JP2010090839A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化触媒を速やかに暖機でき、かつ暖機に使用される燃料量を低減することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】排気通路４に設けられた排気浄化触媒５を備え、ハイブリッド車両１００に第２ＭＧ１０２とともに動力源として搭載される内燃機関１に適用され、内燃機関１から動力を出力させるべき出力要求時に各気筒２に供給すべき通常時燃料量を算出し、算出した通常時燃料量の燃料が各気筒２にそれぞれ供給されるように燃料供給装置１２が制御される制御装置において、排気浄化触媒５を暖機すべき所定の触媒暖機条件が成立した場合、休止気筒に設定された一部の気筒２に対する燃料の供給が停止され、かつ残りの稼動気筒に対しては通常時燃料量より少ない暖機時燃料量の燃料が供給されるように燃料供給装置１２が制御されるとともに、休止気筒の吸気弁９及び排気弁１０が閉弁状態に保持されるように動弁機構１１が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の気筒と、排気通路に設けられた排気浄化触媒とを備え、ハイブリッド車両に電動機とともに動力源として搭載される内燃機関に適用される制御装置に関する。

内燃機関に設けられる排気浄化用の触媒は、所定の温度範囲内において浄化性能を適正に発揮することが知られている。そのため、触媒の温度がその所定の温度範囲の下限値より低い場合は触媒を所定の温度範囲内に速やかに昇温する必要がある。例えば、一方のバンクの気筒の排気を浄化する第１の触媒と、他方のバンクの気筒の排気を浄化する第２の触媒とを備え、運転状況に応じて一部の気筒を休止させる減筒運転を行う内燃機関と、モータジェネレータとを備えたハイブリッドシステムの制御装置において、内燃機関が減筒運転から全気筒運転に移行した後、一部の気筒の点火時期を遅角させて第１の触媒を暖機する制御装置が知られている（特許文献１参照）。また、始動直後の冷機時などに点火時期を遅角制御する点火遅角制御と一部の気筒への燃料噴射を停止する減筒運転とを同時に実施し、これにより排ガス浄化用触媒の上流側の排気管内で後燃えを発生させ、その燃焼熱で触媒を早期に暖機する排ガス浄化用触媒の早期暖機制御装置が知られている（特許文献２参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献３、４が存在する。

特開２００５−３５１１３４号公報 特開２００１−１８２６０１号公報 特開２００４−１３７９６９号公報 実開平４−３７８２６号公報

特許文献１の装置では、減筒運転中は一方のバンクの気筒が全て休止されるので、その期間中は第１の触媒が冷却される。そのため、全気筒運転への移行後、第１の触媒の暖機に時間がかかるおそれがある。特許文献２の装置では、排気浄化触媒上流側の排気管内で後燃えを発生させる必要があるため、空燃比が理論空燃比よりリッチな排気が気筒から排出されるように気筒内に燃料を供給する必要がある。そのため、排気浄化触媒を暖機するために多くの燃料が消費されて燃費が悪化するおそれがある。

そこで、本発明は、排気浄化触媒を速やかに暖機でき、かつ暖機に使用される燃料量を低減することが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、複数の気筒と、各気筒に供給される燃料の量を気筒毎に変更可能な燃料供給手段と、前記複数の気筒の吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉駆動するとともに前記複数の気筒のうち休止気筒に設定される一部の気筒の吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁を閉弁状態に保持可能な動弁機構と、前記複数の気筒と接続された排気通路に設けられた排気浄化触媒と、を備え、ハイブリッド車両に電動機とともに動力源として搭載される内燃機関に適用され、前記内燃機関から動力を出力させるべき出力要求時に前記内燃機関の運転状態に基づいて各気筒に供給すべき通常時燃料量を算出し、算出した前記通常時燃料量の燃料が各気筒にそれぞれ供給されるように前記燃料供給手段を制御する制御手段を備えた制御装置において、前記制御手段は、前記排気浄化触媒を暖機すべき所定の触媒暖機条件が成立した場合、前記休止気筒に対する燃料の供給が停止され、かつ前記休止気筒以外の稼動気筒に対しては前記通常時燃料量より少ない所定の暖機時燃料量の燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御するとともに、前記休止気筒の吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁が閉弁状態に保持されるように前記動弁機構を制御する（請求項１）。

本発明の制御装置によれば、排気浄化触媒の暖機時には通常時燃料量より少ない暖機時燃料量の燃料が稼動気筒に供給されるので、排気浄化触媒の暖機に使用される燃料量を低減することができる。また、休止気筒においては吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁が閉弁状態に保持されるので、休止気筒を介して排気通路に空気が流入することを防止できる。これにより稼動気筒から排出された排気が冷却されることを抑制できるので、排気浄化触媒を速やかに暖機できる。

本発明の制御装置の一形態においては、前記所定の暖機時燃料量として、前記燃料供給手段が変更可能な燃料量の範囲の下限値が設定されていてもよい（請求項２）。この場合、排気浄化触媒の暖機に使用される燃料量をさらに低減できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記電動機から出力された動力のみにて前記車両を走行させるべきモータ走行条件が成立した場合に前記所定の触媒暖機条件が成立したと判断してもよい（請求項３）。電動機の動力のみで車両を走行させる場合は内燃機関の動力が不要となるが、内燃機関を停止させると排気浄化触媒の温度が低下する。そこで、モータ走行条件が成立した場合には、一部の休止気筒を休止させ、稼動気筒には暖機時燃料量の燃料を供給する。これにより、内燃機関で発生するトルクを抑えつつ排気浄化触媒の温度低下を抑制することができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記排気浄化触媒は、各気筒に対して各気筒から排出された排気が前記排気浄化触媒に到達するまでに流通する排気流通距離が互いに異なるように設けられ、前記稼動気筒は、前記排気流通距離が最も短い気筒であってもよい（請求項４）。気筒から排気通路に排出された排気は、放熱によって徐々に冷却される。そのため、このような気筒を稼動気筒に設定することにより、稼動気筒から排出された排気が放熱により冷却されることを抑制できる。従って、排気浄化触媒を速やかに暖機できる。

本発明の制御装置の一形態においては、アクセル開度に基づいてドライバから要求されている要求トルクを算出する要求トルク算出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記所定の触媒暖機条件が成立し、かつ前記要求トルクが前記電動機の出力可能なトルク範囲の上限値に基づいて設定された所定の判定トルク以上の場合、前記稼動気筒に対して前記通常時燃料量の燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御してもよい（請求項５）。このように燃料量を変更することにより、電動機及び内燃機関から出力されるトルクの合計が要求トルクに対して不足することを防止できる。

この形態において、前記排気浄化触媒は、各気筒に対して各気筒から排出された排気が前記排気浄化触媒に到達するまでに流通する排気流通距離が互いに異なるように設けられ、前記稼動気筒は、前記複数の気筒のうち前記排気流通距離が最も短い気筒であってもよい（請求項６）。この場合、稼動気筒から排出された気筒が放熱によって冷却されることを抑制できる。

本発明の制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記所定の触媒暖機条件が成立し、かつ前記要求トルクが前記所定の判定トルク以上の場合、前記要求トルクの増加に応答して前記稼動気筒の数が漸次増加するように前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替えてもよい（請求項７）。このように稼動気筒の数を漸次増加させることにより、電動機及び内燃機関から無駄にトルクが出力されることを防止しつつ電動機及び内燃機関から出力されるトルクの合計が要求トルクに対して不足することを防止できる

この形態において、前記制御手段は、前記要求トルクの増加に応答して前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替える場合、前記排気流通距離が長い気筒ほどその切り替え時期が後になるように前記排気流通距離が２番目に短い気筒から順に前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替えてもよい（請求項８）。このように排気流通距離の短い気筒から順に稼動気筒に切り替えることにより、排気浄化触媒に温度の低い排気が流入することを抑制できる。そのため、排気浄化触媒を速やかに暖機できる。

以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、通常時燃料量より少ない暖機時燃料量の燃料が稼動気筒に供給され、また休止気筒においては吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁が閉弁状態に保持される。そのため、排気浄化触媒を速やかに暖機でき、かつその暖機に使用される燃料量を低減できる。

図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部の概略を示している。また、図２は、その内燃機関が搭載された車両の要部の概略を示している。図１に示したように内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両１００に走行用動力源として搭載されるものであり、４つの気筒２が一列に並べられた火花点火式の４サイクル内燃機関である。なお、各気筒２にはそれらの並び方向一端から他端に向かって＃１〜＃４の気筒番号を付して互いに区別する。各気筒２にはそれぞれ吸気通路３及び排気通路４が接続されている。排気通路４には排気を浄化する排気浄化触媒５が設けられている。排気浄化触媒５としては、例えば三元触媒などが用いられる。排気浄化触媒５は、気筒２から排出された排気が排気浄化触媒５に到達するまでに流通する距離（以下、排気流通距離と称することがある。）が各気筒２に対して互いに異なる位置に設けられている。図１から明らかなように排気流通距離は、＃４の気筒２が最も短く、＃３、＃２、＃１の順に長くなる。

図３は、＃１の気筒２の断面を示している。なお、図示は省略したが＃２〜＃４の気筒２も同様に構成されている。図３に示したように気筒２にはピストン６が往復動自在に挿入され、そのピストン６はコネクティングロッド７を介してクランク軸１ａ（図２参照）と連結されている。また、気筒２には、気筒２内の燃料混合気に点火するための点火プラグ８と、吸気通路３と気筒２との間を開閉する吸気弁９と、排気通路４と気筒２との間を開閉する排気弁１０とが設けられている。各気筒２の吸気弁９及び排気弁１０は動弁機構１１にて開閉駆動される。動弁機構１１は、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程を生じさせるべく吸気弁９及び排気弁１０のそれぞれの開閉が所定のクランク角で行われるように吸気弁９及び排気弁１０を開閉駆動する制御（以下、通常制御と称することがある。）と、吸気弁９及び排気弁１０がそれぞれ閉弁状態に維持される制御（以下、閉弁制御と称することがある。）と、を気筒２毎に切り替えて実行することができる。このような動弁機構１１としては例えば電磁コイルで弁を開閉駆動する電磁駆動機構が設けられる。また、図１に示したようにエンジン１には燃料供給手段としての燃料供給装置１２が設けられている。燃料供給装置１２は、各気筒２の吸気ポート３ａにそれぞれ設けられたインジェクタ１３と、各インジェクタ１３に供給される高圧の燃料が貯留されるデリバリパイプ１４とを備えている。

点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ２０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だ周知のコンピュータユニットとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のものである。ＥＣＵ２０は、例えばエンジン１の運転状態に基づいて各気筒２に供給すべき燃料量（以下、通常時燃料量と称することがある。）を算出し、その算出した通常時燃料量の燃料が各気筒２にそれぞれ供給されるように各インジェクタ１３の動作を制御する。また、ＥＣＵ２０は、気筒２内の燃料混合気が適切な時期に燃焼するように各点火プラグ８の動作を制御する。この他、ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態に応じて各気筒２の吸気弁９及び排気弁１０に対してそれぞれ通常制御又は閉弁制御のいずれの制御を適用すべきか判断し、判断結果に基づいて動弁機構１１を制御する。ＥＣＵ２０には、エンジン１の運転状態及び車両の走行状態を検出するためのセンサとしてエンジン１の機関回転速度に対応する信号を出力するクランク角センサ２１、及び車両１００の速度に対応する信号を出力する車速センサ２２（図２参照）等が接続されている。この他にもＥＣＵ２０に各種センサが接続されているが、それらの図示は省略した。

次に車両１００について説明する。図２に示したようにエンジン１が搭載された車両１００には、それぞれ電動機及び発電機として機能する第１モータジェネレータ（ＭＧ）１０１及び第２モータジェネレータ（ＭＧ）１０２が搭載されている。第１ＭＧ１０１は主に発電機として機能する。第２ＭＧ１０２は主に電動機として機能し、走行用動力源となる。すなわち、車両１００は、エンジン１及び第２ＭＧ１０２が走行用動力源として搭載されたハイブリッド車両として構成されている。このように走行用動力源になることにより、第２ＭＧ１０２が本発明の電動機に相当する。エンジン１のクランク軸１ａ、第１ＭＧ１０１の出力軸、及び第２ＭＧ１０２の出力軸は、動力分割機構１０３に接続されている。動力分割機構１０３は、エンジン１、第１ＭＧ１０１、及び第２ＭＧ１０２の接続状態を切り替えてエンジン１、第１ＭＧ１０１、及び第２ＭＧ１０２から出力された動力の伝達先を切り替える周知のものである。動力分割機構１０３は、例えば遊星歯車機構で構成される。動力分割機構１０３から出力された動力は、減速機１０４を介して車両１００の駆動輪１０５に伝達される。

第１ＭＧ１０１、第２ＭＧ１０２、及び動力分割機構１０３の動作はモータジェネレータコントロールユニット（ＭＧＣＵ）１１０にてそれぞれ制御される。ＭＧＣＵ１１０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だコンピュータとして構成され、例えば要求される駆動力及び第１ＭＧ１０１、第２ＭＧ１０２に接続されたバッテリ（不図示）の充電状態などに基づいて第１ＭＧ１０１及び第２ＭＧ１０２が電動機又は発電機として機能するようにその動作を切り替える。この際、ＭＧＣＵ１１０は、インバータ１１１を介して各ＭＧ１０１、１０２の動作を制御する。図２に示したようにＭＧＣＵ１１０は、ＥＣＵ２０と互いの情報を共有可能なように接続されている。ＭＧＣＵ１１０は、例えば車両の加速時にエンジン１の出力及び第２ＭＧ１０２の出力の両方が駆動輪１０５に伝達されるように動力分割機構１０３の動作を制御するとともに第２ＭＧ１０２を電動機として機能させる。また、ＭＧＣＵ１１０は、車両１００の車速が予め設定された判定速度以下の場合、第２ＭＧ１０２の出力のみで車両１００が走行するように動力分割機構１０３及び第２ＭＧ１０２の動作を制御するとともにＥＣＵ２０に対してエンジン１の停止を要求する。以下、この制御をモータ走行制御と称することがある。この他、ＭＧＣＵ１１０は車両の走行状態などに応じて各ＭＧ１０１、１０２の動作を制御するが、これら制御方法は周知の制御方法と同様でよいため、詳細な説明は省略する。ＭＧＣＵ１１０には、アクセルペダルの開度に対応する信号を出力するアクセル開度センサ１１２が接続されている。

周知のように排気浄化触媒５は、所定の温度範囲内において高い排気浄化性能を発揮する。そこで、ＥＣＵ２０は、排気浄化触媒５の温度が温度範囲の下限温度未満の場合及び排気浄化触媒５の温度が下限温度未満に低下すると予測される場合、排気浄化触媒５の暖機を行うべくエンジン１の運転状態を制御する。この際、ＥＣＵ２０は、＃１〜＃３の気筒２が休止し、＃４の気筒２のみが運転されるように点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作を制御する。具体的に説明すると＃１〜＃３の各気筒２に対しては閉弁制御が適用され、かつ点火プラグ８及びインジェクタ１３の動作がそれぞれ禁止される。一方、＃４の気筒２に対しては通常制御が適用され、かつ点火プラグ８の動作が許可される。また、＃４の気筒２のインジェクタ１３は、エンジン１の運転状態や車両１００の走行状態に拘わらず所定の暖機時燃料量の燃料を噴射するように制御される。排気浄化触媒５の暖機のみが目的の場合は、燃料を燃焼させて高温の排気を発生させることができればよくエンジン１の出力トルクを考慮しなくてもよい。そこで、暖機時燃料量には、通常時燃料量として算出される燃料量の下限値より少ない値が設定される。具体的には、例えばインジェクタ１３が調整可能な燃料量の範囲の下限値が設定される。以下、このように＃４の気筒２のみが暖機燃料量の燃料で運転する制御を触媒暖機制御と称することがある。

図４は、排気浄化触媒５の暖機を行うべくエンジン１の運転状態に拘わりなくＥＣＵ２０が動作中に所定の周期で繰り返し実行する触媒暖機制御ルーチンを示している。図４の触媒暖機制御ルーチンにおいてＥＣＵ２０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態及び車両１００の走行状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、及びアクセル開度などが取得される。車両１００の走行状態としては、例えば車速、及びドライバから車両に要求されている要求トルクなどが取得される。要求トルクは、例えばアクセル開度に基づいて算出される。このように要求トルクを算出することにより、ＥＣＵ２０が本発明の要求トルク算出手段として機能する。

次のステップＳ１２においてＥＣＵ２０は、所定の触媒暖機条件が成立したか否か判断する。例えば、エンジン１が長時間停止していた場合は排気浄化触媒５の温度が下限温度未満に低下するため、このような状態からエンジン１が始動された場合いわゆる冷間始動時には排気浄化触媒５の暖機が必要となる。また、モータ走行制御が実行されている場合は、ＭＧＣＵ１１０からエンジン１の停止が要求される。エンジン１を停止させると排気浄化触媒５への排気の流入が止まるため、排気浄化触媒５の温度が下限温度未満に低下すると予測される。そこで、ＥＣＵ２０は、冷間始動時やモータ走行制御の実行時などに所定の触媒暖機条件が成立したと判断する。触媒暖機条件が不成立と判断した場合は、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、触媒暖機条件が成立したと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ２０は要求トルクが予め設定された暖機制御判定トルク以上か否か判断する。暖機制御判定トルクは、第２ＭＧ１０２が出力可能なトルク範囲の上限値に基づいて設定され、例えばそのトルク範囲の上限値が設定される。また、そのトルク範囲の上限値よりも若干小さいトルクが設定されてもよい。要求トルクが暖機制御判定トルク未満であると判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ２０は触媒暖機制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、要求トルクが暖機制御判定トルク以上と判断した場合はステップＳ１５に進み、ＥＣＵ２０は要求トルクが予め設定された第１判定トルクより大きいか否か判断する。第１判定トルクには、例えば＃１〜＃３の気筒２が休止されるとともに＃４の気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転された状態のエンジン１が出力可能なトルクの上限と第２ＭＧ１０２が出力可能なトルク範囲の上限値とを合計した値が設定される。要求トルクが第１判定トルク以下と判断した場合はステップＳ１６に進み、ＥＣＵ２０は＃１〜＃３の気筒２が休止されるとともに＃４の気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転されるように点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作を制御する１気筒運転制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、要求トルクが第１判定トルクより大きいと判断した場合はステップＳ１７に進み、ＥＣＵ２０は要求トルクが予め設定された第２判定トルクより大きいか否か判断する。第２判定トルクには、例えば＃１及び＃２の気筒２が休止されるとともに＃３及び＃４の気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転された状態のエンジン１が出力可能なトルクの上限と第２ＭＧ１０２が出力可能なトルク範囲の上限値とを合計した値が設定される。要求トルクが第２判定トルク以下と判断した場合はステップＳ１８に進み、ＥＣＵ２０は＃１及び＃２の気筒２が休止されるとともに＃３及び＃４の気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転されるように点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作を制御する２気筒運転制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、要求トルクが第２判定トルクより大きいと判断した場合はステップＳ１９に進み、ＥＣＵ２０は要求トルクが予め設定された第３判定トルクより大きいか否か判断する。第３判定トルクには、例えば＃１の気筒２のみが休止されるとともに＃２〜＃４の各気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転された状態のエンジン１が出力可能なトルクの上限と第２ＭＧ１０２が出力可能なトルク範囲の上限値とを合計した値が設定される。要求トルクが第３判定トルク以下と判断した場合はステップＳ２０に進み、ＥＣＵ２０は＃１の気筒２のみが休止されるとともに＃２〜＃４の各気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されて運転されるように点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作を制御する３気筒運転制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

一方、要求トルクが第３判定トルクより大きいと判断した場合はステップＳ２１に進み、ＥＣＵ２０は＃１〜＃４の各気筒２に通常時燃料量の燃料が供給されてこれらの気筒２が運転されるように点火プラグ８、動弁機構１１、及びインジェクタ１３の動作を制御する全気筒運転制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

本発明の制御装置によれば、触媒暖機条件が成立した場合は触媒暖機制御が実行される。触媒暖機制御では、排気流通距離が最も短い＃４の気筒２のみが運転され、他の＃１〜＃３の気筒２は吸気弁９及び排気弁１０が閉弁状態に維持されて休止される。そのため、＃４の気筒２から排出された排気が他の＃１〜＃３の気筒２から排出された空気で冷却されたり排気通路４を流れる間に放熱で冷却されることを抑制できる。そのため、＃４の気筒２で発生した排気を高温のまま排気浄化触媒５に流入させることができる。また、＃４の気筒２には暖機時燃料量の燃料が供給されるので、＃４の気筒２の運転に消費される燃料量を低減できる。そのため、排気浄化触媒５の暖機に使用される燃料量を低減しつつ排気浄化触媒５を速やかに暖機することができる。

また、本発明の制御装置では、まず要求トルクが暖機制御判定トルク以上になると運転している＃４の気筒２の燃料量を暖機時燃料量から通常時燃料量に切り替え、その後要求トルクの増加に応答して漸次運転している気筒（稼動気筒）が増加するように休止している気筒（休止気筒）を稼動気筒に切り替える。このように＃４の気筒２に供給する燃料量を変更したり、稼動気筒の数を増加させたりすることにより、第２ＭＧ１０２及びエンジン１から出力されるトルクの合計が要求トルクに対して不足することを防止できる。休止気筒を稼動気筒に切り替える場合は、排気流通距離が短い気筒２から稼動気筒に切り替えられるので、稼動気筒から排出された排気が排気通路４で放熱により冷却されることを抑制できる。これにより排気浄化触媒５に温度の低い排気が流入することを抑制できるので、排気浄化触媒５を速やかに暖機できる。

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、本発明が適用される内燃機関は吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射の内燃機関に限定されず、気筒内に直接燃料を噴射するいわゆる直噴式の内燃機関に適用してもよい。また、本発明が適用される内燃機関の動弁機構は、電磁駆動式のものに限定されない。また、吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方を閉弁状態に保持することにより排気通路への空気の流入を防止できるので、吸気弁及び排気弁の両方を閉弁状態に保持できなくてもよい。そのため、吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方に対して通常制御及び閉弁制御の切り替えを行え、かつその切り替えを気筒毎に変更可能な種々の動弁機構を備えた内燃機関に本発明を適用してよい。

触媒暖機制御時は、燃料混合気への点火時期を遅角させてもよい。この場合、運転している気筒から排気通路により高温の排気を供給できるので、さらに速やかに排気浄化触媒を暖機することができる。

本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の要部の概略を示す図。 図１の内燃機関が搭載された車両の概略を示す図。 図１の内燃機関の気筒の断面を示す図。 ＥＣＵが実行する触媒暖機制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
４ 排気通路
５ 排気浄化触媒
９ 吸気弁
１０ 排気弁
１１ 動弁機構
１２ 燃料供給装置（燃料供給手段）
２０ エンジンコントロールユニット（制御手段、要求トルク算出手段）
１００ 車両
１０２ 第２モータジェネレータ（電動機）

Claims (8)

1. 複数の気筒と、各気筒に供給される燃料の量を気筒毎に変更可能な燃料供給手段と、前記複数の気筒の吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉駆動するとともに前記複数の気筒のうち休止気筒に設定される一部の気筒の吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁を閉弁状態に保持可能な動弁機構と、前記複数の気筒と接続された排気通路に設けられた排気浄化触媒と、を備え、ハイブリッド車両に電動機とともに動力源として搭載される内燃機関に適用され、
   前記内燃機関から動力を出力させるべき出力要求時に前記内燃機関の運転状態に基づいて各気筒に供給すべき通常時燃料量を算出し、算出した前記通常時燃料量の燃料が各気筒にそれぞれ供給されるように前記燃料供給手段を制御する制御手段を備えた制御装置において、
   前記制御手段は、前記排気浄化触媒を暖機すべき所定の触媒暖機条件が成立した場合、前記休止気筒に対する燃料の供給が停止され、かつ前記休止気筒以外の稼動気筒に対しては前記通常時燃料量より少ない所定の暖機時燃料量の燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御するとともに、前記休止気筒の吸気弁及び排気弁の少なくともいずれか一方の弁が閉弁状態に保持されるように前記動弁機構を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記所定の暖機時燃料量として、前記燃料供給手段が変更可能な燃料量の範囲の下限値が設定されている請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記電動機から出力された動力のみにて前記車両を走行させるべきモータ走行条件が成立した場合に前記所定の触媒暖機条件が成立したと判断する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記排気浄化触媒は、各気筒に対して各気筒から排出された排気が前記排気浄化触媒に到達するまでに流通する排気流通距離が互いに異なるように設けられ、
   前記稼動気筒は、前記排気流通距離が最も短い気筒である請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. アクセル開度に基づいてドライバから要求されている要求トルクを算出する要求トルク算出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記所定の触媒暖機条件が成立し、かつ前記要求トルクが前記電動機の出力可能なトルク範囲の上限値に基づいて設定された所定の判定トルク以上の場合、前記稼動気筒に対して前記通常時燃料量の燃料が供給されるように前記燃料供給手段を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記排気浄化触媒は、各気筒に対して各気筒から排出された排気が前記排気浄化触媒に到達するまでに流通する排気流通距離が互いに異なるように設けられ、
   前記稼動気筒は、前記複数の気筒のうち前記排気流通距離が最も短い気筒である請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記所定の触媒暖機条件が成立し、かつ前記要求トルクが前記所定の判定トルク以上の場合、前記要求トルクの増加に応答して前記稼動気筒の数が漸次増加するように前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替える請求項５又は６に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記制御手段は、前記要求トルクの増加に応答して前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替える場合、前記排気流通距離が長い気筒ほどその切り替え時期が後になるように前記排気流通距離が２番目に短い気筒から順に前記休止気筒を前記稼動気筒に切り替える請求項７に記載の内燃機関の制御装置。

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