(57)【要約】【課題】この発明は、車両に搭載される内燃機関の制御装置に関し、燃料カット復帰後又はエンジンの自動始動後において空燃比フィードバック制御を早期再開しうる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】排気通路に排気浄化触媒と排気センサを備える内燃機関において、燃料カット復帰又は内燃機関の自動始動後に燃料噴射を再開した以後、所定期間スロットルを開くことで吸入空気量を増大させ排気センサの応答を早めて空燃比フィードバックを再開する。【選択図】図６
2009133204.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排気浄化触媒と、
内燃機関の排気通路に配置されて排気ガスの酸素濃度を検出する排気センサと、
内燃機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量変更手段と、
前記排気センサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比と一致させるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、
内燃機関の減速時において、燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記燃料カットを終了し、燃料噴射を再開する燃料カット復帰手段と、
前記燃料噴射を再開以後吸入空気量増大期間において、内燃機関の通常運転状態における吸入空気量に比して吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段と、
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】
内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒と、
内燃機関の排気通路に配置されて排気ガスの酸素濃度を検出する排気センサと、
内燃機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量変更手段と、
前記排気センサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比と一致させるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、
内燃機関を自動停止する自動停止手段と、
内燃機関を自動始動し、燃料噴射を再開する自動始動手段と、
前記燃料噴射を再開以後吸入空気量増大期間において、内燃機関の通常運転状態における吸入空気量に比して吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記吸入空気量増大手段は、要求トルクが判定値より小さいことを条件として吸入空気量を増大させること、を特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸入空気量増大手段は、前記排気センサの出力が所定の空燃比よりもリッチとなった時点で、吸入空気量を増大させることを終了する手段を含むこと、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて点火時期を遅角させる点火時期遅角手段、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて補機を駆動させる補機駆動手段、を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の出力を用いて発電する発電機及び前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータと、
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて前記モータジェネレータを発電機として機能させる発電機制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか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】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載される内燃機関の制御を実行するのに好適な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００５−３６７９０号公報に開示されるように、内燃機関の排気通路に配置された排気センサの出力に基づいて、燃焼させる混合気の実空燃比を理論空燃比に合致させるように、燃料噴射量を補正する空燃比フィードバックを実行する内燃機関が知られている。また、本公報には、燃料カット復帰後やエンジンの自動始動後において所定時間が経過するまでは、排気センサ信号に基づく空燃比フィードバックを禁止する機能が開示されている。このような手法によれば、所定時間空燃比フィードバックを禁止することで、排気センサが適正値を出力できる状態となるのを待ってから、好適な空燃比フィードバックを再開することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３６７９０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、低吸入空気量域での運転状態では排気センサの応答性が悪いことが知られている。そして、排気センサの応答性が悪い期間が長いほど、排気センサが適正値を出力できる状態となるまでに時間がかかる。このため、上記従来の内燃機関において燃料カット復帰後等に低吸入空気量域で運転する場合には、空燃比フィードバックを禁止する期間が長くなり、好適な空燃比フィードバックの再開が遅れるという課題がある。
【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、燃料カット復帰後又はエンジンの自動始動後において、空燃比フィードバックを早期再開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】
【０００６】
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排気浄化触媒と、
内燃機関の排気通路に配置されて排気ガスの酸素濃度を検出する排気センサと、
内燃機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量変更手段と、
前記排気センサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比と一致させるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、
内燃機関の減速時において、燃料カットを行う燃料カット手段と、
前記燃料カットを終了し、燃料噴射を再開する燃料カット復帰手段と、
前記燃料噴射を再開以後吸入空気量増大期間において、内燃機関の通常運転状態における吸入空気量に比して吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２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排気浄化触媒と、
内燃機関の排気通路に配置されて排気ガスの酸素濃度を検出する排気センサと、
内燃機関の吸入空気量を変化させる吸入空気量変更手段と、
前記排気センサの出力に基づいて実空燃比を目標空燃比と一致させるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段と、
内燃機関を自動停止する自動停止手段と、
内燃機関を自動始動し、燃料噴射を再開する自動始動手段と、
前記燃料噴射を再開以後吸入空気量増大期間において、内燃機関の通常運転状態における吸入空気量に比して吸入空気量を増大させる吸入空気量増大手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１の発明乃至第２の発明のいずれかにおいて、
前記吸入空気量増大手段は、要求トルクが判定値より小さいことを条件として吸入空気量を増大させること、を特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかにおいて、
前記吸入空気量増大手段は、前記排気センサの出力が所定の空燃比よりもリッチとなった時点で、吸入空気量を増大させることを終了する手段を含むこと、を特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかにおいて、
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて点火時期を遅角させる点火時期遅角手段、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかにおいて、
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて補機を駆動させる補機駆動手段、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明のいずれかにおいて、
内燃機関の出力を用いて発電する発電機及び前記内燃機関の出力をアシストする電動機として機能可能なモータジェネレータと、
前記吸入空気量増大手段が吸入空気量を増大させる期間に合わせて前記モータジェネレータを発電機として機能させる発電機制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１又は第２の発明によれば、燃料カット復帰又はエンジンの自動始動により燃料噴射が再開された以後所定期間、吸入空気量を増大させることにより、排気センサの応答性改善に要する時間を短縮できる。これにより、空燃比フィードバックを早期再開することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、要求トルクが判定値より小さい場合に、吸入空気量を増大させることができる。一方、要求トルクが判定値以上である場合に、吸入空気量を増大させないことができる。吸入空気量を増大させないことで余剰トルクの発生を抑制することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、排気センサ出力が所定の空燃比よりリッチを出力した時点で、排気センサが適正な値を出力していると判断することができる。排気センサが適正な出力を確認し好適に空燃比フィードバックを再開することができる。
【００１６】
第５の発明によれば、吸入空気量を増大させる期間に合わせて点火時期を遅角させることができる。点火時期を遅角させることで余剰トルクの増加を抑制することができる。
【００１７】
第６又は第７の発明によれば、吸入空気量を増大させる期間に合わせて補機を駆動又はモータジェネレータを発電機として機能させ、余剰トルクを吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
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に示すシステムは内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は図示しない複数の気筒を有している。各気筒は点火プラグ１２とピストン１４を備えている。ピストン１４にはその往復運動によって回転駆動されるクランク軸１６が連結されている。車両駆動系と補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）は、このクランク軸１６の回転トルクによって駆動される。クランク軸１６の近傍には、クランク軸１６の回転角を検出するためのクランク角センサ１８が取り付けられている。また、内燃機関１０には吸気通路２０および排気通路２２が連通している。
【００１９】
吸気通路２０の上流には、エアフロメータ２８が配置されている。エアフロメータ２８の下流には、スロットルバルブ３０が設けられている。スロットルバルブ３０の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ３２と、スロットルバルブ３０が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ３４とが配置されている。スロットルバルブ３０の下流には、サージタンク３６が設けられている。また、サージタンク３６の更に下流には、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３８が配置されている。
【００２０】
排気通路２２には排気浄化触媒４０が配置されている。排気浄化触媒４０として例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元触媒が用いられる。排気浄化触媒４０の上流には、排気中の酸素濃度に対応した信号を出力する空燃比センサ４２が設けられている。
【００２１】
本実施形態のシステムはECU（Electronic Control Unit）５０を備えている。ECU５０の出力側には、前述の点火プラグ１２、スロットルバルブ３０、燃料噴射弁３８が接続されている。ECU５０の入力側には、前述のクランク角センサ１８、エアフロメータ２８、スロットル開度センサ３２、アイドルスイッチ３４、空燃比センサ４２の他、アクセル開度AAを検出するアクセル開度センサ５４が接続されている。
【００２２】
図２は、空燃比センサ４２の断面図である。空燃比センサ４２は、所定の高温で活性化し適切な値を出力するセンサ素子６０を備えている。センサ素子６０は被水素子割れを防止するために保護カバー６２で被われている。
【００２３】
［実施の形態１における空燃比制御］
ECU５０は、燃料カットを実施すると共に空燃比フィードバックを停止し、燃料カット復帰後は空燃比センサ４２が適正値を出力する状態を待ってから空燃比フィードバックを再開する。しかしながら、燃料カット復帰後の低吸入空気量時においてはセンサ４２の応答性が悪く、応答性が悪い期間が長いほどセンサ４２が適正値を出力するまでに時間を要するため、空燃比フィードバックの再開が遅れるという問題がある。
【００２４】
図３は、ガス交換性の異なる保護カバーを備えた２つのセンサ４２について吸入空気量と応答性の関係を示した関係図である。この図の２つの曲線によれば保護カバー６２のガス交換性が悪いほど（耐被水性能が高いほど）応答性は悪化する。本実施形態の空燃比センサ４２も保護カバーを備えておりガス交換性に起因する応答性の悪化の影響を受ける。なお、図３に示すように吸入空気量が少ないほどセンサ４２の応答性は大きく悪化する。そのため、特に低吸入空気量域においてガス交換性に起因する応答性の悪化は顕著となる。
【００２５】
しかしながら、図３の２つの曲線が示すように、吸入空気量が多くなるほどセンサ４２の応答性は向上する。また、ガス交換性が悪い保護カバーを備えたセンサであっても、吸入空気量が多くなれば応答性は十分に高くなる。
【００２６】
そこで、本実施形態のシステムでは、空燃比センサ４２の応答性を高めるべく、燃料カット復帰後の所定期間において、スロットルバルブ３０を開き吸入空気量を増大させることとした。
【００２７】
より具体的な制御の概要について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態のシステムにおいて実行される特徴的な動作の内容を説明するためのタイミングチャートである。以下、燃料カット復帰後に吸入空気量を増大させる本発明と、吸入空気量を増大させない比較対象に分けて説明する。
【００２８】
まず、燃料カット復帰後に吸入空気量の増大制御を行う本発明の動作について説明する。時刻t0で、ECU５０は図４（Ｅ）の太実線８０で示すようにスロットルを閉じ燃料カットを開始する。燃料カット開始と共に、空燃比フィードバックを停止する（図４（Ａ））。なお、スロットルを閉じることで図４（Ｄ）の太実線８２に示すように吸入空気量は減少する。時刻t0後は、燃料噴射されないため、図４（Ｃ）の太実線８４で示す本発明における空燃比センサ出力は所定のリーン値に達する。
【００２９】
時刻t1で、燃料カットから復帰する。ECU５０は燃料カット復帰と同時にスロットル開度を上げて吸入空気量を増大させる（図４（Ｄ）図４（Ｅ））。燃料カット復帰後空燃比フィードバックを再開するまではオープン制御が行われ、吸入空気量の増大により空燃比センサ４２の応答が早められる。なお、本実施形態では、図４（Ｃ）の細実線８６に示すように、燃料カット復帰後、実空燃比が理論空燃比に比してリッチとなるように燃料噴射量を増量補正する。そのため時刻t1後、空燃比センサ出力は図４（Ｃ）の細破線８８で示す理論空燃比よりもリッチな値に向かって推移する。
【００３０】
時刻t2において、空燃比センサ出力がリーンからリッチに変わる（図４（Ｃ））。本実施形態では、リッチである実空燃比に対し空燃比センサもリッチを出力したことで、空燃比センサが適正値を出力できるようになったと判断する。よって、ECU５０は、スロットル開度を戻して吸入空気量の増大を停止する（図４（Ｄ）図４（Ｅ））と共に、空燃比フィードバックを早期再開できる（図４（Ａ））。
【００３１】
次に、燃料カット復帰後に吸入空気量を増大させない比較対象の動作について説明する。時刻t1前までは上記本発明における動作と同じであるため説明を省略する。時刻t1で、燃料カットから復帰する。比較対象ではECU５０は、燃料カット復帰後に吸入空気量を増大させず（図４（Ｄ）図４（Ｅ））、図４（Ｃ）の太破線９０で示すように、空燃比センサは徐々に実空燃比に近い適正値を出力できるようになる。その結果、時刻t3において空燃比センサ出力はリーンからリッチに変わり（図４（Ｃ））空燃比フィードバックが再開される（図４（Ｂ））。
【００３２】
このように、空燃比センサが適正値を出力できるようになる時刻は、比較対象では時刻t3であるが、本発明によれば、より早い時刻t2で可能になる。よって、本発明よれば、燃料カット復帰後の吸入空気量増大制御により、空燃比フィードバックを比較対象に比して早期に再開することができる。
【００３３】
ところで、本実施形態においては、上述した実空燃比が理論空燃比に比してリッチとなるように燃料噴射量を増量補正する制御は、時刻t3後に燃料増量補正期間が経過して終了する。その後は、実空燃比が理論空燃比となるように空燃比フィードバックを実施している（図４（Ｃ））。
【００３４】
なお、図４（Ｄ）におけるＡ、Ｂは、上記図３の特性図におけるＡ、Ｂに対応している。図３に示すＢは低吸入空気量域にある。低吸入空気量域では、吸入空気量の変化が空燃比センサの応答性に大きく影響する。従って、本発明によれば、図４（Ｄ）で示すように、燃料カット復帰後の低吸入空気量域において吸入空気量をＡまで増大させることで、図３に示すように、空燃比センサの応答性を大きく向上させる有利な効果が得られる。
【００３５】
図５は、空燃比フィードバックを早期再開するためにECU５０が実行する、吸入空気量を増大させる制御ルーチンのフローチャートである。図５に示すルーチンでは、まず、燃料カット復帰後においてECU５０が吸入空気量を増大させる制御を実行中であるか否かが判断される（ステップＳ０１）。具体的には、吸入空気量増大制御フラグが１の場合には、ECU５０が上記制御を実行中であると判断される。
【００３６】
ECU５０が吸入空気量を増大させる制御を実行中でない場合は、次に、吸入空気量を増大させる制御の実行条件が判断される（ステップＳ０２）。実行条件として、燃料カット復帰直後であり（第１実行条件）、かつ空燃比センサの出力が所定値αよりリーンであり（第２実行条件）、かつ要求トルクが所定値β未満であるか（第３実行条件）否かが判断される。
【００３７】
第１実行条件の燃料カット復帰直後とは、燃料カット復帰以後吸入空気量増大期間を経過するまでをいう。ここでは、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されるまでの期間を吸入空気量増大期間としている。従って、第１実行条件が不成立である場合には、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されたと判断できる。この場合、ECU５０は吸入空気量を増大させる必要がないと判断し本ルーチンを終了する。
【００３８】
第２実行条件では、所定値αを理論空燃比に相当する値としている。本実施形態のシステムでは、燃料カットの影響でリーンであった空燃比センサ出力がリッチに変化した時点で、空燃比センサが適正値を出力できる状態になったと判断できる。従って、ステップＳ０２で空燃比センサ出力がリッチになったと判断された場合、すなわち第２実行条件が不成立であると判断された場合には、ECU５０は吸入空気量を増大させる必要がないと判断し本ルーチンを終了する。
【００３９】
第３実行条件は、アクセル開度AAの相関値が所定値β未満か否かを判定する。この所定値βには燃料カット復帰後の低吸入空気量域を示す値を設定する。ここで、第３実行条件が不成立である場合には吸入空気量が十分多いと判断できる。このような状況下では、余剰トルクの発生を防ぐ意味でも吸入空気量を増大させないことが望ましい。従って、第３実行条件が不成立である場合には、ECU５０は吸入空気量を増大させる必要がないと判断し本ルーチンを終了する。
【００４０】
一方、上記ステップＳ０２において実行条件がすべて成立する場合は、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されておらず、低吸入空気量域で運転されているため、ECU５０は早期に空燃比センサが適正値を出力できる状態とするために、吸入空気量増大制御実行フラグに１をセットする。その後、ECU５０はスロットルバルブ３０の開度を上げる（ステップＳ０３）。
【００４１】
ところで、上記ステップＳ０１において、ECU５０が吸入空気量を増大させる制御を実行中の場合は、次に、吸入空気量増大制御を終了する停止条件が判断される（ステップＳ０４）。停止条件として、燃料カット復帰後所定の上記吸入空気量増量期間が経過したか（第１停止条件）、または空燃比センサの出力が上記所定値αよりリッチであるか（第２停止条件）、または要求トルクが上記所定値β以上であるか（第３停止条件）否かが判断される。
【００４２】
第１停止条件が成立する場合は、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されていると判断できる。また、第２停止条件が成立する場合は、吸入空気量増大期間経過前であっても空燃比センサは適正値を出力できる状態になったと判断できる。また、第３停止条件が成立する場合は、要求トルクに基づく吸入空気量は、空燃比センサが適正値を出力するために十分であると判断できる。従って、上記ステップＳ０４の停止条件のいずれかが成立する場合は、ECU50は空燃比センサが適正値出力状態にあると判断し、吸入空気量増大制御実行フラグに０をセットする。その後、ECU５０はスロットルバルブ３０を通常運転状態の開度に戻す（ステップＳ０５）。さらに、他のルーチンによって空燃比フィードバックが再開される。
【００４３】
上記ステップＳ０４の停止条件がいずれも不成立の場合は、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されておらず、吸入空気量も少ないため、ECU５０は吸入空気量増大制御を継続し本ルーチンを終了する。
【００４４】
以上説明した通り、図５に示すルーチンによれば、ECU５０は燃料カット復帰以後にスロットルを開けて吸入空気量を増大させる。吸入空気量を増大させることで、空燃比センサを通過する排気ガス量が増し、空燃比センサの応答性が向上する。応答性が向上することで早期に空燃比センサ出力と実空燃比との乖離は少なくなる。早期に乖離が少なくなり正確な空燃比センサ出力が得られることで、好適な空燃比フィードバックを早期再開でき、排気エミッションの悪化を抑制できる。
また、吸入空気量を増大させることで空燃比センサを早期活性化させ、適正値を出力する状態とすることができる。空燃比センサの早期活性化により、空燃比フィードバックを早期に再開させることができる。空燃比フィードバックの早期再開により、排気エミッションの悪化を抑制できる。
特に、本発明によれば、燃料カット復帰直後の低吸入空気量時において吸入空気量を増大させることで、空燃比センサの応答性向上及び早期活性化を図ることができ、好適な空燃比フィードバックを早期に再開できる。
【００４５】
ところで、上述した実施の形態１においては、燃料噴射の停止と再開を、燃料カット及び燃料カット復帰に基づいて実施しているが、機関アイドル状態にあるときに内燃機関を自動停止し、アクセルが踏み込まれたときに自動始動（再始動）することに基づいて実施することとしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００４６】
また、上述した実施の形態１においては、吸入空気量増大期間を、燃料カットによる影響が排除されるまでの期間としているが、その期間の定め方はこれに限定されるものではない。例えば、所定時間や所定サイクル数に基づいて期間を定めてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００４７】
また、上述した実施の形態１においては、空燃比センサ出力から燃料カットによる影響が排除されたとみなす判断時を、燃料増量補正期間内において空燃比センサ出力が所定値αよりもリッチになった時としているが、この判断時は、例えば燃料カット復帰後所定時間経過した時や、燃料カット復帰後所定サイクル数経過した時としてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００４８】
また、上述した実施の形態１においては、燃料増量補正期間の終了時を、空燃比センサの出力が所定値αよりリッチであると判断される（第２停止条件成立）時よりも遅い時としているが、燃料増量補正期間の終了時はこれに限定されるものではない。すなわち、空燃比センサの出力が所定値αよりリッチであると判断される（第２停止条件成立）と同時としてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００４９】
また、上述した実施の形態１においては、所定値αを、理論空燃比相当値とし、空燃比センサ出力が理論空燃比相当値よりリッチとなった時点で、空燃比センサが適正値を出力する状態になったと判断することとしているが、所定値αはこれに限定されるものではない。所定値αは空燃比センサが適正値を出力する状態になったと判断しうる値であればよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５０】
また、上述した実施の形態１においては、要求トルクの算出をアクセル開度AAに基づいて行うこととしているが、要求トルクの算出方法はこれに限定されるものではない。例えば、アクセル開度AAの他に、エンジン回転速度や車速SPD等も考慮して要求トルクを算出することとしても良い。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５１】
また、上述した実施の形態１においては、吸入空気量を増大させる運転領域を、要求トルクが所定値βよりも小さい低吸入空気量域としていたが、吸入空気量を増大させる運転領域を全域としてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５２】
また、上述した実施の形態１においては、空燃比フィードバック制御を、排気浄化触媒の上流に備えた空燃比センサ出力に基づいて行うこととしているが、その制御方法はこれに限定されるものではない。例えば、排気浄化触媒を単数又は複数備え、各排気浄化触媒の上下流に排気センサを設けたシステムにおいて、各排気センサの出力から算出される値に基づいて制御することとしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５３】
また、上述した実施の形態１においては、排気センサを、空燃比センサとしているが、排気センサはこれに限定されるものではない。例えばＯ２センサでも良い。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、吸入空気量を変化させる制御を、スロットルバルブ３０の開閉により行うこととしているが、その制御手段はこれに限定されるものではない。すなわち、可変バルブ機構により吸気弁のバルブリフトを運転状態に応じて可変させることで制御することとしてもよい。なお、この点は実施の形態２でも同様である。
【００５５】
実施の形態２．
次に、図６と図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に示す構成において、ECU５０に後述する図７のルーチンを実施させることにより実現することができる。
【００５６】
［実施の形態２における空燃比制御］
上述した実施の形態１では、燃料カット復帰後において所定条件の下、吸入空気量を増大させて空燃比フィードバックを早期に再開することができる。しかしながら、吸入空気量を増大させることで要求トルクよりもトルクが増してドライバビリティが悪化する可能性があるため、この余剰トルクを抑制することが好ましい。
【００５７】
そこで、本実施形態では、吸入空気量を増大させる制御と共に、点火時期を遅角させることとした。
【００５８】
より具体的な制御の概要について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態のシステムにおいて実行される特徴的な動作の内容を説明するためのタイミングチャートである。図６は、図４（Ａ）〜（Ｅ）と同じタイミングチャートに図６（Ｆ）と図６（Ｇ）を加えたものである。なお、図６（Ａ）〜（Ｅ）は図４と同様であるためその説明を省略又は簡略する。
【００５９】
まず、燃料カット復帰後に吸入空気量の増大させる本発明の動作について説明する。ECU５０は時刻t1で燃料カットから復帰すると同時にスロットル開度を上げて吸入空気量を増大させる（図６（Ｄ）図６（Ｅ））。本実施形態においては、ECU５０はスロットル開度を上げると同時に、図６（Ｆ）の実線１００で示すように点火時期を遅角する。点火時期を遅角することで、図６（Ｇ）に示すように余剰トルクの発生を抑制することができる。
【００６０】
このように、燃料カット復帰以後スロットル開度を開けて吸入空気量を増大させる場合において、スロットル開度を上げると同時に点火時期を遅角することで余剰トルクの発生を抑制し、機関回転数上昇やショック等のドライバビリティの悪化を防止できる。
【００６１】
図７は、上述の動作を実現するためにECU５０が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンでは図５に示すステップＳ０１〜Ｓ０５と同様の処理を含むため、共通するステップについては共通する符号を付してその説明を簡略又は省略する。
【００６２】
図７に示すルーチンでは、吸入空気量を増大させる実行条件（ステップＳ０２）が成立した場合はスロットル開度を上げる（ステップＳ０３）。本実施形態では、スロットル開度を上げると同時に点火時期を遅角させる（ステップＳ０６）。これにより、吸入空気量増大による余剰トルクの発生を抑制することができる。
【００６３】
一方、停止条件（ステップＳ０４）が成立した場合はスロットル開度を戻す（ステップＳ０５）。本実施形態では、スロットル開度を戻すと同時に点火時期を遅角させる制御を終了する（ステップＳ０７）。その後、他のルーチンによって空燃比フィードバックを再開する。
【００６４】
以上説明した通り、図７に示すルーチンによれば、ECU５０は燃料カット復帰以後にスロットル開度を開けて吸入空気量を増大させると同時に、点火時期を遅角させることで余剰トルクの発生を抑制することができる。これにより、機関回転数上昇やショック等のドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００６５】
ところで、上述した実施の形態２においては、余剰トルクを抑制するため点火時期を遅角することとしているが、その抑制方法はこれに限定されるものではない。例えば、スロットル開度を上げると同時に補機（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）を駆動させることで、余剰トルクを吸収することとしてもよい。また、上記点火時期の遅角により余剰トルクの発生を抑制するとともに、上記補機を駆動させることで余剰トルクを吸収することとしても良い。
【００６６】
また、上述した実施の形態２においては、点火時期の遅角量を固定値としているが、その遅角量は変動値であってもよい。例えば、要求トルクが小さいほど遅角の度合を大きくすることとしてもよい。加えて、吸入空気量を増大させる量が多いほど遅角の度合を大きくすることとしてもよい。
【００６７】
また、上述した実施の形態２においては、余剰トルクの抑制を、点火時期を遅角することで抑制することとしているが、その抑制方法はこれに限定されるものではない。例えば、内燃機関とモータジェネレータからなるハイブリッドシステムにおいて、スロットル開度を上げると同時にモータジェネレータを発電機として機能させることで余剰トルクを吸収することとしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施の形態２においては、余剰トルクの抑制方法として、点火時期を遅角すること、補機を駆動させること、モータジェネレータを発電機として機能させることの、いずれかの方法を用い余剰トルクを抑制することとしているが、その抑制方法はこれに限定されるものではない。例えば、上述のいずれか２つ又は３つの方法を組み合わせて用い余剰トルクを抑制することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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】空燃比センサの構成を説明するための図である。
【図３】空燃比センサの応答性と吸入空気量との関係を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態１の制御装置において実現される動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】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６】本発明の実施の形態２の制御装置において実現される動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【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。
【符号の説明】
【００７０】
１０  内燃機関
１２  点火プラグ
１８  クランク角センサ
２０  吸気通路
２２  排気通路
２８  エアフロメータ
３０  スロットルバルブ
３２  スロットル開度センサ
３４  アイドルスイッチ
３８  燃料噴射弁
４０  排気浄化触媒
４２  空燃比センサ
５０  ＥＣＵ
５４  アクセル開度センサ
６０  センサ素子
６２  保護カバー
【図１】
2009133204.tif 000003
【図２】
2009133204.tif 000004
【図３】
2009133204.tif 000005
【図４】
2009133204.tif 000006
【図５】
2009133204.tif 000007
【図６】
2009133204.tif 000008
【図７】
2009133204.tif 000009