(57)【要約】【課題】  この発明は、内燃機関の制御装置に関し、減速時のフューエルカット中に排気ガス再循環量を可変にできる手段を備える内燃機関において、緩加速に伴うフューエルカットからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することを目的とする。【解決手段】  アクセル開度PAに基づいて加速要求を検知する（図５（Ｂ）の時点t3）。その加速要求が緩加速要求であった場合は、実スロットル開度TAをアイドル開度TA0とし（図５（Ｅ））、吸気バルブタイミングVVTの遅角要求を発する（図５（Ｄ））。実VVT値が失火限界値（燃焼保証VVT値L）に到達した時点t4で、F/Cからの復帰を実行する（図５（Ａ））。【選択図】      図５
2006144685.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、前記EGR制御手段により減速時のフューエルカット中に燃焼室内に導入される排気ガス再循環量を可変に制御できる内燃機関の制御装置であって、
減速時のフューエルカット中に検出されるアクセル要求に基づいて当該フューエル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、
前記アクセル要求に基づく加速要求度を判断する加速要求度判断手段と、
前記加速要求度判断手段により前記アクセル要求が低負荷域への加速要求であると判断された場合に、燃焼再開が可能か否かを判定する燃焼可能判定手段とを備え、
前記EGR制御手段は、前記強制復帰条件が成立した場合に、前記排気ガス再循環量を減衰させ、
前記燃焼可能判定手段により燃焼再開が可能であると判定された場合に、燃料噴射を再開させる燃料噴射再開実行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２】
燃焼再開が可能と判定されるまでの間は、スロットル開度をアイドル開度より大きくすることを禁止するスロットル開度拡大禁止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】
燃焼再開が可能と判定される前の期間中において、前記アクセル要求が検出された時点から所定時間以上経過した場合には、スロットル開度を強制的にアイドル開度より大きく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EGR制御手段は、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられるEGR制御弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させるEGR弁制御手段の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃焼可能判定手段は、前記可変動弁機構の駆動量、前記EGR弁の開度の少なくとも一方に基づき燃焼再開が可能か否かを判定することを特徴とする請求項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、減速時のフューエルカット中に燃焼室内に導入される排気ガス再循環量を可変にできる手段を備え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、吸気バルブのバルブタイミングを可変に制御できる機構と、スロットルバルブの開度を可変に制御できる機構とを備えるエンジンの吸入空気量制御装置が開示されている。この技術は、吸入空気量を制御するときに、上記バルブタイミングの制御に応答性遅れ補正を行うと共に、スロットルバルブの開度制御にも応答性遅れ補正を行うことにより、急激なアクセルペダルの操作に対するトルク段差の発生を回避させるというものである。
【０００３】
また、例えば特許文献２に開示されているように、減速時のフューエルカット中に、排気ガスを燃焼室内に還流させる技術が知られている。内燃機関の排気通路に配置される触媒は、高温環境下でリーンなガスの供給を受けることにより劣化し易いという特性を有している。特許文献２の技術によれば、減速時のフューエルカット中に高温かつリーンなガスが触媒に供給されるのを抑制できるため、触媒が劣化するのを防止することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５９３５５号公報
【特許文献２】特開平９−２０９８４４号公報
【特許文献３】特開平１０−９００５号公報
【特許文献４】特開平１１−３５１０４４号公報
【特許文献５】特開平１１−１０７８３９号公報
【特許文献６】特開２００４−１８３６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ドライバーのアクセル要求（加速要求）に伴ってフューエルカットから復帰（強制復帰）する際は、アクセル開度PAやスロットル開度TA等によりアクセル要求を検出することにより、強制復帰条件が成立したものと判定され、その後、スロットル開度TAがアクセル開度PAの要求通りの値とされると共に燃料噴射が再開される。
【０００６】
上述した特許文献１のシステムによれば、吸気バルブのバルブタイミングを制御することにより、バルブオーバーラップ期間を変更することができる。減速時のフューエルカット中にバルブオーバーラップ期間が延びれば、内部EGR量が増加する。つまり、上述した特許文献１のシステムによれば、吸気バルブの開弁位相を進角させることにより、減速時のフューエルカット中に、排気ガス再循環量を増加させることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１のシステムにおいて、フューエルカットからの強制復帰時に低負荷域への加速要求（緩加速要求）が発せられたのに伴い、スロットル開度TAがじわりと開かれていく状況下で直ちに燃料噴射が再開されると、スロットル開度TAが小さいため燃焼室への新気流入量が十分でなく、かつ、排気ガス再循環量の減衰が十分でないため、燃焼悪化または失火が発生してしまう。
【０００８】
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、減速時のフューエルカット中に排気ガス再循環量を可変にできる手段を備える内燃機関において、緩加速に伴うフューエルカットからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することのでき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】
【０００９】
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、前記EGR制御手段により減速時のフューエルカット中に燃焼室内に導入される排気ガス再循環量を可変に制御できる内燃機関の制御装置であって、
減速時のフューエルカット中に検出されるアクセル要求に基づいて当該フューエル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、
前記アクセル要求に基づく加速要求度を判断する加速要求度判断手段と、
前記加速要求度判断手段により前記アクセル要求が低負荷域への加速要求であると判断された場合に、燃焼再開が可能か否かを判定する燃焼可能判定手段とを備え、
前記EGR制御手段は、前記強制復帰条件が成立した場合に、前記排気ガス再循環量を減衰させ、
前記燃焼可能判定手段により燃焼再開が可能であると判定された場合に、燃料噴射を再開させる燃料噴射再開実行手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第２の発明は、第１の発明において、燃焼再開が可能と判定されるまでの間は、スロットル開度をアイドル開度より大きくすることを禁止するスロットル開度拡大禁止手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第３の発明は、第２の発明において、燃焼再開が可能と判定される前の期間中において、前記アクセル要求が検出された時点から所定時間以上経過した場合には、スロットル開度を強制的にアイドル開度より大きくすることを特徴とする。
【００１２】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記EGR制御手段は、
吸気弁開弁期間と排気弁開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間を可変とする可変動弁機構を駆動して内部排気ガス再循環量を増減させる可変バルブタイミング制御手段と、吸気通路と排気通路とを連通する排気ガス還流通路の途中に設けられるEGR制御弁の開度を調整して外部排気ガス再循環量を増減させるEGR弁制御手段の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、第５の発明は、第４の発明において、前記燃焼可能判定手段は、前記可変動弁機構の駆動量、前記EGR弁の開度の少なくとも一方に基づき燃焼再開が可能か否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、低負荷域への加速要求（緩加速要求）が発せられることによりフューエルカットからの強制復帰がされる場合に、燃焼再開が可能となるまで排気ガス再循環量を減衰させた後に、当該フューエルカットからの復帰が開始、すなわち、燃料噴射が再開される。このため、本発明によれば、減速時のフューエルカット中に燃焼室内に積極的に排気ガスを再循環させる内燃機関において、緩加速に伴うフューエルカットからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、緩加速に伴うフューエルカットからの強制復帰時に、燃料噴射が再開されるまでの間に、燃焼に付されない新気の流入により排気通路に設けられた触媒が劣化するのを抑制することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、フューエルカットからの復帰時に、ドライバーからの加速要求に対するレスポンスの悪化を防止することができ、これにより、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、燃焼再開が可能となるまで、内部排気ガス再循環量、或いは外部排気ガス再循環量を減衰させた後に、フューエルカットからの復帰が開始されるため、減速時のフューエルカット中に内部排気ガス再循環およびまたは外部排気ガス再循環が積極的に実行されている内燃機関において、緩加速に伴うフューエルカットからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、可変バルブタイミング制御手段およびまたはEGR弁制御手段による排気ガス再循環量の減衰動作の応答遅れに起因して、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
吸気弁２４および排気弁２６は、それぞれ吸気可変動弁（VVT）機構２８および排気可変動弁（VVT）機構３０により駆動される。可変動弁機構２８、３０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。
【００２３】
内燃機関１０は、クランク軸の近傍にクランク角センサ３２を備えている。クランク角センサ３２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３２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。また、内燃機関１０は、吸気カム軸の近傍にカム角センサ３４を備えている。カム角センサ３４は、クランク角センサ３２と同様の構成を有するセンサである。カム角センサ３４の出力によれば、吸気カム軸の回転位置（進角値）などを検知することができる。
【００２４】
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)３６および下流触媒(UF)３８が直列に配置されている。また、上流触媒３６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４０が配置されている。更に、上流触媒３６と下流触媒３８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４２が配置されている。
【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。
【００２６】
［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、フューエルカット(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。
【００２７】
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３６および下流触媒３８）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３６および下流触媒３８の劣化は促進されることとなる。
【００２８】
図１に示すシステムによれば、吸気可変動弁機構２８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。そして、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びれば、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量が増加する。
【００２９】
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、バルブオーバーラップの期間中に生じた内部EGRガス量との和である。このため、内部EGR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。
【００３０】
以上説明した通り、図１に示すシステムによれば、十分なバルブオーバーラップを発生させた状態でスロットル開度TAを十分に絞ることとすれば、十分な内部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３６および下流触媒３８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中に燃焼室１２にEGRガスを導入することにより触媒３６、３８の劣化を抑制させる制御を、「F/C中の触媒劣化抑制制御」と称する。
【００３１】
［実施の形態１の特徴部分］
一般に、ドライバーのアクセル要求（加速要求）に伴ってF/Cから復帰（強制復帰）する際は、アクセル開度PAやスロットル開度TA等によりアクセル要求を検出することにより、F/Cからの強制復帰条件が成立したものと判定される。そして、そのような強制復帰条件が成立すると、スロットル開度TAがアクセルペダルからの要求通りの値にまで大きくされると共に、燃料噴射が再開される。
【００３２】
また、上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合には、F/Cからの強制復帰条件の成立に伴い、F/C実行中のEGR率を増大させるべく吸気弁２４の開弁位相（以下、「吸気バルブタイミングVVT」と称することがある）が進角側に制御されていた吸気可変動弁機構２８は、その進角値が内燃機関１０の運転状態に応じた設定値に戻されることとなる。可変動弁機構２８、３０は、通常、油圧により駆動されるものであるため、その応答性はスロットルバルブ１８に比して良くない。このため、強制復帰条件成立後に、スロットル開度TAがアクセルペダルからの要求通りの値まで大きくされる際に、吸気可変動弁機構２８による吸気バルブタイミングVVTの制御には、スロットルバルブの開度の制御に対して応答遅れが生ずる。
【００３３】
F/Cからの強制復帰時には、ドライバーからの低負荷域への加速要求（以下、「緩加速要求」と称する）が出されることがある。緩加速要求の場合には、スロットルバルブ１８はじわりと踏み込まれ、その開き量が比較的小さいため、F/Cからの復帰時に燃焼室１２内に導入される新気の量は比較的少量となる。従って、F/Cからの強制復帰時に緩加速が要求された際に燃料噴射が再開されると、燃焼室１２への新気流入量および内部EGR量の減衰が十分でないため、燃焼悪化または失火が生じてしまう。
【００３４】
より具体的には、上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合において、F/C中は、新気と内部EGRガスとの混合ガスが燃焼室１２と吸気通路１４との間を行き来している。従って、F/Cからの復帰後の初回の燃焼は非常に良く燃える。しかし、初回の燃焼によって生じた既燃ガスにより、燃焼室１２と吸気通路１４との間を行き来するガス中の既燃ガス比率が増大する。その結果、復帰後の２回目以降であって吸気バルブタイミングVVTの進角値が通常燃焼運転時の設定値に戻るまでの間の燃焼では、そのような既燃ガス比率の高いガスが燃焼室１２内に再吸入（バックブロー）されるため、燃焼悪化または失火が生じてしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態のシステムでは、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状態からの強制復帰時に緩加速が要求された場合には、吸気可変動弁機構２８の駆動量が燃焼可能と判断される領域に戻るまでの間は、F/Cからの復帰を禁止、すなわち、燃料噴射の再開を禁止することとした。
【００３６】
次に、図２および図３を参照して、実施の形態１における具体的な処理について説明する。
図２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、減速時のF/C実行中において、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。図２に示すルーチンでは、先ず、F/C復帰要求があったか否かが判別される（ステップ１００）。具体的には、ドライバーによるアクセルペダルの踏み込みがあったか否かが、アクセル開度PAに基づいて判別される。その結果、F/C復帰要求が出されていないと判定された場合には、F/Cが継続して実行される（ステップ１０２）。
【００３７】
一方、上記ステップ１００において、F/C復帰要求があったと認められた場合、すなわち、F/Cからの強制復帰条件の成立が認められた場合には、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される（ステップ１０４）と共に、吸気可変動弁（VVT）機構２８により吸気バルブタイミングVVTを遅角させることで、内部EGRを減衰させる処理が実行される（ステップ１０６）。具体的には、F/C復帰要求があったと認められた時点で、直ちに吸気バルブタイミングVVTの進角値が内燃機関１０の運転状態に応じた通常燃焼運転時の設定値に戻される。本実施形態のシステムでは、上記触媒劣化抑制制御が実行されているため、スロットル開度TAは、F/Cの実行中であれば触媒３６、３８への新気の流入をより確実に抑制すべく、基本的に全閉に維持されている。上記ステップ１０４および１０６の処理によれば、F/Cからの復帰要求があったと認められた場合に、吸気可変動弁機構２８に比して応答性の良いスロットルバルブ１８のスロットル開度TAをアイドル開度TA0とすることにより、吸気バルブタイミングVVTが遅角されていく際に、吸気管圧力PMが過大に負圧化されるのを抑制することができる。
【００３８】
次に、アクセル開度PAが所定の低負荷域角度PA0より小さいか否かが判定される（ステップ１０８）。具体的には、本ステップ１０８では、アクセルペダルの踏み込み具合に応じて加速要求度が判断される、つまり、ドライバーからのアクセル要求が緩加速を要求するものか否かが判断される。ここでは、アクセル開度PAの変化量（踏み込み量）を判定しきい値である低負荷域角度PA0と比較することとしているが、加速要求度の判定手法は、これに限らず、アクセル開度PAの変化量に代えて、或いはアクセル開度PAと共に、アクセル開度PAの変化率（踏み込み速度）に基づいて判定するものであってもよい。
【００３９】
上記ステップ１０８において、アクセル開度PAが低負荷域角度PA0より小さいと判定された場合、すなわち、緩加速であると判定された場合には、次いで、吸気バルブタイミングVVTの現実値である実VVT値が取得される（ステップ１１０）。実VVT値は、上述したカム角センサ３４により、所定の処理サイクル毎に検知されるものである。
【００４０】
次に、実VVT値が復帰可能点を通過したか否かが判別される（ステップ１１２）。具体的には、本ステップ１１２では、F/C復帰後において燃焼が可能となる値Lまで実VVT値が遅角されているか否かが判別される。ECU５０は、そのような判定を可能とすべく、図３に示すように、燃焼保証VVT値Lを、機関回転数NEと要求負荷率KLとの関係（内燃機関１０の運転状態との関係）で定めたマップを記憶している。
【００４１】
図３において、燃焼保証VVT値Lは、吸気バルブタイミングVVTの進角値を示している。内燃機関１０では、機関回転数NEが高いほど、また、実負荷率KLが高いほど、失火限界が高くなる。このため、図３に示すマップでは、機関回転数NEが高いほど、また、要求負荷率KLが高いほど、失火限界を充足する吸気バルブタイミングVVTの進角値である燃焼保証VVT値Lが大きくなるように設定されている。尚、本ステップ１１２において、実VVT値が燃焼保証VVT値Lにまで遅角されているか否かを判断するということは、燃焼室１２内のEGR率が燃焼可能となる値にまで減衰されているか否かを判断することを意味している。
【００４２】
上記ステップ１１２において、実VVT値Lが燃焼保証VVT値L（復帰可能点）に到達したと判定されない間は、速やかに今回の処理サイクルが終了され、一方、実VVT値Lが燃焼保証VVT値Lに到達したと認められた場合には、次いで、必要最低開度TA1までスロットル開度TAが開いているか否かが判別される（ステップ１１４）。具体的には、本ステップ１１４では、実VVT値が燃焼保証VVT値Lに到達した場合に、迅速なF/Cからの復帰を実現すべく、スロットル開度TAが、最低限失火を生じさせることなく燃料噴射を再開できるための開度TA1以上に開いているか否かが判定される。尚、この必要最低開度TA1は、内燃機関１０の運転状態（機関回転数NE等）との関係で定めた図示しないマップを参照して算出される。
【００４３】
スロットル開度TAは、上記ステップ１０４の処理によりアイドル開度TA0とされている。従って、本ステップ１１４では、実質的には、当該アイドル開度TA0と必要最低開度TA1との大小が比較される。そして、アイドル開度TA0が必要最低開度TA1以上である場合、アイドル開度TA0とされていることにより燃料噴射再開に必要な開度TA1が充足されている場合には、本ステップ１１４の判定が成立するため、ステップ１１６に進み、一方、アイドル開度TA0が必要最低開度TA1より小さい、すなわち、アイドル開度TA0では燃料噴射再開に必要な開度TA1を充足しないと判定された場合には、スロットル開度TAが必要最低開度TA1に設定される（ステップ１１８）。
【００４４】
上記ステップ１１４において、スロットル開度TAが必要最低開度TA1まで開いていると判定された場合には、F/Cからの復帰が実行される（ステップ１１６）。具体的には、燃料噴射が再開される。
【００４５】
一方、上記ステップ１０８において、緩加速でないと判定された場合には、スロットル開度TAがアクセル開度PAに基づく要求通りの値にまで開かれ（ステップ１２０）、次いで、F/Cからの復帰が実行される（ステップ１１６）。
【００４６】
以上説明した通り、図２に示すルーチンによれば、吸気バルブタイミングVVTが燃焼再開可能となる値に遅角するまで、F/Cからの復帰が禁止、すなわち、燃焼噴射の再開が禁止される。つまり、上記ルーチンによれば、燃焼再開可能となるまで内部EGRを十分に減衰させた後に、F/Cからの復帰処理が実行されることとなる。このため、本実施形態のシステムによれば、上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合において、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができる。
【００４７】
また、図２に示すルーチンでは、緩加速に伴いF/Cからの強制復帰条件が成立した場合に、直ちにスロットルバルブ１８を徐々に開けていくのではなく、吸気バルブタイミングVVTが燃焼再開可能となる値まで遅角されるまでは、スロットル開度TAをアイドル開度TA0に維持することとしている。このため、本実施形態のシステムによれば、燃料噴射の再開前に燃焼に付されない新気が触媒３６、３８に流入するのを防止でき、これらの触媒３６、３８が劣化するのを抑制することができる。
【００４８】
更に、図２に示すルーチン処理は、吸気バルブタイミングVVTが燃焼再開可能となった時点をF/Cからの復帰時点としていることにより、次のような状況下で優れた効果を有している。以下、図４および図５を参照して、具体的に説明する。図４は、アクセル開度PAに基づくスロットル開度TAの変化と、吸気バルブタイミングVVTの変化との関係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、吸気バルブタイミングVVTの変化を、図４（Ｂ）は、アクセル開度PAに基づくスロットル開度TAの変化を、それぞれ示している。
【００４９】
スロットル開度TAは、アクセルポジションセンサ５４により検出されるアクセル開度PAの変化に基づきECU５０から発せられる指令によって制御される。図４（Ａ）に示すように、スロットルバルブ１８の開度制御では、通常、アクセル開度PAに基づくECU５０の指令に対して不感帯を設けるための所定のヒステリシス（以下、「ヒス」と略する）が与えられている。その結果、アクセルペダルが非常に緩やかに踏み込まれるような緩加速要求が出された場合には、図４（Ｂ）に示すように、実VVT値が燃焼保証VVT値Lに到達した時点t1より、スロットル開度TAのヒス分までアクセルペダルが踏み込まれる時点t2の方が長くなるという状況が起こり得る。
【００５０】
上記のような場合に、スロットル開度TAが所定値となったことをF/Cからの復帰処理の開始時点とする手法が用いられていると、吸気バルブタイミングVVTが失火回避できる値まで遅角していても、スロットル開度TAのヒスを越えるまではF/Cから復帰されないこととなる。その結果、緩加速要求の検知時点においてスロットル開度TAがアイドル開度TA0とされているため、スロットル開度TAのヒスを越えるまで間は、燃焼に付されない新気の流入により触媒３６、３８を劣化させてしまう。
【００５１】
図５は、図２に示すルーチンの処理に伴う各要素の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５（Ａ）は、F/C実行の成否を表す波形を、図５（Ｂ）は、アクセルペダルがアイドル位置にあるか否かを表す波形を、図５（Ｃ）は、スロットルバルブ１８がアイドル位置にあるか否かを表す波形を示す。また、図５（Ｄ）は、F/Cに伴う目標VVT値および実VVT値の変化例を失火限界値との関係で表す図を、図５（Ｅ）は、F/Cに伴う実アクセル開度PA（緩加速時のもの）および実スロットル開度TAの変化例を、図５（Ｆ）は、吸気管圧力PMの変化例を示す。尚、図５中に破線で示す波形は、スロットル開度TAに基づいてF/Cからの復帰開始が判定される手法に対する図２に示すルーチンの手法の相違点を示している。
【００５２】
上述した図２に示すルーチンの処理によれば、アクセル開度PAに基づいて加速要求が検知（時点t3）されると（図５（Ｂ）参照）、実スロットル開度TAがアイドル開度TA0とされ（図５（Ｅ）参照）、吸気バルブタイミングVVTの遅角要求が出される（図５（Ｄ）参照）。そして、実VVT値が失火限界値（燃焼保証VVT値L）に到達した時点t4で、F/Cからの復帰が実行される。この際、時点t4に到達するまでは、アクセル開度PAに基づくスロットル開度TAの開要求が図５（Ｅ）に一点鎖線を付して示す波形のように遮断される。
【００５３】
図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、スロットル開度TAに基づいてF/Cからの復帰開始を判定する手法では、実アクセル開度PAがスロットル開度TAのヒスを越えた時点t5において、スロットルバルブ１８のアイドル判定がOFFとなり、F/Cからの復帰が実行されることとなる。これに対し、図２に示すルーチンの手法では、図５（Ａ）中に破線を付して示す波形のように、時点t4をF/Cからの復帰時点とされる。尚、図５（Ｅ）中に破線を付して示す波形のように、時点t4において、既述した必要最低開度TA1を確保すべく、スロットル開度TAが開かれるため、それに伴い、図５（Ｃ）中に破線を付して示す波形のように、当該時点t4において、スロットルバルブ１８のアイドル判定がOFFとなる。
【００５４】
スロットル開度TAに基づいてF/Cからの復帰開始を判定する手法によれば、図５に示すように、緩加速要求が検知された時点t3からスロットルバルブ１８のアイドル判定がOFFとなる時点t5までの期間（t5−t3）が復帰待ち時間となるが、図２に示すルーチンの手法によれば、復帰待ち時間は、時点t3から実VVT値が失火限界値に到達した時点t4までの期間（t4−t3）となる。このため、本実施形態のシステムによれば、時点t4から時点t5までの期間、つまり、F/Cからの復帰の実行開始から実アクセル開度PAがスロットル開度TAのヒス分を超えるまでの期間（スロットル開度TAの制御にもたつきが生じている期間）に、燃焼室１２に供給される新気を燃焼させるため、触媒３６、３８の劣化抑制効果を高めることができる。
【００５５】
ところで、上述した実施の形態１においては、吸気可変動弁機構２８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、その結果として内部EGR量を変化させることとしているが、内部EGR量を変化させる手法は、このような手法に限定されるものではない。例えば、排気可変動弁機構３０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、その結果として内部EGR量を変化させることとしてもよい。
【００５６】
また、内部EGR量を変化させる手法は、バルブオーバーラップ期間を増減させる手法に限定されるものではない。例えば、排気弁２６の閉弁時期を、排気上死点以前のクランク角領域に設定した場合、その閉弁時期を前後させることにより、排気行程において燃焼室１２内に閉じ込められる残留ガス量が増減する。このため、内部EGR量は、排気弁２６の閉弁時期を排気上死点以前のクランク角領域で調整することにより増減させることとしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態１においては、図１に示すハードウェアに対して、図２に示すルーチンの処理を適用した例を示しているが、本発明が適用されるハードウェアの構成はこれに限定されるものではなく、例えば、次の図６に示すようなハードウェア構成であってもよい。
【００５８】
図６は、上記の変形例の構成を説明するための図を示す。尚、図６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６に示すシステムは、内部EGR制御を実行するための構成としての吸気可変動弁（VVT）機構２８および排気可変動弁（VVT）機構３０に加え、外部EGR制御を実行するための構成として、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６４を備えている。そして、排気ガス還流通路６４の途中に、排気ガス還流弁（EGR弁）６６を備えている。このEGR弁６６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に所望量の排気ガスを還流させることができる。更に、排気ガス還流通路６４に、吸気通路１４に還流される排気ガスをエンジン冷却水によって冷却する排気ガス冷却器（EGRクーラ）６８を備えている。本発明は、以上の図６に示すハードウェアを用いて、ECU６２に図２のルーチンの処理を実行させることにより実現されるものであってもよい。
【００５９】
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、吸気可変動弁機構２８を駆動して内部EGR量を制御することにより前記第１の発明における「EGR制御手段」が、上記ステップ１００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、上記ステップ１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「加速要求度判断手段」が、上記ステップ１１０、１１２、および１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「燃焼可能判定手段」が、上記ステップ１１６の処理を実行することにより前記第１の発明における「燃料噴射再開実行手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ECU５０が吸気可変動弁機構２８を駆動して内部EGR量を増減させることにより前記第４の発明における「可変バルブタイミング制御手段」が実現されている。
【００６０】
実施の形態２．
次に、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２のルーチンに代えて、図７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。
【００６１】
本実施形態のシステムにおいても、吸気バルブタイミングVVTが燃焼保証VVT値Lに遅角するまでは、F/Cからの強制復帰条件が成立している場合であっても、燃焼悪化等の発生を抑制すべく、F/Cからの復帰を禁止することとしている。しかしながら、ドライバーからアクセル要求が発せられている場合に、いつまでも燃焼を再開させないこととすると、加速要求に対するレスポンスが悪化してしまう。そこで、本実施形態のシステムでは、アクセル要求を検知してから所定時間以上経過する場合には、吸気バルブタイミングVVTが燃焼保証VVT値Lに到達する前の期間中であっても、スロットル開度TAを強制的にアイドル開度TA0より大きく開き、F/Cから復帰させることとした。
【００６２】
次に、図７を参照して、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７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７において、実施の形態１における図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省略または簡略する。
【００６３】
図７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２００）。その結果、F/C中であると認められた場合には、スロットル開度TAの開要求があるか否かが判別される（ステップ２０２）。より具体的には、ここでは、ドライバーによるアクセルペダルの踏み込みがあるか否かが、アクセル開度PAに基づいて判別される。
【００６４】
上記ステップ２０２において、スロットル開度TAの開要求があったと判断された場合、すなわち、F/Cからの強制復帰条件の成立が認められた場合には、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される（ステップ２０４）と共に、F/C中に行われていた内部EGRを減衰させるべく、吸気バルブタイミングVVTの進角値を内燃機関１０の運転状態に応じた設定値に戻す処理が開始される（ステップ２０６）。
【００６５】
次に、ドライバーから出されたアクセル要求が緩加速要求であるか否かが判別される（ステップ１０８）。その結果、緩加速であると判定された場合には、燃焼保証VVT値Lが取得される（ステップ２０８）。燃焼保証VVT値Lは、上述した図３に示すようなマップを参照することにより取得することができる。
【００６６】
次に、燃焼保証VVT値L取得カウンター値が所定値Xより小さいか否かが判別される（ステップ２１０）。所定値Xは、アクセル要求に対するレスポンスの悪化を防止するために、燃焼保証VVT値Lの取得回数の限界値として設定されたものである。次いで、燃焼保証VVT値L取得カウンター値が所定値Xを越えていない場合には、実VVT値が燃焼保証VVT値Lより小さいか否かが判別される（ステップ２１２）。
【００６７】
上記ステップ２１２において、実VVT値が燃焼保証VVT値Lを下回ったことが認められた場合には、F/Cからの復帰が実行されると共に、燃焼保証VVT値L取得カウンター値がゼロにリセットされる（ステップ２１４）。具体的には、スロットル開度TAがアクセル開度PAに基づく要求通りの値にまで開かれると共に燃料噴射が再開される。
【００６８】
一方、上記ステップ２１０において、燃焼保証VVT値L取得カウンター値が所定値Xを上回ったと判定された場合、すなわち、アクセル要求から所定時間以上経過した場合には、スロットル開度TAを強制的にアイドル開度TA0より大きい開度とされ（ステップ２１６）、燃料噴射が再開される（ステップ２１４）。
【００６９】
以上説明した通り、図７に示すルーチンによれば、上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合において、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができると共に、ドライバーからの加速要求に対するレスポンスの悪化を防止することができ、これにより、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００７０】
ところで、上述した実施の形態２においては、図１に示すハードウェアに対して、図７に示すルーチンの処理を適用した例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施の形態１と同様に、上述した図６に示すハードウェアを用いて、ECU６２に図７に示すルーチンの処理を実行させることにより実現されるものであってもよい。
【００７１】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU５０が上記ステップ１０８、２０８、および２１２の処理を実行して燃焼再開が可能と判定した場合に、上記２１４の処理を実行することにより前記第２の発明における「スロットル開度拡大禁止手段」が実現されている。
【００７２】
実施の形態３．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図８は、本発明の実施の形態３の構成を説明するための図である。尚、図８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。
【００７３】
図８に示すシステムは、排気ガス還流通路６４、排気ガス還流弁（EGR弁）６６、および排気ガス冷却器（EGRクーラ）６８を備え、かつ、吸気弁２４および排気弁２６を、図示しないそれぞれの動弁機構によって、それぞれ単一の開弁特性が得られるように開閉駆動しているという点を除き、図１に示すシステムと同様の構成を有している。
【００７４】
上記外部EGR制御が実行される本実施形態のシステムにおいても、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状態からの強制復帰時に緩加速が要求された場合に、EGR弁６６の開度調整による外部EGR量の減衰が十分でない状況下で燃料噴射が再開されると、内部EGR制御が実行されている場合と同様に、燃焼悪化または失火が生じてしまう。そこで、本実施形態では、そのような緩加速が要求された場合に、EGR弁６６の開度が燃焼可能と判断される領域に戻るまでの間は、F/Cからの復帰を禁止することとしている。
【００７５】
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態３における具体的な処理について説明する。
図９は、本実施形態においてECU７２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、減速時のF/C実行中において、所定時間毎に周期的に実行されるものとする。また、図９において、実施の形態１における図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省略または簡略する。
【００７６】
図９に示すルーチンでは、F/C復帰要求があったと認められた場合には（ステップ１００）、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される（ステップ１０４）と共に、F/C中に行われていた外部EGRを減衰させるべく、EGR弁６６の開度を内燃機関７０の運転状態に応じた設定値に戻す処理が開始される（ステップ３００）。
【００７７】
次に、ドライバーから出されたアクセル要求が緩加速であると判定された場合には（ステップ１０８）、EGR弁６６の開度の現実値である実EGR弁開度が取得される（ステップ３０２）。次いで、実EGR弁開度が復帰可能点を通過したか否かが判別される（ステップ３０４）。具体的には、本ステップ３０４では、F/C復帰後において燃料が可能となる値Mまで実EGR弁開度が小さくされているか否かが判別される。燃焼保証EGR弁開度Mは、上述した燃焼保証VVT値Lと同様に、機関回転数NEと要求負荷率KLとの関係（内燃機関７０の運転状態との関係）で定められるものであり、ECU７２は、上述した図３に類似するマップを参照することにより、そのような燃焼保証EGR弁開度Mを取得することができる。
【００７８】
上記ステップ３０４において、実EGR弁開度が燃焼保証EGR弁開度Mに到達したと認められた場合には、次いで、必要最低開度TA2までスロットル開度TAが開いているか否かが判別される（ステップ３０６）。尚、この必要最低開度TA2は、上述した必要最低開度TA1と同様に、内燃機関７０の運転状態（機関回転数NE等）との関係で定めた図示しないマップを参照して算出される。
【００７９】
上記ステップ３０６において、スロットル開度TAが必要最低開度TA2まで開いていない場合には、スロットル開度TAを必要最低開度TA2に制御され（ステップ３０８）、一方、スロットル開度TAが必要最低開度TA2まで開いていることが認められた場合には、F/Cからの復帰が実行される（ステップ１１６）。
【００８０】
以上説明した通り、図９に示すルーチンによれば、EGR弁６６の開度が燃焼再開可能となる値に移行するまで、F/Cからの復帰が禁止、すなわち、燃焼噴射の再開が禁止される。このため、本実施形態のシステムによれば、外部EGR制御によって上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合において、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができる。
【００８１】
また、図９に示すルーチンでは、緩加速に伴いF/Cからの強制復帰条件が成立した場合に、直ちにスロットルバルブ１８を徐々に開けていくのではなく、EGR弁６６の開度が燃焼再開可能となる値まで遅角されるまでは、スロットル開度TAをアイドル開度TA0に維持することとしている。このため、本実施形態のシステムによれば、燃料噴射の再開前に燃焼に付されない新気が触媒３６、３８に流入するのを防止でき、これらの触媒３６、３８が劣化するのを抑制することができる。
【００８２】
ところで、上述した実施の形態３においては、図８に示すハードウェアに対して、図９に示すルーチンの処理を適用した例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上述した図６に示すハードウェアを用いて、ECU６２に図９に示すルーチンの処理を実行させることにより実現されるものであってもよい。
【００８３】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU７２がEGR制御弁６６の開度を調整して外部EGR量を増減させることにより前記第４の発明における「EGR弁制御手段」が実現されている。
【００８４】
実施の形態４．
次に、図１０を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態のシステムは、図８に示すハードウェア構成を用いて、ECU７２に図９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。
【００８５】
図１０は、本実施形態においてECU７２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９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。
【００８６】
図１０に示すルーチンでは、減速時のF/C中に、強制復帰条件の成立が認められた場合には（ステップ２０２）、スロットル開度TAがアイドル開度TA0に設定される（ステップ２０４）と共に、F/C中に行われていた外部EGRを減衰させるべく、EGR弁６６の開度を内燃機関７０の運転状態に応じた設定値に戻す処理が開始される（ステップ４００）。
【００８７】
次に、ドライバーから出されたアクセル要求が緩加速であると判定された場合には（ステップ１０８）、燃焼保証EGR弁開度Mが取得される（ステップ４０２）。燃焼保証EGR弁開度Mは、上記ステップ３０４の場合と同様に、上述した図３に類似するマップを参照することにより取得することができる。
【００８８】
次に、燃焼保証EGR弁開度M取得カウンター値が所定値Xを越えていない場合には（ステップ４０４）、次いで、実EGR弁開度が燃焼保証EGR弁開度Mより小さいか否かが判別される（ステップ４０６）。その結果、実EGR弁開度が燃焼保証EGR弁開度Mを下回ったことが認められた場合には、F/Cからの復帰が実行されると共に、燃焼保証EGR弁開度M取得カウンター値がゼロにリセットされる（ステップ４０８）。具体的には、スロットル開度TAがアクセル開度PAに基づく要求通りの値にまで開かれると共に燃料噴射が再開される。
【００８９】
一方、上記ステップ４０４において、燃焼保証EGR弁開度M取得カウンター値が所定値Xを上回ったと判定された場合、すなわち、アクセル要求から所定時間が経過した場合には、スロットル開度TAを強制的にアイドル開度TA0より大きい開度とされ（ステップ２１６）、燃料噴射が再開される（ステップ４０８）。
【００９０】
以上説明した通り、図１０に示すルーチンによれば、外部EGR制御によって上記のF/C中の触媒劣化抑制制御が実行されている場合において、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、燃焼悪化または失火が発生するのを防止することができると共に、ドライバーからの加速要求に対するレスポンスの悪化を防止することができ、これにより、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００９１】
ところで、上述した実施の形態４においては、図８に示すハードウェアに対して、図１０に示すルーチンの処理を適用した例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上述した図６に示すハードウェアを用いて、ECU６２に図１０に示すルーチンの処理を実行させることにより実現されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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】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３】図２に示すルーチン中で参照される燃焼保証VVT値Lのマップである。
【図４】アクセル開度PAに基づくスロットル開度TAの変化と、吸気バルブタイミングVVTの変化との関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】図２に示すルーチンの処理に伴う各要素の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例の構成を説明するための図である。
【図７】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８】本発明の実施の形態３の構成を説明するための図である。
【図９】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１０】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１０、６０、７０  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  吸気可変動弁（VVT）機構
３０  排気可変動弁（VVT）機構
３２  クランク角センサ
３４  カム角センサ
５０、６２、７２  ECU(Electronic Control Unit)
５２  アクセルポジションセンサ
６４  排気ガス還流通路
６６  排気ガス還流弁（EGR弁）
【図１】
2006144685.tif 000003
【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】
2006144685.tif 000008
【図７】
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【図８】
2006144685.tif 000010
【図９】
2006144685.tif 000011
【図１０】
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