JP2014163256A - 内燃機関の運転制御方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池の充電量が少ない場合、発熱部の温度を目標温度にまで昇温させる時間が長くかかったり、完全に昇温できなかったりする。
【解決手段】本発明による内燃機関の運転制御装置は、排気浄化装置２６の暖機が必要であり、かつ蓄電池２９の充電量が第１の充電量Ｖ_ＤＬ以上であると判定された場合、着火手段２８の発熱部２８ａの温度を予熱温度Ｔ_ＧＬに設定する一方、燃料添加弁２７から排気通路２３ａに燃料を添加してこれを着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあり、かつ蓄電池の充電量が第１の充電量よりも多い第２の充電量Ｖ_ＤＨ以上であると判定された場合、着火手段の発熱部の温度を着火温度Ｔ_ＧＨに設定する。しかしながら、着火手段の発熱部の温度が予熱温度に設定されている状態において、蓄電池の充電量が第２の充電量よりも少なく、かつ補機３０の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定された場合、着火手段の発熱部に対する通電を中止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気浄化装置へと導かれる排気を加熱するための排気加熱装置が組み込まれた内燃機関の運転制御装置およびその方法に関する。

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、活性状態を維持したりするものである。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、排気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。

国際公開ＷＯ２０１１−１２５０８９Ａ１

前述したように、特許文献１に記載された従来の排気加熱装置においては、着火手段の発熱部を予熱温度（例えば８５０℃）と着火温度（例えば１１００℃）とに切り換えるようにしている。このような制御の一例を模式的に図３に示す。すなわち、排気浄化装置の暖機の必要性により時刻ｔ_１にて着火手段の発熱部を予熱温度Ｔ_ＧＬまで昇温させる。そして、排気加熱装置を作動させることができるような運転状態となった時刻ｔ_３にて着火手段の発熱部を着火温度Ｔ_ＧＨまで昇温させる。着火手段の発熱部が着火温度Ｔ_ＧＨに達した時刻ｔ_４にて燃料の添加を開始し、燃料の添加が終了する時刻ｔ_５にて着火手段に対する電力の供給を停止するようにしている。

しかしながら、着火手段の発熱部に電力を供給する車載の蓄電池の充電量が少ない場合、例えば蓄電池の放電電圧が１１ボルト程度の場合、図中の二点鎖線で示すように、着火手段の発熱部の温度を目標温度にまで昇温させる時間が相対的に長くかかってしまう。結果として、排気浄化装置の暖機を迅速に行うことができなくなってしまい、特に蓄電池の放電電圧が１０.５ボルト程度まで低下していると、着火手段の発熱部の温度を目標温度に昇温させることが本質的に不可能になってしまう。つまり、蓄電池の放電電圧が相対的に低い場合、着火手段の発熱部を予熱することは蓄電池の電力を無駄に消費することにつながる可能性がある。このような不具合は、圧縮点火方式の内燃機関の冷態始動時に燃焼室に配された着火手段に通電していたり、あるいは車載の空気調和装置を同時に作動させたりするなどの電力消費が大きな状態において顕著にあらわれる。

［発明の目的］
本発明の目的は、車載の蓄電池の状態に応じてより適切に排気加熱装置の作動を制御することにより、無駄な電力消費を回避し得る内燃機関の運転制御方法およびその装置を提供することにある。

本発明の第１の形態は、内燃機関から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が組み込まれた内燃機関の運転制御方法であって、前記排気浄化装置の暖機の必要性の有無を判定するステップと、前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあるか否かを判定するステップと、着火手段の発熱部を加熱するために供給される電力を蓄える蓄電池の充電量を求めるステップと、前記蓄電池の電力を消費する補機の動作継続期間を判定するステップと、排気浄化装置の暖機が必要であって、かつ蓄電池の充電量があらかじめ設定した第１の充電量以上であると判定された場合、前記着火手段の発熱部の温度を予熱温度に設定するステップと、前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあって、かつ前記蓄電池の充電量が前記第１の充電量よりも多いあらかじめ設定した第２の充電量以上であると判定された場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記着火温度に設定するステップと、前記着火手段の発熱部の温度が前記予熱温度に設定されている状態において、前記蓄電池の充電量が前記第２の充電量よりも少なく、かつ前記補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定された場合、前記着火手段の発熱部に対する通電を中止するステップとを具えたことを特徴とする。

また、本発明の第２の形態は、内燃機関からの排気を浄化するための排気浄化装置と、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、この着火手段の発熱部を加熱するために供給される電力を蓄える蓄電池の充電量を求める充電量判定部と、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、前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼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、前記着火手段の発熱部の温度を燃料が着火し得る着火温度か、この着火温度よりも低い予熱温度か、または非加熱温度に設定する加熱温度設定部と、前記蓄電池の電力を消費する補機の動作継続期間を把握する補機動作期間判定部と、前記充電量判定部および前記排気加熱判定部および補機動作期間判定部での判定結果ならびに前記加熱温度設定部からの情報に基づき、前記燃料添加弁の作動および前記着火手段の発熱部の温度をそれぞれ制御する制御部とを具え、前記加熱温度設定部は、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され、かつ前記蓄電池の充電量があらかじめ設定した第１の充電量以上であると前記充電量判定部が判定した場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記予熱温度に設定する一方、前記排気加熱判定部にて前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあると判定され、かつ前記蓄電池の充電量が前記第１の充電量よりも多いあらかじめ設定した第２の充電量以上であると前記充電量判定部が判定した場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記着火温度に設定し、前記制御部は、前記加熱温度設定部が前記着火手段の発熱部の温度を前記予熱温度に設定している状態において、前記蓄電池の充電量が前記第２の充電量よりも少ないと前記充電量判定部が判定し、かつ前記補機動作期間判定部が前記補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定した場合、前記着火手段の発熱部に対する通電を中止することを特徴とするものである。

本発明において、排気浄化装置の暖機が必要となった場合、着火手段の発熱部を予熱温度まで昇温させておく。しかる後、燃料添加弁から排気通路に燃料を添加してこれを着火手段により着火燃焼させることができるような運転状態に達した時点で、着火手段の発熱部を着火温度まで昇温させる。そして、着火温度に達した発熱部に向けて燃料点火弁から燃料を噴射し、これを着火・燃焼させることによって加熱状態の排気を排気浄化装置へと導き、その暖機を促進させる。ここで蓄電池の充電量が充分にある場合、予熱温度および着火温度への発熱部の昇温を可能とする。しかしながら、発熱部を予熱温度に昇温させた状態において、蓄電池の充電量が比較的少なく、補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長い場合、着火手段の発熱部に対する通電を中止する。

本発明において、内燃機関が圧縮添加方式の内燃機関であって、補機がこの内燃機関の燃焼室に配されるグロープラグおよび車両の空調装置の少なくとも一方を含むことができる。

本発明によると、着火手段の発熱部の温度が予熱温度に設定されている状態において、蓄電池の充電量が第２の充電量よりも少なく、かつ補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定された場合、着火手段の発熱部に対する通電を中止するようにしたので、発熱部を着火温度まで昇温させることが不可能なことが予測される車両の運転状態での無駄な電力消費を回避することができる。

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２に示した実施形態の制御ブロック図である。 図１に示した実施形態におけるグロープラグの発熱部の温度と燃料添加弁による燃料添加のタイミングとの関係を模式的に表すタイミングチャートである。 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４に示したフローチャートにおけるフラグリセットのサブルーチンの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５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の運転状態判定部１５ａ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を含む。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、すなわち蓄電池２９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。

ＥＣＵ１５は、グロープラグ２８の発熱部２８ａの目標温度を設定する加熱温度設定部１５ｊと、グロープラグ駆動部１５ｉとを具えている。グロープラグ駆動部１５ｉは、加熱温度設定部１５ｊにて設定された目標温度となるように、グロープラグ２８に対する投入電力量を制御する。

加熱温度設定１５ｊは、車両の運転状態に基づいて発熱部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との何れかに設定する。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。なお、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。

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。

ＥＣＵ１５は、グロープラグ２８の発熱部２８ａを加熱するために供給される電力を蓄える蓄電池２９の充電量、すなわち放電電圧Ｖ_Ｄを求める充電量判定部１５ｋと、蓄電池２９の電力を消費する補機３０の動作継続期間を把握する補機動作期間判定部１５ｌとをさらに具えている。
充電量判定部１５ｋにて蓄電池２９の充電量を把握する手法としては、例えば特開２００８−１１４８３５号公報などで周知であるが、簡便的な手法としてはその放電電圧Ｖ_Ｄで把握することができる。例えば、放電電圧Ｖ_Ｄが１４.５ボルトの場合を１００％の充電量、１０.５ボルトの場合を０％の充電量とし、中間をこれらの比例関係で求めることができる。

補機動作期間判定部１５ｌは、蓄電池２９の電力を消費する補機３０の動作継続期間を把握する。より具体的には、グロープラグ２８の発熱部２８ａが目標着火温度Ｔ_ＧＨへと昇温を開始してから燃料の着火・燃焼が終了するまでの期間ｔに対応した使用中の補機３０の消費予想電力量Ｗtが、この期間ｔに亙ってグロープラグ２８の発熱部２８ａを目標着火温度Ｔ_ＧＨに維持するのに要する電力量を除いた後に残る蓄電池２９の残エネルギー容量に対応した電力量（以下、これを残電力量と記述する）Ｗt_Ｒ以上か否かを判定する。この場合、本実施形態における補機３０は、このエンジン１０の燃焼室１０ａに配される図示しないグロープラグおよび車両の空調装置の少なくとも一方を含むが、この他に音響機器やカーナビゲーションシステムなども対象となることは言うまでもない。

ＥＣＵ１５は、排気加熱判定部としての運転状態判定部１５ａおよび充電量判定部１５ｋおよび補機動作期間判定部１５ｌでの判定結果ならびに加熱温度設定部１５ｊからの情報に基づき、燃料添加弁２７の作動およびグロープラグ２８の発熱部２８ａの温度をそれぞれ制御する。

加熱温度設定部１５ｊは、暖機判定部１５ｆにて排気浄化装置２４の暖機が必要であると判定され、かつ蓄電池２９の充電量、すなわち放電電圧Ｖ_Ｄがあらかじめ設定した第１の放電電圧（以下、これを予熱可能電圧と記述する）Ｖ_ＤＬ以上であると充電量判定部１５ｋが判定した場合、グロープラグ２８の発熱部２８ａの温度を予熱温度Ｔ_ＧＬに設定する。また、排気加熱判定部としての運転状態判定部１５ａにて燃料添加弁２７から排気通路２３ａに燃料を添加してこれをグロープラグ２８により着火燃焼させるべき運転状態にあると判定され、かつ蓄電池２９の充電量、すなわち放電電圧Ｖ_Ｄが予熱可能電圧Ｖ_ＤＬよりも高いあらかじめ設定した第２の放電電圧（以下、これを着火可能電圧と記述する）Ｖ_ＤＨ以上であると充電量判定部１５ｋが判定した場合、グロープラグ２８の発熱部２８ａの温度を着火温度Ｔ_ＧＨに設定する。しかしながら、加熱温度設定部１５ｊがグロープラグ２８の発熱部２８ａの温度を予熱温度Ｔ_ＧＬに設定した状態において、蓄電池２９の充電量、つまり放電電圧Ｖ_Ｄが着火可能電圧Ｖ_ＤＨよりも低いと充電量判定部が判定し、かつグロープラグ２８の発熱部２８ａが目標着火温度Ｔ_ＧＨへと昇温を開始してから燃料の着火・燃焼が終了するまでの期間ｔに対応した使用中の補機３０の消費予想電力量Ｗtが蓄電池２９の残電力量Ｗt_Ｒよりも多いと補機動作期間判定部１５ｌが判定した場合、グロープラグ２８の発熱部２８ａに対する通電を中止する。つまり、排気加熱装置２５と同時に作動する補機３０の消費予想電力量Ｗtが蓄電池２９の残電力量Ｗt_Ｒ以上の場合、排気加熱装置２５による燃料の着火・燃焼を最後まで続けることができなくなることが予想されるため、この場合には排気浄化装置２４の暖機処理を中止する。

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４および図５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蓄電池２９の充電量、すなわち放電電圧Ｖ_Ｄが予熱可能電圧Ｖ_ＤＬ以上か否かを判定する。ここで、放電電圧Ｖ_Ｄが予熱可能電圧Ｖ_ＤＬ以上である、すなわち、グロープラグ２８の発熱部２８ａを予熱温度まで加熱することができると判断した場合には、Ｓ１３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。最初は予熱フラグがセットされていないので、Ｓ１４のステップに移行し、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、Ｓ１５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、Ｓ１６のステップに移行して蓄電池２９の放電電圧Ｖ_Ｄが着火可能電圧Ｖ_ＤＨ以上か否かを判定する。ここで、放電電圧Ｖ_Ｄが着火可能電圧Ｖ_ＤＨ以上である、すなわち、グロープラグ２８の発熱部２８ａを着火温度Ｔ_ＧＨまで加熱することができると判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行して着火フラグがセットされているか否かを判定する。最初は着火フラグがセットされていないので、Ｓ１８のステップに移行してグロープラグ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に対して蓄電池２９から電力が投入され、着火フラグがセットされる。そして、Ｓ１９のステップにてグロープラグ２８の発熱部２８ａの温度Ｔ_Ｇが目標着火温度Ｔ_ＧＨ以上か否かを判定する。ここで、グロープラグ２８の温度Ｔ_Ｇが目標着火温度Ｔ_ＧＨ以上である、すなわち燃料を着火・燃焼させることができると判断した場合には、Ｓ２０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。最初は添加フラグがセットされていないので、Ｓ２１のステップに移行して燃料噴射弁１１からグロープラグ２８の発熱部２８ａに向けて排気通路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、Ｓ２２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、Ｓ２２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、Ｓ２２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。同様に、Ｓ１９のステップにてグロープラグ２８の発熱部２８ａの温度Ｔ_Ｇが目標着火温度Ｔ_ＧＨ未満である、すなわち燃料を添加してもまだこれを着火・燃焼させることができないと判断した場合には、Ｓ１１のステップに戻って発熱部２８ａの昇温を待つ。

また、Ｓ１６のステップにて蓄電池２９の放電電圧Ｖ_Ｄが着火可能電圧Ｖ_ＤＨ未満である、すなわち燃料を着火・燃焼させることができない可能性があると判断した場合には、Ｓ２４のステップに移行する。このＳ２４のステップでは、グロープラグ２８の発熱部２８ａが目標着火温度Ｔ_ＧＨへと昇温を開始してから燃料の着火・燃焼が終了するまでの期間ｔに対応する作動中の補機３０の消費予想電力量Ｗtが残電力量Ｗt_Ｒ以上か否かを判定する。ここで、消費予想電力量Ｗtが閾値Ｗt_Ｒ以上である、すなわち発熱部２８ａを目標触媒加熱温度Ｔ_ＣＨまで昇温させることが不可能であると判断した場合には、Ｓ２５のフラグリセットのサブルーチンに移行する。また、Ｓ２４のステップにて消費予想電力量Ｗtが残電力量Ｗt_Ｒよりも少ない、すなわち補機３０を作動させたままでも燃料の着火・燃焼が可能であると判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行する。

このように、蓄電池２９に蓄えられた電力エネルギーが少ない状態において、補機３０の消費予想電力量Ｗtが蓄電池２９の残電力量Ｗt_Ｒ以上となった場合、排気浄化装置２４の暖機処理を中止することにより、グロープラグ２８の発熱部２８ａに対して電力を無駄に供給し続けるような不具合を未然に防止することができる。この結果、図示しない発電機の作動に伴う燃費の悪化を抑制することが可能となる。

先のＳ２５のステップにおけるサブルーチンの詳細は図５に示されており、まずＳ２５１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、Ｓ２５２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４に示したメインのフローに戻る。

Ｓ２５１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、Ｓ２５３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、Ｓ２５４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。

Ｓ２５３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、Ｓ２５５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、Ｓ２５６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。Ｓ２５５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。

一方、Ｓ１５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、Ｓ２６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、Ｓ２７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。また、Ｓ２６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、Ｓ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。

さらに、Ｓ１２のステップにて蓄電池２９の放電電圧Ｖ_Ｄが予熱可能電圧Ｖ_ＤＬ未満である、すなわち排気浄化装置２４の暖機を行うことができないと判断した場合には、Ｓ２５のフラグリセットのサブルーチンに移行する。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も同様に、Ｓ２５のフラグリセットのサブルーチンに移行する。

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。

本発明は、

１０ エンジン
１５ ＥＣＵ
１５ａ 運転状態判定部
１５ｆ 暖機判定部
１５ｉ グロープラグ駆動部
１５ｊ 加熱温度設定部
１５ｋ 充電量判定部
１５ｌ 補機動作期間判定部
２３ａ 排気通路
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
２９ 蓄電池
３０ 補機
Ｔ_Ｃ 触媒温度
Ｔ_ＣＬ 暖機開始判定温度
Ｔ_ＣＨ 目標触媒加熱温度
Ｔ_ＧＨ 着火温度
Ｔ_ＧＬ 予熱温度
Ｖ_Ｄ 蓄電池の放電電圧
ｔ 発熱部が着火温度へと昇温を開始してから燃料の着火・燃焼が終了するまでの期間
Ｗt_Ｒ 残電力量
Ｖ_ＤＬ 予熱可能電圧
Ｖ_ＤＨ 着火可能電圧
Ｗt 補機の消費予想電力量

Claims (4)

1. 内燃機関から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が組み込まれた内燃機関の運転制御方法であって、
   前記排気浄化装置の暖機の必要性の有無を判定するステップと、
   前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあるか否かを判定するステップと、
   着火手段の発熱部を加熱するために供給される電力を蓄える蓄電池の充電量を求めるステップと、
   前記蓄電池の電力を消費する補機の動作継続期間を判定するステップと、
   排気浄化装置の暖機が必要であって、かつ蓄電池の充電量があらかじめ設定した第１の充電量以上であると判定された場合、前記着火手段の発熱部の温度を予熱温度に設定するステップと、
   前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあって、かつ前記蓄電池の充電量が前記第１の充電量よりも多いあらかじめ設定した第２の充電量以上であると判定された場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記着火温度に設定するステップと、
   前記着火手段の発熱部の温度が前記予熱温度に設定されている状態において、前記蓄電池の充電量が前記第２の充電量よりも少なく、かつ前記補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定された場合、前記着火手段の発熱部に対する通電を中止するステップと
   を具えたことを特徴とする内燃機関の運転制御方法。
2. 前記内燃機関が圧縮添加方式の内燃機関であって、前記補機がこの内燃機関の燃焼室に配されるグロープラグおよび車両の空調装置の少なくとも一方を含む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方法。
3. 内燃機関からの排気を浄化するための排気浄化装置と、
   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、
   この着火手段の発熱部を加熱するために供給される電力を蓄える蓄電池の充電量を求める充電量判定部と、
   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、
   前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼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、
   前記着火手段の発熱部の温度を燃料が着火し得る着火温度か、この着火温度よりも低い予熱温度か、または非加熱温度に設定する加熱温度設定部と、
   前記蓄電池の電力を消費する補機の動作継続期間を把握する補機動作期間判定部と、
   前記充電量判定部および前記排気加熱判定部および補機動作期間判定部での判定結果ならびに前記加熱温度設定部からの情報に基づき、前記燃料添加弁の作動および前記着火手段の発熱部の温度をそれぞれ制御する制御部と
   を具え、前記加熱温度設定部は、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され、かつ前記蓄電池の充電量があらかじめ設定した第１の充電量以上であると前記充電量判定部が判定した場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記予熱温度に設定する一方、前記排気加熱判定部にて前記燃料添加弁から前記排気通路に燃料を添加してこれを前記着火手段により着火燃焼させるべき運転状態にあると判定され、かつ前記蓄電池の充電量が前記第１の充電量よりも多いあらかじめ設定した第２の充電量以上であると前記充電量判定部が判定した場合、前記着火手段の発熱部の温度を前記着火温度に設定し、
   前記制御部は、前記加熱温度設定部が前記着火手段の発熱部の温度を前記予熱温度に設定している状態において、前記蓄電池の充電量が前記第２の充電量よりも少ないと前記充電量判定部が判定し、かつ前記補機動作期間判定部が前記補機の動作継続期間があらかじめ設定した期間よりも長いと判定した場合、前記着火手段の発熱部に対する通電を中止することを特徴とする内燃機関の運転制御装置。
4. 前記内燃機関が圧縮添加方式の内燃機関であって、前記補機がこの内燃機関の燃焼室に配されるグロープラグおよび車両の空調装置の少なくとも一方を含む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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