(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、減速感と触媒の劣化抑制とを好適に両立させることを目的とする。【解決手段】燃料カットが禁止される減速時における目標負トルクを取得する。筒内圧センサ４４の出力に基づいて、内燃機関１０の実トルクを算出する。目標負トルクと実トルクとの差がなくなるように、ISCバルブ２４やスロットルバルブ１８の開度調整による吸入空気量Gaの制御によって実トルクを制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配置される触媒を備え、前記触媒の温度が比較的低い減速時には燃料カットを実行し、前記触媒の温度が比較的高い減速時には前記燃料カットを禁止する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料カットが禁止される減速時における負トルクの目標値を取得する目標負トルク取得手段と、
筒内圧情報に基づいて、内燃機関の実トルクを取得する実トルク取得手段と、
前記目標値と前記実トルクとの差がなくなるように、内燃機関の吸入空気量を制御する空気量制御手段と、
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】
失火を判定する失火判定手段を更に備え、
前記目標負トルク取得手段は、失火が生じていると判定された場合には、前記目標値を正側の値に補正することを特徴する請求項１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、減速時に燃料カットを実行す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、減速時に燃料カットを実行する内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置は、筒内圧力を推定する筒内圧力推定手段を備え、燃料カットの実施中には、推定される筒内圧力の最低値が、エンジンオイルの粘度または温度に応じて決定された目標最低筒内圧力となるように吸入空気量を制御するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６２５３２号公報
【特許文献２】特開２００１−０５９４４４号公報
【特許文献３】特開平９−２１７６４２号公報
【特許文献４】特開２００４−１３７９６９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、内燃機関の排気通路に配置される触媒の劣化抑制の観点から、所定の禁止条件が成立する減速時には燃料カットを禁止する制御が知られている。減速時にはスロットル開度が十分に小さく制御されているため、燃料カットを禁止すると充填効率の低い状態で燃焼を継続させることとなり、燃焼が不安定となってしまう。そこで、燃焼の安定化のために、減速中の吸入空気量を増加させる必要が生ずるが、その背反として、減速感が悪化してしまうという問題がある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、減速感と触媒の劣化抑制とを好適に両立させ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】
【０００６】
第１の発明は、排気通路に配置される触媒を備え、前記触媒の温度が比較的低い減速時には燃料カットを実行し、前記触媒の温度が比較的高い減速時には前記燃料カットを禁止する内燃機関の制御装置であって、
前記燃料カットが禁止される減速時における負トルクの目標値を取得する目標負トルク取得手段と、
筒内圧情報に基づいて、内燃機関の実トルクを取得する実トルク取得手段と、
前記目標値と前記実トルクとの差がなくなるように、内燃機関の吸入空気量を制御する空気量制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、失火を判定する失火判定手段を更に備え、
前記目標負トルク取得手段は、失火が生じていると判定された場合には、前記目標値を正側の値に補正することを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、燃料カットが禁止される減速時において、内燃機関を常に最適な負トルクが得られるように制御することができ、これにより、減速感と触媒の劣化抑制とを好適に両立させることが可能となる。
【０００９】
第２の発明によれば、失火が生じたと判定された場合には吸入空気量が増量される。このため、経時変化や気圧変化といった失火要因に影響されることなく、燃料カットが禁止される減速時において、内燃機関を常に最適な負トルクが得られるように制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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である。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、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の入口近傍には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１６が設けられている。
【００１１】
エアフローメータ１６の下流には、スロットルバルブ１８が設けられている。スロットルバルブ１８は、アクセル開度と独立してスロットル開度TAを制御することのできる電子制御式スロットルバルブである。スロットルバルブ１８の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ２０が配置されている。
【００１２】
また、吸気通路１２には、スロットルバルブ１８をバイパスするバイパス通路２２が接続されている。バイパス通路２２の途中には、アイドルスピードコントロールバルブ（以下、単に「ISCバルブ」と略する）２４が配置されている。また、スロットルバルブ１８の下流には、内燃機関１０の吸気ポート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。
【００１３】
排気通路１４には、排気ガスを浄化するための触媒２８が配置されている。触媒２８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３０が配置されている。
【００１４】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)４０を備えている。ECU４０には、スロットルセンサ２０などと共に、エンジン回転数を検出するクランク角センサ４２、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ４４等が接続されている。また、上述したスロットルバルブ１８、および燃料噴射弁２６は、ECU４０により制御されている。
【００１５】
［内燃機関の実トルクの算出手法］
図２は、筒内圧センサ４４を利用して行われる内燃機関１０の実トルクの算出手法を説明するための図である。上述した筒内圧センサ４４によれば、クランク角センサ４２によるクランク信号を用いて、図２（Ａ）に示すように、内燃機関１０の１サイクル中の筒内圧情報を単位クランク角度毎に取得することができる。本実施形態の手法では、圧縮行程および膨張行程に相当する360°CA分の筒内圧情報を計測するようにしている。
【００１６】
次に、上記筒内圧情報と、予めECU４０に記憶されているクランク角度毎のシリンダ容積変化分（図２（Ｂ）参照）とに基づいて、図示平均有効圧Pmi（図２（Ｃ）参照）を算出する。また、本実施形態では、スロットル開度TAとエンジン回転数NEとの関係に基づき予め設定されたフリクション相当分の平均有効圧Pmf（図２（Ｄ）参照）を取得する。そして、図示平均有効圧Pmiからフリクション相当分の平均有効圧Pmfを差し引くことで、正味平均有効圧力Pmeを算出し、これに排気量を乗ずることで実トルクを算出する。ECU４０は、以上の演算を膨張行程の終了後のタイミングでサイクル毎に実施し、次のサイクルに実トルクを出力している。
【００１７】
［触媒劣化抑制制御について］
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（全閉位置）とされた場合に、アイドルONフラグをONに設定する。本実施形態のシステムは、アイドルONフラグがONに設定され、かつ、その他の禁止条件が成立していない場合に、燃料の噴射を停止する処理、つまり、燃料カットを実行する。
【００１８】
燃料カットの実行中は、燃料噴射が行われないため、触媒２８に流れ込むガスはリーンとなる。高温状態の触媒にリーンなガスが流入すると、触媒２８の劣化が進行し易い。そこで、本実施形態のシステムでは、触媒温度が所定値を超えている場合には、アイドルONフラグがONとされている場合であっても、燃料カットの実行を禁止することとしている。このように、触媒２８が高温リーン雰囲気下にある場合に、触媒２８の劣化抑制の観点から、減速時であっても燃料カットを禁止して小吸入空気量制御下で燃焼を継続させる制御を、ここでは、「触媒劣化抑制制御」と称する。
【００１９】
図３は、上記触媒劣化抑制制御の実施の有無によって減速時の各種データを比較した図である。尚、図３において、太線で表した波形は、触媒劣化抑制制御を実施した場合のデータを示し、一方、細線で表した波形は触媒劣化抑制制御を実施しなかった場合（すなわち、燃料カットを実施した場合）のデータを示している。
【００２０】
図３（Ｃ）に示すように、アクセルペダル開度PAが全閉とされた時点で減速が開始される。図３（Ｂ）に示すように、触媒劣化抑制制御が不実施である場合には、スロットルバルブ１８やISCバルブ２４が十分に閉じられているので、充填効率は十分に低くなる。一方、触媒劣化抑制制御を実施している場合には、ISCバルブ２４やスロットルバルブ１８による吸入空気量Gaの調整によって、失火を回避できる値にまで充填効率が高められている。従って、図３（Ａ）に示すように、上述した手法で算出される実トルクは、触媒劣化抑制制御を実施したときの方が、不実施の時と比べ、正側に高い値となる。また、そのような吸入空気量Gaの調整が行われる結果、図３（Ｄ）および（Ｅ）に示すように、減速時におけるエンジン回転数の低下度合いと車速の減速度合いは、触媒劣化抑制制御を実施したときの方が、不実施の時と比べ、それぞれ大きくなる。
【００２１】
［実施の形態１の特徴部分］
以上説明した触媒劣化抑制制御を失火を回避させつつ効果的に行うためには、燃焼の安定化のために、減速中の吸入空気量を増加させる必要が生ずるが、その背反として、減速感が悪化してしまう。そこで、本実施形態では、触媒劣化抑制制御の実施要求のある減速時においては、必要な減速感を確保してドライバビリティを悪化させない程度の負トルク値を目標負トルクに設定し、上記の手法で算出する実トルクが当該目標負トルクとなるように、吸入空気量Gaを常時制御するようにした。
【００２２】
図４は、上記の機能を実現するために、ECU４０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、触媒温度情報等に基づく、触媒劣化抑制制御の実行条件が成立した場合に起動されるものとする。図４に示すルーチンでは、先ず、目標負トルクと現在の負トルク（実トルク値）とを取得して、当該目標負トルクと現在の負トルクとの差が所定値以上であるか否かが判別される（ステップ１００）。目標負トルクは、上述したように、必要な減速感を確保してドライバビリティの悪化とならないような値として予め設定されたものである。また、現在の負トルクは、上記図２に示す手法を用いて算出された最新のサイクルでの値が使用される。
【００２３】
上記ステップ１００において、目標と実際の負トルクの差が所定値より小さいと判定された場合には、ISCバルブ２４やスロットルバルブ１８の開度調整は行われず、現状の吸入空気量に維持される（ステップ１０２）。一方、上記ステップ１００において、上記の差が所定値以上であると判定された場合には、次いで、ISCバルブ２４の開度調整による吸入空気量Gaの制御によって、トルクが制御される（ステップ１０４）。
【００２４】
上記のISCバルブ２４の開度調整が行われた場合には、次いで、内燃機関１０に失火が生じていないか否かが判別される（ステップ１０６）。本ステップ１０６における失火判定は、筒内圧センサ４４の出力波形に基づいて実施される。尚、このような失火判定は、筒内圧センサ４４に代えて、例えば、燃焼時に筒内に生ずるイオンを検出するイオンセンサ（点火プラグ利用など）や空燃比センサ３０の出力波形に基づいて実施されるものであってもよい。
【００２５】
上記ステップ１０６において、失火が生じていると判定された場合には、失火を回避すべく、目標負トルクが所定量だけ正側の値に補正される（ステップ１０８）。この場合には、更新された目標負トルクとなるように、上記ステップ１０４においてISCバルブ２４の開度調整がされる。このような処理は、上記ステップ１０６において失火が回避されたと判断されるまで繰り返し実行される。
【００２６】
一方、上記ステップ１０６において、失火が生じていないと判定された場合には、再度、目標負トルクと現在の負トルクとの差が所定値以上であるか否かが判別される（ステップ１１０）。その結果、本ステップ１１０の判定が成立する場合、すなわち、上記のISCバルブ２４の開度調整によって目標負トルクが得られたと判断できる場合には、現状の吸入空気量Gaに維持される（ステップ１１２）。また、本ステップ１１０の判定が不成立である場合、すなわち、ISCバルブ２４の開度調整だけでは目標負トルクが得られるまで十分に吸入空気量Gaを調整できない場合には、スロットルバルブ１８の開度調整による吸入空気量Gaの制御によって、トルクが制御される（ステップ１１４）。
【００２７】
上記のスロットルバルブ１８の開度調整が行われた場合には、次いで、再度、内燃機関１０に失火が生じていないか否かが判別され（ステップ１１６）、失火が生じていると判定された場合には、失火を回避すべく上記ステップ１０８と同様の処理がなされる（ステップ１１８）。一方、失火が生じていないと判定された場合には、現状の吸入空気量Gaに維持される（ステップ１２０）。
【００２８】
以上説明した図４に示すルーチンによれば、触媒劣化抑制制御が実施される際には、実トルクが、必要な減速感を確保してドライバビリティを悪化させない程度の値に定められた目標負トルクとなるように、吸入空気量Gaの制御が常時実行される。このため、触媒劣化抑制制御の実行時の内燃機関１０を常に最適な負トルクが得られるように制御することができ、これにより、減速感と触媒の劣化抑制とを好適に両立させることが可能となる。
【００２９】
また、上記ルーチンによれば、失火が生じたと判定された場合には、目標負トルクが正側の値に更新されることにより、吸入空気量Gaが増量されて失火を回避することができる。このため、吸気ポート等へのデポジットの付着量の変化等の経時変化や気圧変化といった失火要因に影響されることなく、触媒劣化抑制制御の実行時の内燃機関１０を常に最適な負トルクが得られるように制御することができる。
【００３０】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１００または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「目標負トルク取得手段」が、上記ステップ１００または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「実トルク取得手段」が、上記ステップ１００および１０４、または上記ステップ１１０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「空気量制御手段」が、それぞれ実現されている。
また、上記ステップ１０６または１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「失火判定手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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】筒内圧センサを利用して行われる内燃機関の実トルクの算出手法を説明するための図である。
【図３】触媒劣化抑制制御の実施の有無によって減速時の各種データを比較した図である。
【図４】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。
【符号の説明】
【００３２】
１０  内燃機関
１２  吸気通路
１４  排気通路
１８  スロットルバルブ
２２  バイパス通路
２４  アイドルスピードコントロール(ISC)バルブ
２６  燃料噴射弁
２８  触媒
３０  空燃比センサ
４０  ECU(Electronic Control Unit)
４２  クランク角センサ
４４  筒内圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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