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公開番号2025070730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023181244
出願日2023-10-20
発明の名称内燃機関の制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02B 37/18 20060101AFI20250424BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】ターボチャージャと、電気加熱式触媒装置とを備える車両に搭載される内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置の処理装置は、内燃機関の始動時に、ウェイストゲートバルブの開度をウェイストゲートバルブのシール面の延長線上に絶縁部の内周面が位置するようになる開度に制御する第1制御を実行する。処理装置は、内燃機関の暖機が完了しているか否かを判定する(ステップS100)。処理装置は、内燃機関の暖機が完了している場合(ステップS100:YES)、第1制御を終了する。その後、処理装置は、内燃機関の目標過給圧に応じてウェイストゲートバルブの開度を制御する第2制御を開始する(ステップS120)。処理装置は、内燃機関の暖機が完了していない場合(ステップS100:NO)、第1制御を継続する(ステップS110)。その後、処理装置は、第1制御が終了するまで既定の制御周期毎にこの一連の処理を再度実行する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
排気通路に設置されたタービンホイールと、前記排気通路における前記タービンホイールよりも上流側の部位において前記排気通路から分岐されて前記排気通路における前記タービンホイールよりも下流側の部位において前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記排気通路における合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、前記排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に設置されて前記バイパス通路の出口を閉塞するウェイストゲートバルブと、を備え、
前記触媒装置が、前記排気通路に設けられた触媒が通電によって加熱される電気加熱式触媒装置であり、
前記触媒へと排気を案内する前記排気通路を区画する部材が、電気的に絶縁した状態で前記触媒を内側に支持している内部区画部材と、前記内部区画部材に外側から連結され、前記内部区画部材における排気上流側の端部を径方向に離間した状態で外側から覆って前記排気通路の外郭の一部を構成する外部区画部材と、を備え、
前記内部区画部材における前記外部区画部材に覆われている部分が前記触媒を支持している部分から連続する絶縁部になっている内燃機関に適用され、
前記内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
処理装置を備え、
前記処理装置が、前記内燃機関の始動時に、前記ウェイストゲートバルブの開度を、前記ウェイストゲートバルブのシール面の延長線上に前記絶縁部の内周面が位置するようになる開度に制御する第１制御を実行する
内燃機関の制御装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記処理装置は、前記内燃機関の暖機が完了した場合に、前記第１制御を終了させて、
前記内燃機関の目標過給圧に応じて前記ウェイストゲートバルブの開度を制御する第２制御を開始する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記処理装置は、前記絶縁部の温度が既定温度以上と推定される場合に、前記第１制御を終了させて、前記内燃機関の目標過給圧に応じて前記ウェイストゲートバルブの開度を制御する第２制御を開始する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記第１制御が既定時間以上継続した場合に、前記第１制御を終了し、前記内燃機関の目標過給圧に応じて前記ウェイストゲートバルブの開度を制御する第２制御を開始する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記絶縁部の温度が下限温度未満と推定される場合に、前記第２制御を終了させて前記第１制御を実行する
請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明はターボチャージャと、電気加熱式触媒装置とを備える車両に搭載される内燃機関の制御装置に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
通電によって触媒担体を発熱させることで、担持された触媒を加熱する電気加熱式触媒装置が知られている。触媒担体は、当該触媒担体を収容する管状のケースに対して電気的に絶縁された状態で取り付けられている。こうした電気加熱式触媒装置では、排気に含まれる導電性の粒子状物質が絶縁部に堆積することによって触媒担体とケースとの間の絶縁性が低下するおそれがある。
【０００３】
絶縁部への粒子状物質の堆積を抑制するために、熱泳動を利用する技術が開示されている。特許文献１には、外周面が外気に晒される外部区画部材と、排気と接触する内部区画部材の絶縁部との間の空間における温度勾配を駆動力とする熱泳動によって、絶縁部への粒子状物質の堆積を抑制する触媒装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－０５８３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ターボチャージャを備える内燃機関において、タービンホイールを通過すると排気の温度が低下することが知られている。そのため、ターボチャージャを有する車両の場合、触媒装置において、外部区画部材と、内部区画部材の絶縁部との間に、粒子状物質の堆積を抑制できるほどの熱泳動を生じさせる大きな温度勾配が生じない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、排気通路に設置されたタービンホイールと、前記排気通路における前記タービンホイールよりも上流側の部位において前記排気通路から分岐されて前記排気通路における前記タービンホイールよりも下流側の部位において前記排気通路に合流するバイパス通路と、前記排気通路における前記合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、前記排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に設置されて前記バイパス通路の出口を閉塞するウェイストゲートバルブと、を備える内燃機関を制御する。前記触媒装置は、排気通路に設けられた触媒が通電によって加熱される電気加熱式触媒装置である。前記触媒へと排気を案内する排気通路を区画する部材は、電気的に絶縁した状態で前記触媒を内側に支持している内部区画部材と、前記内部区画部材に外側から連結され、前記内部区画部材における排気上流側の端部を径方向に離間した状態で外側から覆って前記排気通路の外郭の一部を構成する外部区画部材と、を備える。前記内部区画部材における前記外部区画部材に覆われている部分は、前記触媒を支持している部分から連続する絶縁部になっている。
【０００７】
前記内燃機関の制御装置は処理装置を備えている。前記処理装置は、前記内燃機関の始動時に、前記ウェイストゲートバルブの開度を、前記ウェイストゲートバルブのシール面の延長線上に前記絶縁部の内周面が位置するようになる開度に制御する第１制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
制御装置は、バイパス通路を経由して排気の温度が低下する場合であっても、絶縁部における絶縁性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、内燃機関の制御装置の一実施形態が適用される車両の内燃機関の構成を示す模式図である。
図２は、実施形態の制御装置が適用される車両におけるバイパス通路とウェイストゲートバルブと電気加熱式触媒装置の断面図である。
図３は、第１実施形態の制御装置が実行するウェイストゲートバルブ制御のフローチャートである。
図４は、第２実施形態の制御装置が実行するウェイストゲートバルブ制御のフローチャートである。
図５は、第２実施形態の変更例において制御装置が実行するウェイストゲートバルブ制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、内燃機関の制御装置の第１実施形態について、図１～図３を参照して説明する。
＜内燃機関１０の構成＞
まず、図１を参照して内燃機関１０の制御装置３０が制御の対象とする内燃機関１０の構成について説明する。内燃機関１０は、混合気の燃焼を行う燃焼室１１を備える。また、内燃機関１０は、燃焼室１１への吸気の導入路である吸気通路１２と、燃焼室１１からの排気の排出路である排気通路１３とを備えている。さらに、内燃機関１０は、吸気中に燃料を噴射して混合気を形成するインジェクタ１４と、燃焼室１１内の混合気を火花放電により着火する点火装置１５とを備えている。吸気通路１２におけるコンプレッサホイール２１よりも下流側の部分には、スロットルバルブ１６が設置されている。スロットルバルブ１６は、開度の変更に応じて燃焼室１１に導入される吸気の量を調整する。そして、内燃機関１０は、燃焼室１１での混合気の燃焼によりクランク軸１７を回転させることで、車両の駆動力を発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

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