(57)【要約】【課題】本発明は、自然吸気ガソリンエンジンにおいて、燃料カットの実行に伴って三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化することを好適に抑制することを目的とする。【解決手段】吸気スロットルと、排気シャット弁と、ＥＧＲ装置と、三元触媒と、を備える自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、燃料噴射及び点火を停止する燃料カット処理の実行条件が成立したときに三元触媒の温度が所定温度以上である場合、燃料噴射及び点火を継続した状態で排気シャット弁を全閉とする第一制御手段と、排気シャット弁が全閉状態に至ると、吸気スロットルが全閉状態とされ且つＥＧＲ弁が所定の開弁状態となる吸気制御状態を形成する第二制御手段であって、継続していた点火を吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、継続していた燃料噴射を吸気制御状態の形成完了以降に停止することで燃料カット処理を実行する第二制御手段と、を備える。【選択図】図４
2018009535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンエンジンの吸気通路に設けられた吸気スロットルと、
前記ガソリンエンジンの排気通路に設けられ、全開、全閉を切替えて弁を開閉するように構成されている排気シャット弁と、
前記ガソリンエンジンから排出される排気の一部であるＥＧＲガスを、前記排気シャット弁よりも下流の前記排気通路から前記吸気スロットルよりも下流の前記吸気通路へ再循環させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁と、を有するＥＧＲ装置と、
前記排気通路に設けられた三元触媒と、
を備える自然吸気ガソリンエンジンの制御装置であって、
前記ガソリンエンジンの減速時に燃料噴射弁による燃料噴射及び点火プラグによる点火を停止する燃料カット処理の実行条件が成立したときに前記三元触媒の温度が所定温度以上である場合、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比になるように前記燃料噴射弁からの燃料噴射を継続するとともに前記点火プラグによる点火を継続した状態で前記排気シャット弁を全閉とする第一制御手段と、
前記第一制御手段により前記排気シャット弁が全閉状態に至ると、前記吸気スロットルが全閉状態とされ且つ前記ＥＧＲ弁が所定の開弁状態となる吸気制御状態を形成する第二制御手段であって、継続していた前記点火を該吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、継続していた前記燃料噴射を該吸気制御状態の形成完了以降に停止することで前記燃料カット処理を実行する、第二制御手段と、
を備える、自然吸気ガソリンエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記第二制御手段は、
前記吸気制御状態の形成過程において前記吸気スロットルの閉弁が開始された後であって該吸気制御状態の形成が完了する前に、継続していた前記点火を停止し、該吸気制御状態の形成完了時に、継続していた前記燃料噴射を停止する、
請求項１に記載の自然吸気ガソリンエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記第二制御手段は、
継続していた前記点火を前記吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、該吸気制御状態の形成完了から第一所定期間経過後に継続していた前記燃料噴射を停止する、
請求項１に記載の自然吸気ガソリンエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記排気シャット弁を全開にするとともに前記吸気スロットルを開弁し、更に前記ＥＧＲ弁を全閉にすることで、前記燃料カット処理からの復帰処理を実行する復帰処理手段であって、該復帰処理において該吸気スロットルを開弁し始めるのに応じて前記燃料噴射弁からの燃料噴射を開始するとともに、該排気シャット弁が全開となっている時期であって且つ該吸気スロットルの開弁開始から第二所定期間経過した時期に前記点火プラグによる点火を開始する、復帰処理手段を、更に備える、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自然吸気ガソリンエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲ装置を備えた自然吸気ガソリンエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然吸気ガソリンエンジンにおいて、白金（Ｐｔ）等の貴金属が担持された三元触媒が排気浄化触媒に用いられることが知られている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンにおいて、排気通路から吸気通路へ排気の一部であるＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ装置と、排気流動を制御する排気絞り弁と、を備え、燃料カットの実行時に吸気スロットルを全閉にするとともにＥＧＲ弁を全開とし、更に排気絞り弁を閉弁する技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０１６６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自然吸気ガソリンエンジンの減速時において、燃料噴射弁による燃料噴射が停止されるとともに点火プラグによる点火が停止される、いわゆる燃料カット処理が実行される場合には、新気が気筒内を通過して三元触媒に流入してしまう。この場合、三元触媒に担持された貴金属が新気に含まれる酸素と接触することになる。そして、三元触媒の温度が高い状態でこのような燃料カット処理が実行されると、三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化する虞がある。
【０００６】
そして、三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化すると、三元触媒の排気浄化能が低下してしまうので、三元触媒の温度が高い状態で燃料カット処理が実行される場合には、三元触媒への酸素の流入量を可及的に抑制することが望ましい。
【０００７】
ここで、上述した貴金属の酸化による劣化を抑制するために、例えば、吸気スロットルの絞りを大きくして気筒内への新気の導入量を大幅に減らしてしまうと、気筒内に比較的大きな負圧が発生し易くなり、自然吸気ガソリンエンジンの潤滑オイルが気筒内に入り込む、いわゆるオイル上がりが発生し易くなる。また、上述した貴金属の酸化による劣化を抑制するために、例えば、ＥＧＲガスの還流量を多くすると、自然吸気ガソリンエンジンのポンピングロスが小さくなり該自然吸気ガソリンエンジンが搭載された車両の減速感が確保され難くなる。
【０００８】
また、上記の従来技術（特許文献１）では、吸気スロットルの閉弁による吸気流動の制御と、排気絞り弁の閉弁による排気流動の制御と、ＥＧＲ弁の開弁によるＥＧＲガスの還流と、により吸気通路の負圧を制御することが可能となるものの、当該技術は、燃料カット状態となると吸気スロットルを全閉にし、ＥＧＲ弁を全開にし、排気絞り弁を閉弁するものであるため、燃料カット処理の実行を開始してからこれらの弁を上記の所定の状態にする制御が完了するまでは、新気が気筒内を通過して三元触媒に流入してしまう。このように、従来技術では、上述した貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することが困難である。
【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、自然吸気ガソリンエンジ
ンにおいて、燃料カット処理の実行に伴って三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化することを好適に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本出願人は、自然吸気ガソリンエンジンの排気通路に排気シャット弁を配置するとともに、排気シャット弁よりも下流の排気通路から吸気スロットルよりも下流の吸気通路へＥＧＲガスを再循環させる構成を採用した。そして、このように構成された自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、該ガソリンエンジンの減速時であって燃料カット処理の実行条件が成立したときに三元触媒の温度が所定温度以上である場合、先ず排気シャット弁を全閉にする。その後、前記制御装置は、吸気スロットルが全閉状態とされ且つＥＧＲ弁が所定の開弁状態となる吸気制御状態を形成し、少なくとも該吸気制御状態の形成が完了するまでは燃料噴射弁による燃料噴射を継続する。このことにより、燃料カット処理の実行に伴って三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化することを好適に抑制する。
【００１１】
より詳細には、本発明は、ガソリンエンジンの吸気通路に設けられた吸気スロットルと、前記ガソリンエンジンの排気通路に設けられ、全開、全閉を切替えて弁を開閉するように構成されている排気シャット弁と、を備え、更に、前記ガソリンエンジンから排出される排気の一部であるＥＧＲガスを、前記排気シャット弁よりも下流の前記排気通路から前記吸気スロットルよりも下流の前記吸気通路へ再循環させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲ弁と、を有するＥＧＲ装置と、前記排気通路に設けられた三元触媒と、を備える自然吸気ガソリンエンジンの制御装置である。そして、前記制御装置は、前記ガソリンエンジンの減速時に燃料噴射弁による燃料噴射及び点火プラグによる点火を停止する燃料カット処理の実行条件が成立したときに前記三元触媒の温度が所定温度以上である場合、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比になるように前記燃料噴射弁からの燃料噴射を継続するとともに前記点火プラグによる点火を継続した状態で前記排気シャット弁を全閉とする第一制御手段と、前記第一制御手段により前記排気シャット弁が全閉状態に至ると、前記吸気スロットルが全閉状態とされ且つ前記ＥＧＲ弁が所定の開弁状態となる吸気制御状態を形成する第二制御手段であって、継続していた前記点火を該吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、継続していた前記燃料噴射を該吸気制御状態の形成完了以降に停止することで前記燃料カット処理を実行する、第二制御手段と、を備える。
【００１２】
ここで、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンでは、三元触媒の温度が所定温度以上のとき（以下、「触媒高温時」と称する場合もある。）であって、燃料カット処理の実行中には、該ガソリンエンジンの制御装置によって上述の吸気制御状態が形成されている。このことにより、燃料カット処理の実行中には、吸気スロットルよりも上流の吸気通路から下流の吸気通路への新気の流入が停止され、吸気スロットルよりも下流の吸気通路へは、ＥＧＲ通路を経た比較的多量のＥＧＲガスが供給されることになる。その結果、自然吸気ガソリンエンジンの気筒内にはＥＧＲガスが吸気として導かれることになる。
【００１３】
そして、自然吸気ガソリンエンジンの排気通路に設けられた排気シャット弁は、全開・全閉を切替えて弁を開閉するように構成されている。なお、排気シャット弁では、全閉時であっても該排気シャット弁よりも下流の排気通路へ該排気シャット弁を介して比較的少ない量の排気が構造的に流れる。したがって、排気シャット弁が全閉にされていても、自然吸気ガソリンエンジンの運転時に気筒から排出された排気は、該排気シャット弁よりも上流の排気通路から下流の排気通路へと流出し得ることになる。なお、三元触媒は、排気シャット弁よりも上流の排気通路に設けられてもよいし、下流の排気通路に設けられてもよい。そして、三元触媒が排気シャット弁よりも下流の排気通路に設けられた場合であっても、上述した排気シャット弁の特性により、排気シャット弁の全閉時に排気が全閉状態
の排気シャット弁から漏れ出て三元触媒に流入し得ることになる。ここで、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンでは、触媒高温時における燃料カット処理実行中には、該ガソリンエンジンの制御装置によって排気シャット弁が全閉とされている。このとき、上述した吸気制御状態の形成によりＥＧＲガスが吸気として導かれ新気の気筒内への流入が停止されていること、燃料カット処理の実行中には吸気が気筒内を通過してそのまま排気通路に排出されることに鑑みると、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンでは、触媒高温時における燃料カット処理実行中には、気筒内を通過したＥＧＲガスが三元触媒に流入してはいるものの、原則として三元触媒への新気の流入は停止されている。なお、三元触媒が排気シャット弁よりも下流の排気通路に設けられた場合には、ＥＧＲガスが全閉状態の排気シャット弁から漏れ出て三元触媒に流入することになる。更に、排気シャット弁が全閉にされていることにより、該排気シャット弁よりも上流の排気通路の圧力が上昇する。つまり、自然吸気ガソリンエンジンの背圧が上昇する。その結果、自然吸気ガソリンエンジンのポンピングロスが比較的大きくなり、車両の減速感が確保され得る。
【００１４】
このように、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンでは、触媒高温時における燃料カット処理実行中には、吸気制御状態が形成されていることによって、原則として三元触媒への新気の流入が停止されている。更に、上記自然吸気ガソリンエンジンでは、吸気制御状態の形成開始から形成完了までの期間において、三元触媒への酸素の流入が可及的に抑制されることが望ましい。
【００１５】
そこで、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置が備える前記第一制御手段は、燃料カット処理の実行条件が成立したときに三元触媒の温度が所定温度以上である場合、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比になるように燃料噴射弁からの燃料噴射を継続するとともに点火プラグによる点火を継続した状態で排気シャット弁を全閉とする。そして、前記制御装置が備える前記第二制御手段は、シャット弁が全閉状態に至ると、吸気制御状態を形成する。つまり、前記制御装置では、先ず、前記第一制御手段が燃料噴射および点火を継続した状態で排気シャット弁を全閉とし、その後、前記第二制御手段が吸気制御状態の形成を開始する。ここで、前記第一制御手段によって、排気シャット弁が全閉にされることにより、自然吸気ガソリンエンジンの背圧が上昇し、排気および気筒内の残留ガスの吸気通路への吹き返しが起こり易い状態となる。そして、吸気スロットルよりも下流の吸気通路へ排気および気筒内の残留ガスが吹き返すと、吸気スロットルよりも上流の吸気通路から下流の吸気通路への新気の流入が阻害される。
【００１６】
また、前記第二制御手段は、吸気制御状態の形成が完了するまでに、それまで継続していた点火を停止する。そして、吸気制御状態の形成過程において、混合気の空燃比が前記所定空燃比となるようにそれまで行われていた燃料噴射を継続し、吸気制御状態の形成完了以降に、それまで継続していた燃料噴射を停止する。ここで、少なくとも吸気制御状態の形成が完了するまでは、混合気の空燃比が前記所定空燃比となる燃料噴射を継続することによって、例えば吸気制御状態の形成が完了するまで点火を継続する場合には、気筒内での燃焼により新気に含まれる酸素が消費されるため、三元触媒への酸素の流入が抑制される。また、例えば吸気制御状態の形成が完了する前に点火を停止し気筒内で燃焼が行われない場合には、後述するように三元触媒における反応により該三元触媒に流入する新気に含まれる酸素が消費される。
【００１７】
上記例示について詳しく説明すると、気筒内で燃焼が行われる場合には、気筒内には混合気とともに比較的多量のＥＧＲガスが存在することになるものの、上述した排気および残留ガスの吹き返しにより吸入ガスの温度が高くされることで、燃焼の安定化が図られる。このとき、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比とされることで、燃焼に供されない酸素が気筒から排出されることが抑制され、以て三元触媒への酸素の流入が可及的に抑制される。また、気筒内で燃焼が行われない場合には、新気は気筒内を通過して排気
通路に排出され、該新気が三元触媒に流入し得る。なお、三元触媒が排気シャット弁よりも下流の排気通路に設けられた場合には、新気は全閉状態の排気シャット弁から漏れ出て三元触媒に流入することになる。しかし、そうなったとしても、気筒内を通過して三元触媒に流入した新気に含まれる酸素と、継続している燃料噴射によって供給された燃料と、が三元触媒において反応し該酸素が消費される。このとき、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比とされることで、可及的速やかに酸素が消費される。また、このとき、排気シャット弁の全閉による排気および残留ガスの吹き返しによって、吸気スロットルよりも上流の吸気通路から下流の吸気通路への新気の流入が阻害されているため、吸気制御状態の形成過程における燃料噴射では、比較的少ない燃料噴射量で混合気の空燃比を理論空燃比以下の所定空燃比にすることができる。更に、排気シャット弁の全閉による排気および残留ガスの吹き返しによって、三元触媒への酸素の流入が可及的に抑制されているため、三元触媒において反応する酸素の量は極めて少なく、当該反応に起因する三元触媒の温度上昇は低く抑えられる。
【００１８】
以上に述べたとおり、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、排気シャット弁を全閉にした後に吸気制御状態の形成を開始し、少なくとも該吸気制御状態の形成が完了するまでは燃料噴射を継続することによって、吸気制御状態の形成開始から形成完了までの期間において、三元触媒への酸素の流入を可及的に抑制する。このことにより、三元触媒に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することが可能となる。
【００１９】
また、前記第二制御手段は、前記吸気制御状態の形成過程において前記吸気スロットルの閉弁が開始された後であって該吸気制御状態の形成が完了する前に、継続していた前記点火を停止し、該吸気制御状態の形成完了時に、継続していた前記燃料噴射を停止してもよい。このような自然吸気ガソリンエンジンにおいては、点火の停止後の吸気制御状態の形成過程において継続して噴射されている燃料は、気筒内で燃焼に供されることなく新気とともに三元触媒に流入し、三元触媒において酸素と反応する。
【００２０】
ここで、上記自然吸気ガソリンエンジンにおいては、上述したように、吸気制御状態の形成過程において気筒内に比較的多量のＥＧＲガスが吸入される。このときには排気および残留ガスの吹き返しにより燃焼の安定化が図られているものの、一般的に気筒内のＥＧＲ率が高くなる状況で点火が行われると燃焼が不安定になり失火が起こり易くなる。そして、失火が発生してしまうと、自然吸気ガソリンエンジンのトルク変動が発生する。そこで、前記第二制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が比較的高くなる吸気制御状態の形成過程において、該吸気制御状態の形成が完了する前に、継続していた点火を停止する。そして、吸気制御状態の形成が完了するまでは燃料噴射を継続し、三元触媒において、該三元触媒に流入した燃料と該三元触媒に流入した新気に含まれる酸素とを反応させる。このことにより、自然吸気ガソリンエンジンのトルク変動の発生を抑制しつつ、三元触媒に流入した新気に含まれる酸素を消費することができ、以て、三元触媒に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することが可能となる。
【００２１】
また、前記第二制御手段は、継続していた前記点火を前記吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、該吸気制御状態の形成完了から第一所定期間経過後に、継続していた前記燃料噴射を停止してもよい。このような自然吸気ガソリンエンジンにおいては、吸気制御状態の形成完了から第一所定期間経過するまでの期間においても継続して噴射されている燃料は、気筒内で燃焼に供されることなく三元触媒に流入する。
【００２２】
ここで、上記自然吸気ガソリンエンジンにおいては、吸気制御状態が形成されてからある程度の期間（このとき、吸気制御状態が形成されていて点火が停止されている。）は、気筒に繋がる吸気通路における吸気スロットルよりも下流に残存している新気（以下、「残存新気」と称する場合もある。）がＥＧＲガスとともに気筒内に吸入され、そのまま排
気通路に排出され三元触媒に流入する虞がある。このことは、三元触媒に担持された貴金属の酸化による劣化の観点で好ましくない。そこで、前記第二制御手段は、残存新気が三元触媒に流入し得る期間である第一所定期間が経過するまでは燃料噴射を継続し、気筒内を通過して三元触媒に流入した残存新気に含まれる酸素と、継続している燃料噴射によって供給された燃料と、を三元触媒において反応させる。このことによって、三元触媒への残存新気の流入に起因した貴金属の酸化による劣化を抑制することが可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、点火及び燃料噴射を再開することで燃料カット処理から復帰する復帰処理において、排気シャット弁、吸気スロットル、およびＥＧＲ弁を制御するとともに、燃料噴射弁による燃料噴射開始時期および点火プラグによる点火開始時期を制御してもよい。
【００２４】
より詳細には、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、前記排気シャット弁を全開にするとともに前記吸気スロットルを開弁し、更に前記ＥＧＲ弁を全閉にすることで、前記燃料カット処理からの復帰処理を実行する復帰処理手段であって、該復帰処理において該吸気スロットルを開弁し始めるのに応じて前記燃料噴射弁からの燃料噴射を開始するとともに、該排気シャット弁が全開となっている時期であって且つ該吸気スロットルの開弁開始から第二所定期間経過した時期に前記点火プラグによる点火を開始する、復帰処理手段を、更に備えてもよい。前記復帰処理手段によって、排気シャット弁が全開にされるとともに吸気スロットルが開弁され、更にＥＧＲ弁が全閉にされることにより、吸気スロットルよりも上流の吸気通路から下流の吸気通路への新気の流入が開始されるとともに、ＥＧＲ通路からのＥＧＲガスの還流が停止される。したがって、気筒内には新気が吸気として導かれることになる。このときには、排気シャット弁の全開により、上述した排気および残留ガスの吹き返しが抑制され、吸気スロットルよりも下流の吸気通路への新気の流入が促進されている。
【００２５】
そして、上記自然吸気ガソリンエンジンでは、気筒内に吸気として導かれた新気がそのまま三元触媒に流入してしまうと、貴金属の酸化による劣化を促進させる虞がある。そこで、前記復帰処理手段は、吸気スロットルを開弁し始めるのに応じて燃料噴射弁からの燃料噴射を開始する。
【００２６】
ここで、本発明に係る自然吸気ガソリンエンジンにおいて、触媒高温時における燃料カット処理実行中には、吸気制御状態が形成されているため、気筒に繋がる吸気通路における吸気スロットルよりも下流にはＥＧＲガスが充填されている。したがって、このような状態からの復帰処理において吸気スロットルが開弁され且つＥＧＲ弁が全閉にされるときには、吸気スロットルの開弁開始に伴って新気の供給が開始され且つＥＧＲ弁が全閉にされるのに伴ってＥＧＲ通路からのＥＧＲガスの還流が停止されるものの、吸気スロットルよりも下流の吸気通路に充填されているＥＧＲガスが吸気スロットルよりも上流の吸気通路からの新気によって掃気されるまでは、気筒内に吸入されるＥＧＲガスのガス量が多くなり易い。
【００２７】
そして、前記第二所定期間を、吸気スロットルの開弁開始から新気によるＥＧＲガスの掃気が完了するまでの期間と定義すると、吸気スロットルの開弁開始から第二所定期間経過するまでは、気筒内に吸入されるＥＧＲガスのガス量が多くなり易くなる。仮に、このような状況で点火プラグによる点火が行われると、失火によるトルク変動が発生する虞がある。そこで、前記復帰処理手段は、排気シャット弁が全開となっている時期であって且つ吸気スロットルの開弁開始から第二所定期間経過した時期に点火プラグによる点火を開始する。すなわち、新気によるＥＧＲガスの掃気が完了するまでは、点火プラグによる点火を停止する。ここで、吸気スロットルの開弁開始から点火開始までの期間は、上述のように燃料噴射が開始された燃料噴射弁からの燃料および新気は気筒内で燃焼に供されるこ
となく三元触媒に流入し、該三元触媒に流入した燃料と該三元触媒に流入した新気に含まれる酸素とが該三元触媒において反応する。このことにより、自然吸気ガソリンエンジンのトルク変動の発生を抑制しつつ、三元触媒に流入した新気に含まれる酸素を消費することができ、以て、三元触媒に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することが可能となる。
【００２８】
以上のように、上記自然吸気ガソリンエンジンの制御装置は、排気シャット弁が全開となり且つ吸気スロットルの開弁開始から第二所定期間経過するまでは点火を停止することによって、自然吸気ガソリンエンジンのトルク変動の発生を抑制することができる。更に、吸気スロットルを開弁し始めるのに応じて燃料噴射を開始し、三元触媒に流入した新気に含まれる酸素を消費させることによって、三元触媒に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、自然吸気ガソリンエンジンにおいて、燃料カット処理の実行に伴って三元触媒に担持された貴金属が酸化により劣化することを好適に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に係る自然吸気ガソリンエンジンンの概略構成を示す図である。
【図２】通常運転から燃料カット処理の実行に移行する場合の自然吸気ガソリンエンジンの運転状態を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施例１に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す第一の図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例１に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す第二の図である。
【図４】本発明の実施例１に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置が実行する制御フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の変形例に係る自然吸気ガソリンエンジンンの概略構成を示す図である。
【図６Ａ】本発明の変形例に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す第一の図である。
【図６Ｂ】本発明の変形例に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す第二の図である。
【図７】本発明の実施例２に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図８】本発明の実施例３に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図９】本発明に係る燃料カット処理の実行時からの復帰処理に係る自然吸気ガソリンエンジンの運転状態を示す図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る復帰処理が実行される場合のタイムチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施例４に係る自然吸気ガソリンエンジンの制御装置が実行する制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３２】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１から図４に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する自然吸気ガソリンエンジン（以下、単に「ガソリンエンジン」と称する。）１の概略構成を示す図である。ガソリンエンジン１は車両駆動用の筒内噴射型の火花点火式内燃機関であり、点火プラグ１５および燃料噴射弁１６を備えている。ガソリンエンジン１の吸気系は、自然吸気が可能となるように構成されており、具体的には、ガソリンエンジン１の気筒に繋がる吸気通路１０において、エアクリーナ２の下流側には、吸気の流れに従って順に吸気スロットル３、吸気枝管（インテークマニホールド）１２が配置されている。
【００３３】
また、ガソリンエンジン１の排気系については、ガソリンエンジン１の気筒に繋がる排気通路１１において、排気の流れに従って順に排気シャット弁５、三元触媒６が配置されている。排気シャット弁５は、全開・全閉を切替えて弁を開閉するように構成されている。なお、排気シャット弁５は、構造的に全閉時であっても該排気シャット弁５よりも下流の排気通路１１へ該排気シャット弁５を介して比較的少ない量の排気が流れ出る。例えば、排気シャット弁５が全閉時には、該排気シャット弁５にはΦ１ｍｍ〜Φ２ｍｍ相当の排気流路が存在している。したがって、排気シャット弁５が全閉にされていても、ガソリンエンジン１の運転時に気筒から排出された排気は、該排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１から該排気シャット弁５よりも下流の排気通路１１へと流出し得ることになる。また、三元触媒６には図示しない貴金属が担持されている。なお、図１では、三元触媒６は、排気シャット弁５よりも下流の排気通路１１に設けられているが、それに代えて排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１に設けられてもよい。また、図１では、三元触媒６の下流側の排気通路１１において、ＥＧＲ通路１３がその一端で接続され、更にその他端が吸気スロットル３と吸気枝管（インマニ）１２との間の合流部１４で吸気通路１０と接続されている。このＥＧＲ通路１３により、排気通路１１を流れる排気の一部が吸気通路１０へＥＧＲガスとして還流されることになる。また、ＥＧＲ通路１３には、ＥＧＲガスの還流の流れに従って、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ７、還流するＥＧＲガスの流量（以下、「ＥＧＲ量」と称する場合もある。）を制御するＥＧＲ弁８が配置されている。これらのＥＧＲ通路１３、ＥＧＲクーラ７、ＥＧＲ弁８により、ＥＧＲ装置９が形成される。なお、図１では、ＥＧＲ通路１３は三元触媒６の下流側で排気通路１１と接続されているが、それに代えて三元触媒６の上流側で排気通路１１と接続されてもよい。ただし、ＥＧＲ通路１３が三元触媒６の上流側で排気通路１１と接続される場合には、ＥＧＲ通路１３は排気シャット弁５と三元触媒６との間の排気通路１１と接続される。
【００３４】
そして、ガソリンエンジン１には、電子制御装置であるＥＣＵ２０が搭載されており、ガソリンエンジン１における各種の制御が実行される。また、ガソリンエンジン１には、アクセル開度センサ２１がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それよりガソリンエンジン１に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ２２がＥＣＵ２０と電気的に接続されており、ＥＣＵ２０はガソリンエンジン１の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、ガソリンエンジン１の機関回転速度等を算出する。また、ＥＣＵ２０は、吸気通路１０に設置されたエアフローメータ２３とも電気的に接続されており、吸気通路１０を流れる新気の流量（以下、「新気流量」と称する場合もある。）が検出可能となっている。更に、ＥＣＵ２０は、排気通路１１における三元触媒６の下流側に設置された排気温センサ１７とも電気的に接続されており、ＥＣＵ２０は排気の温度に応じた信号を受け取り、三元触媒６の温度（以下、「触媒温度」と称する場合もある。）を推定する。
【００３５】
また、ＥＣＵ２０には、吸気スロットル３、排気シャット弁５、ＥＧＲ弁８、点火プラグ１５、および燃料噴射弁１６等の各種装置が電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ
２０によって、吸気スロットル３の開度、点火プラグ１５の点火時期、ガソリンエンジン１における燃料噴射弁１６からの燃料噴射量や燃料噴射時期等が制御され、また、その他のガソリンエンジン１における各種の制御が実行される。例えば、ＥＣＵ２０は、ガソリンエンジン１の気筒内における混合気の空燃比が、通常運転時に理論空燃比またはその近傍の空燃比となるように燃料噴射弁１６からの燃料噴射量を制御する。
【００３６】
ここで、ガソリンエンジン１では、ＥＣＵ２０によって、ガソリンエンジン１の減速時（車両の減速時としてもよい。）に、燃料噴射弁１６による燃料噴射が停止されるとともに点火プラグ１５による点火が停止される。すなわち、ＥＣＵ２０によって、「燃料カット処理」が実行される。そして、燃料カット処理は、例えば、アクセル開度が０であって、且つ、機関回転速度が所定速度以上のときに実行される。また、ガソリンエンジン１では、燃料カット処理の実行時に、ガソリンエンジン１の機関回転速度が所定速度以下となるとき、またはドライバーの操作によりアクセル開度が０よりも大きくされたときに、ＥＣＵ２０によって、燃料噴射弁１６による燃料噴射が開始されるとともに点火プラグ１５による点火が開始される。すなわち、「復帰処理」が実行される。
【００３７】
ところで、少なくとも従来技術では、燃料カット処理が実行されると、新気が気筒内を通過して三元触媒６に流入してしまう。この場合、三元触媒６に担持された貴金属が新気に含まれる酸素と接触することになる。そして、触媒温度が比較的高い状態で燃料カット処理が実行されると、三元触媒６に担持された貴金属が流れ込んできた新気により酸化し、劣化する虞がある。
【００３８】
そこで、本実施例に係るガソリンエンジン１では、貴金属が酸化により劣化する虞がある場合、すなわち触媒温度が所定温度以上のときであって燃料カット処理の実行中には、ガソリンエンジン１の制御装置であるＥＣＵ２０によって、吸気スロットル３が全閉状態とされ且つＥＧＲ弁８が所定の開弁状態となる「吸気制御状態」が形成されている。また、排気シャット弁５が全閉とされている。ここで、前記所定温度は、三元触媒６に新気が流入して該三元触媒６に担持された貴金属が該新気に含まれる酸素と接触すると、該貴金属が酸化により劣化し得る触媒温度として定義され、例えば、本実施例では、前記所定温度は７５０℃に定められる。そして、実験等に基づき予め定められる前記所定温度は、ＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶される。
【００３９】
このように構成されるガソリンエンジン１では、燃料カット処理の実行中には、ＥＧＲガスが吸気として導かれることになり、原則として新気の三元触媒６への流入が停止される。このことにより、三元触媒６への新気の流入に起因した貴金属の酸化による劣化を抑制することができる。しかしながら、触媒温度が所定温度以上の場合に燃料カット処理を実行しようとするときに、ＥＣＵ２０によって、吸気スロットル３およびＥＧＲ弁８について吸気制御状態が形成される過程においては、新気に含まれる酸素が三元触媒６へ流入する虞がある。
【００４０】
そこで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置であるＥＣＵ２０は、吸気制御状態の形成開始から形成完了までの期間において、三元触媒６への酸素の流入を可及的に抑制するために、燃料カット処理の実行条件が成立したときに三元触媒６の温度が所定温度以上である場合、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比になるように燃料噴射弁１６からの燃料噴射を継続するとともに点火プラグ１５による点火を継続した状態で排気シャット弁５を全閉とする。そして、ＥＣＵ２０は、排気シャット弁５が全閉状態に至ると、吸気制御状態を形成する。つまり、ＥＣＵ２０は、先ず、燃料噴射および点火を継続した状態で排気シャット弁５を全閉とし、その後、吸気制御状態の形成を開始する。そして、ＥＣＵ２０は、吸気制御状態の形成が完了するまでは、混合気の空燃比が所定空燃比となるようにそれまで行われていた燃料噴射を継続する。なお、本実施例においては、
ＥＣＵ２０が燃料噴射および点火を継続した状態で排気シャット弁５を全閉とすることで、本発明に係る第一制御手段として機能する。また、ＥＣＵ２０が、排気シャット弁５が全閉状態に至ると、吸気制御状態を形成し、更に、継続していた点火を該吸気制御状態の形成が完了するまでに停止し、継続していた燃料噴射を該吸気制御状態の形成完了以降に停止し、燃料カット処理を実行することで、本発明に係る第二制御手段として機能する。
【００４１】
ここで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が行う燃料カット処理について、図２に示すガソリンエンジン１の運転状態、および図３Ａ、図３Ｂに示すタイムチャートを用いて説明する。図２は、通常運転から燃料カット処理の実行に移行する場合のガソリンエンジン１の運転状態を示す図である。図２に示す点Ａは後述するタイムチャートの時刻ｔ０に、点Ｂは後述するタイムチャートの時刻ｔ１に、点Ｃは後述するタイムチャートの時刻ｔ３に、それぞれ対応するガソリンエンジン１の運転状態を示す点である。そして、図３Ａ、図３Ｂは本実施例に係る燃料カット処理が実行される場合のタイムチャートを示す図であり、図３Ａには、ガソリンエンジン１が減速する過程における、アクセル開度、燃料カット処理要求フラグ、燃料噴射停止フラグ、点火許可フラグ、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、およびＥＧＲ弁８の開度の推移を示す。また、図３Ｂには、ガソリンエンジン１が減速する過程における、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、ＥＧＲ弁８の開度、吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０における圧力（以下、「吸気スロットル下流圧力」と称する場合もある。）、排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１における圧力（以下、「排気シャット弁上流圧力」と称する場合もある。）、ＥＧＲ量、および新気流量の推移を示し、図３Ａに示す吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、およびＥＧＲ弁８の開度の推移を説明のため図３Ｂにも併せて示している。
【００４２】
図３Ａに示す時刻ｔ０ではガソリンエンジン１は通常運転を行っており、このときのガソリンエンジン１の運転状態は図２に示す点Ａで表される。そして、図３Ａに示すように、アクセル開度が小さくされていきガソリンエンジン１が減速していく過程においては、アクセル開度の低下に応じて吸気スロットル３の開度が小さくされていくことによってガソリンエンジン１が減速していく。この場合、吸気スロットル３の開度の低下に応じてＥＧＲ弁８の開度が小さくされていく。そして、アクセル開度が小さくされていき、時刻ｔ１においてアクセル開度が全閉にされると、ガソリンエンジン１の運転状態が図２に示す点Ｂで表される運転状態になる。このとき、図３Ａに示すようにＥＧＲ弁８が全閉にされ、図３Ｂに示すようにＥＧＲ量が０になる。なお、これら制御は、ガソリンエンジン１の通常運転時に実行される通常制御である。そして、アクセル開度が全閉にされる時刻ｔ１においては、アクセル開度が０であって、且つ、このときにはガソリンエンジン１の運転状態が図２に示す点Ｂで表される運転状態であり機関回転速度が図２に示す所定速度Ｎｅ１以上であるので、燃料カット処理の要求（以下、「燃料カット処理要求」と称する場合もある。）が成立し、時刻ｔ１において燃料カット処理要求フラグが１に設定される。ここで、燃料カット処理要求フラグとは、燃料カット処理要求がある場合に１に、燃料カット処理要求がない場合に０に設定されるフラグである。なお、本実施例においては、燃料カット処理要求フラグが１に設定されるとき（燃料カット処理要求が成立したとき）が、本発明における燃料カット処理の実行条件が成立したときに相当する。
【００４３】
そして、触媒温度が所定温度以上の場合に燃料カット処理要求フラグが１に設定されると、先ず、図３Ａに示すように、時刻ｔ１において排気シャット弁５を全閉にする制御が開始され、時刻ｔ２において排気シャット弁５が全閉にされる。なお、排気シャット弁５は、全開・全閉を切替えて弁を開閉するように構成されているため、上記制御によって、排気シャット弁５は全開状態から全閉状態にされる。また、吸気スロットル３およびＥＧＲ弁８については、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて時刻ｔ１における制御状態が維持される。すなわち、排気シャット弁５が全閉にされるまでは、吸気制御状態の形成は開始され
ない。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけては、図３Ｂに示すように、排気シャット弁上流圧力が排気シャット弁５の閉弁に応じて上昇し、時刻ｔ２においては、排気シャット弁上流圧力が大気圧よりも大きく上昇した圧力となる。更に、排気シャット弁上流圧力の上昇に伴って、排気および気筒内の残留ガスの吸気通路１０への吹き返しが起こり、吸気スロットル３の開度が一定であるにもかかわらず吸気スロットル下流圧力が上昇する。そして、この吸気スロットル下流圧力の上昇によって、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０への新気の流入が阻害され、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて吸気スロットル３の開度が一定であるにもかかわらず新気流量が低下していく。
【００４４】
次に、図３Ａに示すように、排気シャット弁５が全閉にされる時刻ｔ２において、吸気制御状態の形成のために吸気スロットル３およびＥＧＲ弁８の制御が開始される。吸気スロットル３は、時刻ｔ２において全閉にする制御が開始され、時刻ｔ３において全閉にされる。また、ＥＧＲ弁８は、時刻ｔ２において全開にする制御が開始され、時刻ｔ３において全開にされる。ここで、図３Ａに示す制御処理では、ＥＧＲ弁８が全開状態とされることで、ＥＧＲ弁８は上記の所定の開弁状態となる。すなわち、時刻ｔ３において吸気制御状態の形成が完了される。また、図３Ａに示すように、吸気制御状態の形成過程である時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は、燃料噴射停止フラグが０に設定されていて燃料噴射弁１６による燃料噴射が継続されている。このときには、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比になるように燃料噴射が継続されている。このように、図３Ａに示す制御処理では、排気シャット弁５が全閉にされた後に吸気制御状態の形成が開始されていて、更に、吸気制御状態の形成が完了するまで燃料噴射弁１６による燃料噴射が継続されている。なお、このとき、点火許可フラグが１に設定されていて点火プラグ１５による点火が継続されている。したがって、気筒内に吸入された新気に含まれる酸素は気筒内での燃焼により消費され、以て三元触媒６への酸素の流入が抑制される。このとき、混合気の空燃比が理論空燃比以下の所定空燃比とされることで、燃焼に供されない酸素が気筒から排出されることが抑制され、以て三元触媒６への酸素の流入が可及的に抑制される。また、このとき、排気シャット弁５の全閉による排気および残留ガスの吹き返しによって、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０への新気の流入が阻害されているため、吸気制御状態の形成過程における燃料噴射では、比較的少ない燃料噴射量で混合気の空燃比を理論空燃比以下の所定空燃比にすることができる。ここで、前記所定空燃比は、気筒内で行われる燃焼によって酸素が消費され、三元触媒６への酸素の流入が可及的に抑制される空燃比として定義される。そして、前記所定空燃比は、実験等に基づき予め定められＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶される。なお、燃料噴射停止フラグは、燃料噴射弁１６による燃料噴射の停止を、実行する場合に１に、実行しない場合に０に設定され、ガソリンエンジン１の機関始動時において０に初期化されている。また、点火許可フラグは、点火プラグ１５による点火を、許可する場合に１に、許可しない場合に０に設定され、ガソリンエンジン１の機関始動時において１に初期化されている。
【００４５】
また、図３Ｂに示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけては、ＥＧＲ量が増加し、新気流量が減少する。そして、吸気スロットル３が全閉にされる時刻ｔ３において、新気流量が０となる。ガソリンエンジン１においては、一般的に、ＥＧＲ量が相対的に多くて新気流量が相対的に少ない状態（すなわち、ＥＧＲ率が高い状態）では、気筒内での燃焼が不安定になり失火が起こり易くなる。そして、失火が発生してしまうと、ガソリンエンジン１のトルク変動が発生する。そこで、図３Ａに示す制御処理では、排気シャット弁５が全閉にされた後に吸気制御状態の形成が開始され、吸気制御状態の形成過程において排気および残留ガスの吹き返しにより吸入ガスの温度が高くされることで、ＥＧＲ率が比較的高くなる時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけての燃焼の安定化が図られる。また、図３Ｂに示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけては、ＥＧＲ量の増加に伴って吸気スロットル下流
圧力が上昇し、時刻ｔ３においては、吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０の負圧が比較的小さくなる。このときには、排気シャット弁上流圧力が大気圧よりも大きく上昇した圧力となっているため、吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０の負圧は比較的小さいものの、ガソリンエンジン１のポンピングロスが比較的大きくなり、車両の減速感が確保され得る。なお、ＥＧＲ弁８は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間に全閉から全開にされる過程において、弁体の開き始めから比較的多くの量のＥＧＲガスが流れるという特性を有しているため、当該期間の初期においてＥＧＲ量が顕著に増加する。
【００４６】
以上をふまえて、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけて実行される制御に関して、図２に基づいてまとめて説明する。上述したように、時刻ｔ１においてアクセル開度が全閉にされると、ガソリンエンジン１の運転状態が図２に示す点Ｂで表される運転状態になる。そして、このとき燃料カット処理要求が成立する。そして、時刻ｔ１以降に、排気シャット弁５が全閉にされるのに応じて排気シャット弁上流圧力が上昇し、排気および残留ガスの吹き返しによる新気流量の減少によって、機関負荷および機関回転速度が小さくなっていく。また、ガソリンエンジン１の背圧の上昇に起因するポンピングロスの増加によって、機関回転速度が小さくなっていく。更に、排気シャット弁５が全閉状態に至ると、吸気制御状態の形成に伴う新気流量の減少によって、機関負荷および機関回転速度が小さくなっていく。そして、時刻ｔ３において吸気制御状態の形成が完了されると、ガソリンエンジン１の運転状態が図２に示す点Ｃで表される運転状態になる。
【００４７】
次に、時刻ｔ３以降に実行される制御に関して、図３Ａおよび図３Ｂに基づいて説明する。図３Ａに示すように、時刻ｔ３において燃料噴射停止フラグが１に設定され点火許可フラグが０に設定され、それまで継続していた燃料噴射弁１６による燃料噴射および点火プラグ１５による点火が停止される。そして、図３Ａに示す時刻ｔ３以降は、燃料カット処理の実行中であって、このときには、排気シャット弁５が全閉にされていて、吸気スロットル３およびＥＧＲ弁８について吸気制御状態が形成されている。また、図３Ｂに示すように、時刻ｔ３以降は吸気制御状態の形成完了によって、新気流量が０となっている。つまり、三元触媒６への新気の流入が停止されている。更に、排気シャット弁上流圧力は大気圧よりも大きく上昇していて、車両の減速感が確保され得る。
【００４８】
以上のように、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、吸気制御状態を形成する過程における三元触媒６への酸素の流入を可及的に抑制する。このことにより、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することが可能となる。
【００４９】
ここで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する制御フローについて図４に基づいて説明する。図４は、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置における、燃料カット処理に係る制御のフローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ２０によって、本フローがガソリンエンジン１の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。ここで、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃの設定が本フローとは異なる周知のフローにしたがってＥＣＵ２０によって行われており、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃの値がＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。
【００５０】
本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃが１であるか否かが判別される。Ｓ１０１では、本フローとは異なる周知のフローにしたがって設定されＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃの値を読み込んで上記が判別される。ここで、燃料カット処理要求は、例えば、アクセル開度が０であって、且つ、機関回転速度が所定速度以上のときに成立し、上記の図３Ａに示したように、時刻ｔ１においてアクセル開度が０になると、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃが１に設定される。そして、Ｓ１０１において肯定判定された場合、すなわち燃料カット処理要求がある場合にＥＣＵ２０はＳ１０２の処理へ進み、Ｓ１０１において否定
判定された場合、すなわち燃料カット処理要求がない場合に本フローの実行が終了される。
【００５１】
Ｓ１０１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０２において、触媒温度Ｔｃが算出される。Ｓ１０２では、排気温センサ１７の出力信号に基づいて触媒温度Ｔｃが算出される。ここで、触媒温度Ｔｃの算出にあたっては、排気温センサ１７によらず、機関回転速度および機関負荷に基づいて触媒温度Ｔｃを算出してもよい。ＥＣＵ２０のＲＯＭには、触媒温度Ｔｃと、機関回転速度および機関負荷と、の相関がマップ、または関数として予め記憶されている。Ｓ１０２では、この相関に基づいて触媒温度Ｔｃが算出されてもよい。
【００５２】
次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２で算出した触媒温度Ｔｃが判定閾値Ｔｃｔｈ以上であるか否かが判別される。この判定閾値Ｔｃｔｈは上述した所定温度であり、実験等に基づき予め定められＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。そして、Ｓ１０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０４の処理へ進み、Ｓ１０３において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０９の処理へ進む。
【００５３】
Ｓ１０３において肯定判定された場合、Ｓ１０４において、排気シャット弁５が全閉にされる。上述したように、排気シャット弁５は、全開・全閉を切替えて弁を開閉するように構成されているため、Ｓ１０４において、排気シャット弁５は全開状態から全閉状態にされる。なお、Ｓ１０４の処理は、上記の図３Ａに示した時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて実行される制御に相当する。
【００５４】
そして、Ｓ１０４において排気シャット弁５が全閉にされた後に、Ｓ１０５において、吸気制御状態の形成が開始される。Ｓ１０５では、吸気スロットル３およびＥＧＲ弁８について吸気制御状態を形成する制御が開始される。なお、Ｓ１０５の処理は、上記の図３Ａに示した時刻ｔ２に実行される制御に相当する。また、当該制御中には、燃料噴射および点火が継続されている。次に、Ｓ１０６において、吸気制御状態の形成が完了しているか否かが判別される。そして、Ｓ１０６において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０７の処理へ進み、Ｓ１０６において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１０６の処理を繰り返す。
【００５５】
Ｓ１０６において肯定判定された場合、Ｓ１０７において、それまで継続していた点火プラグ１５による点火および燃料噴射弁１６による燃料噴射が停止される。なお、Ｓ１０７の処理は、上記の図３Ａに示した時刻ｔ３に実行される制御に相当する。このとき、点火許可フラグが０に設定され燃料噴射停止フラグが１に設定され、点火および燃料噴射が停止される。
【００５６】
そして、Ｓ１０７の処理の後に、Ｓ１０８において、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃが０であるか否かが判別される。Ｓ１０８の処理は、Ｓ１０７の処理以降に行われている燃料カット処理の継続の可否を判断する。また、Ｓ１０８では、本フローの実行中に本フローとは異なる周知のフローにしたがって設定されＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃの値を読み込んで上記が判別される。例えば、機関回転速度が所定速度以下となるとき、またはドライバーの操作によりアクセル開度が０よりも大きくされたときに、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃが０に設定される。そして、Ｓ１０８において否定判定された場合、すなわち燃料カット処理要求がある場合にＥＣＵ２０はＳ１０８の処理を繰り返す。
【００５７】
そして、Ｓ１０８において肯定判定された場合、すなわち燃料カット処理要求がない場合にＥＣＵ２０は第一復帰処理へ進む。なお、この第一復帰処理については後述する。
【００５８】
また、Ｓ１０３において否定判定された場合、この場合には、三元触媒６に担持された貴金属が酸化により劣化する虞が少ないため、Ｓ１０９において、従来制御が開始される。Ｓ１０９では、排気シャット弁５が全開とされ且つＥＧＲ弁８が全閉とされた状態で、点火プラグ１５による点火および燃料噴射弁１６による燃料噴射が停止される。なお、このとき、吸気スロットル３の開度の調整によって、吸気流量（すなわち、新気流量）の制御が行われる。
【００５９】
そして、Ｓ１０９の処理の後に、Ｓ１１０において、燃料カット処理要求フラグＮｆｌｆｃが０であるか否かが判別される。Ｓ１１０の処理は、Ｓ１０８の処理と実質的に同一である。そして、Ｓ１１０において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ１１０の処理を繰り返す。
【００６０】
そして、Ｓ１１０において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０は第二復帰処理へ進む。この第二復帰処理は、上記の第一復帰処理とは異なり、従来技術に基づく復帰処理である。すなわち、第二復帰処理では、後述する第一復帰処理のようにＥＧＲガスを掃気する必要がないため、燃料噴射の開始とともに点火が開始される。
【００６１】
上述した制御フローにおいて、燃料カット処理が実行されることによって、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化が好適に抑制される。
【００６２】
［変形例１］
以下、図面を用いて本発明の変形例について説明する。図５は、本変形例に係るガソリンエンジン１の概略構成を示す図である。なお、本変形例において、上記図１と実質的に同一の構成について、および上記図４と実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
本変形例に係るガソリンエンジン１は、吸気通路１０へ還流されるＥＧＲガスについて２つの還流経路を備えている。上記図１に示したＥＧＲ通路１３、ＥＧＲクーラ７、ＥＧＲ弁８により形成される還流経路と実質的に同一の構成である、第一ＥＧＲ通路１３Ａ、ＥＧＲクーラ７、第一ＥＧＲ弁８Ａにより形成される還流経路を第一ＥＧＲ経路と称する。そして、排気シャット弁５の上流側の排気通路１１においてその一端が接続され、更にその他端が合流部１４で吸気通路１０と接続されている第二ＥＧＲ通路１３Ｂおよび該第二ＥＧＲ通路１３Ｂに配置されている第二ＥＧＲ弁８Ｂにより形成される還流経路を第二ＥＧＲ経路と称する。これらの第一ＥＧＲ通路１３Ａ、第二ＥＧＲ通路１３Ｂ、ＥＧＲクーラ７、第一ＥＧＲ弁８Ａ、第二ＥＧＲ弁８Ｂにより、本変形例に係るＥＧＲ装置９が形成される。
【００６４】
そして、本変形例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、原則として、上記実施例１と同様に図４に示す制御フローにしたがって燃料カット処理を実行する。ただし、本変形例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、吸気スロットル３を全閉にするとともに第一ＥＧＲ弁８Ａを全開にすることで、吸気制御状態を形成する。
【００６５】
ところで、上記実施例１に係るガソリンエンジン１においては、排気シャット弁５の閉弁による排気シャット弁上流圧力の上昇によって、ポンピングロスが比較的大きくなり、その結果、車両の減速感が確保され得るが、排気シャット弁上流圧力が高くなり過ぎる場合には、車両の減速感を確保するのに必要な所望のポンピングロスよりも大きなポンピングロスとなる虞があり、好ましくない。そこで、本変形例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、第二ＥＧＲ弁８Ｂを開弁することで、排気シャット弁上流圧力を調整する。以下に、本変形例に係るガソリンエンジン１の制御装置が行う燃料カット処理について、図
６Ａ、図６Ｂに示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００６６】
図６Ａには、ガソリンエンジン１が減速する過程における、アクセル開度、燃料カット処理要求フラグ、燃料噴射停止フラグ、点火許可フラグ、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、第一ＥＧＲ弁８Ａの開度、および第二ＥＧＲ弁８Ｂの開度の推移を示す。また、図６Ｂには、ガソリンエンジン１が減速する過程における、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、第一ＥＧＲ弁８Ａの開度、第二ＥＧＲ弁８Ｂの開度、吸気スロットル下流圧力、排気シャット弁上流圧力、およびＥＧＲ量の推移を示し、図６Ａに示す吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、第一ＥＧＲ弁８Ａの開度、および第二ＥＧＲ弁８Ｂの開度の推移を説明のため図６Ｂにも併せて示している。なお、図６Ａに示す、第二ＥＧＲ弁８Ｂの開度以外の推移は、上記の図３Ａに示したこれらの推移と同一である。
【００６７】
図６Ａに示す制御処理では、上記の図３Ａと同様に、時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけてガソリンエンジン１の運転状態が、上記の図２に示した点Ａで表される運転状態から点Ｂで表される運転状態に移行する。そして、本変形例では、ガソリンエンジン１の運転状態が点Ａで表される運転状態に属しているときには、第一ＥＧＲ弁８Ａが開弁されていて且つ第二ＥＧＲ弁８Ｂが全閉とされている。すなわち、第一ＥＧＲ経路を介して吸気通路１０へ還流されるＥＧＲガス（以下、「第一ＥＧＲガス」と称する場合もある。）の還流が実行されていて、第二ＥＧＲ経路を介した吸気通路１０へのＥＧＲガス（以下、「第二ＥＧＲガス」と称する場合もある。）の還流が停止されている。そして、時刻ｔ１において、第一ＥＧＲ弁８Ａが全閉にされる。なお、これら制御は、ガソリンエンジン１の通常運転時に実行される通常制御である。そして、時刻ｔ２において排気シャット弁５が全閉にされると吸気制御状態の形成が開始され、時刻ｔ２において第一ＥＧＲ弁８Ａを全開にする制御が開始され、時刻ｔ３において第一ＥＧＲ弁８Ａが全開にされる。ここで、図６Ａに示す制御処理では、更に、時刻ｔ２において排気シャット弁５が全閉にされると第二ＥＧＲ弁８Ｂを開弁する制御が開始され、時刻ｔ３において第二ＥＧＲ弁８Ｂが第一所定開度Ｄ１にされる。
【００６８】
このように第二ＥＧＲ弁８Ｂが開弁されることによって、排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１から第二ＥＧＲガスが還流され、図６Ｂに示すように、時刻ｔ２において第二ＥＧＲ弁８Ｂが開弁されるのに応じて排気シャット弁上流圧力が低下する。そして、このときには、上記の図３Ｂに示した実施例１における時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけての状態と比較すると、ＥＧＲ量が多くなり、それに伴って吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０の負圧が小さくなる（すなわち、大気圧に近い圧力となる）。このように、本変形例は、吸気スロットル下流圧力と排気シャット弁上流圧力との圧力バランスを変化させて、ガソリンエンジン１のポンピングロスを調整するものである。なお、本変形例では、所望のポンピングロスになるように、時刻ｔ３における第二ＥＧＲ弁８Ｂの開度である前記第一所定開度Ｄ１が設定される。更に、本変形例では、吸気制御状態を形成する過程において還流されるＥＧＲ量が多くなるので、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０への新気の流入が阻害され、以て、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制することができる。
【００６９】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図７に基づいて説明する。ここでは、上述した第１の実施例と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
上述した第１の実施例では、吸気制御状態の形成過程において気筒内のＥＧＲ率が比較的高くなる状況で燃焼が行われている。このときには排気および残留ガスの吹き返しによ
り燃焼の安定化が図られているものの、一般的に気筒内のＥＧＲ率が高くなる状況で燃焼が行われると失火が起こり易くなる。そして、失火が発生してしまうと、ガソリンエンジン１のトルク変動が発生する。そこで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置であるＥＣＵ２０は、吸気制御状態の形成に伴って吸気スロットル３を全閉にする過程でＥＧＲ率が高くなっていく状況において、それまで継続していた点火プラグ１５による点火を停止する。そして、吸気制御状態の形成が完了するまでは、燃料噴射を継続する。以下に、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が行う燃料カット処理について、図７に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００７１】
図７には、上記の図３Ａと同様に、ガソリンエンジン１が減速する過程における、アクセル開度、燃料カット処理要求フラグ、燃料噴射停止フラグ、点火許可フラグ、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、およびＥＧＲ弁８の開度の推移が示される。なお、図７に示すタイムチャートは、上記の図３Ａに示したタイムチャートに対して、点火停止時期が異なるものである。
【００７２】
図７に示す制御処理では、吸気スロットル３の閉弁が開始される時刻ｔ２から第三所定期間である期間Δｔ３経過した時刻ｔ２３において、点火許可フラグが０に設定され、それまで継続していた点火プラグ１５による点火が停止される。ここで、前記第三所定期間は、吸気スロットル３が時刻ｔ２で閉弁され始めてから時刻ｔ３で全閉にされるまでの期間未満の期間である。そして、吸気スロットル３が全閉にされる過程（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間）では、気筒内に吸入される吸気のうち新気の量が減少していきＥＧＲガスのガス量が増加していき、時刻ｔ２から期間Δｔ３経過した時刻ｔ２３以降は、点火プラグ１５による点火が行われるとＥＧＲ率の増加に起因した失火が発生する虞があるため、図７に示す制御処理では、時刻ｔ２３において点火が停止されている。このことにより、ガソリンエンジン１のトルク変動の発生を抑制する。更に、図７に示す制御処理では、時刻ｔ３まで燃料噴射が継続されている。以下に、時刻ｔ２３から時刻ｔ３までの期間における、点火停止後の燃料噴射による作用について説明する。
【００７３】
時刻ｔ２３から時刻ｔ３にかけては、吸気スロットル３が全閉にされる過程であって、吸気スロットル３は少なからず開弁しているので、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から新気が供給され、ガソリンエンジン１の気筒内へ吸入される。このとき点火プラグ１５による点火が停止されているので、気筒内へ吸入された新気は気筒内で燃焼に供されることなく気筒から排気通路１１に排出される。このとき、排気シャット弁５は全閉にされているものの、上述したように、気筒から排気通路１１に排出される排気は、全閉状態の排気シャット弁５を介して排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１から排気シャット弁５よりも下流の排気通路１１へと流出する。したがって、気筒内へ吸入され、そのまま排気通路１１に排出された新気は、全閉状態の排気シャット弁５から漏れ出て三元触媒６に流入することになる。一方で、時刻ｔ２３から時刻ｔ３までの期間に燃料噴射弁１６によって噴射された燃料も、気筒内で燃焼に供されることなく気筒から排気通路１１に排出されて全閉状態の排気シャット弁５から漏れ出て三元触媒６に流入する。その結果、三元触媒６において、ガソリンエンジン１の気筒内を通過して三元触媒６に流入した燃料（以下、「通過燃料」と称する場合もある。）と、ガソリンエンジン１の気筒内を通過して三元触媒６に流入した新気（以下、「通過新気」と称する場合もある。）に含まれる酸素と、が反応する。このとき、排気シャット弁５の全閉による排気および残留ガスの吹き返しによって、三元触媒６への酸素の流入が可及的に抑制されているため、三元触媒６において反応する酸素の量は極めて少なく、当該反応に起因する三元触媒６の温度上昇は低く抑えられる。なお、三元触媒６が排気シャット弁５よりも上流の排気通路１１に設けられた場合であっても、排気および残留ガスの吹き返しによって三元触媒６への酸素の流入が可及的に抑制される。
【００７４】
以上のように、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、吸気制御状態の形成過程でＥＧＲ率が高くなっていく状況において点火を停止し、吸気制御状態の形成が完了するまで燃料噴射を継続することによって、ガソリンエンジン１のトルク変動の発生を抑制しつつ、三元触媒６に流入した新気に含まれる酸素を消費させ、以て、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制する。
【００７５】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図８に基づいて説明する。ここでは、上述した第１の実施例と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
上述した第１の実施例では、吸気制御状態が形成されてからある程度の期間（このとき、吸気制御状態が形成されていて点火が停止されている。）は、吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０、吸気枝管（インマニ）１２、および吸気ポート（以下、「吸気スロットル下流側吸気構成」と称する場合もある。）内に残存している新気（以下、「残存新気」と称する場合もある。）がＥＧＲガスとともに気筒内に吸入され、そのまま排気通路１１に排出され全閉状態の排気シャット弁５から漏れ出て三元触媒６に流入する虞がある。このことは、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化の観点で好ましくない。そこで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置であるＥＣＵ２０は、残存新気が三元触媒６に流入し得る期間が経過するまでは、それまで行われていた燃料噴射を継続する。以下に、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が行う燃料カット処理について、図８に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００７７】
図８には、上記の図３Ａと同様に、ガソリンエンジン１が減速する過程における、アクセル開度、燃料カット処理要求フラグ、燃料噴射停止フラグ、点火許可フラグ、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、およびＥＧＲ弁８の開度の推移が示される。なお、図８に示すタイムチャートは、上記の図３Ａに示したタイムチャートに対して、燃料噴射停止時期が異なるものである。
【００７８】
図８に示す制御処理では、上記の図３Ａに示した制御処理と同様に、時刻ｔ３においてそれまで継続していた点火プラグ１５による点火が停止される。そして、上記の図３Ａに示した制御処理と異なり、時刻ｔ４まで燃料噴射が継続される。ここで、時刻ｔ４は、吸気制御状態の形成完了時刻である時刻ｔ３から第一所定期間である期間Δｔ１経過した時刻である。このように、図８に示す制御処理では、時刻ｔ４まで燃料噴射が継続されるので、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間には点火が停止され燃料噴射のみが実行されていることになる。ここで、前記第一所定期間Δｔ１について詳しく説明すると、前記第一所定期間Δｔ１は、吸気制御状態の形成完了から、残存新気がガソリンエンジン１の気筒内に吸入され吸気スロットル下流側吸気構成内の新気が概ね０となるまでの期間である。そして、前記第一所定期間Δｔ１は、吸気スロットル下流側吸気構成の容積と相関を有し、例えば、吸気制御状態の形成完了からガソリンエンジン１が吸気行程を３回行うと残存新気が概ね０となる場合には、前記第一所定期間Δｔ１はこの運転サイクルに応じた期間に設定される。そして、前記第一所定期間Δｔ１は、予め定められた値、マップ、または関数としてＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶される。
【００７９】
ここで、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間には、燃料噴射弁１６により噴射された燃料および残存新気は、気筒内からそのまま排気通路１１に排出され、全閉状態の排気シャット弁５から漏れ出て三元触媒６に流入する。そして、三元触媒６に流入した燃料と三元触媒６に流入した残存新気に含まれる酸素とが三元触媒６において反応する。
【００８０】
以上のように、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、吸気制御状態の形成
完了から残存新気が三元触媒６に流入し得る期間が経過するまでは燃料噴射を継続し、三元触媒６に流入した燃料と三元触媒６に流入した残存新気に含まれる酸素とを三元触媒６において反応させることによって、三元触媒６への残存新気の流入に起因した貴金属の酸化による劣化を抑制する。
【００８１】
＜実施例４＞
次に、本発明の第４の実施例について図９から図１１に基づいて説明する。ここでは、上述した第１の実施例と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
【００８２】
上述した第１の実施例、第２の実施例、および第３の実施例は、燃料カット処理が実行される例である。これに対し、本実施例は、上述の本発明に係る燃料カット処理（Ｓ１０４−Ｓ１０６の後に実行される燃料カット処理）の実行時からの復帰処理である第一復帰処理が実行される例である。本実施例に係る第一復帰処理では、排気シャット弁５、吸気スロットル３、およびＥＧＲ弁８が制御されるとともに、燃料噴射弁１６による燃料噴射開始時期および点火プラグ１５による点火開始時期が制御される。なお、本実施例においては、ＥＣＵ２０が第一復帰処理を実行することで、本発明に係る復帰処理手段として機能する。
【００８３】
燃料カット処理の実行時において、ガソリンエンジン１の機関回転速度が所定速度以下となると、エンジンストール回避等のために復帰処理が実行される。以下、この制御を「自然復帰制御」と称する。一方で、燃料カット処理の実行時において、ドライバーの操作によりアクセル開度が０よりも大きくされたときにも復帰処理が実行される。以下、この制御を「強制復帰制御」と称する。
【００８４】
ここで、復帰処理が行われるときのガソリンエンジン１の運転状態を、図９を用いて説明する。図９は、上述の本発明に係る燃料カット処理の実行時からの復帰処理に係るガソリンエンジン１の運転状態を示す図である。図９に示す点Ｄは、燃料カット処理の実行時において機関回転速度が前記所定速度となっているときのガソリンエンジン１の運転状態を表している。そして、ガソリンエンジン１の運転状態が点Ｄに示される運転状態となる場合には、自然復帰制御が実行される。その結果、ガソリンエンジン１の運転状態は点Ｅに示される運転状態となる。このとき、ガソリンエンジン１にトルク要求がないため、ガソリンエンジン１の気筒内への吸入が開始される新気の量は比較的少なくなる。一方、図９に示す点Ｄ´は、強制復帰制御が開始されるときの運転状態を表している。そして、強制復帰制御が実行されるとガソリンエンジン１の運転状態は点Ｅ´に示される運転状態となる。このとき、ガソリンエンジン１にトルク要求があるため、ガソリンエンジン１の気筒内への吸入が開始される新気の量は比較的多くなる。
【００８５】
また、上述したように、本発明に係る燃料カット処理（Ｓ１０４−Ｓ１０６の後に実行される燃料カット処理）の実行中には、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から吸気スロットル３よりも下流の吸気通路１０への新気の流入が停止され、吸気スロットル下流側吸気構成内にはＥＧＲガスが充填されている。このような状態において復帰処理が実行されるときには、気筒内に吸入される吸気のうち新気の量が少なくなり且つＥＧＲガスのガス量が多くなり易いため、失火によるトルク変動が発生する虞がある。これは、復帰処理に伴ってそれまで全閉にされていた吸気スロットル３および排気シャット弁５が開弁されることになるが、吸気スロットル下流側吸気構成内に充填されているＥＧＲガスが吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０からの新気によって掃気されるまでは、ガソリンエンジン１の気筒内に吸入されるＥＧＲガスのガス量が多くなり易いからである。そして、復帰処理中に排気シャット弁５の開弁が完了していない状態では、排気および残留ガスの吹き返しが起こる虞があり、新気によるＥＧＲガスの掃気がされ難くなる。また、
ガソリンエンジン１にトルク要求がなく、ガソリンエンジン１の気筒内への吸入が開始される新気の量が比較的少なくなる自然復帰制御が実行される場合に、特に、新気によるＥＧＲガスの掃気が緩慢になり、失火によるトルク変動が発生し易くなる。そこで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する自然復帰制御を例にして、以下に、図１０に示すタイムチャートを用いて詳しく説明する。
【００８６】
図１０には、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する自然復帰制御について、アクセル開度、燃料カット処理要求フラグ、燃料噴射停止フラグ、点火許可フラグ、吸気スロットル３の開度、排気シャット弁５の開度、およびＥＧＲ弁８の開度の推移を示す。ここで、図１０に示す時刻ｔ５において、燃料カット処理が実行されている。そして、機関回転速度が前記所定速度となる時刻として定義される時刻ｔ６において、燃料カット処理要求フラグが０に設定される。ここで、図１０に示す時刻ｔ６におけるガソリンエンジン１の運転状態が上記の図９に示した点Ｄで表される。
【００８７】
そして、燃料カット処理要求フラグが０に設定される時刻ｔ６において吸気スロットル３および排気シャット弁５の開弁が開始されるとともにＥＧＲ弁８の閉弁が開始され、時刻ｔ７において吸気スロットル３の開度が第二所定開度Ｄ２にされ、排気シャット弁５が全開にされ、ＥＧＲ弁８が全閉にされる。以下の説明において、燃料カット処理の実行時において燃料カット処理要求がなくなり、上記のように吸気スロットル３、排気シャット弁５、およびＥＧＲ弁８についてされる制御を「復帰時吸気制御」と称する。本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、復帰時吸気制御を実行することによって、可及的速やかに吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０からの新気の供給を開始するとともにＥＧＲ通路１３から吸気通路１０へのＥＧＲガスの還流を停止し、ガソリンエンジン１の気筒内に原則として新気を吸気として導く。ここで、復帰時吸気制御の開始から第一復帰処理が完了するまでの当該新気の流量は、排気シャット弁５の開弁状況および吸気スロットル３の開度によって制御され、このときの吸気スロットル３の目標開度である前記第二所定開度Ｄ２は、予め定められた第一復帰処理完了後のガソリンエンジン１の運転状態（上記の図９に示した点Ｅで表される運転状態）に基づいて設定される。更に、図１０に示す制御処理では、吸気スロットル３が開弁され始めるのに応じて、時刻ｔ６において燃料噴射停止フラグが０に設定され燃料噴射弁１６による燃料噴射が開始される。
【００８８】
ここで、上述したように、吸気スロットル下流側吸気構成内に充填されているＥＧＲガスが新気によって掃気されるまでに仮に点火が行われると、ＥＧＲ率の増加に起因した失火が発生する虞がある。そこで、図１０に示す制御処理では、吸気スロットル３が開弁され始める時刻ｔ６から第二所定期間である期間Δｔ２経過した時刻であって且つ排気シャット弁５が全開となっている時刻である時刻ｔ８において、点火許可フラグが１に設定され点火プラグ１５による点火が開始される。つまり、時刻ｔ８において第一復帰処理が完了する。そして、前記第二所定期間Δｔ２は、吸気スロットル３の開弁開始から、吸気スロットル下流側吸気構成内に充填されているＥＧＲガスが概ね０となるまでの期間であり、吸気スロットル下流側吸気構成の容積と相関を有している。また、前記第二所定期間Δｔ２は、予め定められた値、マップ、または関数としてＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶される。以上をまとめると、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、排気シャット弁５が全開となり且つ吸気スロットル３の開弁開始から第二所定期間Δｔ２経過するまで、つまり、新気によるＥＧＲガスの掃気が完了するまでは、点火プラグ１５による点火を開始しないことによって、ガソリンエンジン１のトルク変動の発生を抑制する。
【００８９】
また、図１０に示す制御処理では、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの期間には点火が停止され燃料噴射のみが実行される。このときには、復帰時吸気制御によって、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０から新気が供給されガソリンエンジン１の気筒内へ吸入される。そして、気筒内へ吸入された新気は気筒内で燃焼に供されることなくそのまま気筒か
ら排気通路１１に排出されて三元触媒６に流入する。一方で、時刻ｔ６から時刻ｔ８までの期間に燃料噴射弁１６によって噴射された燃料も、気筒内で燃焼に供されることなくそのまま気筒から排気通路１１に排出されて三元触媒６に流入する。その結果、三元触媒６において、通過燃料と、通過新気に含まれる酸素と、が反応する。なお、このときの混合気の空燃比が理論空燃比以下にされると、可及的速やかに通過新気に含まれる酸素を消費することができる。
【００９０】
本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置は、以上に述べた制御を実行することによって、第一復帰処理の実行時におけるガソリンエンジン１のトルク変動の発生を抑制しつつ、三元触媒６に流入した新気に含まれる酸素を消費させ、以て、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化を好適に抑制する。
【００９１】
なお、図１０に示すタイムチャートは、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する第一復帰処理のうち、自然復帰制御について例示するものである。前記制御装置が、強制復帰制御を実行する場合についても、第一復帰処理に伴うガソリンエンジン１のトルク変動の発生を抑制するために、排気シャット弁５が全開となり且つ吸気スロットル３の開弁開始から第二所定期間経過するまで、つまり、新気によるＥＧＲガスの掃気が完了するまでは、点火の停止を継続してもよい。この場合、ガソリンエンジン１にトルク要求があり、気筒内への吸入が開始される新気の量が比較的多くなるため、自然復帰制御が行われる場合よりも早くにＥＧＲガスの掃気が完了し得る。
【００９２】
ここで、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する制御フローについて図１１に基づいて説明する。図１１は、本実施例に係るガソリンエンジン１の制御装置が実行する自然復帰制御を例にした制御のフローを示すフローチャートである。本実施例では、ＥＣＵ２０によって、本フローが実行される。本フローは、本発明の燃料カット処理（Ｓ１０４−Ｓ１０６の後に実行される燃料カット処理）に続いて実行される第一復帰処理に係る制御フローである。
【００９３】
本フローでは、先ず、Ｓ２０１において、復帰時吸気制御および燃料噴射弁１６による燃料噴射が開始される。Ｓ２０１では、吸気スロットル３の開度を第二所定開度にする制御、排気シャット弁５を全開にする制御、およびＥＧＲ弁８を全閉にする制御が開始され、且つ燃料噴射弁１６による燃料噴射が開始される。Ｓ２０１の処理が実行されることによって、吸気スロットル３よりも上流の吸気通路１０からの新気の供給が開始されるとともにＥＧＲ通路１３から吸気通路１０へのＥＧＲガスの還流が停止される。なお、Ｓ２０１の処理は、上記の図１０に示した時刻ｔ６から時刻ｔ７にかけて実行される制御に相当する。
【００９４】
次に、Ｓ２０２において、排気シャット弁５が全開となり且つ吸気スロットル３の開弁開始から第二所定期間経過したか否かが判別される。この第二所定期間は、上述したように、吸気スロットル下流側吸気構成内に充填されているＥＧＲガスが概ね０となるまでの期間であり、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されている。そして、Ｓ２０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０３の処理へ進み、Ｓ２０２において否定判定された場合、ＥＣＵ２０はＳ２０２の処理を繰り返す。
【００９５】
そして、Ｓ２０２において肯定判定された場合、Ｓ２０３において、点火プラグ１５による点火が開始される。Ｓ２０３では、点火時期の遅角制御が併せて実行され、点火開始に伴うトルク段差が抑制される。なお、Ｓ２０３の処理は、上記の図１０に示した時刻ｔ８に実行される制御に相当する。そして、Ｓ２０３の処理の後、本フローの実行が終了される。
【００９６】
上述した制御フローのように復帰処理に係る制御が実行されると、第一復帰処理の実行時におけるガソリンエンジン１のトルク変動の発生が抑制され、更に三元触媒６に流入した新気に含まれる酸素が消費される。このことにより、三元触媒６に担持された貴金属の酸化による劣化が抑制される。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・ガソリンエンジン
３・・・吸気スロットル
５・・・排気シャット弁
６・・・三元触媒
８・・・ＥＧＲ弁
１０・・吸気通路
１１・・排気通路
１２・・吸気枝管
１３・・ＥＧＲ通路
１４・・合流部
１５・・点火プラグ
１６・・燃料噴射弁
１７・・排気温センサ
２０・・ＥＣＵ
２１・・アクセル開度センサ
２２・・クランクポジションセンサ
２３・・エアフローメータ
【図１】
2018009535.tif 000003
【図２】
2018009535.tif 000004
【図３Ａ】
2018009535.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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