JP6056728B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は排気浄化触媒を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置に関するものである。

特許文献１には、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の浄化と燃料消費量の低減とを両立させるために、排気浄化触媒に流入する排気の温度が高い場合に、排気に含まれるＮＯｘの量は多くなるものの、燃料消費量が少なくなる運転モードで内燃機関を運転させるようにすることが開示されている。なお、こうした運転モードに移行すると、点火時期や燃料噴射時期、燃料噴射圧力、吸気絞り弁の開度等、様々な制御パラメータが切り替えられる。

排気浄化触媒に流入する排気の温度が高く、排気浄化触媒の温度が高い場合には、排気浄化触媒が効率よくＮＯｘを浄化するため、上記のような運転モードで内燃機関を運転させたとしても、排気浄化触媒を通じて排気に含まれるＮＯｘを浄化することができ、ＮＯｘの排出量を増大させずに、燃料消費量を低減させることができる。

特表２０１０‐５１９４５９号公報

ところで、アクセルオフの間は、燃焼が行われない状態で燃焼室を通過した空気が排気浄化触媒に送り込まれるようになるため、アクセルオフが継続されると、温度の低い空気が排気浄化触媒に送り込まれる状態が継続することになる。その結果、排気浄化触媒の温度が活性化温度未満まで低下してしまい、排気浄化触媒が効率よくＮＯｘを浄化する状態であることを条件に実行される上記の運転モードを継続させることができなくなってしてしまう。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気浄化触媒が効率よくＮＯｘを浄化する状態であることを条件に実行される燃料消費量の少なくなる運転モードを継続させることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、ＮＯｘを浄化する排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度以上であることを複数の移行条件の１つとして内燃機関の運転モードを通常モードよりもＮＯｘの発生量が多くなる一方で燃料消費量が少なくなる燃費改善モードに移行させる。そして、この内燃機関の制御装置では、排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度以上であり、且つ排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度よりも高い基準温度以下であり、且つアクセルオフされているときに吸気絞り弁を閉弁させる触媒保温制御を開始している場合には、内燃機関の運転モードを燃費改善モードに移行させ、排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度以上であり、且つ内燃機関がアイドリング運転中である場合には、燃料噴射圧、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期の変更を行わずに運転モードを燃費改善モードに移行させる。

上記の制御装置では、排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度以上であり、且つ基準温度以下である状態、すなわち、排気浄化触媒が活性化されているものの、その温度があまり高くなく、活性化温度に近い温度域にある状態のときには、触媒保温制御が開始されてから運転モードが燃費改善モードに移行するようになる。そのため、運転モードが燃費改善モードに移行されたあと、アクセルオフに伴って燃焼が行われない状況になったとしても、そのときには触媒保温制御を通じて吸気絞り弁が閉弁された状態になる。したがって、排気浄化触媒に送り込まれる空気の量が低減され、燃焼が行われない状態が継続したとしても排気浄化触媒の温度が低下しにくくなる。これにより、排気浄化触媒の温度が活性化温度以上になっている期間を長くすることができ、燃費改善モードを継続させることができるようになる。

一実施形態としての内燃機関の制御装置と、同制御装置の制御対象である内燃機関との関係、及び同内燃機関の構成を示す概略構成図。 同制御装置が実行する運転モードの移行処理にかかる一連の処理の手順を示すフローチャート。

以下、内燃機関の制御装置を、排気浄化触媒として選択還元触媒を備えた排気浄化装置を具備する車載内燃機関を制御する制御装置に具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。

図１に、上記の排気浄化装置が適用された車載内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という）の構成を示す。
エンジン１には複数の気筒＃１〜＃４が設けられている。シリンダヘッド２には複数の燃料噴射弁４ａ〜４ｄが各気筒＃１〜＃４に対応して取り付けられている。これら燃料噴射弁４ａ〜４ｄは各気筒＃１〜＃４の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド２には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート６ａ〜６ｄとが各気筒＃１〜＃４に対応して設けられている。

燃料噴射弁４ａ〜４ｄは、高圧燃料を蓄圧するコモンレール９に接続されている。コモンレール９はサプライポンプ１０に接続されている。サプライポンプ１０は燃料タンク内の燃料を吸入するとともにコモンレール９に高圧燃料を供給する。コモンレール９に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁４ａ〜４ｄの開弁時に同燃料噴射弁４ａ〜４ｄから気筒内に噴射される。

吸気ポートにはインテークマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド７は吸気通路３に接続されている。この吸気通路３内には吸入空気量を調整するための吸気絞り弁１６が設けられている。

排気ポート６ａ〜６ｄにはエキゾーストマニホールド８が接続されている。エキゾーストマニホールド８は排気通路２６に接続されている。
排気通路２６の途中には、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を過給するターボチャージャ１１が設けられている。同ターボチャージャ１１の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁１６との間の吸気通路３にはインタークーラ１８が設けられている。このインタークーラ１８によって、ターボチャージャ１１の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。

また、排気通路２６の途中にあって、ターボチャージャ１１の排気側タービンの排気下流には、排気を浄化する第１浄化部材３０が設けられている。この第１浄化部材３０の内部には、排気の流れ方向に対して直列に酸化触媒３１及びフィルタ３２が配設されている。

酸化触媒３１には、排気中の炭化水素（ＨＣ）を酸化処理する触媒が担持されている。また、フィルタ３２は、排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集する部材であって、多孔質のセラミックで構成されている。このフィルタ３２には、ＰＭの酸化を促進させるための触媒が担持されており、排気中のＰＭは、フィルタ３２の多孔質の壁を通過する際に捕集される。

また、エキゾーストマニホールド８の集合部近傍には、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給するための燃料添加弁５が設けられている。この燃料添加弁５は、燃料供給管２７を介して前記サプライポンプ１０に接続されている。なお、燃料添加弁５の配設位置は、排気系にあって第１浄化部材３０の上流側であれば適宜変更するも可能である。また、燃料の噴射時期を調整してポスト噴射を行うことにより、酸化触媒３１やフィルタ３２に添加剤として燃料を供給してもよい。

また、排気通路２６の途中にあって、第１浄化部材３０の排気下流には、排気を浄化する第２浄化部材４０が設けられている。第２浄化部材４０の内部には、還元剤を利用して排気中のＮＯｘを還元浄化する排気浄化触媒としての選択還元触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）４１が配設されている。

さらに、排気通路２６の途中にあって、第２浄化部材４０の排気下流には、排気を浄化する第３浄化部材５０が設けられている。第３浄化部材５０の内部には、排気中のアンモニアを浄化するアンモニア酸化触媒５１が配設されている。

エンジン１には、上記ＳＣＲ触媒４１に還元剤を供給する還元剤供給機構としての尿素水供給機構２００が設けられている。
尿素水供給機構２００は、尿素水を貯留するタンク２１０、排気通路２６内に尿素水を噴射供給する尿素添加弁２３０、尿素添加弁２３０とタンク２１０とを接続する供給通路２４０、供給通路２４０に接続されたポンプ２２０を備えている。また、尿素水供給機構２００は、ポンプ２２０から吐出された尿素水をタンク２１０に戻すリターン通路や、供給通路２４０内の尿素水圧力ＮＰを検出する圧力センサも備えている。

図１に示すように、尿素添加弁２３０は、第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６に設けられており、その噴射孔はＳＣＲ触媒４１に向けられている。この尿素添加弁２３０が開弁されてポンプ２２０が駆動されると、タンク２１０から供給通路２４０を介して尿素添加弁２３０に尿素水が供給され、排気通路２６内に尿素水が噴射供給される。

また、尿素添加弁２３０とＳＣＲ触媒４１との間の排気通路２６内には、尿素添加弁２３０から噴射された尿素水を分散させることにより同尿素水の霧化を促進する分散板６０が設けられている。

尿素添加弁２３０から噴射された尿素水は、排気の熱によって加水分解されてアンモニアとなる。そしてこのアンモニアがＮＯｘの還元剤としてＳＣＲ触媒４１に供給される。ＳＣＲ触媒４１に供給されたアンモニアは、同ＳＣＲ触媒４１に吸蔵されてＮＯｘの還元に利用される。

この他、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。このＥＧＲ装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの発生量を低減させる装置である。このＥＧＲ装置は、吸気通路３とエキゾーストマニホールド８とを連通するＥＧＲ通路１３、同ＥＧＲ通路１３に設けられたＥＧＲ弁１５、及びＥＧＲクーラ１４等により構成されている。ＥＧＲ弁１５の開度が調整されることにより排気通路２６から吸気通路３に導入される排気再循環量、すなわちＥＧＲ量が調量される。また、ＥＧＲクーラ１４によってＥＧＲ通路１３内を流れる排気の温度が低下される。

エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、エアフロメータ１９は吸入空気量ＧＡを検出する。絞り弁開度センサ２０は吸気絞り弁１６の開度を検出する。機関回転速度センサ２１はクランクシャフトの回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。外気温センサ２３は、外気温度ＴＨｏｕｔを検出する。車速センサ２４はエンジン１が搭載された車両の車速ＳＰＤを検出する。また、エンジン１には、車両の運転者がエンジン１を始動させるときや停止させるときに操作するイグニッションスイッチ２５も設けられており、このイグニッションスイッチ２５の操作位置によって、機関始動や機関停止が行われる。

また、酸化触媒３１の排気上流に設けられた第１排気温度センサ１００は、酸化触媒３１に流入する前の排気温度である第１排気温度ＴＨ１を検出する。差圧センサ１１０は、フィルタ３２の排気上流及び排気下流の排気圧の圧力差ΔＰを検出する。第１浄化部材３０と第２浄化部材４０との間の排気通路２６にあって、尿素添加弁２３０の排気上流には、第２排気温度センサ１２０及び第１ＮＯｘセンサ１３０が設けられている。第２排気温度センサ１２０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気温度である第２排気温度ＴＨ２を検出する。第１ＮＯｘセンサ１３０は、ＳＣＲ触媒４１に流入する前の排気中のＮＯｘ濃度である第１ＮＯｘ濃度Ｎ１を検出する。第３浄化部材５０の排気下流の排気通路２６には、ＳＣＲ触媒４１で浄化された排気のＮＯｘ濃度である第２ＮＯｘ濃度Ｎ２を検出する第２ＮＯｘセンサ１４０が設けられている。

上述した各種センサ等の出力は、制御部を構成する制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。

そして、この制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４ａ〜４ｄや燃料添加弁５の燃料噴射制御、サプライポンプ１０の吐出圧力制御、吸気絞り弁１６を開閉するアクチュエータ１７の駆動量制御、ＥＧＲ弁１５の開度制御等、エンジン１の各種制御が行われる。また、上記フィルタ３２に捕集されたＰＭを燃焼させる再生処理等といった各種の排気浄化制御も同制御装置８０によって行われる。

また、制御装置８０は、排気浄化制御の１つとして、上記尿素添加弁２３０による尿素水の添加制御を行う。この添加制御では、エンジン１から排出されるＮＯｘを還元処理するために必要な尿素添加量が機関運転状態等に基づいて算出される。そして、算出された尿素添加量に見合った量の尿素水が尿素添加弁２３０から噴射されるように、尿素添加弁２３０の開弁状態が制御される。なお、制御装置８０は、尿素添加弁２３０の開弁時間に基づいて尿素水の実際の噴射量を推定する。また、ＮＯｘ還元のための尿素水噴射は、ＳＣＲ触媒４１の温度が活性化温度以上になっているときに行われる。

また、制御装置８０は、排気に含まれるＮＯｘの還元と燃料消費量の低減とを両立させるために、ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度である第２排気温度ＴＨ２に基づいてエンジン１の運転モードを切り替える。

具体的には、制御装置８０は、第２排気温度ＴＨ２が、ＳＣＲ触媒４１が活性化していることを判定する基準となる排気温度である活性化判定温度Ｘ１以上である場合に、排気に含まれるＮＯｘの量は多くなるものの、燃料消費量が少なくなる燃費改善モードでエンジン１を運転させるようにする。

ＳＣＲ触媒４１に流入する排気の温度が高く、ＳＣＲ触媒４１が活性化している場合には、ＳＣＲ触媒４１が効率よくＮＯｘを還元する。そのため、排気に含まれるＮＯｘの量が多くなる燃費改善モードでエンジン１を運転させたとしても、ＳＣＲ触媒４１を通じて排気に含まれるＮＯｘを還元することができ、ＮＯｘの排出量を増大させずに、燃料消費量を低減させることができる。

図２を参照して制御装置８０が実行する運転モードの移行処理にかかる一連の処理の手順を説明する。この処理は機関運転中に制御装置８０により所定の制御周期で繰り返し実行される。

図２に示すようにこの処理が開始されると、制御装置８０はステップＳ１００において燃費改善モードが実行されているか否かを判定する。燃費改善モードが実行されていない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、すなわち運転モードが通常モードである場合には処理はステップＳ１１０へと進む。

ステップＳ１１０において制御装置８０は、第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上であるか否かを判定する。なお、活性化判定温度Ｘ１は、第２排気温度ＴＨ２がこの活性化判定温度Ｘ１以上であることに基づいてＳＣＲ触媒４１が活性化温度以上になっていると推定することができるように、その値の大きさが設定されている。

ステップＳ１１０において第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）には、尿素水噴射を実行することができない状態であるため、制御装置８０は運転モードの移行を行わずに、そのままこの処理を一旦終了させる。

一方、ステップＳ１１０において第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）には、尿素水噴射を実行可能な状態であるため、処理はステップＳ１２０へと進む。

ステップＳ１２０において制御装置８０は、減速時もしくはシフトチェンジ時であるか否かを判定する。減速時でもシフトチェンジ時でもない場合には、ステップＳ１２０において否定判定がなされ（ステップＳ１２０：ＮＯ）、処理がステップＳ１３０へと進む。

ステップＳ１３０では、制御装置８０はアイドリング運転中であるか否かを判定する。アイドリング運転中ではない場合には、ステップＳ１３０において否定判定がなされ（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理がステップＳ１４０へと進む。

ステップＳ１４０では、制御装置８０は高速走行中であるか否かを判定する。ここでは制御装置８０は、車速ＳＰＤが時速１４０キロメートル以上であるときに高速走行中であると判定する。車速ＳＰＤが時速１４０キロメートル未満であり、ステップＳ１４０において否定判定がなされた場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）には、運転モードを移行する条件が成立していないため、制御装置８０は運転モードの移行を行わずに、そのままこの処理を一旦終了させる。

一方で、車速ＳＰＤが時速１４０キロメートル以上であり、ステップＳ１４０において高速走行中であると判定された場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ２００へと進む。

ステップＳ２００において制御装置８０は、運転モードを燃費改善モードに移行させる。ここで制御装置８０は、燃料噴射圧、メイン噴射時期、パイロット噴射時期、パイロット噴射量、アフター噴射量、アフター噴射時期、吸気絞り弁１６の開度、目標ＥＧＲ率、目標新気量、ターボチャージャ１１のベーン開度等の制御パラメータを通常モード用の制御パラメータから燃費改善モード用の制御パラメータに切り替える。例えば、制御装置８０は、燃料の噴射時期を進角させるとともに、ターボチャージャ１１のベーン開度を大きくし、吸気絞り弁１６の開度を大きくする。こうして吸気圧力損失及び排気圧力損失を低下させることでポンピングロスを低下させ、燃料消費量を低減する。また、制御装置８０は、これとあわせて燃料噴射圧を低下させるとともに、パイロット噴射量、パイロット噴射時期を燃焼圧力が急激に立ち上がらないように調整することにより燃料消費量の低減と、燃焼騒音の改善を同時に図る。ここで、ターボチャージャ１１のベーンを開くことにより、過給圧が低下し、新気の量が低下するとともに、燃料噴射圧を低下させることで煙が発生しやすくなるが、制御装置８０は、ＥＧＲ量を低下させるとともにアフター噴射を調整することにより煙の発生も抑制する。

こうしてステップＳ２００を通じて運転モードが燃費改善モードに移行されると、排気に含まれるＮＯｘの量は多くなるものの、燃料消費量が少なくなる燃費改善モードでエンジン１が運転されるようになる。そして、こうして運転モードを燃費改善モードに移行させると、制御装置８０はこの処理を一旦終了させる。

これに対して、ステップＳ１３０においてアイドリング運転中である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ２１０へと進む。
ステップＳ２１０では、制御装置８０は燃焼騒音に対する感度の高い燃料噴射圧、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期の変更は行わず、その他の制御パラメータを変更することにより、運転モードを燃費改善モードに移行させる。なお、ここで変更を行わなかった燃料噴射圧、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期は、次に減速やシフトチェンジが行われるタイミングで燃費改善モード用の制御パラメータに切り替えられる。こうして運転モードを燃費改善モードに移行させると、制御装置８０はこの処理を一旦終了させる。

また、ステップＳ１２０において減速時もしくはシフトチェンジ時である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１５０へと進む。
ステップＳ１５０において制御装置８０は、第２排気温度ＴＨ２が基準温度Ｘ２以下であるか否かを判定する。基準温度Ｘ２は活性化判定温度Ｘ１よりも高い温度であり、ここでは活性化判定温度Ｘ１よりも１０℃高い温度に設定されている。

ステップＳ１５０において第２排気温度ＴＨ２が基準温度Ｘ２以下である旨の判定がなされた場合（ステップＳ：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ１６０へと進む。そして、制御装置８０は、ステップＳ１６０において触媒保温制御を開始する。この触媒保温制御は、アクセル操作量ＡＣＣＰが「０」になったとき、すなわちアクセルオフがなされたときに、吸気絞り弁１６を閉弁させるとともにターボチャージャ１１のベーン開度を最小にする制御である。ステップＳ１６０を通じて触媒保温制御が開始されると、処理はステップＳ２００へと進む。そして制御装置８０は上述したように運転モードを燃費改善モードに移行させ、この処理を一旦終了させる。

一方、第２排気温度ＴＨ２が基準温度Ｘ２よりも高く、ステップＳ１５０において否定判定がなされた場合（ステップＳ：ＮＯ）には、ステップＳ１６０がスキップされ、処理はステップＳ２００へと進む。すなわち、この場合には、制御装置８０は、触媒保温制御を開始せずに、そのまま運転モードを燃費改善モードに移行させてこの処理を一旦終了させる。

運転モードが燃費改善モードに移行された後にこの処理が再び開始されると、燃費改善モードが実行されているか否かを判定するステップＳ１００において肯定判定がなされるようになる。ステップＳ１００において肯定判定がなされると（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２０へと進む。

ステップＳ２２０において制御装置８０は第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上であるか否かを判定する。ステップＳ２２０において第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）には、尿素水噴射を実行可能な状態であるため、制御装置８０はそのままこの処理を一旦終了させ、燃費改善モードによる機関運転を継続する。

一方、ステップＳ２２０において第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１未満である旨の判定がなされた場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）には、処理はステップＳ２３０へと進む。

ステップＳ２３０では、制御装置８０は運転モードを通常モードに復帰させるための復帰条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、復帰条件として（１）減速時であること、（２）シフトチェンジ時であること、（３）アイドリング運転中であること、（４）高速走行中であることの４つの条件が設定されており、制御装置８０は（１）〜（４）のいずれかが成立していれば復帰条件が成立していると判定する。

ステップＳ２３０において復帰条件が成立していない旨の判定がなされた場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）には、復帰条件が成立していないため、制御装置８０はそのままこの処理を一旦終了させ、燃費改善モードによる機関運転を継続する。

一方、ステップＳ２３０において復帰条件が成立している旨の判定がなされた場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）には、処理はステップＳ３００へと進む。
ステップＳ３００において制御装置８０は運転モードを燃費改善モードから通常モードに移行させる。すなわち、燃費改善モードに移行する際に変更した制御パラメータを燃費改善モード用の制御パラメータから通常モード用の制御パラメータに切り替える。制御装置８０はこうして運転モードを通常モードに移行させると、この処理を一旦終了させる。

次に上記の一連の処理による作用について説明する。
上記の一連の処理によれば、第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）であること、すなわちＳＣＲ触媒４１が活性化しており効率よくＮＯｘを還元する状態であることを条件に、運転モードが通常モードから燃費改善モードに移行される（ステップＳ２００）。そのため、排気に含まれるＮＯｘの量は多くなるものの、燃料消費量が少なくなる燃費改善モードでエンジン１を運転させたとしても、ＳＣＲ触媒４１を通じて排気に含まれるＮＯｘを還元することができ、ＮＯｘの排出量を増大させずに、燃料消費量を低減させることができるようになる。

そして、上記の一連の処理によれば、減速もしくはシフトチェンジのタイミング（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）で運転モードが燃費改善モードに移行されるようになる（ステップＳ２００）。また、減速時やシフトチェンジ時でない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）には、高速走行中（ステップＳ１４０）に運転モードが燃費改善モードに移行されるようになる（ステップＳ２００）。また、アイドリング運転中の場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）には、燃焼騒音に対する感度の高い燃料噴射圧、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期の変更は行わず、その他の制御パラメータを変更することにより、運転モードが燃費改善モードに移行されるようになる（ステップＳ２１０）。さらに、上記の一連の処理によれば、運転モードを燃費改善モードから通常モードに移行させるときにも、上述した（１）〜（４）の４つの条件のいずれかが成立しているとき（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）に、運転モードが移行されるようになる（ステップＳ３００）。したがって、運転モードの移行に伴う制御パラメータの切り替えによるトルク段差や燃焼騒音の切り替わりによって車両の乗員が違和感を覚えにくいタイミングにおいて運転モードの移行が行われるようになる。また、走行騒音が生じておらず乗員が燃焼騒音の切り替わりによる違和感を覚えやすいアイドリング運転中には燃焼騒音に対する感度の高い制御パラメータの変更は行わず、その他の制御パラメータを変更することにより、運転モードが通常モードから燃費改善モードに移行されるようになる。

ところで、アクセルオフの間は、燃焼が行われない状態で燃焼室を通過した空気がＳＣＲ触媒４１に送り込まれるようになるため、アクセルオフが継続されると、温度の低い空気がＳＣＲ触媒４１に送り込まれる状態が継続することになる。その結果、ＳＣＲ触媒４１の温度が活性化温度未満まで低下してしまい、ＳＣＲ触媒４１が効率よくＮＯｘを還元する状態であることを条件に実行される燃費改善モードを継続させることができなくなってしてしまう。

この点について、上記の一連の処理によれば、第２排気温度ＴＨ２が活性化判定温度Ｘ１以上であり（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、且つ基準温度Ｘ２以下である（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）状態のときには、触媒保温制御が開始されてから（ステップＳ１６０）運転モードが燃費改善モードに移行されるようになる（ステップＳ２００）。すなわち、ＳＣＲ触媒４１が活性化されているものの、その温度があまり高くなく、活性化温度に近い温度域にある状態のときには、触媒保温制御が開始されてから運転モードが燃費改善モードに移行するようになる。そのため、運転モードが燃費改善モードに移行されたあと、アクセルオフに伴って燃焼が行われない状況になったとしても、そのときには触媒保温制御を通じて吸気絞り弁１６が閉弁された状態になる。したがって、ＳＣＲ触媒４１に送り込まれる空気の量が低減され、燃焼が行われない状態が継続したとしてもＳＣＲ触媒４１の温度が低下しにくくなる。これにより、ＳＣＲ触媒４１の温度が活性化温度以上になっている期間を長くすることができ、燃費改善モードを継続させることができるようになる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上記のように触媒保温制御を通じてＳＣＲ触媒４１に送り込まれる空気の量が低減されるため、燃焼が行われない状態が継続したとしてもＳＣＲ触媒４１の温度が低下しにくくなる。これにより、ＳＣＲ触媒４１の温度が活性化温度以上になっている期間を長くすることができ、燃費改善モードを継続させることができるようになる。ひいては、燃料消費量を抑制することができる。

（２）運転モードの移行に伴う制御パラメータの切り替えによるトルク段差や燃焼騒音の切り替わりによって車両の乗員が違和感を覚えにくいタイミングにおいて運転モードの移行が行われるようになるため、運転モードの切り替えに伴って乗員が違和感を覚えることを抑制できる。

（３）走行騒音が生じておらず乗員が燃焼騒音の切り替わりによる違和感を覚えやすいアイドリング運転中には燃焼騒音に対する感度の高い制御パラメータの変更は行わず、その他の制御パラメータを変更することにより、運転モードが通常モードから燃費改善モードに移行される。そのため、運転モードの切り替えに伴って乗員が違和感を覚えることを抑制しつつ、運転モードの移行機会を確保することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・排気浄化装置として、還元剤として尿素水を使用する尿素ＳＣＲシステムを例示したが、排気浄化装置の構成は尿素ＳＣＲシステムに限らない。ＮＯｘを浄化する排気浄化触媒を備える排気浄化装置を備えた内燃機関を制御する制御装置であれば、上記実施形態で開示されている技術的知見を適用することができる。

・ガソリンエンジンを制御する制御装置に上記実施形態で開示されている技術的知見を適用することもできる。
・アイドリング運転中には燃焼騒音に対する感度の高い制御パラメータの変更は行わず、その他の制御パラメータを変更することにより、運転モードを通常モードから燃費改善モードに移行させるようにしていたが、こうした構成は省略してもよい。例えば、アイドリング運転中にもステップＳ２００と同様に、燃焼騒音に対する感度の高い制御パラメータを含めた制御パラメータを変更することにより、運転モードを通常モードから燃費改善モードに移行するようにしてもよい。

・また、運転モードを移行させる条件は適宜変更して実施してもよい。例えば、アイドリング運転中には運転モードの移行を行わず、減速時、シフトチェンジ時、もしくは高速走行中に運転モードを通常モードから燃費改善モードに移行させるようにする構成を採用することもできる。

・上記実施形態で開示した燃費改善モードにおける制御パラメータの変更態様は１つの例であり、燃費改善モードにおける制御パラメータの変更態様は適宜変更することができる。例えば、変更する制御パラメータの種類や各制御パラメータの変更の態様を変更してもよい。

・基準温度Ｘ２を活性化判定温度Ｘ１よりも１０℃高い温度にした例を示したが、基準温度Ｘ２は活性化判定温度Ｘ１よりも高い温度であればよく、変更して実施することができる。

・時速１４０キロメートル以上であるときに高速走行中であると判定するようにしたが、高速走行中である旨を判定するための閾値となる車速は適宜変更して実施することができる。

・触媒保温制御において吸気絞り弁１６を閉弁させるとともにターボチャージャ１１のベーン開度を最小にする構成を例示したが、ターボチャージャ１１のベーン開度の制御を省略し、吸気絞り弁１６のみを制御するようにしてもよい。触媒保温制御はアクセルオフ時に吸気絞り弁１６を閉弁させるものであればよく、ターボチャージャ１１のベーン開度に替えて他の制御パラメータを制御するようにしてもよい。

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…吸気通路、４ａ〜４ｄ…燃料噴射弁、５…燃料添加弁、６ａ〜６ｄ…排気ポート、７…インテークマニホールド、８…エキゾーストマニホールド、９…コモンレール、１０…サプライポンプ、１１…ターボチャージャ、１３…ＥＧＲ通路、１４…ＥＧＲクーラ、１５…ＥＧＲ弁、１６…吸気絞り弁、１７…アクチュエータ、１８…インタークーラ、１９…エアフロメータ、２０…絞り弁開度センサ、２１…機関回転速度センサ、２２…アクセルセンサ、２３…外気温センサ、２４…車速センサ、２５…イグニッションスイッチ、２６…排気通路、２７…燃料供給管、３０…第１浄化部材、３１…酸化触媒、３２…フィルタ、４０…第２浄化部材、４１…選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、５０…第３浄化部材、５１…アンモニア酸化触媒、６０…分散板、８０…制御装置、１００…第１排気温度センサ、１１０…差圧センサ、１２０…第２排気温度センサ、１３０…第１ＮＯｘセンサ、１４０…第２ＮＯｘセンサ、２００…尿素水供給機構、２１０…タンク、２２０…ポンプ、２３０…尿素添加弁、２４０…供給通路。

Claims (1)

1. ＮＯｘを浄化する排気浄化触媒に流入する排気の温度が活性化判定温度以上であることを複数の移行条件の１つとして内燃機関の運転モードを通常モードよりもＮＯｘの発生量が多くなる一方で燃料消費量が少なくなる燃費改善モードに移行させる内燃機関の制御装置において、
   前記排気浄化触媒に流入する排気の温度が前記活性化判定温度以上であり、且つ前記排気浄化触媒に流入する排気の温度が前記活性化判定温度よりも高い基準温度以下であり、且つアクセルオフされているときに吸気絞り弁を閉弁させる触媒保温制御を開始している場合には、運転モードを前記燃費改善モードに移行させ、
   前記排気浄化触媒に流入する排気の温度が前記活性化判定温度以上であり、且つ内燃機関がアイドリング運転中である場合には、燃料噴射圧、パイロット噴射量及びパイロット噴射時期の変更を行わずに運転モードを前記燃費改善モードに移行させる
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。