JPWO2015004713A1 - 内燃機関の制御方法 - Google Patents

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Abstract

ＮＯｘの排出量を低減しつつフィルタの再生が行われる機会を増やすことを目的とする。内燃機関を停止させる要求があった後、且つ、内燃機関を停止させる前に、一部の気筒において燃料の供給を停止し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行う一部気筒停止工程を実施してから、全部の気筒において燃料の供給を停止して内燃機関を停止させる全気筒停止工程を実施する。

Description

本発明は、内燃機関の制御方法に関する。
内燃機関の排気通路に、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭともいう。）を捕集するフィルタを備えることがある。フィルタに捕集されているＰＭ量が一定量に達すると、ＰＭを酸化させて除去する処理を実施する。この処理をフィルタの再生という。
ここで、ディーゼル機関において、フィルタの再生中に車両が停止された場合に、フィルタの温度が所定温度以上であると、機関回転数を所定回転数まで上昇させてフィルタの再生を行う技術が知られている。このフィルタの再生中に、内燃機関を停止する要求があった場合には、フィルタの温度が所定温度以下となるまでは機関の停止を禁止して、フィルタの再生を継続させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この所定温度は、ＰＭが酸化される温度である。
なお、フィルタに捕集されているＰＭが酸化されるためには、フィルタの温度が所定温度に達しており、且つ、フィルタ内に酸素が存在することが必要となる。ディーゼル機関では、リーン空燃比で運転されているため、フィルタ内の酸素濃度が比較的高い。したがって、回転数を上昇させることにより、より多くの酸素をフィルタへ供給することができる。
一方、ガソリン機関では、通常は、理論空燃比またはリッチ空燃比で運転されているため、フィルタ内の酸素濃度が低い。そして、フィルタに酸素が供給されるのは、リーン空燃比で運転している場合や、減速などで燃料カットが行われた場合などに限られる。したがって、理論空燃比またはリッチ空燃比で運転されているガソリン機関においては、フィルタの温度が所定温度以上であったとしても機関回転数を上げるだけではフィルタの再生は困難である。
また、内燃機関をリーン空燃比で運転した場合には、理論空燃比またはリッチ空燃比で運転した場合よりも、該内燃機関から排出されるＮＯｘの量が多くなる。そして、リーン空燃比の場合には、例えばフィルタよりも上流側に備わる三元触媒によるＮＯｘの浄化が困難となる。したがって、リーン空燃比で運転してフィルタの再生を実施する場合には、ＮＯｘの排出量が増加する虞がある。
特開２００５−８３３０６号公報
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＮＯｘの排出量を低減しつつフィルタの再生が行われる機会を増やすことにある。
上記課題を達成するために本発明は、
複数の気筒と、内燃機関の排気通路において粒子状物質を捕集するフィルタと、を備える内燃機関の制御方法において、
前記内燃機関を停止させる要求があった後、且つ、前記内燃機関を停止させる前に、一部の気筒において燃料の供給を停止し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行う一部気筒停止工程と、
前記一部気筒停止工程の後に全部の気筒において燃料の供給を停止して前記内燃機関を停止させる全気筒停止工程と、
を含んで構成される。
燃料の供給を継続して燃焼を行っている他の気筒において、内燃機関を運転させるためのトルクが発生する。このため、一部の気筒において燃料の供給を停止しても、内燃機関の運転は継続しており、該一部の気筒におけるピストンは動き続ける。そして、一部の気筒では燃焼が行われていないので、吸入した空気がそのまま排出される。すなわち、一部の気筒からは酸素が排出される。この酸素がフィルタに供給されることにより、フィルタに捕集されている粒子状物質を酸化させることができる。すなわち、内燃機関の停止前にフィルタの再生が行われる。このときには、一部の気筒において燃料の燃焼が行われないので、該一部の気筒においてはＮＯｘが発生しない。このため、全気筒に燃料を供給しているときよりも、一部の気筒において燃料の供給を停止したほうが、ＮＯｘの排出量を低減することができる。すなわち、ＮＯｘの排出量を低減しつつ、フィルタの再生を実施することができる。なお、少なくとも燃料の供給を継続して燃焼を行う他の気筒において火花点火を行っていればよく、燃料の供給を停止する一部の気筒においては、火花点火を行ってもよく又は行わなくてもよい。
また、前記他の気筒においては、理論空燃比付近で燃焼を行ってもよい。ここで、燃料の供給を継続して燃焼を行っている他の気筒において、理論空燃比付近で燃焼を行うことにより、該他の気筒においてＮＯｘが発生することを抑制できる。すなわち、フィルタ再生時におけるＮＯｘの排出量を低減することができる。この場合、燃焼を行う他の気筒からの排気には酸素が殆ど含まれないが、一部の気筒からは酸素が排出されるので、フィルタの再生を実施することができる。
本発明においては、前記一部気筒停止工程は、前記フィルタの温度が所定の下限温度以上である場合に実施されてもよい。
ここで、フィルタの温度が低い場合には、フィルタに酸素を供給しても、粒子状物質がほとんど酸化されない場合もある。すなわち、粒子状物質の酸化が困難なほどフィルタの温度が低い場合に、一部の気筒において燃料の供給を停止しても、フィルタの再生は行われない。このため、他の気筒において燃料を供給して内燃機関の運転を継続しても、燃料を無駄に消費することとなる。このような場合には、他の気筒に燃料を供給せずに内燃機関を停止させることで、燃料の消費量を低減することができる。一方、フィルタの温度が所定の下限温度以上である場合に、一部の気筒において燃料の供給を停止させれば、燃料は無駄にならずにフィルタの再生を実施することができる。
なお、所定の下限温度は、粒子状物質が酸化される温度の下限値とすることができる。また、所定の下限温度は、粒子状物質が酸化される温度の下限値に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。すなわち、所定の下限温度は、粒子状物質が酸化される温度の下限値よりも高くてもよい。また、所定の下限温度は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程は、前記フィルタの温度が所定の上限温度以下である場合に実施されてもよい。
ここで、フィルタの再生を実施すると、粒子状物質の反応熱によりフィルタの温度が上昇する。したがって、フィルタの温度が高い場合にフィルタの再生を実施すると、フィルタが過熱する虞がある。これに対して、フィルタの温度が所定の上限温度以下である場合であれば、一部の気筒において燃料の供給を停止させてフィルタの再生を実施したとしても、フィルタの過熱を抑制できる。
なお、所定の上限温度は、前記所定の下限温度よりも大きな値とすることができる。また、所定の上限温度は、フィルタの再生を実施してもフィルタが過熱しない温度の上限値とすることができる。また、所定の上限温度は、フィルタの耐熱温度から、フィルタの再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定の上限温度は、フィルタの再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定の上限温度は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程は、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の下限量以上である場合に実施されてもよい。
ここで、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が少ない場合には、フィルタの詰まりが発生する可能性は低いので、フィルタの再生を実施しなくてもよい。このような場合にも一部の気筒において燃料の供給を停止させ、他の気筒において燃料の供給を継続させると、無駄に燃料を消費することになる。一方、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の下限量以上である場合に、一部の気筒において燃料の供給を停止させれば、燃料の消費量を低減することができる。
なお、所定の下限量は、フィルタの再生が必要となる粒子状物質の量の下限値とすることができる。
本発明においては、前記一部気筒停止工程は、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の上限量以下である場合に実施されてもよい。
ここで、フィルタの再生を実施すると、粒子状物質の反応熱によりフィルタの温度が上昇する。したがって、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多い場合にフィルタの再生を実施すると、フィルタが過熱する虞がある。これに対して、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の上限量以下である場合であれば、一部の気筒において燃料の供給を停止させてフィルタの再生を実施したとしても、フィルタの過熱を抑制できる。
なお、所定の上限量は、前記所定の下限量よりも大きな値とすることができる。また、所定の上限量は、例えば、フィルタの再生を実施してもフィルタが過熱しない粒子状物質の量の上限値とすることができる。また、所定の上限量は、フィルタの耐熱温度から、フィルタの再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定の上限量は、フィルタの再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定の上限量は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程は、理論空燃比よりも高い空燃比のガスが前記内燃機関から最後に排出された時点から所定の運転時間が経過した後に前記内燃機関を停止させる要求があった場合に実施されてもよい。
ここで、内燃機関の停止の要求がされる前に、リーン空燃比のガスが内燃機関から排出されていれば、フィルタの再生が実施される。この場合には、内燃機関の停止の要求があった後に一部の気筒において燃料の供給を停止させる必要はない。このような場合に、一部の気筒において燃料の供給を停止させ、他の気筒において燃料の供給を継続すると、燃料を無駄に消費することになる。一方、リーン空燃比の排気が内燃機関から排出されてフィルタの再生が実施されたとしても、その後の内燃機関の運転時間が長いと、フィルタに粒子状物質が再度捕集される。したがって、理論空燃比よりも高い空燃比のガスが内燃機関から最後に排出された時点から所定の運転時間が経過した後に内燃機関を停止させる要求があった場合に限り、一部の気筒において燃料の供給を停止させれば、燃料の消費量を低減することができる。
なお、所定の運転時間は、理論空燃比よりも高い空燃比のガスが内燃機関から排出されてから、フィルタに捕集された粒子状物質の量が、フィルタの再生を実施する必要がある量となるまでの時間とすることができる。
本発明においては、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度または前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量の少なくとも一方に基づいて、燃料の供給を停止させる気筒の数を決定することができる。
ここで、一部の気筒において燃料の供給を停止させる場合には、該燃料の供給を停止させる気筒の数が多いほど、より多くの酸素をフィルタへ供給することができる。また、フィルタの温度またはフィルタに捕集されている粒子状物質の量に応じて、フィルタに供給するべき酸素の量が変わる。したがって、フィルタの温度またはフィルタに捕集されている粒子状物質の少なくとも一方に基づいて、燃料の供給を停止させる気筒の数を決定すれば、フィルタの再生をより適切に行うことができる。
なお、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が低いほど、燃料の供給を停止させる気筒の数を多くすることができる。
フィルタの温度が低い場合には、フィルタが過熱するまでの余裕が大きいため、より多くの酸素を供給することで、より速やかにフィルタの再生を完了させることができる。また、フィルタの温度が高い場合には、酸素の供給量を少なくすることにより、フィルタが過熱することを抑制できる。
また、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多いほど、燃料の供給を停止させる気筒の数を多くすることができる。
フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多い場合には、フィルタの詰まりが発生するまでの余裕が小さい。この場合には、フィルタに捕集されている粒子状物質の量を速やかに低減させることが望ましい。そして、より多くの酸素を供給することで、フィルタに捕集されている粒子状物質の量を速やかに低減させることができる。また、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が少ない場合には、フィルタの再生に必要となる酸素の量が少ないため、酸素の供給量は少なくてもよい。ここで、一部の気筒において燃料の供給を停止させると、トルク変動や振動が発生する虞がある。これに対して、燃料の供給を停止させる気筒の数を少なくすることで、フィルタに供給する酸素の量が少なくなるが、トルク変動または振動が発生することを抑制できる。
本発明においては、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が所定温度以下である場合に、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止することができる。
ここで、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止することにより、フィルタへの酸素の供給が継続するため、粒子状物質の酸化を促進させることができる。しかし、フィルタの温度が高い場合に粒子状物質の酸化を促進させると、フィルタが過熱する虞がある。これに対し、フィルタの温度が所定温度以下である場合であれば、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させてフィルタの再生を実施したとしても、フィルタの過熱により該フィルタが破損することを抑制できる。
なお、所定温度は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタの過熱が発生しない温度の上限値とすることができる。また、所定温度は、フィルタの耐熱温度から、フィルタの再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定温度は、フィルタの再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が所定温度以上である場合に、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止することができる。
ここで、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止することにより、フィルタへの酸素の供給が継続する時間が短くなるため、粒子状物質の酸化が緩慢となる。フィルタの温度が高い場合には、フィルタが過熱する虞があるため、粒子状物質の酸化を緩慢とすることにより、フィルタの過熱を抑制できる。
なお、所定温度は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させると、フィルタの過熱が発生する温度の下限値とすることができる。また、所定温度は、フィルタの耐熱温度から、フィルタの再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定温度は、フィルタの再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以上である場合に、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止することができる。
ここで、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多いと、フィルタの詰まりが発生するまでの余裕が小さい。これに対し、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以上である場合に、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させて粒子状物質の酸化を促進させることにより、フィルタが詰まることを抑制できる。
なお、所定量は、フィルタの再生を早期に実施することが望ましい粒子状物質の量とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、フィルタの詰まりが発生する粒子状物質の量の下限値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、フィルタの詰まりが発生する粒子状物質の量に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が許容範囲を超える場合の粒子状物質の量としてもよい。
本発明においては、前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以下である場合に、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止することができる。
ここで、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が少ないと、フィルタの詰まりが発生するまでの余裕が大きい。この場合には、粒子状物質の酸化が緩慢であってもよい。このため、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以下である場合に、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止してもよい。そうすると、トルク変動または振動が発生することを抑制できる。
なお、所定量は、フィルタの再生を早期に実施しなくても問題のない粒子状物質の量とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタの詰まりが発生しない粒子状物質の量の上限値とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させてもフィルタの詰まりが発生しない粒子状物質の量に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタに捕集されている粒子状物質の量が許容範囲を超えない場合の粒子状物質の量としてもよい。
本発明においては、前記内燃機関の排気通路には、前記フィルタよりも上流に設けられる酸素吸蔵能力を有する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒よりも下流で且つ前記フィルタよりも上流における排気の空燃比を検出する検出装置と、を備え、
前記一部気筒停止工程は、前記検出装置により検出される排気の空燃比が理論空燃比よりも高くなった時点から、所定期間が経過するまで継続することができる。
ここで、酸素吸蔵能力を有する触媒がフィルタよりも上流に設けられていると、内燃機関から酸素を排出させても、触媒に吸蔵されてしまう。そして、触媒が酸素を十分に吸蔵した後に、該触媒から酸素が流出する。したがって、内燃機関から酸素を排出させても、フィルタの再生が直ぐに始まるとは限らない。これに対して、触媒から酸素が流出した時点からフィルタの再生が始まるものとして、この時点から所定期間が経過するまで一部の気筒において燃料の供給を停止させることにより、フィルタの再生を完了させることができる。
なお、所定期間は、フィルタの再生に要する期間とすることができる。また、所定期間は、フィルタの再生に必要な酸素をフィルタに供給するのに要する期間としてもよい。
本発明によれば、ＮＯｘの排出量を低減しつつフィルタの再生が行われる機会を増やすことができる。
実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。 実施例１に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例２に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例３に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例４に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例５に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例６に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例７に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例８に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例９に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例１０に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例１１に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例１２に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例１３に係る各種値の推移を示したタイムチャートである。 実施例１３に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。 実施例１４に係る内燃機関の制御フローを示したフローチャートである。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
（実施例１）
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その吸気系及び排気系との概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、火花点火式のガソリン機関である。内燃機関１は、たとえば車両に搭載される。また、内燃機関１は複数の気筒を備えている。
内燃機関１には、排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、上流側から順に、触媒３と、排気中のＰＭを捕集するフィルタ４と、が備えられている。
触媒３は、排気を浄化する触媒である。触媒３は、例えば、三元触媒、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよい。なお、本実施例では、触媒３は必須ではない。
また、触媒３よりも上流の排気通路２には、排気の温度を検出する第一温度センサ１１が設けられている。また、触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気通路２には、排気の温度を検出する第二温度センサ１２が設けられている。第一温度センサ１１の検出値に基づいて、触媒３の温度を検出することができる。また、第二温度センサ１２の検出値に基づいて、フィルタ４の温度を検出することができる。なお、内燃機関１の運転状態に基づいて、触媒３及びフィルタ４の温度を推定することもできる。また、触媒３よりも下流で且つフィルタ４よりも上流の排気通路２には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ１３が設けられている。なお、空燃比センサ１３に代えて、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサを設けてもよい。
また、内燃機関１には、吸気通路５が接続されている。吸気通路５の途中には、内燃機関１の吸入空気量を調整するスロットル６が設けられている。また、スロットル６よりも上流の吸気通路５には、内燃機関１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が取り付けられている。
また、内燃機関１の各気筒には、燃料を供給する燃料噴射弁７が取り付けられている。なお、燃料噴射弁７は、内燃機関１の気筒内に燃料を噴射するものであってもよく、吸気通路５内に燃料を噴射するものであってもよい。また、内燃機関１には、気筒内に電気火花を発生させる点火プラグ８が設けられている。
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１６を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１７、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１８が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。
一方、ＥＣＵ１０には、スロットル６、燃料噴射弁７、点火プラグ８が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１０によりこれらの機器が制御される。
そして、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の停止前に一部の気筒において燃料の供給を停止する。すなわち、一部の気筒において燃料カットを実施する。ＥＣＵ１０は、内燃機関１を停止させる要求があった後に一部の気筒において燃料カットを実施し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行う。このときの火花点火は、少なくとも燃焼を行う他の気筒において実施すればよい。
なお、内燃機関１を停止させる要求とは、例えば、車両の運転者が内燃機関１を停止させるための動作をした場合、ハイブリッド車両において車両の駆動源が内燃機関１から電動モータに切り換わる場合、車両の停止時において内燃機関１が運転者の意思とは関係なく自動的に停止される場合、などに相当する。車両の運転者が内燃機関１を停止させるための動作をした場合とは、例えば、車両の運転者がイグニッションスイッチをＯＦＦにした場合である。また、ハイブリッド車両において車両の駆動源が内燃機関１から電動モータに切り換わる場合とは、例えば車両の速度が所定の速度に低下したときに内燃機関１が停止され、電動モータにより車両が駆動される場合である。また、車両の停止時において内燃機関１が運転者の意思とは関係なく自動的に停止される場合とは、例えば、車両が停止したときに、内燃機関１が自動的に停止される場合である。そして、本実施例では、内燃機関１を停止させる要求があった後であっても、内燃機関１をすぐには停止させない。
燃料カットを実施する一部の気筒は、１つ以上の気筒であればよい。また、燃料の供給を継続する他の気筒で内燃機関１が作動可能なように、燃料カットを実施する気筒数を決定してもよい。
このよう一部の気筒において燃料カットを実施し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行うことにより、燃料の供給を継続して燃焼を行っている他の気筒において、内燃機関１を運転させるためのトルクが発生する。このため、一部の気筒において燃料の供給を停止しても、内燃機関１の運転は継続しており、該一部の気筒におけるピストンは動き続ける。そして、一部の気筒では燃焼が行われていなので、吸入した空気がそのまま排出される。すなわち、一部の気筒からは酸素が排出される。この酸素がフィルタ４に供給されることにより、フィルタ４における酸素濃度を高めることができるので、フィルタ４の再生を実施することができる。
このときには、一部の気筒において燃料の燃焼が行われないので、該一部の気筒においてはＮＯｘが発生しない。このため、全気筒に燃料を供給しているときよりも、一部の気筒において燃料カットを実施したほうが、ＮＯｘの排出量を低減することができる。すなわち、ＮＯｘの排出量を低減しつつ、フィルタの再生を実施することができる。また、燃料を供給している他の気筒においては、理論空燃比近傍、または理論空燃比よりも低い空燃比（リッチ空燃比）として運転することにより、ＮＯｘの発生量をより低減することができるので、ＮＯｘが排出されることをより抑制できる。
そして、一部の気筒において燃料カットを実施した後に、内燃機関１の全気筒への燃料の供給を停止すれば、内燃機関１の停止前にフィルタ４の再生を実施することができる。なお、機関停止後であっても、フィルタ４内に酸素が存在すれば、フィルタ４の再生は継続される。したがって、フィルタ４の再生が完全に完了する前に、全気筒への燃料の供給を停止してもよい。また、フィルタ４の再生が完全に完了した後に、全気筒への燃料の供給を停止してもよい。また、フィルタ４に捕集されているＰＭ量が許容範囲内となってから、全気筒への燃料の供給を停止してもよい。また、一部の気筒において燃料カットを実施した後の所定期間後に、全気筒への燃料の供給を停止してもよい。
図２は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。
ステップＳ１０１では、機関停止の要求があるか否か判定される。例えば、運転者がイグニッションキーをＯＦＦにした場合に、機関停止の要求があると判定される。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
ステップＳ１０２では、一部の気筒において燃料カットが実施され、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼が行われる。これにより、フィルタ４の再生が実施される。なお、本実施例においてはステップＳ１０２が、本発明における一部気筒停止工程に相当する。
ステップＳ１０３では、内燃機関１が停止される。すなわち、全気筒への燃料の供給が停止される。なお、本実施例においてはステップＳ１０３が、本発明における全気筒停止工程に相当する。
以上説明したように、本実施例によれば、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行うことにより、フィルタ４へ酸素を供給することができるので、フィルタ４の再生を実施することができる。また、一部の気筒において燃料カットを実施することで、ＮＯｘの排出量を低減することができる。さらに、燃料の供給を継続する他の気筒において理論空燃比付近で燃焼を行うことにより、ＮＯｘの排出量を更に低減することができる。
（実施例２）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する条件が実施例１と異なる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、ＰＭを酸化させるには、フィルタ４の温度がある程度高い必要がある。すなわち、フィルタ４に酸素を供給しても、フィルタ４の温度が、ＰＭを酸化可能な温度に達していなければ、フィルタ４の再生は困難である。そこで本実施例では、フィルタ４の温度が所定の下限温度以上の場合に限り、一部の気筒において燃料カットを実施する。
この所定の下限温度は、ＰＭが酸化される温度の下限値である。また、所定の下限温度は、ＰＭが酸化される温度の下限値に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。すなわち、所定の下限温度は、ＰＭが酸化される温度の下限値よりも高くてもよい。また、所定の下限温度は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。供給する酸素量は、フィルタ４に捕集されているＰＭの量に応じて決定してもよい。また、所定の下限温度は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。
図３は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ２０１へ進む。そして、ステップＳ２０１では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが検出される。フィルタ４の温度ＴＧＰＦは、第二温度センサ１２により検出する。また、内燃機関１の運転状態に基づいて、フィルタ４の温度ＴＧＰＦを推定してもよい。
ステップＳ２０２では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが所定の下限温度ＴＡ以上であるか否か判定される。所定の下限温度ＴＡは、例えばＰＭが酸化される温度の下限値として、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。
ステップＳ２０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
このように、フィルタ４の温度が所定の下限温度よりも低い場合には、一部の気筒における燃料カットを実施せずに内燃機関１を停止させる。これにより、フィルタ４の再生が行われないにもかかわらず、他の気筒において燃料の供給が継続することがないため、燃料の消費量を低減することができる。また、フィルタ４の温度が所定の下限温度以上の場合には、一部の気筒における燃料カットを実施するため、フィルタ４に酸素を供給して、フィルタ４の再生を実施することができる。
（実施例３）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する条件が前記実施例と異なる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、フィルタ４の温度が高い状態のときに酸素を供給すると、フィルタ４においてＰＭの酸化による反応熱で、フィルタ４が過熱する虞がある。そして、例えば、フィルタ４が過熱すると、フィルタ４が破損したり、また、フィルタ４に触媒を担持している場合には触媒の劣化を招く。
そこで本実施例では、フィルタ４の温度が所定の上限温度以下の場合に限り、一部の気筒における燃料カットを実施する。ここでいう所定の上限温度は、実施例２に係る所定の下限温度よりも大きな値である。また、所定の上限温度は、例えば、フィルタ４の再生を実施してもフィルタ４が過熱しない温度の上限値とすることができる。また、所定の上限温度は、フィルタ４の耐熱温度から、フィルタ４の再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定の上限温度は、フィルタ４の再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定の上限温度は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。供給する酸素量は、フィルタ４に捕集されているＰＭの量（以下、ＰＭ捕集量ともいう。）に応じて決定してもよい。所定の上限温度は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。
図４は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ２０１の処理が完了すると、ステップＳ３０１へ進む。そして、ステップＳ３０１では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが所定の上限温度ＴＢ以下であるか否か判定される。所定の上限温度ＴＢは、例えば、フィルタ４の再生を実施してもフィルタ４が過熱しない温度の上限値として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本ステップでは、フィルタ４の温度が、実施例２に係る所定の下限温度ＴＡ以上で、且つ、本実施例に係る所定の上限温度ＴＢ以下であるか否か判定してもよい。
ステップＳ３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
このように、フィルタ４の温度が所定の上限温度よりも高い場合には、一部の気筒における燃料カットを実施せずに内燃機関１を停止させる。これにより、フィルタ４の破損や触媒の劣化を抑制できる。また、また、フィルタ４の温度が所定の上限温度以下の場合には、一部の気筒における燃料カットを実施するため、フィルタ４に酸素を供給して、フィルタ４の再生を実施することができる。
（実施例４）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する条件が前記実施例と異なる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が少ない場合には、フィルタ４の詰まりが発生する可能性が低いので、ＰＭを酸化させる必要がない場合もある。このような場合にも一部の気筒において燃料カットを実施すると、燃料の消費量が増加する虞がある。
そこで本実施例では、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の下限量以上の場合に限り、一部の気筒において燃料カットを実施する。この所定の下限量は、フィルタの再生が必要となるＰＭ捕集量の下限値とすることができる。また、所定の下限量は、燃料の消費量の増加を抑制し得る値として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。
図５は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ４０１へ進む。そして、ステップＳ４０１では、フィルタ４に捕集されているＰＭの量（ＰＭ捕集量ＭＰＭ）が検出される。ＰＭ捕集量ＭＰＭは、例えば、フィルタ４よりも上流側と下流側との差圧に基づいて検出することができる。また、内燃機関１の運転状態に基づいてＰＭ捕集量ＭＰＭを推定してもよい。さらに、車両の走行距離や内燃機関１の運転時間に基づいてＰＭ捕集量ＭＰＭを簡易的に推定することもできる。
ステップＳ４０２では、ＰＭ捕集量ＭＰＭが所定の下限量ＭＡ以上であるか否か判定される。所定の下限量ＭＡは、例えばフィルタ４の詰まりを抑制しつつ燃料の消費量を低減できる値として、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。
ステップＳ４０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
このように、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の下限量よりも少ない場合には、一部の気筒における燃料カットを実施せずに内燃機関１を停止させる。これにより、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が少ないのにもかかわらず、他の気筒において燃料の供給が継続することがないため、燃料の消費量を低減することができる。また、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の下限量以上の場合には、一部の気筒における燃料カットを実施するため、フィルタ４に酸素を供給して、フィルタ４の再生を実施することができる。
（実施例５）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する条件が前記実施例と異なる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が多い状態のときに酸素を供給すると、フィルタ４においてＰＭの酸化による反応熱で、フィルタ４が過熱する虞がある。
そこで本実施例では、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の上限量以下の場合に限り、一部の気筒における燃料カットを実施する。ここでいう所定の上限量は、実施例４に係る所定の下限量よりも大きな値である。また、所定の上限量は、例えば、フィルタ４の再生を実施してもフィルタ４が過熱しないＰＭの量の上限値とすることができる。また、所定の上限量は、フィルタ４の耐熱温度から、フィルタ４の再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定の上限量は、フィルタ４の再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定の上限量は、例えば供給する酸素量に応じて変化させてもよい。また、所定の上限量は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。
図６は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ４０１の処理が完了すると、ステップＳ５０１へ進む。そして、ステップＳ５０１では、ＰＭ捕集量ＭＰＭが所定の上限量ＭＢ以下であるか否か判定される。所定の上限量ＭＢは、例えば、フィルタ４の再生を実施してもフィルタ４が過熱しないＰＭ捕集量の上限値として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。なお、本ステップでは、ＰＭ捕集量ＭＰＭが、実施例４に係る所定の下限量ＭＡ以上で、且つ、本実施例に係る所定の上限量ＭＢ以下であるか否か判定してもよい。
ステップＳ５０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
このように、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の上限量よりも多い場合には、一部の気筒における燃料カットを実施せずに内燃機関１を停止させる。これにより、フィルタ４の破損や触媒の劣化を抑制できる。また、フィルタ４に捕集されているＰＭの量が所定の上限量以下の場合には、一部の気筒における燃料カットを実施するため、フィルタ４に酸素を供給して、フィルタ４の再生を実施することができる。
（実施例６）
本実施例は、実施例２−４の組み合わせについて説明する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
実施例２及び実施例３を用いることにより、一部の気筒における燃料カットを実施する温度の範囲が定まる。また、実施例４及び実施例５を用いることにより、一部の気筒における燃料カットを実施するＰＭ捕集量の範囲が定まる。そして、これらを組み合わせることにより、フィルタ４の温度及びＰＭ捕集量に応じて、一部の気筒における燃料カットを実施することができる。
図７は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ２０１でフィルタ４の温度ＴＧＰＦが検出されると、ステップＳ６０１へ進む。そして、ステップＳ６０１では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが、実施例２に係る所定の下限温度ＴＡ以上で、且つ、実施例３に係る所定の上限温度ＴＢ以下であるか否か判定される。ステップＳ６０１で肯定判定がなされるとステップＳ４０１へ進み、一方、否定判定がなされるとステップＳ１０３へ進む。
次に、ステップＳ４０１で、ＰＭ捕集量ＭＰＭが検出されると、ステップＳ６０２へ進む。そして、ステップＳ６０２では、ＰＭ捕集量ＭＰＭが、実施例４に係る所定の下限量ＭＡ以上で、且つ、実施例５に係る所定の上限量ＭＢ以下であるか否か判定される。ステップＳ６０２で肯定判定がなされるとステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされるとステップＳ１０３へ進む。
このようにして、フィルタ４の温度及びＰＭ捕集量が所定の範囲内の場合に限り一部の気筒における燃料カットを実施することができる。これにより、フィルタ４の再生が困難な場合やフィルタ４の再生が必要ない場合には、他の気筒において燃料の供給が継続することがないため、燃料の消費量を低減することができる。また、フィルタ４の破損や触媒の劣化を抑制できる。なお、ステップＳ２０１及びステップＳ６０１の処理よりも先に、ステップＳ４０１及びステップＳ６０２の処理を行ってもよい。
（実施例７）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する条件が前記実施例と異なる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、ＰＭを酸化させるには、フィルタ４に酸素を供給する必要がある。一方、内燃機関１の運転時においては、減速時等に燃料カットが実施される。これにより、フィルタ４に酸素が供給される。また、内燃機関１を理論空燃比よりも高い空燃比（リーン空燃比）で運転する場合もある。このような場合にも、フィルタ４に酸素が供給される。このようにしてフィルタ４に酸素が供給されると、フィルタ４の再生が行われる。そして、フィルタ４の再生が実施された後に内燃機関１を停止させる要求があった場合には、フィルタ４の再生が必要のない場合もある。すなわち、一部の気筒における燃料カットを実施する必要のない場合もある。
そこで本実施例では、理論空燃比よりも高い空燃比のガスが内燃機関１から最後に排出された時点から所定の運転時間が経過した後に内燃機関１を停止させる要求があった場合に限り、一部の気筒において燃料の供給を停止させる。
ここでいう所定の運転時間は、フィルタ４に酸素が供給されてから、フィルタ４の再生を実施する必要があるＰＭ捕集量となるまでの時間である。この所定の運転時間は、ある程度の余裕を持たせた値としてもよい。また、所定の運転時間は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。
図８は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ１０１で肯定判定がなされると、ステップＳ７０１へ進む。そして、ステップＳ７０１では、内燃機関１から酸素を多く含んだガスが最後に排出された時点から所定の運転時間が経過しているか否か判定される。本ステップでは、内燃機関１から酸素を多く含んだガスが最後に排出されてから所定の運転時間経過後に、内燃機関１を停止させる要求があったか否か判定している。ステップＳ７０１で肯定判定がなされるとステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされるとステップＳ１０３へ進む。
このようにして、必要以上に一部の気筒において燃料カットを実施し、他の気筒において燃料の供給を継続することを抑制できるため、燃料の消費量を低減することができる。また、フィルタ４に酸素が供給されていなかった場合には、一部の気筒における燃料カットを実施するため、フィルタ４に酸素を供給して、フィルタ４の再生を実施することができる。
（実施例８）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施するときに、フィルタ４の温度またはＰＭ捕集量の少なくとも一方に基づいて、燃料カットを実施する気筒数を変化させる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、一部の気筒における燃料カットを実施するときに、燃料カットを実施する気筒数が多くなるほど、フィルタ４に供給される酸素の量が多くなる。また、ＰＭ捕集量が比較的少ない場合には、ＰＭの酸化に必要となる酸素量も少ない。一方、ＰＭ捕集量が比較的多い場合には、ＰＭの酸化に必要となる酸素量も多い。また、フィルタ４の温度が比較的低い場合には、フィルタ４の過熱に対する余裕が大きい。一方、フィルタ４の温度が比較的高い場合には、フィルタ４の過熱に対する余裕が小さい。
そこで本実施例では、ＰＭ捕集量が多くなるほど、供給する酸素の量が多くなるように、燃料カットを実施する気筒数を多くするか、または、フィルタ４の温度が低くなるほど、供給する酸素の量が多くなるように、燃料カットを実施する気筒数を多くする、の少なくとも一方を実施する。なお、フィルタ４の温度は前記所定の下限温度以上であるものとする。
例えば、燃料カットを実施する気筒数をフィルタ４の温度に応じて決定してもよい。同様に、燃料カットを実施する気筒数をＰＭ捕集量に応じて決定してもよい。また、例えば、フィルタ４の温度に応じて、燃料カットを実施する気筒数を求めて、この気筒数を、ＰＭ捕集量に応じて補正してもよい。同様に、ＰＭ捕集量に応じて、燃料カットを実施する気筒数を求めて、この気筒数を、フィルタ４の温度に応じて補正してもよい。また、ＰＭ捕集量と、フィルタ４の温度と、燃料カットを実施する気筒数と、の関係をマップ化してＥＣＵ１０に記憶させておいてもよい。これらの関係は、予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。
図９は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ１０１で肯定判定がなされると、ステップＳ８０１へ進む。そして、ステップＳ８０１では、燃料カットを実施する気筒数が算出される。ＥＣＵ１０は、フィルタ４の温度またはＰＭ捕集量の少なくとも一方に基づいたマップを用いて、燃料カットを実施する気筒数を算出する。
このようにして、フィルタ４の再生時に適切な量の酸素をフィルタ４へ供給することができる。
（実施例９）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する場合に、フィルタ４の温度が所定温度以下の場合には、点火順序で連続する複数の気筒で燃料カットを実施する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、一部の気筒において燃料カットを実施している場合には、燃料を供給している他の気筒からは燃焼後のガスがフィルタ４へ供給され、燃料カットを実施している気筒からは酸素がフィルタ４へ供給される。したがって、フィルタ４には、燃料を供給している気筒と、燃料カットを実施している気筒と、の順序に合わせて、燃焼後のガスと酸素とが供給される。
そして、フィルタ４の再生は、燃料カットを実施している気筒からの酸素が該フィルタ４へ供給されている場合に起こる。また、燃焼後のガスがフィルタ４へ供給されている場合には、反応熱の発生が抑制される。そのため、フィルタ４へ酸素が連続して供給される場合には、ＰＭの酸化が促進される。一方、フィルタ４への酸素の供給が断続的である場合には、ＰＭの酸化が緩慢となる。
ここで、フィルタ４の温度が高い状態のときに酸素を供給すると、フィルタ４においてＰＭの酸化による反応熱で、フィルタ４が過熱する虞がある。
そこで本実施例では、フィルタ４の温度が所定温度以下の場合には、一部の気筒において燃料カットを実施するときに、点火順序で連続する複数の気筒で燃料カットを実施するように、該燃料カットを実施する気筒を決定する。ここでいう所定温度は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタ４の過熱が発生しない温度の上限値とすることができる。また、所定温度は、フィルタ４の耐熱温度から、フィルタ４の再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定温度は、フィルタ４の再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定温度は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。このように、燃料カットを実施する複数の気筒が点火順序で連続すると、ＰＭの酸化が促進されるため、フィルタ４の再生が早期に完了する。
図１０は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ２０１でフィルタ４の温度ＴＧＰＦが検出されると、ステップＳ９０１へ進む。ステップＳ９０１では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが所定温度ＴＣ以下であるか否か判定される。所定温度ＴＣは、例えば点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタ４の過熱が発生しない温度の上限値として、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ９０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ９０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ９０２では、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときには、複数の気筒において燃料カットを実施する。そして、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止するように、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときに選択される気筒は、予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。なお、３気筒以上連続させて燃料カットを実施してもよい。例えば、フィルタ４の温度が低いほど、フィルタ４が過熱するまでの余裕が大きいため、連続して燃料カットを実施する気筒数を増やしてもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、フィルタ４の温度が低い場合には、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止するため、フィルタ４の再生を促進させることができる。また、フィルタ４の過熱を抑制し得る。
（実施例１０）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する場合に、フィルタ４の温度が所定温度以上の場合には、点火順序で連続しない複数の気筒で燃料カットを実施する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
実施例９で説明したように、フィルタ４へ酸素が連続して供給される場合には、ＰＭの酸化が促進される。一方、フィルタ４への酸素の供給が断続的である場合には、ＰＭの酸化が緩慢となる。
ここで、フィルタ４の温度が高い状態のときに酸素を供給すると、フィルタ４においてＰＭの酸化による反応熱で、フィルタ４が過熱する虞がある。
そこで本実施例では、フィルタ４の温度が所定温度以上の場合には、一部の気筒において燃料カットを実施するときに、点火順序で連続しない複数の気筒で燃料カットを実施するように、該燃料カットを実施する気筒を決定する。ここでいう所定温度は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させると、フィルタ４の過熱が発生する温度の下限値とすることができる。また、所定温度は、フィルタ４の耐熱温度から、フィルタ４の再生時における温度上昇分を減算した値以下に設定してもよい。また、所定温度は、フィルタ４の再生時における温度上昇に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。なお、本実施例に係る所定温度を、実施例９に係る所定温度と同じ値としてもよい。また、所定温度は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。このように、燃料カットを実施する気筒が点火順序で連続していなければ、ＰＭの酸化が緩慢となるため、フィルタ４の過熱を抑制できる。
図１１は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ２０１でフィルタ４の温度ＴＧＰＦが検出されると、ステップＳ１００１へ進む。ステップＳ１００１では、フィルタ４の温度ＴＧＰＦが所定温度ＴＤ以上であるか否か判定される。所定温度ＴＤは、例えば点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させると、フィルタの過熱が発生する温度の下限値として、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ１００１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１００２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１００２では、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときには、複数の気筒において燃料カットを実施する。そして、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止するように、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときに選択される気筒は、予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。また、燃料カットを実施しない複数の気筒が点火順序で連続するようにしてもよい。例えば、フィルタ４の温度が高いほど、フィルタ４が過熱するまでの余裕が小さい、連続して燃料カットを実施しない気筒数を増やしてもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施することにより、フィルタ４へ酸素を供給することができるので、フィルタ４の再生を実施することができる。また、フィルタ４の温度が高い場合には、燃料カットを実施する気筒が点火順序で連続しないため、フィルタ４の過熱を抑制し得る。
（実施例１１）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する場合に、ＰＭ捕集量が所定量以上の場合には、点火順序で連続する複数の気筒で燃料カットを実施する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
実施例９で説明したように、フィルタ４へ酸素が連続して供給される場合には、ＰＭの酸化が促進される。一方、フィルタ４への酸素の供給が断続的である場合には、ＰＭの酸化が緩慢となる。
ここで、ＰＭ捕集量が比較的多い場合には、フィルタ４の詰まりが発生するまでの余裕が小さいため、早期にＰＭ捕集量を低減させることが望ましい。
そこで本実施例では、ＰＭ捕集量が所定量以上の場合には、一部の気筒において燃料カットを実施するときに、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させるように、該燃料カットを実施する気筒を決定する。ここでいう所定量は、フィルタ４の再生を早期に実施することが望ましいＰＭ捕集量とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、フィルタ４の詰まりが発生するＰＭ捕集量の下限値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、フィルタ４の詰まりが発生するＰＭ捕集量に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させなければ、ＰＭ捕集量が許容範囲を超える場合のＰＭ捕集量としてもよい。また、所定量は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。このように、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させると、ＰＭの酸化が促進されるため、ＰＭ捕集量を早期に低減させることができる。
図１２は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ４０１でＰＭ捕集量ＭＰＭが検出されると、ステップＳ１１０１へ進む。ステップＳ１１０１では、ＰＭ捕集量ＭＰＭが所定量ＭＣ以上であるか否か判定される。所定量ＭＣは、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ１１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１１０２では、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときには、複数の気筒において燃料カットを実施する。そして、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させるように、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときに選択される気筒は、予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。また、３気筒以上連続させて燃料カットを実施してもよい。例えば、ＰＭ捕集量が多いほど、フィルタ４の詰まりに対する余裕が小さいため、連続して燃料カットを実施する気筒数を増やしてもよい。
このように本実施例によれば、ＰＭ捕集量が多い場合には、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止させるため、フィルタ４の再生を促進させることができる。また、フィルタ４の過熱を抑制し得る。
（実施例１２）
本実施例は、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施する場合に、ＰＭ捕集量が所定量以下の場合には、点火順序で連続しない複数の気筒で燃料カットを実施する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
実施例９で説明したように、フィルタ４へ酸素が連続して供給される場合には、ＰＭの酸化が促進される。一方、フィルタ４への酸素の供給が断続的である場合には、ＰＭの酸化が緩慢となる。
ここで、一部の気筒において燃料カットを実施すると、トルクが低下する。また、点火順序で連続した気筒で燃料カットを実施すると、トルクが更に低下し、その後に燃料噴射を実施する気筒でトルクが発生すると、振動が発生する虞がある。
そこで本実施例では、ＰＭ捕集量が所定量以下の場合には、一部の気筒において燃料カットを実施するときに、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止するように、該燃料カットを実施する気筒を決定する。ここでいう所定量は、フィルタ４の再生を早期に実施しなくても問題のないＰＭ捕集量とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタ４の詰まりが発生しないＰＭ捕集量の上限値とすることができる。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタ４の詰まりが発生しないＰＭ捕集量に対してある程度の余裕を持った値としてもよい。また、所定量は、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させても、フィルタ４に捕集されているＰＭ捕集量の量が許容範囲を超えない場合のＰＭ捕集量としてもよい。なお、本実施例に係る所定量を、実施例１１に係る所定量と同じ値としてもよい。また、所定量は、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておくこともできる。このように、燃料カットを実施する気筒が点火順序で連続しなければ、トルク変動及び振動の発生を抑制できる。
図１３は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ４０１でＰＭ捕集量ＭＰＭが検出されると、ステップＳ１２０１へ進む。ステップＳ１２０１では、ＰＭ捕集量ＭＰＭが所定量ＭＤ以下であるか否か判定される。所定量ＭＤは、予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ１２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１２０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１２０２では、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときには、複数の気筒において燃料カットを実施する。そして、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止させるように、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときに選択される気筒は、予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。また、燃料カットを実施しない複数の気筒が点火順序で連続するようにしてもよい。例えば、ＰＭ捕集量が少ないほど、フィルタ４に詰まりが発生するまでの余裕が大きなため、連続して燃料カットを実施しない気筒数を増やしてもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、機関停止前に一部の気筒において燃料カットを実施することにより、フィルタ４へ酸素を供給することができるので、フィルタ４の再生を実施することができる。また、ＰＭ捕集量が少ない場合には、燃料カットを実施する気筒が点火順序で連続しないため、トルク変動及び振動の発生を抑制できる。
（実施例１３）
本実施例では、一部の気筒における燃料カットを、フィルタ４に流入する排気の空燃比が理論空燃比よりも高い空燃比（リーン空燃比）となってから、所定期間継続させ、その後に内燃機関１を停止させる。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。なお、本実施例に係る触媒３は、酸素吸蔵能力を有する触媒とする。例えば、触媒３は、三元触媒または吸蔵還元型ＮＯｘ触媒である。そして、本実施例においては触媒３が、本発明における排気浄化触媒に相当する。
ここで、一部の気筒において燃料カットを実施して、内燃機関１から酸素を排出させても、触媒３が酸素吸蔵能力を有していると、該触媒３により酸素が吸蔵されてしまう。このため、触媒３において排気中の酸素濃度が低下し、下流のフィルタ４には酸素がほとんど供給されない。一方、触媒３に吸蔵された酸素が飽和状態となれば、触媒３よりも下流に酸素が流出する。このように、一部の気筒において燃料カットを実施しても、フィルタ４へ酸素が供給されるまでには時間を要する場合がある。
そこで本実施例では、触媒３から酸素が流出するようになってからフィルタ４の再生が始まるものと考える。そして、触媒３から酸素が流出するようになってから所定期間、一部の気筒における燃料カットを実施する。なお、空燃比センサ１３により検出される空燃比がリーン空燃比となれば、触媒３から酸素が流出している。ここでいう所定期間は、フィルタ４の再生に要する期間である。すなわち、所定期間は、フィルタ４の再生に必要な酸素をフィルタ４に供給するのに要する期間であり、予め実験またはシミュレーション等により求めることができる。なお、本実施例においては空燃比センサ１３が、本発明における検出装置に相当する。
図１４は、本実施例に係る各種値の推移を示したタイムチャートである。「運転要求」は、内燃機関１を運転する要求があるか否かを示し、ＯＮのときには運転する要求があり、ＯＦＦのときには運転の要求がない。すなわち、ＯＦＦのときには内燃機関１の停止の要求があるといえる。「機関回転数」は、内燃機関１の回転数を示している。「運転気筒数」は、燃料を供給している他の気筒の数を示している。空燃比は、空燃比センサ１３の検出値を示している。「カウンタ」は、触媒３に吸蔵された酸素が飽和状態になる時点からの時間の積算値を示している。
図１４において、運転要求がＯＮからＯＦＦに変わる時点をＡで示している。このＡで示される時点から一部の気筒において燃料カットが実施される。例えば４気筒を有する内燃機関１において、２気筒の燃料カットを実施している。そして、触媒３から酸素の流出が始まる時点をＢで示し、触媒３に吸蔵された酸素が飽和状態になる時点をＣで示している。Ｃで示される時点から排気の空燃比がリーン空燃比となるため、カウンタの値を増加させている。すなわち、カウンタは、Ｃで示される時点からの時間の積算値を示している。そして、カウンタが閾値に達した時点をＤで示している。この閾値は、フィルタ４の再生に要するカウンタの値である。このＤの時点で内燃機関１が停止される。すなわち、ＣからＤまでの期間が、本実施例に係る所定期間に相当する。
図１５は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
本ルーチンでは、ステップＳ１０２で一部の気筒において燃料カットが実施されると、ステップＳ１３０１へ進む。ステップＳ１３０１では、空燃比センサ１３の検出値がリーン空燃比となってから所定期間が経過したか否か判定される。所定期間は、フィルタ４の再生に要する期間として予め実験またはシミュレーション等により求めてＥＣＵ１０に記憶させておく。ステップＳ１３０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ戻る。すなわち、リーン空燃比となってから所定期間が経過するまで、ステップＳ１０２が繰り返し処理される。
以上説明したように、本実施例によれば、フィルタ４の再生に必要となる量の酸素を該フィルタ４へより確実に供給することができるため、フィルタ４の再生をより確実に完了させることができる。また、一部の気筒における燃料カットを必要以上に実施しないため、燃料の消費量を低減することができる。
（実施例１４）
本実施例は、実施例１−１３の組み合わせについて説明する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
ここで、前記実施例は、適宜組み合わせて用いることができる。図１６は、本実施例に係る内燃機関１の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎にＥＣＵ１０により実行される。前記実施例と同じ処理がなされるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。図１６は、実施例１−１３を全て組み合わせたものである。
ステップＳ１４０１では、フィルタ４の温度の条件が成立しているか否か判定される。すなわち、フィルタ４の温度が、一部の気筒において燃料カットを実施する条件を満たしているか否か判定される。本ステップでは、実施例２または実施例３で説明した処理の少なくとも一方がなされる。ステップＳ１４０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１４０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１４０２では、ＰＭ捕集量の条件が成立しているか否か判定される。すなわち、ＰＭ捕集量が、一部の気筒において燃料カットを実施する条件を満たしているか否か判定される。本ステップでは、実施例４または実施例５で説明した処理の少なくとも一方がなされる。ステップＳ１４０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ８０１へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
次に、ステップＳ１４０３では、燃料カットを実施する気筒を決定する。このときには、燃料カットを実施する気筒が点火順序で連続するのか、又は、連続しないのか決定される。本ステップでは、実施例９、実施例１０、実施例１１、実施例１２で説明した処理の少なくとも１つがなされる。なお、フィルタ４の温度とＰＭ捕集量との両方を考慮する場合には、フィルタ４の温度と、ＰＭ捕集量と、燃料カットを実施する気筒と、の関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておいてもよい。
なお、図１６に示したルーチンの中で、必須なのはステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３だけで、その他のステップは適宜省略することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、前記実施例を組み合わせることにより、フィルタの再生をより適切に実施することができる。
なお、本実施例および実施例１−１３においては、フィルタ４を並列に２つ設けることができる。そして、一方のフィルタ４を、燃料カットを実施する気筒に接続し、他方のフィルタ４を、燃料の供給を継続する気筒に接続する。この場合、燃料の供給を継続する気筒において、内燃機関の運転を継続するためのトルクが発生し、燃料カット実施する気筒からは一方のフィルタ４へ酸素が供給される。これにより、一方のフィルタ４においてフィルタ４の再生が実施される。なお、内燃機関１を停止させる要求がある毎に、燃料カットを実施する気筒に接続するフィルタ４を、一方のフィルタ４と他方のフィルタ４とで切り換えてもよい。また、内燃機関１を停止させる要求がある毎に、燃料カットを実施する気筒と、燃料の供給を継続する気筒とを切り換えてもよい。さらに、捕集されているＰＭ量が多いほうのフィルタ４に接続されている気筒において燃料カットを実施してもよい。
１ 内燃機関
２ 排気通路
３ 触媒
４ フィルタ
５ 吸気通路
６ スロットル
７ 燃料噴射弁
８ 点火プラグ
１０ ＥＣＵ
１１ 第一温度センサ
１２ 第二温度センサ
１３ 空燃比センサ
１４ エアフローメータ
１６ アクセルペダル
１７ アクセル開度センサ
１８ クランクポジションセンサ

Claims (15)

  1. 複数の気筒と、内燃機関の排気通路において粒子状物質を捕集するフィルタと、を備える内燃機関の制御方法において、
    前記内燃機関を停止させる要求があった後、且つ、前記内燃機関を停止させる前に、一部の気筒において燃料の供給を停止し、他の気筒において燃料の供給を継続して燃焼を行う一部気筒停止工程と、
    前記一部気筒停止工程の後に全部の気筒において燃料の供給を停止して前記内燃機関を停止させる全気筒停止工程と、
    を含んで構成される内燃機関の制御方法。
  2. 前記他の気筒においては、理論空燃比付近で燃焼を行う請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
  3. 前記一部気筒停止工程は、前記フィルタの温度が所定の下限温度以上である場合に実施される請求項１または２に記載の内燃機関の制御方法。
  4. 前記一部気筒停止工程は、前記フィルタの温度が所定の上限温度以下である場合に実施される請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  5. 前記一部気筒停止工程は、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の下限量以上である場合に実施される請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  6. 前記一部気筒停止工程は、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定の上限量以下である場合に実施される請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  7. 前記一部気筒停止工程は、理論空燃比よりも高い空燃比のガスが前記内燃機関から最後に排出された時点から所定の運転時間が経過した後に前記内燃機関を停止させる要求があった場合に実施される請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  8. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度または前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量の少なくとも一方に基づいて、燃料の供給を停止させる気筒の数を決定する請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  9. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が低いほど、燃料の供給を停止させる気筒の数を多くする請求項８に記載の内燃機関の制御方法。
  10. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が多いほど、燃料の供給を停止させる気筒の数を多くする請求項８または９に記載の内燃機関の制御方法。
  11. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が所定温度以下である場合に、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止する請求項１から１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  12. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタの温度が所定温度以上である場合に、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止する請求項１から１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  13. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以上である場合に、点火順序で連続している複数の気筒で燃料の供給を停止する請求項１から１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  14. 前記一部気筒停止工程において、前記フィルタに捕集されている粒子状物質の量が所定量以下である場合に、点火順序で連続していない複数の気筒で燃料の供給を停止する請求項１から１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
  15. 前記内燃機関の排気通路には、前記フィルタよりも上流に設けられる酸素吸蔵能力を有する排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒よりも下流で且つ前記フィルタよりも上流における排気の空燃比を検出する検出装置と、を備え、
    前記一部気筒停止工程は、前記検出装置により検出される排気の空燃比が理論空燃比よりも高くなった時点から、所定期間が経過するまで継続する請求項１から１４の何れか１項に記載の内燃機関の制御方法。
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