(57)【要約】【課題】  この発明は、減速燃料カット時に、触媒の劣化を抑制すると共に、触媒排気臭の発生を抑制する内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】  内燃機関の減速時における燃料カットが実行中であるか否かが判別される（ステップ１０１）。燃料カット中である場合には、機関回転数NEと触媒の最大酸素吸蔵量Cmaxの読み込みが実行される（ステップ１０２）。その後、最大酸素吸蔵量Cmaxに応じたスロットル開度TAが算出される（ステップ１０３）。さらに、最大酸素吸蔵量Cmaxに応じた吸気弁の開弁位相進角量が算出される（ステップ１０４）。【選択図】      図２
2006249979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
触媒の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、
燃料カット時に、スロットル開度を燃料カット時開度に制御するスロットル開度制御手段と、
検出された劣化度合に応じて前記燃料カット時開度を設定する燃料カット時開度設定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】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
燃料カット時に、前記スロットル開度が小さい場合には該スロットル開度が大きい場合に比べて排気ガス再循環量を多量とするEGR制御手段を更に備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
触媒の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、
燃料カット時に、スロットル開度を全閉又は略全閉にまで絞った後、該スロットル開度を燃料カット時開度に制御するスロットル開度制御手段と、
燃料カット時に、排気ガス再循環量を増量した後、該排気ガス再循環量を燃料カット時再循環量に制御するEGR制御手段と、
検出された劣化度合が小さい場合、劣化度合が大きい場合に比べて前記燃料カット時開度を大きく設定する燃料カット時開度設定手段と、
検出された劣化度合が小さい場合、劣化度合が大きい場合に比べて前記燃料カット時再循環量を少なく設定する燃料カット時再循環量設定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４】
請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記触媒の劣化が進行しやすい所定の劣化進行条件を検出する劣化進行条件検出手段を更に備え、
前記燃料カット時開度設定手段は、前記劣化進行条件が検出された場合に比べて前記劣化進行条件が検出されない場合には前記燃料カット時開度を大きく設定するものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記劣化進行条件検出手段は、前記触媒の温度を測定する手段を含み、触媒温度に基づいて前記劣化進行条件を検出するものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
車輌停止を予測する車輌停止予測手段を更に備え、
前記燃料カット時開度設定手段は、前記車輌停止が予測されない場合に比べて前記車輌停止が予測された場合には前記燃料カット時開度を大きく設定するものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記触媒劣化度合検出手段は、前記触媒の最大酸素吸蔵量を検出する手段を含み、該最大酸素吸蔵量に基づいて前記触媒の劣化度合を検出するものであることを特徴とする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係り、特に、車輌に搭載される内燃機関の制御を実行するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開２００２−２２７６７１号公報には、内燃機関の減速燃料カット時に、オイル消費量増大（オイル上がり）の防止と、触媒の劣化抑制とを両立するための装置が開示されている。この装置では、減速燃料カット時に内燃機関のバルブタイミングおよびバルブリフト量を最適化することにより、上記機能が達成されている。
減速燃料カット時には、触媒にリーンな排気ガスが供給される。高温の触媒にリーンなガスが流れると、触媒が劣化しやすくなる。そこで、触媒の劣化を抑制するため、燃料カット時にスロットル開度を全閉まで絞る手法が考えられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２７６７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２１８５号公報
【特許文献３】実開平２−６７０２２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、減速燃料カット時にスロットル開度を全閉にすると、触媒に供給される酸素の量が抑制される。このため、減速燃料カット時には、触媒が還元雰囲気になりやすくなる。還元雰囲気の触媒に排気ガスが流れると、触媒からＨ２Ｓが排出される。このため、減速燃料カット時にスロットル開度を全閉にすると、運転者にとって不快な触媒排気臭が発生してしまう場合がある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速燃料カット時に、触媒の劣化を抑制すると共に、触媒排気臭の発生を抑制する内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
触媒の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、
燃料カット時に、スロットル開度を燃料カット時開度に制御するスロットル開度制御手段と、
検出された劣化度合に応じて前記燃料カット時開度を設定する燃料カット時開度設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
燃料カット時に、前記スロットル開度が小さい場合には該スロットル開度が大きい場合に比べて排気ガス再循環量を多量とするEGR制御手段を更に備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、内燃機関の減速時に燃料カットを行う燃料カット手段と、
触媒の劣化度合を検出する触媒劣化度合検出手段と、
燃料カット時に、スロットル開度を全閉又は略全閉にまで絞った後、該スロットル開度を燃料カット時開度に制御するスロットル開度制御手段と、
燃料カット時に、排気ガス再循環量を増量した後、該排気ガス再循環量を燃料カット時再循環量に制御するEGR制御手段と、
検出された劣化度合が小さい場合、劣化度合が大きい場合に比べて前記燃料カット時開度を大きく設定する燃料カット時開度設定手段と、
検出された劣化度合が小さい場合、劣化度合が大きい場合に比べて前記燃料カット時再循環量を少なく設定する燃料カット時再循環量設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１から第３の何れかの発明において、
前記触媒の劣化が進行しやすい所定の劣化進行条件を検出する劣化進行条件検出手段を更に備え、
前記燃料カット時開度設定手段は、前記劣化進行条件が検出された場合に比べて前記劣化進行条件が検出されない場合には前記燃料カット時開度を大きく設定するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第４の発明において、
前記劣化進行条件検出手段は、前記触媒の温度を測定する手段を含み、触媒温度に基づいて前記劣化進行条件を検出するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１から第５の何れかの発明において、
車輌停止を予測する車輌停止予測手段を更に備え、
前記燃料カット時開度設定手段は、前記車輌停止が予測されない場合に比べて前記車輌停止が予測された場合には前記燃料カット時開度を大きく設定するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１から第６の何れかの発明において、
前記触媒劣化度合検出手段は、前記触媒の最大酸素吸蔵量を検出する手段を含み、該最大酸素吸蔵量に基づいて前記触媒の劣化度合を検出するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、減速燃料カット時に、触媒の劣化度合に応じてスロットル開度を制御することができる。よって、触媒の劣化度合が大きい場合にはスロットル開度を小さくして触媒の劣化を抑制することができ、触媒の劣化度合が小さい場合にはスロットル開度を大きくして触媒排気臭の発生を抑制することができる。従って、減速燃料カット時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を両立させることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、スロットル開度を小さくした場合でも、排気ガス再循環量を多量に確保することにより、過剰な吸気負圧の発生を抑制することができる。これにより、オイル消費量の増大を抑制することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、減速燃料カット時に、スロットル開度を全閉又は略全閉にまで絞ることにより、触媒の劣化を抑制することができる。このとき、排気ガス再循環量を増量することにより、過剰な吸気負圧の発生を抑制することができ、オイル消費量の増大を抑制することができる。さらに、触媒の劣化度合が小さい場合には、スロットル開度を大きく拡大すると共に排気ガス再循環量を少量に減量することにより、触媒排気臭の発生を抑制することができる。従って、減速燃料カット時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を両立させることができる。
【００１６】
第４の発明によれば、劣化進行条件が検出された場合に比べて検出されない場合にはスロットル開度を大きくすることができる。よって、劣化進行条件が検出された場合にはスロットル開度を小さくして触媒の劣化を抑制することができ、劣化進行条件が検出されない場合にはスロットル開度を大きくして触媒排気臭の発生を抑制することができる。従って、減速燃料カット時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を両立させることができる。また、劣化進行条件に基づいて触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を的確に切り替えることができる。
【００１７】
第５の発明によれば、触媒温度に基づいて触媒劣化進行条件を精度良く検出することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、車輌停止が予測されない場合に比べて予測された場合にはスロットル開度を大きくすることができる。よって、車輌停止が予測されない場合にはスロットル開度を小さくして触媒の劣化を抑制することができ、車輌停止が予測された場合にはスロットル開度を大きくして触媒排気臭の発生を抑制することができる。従って、減速燃料カット時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を両立させることができる。また、車輌停止時において特に問題となる触媒排気臭の発生を抑制することができる。
【００１９】
第７の発明によれば、最大酸素吸蔵量に基づいて触媒の劣化度合を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態１のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０には、吸気通路１２及び排気通路１４が連通している。
【００２１】
吸気通路１２には、エアフロメータ１６が設けられている。エアフロメータ１６は、内燃機関１０に流入する吸入空気量Gaを検知するように構成されている。エアフロメータ１６の下流にはスロットルバルブ１８が設けられている。スロットルバルブ１８は、アクセル開度AAに基づいてスロットルモータ２０により駆動される電子制御式のバルブである。スロットルバルブ１８の近傍には、スロットルポジションセンサ２２及びアクセルポジションセンサ２４が設けられている。スロットルポジションセンサ２２は、スロットル開度TAを検出するように構成されている。アクセルポジションセンサ２４は、アクセル開度AAを検出するように構成されている。
【００２２】
内燃機関１０は、複数の気筒を有する。図１には、１つの気筒の断面が示されている。各気筒は、吸気通路１２に通じる吸気ポートと、排気通路１４に通じる排気ポートとを備えている。吸気ポートには吸気弁２８が設けられ、排気ポートには排気弁３０が設けられている。吸気弁２８の上流には燃料噴射弁２６が設けられている。吸気弁２８及び排気弁３０は、それぞれ可変動弁（VVT）機構３２，３４により駆動されるものである。可変動弁機構３２，３４は、クランク軸３５と所定の連結機構により連結されている。これにより、可変動弁機構３２，３４は、クランク軸３５の回転と同期して吸気弁２８及び排気弁３０を開閉させる。さらに、可変動弁機構３２，３４は、吸気弁２８及び排気弁３０の開弁特性（開弁時期、作用角、リフト量など）を変更する。クランク軸３５の近傍にはクランク角センサ３６が設けられている。クランク角センサ３６は、クランク軸３５が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転するように構成されている。
【００２３】
排気通路１４には、上流触媒３８及び下流触媒４０が直列に設けられている。触媒３８，４０は、排気ガスを浄化するように構成されている。上流触媒３８の上流には空燃比センサ４２が設けられている。空燃比センサ４２は、排気空燃比を検出するように構成されている。上流触媒３８と下流触媒４０との間には酸素センサ４４が設けられている。酸素センサ４４は、空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じて信号を発するように構成されている。触媒４０の近傍には、触媒温度センサ４６が設けられている。
【００２４】
図１に示すシステムは、スピードセンサ５１及びブレーキスイッチ５２を備えている。スピードセンサ５１は、車輌の速度を検知するように構成されている。ブレーキスイッチ５２は、ブレーキペダルが踏み込まれた場合にブレーキ信号を発するように構成されている。
【００２５】
図１に示すシステムは、ECU（Electronic Control Unit）５０を備えている。ECU５０には、上述した各種センサやアクチュエータが接続されている。
ECU５０は、クランク角センサ３６のHi及びLo出力に基づいて内燃機関１０の機関回転数NEを算出することができる。
また、ECU５０は、公知の手法により触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxを算出することができる。具体的には、ECU５０は、酸素センサ４４の出力が反転する毎に排気空燃比のリッチ／リーンを反転させるアクティブ制御を実行することにより、最大酸素吸蔵量Cmaxを求めることができる。
また、ECU５０は、吸入空気量Ga等に基づいて運転負荷を算出することができる。
【００２６】
［実施の形態１の特徴］
次に、本実施の形態１における上記システムの動作について説明する。
上記システムは、内燃機関１０の減速中に、スロットル開度TAが急激に閉じられることにより、燃料カット（以下「F/C」という。）を実行する。
ところで、減速F/C中は、燃料噴射弁２６による燃料の噴射が行われない。このため、触媒３８，４０に流れ込む排気ガスは、極端にリーンに偏ったものとなる。
高温の触媒３８，４０にリーンな排気ガスが流れると、触媒３８，４０の劣化が進行しやすい。このため、スロットル開度TAを全閉にまで絞れば、触媒３８，４０の劣化を抑制することが可能である。
しかしながら、スロットルバルブ１８が全閉にされると、触媒３８，４０への酸素供給量が抑えられる。このため、触媒３８，４０は還元雰囲気になる傾向にある。還元雰囲気の触媒３８，４０に排気ガスが流れると、触媒３８，４０からＨ２Ｓが排出される。このため、触媒排気臭が発生してしまう。触媒排気臭は、車輌の運転者に不快感を与えるため、抑制する必要がある。この触媒排気臭を抑制するためには、触媒３８，４０を酸化雰囲気に転じさせる必要がある。ここで、触媒の劣化度合が小さい場合、すなわち新しい触媒（以下「新触媒」という。）である場合には、還元雰囲気の触媒が酸化雰囲気に転じるまでに長時間を要してしまう。その結果、新触媒が酸化雰囲気になるまでの長い間、触媒排気臭が発生し続けてしまう。
【００２７】
本実施の形態１では、以下に述べる手法により、減速F/C時に触媒劣化抑制と触媒排気臭抑制が両立される。
すなわち、図１に示すシステムでは、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxを求めることにより、触媒３８，４０の劣化度合を検出する。そして、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、減速F/C時のスロットル開度TAを大きくする。これにより、触媒３８，４０への酸素の供給が促進されるため、触媒３８，４０を早期に酸化雰囲気に転じさせることができる。その結果、触媒排気臭の発生を抑制することができる。この時、スロットル開度TAを大きく拡大することにより触媒３８，４０の劣化がある程度進行するが、触媒３８，４０の劣化度合が小さいため許容される。従って、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、触媒排気臭の抑制が優先して実行される。
一方、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合には、減速F/C時のスロットル開度TAを小さくする。また、その劣化度合が極端に大きい場合には、スロットル開度TAを全閉又は略全閉にまで絞る。これにより、触媒３８，４０の更なる劣化が抑制される。
【００２８】
ところで、減速F/C時にスロットル開度TAが小さい場合には、吸気通路１２内に大きな負圧が生じると共に、内燃機関１０の筒内にも大きな負圧が生じてしまう。筒内圧力が大きく負圧化されると、所謂オイル上がりが発生し、内燃機関１０におけるオイル消費量が増大する。オイル消費量の増大を抑制するためには、内燃機関１０の減速時に、筒内圧力の過剰な負圧化を抑制することが好ましい。図１に示すシステムでは、可変動弁機構３２により吸気弁２８の開弁位相が進角せしめられている。これにより、バルブオーバーラップ期間、すなわち、吸気弁２８と排気弁３０が共に開弁状態となる期間を長くすることができる。よって、吸気弁２８の開弁後に吸気通路１２に逆流する既燃ガス量、つまり、内部EGR量が増加する。従って、減速F/C時にスロットル開度TAが小さい場合であっても、内部EGR量の増加により、筒内圧力の過剰な負圧化が抑制される。
【００２９】
［実施の形態１における具体的処理］
図２は、本実施の形態１においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンによれば、先ず、減速F/Cが実行中であるか否かが判別される（ステップ１０１）。より具体的には、スロットル開度TAが基本アイドル開度TA0である全閉または略全閉にまで絞られているか否かが判別される。このステップ１０１で減速F/C中でないと判別された場合、触媒劣化抑制及び触媒排気臭抑制を実行する必要がないと判断される。この場合、内燃機関１０は、運転者により操作されるアクセル開度AAに応じた通常の運転を継続する。
【００３０】
一方、ステップ１０１で減速F/C中であると判別された場合には、触媒劣化抑制及び触媒排気臭抑制を実行する必要があると判断される。この場合、ECU５０は、機関回転数NEと、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxの読み込みを実行する（ステップ１０２）。
【００３１】
そして、図３に示すマップを参照して、スロットルバルブ１８の制御開度、すなわち減速F/C時のスロットル開度TAが算出される（ステップ１０３）。
図３は、スロットル制御開度を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、スロットル開度TAは、最大酸素吸蔵量Cmaxに対応して定められ、さらに機関回転数NEとの関係で定められている。
より具体的には、図３に示すマップでは、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxが大きいほど、スロットル開度TAが大きくなるように設定されている。触媒３８，４０の劣化度合が小さいほど、最大酸素吸蔵量Cmaxが大きい。新触媒の最大酸素吸蔵量Cmaxは、例えば、０．８mgである。よって、このマップによれば、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、多少の触媒劣化を許容しつつ、早期に触媒３８，４０を酸化雰囲気に転じさせる環境を作り出すことができる。すなわち、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、触媒排気臭の発生が抑制される環境を作り出すことができる。
また、図３に示すマップでは、機関回転数NEが高いほど、スロットル開度TAが大きくなるように設定されている。これは、機関回転数NEが高いほど、筒内の過剰負圧が起こりやすいためである。
また、図３に示すマップでは、触媒３８，４０の劣化度合が極端に大きい場合、例えば、最大酸素吸蔵量Cmaxが０．２mgである場合には、機関回転数NEに関係なくスロットル開度TAが全閉になるように設定されている。よって、このマップによれば、触媒３８，４０の劣化度合が極端に大きい場合には、更なる触媒３８，４０の劣化が抑止される環境を作り出すことができる。
【００３２】
その後、図４に示すマップを参照して、可変動弁機構３２による吸気弁２８の開弁位相進角量が算出される（ステップ１０４）。該進角量は、上述したように、過剰負圧の発生を防止するために算出される値である。
図４は、可変動弁制御進角量を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、進角量は、最大酸素吸蔵量Cmaxに対応して定められ、さらに機関回転数NEとの関係で定められている。
より具体的には、図４に示すマップでは、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxが小さいほど、進角量が大きくなるように設定されている。これは、最大酸素吸蔵量Cmaxが小さい場合には、すなわち、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合には、図３に示すようにスロットル開度TAは小さく制御され、筒内の過剰負圧が起こりやすいためである。よって、このマップによれば、触媒３８，４０の劣化度合が大きく、スロットル開度TAが小さい場合であっても、筒内の過剰負圧を抑制することができる。
また、図４に示すマップでは、機関回転数NEが高いほど、進角量が大きくなるように設定されている。これは、機関回転数NEが高いほど、筒内の過剰負圧が起こりやすいためである。
また、図４に示すマップでは、触媒３８，４０の劣化度合が非常に小さい場合、例えば、最大酸素吸蔵量Cmaxが０．８mgである場合には、機関回転数NEに関係なく進角量がゼロになるように設定されている。これは、触媒３８，４０の劣化度合が非常に小さい場合には、図３に示すようにスロットル開度TAは大きく制御され、筒内の過剰負圧が発生する可能性は非常に低いためである。
【００３３】
その後、ステップ１０３で算出された値にスロットル開度TAが制御され、ステップ１０４で算出された値に吸気弁２８の開弁位相進角量が制御される。
【００３４】
次回以降本ルーチンが起動されると、減速F/Cが終了するまで、ステップ１０２，１０３および１０４の処理が繰り返し実行され、スロットル開度TAの制御及び吸気弁の開弁位相進角制御が継続して実行される。その結果、減速F/C時に触媒排気臭抑制及び触媒劣化抑制が実行される。
【００３５】
以上説明したように、図２に示すルーチンによれば、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、スロットル開度TAを大きく拡大することにより、触媒３８，４０への酸素供給量を増やすことができる。この場合、早期に触媒３８，４０を酸化雰囲気に転じさせることができる。これにより、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、触媒３８，４０の劣化を許容しつつ、触媒排気臭の発生を優先的に抑制することができる。
また、同ルーチンによれば、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合には、スロットル開度TAを全閉又は略全閉にまで絞ることにより、触媒３８，４０の更なる劣化を抑制することができる。
従って、減速F/C時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制の双方を両立することができる。
【００３６】
また、図２に示すルーチンによれば、スロットル開度TAが小さい場合には、吸気弁２８の開弁位相進角量を大きくすることにより、バルブオーバーラップ期間を長くすることができる。これにより、スロットル開度TAが小さい場合であっても、筒内の過剰な負圧化を防止することができる。よって、オイル消費量の増量防止という効果が更に得られる（後述する実施の形態２，３についても同様）。
【００３７】
ところで、本実施の形態１においては、吸気弁２８を駆動する可変動弁機構３２の状態を変えることにより、バルブオーバーラップ期間を変化させたが、バルブオーバーラップ期間を変化させる手法はこれに限定されるものではない。例えば、可変動弁機構３４により排気弁３０の開弁位相を遅角することにより、バルブオーバーラップ期間を変化させてもよい（後述する実施の形態２，３についても同様）。
【００３８】
また、本実施の形態１においては、バルブオーバーラップ期間を長くすることにより、内部EGR量を増やし、吸気通路１２及び筒内の過剰な負圧化を抑制したが、負圧化抑制手法はこれに限定されるものではない。例えば、排気通路１４に排出された排気ガスを吸気通路１２に再循環させる機構を設けることにより、外部EGR量を増加させることにより、過剰な負圧化を抑制してもよい（後述する実施の形態２，３についても同様）。
【００３９】
また、本実施の形態１においては、触媒３８，４０の劣化度合に応じてスロットル制御開度及び可変動弁制御進角量を４段階で切り換えているが（図３，図４参照）、切り換える段数はこれに限定されるものではない。例えば、ある閾値に基づいて触媒３８，４０の劣化度合を判別し、その判別結果に応じてスロットル制御開度及び可変動弁制御進角量を２段階で切り換えてもよい。
【００４０】
尚、本実施の形態１においては、ECU５０が、内燃機関の減速時にF/Cを実行することにより第１及び第３の発明における「燃料カット手段」が、ステップ１０２の処理を実行することにより第１，第３及び第７の発明における「触媒劣化度合検出手段」が、ステップ１０３の処理を実行することにより第１及び第３の発明における「燃料カット時開度設定手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU５０が、ステップ１０４の処理を実行することにより第２及び第３の発明における「EGR制御手段」がそれぞれ実現されている。
【００４１】
実施の形態２．
次に、図５から図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に、後述する図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００４２】
［実施の形態２の特徴］
本実施の形態２における上記システムの動作について説明する。
本実施の形態２のシステムは、実施の形態１のシステムと同様に、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxを求めることにより、触媒３８，４０の劣化度合を検出する。そして、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、触媒３８，４０の劣化を多少許容しつつ、触媒排気臭抑制を優先して実行する。一方、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合には、触媒劣化抑制を優先して実行する。
【００４３】
上述したように、高温の触媒３８，４０にリーンな排気ガスを流すと、触媒３８，４０の劣化が進行しやすい。換言すれば、触媒温度が低い場合には、触媒３８，４０にリーンな排気ガスを流しても、触媒３８，４０の劣化はほとんど進行しない。よって、触媒温度が低い場合、すなわち、触媒劣化が進行しにくい場合には、触媒劣化抑制よりも触媒排気臭抑制を優先して実行することが好ましい。本実施の形態２のシステムにおいて、ECU５０は、触媒温度センサ４６により測定された触媒温度に基づいて、触媒３８，４０の劣化が進行しやすいか否かを判断する。そして、触媒劣化が進行しにくい場合には、触媒劣化が進行しやすい場合に比べてスロットル開度TAを大きくする。これにより、触媒劣化が進行しにくい場合には、触媒３８，４０への酸素供給量を増やすことができ、触媒排気臭の発生を抑制することができる。
本実施の形態２のシステムによれば、触媒３８，４０の劣化度合が大きいが触媒温度が低い場合には、触媒劣化がそれ以上進行しないとみなして、触媒排気臭抑制が優先して実行される。
【００４４】
［実施の形態２における具体的処理］
図５は、本実施の形態２においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図５において、上記図２に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００４５】
図５に示すルーチンによれば、ステップ１０１で減速F/C中であると判別された場合には、機関回転数NEと最大酸素吸蔵量Cmaxの読み込みが実行される（ステップ１０２）。
【００４６】
そして、最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値α以下であるか否かが判別される（ステップ１１１）。ここで、所定値αは、触媒３８，４０の劣化度合の大小を判別するための閾値である。ステップ１１１で最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値αを超えていると判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が小さいと判断される。この場合、触媒劣化抑制よりも触媒排気臭抑制が優先して実行される。
具体的には、先ず、図８に示すマップを参照して、触媒排気臭を抑制するためのスロットル制御開度が算出される（ステップ１１５）。図８は、触媒排気臭抑制優先時のスロットル制御開度を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、スロットル開度TAは機関回転数NEとの関係で定められている。具体的には、図８に示すマップでは、機関回転数NEが高いほど、スロットル開度TAが大きくなるように設定されている。このマップによれば、スロットル開度TAを大きくとることにより、触媒排気臭の発生が抑制される環境を作り出すことができる。
そして、図９に示すマップを参照して、触媒排気臭を抑制するための吸気弁２８の開弁位相進角量が算出される（ステップ１１６）。図９は、触媒排気臭抑制優先時の可変動弁制御進角量を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、進角量は機関回転数NEに関わらずゼロに設定されている。これは、ステップ１１５において図８を参照して算出されるスロットル開度TAが大きく、吸気通路１２及び筒内の過剰負圧が発生する可能性は非常に低いためである。
【００４７】
一方、ステップ１１１において、最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値α以下であると判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が大きいと判断される。すなわち、これ以上の触媒３８，４０の劣化は許容できないと判断される。この場合、触媒３８，４０の温度が所定値β以上であるか否かが判別される（ステップ１１２）。所定値βは、触媒３８，４０の劣化が進行しやすい条件か否かを判別するための閾値である。
ステップ１１２で触媒温度が所定値βに達していないと判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が進行しにくいと判断される。この場合、上記と同様の手法により、触媒排気臭を抑制するためのスロットル制御開度及び進角量が順次算出される（ステップ１１５，１１６）。ステップ１１５で算出されるスロットル開度TAは、ステップ１１３で算出されるスロットル開度TAに比べて大きい値となる。
【００４８】
ステップ１１２で触媒温度が所定値β以上であると判別された場合には、触媒の劣化が進行しやすいと判断される。この場合、触媒排気臭抑制よりも触媒劣化抑制を優先して実行する。
具体的には、先ず、図６に示すマップを参照して、触媒３８，４０の劣化を抑制するためのスロットル制御開度が算出される（ステップ１１３）。図６は、触媒劣化抑制優先時のスロットル制御開度を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、スロットル開度TAは機関回転数NEに関わらず全閉に設定されている。このマップによれば、スロットル開度TAを全閉にすることにより触媒３８，４０へのリーンな排気ガスの供給を抑制できるため、触媒３８，４０の劣化を抑制することができる。
そして、図７に示すマップを参照して、触媒劣化を抑制するための吸気弁２８の開弁位相進角量が算出される（ステップ１１４）。図７は、触媒劣化抑制優先時の可変動弁制御進角量を算出するためにECU５０が記憶しているマップの一例を示す図である。該マップにおいて、進角量は機関回転数NEとの関係で定められている。より具体的には、図７に示すマップでは、機関回転数NEが高いほど進角量が大きくなるように設定されている。これは、触媒３８，４０の劣化度合が大きく触媒劣化が進行しやすい条件である場合には、ステップ１１３において図６を参照して算出されるスロットル開度TAが全閉であり、吸気通路１２及び筒内の過剰負圧が発生するためである。このマップによれば、過剰負圧を抑制することができる。
【００４９】
その後、ステップ１１３又は１１５で算出された値にスロットル開度TAが制御され、ステップ１１４又は１１６で算出された値に吸気弁２８の開弁位相進角量が制御される。
【００５０】
以上説明したように、図５に示すルーチンによれば、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合だけでなく、触媒３８，４０の劣化度合が大きいが触媒温度が低い場合も、スロットル開度TAを大きくすることにより、触媒３８，４０への酸素供給量を増やすことができる。この場合、早期に触媒３８，４０を酸化雰囲気に転じさせることができる。これにより、触媒劣化が進行しにくい条件である場合には、触媒３８，４０の劣化度合に関係なく、触媒排気臭の発生を優先的に抑制することができる。
また、触媒３８，４０の劣化度合が大きく、かつ、触媒温度が高い場合には、スロットル開度TAを全閉にすることにより、触媒３８，４０の更なる劣化を抑制することができる。
従って、減速F/C時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制の双方を両立することができる。また、触媒温度に基づいて触媒劣化の進行しやすい条件を判断することにより、触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を的確に切り替えることができる。
【００５１】
ところで、本実施の形態２においては、触媒温度に基づいて触媒の劣化が進行しやすい条件か否かを判別しているが、この条件を判断する手法はこれに限定されるものではない。例えば、減速F/C実行直前の機関回転数NEや、吸入空気量Ga、運転負荷等に基づいて判断してもよく、これらの手法を組み合わせて実行してもよい。この場合も、本実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００５２】
尚、本実施の形態２においては、ECU５０が、ステップ１１２の処理を実行することにより第４及び第５の発明における「劣化進行条件検出手段」が、ステップ１１３又は１１５の処理を実行することにより第４の発明における「燃料カット時開度設定手段」が、ステップ１１４又は１１６の処理を実行することにより第２及び第３の発明における「EGR制御手段」がそれぞれ実現されている。
【００５３】
実施の形態３．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に、後述する図１０に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５４】
［実施の形態３の特徴］
本実施の形態３における上記システムの動作について説明する。
本実施の形態３のシステムは、実施の形態１及び２のシステムと同様に、触媒３８，４０の最大酸素吸蔵量Cmaxを求めることにより、触媒３８，４０の劣化度合を検出する。そして、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合には、触媒３８，４０の劣化を多少許容しつつ、触媒排気臭抑制を優先して実行する。一方、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合には、触媒劣化抑制を優先して実行する。
【００５５】
触媒排気臭による不快感は、車輌の運転者が車輌を停止する際に感じる場合が多い。そこで、本実施の形態３のシステムは、スピードセンサ５１により測定された車速に基づいて車輌の停止を予測する。そして、車輌の停止が予測される場合には、触媒劣化抑制よりも触媒排気臭抑制を優先して実行する。
本実施の形態３のシステムは、触媒３８，４０の劣化度合が大きい場合であっても、車輌の停止が予測される場合には、触媒排気臭抑制を優先して実行する。これにより、車輌の運転者が車輌停止時に触媒排気臭による不快感を感じるケースを防止することができる。
【００５６】
［実施の形態３における具体的処理］
図１０は、本実施の形態３においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図１０において、上記図２及び図５に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を簡略する。
【００５７】
図１０に示すルーチンによれば、ステップ１０１で減速F/C中であると判別された場合には、機関回転数NEと最大酸素吸蔵量Cmaxの読み込みが実行される（ステップ１０２）。
【００５８】
そして、最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値α以下であるか否かが判別される（ステップ１１１）。ステップ１１１で最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値αを超えていると判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が小さいと判断される。この場合、図５に示すルーチンで説明したように、触媒劣化抑制よりも触媒排気臭抑制が優先して実行される。
具体的には、先ず、図８に示すマップを参照する手法により、触媒排気臭を抑制するためのスロットル制御開度が算出される（ステップ１１５）。そして、図９に示すマップを参照する手法により、触媒排気臭を抑制するための吸気弁２８の開弁位相進角量が算出される（ステップ１１６）。
【００５９】
一方、ステップ１１１において、最大酸素吸蔵量Cmaxが所定値α以下であると判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が大きいと判断される。この場合、車速が所定値γ以上であるか否かが判別される（ステップ１２１）。所定値γは、車輌の停止が予測されるか否かを判別するための閾値である。
ステップ１２１で車速が所定値γに達していないと判別された場合には、車輌が停止すると予測される。この場合、触媒劣化抑制よりも触媒排気臭抑制が優先して実行される。具体的には、上記と同様にして、触媒排気臭を抑制するためのスロットル制御開度及び進角量が順次算出される（ステップ１１５，１１６）。
【００６０】
ステップ１２１で車速が所定値γ以上であると判別された場合には、触媒３８，４０の劣化が大きく、かつ、車輌は停止しないと判断される。この場合、触媒排気臭抑制よりも触媒劣化抑制が優先して実行される。
具体的には、先ず、図６に示すマップを参照する手法により、触媒劣化を抑制するためのスロットル制御開度が算出される（ステップ１１３）。そして、図７に示すマップを参照する手法により、触媒劣化を抑制するための吸気弁２８の開弁位相進角量が算出される（ステップ１１４）。
【００６１】
以上説明したように、図１０に示すルーチンによれば、触媒３８，４０の劣化度合が小さい場合だけでなく、触媒３８，４０の劣化度合が大きいが車速が遅い場合も、スロットル開度TAを大きくすることにより、触媒３８，４０への酸素供給量を増やすことができる。この場合、早期に触媒３８，４０を酸化雰囲気に転じさせることができる。これにより、車輌の停止が予測される場合には、触媒３８，４０の劣化度合に関係なく、触媒排気臭の発生を優先的に抑制することができる。
また、触媒３８，４０の劣化度合が大きく、かつ、車速が速い場合には、スロットル開度TAを全閉にすることにより、触媒３８，４０の更なる劣化を抑制することができる。
従って、減速F/C時に触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制の双方を両立することができる。
また、車速に基づいて車輌の停止を予測することにより、触媒排気臭抑制と触媒劣化抑制を的確に切り替えることができる。これにより、車輌停止時に運転者が触媒排気臭により不快感を感じるケースを防止することができる。
【００６２】
ところで、本実施の形態３においては、車速に基づいて車輌の停止を予測しているが、車輌停止を予測する手法はこれに限定されるものではない。例えば、車速の変化量や、ブレーキスイッチ５２から発せられるブレーキ信号に基づいて車輌停止を予測してもよく、これらの手法を組み合わせて実行してもよい。この場合も、本実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００６３】
尚、本実施の形態３においては、ECU５０が、ステップ１２１の処理を実行することにより第６の発明における「車輌停止予測手段」が、ステップ１１３又は１１５の処理を実行することにより第６の発明における「燃料カット時開度設定手段」が、ステップ１１４又は１１６の処理を実行することにより第２の発明における「EGR制御手段」がそれぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるメインルーチンのフローチャートである。
【図３】図２に示すルーチン中で参照されるスロットル制御開度のマップである。
【図４】図２に示すルーチン中で参照されるＶＶＴ制御進角のマップである。
【図５】本発明の実施の形態２において実行されるメインルーチンのフローチャートである。
【図６】図５及び図１０に示すルーチン中で参照される触媒劣化抑制優先時のスロットル制御開度のマップである。
【図７】図５及び図１０に示すルーチン中で参照される触媒劣化抑制優先時のＶＶＴ制御進角のマップである。
【図８】図５及び図１０に示すルーチン中で参照される触媒臭抑制優先時のスロットル制御開度のマップである。
【図９】図５及び図１０に示すルーチン中で参照される触媒臭抑制優先時のＶＶＴ制御進角のマップである。
【図１０】本発明の実施の形態３において実行されるメインルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１８  スロットルバルブ
２２  スロットルポジションセンサ
２８  吸気弁
３２  可変動弁機構
３８  上流触媒
４０  下流触媒
４６  触媒温度センサ
５０  ECU(Electronic Control Unit)
５１  スピードセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006249979.tif 000009
【図８】
2006249979.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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