JP2014159789A - 内燃機関の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気流量に比例して排気加熱装置の着火手段の発熱部の温度低下量を設定した場合、燃料の着火燃焼を確実に行うことができない。
【解決手段】燃料添加弁２７とこの燃料添加弁からの燃料を着火させるための発熱部２８ａを有するグロープラグ２８とを排気加熱装置２５が含む本発明による内燃機関の運転制御装置は、発熱部に供給される目標電力量を設定する目標電力量設定部１５ｊと、発熱部の周囲を流れる排気の流量を取得するためのエアーフローメーター１８と、目標電力量設定部にて設定された目標電力量を取得した排気の流量に応じて補正する目標電力量補正部１５ｋとを具え、この目標電力量補正部は、設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以下の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以上の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関と排気浄化装置との間の排気通路に燃料を添加してこれを着火燃焼させることにより、排気浄化装置に導かれる排気を加熱する排気加熱装置が組み込まれた内燃機関の運転制御装置に関する。

近年、内燃機関に対する厳しい排気規制に対処するため、内燃機関の始動時に排気浄化装置の活性化を促進させたり、内燃機関の運転中にその活性状態を維持したりすることが必要となっている。このため、排気浄化装置よりも上流側の排気通路に排気加熱装置を組み込んだ内燃機関が特許文献１などで提案されている。この排気加熱装置は、排気中に加熱ガスを生成し、この生成された加熱ガスを下流側の排気浄化装置に供給することにより、排気浄化装置の活性化を促進させたり、活性状態を維持するものである。このため、排気加熱装置は、燃料を加熱して着火させることにより、加熱ガスを生成させるグロープラグなどの着火手段と、この着火手段の発熱部に向けて燃料を噴射する燃料添加弁とを一般的に有する。

なお、特許文献１に開示された従来の排気加熱装置においては、排気浄化装置の暖機が必要となった場合に着火手段の発熱部を予熱温度まで上昇させた後、燃料加熱装置による排気の加熱が可能な運転状態になった場合、燃料が着火可能な温度にまで発熱部を昇温させるようにしている。

排気加熱装置における着火手段の発熱部は、排気通路にさらされた状態となっているため、この発熱部の周囲を流れる排気によって冷却される傾向を持つ。このため、発熱部に与えるべき予熱温度や着火温度は、排気通路を流れる排気の温度およびその流量などに応じて補正する必要がある。このため、従来では、発熱部から排気通路を画成する排気管への直接的な熱伝導および輻射熱伝導に加え、発熱部の周囲の排気の対流に伴う熱伝導ならびに燃料の気化潜熱を考慮に入れて上述した予熱温度および着火温度を補正している。

国際公開ＷＯ２０１１−１２５０８９Ａ１

前述したように、排気加熱装置における着火手段の発熱部を予熱温度や着火温度に加熱する場合、車両の運転状態などに応じて目標となる予熱温度や着火温度を補正する必要がある。しかしながら、排気温や排気流量が同じであっても、着火手段の発熱部に与える電力量によって発熱部の温度低下量が相違してしまうことが本発明者らの多くの実験結果から判明した。

エンジン停止状態、つまり排気流量が毎秒０グラムの状態における着火手段の発熱部に対する投入電力量と、発熱部の温度との関係を図３に示す。この図３からも明らかなように、着火手段の発熱部に対する投入電力量に対し、発熱部の温度はほぼ比例関係にある。ここで、排気流量がそれぞれ毎秒１０グラム，２０グラム，３０グラムの場合において、投入電力量と、排気流量が毎秒０グラムの状態における発熱部の温度に対する温度低下量との関係を図４に示す。この図４から、排気流量と発熱部の温度降下量とが比例していないことを理解されよう。すなわち、投入電力量がほぼ５０ワット前後までは発熱部の温度降下量が投入電力量の増大に伴って増大するのに対し、投入電力量がほぼ５０ワット前後を超えてほぼ８０ワットまでは発熱部の温度降下量が投入電力量の増大に伴って漸減し、投入電力量がほぼ８０ワット前後を超えると、発熱部の温度低下量が投入電力量の増大に関係なくほぼ一定となっていることがわかる。

従って、単に排気流量に比例して発熱部の温度低下量を設定しただけでは、発熱部の温度を正確に設定することができず、場合によっては目標温度に達していない状態となるため、燃料の着火燃焼を確実に行うことが不可能となる。結果として、燃料の無駄な消費に加え、未燃状態の燃料の排出に伴うエミッションの悪化を招来するおそれがあった。

本発明の目的は、排気加熱装置の着火手段の発熱部の温度を従来のものよりも、より正確に制御し得る内燃機関の運転制御装置を提供することにある。

本発明は、内燃機関からの排気を浄化するための排気浄化装置と、この排気浄化装置に流入する排気を加熱して当該排気浄化装置を暖機するための排気加熱装置とを具え、前記排気加熱装置が前記内燃機関から前記排気浄化装置に至る排気通路に燃料を添加するための燃料添加弁と、この燃料添加弁から前記排気通路に添加された燃料を着火させるための発熱部を有する着火手段とを含む内燃機関の運転制御装置であって、前記発熱部に供給される目標電力量を設定する目標電力量設定部と、前記発熱部の周囲を流れる排気の流量を取得するための排気流量取得手段と、この排気流量取得手段にて取得した排気の流量に応じて前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量を補正する目標電力量補正部とをさらに具え、この目標電力量補正部は、前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以下の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以上の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させることを特徴とするものである。

本発明によると、目標電力量設定部が着火手段の発熱部に供給される目標電力量を設定し、排気流量取得手段が発熱部の周囲を流れる排気の流量を取得し、目標電力量補正部が設定された目標電力量を取得した排気の流量に応じて補正する。より具体的には、設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以下の場合、目標電力量補正部はこの目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させる。逆に、設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以上の場合、目標電力量補正部はこの目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させる。

本発明による内燃機関の運転制御装置において、排気加熱装置による排気浄化装置の暖機の必要性の有無を判定する暖機判定部と、排気加熱装置を作動させるべき運転状態にあるか否かを判定する排気加熱判定部とをさらに具え、目標電力量設定部は、暖機判定部にて排気浄化装置の暖機が必要であると判定した場合に予熱用の目標電力量を設定する一方、排気加熱判定手段にて排気加熱装置を作動させることができると判定した場合に予熱用の目標電力量よりも大きな着火用の目標電力量を設定することができる。

この場合、あらかじめ設定した電力量が予熱用の目標電力量の最大値と、着火用の目標電力量の最小値とにそれぞれ対応し、目標電力量補正部は、発熱部に供給される電力量が予熱用の目標電力量の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、発熱部に供給される電力量が着火用の目標電力量の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させるものであってよい。

この場合、着火用の目標電力量の最小値が予熱用の目標電力量の最大値よりも大きく設定されていることが有効である。

本発明によると、排気加熱装置の着火手段の発熱部の温度を従来のものよりもより正確に昇温させることによって、無駄な電力消費を抑えると同時にエミッションの悪化を防ぐことができる。

排気浄化装置の暖機が必要な場合に予熱用の目標電力量を設定するようにした場合、無駄な電力消費を抑制すると共に排気加熱装置が作動可能となってから実際に燃料を着火燃焼させるまでの時間を短縮させることができる。特に、予熱用の目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、着火用の目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させた場合、上述した本発明の効果をより高めることが可能となる。

着火用の目標電力量の最小値を予熱用の目標電力量の最大値よりも大きく設定した場合、温度降下量が相対的に大きくなる投入電力量の領域を使用しないようにすることができるので、上述した本発明の効果をさらに一層高めることが可能である。

本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関を組み込んだ車両に適用した一実施形態におけるエンジンシステムを模式的に表す概念図である。 図１に示した実施形態の制御ブロック図である。 エンジン停止状態における投入電力量と排気加熱装置の発熱部の温度との関係を表すグラフである。 排気流量が異なる３つの場合における投入電力量と、エンジン停止状態における排気加熱装置の発熱部の温度に対する温度降下量との関係をそれぞれ表すグラフである。 図１に示した実施形態における排気加熱装置の制御手順を表すフローチャートである。 図５に示したフラグリセットのサブルーチンにおける処理手順を表すフローチャートである。

本発明を圧縮点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に適用した一実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、要求される特性に応じてその構成を自由に変更することが可能である。例えば、ガソリンやアルコールまたはＬＮＧ（液化天然ガス）などを燃料としてこれを点火プラグにて着火させる火花点火式内燃機関に対しても本発明は有効である。

本実施形態におけるエンジンシステムの主要部を模式的に図１に示し、その主要部の制御ブロックを概略的に図２に示す。なお、図１にはエンジン１０の吸排気のための動弁機構や消音器の他に、このエンジン１０の補機として一般的な排気ターボ式過給機やＥＧＲ装置なども省略されている。また、エンジン１０の円滑な運転のために必要とされる各種センサー類もその一部が便宜的に省略されていることに注意されたい。

本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油またはバイオ燃料あるいはこれらの混合燃料を燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１０ａ内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火式の多気筒内燃機関である。しかしながら、本発明の特性上、単気筒の内燃機関であってもかまわない。

燃焼室１０ａにそれぞれ臨む吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂが形成されたシリンダーヘッド１２には、吸気ポート１２ａを開閉する吸気弁１３ａおよび排気ポート１２ｂを開閉する排気弁１３ｂを含む図示しない動弁機構が組み込まれている。燃焼室１０ａの上端中央に臨む先の燃料噴射弁１１もまた、これら吸気弁１３ａおよび排気弁１３ｂに挟まれるようにシリンダーヘッド１２に組み付けられている。燃料噴射弁１１から燃焼室１０ａ内に供給される燃料の量および噴射時期は、運転者によるアクセルペダル１４の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５により制御される。アクセルペダル１４の踏み込み量は、アクセル開度センサー１６により検出され、その検出情報がＥＣＵ１５に出力される。

ＥＣＵ１５は、周知のワンチップマイクロプロセッサーであり、図示しないデータバスにより相互接続されたＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリーおよび入出力インターフェースなどを含む。本実施形態におけるＥＣＵ１５は、アクセル開度センサー１６や後述する各種センサー類などからの情報に基づき、車両の運転状態を判定する運転状態判定部１５ａと、燃料噴射設定部１５ｂと、燃料噴射弁駆動部１５ｃとを有する。燃料噴射設定部１５ｂは、運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいて燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量や噴射時期を設定する。燃料噴射弁駆動部１５ｃは、燃料噴射設定部１５ｂにて設定された量の燃料が設定された時期に燃料噴射弁１１から噴射されるように、燃料噴射弁１１の作動を制御する。

シリンダーヘッド１２の吸気ポート１２ａに接続する吸気管１７は、吸気ポート１２ａと共に吸気通路１７ａを画成する。吸気管１７の上流側には、エアーフローメーター１８が取り付けられ、これによって検出された吸気流量に関する情報がＥＣＵ１５に出力される。ＥＣＵ１５は、エアーフローメーター１８からの検出情報などに基づき、燃料噴射弁１１からの燃料の噴射量の補正を行う。エアーフローメーター１８よりも下流側の吸気管１７には、吸気通路１７ａの開度を調整するためのスロットル弁１９とこれを駆動するためのスロットルアクチュエーター２０とが設けられている。

先のＥＣＵ１５は、スロットル開度設定部１５ｄと、アクチュエーター駆動部１５ｅとをさらに有する。スロットル開度設定部１５ｄは、アクセルペダル１４の踏み込み量に加え、先の運転状態判定部１５ａでの判定結果に基づいてスロットル弁１９の開度を設定する。アクチュエーター駆動部１５ｅは、このスロットル弁１９がスロットル開度設定部１５ｄにて設定された開度となるように、スロットルアクチュエーター２０の作動を制御する。

ピストン２１ａが往復動するシリンダーブロック２１には、連接棒２１ｂを介してピストン２１ａが連結されるクランク軸２１ｃの回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ１５に出力するクランク角センサー２２が取り付けられている。ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、このクランク角センサー２２からの情報に基づき、クランク軸２１ｃの回転位相やエンジン回転数の他に車両の走行速度などを実時間で把握する。

排気ポート１２ｂに連通するようにシリンダーヘッド１２に連結される排気管２３は、排気ポート１２ｂと共に排気通路２３ａを画成する。下流端側に取り付けられた図示しない消音器よりも上流側の排気管２３の途中には、燃焼室１０ａ内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置２４が取り付けられている。本実施形態における排気浄化装置２４は、少なくとも酸化触媒を含むが、この他にＤＰＦ(Diesel Particulate Filter)やＮＯ_Ｘ吸蔵触媒などを組み込むことも可能である。酸化触媒は、主として排気に含まれる未燃ＨＣなどを酸化、つまり燃焼させるためのものである。

先のＥＣＵ１５には、排気浄化装置２４の温度に基づいて後述する排気加熱装置２５による排気の加熱の必要性の有無を判定するための暖機判定部１５ｆが組み込まれている。このため、本実施形態では触媒温度センサー２６が酸化触媒に組み込まれ、その床温Ｔ_Ｃを検出してこれをＥＣＵ１５に出力する。運転状態判定部１５ａの暖機判定部１５ｆは、触媒温度センサー２６からの温度情報Ｔ_Ｃがあらかじめ設定された閾温度（以下、これを暖機開始判定温度と呼称する）Ｔ_ＣＬよりも低い場合、排気加熱装置２５を作動させて排気浄化装置２４を暖機する必要があると判定する。また、この触媒温度Ｔ_Ｃが酸化触媒の活性状態を維持し得るようなあらかじめ設定された閾温度（以下、これを目標触媒加熱温度Ｔ_ＣＨと呼称する）以上の場合、排気加熱装置２５を作動させる必要がないと判定する。なお、この触媒温度センサー２６に代えて排気浄化装置２４の入口側と出口側とにそれぞれ排気温センサーを配し、これら排気温センサーからの情報に基づいて排気加熱装置２５の温度を推定するようにしてもよい。

排気浄化装置２４よりも上流側の排気管２３の途中には、加熱ガスを生成してこれを下流側に配された排気浄化装置２４に供給し、酸化触媒の活性化および活性状態を維持するための排気加熱装置２５が配されている。本実施形態における排気加熱装置２５は、燃料添加弁２７と、グロープラグ２８とを具えている。

燃料添加弁２７は、基本的な構成が通常の燃料噴射弁１１と同じものであり、通電時間を制御することによって、任意の量の燃料を任意の時間間隔で排気通路２３ａにパルス状に供給することができるようになっている。

燃料添加弁２７から排気通路２３ａに供給される１回あたりの燃料の量は、エアーフローメーター１８によって検出される吸入空気量および空燃比を含む車両の運転状態に基づき、ＥＣＵ１５の燃料添加設定部１５ｇにより設定される。ＥＣＵ１５の燃料添加弁駆動部１５ｈは、燃料添加設定部１５ｇにて設定された量の燃料が設定された周期で燃料添加弁２７から噴射されるように、燃料添加弁２７の作動を制御する。

本発明における着火手段としてのグロープラグ２８は、図示しない車載電源にＥＣＵ１５のグロープラグ駆動部１５ｉを介して接続し、燃料添加弁２７から排気通路２３ａに添加された燃料を着火・燃焼させる。なお、本発明の着火手段として、グロープラグ２８に代えてセラミックヒーターなどを用いることも可能である。

上述した排気加熱装置２５とエンジン１０との間の排気管２３の途中には、排気加熱装置２５よりも上流側の排気通路２３ａを流れる排気温を検出してこれをＥＣＵ１５に出力する排気温センサー２９が配されている。

ＥＣＵ１５は、グロープラグ２８の発熱部２８ａに供給される目標電力量を設定する目標電力量設定部１５ｊと、目標電力量補正部１５ｋと、グロープラグ駆動部１５ｉとを具えている。目標電力量補正部１５ｋは、目標電力量設定部１５ｊにて設定された目標電力量を発熱部２８ａの周囲を流れる排気の流量に応じて補正するための補正電力量をグロープラグ駆動部１５ｉに出力する。グロープラグ駆動部１５ｉは、これら目標電力量設定部１５ｊおよび目標電力量補正部１５ｋからの出力に基づき、グロープラグ２８に対する投入電力量を制御する。

目標電力量設定部１５ｊは、排気温センサー２９による排気温情報と、ＥＣＵ１５の暖機判定部１５ｆからの信号とに基づき、発熱部２８ａの温度を着火温度Ｔ_ＧＨと予熱温度Ｔ_ＧＬと非加熱温度Ｔ_Ｎとの何れかとなるように、排気流量が０、すなわちエンジン停止状態における投入電力量を設定する。着火温度Ｔ_ＧＨは燃料が着火燃焼し得る温度であり、例えば１１００℃程度に設定され、本実施形態における予熱温度Ｔ_ＧＬは着火温度Ｔ_ＧＨよりも低い、例えば８００℃前後に設定される。グロープラグ２８の発熱部２８ａに対して電力を供給しない状態が非加熱温度Ｔ_Ｎに対応する。

発熱部２８ａの周囲を流れる排気の流量を取得するための本発明における排気流量取得手段は、吸気流量を取得する先のエアーフローメーター１８を流用し、このエアーフローメーター１８からの情報に基づいて排気流量を推定するようにしている。しかしながら、独立したエアーフローメーターをエンジン１０と排気加熱装置２５との間の排気管２３の途中に組み込むようにしてもよい。

目標電力量補正部１５ｋには、先の図４に示すようなマップが記憶されており、目標電力量設定部１５ｊにて設定された目標電力量と排気流量とに対応する温度降下量を打ち消すような補正電力量を設定してこれをグロープラグ駆動部１５ｉに出力する。この場合、補正後の最終的な目標電力量を発熱部２８ａの温度降下量が相対的に大きいほぼ３０〜６０Ｗの範囲から外れるように設定することが、無駄な電力消費を回避する上で重要である。換言すれば、予熱温度Ｔ_ＧＬに関する投入電力量は３０Ｗ以下か、６０Ｗ以上であることが好ましい。しかしながら、着火温度Ｔ_ＧＨに関する最終的な投入電力量が６０Ｗ未満となった場合、効率は悪いけれども絶対的な消費電力量が少なくなる利点に鑑み、この最終的な投入電力量がそのまま採用される。従って、目標電力量補正部１５ｋは、予熱温度Ｔ_ＧＬに対応する目標電力量が排気流量に応じてあらかじめ設定した電力量（例えば３０Ｗ）以下の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させ、逆に６０Ｗ以上の場合にはこの目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させるようになっている。また、着火温度Ｔ_ＧＨに対応する目標電力量が排気流量に応じてあらかじめ設定した電力量（例えば６０Ｗ）以上の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させるようになっている。

本実施形態においては、目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対して設定される投入電力量Ｗ_Ｓが３０〜６０Ｗの場合、投入電力量を３０Ｗに設定した場合のグロープラグ２８の発熱部２８ａの温度を予測する。そして、この予測温度と目標予熱温度Ｔ_ＧＬとの差（以下、これを目標予熱温度差と記述する）ΔＴがあらかじめ設定した値Ｔ_Ｒ、例えば６０度以下となる場合には、目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対して設定された投入電力量Ｗ_Ｓをそのまま採用する。しかしながら、目標予熱温度差ΔＴが６０度を越える場合には、投入電力量を３０Ｗに設定してグロープラグ２８の発熱部２８ａが目標予熱温度Ｔ_ＧＬよりも低くなってしまうけれども、効率のよい予熱が行われるようにする。このような電力補正を行うことにより、より正確に予熱温度Ｔ_ＧＬおよび着火温度Ｔ_ＧＨを維持することができ、無駄な電力消費を抑えると同時にエミッションの悪化をより確実に防ぐことが可能となる。

本実施形態においては、排気通路２３ａに添加した燃料が継続的に着火燃焼することができるような運転状態の場合（以下、これを燃料添加可能な運転状態と記述する）に上述した排気加熱処理が実行される。この燃料添加可能な運転状態は、エンジン１０のアイドル運転や低回転低負荷運転などの排気通路２３ａを流れる排気の流速が比較的低速の場合の運転状態が該当する。ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａは、排気加熱装置２５を作動させるべき運転状態にあるか否かを判定する本発明の排気加熱判定部として機能する。

このような本実施形態における排気加熱装置２５の制御手順を図５および図６を参照しながら説明すると、まず、Ｓ１１のステップにて触媒温度Ｔ_Ｃが暖機開始判定温度Ｔ_ＣＬ以下か否かを判定する。ここで、触媒温度Ｔ_Ｃが暖機開始判定温度Ｔ_ＣＬ以下である、すなわち排気浄化装置２４の暖機を行う必要があると判断した場合には、Ｓ１２のステップに移行して目標予熱温度Ｔ_ＧＬを設定する。この場合、目標予熱温度Ｔ_ＧＬは目標電力量設定部１５ｊにて設定された投入電力量と、目標電力量補正部１５ｋにて設定された補正電力量とを合算した値に対応するものとなる。

次に、Ｓ１３のステップにて目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対応した投入電力量Ｗ_Ｓが３０Ｗ以下であるか否かを判定する。ここで、投入電力量Ｗ_Ｓが３０Ｗ以下である、すなわち投入電力量Ｗ_Ｓを変更することなくそのまま採用することが好ましいと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行して投入電力量をＷ_Ｓに設定する。また、Ｓ１３のステップにて投入電力量Ｗ_Ｓが３０Ｗよりも大きいと判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行して目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対応した投入電力量Ｗ_Ｓが今度は６０Ｗ未満であるか否かを判定する。ここで、投入電力量Ｗ_Ｓが６０Ｗ以上である、すなわち目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対応した投入電力量Ｗ_Ｓをそのまま採用することが好ましいと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行する。

これに対し、Ｓ１５のステップにて投入電力量Ｗ_Ｓが６０Ｗ未満である、すなわち投入電力量Ｗ_Ｓを変更することが好ましいと判断した場合には、Ｓ１６のステップに移行して目標予熱温度差ΔＴを算出し、これが閾値Ｔ_Ｒ以下であるか否かをＳ１７のステップにて判定する。ここで、目標予熱温度差ΔＴが閾値Ｔ_Ｒ以下である、すなわちグロープラグ２８の発熱部２８ａをほぼ目標予熱温度Ｔ_ＧＬに近似させることができると判断した場合、投入電力量を目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対応した投入電力量Ｗ_Ｓに設定する。逆に、目標予熱温度差ΔＴが閾値Ｔ_Ｒよりも大きい、すなわち目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対応した投入電力量Ｗ_Ｓでは効率の悪い予熱となると判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行して投入電力量を３０Ｗに設定する。

このようにして目標予熱温度Ｔ_ＧＬに対する投入電力量を設定した後、Ｓ１９のステップに移行して予熱フラグがセットされているか否かを判定するが、最初は予熱フラグがセットされていないので、Ｓ２０のステップに移行する。ここで、グロープラグ２８の発熱部２８ａが目標予熱温度Ｔ_ＧＬとなるように、グロープラグ２８に対して設定された電力量が投入され、予熱フラグがセットされる。

しかる後、Ｓ２１のステップにて燃料添加が可能な運転状態であるか否かを判定する。ここで、燃料添加が可能な運転状態にあると判断した場合、Ｓ２２のステップに移行して目標着火温度Ｔ_ＧＨを設定する。この場合、目標着火温度Ｔ_ＧＨは目標電力量設定部１５ｊにて設定された投入電力量と、目標電力量補正部１５ｋにて設定された補正電力量とを合算した値に対応するものとなる。次に、Ｓ２３のステップにて着火フラグがセットされているか否かを判定するが、最初は着火フラグがセットされていないので、Ｓ２４のステップに移行する。ここで、グロープラグ２８の発熱部２８ａが目標着火温度Ｔ_ＧＨとなるように、グロープラグ２８に対して設定された電力量が投入され、着火フラグがセットされる。

しかる後、Ｓ２５のステップにて添加フラグがセットされているか否かを判定するが、最初は添加フラグかセットされていないので、Ｓ２６のステップに移行する。ここで、燃料噴射弁１１から排気通路２３ａに燃料が添加され、添加フラグがセットされる。より具体的には、目標着火温度Ｔ_ＧＨに達したグロープラグ２８の発熱部２８ａに向けて燃料が噴射され、これを着火・燃焼させることによって排気を加熱し、この加熱状態にある排気を排気浄化装置２４へと導いてその暖機を促進させる。次に、Ｓ２７のステップに移行して触媒温度Ｔ_Ｃが目標触媒加熱温度Ｔ_ＣＨ以上か否かを判定する。ここで、触媒温度Ｔ_Ｃが目標触媒加熱温度Ｔ_ＣＨ以上である、すなわち排気浄化装置２４の暖機が終了したと判断した場合には、Ｓ２８のステップに移行して燃料添加弁２７からの燃料の添加を終了すると共に排気グロープラグ２８に対する通電を止める。同時に、全フラグ（予熱フラグ，着火フラグ，添加フラグ）をそれぞれリセットした後、Ｓ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。

一方、Ｓ２７のステップにて触媒温度Ｔ_Ｃが目標触媒加熱温度Ｔ_ＣＨよりも低い、すなわち燃料の添加を継続する必要があると判断した場合には、Ｓ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。

また、Ｓ２１のステップにて燃料添加が可能な運転状態にはないと判断した場合には、Ｓ２９のステップに移行して添加フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、添加フラグがセットされている、すなわち燃料の添加を停止する必要があると判断した場合には、Ｓ３０のステップに移行して燃料添加弁２７からの燃料の添加を終了すると共に排気グロープラグ２８に対する通電を止める。同時に、全フラグをそれぞれリセットした後、Ｓ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。

さらに、Ｓ１１のステップにて触媒温度Ｔ_Ｃが暖機開始判定温度Ｔ_ＣＬよりも高い、すなわち排気浄化装置２４の暖機を行う必要がないと判断した場合には、Ｓ３１のフラグリセットのサブルーチンに移行する。 このサブルーチンの詳細は図６に示されており、まずＳ３１１のステップにて添加フラグがセットされているか否かを判定する。ここで添加フラグがセットされていると判断した場合には、Ｓ３１２のステップにて燃料添加弁２７からの燃料の添加を終了すると共にグロープラグ２８に対する通電を止める。さらに、セット状態にある全フラグをリセットした後、図５に示したメインのフローに戻る。

Ｓ３１１のステップにて添加フラグがセットされていないと判断した場合には、Ｓ３１３のステップに移行して今度は着火フラグがセットされているか否かを判定する。ここで着火フラグがセットされていると判断した場合には、Ｓ３１４のステップに移行してグロープラグ２８に対する通電を止めると共に着火フラグおよび予熱フラグをそれぞれリセットした後、メインのフローに戻る。

Ｓ３１３のステップにて着火フラグがリセットされていないと判断した場合には、Ｓ３１５のステップに移行して予熱フラグがセットされているか否かを判定する。ここで予熱フラグがセットされていると判断した場合には、Ｓ３１６のステップに移行してグロープラグ２８に対する通電を止めると共に予熱フラグをリセットした後、メインのフローに戻る。Ｓ３１５のステップにて予熱フラグがセットされていないと判断した場合には、何もせずにメインのフローに戻る。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

１０ エンジン
１５ ＥＣＵ
１５ａ 運転状態判定部
１５ｆ 暖機判定部
１５ｊ 目標電力量設定部
１５ｋ 目標電力量補正部
１８ エアーフローメーター
２４ 排気浄化装置
２５ 排気加熱装置
２６ 触媒温度センサー
２７ 燃料添加弁
２８ グロープラグ
２８ａ 発熱部
Ｔ_ＧＬ 予熱温度
Ｔ_ＧＨ 着火温度

Claims (4)

1. 内燃機関からの排気を浄化するための排気浄化装置と、この排気浄化装置に流入する排気を加熱して当該排気浄化装置を暖機するための排気加熱装置とを具え、前記排気加熱装置が前記内燃機関から前記排気浄化装置に至る排気通路に燃料を添加するための燃料添加弁と、この燃料添加弁から前記排気通路に添加された燃料を着火させるための発熱部を有する着火手段とを含む内燃機関の運転制御装置であって、
   前記発熱部に供給される目標電力量を設定する目標電力量設定部と、
   前記発熱部の周囲を流れる排気の流量を取得するための排気流量取得手段と、
   この排気流量取得手段にて取得した排気の流量に応じて前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量を補正する目標電力量補正部と
   をさらに具え、この目標電力量補正部は、前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以下の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、前記目標電力量設定部にて設定された目標電力量があらかじめ設定した電力量以上の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させることを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
2. 前記排気加熱装置による前記排気浄化装置の暖機の必要性の有無を判定する暖機判定部と、
   前記排気加熱装置を作動させるべき運転状態にあるか否かを判定する排気加熱判定部と
   をさらに具え、前記目標電力量設定部は、前記暖機判定部にて前記排気浄化装置の暖機が必要であると判定した場合に予熱用の目標電力量を設定する一方、前記排気加熱判定手段にて前記排気加熱装置を作動させることができると判定した場合に前記予熱用の目標電力量よりも大きな着火用の目標電力量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運転制御装置。
3. 前記あらかじめ設定した電力量が前記予熱用の目標電力量の最大値と、前記着火用の目標電力量の最小値とにそれぞれ対応し、前記目標電力量補正部は、前記発熱部に供給される電力量が前記予熱用の目標電力量の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を増大させるのに対し、前記発熱部に供給される電力量が前記着火用の目標電力量の場合、この目標電力量が大きいほど電力補正量を低減させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の運転制御装置。
4. 前記着火用の目標電力量の最小値が前記予熱用の目標電力量の最大値よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の運転制御装置。

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