第４実施形態の触媒暖機運転制御および機関暖機運転制御を組み合わせてもよい。この場合、機関運転が所定機関停止時間以上の時間に亘って停止された後に機関運転が始動されたときには、触媒暖機運転制御が開始され、そして、該触媒暖機運転制御が終了されたときに機関暖機運転制御が開始され、そして、該機関暖機運転制御が終了されたときに間欠運転制御を実行することが決定される。そして、斯くして間欠運転制御を実行することが決定されたときに触媒温度が触媒活性温度よりも低いときには、機関運転継続制御が開始され、触媒温度が触媒活性温度以上になったときに機関運転継続制御が終了され、該機関運転継続制御の終了後に間欠運転制御が開始される。一方、間欠運転制御を実行することが決定されたときに触媒温度が触媒活性温度以上であるときには、間欠運転制御が開始される。
【０１６６】
また、第８実施形態と同様に、第１０実施形態の内燃機関が車両に搭載され、第１０実施形態の間欠運転制御が第８実施形態の間欠運転制御と同様に実行されてもよい。
【０１６７】
また、第９実施形態と同様に、第１０実施形態の内燃機関が図１７に示されている車両の動力装置の内燃機関として利用されてもよい。
【０１６８】
第１０実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、第１０実施形態では、間欠運転制御の開始前において触媒温度が触媒活性温度よりも低いときには、機関運転継続制御が開始され、機関運転が実行される。そして、触媒温度が触媒活性温度以上になり、機関運転継続制御が終了した後に間欠運転制御が開始される。このため、第１０実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度を触媒活性温度まで上昇させることができるという利点が得られる。なお、この場合、間欠運転制御の開始時点における触媒温度は、触媒活性温度以上の温度になっているか、あるいは、少なくとも、触媒活性温度に近い温度になっている。このため、間欠機関運転が始動されたときには、所望の浄化能力を触媒に発揮させることができ、あるいは、少なくとも、所望の浄化能力に近い浄化能力を触媒に発揮させることができ、間欠運転制御の実行中に触媒から流出するは排気ガス中のエミッションを良好ならしめることができる。
【０１６９】
次に、第１０実施形態の機関運転の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図１９に示されている。なお、図１９のルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。
【０１７０】
図１９のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１０００において、要求機関動力Ｐｅｎｇが取得される。次いで、ステップ１００１において、ステップ１０００で取得された要求機関動力Ｐｅｎｇが零よりも大きい（Ｐｅｎｇ＞０）か否か（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるか否か）が判別される。ここで、Ｐｅｎｇ＞０であると判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要があるとき）には、ルーチンはステップ１００２に進む。一方、Ｐｅｎｇ＞０ではないと判別されたとき（すなわち、間欠運転制御を実行する必要がないとき）には、ルーチンはステップ１０１１に進む。
【０１７１】
ステップ１００１においてＰｅｎｇ＞０ではないと判別され、ルーチンがステップ１０１１に進むと、間欠運転制御が終了される。これにより、機関運転が停止される。次いで、ステップ１０１２において、機関運転継続フラグＦｃがセットされ（Ｆｃ←１）、ルーチンが終了する。この機関運転継続フラグＦｃは、間欠運転制御を実行することが決定されたときに間欠運転制御を開始する前に機関運転継続制御を実行する必要があるか否かを表すフラグであり、機関運転継続制御が終了したときにリセットされ、間欠運転制御が終了したときにセットされるフラグである。
【０１７２】
ステップ１００１においてＰｅｎｇ＞０であると判別され、ルーチンがステップ１００２に進むと、機関運転継続フラグＦｃがセットされている（Ｆｃ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｃ＝１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１００３に進む。一方、Ｆｃ＝１ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。
【０１７３】
ステップ１００２においてＦｃ＝１であると判別され、ルーチンがステップ１００３に進むと、触媒温度Ｔｃａｔが取得される。次いで、ステップ１００４において、ステップ１００３で取得された触媒温度Ｔｃａｔが触媒活性温度Ｔｃａｔｔｈよりも低い（Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ１００５に進む。一方、Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１００９に進み、間欠運転制御が開始され、次いで、ステップ１０１０において、機関運転継続フラグＦｃがリセットされ（Ｆｃ←０）、ルーチンが終了する。
【０１７４】
ステップ１００４においてＴｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈであると判別され、ルーチンがステップ１００５に進むと、機関運転継続制御が開始される。次いで、ステップ１００６において、触媒温度Ｔｃａｔが取得される。次いで、ステップ１００７において、ステップ１００６で取得された触媒温度Ｔｃａｔが触媒活性温度Ｔｃａｔｔｈよりも低い（Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１００８に進む。一方、Ｔｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ１００６に戻る。すなわち、本ルーチンでは、ステップ１００７においてＴｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈではないと判別されるまで、ステップ１００６およびステップ１００７が繰り返し実行される。
【０１７５】
ステップ１００７においてＴｃａｔ＜Ｔｃａｔｔｈではないと判別され、ルーチンがステップ１００８に進むと、機関運転継続制御が終了される。次いで、ステップ１００９において、間欠運転制御が開始される。次いで、ステップ１０１０において、機関運転継続フラグＦｃがリセットされ（Ｆｃ←０）、ルーチンが終了する。
【０１７６】
次に、第１１実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第１１実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第１１実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成および制御である。
【０１７７】
第１１実施形態では、第１０実施形態において、機関運転継続制御として、成層燃焼運転制御が採用される。ここで、成層燃焼運転制御とは、第１実施形態〜第３実施形態のいずれか１つの成層燃焼運転制御と同じである。したがって、第１１実施形態では、間欠運転制御を実行することが決定されたときに、触媒温度が触媒活性温度よりも低いときには、間欠運転制御の開始が禁止されて成層燃焼運転制御が開始され、触媒温度が触媒活性温度以上になったときに成層燃焼運転制御が終了され、成層燃焼運転制御が終了された後に間欠運転制御が開始される。一方、間欠運転制御を実行することが決定されたときに、触媒温度が触媒活性温度以上であるときには、間欠運転制御が開始される。
【０１７８】
なお、成層燃焼運転制御の実行中の燃料噴射弁、目標燃料噴射量の設定、目標燃料噴射タイミングの設定、点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定は、それぞれ、第１実施形態〜第３実施形態のいずれか１つの成層燃焼運転制御の実行中の燃料噴射弁の制御、目標燃料噴射量の設定、目標燃料噴射タイミングの設定、点火栓の制御、目標点火タイミングの設定、スロットル弁の制御、および、目標スロットル弁開度の設定と同じである。
【０１７９】
第１１実施形態によれば、以下の利点が得られる。すなわち、上述したように、成層燃焼運転制御が実行された場合の排気温度は、成層燃焼以外の燃焼、つまり、いわゆる均質燃焼が行われた場合の排気温度よりも高くなる。したがって、成層燃焼運転制御が採用された場合、触媒温度が高い温度上昇率で上昇せしめられる。ここで、第１１実施形態では、機関運転継続制御として成層燃焼運転制御が採用される。このため、第１１実施形態によれば、間欠運転制御の開始前に触媒温度を高い上昇率で上昇させ、触媒温度を触媒活性温度まで短時間で到達させることができるという利点が得られる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０…内燃機関、１１…燃料噴射弁、１２…燃焼室、１７…点火栓、４０…排気通路、４５…触媒、９０…電子制御装置
【図１】
2013032710.tif 000003
【図２】
2013032710.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013032710.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2013032710.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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