JP2008014144A - 内燃機関のセンサ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気系のセンサが被水する可能性を判定し、判定結果に応じた制御を適切に行うことが可能な内燃機関のセンサ制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関のセンサ制御装置は、内燃機関の排気系に設けられたセンサに対する制御を行う装置である。湿度取得手段は、センサ周辺の排気ガスの湿度を取得し、ヒータ制御手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいて、センサを加熱するヒータに対する制御を開始する。具体的には、ヒータ制御手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいてセンサが被水する可能性があるか否かを判定し、センサが被水する可能性がないと判定された場合に、ヒータに対する通電を行う。これにより、センサが被水する可能性があるか否かを適切に判定し、ヒータによる加熱を適切なタイミングで開始することができる。また、センサに生じ得る素子割れなどを確実に防止することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関に設けられたセンサに対する制御を行う内燃機関のセンサ制御装置に関する。

従来から、内燃機関の排気通路上に、排気ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する排気ガスセンサ（空燃比センサ）が設けられている。ところで、内燃機関がこのような排気ガスセンサを備える場合、機関始動直後の低温時には、排気中の水分が容器内に溜まり、この凝縮水又はその蒸発による水蒸気がヒータにより加熱されている排気ガスセンサにかかった場合（即ち、排気ガスセンサが「被水」した場合）、素子割れなどが生じる場合があった。

このような素子割れを防止するため、特許文献１に記載された技術では、エンジン始動後の排気ガスセンサへのヒータ制御を、排気通路中の水分が蒸発されるまでは禁止している。また、この技術では、水分の蒸発を始動後の触媒に与える熱量で判断している。その他にも、特許文献２に同様の技術が記載されている。

特開平９−１８４４４３号公報 特開２００２−４８７４９号公報

しかしながら、上記した特許文献１及び２に記載された技術では、排気ガスセンサの被水の可能性を精度良く判定し、これに基づいて適切に内燃機関の制御を行うことができない場合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、排気系のセンサが被水する可能性を判定し、判定結果に応じた制御を適切に行うことが可能な内燃機関のセンサ制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、内燃機関の排気系に設けられたセンサに対する制御を行う内燃機関のセンサ制御装置は、前記センサ周辺の排気ガスの湿度を取得する湿度取得手段と、前記湿度の変動に基づいて、前記センサを加熱するヒータに対する制御を開始するヒータ制御手段と、を備えることを特徴とする。

上記の内燃機関のセンサ制御装置は、内燃機関の排気系に設けられたセンサに対する制御を行う装置である。湿度取得手段は、センサ周辺の排気ガスの湿度を取得し、ヒータ制御手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいて、センサを加熱するヒータに対する制御を開始する。具体的には、ヒータ制御手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいてセンサが被水する可能性があるか否かを判定し、センサが被水する可能性がないと判定された場合に、ヒータに対する通電を行う。これにより、センサが被水する可能性があるか否かを適切に判定し、ヒータによる加熱を適切なタイミングで開始することができる。よって、被水状態にあるセンサをヒータで加熱することによって生じ得る素子割れなどを確実に防止することができる。

好適には、前記ヒータ制御手段は、前記内燃機関の始動後において、前記湿度の変動が所定範囲内になった際に、前記ヒータに対する制御を開始する。排気ガスの温度が比較的高温になった場合には、排気通路内の水が蒸発し、排気通路内に水がほとんどなくなるため、湿度は概ね一定値になる。そのため、ヒータ制御手段は、湿度の変動が所定範囲内になった際に、ヒータに対する制御を開始することができる。

上記の内燃機関のセンサ制御装置の一態様では、前記湿度の変動に基づいて、前記内燃機関における過給を禁止する制御を行う過給禁止手段を備える。

この態様では、過給禁止手段は、湿度の変動に基づいて、内燃機関における過給を禁止する制御を行う。具体的には、過給禁止手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいてセンサが被水する可能性があるか否かを判定し、センサが被水する可能性がある場合には、過給を禁止する。一方、過給禁止手段は、センサが被水する可能性がない場合に、過給を実行する。これにより、センサが被水する可能性を適切に判定することによって、過給圧の制御を適切なタイミングで開始することができる。したがって、始動時などにおいてターボ過給機に溜まった水が飛び散ることによって、センサが被水してしまうことを確実に防止することができる。

上記の内燃機関のセンサ制御装置の他の一態様では、前記湿度の変動に基づいて、前記内燃機関から排出される排気ガスを加熱するための制御を行う排気加熱制御手段を備える。

この態様では、排気加熱制御手段は、センサの被水対策のために排気ガスを加熱するための制御を実行する。具体的には、排気加熱制御手段は、排気ガスの湿度の変動に基づいてセンサが被水する可能性があるか否かを判定し、センサが被水する可能性がなくなった場合に当該制御を終了する。これにより、排気ガスを加熱するための制御を適切なタイミングで終了させることができる。したがって、排気ガスを加熱するための制御を無駄に実行してしまうことを抑制することができるため、その後の他の制御（空燃比のフィードバック制御など）を速やかに実行することができる。

上記の内燃機関のセンサ制御装置において好適には、前記排気加熱制御手段は、前記湿度の変動が所定範囲内にあり、且つ触媒が暖機した際に、前記排気ガスを加熱するための制御を終了する。

この場合、排気加熱制御手段は、ガスセンサが被水する可能性があるか否か、及び触媒が暖機されているか否かに基づいて、排気ガスを加熱するための制御を実行する。これにより、センサの被水による不具合の発生を防止することができると共に、エミッションを向上させることができる。

更に好適には、前記排気加熱制御手段は、点火時期遅角制御、排気弁の早開き制御、及びウエストゲートバルブを開にする制御のうちの少なくともいずれかを実行することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［全体構成］
まず、本実施形態に係る内燃機関のセンサ制御装置が適用されたシステムの全体構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る内燃機関のセンサ制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。なお、図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。

車両は、主に、エアクリーナ（ＡＣ）２と、吸気通路３と、ターボ過給機４と、インタークーラ（ＩＣ）５と、スロットルバルブ６と、サージタンク７と、エンジン（内燃機関）８と、排気通路１８と、バイパス通路１９と、ウエストゲートバルブ２０と、触媒２１と、水温センサ３２と、排気ガスセンサ３３と、湿度センサ３５と、ヒータ４０と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。

エアクリーナ２は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。吸気通路３中には、ターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気はコンプレッサ４ａの回転によって圧縮される（過給される）。更に、吸気通路３中には、吸気を冷却するインタークーラ５と、エンジン８に供給する吸気量を調整するスロットルバルブ６が設けられている。スロットルバルブ６は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。

スロットルバルブ６を通過した吸気は、吸気通路３上に形成されたサージタンク７内に一旦貯蔵された後、エンジン８が有する複数の気筒（不図示）内に流入する。エンジン８は、供給された吸気と燃料とを混合した混合気を気筒内で燃焼することによって動力を発生する。エンジン８は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１８に排出される。なお、エンジン８における燃料の点火時期や燃料噴射量の制御は、ＥＣＵ５０によって行われる。

ここで、図２を参照してエンジン８の具体的な構成について説明する。エンジン８は、主に、燃料噴射弁９と、気筒（シリンダ）１１ａと、点火プラグ１２と、吸気弁１３ａと、排気弁１３ｂと、を有する。なお、図２においては、説明の便宜上、１つの気筒１１ａのみを示しているが、実際にはエンジン８は複数の気筒１１ａを有している。

燃料噴射弁９は、吸気通路３上に設けられており、吸気通路３中に燃料を噴射するインジェクタである。燃料噴射弁９は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。気筒１１ａの燃焼室１１ｂには、吸気通路３より吸気が供給されると共に、上記した燃料噴射弁９から燃料が供給される。燃焼室１１ｂ内では、点火プラグ１２の点火により着火されることによって、供給された吸気と燃料との混合気が燃焼される。この場合、燃焼によってピストン１１ｃが往復運動し、この往復運動がコンロッド１１ｄを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。なお、点火プラグ１２は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。即ち、ＥＣＵ５０によって、点火時期の制御（例えば、点火時期を遅角する制御）が実行される。

更に、燃焼室１１ｂには、吸気弁１３ａ及び排気弁１３ｂが設けられている。吸気弁１３ａは、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室１１ｂとの導通／遮断を制御する。また、排気弁１３ｂは、開閉することによって、排気通路１８と燃焼室１１ｂとの導通／遮断を制御する。吸気弁１３ａ及び排気弁１３ｂは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。例えば、排気弁１３ｂは、制御信号により早開き制御される。

図１に戻って、車両が有するその他の構成要素について説明を行う。

エンジン８より排出された排気ガスは、排気通路１８に設けられたターボ過給機４のタービン４ｂを回転させる。このようなタービン４ｂの回転トルクが、過給機４内のコンプレッサ４ａに伝達されて回転することによって、ターボ過給機４を通過する吸気が圧縮される（過給される）。また、ターボ過給機４には、クラッチ４ｃが設けられている。クラッチ４ｃをつないだ場合には、ターボ過給機４は回転することによって過給を実行し、クラッチ４ｃを切った場合には、ターボ過給機４の回転が停止されることにより過給が停止される。なお、クラッチ４ｃは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって制御される。

排気通路１８には、ターボ過給機４の上流側と下流側とをバイパスさせるバイパス通路１９が接続されている。このバイパス通路１９上には、ウエストゲートバルブ２０が設けられている。ウエストゲートバルブ２０が閉であるときには、排気ガスは過給機４に流入し、バイパス通路１９には流れない。逆に、ウエストゲートバルブ２０が開であるときには、排気ガスは、図１中の矢印１０５で示すようにバイパス通路１９にも流れる。そのため、コンプレッサ４ａの回転数の上昇が抑制される。即ち、ターボ過給機４による過給が抑えられる。このようなウエストゲートバルブ２０の開度などの制御は、ＥＣＵ５０によって行われる。

排気通路１８上には、排気ガスを浄化する機能を有する触媒２１が設けられている。具体的には、触媒２１は、例えば三元触媒などによって構成され、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）などを除去する機能を有する。

水温センサ３２は、エンジン８を冷却する冷却水の温度（以下、単に「水温」とも呼ぶ。）を検出する。排気ガスセンサ３３は、排気通路１８上に設けられており、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。また、排気ガスセンサ３３には、排気ガスセンサ３３を加熱するヒータ４０が設けられている。湿度センサ３５は、排気ガスセンサ３３の近傍の排気通路１８上に設けられており、排気ガスの湿度（絶対湿度）を検出する。図１では、湿度センサ３５を排気ガスセンサ３３の上流側の排気通路１８に設けている例を示しているが、湿度センサ３５が排気ガスセンサ３３の近傍に位置すれば、湿度センサ３５を排気ガスセンサ３３の上流側の排気通路１８に設けても良い。

上記したセンサが検出した検出値は、検出信号としてＥＣＵ５０に供給される。また、ヒータ４０は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号で通電が制御される。なお、以下では、「絶対湿度」のことを単に「湿度」とも呼ぶ。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、車両内の各種センサから供給される出力に基づいて、車両内の制御を行う。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、湿度センサ３５から取得された湿度に基づいて、種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、取得された湿度の変動に基づいて排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かを判定し、この判定結果に応じた制御を行う。このように、ＥＣＵ５０は、本発明における内燃機関のセンサ制御装置として機能する。具体的には、ＥＣＵ５０は、湿度取得手段、ヒータ制御手段、過給禁止手段、及び排気加熱制御手段として動作する。

ここで、ＥＣＵ５０が行う制御の概要について説明する。ＥＣＵ５０は、始動時において、触媒２１を暖機するため、及び排気ガスセンサ３３の被水対策のために、排気ガスを加熱するための制御（以下、「排気加熱制御」と呼ぶ。）を実行する。即ち、加熱された排気ガスを触媒２１に供給することによって触媒２１を暖機すると共に、排気ガスを加熱することによって排気通路１８内の水を蒸発させることによって、排気ガスセンサ３３が被水してしまうことを防止（被水対策）する。具体的には、ＥＣＵ５０は、排気加熱制御として、点火時期遅角制御、排気弁１３ｂの早開き制御、及びウエストゲートバルブ２０を開にする制御のうちの少なくともいずれかを実行する。

詳しくは、ＥＣＵ５０は、始動時所定時間以内（燃料カット中は除く）であるか否か、又は始動時における水温が所定値以下であるか否かを判定し（以下、これらの条件を「排気加熱制御実行条件」とも呼ぶ。）、判定結果に基づいて排気加熱制御を実行する。更に、ＥＣＵ５０は、このような排気加熱制御中において、湿度センサ３５から取得された湿度に基づいて、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かを判定する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、湿度の変動に基づいて、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かを判定する。

ここで、上記の判定を行う方法について、図３を用いて具体的に説明する。図３は、エンジン８の始動後からの排気ガスの湿度の変化を示す図である。横軸に時間を示し、縦軸に絶対湿度（湿度センサ３５の検出値に対応する）を示している。

この場合、時刻ｔ０において、エンジン８が始動される。絶対湿度は、時刻ｔ０後に、徐々に上昇していくことがわかる。言い換えると、絶対湿度が大きく変動していることがわかる。このような絶対湿度の変動は、燃焼によって生じた水蒸気や、凝固した水が蒸発することによって生じた水蒸気などに起因するものと考えられる。この場合、排気通路１８内が水蒸気で充満している状況や、排気通路１８内に水が飛び散っている状況が想定される。そのため、排気ガスセンサ３３が被水する可能性が高いと言える。

そして、始動後からある程度の時刻が経過すると（概ね時刻１１以降）、絶対湿度が概ね一定値に落ち着いていることがわかる。即ち、絶対湿度の変動がかなり小さくなっていることがわかる。この場合には、排気ガスの温度が比較的高温になっているため、排気通路１８内の水は蒸発しており、排気通路１８内にはほとんど水（液体又は水蒸気の状態にあるもの）がないと言える。そのため、排気ガスセンサ３３が被水する可能性はかなり低いと言える。なお、この場合には、排気通路１８内の絶対湿度は空燃比に応じた値になっている（即ち安定化状態にある）。

以上より、本実施形態では、ＥＣＵ５０は、湿度が所定範囲内にある場合には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性はないと判定し、湿度が所定範囲内にない場合には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があると判定する。そして、ＥＣＵ５０は、このような判定結果を考慮に入れて制御を行う。

なお、相対湿度ではなく絶対湿度を用いて判定を行うのは、相対湿度は排気温度に応じて変化するので、排気温度の影響によってロバスト性が低下してしまうことを抑制するためである。また、絶対湿度の変化量を用いて判定を行うのは、絶対湿度そのものは天候により変化するので、天候の影響によってロバスト性が低下してしまうことを抑制するためである。

以下で、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かに基づいて実行される制御の実施形態について、具体的に説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態では、湿度の変動に基づいて、排気ガスセンサ３３を加熱するヒータ４０に対する制御を実行する。具体的には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かに基づいて、ヒータ４０に対する通電の開始を行う。詳しくは、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には（湿度の変動が所定範囲内にない場合）、ヒータ４０に対する通電を禁止し、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなった際に（湿度の変動が所定範囲内にある場合）、ヒータ４０に対する通電を開始する。このような制御を行う理由は以下の通りである。被水状態にある排気ガスセンサ３３をヒータ４０により加熱すると、素子割れ等が生じる場合がある。そのため、このような素子割れ等を防止するために、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなった際に、ヒータ４０に対する通電を開始する。

図４は、第１実施形態に係る制御を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、排気加熱制御実行条件が成立中であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ５０は、触媒２１を暖機するため、及び排気ガスセンサ３３の被水対策のために、排気加熱制御を実行している最中であるか否かを判定する。即ち、ＥＣＵ５０が、排気加熱制御として、点火時期遅角制御、排気弁１３ｂの早開き制御、及びウエストゲートバルブ２０を開にする制御のうちの少なくともいずれかを実行しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、始動時所定時間以内（燃料カット中は除く）であるか否か、又は始動時における水温が所定値以下であるか否かを判定する。排気加熱制御実行条件が成立中である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、排気加熱制御実行条件が成立中でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、湿度センサ３５の検出値（湿度センサ検出値）の変動が所定範囲内にあるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ５０は、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かを判定する。湿度センサ検出値の変動が所定範囲内にある場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性はかなり低いと言える。一方、湿度センサ検出値の変動が所定範囲内にない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるため、これを解消するために排気加熱制御を継続して実行する。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ヒータ４０に対する通電を開始し、排気ガスセンサ３３に対する加熱を開始する。この場合には、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がないので、ヒータ４０により加熱しても素子割れなどが生じる可能性はない。そのため、ＥＣＵ５０は、排気ガスセンサ３３に対する加熱を開始する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

以上の第１実施形態に係る制御によれば、排気ガスセンサ３３が被水する可能性を適切に判定することによって、ヒータ４０に対する通電を適切なタイミングで開始することができる。したがって、排気ガスセンサ３３をヒータ４０により加熱することによって生じ得る素子割れなどを確実に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る制御について説明する。

第２実施形態に係る制御では、湿度の変動に基づいて車両における過給の制御（過給圧制御）を実行する点で、第１実施形態に係る制御とは異なる。具体的には、第２実施形態では、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かに基づいて、ターボ過給機４による過給を開始する。詳しくは、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には（湿度の変動が所定範囲内にない場合）、ターボ過給機４による過給を禁止し、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなった際に（湿度の変動が所定範囲内にある場合）、ターボ過給機４による過給を開始する。例えば、ＥＣＵ５０は、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には、ターボ過給機４のクラッチ４ｃを切る制御を行い、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなった際に、ターボ過給機４のクラッチ４ｃをつなぐ制御を行う。

このようにターボ過給機４を制御する理由は、以下の通りである。上記したような被水が生じる可能性がある状況（例えば、始動時など）においては、ターボ過給機４にも水が溜まる場合がある。そのため、このような状況においてターボ過給機４を駆動すると、ターボ過給機４に溜まった水が飛び散り、排気ガスセンサ３３が被水してしまう可能性がある。したがって、第２実施形態では、ターボ過給機４に溜まった水が飛び散ることによって排気ガスセンサ３３が被水してしまうことを防止するために、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には、ターボ過給機４による過給を禁止する。

図５は、第２実施形態に係る制御を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、図５中のステップＳ２０１及びＳ２０２の処理は、図４に示すステップＳ１０１及びＳ１０２の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０３の処理のみ説明する。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０２において排気ガスセンサ３３が被水する可能性がないと判定されているため、ターボ過給機４に対する過給圧制御を開始する。例えば、ＥＣＵ５０は、クラッチ４ｃをつなぐ制御を行うことによって、ターボ過給機４を回転させて過給を開始する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

以上の第２実施形態に係る制御によれば、排気ガスセンサ３３が被水する可能性を適切に判定することによって、過給圧制御を適切なタイミングで開始することができる。これにより、ターボ過給機４に溜まった水が飛び散ることによって排気ガスセンサ３３が被水してしまうことを確実に防止することができる。

なお、上記では、クラッチ４ｃに対する制御を行うことにより過給の禁止／開始を制御する例を示したが、クラッチ４ｃを制御する代わりに、ウエストゲートバルブ２０を開閉する制御を行うことによって、過給の禁止／開始を制御することも可能である。具体的には、ＥＣＵ５０は、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には、ウエストゲートバルブ２０を開に制御し、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなった際に、ウエストゲートバルブ２０を開から閉に制御することができる。

また、上記では、排気ガスセンサ３３が被水する可能性に基づいて過給圧制御のみを行う例を示したが、このような制御を行うと共に、第１実施形態で示したようなヒータ４０に対する通電の制御を行うことも可能である。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る制御について説明する。

第３実施形態では、湿度の変動に基づいて排気加熱制御を実行する点で、前述した第１実施形態及び第２実施形態とは異なる。具体的には、第３実施形態では、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否かに基づいて、排気加熱制御を終了する制御を行う（即ち排気加熱制御の終了タイミングを決定する）。更に、第３実施形態では、排気ガスセンサ３３が被水する可能性だけでなく、触媒２１が暖機されているか否かも考慮に入れて、排気加熱制御の終了タイミングを決定する。詳しくは、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がある場合には（湿度の変動が所定範囲内にない場合）、排気加熱制御の実行を継続し、排気ガスセンサ３３が被水する可能性がなくなり（湿度の変動が所定範囲内にある場合）、且つ触媒２１が暖機した際に、排気加熱制御の実行を終了する。こうするのは、排気ガスセンサ３３が被水することによって生じ得る不具合の発生を防止すると共に、エミッションを向上させるためである。

図６は、第３実施形態に係る制御を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。なお、図６中のステップＳ３０１及びＳ３０２の処理は、図４に示すステップＳ１０１及びＳ１０２の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ３０３及びＳ３０４の処理のみ説明する。

ステップＳ３０３では、ＥＣＵ５０は、触媒２１を暖機させるために必要な時間（触媒暖機制御要求時間）が、排気ガスセンサ３３の被水を対策するために要した時間（被水対策制御時間）未満であるか否かを判定する。ここで、触媒暖機制御要求時間は、予め定められた時間であり、被水対策制御時間は、排気加熱制御の開始から被水の可能性がなくなるまで（即ち、被水対策が終了するまで）に要した時間に対応する。即ち、ステップＳ３０３では、被水の対策が終了した後において（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、触媒２１が暖機しているか否かの判定を行っている。

触媒暖機制御要求時間が被水対策制御時間未満である場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、即ち被水対策制御時間が触媒暖機制御要求時間よりも大きい場合、処理はステップＳ３０４に進む。この場合には、排気加熱制御を実行した時間が触媒暖機制御要求時間を越えているため、触媒２１は暖機されていると言える。そのため、ＥＣＵ５０は、排気加熱制御を終了する（ステップＳ３０４）。そして、処理は当該フローを抜ける。

一方、触媒暖機制御要求時間が被水対策制御時間以上である場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、即ち被水対策制御時間が触媒暖機制御要求時間以下である場合、処理は当該フローを抜ける。この場合には、排気加熱制御を実行した時間が触媒暖機制御要求時間に達していないため、触媒２１は暖機されていないと言える。そのため、ＥＣＵ５０は、触媒２１を暖機するために排気加熱制御の実行を継続する。

以上の第３実施形態に係る制御によれば、排気ガスセンサ３３が被水する可能性があるか否か、及び触媒２１が暖機されているか否かに基づいて、排気加熱制御を適切なタイミングで終了させることができる。したがって、排気ガスセンサ３３の被水による不具合の発生を確実に防止することができると共に、エミッションを向上させることができる。また、無駄な排気加熱制御の実行を抑制し、その後の他の制御（空燃比のフィードバック制御など）を速やかに実行することが可能となる。

なお、上記では、排気ガスセンサ３３が被水する可能性及び触媒２１が暖機されているか否かに基づいて、排気加熱制御のみを実行する例を示したが、このような制御を行うと共に、第１実施形態で示したヒータ４０に対する通電の制御、及び第２実施形態で示した過給圧制御のうちの少なくともいずれかを実行することも可能である。

本実施形態に係る内燃機関のセンサ制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。 エンジンの概略構成を示す図である。 排気ガスの湿度の変化を示す図である。 第１実施形態に係る制御を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る制御を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る制御を示すフローチャートである。

符号の説明

３ 吸気通路
４ ターボ過給機
４ｃ クラッチ
６ スロットルバルブ
８ エンジン
１２ 点火プラグ
１８ 排気通路
２０ ウエストゲートバルブ
２１ 触媒
３３ 排気ガスセンサ
３５ 湿度センサ
４０ ヒータ
５０ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 内燃機関の排気系に設けられたセンサに対する制御を行う内燃機関のセンサ制御装置であって、
   前記センサ周辺の排気ガスの湿度を取得する湿度取得手段と、
   前記湿度の変動に基づいて、前記センサを加熱するヒータに対する制御を開始するヒータ制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関のセンサ制御装置。
2. 前記ヒータ制御手段は、前記内燃機関の始動後において、前記湿度の変動が所定範囲内になった際に、前記ヒータに対する制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のセンサ制御装置。
3. 前記湿度の変動に基づいて、前記内燃機関における過給を禁止する制御を行う過給禁止手段を備え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センサ制御装置。
4. 前記湿度の変動に基づいて、前記内燃機関から排出される排気ガスを加熱するための制御を行う排気加熱制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関のセンサ制御装置。
5. 前記排気加熱制御手段は、前記湿度の変動が所定範囲内にあり、且つ触媒が暖機した際に、前記排気ガスを加熱するための制御を終了することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のセンサ制御装置。
6. 前記排気加熱制御手段は、点火時期遅角制御、排気弁の早開き制御、及びウエストゲートバルブを開にする制御のうちの少なくともいずれかを実行することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関のセンサ制御装置。

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