(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、触媒排気臭の発生を確実に防止しつつ、触媒の劣化を可能な限り抑制することを目的とする。【解決手段】減速燃料カットの実行中、燃料増量履歴が有る場合には、減速F/C時スロットル開き制御を実行する（ステップ１０４）。その実行中、下流触媒がリーン状態になったか否か、すなわち、硫化水素の生成がストップしたか否かを判定する。下流触媒がリーン状態になったら、その時点以降の吸入空気量を積算する。その積算吸入空気量が所定の判定値に達するまで、減速F/C時スロットル開き制御を継続する。これにより、下流触媒の下流側の排気通路内に残留する硫化水素が駆逐されるまで、空気を排気通路に流すことができる。【選択図】図３
2008025506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の減速中に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記触媒がリッチ状態にあるときに減速中の燃料カットが実施された場合に、前記触媒に流れる空気量をアイドル時よりも多くする空気増量制御を実施する空気増量手段と、
前記空気増量制御の実施中に、前記触媒がリーン状態になったか否かを判定する判定手段と、
前記触媒より下流側に流れた積算空気量を取得する積算空気量取得手段と、
を備え、
前記触媒がリーン状態且つ前記積算空気量が所定の判定値に達したと判定された場合、前記空気増量制御を終了させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記判定値は、前記触媒より下流側の排気通路内に残存する硫化水素を駆逐するのに必要な空気量が確保できる値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関に吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段を更に備え、
前記空気増量手段は、前記吸入空気量調整手段を制御することによって前記触媒に流れる空気量を制御することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料カットからの復帰時に前記内燃機関に実際に吸入される空気量である復帰時空気量を取得する復帰時空気量取得手段と、
前記復帰時空気量が多いほど点火時期を遅角する点火遅角手段と、
を更に備える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】
車速を検出する車速検出手段と、
前記空気増量制御の実施時に、車速に応じて、前記触媒に流れる空気の流量を補正する流量補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記流量補正手段は、前記空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、前記触媒に流れる空気の流量を多くすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
車速を検出する車速検出手段と、
前記空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、前記判定値を大きくする判定値補正手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項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】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車を急加速させたような場合には、一般に、燃料噴射量が増量され、理論空燃比よりリッチな空燃比での燃焼が行われる。その場合、排気浄化触媒には、未燃燃料が流入する。触媒に未燃燃料が流入すると、触媒に吸着されていた硫黄酸化物がその未燃燃料によって還元されることで、硫化水素（Ｈ２Ｓ）が生成することがある。この硫化水素には異臭がある。このため、従来、急加速の直後に停車したような場合に、乗員が排気ガス中の硫化水素の臭い（以下「触媒排気臭」という）を感ずることがあった。
【０００３】
特開２００６−２９３２３号公報には、触媒排気臭の発生を防止することを目的として、燃料カットを伴う減速中にスロットル開度をアイドル開度よりも大きくして、触媒に多量の空気（酸素）を流通させる制御を行う技術が開示されている。減速中に触媒に多量の空気を流通させれば、停車するまでの間に、触媒をリーン状態（酸化状態）にすることができる。触媒がリーン状態になれば、触媒での硫化水素の生成はストップする。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、触媒は、高温の状態のときに多量の空気（酸素）が流通するほど、劣化し易いという性質を有している。このため、従来は、燃料カットを伴う減速中にスロットル開度を大きくする制御を実施した場合には、触媒に必要以上の空気が流通するのを防止するため、触媒がリーン状態になった時点でスロットル開度をアイドル開度に戻すこととしている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の制御では、触媒排気臭の発生を完全には防止できなかった。本発明者らの知見によれば、これは次のような理由であると考えられる。触媒がリーン状態になった時点で触媒での硫化水素の生成はストップするが、この時点では、触媒より下流の排気管やマフラーの内部には未だ硫化水素が残存している。このため、停車後、排気管内、特にマフラーの内部に残留していた硫化水素がテールパイプエンドから徐々に放出されることとなり、触媒排気臭が感じられるものと考えられる。
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、触媒排気臭の発生を確実に防止しつつ、触媒の劣化を可能な限り抑制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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路に配置された触媒と、
前記内燃機関の減速中に燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記触媒がリッチ状態にあるときに減速中の燃料カットが実施された場合に、前記触媒に流れる空気量をアイドル時よりも多くする空気増量制御を実施する空気増量手段と、
前記空気増量制御の実施中に、前記触媒がリーン状態になったか否かを判定する判定手段と、
前記触媒より下流側に流れた積算空気量を取得する積算空気量取得手段と、
を備え、
前記触媒がリーン状態且つ前記積算空気量が所定の判定値に達したと判定された場合、前記空気増量制御を終了させることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記判定値は、前記触媒より下流側の排気通路内に残存する硫化水素を駆逐するのに必要な空気量が確保できる値に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記内燃機関に吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段を更に備え、
前記空気増量手段は、前記吸入空気量調整手段を制御することによって前記触媒に流れる空気量を制御することを特徴とする。
【００１１】
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、
前記燃料カットからの復帰時に前記内燃機関に実際に吸入される空気量である復帰時空気量を取得する復帰時空気量取得手段と、
前記復帰時空気量が多いほど点火時期を遅角する点火遅角手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
車速を検出する車速検出手段と、
前記空気増量制御の実施時に、車速に応じて、前記触媒に流れる空気の流量を補正する流量補正手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記流量補正手段は、前記空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、前記触媒に流れる空気の流量を多くすることを特徴とする。
【００１４】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
車速を検出する車速検出手段と、
前記空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、前記判定値を大きくする判定値補正手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、内燃機関の排気通路に配置された触媒がリッチ状態にあるときに減速燃料カット状態になった場合に、触媒に流れる空気量をアイドル時よりも多くする空気増量制御を実施することができる。そして、空気増量制御を実施した場合、触媒がリーン状態になったと判定された時点以降に触媒より下流側に流れた積算空気量が所定の判定値に達した時点で、その空気増量制御を終了させることができる。このため、触媒より下流側の排気通路内に残存する硫化水素が十分に駆逐されるまで、空気増量制御を継続することができる。よって、停車状態あるいは極低速状態になったとき、排気ガスが車内に漂って来たとしても、乗員が触媒排気臭を感ずることを確実に防止することができる。また、触媒排気臭の発生を防止する上で必要となる量以上の空気を触媒に流すことはないので、触媒の劣化を可能な限り抑制することができる。
【００１６】
第２の発明によれば、上記判定値が、触媒より下流側の排気通路内に残存する硫化水素を駆逐するのに必要な積算空気量が確保できる値に設定されているので、上記効果をより確実に発現させることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、空気増量制御の実行時、内燃機関に吸入される空気量を調整する吸入空気量調整手段を制御することによって触媒に流れる空気量を制御することができる。このため、特別の装置、例えば排気系に２次空気を導入する２次空気供給装置などを用いることなしに、上記効果を得ることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、減速燃料カットからの復帰時に内燃機関に実際に吸入される空気量である復帰時空気量を取得し、その復帰時空気量が多いほど点火時期を遅角することができる。減速燃料カット中に空気増量制御が実行された場合には、減速燃料カットからの復帰時に、吸入空気量が通常時より多くなっていることがある。第４の発明によれば、そのような事態が生じている場合には、点火時期が遅角されるので、過大なトルクが発生することを抑制することができる。このため、減速燃料カットからの復帰時に、機関回転数が高くなり過ぎたり、トルクショックが出たりすることを確実に防止することができる。
【００１９】
第５の発明によれば、空気増量制御の実施時に、車速に応じて、触媒に流れる空気の流量を補正することができる。このため、触媒排気臭の発生を防止し、且つ触媒の劣化の進行を可能な限り抑制する上で最適な空気の流量を車速に応じて設定することができる。
【００２０】
第６の発明によれば、空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、触媒に流れる空気の流量を多くすることができる。このため、車速が低く、短時間のうちに停車状態または極低速状態になる可能性が高い場合には、排気通路に流れる空気の流量を多くして、残留している硫化水素を迅速に駆逐することができる。よって、実際に短時間のうちに停車状態または極低速状態になった場合であっても、乗員が触媒排気臭を感ずることをより確実に防止することができる。また、車速が高く、停車状態または極低速状態となるまでの時間の余裕が大きいと判断できる場合には、触媒に流れる空気の量が必要以上に多くならないようにすることができる。このため、触媒排気臭の発生を防止しつつ、触媒の劣化の進行を更に抑制することができる。
【００２１】
第７の発明によれば、空気増量制御の実施時に、車速が低い場合ほど、空気増量制御の終了判定に用いる積算空気量の判定値を大きくすることができる。このため、車速が低い場合、すなわち、排気ガスが車内に漂う可能性の高い場合ほど、排気通路に流れる空気の総量を多くすることができるので、残留している硫化水素をより確実に駆逐することができる。よって、車速が低い場合にも、触媒排気臭の発生をより確実に防止することができる。また、車速が高く、排気ガスが車内に漂う可能性の低い場合には、触媒に流れる空気の総量が必要以上に多くならないようにすることができる。このため、触媒排気臭の発生を防止しつつ、触媒の劣化の進行を更に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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、本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、自動車に搭載されたものである。すなわち、内燃機関１０が発生した動力は、図示しない変速機を介して、自動車の駆動輪に伝達される。
【００２３】
内燃機関１０には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２には、その内部を流れる空気量、すなわち、内燃機関１０の吸入空気量Gaを検出するエアフロメータ１６が配置されている。エアフロメータ１６の下流側には、スロットル弁１８が配置されている。スロットル弁１８は、アクセル開度等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。スロットル弁１８の近傍には、スロットル開度を検出するためのスロットルポジションセンサ２２が配置されている。アクセル開度は、アクセルペダルの近傍に設けられたアクセルポジションセンサ２４によって検出される。
【００２４】
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。スロットル弁１８の下流側には、吸入空気を各気筒に分配するためのサージタンク２５が設けられている。
【００２５】
各気筒の吸気ポートには、その内部に燃料を噴射するための燃料噴射弁２６が配置されている。また、各気筒には、吸気ポートおよび排気ポートと、筒内（燃焼室内）とを導通状態または遮断状態とするための吸気弁２８および排気弁２９が設けられている。更に、各気筒には、筒内の混合気に点火するための火花を放つ点火プラグ３０が設置されている。なお、内燃機関１０は、図示の構成に限らず、例えば燃料を筒内に直接噴射する方式のものでもよい。
【００２６】
内燃機関１０の各気筒は、シリンダ３２およびピストン３４を備えている。ピストン３４の往復運動によって回転駆動されるクランク軸３６の近傍には、クランク軸３６の回転角を検出するためのクランク角センサ３８が取り付けられている。クランク角センサ３８は、クランク軸３６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３８の出力によれば、クランク軸の回転位置や回転速度（機関回転数NE）などを検知することができる。
【００２７】
内燃機関１０の排気通路１４には、排気浄化触媒として、上流触媒４０と、その下流側に配置された下流触媒４２とが設けられている。上流触媒４０は、一般にスタートコンバータ（ＳＣ）と呼ばれる比較的小容量の触媒である。下流触媒４２は、一般にアンダーフロアコンバータ（ＵＦＣ）と呼ばれる比較的容量の大きい触媒である。上流触媒４０は、下流触媒４２に比べて排気ポートに近い位置に配設されており、温度の高い排気ガスが流入するので、始動から短時間のうちに暖機されて良好な排気浄化性能を発揮する。一方、下流触媒４２は、上流触媒４０よりも暖機に要する時間が長いが、その容量が大きいことから、一旦暖機した後においては優れた排気浄化性能を発揮する。
【００２８】
下流触媒４２の出口付近には、酸素センサ４４が配置されている。酸素センサ４４は、その位置での排気ガスの空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じて、出力を急変させる特性を有している。
【００２９】
下流触媒４２を通過した排気ガスは、排気管４６、マフラー４７、テールパイプ４８を順次通過して、大気中へ放出される。
【００３０】
更に、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、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。
【００３１】
［実施の形態１の特徴］
次に、本実施形態における上記システムの動作の概要について説明する。
【００３２】
（減速燃料カット中のスロットル弁制御）
本実施形態のシステムは、内燃機関１０の減速中（アクセルＯＦＦ状態）であって機関回転数NEが設定値以上の場合に、燃料噴射弁２６からの燃料噴射を停止する処理、つまり燃料カット(F/C)を実施する。減速中に実施される燃料カットを以下「減速燃料カット」と称する。
【００３３】
また、本実施形態のシステムは、高負荷時等に、空燃比が理論空燃比よりもリッチになるように燃料噴射量を増量する燃料増量制御を行う。燃料増量制御が行われると、未燃燃料を含んだリッチな排気ガスが排気通路１４に流通する。このため、上流触媒４０および下流触媒４２内は、未燃燃料が豊富に存在する状態（以下「リッチ状態」という）になる。
【００３４】
通常運転時には、排気ガス中に含まれる硫黄酸化物が上流触媒４０や下流触媒４２に吸着され、蓄積していく。そして、上流触媒４０や下流触媒４２がリッチ状態にあり、かつ高温になっているときには、未燃燃料が還元剤として作用することにより、上流触媒４０や下流触媒４２に吸着されている硫黄酸化物が還元されて、硫化水素（Ｈ２Ｓ）が生成し易い。
【００３５】
上述したように、燃料増量制御が実施されると、上流触媒４０や下流触媒４２はリッチ状態になり、かつ高温になる。このため、排気ガス中に、異臭を有する硫化水素が生成し易くなる。
【００３６】
逆に、上流触媒４０や下流触媒４２で硫化水素が生成されないようにするには、上流触媒４０および下流触媒４２に酸素が豊富に存在する状態（上流触媒４０および下流触媒４２が酸素を一杯に吸蔵した状態）にすればよい。この状態を以下「リーン状態」という。
【００３７】
排気ガス中に硫化水素が生成しても、ある程度以上の速度で車両が走行している場合には、排気ガスが車内に漂ってくることはないので、硫化水素に起因する排気ガスの臭い（以下「触媒排気臭」という）が乗員に感じられることはない。しかしながら、停車した場合や、車速が極めて低い場合には、排気ガスが車内に漂ってくる可能性がある。このため、燃料増量制御の実施直後に、停車したり車速が極めて遅くなったりしたような状況で、排気ガス中に硫化水素が含まれていると、乗員が触媒排気臭を感ずるおそれがある。
【００３８】
燃料増量制御の実施直後に内燃機関１０が減速状態になった場合には、上流触媒４０や下流触媒４２で硫化水素が生成されており、かつ車両が近いうちに停車する可能性がある。このため、乗員が触媒排気臭を感ずる可能性のある状況となる。この場合に触媒排気臭の発生を防止するためには、内燃機関１０の減速中に、上流触媒４０および下流触媒４２をリーン状態にして、硫化水素の生成をストップさせることが必要である。
【００３９】
そこで、本実施形態では、燃料増量制御の実施直後に内燃機関１０が減速状態となり、減速燃料カットが実行されている最中に、スロットル弁１８をアイドル開度よりも大きく開く制御（以下「減速F/C時スロットル開き制御」という）を実行することとした。減速燃料カット中には、内燃機関１０に吸入された空気がそのまま排気通路１４に流れる。このため、減速F/C時スロットル開き制御によれば、減速中に多量の空気を上流触媒４０および下流触媒４２に流すことができる。よって、減速中に上流触媒４０および下流触媒４２を十分にリーン状態にすることができるので、硫化水素の生成をストップさせることができる。
【００４０】
リッチ状態の上流触媒４０および下流触媒４２に空気が流入すると、上流側から酸化されてくる。つまり、上流触媒４０が先にリーン状態となり、次いで下流触媒４２がリーン状態になる。下流触媒４２がリーン状態になったか否かは、種々の手法により判定することが可能であるが、本実施形態では、酸素センサ４４の出力により判定することができる。すなわち、酸素センサ４４の出力がリッチ出力からリーン出力へ転換した時点で、下流触媒４２がリーン状態になったと判定することができる。
【００４１】
ところで、上流触媒４０や下流触媒４２は、高温の状態のときに空気が多量に流入するほど、劣化が進行し易いという性質を有している。このため、触媒排気臭を防止するために減速F/C時スロットル開き制御を実施する場合にも、上流触媒４０および下流触媒４２の劣化を抑制する観点からは、必要以上に空気が流入しないようにすることが望ましい。そこで、従来は、下流触媒４２がリーン状態となった時点で、減速F/C時スロットル開き制御を終了し、スロットル開度をアイドル開度に戻すこととしていた。
【００４２】
しかしながら、下流触媒４２がリーン状態となった時点では、それより下流側の排気管４６の内部や、特にマフラー４７の内部には、硫化水素が未だ残存している。そして、スロットル開度がアイドル開度に戻されると、空気流量が少なくなるので、排気管４６およびマフラー４７内の硫化水素がなかなか排出されずに滞留し続けることになる。このため、停車後になっても、排気管４６やマフラー４７の内部に残存している硫化水素がテールパイプ４８から徐々に放出され、乗員が触媒排気臭を感じ場合があった。このように、下流触媒４２がリーン状態となった時点で減速F/C時スロットル開き制御を終了すると、触媒排気臭を完全には防止できない事態が生じ得る。
【００４３】
上記のような事情に鑑みれば、触媒排気臭をより確実に防止するためには、車両が停車するまで、あるいは極低速になるまでの間に、排気管４６やマフラー４７、そしてテールパイプ４８のエンドまでの間に残留する硫化水素を残らずに駆逐することが必要である。そこで、本実施形態では、下流触媒４２がリーン状態となった時点以降も、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８内に残留している硫化水素が駆逐されるまでの間は、減速F/C時スロットル開き制御を継続することとした。
【００４４】
具体的には、まず、下流触媒４２がリーン状態となった時点以降に排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素を駆逐するために必要かつ十分な空気の総流量（積算空気量）を予め判定値として設定しておく。つまり、この判定値は、排気管４６やマフラー４７の容積が大きいほど、大きな値とされる。そして、下流触媒４２がリーン状態となった時点以降に下流触媒４２の下流側に流れる空気量を積算し、その積算空気量がその判定値に達するまでは減速F/C時スロットル開き制御を継続し、その時点でスロットル開度をアイドル開度に戻すこととした。
【００４５】
これにより、車両が停車、あるいは極低速となる前までの間に、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素を確実に駆逐することができる。このため、車両が停車、あるいは極低速となったとき、乗員が触媒排気臭を感ずることを確実に防止することができる。また、硫化水素が駆逐された後は、スロットル開度をアイドル開度に戻して、吸入空気量を少なくする。このため、触媒排気臭を確実に防止しつつ、上流触媒４０や下流触媒４２の劣化の進行を可能な限り抑制することができる。
【００４６】
（減速燃料カット復帰後の点火遅角制御）
図２は、本実施形態で実施される、減速燃料カットからの復帰後の点火遅角制御を説明するための図である。図２中、細い破線は、減速F/C時スロットル開き制御中のスロットル開度が比較的大きい場合を示し、破線は、減速F/C時スロットル開き制御中のスロットル開度が中程度である場合を示している。
【００４７】
図２（ｂ）に示すように、減速燃料カットから復帰する際にスロットル弁１８が急に閉じられると、図２（ｃ）中の太線に示すように、スロットル弁１８の上流側に位置するエアフロメータ１６で検出される吸入空気量は急減する。しかしながら、図２（ｃ）中の細い実線や破線で示すように、内燃機関１０に実際に吸入される空気量は急には減少せず、徐々に低下する。これは、スロットル弁１８が閉じた後も、サージタンク２５内の空気が内燃機関１０に流入し続けるためである。
【００４８】
このようなことから、減速F/C時スロットル開き制御を実施した場合には、減速燃料カットからの復帰後、内燃機関１０に実際に吸入される空気量が通常時よりも多くなり易い。その結果、減速燃料カットから復帰した直後、トルクが出過ぎるため、機関回転数NEが高くなり過ぎたり、トルクショックが発生したりし易い。そこで、本実施形態では、減速燃料カットからの復帰時に、内燃機関１０に実際に吸入される空気量が多いほど、点火時期を遅角することとした。点火時期を遅角すると、トルクを減少させることができるので、上記のような問題を回避することができる。
【００４９】
［実施の形態１における具体的処理］
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。本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００５０】
図３に示すルーチンによれば、まず、減速燃料カットの実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。そして、減速燃料カットの実行中であると判別された場合には、次に、燃料増量履歴の有無が判別される（ステップ１０２）。燃料増量履歴とは、高負荷運転に対応するための燃料増量制御が最近行われたことを示す履歴である。燃料増量履歴がある場合には、上流触媒４０および下流触媒４２がリッチ状態にあると判断できる。つまり、上流触媒４０および下流触媒４２で硫化水素が生成され易い状況にあると判断できる。そこで、上記ステップ１０２で燃料増量履歴があると判別された場合には、上流触媒４０および下流触媒４２での硫化水素の生成をストップさせるべく、減速F/C時スロットル開き制御が実行される（ステップ１０４）。すなわち、スロットル弁１８をアイドル開度よりも大きい所定の開度まで開く制御が実施される。
【００５１】
これに対し、上記ステップ１００で減速燃料カットの実行中でないと判別された場合、あるいは、上記ステップ１０２で燃料増量履歴がないと判別された場合には、減速F/C時スロットル開き制御を実行する必要はない。このため、これらの場合には、減速F/C時スロットル開き制御の実行が禁止され（ステップ１０６）、次いで、燃料増量履歴が消去された後（ステップ１０８）、今回の処理サイクルが終了される。
【００５２】
一方、上記ステップ１０４で減速F/C時スロットル開き制御が実行された場合には、スロットル弁１８が開かれることで、排気通路１４に多量の空気が流通する。これにより、上流触媒４０および下流触媒４２が上流側から順次酸化され、リッチ状態からリーン状態へ変化していく。このような減速F/C時スロットル開き制御の実行中、図３に示すルーチンによれば、下流触媒４２の全体がリーン状態になったか否かが判定される（ステップ１１０）。この判定は、本実施形態においては、酸素センサ４４の出力に基づいて行われる。すなわち、酸素センサ４４の出力がリッチ出力からリーン出力に変化した時点で下流触媒４２がリーン状態になったと判定することができる。
【００５３】
なお、本発明では、下流触媒４２がリーン状態になったか否かの判定手法は、上記の手法に限定されるものではなく、酸素吸蔵容量に基づいて推定する手法など、公知の各種の手法を採用することができる。
【００５４】
下流触媒４２がリーン状態になった場合には、その時点で、上流触媒４０および下流触媒４２での硫化水素の生成はストップしたと判断できる。ＥＣＵ５０は、他のルーチンにおいて、下流触媒４２がリーン状態になったと判定された時点以降の、エアフロメータ１６による吸入空気量Gaの検出値を積算しているものとする。この積算値を以下「リーン判定後の積算吸入空気量」と称する。減速燃料カット中は、内燃機関１０に吸入された空気がそのまま排気通路１４に排出される。このため、リーン判定後の積算吸入空気量は、下流触媒４２がリーン状態になった時点以降に、下流触媒４２より下流側に流れた積算空気量に相当する値となる。
【００５５】
下流触媒４２がリーン状態となった時点では、上流触媒４０および下流触媒４２での硫化水素の生成はストップしているが、それまでに生成された硫化水素が下流触媒４２より下流、すなわち排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している。よって、この時点以降に下流触媒４２より下流側に流れた積算空気量が、ある判定値に達すれば、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素は駆逐されたものと判断することができる。ＥＣＵ５０には、そのような適当な判定値が予め記憶されている。
【００５６】
図３に示すルーチンによれば、上記の考え方に基づいて、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素が駆逐されたか否かを判定することができる。すなわち、まず、リーン判定後の積算吸入空気量の値が取り込まれ（ステップ１１２）、次いで、その値が上記判定値未満であるか否かが判別される（ステップ１１４）。
【００５７】
上記ステップ１１４で、リーン判定後の積算吸入空気量が上記判定値未満であると判別された場合には、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素は未だ完全には駆逐されていないと判断できる。そこで、この場合には、次に、減速燃料カットが継続されているか否かが判別される（ステップ１１８）。そして、減速燃料カットが継続していると判別された場合には、今回の処理サイクルが終了される。そして、本ルーチンが所定の時間間隔で繰り返し実行されることにより、減速F/C時スロットル開き制御が継続される。
【００５８】
一方、上記ステップ１１４で、リーン判定後の積算吸入空気量が上記判定値に達したと判別された場合には、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素は駆逐されたと判断できる。そこで、この場合には、減速F/C時スロットル開き制御の実行がこの時点で禁止される（ステップ１１６）。すなわち、スロットル弁１８がアイドル開度まで閉じられる。
【００５９】
このように、図３に示すルーチンの処理によれば、減速燃料カットが継続されている場合には、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素が駆逐されるまで、減速F/C時スロットル開き制御の実行を継続することができる。このため、その後に停車し、あるいは極低速になって、テールパイプ４８から排出される排気ガスが車内に漂って来た場合であっても、乗員が触媒排気臭を感ずることを確実に防止することができる。
【００６０】
また、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８の内部に残留している硫化水素が十分に駆逐された時点以降は、減速F/C時スロットル開き制御を終了し、スロットル弁１８をアイドル開度まで閉じるので、それ以降は空気が上流触媒４０や下流触媒４２に不必要に供給されることがない。つまり、上流触媒４０や下流触媒４２を必要以上に劣化させることがない。このように、本実施形態によれば、触媒排気臭の発生防止と、上流触媒４０および下流触媒４２の劣化抑制とをバランス良く両立することができる。
【００６１】
ところで、本システムでは、機関回転数NEが所定の復帰回転数にまで低下した場合、あるいはアクセルペダルが踏み込まれた場合には、減速燃料カットから復帰して、燃料噴射が再開される。図３に示すルーチンによれば、上記ステップ１１８において、減速燃料カットが継続しているか否かが判別される。そして、減速燃料カットから復帰すべき状況になっていると判別された場合には、次のようにして、減速燃料カット復帰時の点火時期遅角制御が実施される。
【００６２】
まず、燃料増量履歴が消去される（ステップ１２０）。次いで、減速燃料カットから復帰する時点でのエアフロメータ１６による検出値Gafc（図２（ｃ）参照）が取り込まれる。そして、そのGafcの値に応じて、点火時期遅角制御が実行される（ステップ１２４）。
【００６３】
本実施形態において、ＥＣＵ５０には、減速燃料カットからの復帰後に内燃機関１０に実際に吸入される空気量を、上記Gafcの値と、燃料カット復帰時からの経過時間とに基づいて算出するための関係式が記憶されているものとする。つまり、ＥＣＵ５０には、図２（ｃ）に示す曲線に相当する関係式が記憶されている。図４は、その関係式に基づいて算出される実際の吸入空気量と、点火時期遅角量との関係を示すマップである。上記ステップ１２４では、このマップに従って、点火時期の遅角が実施される。つまり、その時点での実際の吸入空気量が多いほど、点火時期遅角量が多くなるように制御される。これにより、実際の吸入空気量が多く、トルクが過大になり易い場合ほど、点火時期が遅くされるので、トルクを抑制することができる。このため、燃料カットからの復帰後に、機関回転数NEが高くなり過ぎたり、トルクショックが発生したりすることを確実に防止することができる。
【００６４】
図３に示すルーチンでは、上述したような燃料カット復帰時の点火時期遅角制御を実行した場合には、続いて、その点火時期遅角制御が完了したか否かが判別される（ステップ１２６）。本実施形態では、点火時期遅角制御は、実際の吸入空気量がエアフロメータ１６での検出値に収束したと判断できるような所定の時間に渡って実施されるものとする。よって、上記ステップ１２６で、燃料カットから復帰した後の経過時間が上記所定時間に未だ達していないと判別された場合には、点火時期遅角制御が継続される（ステップ１２８）。一方、燃料カットから復帰した後の経過時間が上記所定時間に達したと判別された場合には、点火時期遅角制御が終了される。
【００６５】
以上説明した実施の形態１においては、触媒排気臭の発生を防止するために減速燃料カット中に排気通路１４に流通する空気を増量する方法として、スロットル弁１８をアイドル開度より大きく開く方法（減速F/C時スロットル開き制御）をとる場合について説明したが、本発明では、これ以外に、例えば次のような方法を採用することも可能である。
(1)スロットル弁１８をバイパスするアイドルスピードコントロール弁を備えた内燃機関システムにおいて、そのアイドルスピードコントロール弁の開度を大きくする方法。
(2)吸気弁２８の作用角やリフト量を連続的に変化させることで吸入空気量を調整可能な吸気可変動弁機構を備えた内燃機関システムにおいて、吸気弁２８の作用角やリフト量をアイドル時より大きくする方法。
(3)上流触媒４０および下流触媒４２の上流側の排気通路１４に２次空気を導入可能な２次空気供給装置を備えた内燃機関システムにおいて、その２次空気供給装置により２次空気を供給する方法。
【００６６】
また、上述した実施の形態１においては、下流触媒４２が前記第１の発明における「触媒」に、減速F/C時スロットル開き制御が前記第１の発明における「空気増量制御」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、内燃機関１０の減速中に燃料噴射弁２６からの燃料噴射を停止させることにより前記第１の発明における「燃料カット手段」が、上記ステップ１００〜１０４の処理を実行することにより前記第１の発明における「空気増量手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「判定手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「積算空気量取得手段」が、それぞれ実現されている。
【００６７】
また、上述した実施の形態１においては、スロットル弁１８が前記第３の発明における「吸入空気量調整手段」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第４の発明における「復帰時空気量取得手段」が、上記ステップ１２４の処理を実行することにより前記第４の発明における「点火遅角手段」が、それぞれ実現されている。
【００６８】
実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、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。
【００６９】
［実施の形態２の特徴］
本実施形態は、実施の形態１と同様に、減速燃料カット中に減速F/C時スロットル開き制御を実施する。前述したように、乗員に触媒排気臭を感じさせないようにするためには、停車状態または極低車速状態になるまでの間に、排気管４６、マフラー４７、およびテールパイプ４８（以下「マフラー４７等」という）の内部に残留している硫化水素を確実に駆逐することが必要である。
【００７０】
減速F/C時スロットル開き制御を実行しているとき、車速が低い場合ほど、停車状態または極低車速状態になるまで時間が短いと判断できる。よって、その場合には、マフラー４７等に残留する硫化水素を急いで駆逐すべきであると言える。そのためには、排気通路１４に流通させる空気の時間当たりの流量をより多くすることが好ましい。
【００７１】
一方、車速が高い場合には、停車状態または極低車速状態になるまで時間が長いと判断できる。この場合には、マフラー４７等に残留する硫化水素をそれほど急いで駆逐する必要はないと言える。
【００７２】
そこで、本実施形態では、減速F/C時スロットル開き制御において排気通路１４に流通させる空気の時間当たりの流量を、車速に応じて変化させることとした。
【００７３】
［実施の形態２における具体的処理］
図５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。以下、図５において、図３に示すステップと同様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化する。
【００７４】
図５に示すルーチンは、ステップ１０２とステップ１０４との間にステップ１３０が追加されていること以外は、図３に示すルーチンと同様である。
【００７５】
図５に示すルーチンによれば、減速F/C時スロットル開き制御を実行する際、車速に応じた吸入空気量の補正量（以下「Ga補正量」という）が取り込まれる（ステップ１３０）。このGa補正量とは、アイドル時の吸入空気量と比べて、減速F/C時スロットル開き制御実行中の吸入空気量をどれだけ増加させるかを示す値である。上記ステップ１３０では、図６に示すマップに基づいて、Ga補正量が算出される。このマップによれば、車速が低い場合ほど、Ga補正量が多くなるように算出される。
【００７６】
そして、本実施形態では、上記のようにして算出されたGa補正量に基づいて、減速F/C時スロットル開き制御が実行される（ステップ１０４）。すなわち、Ga補正量の分だけアイドル時よりも吸入空気量が多くなるように、スロットル弁１８の開度が制御される。つまり、Ga補正量が多い場合ほど、スロットル開度が大きくされる。
【００７７】
以上説明した本実施形態によれば、上記のようにして、車速が低い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御実行中のスロットル開度が大きくされる。このため、車速が低い場合ほど、マフラー４７等を流れる空気の流量を多くすることができるので、残留している硫化水素を迅速に駆逐することができる。よって、短時間のうちに停車状態または極低速状態になった場合であっても、その時点までに、マフラー４７等の硫化水素を確実に駆逐することができる。このため、乗員が触媒排気臭を感ずることをより確実に防止することができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、車速が高い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御実行中のスロットル開度が小さくされる。すなわち、車速が高く、停車状態または極低速状態となるまでの時間の余裕が大きいと判断できる場合には、排気通路１４に流れる空気の量が必要以上に多くならないようにすることができる。このため、触媒排気臭の発生を防止しつつ、上流触媒４０や下流触媒４２の劣化の進行を更に抑制することができる。
【００７９】
上述した実施の形態２においては、車速センサ４９が前記第５の発明における「車速検出手段」に相当している。また、ＥＣＵ５０が上記ステップ１３０および１０４の処理を実行することにより前記第５および第６の発明における「流量補正手段」が実現されている。
【００８０】
実施の形態３．
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図７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。
【００８１】
［実施の形態３の特徴］
本実施形態は、実施の形態１と同様に、減速F/C時スロットル開き制御を実行した場合、リーン判定後の積算吸入空気量、すなわち下流触媒４２がリーン状態になった時点以降に下流触媒４２の下流側に流れた積算空気量が判定値に達した時点で、減速F/C時スロットル開き制御を禁止（終了）する。
【００８２】
この場合に、本実施形態では、車速に応じて、上記判定値を変更することとした。具体的には、車速が低いほど、上記判定値を大きくすることとした。すなわち、車速が低い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御を延長して実施することとした。
【００８３】
車両が停止していなくても、車速が低い場合には、排気ガスが車内に漂ってくる可能性がある。このため、触媒排気臭の発生をより確実に防止するためには、車速が低い場合ほど、下流触媒４２の下流側に残留している硫化水素をより確実に駆逐するため、スロットル弁１８を閉じる前までに、より多量の空気を流しておくことが好ましい。
【００８４】
このような考え方に基づいて、本実施形態では、車速が低い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御を延長して実施することで、より多くの空気を下流触媒４２の下流側に流して、硫化水素をより確実に駆逐することとした。
【００８５】
［実施の形態３における具体的処理］
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。以下、図７において、図３または図５に示すステップと同様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化する。
【００８６】
図７に示すルーチンは、ステップ１１２とステップ１１４との間にステップ１３２が追加されていること以外は、図５に示すルーチンと同様である。
【００８７】
図７に示すルーチンによれば、リーン判定後の積算吸入空気量の値が取り込まれたら（ステップ１１２）、続いて、車速に応じた積算吸入空気量の判定値を取り込む処理が実施される（ステップ１３２）。ここでは、図７に示すマップに基づいて、判定値が算出される。このマップによれば、車速が低い場合ほど、判定値が大きくなるように算出される。
【００８８】
そして、本実施形態では、上記ステップ１３２で算出された判定値と、リーン判定後の積算吸入空気量とが比較され（ステップ１１４）、リーン判定後の積算吸入空気量がその判定値に達するまで、減速F/C時スロットル開き制御が継続される。
【００８９】
これにより、車速が低い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御が延長して実施され、より多くの空気を下流触媒４２の下流に流すことができる。このため、排気ガスが車内に漂う可能性のある低車速の場合ほど、下流触媒４２の下流側に残留する硫化水素をより確実に駆逐することができる。よって、車速が低い場合であっても、触媒排気臭の発生をより確実に防止することができる。
【００９０】
また、本実施形態によれば、車速が高く、排気ガスが車内に漂う可能性の低い場合ほど、減速F/C時スロットル開き制御の実行が早期に終了される。このため、排気通路１４に流れる空気の量が必要以上に多くならないようにすることができる。よって、触媒排気臭の発生を防止しつつ、上流触媒４０や下流触媒４２の劣化の進行を更に抑制することができる。
【００９１】
上述した実施の形態３においては、車速センサ４９が前記第７の発明における「車速検出手段」に相当している。また、ＥＣＵ５０が上記ステップ１３２の処理を実行することにより前記第７の発明における「判定値補正手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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】減速燃料カットからの復帰後の点火遅角制御を説明するための図である。
【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】本発明の実施の形態１においてＥＣＵが参照するマップを示す図である。
【図５】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６】本発明の実施の形態２においてＥＣＵが参照するマップを示す図である。
【図７】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８】本発明の実施の形態３においてＥＣＵが参照するマップを示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１８  スロットル弁
２０  スロットルモータ
２２  スロットルポジションセンサ
２４  アクセルポジションセンサ
２５  サージタンク
２６  燃料噴射弁
４０  上流触媒
４２  下流触媒
４４  酸素センサ
４６  排気管
４７  マフラー
４８  テールパイプ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2008025506.tif 000003
【図２】
2008025506.tif 000004
【図３】
2008025506.tif 000005
【図４】
2008025506.tif 000006
【図５】
2008025506.tif 000007
【図６】
2008025506.tif 000008
【図７】
2008025506.tif 000009
【図８】
2008025506.tif 000010