(57)【要約】【課題】触媒を速やかに活性化させることができるエンジン制御装置を提供すること。【解決手段】エンジンが停止されたときのエンジン水温と外気温とを記憶部に記憶し（ステップＳ３）、エンジンが停止してから再始動するまでのエンジン停止時間をタイマによって計測し（ステップＳ２、Ｓ５）、記憶部に記憶されたエンジン水温及び外気温とタイマにより計測されたエンジン停止時間とに基づいて、エンジン停止時間の間に排気通路内に蓄積された凝縮水量を推定し（ステップＳ７）、推定された凝縮水量に基づいて排気通路内に蓄積された凝縮水を除去するようエンジンの運転状態を所定の運転状態に制御する（ステップＳ９）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路上に設けられた触媒を有するエンジンの運転状態を制御するエンジン制御装置であって、
前記エンジンが停止されたときのエンジン水温と外気温とを記憶する記憶部と、
前記エンジンが停止してから再始動するまでのエンジン停止時間を計測するエンジン停止時間計測部と、
前記記憶部に記憶された前記エンジン水温及び前記外気温と前記エンジン停止時間計測部により計測された前記エンジン停止時間とに基づいて、前記エンジン停止時間の間に前記排気通路内に蓄積された凝縮水量を推定する凝縮水量推定部と、
前記凝縮水量推定部により推定された凝縮水量に基づいて、前記排気通路内に蓄積された凝縮水を除去するよう前記エンジンの運転状態を所定の運転状態に制御する制御部と、を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記所定の運転状態でエンジンを運転させたとした場合に前記触媒の壁面温度が凝縮水の発生を抑制可能な所定温度を超えるまでの時間を、前記凝縮水量推定部により推定された凝縮水量に基づいて算出する制御時間算出部を、さらに備え、
前記制御部は、前記制御時間算出部により算出された時間の間、前記エンジンの運転状態を所定の運転状態に制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記制御時間算出部は、前記凝縮水量推定部により推定された前記凝縮水量と前記エンジン停止時間計測部により計測された前記エンジン停止時間とに基づいて、前記触媒の壁面温度が前記所定温度を超えるまでの時間を算出することを特徴とする請求項２に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路上に触媒を有するエンジンの運転状態を制御するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン始動後における排気通路内の凝縮水の発生を抑制するためのエンジン制御を行うエンジン制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン制御装置では、エンジン始動後、排気温度が凝縮水の発生を抑制可能な温度を超えるまで、点火時期を遅角させるとともに空燃比をリーン化するエンジン制御を行っている。
【０００３】
上述した凝縮水は、エンジン運転中に限らず、エンジンを停止してから次回始動するまでのエンジン停止期間中にも発生する。また、発生する凝縮水の量は、エンジン停止期間の長さによって変動する。
【０００４】
エンジン停止期間中に発生した凝縮水は、エンジン始動時の触媒温度の上昇を阻害する要因となる。したがって、エンジン始動時に触媒温度を速やかに上昇させるためには、エンジン停止期間中に発生した凝縮水を加味してエンジン制御を行うことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１６３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のエンジン制御装置にあっては、エンジン運転中の排気温度に基づき凝縮水の発生有無を判断してエンジン制御を行うものの、エンジン停止期間中に発生した凝縮水を加味してエンジン制御を行うようにはなっていない。
【０００７】
このため、上述のエンジン制御装置では、例えばエンジン停止期間中に発生した凝縮水の量が多い場合には、当該凝縮水に起因して触媒温度を速やかに上昇させることができないおそれがあった。このため、従来のエンジン制御装置では、エンジン始動時に速やかな触媒の活性化が図れないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、触媒を速やかに活性化させることができるエンジン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】
【０００９】
本発明は、上記目的達成のため、排気通路上に設けられた触媒を有するエンジンの運転状態を制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンが停止されたときのエンジン水温と外気温とを記憶する記憶部と、前記エンジンが停止してから再始動するまでのエンジン停止時間を計測するエンジン停止時間計測部と、前記記憶部に記憶された前記エンジン水温及び前記外気温と前記エンジン停止時間計測部により計測された前記エンジン停止時間とに基づいて、前記エンジン停止時間の間に前記排気通路内に蓄積された凝縮水量を推定する凝縮水量推定部と、前記凝縮水量推定部により推定された凝縮水量に基づいて、前記排気通路内に蓄積された凝縮水を除去するよう前記エンジンの運転状態を所定の運転状態に制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、触媒を速やかに活性化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るエンジン制御装置が適用されるエンジンの概略を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るＥＣＵによって実行される凝縮水除去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】
【００１２】
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係るエンジン１は、例えば直列４気筒のガソリンエンジンで構成されている。なお、エンジン１の気筒数は４気筒に限られない。また、エンジン１は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。
【００１３】
エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に締結されたシリンダヘッド３とを含んで構成されている。シリンダブロック２には、シリンダ５が形成されている。シリンダ５には、シリンダ５内を上下に往復動可能なピストン６が収納されている。また、シリンダ５の上部には、燃焼室７が設けられている。
【００１４】
エンジン１は、シリンダ５内でピストン６が往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う、いわゆる４サイクルのガソリンエンジンである。
【００１５】
ピストン６は、コネクティングロッド８を介してクランクシャフト９に連結されている。コネクティングロッド８は、ピストン６の往復運動をクランクシャフト９の回転運動に変換する。
【００１６】
また、エンジン１は、インジェクタ１３を備えている。インジェクタ１３は、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって圧送された燃料を吸気ポート１１内に噴射する、ポート噴射式の燃料噴射弁である。なお、インジェクタ１３は、ポート噴射式に限らず、燃焼室７内に燃料を直接噴射する、直噴式の燃料噴射弁であってもよい。
【００１７】
シリンダヘッド３には、点火プラグ１０と、吸気ポート１１と、排気ポート１２とが設けられている。点火プラグ１０は、燃焼室７内に電極を突出させた状態でシリンダヘッド３に設けられ、図示しないイグナイタによってその点火時期が調整される。
【００１８】
吸気ポート１１は、燃焼室７と後述する吸気通路１６ａとを連通する。吸気ポート１１には、吸気バルブ１４が設けられている。排気ポート１２は、燃焼室７と後述する排気通路２６ａとを連通する。排気ポート１２には、排気バルブ２４が設けられている。
【００１９】
また、シリンダヘッド３の吸気ポート側には、吸気管１６が接続されている。吸気管１６の内部には、吸気ポート１１と連通する吸気通路１６ａが形成されている。吸気通路１６ａには、電子制御式のスロットルバルブ１８が設けられている。
【００２０】
スロットルバルブ１８は、後述するＥＣＵ１００に電気的に接続されている。したがって、スロットルバルブ１８は、ＥＣＵ１００からの指令信号に応じてスロットル開度が制御されることで、エンジン１の吸入空気量を調整する。
【００２１】
一方、シリンダヘッド３の排気ポート側には、排気管２６が接続されている。排気管２６の内部には、排気ポート１２と連通する排気通路２６ａが形成されている。排気通路２６ａ上には、触媒２７が設けられている。触媒２７は、燃焼室７から排出された排気ガス、すなわち既燃ガスを浄化する。
【００２２】
上述のように構成されたエンジン１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１００によってその運転状態が制御されるようになっている。ＥＣＵ１００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。
【００２３】
ＥＣＵ１００の入力側には、水温センサ２８、Ｏ２センサ２９及び外気温センサ３０等の各種センサ類、さらにイグニッションスイッチ３１が接続されている。水温センサ２８は、シリンダブロック２に形成されたウォータジャケット２ａ内を流通する冷却水の温度、すなわちエンジン水温を検出する。
【００２４】
Ｏ２センサ２９は、触媒２７よりも排気方向上流側に設けられている。Ｏ２センサ２９は、空燃比に対して理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変する出力特性を有する酸素センサである。なお、酸素センサとしては、Ｏ２センサ２９に代えて、空燃比に対してリニアな出力特性を有するＡ／Ｆセンサを用いてもよい。
【００２５】
外気温センサ３０は、例えばエンジンルーム内に設けられ、外気温を検出する。また、イグニッションスイッチ３１は、エンジン１の始動操作の有無を検出する。これら各センサ及びイグニッションスイッチ３１は、検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００２６】
一方、ＥＣＵ１００の出力側には、前述した点火プラグ１０、インジェクタ１３及びスロットルバルブ１８等の各種装置が接続されている。
【００２７】
ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止されたときのエンジン水温と外気温とを記憶する記憶部１０１を有している。記憶部１０１は、例えば不揮発性のフラッシュメモリによって構成されている。
【００２８】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止してから再始動されるまでのエンジン１の停止時間（以下、「エンジン停止時間」という）を計測するエンジン停止時間計測部としてのタイマ１０２を有している。
【００２９】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン始動時すなわちイグニッションスイッチ３１のＯＮ時に、前回イグニッションスイッチ３１のＯＦＦ時に記憶部１０１に記憶されたエンジン水温及び外気温と、タイマ１０２により計測されたエンジン停止時間とに基づいて、エンジン停止時間の間に排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水の量（以下、「凝縮水量」という）を推定する凝縮水量推定部１０５としての機能を有する。
【００３０】
ここで、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、エンジン水温、外気温及びエンジン停止時間の各パラメータと凝縮水量との関係を予め実験的に求めたマップが記憶されている。ＥＣＵ１００は、エンジン水温、外気温及びエンジン停止時間に基づき、当該マップを参照することにより、凝縮水量を推定することができる。
【００３１】
また、ＥＣＵ１００は、上述のように推定した凝縮水量に基づいて、排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水を除去するようエンジン１の運転状態を所定の運転状態に制御する制御部１０６としての機能を有する。
【００３２】
凝縮水を除去する所定の運転状態とは、空燃比を理論空燃比に対してリーン側に設定し、また点火時期を遅角することによって、エンジン回転数を上昇させる運転状態である。したがって、エンジン１は、所定の運転状態に制御されることで、排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水を除去可能な熱を発生させることができる。
【００３３】
さらに、ＥＣＵ１００は、所定の運転状態でエンジン１を運転させたとした場合に触媒２７の壁面温度が凝縮水の発生を抑制可能な所定温度を超えるまでの時間（以下、「制御時間」という）を、上述の通り推定した凝縮水量に基づいて算出する制御時間算出部１０７としての機能を有する。
【００３４】
ここで、上述の所定温度は、凝縮水の発生しやすい温度であり、凝縮水の露点温度よりも高い温度である。一般的に、凝縮水の露点温度は、５２℃付近である。このため、凝縮水は、５２℃付近で発生しやすくなる。したがって、上述の所定温度は、より好ましくは、凝縮水の発生しやすい露点温度付近を避けた温度で、かつ露点温度より高い温度に設定される。
【００３５】
制御時間は、所定の運転状態でエンジン１を運転させたときに発生する熱を一定としたとき、凝縮水量によって異なってくる。例えば、凝縮水量が多いほど触媒の温度が低いことから、触媒の壁面温度を上昇させるのに要する制御時間は長くなる。ＥＣＵ１００のＲＯＭには、凝縮水量と制御時間との関係を予め実験的に求めたマップが記憶されており、ＥＣＵ１００は、当該マップを参照することにより凝縮水量から制御時間を算出することができる。
【００３６】
したがって、ＥＣＵ１００は、排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水を除去するために、凝縮水量に応じて算出された制御時間の間、エンジン１の運転状態を所定の運転状態に制御する。これにより、エンジン１は、凝縮水を除去可能な熱量を発生させることができる。
【００３７】
なお、エンジン停止時間が長い場合も、触媒の温度が低く昇温し難い。このため、上述の制御時間を算出するにあたっては、パラメータとして凝縮水量にエンジン停止時間を加えてもよい。
【００３８】
すなわち、ＥＣＵ１００は、上述の通り推定された凝縮水量とエンジン停止時間とに基づいて、制御時間を算出するようにしてもよい。この場合、ＥＣＵ１００のＲＯＭには、凝縮水量及びエンジン停止時間と制御時間との関係を予め実験的に求めたマップが記憶されており、ＥＣＵ１００は、当該マップを参照することにより凝縮水量及びエンジン停止時間から制御時間を算出することができる。
【００３９】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るＥＣＵ１００によって実行される凝縮水除去処理について説明する。
【００４０】
図２に示すように、ＥＣＵ１００は、車両が走行状態にあるとき、すなわちエンジン１が運転しているときに、イグニッションスイッチ３１がＯＦＦされたか否かを判定する（ステップＳ１）。ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ３１がＯＦＦされていないと判定した場合には、再度ステップＳ１の処理を行う。
【００４１】
一方、ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ３１がＯＦＦされたと判定した場合には、タイマ１０２のカウントを開始する（ステップＳ２）。次いで、ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止されたときのエンジン水温及び外気温を記憶部１０１に記憶する（ステップＳ３）。
【００４２】
その後、ＥＣＵ１００は、エンジン１が停止しているときに、イグニッションスイッチ３１がＯＮされたか否か、すなわちエンジン１が再始動されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ３１がＯＮされていないと判定した場合には、再度ステップＳ４の処理を行う。
【００４３】
一方、ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ３１がＯＮされたと判定した場合には、タイマ１０２のカウントを停止する（ステップＳ５）。これにより、エンジン停止時間が計測される。
【００４４】
次いで、ＥＣＵ１００は、前回イグニッションスイッチ３１のＯＦＦ時に、ステップＳ３で記憶部１０１に記憶されたエンジン水温及び外気温の読み出しを行う（ステップＳ６）。
【００４５】
その後、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６で読み出したエンジン水温及び外気温と、ステップＳ５で計測されたエンジン停止時間とに基づいて、エンジン停止時間の間に排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水量を推定する（ステップＳ７）。
【００４６】
次いで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ７で推定された凝縮水量に基づいて、凝縮水の発生を抑制可能な所定温度を超えるまで触媒の壁面温度を上昇させるのに要する制御時間を算出する（ステップＳ８）。
【００４７】
その後、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態を、凝縮水を除去可能な熱を発生させることができる所定の運転状態に制御して（ステップＳ９）、凝縮水除去処理を終了する。なお、この凝縮水除去処理が終了した後は、触媒２７を活性化させる必要がある場合には通常の触媒暖機制御が実行される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、前回イグニッションスイッチ３１のＯＦＦ時に記憶部１０１に記憶されたエンジン水温及び外気温と、エンジン停止時間とに基づいて、排気通路２６ａ内に蓄積された凝縮水量を推定するようになっている。
【００４９】
また、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、上述の通り推定した凝縮水量に基づいて、凝縮水を除去するようエンジン１の運転状態を所定の運転状態に制御するようになっている。
【００５０】
このため、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、エンジン停止時間の長短に応じて変化する凝縮水量を除去することができる。これにより、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、触媒温度を速やかに上昇させることができ、エンジン始動時に速やかな触媒の活性化を図ることができる。
【００５１】
また、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、凝縮水の発生を抑制可能な所定温度を超えるまで触媒の壁面温度を上昇させるのに要する制御時間の間、エンジン１の運転状態を所定の運転状態に制御するようになっている。
【００５２】
このため、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、凝縮水の発生を抑制可能な所定温度を超えるまで触媒の壁面温度を確実に上昇させることができる。これにより、本実施の形態に係るエンジン制御装置は、エンジン停止時間の間に蓄積した凝縮水を除去することができるのはもとより、エンジン始動時に凝縮水が新たに発生することを抑制することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、触媒２７の速やかな活性化を図るための凝縮水除去処理について説明したが、当該凝縮水除去処理は、例えば酸素センサ等の排気通路上に設けられたセンサの速やかな活性化を図る制御としても応用可能である。
【００５４】
例えば、排気通路上に設けられたセンサと、当該センサを加熱するヒータとを備えたエンジンにおいて、当該凝縮水除去処理を適用可能である。この場合、ＥＣＵは、排気通路内に蓄積した凝縮水量に基づいて、凝縮水の発生しやすい所定温度を超えるまでセンサ温度を上昇させるのに要する制御時間を算出する。そして、ＥＣＵは、算出した制御時間の間、ヒータを加熱するよう制御する。これにより、当該センサの速やかな活性化が図られるとともに、当該ヒータの加熱時間を必要以上にとることがなく電費の向上が図られる。
【００５５】
上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、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】
【００５６】
１  エンジン
１０  点火プラグ
１３  インジェクタ
１４  吸気バルブ
１６  吸気管
１６ａ  吸気通路
１８  スロットルバルブ
２４  排気バルブ
２６  排気管
２６ａ  排気通路
２７  触媒
２８  水温センサ
２９  Ｏ２センサ
３０  外気温センサ
３１  イグニッションスイッチ
１００  ＥＣＵ
１０１  記憶部
１０２  タイマ（エンジン停止時間計測部）
１０５  凝縮水量推定部
１０６  制御部
１０７  制御時間算出部
【図２】
2016125458.tif 000003
【図１】
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