(57)【要約】【課題】  フューエルカット及び２次空気により触媒に空気を供給するシステムにおいて、２次空気の供給量を最適に制御することで、触媒への酸素供給量を最適に制御すること。【解決手段】  内燃機関１０の排気通路１４に配置される排気浄化触媒４２と、減速時に内燃機関１０へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、燃料カット手段により燃料をカットした時間を取得する燃料カット時間取得手段と、燃料をカットした時間が所定値以下の場合に、排気浄化触媒４２へ２次空気を供給するエアポンプ５６と、を備える。燃料カットによる排気浄化触媒４２への空気供給量が少ない場合にのみ２次空気の供給を行うため、２次空気の供給を必要最小限に抑えることができ、排気浄化触媒４２へ供給される空気量が過剰となることを抑止できる。【選択図】        図２
2006312911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、
減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、
前記燃料カット手段により燃料をカットした時間を取得する燃料カット時間取得手段と、
前記燃料をカットした時間が所定値以下の場合に、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給する２次空気供給手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記排気浄化触媒が還元状態であることを判定する触媒還元状態判定手段を備え、
前記燃料カット手段は、前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合に、前記内燃機関へ供給する燃料をカットすることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関へ供給する燃料量が通常よりも増量された場合に増量履歴フラグを立ち上げる増量履歴フラグ設定手段を備え、
前記触媒還元状態判定手段は、前記増量履歴フラグ設定手段により前記増量履歴フラグが立ち上げられている場合は、前記排気浄化触媒が還元状態であると判定することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関が搭載された車両の車速を取得する車速取得手段を備え、
前記２次空気供給手段は、前記車速取得手段により取得された車速が所定値よりも高い場合は、前記２次空気の供給を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記２次空気供給手段は、前記燃料をカットした時間に応じて前記２次空気の供給量を定めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記２次空気供給手段は、前記燃料をカットした時間が長いほど、前記排気浄化触媒への前記２次空気の供給量を減少することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記排気浄化触媒が吸着可能な酸素量を推定する吸着量推定手段を備え、
前記２次空気供給手段は、前記吸着量推定手段により推定された前記酸素量に応じて前記排気浄化触媒への前記２次空気の供給量を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれか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、内燃機関の制御装置に関し、特に、減速時など所定の運転条件でフューエルカットを行う装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば実開昭６３−７９４２５号公報には、減速時にフューエルカットを行う際に、排気浄化触媒に２次空気を供給することで排気臭を抑制する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−７９４２５号公報
【特許文献２】実開昭６３−６００４７号公報
【特許文献３】特開平５−１６３９４１号公報
【特許文献４】特開２００４−２６３６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排気浄化触媒は空気（酸素）の供給を受けて酸化されるが、酸素の供給を過剰に受けると触媒劣化が促進されるという問題がある。そして、触媒劣化が進行すると、排気浄化触媒が吸着可能な酸素量が減少するため、排気ガスの浄化性能が低下する虞がある。
【０００５】
上記従来の技術では、減速時のフューエルカット時に常に２次空気を供給しているため、フューエルカットにより排気浄化触媒に酸素が供給されるとともに、２次空気により排気浄化触媒へ酸素が供給される。このため、酸素が過剰に供給され、触媒劣化が進行し易くなるという問題が生じる。
【０００６】
更に、フューエルカット時に常に２次空気を供給すると、２次空気供給装置の駆動量が増加するため、２次空気供給装置の信頼性、耐久性が低下するという問題が生じる。そして、これらの信頼性、耐久性を満足させるためには、２次空気供給装置の製造コストの増大といった問題を招来する。
【０００７】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、フューエルカット及び２次空気供給により触媒に空気を供給するシステムにおいて、触媒への空気供給量を最適に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気通路に配置される排気浄化触媒と、減速時に前記内燃機関へ供給する燃料をカットする燃料カット手段と、前記燃料カット手段により燃料をカットした時間を取得する燃料カット時間取得手段と、前記燃料をカットした時間が所定値以下の場合に、前記排気浄化触媒へ２次空気を供給する２次空気供給手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記排気浄化触媒が還元状態であることを判定する触媒還元状態判定手段を備え、前記燃料カット手段は、前記触媒還元状態判定手段により前記排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合に、前記内燃機関へ供給する燃料をカットすることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記内燃機関へ供給する燃料量が通常よりも増量された場合に増量履歴フラグを立ち上げる増量履歴フラグ設定手段を備え、前記触媒還元状態判定手段は、前記増量履歴フラグ設定手段により前記増量履歴フラグが立ち上げられている場合は、前記排気浄化触媒が還元状態であると判定することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記内燃機関が搭載された車両の車速を取得する車速取得手段を備え、前記２次空気供給手段は、前記車速取得手段により取得された車速が所定値よりも高い場合は、前記２次空気の供給を停止することを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれかにおいて、前記２次空気供給手段は、前記燃料をカットした時間に応じて前記２次空気の供給量を定めることを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、第５の発明において、前記２次空気供給手段は、前記燃料をカットした時間が長いほど、前記排気浄化触媒への前記２次空気の供給量を減少することを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は、第１〜第６の発明のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒が吸着可能な酸素量を推定する吸着量推定手段を備え、前記２次空気供給手段は、前記吸着量推定手段により推定された前記酸素量に応じて前記排気浄化触媒への前記２次空気の供給量を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、燃料をカットした時間が所定値以下の場合に、排気浄化触媒へ２次空気を供給するため、燃料カットによる排気浄化触媒への空気供給量が少ない場合にのみ２次空気の供給を行うことができる。従って、２次空気の供給を必要最小限に抑えることができ、排気浄化触媒へ供給される空気量が過剰となることを抑止できる。これにより、過剰な空気供給による触媒劣化を確実に抑えることが可能となる。また、燃料カットにより排気浄化触媒に酸素を送り、更に必要に応じて排気浄化触媒に２次空気を供給するため、排気浄化触媒に十分な量の酸素を吸着させることができる。従って、触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。
【００１６】
第２の発明によれば、触媒還元状態判定手段により排気浄化触媒が還元状態であると判定された場合に、内燃機関へ供給する燃料をカットするため、排気浄化触媒における酸素吸着量が十分に低下している場合に燃料カット、２次空気供給による触媒酸化を行うことができる。従って、排気浄化触媒への過剰な空気供給を抑えることができ、触媒劣化を抑止することが可能となる。
【００１７】
第３の発明によれば、内燃機関へ供給する燃料量が通常よりも増量された場合に増量履歴フラグを立ち上げるため、増量履歴フラグの状態に基づいて排気浄化触媒が還元状態であるか否かを判定することが可能となる。
【００１８】
第４の発明によれば、内燃機関が搭載された車両の車速が所定値よりも高い場合は２次空気の供給を停止するため、低速運転時、又は車両停車時のみ２次空気を供給することができる。従って、ユーザが触媒臭を感じ易い低速運転時、車両停車時において、２次空気の供給により触媒臭の発生を確実に抑えることができる。また、２次空気を供給するためのポンプの駆動量を最小限に抑えることができるため、システム効率を高めるとともに、ポンプの劣化を抑えることが可能となる。
【００１９】
第５の発明によれば、燃料をカットした時間に応じて２次空気の供給量を定めるため、排気浄化触媒に無駄に２次空気が供給されることがなく、過剰な空気供給による触媒劣化を抑制することが可能となる。
【００２０】
第６の発明によれば、燃料をカットした時間が長いほど、排気浄化触媒への２次空気の供給量を減少するため、燃料カットによる排気浄化触媒への空気供給量が多い場合ほど、排気浄化触媒への２次空気供給量を低減することができる。従って、排気浄化触媒への酸素の供給量が過剰となることを確実に抑止することが可能となる。
【００２１】
第７の発明によれば、排気浄化触媒が吸着可能な酸素量を推定し、推定した酸素量に応じて排気浄化触媒への２次空気の供給量を補正するため、触媒劣化により排気浄化触媒が吸着可能な酸素量が低下した場合は、排気浄化触媒へ送る２次空気の供給量を減少することが可能となる。従って、排気浄化触媒に無駄に２次空気が供給されることを抑止でき、触媒劣化を確実に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態１．
図１は、本発明の各実施形態にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。図１に示すように、内燃機関１０には吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２は、上流側の端部にエアフィルタ１６を備えている。エアフィルタ１６には、吸気温ＴＨＡ（すなわち外気温）を検出する吸気温センサ１８が組みつけられている。
【００２４】
エアフィルタ１６の下流には、エアフロメータ２０が配置されている。エアフロメータ２０は、吸気通路１２を流れる吸入空気量Ｇａを検出するセンサである。エアフロメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ２４と、スロットルバルブ２２が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ２６とが配置されている。スロットルバルブ２２の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁３０が配置されている。
【００２５】
内燃機関１０の各気筒はシリンダ３２、ピストン３４を備えている。ピストン３４には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸３６が連結されている。車両駆動系と補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）は、このクランク軸３６の回転トルクによって駆動される。クランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角を検出するためのクランク角センサ３８が取り付けられている。
【００２６】
シリンダ３２、ピストン３４など内燃機関１０を構成する部材は、周囲を流れる冷却水によって冷却されている。内燃機関１０のシリンダブロックには、冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ４２が取り付けられている。
【００２７】
排気通路１４には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒４２が配置されている。また、排気浄化触媒４２の前後には空燃比センサ４４およびＯ２センサ４６が配置されている。空燃比センサ４４は、排気空燃比に応じたリニアな信号を発生するセンサである。一方、Ｏ２センサ４６は、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発するセンサである。
【００２８】
排気通路１４には、内燃機関１０の個々の気筒に対応する支管毎に１つの注入孔５０が連通している。注入孔５０は、排気通路１４の支管に２次空気を導入するための管路である。それらの注入孔５０は、空気配管５２に連通している。空気配管５２は、その途中にバルブユニット５４を備えている。また、空気配管５２は、その端部においてエアポンプ５６に接続されている。エアポンプ５６は、エアフィルタ５８を介して空気を吸入し、その空気を２次空気として空気配管５２に送出することができる。そして、２次空気を空気配管５２、注入孔５０から排気通路１４の支管へ導入することで、排気ガス中の未燃燃料を燃焼させて排気浄化触媒４２を昇温（暖機）することができ、排気浄化触媒４２が所望の機能を発揮する温度に設定される。
【００２９】
バルブユニット５４は、エアスイッチング弁６２と逆止弁６４を備えている。エアスイッチング弁６２は、ダイアフラム式の負圧駆動弁である。エアスイッチング弁６２は、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）６６を介して吸気通路１２に連通している。また、エアスイッチング弁６２は、ＶＳＶ６６を介して吸気通路１２の負圧が供給されることにより開弁状態となり、また、その負圧が供給されていない場合に閉弁状態を維持するダイアフラム式の弁機構６８を備えている。従って、本実施形態のシステムでは、ＶＳＶ６６をオン状態（導通状態）とすることで、エアスイッチング弁６２を導通状態とし、また、ＶＳＶ６６をオフ状態（遮断状態）とすることで、エアスイッチング弁６２を遮断状態とすることができる。
【００３０】
エアポンプ５６の作動とＶＳＶ６６の状態は連動して制御される。すなわち、エアポンプ５６を作動させた場合はＶＳＶ６６がオン状態に設定され、エアスイッチング弁６２が導通状態に設定される。また、エアポンプ５６の作動を停止した場合はＶＳＶ６６がオフ状態に設定され、エアスイッチング弁６２が遮断状態に設定される。従って、エアポンプ５６を作動した場合は排気通路１４へ２次空気が供給されることになり、エアポンプ５６の作動時間は排気通路１４への２次空気の供給時間に対応している。
【００３１】
逆止弁６４は、エアポンプ５６から排気通路１４へ向かう順方向の流体の流れのみを許容し、逆方向の流れを阻止するための弁機構である。逆止弁６４は、エアスイッチング弁６２に開故障が生じた場合に、高温の排気ガスが、排気通路１４側からエアポンプ５６側へ逆流するのを防ぐために設けられている。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の装置はＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した各種センサおよび燃料噴射弁３０、ＶＳＶ６６、エアポンプ５６などが接続されている。ＥＣＵ４０は、それらのセンサ出力を受けて、上述した燃料噴射弁３０、ＶＳＶ６６、エアポンプ５６などの状態を制御する。
【００３３】
このように構成された本実施形態のシステムにおいて、内燃機関１０を搭載した車両が減速運転を行っており、機関回転数が所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上となる条件下では、燃料噴射弁３０からの燃料供給を停止する制御（フューエルカット）が行われる。これにより、減速時の燃焼を抑えることができ、燃費を向上することが可能となる。また、フューエルカット時には、吸気通路１２から排気通路１４へ空気が流れるため、空気中の酸素を排気浄化触媒４２に吸着させることができる。
【００３４】
一方、低車速からの減速時、または急減速時などにおいては、短時間で機関回転数が低下するため、フューエルカット時間を十分に確保することができない場合がある。このため、本実施形態では、フューエルカットを行った場合は、必要に応じてエアポンプ５６を作動し、２次空気を排気通路１４の支管へ導入する。これにより、フューエルカット時間が短時間の場合であっても、２次空気中の酸素を排気浄化触媒４２に吸着させることができる。
【００３５】
排気浄化触媒４２における酸素の吸着が不足していると排気中の還元成分（ＨＣ，ＣＯ）を還元浄化することができなくなり、触媒臭が発生する場合がある。本実施形態では、フューエルカット時に排気浄化触媒４２に酸素を送り、更に必要に応じて２次空気を供給するため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素を吸着させることができる。従って、触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。
【００３６】
特に、パワー増量などの燃料増量制御が行われた場合は、排気中の還元成分を浄化するために排気浄化触媒４２に吸着された酸素が多く消費され、排気浄化触媒４２が還元状態となる。この状態では、排気浄化触媒４２の酸素吸着量が最も不足し、触媒臭が発生し易い状態となる。従って、本実施形態では、燃料増量制御が行われた後にフューエルカット、２次空気の供給を行うことで、排気浄化触媒４２へ酸素を吸着させるようにしている。これにより、排気浄化触媒４２において、酸素の吸着量が不足してしまうことを抑えることができ、触媒臭の発生を確実に抑止できる。
【００３７】
具体的には、燃料増量制御が行われた場合は、その履歴を示す所定のフラグ（増量履歴フラグ）がオン状態に設定される。そして、増量履歴フラグがオンの状態で減速が行われ、機関回転数が上述した所定回転数以上の場合に、フューエルカットを行う。
【００３８】
増量履歴フラグは、燃料増量制御の終了後、内燃機関１０に吸入された吸入空気量（Ｇａ）の積算値（積算Ｇａ）が所定値を超えた場合にオフ状態に復帰する。燃料増量制御の終了直後は排気中の還元成分の浄化のために排気浄化触媒４２に吸着されていた酸素が消費され、排気浄化触媒４２の酸素吸着量が減少するが、積算Ｇａの値が所定値を超えた状態では、十分な量の空気が排気浄化触媒４２を通過しているため、排気浄化触媒４２の酸素吸着量は増加している。この状態では、排気浄化触媒４２に空気を供給する必要がないため、増量履歴フラグをオフ状態とし、フューエルカット、および２次空気の供給を停止する。このように、増量履歴フラグがオン状態のときにフューエルカットおよび２次空気の供給を行うことで、排気浄化触媒４２に酸素の吸着不足が生じることを抑止できる。
【００３９】
一方、排気浄化触媒４２への酸素供給が過剰に行われると、排気浄化触媒４２の劣化が進行し、排気浄化触媒４２の酸素吸着能力が低下する場合がある。このため、本実施形態では、低速からの減速時、急激な減速時などフューエルカット時間が所定時間よりも短い場合にのみ、２次空気を供給することとしている。これにより、２次空気の供給量を最小限に抑えることができ、触媒劣化を確実に抑止することが可能となる。また、エアポンプ５６の駆動量を最小限に抑えることができるため、エアポンプ５６の劣化を抑止することができ、信頼性を向上することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、２次空気を供給する際には、フューエルカット時間に応じて２次空気供給量を可変するようにしている。これにより、フューエルカット時間を考慮した上で排気浄化触媒４２に適量の２次空気を送ることができ、排気浄化触媒４２の酸素吸着量を最適に制御することが可能となる。
【００４１】
具体的には、フューエルカット時間が長い場合は、フューエルカットによる排気浄化触媒４２への空気供給量が多くなるため、２次空気の供給量を減少させる制御を行う。これにより、排気浄化触媒４２に酸素が過剰に送られることを抑止でき、触媒劣化を抑えることが可能となる。
【００４２】
また、フューエルカット時間が短い場合は、フューエルカットによる排気浄化触媒４２への空気供給量が少なくなるため、２次空気の供給量を増加する制御を行う。このように、フューエルカット時間に応じて２次空気の供給量を調整することで、排気浄化触媒４２に送られる酸素量を最適に制御することができ、酸素供給過剰による触媒劣化を確実に抑止するとともに、酸素供給不足による触媒臭の発生を抑えることが可能である。
【００４３】
図１に示すように、排気通路１４に２次空気を供給する注入孔５０は空燃比センサ４４およびＯ２センサ４６の上流に設けられている。このため、これらのセンサの出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行っている最中に２次空気を供給すると、排気通路１４内の空気量が多くなる。このため、空燃比センサ４４、Ｏ２センサ４６により空燃比がリーンであることが検出され、フィードバック制御により空燃比がリッチ側に制御されるため、燃料噴射量が増加してしまう。この場合、排気ガス中の還元成分が増加するため、排気浄化触媒４２の酸素吸着量が低下するという弊害が生じる。このため、２次空気を供給する場合は、空燃比フィードバック制御をオープンにすることが好適である。これにより、２次空気の供給に起因して排気空燃比がリーンになった場合であっても、燃料噴射量を増加する制御が行われることを回避でき、排気浄化触媒４２の酸素吸着量が低下してしまうことを抑止できる。
【００４４】
次に、図２のフローチャートに基づいて、本実施形態における処理の手順について説明する。図２の処理は、所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ１では、アイドルスイッチ２６がオンであるか否かを判定する。アイドルスイッチ２６がオンの場合は、減速運転が行われている可能性があるため、ステップＳ２以降の処理に進む。
【００４５】
一方、アイドルスイッチ２６がオフの場合は、運転者によりアクセルペダルが踏まれており、通常走行が行われている状態であるため、フューエルカットおよび２次空気の供給は行われない。従って、この場合はステップＳ１２へ進み、前回のルーチンのステップＳ１０の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ１３で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ１４）、現ルーチンの処理を処理を終了する(RETURN)。
【００４６】
ステップＳ２へ進んだ場合は、燃料増量履歴が有るか否かを判定する。ここでは、上述した増量履歴フラグの状態に基づく判定を行い、増量履歴フラグがオンの場合は増量履歴があるものと判断し、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、２次空気要求フラグ(XAI)をオン状態に設定する(XAI=1)。ここで、２次空気要求フラグ(XAI)は、アイドリング時に排気浄化触媒４２に２次空気を送ることを要求するフラグであって、XAI=1の場合は、以降の各条件を満たした場合に２次空気を供給する制御が行われる。
【００４７】
一方、ステップＳ２で燃料増量履歴が無い場合、すなわち増量履歴フラグがオフの場合は、ステップＳ１２へ進む。この場合、燃料増量履歴が無いため、排気浄化触媒４２には適度な量の酸素が吸着されていると考えられる。このため、ステップＳ１２では、前回のルーチンのステップＳ１０の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ１３で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ１４）、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００４８】
なお、ステップＳ２、ステップＳ３の処理では、増量履歴フラグと２次空気要求フラグを別のフラグとして用いているが、増量履歴フラグがオンの場合は２次空気要求フラグがオンに設定され（ステップＳ３）、増量履歴フラグがオフの場合は２次空気要求フラグがオフに設定されるため（ステップＳ１３）、増量履歴フラグと２次空気要求フラグを同じフラグとしても良い。
【００４９】
ステップＳ３の後はステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、現在の運転状態が減速中であって且つフューエルカットが行われている状態（減速Ｆ／Ｃ中）であるか否かを判定し、減速Ｆ／Ｃ中の場合はステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、現在までのフューエルカット時間の積算値(CFC)を算出する。次のステップＳ６では、２次空気の供給が行われている場合は、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を処理を終了する(RETURN)。
【００５０】
ステップＳ４で減速Ｆ／Ｃ中でない場合は、ステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、現時点におけるフューエルカット時間の積算値(CFC)を取り込む。ここで、フューエルカット時間の積算値(CFC)は前回ルーチンのステップＳ５で求められた値である。なお、燃料増量履歴が有り、且つ減速Ｆ／Ｃが全く行われていない場合は、CFC=0とされる。
【００５１】
次のステップＳ８では、フューエルカット時間の積算値(CFC)に応じた２次空気供給時間(Kap)をマップから算出する。図３は、２次空気供給時間(Kap)を算出するためのマップを示す模式図である。図３に示すように、２次空気供給時間(Kap)は、フューエルカット時間の積算値(CFC)が長いほど短い時間に設定され、積算値(CFC)が所定時間ｔを超えている場合は０とされる。
【００５２】
次のステップＳ９では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)とステップＳ８で算出した２次空気供給時間(Kap)とを比較し、TAP＜Kapであるか否かを判定する。ここで、積算値(TAP)は、前回のルーチンのステップＳ１１で求められた値である。TAP＜Kapの場合は、ステップＳ１０へ進む。この場合、積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達していないため、ステップＳ１０では、空燃比フィードバック制御をオープンにし、エアポンプ５６の作動により２次空気の供給を行う。上述したように、２次空気供給の際に空燃比フィードバック制御をオープンにすることで、２次空気の供給に起因して燃料噴射量が増加することを回避できる。
【００５３】
次のステップＳ１１では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)を求める。ここで求められた値は、次回のルーチンのステップＳ９で用いられる。ステップＳ１１の後は、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００５４】
ステップＳ９でTAP≧Kapの場合は、ステップＳ１３へ進む。この場合、２次空気供給時間の積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達しているため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素が吸着されており、以後に２次空気を供給する必要はない。従って、ステップＳ１３では、各フラグ、積算値をリセットし、XAI=0、CFC=0、TAP=0とする。ステップＳ１３の後はステップＳ１４へ進み、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００５５】
図２の処理によれば、燃料増量履歴が有る場合は、減速Ｆ／Ｃが行われた後、フューエルカット時間（積算値(CFC)）に応じた所定時間の間だけ２次空気が供給される。従って、フューエルカット時間を考慮した上で、排気浄化触媒４２への酸素供給量を最適化することが可能となる。従って、過剰な酸素吸着による触媒劣化を抑えるとともに、酸素吸着不足による触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。
【００５６】
以上説明したように実施の形態１によれば、フューエルカット時間に応じて２次空気の供給量を最適に制御するため、排気浄化触媒４２における酸素吸着量を最適化することが可能となる。従って、酸素の供給過剰による排気浄化触媒４２の劣化を確実に抑えることができる。また、フューエルカット時に排気浄化触媒４２に酸素を送り、更に必要に応じて２次空気を供給するため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素を吸着させることができる。従って、触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。
【００５７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２のシステムの基本的な構成及び処理手順は実施の形態１のシステムと同様である。実施の形態１で説明したように、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素を吸着させることで触媒臭の発生を抑えることができるが、触媒臭はユーザにとって車両停止時に最も不快感を感じるものであり、車速が高い場合は触媒臭の発生が比較的問題とならない場合がある。実施の形態２は、実施の形態１と同様にフューエルカット時間に応じて２次空気供給量を可変するとともに、車速が所定値を越えている場合は２次空気の供給を停止するものである。
【００５８】
以下、図４のフローチャートに基づいて、実施の形態２における処理の手順について説明する。図４の処理は、所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ２１では、アイドルスイッチ２６がオンであるか否かを判定する。アイドルスイッチ２６がオンの場合は、減速運転が行われている可能性があるため、ステップＳ２２以降の処理に進む。
【００５９】
一方、アイドルスイッチ２６がオフの場合は、運転者によりアクセルペダルが踏まれており、通常走行が行われている状態であるため、フューエルカットおよび２次空気の供給は行われない。従って、この場合はステップＳ３３へ進み、前回のルーチンのステップＳ３１の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ３４で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ３５）、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００６０】
ステップＳ２２へ進んだ場合は、燃料増量履歴が有るか否かを判定する。燃料増量履歴が有る場合はステップＳ２３へ進み、２次空気要求フラグ(XAI)をオン状態に設定する(XAI=1)。
【００６１】
一方、ステップＳ２２で燃料増量履歴が無い場合は、ステップＳ３３へ進む。この場合、燃料増量履歴が無いため、排気浄化触媒４２には適度な量の酸素が吸着されていると考えられる。このため、ステップＳ３３では、前回のルーチンのステップＳ３１の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ３４で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ３５）、現ルーチンの処理を処理を終了する(RETURN)。
【００６２】
ステップＳ２３の後はステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４では、現在の運転状態が減速中であって且つフューエルカットが行われている状態（減速Ｆ／Ｃ中）であるか否かを判定し、減速Ｆ／Ｃ中の場合はステップＳ２５へ進む。ステップＳ２５では、現在までのフューエルカット時間の積算値(CFC)を算出する。次のステップＳ２６では、２次空気の供給が行われている場合は、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００６３】
ステップＳ２４で減速Ｆ／Ｃ中でない場合は、ステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では、車速と所定値（＝Ａ）とを比較し、車速＜Ａであるか否かを判定する。ステップＳ２７で車速＜Ａの場合はステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８では、現時点におけるフューエルカット時間の積算値(CFC)を取り込む。ここで、フューエルカット時間の積算値(CFC)は前回ルーチンのステップＳ２５で求められた値である。なお、燃料増量履歴が有り、且つ減速Ｆ／Ｃが全く行われていない場合は、CFC=0とされる。
【００６４】
一方、ステップＳ２７で車速≧Ａの場合はステップＳ２６へ進み、２次空気の供給を停止する。ステップＳ２６の後は現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００６５】
ステップＳ２８の後はステップＳ２９へ進む。ステップＳ２９では、フューエルカット時間の積算値(CFC)に応じた２次空気供給時間(Kap)を図３のマップから算出する。
【００６６】
次のステップＳ３０では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)とステップＳ２９で算出した２次空気供給時間(Kap)とを比較し、TAP＜Kapであるか否かを判定する。ここで、積算値(TAP)は、前回のルーチンのステップＳ３２で求められた値である。TAP＜Kapの場合は、ステップＳ３１へ進む。この場合、積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達していないため、ステップＳ３１では、空燃比フィードバック制御をオープンにし、エアポンプ５６の作動により２次空気の供給を行う。
【００６７】
次のステップＳ３２では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)を求める。ここで求められた値は、次回のルーチンのステップＳ３０で用いられる。ステップＳ３２の後は、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００６８】
ステップＳ３０でTAP≧Kapの場合は、ステップＳ３４へ進む。この場合、２次空気供給時間の積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達しているため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素が吸着されており、以後に２次空気を供給する必要はない。従って、ステップＳ３４では、各フラグ、積算値をリセットし、XAI=0、CFC=0、TAP=0とする。ステップＳ３４の後はステップＳ３５へ進み、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００６９】
図４の処理によれば、燃料増量履歴が有る場合は、減速Ｆ／Ｃが行われた後、フューエルカット時間（積算値(CFC)）に応じた所定時間の間だけ２次空気が供給される。従って、フューエルカット時間を考慮した上で、排気浄化触媒４２への酸素吸着量を最適化することが可能となる。また、車速が所定値Ａを超えている場合は、エアポンプ５６の作動を停止するため、排気浄化触媒４２への２次空気の供給を最小限に抑えることが可能となる。これにより、エアポンプ５６の駆動量を最小限に抑えることができ、システム効率を高めるとともに、エアポンプ５６の耐久信頼性を高めることが可能となる。
【００７０】
以上説明したように実施の形態２によれば、フューエルカット時間に応じて２次空気の供給量を最適に制御するため、排気浄化触媒４２における酸素供給量を最適化することが可能となる。また、触媒臭低減の要求度が高い低車速時、車両停止時に重点的に２次空気を供給するため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素を吸着させることができ、触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。更に、車速が高い場合は２次空気の供給を停止するため、２次空気の供給を最小限に抑えることができ、燃費、システム効率を高めることができる。これにより、エアポンプ５６の駆動量を低減することができるため、エアポンプ５６の劣化を抑えることができ、エアポンプ５６の耐用年数を延ばすことが可能となる。
【００７１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態２のシステムの基本的な構成及び処理手順は実施の形態１のシステムと同様である。排気浄化触媒４２が吸着できる酸素量は、排気浄化触媒４２の劣化の度合いに応じて変動し、触媒劣化度が大きいほど排気浄化触媒４２が吸着できる酸素量は低下する。実施の形態３は、実施の形態１と同様にフューエルカット時間に応じて２次空気供給量を可変するとともに、排気浄化触媒４２の劣化度に応じて２次空気の供給時間を補正するものである。
【００７２】
以下、図５のフローチャートに基づいて、実施の形態３における処理の手順について説明する。図５の処理は、所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ４１では、アイドルスイッチ２６がオンであるか否かを判定する。アイドルスイッチ２６がオンの場合は、減速運転が行われている可能性があるため、ステップＳ４２以降の処理に進む。
【００７３】
一方、アイドルスイッチ２６がオフの場合は、運転者によりアクセルペダルが踏まれており、通常走行が行われている状態であるため、フューエルカットおよび２次空気の供給は行われない。従って、この場合はステップＳ５３へ進み、前回のルーチンのステップＳ５１の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ５４で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ５５）、現ルーチンの処理を処理を終了する(RETURN)。
【００７４】
ステップＳ４２へ進んだ場合は、燃料増量履歴が有るか否かを判定する。燃料増量履歴が有る場合はステップＳ４３へ進み、２次空気要求フラグ(XAI)をオン状態に設定する(XAI=1)。
【００７５】
一方、ステップＳ４２で燃料増量履歴が無い場合は、ステップＳ５３へ進む。この場合、燃料増量履歴が無いため、排気浄化触媒４２には適度な量の酸素が吸着されていると考えられる。このため、ステップＳ５３では、前回のルーチンのステップＳ５１の処理で空燃比フィードバック制御がオープンとされている場合は、空燃比フィードバック制御に復帰する処理を行う。そして、次のステップＳ５４で各フラグ、積算値をリセットし、２次空気の供給を行うことなく（ステップＳ５５）、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００７６】
ステップＳ４３の後はステップＳ４４へ進む。ステップＳ４４では、現在の運転状態が減速中であって且つフューエルカットが行われている状態（減速Ｆ／Ｃ中）であるか否かを判定し、減速Ｆ／Ｃ中の場合はステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では、現在までのフューエルカット時間の積算値(CFC)を算出する。次のステップＳ４６では、２次空気の供給が行われている場合は、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００７７】
ステップＳ４４で減速Ｆ／Ｃ中でない場合は、ステップＳ４７へ進む。ステップＳ４７では、排気浄化触媒４２の触媒劣化度(Cmax.)を取り込む。ここで、触媒劣化度(Cmax.)は排気浄化触媒４２の劣化の度合いを表すパラメータであり、Cmax.が大きいほど触媒劣化の度合いは小さくなるため、排気浄化触媒４２が吸着可能な酸素量は多くなる。次のステップＳ４８では、現時点におけるフューエルカット時間の積算値(CFC)を取り込む。ここで、フューエルカット時間の積算値(CFC)は前回のルーチンのステップＳ４５で求められた値である。なお、燃料増量履歴が有り、且つ減速Ｆ／Ｃが全く行われていない場合は、CFC=0とされる。
【００７８】
次のステップＳ４９では、フューエルカット時間の積算値(CFC)、および触媒劣化度(Cmax.)に応じた２次空気供給時間(Kap)をマップから算出する。図６は、２次空気供給時間(Kap)を算出するためのマップを示す模式図である。図６に示すように、２次空気供給時間(Kap)は、フューエルカット時間の積算値(CFC)が長いほど短い時間に設定される。また、触媒劣化度(Cmax.)が大きいほど、排気浄化触媒４２の酸素吸着量が大きくなり、排気浄化触媒４２を還元状態から酸化状態にするための酸素供給量が増加するため、２次空気供給時間(Kap)は触媒劣化度(Cmax.)が大きいほど長い時間に設定される。
【００７９】
次のステップＳ５０では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)とステップＳ４９で算出した２次空気供給時間(Kap)とを比較し、TAP＜Kapであるか否かを判定する。ここで、積算値(TAP)は、前回のルーチンのステップＳ５２で求められた値である。TAP＜Kapの場合は、ステップＳ５１へ進む。この場合、積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達していないため、ステップＳ５１では、空燃比フィードバック制御をオープンにし、エアポンプ５６の作動により２次空気の供給を行う。
【００８０】
次のステップＳ５２では、現時点での２次空気供給時間の積算値(TAP)を求める。ここで求められた値は、次回のルーチンのステップＳ５０で用いられる。ステップＳ５２の後は、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００８１】
ステップＳ５０でTAP≧Kapの場合は、ステップＳ５４へ進む。この場合、２次空気供給時間の積算値(TAP)が目標値である時間(Kap)に到達しているため、排気浄化触媒４２に十分な量の酸素が吸着されており、以後に２次空気を供給する必要はない。従って、ステップＳ５４では、各フラグ、積算値をリセットし、XAI=0、CFC=0、TAP=0とする。ステップＳ５４の後はステップＳ５５へ進み、２次空気の供給を停止し、現ルーチンの処理を終了する(RETURN)。
【００８２】
図５の処理によれば、燃料増量履歴が有る場合は、減速Ｆ／Ｃが行われた後、フューエルカット時間（積算値(CFC)）、および触媒劣化度(Cmax.)に応じた所定時間の間だけ２次空気が供給される。そして、触媒劣化により排気浄化触媒４２の酸素吸着能力が低下した場合は、２次空気の供給量が減少するように補正を行うため、酸素吸着能力を超える量の２次空気が排気浄化触媒４２へ送られることを抑止できる。従って、エアポンプ５６の余分な作動を抑えることができ、システムの効率を高めるとともにエアポンプ５６の耐久性、信頼性を高めることができる。
【００８３】
以上説明したように実施の形態３によれば、フューエルカット時間に応じて２次空気供給量を可変するとともに、排気浄化触媒４２の劣化度に応じて２次空気の供給量を補正するため、触媒劣化度を考慮した上で排気浄化触媒４２における酸素吸着量を最適化することが可能となる。従って、排気浄化触媒４２への酸素供給量をより高い精度で制御することが可能となり、過剰な酸素供給による触媒劣化を抑えるとともに、酸素吸着不足による触媒臭の発生を確実に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の各実施形態にかかる内燃機関の制御装置及びその周辺の構造を説明するための図である。
【図２】実施の形態１のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】フューエルカット時間の積算値(CFC)に基づいて２次空気供給時間(Kap)を算出するためのマップを示す模式図である。
【図４】実施の形態２のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態３のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】フューエルカット時間の積算値(CFC)、および触媒劣化度(Cmax.)に基づいて２次空気供給時間(Kap)を算出するためのマップを示す模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  内燃機関
１４  排気通路
４０  ＥＣＵ
４２  排気浄化触媒
５６  エアポンプ
６６  ＶＳＶ
【図１】
2006312911.tif 000003
【図２】
2006312911.tif 000004
【図３】
2006312911.tif 000005
【図４】
2006312911.tif 000006
【図５】
2006312911.tif 000007
【図６】
2006312911.tif 000008