JP2003239782A - 機関一時停止を伴う車輌用内燃機関の運転方法 - Google Patents

機関一時停止を伴う車輌用内燃機関の運転方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ガス浄化触媒コンバータを備えた車輌の
内燃機関が停止されたとき触媒コンバータ内の触媒の温
度が暫時上昇して過熱劣化を生ずる恐れがあることに着
目し、これを回避するよう車輌、特にハイブリッド車や
エコラン車の内燃機関の運転方法を改善する。 【解決手段】 車輌運行中に車輌運転制御装置の制御判
断により内燃機関の運転が停止されるようになっている
車輌の内燃機関運転に於いて、前記の制御判断に触媒温
度が所定のしきい値以下でないときには内燃機関を停止
させない判断を含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輌運行中に車輌
運転制御装置の制御判断により内燃機関の運転が停止さ
れる車輌の内燃機関運転方法に係り、特にそのような車
輌運転制御装置の制御判断に関する改良に係わる。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気環境保全の必要から、自動車
等の車輌の内燃機関の排気系には、機関の作動により生
ずるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの如き有害物質を処理して無害
のＨ2Ｏ、ＣＯ2、Ｎ2にする三元触媒やリーンＮＯｘ触
媒の如き排気ガス浄化触媒を備えた触媒コンバータが設
けられている。かかる触媒コンバータに於ける排気ガス
浄化触媒は、それが有効に作動する活性化のためには、
７００°Ｃ前後のかなり高い温度状態が必要であり、そ
のような高温状態は、内燃機関より排出される高温の排
気ガスが触媒コンバータへ導入され、それによって触媒
が加熱されることと、触媒層内にてＨＣやＣＯの如き未
燃成分が酸化することにより発生した熱により触媒が加
熱されることとにより達成されている。
【０００３】また、近年、大気環境保全に加えて、燃料
資源の節約の重要性に対処し、車輌運行中に車輌の運行
状態に基づく車輌運転制御装置の制御判断により、内燃
機関による駆動と電動機による駆動とを織り交ぜて行う
ハイブリッド車および車輌運行中の一時停車時に車輌運
転制御装置の制御判断により内燃機関を一時停止させる
エコラン車が脚光を浴びてきている。そして、特にハイ
ブリッド車の場合には、内燃機関の作動が電動機の作動
との兼ね合いによりかなり自由に変更可能なことに鑑
み、触媒コンバータの温度に基づいて内燃機関の回転数
と負荷とをスケジュール制御することが、特開平６−１
６５３０８に於いて提案されている。
【０００４】更にまた、近年のマイクロコンピュータの
発達に伴い、車輌に於ける内燃機関の運転をマイクロコ
ンピュータによる車輌運転制御装置にて制御するように
なってきたことと相俟って、車輌減速時の如く内燃機関
が動力を発生する必要のない運転時に内燃機関への燃料
の供給を遮断するフューエルカットが行われるようにな
ってきている。しかし、かかるフューエルカットについ
ては、これが行われると、触媒コンバータに於いて、触
媒が高温の活性化された状態にあるとき多量の酸素が流
入することにより、触媒が酸素による劣化を生ずるとい
う問題がある。この問題に対処し、触媒温度が高いとき
にはフューエルカットを禁止することが、特開２００１
−５９４４４に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、触媒コンバ
ータ内の触媒は、上記の通りそこに導入される内燃機関
からの高温の排気ガスにより加熱されるが、それはま
た、同時に、触媒コンバータを通って流れる排気ガスに
よって冷却もされている。換言すれば、触媒コンバータ
内の触媒は、それを通って排気ガスの流れが維持されて
いる間は、排気ガスにより加熱されると同時に、その温
度が高くなり過ぎれば、排気ガスの流れにより熱を持ち
去られ、触媒の温度上昇が抑えられるという熱的平衡の
下に、適温に維持されている。従って、燃料のみの遮断
であって吸気は少なくとも幾分かは供給されるフューエ
ルカットではなく、内燃機関が停止されると、触媒層を
横切る排気ガスの流れは全くなくなり、触媒より排気ガ
スによって熱が取り去られることがなくなる。
【０００６】しかも、機関停止の瞬間に既に触媒コンバ
ータ内に持ち込まれていた未燃成分が発生する熱は、そ
の全てが触媒コンバータ内に留まることになる。そのた
め、内燃機関が停止され、触媒コンバータを通る排気ガ
スの流れが停止すると、その直後の暫くの間、触媒コン
バータ内の触媒の温度は上昇する。
【０００７】この場合、機関停止時の触媒の温度が上記
の現象による温度上昇によっても触媒の耐久性上問題が
ない温度であればよいが、機関停止時の触媒の温度がそ
れ以上であると、そのような温度上昇により触媒の耐久
性が損なわれる恐れがある。これは、特にハイブリット
車やエコラン車に於いては、内燃機関の停止が頻繁に行
われるので、重大である。
【０００８】本発明は、排気ガス浄化触媒コンバータを
備えた車輌の内燃機関が停止されたとき触媒コンバータ
にて生ずる上記の問題に着目し、この問題を克服するよ
う、車輌用内燃機関、特にハイブリッド車やエコラン車
に於ける内燃機関の運転方法を改良することを課題とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するも
のとして、本発明は、内燃機関と、その排気系に設けら
れた排気ガス浄化触媒と、車輌運転制御装置とを有し、
車輌運行中に前記車輌運転制御装置の制御判断により前
記内燃機関の運転が停止されるようになっている車輌の
内燃機関運転方法にして、前記制御判断は前記触媒の温
度が所定のしきい値以下でないときには前記内燃機関を
停止させない判断を含むことを特徴とする車輌用内燃機
関運転方法を提案するのである。
【００１０】上記の如き車輌用内燃機関の運転方法は、
特にハイブリット車またはエコラン車に適用されてよ
い。
【００１１】
【発明の作用及び効果】車輌が車輌運転制御装置を有
し、その制御判断により車輌運行中に内燃機関の運転を
停止させるようになっている場合、特にハイブリッド車
やエコラン車の如く車輌運行中頻繁に内燃機関を停止さ
せる場合に、車輌運転制御装置による内燃機関停止の判
断が、内燃機関の排気系に設けられた触媒の温度が所定
のしきい値以下でないときには内燃機関を停止させない
判断を含むようになっていれば、内燃機関が停止されよ
うとするとき、もしそのまま機関が停止されれば生ずる
恐れのある、触媒の温度上昇による劣化が回避される。
こうして触媒の作動性能を良好に保つことにより、その
間内燃機関の停止が行われなくても、長期的に見て大気
環境保全に関しより高い成果を上げることができる。
【００１２】車輌に於ける内燃機関の停止は、ハイブリ
ット車およびエコラン車に於いては、通常の車輌に比し
て高い頻度にて行われるので、上記の如き本発明による
内燃機関の運転方法は、ハイブリッド車やエコラン車に
適用されるとき、その効果は大きい。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による車輌用内燃
機関運転方法をハイブリット車に適用した場合の一つの
実施例を示すフローチャートである。尚、内燃機関と、
その排気系に設けられた排気ガス浄化触媒コンバータ
と、車輌運転制御装置とを有する車輌の構成は、この技
術分野に於いては既に周知であり、またその一例は上記
の特開２００１−５９４４４にも示されている。また、
車輌運行中に車輌運転制御装置の制御判断により内燃機
関の運転が停止されることは、ハイブリット車に於ける
基本作動の一つであり、またこのことはエコラン車の基
本構成であるので、かかる基本作動或いは基本構成につ
いての説明は、明細書の冗長化を避けるため省略する。
【００１４】図１のフローチャートによる制御は、図に
は示されていない車輌のイグニションスイッチが閉じら
れることにより開始され、その都度必要なデータを読み
取った後、ステップ１より開始される。先ず、ステップ
１に於いては、運転者により操作されるアクセル開度
（即ち、アクセルペダル踏込み量）が所定値以下である
か否かが判断される。このアクセル開度に関する所定値
は、ハイブリッド車に於いて内燃機関（以下、実施例の
記載に於いては簡単のためエンジンという）を停止さ
せ、電動機による車輌駆動が適するような比較的小さい
アクセル開度の値である。答がイエスのときには、制御
はステップ２へ進む。
【００１５】ステップ２に於いては、車速が所定値以下
であるか否かが判断される。この車速に関する所定値
は、やはりハイブリッド車に於いて、エンジンを停止さ
せ、電動機により車輌を駆動するのが適するような比較
的小さい車速の値である。答がイエスのときには、制御
はステップ３へ進む。
【００１６】ステップ３に於いては、蓄電装置の充電度
が所定値以上であるか否かが判断される。この充電度に
関する所定値は、エンジンを停止させた状態で電動駆動
を行ってもよい程度に蓄電装置が充電された状態にある
ことを示す充電度の値である。答がイエスのときには、
制御はステップ４へ進む。
【００１７】ステップ４に於いては、エンジン温度が所
定値以上であるか否かが判断される。このエンジン温度
に関する所定値は、エンジンが暖機を達成したときの温
度であり、エンジンがこの温度に達する前の状態にある
ときには、エンジンを停止させないのが好ましい温度で
ある。答がイエスのときには、制御はステップ５へ進
む。
【００１８】ステップ５に於いては、触媒温度が所定値
以下であるか否かが判断される。この触媒温度に関する
所定値は、上記の通りエンジンが停止され、触媒コンバ
ータを通る排気ガスの流れが停止したとき、その直後に
コンバータ内の触媒の温度が暫時上昇することを考慮
し、そのような温度上昇があっても、触媒が熱的に劣化
することがないような温度の上限値である。触媒が熱的
に劣化することを防ぐ許容上限値は触媒によって異なる
が、概略８００〜８５０°Ｃであり、またエンジン停止
直後に触媒コンバータ内の触媒に生ずる暫時の温度上昇
は、エンジン停止前のエンジンの運転状態によるが、概
略５０°程度であると見込まれる。従って、上記の所定
値はこれらの予想される許容温度上限値と温度上昇に基
づいて設定される値であり、即ち、許容上限値が８００
〜８５０°Ｃあれば、上記の諸定値は７５０〜８００°
Ｃということになる。
【００１９】ステップ５の答がイエスのとき、即ち、ス
テップ１〜５に於ける答がすべてイエスのとき、制御は
ステップ６へ進み、エンジンが停止され、ハイブリット
車は電動駆動に切り換えられる。また、この間エンジン
による蓄電装置の充電もなくなる。
【００２０】これに対し、ステップ１〜５のいずれかに
於いて答がノーであると、制御はそれよりステップ７へ
進み、車輌運転制御装置の制御判断によるエンジンの自
動停止は禁止され、ハイブリット車は、エンジンを停止
させることなく、エンジンまたは電動機のいずれか一方
または両方により駆動される。
【００２１】図２は、本発明による車輌用内燃機関運転
方法をエコラン車に適用した場合の一つの実施例を示す
図１と同様のフローチャートである。図２のフローチャ
ートによる制御も、図には示されていない車輌のイグニ
ションスイッチが閉じられることにより開始され、その
都度必要なデータを読み取った後、ステップ１１より開
始される。
【００２２】先ず、ステップ１１に於いては、運転者に
より操作されるアクセル開度がゼロであるか否かが判断
される。答がイエスのときには、制御はステップ１２へ
進む。
【００２３】ステップ１２に於いては、車速が所定値以
下であるか否かが判断される。この車速に関する所定値
は、エコラン車に於いてエンジンを停止させるか否かの
境界となる車速である。エコラン運転は、一般に車輌が
一時停車中であるとき、その他の事情を踏まえてエンジ
ンの停止が許容されると判断されるときエンジンを停止
するものであり、ステップ１２に於ける車速に関する判
断は、車速がゼロであるか否かの判断とされてもよい
が、この所定値をゼロでない適度の微小値とすることに
より、エコラン運転の効果をさらに高めることが可能で
ある。答がイエスのときには、制御はステップ１３へ進
む。
【００２４】ステップ１３に於いては、蓄電装置の充電
度が所定値以上であるか否かが判断される。この充電度
に関する所定値は、エンジンを停止させてもスタータに
よるエンジン再始動が問題なく行える程度に蓄電装置が
充電された状態にあることを示す充電度の値である。答
がイエスのときには、制御はステップ１４へ進む。
【００２５】ステップ１４に於いては、エンジン温度が
所定値以上であるか否かが判断される。このエンジン温
度に関する所定値は、エンジンが暖機を達成したときの
温度であり、エンジンがこの温度に達する前の状態にあ
るときには、エンジンを停止させないのが好ましい温度
である。答がイエスのときには、制御はステップ１５へ
進む。
【００２６】ステップ１５に於いては、触媒温度が所定
値以下であるか否かが判断される。この触媒温度に関す
る所定値は、図１の実施例に於けると同じく、エンジン
が停止され、触媒コンバータを通る排気ガスの流れが停
止したとき、その直後にコンバータ内の触媒の温度が暫
時上昇することを考慮し、そのような温度上昇があって
も、触媒が熱的に劣化することがないような温度の上限
値である。
【００２７】ステップ１５の答がイエスのとき、即ち、
ステップ１１〜１５に於ける答がすべてイエスのとき、
制御はステップ１６へ進み、エンジンが停止される。
尚、このときフラグＦが１にセットされる。
【００２８】一方、ステップ１１の答がノーであると、
制御はステップ１７へ進み、フラグＦが１であるか否か
が判断される。この種のフラグＦは制御の開始時に０に
リセットされているので、ステップ１６に於けるエンジ
ン停止が行われていない状態でＦは０であり、ステップ
１６に於けるエンジン停止が行われているときにはＦは
１である。ステップ１７に於ける答がノーのとき、即
ち、まだエンジンの一時停止は行なわれておらず、また
アクセルペダルの踏込みも解除されていないとき、或い
はステップ１２〜１５のいずれかに於ける答がノーのと
きには、制御はステップを１８へ進み、車輌運転制御装
置の制御判断によるエンジンの自動停止は禁止される。
【００２９】制御がステップ１６に至り、エンジンが停
止された後、運転者がアクセルペダルを踏み込むことに
よりステップ１１の答がイエスからノーに転じたときに
は、制御はステップ１７へ進み、ここで答はイエスとな
る。このときには制御はステップ１９へ進み、スタータ
によるエンジンの再始動が行われる。またこのときフラ
グＦは０にリセットされる。
【００３０】以上に於いては本発明を二つの実施例につ
いて詳細に説明したが、これらの実施例について本発明
の範囲内にて種々の修正が可能であることは当業者にと
って明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌用内燃機関運転方法をハイブ
リット車に適用した場合の一つの実施例を示すフローチ
ャート。
【図２】本発明による車輌用内燃機関運転方法をエコラ
ン車に適用した場合の一つの実施例を示すフローチャー
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/04 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２５Ｈ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｒ Ｆターム(参考） 3G084 BA13 CA02 CA07 EA11 EB24 FA03 FA05 FA10 FA27 FA36 3G091 AA02 AA14 AB01 BA08 EA01 EA07 EA16 EA18 EA28 EA39 FA06 HA38 3G092 AC02 BB10 CB05 EA08 EA14 EB08 FA30 FA36 GA02 GA10 HF02 HF08 HF19 HF21 3G093 AA07 BA21 BA22 CA01 CA03 DA06 DB05 DB09 DB19 EA05 3G301 JA33 KA05 KA26 KA28 MA24 NA08 NB11 NC08 PD12Z PF01Z PF03Z PF16Z PG01Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関と、その排気系に設けられた排気
    ガス浄化触媒と、車輌運転制御装置とを有し、車輌運行
    中に前記車輌運転制御装置の制御判断により前記内燃機
    関の運転が停止されるようになっている車輌の内燃機関
    運転方法にして、前記制御判断は前記触媒の温度が所定
    のしきい値以下でないときには前記内燃機関を停止させ
    ない判断を含むことを特徴とする車輌用内燃機関運転方
    法。
  2. 【請求項２】車輌は内燃機関による駆動力と電動機によ
    る駆動力の両者を駆動力として使用可能になっているハ
    イブリッド車であることを特徴とする請求項１に記載の
    車輌用内燃機関運転方法。
  3. 【請求項３】車輌は一時停車時に適宜内燃機関を一時停
    止させるエコラン車であることを特徴とする請求項１に
    記載の車輌用内燃機関運転方法。
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