JP2006161588A

JP2006161588A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2006161588A
Application number: JP2004350681A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishigori; 貴志錦織; 衛 ▲吉▼岡; Mamoru Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、運転状態に応じた値となるように排気ガス再循環量が制御されている状況下で、緩加速要求が発せられた場合に、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】ペダル強制復帰要求があり（ステップ１０２）、ドライバーからのアクセル要求が緩加速要求である場合には（ステップ１０８）、スロットル開度TAがアクセル要求通りの開度より大きい目標開度（必要開度TA1）に制御される。より具体的には、燃焼再開が可能な負荷率として定められた必達KLが算出され（ステップ１１２）、必達KLと機関回転数NEとの関係に基づいて必要開度TA1が算出され（ステップ１１４）、目標開度が必要開度TA1以上となったときに（ステップ１１６、１１８）、点火時期が調整されたうえで（ステップ１２０）、F/Cからの復帰が実行される（ステップ１２２）。
【選択図】図２

Description

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実行中に排気ガスを還流させ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。

従来、例えば特許文献１には、スロットルバルブと吸気弁のバルブタイミング可変機構との共働によって、燃焼室への空気充填量を変化させることでエンジン出力を制御する技術が開示されている。より具体的には、この技術では、エンジン出力の現状値と目標値とを比較してエンジンの制御量を判断し、そのエンジン制御量に応じて、スロットルバルブと吸気弁のバルブタイミング可変機構との共働によりエンジン出力を制御するものである。

特開平４−２５５５４８号公報特開２００４−１８３６１５号公報特開平７−１０３０１７号公報特開平４−３２５７４２号公報特開平５−８７２４３号公報

ところで、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。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または遅角させることにより、排気ガス再循環量を増減させることができる。

上記の手法により、運転状態に応じた設定値となるように排気ガス再循環量の制御が行われている状況下で、低負荷域への加速要求（緩加速要求）が発せられると、排気ガス再循環量の制御の態様によっては、緩加速の開始後に燃焼悪化または失火が生ずる場合がある。例えば、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。

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、運転状態に応じた値となるように排気ガス再循環量が制御されている状況下で、緩加速要求が発せられた場合に、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。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段を備え、運転状態に応じた値となるように排気ガス再循環量が制御される内燃機関の制御装置であって、
アクセル要求に基づいて加速要求度を判断する加速要求度判断手段と、
排気ガス再循環量の制御が行われている所定の運転状態において、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、スロットル開度を前記アクセル要求通りの開度より大きい目標開度に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする。

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、
当該フューエルカットからの強制復帰条件が成立し、前記加速要求度判断手段により判断された加速要求が低負荷域への加速要求である場合に、スロットル開度を前記アクセル要求通りの開度より大きい目標開度に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記スロットル制御手段によりスロットル開度が前記目標開度に制御される際に、点火時期を調整する点火時期調整手段を備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第２または第３の発明において、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、燃焼再開が可能な負荷率を取得する燃焼可能負荷率取得手段を備え、
前記スロットル制御手段は、前記目標開度を前記負荷率に基づく値に制御することを特徴とする。

また、第５の発明は、第２乃至第４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み、
前記フューエルカットからの強制復帰が成立した場合に、可変バルブタイミング制御手段および前記EGR弁制御手段の少なくとも一方により前記排気ガス再循環量を減衰させることを特徴とする。

第１の発明によれば、排気ガス再循環量の制御が行われている所定の運転状態において、低負荷域への加速要求（緩加速要求）が発せられた場合に、多量の新気の導入により吸気管圧力の負圧化を緩和させることができ、その結果として、排気ガス再循環量を減衰させることができる。このため、本発明によれば、上記のような緩加速が行われる場合に、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。

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、多量の新気の導入により吸気管圧力の負圧化を緩和させることができ、その結果として、排気ガス再循環量を減衰させることができる。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。

第３の発明によれば、スロットル開度をアクセル要求通りの開度より大きくしたことにより予想される過剰トルクの発生に伴うトルクショックを、点火時期の調整により緩和させることができる。

第４の発明によれば、スロットル制御手段により制御される目標開度が燃焼再開の可能な負荷率に基づいて決定される。つまり、本発明によれば、燃焼再開を可能とするのに必要な量の新気を確保するために必要なスロットル開度に上記目標開度が制御される。このため、本発明によれば、燃焼悪化または失火の発生を確実に防止することができる。

第５の発明によれば、フューエルカットからの強制復帰時に、スロットル制御手段による上記目標開度への制御に加え、排気ガス再循環量を減衰させることにより、排気ガス再循環量の減衰を早めることができる。このため、本発明によれば、強制復帰時に、燃焼悪化または失火のより確実な防止と、アクセル要求に対するレスポンスを向上させることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

F/Cからの強制復帰時には、ドライバーから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。

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。

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は、スロットル開度TAを、アクセル要求通りの値より大きく開くこととした、より具体的には、燃焼が可能となる負荷率KLに対応する開度以上とした。

次に、図２乃至図４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、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、減速時のF/C中であるか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、F/C中であると判定された場合には、ペダル強制復帰要求があったか否かが判別される（ステップ１０２）。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。

上記ステップ１０２において、ペダル強制復帰要求があったと判定された場合には、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、ペダル強制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。

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。

上記ステップ１０８において、アクセル開度PA＜低負荷域角度PA0が成立しないと判定された場合、すなわち、ドライバーからのアクセル要求が緩加速要求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る（ステップ１１０）。緩加速要求でない、すなわち、比較的高負荷域への加速要求の場合には、アクセル要求通りで制御されるスロットルバルブ１８の開き量が比較的大きいものとなるため、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多量となる。従って、この場合には、F/Cからの強制復帰時に、内部EGR量の減衰が十分でない状況下で、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とされ、かつ、直ちに燃料噴射が再開されても、失火に至ることはない。

一方、上記ステップ１０８において、ドライバーからのアクセル要求が緩加速要求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値と機関回転数NEとが取得され、これらの実VVT値と機関回転数NEとに基づいて必達KLが算出される（ステップ１１２）。ECU５０は、図３に示すように、必達KLを、機関回転数NEと実VVT値との関係で定めたマップを記憶している。上述したように、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、言い換えれば、スロットル開度TAがアクセル要求通りの値とされた状態で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おそれがある。そこで、本ステップ１１２では、F/Cからの強制復帰時に緩加速が要求された場合に、失火等を生じさせることなく燃焼を可能とする量の新気を得るために到達すべき負荷率KL、すなわち、必達KLが、図３に示すマップを参照して取得される。

燃料噴射が再開された場合、スロットル開度TAが一定であるとすると、内部EGR量は、機関回転数NEが高いほど、吸気管圧力PMが大きく負圧化されるため増量する。また、内部EGR量は、吸気管圧力PMが一定であれば、吸気バルブタイミングVVTの進角値が高いほど増加するという傾向を示す。従って、必達KLは、図３に示すように、機関回転数NEが高いほど、また、吸気バルブタイミングVVTの進角値が大きいほど、高くなるように設定されている。

図２に示すルーチンでは、次に、必達KLを達成するためのスロットルバルブ１８の必要開度TA1が算出され（ステップ１１４）、スロットル開度TAの目標値が必要開度TA1に設定される（ステップ１１６）。ECU５０は、図４に示すように、必要開度TA1を、必達KLと機関回転数NEとの関係で定めたマップを記憶している。図４に示すマップでは、必達KLが高くなるほど吸入空気量Gaが増加する特性が得られるように、必達KLが高いほど必要開度TA1が大きくなるように設定されている。また、機関回転数NEが高くなるほど吸気管圧力PMが大きく負圧化するため、必達KLを充足するための必要開度TA1は、機関回転数NEが高いほど大きくなるように設定されている。

次に、スロットル開度TAの現実値が必要開度TA1以上であるか否かが判別される（ステップ１１８）。その結果、スロットル開度TAの現実値が必要開度TA1以上であることが認められた場合には、点火時期が調整され（ステップ１２０）、その後、F/Cからの復帰、すなわち、燃料噴射の再開が実行される（ステップ１２２）。上記ステップ１１６の処理によりスロットル開度TAが必要開度TA1に設定、つまり、アクセル要求通りの値より大きい値に設定されることにより、燃料噴射再開時にドライバーの要求以上のトルク増大と、それに伴うトルクショックの発生が予想される。そこで、本ステップ１２０では、スロットルバルブ１８の必要開度TA1とアクセル要求値との関係に基づいて、F/Cからの復帰後に用いる点火時期の遅角量を算出し、そのような点火時期に調整している。このような処理によれば、スロットル開度TAを必要開度TA1にまでアクセル要求値より大きくしたことにより予想される過剰トルクの発生に伴うトルクショックを、点火時期の遅角により緩和させることができる。

以上説明した通り、図２に示すルーチンによれば、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、スロットル開度TAをアクセル要求値より大きい必要開度TA1としたうえでF/Cからの復帰が実行される。このため、上記ルーチンによれば、復帰後において、多量の新気の導入により吸気管圧力PMが負圧化されるのを緩和させることができ、その結果として、内部EGRを速やかに減衰させることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、F/C中に上記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。

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。

また、上述した実施の形態１においては、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている場合における緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、スロットル開度TAをアクセル要求通りの開度より大きくすることとしているが、本発明が適用される運転状態は上記の強制復帰時に限定されるものではない。すなわち、本発明は、例えば、運転状態に応じた設定値となるように排気ガス再循環量の制御が行われている内燃機関において、低負荷域への加速要求（緩加速要求）が発せられた際に、緩加速の開始後に燃焼悪化または失火が生ずるような状況に適用されるシステムとして好適なものである。

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５に示すようなハードウェア構成であってもよい。

図５は、上記の変形例の構成を説明するための図を示す。尚、図５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５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、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EGRクーラ６８を備えている。本発明は、以上の図５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。

尚、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量を制御することにより前記第１または第２の発明における「EGR制御手段」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または第２の発明における「加速要求度判断手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第１または第２の発明における「スロットル制御手段」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、内燃機関の減速時にF/Cを実行することにより前記第２の発明における「フューエルカット手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第２の発明における「強制復帰条件判定手段」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が上記ステップ１２０の処理を実行することにより前記第３の発明における「点火時期調整手段」が実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ECU５０が上記ステップ１１２の処理を実行することにより前記第４の発明における「燃焼可能負荷率取得手段」が実現されている。
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５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。

実施の形態２．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図６は、本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。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、排気ガス還流通路６４、EGR弁６６、および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。

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は、スロットル開度TAを、アクセル要求通りの値より大きく開くこととしている。

次に、図７を参照して、本発明の実施の形態２における具体的な処理について説明する。
図７は、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。

図７に示すルーチンでは、減速時のF/C中に、ペダル強制復帰要求があったと判定された場合には（ステップ１０２）、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２００）。

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弁開度と機関回転数NEとが取得され、これらの実EGR弁開度と機関回転数NEとに基づいて必達KLが算出される（ステップ２０２）。本ステップ２０２で用いられる必達KLは、機関回転数NEと実EGR弁開度との関係で定められたものであり、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、そのような必達KLを取得することができる。

次に、必達KLを達成するためのスロットルバルブ１８の必要開度TA2が、上述した図４に類似するマップを参照して算出され（ステップ２０４）、スロットル開度TAの目標値が必要開度TA2に設定される（ステップ２０６）。

次に、スロットル開度TAの現実値が必要開度TA2以上であることが認められた場合には（ステップ２０８）、点火時期が調整されたうえで（ステップ１２０）、F/Cからの復帰、すなわち、燃料噴射の再開が実行される（ステップ１２２）。

以上説明した通り、図７に示すルーチンによれば、緩加速に伴うF/Cからの強制復帰時に、スロットル開度TAをアクセル要求値より大きい必要開度TA2としたうえでF/Cからの復帰が実行される。従って、本実施形態のシステムによれば、外部EGR制御によってF/C中に上記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。

ところで、上述した実施の形態２においては、図６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、例えば、上述した図５に示すハードウェアを用いて、ECU７２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。

尚、上述した実施の形態２においては、ECU７２がEGR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５の発明における「EGR弁制御手段」が実現されている。

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２に示すルーチン中で参照される必達KLのマップである。図２に示すルーチン中で参照される必要開度TA1のマップである。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。本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。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

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 EGR弁

Claims

排気ガス再循環量を制御するEGR制御手段を備え、運転状態に応じた値となるように排気ガス再循環量が制御される内燃機関の制御装置であって、
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、
排気ガス再循環量の制御が行われている所定の運転状態において、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、スロットル開度を前記アクセル要求通りの開度より大きい目標開度に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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、減速時のフューエルカット時に前記EGR制御手段により前記排気ガス再循環量を増量す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、
当該フューエルカットからの強制復帰条件が成立し、前記加速要求度判断手段により判断された加速要求が低負荷域への加速要求である場合に、スロットル開度を前記アクセル要求通りの開度より大きい目標開度に制御するスロットル制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記スロットル制御手段によりスロットル開度が前記目標開度に制御される際に、点火時期を調整する点火時期調整手段を備え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。
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、燃焼再開が可能な負荷率を取得する燃焼可能負荷率取得手段を備え、
前記スロットル制御手段は、前記目標開度を前記負荷率に基づく値に制御することを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の制御装置。
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み、
前記フューエルカットからの強制復帰が成立した場合に、前記可変バルブタイミング制御手段および前記EGR弁制御手段の少なくとも一方により前記排気ガス再循環量を減衰させることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。