特許 7396325 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 17/00 20060101AFI20231205BHJP

   F01N 3/023 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 17/02 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 17/04 20060101ALI20231205BHJP

   F02D 41/18 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

F02D17/00 B

F01N3/023 A

F02D17/02 P

F02D17/04 M

F02D41/18

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021071701

(22)【出願日】2021-04-21

(65)【公開番号】P2022166472

(43)【公開日】2022-11-02

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】野瀬 勇喜

(72)【発明者】

【氏名】池田 悠人

(72)【発明者】

【氏名】後藤 嵩允

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２２０８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１９０３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２３９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／００４７１３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ １７／００

Ｆ０２Ｄ ４１／１８

Ｆ０１Ｎ ３／０２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒を有する内燃機関と、
前記複数の気筒からの排気が流通する排気通路と、
前記排気通路に配置され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
を備える車両に適用され、前記内燃機関を制御対象とする制御装置であって、
前記車両が予め定められた第１条件を満たした場合に、前記複数の気筒のうちの特定の気筒での混合気の燃焼を停止する第１停止処理と、
前記車両が前記第１条件とは異なる条件として予め定められた第２条件を満たした場合に、すべての前記複数の気筒での混合気の燃焼を停止する第２停止処理と、
前記第１停止処理及び前記第２停止処理のどちらか一方を実行中に、実行中の前記第１停止処理または前記第２停止処理が開始されてからの前記内燃機関の吸入空気量の積算値を取得する積算処理と、
前記積算値が閾値以上となった場合に、実行中の前記第１停止処理または前記第２停止処理を中止して、すべての前記複数の気筒での混合気の燃焼を再開する再開処理と、
を実行し、
前記第１停止処理を実行中の前記閾値を第１閾値とし、前記第２停止処理を実行中の前記閾値を第２閾値としたとき、
前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量が同じ場合での前記第１閾値及び前記第２閾値を比較した場合、前記第１閾値は前記第２閾値よりも大きい
制御装置。

【請求項2】

前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量に基づいて前記第１閾値及び前記第２閾値を算出する閾値算出処理を実行し、
前記閾値算出処理では、前記第１停止処理の実行中に混合気の燃焼を停止する前記気筒の数が少ないほど、前記第１閾値を大きな値に算出する
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量に基づいて前記第１閾値及び前記第２閾値を算出する閾値算出処理を実行し、
前記閾値算出処理では、前記第１停止処理または前記第２停止処理を開始するときに前記フィルタに堆積している前記粒子状物質の量が多いほど、前記第１閾値及び前記第２閾値が小さくなるように算出し、前記第１停止処理または前記第２停止処理を開始するときの前記フィルタの温度が高いほど、前記第１閾値及び前記第２閾値が小さくなるように算出する
請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記再開処理を実行後、予め定められた一定の期間は前記第１停止処理及び前記第２停止処理の実行を禁止する
請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記一定の期間は、前記再開処理が実行されてからの前記積算値が、予め定められた規定値に達するまでの期間である
請求項４に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の車両は、内燃機関と、排気通路と、フィルタと、を備えている。内燃機関は、複数の気筒を有している。排気通路は、各気筒からの排気の流通路である。排気通路は、内燃機関から延びている。フィルタは、排気通路の粒子状物質（以下、ＰＭという。）を捕集する。フィルタは、排気通路の途中に位置している。また、当該車両は、制御装置を備えている。制御装置は、車両が特定の条件を満たした場合、クランクシャフトを回転させつつすべての気筒で混合気の燃焼を停止する。これにより、酸素を含む空気がフィルタに供給される。そして、フィルタに堆積しているＰＭが燃焼する。また、制御装置は、気筒での混合気の燃焼の停止を実行中に、吸入空気量の積算値が所定の値に到達した場合、各気筒での混合気の燃焼を再開する。これにより、ＰＭの燃焼が中止され、フィルタが過熱することを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１９０３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の車両のようにすべての気筒での燃焼を停止するのではなく、特定の気筒でのみ混合気の燃焼を停止する技術が知られている。この場合、ＰＭ燃焼中のフィルタの温度の変化の仕方は、すべての気筒で燃焼を停止した場合と比較して異なっているはずである。したがって、特定の気筒でのみ混合気の燃焼を停止する処理を行った場合に、当該処理をどのようなタイミングで停止すべきか、という点についてさらなる検討の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関と、前記複数の気筒からの排気が流通する排気通路と、前記排気通路に配置され排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を備える車両に適用され、前記内燃機関を制御対象とする制御装置であって、前記車両が予め定められた第１条件を満たした場合に、前記複数の気筒のうちの特定の気筒での混合気の燃焼を停止する第１停止処理と、前記車両が前記第１条件とは異なる条件として予め定められた第２条件を満たした場合に、すべての前記複数の気筒での混合気の燃焼を停止する第２停止処理と、前記第１停止処理及び前記第２停止処理のどちらか一方を実行中に、実行中の前記第１停止処理または前記第２停止処理が開始されてからの前記内燃機関の吸入空気量の積算値を取得する積算処理と、前記積算値が閾値以上となった場合に、実行中の前記第１停止処理または前記第２停止処理を中止して、すべての前記複数の気筒での混合気の燃焼を再開する再開処理と、を実行し、前記第１停止処理を実行中の前記閾値を第１閾値とし、前記第２停止処理を実行中の前記閾値を第２閾値としたとき、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量が同じ場合での前記第１閾値及び前記第２閾値を比較した場合、前記第１閾値は前記第２閾値よりも大きい制御装置である。

【0006】

上記構成では、第１停止処理中は、燃焼を停止していない気筒から排出される既燃ガスが、フィルタに供給される。既燃ガスがフィルタに供給されると、フィルタの熱が既燃ガスによって持ち去られる。したがって、第１停止処理を実行した場合は、第２停止処理を実行した場合よりもフィルタの温度が高くなりにくい。

【0007】

上記構成によれば、第１停止処理でフィルタの温度が高くなりにくいことを考慮して、第１閾値は、第２閾値よりも大きな値になっている。そのため、第１停止処理を実行した場合に、フィルタが過熱しておらず未だ第１停止処理を継続できるにも拘わらず、第１停止処理が中止されてしまう、といった事態は生じにくい。

【0008】

上記構成において、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量に基づいて前記第１閾値及び前記第２閾値を算出する閾値算出処理を実行し、前記閾値算出処理では、前記第１停止処理の実行中に混合気の燃焼を停止する前記気筒の数が少ないほど、前記第１閾値を大きな値に算出する制御装置であってもよい。

【0009】

上記構成では、混合気の燃焼を停止する気筒の数が少ないほど、燃焼している気筒から排出される既燃ガスの量が多くなる。したがって、フィルタからより多くの熱が既燃ガスによって持ち去られるので、フィルタの温度が上昇しにくくなる。上記構成によれば、混合気の燃焼を停止する気筒の数に応じて第１閾値を算出するので、フィルタの過熱を防止しつつ第１停止処理をできるだけ長期間継続させることができる。

【0010】

上記構成において、前記フィルタに堆積した前記粒子状物質の量に基づいて前記第１閾値及び前記第２閾値を算出する閾値算出処理を実行し、前記閾値算出処理では、前記第１停止処理または前記第２停止処理を開始するときに前記フィルタに堆積している前記粒子状物質の量が多いほど、前記第１閾値及び前記第２閾値が小さくなるように算出し、前記第１停止処理または前記第２停止処理を開始するときの前記フィルタの温度が高いほど、前記第１閾値及び前記第２閾値が小さくなるように算出する制御装置であってもよい。

【0011】

上記構成によれば、各停止処理において粒子状物質が燃焼することに伴う発熱量、及び各停止処理開始時の温度を、第１閾値及び第２閾値に反映できる。したがって、フィルタの過熱を防止するための正確な閾値を算出できる。

【0012】

上記構成において、前記再開処理を実行後、予め定められた一定の期間は前記第１停止処理及び前記第２停止処理の実行を禁止する制御装置であってもよい。
上記構成によれば、再開処理の実行後、各停止処理に伴いフィルタ内に多くの酸素が残留している状態で、各停止処理が再び実行されることはない。したがって、各停止処理の開始時に多くの酸素がフィルタ内に残留していることに起因して、フィルタが過熱されることは妨げる。

【0013】

上記構成において、前記一定の期間は、前記再開処理が実行されてからの前記積算値が、予め定められた規定値に達するまでの期間である制御装置としてもよい。
上記構成では、各停止処理の終了後、気筒から排出される既燃ガスと共にフィルタ内に残留している酸素が排出される。上記構成によれば、再開処理後の各停止処理の禁止期間を、フィルタ内の残留酸素の低下量と相関の高い吸入空気量で定めている。そのため、フィルタ内の酸素量が低下していく実際の速度に合わせた正確な禁止期間にできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】車両の概略構成図。

【図2】制御装置が実行する処理のフローチャート。

【図3】吸入空気量に対する第１停止処理及び第２停止処理の時間変化の例を表したタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
＜車両の概略構成＞
図１に示すように、車両は、内燃機関１０と、吸気通路２１と、排気通路２２と、三元触媒３０と、フィルタ４０と、を備えている。

【0016】

内燃機関１０は、車両の駆動源である。内燃機関１０は、４つの気筒１１と、４つの燃料噴射弁１２と、クランクシャフト１３と、を備えている。４つの燃料噴射弁１２は、気筒１１毎に存在している。各燃料噴射弁１２は、各気筒１１内に燃料を噴射する。クランクシャフト１３は、各気筒１１での混合気の燃焼により回転する。すなわち、クランクシャフト１３の回転によって、車両の駆動力が発生する。

【0017】

吸気通路２１は、各気筒１１に接続している。吸気通路２１は、各気筒１１に吸気を導入するための通路である。排気通路２２は、各気筒１１に接続している。排気通路２２は、各気筒１１からの排気が流通する通路である。三元触媒３０は、排気通路２２の途中に位置している。三元触媒３０は、排気中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、及び窒素酸化物を浄化する。また、三元触媒３０は、酸素吸蔵能力を有している。フィルタ４０は、排気通路２２のうちの三元触媒３０から視て下流側に位置している。フィルタ４０は、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと記載する。）を捕集する。

【0018】

車両は、クランク角センサ７１と、エアフローメータ７２と、車速センサ７３と、水温センサ７４と、空燃比センサ７５と、を備えている。
クランク角センサ７１は、クランクシャフト１３の近傍に位置している。クランク角センサ７１は、クランクシャフト１３の回転速度ＮＥを検出する。エアフローメータ７２は、吸気通路２１の途中に位置している。エアフローメータ７２は、吸気通路２１を流通する空気の流量である吸入空気量ＧＡを検出する。車速センサ７３は、車両の駆動輪の近傍に位置している。車速センサ７３は、車両の走行速度である車速ＳＰを検出する。水温センサ７４は、内燃機関１０のウォータジャケットの出口に位置している。水温センサ７４は、冷却水の温度ＴＨＷを検出する。空燃比センサ７５は、排気通路２２のうちの三元触媒３０から視て、上流側に位置している。空燃比センサ７５は、空燃比ＡＦを検出する。

【0019】

＜制御装置について＞
車両は、制御装置１００を備えている。制御装置１００は、内燃機関１０を制御対象とする。具体的には、制御装置１００は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料量を制御する。制御装置１００は、クランク角センサ７１からの回転速度ＮＥに関する信号を取得する。制御装置１００は、エアフローメータ７２から、吸入空気量ＧＡに関する信号を検出する。制御装置１００は、車速センサ７３から車速ＳＰに関する信号を取得する。制御装置１００は、水温センサ７４から冷却水の温度ＴＨＷに関する信号を取得する。制御装置１００は、空燃比センサ７５から、空燃比ＡＦに関する信号を取得する。

【0020】

制御装置１００は、取得した回転速度ＮＥと、吸入空気量ＧＡとに基づいて、内燃機関１０の吸入効率である充填効率ηを算出する。なお、充填効率ηとは、各気筒１１に流入する吸気の質量であるシリンダ流入空気量を、シリンダの行程容積を占める標準大気状態の吸気の質量に対する比率で表したものである。

【0021】

また、制御装置１００は、算出した充填効率ηと、取得した回転速度ＮＥと、冷却水の温度ＴＨＷとに基づいて、フィルタ４０に堆積したＰＭの量、すなわちＰＭ堆積量を算出する。具体的には、制御装置１００は、回転速度ＮＥ、充填効率η及び冷却水の温度ＴＨＷに基づいて排気通路２２に排出される排気中のＰＭの量を算出する。そして、制御装置１００は、回転速度ＮＥ及び充填効率ηに基づきフィルタ４０の温度を算出する。その後、制御装置１００は、排気中のＰＭの量やフィルタ４０の温度に基づき単位時間当たりにフィルタ４０が捕集するＰＭの量を算出する。これらの手順で、ＰＭ堆積量を算出する。なお、回転速度ＮＥの値が高いほど、ＰＭ堆積量は大きな値となる。また、フィルタ４０の温度も、回転速度ＮＥ及び充填効率ηの値が大きいほど、大きな値として算出される。

【0022】

制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

【0023】

＜制御装置が実行する処理について＞
制御装置１００は、車両が予め定められた第１条件を満たした場合に、４つの気筒１１のうちの特定の気筒１１での混合気の燃焼を停止する第１停止処理を実行する。制御装置１００は、第１停止処理を実行すると、４つの気筒１１のうち、特定の１つの気筒１１で燃料噴射を停止する。そして、制御装置１００は、残りの３つの気筒１１で燃料を噴射し、混合気の燃焼を実施する。

【0024】

制御装置１００は、以下の５つの要件をすべて満たした場合に第１条件を満たしたものとして、第１停止処理を実行する。
１つ目の要件は、車速ＳＰがゼロよりも大きいことである。２つ目の要件は、フィルタ４０において、ＰＭの堆積量が所定の値よりも大きいことである。なお、ここでの所定の値は、フィルタ４０に堆積したＰＭの量が相応に大きく、ＰＭを除去することが好ましい値として、例えば実験で定められている。３つ目の要件は、回転速度ＮＥが所定の値以下の場合である。なお、ここでの所定の値は、後述する第２停止処理の実行条件との切り替えの値として定められている。４つ目の要件は、クランクシャフト１３に発生するトルクが、車両が備える車輪からのトルクよりも大きい場合である。５つ目の要件は、後述する禁止フラグがオフであることである。したがって、禁止フラグがオンである状態は、第１条件の一部の要件が満たされてなく、第１停止処理の実行が禁止された状態である。

【0025】

制御装置１００は、車両が第１条件とは異なる条件として予め定められた第２条件を満たした場合に、４つの気筒１１での混合気の燃焼を停止する第２停止処理を実行する。すなわち、制御装置１００は、第２停止処理を実行すると、４つの気筒１１すべてにおいて、燃料噴射を停止する。

【0026】

制御装置１００は、以下の５つの要件をすべて満たした場合に、第２条件を満たしたものとして、第２停止処理を実行する。１つ目の要件は、車速ＳＰがゼロよりも大きいことである。２つ目の要件は、フィルタ４０において、ＰＭの堆積量が所定の値よりも大きいことである。なお、ここでの所定の値は、上述した第１条件と同じ値を採用する。３つ目の要件は、回転速度ＮＥが所定の値より大きい場合である。４つ目の要件は、クランクシャフト１３が無負荷で回転している状態である。５つ目の要件は、後述する禁止フラグがオフであることである。したがって、禁止フラグがオンである状態は、第２条件の一部の要件が満たされてなく、第２停止処理の実行が禁止された状態である。

【0027】

＜第１停止処理及び第２停止処理実行中の制御＞
以下、第１停止処理及び第２停止処理実行中の制御について説明する。制御装置１００は、本制御を、第１停止処理または第２停止処理が開始される毎に実行する。なお、車両が、上述した第１停止処理及び第２停止処理の実行条件のいずれかを満たさない状態になった場合、以降の処理は中断される。

【0028】

図２に示すように、ステップＳ１００では、制御装置１００は、第１停止処理または第２停止処理を開始する時点での、フィルタ４０のＰＭ堆積量及びフィルタ４０の温度を算出する。算出後、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０１に移行する。

【0029】

ステップＳ１０１では、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡの積算を開始する。具体的には、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡの積算を開始すると、エアフローメータ７２から吸入空気量ＧＡのデータの単位時間毎に取得する。また、制御装置１００は、吸入空気量ＧＡにデータを取得する毎に、前回までの積算値に、新たに取得した吸入空気量ＧＡを積算し、新たな積算値を取得する。制御装置１００は、ステップＳ１０１の処理以後、後述するステップＳ１０７の処理が開始されるまで、積算値の更新を継続する。なお、以降の説明で、本ステップから積算を開始した吸入空気量ＧＡの積算値を「停止中積算値Ａ１」として記載する。吸入空気量ＧＡの積算を開始した後、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０２へ移行する。なお、ステップＳ１０１の処理は、停止中積算値Ａ１を取得する積算処理である。

【0030】

ステップＳ１０２では、制御装置１００は、第１停止処理が実行中であるか否かを確認する。第１停止処理が実行中でない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわち、第２停止処理が実行中である場合、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０５へ移行する。

【0031】

ステップＳ１０５では、制御装置１００は、第２停止処理での閾値である第２閾値Ｘ２を算出する。第２閾値Ｘ２は、停止中積算値Ａ１に対して適用する閾値である。より具体的には、第２閾値Ｘ２は、実行中の第２停止処理を中止するか否かの判定値である。

【0032】

先ず、制御装置１００は、ステップＳ１００において算出したフィルタ４０のＰＭ堆積量及びフィルタ４０の温度に基づいて、第２閾値Ｘ２を算出する。具体的には、制御装置１００は、フィルタ４０のＰＭ堆積量が多いほど第２閾値Ｘ２が小さくなるように算出する。また、制御装置１００は、フィルタ４０の温度が高いほど第２閾値Ｘ２が小さくなるように算出する。第２閾値Ｘ２を算出した後、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０６へ移行する。

【0033】

ステップＳ１０６では、制御装置１００は、最新の停止中積算値Ａ１が、第２閾値Ｘ２以上であるか否かを判定する。最新の停止中積算値Ａ１が、第２閾値Ｘ２より小さい場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、制御装置１００は、再びステップＳ１０６の処理を実行する。最新の停止中積算値Ａ１が、第２閾値Ｘ２以上である場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０７へ移行する。

【0034】

一方、ステップＳ１０２において、実行中の停止処理が第１停止処理であると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０３へ移行する。
ステップＳ１０３では、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１に対して適用する閾値として第１閾値Ｘ１を算出する。具体的には、第１閾値Ｘ１は、実行中の第１停止処理を中止するか否かの判定値である。

【0035】

制御装置１００は、ステップＳ１０５と同様にして第２閾値Ｘ２を算出する。そして、制御装置１００は、第２閾値Ｘ２に予め定められた係数を乗算することで、第１閾値Ｘ１を算出する。この係数は、１より大きい値に定められている。すなわち、制御装置１００は、第１閾値Ｘ１を、ＰＭの量が同一であるときに算出される第２閾値Ｘ２よりも大きい値に算出する。なお、上記係数は、実験又はシミュレーション等により、次のようにして定められる。例えば、第２停止処理を実行したときにフィルタ４０が溶解する温度よりも所定の温度だけ小さい温度になったときの停止中積算値Ａ１を実験により求める。そして、第１停止処理を実行したときに、フィルタ４０が溶解する温度よりも上記と同じ所定の温度だけ小さい温度になったときの停止中積算値Ａ１を実験により求める。上記係数は、第２停止処理における当該停止中積算値Ａ１に対する、第１停止処理における当該停止中積算値Ａ１の比として定められる。第１閾値Ｘ１を算出した後、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０４へ移行する。なお、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５の処理は、フィルタ４０に堆積したＰＭの量に基づいて閾値を算出する閾値算出処理である。

【0036】

ステップＳ１０４では、制御装置１００は、最新の停止中積算値Ａ１が、第１閾値Ｘ１以上であるか否かを判定する。最新の停止中積算値Ａ１が、第１閾値Ｘ１より小さい場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御装置１００は、再びステップＳ１０４の処理を実行する。最新の停止中積算値Ａ１が、第１閾値Ｘ１以上である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御装置１００の処理はステップＳ１０７へ移行する。

【0037】

ステップＳ１０７では、制御装置１００は、実行中の第１停止処理または第２停止処理を中止する。すなわち、制御装置１００は、４つの気筒１１での混合気の燃焼を再開する。また、制御装置１００は、継続して算出していた停止中積算値Ａ１をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１の算出を停止する。その後、制御装置１００の処理はステップＳ１０８へ移行する。なお、ステップＳ１０４、ステップＳ１０６、及びステップＳ１０７の処理は、停止中積算値Ａ１が閾値以上となった場合に、実行中の第１停止処理または第２停止処理を中止して、すべての気筒１１での混合気の燃焼、すなわち通常運転を再開する再開処理である。

【0038】

ステップＳ１０８では、制御装置１００は、ステップＳ１０１と同様にして、吸入空気量ＧＡの積算を開始する。制御装置１００は、ステップＳ１０８の処理以後、後述するステップＳ１１０の処理が開始されるまで、積算値の更新を継続する。なお、以降の説明では、本ステップから積算を開始した吸入空気量ＧＡの積算値を「再開後積算値Ａ２」として記載する。吸入空気量ＧＡの積算を開始した後、制御装置１００の処理は、ステップＳ１０９へ移行する。

【0039】

ステップＳ１０９では、制御装置１００は、最新の再開後積算値Ａ２が、予め定められた規定値Ｙ以上であるか否かを判定する。規定値Ｙは、フィルタ４０内に残存している酸素がフィルタ４０から排出されるのに必要な吸入空気量ＧＡの積算値として定められる値である。最新の再開後積算値Ａ２が、規定値Ｙより小さい場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、制御装置１００の処理は、ステップＳ１１１へ移行する。

【0040】

ステップＳ１１１では、制御装置１００は、禁止フラグをオンにする。ステップＳ１１１の開始時点において既に禁止フラグがオンである場合には、制御装置１００は、禁止フラグをオンにした状態を継続する。なお、禁止フラグがオンになると、上述した第１条件及び第２条件が満たされなくなる。したがって、制御装置１００は、第１停止処理及び第２停止処理の実行を禁止する。そして、制御装置１００の処理は、再度ステップＳ１０９へ移行する。すなわち、制御装置１００は、再開処理を実行後、禁止フラグがオンの間は第１停止処理及び第２停止処理の実行を禁止する。そして、禁止フラグがオンになっている期間とは、再開後積算値Ａ２が規定値Ｙに達するまでの期間である。

【0041】

一方で、ステップＳ１０９において、最新の再開後積算値Ａ２が、規定値Ｙ以上である場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、制御装置１００の処理は、ステップＳ１１０へ移行する。
ステップＳ１１０では、制御装置１００は、禁止フラグをオフにする。そして、制御装置１００は、継続して算出していた再開後積算値Ａ２をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、再開後積算値Ａ２の算出を停止する。なお、禁止フラグがオフである場合には、第１条件の各要件及び第２条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件は満たされている。したがって、制御装置１００は、第１条件の各要件及び第２条件の各要件のうち禁止フラグに関する要件以外の他の要件が満たされれば、第１停止処理及び第２停止処理を実行する。ステップＳ１１０の処理の後、制御装置１００による一連の制御は終了する。

【0042】

＜本実施形態の作用について＞
図３に示すように、時刻Ｔ１において、第２条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件を満たしたとする。このとき、制御装置１００は、第２停止処理の要求フラグをオンにする。この時刻Ｔ１の時点で禁止フラグがオフであれば、第２停止処理の要求フラグがオンになったことをうけて、制御装置１００は、時刻Ｔ１で第２停止処理の実行を開始する。上述したように、第２停止処理が実行されると、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１の算出を開始する。そして、時刻Ｔ１を開始時点として停止中積算値Ａ１は徐々に増加する。

【0043】

その後、時刻Ｔ２において、停止中積算値Ａ１が第２閾値Ｘ２以上になったものとする。このとき、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１が第２閾値Ｘ２以上になったと判定して、停止中積算値Ａ１をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、禁止フラグをオンにする。禁止フラグがオンであると、第２停止処理を実行するための５つの要件のうちの１つが満たされなくなる。すなわち、第２条件が満たされなくなる。これに伴い、制御装置１００は、再開処理を実行することにより、第２停止処理の実行を中止する。また、制御装置１００は、時刻Ｔ２において、再開処理を実行するのと共に再開後積算値Ａ２の算出を開始する。そして、時刻Ｔ２を開始時点として再開後積算値Ａ２は増加する。

【0044】

なお、時刻Ｔ２において、第２条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件が満たされていれば、第２停止処理の要求フラグは、オンのままである。すなわち、時刻Ｔ２の直後は、第２停止処理を実行したい状況であるものの、第２停止処理を終了してから一定の期間が経過していないことを原因として、第２停止処理の実行が禁止されている状況である。

【0045】

その後、時刻Ｔ３において、再開後積算値Ａ２が規定値Ｙ以上になったものとする。このとき、制御装置１００は、再開後積算値Ａ２をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、禁止フラグをオフにする。したがって、時刻Ｔ３の以後は、第２条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件が満たされていれば、再び第２停止処理が実行可能である。なお、図３に示す例では、時刻Ｔ３以後は、第２条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件のいずれかが満たされていないものとする。

【0046】

その後、時刻Ｔ４において、第１条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件を満たしたとする。このとき、制御装置１００は、第１停止処理の要求フラグをオンにする。上述したとおり、時刻Ｔ４以前の時刻Ｔ３の時点で、禁止フラグはオフになっている。したがって、第１停止処理の要求フラグがオンになったことをうけて、制御装置１００は、時刻Ｔ４で第１停止処理の実行を開始する。上述したように、第１停止処理が実行されると、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１の算出を開始する。そして、時刻Ｔ４を開始時点として停止中積算値Ａ１は徐々に増加する。

【0047】

その後、時刻Ｔ５において、停止中積算値Ａ１が第１閾値Ｘ１になったものとする。このとき、制御装置１００は、停止中積算値Ａ１が第１閾値Ｘ１以上になったと判定して、停止中積算値Ａ１をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、禁止フラグをオンにする。禁止フラグがオンであると、第１停止処理を実行するための５つの要件のうちの１つが満たされなくなる。すなわち、第１条件が満たされなくなる。これに伴い、制御装置１００は、再開処理を実行することにより、第１停止処理の実行を中止する。また、制御装置１００は、時刻Ｔ５において再開処理が実行されたことを条件に、再開後積算値Ａ２の算出を開始する。そして、時刻Ｔ５を開始時点として再開後積算値Ａ２は徐々に増加する。

【0048】

なお、時刻Ｔ５において、第１条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件が満たされていれば、第１停止処理の要求フラグは、オンのままである。すなわち、時刻Ｔ５の直後は、第１停止処理を実行したい状況であるものの、第１停止処理を終了してから一定の期間が経過していないことを原因として、第１停止処理の実行が禁止されている状況である。

【0049】

その後、時刻Ｔ６において、再開後積算値Ａ２が規定値Ｙ以上になったものとする。このとき、制御装置１００は、再開後積算値Ａ２をゼロにクリアする。そして、制御装置１００は、第１停止処理の禁止フラグをオフにする。したがって、時刻Ｔ６の以後は、第１条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件が満たされていれば、再び第１停止処理が実行可能である。なお、図３に示す例では、時刻Ｔ６以後は、第１条件の各要件のうち、禁止フラグに関する要件以外の４つの要件のいずれかが満たされていないものとする。

【0050】

上記のような例において、時刻Ｔ１～時刻Ｔ２の期間は第２停止処理が実行される。この第２停止処理を実行した場合、４つの気筒１１で燃料噴射を停止する。したがって、第２停止処理実行中において、フィルタ４０に酸素が供給される。フィルタ４０に堆積したＰＭは、フィルタ４０に供給された酸素と反応して燃焼する。そのため、第２停止処理実行中は、フィルタ４０の温度が上昇しやすくなる。

【0051】

一方、時刻Ｔ４～時刻Ｔ５の期間は第１停止処理が実行される。この第１停止処理を実行した場合、４つの気筒１１のうち、特定の１つの気筒１１で燃料噴射を停止する。そして、制御装置１００は、残りの３つの気筒１１で燃料を噴射し、混合気を燃焼させる。第１停止処理実行中も、第２停止処理と同様に、混合気が燃焼されない気筒１１からフィルタ４０に酸素が供給される。そのため、フィルタ４０に堆積したＰＭが燃焼する。

【0052】

一方で、第１停止処理実行中では、３つの気筒１１において混合気が燃焼するため、フィルタ４０には既燃ガスが供給される。既燃ガスは、ＰＭの燃焼には関与せず、そのままフィルタ４０を通過する。そのため、フィルタ４０の熱を既燃ガスが持ち去ることができる。その結果、第１停止処理実行時は、第２停止処理実行時よりも、フィルタ４０の温度が上昇しにくくなる。

【0053】

＜本実施形態の効果について＞
（１）上記実施形態において、第１閾値Ｘ１は、第２閾値Ｘ２よりも大きな値である。上述したように、第１停止処理実行時は、既燃ガスの存在によりフィルタ４０の温度が第２停止処理実行時よりも高くなりにくい。そのため、第１停止処理を実行した場合に、フィルタ４０が過熱しておらず未だ第１停止処理を継続できるにも拘わらず、第１停止処理が中止されてしまう、といった事態は生じにくい。

【0054】

（２）上記実施形態において、制御装置１００は、閾値算出処理で、第１停止処理実行開始したときのフィルタ４０のＰＭ堆積量が多いほど、第１閾値Ｘ１が小さくなるように算出する。また、制御装置１００は、閾値算出処理で、第１停止処理実行開始したときのフィルタ４０の温度が高いほど第１閾値Ｘ１が小さくなるように算出する。そして、制御装置１００は、同様の傾向で第２閾値Ｘ２を算出する。このように、制御装置１００は、ＰＭが燃焼することに伴う発熱量、及び各停止処理開始時のフィルタ４０の温度を、第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２に反映できる。したがって、フィルタ４０の過熱を防止するための正確な閾値を算出できる。

【0055】

（３）上記実施形態において、禁止フラグがオンの間は第１停止処理及び第２停止処理は実行されない。そのため、各停止処理に伴いフィルタ４０内に多くの酸素が残留している状態で、各停止処理が再び実行されることはない。したがって、各停止処理の開始時に多くの酸素がフィルタ内に残留していることに起因して、フィルタ４０が過熱されることは妨げる。

【0056】

（４）上記実施形態において、禁止フラグがオフになるまでの期間は、再開処理が実行されてからの再開後積算値Ａ２が、予め定められた規定値Ｙに達するまでの期間としている。すなわち、上記実施形態では再開処理後の各停止処理の禁止期間を、フィルタ４０内の残留酸素の低下量と相関の高い再開後積算値Ａ２で定めている。そのため、フィルタ４０内の酸素量が低下していく実際の速度に合わせた正確な禁止期間にできる。

【0057】

＜変更例について＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0058】

・上記実施形態において、第１停止処理で、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数は１つに限定されない。上記実施形態のように、４つの気筒１１を有する内燃機関１０の場合、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数は、特定の２つでもよいし、特定の３つでもよい。

【0059】

・第１停止処理で混合気の燃焼を停止する特定の気筒１１は、常に同じ気筒１１でなくてもよい。例えば、すべての気筒１１が１回ずつ燃焼行程を迎える機関を１単位機関とする。このとき一定の単位期間毎に、混合気の燃焼を停止する気筒１１を変更してもよい。この場合でも、燃焼を停止する気筒１１の変更順が予め決まっているならば、特定の気筒１１での混合気の燃焼を停止しているといえる。

【0060】

・上記実施形態において、制御装置１００は、第１停止処理の実行毎に、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数を変更してもよい。この場合、制御装置１００は、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数が少ないほど第１閾値Ｘ１を大きな値に算出してもよい。

【0061】

この変更例では、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数が例えば１つである場合の方が、複数である場合よりも、燃焼している気筒１１から排出される既燃ガスの量が多くなる。したがって、フィルタ４０からより多くの熱が既燃ガスによって持ち去られるので、フィルタ４０の温度が上昇しにくくなる。その結果、第１停止処理を長期間継続しても、フィルタ４０が過熱しにくい。

【0062】

したがって、この変更例の構成によれば、混合気の燃焼を停止する気筒１１の数に応じて第１閾値Ｘ１を算出するので、フィルタ４０の過熱を防止しつつ第１停止処理をできるだけ長期間継続させることができる。

【0063】

・上記実施形態において、車両の構成は上記実施形態の例に限定されない。例えば、車両は、内燃機関１０及びモータジェネレータを駆動源として走行するハイブリッド車両であってもよい。

【0064】

・上記実施形態において、フィルタ４０の温度は、温度センサで検出してもよい。例えば、排気通路２２におけるフィルタ４０から視て下流側に温度センサを配置し、この温度センサの値をフィルタ４０の温度としてもよい。

【0065】

・上記実施形態において、第１条件及び第２条件の各要件は、上記実施形態の例に限定されない。すなわち、第１条件及び第２条件は、フィルタ４０からＰＭを燃焼除去する上で、車両の運転状態を規定できる内容になっていればよい。例えば、車両が、空燃比フィードバック制御を行い、空燃比センサ７５が取得する空燃比ＡＦの値が、予め定められた規定の範囲内に収まって、空燃比ＡＦが安定している状態を、第１条件及び第２条件の要件の一つとしてもよい。

【0066】

・上記実施形態において、制御装置１００は、第１閾値Ｘ１が第２閾値Ｘ２よりも大きな値として算出するのであれば、算出方法は上記実施形態の例に限定されない。例えば、第１閾値Ｘ１に、１より小さくゼロより大きい係数を乗算して第２閾値Ｘ２を算出してもよい。また、第１閾値Ｘ１は、第２閾値Ｘ２よりも予め定められた固定値だけ大きな値として算出してもよい。

【0067】

・上記実施形態において、第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２は、フィルタ４０のＰＭ堆積量に基づいて算出されていればよい。すなわち、制御装置１００は、フィルタ４０の温度に基づいて第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２を算出しなくてもよいし、その他のパラメータを各閾値の算出に適用してもよい。

【0068】

・第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２のいずれか一方又は両方を、ＰＭの量に拠らない固定値としてもよい。第１閾値Ｘ１を固定値、第２閾値Ｘ２を変動値とする場合、第２閾値Ｘ２の変動範囲より大きな値に第１閾値Ｘ１を予め定めればよい。第２閾値Ｘ２を固定値、第１閾値Ｘ１を変動値とする場合、第１閾値Ｘ１の変動範囲より小さな値に第２閾値Ｘ２を予め定めればよい。さらに、第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２の両方を固定値とする場合、第１閾値Ｘ１を第２閾値Ｘ２よりも小さな値に予め定めればよい。これらの変更例においても、フィルタ４０に堆積した粒子状物質の量が同じ場合での第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２を比較した場合、第１閾値Ｘ１は第２閾値Ｘ２よりも大きい。

【0069】

・上記実施形態において、禁止フラグをオンとする期間を、上記実施形態とは異なる指標で決定してもよい。例えば、禁止フラグをオンとする期間を、吸入空気量ＧＡの積算値で定めるのではなく、所定の秒数等、一定の時間として定めてもよい。

【0070】

・上記実施形態において、ステップＳ１０８以降の処理を省略してもよい。すなわち、禁止フラグのオン、オフに関する処理を省略してもよい。この場合、第１条件及び第２条件から、禁止フラグに関する処理を省略してもよい。この場合、第１条件及び第２条件から、禁止フラグに関する要件を削除すればよい。この変更例の場合であっても、第１閾値Ｘ１及び第２閾値Ｘ２が相当に小さな値として定められていれば、フィルタ４０が過熱することを防げる。

【符号の説明】

【0071】

１０…内燃機関
１１…気筒
１２…燃料噴射弁
２１…吸気通路
２２…排気通路
４０…フィルタ
１００…制御装置
Ｘ１…第１閾値
Ｘ２…第２閾値
Ｙ…規定値

【図1】

【図2】

【図3】