JP2008151064A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関が間欠運転される車両において、内燃機関始動時における排気性状の悪化を防止する。
【解決手段】エンジンＥＣＵ１０００は、ハイブリッド車両に搭載されるエンジン１２０に対して間欠運転制御を実行する。エンジン１２０には、三元触媒コンバータ９００の下流側からＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２によりその流量が制御されるＥＧＲ装置が設けられる。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン停止要求がある場合には、エンジン１２０をアイドル運転させるとともに、ＥＧＲバルブ５０２に対して制御信号（閉弁信号）を出力してＥＧＲの作動を停止させる。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、エアフローメータ等により検出された吸入空気量に基づいて吸気管内のＥＧＲガスの残留量を推定し、その推定したＥＧＲガスの残留量が所定値以下であるときに、エンジン停止処理を実行する。
【選択図】図３

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関を駆動力源として備えた車両における内燃機関の制御装置に関する。

特開２００４−１００４９７号公報（特許文献１）は、交差点待ちのような一時的な車両停車時にエンジンの自動停止を行なうアイドルストップ車両に搭載されるエンジンの自動停止・自動再始動装置を開示する。

このエンジンの自動停止・自動再始動装置によると、エンジンには、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させるとともに燃費を向上させるものとして、排気通路内の排気ガスの一部を再度吸気通路へ還流させる排気ガス還流装置（以下、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）が設けられている。そして、エンジンの自動停止・自動再始動装置は、エンジンの自動停止要求を検出したときに、エンジンを自動停止する前に排気ガスを吸気通路へ導入する排気ガス導入手段と、この排気ガスをエンジンの自動再始動を行なうまで吸気通路内に保持する排気ガス保持手段とを有している。

このような構成とすることにより、エンジンの自動再始動直後では、燃焼室内へ導入される新気の割合が減少し、実質的に可燃空気量が減少するため、エンジン回転数のオーバーシュートが抑制される。
特開２００４−１００４９７号公報

しかしながら、上述した特開２００４−１００４９７号公報に開示されるエンジンの自動停止・自動再始動装置では、エンジン回転数のオーバーシュートを抑制してエンジンを円滑に再始動できる一方で、燃焼室内での燃焼が緩慢となって、燃焼性の悪化により排気エミッションが増加するという問題点が発生する。

また、燃焼室内の温度または圧力が低いことによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生することがある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するばかりでなく、未燃焼混合気が排気通路に排出され、排気エミッションの悪化や、排気浄化触媒への悪影響が懸念される。

特に、エンジンの他の駆動力源として電動機をさらに備えたハイブリッド車両においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転と電動機による運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。すなわち、ハイブリッド車両のエンジンは、走行中においても間欠駆動が行なわれることになり、頻繁に停止制御が行なわれる。そのため、上述したエンジン再始動時における排気性状の悪化が顕著となることが懸念される。しかしながら、上述した特許文献１には、このようなエンジン再始動時の排気性状改善策については何ら開示されていない。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関が間欠運転される車両において、内燃機関始動時における排気性状の悪化を防止することである。

この発明によれば、内燃機関の制御装置は、内燃機関を駆動力源として備えた車両における内燃機関の制御装置である。内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられる。制御装置は、車両の運転開始後、所定の停止条件の成立時に内燃機関を一時的に停止させるように構成された間欠運転制御手段と、排気ガス還流装置による還流ガスの還流動作を制御する還流ガス制御手段とを備える。還流ガス制御手段は、内燃機関の停止要求に応じて、還流ガスの還流動作を停止する。間欠運転制御手段は、吸気管内の還流ガスの残留量を推定し、その推定した還流ガスの残留量が所定値を下回ったことに応じて、内燃機関の停止処理を実行する。

上記の内燃機関の制御装置によれば、吸気系に残留している排気ガスが取り除かれた後に内燃機関を一時的に停止させることによって、次回の内燃機関始動時における排気性状の悪化を防止することができる。

好ましくは、間欠運転制御手段は、少なくとも吸入空気量に基づいて、吸気管内の還流ガスの残留量を推定する。

上記の内燃機関の制御装置によれば、吸気管内の還流ガスの残留量を容易に推定できる。

好ましくは、間欠運転制御手段は、所定の停止解除条件の成立時に内燃機関を始動させるように構成される。還流ガス制御手段は、内燃機関の始動時における内燃機関の燃焼状態を検知し、その検知した燃焼状態が安定であることに応じて、還流ガスの還流動作を開始する。

上記の内燃機関の制御装置によれば、さらに、次回の内燃機関始動時に燃焼状態が安定してから排気ガス環流装置を作動させることによって、内燃機関始動時における排気性状の悪化をより確実に防止することができる。

好ましくは、還流ガス制御手段は、内燃機関の燃料噴射制御、内燃機関の点火時期制御、および内燃機関の始動時制御の経過時間の少なくとも１つに基づいて、内燃機関の燃焼状態を検知する。

上記の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関を制御する他の制御手段の内容に基づいて、燃焼状態が安定であることを容易に推定することができる。

好ましくは、車両は、内燃機関の他の駆動力源をさらに備える。
上記の内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の停止制御が頻繁に行なわれるハイブリッド車両において、排気性状の悪化を確実に防止することができる。

この発明によれば、内燃機関が間欠運転される車両において、内燃機関始動時における排気性状の悪化を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、本発明の実施の形態による内燃機関の制御装置が搭載される車両の一例として示されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２６０と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間で電圧変換を行なう昇圧コンバータ２４２と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）１０２０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ１０００と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ１０２０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ１０１０と、バッテリＥＣＵ１０２０、エンジンＥＣＵ１０００およびＭＧ＿ＥＣＵ１０１０等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ１０３０等を含む。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ１０１０とＨＶ＿ＥＣＵ１０３０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

動力分割機構２６０は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２６０は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はプラネタリーキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギヤ（Ｒ）によってモータおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２６０によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

このように、ハイブリッド車両のエンジン１２０は、走行中においても間欠駆動が行なわれることになり、頻繁に停止制御が行なわれるようになる。すなわち、内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０の間欠運転を行なう「間欠運転制御手段」を構成する。

次に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジン１２０について説明する。図２は、エンジンＥＣＵ１０００によって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。

図２を参照して、このエンジンシステムにおいては、エアクリーナ２００を介した空気が、エンジン１２０の燃焼室に導入される。その際、吸入空気量がエアフローメータ２０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００に吸入空気量を表わす信号が入力される。また、スロットルバルブ３００の開度により、吸入空気量が変化する。このスロットルバルブ３００の開度は、エンジンＥＣＵ１０００からの信号に基づいて作動したスロットルモータ３０４により変化される。スロットルバルブ３００の開度は、スロットルポジションセンサ３０２により検知されて、エンジンＥＣＵ１０００にスロットルバルブ３００の開度を表わす信号が入力される。

燃料は、フューエルタンク４００に貯蔵され、フューエルポンプ４０２により高圧フューエルポンプ８００を介して高圧フューエルインジェクタ８０４から燃焼室に噴射される。インテークマニホールドから導入された空気と、フューエルタンク４００から高圧フューエルインジェクタ８０４を介して燃焼室に噴射された燃料との混合気が、エンジンＥＣＵ１０００から制御信号が入力されるイグナイタ一体式イグニッションコイル８０８を用いて着火されて燃焼する。なお、図２のように、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタを設ける構成以外に、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタを設ける構成、あるいは、筒内噴射用インジェクタおよび吸気通路噴射用インジェクタの双方を設ける構成としてもよい。

混合気が燃焼した後の排気ガスは、イグゾーストマニホールドを通り、三元触媒コンバータ９００および三元触媒コンバータ９０２を通って、大気に排出される。

このエンジンシステムは、図２に示すように、三元触媒コンバータ９００の下流側からＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２によりその流量が制御されるＥＧＲ装置を有する。このＥＧＲ装置は、排気ガス再循環装置とも呼ばれ、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系へ再循環させ、新しい混合気と混ぜて燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制したり、ポンピングロスを抑制して燃費向上を図るものである。

図３に、図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図を、図４にＥＧＲ装置のＥＧＲバルブ５０２の部分を拡大した図を示す。

図３および図４に示すように、ＥＧＲガスは、三元触媒コンバータ９００を通過した後の排気ガスがＥＧＲパイプ５００を通ってＥＧＲバルブ５０２まで導入される。ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００によりデューティ制御が実行されている。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数、アクセルポジションセンサ１０２からの信号などの各種の信号に基づいて、ＥＧＲバルブ５０２の開度を制御する。

また、図３に示すように、ＥＧＲバルブ５０２は、エンジンＥＣＵ１０００からの制御信号により動作するステッピングモータ５０２Ａと、ステッピングモータ５０２Ａによりリニアにバルブ開度が制御されるポペットバルブ５０２Ｃと、リターンスプリング５０２Ｂとを含む。燃焼室に還流されるＥＧＲガスは高温のため、ＥＧＲバルブ５０２の性能や耐久性に悪影響を及ぼすため、エンジンの冷却水により冷却するための冷却水通路５０２Ｄが設けられている。

ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、エンジンＥＣＵ１０００を経由して、エンジン回転数センサ（図示せず）にて検知されたエンジン回転数を表わす信号、および、アクセルポジションセンサ１０２からの信号が入力される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０には、車輪速センサ（図示せず）にて検知された車速を表わす信号が入力される。ＨＶ＿ＥＣＵ１０３０は、これらの信号に基づいて、エンジンＥＣＵ１０００にエンジン制御信号（例えば、スロットル開度信号）を出力する。

エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン制御信号や他の制御信号に基づいて、エンジン１２０に電子スロットル制御信号を出力する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン停止指令およびエンジン始動指令が発せられた場合には、後述する方法によって、ＥＧＲバルブ５０２の開度を調整するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をステッピングモータ５０２Ａへ出力する。

なお、本実施の形態では、ＥＧＲ装置におけるＥＧＲバルブ５０２は、ステッピングモータ５０２Ａによりポペットバルブ５０２Ｃが駆動されるものと説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、ステッピングモータ５０２Ａのような電気式アクチュエータではなく、ソレノイドバルブとダイヤフラムを有する空気アクチュエータとにより構成される空気制御式のＥＧＲバルブであってもよい。

再び図２を参照して、このエンジンシステムには、このようなＥＧＲ装置の他に、以下に示すシステムが導入されている。

このエンジンシステムには、燃料噴射制御システムが導入され、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６によって吸入空気量を検出し、燃料噴射量が制御される。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により、最適な燃焼状態となるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた燃料噴射量および燃料噴射時期の制御を行なう。

また、このエンジンシステムにおいては、エンジン回転数と吸入空気量（バキュームセンサ３０６およびエアフローメータ２０２により検出）により燃料噴射量が決定される。また、始動後の空燃比は、酸素センサ７１０，７１２からの信号によりフィードバック制御される。すなわち、燃料噴射制御は、エンジンの状態に応じて演算した基本噴射時間に、各センサの信号に補正を加え、燃料噴射時期制御および噴射量制御が実行される。

また、このエンジンシステムには、点火時期制御システムが導入されている。エンジンＥＣＵ１０００は、各センサからの信号により最適な点火時期を算出し、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８に点火信号を出力する。点火時期は、初期セット点火時期または基本進角度および補正進角度により決定される。また、このエンジンシステムには、ノックセンサ７０４によりノッキングが検知されると、ノッキングが発生しなくなるまで一定角度ずつ点火時期を遅角させて、ノッキングが発生しなくなると一定角度ずつ進角させるノックコントロールシステムが導入されている。

エンジンの点火時期の算出は、エンジン回転数信号、カムポジションセンサからの信号、吸気流量の信号、スロットルバルブ開度信号、エンジン冷却水用信号などに基づいて、エンジンＥＣＵ１０００が運転状態に応じて算出して、イグナイタ一体式イグニッションコイル８０８へ点火信号を出力する。すなわち、点火時期制御は、エンジンの状態に応じて演算した基本点火時期に、各センサの信号による補正を加え、適正な点火時期を算出する。

また、このエンジンシステムには、スロットル制御システムが導入されている。このスロットル制御システムは、エンジンの状態に応じて演算したスロットルバルブ３００の開度に、各センサの信号による補正を加えて、適正な開度になるように制御される。すなわち、エンジンの燃焼状態に応じた適切なスロットルバルブ３００の開度になるように、エンジンＥＣＵ１０００がスロットルバルブ３００の開度をスロットルモータ３０４を用いて制御する。

また、このエンジンシステムは、アイドル回転数制御システムが導入されている。このアイドル回転数制御システムは、エンジン冷却水温に応じたファーストアイドル回転数、エンジン暖気後のアイドル回転数を制御する。アイドル回転数制御は、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６からの信号に基づいて吸入空気量を算出し、エンジンＥＣＵ１０００が最適なスロットルバルブ３００の開度およびインジェクタ開弁時間を算出し、アイドル回転数を目標回転数に近づける。

また、図１には記載していないが、スロットルモータによるアイドル回転数制御の他に、アイドルスピードコントロールバルブによる制御方法もある。このアイドルスピードコントロールバルブは、スロットルバルブのバイパス通路に流れる空気量を調整して、アイドル回転数を制御する。

また、このエンジンシステムには、キャニスタパージ制御システムが導入されている。このキャニスタパージ制御システムは、フューエルタンク４００から発生する燃料蒸発ガスをインテークポートに吸引して燃焼させる。キャニスタパージ量は、エンジンＥＣＵ１０００が、キャニスタパージ用ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）４０６の開閉を制御することにより、運転状態に応じて制御される。このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、キャニスタパージ用ＶＳＶ４０６にデューティ信号を出力して、キャニスタパージ用ＶＳＶ４０６の開度が制御される。

また、このエンジンシステムには、気流制御バルブシステムが導入されている。この気流制御バルブシステムは、エンジンの冷却水温およびエンジンの状態に応じて、２つある独立インテークポートの１つを閉じることで燃焼室内の気流を最適に制御し、燃焼の安定化および性能向上を図る。気流制御バルブ６００は、独立吸気ポートの片側に設けられており、エンジンＥＣＵ１０００からの信号により開閉制御される。一方のポートを閉じることにより、もう片方のポートを通過する吸気の流速が速くなり、燃焼室内の横方向の乱流を強化する。これにより、低水温時には燃料の霧化が促進され、燃焼の安定化が図れる。また、低回転高負荷域においても体積効率および燃焼効率が向上し、高性能化を図ることができる。エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン回転数、エンジン冷却水温、負荷信号などに基づいて、気流制御バルブ６００の開度を決定し、気流制御バルブ用ＶＳＶ６０２を介してアクチュエータのダイヤフラム室にかかる負圧を切換えることにより、気流制御バルブ６００を開閉する。

（エンジンの間欠運転制御）
上述したように、図１で示されるハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、エンジン１２０は、走行中においても間欠駆動が行なわれるため、頻繁に停止制御が行なわれるようになる。

このようなエンジン１２０の間欠運転制御においては、エンジン１２０の始動（再始動）時に、吸気管内に、ＥＧＲ装置によって還流されたＥＧＲガスが残留している場合には、燃焼室内での燃焼が緩慢となって、燃焼性の悪化により排気エミッションが増加するという問題点が発生する。

また、燃焼温度または圧力等が低いことによって、燃焼室内の混合気が着火されない現象、いわゆる失火が発生することがある。失火が発生すると、機関回転速度が低下するばかりでなく、未燃焼混合気が排気通路に排出され、排気エミッションの悪化や、排気浄化触媒への悪影響が懸念される。

すなわち、図２に示されるエンジンシステムにおいて、吸気管内に還流されたＥＧＲガスは、燃焼が安定しているエンジン運転中には、ＮＯｘの低減および燃費の向上といった効果を奏する一方で、燃焼が不安定になるエンジン始動時においては、排気性状を悪化させる要因となる。

そこで、この発明による内燃機関の制御装置は、エンジン間欠運転制御の実行時において、エンジン始動（再始動）時に吸気管内にＥＧＲガスが残留していないように、ＥＧＲ装置の動作を制御する構成とする。

詳細には、本実施の形態によるエンジンＥＣＵ１０００は、第１の構成として、エンジン１２０の停止制御を行なう際には、吸気管内に含まれるＥＧＲガスを取り除くための制御を実行する。そして、ＥＧＲガスが取り除かれたことに応じて、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０の停止処理を開始する。

さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、第２の構成として、エンジン１２０の始動制御を行なう際には、エンジン１２０の燃焼が安定したことに応じて、ＥＧＲガスを吸気管内に導入するための制御を実行する。

以下に、エンジン停止時およびエンジン始動時にそれぞれ実行される、これら２つの構成について詳細に説明する。

（エンジン停止制御）
最初に、エンジン停止制御は、エンジン停止要求に応答して実行される。エンジンＥＣＵ１０００は、このエンジン停止制御の一環として、エンジン停止要求がなされると、エンジン停止前の所定期間、エンジン１２０をアイドル運転（無負荷運転）させている。本実施の形態では、この所定期間において、ＥＧＲ装置の作動を停止（ＥＧＲカット）させる構成とする。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲバルブ５０２に対して制御信号（閉弁信号）を出力して、ＥＧＲ装置の作動を停止させる。

このようにＥＧＲバルブ５０２が閉状態にされることにより、吸気管内では、エアクリーナ２００を介した空気のみが導入される。そのため、この導入された空気によってＥＧＲガスが、吸気管内から燃焼室内へ排出される。さらに、燃焼後の排気ガスは全て大気に排出されるため、吸気管内に還流されることがない。

このとき、エンジンＥＣＵ１０００は、吸気管内に含まれるＥＧＲガスの残留量を推定している。一例として、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０をアイドル運転させている所定期間において、エアフローメータ２０２およびバキュームセンサ３０６により検出された吸入空気量の積算値を演算し、その演算結果に基づいて、吸気管内に含まれるＥＧＲガスの残留量を推定する。

そして、エンジンＥＣＵ１０００は、推定したＥＧＲガスの残留量に基づいて、吸気管内からＥＧＲガスが取り除かれたと判断されると、エンジン１２０を停止させて一連の停止制御を終了する。すなわち、本実施の形態によれば、ＥＧＲガスが取り除かれたと判断されるまで、エンジン１２０の停止処理が禁止される。これにより、エンジン１２０の一時停止期間中においては、吸気系にはＥＧＲガスが含まれない状態となっている。

図５は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の停止制御を説明するためのフローチャートである。

図５を参照して、エンジンＥＣＵ１０００は、ステップＳ０１において、エンジン停止要求があるか否かを判定する。ステップＳ０１では、エンジン停止要求は、所定のエンジン停止条件が成立している場合に発せられる。本実施の形態に係るハイブリッド車両のようにエンジン間欠運転が行なわれる車両では、運転者からのキー操作とは直接的に無関係にエンジン停止要求が発せられる。

そして、ステップＳ０１においてエンジン停止要求があるときには、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０をアイドル運転させるとともに（ステップＳ０２）、ＥＧＲバルブ５０２に対して制御信号（閉弁信号）を出力して、ＥＧＲの作動を停止（ＥＧＲカット）させる（ステップＳ０３）。一方、ステップＳ０１においてエンジン停止要求がないときには、この処理が終了する。

ステップＳ０２においてＥＧＲをカットしてから、エンジンＥＣＵ１０００は、バキュームセンサ３０６およびエアフローメータ２０２により検出された吸入空気量に基づいて、吸気管内のＥＧＲガスの残留量を推定する（ステップＳ０４）。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、推定したＥＧＲガスの残留量が予め設定された所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ０５）。

ステップＳ０５において、ＥＧＲガスの残留量が所定値以下である場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン停止処理を実行する（ステップＳ０６）。一方、ＥＧＲガスの残留量が所定値を超える場合には、再びステップＳ０２に戻り、ＥＧＲガスの残留量が所定値以下となるまで、エンジン１２０のアイドル運転を継続させる。

このように、吸気管内からＥＧＲガスが取り除かれた状態で、エンジン１２０を一時停止させることにより、次回のエンジン再始動時までの運転停止期間において、エンジン１２０は、吸気管内にＥＧＲガスが残留していない状態に維持される。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、所定のエンジン停止解除条件の成立に応答して、エンジン１２０を再始動させるための制御を実行する。

（エンジン始動制御）
図６は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の始動制御を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートは、図５で示した一連のエンジン停止制御によってエンジン１２０が停止状態であるときに、エンジンＥＣＵ１０００によって実行されるものである。

図６を参照して、エンジンＥＣＵ１０００は、ステップＳ１１おいて、エンジン始動要求があるか否かを判定する。ステップＳ１１では、エンジン始動要求は、所定のエンジン停止解除条件が成立している場合に発せられる。

そして、ステップＳ１１においてエンジン始動要求があるときには、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン１２０を始動させる（ステップＳ１２）。一方、ステップＳ１１においてエンジン始動要求がないときには、この処理が終了する。

エンジン始動時において、エンジンＥＣＵ１０００は、さらに、所定のＥＧＲ許可条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。所定のＥＧＲ許可条件は、ＥＧＲ作動を許可するための条件であり、後述するように、エンジン１２０の燃焼状態が安定したことが検知されたことによって成立するように予め設定されている。

ステップＳ１３において、ＥＧＲ許可条件が成立した場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ装置の作動を開始（ＥＧＲ導入）させる（ステップＳ１４）。具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲバルブ５０２に対して制御信号（開弁信号）を出力して、ＥＧＲ装置の作動を開始させる。

一方、ステップＳ１３においてＥＧＲ許可条件が成立しない場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可条件が成立するまで継続してＥＧＲ装置の作動を停止させる。

このように、エンジン１２０を一時停止させた状態から再始動させるときには、エンジン１２０の燃焼状態が安定するまでＥＧＲ装置を作動させないことによって、エンジン始動は、吸気管内にＥＧＲガスが残留していない状態で行なわれることとなる。その結果、エンジン始動時における排気性状の悪化を確実に防止することができる。

なお、図６のステップＳ１３で示したＥＧＲ許可条件が成立しているか否かの判定動作は、エンジン１２０の燃焼状態に基づいて行なわれるものであり、例えば、図７に示すフローチャートに従って実行される。

図７は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃焼状態の検知手段を説明するためのフローチャートである。

図７を参照して、エンジンＥＣＵ１０００は、ステップＳ０４１〜Ｓ０４４にそれぞれ示す条件の少なくとも１つが成立している場合に、エンジン１２０の燃焼状態が安定していると判断し、ＥＧＲ装置へ出力されるＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ０４６）。このＥＧＲ許可信号がオンに設定されると、ＥＧＲ装置は作動することが可能となる。一方、ＥＧＲ許可信号がオフに設定されていると、ＥＧＲ装置は作動することが不可能となる。

具体的には、エンジンＥＣＵ１０００は、図２で示したエンジンシステムに導入されている数々の制御システムの制御内容、および始動時からの経過時間に基づいて、エンジン１２０の燃焼状態を検知する。

図７に示されるように、エンジンＥＣＵ１０００は、ステップＳ０４１において、空燃比のフィードバック制御が開始されているか否かを判定する。空燃比フィードバック制御は、上述したように、燃焼噴射制御システムの一環として、燃焼状態が安定するエンジン始動後において行なわれるように構成されている。したがって、エンジンＥＣＵ１０００は、空燃比フィードバック制御が開始されている場合には、エンジン１２０の燃焼状態が安定していると判断し、ＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ０４６）。

一方、ステップＳ０４１において空燃比フィードバック制御が開始されていない場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、続いて、始動時燃料噴射制御が終了しているか否かを判定する（ステップＳ０４２）。始動時燃料噴射制御は、始動性を良好なものとするために、燃料噴射量および燃料噴射時期を制御するものである。実際の制御では、例えば、始動時の燃料噴射量を増量させることが行なわれる。したがって、エンジンＥＣＵ１０００は、始動時燃料噴射制御が終了している場合には、エンジン１２０の燃焼状態が安定していると判断し、ＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ０４６）。

ステップＳ０４２において、始動時燃料噴射制御が終了していない場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、始動時点火時期制御が終了しているか否かを判定する（ステップＳ０４３）。始動時点火時期制御は、例えば、エンジン始動時のノッキングの発生を抑制するために、エンジンの点火時期を基本点火時期より遅角側に補正するように構成されている。したがって、エンジンＥＣＵ１０００は、始動時点火時期制御が終了している場合には、エンジン１２０の燃焼状態が安定していると判断し、ＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ０４６）。

一方、ステップＳ０４３において、始動時点火時期制御が終了していない場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、始動時から所定期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ０４４）。なお、所定期間は、予め実験的に求められたエンジン１２０の燃焼状態が安定するまでの期間に基づいて設定されている。ステップＳ０４４において、始動時から所定期間が経過している場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可信号をオンに設定する（ステップＳ０４６）。一方、ステップＳ０４４において、始動時から所定期間が経過していない場合には、エンジンＥＣＵ１０００は、ＥＧＲ許可信号をオフに設定する（ステップＳ０４５）。

なお、図７のフローチャートは、ステップＳ０４１〜Ｓ０４４に掲げた条件のいずれか１つが成立した場合にエンジン１２０の燃料状態が安定していると判断する構成としたが、これらの複数の条件の少なくとも１つが成立した場合にエンジン１２０の燃焼状態が安定していると判断するように構成してもよい。また、判定条件としては、ステップＳ０４１〜Ｓ４４に掲げた条件に限定されず、エンジン１２０の燃焼状態が検知できるものであれば適用することが可能である。

なお、図２に示したエンジンシステム構成において、エンジン１２０は本発明での「内燃機関」に対応し、ＥＧＲ装置は本発明での「排気ガス還流装置」に対応する。また、エンジンＥＣＵ１０００は、「間欠運転制御手段」および「還流ガス制御手段」を実現する。

また、上記の実施の形態では、この発明による内燃機関の制御装置がハイブリッド車両に搭載される場合について説明したが、車両の一時停止時にエンジンのアイドリングを強制的に停止するいわゆるエコノミーランニングシステムを搭載した車両（いわゆる、エコラン車両）に搭載することも可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、車両に搭載された負荷駆動装置の冷却システムに適用することができる。

この発明の実施の形態による内燃機関の制御装置が搭載されるハイブリッド車両の構成を説明するブロック図である。 この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵによって制御されるエンジンシステムの概略構成図である。 図２のＥＧＲ装置の部分を拡大した図である。 ＥＧＲ装置のＥＧＲバルブの部分を拡大した図である。 この発明の実施の形態に係る内燃機関の停止制御を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態に係る内燃機関の始動制御を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態に係る内燃機関の燃焼状態の検知手段を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０２ アクセルポジションセンサ、１２０ エンジン、１４０ モータジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０Ｂ ジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２００ エアクリーナ、２０２ エアフローメータ、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ 昇圧コンバータ、２６０ 動力分割機構、３００ スロットルバルブ、３０２ スロットルポジションセンサ、３０４ スロットルモータ、３０６ バキュームセンサ、４００ フューエルタンク、４０２ フューエルポンプ、４０６ キャニスタパージ用ＶＳＶ、５００ ＥＧＲパイプ、５０２ ＥＧＲバルブ、５０２Ａ ステッピングモータ、５０２Ｂ リターンスプリング、５０２Ｃ ポペットバルブ、５０２Ｄ 冷却水通路、６００ 気流制御バルブ、６０２ 気流制御バルブ用ＶＳＶ、７０４ ノックセンサ、７１０，７１２ 酸素センサ、８００ 高圧フューエルポンプ、８０４ 高圧フューエルインジェクタ、８０６ ＥＤＵ、８０８ イグナイタ一体式イグニッションコイル、９００，９０２ 三元触媒コンバータ、１０００ エンジンＥＣＵ、１０１０ ＭＧ＿ＥＣＵ、１０２０ バッテリＥＣＵ、１０３０ ＨＶ＿ＥＣＵ。

Claims (5)

1. 内燃機関を駆動力源として備えた車両における内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関には、排気ガスの一部を還流弁を介して再度前記内燃機関の吸気管に還流させるための排気ガス還流装置が設けられ、
   前記制御装置は、
   前記車両の運転開始後、所定の停止条件の成立時に前記内燃機関を一時的に停止させるように構成された間欠運転制御手段と、
   前記排気ガス還流装置による還流ガスの還流動作を制御する還流ガス制御手段とを備え、
   前記還流ガス制御手段は、前記内燃機関の停止要求に応じて、前記還流ガスの還流動作を停止し、
   前記間欠運転制御手段は、前記吸気管内の還流ガスの残留量を推定し、その推定した還流ガスの残留量が所定値を下回ったことに応じて、前記内燃機関の停止処理を実行する、内燃機関の制御装置。
2. 前記間欠運転制御手段は、少なくとも吸入空気量に基づいて、前記吸気管内の還流ガスの残留量を推定する、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記間欠運転制御手段は、所定の停止解除条件の成立時に前記内燃機関を始動させるように構成され、
   前記還流ガス制御手段は、前記内燃機関の始動時における前記内燃機関の燃焼状態を検知し、その検知した燃焼状態が安定であることに応じて、前記還流ガスの還流動作を開始する、請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記還流ガス制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射制御、前記内燃機関の点火時期制御、および前記内燃機関の始動時制御の経過時間の少なくとも１つに基づいて、前記内燃機関の燃焼状態を検知する、請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記車両は、前記内燃機関の他の駆動力源をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。

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