KR20070015159A - 내연 기관의 제어 장치 - Google Patents

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마모루 요시오카
노리히사 나카가와
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

엑셀 개도 (PA) 에 기초하여 가속 요구를 검지한다 (도 5b 의 시점 t3). 그 가속 요구가 완가속 요구였던 경우에는, 실제 스로틀 개도 (TA) 를 아이들 개도 (TA0) 로 하고 (도 5e), 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 지각 요구를 발한다 (도 5d). 실제 VVT 값이 실화 한계치 (연소 보증 VVT 값 (L)) 에 도달한 시점 t4 에서 F/C 로부터의 복귀를 실행한다 (도 5a).
엑셀 개도, 내연 기관, 퓨얼컷

Description

내연 기관의 제어 장치{CONTROLLER OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
기술분야
본 발명은 내연 기관의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 감속시의 퓨얼컷 (fuel cut) 중에 연소실 내에 도입되는 배기 가스 재순환량을 가변할 수 있는 수단을 구비하는 내연 기관을 제어하는 장치로서 적합한 내연 기관의 제어 장치에 관한 것이다.
배경기술
종래, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 흡기 밸브의 밸브 타이밍을 가변 제어할 수 있는 기구와, 스로틀 (throttle) 밸브의 개도 (開度) 를 가변 제어할 수 있는 기구를 구비하는 엔진의 흡입 공기량 제어 장치가 개시되어 있다. 이 기술은, 흡입 공기량을 제어할 때에, 상기 밸브 타이밍의 제어에 응답성 지연 보정을 행함과 함께, 스로틀 밸브의 개도 제어에도 응답성 지연 보정을 행함으로써, 급격한 엑셀 페달의 조작에 대한 토크 단차 (段差) 의 발생을 회피시키는 것이다.
또한, 예를 들어 특허문헌 2 에 개시되어 있는 바와 같이, 감속시의 퓨얼컷 중에 배기 가스를 연소실 내에 환류시키는 기술이 알려져 있다. 내연 기관의 배기 통로에 배치되는 촉매는, 고온 환경하에서 희박 (lean) 한 가스의 공급을 받음으로써 열화하기 쉽다는 특성을 가지고 있다. 특허문헌 2 의 기술에 의하면, 감속시의 퓨얼컷 중에 고온이면서 희박한 가스가 촉매에 공급되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 촉매가 열화하는 것을 방지할 수 있다.
또, 출원인은, 본 발명과 관련된 것으로서, 상기 문헌을 포함하여 이하에 기재하는 문헌을 인식하고 있다.
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2001-159355 호
[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 평 9-209844 호
[특허문헌 3] 일본 공개특허공보 평 10-9005 호
[특허문헌 4] 일본 공개특허공보 평 11-351044 호
[특허문헌 5] 일본 공개특허공보 평 11-107839 호
[특허문헌 6] 일본 공개특허공보 2004-183615 호
발명의 개시
일반적으로, 운전자의 엑셀 요구 (가속 요구) 에 따라 퓨얼컷으로부터 복귀 (강제 복귀) 할 때에는, 엑셀 개도 (PA) 나 스로틀 개도 (TA) 등에 의해 엑셀 요구를 검출함으로써, 강제 복귀 조건이 성립한 것으로 판정되고, 그 후 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 개도 (PA) 의 요구값이 됨과 함께 연료 분사가 재개된다.
상기 기술한 특허문헌 1 의 시스템에 의하면, 흡기 밸브의 밸브 타이밍을 제어함으로써, 밸브 오버랩 기간을 변경할 수 있다. 감속시의 퓨얼컷 중에 밸브 오버랩 기간이 연장되면 내부 EGR 량이 증가한다. 즉, 상기 기술한 특허문헌 1 의 시스템에 의하면, 흡기 밸브의 개(開)밸브 위상을 진각 (進角) 시킴으로써, 감속시의 퓨얼컷 중에 배기 가스 재순환량을 증가시킬 수 있다.
그러나, 특허문헌 1 의 시스템에서, 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀시에 저부하 영역으로의 가속 요구 (완가속 요구) 가 발해짐에 따라, 스로틀 개도 (TA) 가 서서히 개방되어 가는 상황하에서 즉시 연료 분사가 재개되면, 스로틀 개도 (TA) 가 작기 때문에 연소실로의 신기 (新氣) 유입량이 충분하지 않고, 또한 배기 가스 재순환량의 감쇠가 충분하지 않기 때문에, 연소 악화 또는 실화 (失火) 가 발생해 버린다.
이 발명은, 상기 기술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 감속시의 퓨얼컷 중에 배기 가스 재순환량을 가변할 수 있는 수단을 구비하는 내연 기관에서, 완가속에 따른 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있는 내연 기관의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 내연 기관의 감속시에 퓨얼컷을 행하는 퓨얼컷 수단과, 배기 가스 재순환량을 제어하는 EGR 제어 수단을 구비하고, 상기 EGR 제어 수단에 의해 감속시의 퓨얼컷 중에 연소실 내에 도입되는 배기 가스 재순환량을 가변 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치로서,
감속시의 퓨얼컷 중에 검출되는 엑셀 요구에 기초하여 당해 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립하였다고 판정하는 강제 복귀 조건 판정 수단,
상기 엑셀 요구에 기초한 가속 요구도를 판단하는 가속 요구도 판단 수단, 및
상기 가속 요구도 판단 수단에 의해 상기 엑셀 요구가 저부하 영역으로의 가속 요구라고 판단된 경우에, 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 연소 가능 판정 수단을 구비하고,
상기 EGR 제어 수단은, 상기 강제 복귀 조건이 성립한 경우에, 상기 배기 가스 재순환량을 감쇠시키고,
상기 연소 가능 판정 수단에 의해 연소 재개가 가능하다고 판정된 경우에, 연료 분사를 재개시키는 연료 분사 재개 실행 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 2 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 내연 기관의 감속시에 퓨얼컷을 행하는 퓨얼컷 수단과, 배기 가스 재순환량을 제어하는 EGR 제어 수단을 구비하고, 상기 EGR 제어 수단에 의해 감속시의 퓨얼컷 중에 연소실 내에 도입되는 배기 가스 재순환량을 가변으로 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치로서,
감속시의 퓨얼컷 중에 검출되는 엑셀 요구에 기초하여 당해 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립하였다고 판정하는 강제 복귀 조건 판정 수단,
상기 엑셀 요구에 기초한 가속 요구도를 판단하는 가속 요구도 판단 수단, 및
상기 가속 요구도 판단 수단에 의해 상기 엑셀 요구가 완가속 요구라고 판단된 경우에, 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 연소 가능 판정 수단을 구비하고,
상기 EGR 제어 수단은, 상기 강제 복귀 조건이 성립한 경우에 상기 배기 가스 재순환량을 감쇠시키고,
상기 연소 가능 판정 수단에 의해 연소 재개가 가능하다고 판정된 경우에, 연료 분사를 재개시키는 연료 분사 재개 실행 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에서, 연소 재개가 가능하다고 판정되기까지의 동안에는, 스로틀 개도를 아이들 (idle) 개도보다 크게 하는 것을 금지하는 스로틀 개도 확대 금지 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 4 발명은, 제 3 발명에서, 연소 재개가 가능하다고 판정되기 전의 기간 중에, 상기 엑셀 요구가 검출된 시점으로부터 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 스로틀 개도를 강제적으로 아이들 개도보다 크게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 5 발명은, 제 1 내지 제 4 발명 중 어느 하나에서, 상기 EGR 제어 수단은,
흡기 밸브 개방 기간과 배기 밸브 개방 기간이 겹치는 밸브 오버랩 기간을 가변으로 하는 가변동 (可變動) 밸브 기구를 구동하여 내부 배기 가스 재순환량을 증감시키는 가변 밸브 타이밍 제어 수단과, 흡기 통로와 배기 통로를 연통하는 배기 가스 환류 통로의 도중에 형성되는 EGR 제어 밸브의 개도를 조정하여 외부 배기 가스 재순환량을 증감시키는 EGR 밸브 제어 수단의 적어도 일방을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 6 발명은, 제 5 발명에서, 상기 연소 가능 판정 수단은, 상기 가변동 밸브 기구의 구동량, 상기 EGR 밸브의 개도의 적어도 일방에 기초하여 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.
제 1 또는 제 2 발명에 의하면, 저부하 영역으로의 가속 요구 (완가속 요구) 가 발해짐으로써 퓨얼컷으로부터 강제 복귀되는 경우에, 연소 재개가 가능해질 때까지 배기 가스 재순환량을 감쇠시킨 후에, 당해 퓨얼컷으로부터의 복귀가 개시, 즉 연료 분사가 재개된다. 이 때문에, 본 발명에 의하면, 감속시의 퓨얼컷 중에 연소실 내에 적극적으로 배기 가스를 재순환시키는 내연 기관에서, 완가속에 따른 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 완가속에 따른 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀시에, 연료 분사가 재개되기까지의 동안에, 연소되지 않은 신기의 유입에 의해 배기 통로에 형성된 촉매가 열화하는 것을 억제할 수 있다.
제 4 발명에 의하면, 퓨얼컷으로부터의 복귀시에, 운전자로부터의 가속 요구에 대한 응답 (response) 의 악화를 방지할 수 있고, 이에 의해 드라이버빌리티의 악화를 방지할 수 있다.
제 5 발명에 의하면, 연소 재개가 가능해질 때까지, 내부 배기 가스 재순환량 또는 외부 배기 가스 재순환량을 감쇠시킨 후에, 퓨얼컷으로부터의 복귀가 개시되므로, 감속시의 퓨얼컷 중에 내부 배기 가스 재순환 및 또는 외부 배기 가스 재순환이 적극적으로 실행되고 있는 내연 기관에서, 완가속에 따른 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀시에 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제 6 발명에 의하면, 가변 밸브 타이밍 제어 수단 및 또는 EGR 밸브 제어 수단에 의한 배기 가스 재순환량의 감쇠 동작의 응답 지연에 기인하여, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 실시형태 1 의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 있어서 실행되는 루틴의 플로우차트이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 루틴 중에서 참조되는 연소 보증 VVT 값 (L) 의 맵이다.
도 4a 및 도 4b 는, 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 스로틀 개도 (TA) 의 변화와, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 변화의 관계를 설명하기 위한 타이밍차트이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d, 도 5e 및 도 5f 는, 도 2 에 나타내는 루틴의 처리에 따른 각 요소의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이다.
도 6 은 본 발명의 실시형태 1 의 변형예의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태 2 에 있어서 실행되는 루틴의 플로우차트이다.
도 8 은 본 발명의 실시형태 3 의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 본 발명의 실시형태 3 에 있어서 실행되는 루틴의 플로우차트이다.
도 10 은 본 발명의 실시형태 4 에 있어서 실행되는 루틴의 플로우차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
실시형태 1.
[시스템 구성의 설명]
도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 의 구성을 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 시스템은 내연 기관 (10) 을 구비하고 있다. 내연 기관 (10) 의 통 (筒) 내에는 연소실 (12) 이 형성되어 있다. 연소실 (12) 에는 흡기 통로 (14) 및 배기 통로 (16) 가 연통하고 있다.
흡기 통로 (14) 에는 스로틀 밸브 (18) 가 배치되어 있다. 스로틀 밸브 (18) 는 엑셀 개도에 기초하여 스로틀 모터에 의해 구동되는 전자 제어식의 밸브이다. 스로틀 밸브 (18) 의 근방에는, 스로틀 개도 (TA) 를 검출하기 위한 스로틀 포지션 센서 (20) 가 배치되어 있다.
내연 기관 (10) 은 복수의 기통 (氣筒) 을 갖는 다기통식의 기관이고, 도 1 은 그 중의 하나의 기통의 단면을 나타내고 있다. 내연 기관 (10) 이 구비하는 개개의 기통에는, 흡기 통로 (14) 에 통하는 흡기 포트 및 배기 통로 (16) 에 통하는 배기 포트가 형성되어 있다. 흡기 포트에는, 그 내부에 연료를 분사하기 위한 연료 분사 밸브 (22) 가 배치되어 있다. 또한, 흡기 포트 및 배기 포트에는, 각각 연소실 (12) 과 흡기 통로 (14), 또는 연소실 (12) 과 배기 통로 (16) 를 도통 상태 또는 차단 상태로 하기 위한 흡기 밸브 (24) 및 배기 밸브 (26) 가 형성되어 있다.
흡기 밸브 (24) 및 배기 밸브 (26) 는, 각각 흡기 가변동 밸브 (VVT) 기구 (28) 및 배기 가변동 밸브 (VVT) 기구 (30) 에 의해 구동된다. 가변동 밸브 기구 (28, 30) 는 각각 크랭크축의 회전과 동기하여 흡기 밸브 (24) 및 배기 밸브 (26) 를 개폐시킴과 함께, 이들 개밸브 특성 (개밸브 시기, 작용각, 리프트량 등) 을 변경할 수 있다.
내연 기관 (10) 은, 크랭크축의 근방에 크랭크각 센서 (32) 를 구비하고 있다. 크랭크각 센서 (32) 는, 크랭크축이 소정 회전각만큼 회전할 때마다, 하이 (Hi) 출력과 로우 (Lo) 출력을 반전시키는 센서이다. 크랭크각 센서 (32) 의 출력에 의하면, 크랭크축의 회전 위치나 회전 속도, 나아가 기관 회전수 (NE) 등을 검지할 수 있다. 또한, 내연 기관 (10) 은 흡기 캠축의 근방에 캠각 센서 (34) 를 구비하고 있다. 캠각 센서 (34) 는, 크랭크각 센서 (32) 와 동일한 구성을 갖는 센서이다. 캠각 센서 (34) 의 출력에 의하면, 흡기 캠축의 회전 위치 (진각치) 등을 검지할 수 있다.
내연 기관 (10) 의 배기 통로 (16) 에는, 배기 가스를 정화하기 위한 상류 촉매 (SC; 36) 및 하류 촉매 (UF; 38) 가 직렬로 배치되어 있다. 또한, 상류 촉매 (36) 의 상류에는, 그 위치에서 배기 공연비를 검출하기 위한 공연비 센서 (40) 가 배치되어 있다. 또한, 상류 촉매 (36) 와 하류 촉매 (38) 사이에는, 그 위치의 공연비가 풍부 (rich) 공연비인지 희박 (lean) 공연비인지에 따른 신호를 발생하는 산소 센서 (42) 가 배치되어 있다.
도 1 에 나타내는 시스템은 ECU (Electronic Control Unit; 50) 를 구비하고 있다. ECU (50) 에는, 상기 기술한 각종 센서에 추가하여, 엑셀 개도 (PA) 를 검출하기 위한 엑셀 포지션 센서 (52) 나, 상기 기술한 각종 액츄에이터가 접속되어 있다. ECU (50) 는 그러한 센서 출력에 기초하여 내연 기관 (10) 의 운전 상태를 제어할 수 있다.
[촉매 열화 억제 제어의 개요]
상기와 같이 구성된 본 실시형태의 시스템은, 내연 기관 (10) 의 운전중에 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 가 된 경우에, 연료의 분사를 정지하는 처 리, 즉 퓨얼컷 (F/C) 을 실행한다. F/C 는 내연 기관 (10) 의 운전중에 스로틀 개도 (TA) 가 급격하게 닫힘으로써 개시된다. 이 때문에, F/C 의 개시후에는 흡기관 압력 (PM) 이 크게 부압 (負壓) 화하기 쉬운 상태로 형성된다. 이 때, 흡기관 압력 (PM) 이 과대하게 부압화하면, 내연 기관 (10) 에 있어서 오일 상승이 발생하여, 오일 소비량이 증대하는 사태가 발생한다.
그런데, 흡기관 압력 (PM) 의 부압화는, 스로틀 개도 (TA) 를 크게 함으로써 회피할 수 있다. 따라서, F/C 의 개시후, 스로틀 개도 (TA) 를 기본의 아이들 개도 (TA0) 보다 큰 개도로 유지하면, 흡기관 압력 (PM) 이 과대하게 부압화하는 것을 방지하는 것이 가능, 즉 오일 상승의 발생을 방지하는 것이 가능하다. 그러나, F/C 의 실행중에는 연료 분사가 행해지지 않기 때문에, 촉매 (상류 촉매 (36) 및 하류 촉매 (38)) 로 흘러들어가는 가스는 극단적으로 희박해지게 된다. 그리고, 고온의 촉매에 가스가 희박하게 유입되면, 촉매의 열화가 진행되기 쉽다. 이 때문에, F/C 의 개시후에 스로틀 개도 (TA) 를 열어 희박한 가스의 유통량을 늘리면, 오일 소비량의 증가는 방지할 수 있지만, 상류 촉매 (36) 및 하류 촉매 (38) 의 열화는 촉진되게 된다.
도 1 에 나타내는 시스템에 의하면, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 에 의해 흡기 밸브 (24) 의 개밸브 위상을 진각 (보다 구체적으로는 개밸브 타이밍을 진각) 함으로써, 밸브 오버랩 기간, 즉 흡기 밸브 (24) 와 배기 밸브 (26) 가 모두 개밸브 상태가 되는 기간을 연장시킬 수 있다. 그리고, 흡기관 압력 (PM) 이 부압 상황하에 있는 감속시의 F/C 실행중에 밸브 오버랩 기간이 늘어나면, 흡기 밸브 (24) 의 개밸브 후에 흡기 통로 (14) 로 역류하는 기연 가스량, 즉 내부 EGR 량이 증가한다.
흡기관 압력 (PM) 은, 스로틀 밸브 (18) 의 하류에서의 가스량이 많을수록 대기압에 가까워진다. 그리고, 그 가스량은 스로틀 밸브 (18) 를 통과한 신기 가스의 양과, 밸브 오버랩의 기간 중에 발생한 내부 EGR 가스량의 합이다. 이 때문에, 내부 EGR 량이 충분히 다량이면, 스로틀 개도 (TA) 가 아무리 작아도, 흡기관 압력 (PM) 이 과도하게 부압화하지는 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 도 1 에 나타내는 시스템에 의하면, 충분한 밸브 오버랩을 발생시킨 상태로 스로틀 개도 (TA) 를 충분히 드로잉하는 것으로 하면, 충분한 내부 EGR 량을 발생시킬 수 있고, 오일 상승의 발생을 방지하면서, 상류 촉매 (36) 및 하류 촉매 (38) 의 열화 진행을 유효하게 억제하는 것이 가능하다. 이하, 그와 같은 제어, 즉 감속시의 F/C 중에 연소실 (12) 에 EGR 가스를 도입함으로써 촉매 (36, 38) 의 열화를 억제시키는 제어를「F/C 중의 촉매 열화 억제 제어」 라 칭한다.
[실시형태 1 의 특징 부분]
일반적으로, 운전자의 엑셀 요구 (가속 요구) 에 따라 F/C 로부터 복귀 (강제 복귀) 할 때에는, 엑셀 개도 (PA) 나 스로틀 개도 (TA) 등에 의해 엑셀 요구를 검출함으로써, F/C 로부터의 강제 복귀 조건이 성립한 것으로 판정된다. 그리고, 그와 같은 강제 복귀 조건이 성립하면, 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 페달로부터의 요구값까지 커짐과 함께, 연료 분사가 재개된다.
또한, 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우에는, F/C 로부터의 강제 복귀 조건의 성립에 따라, F/C 실행중의 EGR 률을 증대시키기 위해 흡기 밸브 (24) 의 개밸브 위상 (이하, 「흡기 밸브 타이밍 (VVT) 」이라 칭하는 경우가 있다) 이 진각측에 제어되어 있던 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 는, 그 진각치가 내연 기관 (10) 의 운전 상태에 따른 설정치로 되돌려지게 된다. 가변동 밸브 기구 (28, 30) 는 통상 유압에 의해 구동되는 것이기 때문에, 그 응답성은 스로틀 밸브 (18) 에 비하여 좋지 않다. 이 때문에, 강제 복귀 조건 성립후에, 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 페달로부터의 요구값까지 커질 때에, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 에 의한 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 제어에는, 스로틀 밸브의 개도의 제어에 대하여 응답 지연이 발생한다.
F/C 로부터의 강제 복귀시에는, 운전자로부터의 저부하 영역으로의 가속 요구 (이하, 「완가속 요구」라 칭함) 가 나오는 경우가 있다. 완가속 요구의 경우에는, 스로틀 밸브 (18) 는 서서히 눌러지고, 그 개방량이 비교적 작기 때문에, F/C 로부터의 복귀시에 연소실 (12) 내에 도입되는 신기의 양은 비교적 소량이 된다. 따라서, F/C 로부터의 강제 복귀시에 완가속이 요구되었을 때에 연료 분사가 재개되면, 연소실 (12) 로의 신기 유입량 및 내부 EGR 량의 감쇠가 충분하지 않기 때문에, 연소 악화 또는 실화가 발생해 버린다.
보다 구체적으로는, 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우에 있어서, F/C 중에는 신기와 내부 EGR 가스의 혼합 가스가 연소실 (12) 과 흡기 통로 (14) 사이를 왕래하고 있다. 따라서, F/C 로부터의 복귀후의 첫회의 연소는 매우 잘 연소한다. 그러나, 첫회의 연소에 의해 발생한 기연 가스에 의해, 연소실 (12) 과 흡기 통로 (14) 사이를 왕래하는 가스 중의 기연 가스 비율이 증대한다. 그 결과, 복귀후의 2 회째 이후로서 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 진각치가 통상 연소 운전시의 설정치로 되돌아가기까지의 동안의 연소에서는, 그와 같은 기연 가스 비율이 높은 가스가 연소실 (12) 내에 재흡입 (백 블로우) 되므로, 연소 악화 또는 실화가 발생해 버린다.
따라서, 본 실시형태의 시스템에서는, F/C 중에 상기 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 상태로부터의 강제 복귀시에 완가속이 요구된 경우에는, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 의 구동량이 연소 가능하다고 판단되는 영역으로 되돌아가기까지의 동안에는, F/C 로부터의 복귀를 금지, 즉 연료 분사의 재개를 금지하는 것으로 하였다.
다음으로, 도 2 및 도 3 을 참조하여 실시형태 1 에서의 구체적인 처리에 관하여 설명한다.
도 2 는, 상기 기능을 실현하기 위해 본 실시형태에 있어서 ECU (50) 가 실행하는 루틴의 플로우차트이다. 또, 본 루틴은, 감속시의 F/C 실행중에, 소정 시간마다 주기적으로 실행되는 것으로 한다. 도 2 에 나타내는 루틴에서는, 먼저 F/C 복귀 요구가 있었는지의 여부가 판별된다 (단계 100). 구체적으로는, 운전자에 의한 엑셀 페달의 누름이 있었는지의 여부가 엑셀 개도 (PA) 에 기초하여 판별된다. 그 결과, F/C 복귀 요구가 내려지지 않았다고 판정된 경우에는 F/C 가 계속하여 실행된다 (단계 102).
한편, 상기 단계 100 에서, F/C 복귀 요구가 있었다고 인정된 경우, 즉 F/C 로부터의 강제 복귀 조건의 성립이 인정된 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 로 설정됨 (단계 104) 과 함께, 흡기 가변동 밸브 (VVT) 기구 (28) 에 의해 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 을 지각 (遲角) 시킴으로써, 내부 EGR 을 감쇠시키는 처리가 실행된다 (단계 106). 구체적으로는, F/C 복귀 요구가 있었다고 인정된 시점에서, 즉시 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 진각치가 내연 기관 (10) 의 운전 상태에 따른 통상 연소 운전시의 설정치로 되돌려진다. 본 실시형태의 시스템에서는, 상기 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있기 때문에, 스로틀 개도 (TA) 는, F/C 의 실행중이면 촉매 (36, 38) 로의 신기의 유입을 보다 확실하게 억제하기 위해, 기본적으로 전폐로 유지되어 있다. 상기 단계 104 및 106 의 처리에 의하면, F/C 로부터의 복귀 요구가 있었다고 인정된 경우에, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 에 비하여 응답성이 좋은 스로틀 밸브 (18) 의 스로틀 개도 (TA) 를 아이들 개도 (TA0) 로 함으로써, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 지각되어 갈 때에, 흡기관 압력 (PM) 이 과도하게 부압화되는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 엑셀 개도 (PA) 가 소정의 저부하 영역 각도 (PA0) 보다 작은지의 여부가 판정된다 (단계 108). 구체적으로는, 본 단계 108 에서는, 엑셀 페달의 누름 정도에 따라 가속 요구도가 판단되는, 즉 운전자로부터의 엑셀 요구가 완가속을 요구하는 것인지의 여부가 판단된다. 여기서는, 엑셀 개도 (PA) 의 변화량 (누름량) 을 판정 임계값인 저부하 영역 각도 (PA0) 와 비교하는 것으로 하고 있지만, 가속 요구도의 판정 수법은 이에 한정되지 않고, 엑셀 개도 (PA) 의 변화량 대 신, 또는 엑셀 개도 (PA) 와 함께, 엑셀 개도 (PA) 의 변화율 (누름 속도) 에 기초하여 판정하는 것이어도 된다.
상기 단계 108 에서, 엑셀 개도 (PA) 가 저부하 영역 각도 (PA0) 보다 작다고 판정된 경우, 즉 완가속이라고 판정된 경우에는, 이어서 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 현실치인 실제 VVT 값이 취득된다 (단계 110). 실제 VVT 값은, 상기 기술한 캠각 센서 (34) 에 의해, 소정의 처리 사이클마다 검지되는 것이다.
다음으로, 실제 VVT 값이 복귀 가능점을 통과했는지의 여부가 판별된다 (단계 112). 구체적으로는, 본 단계 112 에서는, F/C 복귀후에 연소가 가능해지는 값 (L) 까지 실제 VVT 값이 지각되어 있는지의 여부가 판별된다. ECU (50) 는, 그와 같은 판정을 가능하게 하기 위해, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 연소 보증 VVT 값 (L) 을, 기관 회전수 (NE) 와 요구 부하율 (KL) 의 관계 (내연 기관 (10) 의 운전 상태와의 관계) 로 정한 맵을 기억하고 있다.
도 3 에서, 연소 보증 VVT 값 (L) 은, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 진각치를 나타내고 있다. 내연 기관 (10) 에서는, 기관 회전수 (NE) 가 높을수록, 또 실제 부하율 (KL) 이 높을수록 실화 한계가 높아진다. 이 때문에, 도 3 에 나타내는 맵에서는, 기관 회전수 (NE) 가 높을수록, 또 요구 부하율 (KL) 이 높을수록, 실화 한계를 충족하는 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 진각치인 연소 보증 VVT 값 (L) 이 커지도록 설정되어 있다. 또, 본 단계 112 에서, 실제 VVT 값이 연소 보증 VVT 값 (L) 까지 지각되어 있는지의 여부를 판단한다는 것은, 연소실 (12) 내의 EGR 률이 연소 가능해지는 값까지 감쇠되어 있는지의 여부를 판단하는 것을 의미하 고 있다.
상기 단계 112 에서, 실제 VVT 값 (L) 이 연소 보증 VVT 값 (L; 복귀 가능점) 에 도달하였다고 판정되지 않은 동안에는 신속하게 금회의 처리 사이클이 종료되는 한편, 실제 VVT 값 (L) 이 연소 보증 VVT 값 (L) 에 도달하였다고 인정된 경우에는, 이어서 필요 최저 개도 (TA1) 까지 스로틀 개도 (TA) 가 개방되어 있는지의 여부가 판별된다 (단계 114). 구체적으로는, 본 단계 114 에서는, 실제 VVT 값이 연소 보증 VVT 값 (L) 에 도달한 경우에, 신속한 F/C 로부터의 복귀를 실현하기 위해, 스로틀 개도 (TA) 가 최저한 실화를 발생시키지 않고 연료 분사를 재개할 수 있기 위한 개도 (TA1) 이상으로 개방되어 있는지의 여부가 판정된다. 또, 이 필요 최저 개도 (TA1) 는, 내연 기관 (10) 의 운전 상태 (기관 회전수 (NE) 등) 와의 관계로 정한 도시하지 않은 맵을 참조하여 산출된다.
스로틀 개도 (TA) 는, 상기 단계 104 의 처리에 의해 아이들 개도 (TA0) 로 되어 있다. 따라서, 본 단계 114 에서는, 실질적으로는 당해 아이들 개도 (TA0) 와 필요 최저 개도 (TA1) 의 대소가 비교된다. 그리고, 아이들 개도 (TA0) 가 필요 최저 개도 (TA1) 이상인 경우, 아이들 개도 (TA0) 로 되어 있음으로써 연료 분사 재개에 필요한 개도 (TA1) 가 충족되어 있는 경우에는, 본 단계 114 의 판정이 성립되므로, 단계 116 으로 진행하는 한편, 아이들 개도 (TA0) 가 필요 최저 개도 (TA1) 보다 작은, 즉 아이들 개도 (TA0) 에서는 연료 분사 재개에 필요한 개도 (TA1) 를 충족하지 않는다고 판정된 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 가 필요 최저 개도 (TA1) 로 설정된다 (단계 118).
상기 단계 114 에서, 스로틀 개도 (TA) 가 필요 최저 개도 (TA1) 까지 개방되어 있다고 판정된 경우에는, F/C 로부터의 복귀가 실행된다 (단계 116). 구체적으로는 연료 분사가 재개된다.
한편, 상기 단계 108 에서, 완가속이 아니라고 판정된 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 요구값으로까지 개방되고 (단계 120), 이어서 F/C 로부터의 복귀가 실행된다 (단계 116).
이상 설명한 바와 같이, 도 2 에 나타내는 루틴에 의하면, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 연소 재개가 가능해지는 값으로 지각할 때까지, F/C 로부터의 복귀가 금지, 즉 연소 분사의 재개가 금지된다. 즉, 상기 루틴에 의하면, 연소 재개가 가능해질 때까지 내부 EGR 을 충분히 감쇠시킨 후에, F/C 로부터의 복귀 처리가 실행되게 된다. 이 때문에, 본 실시형태의 시스템에 의하면, 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우, 완가속에 따른 F/C 로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 2 에 나타내는 루틴에서는, 완가속에 따라 F/C 로부터의 강제 복귀 조건이 성립한 경우에, 즉시 스로틀 밸브 (18) 를 서서히 개방해 가는 것이 아니라, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 연소 재개가 가능해지는 값까지 지각되기까지는, 스로틀 개도 (TA) 를 아이들 개도 (TA0) 로 유지하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 시스템에 의하면, 연료 분사의 재개 전에 연소되지 않은 신기가 촉매 (36, 38) 에 유입하는 것을 방지할 수 있고, 이들 촉매 (36, 38) 가 열화하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 2 에 나타내는 루틴 처리는, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 연소 재개가 가능해진 시점을 F/C 로부터의 복귀 시점으로 하고 있음으로써, 다음과 같은 상황하에서 뛰어난 효과를 갖고 있다. 이하, 도 4 및 도 5 를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 4 는, 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 스로틀 개도 (TA) 의 변화와, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 변화의 관계를 설명하기 위한 타이밍차트이다. 보다 구체적으로는, 도 4a 는 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 변화를, 도 4b 는 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 스로틀 개도 (TA) 의 변화를 각각 나타내고 있다.
스로틀 개도 (TA) 는, 엑셀 포지션 센서 (54) 에 의해 검출되는 엑셀 개도 (PA) 의 변화에 기초하여 ECU (50) 로부터 발해지는 지령에 의해 제어된다. 도 4a 에 나타내는 바와 같이, 스로틀 밸브 (18) 의 개도 제어에서는, 통상 엑셀 개도 (PA) 에 기초하는 ECU (50) 의 지령에 대하여 불감대 (不感帶) 를 형성하기 위한 소정의 히스테리시스 (이하, 「히스」라 약칭한다) 가 주어져 있다. 그 결과, 엑셀 페달이 매우 느슨하게 눌러지는 완가속 요구가 내려진 경우에는, 도 4b 에 나타내는 바와 같이, 실제 VVT 값이 연소 보증 VVT 값 (L) 에 도달한 시점 t1 보다, 스로틀 개도 (TA) 의 히스분까지 엑셀 페달이 눌러지는 시점 t2 가 길어지는 상황이 일어날 수 있다.
상기한 바와 같은 경우에, 스로틀 개도 (TA) 가 소정치가 된 것을 F/C 로부터의 복귀 처리의 개시 시점으로 하는 수법이 사용되면, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 실화 회피할 수 있는 값까지 지각하고 있더라도, 스로틀 개도 (TA) 의 히스를 초과하기까지는 F/C 로부터 복귀되지 않게 된다. 그 결과, 완가속 요구의 검지 시점에 있어서 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 로 되어 있기 때문에, 스로틀 개도 (TA) 의 히스를 초과하기까지의 동안에는, 연소되지 않은 신기의 유입에 의해 촉매 (36, 38) 를 열화시켜 버린다.
도 5 는, 도 2 에 나타내는 루틴의 처리에 따르는 각 요소의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트이다. 보다 구체적으로는, 도 5a 는 F/C 실행의 성부를 나타내는 파형을, 도 5b 는 엑셀 페달이 아이들 위치에 있는지의 여부를 나타내는 파형을, 도 5c 는 스로틀 밸브 (18) 가 아이들 위치에 있는지의 여부를 나타내는 파형을 나타낸다. 또한, 도 5d 는 F/C 에 따른 목표 VVT 값 및 실제 VVT 값의 변화예를 실화 한계치와의 관계로 나타내는 도면을, 도 5e 는 F/C 에 따른 실제 엑셀 개도 (PA; 완가속시의 것) 및 실제 스로틀 개도 (TA) 의 변화예를, 도 5f 는 흡기관 압력 (PM) 의 변화예를 도시한다. 또, 도 5 중에 파선으로 나타내는 파형은, 스로틀 개도 (TA) 에 기초하여 F/C 로부터의 복귀 개시가 판정되는 수법에 대한 도 2 에 나타내는 루틴의 수법의 상이점을 나타내고 있다.
상기 기술한 도 2 에 나타내는 루틴의 처리에 의하면, 엑셀 개도 (PA) 에 기초하여 가속 요구가 검지 (시점 t3) 되면 (도 5b 참조), 실제 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 가 되고 (도 5e 참조), 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 지각 요구가 내려진다 (도 5d 참조). 그리고, 실제 VVT 값이 실화 한계치 (연소 보증 VVT 값 (L)) 에 도달한 시점 t4 에서 F/C 로부터의 복귀가 실행된다. 이 때, 시점 t4 에 도달하기까지는, 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 스로틀 개도 (TA) 의 개방 요구가 도 5e 에 일점쇄선으로 나타내는 파형과 같이 차단된다.
도 5a 및 5b 에 나타내는 바와 같이, 스로틀 개도 (TA) 에 기초하여 F/C 로부터의 복귀 개시를 판정하는 수법에서는, 실제 엑셀 개도 (PA) 가 스로틀 개도 (TA) 의 히스를 초과한 시점 t5 에서, 스로틀 밸브 (18) 의 아이들 판정이 OFF 가 되고, F/C 로부터의 복귀가 실행되게 된다. 이에 대하여, 도 2 에 나타내는 루틴의 수법에서는, 도 5a 중에 파선으로 나타내는 파형과 같이, 시점 t4 를 F/C 로부터의 복귀 시점이 된다. 또, 도 5e 중에 파선으로 나타내는 파형과 같이, 시점 t4 에서, 이미 서술한 필요 최저 개도 (TA1) 를 확보하기 위해 스로틀 개도 (TA) 가 개방되므로, 그에 따라 도 5c 중에 파선으로 나타내는 파형과 같이, 당해 시점 t4 에 있어서 스로틀 밸브 (18) 의 아이들 판정이 OFF 가 된다.
스로틀 개도 (TA) 에 기초하여 F/C 로부터의 복귀 개시를 판정하는 수법에 의하면, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 완가속 요구가 검지된 시점 t3 으로부터 스로틀 밸브 (18) 의 아이들 판정이 OFF 가 되는 시점 t5 까지의 기간 (t5-t3) 이 복귀 대기 시간이 되지만, 도 2 에 나타내는 루틴의 수법에 의하면, 복귀 대기 시간은 시점 t3 으로부터 실제 VVT 값이 실화 한계치에 도달한 시점 t4 까지의 기간 (t4-t3) 이 된다. 이 때문에, 본 실시형태의 시스템에 의하면, 시점 t4 에서 시점 t5 까지의 기간, 즉 F/C 로부터의 복귀의 실행 개시에서 실제 엑셀 개도 (PA) 가 스로틀 개도 (TA) 의 히스분을 초과하기까지의 기간 (스로틀 개도 (TA) 의 제어가 순조롭지 않은 기간) 에, 연소실 (12) 에 공급되는 신기를 연소시키므로 촉매 (36, 38) 의 열화 억제 효과를 높일 수 있다.
그런데, 상기 기술한 실시형태 1 에 있어서는, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 의 상태를 변경함으로써 밸브 오버랩 기간을 변화시켜, 그 결과로서 내부 EGR 량을 변화시키는 것으로 하고 있지만, 내부 EGR 량을 변화시키는 수법은 이와 같은 수법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배기 가변동 밸브 기구 (30) 의 상태를 변경함으로써 밸브 오버랩 기간을 변화시켜, 그 결과로서 내부 EGR 량을 변화시키는 것으로 해도 된다.
또한, 내부 EGR 량을 변화시키는 수법은, 밸브 오버랩 기간을 증감시키는 수법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배기 밸브 (26) 의 폐밸브 시기를, 배기 상사점 이전의 크랭크각 영역으로 설정한 경우, 그 폐밸브 시기를 전후시킴으로써, 배기 행정에 있어서 연소실 (12) 내에 밀폐되는 잔류 가스량이 증감한다. 이 때문에, 내부 EGR 량은 배기 밸브 (26) 의 폐밸브 시기를 배기 상사점 이전의 크랭크각 영역에서 조정함으로써 증감시키는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 기술한 실시형태 1 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 하드웨어에 대하여, 도 2 에 나타내는 루틴의 처리를 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명이 적용되는 하드웨어의 구성은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 다음 도 6 에 나타내는 하드웨어 구성이어도 된다.
도 6 은, 상기 변형예의 구성을 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 또, 도 6 에 있어서, 상기 도 1 에 나타내는 구성 요소와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략한다. 도 6 에 나타내는 내연 기관 (60) 의 시스템은, 내부 EGR 제어를 실행하기 위한 구성으로서의 흡기 가변동 밸브 (VVT) 기구 (28) 및 배기 가변동 밸브 (VVT) 기구 (30) 에 추가하여, 외부 EGR 제 어를 실행하기 위한 구성으로서, 흡기 통로 (14) 와 배기 통로 (16) 를 연통하는 배기 가스 환류 통로 (64) 를 구비하고 있다. 그리고, 배기 가스 환류 통로 (64) 의 도중에, 배기 가스 환류 밸브 (EGR 밸브; 66) 를 구비하고 있다. 이 EGR 밸브 (66) 의 개도를 적당히 조정함으로써, 흡기 통로 (14) 를 통하여 연소실 (12) 에 원하는 양의 배기 가스를 환류시킬 수 있다. 또한, 배기 가스 환류 통로 (64) 에, 흡기 통로 (14) 에 환류되는 배기 가스를 엔진 냉각수에 의해 냉각시키는 배기 가스 냉각기 (EGR 쿨러; 68) 를 구비하고 있다. 본 발명은, 이상의 도 6 에 나타내는 하드웨어를 사용하여, ECU (62) 에 도 2 의 루틴의 처리를 실행시킴으로써 실현되는 것이어도 된다.
또, 상기 기술한 실시형태 1 에 있어서는, ECU (50) 가 내연 기관의 감속시에 F/C 를 실행함으로써 상기 제 1 발명에서의 「퓨얼컷 수단」이, 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 를 구동하여 내부 EGR 량을 제어함으로써 상기 제 1 발명에서의「EGR 제어 수단」이, 상기 단계 100 의 처리를 실행함으로써 상기 제 1 발명에서의「강제 복귀 조건 판정 수단」이, 상기 단계 108 의 처리를 실행함으로써 상기 제 1 발명에서의「가속 요구도 판단 수단」이, 상기 단계 110, 112 및 114 의 처리를 실행함으로써 상기 제 1 발명에서의「연소 가능 판정 수단」이, 상기 단계 116 의 처리를 실행함으로써 상기 제 1 발명에서의「연료 분사 재개 실행 수단」이 각각 실현되고 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태 1 에 있어서는, ECU (50) 가 흡기 가변동 밸브 기구 (28) 를 구동하여 내부 EGR 량을 증감시킴으로써 상기 제 4 발명에서의「가변 밸브 타이밍 제어 수단」이 실현되고 있다.
실시형태 2.
다음으로, 도 7 을 참조하여 본 발명의 실시형태 2 에 관하여 설명한다.
본 실시형태의 시스템은, 도 1 에 나타내는 하드웨어 구성을 사용하여, ECU (50) 에 도 2 의 루틴 대신, 도 7 의 루틴을 실행시킴으로써 실현되는 것이다.
본 실시형태의 시스템에 있어서도, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 연소 보증 VVT 값 (L) 으로 지각하기까지는, F/C 로부터의 강제 복귀 조건이 성립하고 있는 경우라 하더라도, 연소 악화 등의 발생을 억제하기 위해, F/C 로부터의 복귀를 금지하는 것으로 하고 있다. 그러나, 운전자로부터 엑셀 요구가 발해지고 있는 경우에, 언제까지나 연소를 재개시키지 않는 것으로 하면, 가속 요구에 대한 응답이 악화하여 버린다. 따라서, 본 실시형태의 시스템에서는, 엑셀 요구를 검지하고 나서 소정 시간 이상 경과하는 경우에는, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 이 연소 보증 VVT 값 (L) 에 도달하기 전의 기간 중이라 하더라도, 스로틀 개도 (TA) 를 강제적으로 아이들 개도 (TA0) 보다 크게 개방하여, F/C 로부터 복귀시키는 것으로 하였다.
다음으로, 도 7 을 참조하여 실시형태 2 에서의 구체적인 처리에 관하여 설명한다.
도 7 은, 상기 기능을 실현하기 위해 본 실시형태에 있어서 ECU (50) 가 실행하는 루틴의 플로우차트이다. 또, 본 루틴은, 소정 시간마다 주기적으로 실행되는 것으로 한다. 또한, 도 7 에 있어서, 실시형태 1 에서의 도 2 에 나타 내는 단계와 동일한 단계에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략한다.
도 7 에 나타내는 루틴에서는, 먼저 감속시의 F/C 중인지의 여부가 판별된다 (단계 200). 그 결과, F/C 중이라 인정된 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 의 개방 요구가 있는지의 여부가 판별된다 (단계 202). 보다 구체적으로는, 여기서는 운전자에 의한 엑셀 페달의 누름이 있는지의 여부가 엑셀 개도 (PA) 에 기초하여 판별된다.
상기 단계 202 에 있어서, 스로틀 개도 (TA) 의 개방 요구가 있었다고 판단된 경우, 즉 F/C 로부터의 강제 복귀 조건의 성립이 인정된 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 로 설정됨 (단계 204) 과 함께, F/C 중에 행해지고 있던 내부 EGR 을 감쇠시키기 위해, 흡기 밸브 타이밍 (VVT) 의 진각치를 내연 기관 (10) 의 운전 상태에 따른 설정치로 되돌리는 처리가 개시된다 (단계 206).
다음으로, 운전자로부터 내려진 엑셀 요구가 완가속 요구인지의 여부가 판별된다 (단계 108). 그 결과, 완가속이라고 판정된 경우에는, 연소 보증 VVT 값 (L) 이 취득된다 (단계 208). 연소 보증 VVT 값 (L) 은, 상기 기술한 도 3 에 나타내는 맵을 참조함으로써 취득할 수 있다.
다음으로, 연소 보증 VVT 값 (L) 취득 카운터값이 소정치 X 보다 작은지의 여부가 판별된다 (단계 210). 소정치 X 는, 엑셀 요구에 대한 응답의 악화를 방지하기 위해, 연소 보증 VVT 값 (L) 의 취득 회수의 한계치로 설정된 것이다. 이어서, 연소 보증 VVT 값 (L) 취득 카운터값이 소정치 X 를 초과하지 않은 경우에 는, 실제 VVT 값이 연소 보증 VVT 값 (L) 보다 작은지의 여부가 판별된다 (단계 212).
상기 단계 212 에서, 실제 VVT 값이 연소 보증 VVT 값 (L) 을 하회한 것이 인정된 경우에는, F/C 로부터의 복귀가 실행됨과 함께, 연소 보증 VVT 값 (L) 취득 카운터값이 제로로 리셋된다 (단계 214). 구체적으로는, 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 요구값까지 개방됨과 함께 연료 분사가 재개된다.
한편, 상기 단계 210 에서, 연소 보증 VVT 값 (L) 취득 카운터값이 소정치 X 를 상회하였다고 판정된 경우, 즉 엑셀 요구로부터 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 를 강제적으로 아이들 개도 (TA0) 보다 큰 개도가 되게 하여 (단계 216), 연료 분사가 재개된다 (단계 214).
이상 설명한 바와 같이, 도 7 에 나타내는 루틴에 의하면, 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우, 완가속에 따른 F/C 로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있음과 함께, 운전자로부터의 가속 요구에 대한 응답의 악화를 방지할 수 있고, 이에 의해 드라이버빌리티의 악화를 방지할 수 있다.
그런데, 상기 기술한 실시형태 2 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 하드웨어에 대하여, 도 7 에 나타내는 루틴의 처리를 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 실시형태 1 과 동일하게, 상기 기술한 도 6 에 나타내는 하드웨어를 사용하여, ECU (62) 에 도 7 에 나타내는 루틴의 처리를 실행시킴으로써 실현되는 것이어도 된다.
상기 기술한 실시형태 2 에서는, ECU (50) 가 상기 단계 108, 208 및 212 의 처리를 실행하여 연소 재개가 가능하다고 판정한 경우, 상기 214 의 처리를 실행함으로써 상기 제 2 발명에서의 「스로틀 개도 확대 금지 수단」이 실현되고 있다.
실시형태 3.
다음으로, 도 8 및 도 9 를 참조하여 본 발명의 실시형태 3 에 관하여 설명한다.
도 8 은, 본 발명의 실시형태 3 의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 8 에서, 상기 도 1 에 나타내는 구성 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략한다.
도 8 에 나타내는 내연 기관 (70) 의 시스템은, 배기 가스 환류 통로 (64), 배기 가스 환류 밸브 (EGR 밸브; 66), 및 배기 가스 냉각기 (EGR 쿨러; 68) 를 구비하고 또한 흡기 밸브 (24) 및 배기 밸브 (26) 를, 도시하지 않은 각각의 동(動)밸브 기구에 의해 각각 단일한 개밸브 특성이 얻어지도록 개폐 구동하고 있다고 하는 점을 제외하고, 도 1 에 나타내는 시스템과 동일한 구성을 갖고 있다.
상기 외부 EGR 제어가 실행되는 본 실시형태의 시스템에서도, F/C 중에 상기 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 상태로부터의 강제 복귀시에 완가속이 요구된 경우에, EGR 밸브 (66) 의 개도 조정에 의한 외부 EGR 량의 감쇠가 충분하지 않은 상황하에서 연료 분사가 재개되면, 내부 EGR 제어가 실행되고 있는 경우와 동일하게, 연소 악화 또는 실화가 발생하여 버린다. 따라서, 본 실시형태에서는, 그와 같은 완가속이 요구된 경우에, EGR 밸브 (66) 의 개도가 연소 가능하다고 판 단되는 영역으로 되돌아가기까지의 동안에는, F/C 로부터의 복귀를 금지하는 것으로 하고 있다.
다음으로, 도 9 를 참조하여, 본 발명의 실시형태 3 에서의 구체적인 처리에 관하여 설명한다.
도 9 는, 본 실시형태에 있어서 ECU (72) 가 실행하는 루틴의 플로우차트이다. 또, 본 루틴은 감속시의 F/C 실행중에, 소정 시간마다 주기적으로 실행되는 것으로 한다. 또한, 도 9 에서, 실시형태 1 에서의 도 2 에 나타내는 단계와 동일한 단계에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략한다.
도 9 에 나타내는 루틴에서는, F/C 복귀 요구가 있었다고 인정된 경우에는 (단계 100), 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 로 설정됨 (단계 104) 과 함께, F/C 중에 행해지고 있던 외부 EGR 을 감쇠시키기 위해, EGR 밸브 (66) 의 개도를 내연 기관 (70) 의 운전 상태에 따른 설정치로 되돌리는 처리가 개시된다 (단계 300).
다음으로, 운전자로부터 내려진 엑셀 요구가 완가속이라고 판정된 경우에는 (단계 108), EGR 밸브 (66) 의 개도의 현실치인 실제 EGR 밸브 개도가 취득된다 (단계 302). 이어서, 실제 EGR 밸브 개도가 복귀 가능점을 통과했는지의 여부가 판별된다 (단계 304). 구체적으로는, 본 단계 304 에서는, F/C 복귀후에 연료가 가능해지는 값 M 까지 실제 EGR 밸브 개도가 작아져 있는지의 여부가 판별된다. 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 는, 상기 기술한 연소 보증 VVT 값 (L) 과 동일하게, 기관 회전수 (NE) 와 요구 부하율 (KL) 의 관계 (내연 기관 (70) 의 운 전 상태와의 관계) 로 정해지는 것이며, ECU (72) 는 상기 기술한 도 3 과 유사한 맵을 참조함으로써, 그와 같은 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 를 취득할 수 있다.
상기 단계 304 에서, 실제 EGR 밸브 개도가 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 에 도달하였다고 인정된 경우에는, 이어서 필요 최저 개도 (TA2) 까지 스로틀 개도 (TA) 가 개방되어 있는지의 여부가 판별된다 (단계 306). 또, 이 필요 최저 개도 (TA2) 는, 상기 기술한 필요 최저 개도 (TA1) 와 동일하게, 내연 기관 (70) 의 운전 상태 (기관 회전수 (NE) 등) 와의 관계로 정한 도시하지 않은 맵을 참조하여 산출된다.
상기 단계 306 에서, 스로틀 개도 (TA) 가 필요 최저 개도 (TA2) 까지 개방되지 않은 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 를 필요 최저 개도 (TA2) 로 제어되는 (단계 308) 한편, 스로틀 개도 (TA) 가 필요 최저 개도 (TA2) 까지 개방되어 있는 것이 인정된 경우에는 F/C 로부터의 복귀가 실행된다 (단계 116).
이상 설명한 바와 같이, 도 9 에 나타내는 루틴에 의하면, EGR 밸브 (66) 의 개도가 연소 재개 가능해지는 값으로 이행하기까지, F/C 로부터의 복귀가 금지, 즉 연소 분사의 재개가 금지된다. 이 때문에, 본 실시형태의 시스템에 의하면, 외부 EGR 제어에 의해 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우, 완가속에 따른 F/C 로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 9 에 나타내는 루틴에서는, 완가속에 따라 F/C 로부터의 강제 복귀 조건이 성립한 경우에, 즉시 스로틀 밸브 (18) 를 서서히 개방해 가는 것이 아니 라, EGR 밸브 (66) 의 개도가 연소 재개 가능해지는 값까지 지각되기까지는, 스로틀 개도 (TA) 를 아이들 개도 (TA0) 로 유지하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 실시형태의 시스템에 의하면, 연료 분사의 재개 전에 연소되지 않은 신기가 촉매 (36, 38) 에 유입하는 것을 방지할 수 있고, 이러한 촉매 (36, 38) 가 열화하는 것을 억제할 수 있다.
그런데, 상기 기술한 실시형태 3 에 있어서는, 도 8 에 나타내는 하드웨어에 대하여, 도 9 에 나타내는 루틴의 처리를 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 상기 기술한 도 6 에 나타내는 하드웨어를 사용하여, ECU (62) 에 도 9 에 나타내는 루틴의 처리를 실행시킴으로써 실현되는 것이어도 된다.
상기 기술한 실시형태 3 에 있어서는, ECU (72) 가 EGR 제어 밸브 (66) 의 개도를 조정하여 외부 EGR 량을 증감시킴으로써 상기 제 4 발명에서의「EGR 밸브 제어 수단」이 실현되고 있다.
실시형태 4.
다음으로, 도 10 을 참조하여 본 발명의 실시형태 4 에 관하여 설명한다.
본 실시형태의 시스템은, 도 8 에 나타내는 하드웨어 구성을 사용하여, ECU (72) 에 도 9 의 루틴 대신에 도 10 의 루틴을 실행시킴으로써 실현되는 것이다.
도 10 은, 본 실시형태에 있어서 ECU (72) 가 실행하는 루틴의 플로우차트이다. 또, 본 루틴은 소정 시간마다 주기적으로 실행되는 것으로 한다. 또한, 도 10 에서, 실시형태 2 에서의 도 9 에 나타내는 단계와 동일한 단계에 대해 서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략 또는 간략한다.
도 10 에 나타내는 루틴에서는, 감속시의 F/C 중에 강제 복귀 조건의 성립이 인정된 경우에는 (단계 202), 스로틀 개도 (TA) 가 아이들 개도 (TA0) 로 설정됨 (단계 204) 과 함께, F/C 중에 행해졌던 외부 EGR 을 감쇠시키기 위해, EGR 밸브 (66) 의 개도를 내연 기관 (70) 의 운전 상태에 따른 설정치로 되돌리는 처리가 개시된다 (단계 400).
다음으로, 운전자로부터 내려진 엑셀 요구가 완가속이라고 판정된 경우에는 (단계 108), 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 가 취득된다 (단계 402). 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 는, 상기 단계 304 의 경우와 동일하게, 상기 기술한 도 3 과 유사한 맵을 참조함으로써 취득할 수 있다.
다음으로, 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 취득 카운터값이 소정치 X 를 초과하지 않은 경우에는 (단계 404), 이어서 실제 EGR 밸브 개도가 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 보다 작은지의 여부가 판별된다 (단계 406). 그 결과, 실제 EGR 밸브 개도가 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 를 하회한 것이 인정된 경우에는, F/C 로부터의 복귀가 실행됨과 함께, 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 취득 카운터값이 제로로 리셋된다 (단계 408). 구체적으로는, 스로틀 개도 (TA) 가 엑셀 개도 (PA) 에 기초한 요구값까지 개방됨과 함께 연료 분사가 재개된다.
한편, 상기 단계 404 에서, 연소 보증 EGR 밸브 개도 (M) 취득 카운터값이 소정치 X 를 상회하였다고 판정된 경우, 즉 엑셀 요구로부터 소정 시간이 경과한 경우에는, 스로틀 개도 (TA) 를 강제적으로 아이들 개도 (TA0) 보다 큰 개도가 되 고 (단계 216), 연료 분사가 재개된다 (단계 408).
이상 설명한 바와 같이, 도 10 에 나타내는 루틴에 의하면, 외부 EGR 제어에 의해 상기 F/C 중의 촉매 열화 억제 제어가 실행되고 있는 경우에 있어서, 완가속에 따른 F/C 로부터의 강제 복귀시에, 연소 악화 또는 실화가 발생하는 것을 방지할 수 있음과 함께, 운전자로부터의 가속 요구에 대한 응답의 악화를 방지할 수 있고, 이에 의해 드라이버빌리티의 악화를 방지할 수 있다.
그런데, 상기 기술한 실시형태 4 에 있어서는, 도 8 에 나타내는 하드웨어에 대하여, 도 10 에 나타내는 루틴의 처리를 적용한 예를 나타내고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 상기 기술한 도 6 에 나타내는 하드웨어를 사용하여, ECU (62) 에 도 10 에 나타내는 루틴의 처리를 실행시킴으로써 실현되는 것이어도 된다.

Claims (6)

  1. 내연 기관의 감속시에 퓨얼컷 (fuel cut) 을 행하는 퓨얼컷 수단과, 배기 가스 재순환량을 제어하는 EGR 제어 수단을 구비하고, 상기 EGR 제어 수단에 의해 감속시의 퓨얼컷 중에 연소실 내에 도입되는 배기 가스 재순환량을 가변으로 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치로서,
    감속시의 퓨얼컷 중에 검출되는 엑셀 요구에 기초하여 당해 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립하였다고 판정하는 강제 복귀 조건 판정 수단,
    상기 엑셀 요구에 기초한 가속 요구도를 판단하는 가속 요구도 판단 수단, 및
    상기 가속 요구도 판단 수단에 의해 상기 엑셀 요구가 저부하 영역으로의 가속 요구라고 판단된 경우에, 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 연소 가능 판정 수단을 구비하고,
    상기 EGR 제어 수단은, 상기 강제 복귀 조건이 성립한 경우에, 상기 배기 가스 재순환량을 감쇠시키고,
    상기 연소 가능 판정 수단에 의해 연소 재개가 가능하다고 판정된 경우에, 연료 분사를 재개시키는 연료 분사 재개 실행 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
  2. 내연 기관의 감속시에 퓨얼컷을 행하는 퓨얼컷 수단과, 배기 가스 재순환량 을 제어하는 EGR 제어 수단을 구비하고, 상기 EGR 제어 수단에 의해 감속시의 퓨얼컷 중에 연소실 내에 도입되는 배기 가스 재순환량을 가변으로 제어할 수 있는 내연 기관의 제어 장치로서,
    감속시의 퓨얼컷 중에 검출되는 엑셀 요구에 기초하여 당해 퓨얼컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립하였다고 판정하는 강제 복귀 조건 판정 수단,
    상기 엑셀 요구에 기초한 가속 요구도를 판단하는 가속 요구도 판단 수단, 및
    상기 가속 요구도 판단 수단에 의해 상기 엑셀 요구가 완가속 요구라고 판단된 경우에, 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 연소 가능 판정 수단을 구비하고,
    상기 EGR 제어 수단은, 상기 강제 복귀 조건이 성립한 경우에 상기 배기 가스 재순환량을 감쇠시키고,
    상기 연소 가능 판정 수단에 의해 연소 재개가 가능하다고 판정된 경우에, 연료 분사를 재개시키는 연료 분사 재개 실행 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    연소 재개가 가능하다고 판정되기까지의 동안에는, 스로틀 (throttle) 개도를 아이들 (idle) 개도보다 크게 하는 것을 금지하는 스로틀 개도 확대 금지 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    연소 재개가 가능하다고 판정되기 전의 기간 중에, 상기 엑셀 요구가 검출된 시점으로부터 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 스로틀 개도를 강제적으로 아이들 개도보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 EGR 제어 수단은,
    흡기 밸브 개방 기간과 배기 밸브 개방 기간이 겹치는 밸브 오버랩 기간을 가변으로 하는 가변동 (可變動) 밸브 기구를 구동하여 내부 배기 가스 재순환량을 증감시키는 가변 밸브 타이밍 제어 수단과, 흡기 통로와 배기 통로를 연통하는 배기 가스 환류 통로의 도중에 형성되는 EGR 제어 밸브의 개도를 조정하여 외부 배기 가스 재순환량을 증감시키는 EGR 밸브 제어 수단의 적어도 일방을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연소 가능 판정 수단은, 상기 가변동 밸브 기구의 구동량, 상기 EGR 밸브의 개도의 적어도 일방에 기초하여 연소 재개가 가능한지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 제어 장치.
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