WO2021075432A1 - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents

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blow
internal combustion
combustion engine
control device
gas
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PCT/JP2020/038652
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裕一 外山
村井　淳
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Astemo Ltd
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Hitachi Astemo Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine control device and a control method for controlling an internal combustion engine for a vehicle provided with a blow-by gas recirculation passage and an electronically controlled valve device provided in the blow-by gas recirculation passage.
  • the intake control device for an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1 includes a throttle valve for adjusting the flow rate of fresh air supplied from the outside to the combustion chamber and a PCV (Positive Crankcase) including blow-by gas supplied from the engine body to the intake passage. Ventilation)
  • a PCV valve for adjusting the flow rate of gas is provided, and a control means for operating the PCV valve in the valve closing direction and the throttle valve in the valve opening direction is provided based on the start of fuel cutting.
  • the blow-by gas accumulated in the blow-by gas recirculation passage or the like at the end of the fuel cut is blow-by gas.
  • the present invention has been made in view of the conventional circumstances, and an object of the present invention is the amount of particulate matter emitted from the internal combustion engine when the supply of blow-by gas to the combustion chamber is restarted based on the end of the fuel cut. It is an object of the present invention to provide a control device and a control method for an internal combustion engine, which can prevent an increase in the amount of fuel and a sudden change in the output torque of the internal combustion engine.
  • the electronically controlled valve device provided in the blow-by gas recirculation passage is operated in the valve closing direction based on the start of fuel cut in the internal combustion engine.
  • the blow-by gas retention amount responds to the response of the operation of the electronically controlled valve device in the valve opening direction based on the end of the fuel cut and the operation of the electronically controlled valve device in the valve opening direction based on the end of the fuel cut. The more it is, the slower it is.
  • FIG. 1 is a diagram showing an aspect of an internal combustion engine for a vehicle to which a control device and a control method for an internal combustion engine according to the present invention are applied.
  • the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a spark-ignition gasoline engine used as a power source for a vehicle, and the engine main body 1a is provided with an ignition device 4, a fuel injection device 5, and the like.
  • the fuel injection device 5 is arranged in the inlet manifold 2a and injects gasoline as fuel into the inlet manifold 2a.
  • the intake air of the internal combustion engine 1 flows into the combustion chamber 10 together with the fuel injected by the fuel injection device 5 through the air cleaner 7, the electronically controlled throttle device 8, and the intake valve 19.
  • the electronically controlled throttle device 8 is a device that opens and closes the throttle valve 8a with the throttle motor 8b, and adjusts the intake air amount of the internal combustion engine 1.
  • the electronically controlled throttle device 8 includes a throttle opening sensor 8c that outputs a signal corresponding to the throttle opening TPS.
  • the exhaust gas purification catalyst device 12 is arranged in the exhaust duct 3a, and purifies the exhaust gas of the internal combustion engine 1 by a three-way catalyst or the like.
  • the rotation speed detecting device 6 outputs a signal of the rotation angle NE for each predetermined rotation angle of the crankshaft 14A by detecting the protrusion of the ring gear 14.
  • the flow rate detection device 9 is arranged on the upstream side of the electronically controlled throttle device 8 and outputs a signal corresponding to the intake air flow rate QAR of the internal combustion engine 1.
  • the oil temperature sensor 11 outputs a signal corresponding to the oil temperature TL, which is the temperature of the lubricating oil of the internal combustion engine 1.
  • the outside air temperature sensor 15 outputs a signal corresponding to the outside air temperature TO, in other words, the air temperature outside the vehicle.
  • the electronic odometer 16 measures the total mileage of the vehicle and outputs a signal corresponding to the total mileage ML.
  • the intake pressure sensor 17 outputs a signal corresponding to the intake pressure PB, which is the pressure downstream of the electronically controlled throttle device 8.
  • the control device 13 which is an electronic control device equipped with a microcomputer, captures detection signals such as throttle opening TPS, intake air flow rate QAR, rotation angle NE, oil temperature TL, outside air temperature TO, and integrated mileage ML. Then, the control device 13 calculates the fuel injection pulse width TI [ms] and the injection timing based on the captured sensor detection signal, and sends a valve opening command signal corresponding to the fuel injection pulse width TI to the fuel injection device 5 at the injection timing.
  • the software includes a function of outputting and controlling the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection device 5.
  • control device 13 implements a fuel cut that temporarily stops the fuel injection by the fuel injection device 5 in the deceleration operation state of the internal combustion engine 1. For example, when the driver takes his / her foot off the accelerator pedal and the engine rotation speed is higher than the first threshold value, the control device 13 determines that the condition for starting the fuel cut is satisfied and injects fuel by the fuel injection device 5. Stop it.
  • the control device 13 restarts the fuel injection by the fuel injection device 5 when the engine rotation speed falls below the second threshold value (second threshold value ⁇ first threshold value) while the fuel injection by the fuel injection device 5 is stopped. Also, when the driver depresses the accelerator pedal, the fuel injection by the fuel injection device 5 is restarted. Further, the control device 13 generates and outputs a command signal of the ignition device 4 and the electronically controlled throttle device 8, controls the ignition timing of the ignition device 4, the opening degree of the throttle valve 8a, and the like, and operates the internal combustion engine 1. To control.
  • the control device 13 has an analog input circuit 20, an A / D conversion circuit 21, a digital input circuit 22, an output circuit 23, and the like, in order to input and output data such as measurement results of various sensors and operation amounts to be output to various devices.
  • the I / O circuit 24 is provided.
  • the control device 13 includes a microcomputer 31 including an MPU (Microprocessor Unit) 26, a ROM (Read Only Memory) 27, and a RAM (Random Access Memory) 28 in order to perform data arithmetic processing.
  • MPU Microprocessor Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the analog input circuit 20 acquires analog signals related to the intake air flow rate QAR, throttle opening TPS, oil temperature TL, outside temperature TO, intake pressure PB, and the like, and supplies the acquired analog signals to the A / D conversion circuit 21.
  • the A / D conversion circuit 21 converts the acquired analog signal into a digital signal and outputs it on the bus 25.
  • the digital input circuit 22 acquires digital signals related to the rotation angle NE, the integrated mileage ML, and the like, and outputs the acquired digital signals to the bus 25 via the I / O circuit 24.
  • the MPU 26, ROM 27, RAM 28, timer / counter 29, and the like are connected to the bus 25. Then, the MPU 26, the ROM 27, and the RAM 28 exchange data via the bus 25.
  • the clock generator 30 supplies a clock signal to the MPU 26, and the MPU 26 executes various calculations and processes in synchronization with the clock signal.
  • the ROM 27 is composed of, for example, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) capable of erasing and rewriting data, and stores a program for operating the control device 13, setting data, initial values, and the like. The information stored in the ROM 27 is read into the RAM 28 and the MPU 26 via the bus 25.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • the RAM 28 is used as a work area for temporarily storing the calculation result and the processing result by the MPU 26.
  • the timer / counter 29 is used for measuring time, measuring various times, and the like. After being output on the bus 25, the calculation result and the processing result by the MPU 26 are supplied from the output circuit 23 to the ignition device 4, the fuel injection device 5, the electronically controlled throttle device 8, and the like via the I / O circuit 24.
  • the internal combustion engine 1 includes a blow-by gas recirculation device 41.
  • the blow-by gas recirculation device 41 is a device for returning blow-by gas containing vaporized fuel among unburned fuels leaked from the combustion chamber 10 of the internal combustion engine 1 into the crankcase 42 for storing the lubricating oil to the intake passage of the internal combustion engine 1. Is.
  • the blow-by gas recirculation device 41 includes a first blow-by gas recirculation passage 43 that communicates the inside of the crankcase 42 with the inside of the intake collector portion 2b downstream of the electronically controlled throttle device 8, and an intake passage and a crankcase upstream of the electronically controlled throttle device 8.
  • a second blow-by gas recirculation passage 45 communicating with the 42 and a PCV valve 44 provided in the first blow-by gas recirculation passage 43 are provided.
  • the PCV valve 44 is an electronically controlled valve device that has an actuator such as an electric motor that is driven and controlled by the control device 13 and is driven to open and close by the actuator to adjust the opening degree.
  • the lubricating oil of the internal combustion engine 1 is stored in the oil pan provided at the lower part of the crankcase 42.
  • the control device 13 opens the PCV valve 44. Then, the blow-by gas in the crankcase 42 is brought to the downstream of the electronically controlled throttle device 8 via the first blow-by gas recirculation passage 43 due to the differential pressure generated between the downstream of the electronically controlled throttle device 8 and the inside of the crankcase 42. It is supplied and burned in the combustion chamber 10.
  • the opening degree control of the PCV valve 44 by the control device 13 will be described in detail.
  • the control device 13 operates the electronically controlled throttle device 8 to reduce the negative pressure in the combustion chamber 10, suppresses the amount of lubricating oil sucked into the combustion chamber 10, and suppresses the amount of lubricating oil sucked into the combustion chamber 10.
  • the amount of fresh air supplied to the combustion chamber 10 by the valve opening operation of the electronically controlled throttle device 8 is increased, while the amount of blow-by gas supplied to the combustion chamber 10 by the valve closing operation of the PCV valve 44. Is reduced. Therefore, it is possible to prevent the amount of gas supplied to the combustion chamber 10 from deviating from the required amount during the execution of the fuel cut.
  • the first blow-by responds to the valve opening operation of the PCV valve 44. It is slower as the amount of blow-by gas retained in the gas recirculation passage 43 or the like is larger. As a result, a large amount of blow-by gas that has accumulated in the first blow-by gas recirculation passage 43 or the like in the fully closed state of the PCV valve 44 flows into the combustion chamber 10 as the PCV valve 44 is opened, and is in the form of particles. It suppresses an increase in the amount of substances emitted and a sudden change in the output torque of the internal combustion engine 1.
  • the blow-by gas stays in the intake collector 2b after being returned to the upstream of the electronically controlled throttle device 8 via the second blow-by gas recirculation passage 45 when the internal combustion engine 1 is heavily loaded, so that the PCV valve is retained when the load is high. It includes a portion that the 44 is closed and stays in the first blow-by gas recirculation passage 43, and a portion that stays in the crankcase 42 during the fuel cut in which the PCV valve 44 is closed.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation procedure of the PCV valve 44 during the fuel cut and at the end of the fuel cut, which is carried out by the control device 13. The process shown in the flowchart of FIG. 2 is periodically executed by the control device 13.
  • the control device 13 performs a process of calculating the blow-by gas retention amount BGR in step S101.
  • the control device 13 applies the blow-by gas staying in each of the intake collector portion 2b, the first blow-by gas recirculation passage 43, and the crankcase 42 to the load of the internal combustion engine 1 and the outside temperature TO. It is estimated based on the closing time of the PCV valve 44 (in other words, the duration of fuel cut), the oil temperature TL, and the integrated mileage ML.
  • the control device 13 determines the fuel cut flag fFCUT in step S102.
  • the fuel cut flag fFCUT is a flag in which "1" is set when the fuel cut is performed and "0" is set when the fuel cut is not performed.
  • the recovery experience flag fFCUTRE is a flag that is set to "1" when fuel injection is restarted from the fuel cut state, and is cleared to "0" at the next fuel cut and when the ignition switch is turned off, for example.
  • the delay time DTPCV (DTPCV ⁇ 0 sec) until the operation in the valve opening direction of 44 is started is calculated.
  • step S105 the control device 13 calculates the delay time DTPCV based on the blow-by gas retention amount BGR and the intake pressure PB (or intake air flow rate QAR).
  • the intake pressure PB and the intake air flow rate QAR are state quantities representing the load of the internal combustion engine 1, and the control device 13 calculates the delay time DTPCV based on the blow-by gas retention amount BGR and the engine load in step S105. ..
  • the control device 13 sets the delay time DTPCV longer as the blow-by gas retention amount BGR increases, and the lower the intake pressure PB (or the smaller the intake air flow rate QAR), that is, the more unstable the combustion. Set the delay time DTPCV longer. That is, the control device 13 operates the PCV valve 44 in the valve opening direction to set the delay time DTPCV to a longer time and inject fuel as the condition is such that the amount of blow-by gas flowing into the combustion chamber 10 increases.
  • the delay time which is the time from the restart of the PCV valve 44 to the start of the operation of the PCV valve 44 in the valve opening direction, is increased.
  • the combustion in the combustion chamber 10 is unstable, and when the blow-by gas flows into the combustion chamber 10 in a state where the combustion is unstable, the emission amount of the particulate substance increases. Therefore, when the amount of blow-by gas flowing into the combustion chamber 10 is increased by operating the PCV valve 44 in the valve opening direction, the elapsed time from the restart of injection is longer and the combustion becomes more stable before the PCV.
  • the control device 13 sets the delay time DTPCV so as to start the valve opening operation of the valve 44.
  • step S105 the control device 13 proceeds to step S106 and determines whether or not the elapsed time from restarting fuel injection based on the end of the fuel cut has reached the delay time DTPCV. If the elapsed time from the restart of fuel injection has not reached the delay time DTPCV, the control device 13 proceeds to step S107 and keeps the PCV valve 44 fully closed during the fuel cut.
  • step S106 the control device 13 proceeds from step S106 to step S108, and operates the PCV valve 44 from the fully closed direction to the valve opening direction to gradually increase the opening degree.
  • step S108 the control device 13 opens the PCV valve 44 in the valve opening direction from the fully closed position during fuel cut based on the blow-by gas retention amount BGR and the intake air pressure PB (or intake air flow rate QAR). set a goal.
  • the control device 13 sets the opening target of the PCV valve 44 to a lower opening as the blow-by gas retention amount BGR increases, delays the increase in the opening degree of the PCV valve 44, and reduces the blow-by gas retention amount BGR, that is, the retention.
  • the opening target of the PCV valve 44 is increased in accordance with the progress of the blow-by gas combustion process.
  • the control device 13 sets the opening target of the PCV valve 44 to a low opening and opens the PCV valve 44. Delay the increase in degree. That is, the control device 13 controls the response in the operation of the PCV valve 44 in the valve opening direction, in other words, the valve opening speed of the PCV valve 44, based on the blow-by gas retention amount BGR and the engine load.
  • the control device 13 sets the opening amount of the PCV valve 44 per unit time according to the blow-by gas retention amount BGR when the PCV valve 44 is opened, and opens the PCV valve 44 until fully opened according to the opening amount. be able to.
  • the control device 13 controls the opening degree of the PCV valve 44 based on the opening degree target set in the step S108.
  • the control device 13 starts the operation of the PCV valve 44 in the valve opening direction based on the end of the fuel cut, the larger the blow-by gas retention amount BGR is, the later the response of the operation in the valve opening direction is delayed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a calculation process of the blow-by gas retention amount BGR in step S101 of the flowchart of FIG.
  • the control device 13 estimates the amount of blow-by gas that is returned to the upstream of the electronically controlled throttle device 8 in the high load region and stays in the intake collector unit 2b. Specifically, the control device 13 sets the instantaneous value ⁇ INCOBG (in other words, the increase in the amount of retention per unit time) of the blow-by gas staying in the intake collector unit 2b as the intake pressure PB (or intake air flow rate QAR) and.
  • the blow-by gas retention amount INCOBLG in the intake collector section 2b is obtained by estimating based on the outside air temperature TO and integrating the estimated instantaneous value ⁇ INCOBG.
  • step S201 the control device 13 increases the instantaneous value ⁇ INCOBG of the retention amount of blow-by gas as the intake pressure PB is higher, in other words, the engine load is higher and the blow-by gas passes through the intake collector section more.
  • the instantaneous value ⁇ INCOBG of the blow-by gas retention amount is estimated more as the outside air temperature TO is lower and the blow-by gas is less likely to vaporize.
  • the control device 13 integrates the instantaneous value ⁇ INCOBG of the blow-by gas retention amount estimated based on the intake pressure PB (or intake air flow rate QAR) and the outside air temperature TO to obtain the blow-by gas retention amount INCOBLG in the intake collector unit 2b. ..
  • step S202 in the low load region of the internal combustion engine 1 in which the inside of the crankcase 42 is ventilated with fresh air, the blow-by gas staying in the intake collector portion 2b is reduced by flowing fresh air.
  • the amount of decrease and change INCOBLRG is estimated based on the intake pressure PB (or intake air flow rate QAR) and the outside air temperature TO.
  • the control device 13 sets the decrease change amount INCOBLRG larger as the intake pressure PB (in other words, the engine load) is higher, and sets the decrease change amount INCOBLRG larger as the outside air temperature TO is lower.
  • the control device 13 sets the result of subtracting the decrease change amount INCOBLRG from the blow-by gas retention amount INCOBLG to the blow-by gas retention amount INCOBG that stays in the final intake collector unit 2b.
  • step S203 the control device 13 sets the blow-by gas retention amount FGPBG remaining in the first blow-by gas recirculation passage 43 to the closing time TCPCV of the PCV valve 44, that is, the PCV valve 44 is fully closed when the fuel is cut. Estimate based on the time held (in other words, the duration of the fuel cut). In the control device 13, the longer the closing time TCPCV of the PCV valve 44, that is, the longer the time during which the release of blow-by gas to the intake passage is blocked, the longer the amount of blow-by gas retained in the first blow-by gas recirculation passage 43. Estimate more FGPBG.
  • step S204 the control device 13 estimates the blow-by gas retention amount CCBG retained in the crankcase 42 based on the oil temperature TL and the closing time TCPCV.
  • the control device 13 estimates more blow-by gas retention CCBG that stays in the crankcase 42 as the oil temperature TL increases, and estimates more blow-by gas retention CCBG that stays in the crankcase 42 as the closing time TCPCV is longer. ..
  • step S205 the control device 13 estimates the amount of increase in blow-by gas BGIA due to deterioration of the piston ring based on the integrated mileage ML of the vehicle.
  • step S205 the control device 13 calculates the amount by which the amount of oil dilution increases due to the deterioration of the sealing performance due to the deterioration of the piston ring, and the amount of blow-by gas increases as compared with the case where the piston ring is new.
  • the control device 13 sets a larger amount of increase in blow-by gas BGIA as the cumulative mileage ML of the vehicle increases.
  • the control device 13 can calculate a correction value for increasing and correcting the blow-by gas retention amount according to the deterioration of the sealing performance due to the deterioration of the piston ring. Further, the control device 13 can set the increase amount BGIA of the blow-by gas based on, for example, the integrated operation time of the internal combustion engine 1 instead of the integrated mileage ML.
  • step S201-step S205 the control device 13 has blow-by gas retention INCOBG in the intake collector portion 2b, blow-by gas retention FGPBG in the first blow-by gas recirculation passage 43, and blow-by gas retention in the crankcase 42.
  • step S206 these are summed up to obtain the blow-by gas retention amount BGR (in other words, an estimated value of the blow-by gas retention amount).
  • the control device 13 calculates the delay time DTPCV in step S105 of the flowchart of FIG. 2 based on the blow-by gas retention amount BGR obtained in step S206, and the opening target of the PCV valve 44 in step S108 of the flowchart of FIG. Is calculated.
  • FIG. 4 shows changes in the opening degree of the PCV valve 44 and changes in the amount of blow-by gas released from the PCV valve 44 when the control device 13 controls the opening degree of the PCV valve 44 shown in the flowchart of FIG. It is an example time chart.
  • the control device 13 stops the fuel injection by the fuel injection device 5 and operates the PCV valve 44 in the valve closing direction to close the PCV valve 44 until it is fully closed.
  • the control device 13 restarts the fuel injection by the fuel injection device 5, but the PCV valve 44 sets the fuel cut. Keep it fully closed while continuing.
  • the control device 13 sets the delay time DTPCV from the restart of fuel injection (time t12) to the start of the valve opening operation of the PCV valve 44, based on the blow-by gas retention amount BGR and the engine load.
  • the control device 13 uses the PCV valve 44.
  • the operation in the valve opening direction of is started.
  • the control device 13 gradually opens the PCV valve 44 from the time t13 to the time t14 so as to match the decrease in the blow-by gas retention amount BGR. Increase the degree.
  • the control device 13 discharges the amount of blow-by gas flowing into the combustion chamber 10 when operating in the valve opening direction from the fully closed state during fuel cutting to discharge particulate matter. Adjust the amount to an amount that can be suppressed within the allowable range, and gradually reduce the amount of blow-by gas retention. Therefore, when the opening degree of the PCV valve 44 is set to fully closed during the fuel cut and the PCV valve 44 is operated in the valve opening direction based on the end of the fuel cut, the amount of particulate matter discharged increases or the internal combustion engine It is possible to prevent the output torque of the engine 1 from suddenly changing.
  • the control device 13 sets the delay time from the establishment of the fuel cut start condition to the actual start of the fuel cut longer as the blow-by gas retention amount increases, and burns the blow-by gas during the delay time. It is possible to suppress the formation of particulate matter after the start of fuel cutting.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the process of delaying the start of the fuel cut.
  • the control device 13 periodically executes the process shown in the flowchart of FIG. First, the control device 13 performs an estimation calculation of the blow-by gas retention amount BGR in step S301.
  • the calculation process of the blow-by gas retention amount BGR in step S301 is performed according to the flowchart of FIG. 3 described above.
  • the control device 13 proceeds to step S302 to determine the fuel cut flag fFCUT.
  • the fuel cut flag fFCUT is a flag in which "1" is set during fuel cut and "0" is set when fuel injection is being performed.
  • step S303 the control device 13 proceeds to step S303 when the fuel cut flag fFCUT is set to "1", and ends this routine when the fuel cut flag fFCUT is set to "0".
  • step S303 the control device 13 sets the delay time DTFC (DTFC ⁇ 0 sec) from the establishment of the fuel cut start condition to the start of the fuel cut to a longer time as the blow-by gas retention amount BGR increases.
  • step S304 the control device 13 determines whether or not the delay time DTFC has elapsed from the establishment of the fuel cut start condition. Then, when the elapsed time from the time when the fuel cut start condition is satisfied is shorter than the delay time DTFC, the control device 13 proceeds to step S305 to continue fuel injection by the fuel injection device 5 and blow-by gas amount (in other words). If so, the opening degree of the PCV valve 44 is controlled according to the engine load).
  • step S304 when the control device 13 determines in step S304 that the delay time DTFC has elapsed from the establishment of the fuel cut start condition, the control device 13 proceeds to step S306 and starts the fuel cut for stopping the fuel injection by the fuel injection device 5.
  • the fuel cut starts when the fuel cut is performed in a state where a large amount of blow-by gas stays due to deceleration from high load operation. It is possible to proceed with the combustion process of blow-by gas within the delay time of the above, and to cut the fuel after the amount of retention of blow-by gas is sufficiently reduced. As a result, it is possible to prevent a large amount of blow-by gas from flowing into the combustion chamber 10 after the start of fuel cutting to generate particulate matter.
  • the control device 13 is operated in the valve opening direction of the PCV valve 44 according to the blow-by gas retention amount BGR when the fuel injection is restarted from the fuel cut state shown in the flowchart of FIG. 2, and the flowchart of FIG. 5 is shown. It is possible to carry out the delay processing for starting the fuel cut according to the blow-by gas retention amount BGR shown in 1. Further, the control device 13 can perform the fuel cut start delay process shown in the flowchart of FIG. 5 without controlling the opening degree of the PCV valve 44 at the time of restarting the fuel injection shown in the flowchart of FIG. .. When the control device 13 performs the delay process for starting the fuel cut shown in the flowchart of FIG.
  • the PCV valve 44 of the gas recirculation device 41 is not limited to the electronically controlled valve device, and a mechanical PCV valve that operates at a differential pressure can be adopted.
  • FIG. 6 is a time chart illustrating changes in the blow-by gas retention amount BGR and the like when the delay process for starting the fuel cut shown in the flowchart of FIG. 5 is performed.
  • the internal combustion engine 1 near time t21, the internal combustion engine 1 is operated with a high load in which a large amount of blow-by gas is generated, that is, a high load in which the intake pressure becomes near atmospheric pressure, and at time t22 due to deceleration from the high load operation.
  • the fuel cut start condition is satisfied.
  • the control device 13 does not start the fuel cut from the time when the fuel cut start condition is satisfied, but sets the delay time DTFC based on the blow-by gas retention amount BGR, and when the fuel cut start condition is satisfied.
  • the fuel cut is started at the time t23 when the delay time DTFC has elapsed from. That is, from the time t22 to the time t23 when the fuel cut start condition is satisfied, the fuel cut condition is satisfied, but the control device 13 continues the fuel injection by the fuel injection device 5.
  • Blow-by gas combustion processing is performed in the fuel injection continuation section (in other words, within the delay time DTFC) from time t22 to time t23 when the fuel cut start condition is satisfied, and the control device 13 controls the blow-by gas retention amount.
  • the fuel cut is started at time t23, which is the time when the BGR drops to a predetermined amount.
  • the delay time DTFC is set based on the time required to reduce the blow-by gas retention amount BGR when the fuel cut start condition is satisfied to a predetermined amount in the combustion process.
  • control device 13 Since the control device 13 starts the fuel cut after the blow-by gas retention amount BGR is less than when the fuel cut start condition is satisfied, the amount of blow-by gas flowing into the combustion chamber 10 during the fuel cut is reduced, and the fuel cut Compared with the case where the fuel cut is started when the start condition is satisfied, the formation of particulate matter can be suppressed.
  • the control device 13 When the control device 13 performs the fuel cut start delay process shown in the flowchart of FIG. 5, the control device 13 minimizes the fuel injection amount by the fuel injection device 5 within the delay time DTFC from the time when the fuel cut start condition is satisfied.
  • the injection amount can be set (see step S305).
  • the minimum injection amount is the lower limit of the fuel amount range that can be injected by one injection, and the fuel amount range that can be injected by one injection is the amount of fuel that is proportional to the injection time of the fuel injection device 5. Is the range to be injected. That is, the minimum injection amount is the minimum value of the fuel injection amount that can be controlled by the control device 13.
  • the control device 13 sets the fuel injection amount by the fuel injection device 5 to the minimum injection amount within the delay time DTFC from the time when the fuel cut start condition is satisfied, and continues the fuel injection.
  • the fuel injection amount by the fuel injection device 5 is set to the minimum injection amount while the start of the fuel cut is delayed, so that the increase in fuel consumption due to the delay in the start of the fuel cut is minimized. Therefore, deterioration of fuel efficiency can be suppressed.
  • FIG. 7 is a time chart illustrating changes in the fuel injection amount when the fuel injection amount by the fuel injection device 5 is set to the minimum injection amount in the delay time DTFC.
  • the control device 13 delays the start of the fuel cut by the delay time DTFC from the establishment of the fuel cut start condition at the time t31, and starts the fuel cut at the time t32 when the delay time DTFC has elapsed.
  • the control device 13 sets the fuel injection amount by the fuel injection device 5 to the minimum injection amount, and from the time t32, the fuel injection amount by the fuel injection device 5 is set. Set to zero and shift to the fuel cut state.
  • the control device 13 does not operate the PCV valve 44 in the valve opening direction after the delay time DTPCV has elapsed. From the time when fuel injection is restarted, the PCV valve 44 can be operated little by little in the valve opening direction at an operation speed corresponding to the blow-by gas retention amount BGR. Further, in the valve closing control of the PCV valve 44 during the fuel cut, the first blow-by gas recirculation passage 43 is not completely shielded, and an opening to the extent that a predetermined leakage flow rate is generated can be provided.
  • the direction of opening the PCV valve 44 is determined depending on the condition for restarting fuel injection from the fuel cut, that is, whether the fuel injection is restarted by lowering the engine speed or the fuel injection is restarted by depressing the accelerator pedal.
  • the response delay of the operation can be set individually.
  • the control device 13 moves the PCV valve 44 in the valve opening direction based on the emission amount of the particulate matter detected by the sensor. It is possible to modify the operation response delay setting and the fuel cut start delay time setting.

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Abstract

本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法は、内燃機関における燃料カットの開始に基づいてブローバイガス還流通路に設けられるＰＣＶバルブを閉弁方向に操作し、燃料カットの終了に基づきＰＣＶバルブを開弁方向に操作し、燃料カットの終了に基づくＰＣＶバルブの開弁方向への操作の応答をブローバイガスの滞留量が多いときほどより遅くする。これにより、燃料カットの終了に基づき燃焼室へのブローバイガスの供給を再開するときに、粒子状物質の排出量が増加することや内燃機関の出力トルクが急変することを抑止できる。

Description

内燃機関の制御装置及び制御方法
　本発明は、ブローバイガス還流通路と、前記ブローバイガス還流通路に設けた電制バルブ装置とを備えた車両用の内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。
　特許文献１が開示する内燃機関の吸気制御装置は、外部から燃焼室に供給される新気の流量を調整するスロットルバルブと、機関本体から吸気通路に供給されるブローバイガスを含むＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）ガスの流量を調整するＰＣＶバルブとを備え、燃料カットが開始されることに基づいて、ＰＣＶバルブを閉弁方向に操作するとともにスロットルバルブを開弁方向に操作する制御手段を備える。
特開２０１０－１６３８９５号公報
　ところで、燃料カット中にＰＣＶバルブを全閉に保持し、燃料カットの終了に基づきＰＣＶバルブを開弁方向に操作する場合、燃料カットの終了時点でブローバイガス還流通路などに滞留していたブローバイガスが燃焼室に流入し、排気中の粒子状物質（Particulate Matter）が増加したり、内燃機関の出力トルクが急変したりする場合があった。
　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料カットの終了に基づき燃焼室へのブローバイガスの供給を再開するときに、内燃機関からの粒子状物質の排出量が増加することや内燃機関の出力トルクが急変することを抑止できる、内燃機関の制御装置及び制御方法を提供することにある。
　そのため、本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法は、その一態様として、内燃機関における燃料カットの開始に基づいて、ブローバイガス還流通路に設けられる電制バルブ装置を閉弁方向に操作し、前記燃料カットの終了に基づき前記電制バルブ装置を開弁方向に操作し、前記燃料カットの終了に基づく前記電制バルブ装置の開弁方向への操作の応答を、ブローバイガスの滞留量が多いときほどより遅くする。
　上記発明によると、燃料カットの終了に基づき燃焼室へのブローバイガスの供給を再開するときに、内燃機関からの粒子状物質の排出量が増加することや内燃機関の出力トルクが急変することを抑止できる。
内燃機関のシステム構成図である。 ＰＣＶバルブの開度制御を示すフローチャートである。 ブローバイガス滞留量の算出処理を示すフローチャートである。 ＰＣＶバルブの開度変化を示すタイムチャートである。 燃料カットの開始の遅延処理を示すフローチャートである。 燃料カットの開始が遅延される様子を示すタイムチャートである。 燃料カットの開始の遅延期間での燃料噴射量を示すタイムチャートである。
　以下に本発明の実施の形態を説明する。
　図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法を適用する車両用の内燃機関の一態様を示す図である。
　図１に示す内燃機関１は、車両の動力源として使用される火花点火ガソリン機関であり、機関本体１ａに点火装置４や燃料噴射装置５などを備える。
　燃料噴射装置５は、インレットマニホールド２ａに配置され、インレットマニホールド２ａ内に燃料であるガソリンを噴射する。
　内燃機関１の吸入空気は、エアークリーナ７、電制スロットル装置８、及び吸気バルブ１９を経て、燃料噴射装置５が噴射する燃料とともに燃焼室１０に流入する。
　電制スロットル装置８は、スロットルモータ８ｂでスロットルバルブ８ａを開閉する装置であって、内燃機関１の吸入空気量を調整する。電制スロットル装置８は、スロットル開度ＴＰＳに応じた信号を出力するスロットル開度センサ８ｃを備える。
　また、排気浄化触媒装置１２は、排気ダクト３ａに配置され、三元触媒などによって内燃機関１の排気を浄化する。
　回転数検出装置６は、リングギア１４の突起を検出することで、クランクシャフト１４Ａの所定回転角毎に回転角ＮＥの信号を出力する。
　流量検出装置９は、電制スロットル装置８の上流側に配置され、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡＲに応じた信号を出力する。
　油温センサ１１は、内燃機関１の潤滑油の温度である油温ＴＬに応じた信号を出力する。
　外気温センサ１５は、外気温ＴＯ、換言すれば、車両外部の気温に応じた信号を出力する。
　電子式の走行距離計１６は、車両の積算走行距離を計測し、積算走行距離ＭＬに応じた信号を出力する。
　吸気圧センサ１７は、電制スロットル装置８の下流の圧力である吸気圧ＰＢに応じた信号を出力する。
　マイクロコンピュータを備えた電子制御装置である制御装置１３は、スロットル開度ＴＰＳ、吸入空気流量ＱＡＲ、回転角ＮＥ、油温ＴＬ、外気温ＴＯ、積算走行距離ＭＬなどの検出信号を取り込む。
　そして、制御装置１３は、取り込んだセンサ検出信号に基づき燃料噴射パルス幅ＴＩ［ms］及び噴射タイミングを演算し、噴射タイミングにおいて燃料噴射パルス幅ＴＩに応じた開弁指令信号を燃料噴射装置５に出力して、燃料噴射装置５による燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する機能をソフトウェアとして備える。
　また、制御装置１３は、内燃機関１の減速運転状態において燃料噴射装置５による燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを実施する。
　例えば、制御装置１３は、運転者がアクセルペダルから足を離し、かつ、機関回転速度が第１閾値よりも高いときに、燃料カット開始の条件成立を判定して燃料噴射装置５による燃料噴射を停止させる。
　そして、制御装置１３は、燃料噴射装置５による燃料噴射を停止させている状態で、機関回転速度が第２閾値（第２閾値＜第１閾値）を下回ると燃料噴射装置５による燃料噴射を再開させ、また、運転者がアクセルペダルを踏み込んだときも燃料噴射装置５による燃料噴射を再開させる。
　更に、制御装置１３は、点火装置４、電制スロットル装置８の指令信号を生成して出力し、点火装置４の点火時期、スロットルバルブ８ａの開度などを制御して、内燃機関１の運転を制御する。
　制御装置１３は、各種センサの計測結果や各種装置に出力する操作量などのデータの入出力を行うために、アナログ入力回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、デジタル入力回路２２、出力回路２３及びＩ／Ｏ回路２４を備える。
　また、制御装置１３は、データの演算処理を行うために、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）２６、ＲＯＭ（Read Only Memory）２７、ＲＡＭ（Random Access Memory）２８を含むマイクロコンピュータ３１を備える。
　アナログ入力回路２０は、吸入空気流量ＱＡＲ、スロットル開度ＴＰＳ、油温ＴＬ、外気温ＴＯ、吸気圧ＰＢなどに関するアナログ信号を取得し、取得したアナログ信号をＡ／Ｄ変換回路２１に供給する。
　Ａ／Ｄ変換回路２１は、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換し、バス２５上に出力する。
　また、デジタル入力回路２２は、回転角ＮＥ、積算走行距離ＭＬなどに関するデジタル信号を取得し、取得したデジタル信号を、Ｉ／Ｏ回路２４を介してバス２５上に出力する。
　バス２５には、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、タイマ／カウンタ２９などが接続される。そして、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８は、バス２５を介してデータの授受を行う。
　クロックジェネレータ３０は、ＭＰＵ２６にクロック信号を供給し、ＭＰＵ２６は、クロック信号に同期して様々な演算や処理を実行する。
　ＲＯＭ２７は、例えば、データの消去と書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）で構成され、制御装置１３を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値などを記憶する。
　ＲＯＭ２７が記憶する情報は、バス２５を介してＲＡＭ２８及びＭＰＵ２６に読み込まれる。
　ＲＡＭ２８は、ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を一時的に記憶する作業領域として用いられる。
　なお、タイマ／カウンタ２９は、時間の測定や様々な回数の測定などに用いられる。
　ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果は、バス２５上に出力された後、Ｉ／Ｏ回路２４を介して出力回路２３から点火装置４、燃料噴射装置５、電制スロットル装置８などに供給される。
　また、内燃機関１は、ブローバイガス還流装置４１を備える。
　ブローバイガス還流装置４１は、内燃機関１の燃焼室１０内から潤滑油を貯留するクランクケース４２内に漏出した未燃燃料のうちの気化燃料を含むブローバイガスを内燃機関１の吸気通路に戻す装置である。
　ブローバイガス還流装置４１は、クランクケース４２内と電制スロットル装置８下流の吸気コレクタ部２ｂ内とを連通させる第１ブローバイガス還流通路４３、電制スロットル装置８よりも上流の吸気通路とクランクケース４２とを連通する第２ブローバイガス還流通路４５、及び、第１ブローバイガス還流通路４３に設けられたＰＣＶバルブ４４を備える。
　ＰＣＶバルブ４４は、制御装置１３によって駆動制御される電動モータなどのアクチュエータを有し、アクチュエータによって開閉駆動されて開度が調整される、電制バルブ装置である。
　なお、クランクケース４２の下部に設けられたオイルパンに、内燃機関１の潤滑油が溜められる。
　上記のブローバイガス還流装置４１において、内燃機関１の低負荷域で吸気圧が負圧になるとき、制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４を開弁操作する。そして、クランクケース４２内のブローバイガスは、電制スロットル装置８の下流とクランクケース４２内との間に生じる差圧によって、第１ブローバイガス還流通路４３を介して電制スロットル装置８の下流に供給され、燃焼室１０内で燃焼処理される。
　また、内燃機関１の低負荷域では、新気が電制スロットル装置８の上流から第２ブローバイガス還流通路４５を介してクランクケース４２内へ導入されてクランクケース４２内が換気される。
　一方、内燃機関１の高負荷域で吸気圧が大気圧付近になるとき、制御装置１３はＰＣＶバルブ４４を閉弁操作し、クランクケース４２内のブローバイガスは、第２ブローバイガス還流通路４５を介して電制スロットル装置８の上流に供給されて、燃焼室１０内で燃焼処理される。
　以下では、制御装置１３によるＰＣＶバルブ４４の開度制御を詳述する。
　制御装置１３は、燃料カット中において、電制スロットル装置８を開弁操作して燃焼室１０の負圧を低下させ、燃焼室１０内に吸い込まれる潤滑油の量を抑制するとともに、ＰＣＶバルブ４４を全閉に操作する。
　これにより、電制スロットル装置８の開弁操作によって燃焼室１０に供給される新気の量が増量される一方で、ＰＣＶバルブ４４の閉弁操作によって燃焼室１０に供給されるブローバイガスの量は減量される。したがって、燃料カット実行中に燃焼室１０に供給されるガス量が要求量から乖離することが抑制される。
　また、制御装置１３は、燃料カットの終了、換言すれば、燃料噴射の再開に伴い、ＰＣＶバルブ４４を開弁方向に操作するときに、ＰＣＶバルブ４４の開弁操作の応答を、第１ブローバイガス還流通路４３などにおけるブローバイガスの滞留量が多いときほどより遅くする。
　これにより、ＰＣＶバルブ４４の全閉状態で第１ブローバイガス還流通路４３などに滞留していたブローバイガスが、ＰＣＶバルブ４４の開弁操作に伴って燃焼室１０内に多く流入して、粒子状物質の排出量が増加したり、内燃機関１の出力トルクの急変が発生したりすることを抑制する。
　なお、ブローバイガスの滞留は、内燃機関１の高負荷時に第２ブローバイガス還流通路４５を介して電制スロットル装置８の上流に還流されて吸気コレクタ部２ｂに滞留する分、高負荷時にＰＣＶバルブ４４が閉じられて第１ブローバイガス還流通路４３に滞留する分、更に、ＰＣＶバルブ４４が閉操作される燃料カット中にクランクケース４２内に滞留する分などを含む。
　図２は、制御装置１３が実施する、燃料カット中及び燃料カット終了時におけるＰＣＶバルブ４４の操作手順を示すフローチャートである。
　なお、図２のフローチャートに示す処理は、制御装置１３により周期的に実施される。
　制御装置１３は、まず、ステップＳ１０１で、ブローバイガス滞留量ＢＧＲを算出する処理を実施する。
　制御装置１３は、後で詳細に説明するように、吸気コレクタ部２ｂ、第１ブローバイガス還流通路４３、及びクランクケース４２のそれぞれに滞留するブローバイガスを、内燃機関１の負荷、外気温ＴＯ、ＰＣＶバルブ４４の閉時間（換言すれば、燃料カットの継続時間）、油温ＴＬ、積算走行距離ＭＬに基づき推定する。
　次いで、制御装置１３は、ステップＳ１０２で、燃料カットフラグfFCUTの判別を行う。
　燃料カットフラグfFCUTは、燃料カットを実施しているときに「１」がセットされ、燃料カットを実施していないときに「０」がセットされるフラグである。
　制御装置１３は、燃料カットフラグfFCUTに「１」がセットされる燃料カット中であるときは、ステップＳ１０３に進んで、ＰＣＶバルブ４４を閉弁方向に操作して全閉に設定する。
　一方、制御装置１３は、燃料カットフラグfFCUTが「０」であって燃料カットを実施していないときは、ステップＳ１０４に進んで、燃料カットフラグfFCUT＝０で、かつ、リカバー経験フラグfFCUTRE＝１であるか否かを判断する。
　リカバー経験フラグfFCUTREは、燃料カット状態から燃料噴射を再開させたときに「１」がセットされ、例えば、次の燃料カット時及びイグニッションスイッチのオフ時に「０」にクリアされるフラグである。
　制御装置１３は、燃料カットフラグfFCUT＝０で、かつ、リカバー経験フラグfFCUTRE＝１であるとき、つまり、燃料カットから燃料噴射を再開させるときにステップＳ１０５に進んで、燃料カットの終了からＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を開始させるまでの遅れ時間DTPCV（DTPCV≧０sec）を演算する。
　制御装置１３は、ステップＳ１０５で、ブローバイガス滞留量ＢＧＲ及び吸気圧ＰＢ（又は吸入空気流量ＱＡＲ）に基づき遅れ時間DTPCVを演算する。
　なお、吸気圧ＰＢ、吸入空気流量ＱＡＲは、内燃機関１の負荷を代表する状態量であり、制御装置１３は、ステップＳ１０５で、ブローバイガス滞留量ＢＧＲ及び機関負荷に基づき遅れ時間DTPCVを演算する。
　制御装置１３は、ブローバイガス滞留量ＢＧＲが多いほど遅れ時間DTPCVをより長く設定し、かつ、吸気圧ＰＢが低い（又は吸入空気流量ＱＡＲが少ない）ほど、つまり、燃焼が不安定なときほど、遅れ時間DTPCVをより長く設定する。
　つまり、制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４を開弁方向に操作することで、燃焼室１０に流入するブローバイガス量が多くなる条件のときほど、遅れ時間DTPCVをより長い時間に設定し、燃料噴射の再開からＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を開始するまでの時間である遅延時間を長くする。
　燃料カットから燃料噴射を再開させたときは燃焼室１０での燃焼が不安定で、燃焼が不安定な状態で燃焼室１０にブローバイガスが流入すると、粒子状物質の排出量が増加する。
　そこで、ＰＣＶバルブ４４を開弁方向に操作することで燃焼室１０に流入するブローバイガス量が多くなる条件のときほど、噴射再開からの経過時間が長く燃焼がより安定するようになってからＰＣＶバルブ４４の開弁操作を開始させるように、制御装置１３は、遅れ時間DTPCVを設定する。
　制御装置１３は、ステップＳ１０５で遅れ時間DTPCVを演算すると、ステップＳ１０６に進み、燃料カットの終了に基づき燃料噴射を再開させてからの経過時間が遅れ時間DTPCVに達したか否かを判断する。
　燃料噴射の再開からの経過時間が遅れ時間DTPCVに達していない場合、制御装置１３は、ステップＳ１０７に進み、ＰＣＶバルブ４４を燃料カット中に引き続き全閉に保持する。
　そして、燃料噴射の再開からの経過時間が遅れ時間DTPCVに達すると、制御装置１３は、ステップＳ１０６からステップＳ１０８に進み、ＰＣＶバルブ４４を全閉から開弁方向に操作して開度を徐々に増加させるときの開度目標を設定する。
　つまり、制御装置１３は、燃料カットを開始するときにＰＣＶバルブ４４を全閉に制御し、その後、燃料カットの終了からの経過時間が遅れ時間DTPCVに達するまでの間においてＰＣＶバルブ４４を全閉に保持し、燃料カットの終了からの経過時間が遅れ時間DTPCVに達してから、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を開始する。
　制御装置１３は、ステップＳ１０８で、ブローバイガス滞留量ＢＧＲ及び吸気圧ＰＢ（又は吸入空気流量ＱＡＲ）に基づき、ＰＣＶバルブ４４を燃料カット中の全閉位置から開弁方向に操作するときの開度目標を設定する。
　制御装置１３は、ブローバイガス滞留量ＢＧＲが多いほどＰＣＶバルブ４４の開度目標を低開度に設定してＰＣＶバルブ４４の開度の増加を遅らせ、ブローバイガス滞留量ＢＧＲの減少、つまり、滞留していたブローバイガスの燃焼処理の進行に合わせて、ＰＣＶバルブ４４の開度目標を増大させる。
　また、制御装置１３は、吸気圧ＰＢが低いほど、つまり、負圧が高くブローバイガスが流入し易い場合は、ＰＣＶバルブ４４の開度目標を低開度に設定して、ＰＣＶバルブ４４の開度の増加を遅らせる。
　つまり、制御装置１３は、ブローバイガス滞留量ＢＧＲ及び機関負荷に基づき、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作における応答、換言すれば、ＰＣＶバルブ４４の開弁速度を制御する。
　ここで、制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４を開くときのブローバイガス滞留量ＢＧＲに応じて単位時間当たりのＰＣＶバルブ４４の開度量を設定し、係る開度量に応じて全開までＰＣＶバルブ４４を開くことができる。
　そして、制御装置１３は、次のステップＳ１０９で、ステップＳ１０８で設定した開度目標に基づきＰＣＶバルブ４４の開度を制御する。
　このように、制御装置１３は、燃料カットの終了に基づきＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を開始するときに、ブローバイガス滞留量ＢＧＲが多いほど開弁方向への操作の応答を遅らせる。
　これにより、制御装置１３が、燃料カットの終了に基づきＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を開始するときに、燃料カットの終了時に第１ブローバイガス還流通路４３などに滞留していたブローバイガスが一挙に燃焼室１０に流入することが抑止される。
　そして、ブローバイガスの燃焼室１０への流入量が低く制限される状態で推移することで、粒子状物質の排出量の増加が抑制され、また、内燃機関１の出力トルクの急変が発生することが抑止される。
　図３は、図２のフローチャートのステップＳ１０１におけるブローバイガス滞留量ＢＧＲの算出処理を示すフローチャートである。
　制御装置１３は、ステップＳ２０１で、高負荷域で電制スロットル装置８の上流に還流されるブローバイガスが、吸気コレクタ部２ｂに滞留する量を推定する。
　詳細には、制御装置１３は、吸気コレクタ部２ｂに滞留するブローバイガスの瞬時値ΔINCOBG（換言すれば、単位時間当たりの滞留量の増加分）を、吸気圧ＰＢ（又は吸入空気流量ＱＡＲ）及び外気温ＴＯに基づき推定し、推定した瞬時値ΔINCOBGを積算することで吸気コレクタ部２ｂにおけるブローバイガス滞留量INCOBLGを求める。
　制御装置１３は、ステップＳ２０１で、吸気圧ＰＢが高いほど、換言すれば、機関負荷が高くブローバイガスがより多く吸気コレクタ部を通過するときほど、ブローバイガスの滞留量の瞬時値ΔINCOBGをより多く推定し、また、外気温ＴＯが低くブローバイガスが気化しにくくなるほどブローバイガス滞留量の瞬時値ΔINCOBGをより多く推定する。
　そして、制御装置１３は、吸気圧ＰＢ（又は吸入空気流量ＱＡＲ）及び外気温ＴＯに基づき推定したブローバイガス滞留量の瞬時値ΔINCOBGを積算して、吸気コレクタ部２ｂにおけるブローバイガス滞留量INCOBLGを求める。
　次に、制御装置１３は、ステップＳ２０２で、クランクケース４２内が新気で換気される内燃機関１の低負荷域において、吸気コレクタ部２ｂに滞留するブローバイガスが新気に流されて減っていく分である減少変化分INCOBLRGを、吸気圧ＰＢ（又は吸入空気流量ＱＡＲ）及び外気温ＴＯに基づき推定する。
　ここで、制御装置１３は、吸気圧ＰＢ（換言すれば、機関負荷）が高いほど減少変化分INCOBLRGを大きく設定し、また、外気温ＴＯが低いほど減少変化分INCOBLRGを大きく設定する。
　そして、制御装置１３は、ブローバイガス滞留量INCOBLGから減少変化分INCOBLRGを減算した結果を、最終的な吸気コレクタ部２ｂに滞留するブローバイガス滞留量INCOBGに設定する。
　次いで、制御装置１３は、ステップＳ２０３で、第１ブローバイガス還流通路４３に残留するブローバイガス滞留量FGPBGを、ＰＣＶバルブ４４の閉時間TCPCV、つまり、燃料カットに伴ってＰＣＶバルブ４４を全閉に保持した時間（換言すれば、燃料カットの継続時間）に基づき推定する。
　制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４の閉時間TCPCVが長くなるほど、つまり、吸気通路へのブローバイガスの放出が遮断されている時間が長くなるほど、第１ブローバイガス還流通路４３に滞留するブローバイガス滞留量FGPBGをより多く推定する。
　更に、制御装置１３は、ステップＳ２０４で、クランクケース４２内に滞留するブローバイガス滞留量CCBGを、油温ＴＬ及び閉時間TCPCVに基づき推定する。
　制御装置１３は、油温ＴＬが高いほどクランクケース４２内に滞留するブローバイガス滞留量CCBGを多く推定し、閉時間TCPCVが長いほどクランクケース４２内に滞留するブローバイガス滞留量CCBGを多く推定する。
　次いで、制御装置１３は、ステップＳ２０５で、ピストンリングの劣化によるブローバイガスの増加量BGIAを、車両の積算走行距離ＭＬに基づき推定する。
　制御装置１３は、ステップＳ２０５で、ピストンリングの劣化によるシール性能の低下によってオイル希釈量が増加して、ピストンリングが新品であるときよりもブローバイガス量が増加する分を算出する。
　一般的に、車両の積算走行距離ＭＬが多くなるほどピストンリングの劣化が進むので、制御装置１３は、車両の積算走行距離ＭＬが長くなるほど、ブローバイガスの増加量BGIAをより多く設定する。
　なお、制御装置１３は、ステップＳ２０５で、ピストンリングの劣化によるシール性能の低下に応じてブローバイガス滞留量を増量補正する補正値を算出することができる。また、制御装置１３は、積算走行距離ＭＬに代えて、例えば、内燃機関１の積算運転時間などに基づき、ブローバイガスの増加量BGIAを設定することができる。
　制御装置１３は、上記のように、ステップＳ２０１－ステップＳ２０５で、吸気コレクタ部２ｂにおけるブローバイガス滞留量INCOBG、第１ブローバイガス還流通路４３におけるブローバイガス滞留量FGPBG、クランクケース４２内におけるブローバイガス滞留量CCBG、ピストンリングの劣化によるブローバイガスの増加量BGIAを求めると、ステップＳ２０６で、これらを総和してブローバイガス滞留量ＢＧＲ（換言すれば、ブローバイガス滞留量の推定値）を求める。
　制御装置１３は、ステップＳ２０６で求めたブローバイガス滞留量ＢＧＲに基づき、図２のフローチャートのステップＳ１０５で遅れ時間DTPCVを算出し、また、図２のフローチャートのステップＳ１０８でＰＣＶバルブ４４の開度目標を算出する。
　図４は、図２のフローチャートに示したＰＣＶバルブ４４の開度制御を制御装置１３が実施するときの、ＰＣＶバルブ４４の開度変化やＰＣＶバルブ４４からのブローバイガスの放出量などの変化を例示するタイムチャートである。
　図４の時刻ｔ１１で燃料カットの開始の条件が成立し、制御装置１３は、燃料噴射装置５による燃料噴射を停止させるとともに、ＰＣＶバルブ４４を閉弁方向に操作して全閉にまで閉じる。
　図４の時刻ｔ１２で、燃料カットの終了条件、換言すれば、燃料噴射の再開条件が成立すると、制御装置１３は、燃料噴射装置５による燃料噴射を再開させるが、ＰＣＶバルブ４４は、燃料カット中に引き続き全閉に保持する。
　制御装置１３は、ブローバイガス滞留量ＢＧＲ及び機関負荷に基づき、燃料噴射の再開（時刻ｔ１２）からＰＣＶバルブ４４の開弁操作を開始するまでの遅れ時間DTPCVを設定する。
　そして、燃料噴射の再開（時刻ｔ１２）から遅れ時間DTPCVが経過した時刻ｔ１３、つまり、内燃機関１の燃焼がブローバイガス滞留量ＢＧＲに見合う安定状態になってから、制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向の操作を開始する。
　制御装置１３は、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作を時刻ｔ１３から開始した後、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の間で、ブローバイガス滞留量ＢＧＲの減少に合わせるように徐々にＰＣＶバルブ４４の開度を増加させる。
　係るＰＣＶバルブ４４の開度制御によれば、制御装置１３は、燃料カット中の全閉状態から開弁方向に操作するときに、燃焼室１０に流入するブローバイガス量を、粒子状物質の排出量を許容範囲内に抑制できる量に調整して、ブローバイガス滞留量を徐々に減らす。
　したがって、ＰＣＶバルブ４４の開度を燃料カット中に全閉に設定し、燃料カットの終了に基づきＰＣＶバルブ４４を開弁方向に操作するときに、粒子状物質の排出量が増加したり、内燃機関１の出力トルクが急変したりすることを抑制できる。
　ところで、内燃機関１が、ブローバイガスが多く生じる高負荷運転から減速され、制御装置１３が燃料カットを開始すると、多量のブローバイガスが吸気コレクタ部２ｂに滞留している状態で燃料カットが開始されることになる。
　この場合、燃料カット開始後に吸気コレクタ部２ｂから新気で流され燃焼室１０に流入するブローバイガスは、燃料カット中であるため燃焼処理されず、粒子状物質が生成される場合がある。
　そこで、制御装置１３は、燃料カットの開始条件が成立してから実際に燃料カットを開始するまでの遅れ時間をブローバイガス滞留量が多いほど長く設定し、係る遅れ時間の間でブローバイガスを燃焼させ、燃料カット開始後における粒子状物質の生成を抑制することができる。
　図５は、燃料カットの開始を遅延させる処理の手順を示すフローチャートである。
　なお、制御装置１３は、図５のフローチャートに示す処理を周期的に実施する。
　制御装置１３は、まず、ステップＳ３０１でブローバイガス滞留量ＢＧＲの推定演算を実施する。
　なお、ステップＳ３０１におけるブローバイガス滞留量ＢＧＲの演算処理は、先に説明した図３のフローチャートにしたがって行われる。
　次いで、制御装置１３は、ステップＳ３０２に進み、燃料カットフラグfFCUTの判別を行う。
　燃料カットフラグfFCUTは、前述したように、燃料カット中において「１」がセットされ、燃料噴射が行われているときに「０」がセットされるフラグである。
　制御装置１３は、燃料カットフラグfFCUTに「１」がセットされているときはステップＳ３０３に進み、燃料カットフラグfFCUTに「０」がセットされているときは本ルーチンを終了する。
　制御装置１３は、ステップＳ３０３で、燃料カットの開始条件の成立から燃料カットを開始するまでの遅れ時間DTFC（DTFC≧０sec）を、ブローバイガス滞留量ＢＧＲが多いほど長い時間に設定する。
　制御装置１３は、次のステップＳ３０４で、燃料カットの開始条件の成立から遅れ時間DTFCが経過したか否かを判断する。
　そして、燃料カットの開始条件が成立した時点からの経過時間が遅れ時間DTFCよりも短いとき、制御装置１３は、ステップＳ３０５に進み、燃料噴射装置５による燃料噴射を継続させるとともにブローバイガス量（換言すれば、機関負荷）に応じたＰＣＶバルブ４４の開度制御を実施する。
　一方、制御装置１３は、ステップＳ３０４で、燃料カットの開始条件の成立から遅れ時間DTFCが経過したと判断すると、ステップＳ３０６に進み、燃料噴射装置５による燃料噴射を停止させる燃料カットを開始する。
　このように、燃料カットの開始をブローバイガス滞留量ＢＧＲが多いほど長い時間遅延させれば、高負荷運転からの減速でブローバイガスが多く滞留する状態で燃料カットが行われるときに、燃料カット開始の遅延時間内においてブローバイガスの燃焼処理を進め、ブローバイガスの滞留量が十分に少なくなってから燃料カットを実施することができる。
　これにより、燃料カット開始後に多くのブローバイガスが燃焼室１０に流れて、粒子状物質が生成されることを抑止できる。
　なお、制御装置１３は、図２のフローチャートに示した、燃料カット状態から燃料噴射を再開させるときのブローバイガス滞留量ＢＧＲに応じたＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作とともに、図５のフローチャートに示した、ブローバイガス滞留量ＢＧＲに応じた燃料カット開始の遅延処理を実施することができる。
　また、制御装置１３は、図２のフローチャートに示した燃料噴射再開時のＰＣＶバルブ４４の開度制御を行わずに、図５のフローチャートに示した燃料カット開始の遅延処理を実施することができる。
　なお、制御装置１３が、図２のフローチャートに示した燃料噴射再開時のＰＣＶバルブ４４の開度制御を行わずに、図５のフローチャートに示した燃料カット開始の遅延処理を実施する場合、ブローバイガス還流装置４１のＰＣＶバルブ４４は、電制バルブ装置に限定されず、差圧で動作する機械式のＰＣＶバルブを採用できる。
　図６は、図５のフローチャートに示した燃料カット開始の遅延処理を実施したときのブローバイガス滞留量ＢＧＲなどの変化を例示するタイムチャートである。
　図６において、時刻ｔ２１付近で、内燃機関１は、ブローバイガスが多く発生する高負荷、つまり、吸気圧が大気圧付近になる高負荷で運転され、係る高負荷運転からの減速により時刻ｔ２２で燃料カットの開始条件が成立する。
　ここで、制御装置１３は、燃料カットの開始条件が成立した時点から燃料カットを開始するのではなく、ブローバイガス滞留量ＢＧＲに基づき遅れ時間DTFCを設定し、燃料カットの開始条件が成立した時点から遅れ時間DTFCが経過した時刻ｔ２３で燃料カットを開始する。
　つまり、燃料カットの開始条件が成立した時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までは、燃料カット条件が成立しているが、制御装置１３は、燃料噴射装置５による燃料噴射を継続させる。
　燃料カットの開始条件が成立した時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの燃料噴射の継続区間（換言すれば、遅れ時間DTFC内）で、ブローバイガスの燃焼処理が行われ、制御装置１３は、ブローバイガス滞留量ＢＧＲが所定量にまで低下した時点である時刻ｔ２３で、燃料カットを開始する。なお、遅れ時間DTFCは、燃料カットの開始条件が成立したときのブローバイガス滞留量ＢＧＲを、燃焼処理で所定量まで低下させるのに必要な時間に基づき設定される。
　制御装置１３は、燃料カットの開始条件が成立したときよりもブローバイガス滞留量ＢＧＲが減ってから燃料カットを開始するので、燃料カット中に燃焼室１０に流れ込むブローバイガス量が減り、燃料カットの開始条件の成立時から燃料カットを開始する場合に比べて、粒子状物質の生成を抑制することができる。
　制御装置１３は、図５のフローチャートに示した燃料カット開始の遅延処理を実施するときに、燃料カットの開始条件が成立した時点から遅れ時間DTFC内において、燃料噴射装置５による燃料噴射量を最小噴射量に設定することができる（ステップＳ３０５参照）。
　最小噴射量とは、１回の噴射で噴射可能な燃料量範囲の下限値であり、１回の噴射で噴射可能な燃料量範囲とは、燃料噴射装置５の噴射時間に比例する量の燃料が噴射される範囲である。つまり、最小噴射量は、制御装置１３が制御可能な燃料噴射量の最小値である。
　そして、制御装置１３は、燃料カットの開始条件が成立した時点から遅れ時間DTFC内では、燃料噴射装置５による燃料噴射量を最小噴射量に設定して燃料噴射を継続させる。
　係る構成によると、燃料カット開始を遅延している間において燃料噴射装置５による燃料噴射量が最小噴射量に設定されるので、燃料カットの開始を遅延させることによる燃料消費量の増加を最小限とし、燃費性能の悪化を抑制できる。
　図７は、遅れ時間DTFC内において燃料噴射装置５による燃料噴射量を最小噴射量に設定するときの燃料噴射量の変化などを例示するタイムチャートである。
　制御装置１３は、時刻ｔ３１での燃料カットの開始条件の成立から、遅れ時間DTFCだけ燃料カットの開始を遅らせ、遅れ時間DTFCが経過した時刻ｔ３２で燃料カットを開始する。
　ここで、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの遅れ時間DTFC内で、制御装置１３は、燃料噴射装置５による燃料噴射量を最小噴射量に設定し、時刻ｔ３２からは燃料噴射装置５による燃料噴射量を零にして燃料カット状態に移行する。
　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
　例えば、制御装置１３は、燃料カット状態から燃料噴射を再開させるときのＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作において、遅れ時間DTPCVが経過してからＰＣＶバルブ４４を開弁方向へ操作する代わりに、燃料噴射が再開されるときからブローバイガス滞留量ＢＧＲに応じた操作速度で、僅かずつＰＣＶバルブ４４を開弁方向へ操作することができる。
　また、燃料カット中のＰＣＶバルブ４４の閉弁制御において、第１ブローバイガス還流通路４３を完全に遮蔽せず、所定の漏れ流量が発生する程度の開口を設けることができる。
　また、燃料カットから燃料噴射を再開させる条件、つまり、機関回転速度の低下による燃料噴射の再開であるのか、アクセルペダルの踏み込みによる燃料噴射の再開であるのかによって、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作の応答遅れを個別に設定することができる。
　また、内燃機関１が排気中の粒子状物質の排出量を検出するセンサを備える場合、制御装置１３は、センサが検出した粒子状物質の排出量に基づき、ＰＣＶバルブ４４の開弁方向への操作の応答遅れの設定や燃料カット開始の遅延時間の設定を修正することができる。
　１…内燃機関、５…燃料噴射装置、８…電制スロットル装置、１３…制御装置、４１…ブローバイガス還流装置、４２…クランクケース、４３…第１ブローバイガス還流通路、４４…ＰＣＶバルブ、４５…第２ブローバイガス還流通路

Claims (9)

  1. 　クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流通路と、前記ブローバイガス還流通路に設けられる電制バルブ装置とを備える車両用の内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
    　前記内燃機関における燃料カットの開始に基づいて前記電制バルブ装置を閉弁方向に操作し、
    　前記燃料カットの終了に基づき前記電制バルブ装置を開弁方向に操作し、
    　前記燃料カットの終了に基づく前記電制バルブ装置の開弁方向への操作の応答を、ブローバイガスの滞留量が多いときほど遅くする、
    　内燃機関の制御装置。
  2. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記燃料カットの終了に基づく前記電制バルブ装置の開弁方向への操作の応答を、前記ブローバイガスの滞留量が多いときほど遅くし、かつ、前記内燃機関の負荷が小さいときほど遅くする、
    　内燃機関の制御装置。
  3. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　燃料カットの終了から前記電制バルブ装置の開弁方向への操作を開始するまでの遅れ時間及び前記遅れ時間が経過した後における前記電制バルブ装置の開弁方向への操作速度によって、前記電制バルブ装置の開弁方向への操作の応答遅れを設定する、
    　内燃機関の制御装置。
  4. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記ブローバイガスの滞留量が多いときほど、前記燃料カットの実施条件の成立から前記燃料カットを開始するまでの遅れ時間を長くする、
    　内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項４記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記燃料カットの開始の遅れ時間内において、前記内燃機関の燃料噴射装置による燃料噴射量を、制御可能な最小噴射量に設定する、
    　内燃機関の制御装置。
  6. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記燃料カット中に前記電制バルブ装置を全閉に操作する、
    　内燃機関の制御装置。
  7. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記ブローバイガスの滞留量は、前記吸気通路におけるブローバイガスの滞留量、前記ブローバイガス還流通路におけるブローバイガスの滞留量、及び、前記クランクケースにおけるブローバイガスの滞留量を含む、
    　内燃機関の制御装置。
  8. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、
    　前記ブローバイガスの滞留量を、前記内燃機関の負荷、前記電制バルブ装置の閉時間、及び、前記内燃機関の潤滑油の温度に基づき求める、
    　内燃機関の制御装置。
  9. 　クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流通路と、前記ブローバイガス還流通路に設けられる電制バルブ装置とを備える車両用の内燃機関を制御するための内燃機関の制御方法であって、
    　前記内燃機関における燃料カットの開始に基づいて前記電制バルブ装置を閉弁方向に操作し、
    　前記燃料カットの終了に基づき前記電制バルブ装置を開弁方向に操作し、
    　前記燃料カットの終了に基づく前記電制バルブ装置の開弁方向への操作の応答を、ブローバイガスの滞留量が多いときほど遅くする、
    　内燃機関の制御方法。
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