(57)【要約】【課題】  この発明は、内燃機関の制御装置に関し、減速時の燃料カット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関において、燃料カットからの強制復帰時の加速感の低下を軽減することを目的とする。【解決手段】  減速フューエルカット中にアクセルペダルの踏み込みが検出された時点で、燃料カットからの強制復帰条件が成立したと判定する（図４（Ａ））。そして、当該強制復帰条件の成立時点で、EGRガスの減衰を開始する（図４（Ｅ））。【選択図】      図４
2006161575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段とを備え、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量する内燃機関の制御装置であって、
アクセル開度に基づいてスロットル開度を電子制御するスロットル開度電子制御手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記アクセル開度検出手段によって減速フューエルカット中にアクセルペダルの踏み込みが検出された時点で、前記燃料カットからの強制復帰条件が成立したと判定する強制復帰条件判定手段とを備え、
前記EGR制御手段は、前記強制復帰条件が成立した時点で、前記排気ガス再循環量の減衰を開始させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記強制復帰条件が成立した後の時点で、スロットル開度を、アクセル開度から要求される開度より大きくするスロットル制御手段を備え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】
前記強制復帰条件の成立時点から燃料噴射を再開させるまでのディレー時間を、スロットル開度の変化量が大きいほど短くなるように設定するディレー時間設定手段を備え、
前記スロットル制御手段は、スロットル開度をアクセル開度から要求される開度よりも大きくしてから前記ディレー時間が経過した後に、スロットル開度をアクセル開度から要求される開度に戻す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】
内燃機関の減速時にフューエルカットを行うフューエルカット手段と、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段とを備え、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量する内燃機関の制御装置であって、
前記強制復帰条件の成立時点から燃料噴射を再開させるまでのディレー時間を、スロットル開度の変化量が大きいほど短くなるように設定するディレー時間設定手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記ディレー時間設定手段は、前記ディレー時間を、前記スロットル開度の変化量に加え、前記強制復帰条件の成立時点以後の吸入行程回数に基づいて設定することを特徴とする請求項３または４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係り、特に、減速時の燃料カット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関を制御する装置として好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、燃料カットの実行中に排気ガスを還流させる内燃機関が開示されている。高温の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒の劣化が進行し易い。上記従来の技術によれば、燃料カット期間中に触媒に新気が流入するのを抑制することができ、これにより、触媒の劣化を抑制することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２９０６０号公報
【特許文献２】特開平７−１０３０１７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６５８８０号公報
【特許文献４】特開２００２−５４４７８号公報
【特許文献５】特開昭６０−７９１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において、減速時に燃料カットが実行されている場合に、ドライバーからのアクセル要求（加速要求）が発せられると、燃料カットから復帰させる処理（強制復帰）が実行される。このような強制復帰の場合には、ドライバーからのアクセル要求のタイミングを予測することができないため、強制復帰がなされる前に予めEGRガスを掃気させておくことができない。従って、強制復帰の場合は、EGRガスが十分に掃気されるのを待ってから、言い換えれば、強制復帰条件の成立後に所定のディレー時間が経過した後に、復帰させる必要が生じる。その結果、強制復帰時に、加速感が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、強制復帰時のEGRガスの掃気に必要な時間は、内燃機関の運転状態に応じて変化するものである。従って、上記のディレー時間は、本来、一律な時間にはならない。この点、上記従来の技術には、そのようなディレー時間に対する配慮がなされておらず、強制復帰時の加速感の低下を軽減するうえでは、未だ検討の余地を有するものであった。
【０００６】
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、減速時の燃料カット実行中に排気ガスを還流させる内燃機関において、燃料カットからの強制復帰時の加速感の低下を軽減し得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】
【０００７】
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フューエルカットを行うフューエルカット手段と、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段とを備え、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量する内燃機関の制御装置であって、
アクセル開度に基づいてスロットル開度を電子制御するスロットル開度電子制御手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記アクセル開度検出手段によって減速フューエルカット中にアクセルペダルの踏み込みが検出された時点で、前記燃料カットからの強制復帰条件が成立したと判定する強制復帰条件判定手段とを備え、
前記EGR制御手段は、前記強制復帰条件が成立した時点で、前記排気ガス再循環量の減衰を開始させることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記強制復帰条件が成立した後の時点で、スロットル開度を、アクセル開度から要求される開度より大きくするスロットル制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記強制復帰条件の成立時点から燃料噴射を再開させるまでのディレー時間を、スロットル開度の変化量が大きいほど短くなるように設定するディレー時間設定手段を備え、
前記スロットル制御手段は、スロットル開度をアクセル開度から要求される開度よりも大きくしてから前記ディレー時間が経過した後に、スロットル開度をアクセル開度から要求される開度に戻すことを特徴とする。
【００１０】
また、第４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フューエルカットを行うフューエルカット手段と、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段とを備え、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量する内燃機関の制御装置であって、
前記強制復帰条件の成立時点から燃料噴射を再開させるまでのディレー時間を、スロットル開度の変化量が大きいほど短くなるように設定するディレー時間設定手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第３または第４の発明において、前記ディレー時間設定手段は、前記ディレー時間を、前記スロットル開度の変化量に加え、前記強制復帰条件の成立時点以後の吸入行程回数に基づいて設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、アクセルペダルの踏み込みが検出された時点で排気ガス再循環量の減衰が開始される。通常、スロットル開度電子制御手段では、アクセル開度がある値になるまでは不感帯となっており、アクセル開度に応じてスロットル開度が実際に開き始めるまでに遅れ時間がある。本発明によれば、そのような遅れ時間を排気ガス再循環量の掃気のための時間として利用することができ、その結果、燃料カットからの強制復帰時の加速感の低下を軽減することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、強制復帰条件の成立後に、燃焼室内への新気流入量を増やすことにより、排気ガス再循環量の掃気を早めることができる。このため、本発明によれば、強制復帰時の加速感の低下を更に軽減することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、スロットル開度の変化量に応じて設定されるディレー時間に基づいて、強制復帰条件の成立後に、スロットル開度をアクセル開度から要求される開度に戻すタイミングを適切なタイミングとすることができる。このため、本発明によれば、燃料噴射の再開後に燃焼室内が過剰なリーン状態となるのを回避することができ、これにより、失火の発生を抑制することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、燃料カットからの強制復帰時に内燃機関に要求される負荷の高低に応じてディレー時間が変更される。ディレー時間が一律な値に設定されていると、燃焼室内への新気流入量が多量となる運転領域では、EGRガスの掃気が十分に行われているにも関わらず、燃料噴射の再開時点が遅れてしまうことが考えられ、新気流入量が少量となる運転領域では、EGRガスの掃気が十分になされる前に燃料噴射が再開されてしまうことが考えられる。本発明によれば、強制復帰時の燃料噴射の再開時点を適切なタイミングとすることができ、これにより、加速感の低下を軽減することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、排気ガス再循環量を掃気するために必要となる吸入行程回数をも考慮してディレー時間が設定されるため、第３の発明または第４の発明に比して、加速感の低下をより正確に軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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の構成を説明するための図を示す。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２には、吸気通路１４および排気通路１６が連通している。
【００１８】
吸気通路１４には、スロットルバルブ１８が配置されている。スロットルバルブ１８は、アクセル開度に基づいてスロットルモータ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、スロットル開度TAを検出するためのスロットルポジションセンサ２０が配置されている。このような構成によれば、スロットルバルブ１８の開度TAをアイドル開度TA0とすることにより、内燃機関１０の機関回転数NEを所定のアイドリング回転に制御することができる。尚、このような構成に限らず、吸気通路１４に、スロットルバルブ１８をバイパスするバイパス通路を設け、そのバイパス通路の途中にISC弁を配置させ、そのISC弁の開度を調整することによりアイドリング回転数を所定の値に制御する構成であってもよい。
【００１９】
内燃機関１０は、複数の気筒を有する多気筒式の機関であり、図１は、そのうちの一気筒の断面を示している。内燃機関１０が備える個々の気筒には、吸気通路１４に通じる吸気ポート、および排気通路１６に通じる排気ポートが設けられている。吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁２２が配置されている。また、吸気ポートおよび排気ポートには、それぞれ、燃焼室１２と吸気通路１４、或いは燃焼室１２と排気通路１６を導通状態または遮断状態とするための吸気弁２４および排気弁２６が設けられている。
【００２０】
内燃機関１０は、クランク軸の近傍にクランク角センサ２８を備えている。クランク角センサ２８は、クランク軸が所定回転角だけ回転する毎に、Hi出力とLo出力を反転させるセンサである。クランク角センサ２８の出力によれば、クランク軸の回転位置や回転速度、更には、機関回転数NEなどを検知することができる。
【００２１】
内燃機関１０の排気通路１６には、排気ガスを浄化するための上流触媒(SC)３０および下流触媒(UF)３２が直列に配置されている。また、上流触媒３０の上流には、その位置で排気空燃比を検出するための空燃比センサ３４が配置されている。更に、上流触媒３０と下流触媒３２との間には、その位置の空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた信号を発生する酸素センサ３６が配置されている。
【００２２】
図１に示すシステムは、吸気通路１４と排気通路１６とを連通する排気ガス還流通路３８を備えている。排気ガス還流通路３８の途中には、EGR弁４０が設けられている。更に、排気ガス還流通路３８には、吸気通路１４に還流される排気ガスを冷却する排気ガス冷却器（EGRクーラ）４２が設けられている。
【００２３】
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に加え、アクセル開度PAを検出するためのアクセルポジションセンサ５２や、上述した各種アクチュエータが接続されている。ECU５０は、それらのセンサ出力に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御することができる。
【００２４】
［排気ガス循環による触媒劣化抑制制御の概要］
上記のように構成された本実施形態のシステムは、内燃機関１０の運転中にスロットル開度TAがアイドル開度TA0とされた場合に、燃料の噴射を停止する処理、つまり、燃料カット(F/C)を実行する。F/Cは、内燃機関１０の運転中に、スロットル開度TAが急激に閉じられることにより開始される。このため、F/Cの開始後は、吸気管圧力PMが大きく負圧化し易い状態が形成される。この際、吸気管圧力PMが過大に負圧化すると、内燃機関１０においてオイル上がりが発生し、オイル消費量が増大する事態が生ずる。
【００２５】
ところで、吸気管圧力PMの負圧化は、スロットル開度TAを大きくすることにより回避することができる。従って、F/Cの開始後、スロットル開度TAを、基本のアイドル開度TA0より大きな開度に保てば、吸気管圧力PMが過大に負圧化するのを防ぐことが可能、すなわち、オイル上がりの発生を防ぐことが可能である。しかしながら、F/Cの実行中は、燃料噴射が行われないことから、触媒（上流触媒３０および下流触媒３２）に流れ込むガスは極端にリーンに偏ったものとなる。そして、高温の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒の劣化が進行し易い。このため、F/Cの開始後にスロットル開度TAを開いてリーンガスの流通量を増やすと、オイル消費量の増加は防げるものの、上流触媒３０および下流触媒３２の劣化は促進されることとなる。
【００２６】
図１に示すシステムによれば、EGR弁４０の開度を適当に調整することにより、吸気通路１４を介して燃焼室１２に排気ガスを還流させることができる（外部EGR制御）。吸気管圧力PMは、スロットルバルブ１８の下流におけるガス量が多いほど大気圧に近づく。そして、そのガス量は、スロットルバルブ１８を通過した新気ガスの量と、外部EGR制御により生じた排気ガス再循環量（以下、EGRガス量）との和である。このため、EGRガス量が十分に多量であれば、スロットル開度TAが如何に小さくても、吸気管圧力PMが過度に負圧化することはない。
【００２７】
以上説明した通り、図１に示すシステムによれば、EGR弁開度を十分な値とした状態でスロットル開度TAを十分に絞ることとすれば、十分なEGR量を生じさせることができ、オイル上がりの発生を防ぎつつ、上流触媒３０および下流触媒３２の劣化進行を有効に抑制することが可能である。以下、そのような制御、すなわち、減速時のF/C実行中に燃焼室１２にEGRガスを導入することにより触媒３０、３２の劣化を抑制させる制御を、「排気ガス循環による触媒劣化抑制制御」、または単に「触媒劣化抑制制御」と称する。
【００２８】
［実施の形態１の特徴部分］
減速時のF/Cから復帰する条件としては、次の２通りがある。すなわち、機関回転数NEがアイドリング回転近辺となったとき（自然復帰）と、ドライバーからのアクセル要求（加速要求）が発せられたとき（強制復帰）である。前者の場合は、復帰が開始されるタイミングを事前に検知することが可能であるが、後者の場合は、復帰開始タイミングはドライバーからの指令に基づくものであるため予測することはできない。このため、強制復帰がなされる前に予めEGRガスを掃気させておくことができない。従って、強制復帰の場合は、EGRガスが十分に掃気されるのを待ってから、言い換えれば、強制復帰条件の成立後に所定のディレー時間Tが経過した後に、F/Cから復帰させる必要が生じる。その結果、強制復帰時に、加速感が低下してしまうという問題がある。
【００２９】
図２は、アクセルペダル開度PAとスロットル開度TAとの関係を示す開度特性図である。本実施形態のシステムは、アクセル開度PAに基づいて、スロットル開度TAを電子制御する構成を採用している。図２に示すように、スロットル開度TAを電子制御するシステムにおいては、ノイズやチャタリング等を考慮して、通常、アクセル開度PAに基づくECU５０の指令に対して不感帯が設けられるため、アクセル開度PAが変化した後、その変化がスロットル開度TAに反映されるまでに、ある程度の遅れ時間（以下、Δtとする）が生ずる。
【００３０】
一方、F/Cからの強制復帰は、一般に、スロットル開度TAが所定値以上となった時点で、当該強制復帰条件が成立したと判定され、その後、EGR弁４０が全閉されることによりEGRガスが減衰される。従って、アクセルペダルが踏み込まれてからの遅れ時間Δtの期間は、ドライバーからアクセル要求が発せられているにも関わらず、EGRガスの掃気が開始されないこととなる。また、スロットル開度TAを電子制御するシステムにおいては、アクセル開度PAに基づくスロットル開度TAの変化に伴う吸入空気量Gaの変化を精度良く予測するための制御、より具体的には、アクセル開度PAの動作に対してスロットル開度TAを遅れて開ける構成とすることにより、スロットル開度TAの変化情報を予め取得してアクセル開度PAの変化に伴う吸入空気量Gaの変化を予測する制御が実行されることがある。このような予測制御が実行されると、スロットル開度TAは、アクセル開度PAの変化に対して、上記の遅れ時間Δtに加え、更なる遅延が生ずることとなる。
【００３１】
そこで、本実施形態のシステムでは、上記触媒劣化抑制制御の実行中に強制復帰がなされた場合に、アクセルペダルの踏み込みが検出された時点で強制復帰条件が成立したと判定し、当該強制復帰条件の成立時点でEGR量を減衰させ始めることとした。
【００３２】
次に、図３および図４を参照して、本実施の形態１における具体的な処理を説明する。
図３は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。図３に示すルーチンでは、先ず、減速時のF/C中であるか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、F/C中であると認められた場合には、アクセル開度PAに基づいて強制復帰条件が成立したか否かが判別される（ステップ１０２）。具体的には、本ステップ１０２では、アクセルポジションセンサ５２によって、F/C中にアクセルペダルの踏み込みが検出された時点を、強制復帰条件の成立時点と判断することとしている。
【００３３】
上記ステップ１０２において、強制復帰条件が成立したと判定されると、その強制復帰条件成立時点で、スロットル開度TAが所定値Aに設定される（ステップ１０４）とともに、EGRステップ数をゼロに設定することにより、F/C中に増量されていたEGRガスの減衰が開始される（ステップ１０６）。ここで、アクセル開度PAが要求通りに制御されている場合のスロットル開度TAを、所定値Bと定義する。上記ステップ１０４における所定値Aは、所定値Bより大きな値に設定されている。すなわち、上記ステップ１０４によれば、スロットル開度TAがアクセル要求通りの開度より大きい開度（例えば、全開）に制御される。
【００３４】
次に、スロットル開度TAが所定値Aとされた後に所定時間Cが経過したか否かが判別される（ステップ１０８）。所定時間C（後述する実施の形態２または３のディレー時間Tに対応）は、強制復帰後に失火等を生じさせることなくF/Cからの復帰を可能とするために予め設定された時間、すなわち、EGRガスの掃気に必要な時間である。
【００３５】
上記ステップ１０８において、所定時間Cが経過したと判定されると、スロットル開度TAが所定値Bに設定される（ステップ１１０）とともに、燃料噴射の実行が再開される（ステップ１１２）。
【００３６】
図４は、上記図３に示すルーチンの処理により実現される動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図４（Ａ）は、アクセルペダル開度PAの変化を表す波形を示す。図４（Ｂ）は、スロットル開度TAの変化を表す波形を示す。図４（Ｃ）に「ISC分」と付して表す波形は、ISC弁を備える構成の場合におけるアイドル時の必要流量（吸入空気量）制御の変化を表す波形である。図４（Ｄ）は、F/C実行の成否を表す波形を示す。また、図４（Ｅ）は、EGR弁４０のステップ数（開度）の変化を表す波形を示す。尚、図４（Ｆ）は、後述する吸気可変動弁機構６２により制御される吸気バルブタイミングVVTの進角量の変化を表す波形を示すものであり、後述する変形例において参照する図である。
【００３７】
以上説明した通り、図３に示すルーチンによれば、アクセルペダルの踏み込みが検出された時刻t0で、EGRガスの減衰が直ちに開始される（図４（Ｅ））。このような処理によれば、スロットルバルブ１８が開き始めるまでの時間を、EGRガスの掃気のための時間として利用することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、上記の触媒劣化抑制制御が実行されている減速時のF/C中に強制復帰がなされた場合に、加速感の低下を軽減することができる。
【００３８】
図４（Ｂ）中に破線を付して示す曲線は、上述した不感帯を伴ってアクセル要求通りにスロットル開度TAが開いていった場合の開度変化を示している。一方、図３に示すルーチンによれば、アクセルペダルの踏み込みが検出された時刻t0から所定時間Cが経過する時刻t1までの間は、スロットル開度TAがアクセル要求通りの開度よりも大きい開度に制御される（図４（Ｂ））。このような処理によれば、強制復帰条件の成立後に、より多量の新気を燃焼室１２内に導入することにより、燃焼室１２および吸気通路１４内に残存するEGRガスの掃気を早まることができ、加速感の低下を更に軽減することができる。尚、ISC弁を備える構成であれば、時刻t0で、ISC弁が開弁される（図４（Ｃ））。
【００３９】
また、上記ルーチンによれば、燃料噴射の再開時点t1で、スロットル開度TAがアクセル要求通りの値に戻されるため、燃料噴射の再開後に燃焼室１２内が過剰なリーン状態となるのを回避することができ、これにより、失火の発生を抑制することができる。
【００４０】
尚、上述した実施の形態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前記第１の発明における「フューエルカット手段」が、EGR弁４０の開度を適当に調整して外部EGR量を制御し、かつ、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第１の発明における「EGR制御手段」が、アクセル開度PAに基づいてスロットル開度TAを電子制御することにより、前記第１の発明における「スロットル開度電子制御手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「強制復帰条件判定手段」が、それぞれ実現されている。また、アクセルポジションセンサ５２が、前記第１の発明における「アクセル開度検出手段」に相当している。
また、上述した実施の形態２においては、ECU５０が上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第２の発明における「スロットル制御手段」が実現されている。
【００４１】
実施の形態２．
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図３のルーチンに代えて、図６のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【００４２】
図５は、強制復帰時の機関回転数NEが比較的低回転である場合におけるEGR率とEGRガスの掃気に要するディレー時間Tとの関係を示す図である。より具体的には、図５（Ａ）は、スロットル開度TAの変化量ΔTAが小さい場合（低負荷域への加速要求を伴った強制復帰の場合）の関係を示し、図５（Ｂ）は、スロットル開度TAの変化量ΔTAが大きい場合（高負荷域への加速要求を伴った強制復帰の場合）の関係を示している。尚、図５におけるディレー時間Tのゼロ点は、F/Cからの強制復帰条件の成立時点を示している。また、図５における横軸であるディレー時間Tの下段のパラメータは、ディレー時間Tを内燃機関１０のサイクル数に換算したものである。
【００４３】
図５に示すEGR率は、EGR弁４０が全閉とされているときの運転状態（（１）式における定常時）を基準として、不活性ガスであるCO2の濃度に基づいて、以下の（１）式により算出される値である。
EGR率（％）＝（吸気行程中のCO2濃度−定常時の吸気行程中のCO2濃度）／（定常時の排気行程中のCO2濃度−定常時の吸気行程中のCO2濃度）×100  ・・・（１）
尚、上記（１）式におけるCO2濃度は、それぞれ、燃焼室１２内のCO2濃度を示す。
【００４４】
図５（Ａ）に示すように、強制復帰時のアクセルペダルの踏み込み量が小さく、それに伴い、スロットル開度変化量ΔTAが小さい場合には、EGR率がほぼゼロに減衰するまでに、200ms程度のディレー時間Tを要している。また、サイクル数としては、3サイクルを必要としている。一方、図５（Ｂ）に示すように、アクセルペダルの踏み込み量が大きく、それに伴い、スロットル開度変化量ΔTAが大きい場合には、EGR率がほぼゼロに減衰するまでに、50ms程度のディレー時間Tを、サイクル数では1サイクルを必要としている。以上の図５からも判るように、スロットル開度変化量ΔTAが大きいほど、新気流入量を多くなるため、掃気に要する時間、すなわち、ディレー時間Tが短くて済むこととなる。そこで、本実施形態のシステムでは、ディレー時間Tを、強制復帰時に内燃機関１０に要求される負荷の高低に基づいて変更することとした。
【００４５】
次に、図６および図７を参照して、本実施の形態２における具体的な処理について説明する。
図６は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図６において、実施の形態１における図３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省略または簡略する。
【００４６】
図６に示すルーチンでは、先ず、減速F/C中であると認められた場合には（ステップ１００）、次いで、強制復帰条件が成立したか否かが判別される（ステップ２００）。本ステップ２００では、スロットル開度TAが所定値以上に開いたか否かを判断することによって、強制復帰条件が成立したか否かを判定している。
【００４７】
上記ステップ２００において、強制復帰条件の成立が認められた場合には、EGRガスの減衰が開始される（ステップ１０６）。尚、本ルーチンでは、強制復帰条件の成立が認められた時点で、燃料噴射の復帰を遅らせるディレー時間Tの進行が開始される。
【００４８】
次に、ディレー制御中フラグがセットされているか否かが判別される（ステップ２０２）。その結果、ディレー制御中フラグがセットされていない場合には、スロットル開度変化量ΔTAが算出される（ステップ２０４）。
【００４９】
次に、スロットル開度変化量ΔTAに基づいてディレー時間Tが算出される（ステップ２０６）。ECU５０は、図７に示すように、ディレー時間Tを、スロットル開度変化量ΔTAとの関係で定めたマップを記憶している。図７のマップによれば、ディレー時間Tは、スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど、短くなるように設定される。次いで、ディレー制御中フラグがセットされる（ステップ２０８）。
【００５０】
一方、上記ステップ２０２において、ディレー制御中フラグがセットされていると判定された場合には、上記ステップ２０６の処理により算出されたディレー時間Tが経過したか否かが判別される（ステップ２１０）。その結果、上記ステップ２１０において、ディレー時間Tの経過が認められた場合には、燃料噴射の実行が再開される（ステップ１１２）。
【００５１】
例えばスロットル開度TAを全開とするような加速要求が出される場合には、スロットル開度変化量ΔTAが大きいため、燃焼室１２への新気流入量が多くなる。このような場合に、ディレー時間Tが一律な値に設定されていると、EGRガスの掃気が十分に行われているにも関わらず、ディレー時間Tが継続されてしまう、すなわち、強制復帰時に加速感の低下をより大きく招くこととなる。また、一律のディレー時間Tでは、新気流入量が少ない場合には、十分な掃気時間を確保できなくなることが考えられる。これに対し、以上説明した図６に示すルーチンによれば、不必要なディレー時間Tが設定されることなく、強制復帰時に内燃機関１０に要求される負荷の高低に関わらず、強制復帰時の燃料噴射の再開時点を適切なタイミングとすることができ、これにより、加速感の低下を軽減することができる。
【００５２】
尚、上述した実施の形態２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前記第４の発明における「フューエルカット手段」が、EGR弁４０の開度を適当に調整して外部EGR量を制御することにより前記第４の発明における「EGR制御手段」が、上記ステップ２０６の処理を実行することにより前記第３または第４の発明における「ディレー時間設定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５３】
実施の形態３．
次に、図８乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図３のルーチンに代えて、図１０のルーチンを実行させることにより実現されるものである。
【００５４】
図８は、強制復帰時の機関回転数NEが比較的高回転である場合におけるEGR率とディレー時間Tとの関係を示す図である。より具体的には、図８（Ａ）は、スロットル開度TAの変化量ΔTAが小さい場合（低負荷域への加速要求を伴った強制復帰の場合）の関係を示し、図８（Ｂ）は、スロットル開度TAの変化量ΔTAが大きい場合（高負荷域への加速要求を伴った強制復帰の場合）の関係を示している。尚、図８におけるディレー時間Tのゼロ点は、F/Cからの強制復帰の成立時点を示している。また、図８における横軸であるディレー時間Tの下段のパラメータは、ディレー時間Tを内燃機関１０のサイクル数に換算したものである。また、図８（Ａ）におけるスロットル開度変化量ΔTAは、上記図５（Ａ）と同様であり、図８（Ｂ）におけるスロットル開度変化量ΔTAは、上記図５（Ｂ）と同様であるものとする。
【００５５】
図８（Ａ）と図８（Ｂ）とを比較すると、強制復帰時の機関回転数NEが比較的高回転である場合においても、図５で説明した低回転の場合と同様に、スロットル開度変化量ΔTAが大きいほど、ディレー時間Tが短くて済むことが判る。一方、図５（Ａ）と図８（Ａ）とを比較すると、或いは、図５（Ｂ）と図８（Ｂ）とを比較すると、スロットル開度変化量ΔTAが同じ場合には、機関回転数NEが高くなるほど、所定時間当たりの吸入行程の到来回数が増えるため、ディレー時間Tが短くなっていることが判る。
【００５６】
図９は、以上の関係を整理して表した図を示す。図９に示すように、EGRガスの掃気に必要となる掃気時間は、機関回転数NEが高くなるほど、また、強制復帰時の吸入空気量が多くなるほど（スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど）、短くなる。そこで、本実施形態のシステムでは、ディレー時間Tを、強制復帰時に内燃機関１０に要求される負荷と、強制復帰条件成立時の吸入行程回数とに基づいて変更することとした。
【００５７】
次に、図１０および図１１を参照して、本実施の形態３における具体的な処理について説明する。
図１０は、上記の機能を実現するために、本実施形態においてECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図１０において、実施の形態２における図６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省略または簡略する。
【００５８】
図１０に示すルーチンの処理は、ステップ２０６の処理がステップ３００に置き換えられている点を除き、上述した図６のルーチンの処理と同様である。すなわち、図１０に示すルーチンでは、ステップ２０４において、スロットル開度変化量ΔTAが算出された後、スロットル開度変化量ΔTAと強制復帰時の機関回転数NEとに基づいてディレー時間Tが算出される（ステップ３００）。ECU５０は、図１１に示すように、ディレー時間Tを、スロットル開度変化量ΔTAと機関回転数NEとの関係で定めたマップを記憶している。図１１に示すマップによれば、ディレー時間Tは、スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど、また、機関回転数NEが大きくなるほど、短くなるように設定される。
【００５９】
以上説明した図１０に示すルーチンによれば、強制復帰時に内燃機関１０に要求される負荷の高低に加え、強制復帰条件成立時の吸入行程回数を考慮して、上述した実施の形態２に比して更に精度良く適切なディレー時間Tを算出することができ、これにより、加速感の低下をより正確に軽減することができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態２および３においては、ディレー時間Tに基づいて、F/Cからの強制復帰時の燃料噴射の再開時点を設定することとしているが、当該再開時点の設定手法はこれに限定されるものではない。例えば、以下に示すように、強制復帰条件の成立後に必要となる内燃機関１０のサイクル数Xに基づいて、当該燃料噴射の再開時点を設定するものであってもよい。
【００６１】
上述した図５または図１０によれば、スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど、強制復帰条件の成立後に必要となる所定サイクル数Xが少なくて済むことが判る。これは、スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど、１回のサイクル中に吸入できる新気量が多くなるためである。更に、図５（Ａ）および図１０（Ａ）、或いは、図５（Ｂ）および図１０（Ｂ）を比較すると、スロットル開度変化量ΔTAが同じであれば、機関回転数NEが変化しても、所定サイクル数Xが変わらないことが判る。これは、１サイクル中に吸入される新気の量は、スロットル開度TAが同じであれば、機関回転数NEに関わらず、おおよそ変わらないためである。このため、F/Cからの強制復帰時の燃料噴射の再開時点は、以下に示す所定サイクル数Xに基づいて設定されるものであってもよい。
【００６２】
図１２は、上記の変形例の手法を実現するために、ECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図１２において、上述した図６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省略または簡略する。
【００６３】
図１２に示すルーチンでは、ステップ２０４において、スロットル開度変化量ΔTAが算出された後、スロットル開度変化量ΔTAに基づいて、強制復帰条件の成立後に必要となる所定サイクル数Xが算出される（ステップ３０２）。ECU５０は、図１３に示すように、所定サイクル数Xを、スロットル開度変化量ΔTAとの関係で定めたマップを記憶している。図９のマップによれば、所定サイクル数Xは、スロットル開度変化量ΔTAが大きくなるほど、少なくなるように設定される。
【００６４】
一方、上記ステップ２０２において、ディレー制御中フラグがセットされていると判定された場合には、強制復帰条件の成立時点から所定サイクル数Xが経過したか否かが判別される（ステップ３０４）。尚、本ルーチンにおいては、本ステップ３０４の処理により所定サイクル数Xの経過が認められた時点を、ディレー制御の終了時点としている。そして、上記ステップ３０４において、所定サイクル数Xの経過が認められた場合には、燃料噴射の実行が再開される（ステップ１１２）。
【００６５】
以上説明した図１２に示すルーチンによっても、スロットル開度変化量ΔTAとの関係で定めた所定サイクル数Xに基づいて掃気時間を決定することにより、強制復帰時に内燃機関１０に要求される負荷の高低と、強制復帰条件成立時の吸入行程回数とを考慮した掃気時間の設定が可能となる。
【００６６】
［変形例］
ところで、上述した実施の形態２および３においては、スロットル開度TAが所定値以上に開いたか否かを判断することによって、強制復帰条件の成立を判定しているが（ステップ２００参照）、強制復帰条件の成立を判定する手法はこれに限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態１の場合と同様に、アクセル開度PAそのものの監視を行うこととし、アクセルペダルの踏み込みが検出された時点を強制復帰条件の成立時点としてもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態２および３においては、スロットル開度変化量ΔTAとの関係でディレー時間Tを算出することとしているが、機関要求負荷に基づくディレー時間Tの設定手法は、これに限定されるものではない。すなわち、スロットル開度TAはアクセル開度PAに基づいて制御されるため、スロットル開度変化量ΔTAを直接算出するものではなく、アクセル開度PAの変化量ΔPAそのものを監視することにより、スロットル開度変化量ΔTAを取得するものであってもよい。つまり、ディレー時間Tをアクセル開度変化量ΔPAに基づいて設定してもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態１乃至３においては、EGR弁４０の開度を調整することにより実現される外部EGR制御によって減速F/C中にEGRガスを還流させる内燃機関１０への適用例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方を可変動弁機構によって駆動することにより実現される内部EGR制御によって減速F/C中にEGRガスを還流させる内燃機関に適用されるものであってもよい。
【００６９】
図１４は、上記変形例の構成を説明するための図である。尚、図１４において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。図１４に示す内燃機関６０は、外部EGR制御を実行するための構成としての排気ガス還流通路３８、EGR弁４０、およびEGRクーラ４２に代えて、内部EGR制御を実行するための構成として、吸気弁２４を駆動するための吸気可変動弁（VVT）機構６２と、排気弁２６を駆動するための排気可変動弁（VVT）機構６４とを備えている。可変動弁機構６２、６４は、それぞれ、クランク軸の回転と同期して吸気弁２４および排気弁２６を開閉させると共に、それらの開弁特性（開弁時期、作用角、リフト量など）を変更することができる。
【００７０】
図１４に示すシステムによれば、例えば、吸気可変動弁機構６２により吸気弁２４の開弁位相を進角（より具体的には開弁タイミングを進角）することにより、バルブオーバーラップ期間、つまり、吸気弁２４と排気弁２６が共に開弁状態となる期間を延ばすことができる。このため、このシステムによれば、吸気管圧力PMが負圧状況下にある減速時のF/C実行中に、バルブオーバーラップ期間が延ばすことにより、吸気弁２４の開弁後に吸気通路１４に逆流する既燃ガス量、つまり、内部EGR量を増加させることができる（内部EGR制御）。尚、図１４に示すシステムが用いられている場合には、上記ステップ１０６において、F/C中に大きく進角されていた吸気バルブタイミングVVTの進角値は、F/C中に増量されていたEGRガスの減衰を開始させるために最遅角値にまで遅角されることになる（図４（Ｆ）参照）。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】アクセルペダル開度PAとスロットル開度TAとの関係を示す開度特性図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図４】図３に示すルーチンの処理により実現される動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】強制復帰時の機関回転数NEが比較的低回転である場合におけるEGR率とEGRガスの掃気に要するディレー時間Tとの関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】図３に示すルーチン中で参照されるディレー時間Tのマップである。
【図８】強制復帰時の機関回転数NEが比較的高回転である場合におけるEGR率とディレー時間Tとの関係を示す図である。
【図９】強制復帰時に燃料噴射の再開のために必要となる掃気時間と、機関回転数NEおよび吸入空気量Gaとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１１】図１０に示すルーチン中で参照されるディレー時間Tのマップである。
【図１２】本発明の変形例において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すルーチン中で参照される所定サイクル数Xのマップである。
【図１４】本発明の変形例の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０、６０  内燃機関
１４  吸気通路
１６  排気通路
１８  電子制御式スロットルバルブ
２０  スロットルポジションセンサ
２８  クランク角センサ
３８  排気ガス還流通路
４０  EGR弁
５０  ECU(Electronic Control Unit)
５２  アクセルポジションセンサ
６２  吸気可変動弁（VVT）機構
６４  排気可変動弁（VVT）機構
【図１】
2006161575.tif 000003
【図２】
2006161575.tif 000004
【図３】
2006161575.tif 000005
【図４】
2006161575.tif 000006
【図５】
2006161575.tif 000007
【図６】
2006161575.tif 000008
【図７】
2006161575.tif 000009
【図８】
2006161575.tif 000010
【図９】
2006161575.tif 000011
【図１０】
2006161575.tif 000012
【図１１】
2006161575.tif 000013
【図１２】
2006161575.tif 000014
【図１３】
2006161575.tif 000015
【図１４】
2006161575.tif 000016