JP2003148206A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2003148206A
JP2003148206A JP2001349707A JP2001349707A JP2003148206A JP 2003148206 A JP2003148206 A JP 2003148206A JP 2001349707 A JP2001349707 A JP 2001349707A JP 2001349707 A JP2001349707 A JP 2001349707A JP 2003148206 A JP2003148206 A JP 2003148206A
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combustion engine
automatic
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Naoki Kokubo
小久保　　直樹
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン自動停止中の空燃比センサのヒータ
消費電力を低減しながら、エンジン自動始動時に空燃比
センサを早期に活性化できるようにする。 【解決手段】 エンジン運転中に自動停止条件が成立し
た時にエンジン停止要求有りと判断し、エンジンを自動
停止すると共に、空燃比センサの目標素子温度を目標活
性温度Ｔａよりも低い目標予熱温度Ｔｂに切り換えてエ
ンジン自動停止中に空燃比センサの素子温度Ｔを目標予
熱温度Ｔｂ付近に低下させるようにヒータ電流を少なく
する。その後、エンジン自動停止中に自動始動条件が成
立したときにエンジン始動要求有りと判断するが、エン
ジン自動始動する前に、空燃比センサの目標素子温度を
目標活性温度Ｔａに切り換えて空燃比センサの素子温度
Ｔを目標活性温度Ｔａに速やかに昇温させるようにヒー
タ電流を増加させ、空燃比センサの素子温度Ｔが目標活
性温度Ｔａまで昇温してからエンジンを自動始動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排出ガ
スの空燃比等を検出するためにヒータ付きの排出ガスセ
ンサを備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子制御化された内燃機関では、
排気通路中の触媒の上流側（又は触媒の上流・下流の両
側）に排出ガスの酸素濃度等のガス成分濃度、空燃比、
リッチ／リーンのいずれかを検出する排出ガスセンサを
設置し、この排出ガスセンサの出力に基づいて空燃比を
理論空燃比付近にフィードバック制御することで、触媒
の排出ガス浄化効率を高めるようにしている。一般に、
排出ガスセンサは、センサ素子の温度（以下「素子温
度」という）が活性温度（例えば約６００〜７００℃以
上）まで昇温しないと、検出精度が悪いため、排出ガス
センサにヒータを内蔵させ、そのヒータの発熱と排気熱
の両方によって排出ガスセンサの活性化を促進するよう
にしている。
【０００３】また、燃費節減、排気エミッション低減等
を目的として、エンジン自動停止・始動装置（いわゆる
アイドリングストップ装置）を採用したものがある。こ
のエンジン自動停止・始動装置は、例えば、運転者が車
両を停車させたときにエンジンを自動的に停止し、その
後、運転者が車両を発進させようとする操作（ブレーキ
解除操作等）を行ったときにエンジンを自動的に始動す
るようにしている。
【０００４】ところで、エンジンの自動停止中に排出ガ
スセンサのヒータへの通電をオフすると、自動停止時間
が長い場合には、排出ガスセンサの素子温度が活性温度
よりもかなり低い温度まで低下してしまうため、その
後、エンジンの自動始動時に、排出ガスセンサのヒータ
への通電を再開しても、排出ガスセンサの素子温度が活
性温度に昇温するまでに長い時間がかかってしまう。こ
のような場合は、自動始動後に排出ガスセンサの出力に
基づいて空燃比フィードバック制御を開始できる時期が
遅れてしまい、エンジン始動後の空燃比制御精度が低下
して排気エミッションが悪化してしまう。
【０００５】この対策として、特開平９−８８６８８号
公報に示すように、エンジンの自動停止中も排出ガスセ
ンサの素子温度を活性温度に維持するようにヒータへの
通電を制御することで、エンジンの自動始動直後から空
燃比フィードバック制御を開始できるようにすることが
提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報のように、エンジンの自動停止期間中に、排出ガスセ
ンサの素子温度を活性温度に維持するのに必要なヒータ
電流を流し続けると、自動停止期間中の電力消費量が多
くなってしまい、バッテリの負担が大きくなる。このた
め、比較的長い時間の自動停止が頻繁に発生するような
運転状況になると、バッテリの消耗を早めてしまい、バ
ッテリ上がりが発生する可能性がある。
【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、内燃機関の自動停止
中の排出ガスセンサのヒータ消費電力を少なくしなが
ら、内燃機関の自動始動時に排出ガスセンサを早期に活
性化させることができ、低消費電力化（バッテリの負担
軽減）と空燃比制御精度向上（排気エミッション低減）
とを両立させることができる内燃機関の制御装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、内燃機
関の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに、自
動停止制御手段によって内燃機関を自動的に停止し、そ
の自動停止中に排出ガスセンサのセンサ素子温度（以下
「素子温度」という）が活性温度よりも低い温度に設定
された所定の予熱温度付近に維持されるようにヒータ制
御手段でヒータの通電を制御するようにしたものであ
る。
【０００９】この構成では、内燃機関の自動停止中に排
出ガスセンサの素子温度を活性温度よりも低い予熱温度
付近に維持するようにヒータを制御するので、内燃機関
の自動停止中に排出ガスセンサの素子温度を活性温度に
維持する従来方法に比べて、内燃機関の自動停止中のヒ
ータ消費電力を少なくすることができ、バッテリの負担
を軽減することができて、バッテリを長持ちさせること
ができる。しかも、内燃機関の自動停止中に排出ガスセ
ンサの素子温度を予熱温度付近に維持することで、内燃
機関の自動始動後に、排出ガスセンサの素子温度を活性
温度に昇温させるまでの時間を短くすることができて、
内燃機関の自動始動後の早い時期に排出ガスセンサの出
力に基づいて空燃比フィードバック制御を開始すること
が可能となり、内燃機関の自動始動後の早い時期から空
燃比を精度良く制御して排気エミッションを低減するこ
とができる。
【００１０】この場合、請求項２のように、内燃機関の
自動停止中に所定の自動始動条件が成立したときに、内
燃機関の自動始動を開始する前に排出ガスセンサの素子
温度を活性温度に昇温する制御を開始し、その後、排出
ガスセンサの素子温度が活性温度まで昇温してから内燃
機関の自動始動を開始するようにしても良い。このよう
にすれば、自動始動当初から既に排出ガスセンサが活性
状態となっているため、従来のような自動始動時の排出
ガスセンサの活性化の遅れによる空燃比フィードバック
制御の開始時期の遅れの問題が完全に解消され、自動始
動後に他の空燃比フィードバック制御実行条件が成立次
第、直ちに空燃比フィードバック制御を開始することが
できる。
【００１１】ところで、内燃機関の始動完了直後（完爆
直後）は、機関回転速度が急上昇・急降下してから安定
状態に至るという挙動を示すため、たとえ自動始動時に
排出ガスセンサが活性化していても、実際に、内燃機関
の運転状態が空燃比フィードバック制御を開始できる状
態となるのは、始動完了後の機関回転速度が比較的安定
した時期からである。
【００１２】このような事情を考慮して、請求項３のよ
うに、内燃機関の自動停止中に所定の自動始動条件が成
立したときに、直ちに排出ガスセンサの素子温度を活性
温度に昇温する制御を開始すると共に、この排出ガスセ
ンサの素子温度が活性温度まで昇温した状態になるのと
同時又はそれ以後に内燃機関の運転状態が空燃比フィー
ドバック制御を開始できる状態となるように内燃機関の
自動始動を開始するようにしても良い。
【００１３】このようにすれば、内燃機関の自動停止中
に所定の自動始動条件が成立したときに、排出ガスセン
サの素子温度が活性温度まで昇温するのを待たずに、素
子温度昇温制御の途中から内燃機関の自動始動を開始す
ることができるため、自動始動条件成立による自動始動
要求に対して応答良く内燃機関を自動始動することがで
きると共に、自動始動後に内燃機関の運転状態が空燃比
フィードバック制御を開始できる状態となった時点で、
直ちに排出ガスセンサの出力に基づいて空燃比フィード
バック制御を開始することができ、自動始動条件成立時
の速やかな自動始動と空燃比フィードバック制御の早期
開始とを両立させることができる。
【００１４】或は、請求項４のように、内燃機関の自動
停止中に自動始動条件が成立したときに、直ちに又は僅
かに遅れて内燃機関の自動始動を開始すると共に、自動
始動後の内燃機関の運転状態が空燃比フィードバック制
御を開始できる状態となる時期までに排出ガスセンサの
素子温度が活性温度まで昇温した状態になるように自動
始動条件成立後のヒータの通電を制御するようにしても
良い。このようにしても、内燃機関の自動停止中に所定
の自動始動条件が成立したときに、排出ガスセンサの素
子温度が活性温度まで昇温するのを待たずに、内燃機関
の自動始動を開始することができ、前述した請求項３の
場合と同じ効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】《実施形態（１）》以下、本発明
をエンジンの他に電動モータ等の動力源を搭載した車両
（いわゆるハイブリッド車）に適用した実施形態（１）
を図１乃至図４に基づいて説明する。
【００１６】まず、図１に基づいてエンジン制御システ
ム全体の概略構成を説明する。車両の動力源として電動
モータ１０とエンジン１１（内燃機関）とが設けられて
いる。エンジン１１の吸気管１２の最上流部にはエアク
リーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側
に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設け
られている。このエアフローメータ１４の下流側には、
スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロ
ットル開度センサ１６とが設けられている。
【００１７】更に、スロットルバルブ１５の下流側に
は、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１
７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設
けられている。また、サージタンク１７には、エンジン
１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が
設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート
近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り
付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッド
には、各気筒毎に点火プラグ２１が取り付けられ、各点
火プラグ２１の火花放電によって筒内の混合気に着火さ
れる。
【００１８】一方、エンジン１１の排気管２２には、排
出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒
等の触媒２３が設けられ、この触媒２３の上流側に排出
ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４（排出ガスセ
ンサ）が設けられている。この空燃比センサ２４のセン
サ素子２５は、活性温度が高いため（約６００〜７００
℃以上）、排出ガスの熱のみでは、エンジン始動後にセ
ンサ素子２５を早期に活性化することは困難である。そ
こで、空燃比センサ２４は、ヒータ２６を内蔵し、この
ヒータ２６の発熱によりセンサ素子２５を早期に活性化
させると共に、エンジン運転中にセンサ素子２５の温度
を活性温度範囲に維持するようにヒータ２６への通電を
制御するようにしている。
【００１９】また、エンジン１１のシリンダブロックに
は、冷却水温を検出する冷却水温センサ２７と、エンジ
ン回転速度を検出するクランク角センサ２８と、エンジ
ン１１を始動するためのスタータ２９等が取り付けられ
ている。また、ブレーキ装置（図示せず）には、ブレー
キペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキスイ
ッチ３０が設けられ、車輪の駆動系（図示せず）には、
車速を検出する車速センサ３１が設けられている。
【００２０】これら各種センサの出力は、制御装置３２
に入力される。この制御装置３２は、エンジン制御用の
マイコンと、電動モータ制御用のマイコンと、空燃比セ
ンサ制御用のマイコン等で構成されている。尚、これら
エンジン制御、電動モータ制御、空燃比センサ制御は、
３つのマイコンで実行する場合に限定されず、１つ又は
２つのマイコンで、これら３つの制御を実行するように
しても良いことは言うまでもない。制御装置３２は、Ｒ
ＯＭ（図示せず）に記憶された各種の制御プログラムを
実行することで、車両の走行状態等に応じてエンジン１
１の運転と電動モータ１０の運転を制御する。
【００２１】その際、制御装置３２は、ＲＯＭに記憶さ
れた図２のエンジン自動停止・始動制御プログラム及び
図３のヒータ制御プログラムを実行することで、図４の
タイムチャートに示すように、エンジン１１の自動停止
及び自動始動を制御すると共に、空燃比センサ２４のヒ
ータ２６への通電を制御する。
【００２２】図４に示すように、制御装置３２は、エン
ジン運転中に所定の自動停止条件が成立したときに、エ
ンジン停止要求信号をオンする。このエンジン停止要求
信号の立ち上がりタイミングでエンジン停止要求有りと
判断し、まず、実エンジン停止信号をオンしてエンジン
１１を自動的に停止すると共に、空燃比センサ２４の目
標素子温度をエンジン運転中の目標活性温度Ｔａよりも
低い温度に設定された目標予熱温度Ｔｂに切り換えて、
エンジン自動停止中に空燃比センサ２４の素子温度Ｔを
目標予熱温度Ｔｂ付近まで低下させて予熱するようにヒ
ータ２６の電流（以下「ヒータ電流」という）をエンジ
ン運転中よりも低下させて制御する予熱制御を実行す
る。
【００２３】その後、制御装置３２は、エンジン自動停
止中に所定の自動始動条件が成立したときに、エンジン
停止要求信号をオフする。このエンジン停止要求信号の
立ち下がりタイミングでエンジン始動要求有りと判断す
るが、エンジン１１を自動始動する前に、まず空燃比セ
ンサ２４の目標素子温度を目標活性温度Ｔａに切り換え
て、空燃比センサ２４の素子温度Ｔを目標活性温度Ｔａ
に速やかに昇温させるようにヒータ電流を増加させる素
子温度昇温制御を実行する。その後、空燃比センサ２４
の素子温度Ｔが目標活性温度Ｔａまで昇温して空燃比セ
ンサ２４が活性化してから、実エンジン停止信号をオフ
してエンジン１１を自動的に始動する。
【００２４】以上説明した制御は、制御装置３２のＲＯ
Ｍに記憶された図２のエンジン自動停止・始動制御プロ
グラム及び図３のヒータ制御プログラムによって実行さ
れる。以下、これら各プログラムの処理内容を説明す
る。
【００２５】［エンジン自動停止・始動制御］図２に示
すエンジン自動停止・始動制御プログラムは、イグニッ
ションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で繰り
返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、
ステップ１０１で、自動停止条件が成立してエンジン停
止要求信号がオンされたか否かを判定する。ここで、自
動停止条件は、例えば、次の〜の条件を全て満たす
ことである。
【００２６】車速が０ｋｍ／ｈ、つまり車両停止状態
であること スロットル開度（アクセル開度）が全閉であること ブレーキペダルが踏まれてブレーキスイッチ３０がオ
ン状態であること 上記〜の条件を全て満たせば、自動停止条件が成立
するが、上記〜の条件のうちのいずれか１つでも満
たさない条件があれば、自動停止条件が不成立となる。
尚、自動停止条件は適宜変更しても良く、車速が所定値
以下になって電動モータ１０の駆動力みで運転する運転
領域になったときに、自動停止条件が成立するようにし
ても良い。
【００２７】エンジン運転中に自動停止条件が成立して
エンジン停止要求信号がオンされたときに、エンジン停
止要求有りと判断して、ステップ１０２に進み、実エン
ジン停止信号をオンして自動停止制御（アイドリングス
トップ制御）を実行した後、本プログラムを終了する。
この自動停止制御では、燃料カット及び点火カットを実
施してエンジン１１を自動的に停止させる。このステッ
プ１０２の処理が特許請求の範囲でいう自動停止制御手
段としての役割を果たす。
【００２８】その後、エンジン自動停止中に自動始動条
件が成立してエンジン停止要求信号がオフされたとき
に、ステップ１０１で「Ｎｏ」と判定される。ここで、
自動始動条件は、例えば、運転者の足がブレーキペダル
から離れてブレーキスイッチ３０がオフになっている否
かによって判定する。
【００２９】尚、自動始動条件は適宜変更しても良く、
アクセルペダルが踏み込まれたとき等、運転者が車両を
発進させるための何等かの操作を行ったと判断できる状
態になったときに、自動始動条件が成立するようにして
も良い。或は、電動モータ１０の駆動力のみで発進した
後に、車速が所定値以上になったとき等に、自動始動条
件が成立するようにしても良い。
【００３０】エンジン自動停止中に自動始動条件が成立
してエンジン停止要求信号がオフされたときに（ステッ
プ１０１で「Ｎｏ」と判定されたときに）、エンジン始
動要求有りと判断して、ステップ１０１からステップ１
０３に進み、後述する素子温度昇温制御によって空燃比
センサ２４の素子温度Ｔが目標活性温度Ｔａ以上に昇温
したか否かを判定する。空燃比センサ２４の素子温度Ｔ
が上昇するに従って、センサ素子２５のインピーダンス
（以下「素子インピーダンス」という）Ｚが低下すると
いう特性があるため、空燃比センサ２４の素子温度Ｔが
目標活性温度Ｔａ以上に昇温したか否かの判定は、素子
インピーダンスＺが目標活性温度Ｔａに相当するインピ
ーダンス値Ｚａ以下に低下したか否かによって判定す
る。
【００３１】尚、後述する素子温度昇温制御を開始して
からのヒータ電力積算値や経過時間から空燃比センサ２
４の素子温度Ｔを推定するようにしても良い。或は、空
燃比センサ２４の素子温度Ｔを温度センサで直接検出す
るようにしても良い。
【００３２】上述したステップ１０３で、空燃比センサ
２４の素子温度Ｔが活性温度Ｔａまで上昇していないと
判定されれば、次のステップ１０４の自動始動制御を実
行することなく、本プログラムを終了する。
【００３３】その後、空燃比センサ２４の素子温度Ｔが
目標活性温度Ｔａまで昇温したと判定された時点で、ス
テップ１０３からステップ１０４に進み、実エンジン停
止信号をオフして自動始動制御を実行して、スタータ２
９をオンしてエンジン１１を自動的に始動させた後、本
プログラムを終了する。このステップ１０４の処理が特
許請求の範囲でいう自動始動制御手段としての役割を果
たす。
【００３４】［ヒータ制御］図３に示すヒータ制御プロ
グラムは、イグニッションスイッチのオン後に所定周期
で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうヒータ制御
手段としての役割を果たす。本プログラムが起動される
と、まず、ステップ２０１で、自動停止条件が成立して
エンジン停止要求信号がオンされたか否かを判定する。
【００３５】エンジン運転中に自動停止条件が成立して
エンジン停止要求信号がオンされたときに、エンジン停
止要求有りと判断して、ステップ２０２に進み、空燃比
センサ２４の目標素子温度をエンジン停止中の目標予熱
温度Ｔｂに切り換える。この目標予熱温度Ｔｂは、活性
温度範囲の下限値よりも低い温度で、空燃比センサ２４
のセンサ素子２５を半活性状態に維持できる温度に設定
されている。
【００３６】その後、ステップ２０４に進み、エンジン
停止中であれば、空燃比センサ２４の素子温度Ｔが活性
温度温度Ｔａよりも低い目標予熱温度Ｔｂ付近に維持さ
れるように（素子インピーダンスＺが目標予熱温度Ｔｂ
に相当するインピーダンス値Ｚｂ付近に維持されるよう
に）、ヒータ電流をエンジン運転中よりも低下させて制
御する予熱制御（エンジン停止中のヒータ通電制御）を
実行する。
【００３７】そして、エンジン自動停止中に自動始動条
件が成立してエンジン停止要求信号がオフされたときに
（ステップ２０１で「Ｎｏ」と判定されたときに）、エ
ンジン始動要求有りと判断して、ステップ２０１からス
テップ２０３に進み、空燃比センサ２４の目標素子温度
をエンジン運転中の目標活性温度Ｔａに切り換える。こ
の目標活性温度Ｔａは、センサ素子２５の活性状態が最
も良好になる最適活性温度付近に設定されている。
【００３８】この後、ステップ２０４に進み、自動始動
条件成立直後（エンジン停止要求信号のオフ直後）であ
れば、エンジン１１の自動始動を開始する前に、空燃比
センサ２４の素子温度Ｔを目標活性温度Ｔａに速やかに
昇温させるように（素子インピーダンスＺを目標活性温
度Ｔａに相当するインピーダンス値Ｚａに速やかに低下
させるように）、ヒータ電流を増加させる素子温度昇温
制御（自動始動条件成立直後のヒータ通電制御）を実行
する。
【００３９】尚、エンジン運転中は、本プログラムが起
動される毎に、ステップ２０１からステップ２０３に進
んで、空燃比センサ２４の目標素子温度が目標活性温度
Ｔａに維持されるため、ステップ２０４で、エンジン運
転中のヒータ通電制御を実行して、空燃比センサ２４の
素子温度Ｔを目標活性温度Ｔａ付近に維持するようにヒ
ータ電流をフィードバック制御する。
【００４０】以上説明した本実施形態（１）では、エン
ジン１１の自動停止中に空燃比センサ２４の素子温度Ｔ
を目標活性温度Ｔａよりも低い目標予熱温度Ｔｂ付近に
維持するようにヒータ電流を低下させて予熱する予熱制
御を行うようにしたので、エンジン１１の自動停止中に
素子温度Ｔを活性温度に維持する従来方法に比べて、エ
ンジン１１の自動停止中のヒータ消費電力を少なくする
ことができ、バッテリの負担を軽減することができて、
バッテリを長持ちさせることができる。
【００４１】しかも、エンジン１１の自動停止中に、空
燃比センサ２４の素子温度Ｔを目標予熱温度Ｔｂ付近に
維持することで、エンジン１１の自動始動後に、空燃比
センサ２４の素子温度Ｔを目標活性温度Ｔａに昇温させ
るまでの時間を短くすることができて、自動始動後の早
い時期に空燃比センサ２４の出力に基づいて空燃比フィ
ードバック制御を開始することが可能となり、自動始動
後の早い時期から空燃比を精度良く制御して排気エミッ
ションを低減することができる。
【００４２】更に、本実施形態（１）では、エンジン１
１の自動停止中に自動始動条件が成立したときに、エン
ジン１１を自動始動する前に、空燃比センサ２４の素子
温度Ｔを目標活性温度Ｔａに昇温させるようにヒータ電
流を増加させる素子温度昇温制御を開始し、空燃比セン
サ２４の素子温度Ｔが目標活性温度Ｔａまで昇温して空
燃比センサ２４が活性化してから、エンジン１１を自動
始動するようにしたので、自動始動当初から既に空燃比
センサ２４が活性状態となっている。このため、従来の
ような自動始動時の空燃比センサの活性化の遅れによる
空燃比フィードバック制御の開始時期の遅れの問題が完
全に解消され、自動始動後に他の空燃比フィードバック
制御実行条件が成立次第、直ちに空燃比フィードバック
制御を開始することができる。
【００４３】この場合、エンジン１１の自動停止中に自
動始動条件が成立してから、実際にエンジン１１の自動
始動を開始するまでに、空燃比センサ２４の素子温度Ｔ
を目標予熱温度Ｔｂから目標活性温度Ｔａに昇温させる
までの時間遅れが生じるが、エンジン１１の自動停止中
に空燃比センサ２４の素子温度Ｔを目標予熱温度Ｔｂに
予熱制御するため、自動始動条件成立によるエンジン始
動要求に対するエンジン１１の自動始動の時間遅れは少
なく、しかも、ハイブリッド車では、自動始動条件成立
による自動始動要求に対して電動モータ１０によって車
両を即座に駆動できるため、自動始動条件成立によるエ
ンジン始動要求に対するエンジン１１の自動始動の時間
遅れは全く問題とならない。
【００４４】《実施形態（２）》ところで、エンジン１
１の始動完了直後（完爆直後）は、エンジン回転速度が
急上昇・急降下してから安定状態に至るという挙動を示
すため、たとえ始動時に空燃比センサ２４が活性化して
いても、実際に、エンジン１１の運転状態が空燃比フィ
ードバック制御を開始できる状態となるのは、エンジン
１１の始動完了後のエンジン回転速度が比較的安定した
時期からである。
【００４５】このような事情を考慮して、本実施形態
（２）では、制御装置３２は、図５のエンジン自動停止
・始動制御プログラム及び前記実施形態（１）で説明し
た図３のヒータ制御プログラムを実行することで、図６
のタイムチャートに示すように、エンジン１１の自動停
止中に自動始動条件が成立してエンジン始動要求が発生
したときに、直ちに空燃比センサ２４の素子温度Ｔを目
標活性温度Ｔａに昇温させる素子温度昇温制御を開始
し、その後、空燃比センサ２４の素子温度Ｔが目標活性
温度Ｔａまで昇温して空燃比センサ２４の活性化が終了
するのと同時又はそれ以後にエンジン１１の運転状態が
空燃比フィードバック制御を開始できる状態となるよう
にエンジン１１の自動始動を開始する。
【００４６】図５のエンジン自動停止・始動制御プログ
ラムは、前記実施形態（１）で説明した図２のエンジン
自動停止・始動制御プログラムのステップ１０３の処理
をステップ１０３ａの処理に変更したものである。
【００４７】図５に示すエンジン自動停止・始動制御プ
ログラムでは、エンジン自動停止中に自動始動条件が成
立してエンジン停止要求信号がオフされたときに、エン
ジン始動要求有りと判断して、ステップ１０１からステ
ップ１０３ａに進み、エンジン停止要求信号がオフされ
てから（図３のヒータ制御プログラムによる素子温度昇
温制御を開始してから）、所定時間ｔｗが経過したか否
かを判定する。この所定時間ｔｗは、エンジン停止要求
信号がオフされてからエンジン１１の自動始動を開始す
るまでの待ち時間を設定するものであり、素子温度昇温
制御を開始してから空燃比センサ２４の素子温度Ｔが目
標予熱温度Ｔｂから目標活性温度Ｔａまで昇温するまで
に要するセンサ活性時間ｔｓと、エンジン１１の運転状
態が自動始動開始から空燃比フィードバック制御を開始
できる状態となるまでに要するフィードバック待ち時間
ｔｆとを考慮して、空燃比センサ２４の素子温度Ｔが目
標活性温度Ｔａまで昇温して空燃比センサ２４の活性化
が終了するのと同時又はそれ以後にエンジン１１の運転
状態が空燃比フィードバック制御を開始できる状態とな
るにように設定される。 ｔｗ＋ｔｆ≧ｔｓ
【００４８】尚、センサ活性時間ｔｓがフィードバック
待ち時間ｔｆよりも短い場合には、素子温度昇温制御の
開始から自動始動を開始するまでの待ち時間ｔｗを０に
設定して、素子温度昇温制御の開始と同時に自動始動を
開始するようにすれば良い。
【００４９】また、センサ活性時間ｔｓやフィードバッ
ク待ち時間ｔｆは、予め実験又はシミュレーション等に
基づいて設定した固定値としても良いが、自動始動時の
運転条件（冷却水温、吸気温、外気温、エンジン停止時
間等）に応じてセンサ活性時間ｔｓ、フィードバック待
ち時間ｔｆが変化することを考慮して、自動始動時の運
転条件に応じてセンサ活性時間ｔｓ、フィードバック待
ち時間ｔｆをマップ又は数式等によって設定するように
しても良い。或は、予め、自動始動時の運転条件毎にセ
ンサ活性時間ｔｓ、フィードバック待ち時間ｔｆを学習
しておき、自動始動時の運転条件に応じた学習値を用い
るようにしても良い。
【００５０】エンジン停止要求信号のオフ（素子温度昇
温制御の開始）から所定時間ｔｗが経過する前は、上記
ステップ１０３ａで「Ｎｏ」と判定され、次のステップ
１０４の自動始動制御を実行することなく、本プログラ
ムを終了する。
【００５１】その後、ステップ１０３ａで、エンジン停
止要求信号のオフ（素子温度昇温制御の開始）から所定
時間ｔｗが経過したと判定された時点で、ステップ１０
４に進み、実エンジン停止信号をオフして自動始動制御
を実行して、エンジン１１を自動的に始動させる。
【００５２】以上説明した本実施形態（２）では、エン
ジン１１の自動停止中に自動始動条件が成立してエンジ
ン始動要求が発生した時点で、直ちに空燃比センサ２４
の素子温度Ｔを目標活性温度Ｔａに昇温させる素子温度
昇温制御を開始し、その後、空燃比センサ２４の素子温
度Ｔが目標活性温度Ｔａまで昇温して空燃比センサ２４
の活性化が終了するのと同時又はそれ以後にエンジン１
１の運転状態が空燃比フィードバック制御を開始できる
状態となるようにエンジン１１の自動始動を開始するよ
うにしたので、エンジン１１の自動停止中に所定の自動
始動条件が成立したときに、空燃比センサ２４の素子温
度Ｔが活性温度Ｔａまで昇温するのを待たずに、素子温
度昇温制御の途中からエンジン１１の自動始動を開始す
ることができて、自動始動条件成立による自動始動要求
に対して応答良くエンジン１１を自動始動することがで
きると共に、自動始動後にエンジン１１の運転状態が空
燃比フィードバック制御を開始できる状態となった時点
で、直ちに空燃比センサ２４の出力に基づいて空燃比フ
ィードバック制御を開始することができ、自動始動条件
成立時の速やかな自動始動と空燃比フィードバック制御
の早期開始とを両立させることができる。
【００５３】尚、上記実施形態（２）では、エンジン１
１の自動停止中に自動始動条件が成立したときに、直ち
に素子温度昇温制御を開始し、空燃比センサ２４の素子
温度Ｔが目標活性温度Ｔａまで昇温するのと同時又はそ
れ以後にエンジン１１の運転状態が空燃比フィードバッ
ク制御を開始できる状態となるようにエンジン１１の自
動始動を開始するようにしたが、エンジン１１の自動停
止中に自動始動条件が成立したときに、直ちに又は僅か
に遅れてエンジン１１の自動始動を開始し、エンジン１
１の運転状態が空燃比フィードバック制御を開始できる
状態となる時期までに空燃比センサ２４の素子温度Ｔが
活性温度Ｔａまで昇温した状態になるように素子温度昇
温制御を開始するようにしても良い（この場合、素子温
度昇温制御の開始時期は自動始動条件成立と同時又はそ
れ以後となる）。このようにしても、エンジン１１の自
動停止中に自動始動条件が成立したときに、空燃比セン
サ２４の素子温度Ｔが活性温度Ｔａまで昇温するのを待
たずに、エンジン１１の自動始動を開始することがで
き、上記実施形態（２）の場合と同じ効果を得ることが
できる。
【００５４】この場合、素子温度昇温制御中は、ヒータ
電流を最大電流（例えば１００％デューティ）に固定し
ても良いが、自動始動後にエンジン１１の運転状態が空
燃比フィードバック制御を開始できる状態となるまでの
フィードバック待ち時間ｔｆに応じてヒータ電流を可変
制御するようにしても良い。
【００５５】また、上記各実施形態（１）、（２）で
は、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４を搭
載したシステムに本発明を適用したが、排出ガスの酸素
濃度等のガス成分濃度を検出するセンサや、排出ガスの
リッチ／リーンを検出する酸素センサを搭載したシステ
ムに本発明を適用して実施することができる。
【００５６】また、本発明の適用範囲は、エンジンの駆
動力と電動モータ等のエンジン以外の駆動力を併用する
ハイブリッド車に限定されず、エンジンの駆動力のみで
走行する車両に本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
【図２】実施形態（１）のエンジン自動停止・始動制御
プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）のヒータ制御プログラムの処理
の流れを示すフローチャート
【図４】実施形態（１）の実行例を示すタイムチャート
【図５】実施形態（２）のエンジン自動停止・始動制御
プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図６】実施形態（２）の実行例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１０…電動モータ、１１…エンジン（内燃機関）、２０
…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管、２３
…触媒、２４…空燃比センサ（排出ガスセンサ）、２５
…センサ素子、２６…ヒータ、２９…スタータ、３０…
ブレーキセンサ、３１…車速センサ、３２…制御装置
（自動停止制御手段，自動始動制御手段，ヒータ制御手
段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｆ Ｆターム(参考） 3G084 AA00 CA01 CA07 DA02 DA10 EB16 FA29 3G092 AA00 AC02 AC03 CA01 EA08 EA17 FA17 FA18 FA24 FA30 GA01 GA10 HD03Z 3G093 AA07 AA16 BA19 BA20 BA21 BA22 CA02 DB09 3G301 HA00 JA02 KA04 NA08 ND13 NE21 PA11Z PD02Z PD13Z PE03Z PE08Z PF01Z PF05Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排出ガスの酸素濃度等のガス
    成分濃度、空燃比、リッチ／リーンのいずれかを検出す
    る排出ガスセンサと、この排出ガスセンサに設けられた
    ヒータの通電を制御して該排出ガスセンサのセンサ素子
    の温度（以下「素子温度」という）を活性温度に昇温す
    るヒータ制御手段とを備え、前記排出ガスセンサの出力
    に基づいて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置にお
    いて、 内燃機関の運転中に所定の自動停止条件が成立したとき
    に内燃機関を自動的に停止する自動停止制御手段を備
    え、 前記ヒータ制御手段は、内燃機関の自動停止中に前記排
    出ガスセンサの素子温度が活性温度よりも低い温度に設
    定された所定の予熱温度付近に維持されるように前記ヒ
    ータの通電を制御することを特徴とする内燃機関の制御
    装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の自動停止中に所定の自動始動
    条件が成立したときに内燃機関を自動的に始動する自動
    始動制御手段を備え、 前記ヒータ制御手段は、前記自動始動条件が成立したと
    きに、前記自動始動制御手段が内燃機関の自動始動を開
    始する前に前記排出ガスセンサの素子温度を活性温度に
    昇温する制御を開始し、 前記自動始動制御手段は、前記排出ガスセンサの素子温
    度が活性温度まで昇温してから内燃機関の自動始動を開
    始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制
    御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の自動停止中に所定の自動始動
    条件が成立したときに内燃機関を自動的に始動する自動
    始動制御手段を備え、 前記ヒータ制御手段は、前記自動始動条件が成立したと
    きに、直ちに前記排出ガスセンサの素子温度を活性温度
    に昇温する制御を開始し、 前記自動始動制御手段は、前記排出ガスセンサの素子温
    度が活性温度まで昇温した状態になるのと同時又はそれ
    以後に内燃機関の運転状態が空燃比フィードバック制御
    を開始できる状態となるように内燃機関の自動始動を開
    始することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制
    御装置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の自動停止中に所定の自動始動
    条件が成立したときに内燃機関を自動的に始動する自動
    始動制御手段を備え、 前記自動始動制御手段は、前記自動始動条件が成立した
    ときに、直ちに又は僅かに遅れて内燃機関の自動始動を
    開始し、 前記ヒータ制御手段は、自動始動後の内燃機関の運転状
    態が空燃比フィードバック制御を開始できる状態となる
    時期までに前記排出ガスセンサの素子温度が活性温度ま
    で昇温した状態になるように前記自動始動条件成立後の
    前記ヒータの通電を制御することを特徴とする請求項１
    に記載の内燃機関の制御装置。
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