JPH08144814A - 内燃機関の燃料カット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温リーン雰囲気に伴う触媒の劣化を防止す
るための対策を図った内燃機関の燃料カット制御装置を
提供する。 【構成】 所定の運転状態のときに燃料供給を停止する
燃料供給停止手段を備えた内燃機関の燃料カット制御装
置において、該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス
浄化用の触媒コンバータ３３内の触媒の温度を検出する
触媒温度検出手段と、前記触媒温度検出手段によって検
出された触媒温度が所定の値より高い場合に、前記燃料
供給停止手段による燃料供給停止制御の実行を禁止する
燃料カット実行禁止手段と、を具備することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃費の向上、排出ガス
の浄化、触媒の加熱防止、エンジンの破損防止等を目的
として、所定の運転状態のときに内燃機関への燃料供給
を停止する（以下、燃料カット又はＦ／Ｃともいう。）
制御を行う、内燃機関の燃料カット制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の電子制御式燃料噴
射制御装置においては、燃料噴射を一時的に停止する減
速時燃料カット、高回転時燃料カット、最高速燃料カッ
ト等が行われている。減速時燃料カットは、スロットル
弁が全閉でエンジン回転速度が所定値以上のときに、燃
料供給の不必要な減速状態にあると判断し、燃料噴射を
停止して、燃費の向上、排出ガスの浄化、及び触媒の加
熱防止を図るものである。また、高回転時燃料カット
は、エンジン回転速度のレッドゾーン以上への上昇によ
るエンジン破損を防止するため、所定の回転速度（例え
ば８０００ｒｐｍ）以上で燃料噴射を停止し、回転速度
の上昇を抑えるものである。さらに、最高速燃料カット
は、例えば車速１８０ｋｍ以上でエンジン回転速度４５
００ｒｐｍが所定時間続いたような場合に、燃料噴射を
停止するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな燃料カットの実行が、排気系に設けられた排気ガス
浄化用の三元触媒を劣化させる原因となっていることが
近年判明してきている。すなわち、燃料カットは、排気
系においてＯ₂ （酸素）過剰の雰囲気すなわちリーン雰
囲気を誘発するものであるが、触媒の温度が高い状態に
おいて燃料カットを実行すると、触媒周辺が高温のリー
ン雰囲気となり、触媒が早期に劣化するのである。

【０００４】そのような高温状態かつリーン雰囲気の下
で触媒の劣化が促進される理由は、通説として、以下の
通り説明されている。すなわち、「高温になるほど原子
移動は、より活発化する。それ故、高温状態において
は、触媒内の小粒のＰｔ（白金）は、活発化した原子移
動により互いに結合して大粒のＰｔとなるとともに、Ｏ
₂ 過剰のため酸化反応を起こして、Ｐｔの粒成長が促進
される。粒成長したＰｔは、表面積が小さくなり、この
ことは、排気ガスに接触する面積が小さくなることを意
味する。したがって、排気ガス浄化性能の低下に結果す
る。」というものである。

【０００５】また、燃料カット時に触媒の冷却を防止す
るため二次空気導入を禁止する技術も知られてはいる
が、そのようなＯ₂ 濃度を低く抑える対策では、上述し
た高温時の燃料カットに起因する触媒劣化を十分には防
止することができないことが実験により確認されてい
る。

【０００６】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、高温
リーン雰囲気に伴う触媒の劣化を防止するための対策を
図った内燃機関の燃料カット制御装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、触媒の温度が
高いときには燃料カットに伴い発生するリーンな排気ガ
スが触媒に流入するのを防止する、という基本的着想に
基づき、以下に記載されるような技術構成を採用するこ
とにより、上記目的を達成するものである。すなわち、
本願第１の発明に係る、内燃機関の燃料カット制御装置
は、所定の運転状態のときに燃料供給を停止する燃料供
給停止手段を備えた内燃機関の燃料カット制御装置にお
いて、該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化用
の触媒コンバータ内の触媒の温度を検出する触媒温度検
出手段と、前記触媒温度検出手段によって検出された触
媒温度が所定の値より高い場合に、前記燃料供給停止手
段による燃料供給停止制御の実行を禁止する燃料カット
実行禁止手段と、を具備することを特徴とする。

【０００８】また、第２の発明に係る、内燃機関の燃料
カット制御装置は、所定の運転状態のときに燃料供給を
停止する制御を行う内燃機関の燃料カット制御装置にお
いて、該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化用
の触媒コンバータ内の触媒の温度を検出する触媒温度検
出手段と、前記触媒温度検出手段によって検出された触
媒温度が所定の値より高い場合において燃料供給停止を
行ったときに、前記触媒コンバータを経由せずに、前記
触媒コンバータより上流側の排気系より直接大気中に排
気ガスを放出させる触媒バイパス手段と、を具備するこ
とを特徴とする。

【０００９】さらに、第３の発明に係る、内燃機関の燃
料カット制御装置は、アイドル状態かつ機関回転速度が
所定値以上のときに燃料供給を停止する制御を行う内燃
機関の燃料カット制御装置において、該内燃機関の排気
系に設けられた排気ガス浄化用の触媒コンバータ内の触
媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記触媒温度
検出手段によって検出された触媒温度が所定の値より高
い場合において燃料供給停止を行ったときに、該内燃機
関の排気ガス再循環装置を作動せしめ又は該内燃機関の
吸気弁と排気弁とのオーバラップ量を最大にする排気ガ
ス滞留手段と、を具備することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記の如く構成された、第１の発明に係る、内
燃機関の燃料カット制御装置においては、触媒温度が所
定の値より高い場合に、燃料カットの実行が禁止され
る。したがって、燃料カットに伴う触媒周辺のリーン雰
囲気化すなわちＯ₂ 濃度の上昇が抑えられる。このこと
は、前述した高温リーン雰囲気における触媒劣化が防止
される結果となる。

【００１１】また、第２の発明に係る、内燃機関の燃料
カット制御装置においては、触媒温度が所定の値より高
い場合において燃料供給停止を行ったときに、その燃料
カットに伴うリーンな排気ガスは、触媒を経由せずに大
気中に放出され、触媒に流入しない。したがって、燃料
カットに伴う触媒周辺のリーン雰囲気化すなわちＯ₂濃
度の上昇が抑えられる。このことは、従来通りの燃料カ
ットの実行を可能にしつつ、前述した高温リーン雰囲気
における触媒劣化を防止することができる、ということ
を意味する。

【００１２】また、第３の発明に係る、内燃機関の燃料
カット制御装置においては、触媒温度が所定の値より高
い場合において燃料供給停止を行ったときに、排気ガス
再循環装置が作動せしめられるか、又は吸気弁と排気弁
とのオーバラップ量が最大にされる。これにより、燃料
カットに伴うリーンな排気ガスが、触媒に流入せずに触
媒より上流側に滞留することとなり、結果として触媒周
辺のリーン雰囲気化すなわちＯ₂ 濃度の上昇が抑えられ
る。したがって、従来通りの燃料カットの実行を可能に
しつつ、前述した高温リーン雰囲気における触媒劣化を
防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係る燃料カッ
ト制御装置を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関の全体
構成図である。エンジン１の燃焼に必要な空気は、エア
クリーナ２でろ過され、スロットルボデー５を通ってサ
ージタンク（インテークマニホルド）１１で各気筒の吸
気管１３に分配される。なお、その吸入空気流量は、ス
ロットルボデー５に設けられたスロットル弁６により調
節されるとともに、エアフローメータ４により計測され
る。また、吸入空気温度は、吸気温センサ３により検出
される。さらに、吸気管圧力は、バキュームセンサ１２
によって検出される。

【００１５】また、スロットル弁６の開度は、スロット
ル開度センサ９により検出される。また、スロットル弁
６が全閉状態のときには、アイドルスイッチ１０がオン
となり、その出力であるスロットル全閉信号がアクティ
ブとなる。また、スロットル弁６をバイパスするアイド
ルアジャスト通路７には、アイドル時の空気流量を調節
するためのアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳ
ＣＶ）８が設けられている。

【００１６】一方、燃料タンク１５に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１７によりくみ上げられ、燃料配管１９
を経て燃料噴射弁２１により吸気管１３に噴射される。
吸気管１３ではそのような空気と燃料とが混合され、そ
の混合気は、吸気弁２３を介してエンジン本体すなわち
気筒（シリンダ）１に吸入される。気筒１において、混
合気は、ピストンにより圧縮された後、イグナイタ及び
スパークプラグにより点火されて爆発・燃焼し、動力を
発生する。

【００１７】なお、点火ディストリビュータ４３には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生するクランク角
センサ４５、及び３０°ＣＡごとに基準位置検出用パル
スを発生するクランク角センサ４７が設けられている。
また、エンジン１は、冷却水通路４９に導かれた冷却水
により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ５１に
よって検出される。

【００１８】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２４を介して排気マニホルド２７に放出され、次いで排
気管２９に導かれる。なお、排気管２９には、排気ガス
中の酸素濃度を検出するＯ₂ センサ３１が設けられてい
る。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ
３３が設けられており、その触媒コンバータ３３には、
排気ガス中の未燃成分の酸化と窒素酸化物の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３３において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。

【００１９】なお、第３実施例に係るエンジンは、ＮＯ
_x （窒素酸化物）の低減を目的とするＥＧＲ（排気ガス
再循環装置）付きのエンジンを想定しており、排気系と
スロットル弁６より下流側の吸気系との間には、排気ガ
スを循環させるための通路２５が設けられている。その
ガス再循環量は、その通路の途中に設けられたＥＧＲバ
ルブ２６によって調節される。

【００２０】また、第４実施例に係るエンジンは、可変
バルブタイミング（ＶＶＴ）機構付きエンジンを想定し
ており、吸気弁２３及び排気弁２４の双方が同時に開弁
している時間（オーバラップ量）を調節することができ
る。

【００２１】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）６０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御などを実行するマイクロコンピュータシステ
ムである。ＲＯＭ６２に格納されたプログラムに従っ
て、ＣＰＵ６１は、各種センサからの信号をＡ／Ｄ変換
回路６４又は入力インタフェース回路６５を介して入力
し、その入力信号を基づいて演算処理を実行し、その演
算結果に基づいて出力インタフェース回路６６を介して
各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ＲＡＭ６３
は、その演算・制御処理過程における一時的なデータ記
憶場所として使用される。また、これらのＥＣＵ内の各
構成要素は、システムバス（アドレスバス、データバス
及びコントロールバスからなる。）６９によって接続さ
れている。

【００２２】点火時期制御は、エンジン回転速度及び各
センサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判
定し、最適な点火時期を決定して、イグナイタに点火信
号を送るものである。また、アイドル回転速度制御は、
アイドルスイッチ１０からのスロットル全閉信号などに
よってアイドル状態を検出し、ＩＳＣＶ８を制御して空
気量を調節することにより、最適なアイドル回転速度を
維持するものである。

【００２３】燃料噴射制御は、基本的には、エアフロー
メータ４により計測される吸入空気流量とクランク角セ
ンサ４５から得られるエンジン回転速度とから算出され
るエンジン１回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定
の空燃比を達成すべく燃料噴射量すなわち燃料噴射弁２
１による噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した
時点で燃料を噴射するものである。なお、吸入空気流量
は、バキュームセンサ１２から得られる吸気管圧力とエ
ンジン回転速度とによって推定してもよい。そして、か
かる演算の際、スロットル開度センサ９、水温センサ５
１、吸気温センサ３、Ｏ₂ センサ３１等からの信号に基
づく補正を加える。

【００２４】また、燃料噴射制御には、前記した燃料カ
ット制御が含まれ、本発明は、前述したように、触媒の
温度が高いときに燃料カットに伴い発生するリーンな排
気ガスが触媒に流入するのを防止することにより、高温
リーン雰囲気による触媒劣化についての対策を図ろうと
するものである。以下、どのようにして触媒の温度（触
媒床温）を検出し、触媒床温が高いときどのような制御
を実施するか、について詳細に説明する。

【００２５】図２は、触媒床温を推定するための処理の
手順を示す概略フローチャートである。この処理は、所
定の時間周期で実行される。触媒床温は、吸入空気流量
ＱＡにより推定することができる。ただし、触媒床温
は、吸入空気流量の変化に対して一定の遅延時間を有し
て緩やかにその変化が現れる。そのため、吸入空気流量
ＱＡの変化を一定時間遅延させて反映する遅延吸入空気
流量ＤＱＡ（ディレーＯＡ）をもって触媒床温とする。

【００２６】まず、現在のエンジン回転速度ＮＥ及び吸
気管圧力ＰＭを読み込む（ステップ１０２）。次いで、
そのＮＥ及びＰＭに基づいて所定のマップを参照するこ
とにより、吸入空気流量ＱＡを推定する（ステップ１０
４）。この推定は、スピードデンシティ方式のエンジン
において行われているものなので、特に説明は不要であ
ろう。次に、その現在の吸入空気流量ＱＡが前回算出さ
れた吸入空気流量ＱＡＯより大きいか否かを判定する
（ステップ１０６）。大きい場合には、所定量ＱＡＣだ
け遅延吸入空気流量ＤＱＡを増大させ（ステップ１０
８）、そうでない場合には、所定量ＱＡＤだけ遅延吸入
空気流量ＤＱＡを減少させる（ステップ１１０）。最後
に、今回算出されたＱＡを次回利用できるようにＱＡＯ
として記憶する（ステップ１１２）。こうして求められ
る遅延吸入空気流量ＤＱＡは、吸入空気流量ＱＡを緩や
かな速度で追従するものであり、触媒床温を反映する量
として利用することが可能である。

【００２７】以下では、触媒床温ＤＱＡを用いた減速時
燃料カット実行制御処理について４つの実施例を採り上
げ、説明する。かかる燃料カット実行制御は、燃料噴射
制御の１つとしてその中で最も優先的に処理されるもの
であり、次の燃料噴射時期において減速時燃料カットを
実行すべきか否かを判断するものである。

【００２８】第１の発明に係る第１実施例から説明す
る。第１実施例は、触媒床温が高いときには減速時燃料
カットそのものを実行禁止にしようというものである。
そのため、あらかじめ、図３に示すように、エンジン回
転速度ＮＥとエンジン負荷とに基づいて基準触媒床温Ｏ
ＴＱＡを設定し、それに基づいて減速時燃料カットの実
行を禁止すべき領域を定義する。すなわち、図３に示す
如きマップをあらかじめＲＯＭ６２に記憶しておき、図
４のフローチャートに示す減速時Ｆ／Ｃ実行制御を行
う。

【００２９】まず、現在のエンジン回転速度ＮＥと負荷
とに応じた基準触媒床温ＯＴＱＡを当該マップより求
め、現在の触媒床温ＤＱＡ（前述のように図２の処理で
算出される。）がそのＯＴＱＡより小さいか否かを判定
する（ステップ２０２）。その判定結果がＮＯ、すなわ
ち触媒床温が所定の基準より高いと判断されるときに
は、減速時燃料カットの実行は禁止され、燃料噴射の実
行が許可される（ステップ２１４）。また、判定結果が
ＹＥＳ、すなわち触媒床温が低いと判断されるときに
は、ＸＩＤＬフラグ（アイドルスイッチ１０からのスロ
ットル全閉信号がアクティブ状態のときオンにされ
る。）がオンか、すなわちアイドル状態か否かが判定さ
れる（ステップ２０４）。アイドル状態でないときに
は、減速時Ｆ／Ｃは実行されず、燃料噴射の実行が許可
される（ステップ２１４）。

【００３０】アイドル状態のときには、次に、現在、減
速時Ｆ／Ｃ実行中か否か、すなわち前回の本ルーチンの
走行において減速時Ｆ／Ｃを実行したか否かを判定する
（ステップ２０６）。減速時Ｆ／Ｃ実行中のときには、
現在のエンジン回転速度ＮＥが所定の燃料復帰回転速度
よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０８）。な
お、その燃料復帰回転速度は、水温センサ５１によって
検出される冷却水温度に基づき、図５に示すようなマッ
プを参照することにより決定される。燃料復帰回転速度
よりも大きいときには、継続して減速時Ｆ／Ｃを実行し
（ステップ２１２）、燃料復帰回転速度以下のときに
は、減速時Ｆ／Ｃ実行状態から燃料噴射実行状態へと復
帰する（ステップ２１４）。

【００３１】一方、ステップ２０６において、減速時Ｆ
／Ｃ実行中でないと判定されたときには、現在のエンジ
ン回転速度ＮＥが所定の燃料カット回転速度よりも大き
いか否かを判定する（ステップ２１０）。なお、その燃
料カット回転速度は、ステップ２０８と同様に、水温セ
ンサ５１によって検出される冷却水温度に基づき、図５
に示すようなマップを参照することにより決定される。
燃料カット回転速度よりも大きいときには、燃料噴射実
行状態から減速時Ｆ／Ｃ実行状態へと移行し（ステップ
２１２）、燃料カット回転速度以下のときには、継続し
て燃料噴射を実行する（ステップ２１４）。

【００３２】以上の処理の内、ステップ２０４以降の処
理は、従来の減速時Ｆ／Ｃ実行制御処理と全く同様であ
る。換言すれば、本発明により、触媒床温に基づく条件
が新たに減速時Ｆ／Ｃの実行条件として加えられたこと
となる。

【００３３】図６は、第１実施例の制御（実線）と従来
の制御（点線）との比較を例示する図である。車速１０
０ｋｍ／ｈからの減速時、図３の特性図に示すように、
触媒床温に基づくＦ／Ｃ禁止領域に該当しないため、従
来通りＦ／Ｃが実行される。しかし、車速１４０ｋｍ／
ｈからの減速時には、図３の特性図に示すように、触媒
床温に基づくＦ／Ｃ禁止領域に該当するため、従来とは
異なり、Ｆ／Ｃが実行されない。すなわち、第１実施例
においては、触媒床温が高いという条件下ではＦ／Ｃが
禁止されるのである。

【００３４】次に、第２の発明に係る第２実施例につい
て説明する。第２実施例は、従来通りの条件で減速時燃
料カットを実行するが、触媒高温時には燃料カットに伴
うリーンな排気ガスを触媒に流入させず、直接大気中に
放出させようとするものである。すなわち、図７に示す
ように、触媒コンバータ３３をバイパスするためのバイ
パス通路３５を設け、排気切替え弁３７により、排気ガ
スをバイパス通路３５側へ導くことができるようにす
る。その排気切替え弁３７は、エンジンＥＣＵ６０によ
って制御されるＶＳＶ（負圧切替え弁）３９によって作
動せしめられる。

【００３５】第２実施例に係る減速時Ｆ／Ｃ実行制御フ
ローは、図８に示される。ステップ３０４〜３１４は、
従来と同様に減速時Ｆ／Ｃの実行条件を判定するもので
あり、第１実施例に係る図４のステップ２０４〜２１４
の処理手順と同一である。そのため、説明を省略する。
そして、第２実施例においては、減速時Ｆ／Ｃ実行（ス
テップ３１２）後、現在の触媒床温ＤＱＡが所定の基準
触媒床温ＯＴＱＡより大きいか否かを判定する（ステッ
プ３１６）。その判定処理は、第１実施例に係る図４の
ステップ２０２と同様である。そして、触媒床温が高い
と判定されたときには、前述したＶＳＶをオンして（ス
テップ３１８）、排気ガスをバイパスさせる。図９は、
そのような制御のタイムチャートを表したものである。

【００３６】次に、第３の発明に係る第３実施例につい
て説明する。第３実施例は、第２実施例と同様に従来通
りの条件で減速時燃料カットを実行するが、Ｆ／Ｃ実行
後、触媒高温時には、アイドルスピードコントロールバ
ルブ（ＩＳＣＶ）８を全閉にするとともに、ＥＧＲ（排
気ガス再循環装置）を作動させることにより、排気ガス
が触媒コンバータ３３より上流側に滞留するようにさせ
ようというものである。

【００３７】具体的には、図１０のフローチャートに示
すように、従来通りの減速時Ｆ／Ｃの実行（ステップ４
１２）後、触媒床温ＤＱＡが所定の基準ＯＴＱＡより高
いかを判定し（ステップ４１６）、高いと判定されたと
きには、ＩＳＣＶ８を制御するためのパルス信号のデュ
ーティ比ＤＯＰを０％に設定し（ステップ４１８）、さ
らにＥＧＲをオン、すなわちＥＧＲバルブ２６を開弁さ
せる（ステップ４２０）。図１１は、そのような制御の
タイムチャートを示すものであり、車速１４０ｋｍ／ｈ
からの減速時に、触媒床温が高くなって、前記したＩＳ
ＣＶ及びＥＧＲの制御がなされる様子を例示している。

【００３８】次に、同じく第３の発明に係る第４実施例
について説明する。第４実施例は、第３実施例における
ＥＧＲの作動に代えて、吸気弁２３と排気弁２４とのオ
ーバラップ量を最大にすることで、内部的に排気ガス再
循環を起こさせ、第３実施例と同様の効果を得ようとす
るものである。

【００３９】具体的には、図１２のフローチャートに示
すように、従来通りの減速時Ｆ／Ｃの実行（ステップ５
１２）後、触媒床温ＤＱＡが所定の基準ＯＴＱＡより高
いかを判定し（ステップ５１６）、高いと判定されたと
きには、図１３に示すように、排気弁２４の作動タイミ
ングを遅らせることで、吸気弁２３と排気弁２４とのオ
ーバラップ量を最大にする（ステップ５１８）。こうし
て、第３実施例と同様に、排気ガスが触媒コンバータ３
３より上流側に滞留し、本発明の目的が達成される。図
１４は、そのような制御のタイムチャートを示すもので
ある。

【００４０】最後に、参考例として、燃料カット状態か
ら燃料供給状態へと復帰するのに際して、触媒床温を利
用した好ましい燃料噴射量の補正について説明する。す
なわち、本参考例は、触媒より上流側の排気系にその触
媒よりセリア（ＣｅＯ₂ ）を多くしたＯ₂ トラップ触媒
（酸素吸着触媒）を設け、触媒床温が所定値よりも高い
と判断されたときに、燃料停止から燃料噴射への復帰後
の燃料噴射量を増量側に補正することを特徴とするもの
である。

【００４１】具体的には、図１５に示すように、従来通
りの減速時Ｆ／Ｃ実行制御処理（ステップ６０４〜６１
４）の後に、以下のような処理を追加することにより、
高温時における燃料カット実行時間に応じて、燃料復帰
後の燃料噴射量を増量する。まず、減速時Ｆ／Ｃ実行
（ステップ６１２）後には、触媒床温ＤＱＡが基準値Ｏ
ＴＱＡよりも大きいか否かを判定し（ステップ６１
６）、大きいときには、Ｆ／Ｃ時間をカウントするため
のカウンタＣＣＵＴを所定値ＫＦＣだけアップする（ス
テップ６１８）。そして、燃料噴射の復帰（ステップ６
１４）後には、高温中の燃料カットのトータル時間を示
すカウンタＣＣＵＴが０より大きいか否かを判定し（ス
テップ６２０）、大きいときには、燃料噴射時間ＴＡＵ
を所定の増量係数ＴＡＵＲだけ増量し（ステップ６２
２）、カウンタＣＣＵＴの値を所定値ＫＤＦＣだけダウ
ンさせる（ステップ６２４）。このようにして、触媒の
Ｏ₂ 量に応じた燃料増量を実施することが可能となる。
なお、図１６は、そのような制御のタイムチャートを示
す。

【００４２】図１７は、従来通りの燃料カット制御を行
った場合と、本発明に係る燃料カット制御を行った場合
とにおける、排気ガス有害成分ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ
（一酸化炭素）及びＮＯ_x （窒素酸化物）の濃度の比較
を示す図である。本発明によれば、触媒の劣化が防止さ
れるだけではなく、この図に示すように、排出ガス浄化
性能も向上する。それは、減速時における空気過剰によ
る触媒内Ｏ₂ 飽和がなくなり、加速に伴う排気ガスのリ
ーン化に対して触媒が有効にＮＯ_x の還元を遂行できる
からである。

【００４３】以上、本発明の実施例について述べてきた
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とである。例えば、各実施例は、減速時燃料カットに関
するものであったが、第１の発明及び第２の発明は、高
回転時燃料カット等にも容易に応用できるものであろ
う。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
触媒の劣化防止対策を図った内燃機関の燃料カット制御
装置が提供される。

【００４５】すなわち、第１の発明によれば、触媒温度
が所定の値より高い場合に、燃料カットの実行が禁止さ
れる。したがって、燃料カットに伴う触媒周辺のリーン
雰囲気化すなわちＯ₂ 濃度の上昇が抑えられ、その結
果、高温リーン雰囲気による触媒劣化が防止される。

【００４６】また、第２の発明によれば、触媒温度が所
定の値より高い場合において燃料供給停止を行ったとき
に、その燃料カットに伴うリーンな排気ガスが、触媒を
経由せずに大気中に放出され、触媒に流入しない。した
がって、燃料カットに伴う触媒周辺のリーン雰囲気化す
なわちＯ₂ 濃度の上昇が抑えられ、その結果、従来通り
の燃料カットの実行を可能にしつつ、高温リーン雰囲気
による触媒劣化が防止される。

【００４７】また、第３の発明によれば、触媒温度が所
定の値より高い場合において燃料供給停止を行ったとき
に、排気ガス再循環装置が作動せしめられるか、又は吸
気弁と排気弁とのオーバラップ量が最大にされる。これ
により、燃料カットに伴うリーンな排気ガスが、触媒に
流入せずに触媒より上流側に滞留することとなり、触媒
周辺のリーン雰囲気化すなわちＯ₂ 濃度の上昇が抑えら
れ、その結果、従来通りの燃料カットの実行を可能にし
つつ、高温リーン雰囲気による触媒劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る燃料カット制御装置を
備えた電子制御燃料噴射式内燃機関の全体構成図であ
る。

【図２】触媒床温の算出処理の手順を示す概略フローチ
ャートである。

【図３】エンジン回転速度と負荷とに基づく基準触媒床
温により、減速時燃料カットの実行禁止領域を定義する
マップである。

【図４】第１実施例に係る減速時燃料カット実行制御手
順を示す概略フローチャートである。

【図５】冷却水温度と燃料カット回転速度及び燃料復帰
回転速度との関係を示すマップである。

【図６】第１実施例に係る制御状態を例示するタイムチ
ャートである。

【図７】第２実施例に係る触媒バイパス通路を示す図で
ある。

【図８】第２実施例に係る減速時燃料カット実行制御手
順を示す概略フローチャートである。

【図９】第２実施例に係る制御状態を例示するタイムチ
ャートである。

【図１０】第３実施例に係る減速時燃料カット実行制御
手順を示す概略フローチャートである。

【図１１】第３実施例に係る制御状態を例示するタイム
チャートである。

【図１２】第４実施例に係る減速時燃料カット実行制御
手順を示す概略フローチャートである。

【図１３】吸気弁と排気弁とのオーバラップ量を説明す
るための図である。

【図１４】第４実施例に係る制御状態を例示するタイム
チャートである。

【図１５】参考例に係る減速時燃料カット実行制御手順
を示す概略フローチャートである。

【図１６】参考例に係る制御状態を例示するタイムチャ
ートである。

【図１７】従来技術に係る燃料カット制御を行った場合
と、本発明に係る燃料カット制御を行った場合とにおけ
る、排気ガス有害成分の濃度の比較を示す図である。

【符号の説明】

１…エンジン本体（気筒） ２…エアクリーナ ３…吸気温センサ ４…エアフローメータ ５…スロットルボデー ６…スロットル弁 ７…アイドルアジャスト通路 ８…アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣＶ） ９…スロットル開度センサ １０…アイドルスイッチ １１…サージタンク（インテークマニホルド） １２…バキュームセンサ １３…吸気管 １５…燃料タンク １７…燃料ポンプ １９…燃料配管 ２１…燃料噴射弁 ２３…吸気弁 ２４…排気弁 ２５…排気ガス循環通路 ２６…ＥＧＲバルブ ２７…排気マニホルド ２９…排気管 ３１…Ｏ₂ センサ ３３…触媒コンバータ ３５…触媒バイパス通路 ３７…排気通路切替え弁 ３９…ＶＳＶ ４３…点火ディストリビュータ ４５…クランク角センサ ４７…クランク角センサ ４９…冷却水通路 ５１…水温センサ ６０…エンジンＥＣＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/08 ３３０ Ｚ 43/00 ３０１ Ｈ Ｎ Ｚ 45/00 ３１４ Ｒ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｒ (72)発明者 ▲高▼田 登志広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の運転状態のときに燃料供給を停止
   する燃料供給停止手段を備えた内燃機関の燃料カット制
   御装置において、 該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化用の触媒
   コンバータ内の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段
   と、 前記触媒温度検出手段によって検出された触媒温度が所
   定の値より高い場合に、前記燃料供給停止手段による燃
   料供給停止制御の実行を禁止する燃料カット実行禁止手
   段と、 を具備することを特徴とする、内燃機関の燃料カット制
   御装置。
2. 【請求項２】 所定の運転状態のときに燃料供給を停止
   する制御を行う内燃機関の燃料カット制御装置におい
   て、 該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化用の触媒
   コンバータ内の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段
   と、 前記触媒温度検出手段によって検出された触媒温度が所
   定の値より高い場合において燃料供給停止を行ったとき
   に、前記触媒コンバータを経由せずに、前記触媒コンバ
   ータより上流側の排気系より直接大気中に排気ガスを放
   出させる触媒バイパス手段と、 を具備することを特徴とする、内燃機関の燃料カット制
   御装置。
3. 【請求項３】 アイドル状態かつ機関回転速度が所定値
   以上のときに燃料供給を停止する制御を行う内燃機関の
   燃料カット制御装置において、 該内燃機関の排気系に設けられた排気ガス浄化用の触媒
   コンバータ内の触媒の温度を検出する触媒温度検出手段
   と、 前記触媒温度検出手段によって検出された触媒温度が所
   定の値より高い場合において燃料供給停止を行ったとき
   に、該内燃機関の排気ガス再循環装置を作動せしめ又は
   該内燃機関の吸気弁と排気弁とのオーバラップ量を最大
   にする排気ガス滞留手段と、 を具備することを特徴とする、内燃機関の燃料カット制
   御装置。