内燃機関の制御装置及び方法
【課題】ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制する技術を提供する。
【解決手段】気筒群２ａ，２ｂに接続された吸気通路４と、気筒群毎に独立して接続された個別排気通路６ａ，６ｂと、一方の個別排気通路６ａから吸気通路４にＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路９と、ＥＧＲ通路９に配置されたＥＧＲ弁１０と、他方の個別排気通路６ｂに配置されたＡ／Ｆセンサ７と、を備え、Ａ／Ｆセンサ７が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節するフィードバック制御を行うものであって、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、気筒群２ａについてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。
【解決手段】気筒群２ａ，２ｂに接続された吸気通路４と、気筒群毎に独立して接続された個別排気通路６ａ，６ｂと、一方の個別排気通路６ａから吸気通路４にＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路９と、ＥＧＲ通路９に配置されたＥＧＲ弁１０と、他方の個別排気通路６ｂに配置されたＡ／Ｆセンサ７と、を備え、Ａ／Ｆセンサ７が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節するフィードバック制御を行うものであって、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、気筒群２ａについてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、一部の気筒の燃料噴射を停止（フューエルカット制御）することで、一気筒当たりの吸気量を増加させＥＧＲ率を低減させることにより、燃焼悪化を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１（段落４４）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０７２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−０７６５５１号公報
【特許文献３】特開平１１−０２２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｖ型内燃機関等の複数の気筒群を有する内燃機関では、一部の特定の気筒群から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして取り出し、当該ＥＧＲガスを全気筒群に還流させるＥＧＲシステムが主流である。このようなＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、内燃機関への過剰なＥＧＲガスの導入を防止するために、ＥＧＲガスを取り出す気筒群についてフューエルカット制御を行い燃焼停止させることが考えられている。しかし、ＥＧＲガスを取り出す気筒群についてフューエルカット制御を行うと、ＥＧＲ通路から燃焼に用いられていない新気が還流してしまう。このため、フューエルカット制御後の過渡時に、エアフローメータで測定する新気量と燃焼を行う気筒内に実際に供給される新気量との間にずれが生じる。そして、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化が生じてしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことを検知する開固着検知手段と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合
に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する開固着時制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【０００７】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行う。これにより、特定の個別排気通路に接続された気筒群は燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として特定の個別排気通路へ排出される。すると、特定の個別排気通路からＥＧＲ通路を経て新気が吸気通路へ還流してしまう。還流した新気は、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外のフューエルカット制御しない気筒群にも供給される。このため、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されるので、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。これに対し、フューエルカット制御しない気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、空燃比検知手段でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われて空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比を目標空燃比にし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群から排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、空燃比検知手段は、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御がより早く行え、空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比をより早く目標空燃比にすることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【０００９】
なおここで、「空燃比に影響を及ぼす物理量」とは、気筒内へ供給される新気量や燃料供給量である。新気量はスロットル弁を制御することで調節され、燃料供給量は燃料噴射弁を制御することで調節される。すなわち、空燃比フィードバック制御手段は、スロットル弁や燃料噴射弁を制御し新気量や燃料供給量を調節することで、空燃比を目標空燃比に追随させる。
【００１０】
前記開固着時制御手段は、前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量するとよい。
【００１１】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が増量される。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御にかかわらず、フューエルカット制御しない気筒群の気筒内の空燃比を目標空燃比に近づけることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることをより早期に抑制でき、燃焼悪化をより早期に抑制することができる。
【００１２】
なおここで、燃料供給量の増量は、予め実験や検証等によって求められた、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合にフューエルカット制御しない気筒群の気筒内に供給される新気量が過多になることが抑制できる所定量だけ増量される。
【００１３】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
を備え、前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う内燃機関の制御方法であって、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更することを特徴とする内燃機関の制御方法である。
【００１４】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行う。これにより、特定の個別排気通路に接続された気筒群は燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として特定の個別排気通路へ排出される。すると、特定の個別排気通路からＥＧＲ通路を経て新気が吸気通路へ還流してしまう。還流した新気は、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外のフューエルカット制御しない気筒群にも供給される。このため、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されるので、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。これに対し、フューエルカット制御しない気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、空燃比検知手段でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われて空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比を目標空燃比にし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００１５】
そこで、本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群から排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、空燃比検知手段は、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御がより早く行え、空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比をより早く目標空燃比にすることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の動作点を等出力ライン上で高回転側へ変更する様子を示す図である。
【図３】実施例１に係る開固着時制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１９】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、夫々４気筒からなる２つの気筒群２ａ，２ｂを有するＶ型８気筒の水冷式の４ストロークサイクル・ガソリンエンジンである。内燃機関１は車両に搭載されている。なお、本実施例では、気筒群を２つ有する場合を例示するが、気筒群を３つ以上有する複数の気筒群からなる場合であっても本発明を適用できる。内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、夫々の気筒群２ａ，２ｂの各気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁３が設けられている。本実施例では、燃料噴射弁３は、各気筒に設けられ筒内に燃料噴射する。しかしこれに限られず、燃料噴射弁３は、各気筒の吸気ポートに設けられるものでもよい。
【００２０】
内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、各気筒群２ａ，２ｂへ吸気を供給する吸気通路４が接続されている。吸気通路４は、各気筒群２ａ，２ｂの直前のインテークマニホールドで分岐するが、その分岐位置よりも上流側はひとつにまとまって１本となっている。インテークマニホールドの分岐位置よりも上流側の１本の吸気通路４の途中には、エアフローメータ５が配置されている。エアフローメータ５は、吸気通路４内を流通する新気量に応じた信号を出力する。エアフローメータ５により、内燃機関１の新気量が測定される。吸気通路４及び吸気通路４に配置される上記機器が内燃機関１の吸気系を構成している。
【００２１】
一方、内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、気筒群毎に独立した個別排気通路６ａ，６ｂが接続されている。気筒群２ａ，２ｂと個別排気通路６ａ，６ｂとは、同数設けられる。片方の個別排気通路６ｂの途中には、Ａ／Ｆセンサ７が配置されている。Ａ／Ｆセンサ７は、個別排気通路６ｂに接続された気筒群２ｂから排出される排気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する。Ａ／Ｆセンサ７が本発明の空燃比検知手段に相当する。個別排気通路６ａ，６ｂの下流側には、個別排気通路６ａ，６ｂが合流してひとまとめになる合流排気通路８が接続されている。各排気通路及び個別排気通路６ｂに配置される上記機器が内燃機関１の排気系を構成している。なお、個別排気通路６ａが本発明の特定の個別排気通路に相当し、個別排気通路６ｂが本発明の特定の個別排気通路以外の個別排気通路に相当する。また、気筒群２ａが本発明の特定の個別排気通路に接続された気筒群に相当し、気筒群２ｂが本発明の特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群に相当する。
【００２２】
そして、内燃機関１には、個別排気通路６ａ内を流通する排気の一部を、インテークマニホールドの分岐位置よりも上流側且つエアフローメータ５よりも下流側の１本の吸気通路４へ還流（再循環）させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路９が備えられて
いる。ＥＧＲ通路９によって還流される排気をＥＧＲガスという。ＥＧＲ通路９は、個別排気通路６ａと吸気通路４とを１本の配管で接続している。このＥＧＲ通路９を通って、片方の気筒群２ａから排出される排気の一部がＥＧＲガスとして内燃機関１の両気筒群２ａ，２ｂへ送り込まれる。ＥＧＲ通路９には、ＥＧＲ通路９の通路断面積を調整すること
により、ＥＧＲ通路９を流通するＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁１０が配置される。ＥＧＲ弁１０は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、本実施例では、ＥＧＲ通路９は、インテークマニホールドよりも上流側の吸気通路４に接続されている。しかしこれに限られず、インテークマニホールド自体に接続されるものであってもよい。
【００２３】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１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の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１１には、エアフローメータ５、及びＡ／Ｆセンサ７、並びにアクセルペダルの踏み込み量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ１２、及び内燃機関１の機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３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ＥＣＵ１１に入力される。一方、ＥＣＵ１１には、燃料噴射弁３、及びＥＧＲ弁１０の電動アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１１によりこれらの機器が制御される。そして、ＥＣＵ１１は、各種センサの出力信号から導出される内燃機関１の運転状態に応じて、ＥＧＲ通路９に設けられたＥＧＲ弁１０の開度を変化させることで、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒に供給されるＥＧＲガス量を最適な量となるように制御する。また、ＥＣＵ１１は、Ａ／Ｆセンサ７の出力信号から検知される個別排気通路６ｂにおける排気の空燃比に基づいて、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒内の空燃比が目標空燃比であるストイキとなるよう燃料噴射弁３を制御して各気筒内へ噴射する燃料供給量を調節するフィードバック制御を行う。このフィードバック制御を行うＥＣＵ１１が本発明の空燃比フィードバック制御手段に相当する。なお、本実施例でのＡ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御では、燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節するが、吸気通路４に配置されるスロットル弁を制御して新気量を調節してもよいし、燃料供給量及び新気量の両者の物理量を調節してもよい。
【００２４】
ところで、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着する異常が生じた場合、内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量を所望の量に制御することが困難となる。その結果、気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量が内燃機関１の運転状態に対して過剰に多い状態となると、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒内での燃焼状態が悪化する場合がある。このように、ＥＧＲガス量が過剰に多くなることによって各気筒の燃焼状態が悪化すると、サイクル変動増大や失火によるドライバビリティの悪化や、エンジンストールが生じるおそれがある。
【００２５】
そこで、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更するようにした。
【００２６】
まず、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。フューエルカット制御とは、気筒群２ａの各気筒に対する燃料噴射弁３から燃料を噴射させない制御である。これにより、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａは燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として個別排気通路６ａへ排出される。すると、個別排気通路６ａからＥＧＲ通路９を経て新気が吸気通路４へ還流してしまう。還流した新気は、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａ以外のフューエルカット制御しない気筒群２ｂにも供給される。エアフローメータ５はＥＧＲガスの取り出し口よりも上流側に配置されているため、フューエルカット制御しない気筒群２ｂでは、エアフローメータ５で測定する新気量に対して、還流した新気が余剰に供給される。これにより、気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、気筒内の空燃比がリーンとなり燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００２７】
これに対し、フューエルカット制御しない気筒群２ｂから排出される排気の空燃比を検知するＡ／Ｆセンサ７で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、Ａ／Ｆセンサ７でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が行われて燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節して空燃比を目標空燃比であるストイキにし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００２８】
そこでさらに、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。これは、ＣＶＴ等を用いて内燃機関１のギア比を変更し、図２に示すように機関回転数とトルクから生じる出力を等出力ライン上に維持しつつ、低トルク高回転側に内燃機関１の運転状態を変更するものである。これにより、フューエルカット制御しない気筒群２ｂから排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、Ａ／Ｆセンサ７では、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御がより早く行え、燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節して空燃比をより早く目標空燃比であるストイキにすることができる。したがって、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更することで、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【００２９】
しかしさらに、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を増量するようにした。
【００３０】
したがって、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、上記の制御に加えさらに、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの各気筒に対する燃料供給量を増量する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群２ｂでは、還流した新気が余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が増量される。よって、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御にかかわらず、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの気筒内の空燃比を目標空燃比であるストイキに近づけることができる。そして、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御は、この増量された燃料供給量を基本に燃料供給量を調節することになる。これにより、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御では、気筒群２ｂの気筒内の空燃比がストイキに近づいているので、気筒群２ｂの気筒内の空燃比をストイキにするまでに、燃料供給量の変更も少なくて済み、それほど時間もかからなくなる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることをより早期に抑制でき、燃焼悪化をより早期に抑制することができ、ＮＯｘ排出を抑制できる。
【００３１】
なおここで、燃料供給量の増量は、予め実験や検証等によって求められた、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合にフューエルカット制御しない気筒群２ｂの気筒内に供給される新気量が過多になることが抑制できる所定量だけ増量される。
【００３２】
次に、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合に行う開固着時制御ルーチンについて、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。図３は、開固着時制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ１１によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１１が本発明の開固着時制御手段に相当する。
【００３３】
ステップＳ１０１では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したか否かを判別する。例えばＥＧＲガス量が過剰に多くなり吸気通路４に配置された圧力センサの検知値が所望の値よりも大きくなる場合や、ＥＧＲ弁１０に設けられたＥＧＲ弁開度センサの検出値が所望の値と乖離したり一定のまま動かなくなったりする場合や、ＥＧＲガスの量が過剰に多くなり吸気通路４に配置された温度センサの検出値が所望の値よりも高くなる場合に、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したと判断できる。本ステップを実行するＥＣＵ１１が本発明の開固着検知手段に相当する。ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したと肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００３４】
ステップＳ１０２では、フェイルモード移行が必要か否かを判別する。フェイルモードとは、このまま通常運転を継続してしまうと、ドライバビリティの悪化や、エンジンストールが生じるおそれがある場合に移行するモードである。例えば、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した際のＥＧＲ弁１０の開度が基準開度よりも大きく、ＥＧＲガスが多量に還流されてしまう場合等に、フェイルモード移行が必要と判断する。ステップＳ１０２において、フェイルモード移行が必要と肯定判定された場合には、ステップＳ１０３へ移行する。ステップＳ１０２において、フェイルモード移行が必要ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００３５】
ステップＳ１０３では、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。これにより、気筒群２ａは燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま吸気通路４へ還流することになる。そして、気筒群２ｂの各気筒だけで燃焼を行い、機関運転を行う。
【００３６】
ステップＳ１０４では、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。すなわち、ＣＶＴ等を用いて内燃機関１のギア比を変更し、図２に示すように出力を等出力ライン上に維持しつつ、低負荷高回転側に内燃機関１の運転状態を変更する。これにより、気筒群２ｂから排気流がより連続的に早く変動無く流れるようになる。ここでの内燃機関１の動作点の変更は、あくまで気筒群２ｂだけで機関運転するフェイルモードにおける場合での変更である。なお、本実施例では、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更することを、フェイルモードで継続的に実施するものとする。しかしこれに限られず、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が落ち着くフューエルカット制御後の過渡時が経過した後は、当該動作点の変更を止めるものでもよい。
【００３７】
ステップＳ１０５では、気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を所定量だけ増量する。これにより、気筒群２ｂでは、気筒群２ａに対するフューエルカット制御により新気が還流して余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が所定量だけ増量される。なおここで、気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を増量すると、トルク増大を招く。このため、目標トルクに一致させるため、燃料供給量の増量によるトルク増大を相殺するトルクダウンを行わせるよう、気筒群２ｂの各気筒において点火遅角を同時に行う。これにより、燃料供給量の増量によるトルク増大を回避することができる。
【００３８】
本実施例によると、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合に、気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【００３９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上述の実施例にて
実現される制御方法が、本発明に係る内燃機関の制御方法でもある。
【符号の説明】
【００４０】
１ 内燃機関
２ａ，２ｂ 気筒群
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ エアフローメータ
６ａ，６ｂ 個別排気通路
７ Ａ／Ｆセンサ
８ 合流排気通路
９ ＥＧＲ通路
１０ ＥＧＲ弁
１１ ＥＣＵ
１２ アクセル開度センサ
１３ クランクポジションセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、一部の気筒の燃料噴射を停止（フューエルカット制御）することで、一気筒当たりの吸気量を増加させＥＧＲ率を低減させることにより、燃焼悪化を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１（段落４４）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０７２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−０７６５５１号公報
【特許文献３】特開平１１−０２２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、Ｖ型内燃機関等の複数の気筒群を有する内燃機関では、一部の特定の気筒群から排出される排気の一部をＥＧＲガスとして取り出し、当該ＥＧＲガスを全気筒群に還流させるＥＧＲシステムが主流である。このようなＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、内燃機関への過剰なＥＧＲガスの導入を防止するために、ＥＧＲガスを取り出す気筒群についてフューエルカット制御を行い燃焼停止させることが考えられている。しかし、ＥＧＲガスを取り出す気筒群についてフューエルカット制御を行うと、ＥＧＲ通路から燃焼に用いられていない新気が還流してしまう。このため、フューエルカット制御後の過渡時に、エアフローメータで測定する新気量と燃焼を行う気筒内に実際に供給される新気量との間にずれが生じる。そして、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化が生じてしまう。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことを検知する開固着検知手段と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合
に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する開固着時制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置である。
【０００７】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行う。これにより、特定の個別排気通路に接続された気筒群は燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として特定の個別排気通路へ排出される。すると、特定の個別排気通路からＥＧＲ通路を経て新気が吸気通路へ還流してしまう。還流した新気は、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外のフューエルカット制御しない気筒群にも供給される。このため、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されるので、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。これに対し、フューエルカット制御しない気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、空燃比検知手段でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われて空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比を目標空燃比にし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群から排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、空燃比検知手段は、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御がより早く行え、空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比をより早く目標空燃比にすることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【０００９】
なおここで、「空燃比に影響を及ぼす物理量」とは、気筒内へ供給される新気量や燃料供給量である。新気量はスロットル弁を制御することで調節され、燃料供給量は燃料噴射弁を制御することで調節される。すなわち、空燃比フィードバック制御手段は、スロットル弁や燃料噴射弁を制御し新気量や燃料供給量を調節することで、空燃比を目標空燃比に追随させる。
【００１０】
前記開固着時制御手段は、前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量するとよい。
【００１１】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が増量される。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御にかかわらず、フューエルカット制御しない気筒群の気筒内の空燃比を目標空燃比に近づけることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることをより早期に抑制でき、燃焼悪化をより早期に抑制することができる。
【００１２】
なおここで、燃料供給量の増量は、予め実験や検証等によって求められた、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合にフューエルカット制御しない気筒群の気筒内に供給される新気量が過多になることが抑制できる所定量だけ増量される。
【００１３】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
を備え、前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う内燃機関の制御方法であって、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更することを特徴とする内燃機関の制御方法である。
【００１４】
本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行う。これにより、特定の個別排気通路に接続された気筒群は燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として特定の個別排気通路へ排出される。すると、特定の個別排気通路からＥＧＲ通路を経て新気が吸気通路へ還流してしまう。還流した新気は、特定の個別排気通路に接続された気筒群以外のフューエルカット制御しない気筒群にも供給される。このため、フューエルカット制御しない気筒群では、還流した新気が余剰に供給されるので、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。これに対し、フューエルカット制御しない気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、空燃比検知手段でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御が行われて空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比を目標空燃比にし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００１５】
そこで、本発明では、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群から排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、空燃比検知手段は、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、空燃比フィードバック制御手段によるフィードバック制御がより早く行え、空燃比に影響を及ぼす物理量を調節して空燃比をより早く目標空燃比にすることができる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群の燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の動作点を等出力ライン上で高回転側へ変更する様子を示す図である。
【図３】実施例１に係る開固着時制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１９】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の制御装置を適用する内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、夫々４気筒からなる２つの気筒群２ａ，２ｂを有するＶ型８気筒の水冷式の４ストロークサイクル・ガソリンエンジンである。内燃機関１は車両に搭載されている。なお、本実施例では、気筒群を２つ有する場合を例示するが、気筒群を３つ以上有する複数の気筒群からなる場合であっても本発明を適用できる。内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、夫々の気筒群２ａ，２ｂの各気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁３が設けられている。本実施例では、燃料噴射弁３は、各気筒に設けられ筒内に燃料噴射する。しかしこれに限られず、燃料噴射弁３は、各気筒の吸気ポートに設けられるものでもよい。
【００２０】
内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、各気筒群２ａ，２ｂへ吸気を供給する吸気通路４が接続されている。吸気通路４は、各気筒群２ａ，２ｂの直前のインテークマニホールドで分岐するが、その分岐位置よりも上流側はひとつにまとまって１本となっている。インテークマニホールドの分岐位置よりも上流側の１本の吸気通路４の途中には、エアフローメータ５が配置されている。エアフローメータ５は、吸気通路４内を流通する新気量に応じた信号を出力する。エアフローメータ５により、内燃機関１の新気量が測定される。吸気通路４及び吸気通路４に配置される上記機器が内燃機関１の吸気系を構成している。
【００２１】
一方、内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂには、気筒群毎に独立した個別排気通路６ａ，６ｂが接続されている。気筒群２ａ，２ｂと個別排気通路６ａ，６ｂとは、同数設けられる。片方の個別排気通路６ｂの途中には、Ａ／Ｆセンサ７が配置されている。Ａ／Ｆセンサ７は、個別排気通路６ｂに接続された気筒群２ｂから排出される排気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する。Ａ／Ｆセンサ７が本発明の空燃比検知手段に相当する。個別排気通路６ａ，６ｂの下流側には、個別排気通路６ａ，６ｂが合流してひとまとめになる合流排気通路８が接続されている。各排気通路及び個別排気通路６ｂに配置される上記機器が内燃機関１の排気系を構成している。なお、個別排気通路６ａが本発明の特定の個別排気通路に相当し、個別排気通路６ｂが本発明の特定の個別排気通路以外の個別排気通路に相当する。また、気筒群２ａが本発明の特定の個別排気通路に接続された気筒群に相当し、気筒群２ｂが本発明の特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群に相当する。
【００２２】
そして、内燃機関１には、個別排気通路６ａ内を流通する排気の一部を、インテークマニホールドの分岐位置よりも上流側且つエアフローメータ５よりも下流側の１本の吸気通路４へ還流（再循環）させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路９が備えられて
いる。ＥＧＲ通路９によって還流される排気をＥＧＲガスという。ＥＧＲ通路９は、個別排気通路６ａと吸気通路４とを１本の配管で接続している。このＥＧＲ通路９を通って、片方の気筒群２ａから排出される排気の一部がＥＧＲガスとして内燃機関１の両気筒群２ａ，２ｂへ送り込まれる。ＥＧＲ通路９には、ＥＧＲ通路９の通路断面積を調整すること
により、ＥＧＲ通路９を流通するＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁１０が配置される。ＥＧＲ弁１０は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、本実施例では、ＥＧＲ通路９は、インテークマニホールドよりも上流側の吸気通路４に接続されている。しかしこれに限られず、インテークマニホールド自体に接続されるものであってもよい。
【００２３】
以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１１が併設されている。ＥＣＵ１１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の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１１には、エアフローメータ５、及びＡ／Ｆセンサ７、並びにアクセルペダルの踏み込み量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ１２、及び内燃機関１の機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３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ＥＣＵ１１に入力される。一方、ＥＣＵ１１には、燃料噴射弁３、及びＥＧＲ弁１０の電動アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１１によりこれらの機器が制御される。そして、ＥＣＵ１１は、各種センサの出力信号から導出される内燃機関１の運転状態に応じて、ＥＧＲ通路９に設けられたＥＧＲ弁１０の開度を変化させることで、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒に供給されるＥＧＲガス量を最適な量となるように制御する。また、ＥＣＵ１１は、Ａ／Ｆセンサ７の出力信号から検知される個別排気通路６ｂにおける排気の空燃比に基づいて、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒内の空燃比が目標空燃比であるストイキとなるよう燃料噴射弁３を制御して各気筒内へ噴射する燃料供給量を調節するフィードバック制御を行う。このフィードバック制御を行うＥＣＵ１１が本発明の空燃比フィードバック制御手段に相当する。なお、本実施例でのＡ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御では、燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節するが、吸気通路４に配置されるスロットル弁を制御して新気量を調節してもよいし、燃料供給量及び新気量の両者の物理量を調節してもよい。
【００２４】
ところで、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着する異常が生じた場合、内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量を所望の量に制御することが困難となる。その結果、気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量が内燃機関１の運転状態に対して過剰に多い状態となると、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒内での燃焼状態が悪化する場合がある。このように、ＥＧＲガス量が過剰に多くなることによって各気筒の燃焼状態が悪化すると、サイクル変動増大や失火によるドライバビリティの悪化や、エンジンストールが生じるおそれがある。
【００２５】
そこで、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更するようにした。
【００２６】
まず、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。フューエルカット制御とは、気筒群２ａの各気筒に対する燃料噴射弁３から燃料を噴射させない制御である。これにより、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａは燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま排気として個別排気通路６ａへ排出される。すると、個別排気通路６ａからＥＧＲ通路９を経て新気が吸気通路４へ還流してしまう。還流した新気は、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａ以外のフューエルカット制御しない気筒群２ｂにも供給される。エアフローメータ５はＥＧＲガスの取り出し口よりも上流側に配置されているため、フューエルカット制御しない気筒群２ｂでは、エアフローメータ５で測定する新気量に対して、還流した新気が余剰に供給される。これにより、気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になり、気筒内の空燃比がリーンとなり燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００２７】
これに対し、フューエルカット制御しない気筒群２ｂから排出される排気の空燃比を検知するＡ／Ｆセンサ７で、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知し、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が行われると、この燃焼悪化を改善することができる。しかし、Ａ／Ｆセンサ７でフューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことを検知するまでに時間がかかる。そして、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が行われて燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節して空燃比を目標空燃比であるストイキにし、燃焼悪化を改善するまでに時間がかかってしまう。よって、フューエルカット制御後の過渡時に、比較的長く燃焼悪化が生じてしまうおそれがある。
【００２８】
そこでさらに、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。これは、ＣＶＴ等を用いて内燃機関１のギア比を変更し、図２に示すように機関回転数とトルクから生じる出力を等出力ライン上に維持しつつ、低トルク高回転側に内燃機関１の運転状態を変更するものである。これにより、フューエルカット制御しない気筒群２ｂから排気流がより連続的に早く変動無く流れる。すると、Ａ／Ｆセンサ７では、フューエルカット制御の影響により還流した新気が余剰に供給され排気の空燃比が変化したことをより早く検知できる。よって、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御がより早く行え、燃料噴射弁３を制御して燃料供給量を調節して空燃比をより早く目標空燃比であるストイキにすることができる。したがって、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更することで、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることを早期に抑制でき、燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【００２９】
しかしさらに、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を増量するようにした。
【００３０】
したがって、本実施例では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したことが検知された場合に、上記の制御に加えさらに、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの各気筒に対する燃料供給量を増量する。これにより、フューエルカット制御しない気筒群２ｂでは、還流した新気が余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が増量される。よって、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御にかかわらず、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの気筒内の空燃比を目標空燃比であるストイキに近づけることができる。そして、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御は、この増量された燃料供給量を基本に燃料供給量を調節することになる。これにより、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御では、気筒群２ｂの気筒内の空燃比がストイキに近づいているので、気筒群２ｂの気筒内の空燃比をストイキにするまでに、燃料供給量の変更も少なくて済み、それほど時間もかからなくなる。したがって、フューエルカット制御しない気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることをより早期に抑制でき、燃焼悪化をより早期に抑制することができ、ＮＯｘ排出を抑制できる。
【００３１】
なおここで、燃料供給量の増量は、予め実験や検証等によって求められた、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合にフューエルカット制御しない気筒群２ｂの気筒内に供給される新気量が過多になることが抑制できる所定量だけ増量される。
【００３２】
次に、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合に行う開固着時制御ルーチンについて、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。図３は、開固着時制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ１１によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１１が本発明の開固着時制御手段に相当する。
【００３３】
ステップＳ１０１では、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したか否かを判別する。例えばＥＧＲガス量が過剰に多くなり吸気通路４に配置された圧力センサの検知値が所望の値よりも大きくなる場合や、ＥＧＲ弁１０に設けられたＥＧＲ弁開度センサの検出値が所望の値と乖離したり一定のまま動かなくなったりする場合や、ＥＧＲガスの量が過剰に多くなり吸気通路４に配置された温度センサの検出値が所望の値よりも高くなる場合に、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したと判断できる。本ステップを実行するＥＣＵ１１が本発明の開固着検知手段に相当する。ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着したと肯定判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００３４】
ステップＳ１０２では、フェイルモード移行が必要か否かを判別する。フェイルモードとは、このまま通常運転を継続してしまうと、ドライバビリティの悪化や、エンジンストールが生じるおそれがある場合に移行するモードである。例えば、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した際のＥＧＲ弁１０の開度が基準開度よりも大きく、ＥＧＲガスが多量に還流されてしまう場合等に、フェイルモード移行が必要と判断する。ステップＳ１０２において、フェイルモード移行が必要と肯定判定された場合には、ステップＳ１０３へ移行する。ステップＳ１０２において、フェイルモード移行が必要ないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
【００３５】
ステップＳ１０３では、個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。これにより、気筒群２ａは燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がそのまま吸気通路４へ還流することになる。そして、気筒群２ｂの各気筒だけで燃焼を行い、機関運転を行う。
【００３６】
ステップＳ１０４では、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。すなわち、ＣＶＴ等を用いて内燃機関１のギア比を変更し、図２に示すように出力を等出力ライン上に維持しつつ、低負荷高回転側に内燃機関１の運転状態を変更する。これにより、気筒群２ｂから排気流がより連続的に早く変動無く流れるようになる。ここでの内燃機関１の動作点の変更は、あくまで気筒群２ｂだけで機関運転するフェイルモードにおける場合での変更である。なお、本実施例では、内燃機関１の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更することを、フェイルモードで継続的に実施するものとする。しかしこれに限られず、Ａ／Ｆセンサ７を用いたフィードバック制御が落ち着くフューエルカット制御後の過渡時が経過した後は、当該動作点の変更を止めるものでもよい。
【００３７】
ステップＳ１０５では、気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を所定量だけ増量する。これにより、気筒群２ｂでは、気筒群２ａに対するフューエルカット制御により新気が還流して余剰に供給されても、それに合わせて燃料供給量が所定量だけ増量される。なおここで、気筒群２ｂの各気筒に対する燃料噴射弁３からの燃料供給量を増量すると、トルク増大を招く。このため、目標トルクに一致させるため、燃料供給量の増量によるトルク増大を相殺するトルクダウンを行わせるよう、気筒群２ｂの各気筒において点火遅角を同時に行う。これにより、燃料供給量の増量によるトルク増大を回避することができる。
【００３８】
本実施例によると、ＥＧＲ弁１０が開弁状態で固着した場合に、気筒群２ｂの燃焼を行う気筒内に供給される新気量が過多になることに起因する燃焼悪化を早期に抑制することができる。
【００３９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。また、上述の実施例にて
実現される制御方法が、本発明に係る内燃機関の制御方法でもある。
【符号の説明】
【００４０】
１ 内燃機関
２ａ，２ｂ 気筒群
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
５ エアフローメータ
６ａ，６ｂ 個別排気通路
７ Ａ／Ｆセンサ
８ 合流排気通路
９ ＥＧＲ通路
１０ ＥＧＲ弁
１１ ＥＣＵ
１２ アクセル開度センサ
１３ クランクポジションセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことを検知する開固着検知手段と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する開固着時制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記開固着時制御手段は、前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
を備え、前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う内燃機関の制御方法であって、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項１】
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことを検知する開固着検知手段と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更する開固着時制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記開固着時制御手段は、前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群以外の気筒群の各気筒に対する燃料供給量を増量することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して接続された複数の個別排気通路と、
特定の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気通路へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置され、ＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記特定の個別排気通路以外の個別排気通路に配置され、当該個別排気通路に接続された気筒群から排出される排気の空燃比を検知する空燃比検知手段と、
を備え、前記空燃比検知手段が検知する排気の空燃比に基づいて空燃比が目標空燃比となるよう空燃比に影響を及ぼす物理量を調節するフィードバック制御を行う内燃機関の制御方法であって、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着したことが検知された場合に、前記特定の個別排気通路に接続された気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、内燃機関の動作点を高回転側に変更することを特徴とする内燃機関の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−５２５９３（Ｐ２０１１−５２５９３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０２３１６（Ｐ２００９−２０２３１６）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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