JP2007187016A

JP2007187016A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2007187016A
Application number: JP2006003599A
Authority: JP
Inventors: Akihide Okuyama; 晃英奥山; Osamu Igarashi; 修五十嵐; Masakazu Tabata; 正和田畑
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】内燃機関の始動時に従来よりも適切に過給機の動作を制御して内燃機関の始動性を改善可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】電動機１０にて駆動可能なターボ過給機６を備えたエンジン１の制御装置において、エンジン１の吸入空気の圧力を取得する吸気絶対圧センサ７を備え、ＥＣＵ３０は、エンジン１の始動時に吸気絶対圧センサ７により取得された吸入空気の圧力を考慮してエンジン１の始動時に吸入空気の過給を行うか否か判定し、その判定結果に基づいて電動機１０の動作を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機にて駆動可能な過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の始動時に電動機付き過給機を動作させて過給を行い始動性を向上させる内燃機関の制御装置において、内燃機関の始動前にエンジン水温、インテークマニホールド温度、及び潤滑油温度の少なくともいずれかの温度を参照して内燃機関の始動時に過給が必要か否か判定する内燃機関の制御装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜５が存在する。

特開２００４−３４０１２２号公報特開平６−２８０７２３号公報特開平５−３２１６８２号公報特開２００３−２６９２０３号公報特開平４−３４２８２８号公報

内燃機関の始動性は吸入空気の圧力の影響を受ける。例えば、吸入空気の圧力が低い場合、吸入空気の圧力が高い場合よりも空気の密度が低下し、かつ気筒内に空気が吸入され難くなるので、圧縮行程末期の筒内温度いわゆる圧縮端における筒内温度が低下する。そのため、気筒内において燃料が良好に燃焼せず、内燃機関の始動時に良好な完爆状態を得られないおそれがある。特許文献１の制御装置では、内燃機関の始動が開始される前に過給機を動作させるか否か吸入空気の温度（インテークマニホールドの温度）を参照して判定しているが、吸入空気の圧力は参照していない。なお、本発明の「始動時」は、内燃機関の始動が要求されてから、すなわちスタータなどによって内燃機関の始動が開始される前から内燃機関が良好な完爆状態を連続的に得られるまでの期間を指す。

そこで、本発明は、内燃機関の始動時に従来よりも適切に過給機の動作を制御して内燃機関の始動性を改善可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の制御装置は、電動機にて駆動可能な過給機を備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の吸入空気の圧力を取得する吸入空気圧取得手段と、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力を考慮して前記内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行うか否か判定する過給要否判定手段と、前記過給要否判定手段の判定結果に基づいて前記電動機の動作を制御する電動機制御手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の制御装置によれば、吸入空気の圧力を考慮して内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行うか否かが判定されるので、吸入空気の圧力に応じて適切に過給機を動作させることができる。そのため、内燃機関の始動時に気筒に吸入空気を適切に吸入させて圧縮端における筒内温度を燃料混合気が良好に着火、燃焼する温度以上、すなわち内燃機関が良好に始動可能な温度以上に上昇させ、良好な完爆状態を得ることができる。従って、内燃機関の始動性を改善できる。

本発明の制御装置の一形態においては、前記内燃機関の吸入空気の温度を取得する吸入空気温度取得手段をさらに備え、前記過給要否判定手段は、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力に基づいて所定の判定温度を補正する判定温度補正手段を備えるとともに、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度が前記判定温度補正手段により補正された所定の判定温度未満の場合に前記内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行うと判断してもよい（請求項２）。この場合、所定の判定温度が吸入空気の圧力によって補正されるので、吸入空気の圧力に応じて適切に内燃機関始動時の吸入空気の過給を行うことができる。また、内燃機関の始動時に吸入空気の過給が必要か否かは吸入空気の温度によって判定されるので、この判定に吸入空気の温度と圧力の両方が反映される。そのため、内燃機関始動時の吸入空気の過給の要否を、吸入空気の温度又は圧力の一方のみで判定する場合よりもより適切に判定できる。従って、内燃機関の始動性をさらに改善できる。

この形態において、前記判定温度補正手段は、前記吸入空気圧取得手段が取得した吸入空気の圧力が低いほど前記所定の判定温度を上昇させてもよい（請求項３）。吸入空気の圧力が低いほど圧縮端における筒内温度が低下するので、始動時に吸入空気の過給を行う必要がある。そこで、所定の判定温度を上昇させ、始動時に吸入空気の過給が行われ易くする。このように所定の判定温度を補正することにより、吸入空気の圧力が低い場合でも、気筒内において燃料が良好に燃焼させることができる。そのため、内燃機関の始動性を改善できる。

また、前記電動機制御手段は、吸入空気の温度が低い場合、吸入空気の温度が高い場合よりも前記内燃機関の始動時に過給圧が上昇するように前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度に応じて前記電動機の回転数を調整してもよい（請求項４）。吸入空気の温度が低いほど圧縮端における筒内温度が低下するので、気筒内において燃料が良好に燃焼し難くなる。そこで、このように吸入空気の温度に応じて電動機の回転数を調整し、過給圧を調整することによって圧縮端における筒内温度を気筒内で燃料が良好に燃焼する温度範囲内に速やかに調整する。これにより、内燃機関の始動性をさらに改善できる。なお、電動機の回転数は、吸入空気の温度に応じて連続的に変更してもよいし、不連続に変更してもよい。

本発明の制御装置の一形態において、前記過給要否判定手段は、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力が前記内燃機関の気筒内にて燃料混合気を良好に燃焼させることが可能な圧縮端の筒内温度に基づいて設定された所定の判定圧力未満の場合に吸入空気の過給を行うと判断してもよい（請求項５）。この場合、内燃機関始動時の吸入空気の過給の要否が吸入空気の圧力によって判定されるので、吸入空気の圧力に応じて適切に吸入空気を過給し、圧縮端における筒内温度を内燃機関が良好に始動可能な温度以上に上昇させることができる。そのため、内燃機関の始動性を改善できる。

この形態においては、前記内燃機関の吸入空気の温度を取得する吸入空気温度取得手段と、前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度に基づいて前記所定の判定圧力を補正する判定圧力補正手段と、をさらに備えていてもよい（請求項６）。このように所定の判定圧力を吸入空気の温度で補正することにより、内燃機関始動時の吸入空気の過給の要否の判定に吸入空気の圧力と温度の両方を反映させることができる。この場合、内燃機関始動時の吸入空気の過給の要否をより適切に判定できるので、内燃機関の始動性をさらに改善できる。

また、前記判定圧力補正手段は、前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度が低いほど前記所定の判定圧力を上昇させてもよい（請求項７）。上述したように吸入空気の温度が低いほど圧縮端における筒内温度が低下するので、内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行う必要がある。そこで、吸入空気の温度が低いほど所定の判定圧力を上昇させ、内燃機関始動時に吸入空気の過給が行われ易くする。このように所定の判定圧力を補正することにより、内燃機関の始動時に吸入空気の温度に応じて適切に吸入空気の過給を行うことができるので、内燃機関の始動性を改善できる。

さらに、前記電動機制御手段は、吸入空気の圧力が低い場合、吸入空気の圧力が高い場合よりも前記内燃機関の始動時に過給圧が上昇するように前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力に応じて前記電動機の回転数を調整してもよい（請求項８）。このように電動機の回転数を調整することによって圧縮端における筒内温度を内燃機関が良好に始動可能な温度以上に速やかに調整できる。そのため、内燃機関の始動性をさらに改善できる。なお、電動機の回転数は、吸入空気の圧力に応じて連続的に変更してもよいし、不連続に変更してもよい。

以上に説明したように、本発明によれば、内燃機関の始動時に吸入空気の圧力を考慮して吸入空気の過給の要否を判定するので、内燃機関の始動時に従来よりも適切に過給機の動作を制御することができる。そのため、内燃機関の始動性を改善できる。

図１は、本発明の制御装置が組み込まれた内燃機関の一形態を示している。図１に示した内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるもので、吸気通路２と排気通路３とエンジン１を始動させるためのスタータ４とを備えている。吸気通路２には、吸入空気（以下、吸気と略すこともある。）を濾過するためのエアフィルタ５、ターボ過給機６のコンプレッサ部６ａ、吸気の絶対圧力に対応した信号を出力する吸入空気圧取得手段としての吸気絶対圧センサ７、吸気の温度に対応した信号を出力する吸入空気温度取得手段としての吸気温度センサ８が設けられている。排気通路３には、ターボ過給機６のタービン部６ｂ、排気浄化触媒９が設けられている。周知のようにターボ過給機６のコンプレッサ部６ａのコンプレッサロータ（不図示）とタービン部６ｂのタービンロータ（不図示）とは、スピンドル６ｃによって同軸に連結されている。

図１に示したようにターボ過給機６は、スピンドル６ｃを駆動可能な電動機１０と、ターボオイル給油装置２０とを備えている。電動機１０は、スピンドル６ｃと一体に回転するようにスピンドル６ｃに設けられる不図示の回転子とその回転子の周囲に配置される固定子１０ａとを備えており、固定子１０ａに供給される電力によってスピンドル６ｃを正逆両方向に回転駆動する。固定子１０ａに供給される電力はコントローラ１１によって制御され、コントローラ１１は例えば固定子１０ａに供給する電力を制御して電動機１０の回転数を調整する。このように電動機１０によって動作がアシストされるので、以降、ターボ過給機６をＭＡＴ（ＭｏｔｏｒＡｓｓｉｓｔＴｕｒｂｏ）と呼ぶこともある。なお、電動機１０は、スピンドル６ｃがエンジン１の排気によって回転駆動される場合に発電機として機能してもよい。ターボオイル給油装置２０は、電動オイルポンプ２１とオイル給油経路２２とを備えている。オイル給油経路２２は、電動オイルポンプ２１から送り出されたオイルをターボ過給機６の各回転部分に供給可能なように設けられている。また、オイル給油経路２２は、エンジン１の動力によって駆動されるオイルポンプ（不図示）とも接続されており、このオイルポンプから送り出されたオイルもターボ過給機６の各回転部分に供給する。

電動機１０及び電動オイルポンプ２１の動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０によってそれぞれ制御される。なお、ＥＣＵ３０による電動機１０の制御は、ＥＣＵ３０がまずコントローラ１１に指示を出し、コントローラ１１がその指示に応じて固定子１０ａに供給する電力を調整することによって行われる。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んで構成され、エンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。例えば、ＥＣＵ３０はエンジン１の負荷に応じて適切に吸気の過給が行われるようにコントローラ１１を介して固定子１０ａに供給する電力を調整し、電動機１０の動作を制御する。ＥＣＵ３０には、エンジン１の運転状態を制御する際に参照する情報を取得するために、吸気絶対圧センサ７、吸気温度センサ８、エンジン１の回転数に対応した信号を出力するエンジン回転数センサ３１、及び排気浄化触媒９の床温度に対応した信号を出力する触媒床温度センサ３２などの種々のセンサが接続されている。

本発明では、エンジン１の始動時に吸気の圧力を考慮して電動機１０の動作を制御する。エンジン１を始動する前、すなわちエンジン１の停止時の吸気通路２内の圧力は周囲の大気の圧力とほぼ等しい。山岳地帯などの高地では大気の圧力すなわち気圧が１０１ｋＰａ未満になるので、ゲージ圧で圧力を検出するセンサでは吸気通路２内の圧力を正確に検出できないおそれがある。そのため、１０１ｋＰａ未満の圧力も検出可能な吸気絶対圧センサ７が設けられる。

エンジン１では、エンジン１の始動時に電動機１０によってＭＡＴ６を駆動し、吸気を過給することにより吸気の温度を上昇させて圧縮端における筒内温度を上昇させることができる。図２は、ＥＣＵ３０がエンジン１を始動するために実行する機関始動制御ルーチンを示している。図２の制御ルーチンは、ＥＣＵ３０の起動時に実行される制御ルーチンの一つとして設定され、ＥＣＵ３０の動作中はＥＣＵ３０が実行する他の制御ルーチンと並列に、かつ所定の周期で繰り返し実行される。

図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０はまずステップＳ１１においてエンジン１の始動要求が有ったか否か判定する。エンジン１の始動要求は、例えばイグニッションスイッチがオンの状態になるなど所定の始動条件が満たされた場合に有ったと判断される。エンジン１の始動要求が無かったと判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。一方、エンジン１の始動要求が有ったと判断した場合はステップＳ１２に進み、ＥＣＵ３０は吸気絶対圧センサ７及び吸気温度センサ８の出力信号を参照して吸気の温度及び絶対圧力を取得する。

続くステップＳ１３においてＥＣＵ３０は、取得した吸気の絶対圧力に基づいて判定温度を補正する。判定温度は、エンジン１の始動時に吸気の過給を行うか否か判定する際に使用する閾値である。判定温度の設定方法を説明する。圧縮端における筒内温度には燃料混合気を良好に燃焼させることが可能な許容温度範囲があり、エンジン１の始動時に圧縮端における筒内温度がこの許容温度範囲内になるように吸気を過給することでエンジン１を速やかに始動できる。圧縮端における筒内温度は吸気の温度に応じて変化するので、判定温度には例えば圧縮端における筒内温度がこの許容温度範囲の下限値になる吸気温度が設定される。すなわち、判定温度には、エンジン１の気筒内において燃料混合気が良好に着火、燃焼する吸気温度が設定される。なお、この許容温度範囲はエンジン１の諸元（例えば、圧縮比、熱発生率など）などに応じて変化するので、判定温度はエンジン１の諸元などに応じて適宜変更してよい。

圧縮端における筒内温度は、吸気の圧力の影響を受ける。例えば、吸気の圧力が低いほど圧縮端における筒内温度が低下するので、燃料混合気が着火し難く、かつ燃焼し難くなる。そこで、吸気の圧力が低いほど始動時に吸気の過給が行われ易くなるように判定温度を補正する。この補正は、判定温度に圧力補正係数を掛けることによって行われる。図３は、吸気の絶対圧力と圧力補正係数との関係の一例を示している。図３に示したように吸気の絶対圧力が低いほど圧力補正係数が増加する。そのため、判定温度は、吸気の絶対圧力が低いほど上昇するように補正される。

次のステップＳ１４においてＥＣＵ３０は、吸気温度が判定温度未満か否か判定する。吸気温度が判定温度未満と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ３０は電動オイルポンプ２１を起動する。なお、既に電動オイルポンプ２１が起動されていた場合は、そのまま電動オイルポンプ２１を動作させ続ける。このように電動オイルポンプ２１を起動することによりオイルの供給が停止された状態でＭＡＴ６が起動されることを防止する。続くステップＳ１６においてＥＣＵ３０は電動機１０を起動してＭＡＴ６を動作させ、吸気の過給を行う。なお、既に電動機１０が起動されていた場合は、そのまま電動機１０を動作させ続ける。一方、吸気温度が判定温度以上と判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ３０は電動機１０及び電動オイルポンプ２１を停止させる。

ステップＳ１５及びＳ１６の処理、又はステップＳ１７の処理において電動機１０及び電動オイルポンプ２１のそれぞれの動作を制御した後はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ３０はスタータ４を起動する。なお、既にスタータ４が起動されていた場合はそのままスタータ４を動作させ続ける。続くステップＳ１９にてＥＣＵ３０は、エンジン１の回転数が所定の判定回転数よりも大きいか否か判定する。判定回転数はエンジン１が継続して燃焼を続けられる完爆状態が得られたか否か判定するための閾値、言い換えるとエンジン１が始動したか否か判定するための閾値であり、エンジン１が完爆状態を得られたときの回転数（例えば、８００回転／分）が設定される。なお、このような回転数はエンジン１の諸元によって異なるので、判定回転数はエンジン１の諸元などに応じて適宜変更してよい。エンジン１の回転数が判定回転数以下であると判断した場合はエンジン１の回転数が判定回転数よりも大きくなるまでステップＳ１４〜Ｓ１８の処理を繰り返す。

一方、エンジン１の回転数が判定回転数よりも大きいと判断した場合はステップＳ２０に進み、ＥＣＵ３０はスタータ４を停止させる。続くステップＳ２１においてＥＣＵ３０は、電動機１０及び電動オイルポンプ２１を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

以上に説明したように図２の制御ルーチンによれば、判定温度が吸気の絶対圧力によって補正されるので、吸気の圧力を考慮してエンジン１の始動時に吸気の過給を行うか否かが判定できる。この場合、吸気の温度及び圧力の両方を考慮してエンジン１の始動時に吸気の過給を行うか否か判定するので、吸気の温度又は圧力の一方のみで吸気の過給の要否を判定する場合よりもより適切な判定結果を得ることができる。そのため、エンジン１を速やかに始動させ、エンジン１の始動性を改善できる。

また、スタータ４によってエンジン１を始動している途中であっても吸気の温度が判定温度以上になった場合はＭＡＴ６及び電動オイルポンプ２１を停止させるので、エンジン１の始動性を改善しつつ始動時に消費される電力を低減できる。

ＭＡＴ６の回転数は、吸気の温度に応じて変更してもよい。図４は、吸気の温度とＭＡＴ６の回転数との関係の一例を示している。なお、図４の温度Ｔ０はエンジン１の諸元（例えば、圧縮比、熱発生率など）に応じて設定される。また、図４の温度Ｔ１には判定温度が設定される。ＭＡＴ６の回転数が高いほど吸気の昇温速度が速くなるので、図４に示したように吸気の温度が低い場合は吸気の温度が高い場合よりもＭＡＴ６の回転数が高くなる、すなわち吸気の過給圧が上昇するように吸気の温度に応じてＭＡＴ６の回転数を変更する。このように吸気の温度に応じてＭＡＴ６の回転数を変更することにより、エンジン１の始動性を改善しつつ始動時に消費される電力をさらに低減できる。このようなＭＡＴ６の回転数変更は、例えば図２のステップＳ１６の処理において行えばよい。

図２の制御ルーチンを実行してＭＡＴ６の動作を制御することにより、ＥＣＵ３０は本発明の電動機制御手段として機能する。また、ＥＣＵ３０は、図２のステップＳ１３の処理を実行することにより本発明の判定温度補正手段として機能し、図２のステップＳ１４の処理を実行することにより本発明の過給要否判定手段として機能する。

図５は、図１のＥＣＵ３０が実行する機関始動制御ルーチンの変形例を示している。なお、図５において図２と同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図５の制御ルーチンでは、エンジン１の始動時に吸気の過給を行うか否か吸気の圧力によって判定している点が図２の制御ルーチンと異なる。図５の制御ルーチンも図２の制御ルーチンと同様にＥＣＵ３０の起動時に実行される制御ルーチンの一つとして設定され、ＥＣＵ３０の動作中はＥＣＵ３０が実行する他の制御ルーチンと並列に、かつ所定の周期で繰り返し実行される。

図５の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、ステップＳ１２まで図２の制御ルーチンと同様に処理を行う。続くステップＳ３１においてＥＣＵ３０は、吸気の温度に基づいて判定圧力を補正する。上述したように吸気の圧力が低いほど圧縮端における筒内温度が低下して燃料混合気が着火、燃焼し難くなる。そこで、判定圧力には、例えば圧縮端における筒内温度がエンジン１の気筒内において燃料混合気を良好に着火、燃焼させることが可能な許容温度範囲の下限値となる吸気圧力が設定される。また、圧縮端における筒内温度は、吸気の温度の影響を受けるので、吸気の温度が低いほどエンジン１の始動時に吸気の過給が行われ易くなるように吸気の温度に基づいて判定温度を補正する。この補正は判定圧力に温度補正係数を掛けることによって行われる。図６は、吸気の温度と温度補正係数との関係の一例を示している。図６に示したように吸気の温度が低いほど温度補正係数が増加する。そのため、判定圧力は、吸気の温度が低いほど上昇するように補正される。このように判定圧力を補正することにより、ＥＣＵ３０は本発明の判定圧力補正手段として機能する。

次のステップＳ３２においてＥＣＵ３０は、吸気絶対圧が判定圧力未満か否か判定する。吸気絶対圧が判定圧力未満と判断した場合はステップＳ１５に進み、以降図２の制御ルーチンと同様の処理を行い、その後今回の制御ルーチンを終了する。一方、吸気絶対圧が判定圧力以上と判断した場合はステップＳ１７に進み、以降図２の制御ルーチンと同様の処理を行い、その後今回の制御ルーチンを終了する。

図５の制御ルーチンにおいては、吸気の圧力に基づいてエンジン１の始動時に吸気の過給を行うか否か判定するので、エンジン１の始動時に吸気の圧力に応じた適切な吸気の過給を行うことができる。また、この判定に使用する判定圧力を吸気の温度で補正するので、エンジン１の始動時の吸気の過給をより適切に行うことができる。そのため、エンジン１の始動性を改善できる。さらに、スタータ４によってエンジン１を始動している途中であっても吸気の圧力が判定圧力以上になった場合はＭＡＴ６及び電動オイルポンプ２１を停止させるので、エンジン１の始動性を改善しつつ消費電力を低減できる。

ＭＡＴ６の回転数は、吸気の圧力に応じて変更してもよい。図７は、吸気の圧力とＭＡＴ６の回転数との関係の一例を示している。図７の圧力Ｐ０には例えば山岳地帯などの高地における気圧（例えば、７２ｋＰａ）が設定され、圧力Ｐ１には例えば標準気圧（１０１ｋＰａ）が設定される。なお、図７に示した関係は、エンジン１の諸元（圧縮比、熱発生率など）によって異なるので、図７の圧力Ｐ０、Ｐ１はエンジン１の諸元に応じて適宜変更してよい。ＭＡＴ６の回転数が高いほど過給圧は上昇するので、図７に示したように吸気の圧力が低い場合は吸気の圧力が高い場合よりもＭＡＴ６の回転数が高くなり、吸気の過給圧が上昇するように吸気の圧力に応じてＭＡＴ６の回転数を変更する。このようにＭＡＴ６の回転数を変更することにより、エンジン１の始動性を改善しつつエンジン１の始動時に消費される電力をさらに低減できる。なお、このようなＭＡＴ６の回転数変更は、例えば図５のステップＳ１６の処理にて行えばよい。

図８は、図１のＥＣＵ３０が実行する機関始動制御ルーチンの他の変形例である。ＭＡＴ６にて吸気を過給し、圧縮端温度を上昇させることによって排気の温度を上昇させることができるので、排気浄化触媒９を昇温してこの触媒９を速やかに活性状態に移行させることができる。そのため、図８の制御ルーチンでは、エンジン１が始動し、スタータ４が停止された後も排気浄化触媒９を活性状態に移行させるべくＭＡＴ６を動作させる点が異なる。図８の制御ルーチンはＥＣＵ３０の起動時に実行される制御ルーチンの一つとして設定され、ＥＣＵ３０の動作中はＥＣＵ３０が実行する他の制御ルーチンと並列に、かつ所定の周期で繰り返し実行される。なお、図８の制御ルーチンにおいて図２の制御ルーチンと同一の処理には同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図８の制御ルーチンにおいてＥＣＵ３０は、まずステップＳ１１〜Ｓ２０の処理を実行する。なお、ステップＳ２０までは図２の制御ルーチンと同一の処理を実行すればよいため、図８ではステップＳ２０以降の処理のみを示し、ステップＳ１１〜Ｓ１９の処理は省略した。

ステップＳ２０においてスタータ４を停止させた後はステップＳ４１に進み、ＥＣＵ３０は電動オイルポンプ２１を停止させる。エンジン１の始動後は、エンジン１の動力によって駆動されるオイルポンプが動作しているので、電動オイルポンプ２１を停止させてもＭＡＴ６の各回転部分にオイルが供給される。そこで、電動オイルポンプ２１を停止させて消費電力を低減する。

次のステップＳ４２においてＥＣＵ３０は、排気浄化触媒９の床温度が活性判定温度未満か否か判定する。排気浄化触媒９の床温度は、触媒床温度センサ３２の出力信号を参照して取得する。活性判定温度には、例えば排気浄化触媒９が活性状態になる温度範囲の下限値が設定される。排気浄化触媒９の床温度が活性判定温度未満と判断した場合はステップＳ４３に進み、ＥＣＵ３０は電動機１０を起動してＭＡＴ６を動作させ、吸気の過給を行う。なお、既に電動機１０が起動されていた場合は、そのまま電動機１０を動作させ続ける。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、排気浄化触媒９の床温度が活性判定温度以上と判断した場合はステップＳ４４に進み、ＥＣＵ３０は電動機１０を停止させ、ＭＡＴ６による吸気の過給を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

図８の制御ルーチンによれば、排気浄化触媒９の床温度が活性判定温度未満の場合にＭＡＴ６を動作させるので、排気浄化触媒９を速やかに活性状態に移行させることができる。そのため、エンジン１の始動時の排気エミッションを改善できる。なお、ここではステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が図２のステップＳ１１〜Ｓ２０の処理の後に実行されるとしたが、図５のステップＳ１１〜Ｓ２０の処理の後にステップＳ４１〜Ｓ４４の処理を実行してもよい。言い換えると、図５のステップＳ２１の処理に代わって図８のステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が実行されてもよい。この機関始動制御ルーチンでも、図８の制御ルーチンと同様にエンジン１の始動時の排気エミッションを改善できる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、吸気の絶対圧力の代わりに大気圧を使用して制御を行ってもよい。この場合、大気圧センサをエンジンに設ける。エンジンの停止時の吸気の圧力はほぼ周囲の大気の圧力と等しいので、このように大気圧を使用して制御を行ってもエンジン始動時の吸気の過給を適切に行うことができる。また、吸気の圧力を検出するセンサは絶対圧力で圧力を検出するセンサに限定されず、標準気圧以下の圧力が検出可能なセンサであればよい。

本発明の制御装置が適用されるエンジンに設けられる過給機は、電動機付きのターボ過給機に限定されない。エンジンの動力以外の動力で駆動可能な過給機であればよい。

本発明の制御装置が組み込まれた内燃機関の一形態を示す図。図１のＥＣＵが実行する機関始動制御ルーチンを示すフローチャート。吸気の絶対圧力と判定温度の圧力補正係数との関係の一例を示す図。吸気の温度とＭＡＴ回転数との関係の一例を示す図。機関始動制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。吸気の温度と判定圧力の温度補正係数との関係の一例を示す図。吸気の圧力とＭＡＴ回転数との関係の一例を示す図。機関始動制御ルーチンの他の変形例を示すフローチャート。

符号の説明

１エンジン（内燃機関）
６ターボ過給機（ＭＡＴ）
７吸気絶対圧センサ（吸入空気圧取得手段）
８吸気温度センサ（吸入空気温度取得手段）
１０電動機
３０エンジンコントロールユニット（過給要否判定手段、電動機制御手段、判定温度補正手段、判定圧力補正手段）

Claims

電動機にて駆動可能な過給機を備えた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の吸入空気の圧力を取得する吸入空気圧取得手段と、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力を考慮して前記内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行うか否か判定する過給要否判定手段と、前記過給要否判定手段の判定結果に基づいて前記電動機の動作を制御する電動機制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記内燃機関の吸入空気の温度を取得する吸入空気温度取得手段をさらに備え、
前記過給要否判定手段は、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力に基づいて所定の判定温度を補正する判定温度補正手段を備えるとともに、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度が前記判定温度補正手段により補正された所定の判定温度未満の場合に前記内燃機関の始動時に吸入空気の過給を行うと判断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。
前記判定温度補正手段は、前記吸入空気圧取得手段が取得した吸入空気の圧力が低いほど前記所定の判定温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
前記電動機制御手段は、吸入空気の温度が低い場合、吸入空気の温度が高い場合よりも前記内燃機関の始動時に過給圧が上昇するように前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度に応じて前記電動機の回転数を調整することを特徴とする請求項２又は３の記載の内燃機関の制御装置。
前記過給要否判定手段は、前記内燃機関の始動時に前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力が前記内燃機関の気筒内にて燃料混合気を良好に燃焼させることが可能な圧縮端の筒内温度に基づいて設定された所定の判定圧力未満の場合に吸入空気の過給を行うと判断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。
前記内燃機関の吸入空気の温度を取得する吸入空気温度取得手段と、前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度に基づいて前記所定の判定圧力を補正する判定圧力補正手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
前記判定圧力補正手段は、前記吸入空気温度取得手段により取得された吸入空気の温度が低いほど前記所定の判定圧力を上昇させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
前記電動機制御手段は、吸入空気の圧力が低い場合、吸入空気の圧力が高い場合よりも前記内燃機関の始動時に過給圧が上昇するように前記吸入空気圧取得手段により取得された吸入空気の圧力に応じて前記電動機の回転数を調整することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。