(57)【要約】【課題】例えば、車両の走行性能を損なうことなく、暖房要求に対して迅速に車両の室内を暖房する。【解決手段】冷却水の温度Ｗｔが暖房要求温度Ｔ１未満である判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００の暖機要求をセットし（ステップＳ１３０）、エンジン２００が暖機状態になるようにエンジン２００の動作を制御する。より具体的には、制御装置１００は、車両の走行性能を損なうことなく、且つエンジン２００の暖機が実行されるように、エンジン２００における燃料の点火時期、及びスロットル開度を設定する。制御装置１００は、車両の走行性能を損なわないように、言い換えれば、運転者が車両に要求する加速度で当該車両が走行可能なように、エンジン２００の点火時期を遅角側、即ち暖房要求がなされていない場合に比べて遅角側に設定することによって暖機を促進すると共に、点火時期を遅角側に設定することによって生じる車両の加速性能の低下が改善されるように、スロットル開度を目標スロットル開度に設定する（ステップＳ１３０）。【選択図】図２
2009167856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関を冷却する冷却水の熱エネルギーを用いて前記車両の室内を暖房する暖房手段に前記室内を暖房する旨の暖房要求がなされた際に、前記冷却水の温度を検出する温度検出手段と、
該検出された温度が所定の温度未満である場合に、運転者が前記車両に要求する加速度で前記車両が走行し、且つ前記内燃機関が暖機されるように、前記内燃機関の点火時期を遅角側に設定し、且つスロットル開度を目標スロットル開度に設定する設定手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記暖房要求に基づいて設定された前記室内の目標温度及び前記検出された温度の温度差に基づいて、前記目標スロットル開度を設定すること
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】
前記設定手段は、前記スロットル開度が前記目標スロットル開度に設定された場合に前記内燃機関が負担する負荷率を推定し、前記暖房要求が前記暖房手段になされていない場合に前記加速度に応じて前記内燃機関から出力される第１トルクと、前記暖房要求が前記暖房手段になされた場合に前記加速度に応じて前記内燃機関から出力される第２トルクとが一致するように、前記推定された負荷率に基づいて前記点火時期を設定すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記内燃機関が負担する負荷率が前記推定された負荷率より小さくなるように、前記点火時期を設定すること
を特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記車両が走行する走行路の勾配が下り勾配である場合に、前記内燃機関が負担する負荷率と、前記推定された負荷率との差が小さくなるように、前記点火時期を設定すること
を特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記内燃機関から排出される排気を浄化する触媒の温度が所定の触媒温度を超えないように、前記点火時期を設定すること
を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記暖房要求が前記暖房手段になされ、且つ前記内燃機関に対するフューエルカット条件が成立した場合に、前記暖房要求がなされなかった場合と同様に燃料が前記内燃機関に供給されるように、燃料噴射手段を制御する噴射制御手段を更に備えたこと
を特徴とする請求項１か６の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記内燃機関の暖機制御中に前記加速度が要求された場合、前記内燃焼機関から出力されるトルクのトルク勾配が前記加速度に応じた勾配となるように、前記点火時期を設定すること
を特徴とする請求項１から７の何れか一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、例えば、車両の動力源として当該車両に搭載されており、冷却水を介して暖房用の熱エネルギーをエアコン等の空調装置に供給可能な内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置では、例えば、エンジン水温が低下している場合、目標アイドル回転数を上昇させ、又は、目標点火時期を遅角させることによってエンジンの発熱量を増大させることによって、エンジン水温を上昇させるエンジンの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、空調装置等の負荷搬入或いは遮断に際して、トルクを一定に維持した状態で、空気供給量及び点火時期を調整する内燃機関のトルク制御方法及び装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
一方、車両の排気を浄化する触媒の温度や、エンジンの冷却水の温度に応じてエンジンの暖機を制御する方法が提案されていると共に、熱効率の改善を目的としてエンジンが負担する負荷が軽負荷である場合に、冷却水の温度が上昇しにくい車両も提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６４６５号公報
【特許文献２】特開平８−３１２４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、冷却水の熱エネルギーを利用して室内を暖房する場合、冷却水の温度が上昇しにくいエンジンによれば、暖房要求に対して迅速に室内の温度を高めることが困難となる問題点が生じる。加えて、エンジン等の内燃機関における燃料の点火時期を遅角側に設定しただけでは、オートマチック車のシフトレンジをニュートラル或いはパーキングレンジからドライブレンジに切り換えた際に、車両の加速性能が損なわれてしまう問題点も生じる。したがって、点火時期を遅角側に設定するだけでは、シフトレンジがドライブレンジに切り換えられた際に、加速性能を確保する目的でエンジンの暖機が中断されてしまうことになる。
【０００６】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、車両の走行性能を損なうことなく、暖房要求に対して迅速に車両の室内における温度を上昇させことが可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は上記課題を解決するために、車両に搭載された内燃機関を冷却する冷却水の熱エネルギーを用いて前記車両の室内を暖房する暖房手段に前記室内を暖房する旨の暖房要求がなされた際に、前記冷却水の温度を検出する温度検出手段と、該検出された温度が所定の温度未満である場合に、運転者が前記車両に要求する加速度で前記車両が走行し、且つ前記内燃機関が暖機されるように、前記内燃機関の点火時期を遅角側に設定し、且つスロットル開度を目標スロットル開度に設定する設定手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関は、例えば、車両に搭載されたエンジンであり、当該車両に駆動力を供給する。このような内燃機関は、その動作時に、例えば、ウォータージャケットを循環する冷却水によって温度上昇が抑制される。暖房手段は、例えば、冷却水の熱エネルギーを利用して当該車両の室内を暖房可能なヒータ装置等の暖房装置である。冷却水の熱エネルギーは、内燃機関における燃料の燃焼に応じて当該内燃機関で発生した熱エネルギーが冷却水に伝達されたエネルギーである。
【０００９】
暖房手段は、運転者による各種操作機器の操作、より具体的には、例えば、エアコンのスイッチの切り替え及び温度調整操作に応じて、或いは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）等の制御部の制御下で動作する。このような暖房手段には、運転者による各種操作機器の操作に応じて、或いは制御部の指令により任意のタイミングで暖房要求がなされる。
【００１０】
温度検出手段は、例えば、冷却水の温度を検出可能に設けられた温度センサである。温度検出手段は、車両の室内を暖房する旨の暖房要求がなされた際には、冷却水の温度を検出する。
【００１１】
設定手段は、ＥＣＵの一部を構成する回路部、或いはＥＣＵとは別に設けられた回路部であり、暖房要求がなされた際に、温度検出手段が検出した冷却水の温度データを取得する。このような設定手段は、暖房要求がなされた際だけでなく、定期、或いは不定期に冷却水の温度データを取得していてもよい。
【００１２】
このような設定手段は、暖房要求がなされた際に冷却水の温度が、所定の温度未満であるか否かを判定し、当該温度が所定の温度未満である場合に、車両の走行性能を損なうことなく、且つ内燃機関の暖機が実行されるように、内燃機関における燃料の点火時期、及びスロットル開度を設定する。ここで、内燃機関の始動直後においては、内燃機関の暖機が十分に行われていないため、冷却水の温度も内燃機関の暖機状態に応じて低い状態であり、このタイミングで暖房要求がなされた場合には、冷却水の熱エネルギーを利用して十分に暖房を行うことができない。
【００１３】
ここで、「車両の走行性能を損なわないように」とは、運転者が前記車両に要求する加速度で前記車両が走行することを意味する。設定手段は、内燃機関の点火時期を遅角側、即ち暖房要求がなされていない場合に比べて遅角側に設定することによって暖機を促進すると共に、点火時期を遅角側に設定することによって生じる車両の加速性能の低下が改善されるように、スロットル開度を目標スロットル開度に設定する。目標スロットル開度は、例えば、暖房要求がなされていない場合に運転者のアクセル操作に応じて設定されるスロットル開度より大きく、言い換えれば、スロットルを介して内燃機関に供給される空気量が増大するように設定される。
【００１４】
したがって、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の暖機が迅速に行われるため、暖房要求に応じて迅速に車両の室内を暖房できる。加えて、内燃機関を暖機することによって生じる車両の走行性能の低下を抑制できる。特に、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の始動時において当該内燃機関がアイドル状態にある際に、点火時期を遅角側に設定することよって暖機が行われていた場合に、シフトレンジをドライブレンジに切り換えることによって生じる加速性能の低下を抑制することができる。したがって、シフトレンジを切り換えた際における加速性能の低下を抑制することを目的として、暖機が中断されることを低減することも可能である。
【００１５】
本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記設定手段は、前記暖房要求に基づいて設定された前記室内の目標温度及び前記検出された温度の温度差に基づいて、前記目標スロットル開度を設定してもよい。
【００１６】
この態様によれば、暖房要求がなされた際における冷却水の温度及び目標温度の温度差が大きいほど暖機を迅速に行い、且つより多くの熱エネルギーを内燃機関で発生させる必要がある。したがって、当該温度差に基づいて、例えば、より多くの空気が内燃機関に供給されるように、目標スロットル開度が設定され、暖房要求がなされた後、迅速に目標温度まで車両の室内の温度を高めることが可能である。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記設定手段は、前記スロットル開度が前記目標スロットル開度に設定された場合に前記内燃機関が負担する負荷率を推定し、前記暖房要求が前記暖房手段になされていない場合に前記加速度に応じて前記内燃機関から出力される第１トルクと、前記暖房要求が前記暖房手段になされた場合に前記加速度に応じて前記内燃機関から出力される第２トルクとが一致するように、前記推定された負荷率に基づいて前記点火時期を設定してもよい。
【００１８】
この態様によれば、暖房要求の有無によって生じる虞のあるトルクの変化を低減でき、暖房要求に応じて室内を暖房できると共に、トルクの変化に応じて生じる車両の加速性能の低下を抑制できる。この態様によれば、特に、運転者によるアクセル操作と、当該アクセル操作によって設定される車両の加速度とについて、暖房要求の前後に亘って違和感を低減できる。尚、負荷率とは、回転当たりの理論吸入空気量に対する実筒内吸入吸気量をいう。
【００１９】
この態様では、前記設定手段は、前記内燃機関が負担する負荷率が前記推定された負荷率より小さくなるように、前記点火時期を設定してもよい。
【００２０】
この態様によれば、内燃機関が実際に負担する負荷率が、推定された負荷率、より具体的には、例えば、内燃機関が負担できる負荷率の限界である限界負荷率に対して余裕を持って設定されるため、内燃機関の動作を安定させることができる。加えて、内燃機関の暖機も効率良く行うことができ、燃費を向上させることも可能である。
【００２１】
この態様では、前記設定手段は、前記車両が走行する走行路の勾配が下り勾配である場合に、前記内燃機関が負担する負荷率と、前記推定された負荷率との差が小さくなるように、前記点火時期を設定してもよい。
【００２２】
この態様によれば、下り勾配では、内燃機関が負担する負荷率にうち加速度を発生させるために要する割合を低減できるため、その分、前記内燃機関が負担する負荷率と、前記推定された負荷率との差が小さくなるように、暖機を優先的に行うことが可能である。
【００２３】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記設定手段は、前記内燃機関から排出される排気を浄化する触媒の温度が所定の触媒温度を超えないように、前記点火時期を設定してもよい。
【００２４】
この態様によれば、内燃機関から排出される排気の温度は、暖機に応じて上昇し、当該温度上昇に伴って触媒の劣化が進行することになる。したがって、この態様によれば、排気に起因する触媒の温度上昇を低減するために、設定手段は、触媒の温度が所定の触媒温度を超えないように、前記点火時期及び前記目標スロットル開度を設定する。より具体的には、例えば、設定手段は、触媒の温度に基づいて、点火時期を遅角側に設定する。
【００２５】
よって、この態様によれば、触媒の劣化を低減でき、内燃機関の排気エミッション性能、言い換えれば、排気を浄化する浄化性能を向上させることが可能である。
【００２６】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記暖房要求が前記暖房手段になされ、且つ前記内燃機関に対するフューエルカット条件が成立した場合に、前記暖房要求がなされなかった場合と同様に燃料が前記内燃機関に供給されるように、燃料噴射手段を制御する噴射制御手段を更に備えていてもよい。
【００２７】
この態様によれば、燃費向上を目的としてフューエルカットが要求された場合でも暖機を優先して行うことが可能である。
【００２８】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記設定手段は、前記内燃機関の暖機制御中に前記加速度が要求された場合、前記内燃焼機関から出力されるトルクのトルク勾配が前記加速度に応じた勾配となるように、前記点火時期を設定してもよい。
【００２９】
この態様によれば、要求された加速度が大きい場合に、当該加速度に応じたトルクを内燃機関から出力することが可能である。
【００３０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態を説明する。
【００３２】
先ず、図１を参照しながら、本発明に係る内燃機関の制御装置の構成を説明する。ここに、図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関（即ち、エンジン）の制御装置が適用された内燃機関の模式的な平面図である。
【００３３】
図１において、本発明に係る「内燃機関」の一例としてのエンジン２００は、吸気通路部２３０を構成する吸気管２０６及び２３４、気筒２０１、排気管２１０、ターボ過給機を構成するコンプレッサ４１及びタービン４２、可変動弁機構１１０、本発明の「制御手段」の一例を構成する制御装置１００及び温度センサ２５０を備えている。制御装置１００は、本発明の「設定手段」及び「噴射制御手段」の夫々の一例であり、温度センサ２５０は、本発明の「温度検出手段」の一例である。加えて、エンジン２００は、スロットル弁２１４、サージタンク１１１、吸気弁２０３及び圧力センサ２２５、エアーバイパス３００、弁機構（ＩＳＣＶ）３０１、エアフローメータ（ＡＦＭ）３０２及び３０３、並びに、排気側に設けられ、且つ排気を浄化する触媒（不図示）を備えている。
【００３４】
尚、図１では、説明の便宜上、エンジン２００の気筒を一つのみ図示しているが、エンジン２００は、４つの気筒を含む直列４気筒のエンジンである。これら複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４は、共通の可変動弁機構１１０によってリフト量及び作用角（即ち、リフト期間）を変更可能に構成されている。
【００３５】
吸気管２３４、サージタンク１１１、及び吸気管２０６は、ドライバがアクセルペダル２２６を操作するアクセル操作に応じてエンジン２００の外部から空気を気筒２０１に供給するための吸気通路部２３０を構成しており、エンジン２００の動作時に、外部からエアクリーナ３０４を介して空気をエンジン２００内に取り入れる。
【００３６】
吸気通路部２３０は、吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の上流側に位置する第１通路部分２３０ａ、及び吸気通路部２３０のうちスロットル弁２１４の下流側に位置する第２通路部分２３０ｂから構成されている。
【００３７】
エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａ及び第２通路部分２３０ｂを相互に繋いでいる。即ち、エアーバイパス３００は、第１通路部分２３０ａを介して空気を第２通路部分２３０ｂに供給可能になるようにスロットル弁２１４を迂回するように吸気通路部２３０に接続されている。
【００３８】
ＩＳＣＶ３０１は、制御装置１００の制御下で、エンジン２００がアイドル状態にある際に、エアーバイパス３００を流れる空気の流量を調整可能に構成されている。したがって、エンジン２００では、エンジン２００の外部から気筒２０１に空気を供給する経路が、吸気通路部２３０及びエアーバイパス３００の２系統設けられていることになる。ＩＳＣＶ３０１は、例えば、機械的、或いは電磁的に駆動されるバルブ機構を有しており、制御装置１００の制御下でその開閉動作が制御される。
【００３９】
吸気管２０６は、エンジン２００の動作時に、吸気弁２０３の開閉によって気筒２０１内部との連通状態が変更可能に構成されている。即ち、吸気管２０６において、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１１から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、吸気弁２０３を介して気筒２０１に供給される。
【００４０】
アクセルポジションセンサ２１６は、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。エンジン２００を搭載した車両に加速要求がされたか否かは、アクセル開度に基づいて判断される。スロットルバルブモータ２１７は、アクセル２２６の踏み込み量に基づいてスロットル弁２１４を開閉駆動する。スロットル弁２１４は、吸気管２３４からサージタンク１１１へ送り込む空気の供給量を調節する。
【００４１】
サージタンク１１１は、空気を供給する吸気通路部の一部として各気筒に共用されており、各気筒へ送り込む空気を分配する他、分配される空気の圧力変動、即ち脈動を抑制する。スロットルポジションセンサ２１５は、スロットル弁２１４のスロットル開度を検出する。
【００４２】
気筒２０１は、その内部において、吸気管２０６から送られてきた混合気を、点火プラグ２０２により燃焼させることが可能に構成されている。この燃焼により、ピストン２０５は、気筒２０１内で上下に往復運動する。この往復運動がクランクシャフト２１９の回転運動に変換され、エンジン２００が搭載された車両は、エンジン２００から出力された回転運動に基づく駆動力によって駆動可能に構成されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２１９の回転角（即ち、クランク角）を検出する。
【００４３】
排気管２１０は、気筒２０１内部で発生する排気ガスを、排気弁２０４を介して排気することが可能に構成されている。空燃費センサ２２１は、排気ガスの空燃比Ａ／Ｆ２を検出して、制御装置１００へ伝達可能に構成されている。
【００４４】
タービン４２は、排気管２１０に配設されており、排気ガスの運動エネルギを受けて回転させられ、タービン４２の回転トルクをコンプレッサ４１の回転に変換可能に構成されている。コンプレッサ４１は、吸気管２３４に配設されており、その回転によって吸気を圧縮させる（過給する）ことが可能である。
【００４５】
可変動弁機構１１０は、例えば可変動バルブ機構（ＶＶＴ）であり、制御装置１００の制御下で、吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。加えて、可変動弁機構１１０は、アクチュエータによって駆動されるカムバイワイヤ（ＣａｍｂｙＷｉｒｅ）、或いは電磁駆動弁等の各気筒に共通の駆動部１１によって、エンジン２００を構成する複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。
【００４６】
ＡＦＭ３０２は、エアクリーナ３０４の下流側で、且つ吸気通路部２３０の上流側に設けられており、エアクリーナ３０４の下流側で、且つ吸気通路部２３０の上流側を流れる空気の流量を測定する。
【００４７】
制御装置１００は、周知の電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）、中央処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Read Only Memory：ＲＯＭ）、各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されており、エンジン２００の動作全体を制御する。
【００４８】
エンジン２００は、気筒２０１に設けられたウォータジャケット（不図示）を備えている。このウォータージャケットを循環する冷却水の熱エネルギーは、ヒータ４００が車両の室内の暖房を行う際に利用される。尚、冷却水の熱エネルギーは、エンジン２００における燃料の燃焼に応じてエンジン２００で発生した熱エネルギーが冷却水に伝達されたエネルギーである。
【００４９】
次に、図２を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置の基本的な動作を説明する。図２は、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が実行する内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００５０】
図２において、制御装置１００は、運転者によるエアコンのスイッチの切り替え及び温度調整操作に応じて、或いは、制御装置１００の制御によりヒータ４００に暖房要求がなされたか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００５１】
暖房要求がなされていないと判定された場合、制御装置１００は、暖機要求をクリアする（ステップＳ１３０）。一方、暖房要求がなされたと判定された場合、制御装置１００は、冷却水の温度Ｗｔが暖房要求温度Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ヒータ４００に暖房要求がなされた際における冷却水の温度Ｗｔは、温度セン２５０によって検出され、制御装置１００は、検出された冷却水の温度Ｗｔに関する温度データを取得する。
【００５２】
制御装置１００は、暖房要求がなされた際の冷却水の温度Ｗｔが、本発明の「所定の温度」に相当する暖房要求温度Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。暖房要求温度Ｔ１とは、運転者が要求する室内の目標設定温度、或いは、自動的に制御装置１００によって設定される目標設定温度である。冷却水の温度Ｗｔが、暖房要求温度Ｔ１以上であると判定された場合、制御装置１００は、暖機要求をクリアする（ステップＳ１３０）。
【００５３】
冷却水の温度Ｗｔが暖房要求温度Ｔ１未満である判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００の暖機要求をセットし（ステップＳ１３０）、エンジン２００が暖機状態になるようにエンジン２００の動作を制御する。より具体的には、制御装置１００は、車両の走行性能を損なうことなく、且つエンジン２００の暖機が実行されるように、エンジン２００における燃料の点火時期、及びスロットル開度を設定する。
【００５４】
ここで、エンジン２００の始動直後においては、エンジン２００の暖機が十分に行われていないため、冷却水の温度Ｗｔもエンジン２００の暖機状態に応じて低い状態であり、冷却水の温度Ｗｔが低い状態で暖房要求がなされた場合には、冷却水の熱エネルギーを利用して十分に暖房を行うことができない。加えて、暖房要求温度Ｔ１に室内の温度を近づけるように、単にエンジン２００を暖機するだけでは、車両の加速性能を低下させてしまう。
【００５５】
そこで、制御装置１００は、車両の走行性能を損なわないように、言い換えれば、運転者が車両に要求する加速度で当該車両が走行可能なように、エンジン２００の点火時期を遅角側、即ち暖房要求がなされていない場合に比べて遅角側に設定することによって暖機を促進すると共に、点火時期を遅角側に設定することによって生じる車両の加速性能の低下が改善されるように、スロットル開度を目標スロットル開度に設定する（ステップＳ１３０）。目標スロットル開度は、例えば、暖房要求がなされていない場合に運転者のアクセル操作に応じて設定されるスロットル開度より大きく、言い換えれば、スロットルを介してエンジン２００に供給される空気量が増大するように設定される。このように設定された点火時期及びスロットル開度に基づいて、制御装置１００は、エンジン２００の暖機を制御し、ヒータ４００によって暖房要求温度Ｔ１まで室内の温度が上昇するように、ヒータ４００の動作を制御する。
【００５６】
次に、図３を参照しながら、点火時期及びスロットル開度を設定する設定方法の一例を詳細に説明する。図３は、点火時期及びスロットル開度を設定する設定方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。尚、図３に示した設定方法は、図２に示した内燃機関の制御方法の一部を構成している。
【００５７】
図３において、制御装置１００は、暖機要求の有無を判定する（ステップＳ２００）。暖機要求がなかった場合には、制御装置１００はステップＳ２１０以下の手順を実行することなく、点火時期及びスロットル開度を新に設定することなく、通常の、即ち暖機要求がなされていない場合に設定される点火時期及びスロットル開度でエンジン２００の動作を制御する。
【００５８】
暖機要求がなされたと判定された場合、制御装置１００は、アクセル操作の履歴を参照すると共に、運転者によるアクセル操作に応じた加速要求に関するデータを取得する（ステップＳ２１０）。次に、制御装置１００は、通常のスロットル開度Ａ１に関するデータを取得する。より具体的には、暖機要求がなされていない場合に、運転者から要求された車両の加速要求に応じて設定されるスロットル開度に関するデータを取得する。
【００５９】
次に、制御装置１００は、エンジン２００の暖機制御が可能か否かを判定する（ステップＳ２３０）。当該判定に際して、制御装置１００は、当該判定時におけるエンジン２００の回転数及び通常のスロットル開度Ａ１に基づいて、暖機制御可能か否かを判定する。暖機制御が不可能であると判定された場合、制御装置１００は、ステップＳ２４０以降の手順を実行することなく、通常の点火時期及びスロットル開度を維持する。暖機制御が可能であると判定された場合、制御装置１００は、暖房要求に応じて目標となるべき目標スロットル開度Ａ２を補正する（ステップＳ２４０）。次に、制御装置１００は、目標スロットル開度を算出し、当該算出した目標スロットル開度を設定する（ステップＳ２５０）。
【００６０】
より具体的には、制御装置１００は、暖房要求に基づいて設定された室内の目標温度及び検出された冷却水の温度Ｗｔの温度差に基づいて、現状設定されているスロットル開度から増加させるべきスロットル開度の増加量を特定し、現状設定されているスロットル開度にスロットル開度の増加量を加えることによって、目標スロットル開度Ａ２を特定する。
【００６１】
目標スロットル開度Ａ２が、通常のスロットル開度Ａ１より増加する理由は、図４及び図５に示すエンジン回転数及び通常制御時のスロットル開度の関係と、暖房要求度合及びスロットル開度の関係との夫々に関係に起因する。
【００６２】
このように目標スロットル開度Ａ２を設定することによって、制御装置１００は、暖房要求がなされた際における冷却水の温度Ｗｔ及び暖房要求温度Ｔ１（即ち、目標温度）の温度差が大きいほど暖機を迅速に行い、且つより多くの熱エネルギーをエンジン２００で発生させるようにエンジン２００の動作を制御する。より具体的には、制御装置１００は、冷却水の温度Ｗｔ及び暖房要求温度Ｔ１の温度差に基づいて、より多くの空気がエンジン２００に供給されるように設定された目標スロットル開度Ａ２でエンジン２０が動作させ、暖房要求がなされた後、迅速に暖房要求温度Ｔ１まで車両の室内の温度を高めることが可能である。
【００６３】
次に、制御装置１００は、エンジン２００のスロットル開度が目標スロットル開度Ａ２に設定された場合に、目標スロットル開度Ａ２でエンジン２００を動作ささえた場合にエンジン２００が負担する負荷率ＫＬを推定し、暖房要求がヒータ４００になされていない場合に要求された加速度に応じてエンジン２００から出力されるトルク（即ち、第１トルク）と、暖房要求がヒータになされた場合に上述の加速度に応じてエンジン２００から出力されるトルク（即ち、第２トルク）とが一致するように、前記推定された推定負荷率ＫＬＨＩに基づいて点火時期を算出し、算出された点火時期にエンジン２００の点火時期を設定する（ステップＳ２６０）。
【００６４】
このようにして点火時期を算出することによって、暖房要求の有無によって生じる虞のあるトルクの変化を低減でき、暖房要求に応じて室内を暖房できると共に、トルクの変化に応じて生じる車両の加速性能の低下を抑制できる。加えて、このように設定された点火時期によれば、運転者によるアクセル操作と、当該アクセル操作によって設定される車両の加速度とについて、暖房要求の前後に亘って違和感を低減できる。
【００６５】
次に、制御装置１００は、暖機制御要求をヒータ４００に実行し（ステップＳ２８０）、当該設定方法を終了する。
【００６６】
以上、説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行される制御方法によれば、エンジン２００の暖機が迅速に行われるため、暖房要求に応じて迅速に車両の室内を暖房できる。加えて、エンジン２００を暖機することによって生じる車両の走行性能の低下を抑制できる。特に、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、エンジン２００の始動時においてエンジン２００がアイドル状態にある際に、点火時期を遅角側に設定することよって暖機が行われていた場合に、シフトレンジをドライブレンジに切り換えることによって生じる加速性能の低下を抑制することができる。したがって、シフトレンジを切り換えた際における加速性能の低下を抑制することを目的として、暖機が中断されることを低減することも可能である。
【００６７】
次に、図６を参照しながら、上述の設定方法のうち遅角側に設定される点火時期を算出する算出方法の手順の変形例を説明する。図６は、本例に係る算出方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００６８】
図６において、制御装置１００は、エンジン２００の暖機制御中であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。次に、制御装置１００は、暖機制御中ではないと判定された場合には、点火時期を通常の点火時期に維持する。一方、暖機制御中であると判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００が負担する負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。負荷率ＫＬが制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満である場合、点火時期は修正されず、制御装置１００は、点火時期の算出方法を終了する。一方、負荷率ＫＬが制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値以上である場合、制御装置１００は、既に算出された目標点火時期を修正し、新たに目標点火時期を設定する（ステップＳ３２０）。言い換えれば、制御装置１００は、エンジン２００が負担する負荷率ＫＬが制限負荷率ＫＬＭＡＸより小さくなるように、新に点火時期を算出し、当該算出された新たな点火時期を目標点火時期として設定する。その後、制御装置１００は、当該算出方法における一連の処理を終了する。
【００６９】
このように目標点火時期を設定することによって、エンジン２００が実際に負担する負荷率ＫＬが、推定負荷率ＫＬＨＩ、より具体的には、エンジン２００が負担できる負荷率の限界である限界負荷率に対して余裕を持って設定されるため、エンジン２００の動作を安定させることができる。加えて、エンジン２００の暖機も効率良く行うことができ、燃費を向上させることも可能である。
【００７０】
次に、図７を参照しながら、点火時期を算出する算出方法の他の例を説明する。図７は、本例に係る算出方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００７１】
図７において、制御装置１００は、エンジン２００の暖機制御中であるか否かを判定する（ステップＳ４００）。暖機制御中ではないと判定された場合、制御装置１００は、ステップＳ４１０以降の手順を実行することなく、点火時期の算出方法を終了する。一方、暖機中であると判定された場合、制御装置１００は、負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸＸから余裕度αを引いた値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満である場合、制御装置１００は、それ以降の手順を実行することなく、点火時期の算出方法を終了する。一方、負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値以上である場合、制御装置１００は、エンジン２００を搭載した車両が走行する走行路の勾配が下り勾配であるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。下り勾配であると判定された場合、制御装置１００は、本例の算出方法を終了する。一方、下り勾配でなはいと判定された場合、制御装置１００は、負荷率ＫＬが制限負荷率ＫＬＭＡより小さくなるように、点火時期を修正し、修正された点火時期を新たな点火時期として設定する（ステップＳ４３０）。
【００７２】
このようにして点火時期を算出することによって、下り勾配では、負荷率ＫＬのうち車両の加速度を発生させるために要する割合を低減できるため、その分、エンジン２００が負担する負荷率ＫＬを制限負荷率ＫＬＭＡとの差が小さくなるように、暖機を優先的に行うことが可能である。
【００７３】
次に、図８を参照しながら、点火時期を算出する算出方法の他の例を説明する。図８は、本例に係る算出方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【００７４】
図８において、制御装置１００は、エンジン２００の暖機制御中であるか否かを判定する（ステップＳ５００）。暖機制御中ではないと判定された場合、制御装置１００は、ステップＳ４１０以降の手順を実行することなく、点火時期の算出方法を終了する。一方、暖機中であると判定された場合、制御装置１００は、負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満であるか否かを判定する（ステップＳ５１０）。負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満である場合、制御装置１００は、エンジン２００の排気を浄化する触媒の触媒温度Ｔ２が、温度制限設定値Ｔ３未満であるか否かを判定する（ステップＳ５２０）。ここで、温度制限設定値Ｔ３は、触媒の劣化が急速に進み始める限界温度である。触媒温度Ｔ２が、温度制限設定値Ｔ３以上である場合、制御装置１００は、目標点火時期を修正し、新たな点火時期を算出する（ステップＳ５３０）。一方、触媒温度Ｔ２が、温度制限設定値Ｔ３未満である場合、触媒の耐久性が低下すことがないため、目標点火時期を修正することなく、当該算出方法を終了する。
【００７５】
このような算出方法によれば、エンジン２００から排出される排気の温度上昇に伴って触媒の劣化が進行することを防止できる。よって、このような算出方法によって設定された点火時期によれば、触媒の劣化を低減でき、エンジン２００の排気エミッション性能、言い換えれば、排気を浄化する浄化性能を向上させることが可能である。
【００７６】
次に、図９を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置が、上述の制御方法の一部として実行可能な制御方法の一例を説明する。図９は、本例に係る本実施形態に係る内燃機関の制御方法の一部の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。なお、本例に係る制御方法によれば、エンジン２００を構成する要素のうち燃料を噴射するインジェクタの動作が制御される。
【００７７】
図９において、本発明の「噴射制御手段」の一例を兼ねる制御装置１００は、エンジン２００に対するフューエルカット（Ｆ／Ｃ）件が成立したか、即ち、Ｆ／Ｃ要求がなされた否かを判定する（ステップＳ６００）。Ｆ／Ｃ要求がなされていないと判定された場合、制御装置１００は、通常の噴射制御を実行する（ステップＳ６３０）。一方、Ｆ／Ｃ要求がなされている判定された場合、制御装置１００は、ヒータ４００に暖房要求がなされたか否かを判定する（ステップＳ６１０）。暖房要求がなされていない場合には、制御装置１００は、ステップＳ６３０を実行する。暖房要求がなされている場合、制御装置１００は、Ｆ／Ｃを実行する（ステップＳ６２０）。このような制御方法によれば、燃費向上を目的としてフューエルカットが要求された場合でも、暖機を優先して行うことが可能である。
【００７８】
次に、図１０及び図１１を参照しながら、本実施形態に係る内燃機関の制御装置によって実行される制御方法を説明する。図１０は、本例に係る内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンの順に示したフローチャートである。図１１は、アクセル開度、スロットル開度、点火進角度、及び車両前後加速度のタイミングチャートである。
【００７９】
図１０において、制御装置１００は、暖機制御中であるか否かを判定する（ステップＳ７００）。暖機制御中であると判定された場合、制御装置１００は、暖機制御可能である否かを判定する（ステップＳ７１０）。制御可能であると判定された場合、制御装置１００は、負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＭＡＸから余裕度αを引いた値未満であるか否かを判定する（ステップＳ７２０）。負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＨＩから余裕度αを引いた値以上である場合、制御装置１００は、目標点火時期を修正する（ステップＳ７５０）。一方、負荷率ＫＬが、制限負荷率ＫＬＨＩから余裕度αを引いた値未満である場合、制御装置１００は、目標点火時期を修正すことなく、当該制御方法を終了する。ステップＳ７１０において、暖機制御可能ではないと判定された場合、制御装置１００は、エンジン２００から出力されるトルクのトルク勾配がエンジン２００の暖機制御中に要求された加速度に応じた勾配となるように、復帰パターンを選択する（ステップＳ７３０）。より具体的には、図１１に示すように、スロットル開度ＴＡについて、通常制御時における急加速時のパターンＰ２の代わりに、暖機制御からの急加速時復帰パターンＰ１を選択する。これに応じて、点火時期も修正される。
【００８０】
尚、図１１において、タイミングｔａは、運転者がアクセル操作を行うことによって車両に急加速が要求されたタイミングであり、タイミングｔｂは、通常制御時において、アクセル操作量に応じたスロットル開度を実行するタイミングである。タイミングｔｂでは、復帰パターンＰ１において、点火遅角の復帰が開始されるタイミングである。タイミングｔｃは、スロットル復帰タイミングである。タイミングｔｄは、スロットル開度及び点火時期が通常の制御と同等になるタイミングである。
【００８１】
再び、図１０において、制御装置１００は、復帰要求を行い（ステップＳ７４０）、本例に係る制御方法を終了する。
【００８２】
このような制御方法によれば、点火時期がトルクによって支配されるため、要求された加速度が大きい場合に、当該加速度に応じたトルクをエンジン２００から出力することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る内燃機関の制御装置を備えた内燃機関の模式的な平面図である。
【図２】本実施形態に係る内燃機関の制御装置が実行する内燃機関の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図３】点火時期及びスロットル開度を設定する設定方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図４】エンジン回転数及び通常制御時のスロットル開度の関係を示したグラフである。
【図５】暖房要求度合及びスロットル開度の関係との夫々に関係を示したグラフである。
【図６】点火時期の算出方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図７】点火時期の算出方法の他の例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図８】点火時期の算出方法の他の例の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る内燃機関の制御方法の一部の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係る内燃機関の制御方法の一部の他の例における主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図１１】アクセル開度、スロットル開度、点火進角、及び車両前後加速度のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１００・・・制御装置、２００・・・エンジン、２５０・・・温度センサ、２１１・・・インジェクタ、４００・・・ヒータ
【図１】
2009167856.tif 000003
【図２】
2009167856.tif 000004
【図３】
2009167856.tif 000005
【図４】
2009167856.tif 000006
【図５】
2009167856.tif 000007
【図６】
2009167856.tif 000008
【図７】
2009167856.tif 000009
【図８】
2009167856.tif 000010
【図９】
2009167856.tif 000011
【図１０】
2009167856.tif 000012
【図１１】
2009167856.tif 000013