JP5644713B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の燃料噴射装置について、内燃機関が機関停止すると該燃料噴射装置からの燃料噴射は停止されるのが通常である。しかし、厳密には、燃料噴射装置の構造的な要因や、燃料噴射装置内に溜めこまれた燃料には、機関停止直後には比較的高い圧力がかかっている等の理由から、内燃機関が機関停止したとしても、燃料噴射装置からは幾ばくかの燃料が意図せずに漏出する可能性がある。このような漏出燃料は、燃料噴射装置の下流側に位置する箇所、例えば、吸気通路や燃焼室内に蓄積され、次に内燃機関が稼働したときに生じる排気の流れによって一気に排出され、エミッションを悪化させる可能性が指摘されている。

そこで、上記漏出燃料によるエミッションの悪化を抑制する技術が、例えば特許文献１に開示されている。当該技術では、内燃機関の機関停止後に一定時間が経過すると、所定箇所に蓄積されている漏出燃料を払拭し、それを一時的に補足しておき、排気系の浄化触媒が活性状態となってからその補足燃料を放出することで、エミッションが悪化するのを抑制している。

特開２００４−２２５５８７号公報 特開２００２−２９５３４７号公報

ここで、効果的なエミッション向上を図るために、内燃機関の排気通路に電気加熱式触媒が備えられる場合がある。この電気加熱式触媒は、酸化能を有する触媒が担持されている担体に電力が供給されることで加熱され、触媒の速やかな活性化が図られるものである。そして、当該電気加熱式触媒を排気通路に有する内燃機関において、上記のような燃料噴射装置からの漏出燃料が電気加熱式触媒へと流れ込んだとしても、電気加熱式触媒が十分に活性化されていなければ、エミッションの悪化は避けられない。そして、先行技術においては、電気加熱式触媒を備える内燃機関における、燃料噴射装置からの漏出燃料の問題について、十分に検討がなされていない。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、電気加熱式触媒を備える内燃機関において、内燃機関の機関停止後における燃料噴射装置からの漏出燃料によるエミッション悪化を抑制することを目的とする。

本発明において、上記課題を解決するために、電気加熱式触媒を備える内燃機関において、該電気加熱式触媒の目標加熱温度を、機関停止後に燃料噴射装置から漏出した燃料量に応じて調整する構成を採用した。電気加熱式触媒の温度が一定に調整されるだけでは、燃料漏出量の変動によっては、電気加熱式触媒が十分な排気浄化能を発揮できなくなったり、また、過剰に排気浄化能を発揮したりする可能性があるが、当該構成を採用することで、適切な電気加熱式触媒の排気浄化能を維持することができるため、好適なエミッション維持を図ることができる。

詳細には、本発明は、吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の排気通路に設けられ、電力の供給により発熱する担体に酸化能を有する触媒を担持させた電気加熱式触媒と、少なくとも前記内燃機関の機関停止してからの経過時間に従い、前記燃料噴射装置から漏出する燃料量を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された燃料漏出量に従って前記内燃機関の機関停止後に前記電気加熱式触媒に電力を供給し加熱する手段であって、該燃料漏出量が多くなるに従い該電気加熱式触媒の目標加熱温度を高く調整する加熱調整手段と、を備える。

本発明に係る内燃機関の制御装置では、排気通路に電気加熱式触媒を有する内燃機関の機関停止後に、燃料噴射装置から漏出する燃料漏出量が推定手段によって推定される。当該推定は、既知の様々な手法に基づいて行えばよいが、燃料漏出量は、機関停止からの経過時間に応じて変動していくことを踏まえ、少なくとも当該機関停止からの経過時間を考慮することが望ましい。一般に、機関停止直後は、燃料噴射装置内に溜め込まれた燃料には、比較的高い圧力がかかっているため、単位時間当たりの漏出量は多くなり、時間の経過とともに燃料にかかっている圧力が低下していき、漏出量が低下していく傾向がある。このような傾向を踏まえて、推定手段による燃料漏出量の推定が行われる。なお、このような燃料漏出の傾向は一例であるので、その他の燃料噴射装置における燃料漏出の傾向を個別的に反映して、燃料漏出量の推定を行っても構わない。

そして、本発明に係る内燃機関の制御装置では、加熱調整手段が、推定手段によって推定される燃料漏出量に基づいて、内燃機関の機関停止後の電気加熱式触媒の目標加熱温度を調整する。具体的には、燃料漏出量が多くなると電気加熱式触媒に求められる排気浄化能は高くなることを踏まえ、燃料漏出量が多くなるほど目標加熱温度が高くなるように調整される。なお、電気加熱式触媒の温度が目標加熱温度とされるのは、内燃機関が機関停止している間であり、これにより、再び内燃機関が稼働して漏出燃料が電気加熱式触媒に流れ込んでも、既に電気加熱式触媒の温度は目標加熱温度に至っていることになるため、漏出燃料を好適に酸化処理でき、以てエミッションの悪化を抑制することができる。

ここで、上記の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射装置が使用されてから通算の該燃料噴射装置からの燃料噴射回数を積算する積算手段を、更に備える場合、前記加熱調整手段は、前記積算手段によって積算された燃料噴射回数が多くなるに従い、前記目標加熱温度が低くなるように補正してもよい。本出願人は、当該積算された燃料噴射回数が多くなるほど、燃料漏出量は少なくなる傾向にあることを見出した。そこで、上記のとおり、燃料噴射回数が多くなるに従い目標加熱温度を低くする補正を行うことで、電気加熱式触媒の排気浄化能を好適に維持しながら、その加熱に要する電力量を低く抑えることできる。なお、本発明に係る内燃機関の制御装置では、燃料噴射回数が多くなるに従い目標加熱温度を低くする補正に代えて、前記推定手段が、前記積算手段によって積算された燃料噴射回数が多くなるに従い前記燃料漏出量が少なくなるように補正するよう構成してもよい。この場合も同様に、電気加熱式触媒の排気浄化能を好適に維持しながら、その加熱に要する電力量を低く抑えることできる。

また、上述までの内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、該内燃機関と、電源からの供給電力によって駆動されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に搭載されてもよい。その場合、前記加熱調整手段は、前記モータが駆動し、且つ前記内燃機関が機関停止した状態において、前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱する構成が採用できる。一般に、内燃機関とモータを駆動源として備えるハイブリッド車両では、モータのみでの駆動、モータと内燃機関による駆動が、駆動負荷や電源の電力供給能力等の状況に応じて適宜切り替えられる。そのため、車両自体は走行しながらも、内燃機関は機関停止している状態にある状況が生じ得る。このような状況においては、内燃機関の立場に立
てば、稼働状態と機関停止状態が繰り返されることになり、機関停止状態では、上述した燃料噴射装置からの漏出燃料に起因したエミッション悪化が生じやすくなる。特に、ハイブリッド車両では、内燃機関が機関停止状態にありながらも走行が可能であるため、内燃機関しか備えない車両と比べても、漏出燃料によるエミッション悪化が生じやすい状況にあると言える。そこで、本発明に係る内燃機関の制御装置を、ハイブリッド車両に備えられた内燃機関に適用することで、より効果的なエミッション悪化の抑制を図ることができる。

また、ハイブリッド車両に備えられた内燃機関に本発明に係る内燃機関の制御装置が適用される場合、前記内燃機関は、前記ハイブリッド車両の速度が第一所定速度を超えると、前記燃料噴射装置からの燃料噴射が行われない状態で前記モータの駆動に連れ回される連れ回し状態となり、また、前記加熱調整手段は、前記ハイブリッド車両の速度が、前記第一所定速度より低い第二所定速度を超えると、前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱するように、本発明に係る内燃機関の制御装置を構成してもよい。

ハイブリッド車両における内燃機関では、モータの回転数が過度に上昇しないように、または、モータのみで駆動している状態からモータと内燃機関の駆動状態に移行するときに、内燃機関の始動時に生じるショックを軽減するために、当該内燃機関をモータの駆動に連れ回しさせる連れ回し状態とする制御（以下、単に「連れ回し制御」と称する）が行われる。そして、この連れ回し制御はその目的からハイブリッド車両の速度が比較的高くなったときに、すなわち、第一所定速度を越えたときに行われるものである。

ここで、連れ回し制御では、内燃機関にとっては、単にモータ駆動に連れ回されるだけであり、燃料噴射装置からの燃料噴射は行われないが、機関始動の際と同じように内燃機関内が掃気され、その排気通路にわたって空気の流れが生じることになるため、電気加熱式触媒に対して漏出燃料が流れ込む可能性がある。しかし、上記のとおり、加熱調整手段が、ハイブリッド車両の速度が、先ず第一所定速度より低い第二所定速度を超えると、電気加熱式触媒を目標加熱温度に加熱することになるため、連れ回し制御の際に電気加熱式触媒に漏出燃料が流れ込んでもエミッションの悪化を抑制することができる。

また、前記内燃機関が、該内燃機関と、電源からの供給電力によって駆動されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に搭載される場合、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関が機関停止してから経過した時間が所定時間を超えると、又は前記燃料漏出量の積算値が所定量を超えると、前記加熱調整手段が前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱した後に、該内燃機関を、前記燃料噴射装置からの燃料噴射が行われない状態で前記モータによって強制的に駆動する強制駆動手段を、更に備えるように構成されてもよい。

機関停止状態にある内燃機関が再び稼働する際には、いわば内燃機関が冷間停止状態にあるため、電気加熱式触媒が比較的高い排気浄化能は発揮できるように、該電気加熱式触媒の加熱が行われる。そして、上述してきたように燃料噴射装置からの漏出燃料を考慮すると、電気加熱式触媒には更なる排気浄化能が求められることになるが、求められる排気浄化能が大きくなり過ぎると、一度には、電気加熱式触媒で十分に漏出燃料や排気を浄化することが困難となる場合がある。そこで、燃料噴射装置からの燃料漏出量がある程度の量になったときに、すなわち、内燃機関が機関停止してから経過した時間が所定時間を超えたとき、又は燃料漏出量の積算値が所定量を超えたときに、強制駆動手段が、内燃機関の冷間始動の有無にかかわらず、強制的に内燃機関の内部を掃気して、漏出燃料を電気加熱式触媒に送り込む。なお、当該強制駆動手段による掃気は、加熱調整手段が電気加熱式触媒を目標加熱温度に加熱した後に、ハイブリッド車両のもう一つの駆動源であるモータによって内燃機関を強制的に駆動することで実現される。このようにすることで、内燃機
関が冷間始動する前の時点で、漏出燃料を前もって、目標加熱温度に加熱された電気加熱式触媒に送り込むことができ、エミッションの悪化を抑制することが可能となる。

電気加熱式触媒を備える内燃機関において、内燃機関の機関停止後における燃料噴射装置からの漏出燃料によるエミッション悪化を抑制することができる。

本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を含む、該内燃機関とモータとを動力源とするハイブリッド車両の概略構成を示す図である。 図１に示すハイブリッド車両のＥＶ走行時とＨＶ走行時における、ハイブリッドシステムに関連するパラメータの推移を示す図である。 図１に示すハイブリッド車両に搭載される内燃機関に関し、該内燃機関が有する燃料噴射弁からの燃料漏出量の推移を示す図である。 本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置によって実行される、電気加熱式触媒のプレヒートに関する処理の流れを示す図である。 図４に示す処理において電気加熱式触媒に設定される目標加熱温度を算出するための、燃料噴射弁からの燃料の漏出量と、目標加熱温度との相関を示す図である。 図５と同様に、燃料噴射弁からの燃料の漏出量と、目標加熱温度との相関を示す図である。 本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置によって実行される、電気加熱式触媒の加熱に関する処理の流れを示す第二の図である。 本発明の実施例に係る内燃機関の制御装置によって実行される、電気加熱式触媒の加熱に関する処理の流れを示す第三の図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例に係る制御装置を有する内燃機関と、それとは別の駆動源としての二台のモータジェネレータ（以下、単に「モータ」という）を有するハイブリッドシステムを備えるハイブリッド車両１０の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１０は、主動力源として内燃機関１を有し、また、補助動力源としては、モータ１１ａおよびモータ１１ｂを有している。

先ず、ハイブリッドシステムについて説明を行う。内燃機関１のクランクシャフトは出力軸１３に連結され、出力軸１３は動力分割機構１２に連結されている。動力分割機構１２は、動力伝達軸１４を介してモータ１１ａと連結されるとともに、動力伝達軸１５を介してモータ１１ｂとも連結されている。ここで、前記動力分割機構１２は、遊星歯車機構によって内燃機関および補助動力源の出力等の伝達を切り替える。また、前記モータ１１ｂに連結される動力伝達軸１５には、減速機１６が連結され、減速機１６には、ドライブシャフト１７を介して駆動輪１８が連結されている。減速機１６は、複数の歯車を組み合わせて構成され、動力伝達軸１５の回転数を減速して、内燃機関１、モータ１１ａ及びモータ１１ｂからの出力をドライブシャフト１７に伝達する。

ここで、モータ１１ａおよび１１ｂは、図示されないインバータを含むＰＣＵ(Power Control Unit)２１と電気的に接続され、当該ＰＣＵ２１は、更にバッテリ２２と電気的に接続されている。ＰＣＵ２１は、バッテリ２２から取り出した直流電力を交流電力に変換
して、モータ１１ａ、１１ｂに供給するとともに、モータ１１ａ、１１ｂによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２に供給するように構成された電力制御ユニットである。詳細には、モータ１１ａおよび１１ｂは、交流同期型の電動機で構成され、励磁電流が印加されるとトルクを発生するとともに、外部からトルクが加えられると、例えば前記内燃機関１から動力分割機構１２を介して運動エネルギーが入力されると、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって電力を発生させる。発生した電力は、ＰＣＵ２１を介してバッテリ２２へ供給される。また、モータ１１ｂは、車両の減速時に発電機として作用し、駆動輪１８からドライブシャフト１７及び減速機１６を介して動力伝達軸１５に伝達される運動エネルギーを電気エネルギーに変換する、いわゆる回生発電を行うことができ、それによって発生した電力もＰＣＵ２１を介してバッテリ２２へ供給される。また、図１に示すハイブリッド車両１０は、いわゆるプラグインハイブリッド車両であり、外部電源３０からの電力供給が可能となるように充電プラグ２３が設けられている。

また、図１に示すハイブリッド車両１０の主動力源となる内燃機関１は、燃焼室内に燃料噴射を行う燃料噴射弁２と図示しない点火プラグを有する火花点火式内燃機関である。内燃機関１の排気通路３には、排気浄化を行うためのＥＨＣ（電気加熱式触媒）４が設けられている。電気加熱式触媒４は、電気抵抗となって、通電により発熱する材質の触媒担体に、酸化機能を有する触媒が担持されている。触媒担体は、排気の流れる方向に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流れることで、担持されている触媒による排気浄化が行われる。また、触媒は、たとえば酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選択還元型ＮＯx触媒などを挙げることができる。なお、通電により発熱する発熱体よりも下流側に触媒を備えることで電気加熱式触媒としてもよい。

上記構成のハイブリッドシステムを有するハイブリッド車両１０には、内燃機関１や、モータ１１ａ、１１ｂとバッテリ２２間の電力授受を制御するＰＣＵ２１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２０が設けられている。ＥＣＵ２０は、ハイブリッド車両１０から要求されるトルクを内燃機関１とモータ１１ａ、１１ｂが発揮すべく、燃料噴射弁２からの燃料噴射量を制御し、また各モータへの電力供給をＰＣＵ２１を介して制御する。また、ＥＣＵ２０は、ＰＣＵ２１を介してバッテリ２２での蓄電量の監視等を行う。例えば、バッテリ２２の蓄電量が低下しているとＥＣＵ２０が判断すると、内燃機関１の機関出力をモータ１１ａに伝達させることで発電を行い、モータ１１ａで発電された電気がＰＣＵ２１を介してバッテリ２２へ蓄電される。また、ＥＣＵ２０には、電気加熱式触媒４の温度を検出する不図示の温度センサや、ハイブリッド車両の速度を検出する速度センサ等とも電気的に接続され、更に、電気加熱式触媒４への通電を制御可能となるようにも電気的接続が形成されている。

このように構成されるハイブリッド車両１０の走行の一例を図２に示す。図２は、ハイブリッド車両１０が、モータ１１ａ、１１ｂの駆動力のみで走行する「ＥＶ走行」と、両モータとともに内燃機関１の駆動力で走行する「ＨＶ走行」を交互に行った場合の、バッテリ２２の残存充電量、車速、内燃機関１の機関回転数、内燃機関１の冷却水温度、電気加熱式触媒４の触媒床温の推移を表している。ＨＶ走行時は、ＥＶ走行時と比べて、ハイブリッド車両１０に求められる発揮トルクが大きくなるため、燃料噴射弁２からの燃料噴射を通して内燃機関１が稼働した状態となる。一方で、ＥＶ走行時は、燃料噴射弁２からの燃料噴射が停止され、内燃機関１は機関停止した状態となる。そのため、ＨＶ走行からＥＶ走行に切り替わった後は、内燃機関１の冷却水温度は低下していくとともに、電気加熱式触媒４に排気が供給されないため、触媒床温も低下していく。

ここで、ＨＶ走行からＥＶ走行に切り替わった直後は、内燃機関１が機関停止し燃料噴
射弁２からの燃料噴射は停止されるが、実際には、燃料噴射弁２内には比較的高い圧力がかかった燃料が溜め込まれていることから、燃料噴射弁２内の圧力バランスによって、意図せずして燃料が燃焼室内に漏出してしまう場合がある。そこで、図３に、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量の推移を示す。なお、図３の横軸は内燃機関１のソーク時間、すなわちＨＶ走行からＥＶ走行に切り替わった際に内燃機関１が機関停止してからの経過時間を表わし、縦軸のうち点線で示される左側縦軸は燃料噴射弁２からの瞬間的な漏出量、すなわち燃料噴射弁２の弁体が開弁するごとの漏出量の推移を表し、縦軸のうち実線で示される右側縦軸は燃料噴射弁２から漏出した燃料の積算量を表わしている。このように、機関停止直後（ソーク時間が比較的短い時期）は、燃料噴射弁２からの瞬間的な漏出量は比較的大きいが、時間の経過とともにその瞬間的な漏出量は減衰していく。そのため、漏出燃料の積算量としては、ソーク時間がある程度の時間を超えると積算量の増加率は比較的緩やかとなる。

このようにハイブリッド車両１０がＥＶ走行を行っているときに、機関停止している内燃機関１の燃料噴射弁２からは燃料が時間経過とともに漏出しており、その後、例えば再び内燃機関１が始動する等して、内燃機関１の燃焼室から排気通路３にかけて一定量の空気や排気の流れが生じると、漏出した燃料が電気加熱式触媒４に流れ込んでしまう可能性がある。電気加熱式触媒４は、触媒が担持されている担体に通電することで速やかな昇温が可能であるが、その昇温が適切に行われなければ、漏出燃料の適切な浄化を行うのが困難となる。そこで、図１に示すハイブリッド車両１０に搭載された内燃機関１においては、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量を考慮して電気加熱式触媒４のプレヒートを行うプレヒート処理が実行される。プレヒート処理とは、内燃機関１が稼働する前に予め電気加熱式触媒４を加熱しておく処理であり、図４に、当該プレヒート処理の流れを示す。このプレヒート処理は、ハイブリッド車両１０の駆動時に行われているものであり、ＥＣＵ２０によって所定の時間毎に繰り返し実行される。このＥＣＵ２０は、実質的にはＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータに相当し、そこで制御プログラムが実行されることで図４に示すフローチャートに係る処理や後述する図７、図８に示すフローチャートに係る処理、その他の処理等が実行される。

まず、Ｓ１０１では、ハイブリッド車両１０における内燃機関１の運転状態を取得する。具体的には、内燃機関の機関回転数やハイブリッド車両１０の走行状態等を基に、内燃機関１が機関停止状態にあるか、稼働している状態にあるかが取得される。次に、Ｓ１０２では、Ｓ１０１の取得結果に基づいて、内燃機関１が機関停止状態にあるか否かが判定される。すなわち、Ｓ１０２では、機関駆動のために内燃機関１において燃料噴射弁２からの燃料噴射が行われているか否かが判定される。例えば、図２で示したようにハイブリッド車両１０がＨＶ走行している場合は、機関停止していないと判定され、ＥＶ走行をしている場合には機関停止していると判定される。Ｓ１０２で肯定判定されるとＳ１０３へ進み、否定判定されると本処理を終了する。

Ｓ１０３では、内燃機関１が機関停止してからの経過時間、すなわち図３で示したソーク時間に基づいて燃料噴射弁２からの燃料の漏出量が推定される。図３で実線で示すように、燃料の漏出量は、機関停止してから間もないタイミングでは、比較的高い増加率で増えていき、時間の経過とともにその増加率は低下していく。したがって、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量は、機関停止からの経過時間が短い時点でも無視できるものではなく、後述する電気加熱式触媒４による浄化処理はエミッション悪化を抑制するために重要と考えられる。なお、本出願人は、一例として、機関停止から１時間程度経過した時点での燃料の漏出量は、機関停止から半日程度経過した時点での漏出量の５０％以上となり得ることも実験により把握した。また、燃料噴射弁２からの燃料漏出量は、燃料噴射弁２内の圧力や噴射される燃料の温度等の物性によっても変動するから、これらのパラメータと上記機関停止からの経過時間を考慮して適宜推定してもよい。

次にＳ１０４では、図５に示す燃料の漏出量と、電気加熱式触媒４に設定される目標加熱温度との相関に基づいて、該目標加熱温度の決定が行われる。この目標加熱温度は、内燃機関１が機関停止している状態においても、電気加熱式触媒４の排気浄化能をある程度維持するために、該触媒を保温するために設定される温度である。なお、図５に示される相関では、推定された燃料の漏出量が多くなるに従って、目標加熱温度の設定値が高くなっている。これは、漏出した燃料が電気加熱式触媒４に流れ込んだときに、該触媒に求められる排気浄化能が、燃料の量に応じて高くなることによる。

そして、Ｓ１０５では、Ｓ１０４で決定された目標加熱温度に基づいて電気加熱式触媒４の温度を調整するプレヒートが行われる。例えば、図２に示すように、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行を行うことで、内燃機関１が機関停止すると電気加熱式触媒４への排気の流入も停止するため、徐々に該触媒の温度も低下していく。触媒温度が低下したままではその排気浄化能も低下していくため、次の内燃機関の始動によって漏出燃料が触媒に流れ込んだ場合に速やかに漏出燃料を浄化することが困難となる。しかし、Ｓ１０５では、電気加熱式触媒４の温度が、Ｓ１０４で決定された目標加熱温度を下回らないように、もしくは該目標加熱温度を維持するように、電気加熱式触媒４への通電制御が行われる。その結果、電気加熱式触媒４の排気浄化能は、その時点で推定されている漏出燃料が仮に直ちに触媒に流れ込んだとしても速やかに浄化し得る程度に維持されることになり、エミッション悪化を効果的に抑制することが可能となる。Ｓ１０５の処理が終了すると、再びＳ１０１の処理を行う。

なお、上記では、内燃機関の始動によって漏出燃料が電気加熱式触媒４に流れ込むケースを踏まえて説明したが、その他にも、燃焼室から排気通路３にわたって一定量の空気の流れが生じることで漏出燃料の流れ込みは生じ得る。ハイブリッド車両１０に搭載されているハイブリッドシステムには、内燃機関１の他にモータ１１ａ、１１ｂが駆動源として備えられている。詳細については図７に基づいて後述するが、内燃機関１で燃料の燃焼が行われていない状態でも、所定の目的のために、モータ１１ａ、１１ｂからの動力によって内燃機関１のクランクシャフトが駆動させられる場合がある。このような場合でも内燃機関１内が掃気されることで、漏出燃料が電気加熱式触媒４に流れ込むことから、上述したプレヒート処理は有効である。
また、上記実施例は、ハイブリッド車両１０に搭載されるハイブリッドシステムに関するものであるが、図４に示すプレヒート処理は、内燃機関のみが搭載される車両においても適用可能である。例えば、車両１０が停止している際に、内燃機関１における燃料噴射を停止するフューエルカット制御を行う場合、その際には内燃機関１は機関停止状態になるため、当該プレヒート処理を有用に適用できる。

＜変形例＞
図４に示すプレヒート処理に関し、図６に基づいてその変形例を説明する。本出願人は、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量は、燃料噴射弁２が使用されてからの通算の燃料噴射回数が多くなるに従い、減少していく傾向にあることを把握した。すなわち、当該燃料の漏出量には、経時的な変動が存在する。そこで、この燃料の漏出量の経時的な変動を考慮して、電気加熱式触媒４の目標加熱温度を補正することでより的確なプレヒート処理が実現し得る。具体的には、図６に示すように、上記プレヒート処理のＳ１０４の処理において、燃料の漏出量と目標加熱温度の相関が、燃料噴射弁２における通算の積算噴射回数が多くなるに従い、目標加熱温度が低くなるように補正を行う。この結果、積算噴射回数が多くなるほど、仮に推定された燃料の漏出量が同じであったとしても、最終的に決定される目標加熱温度の値が低くなる。このようにすることで、実際に燃料噴射弁２から漏出する燃料の量に応じた、電気加熱式触媒４のプレヒートが実現される。

また、上記変形例では、図６に示すように、Ｓ１０４の処理において、燃料噴射弁２における積算噴射回数に従って目標加熱温度を低くする補正を行ったが、それに代えて、Ｓ１０３の処理において、当該積算噴射回数に従って推定される燃料の漏出量を減少させる補正を行ってもよい。このような補正を行ったうえで、上述したＳ１０４の処理（図５に示す相関に基づいた目標加熱温度の決定）を行うことでも、実際に燃料噴射弁２から漏出する燃料の量に応じた、電気加熱式触媒４のプレヒートが実現される。

ここで、ハイブリッド車両１０で図２に示すようなＥＶ走行を比較的高速で行う場合、内燃機関１は機関停止の状態でモータ１１ａ、１１ｂが駆動しているが、モータ１１ａ、１１ｂの回転数が過度に上昇しないようにする目的で、また、そのＥＶ走行から内燃機関１も稼働するＨＶ走行に移行したときに内燃機関１の始動時に生じるショックが大きくならないようにする目的で、内燃機関１のクランクシャフトを完全に停止させるのではなく、モータ１１ａ、１１ｂの駆動に従って内燃機関１のクランクシャフトが連れ回されるようにする連れ回し制御が行われる場合がある。連れ回し制御については、従来技術であるので詳細な説明は割愛する。

この連れ回し制御が行われているときには、燃料噴射弁２からの燃料噴射は行われないため、排気通路３を通って電気加熱式触媒４に排気が流れ込むことはないが、内燃機関１のクランクシャフトの強制的な回転（モータリング）によって、排気通路３において空気の流れが生じる。その結果、内燃機関１の機関停止後に燃料噴射弁２から漏出した燃料が、そのモータリングによる空気の流れで電気加熱式触媒４に流れ込み、エミッションの悪化につながるおそれがある。そこで、本実施例では、ハイブリッド車両１０において連れ回し制御を行う場合であっても、漏出燃料によるエミッション悪化を抑制するために、図７に示す制御がＥＣＵ２０によって実行される。以下、当該制御について説明する。

Ｓ２０１では、不図示の速度センサからハイブリッド車両１０の車両速度Ｖが検出される。その後、Ｓ２０２で、Ｓ２０１で検出された車両速度Ｖが、所定の速度Ｖ１以下であるか否かが判定される。この所定の速度Ｖ１は、後述するプレヒート処理を開始するか否かを、車両速度に基づいて判定するための閾値である。Ｓ２０２で否定判定されるとＳ１００へ進み、肯定判定されると本制御を再びＳ２０１から始める。ここで、Ｓ２０２で否定判定された場合、すなわち、車両速度Ｖが所定の速度Ｖ１を超える値である場合には、Ｓ１００でプレヒート処理が行われる。Ｓ１００におけるプレヒート処理は、図４で示したプレヒート処理に相当するものであり、その詳細については先の実施例で説明したので、ここでは割愛する。当該プレヒート処理が開始されたことにより、ハイブリッド車両１０の走行において内燃機関１が機関停止状態にあれば、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量が推定され、それに基づいて電気加熱式触媒４が目標加熱温度となるように通電制御されることになる。そのため、仮に電気加熱式触媒４に漏出燃料が流れ込んだとしても、速やかに浄化することができる状態が形成されている。

そして、次にＳ２０３では、ハイブリッド車両１０の車両速度Ｖが所定の速度Ｖ２を超えているか否かが判定される。当該所定の速度Ｖ２は、上記所定の速度Ｖ１が当該Ｖ２よりも低くなるように設定される速度であり、後述する連れ回し制御を開始するか否かを車両速度に基づいて判定するための閾値である。Ｓ２０３で肯定判定されるとＳ２０４へ進み、否定判定されると再びＳ２０３の処理が行われる。次に、Ｓ２０３で肯定判定された場合には、上述したように、ハイブリッドシステムのモータ１１ａ、１１ｂの回転数が過度に上昇しないようにする目的で、また、そのＥＶ走行から内燃機関１も稼働するＨＶ走行に移行したときに内燃機関１の始動時に生じるショックが大きくならないようにする目的で、内燃機関１の連れ回し制御が開始される。具体的には、前記動力分割機構１２を構成する遊星歯車機構を制御することで、モータ１１ａ、１１ｂによる内燃機関１の連れ回
し状態を形成する。

本制御によれば、ハイブリッド車両１０がＥＶ走行中に、車両速度が上昇することで連れ回し制御を開始する前に、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量に基づいた電気加熱式触媒４のプレヒート処理が行われる。そのため、連れ回し制御によって発生する、内燃機関１内の空気の流れによって漏出燃料が仮に電気加熱式触媒４に流れ込んだとしても、速やかに燃料を浄化でき、以てエミッション悪化を抑制することができる。

内燃機関１の機関停止中に燃料噴射弁２から漏出した燃料が電気加熱式触媒４に流れ込む場合として、上述したように、内燃機関１が再び機関始動した場合が挙げられる。このときも、図４に示したプレヒート処理が行われることで、再び機関始動した際に漏出燃料を速やかに浄化することができる。しかし、内燃機関１が機関始動するまでの時間、即ちソーク時間が比較的長くなってしまうと、内燃機関１の温度が低下してしまい、いわゆる冷間始動状態となる。このように冷間始動を行う場合は、内燃機関１の温度が比較的高い場合の始動と比べて排気中に含まれる未燃成分量が多くなるため、電気加熱式触媒４に求められる排気浄化能は高くなる。そして、冷間始動時に図４に示したプレヒート処理を行おうとしても、その本来の排気浄化能に加えて、漏出燃料分の浄化能を電気加熱式触媒４に要求することになるため、仮にそのような目標加熱温度を設定したとしても、十分に浄化することが難しくなる可能性もある。そこで、本実施例では、ハイブリッド車両１０において内燃機関１の冷間始動を行う場合であっても、冷間始動時の排気と漏出燃料によるエミッション悪化を抑制するために、図８に示す制御がＥＣＵ２０によって実行される。以下、当該制御について説明する。

Ｓ３０１では、内燃機関１が機関停止してからの経過時間であるソーク時間Ｔｓが検出される。具体的には、ＥＣＵ２０は、内部のタイマーを用いてソーク時間Ｔｓの経過を監視する。次に、Ｓ３０２では、Ｓ３０１で検出されたソーク時間が所定時間Ｔ１を超えたか否かが判定される。ここで、所定時間Ｔ１は、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量の積算値を踏まえて決定される閾値である。図３に示すように、燃料噴射弁２からの燃料漏出量の積算値は、ソーク時間が短い場合にはその増加率は比較的大きいが、ソーク時間がある程度長くなると増加率は小さくなり、ほぼ平衡状態に近づいていく。そこで、概ね燃料漏出量の積算値がほぼ平衡状態に近づいたタイミング、すなわち積算漏出慮の変化が極めて小さくなったタイミングをＴ１と設定する。Ｓ３０２で肯定判定されるとＳ１００へ進み、否定判定されると再びＳ３０２の処理を繰り返す。

Ｓ３０２で肯定判定されると、Ｓ１００でプレヒート処理が開始される。当該プレヒート処理については、図７に係る制御に含まれるプレヒート処理と同一であるので、詳細な説明は割愛する。その後、Ｓ３０３でプレヒート処理が完了したか否か、すなわち、電気加熱式触媒４の温度を、ソーク時間Ｔ１に対応した燃料漏出量の積算値を考慮して決定された目標加熱温度に調整したか否かが判定される。Ｓ３０３で肯定判定されるとＳ３０４へ進み、否定判定されると再びＳ３０３の処理が繰り返される。

次にＳ３０４では、機関停止した状態にある内燃機関１に対して、モータ１１ａ、１１ｂの動力を伝えることで、内燃機関１のクランクシャフトを強制的に回転させる。このとき、燃料噴射弁２からの燃料噴射は行われない。これにより、内燃機関１の燃焼室から排気通路３にわたって空気の流れが発生することになり、その流れで漏出燃料が電気加熱式触媒４に送り込まれる。このとき、電気加熱式触媒４は、Ｓ１００の処理によって既にその温度が目標加熱温度に到達しているため、漏出燃料は速やかに浄化されることになる。

本制御によれば、内燃機関１の機関停止から所定時間Ｔ１が経過すると、内燃機関１の
始動の有無にかかわらず、電気加熱式触媒４のプレヒート処理とともに強制モータリングが行われることで、前もって漏出燃料の浄化を完了させてしまう。上記のとおり、所定時間Ｔ１の時点で、燃料噴射弁２からの燃料の漏出量の増加率は極めて小さくなっていることから、所定時間Ｔ１の時点をもって漏出燃料の浄化を行っておけば、その後、ソーク時間が延びたとしても燃料噴射弁２からの燃料の漏出量はさほど増えない。そのため、漏出燃料の浄化を完了させて後に、内燃機関１が冷間始動したとしても、電気加熱式触媒４に求められる排気浄化能は、本来的に求められる冷間始動時の排気を浄化する程度でよく、過大な排気浄化能が要求されるのを回避することができる。その結果、冷間始動時のエミッション悪化を確実に抑制することができる。

１・・・・内燃機関
２・・・・燃料噴射弁
３・・・・排気通路
４・・・・電気加熱式触媒
１０・・・・ハイブリッド車両
１１ａ、１１ｂ・・・・モータ（モータジェネレータ）
２０・・・ＥＣＵ
２１・・・ＰＣＵ
２２・・・バッテリ

Claims (5)

1. 吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の排気通路に設けられ、電力の供給により発熱する担体に酸化能を有する触媒を担持させた電気加熱式触媒と、
   少なくとも前記内燃機関の機関停止してからの経過時間に従い、前記燃料噴射装置から漏出する燃料量を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された燃料漏出量に従って前記内燃機関の機関停止後に前記電気加熱式触媒に電力を供給し加熱する手段であって、該燃料漏出量が多くなるに従い該電気加熱式触媒の目標加熱温度を高く調整する加熱調整手段と、
   前記燃料噴射装置が使用されてから通算の該燃料噴射装置からの燃料噴射回数を積算する積算手段と、
   を備え、
   前記加熱調整手段は、前記積算手段によって積算された燃料噴射回数が多くなるに従い、前記目標加熱温度が低くなるように補正する、
   内燃機関の制御装置。
2. 吸気通路又は燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置を有する内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の排気通路に設けられ、電力の供給により発熱する担体に酸化能を有する触媒を担持させた電気加熱式触媒と、
   少なくとも前記内燃機関の機関停止してからの経過時間に従い、前記燃料噴射装置から漏出する燃料量を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された燃料漏出量に従って前記内燃機関の機関停止後に前記電気加熱式触媒に電力を供給し加熱する手段であって、該燃料漏出量が多くなるに従い該電気加熱式触媒の目標加熱温度を高く調整する加熱調整手段と、
   前記燃料噴射装置が使用されてから通算の該燃料噴射装置からの燃料噴射回数を積算する積算手段と、
   を備え、
   前記推定手段は、前記積算手段によって積算された燃料噴射回数が多くなるに従い、前記燃料漏出量が少なくなるように補正する、
   内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関は、該内燃機関と、電源からの供給電力によって駆動されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に搭載され、
   前記加熱調整手段は、前記モータが駆動し、且つ前記内燃機関が機関停止した状態において、前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱する、
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記内燃機関は、前記ハイブリッド車両の速度が第一所定速度を超えると、前記燃料噴射装置からの燃料噴射が行われない状態で前記モータの駆動に連れ回される連れ回し状態となり、
   前記加熱調整手段は、前記ハイブリッド車両の速度が、前記第一所定速度より低い第二所定速度を超えると、前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱する、
   請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、該内燃機関と、電源からの供給電力によって駆動されるモータとを動力源とするハイブリッド車両に搭載され、
   前記内燃機関が機関停止してから経過した時間が所定時間を超えると、又は前記燃料漏出量の積算値が所定量を超えると、前記加熱調整手段が前記電気加熱式触媒を前記目標加熱温度に加熱した後に、該内燃機関を、前記燃料噴射装置からの燃料噴射が行われない状態で前記モータによって強制的に駆動する強制駆動手段を、更に備える、
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

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