JP2006194146A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、内燃機関の制御装置に関し、減速時のフューエルカット実行中に排気ガスを燃焼室内に還流させる内燃機関において、当該フューエルカット実行中に機関回転数が急低下する場合であっても、燃焼悪化や機関のストール等の発生を確実に回避することを目的とする。
【解決手段】 機関回転数NEの急低下を検知する（図２（Ｂ）の時点t6）。当該急低下が認められた場合は、VVT遅角要求NE0より高い回転数であっても実VVT値の遅角処理を開始させる（図２（Ｃ）の時点t6）。機関回転数NEがF/C復帰NEまで低下した時点t2で、F/Cからの復帰（燃料噴射の再開）を実行する（図２（Ｅ））。
【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、排気通路に排気ガス再循環量を制御するEGR弁を備え、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の燃料供給制御装置が開示されている。この装置では、フューエルカットの実行中に、機関回転数が所定回転数（自然復帰回転数）より低下した場合に、当該フューエルカットからの復帰（自然復帰）が実行される。そして、この装置では、減速時のフューエルカット実行状態から自然復帰する際に、機関回転数が自然復帰回転数より高いEGR切換下側回転数となったときに、EGR弁を全閉に制御することとしている。このため、上記従来の技術によれば、自然復帰が実行される際に、燃料供給再開に先立って燃焼室内の残留ガス量を減らすことができ、これにより、燃料供給の再開時に燃焼悪化が生ずるのを防止することができる。

特開平１１−１０１１４４号公報 特開２００４−１９７７０４号公報 特開平５−４４５０８号公報

ところで、Dレンジで走行しているときにギヤがニュートラルに変更された場合などのように、車両の走行中に内燃機関の機関回転数が急低下する場合がある。このような機関回転数の急低下が生じた場合に、上記従来の技術では、十分な対処をすることができない。すなわち、上記従来の技術によれば、EGR切換下側回転数に達してから自然復帰回転数に至るまでに残留ガスを十分に低減することが出来ず、その結果、燃焼悪化が生じ、最悪の場合は失火により機関がストールしてしまう。

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、減速時のフューエルカット実行中に排気ガスを燃焼室内に還流させる内燃機関において、当該フューエルカット実行中に機関回転数が急低下する場合であっても、燃焼悪化や機関のストール等の発生を確実に回避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。

第１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、当該フューエルカット実行中に機関回転数が第１所定回転数まで低下した時点で前記EGR制御手段により排気ガス再循環量の減衰を開始し、機関回転数が前記第１所定回転数より小さい第２所定回転数まで低下した時点で当該フューエルカットからの自然復帰を実行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実行中の機関回転数の急低下を検知する回転数急低下検知手段と、
前記回転数急低下判定手段により機関回転数の急低下が検知された場合に、通常の自然復帰時に比して、前記第１所定回転数を高回転側に設定する減衰開始回転数設定手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、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むことを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１所定回転数は、機関回転数の低下速度に基づいて設定されていることを特徴とする。

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、前記第１所定回転数は、前記EGR制御手段の駆動速度に基づいて設定されていることを特徴とする。

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、スロットルバルブの開度を制御するスロットル開度制御手段を備え、
前記スロットル開度制御手段は、
減速時のフューエルカットの実行中はスロットル開度をアイドル開度よりも小さく制御し、また、前記EGR制御手段による排気ガス再循環量の前記減衰開始と同期してスロットル開度をアイドル開度よりも大きく制御することを特徴とする。

第１の発明によれば、減速時のフューエルカットの実行中に機関回転数が急低下する場合であっても、フューエルカットからの自然復帰に先立って、すなわち、燃料噴射の再開に先立って排気ガス再循環量を十分に減衰させることができるので、燃焼悪化や機関のストール等の発生を回避することができる。

第２の発明によれば、減速時のフューエルカットの実行中に機関回転数が急低下する場合であっても、燃料噴射の再開に先立って、内部排気ガス再循環量、或いは外部排気ガス再循環量を十分に減衰させることができるので、減速時のフューエルカット中に内部排気ガス再循環およびまたは外部排気ガス再循環が積極的に実行されている内燃機関において、燃焼悪化や機関のストール等の発生を回避することができる。

第３の発明によれば、機関回転数の低下速度が大きいほど第１所定回転数をより高回転側に設定することにより、当該低下速度に基づき、燃料噴射の再開に先立って排気ガス再循環量をより正確に減衰させることができる。このため、本発明によれば、燃焼悪化や機関のストール等の発生をより確実に回避することができる。

第４の発明によれば、EGR制御手段の駆動速度が速いほど第１所定回転数をより低回転側に設定することにより、当該駆動速度に基づき、燃料噴射の再開に先立って排気ガス再循環量をより正確に減衰させることができる。このため、本発明によれば、燃焼悪化や機関のストール等の発生をより確実に回避することができる。

第５の発明によれば、EGR制御手段による排気ガス再循環量の減衰開始後の当該排気ガス再循環量の掃気を迅速に行うことが可能となる。このため、本発明によれば、第１所定回転数をより低回転側に設定することができるので、フューエルカットの実行中にスロットル開度をアイドル開度よりも小さく制御する期間をより長くすることができ、その結果として、触媒劣化抑制効果をより持続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や機関回転数NEの変動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、「触媒劣化抑制制御」と称する。

［実施の形態１の特徴部分］
図２は、F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状況下で、自然復帰条件が成立した場合の本実施の形態１の動作を説明するためのタイミングチャートである。より具体的には、図２（Ａ）は、機関回転数NEの変化を表す波形を、図２（Ｂ）は、ECU５０が設定するNE低下判定フラグの状態を、図２（Ｃ）は、吸気バルブタイミングVVTの現実値である実VVT値の変化を表す波形を、図２（Ｄ）は、スロットル弁開度TAの変化を表す波形を、図２（Ｅ）は、燃料噴射の実行の成否を表す波形を、それぞれ示している。

減速時にF/Cが実行されている内燃機関では、当該F/Cの実行中にアクセルペダルの踏み込みがなされないまま機関回転数NEがアイドル回転数近辺にまで低下したとき（図２（Ａ）に示す「F/C復帰NE」になったとき）は、機関のストールを防止すべく、F/Cからの復帰が実行される。このような態様のF/Cからの復帰動作を、以下、「自然復帰」と称する。

図２中に実線で示す各種の波形は、Dレンジでの走行中に車両が減速した状況下で、自然復帰が行われた場合の波形をそれぞれ示している。F/C中に上記触媒劣化抑制制御を実行する本実施形態のシステムでは、図２（Ａ）に示すように、機関回転数NEが上記F/C復帰NEに比して高いVVT遅角要求NE0まで低下した時点t1で、図２（Ｃ）に示すように、EGRを減衰させるために実VVT値を遅角させ始めることとしている。また、本実施形態のシステムでは、図２（Ｄ）に示すように、実VVT値の遅角化に伴って燃焼室１２内が過大に負圧化するのを抑制すべく、実VVT値の遅角開始と同時にスロットル開度TAを全閉からアイドル開度TA0まで開くこととしている。

吸気可変動弁機構２８は、通常、油圧により駆動されるものであるため、F/C中に進角されている実VVT値を所定のVVT遅角要求値に制御するまでに、すなわち、EGRガスを十分に減衰するまでに、ある程度の時間が必要となる。上記の処理によれば、燃料噴射再開時点t2の到来前に、予め燃焼室１２内のEGRガスを掃気させることができ、F/Cからの自然復帰時に燃焼悪化等が生ずるのを回避することができる。

一方、図２中に破線で示す各種の波形は、Dレンジでの走行中にギヤが時点t3でニュートラルに変更された状況下で、自然復帰が行われた場合の波形をそれぞれ示している。このようにギヤがDレンジからニュートラルに変更された場合や、ブレーキが強く踏み込まれた場合等では、機関回転数NEは、図２（Ａ）に示すように急低下する。従って、このような機関回転数NEが急低下する場合に、VVT遅角要求NE0とF/C復帰NEが他の減速時と同様に設定されていると、VVT遅角要求NE0からF/C復帰NEに達するまでの時間（t5−t4）、すなわち、EGRガスの掃気時間が極めて短くなる。このため、F/C復帰NEの到来までに実VVT値の遅角を完了できないこととなり、燃焼悪化や機関のストール等が生ずるおそれがある。

そこで、本実施形態のシステムでは、減速時のF/C中に機関回転数NEの急低下を検出することとし、より具体的には、機関回転数NEの急低下を検出した時点t6でNE低下を判定するフラグをセットすることとした。そして、そのようなNE低下判定フラグがセットされた場合には、VVT遅角要求NE0が到来していない場合であっても、原則として、実VVT値の遅角を直ちに開始させることとした。また、この場合においても、スロットル開度TAについては、実VVT値の遅角開始時点t6で、全閉からアイドル開度TA0まで開くこととし、F/C復帰NEが到来した時点t2で燃料噴射を再開するものとしている。上記の処理によれば、機関回転数NEの急低下が検出された場合には、実VVT値の遅角が開始される機関回転数NEがVVT遅角要求NE0よりも高めの回転数に設定されることとなり、機関回転数NEの急低下があっても機関のストール等の発生を回避することが可能となる。

次に、図３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３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１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３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中であると認められた場合には、機関回転数NEとNE低下判定フラグが取得される（ステップ１０２）。具体的には、本ステップ１０２では、機関回転数NEの変化率（低下速度）ΔNEを取得し、当該変化率ΔNEが所定のしきい値Xより大きい場合には、NE低下判定フラグが1にセットされ、しきい値X以下である場合には、NE低下判定フラグは0のままとされる。

次に、アクセルペダルがアイドル位置にあるか否かが判別される（ステップ１０４）。その結果、アクセルペダルがアイドル位置に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に基づくF/Cからの強制復帰の要求があったものと判断された場合には、以後、強制復帰のための所定の処理（本ルーチン以外の所定のルーチンの処理）が実行された後、F/Cからの復帰が実行される（燃料噴射が再開される）と共に、NE低下判定フラグが0にリセットされる（ステップ１０６）。

一方、上記ステップ１０４において、アクセルペダルがアイドル位置にあることが認められた場合には、NE低下判定フラグが0であるか否かが判別される（ステップ１０８）。その結果、NE低下判定フラグが0である場合、すなわち、機関回転数NEの急低下が認められない場合には、機関回転数NEがVVT遅角要求NE0より低いか否かが判別される（ステップ１１０）。本ルーチンにおけるVVT遅角要求NE0は、機関のストール等を回避するために実VVT値の遅角実行が開始されていなければならない機関回転数NEであり、そのような要求を満足する値として、ECU５０が記憶している固定値である。

上記ステップ１１０において、現在の機関回転数NEがVVT遅角要求NE0に達している場合には、実VVT値の遅角処理が実行される（内部EGR量の減衰が実行される）（ステップ１１２）と共に、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１１４）。その一方で、上記ステップ１１０において、未だVVT遅角要求NE0に達していない場合には、以後、速やかに本ルーチンの処理が終了される。

上記ステップ１１２において実VVT値の遅角処理が実行されると、次いで、機関回転数NEがF/C復帰NEより低いか否かが判別され（ステップ１１６）、現在の機関回転数NEがF/C復帰NEに達していることが認められた場合には、F/Cからの復帰が実行される（ステップ１０６）。

また、図３に示すルーチンでは、上記ステップ１０８において、NE低下判定フラグが0でない場合、すなわち、機関回転数NEの急低下が認められる場合には、次いで、機関回転数NEの当該急低下が過大な程度のものであるか否かが判別される（ステップ１１８）。本ルーチンの処理では、上記ステップ１０２において、機関回転数NEの変化率ΔNEがしきい値Xより大きい場合に、NE低下判定フラグを1にセットし、機関回転数NEの低下が急低下であると判定しているが、本ステップ１１８では、更に、当該変化率ΔNEがしきい値Xより大きい値に設定された所定のしきい値Yより大きいか否かを判別することにより、当該機関回転数NEの急低下の程度を判断している。

上記ステップ１１８において、機関回転数NEの急低下の程度が過大なものと判定された場合には、直ちに実VVT値の遅角処理が実行され（ステップ１１２）、一方、機関回転数NEの急低下は認められるがその程度が過大なものではないと認められる場合には、次いで、機関回転数NEが所定値Aより大きいか否かが判別される（ステップ１２０）。所定値Aは、VVT遅角要求NE0に所定の余裕代αを加えた値となるように設定されている。

上記ステップ１２０において、機関回転数NE＞所定値Aが成立すると判定された場合、すなわち、機関回転数NEの急低下が認められるがその程度が過大ではなく、かつ、現在の機関回転数NEの値がVVT遅角要求NE0に対して余裕代α以上高いことが認められた場合には、上記触媒劣化抑制制御の持続効果を極力維持すべく、実VVT値の遅角処理を行わずに、実VVT値が進角された状態に維持される（F/C中の所定の進角指令値がそのまま使用される）と共に、NE低下判定フラグがリセットされる（ステップ１２２）。

一方、上記ステップ１２０において、機関回転数NE＞所定値Aが不成立であると判定された場合、すなわち、機関回転数NEの急低下が認められるがその程度が過大ではなく、かつ、現在の機関回転数NEの値がVVT遅角要求NE0に対して余裕がない場合には、直ちに実VVT値の遅角処理が実行される（ステップ１１２）。

以上説明した通り、図３のルーチンによれば、上記触媒劣化抑制制御が実行されている減速時のF/C中に機関回転数NEの急低下が検出された場合には、機関回転数NEがVVT遅角要求NE0以上であっても、実VVT値の遅角処理が実行される。このため、本実施形態のシステムによれば、機関回転数NEが急低下する場合であっても、燃料噴射の再開に先立って内部EGRガスを十分に減衰させることができるので、燃料悪化や機関のストール等の発生を回避することができる。

また、上記ルーチンの処理によれば、機関回転数NEが急低下する場合であっても、その急低下の程度が過大ではなく、かつ、現在の機関回転数NEがVVT遅角要求NE0に対して十分な余裕がある場合には、実VVT値の遅角処理の実行を保留することにより、触媒劣化抑制効果を出来る限り維持することができる。

尚、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１の発明における「フューエルカット手段」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の発明における「EGR制御手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「回転数急低下検知手段」が、上記ステップ１１８の処理が成立した場合または上記ステップ１２０の処理が不成立の場合に直ちに上記ステップ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「減衰開始回転数設定手段」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、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４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。
また、上述した実施の形態１においては、ECU５０が電子制御式のスロットルバルブ１８を開閉駆動することにより前記第１の発明における「スロットル開度制御手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図４および図５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に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図３のルーチンに代えて、図４のルーチンを実行させることにより実現されるものである。

上述した実施の形態１では、機関回転数NEの急低下が検出された場合には、原則として、機関回転数NEがVVT遅角要求NE0に達していない場合であっても、実VVT値の遅角処理を実行させる処理を行うこととしている。これに対し、本実施形態のシステムは、機関回転数NEの低下速度ΔNEに基づいて、VVT遅角要求NE（変数B）の値を変更するという点に特徴を有している。

図４は、本実施の形態２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。また、図４において、実施の形態１における図３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４に示すルーチンでは、減速時のF/C中に（ステップ１００）、アクセルペダルがアイドル位置にあることが認められた場合には（ステップ１０４）、低下速度ΔNEに基づいて、VVT遅角要求NE（変数B）が取得される（ステップ２００）。ECU５０は、図５に示すように、VVT遅角要求NEを、低下速度ΔNEとの関係で定めたマップを記憶している。図５に示すマップは、機関回転数NEの低下速度ΔNEが大きくなるほど、VVT遅角要求NEが高くなるように設定されている。

次に、NE低下判定フラグが0であると判定された場合、すなわち、機関回転数NEの急低下が認められない場合には（ステップ１０８）、機関回転数NEが上記ステップ２００の処理により算出されたVVT遅角要求NE（変数B）より低いか否かが判別され（ステップ２０２）、現在の機関回転数NEが当該VVT遅角要求NEに達している場合には、実VVT値の遅角処理が実行される（ステップ１１２）。これらのステップ２０２および１１２の一連の処理によれば、機関回転数NEの急低下が認められない場合であっても、低下速度ΔNEが大きいほど、より高い機関回転数NEから実VVT値の遅角処理が開始される。

また、図４に示すルーチンでは、ステップ１１８において、機関回転数NEの急低下は認められるがその程度が過大なものではないと認められる場合には、次いで、機関回転数NEが所定値Cより大きいか否かが判別される（ステップ２０４）。所定値Cは、上記ステップ２００の処理により算出されたVVT遅角要求NE（変数B）に所定の余裕代αを加えた値となるように設定されている。このような所定値Cによれば、低下速度ΔNEが大きくなるほど、上述した所定値Aの設定に基づく図３のルーチンに比してより高い機関回転数NEから実VVT値の遅角処理（ステップ１１２）に進むようになる。

以上説明した通り、図４のルーチンによれば、機関回転数NEの低下速度ΔNEが大きいほど、VVT遅角要求NEがより高い値に設定される。このため、本実施形態のシステムによれば、燃料噴射の再開に先立って内部EGRガスを、当該低下速度ΔNEに基づいて、上述した実施の形態１のシステムに比してより正確に減衰させることができるので、より確実に機関のストール等の発生を回避することができる。

実施の形態３．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ECU５０に図４のルーチンに代えて、図６のルーチンを実行させることにより実現されるものである。

上述した実施の形態２では、機関回転数NEの低下速度ΔNEに基づいて、VVT遅角要求NEの値を変更することとしている。本実施形態のシステムは、これに加え、吸気バルブタイミングVVTの遅角速度（吸気可変動弁機構２８の駆動速度）に基づいて、VVT遅角要求NEを変更するという点に特徴を有している。

図６は、本実施の形態３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。また、図６において、実施の形態２における図４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６に示すルーチンでは、減速時のF/C中に（ステップ１００）、機関回転数NEとNE低下判定フラグが取得された後（ステップ１０２）、VVT遅角速度ΔVVTが取得され、当該VVT遅角速度ΔVVTに基づいてVVT遅角要求NEの補正係数kbが取得される（ステップ３００）。ECU５０は、VVT遅角速度ΔVVTを、上述したカム角センサ３４の出力に基づく所定時間毎の実VVT値の変化量から算出する。また、ECU５０は、図７に示すように、補正係数kbを、VVT遅角速度ΔVVTとの関係で定めたマップを記憶している。図７に示すマップは、VVT遅角速度ΔVVTが速くなるほど、補正係数kbが小さくなるように設定されている。

図６に示すルーチンにおいても、VVT遅角要求NE（変数B）は、上述した図５に示すマップを参照して、低下速度ΔNEに基づいて取得される（ステップ２００）。次いで、上記ステップ２００および３００でそれぞれ取得されたVVT遅角要求NE（変数B）と補正係数kbとを乗ずることにより、VVT遅角要求NEの最終値KBが算出される（ステップ３０２）。このような算出式によれば、VVT遅角速度が速いほど、VVT遅角要求NEをより低い機関回転数NEとすることができる。

図６に示すルーチンにおけるステップ３０４は、VVT遅角要求NE（変数B）が上記ステップ３０２の処理により算出されたVVT遅角要求NEの最終値KBに置き換えられている点を除き、上記図４に示すルーチンのステップ２０２と同様である。また、ステップ３０６は、所定値C（変数B＋余裕代α）が所定値D（最終値KB＋余裕代α）に置き換えられている点を除き、上記図４に示すルーチンのステップ２０４と同様である。

以上説明した通り、図６のルーチンによれば、VVT遅角速度ΔVVTが速いほど、VVT遅角要求NEがより低回転側に設定される。このため、VVT遅角速度ΔVVTがより速い場合ほど、上記触媒劣化抑制制御の持続時間を長くすることができ、触媒劣化抑制効果を最大限に引き出すことができる。このように、本実施形態のシステムによれば、VVT遅角速度ΔVVTをも考慮してVVT遅角要求NEを設定することにより、燃料噴射の再開に先立って内部EGRガスを、上述した実施の形態２のシステムに比して更に正確に減衰させることができるので、更に確実に機関のストール等の発生を回避することができる。

実施の形態４．
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
図８は、本発明の実施の形態４の構成を説明するための図である。尚、図８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８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単一の開弁特性が得られるようにそれぞれ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。本実施形態のシステムは、このような構成により外部EGR制御が実行されるハードウェア構成に対して、ECU６２に上述した実施の形態３と同様の処理を実行させるものである。

図９は、本実施の形態４において、ECU６２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。また、図９において、実施の形態３における図６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９に示すルーチンでは、減速時のF/C中に（ステップ１００）、機関回転数NEとNE低下判定フラグが取得された後（ステップ１０２）、EGR弁６６のEGR弁駆動速度ΔEGRVが取得され、当該EGR弁駆動速度ΔEGRVに基づいてEGR弁閉要求NE（変数E）の補正係数keが取得される（ステップ４００）。ECU６２は、EGR弁駆動速度ΔEGRVを、所定時間毎の実EGR弁開度の変化量から算出する。また、ECU６２は、上述した図７に類似するマップを参照して、EGR弁駆動速度ΔEGRVに基づいて補正係数keを取得する。このマップでは、EGR弁駆動速度ΔEGRVが速くなるほど、補正係数keが小さくなるように設定されている。

ステップ４０２では、低下速度ΔNEに基づいて、上述した図５と同様の傾向に設定されたマップを参照して、EGR弁閉要求NE（変数E）が取得され、次いで、ステップ４０４において、EGR弁閉要求NEの最終値KEが、上記EGR弁閉要求NE（変数E）と上記補正係数keとの積として算出される。

また、図９に示すルーチンでは、機関回転数NEの急低下が認められない場合には（ステップ１０８）、機関回転数NEが上記ステップ４０４の処理により算出されたEGR弁閉要求NEの最終値KEより低いか否かが判別される（ステップ４０６）。その結果、現在の機関回転数NEが当該最終値KEに達している場合には、EGR弁６６の閉処理が実行される（ステップ４０８）。

また、図９に示すルーチンでは、上記ステップ１１８において、機関回転数NEの急低下は認められるがその程度が過大なものではないと認められる場合には、次いで、機関回転数NEが所定値Fより大きいか否かが判別される（ステップ４１０）。所定値Fは、上記ステップ４０４の処理により算出されたEGR弁閉要求NEの最終値KEに所定の余裕代αを加えた値となるように設定されている。その結果、現在の機関回転数NEの値がEGR弁閉要求NEの最終値KEに対して余裕がない場合には、EGR弁６６の閉処理が実行され（ステップ４０８）、一方、現在の機関回転数NEが上記最終値KEに対して余裕代α以上高いことが求められた場合には、実EGR弁の開度が所定の開状態に維持されると共に、NE低下判定フラグがリセットされる（ステップ４１２）。

以上説明した通り、図９のルーチンによれば、機関回転数NEの低下速度ΔNEが大きいほど、EGR弁閉要求NEがより高い値に設定され、また、EGR弁駆動速度ΔEGRVが速いほど、EGR弁閉要求NEがより低回転側に設定される。このため、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状況下で、機関回転数NEが急低下する場合であっても、燃料噴射の再開に先立って内部EGRガスを十分に減衰させることができるので、機関のストール等の発生を確実に回避することができる。

ところで、上述した実施の形態４においては、図８のハードウェア構成に対して図９のルーチン（実施の形態３と同様の処理）を実行させることとしているが、図８のハードウェア構成に対して実行させるルーチンは図９に示すものに限定されるものではなく、図３に類似するルーチン（実施の形態１と同様の処理）や図４に類似するルーチン（実施の形態２と同様の処理）であってもよい。尚、ここでは、その詳細な説明は省略する。

尚、上述した実施の形態４においては、ECU６２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２の発明における「EGR弁制御手段」が実現されている。

［変形例］
上述した実施の形態１乃至４においては、それぞれのルーチンにおけるステップ１１４において、EGRガスの減衰処理（吸気可変動弁機構２８による実VVT値の遅角（ステップ１１２参照）、またはEGR弁６６の閉処理の実行（ステップ４０８参照））の開始と同期させて、スロットル開度TAをアイドル開度TA0に設定することとしているが、本発明における減速時のF/C中のスロットル開度TAの制御はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、EGRガスの減衰処理の開始と同期させて、その開始まではアイドル開度TA0より絞られていたスロットル開度TAを、アイドル開度TA0より大きな開度に設定してもよい。また、この際のスロットル開度TAの拡大期間は、例えばEGRガスの減衰開始からF/C復帰開始までの所定期間としてもよい。

上記のようなスロットル開度TAの制御によれば、EGRガスの減衰処理の開始後の当該EGRガスの掃気をより迅速に行うことができるため、EGRガスの減衰要求NE（VVT遅角要求NE等）をより低回転側に設定することができ、これにより、EGRガスの減衰開始前のスロットル開度TAがアイドル開度TA0より絞られた期間を長くすることができ、触媒劣化抑制効果をより持続させることができる。

また、上述した実施の形態１乃至３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。

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。 F/C中に上記触媒劣化抑制制御が実行されている状況下で、自然復帰条件が成立した場合の本発明の実施の形態１の動作を説明するためのタイミングチャートである。 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。 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４に示すルーチン中で参照されるVVT遅角要求NEのマップである。 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６に示すルーチン中で参照される補正係数kbのマップである。 本発明の実施の形態４の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態４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 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 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 (5)

1. 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、当該フューエルカット実行中に機関回転数が第１所定回転数まで低下した時点で前記EGR制御手段により排気ガス再循環量の減衰を開始し、機関回転数が前記第１所定回転数より小さい第２所定回転数まで低下した時点で当該フューエルカットからの自然復帰を実行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実行中の機関回転数の急低下を検知する回転数急低下検知手段と、
   前記回転数急低下判定手段により機関回転数の急低下が検知された場合に、通常の自然復帰時に比して、前記第１所定回転数を高回転側に設定する減衰開始回転数設定手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 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むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記第１所定回転数は、機関回転数の低下速度に基づいて設定されてい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。
4. 前記第１所定回転数は、前記EGR制御手段の駆動速度に基づいて設定されてい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。
5. スロットルバルブの開度を制御するスロットル開度制御手段を備え、
   前記スロットル開度制御手段は、
   減速時のフューエルカットの実行中はスロットル開度をアイドル開度よりも小さく制御し、また、前記EGR制御手段による排気ガス再循環量の前記減衰開始と同期してスロットル開度をアイドル開度よりも大きく制御す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。

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