内燃機関の制御装置
【課題】触媒劣化抑制制御が実行可能な内燃機関に対し、この触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】触媒温度が所定の閾値以上で且つアクセルＯＦＦ操作がなされて触媒劣化抑制制御実行条件が成立した際に、ＩＳＣＶによる吸入空気量を従来の触媒劣化抑制制御開始時の吸入空気量βよりも少ない吸入空気量αに制限する。この吸入空気量をαに制限した状態をエンジン回転数に応じて設定したγ秒間だけ維持する。このγ秒の経過後、エンジン回転数に応じて設定した吸気増量補正量Ｘで吸入空気量を増量していき、吸入空気量を上記吸入空気量βまで徐変させる。
【解決手段】触媒温度が所定の閾値以上で且つアクセルＯＦＦ操作がなされて触媒劣化抑制制御実行条件が成立した際に、ＩＳＣＶによる吸入空気量を従来の触媒劣化抑制制御開始時の吸入空気量βよりも少ない吸入空気量αに制限する。この吸入空気量をαに制限した状態をエンジン回転数に応じて設定したγ秒間だけ維持する。このγ秒の経過後、エンジン回転数に応じて設定した吸気増量補正量Ｘで吸入空気量を増量していき、吸入空気量を上記吸入空気量βまで徐変させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、触媒劣化抑制制御が実行可能な内燃機関において、この触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量調整の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば下記の特許文献１〜特許文献３に開示されているように、排気系に備えられた触媒（例えば三元触媒）の劣化を抑制するための触媒劣化抑制制御が実行可能な自動車用内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ場合もある）が知られている。
【０００３】
この触媒劣化抑制制御は、上記触媒が比較的高温度にある状況でその内部がリーン雰囲気となることによる劣化を抑制するためものであって、本来、燃料噴射を停止する（以下、フューエルカットと呼ぶ場合もある）状況であっても、このフューエルカットを禁止して、燃焼室内での燃焼を継続させ、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを抑制するようにしたものである。
【０００４】
具体的には、エンジン回転数が予め定められた所定値以上で且つアクセルＯＦＦという条件（フューエルカット条件）が成立したときに、本来であれば燃料消費量削減のためにフューエルカットを実行するのに対し、触媒温度が所定温度以上である場合には、フューエルカットを禁止し、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを抑制する。これにより、触媒に流れ込む排気ガスの空燃比がリーンになることに伴う触媒内部の貴金属のシンタリング（粒成長）による劣化（粒成長により貴金属の表面積が減少して排気ガスが接触する機会が減少することによる触媒劣化）の進行を抑制する。また、この触媒劣化抑制制御では、吸入空気量の嵩上げを行って、混合気の空燃比を例えば理論空燃比とするように調整し、燃焼室内での失火を防止している。
【０００５】
尚、特許文献１には、触媒劣化抑制制御の実行時において、エンジン回転数の変化率が閾値を超えた場合、つまり、エンジン回転数が閾値を超えて増加した場合に触媒劣化抑制制御を禁止してエンジン回転数が吹き上がるのを防止することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、エンジンの間欠運転が可能な（モータ駆動での走行によりエンジンを空転させる運転モードが可能な）ハイブリッド型車両に対し、エンジンを停止させる際（エンジンを空転させる際）に、混合気中の燃料比率を増加させる燃料増大処理を実施することが開示されている。この燃料増大処理の実施により、排気ガスをリッチにして、触媒がリーン雰囲気に曝されることを防止し、これによって触媒劣化の抑制を可能にしている。
【０００７】
また、特許文献３には、触媒劣化抑制制御によってフューエルカットを禁止した場合、現在のエンジン回転数に基づき、失火が発生しない吸入空気量を確保することが開示されている。具体的には、フューエルカットを禁止した時点でのエンジン回転数が高いほど吸入空気量を多くして現在のエンジン回転数を維持し、これによって減速ショックを回避するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１２２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６７１０号公報
【特許文献３】特開平１０−２５２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した触媒劣化抑制制御にあっては以下に述べるような不具合があった。
【００１０】
この触媒劣化抑制制御が実行される場合には、運転者がアクセルＯＦＦ操作を行ったとしてもフューエルカットが実行されることなくインジェクタからの燃料噴射が継続され且つ吸入空気量も比較的多く維持される。このため、たとえ変速機がニュートラル状態（車両が非駆動状態）となってもエンジン回転数としては殆ど低下しないことになる。即ち、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ変速機がニュートラル状態となった（例えば手動変速機をニュートラルへシフト操作した）ことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない。このような状況は、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１１】
つまり、触媒劣化抑制制御が実行される状況にあるか否かによって、アクセルＯＦＦ操作などを行ったことに伴うエンジン回転数の変化状態が大きく異なることになり（触媒劣化抑制制御が実行されないときにはアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作に伴ってエンジン回転数が低下するのに対し、触媒劣化抑制制御が実行されるときにはアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ってもエンジン回転数は殆ど低下しないことになり）、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１２】
このような状況は、例えば、手動変速機を搭載した車両におけるシフトチェンジ時にアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行った場合や、車両の惰性走行時（アクセルＯＦＦで且つ変速機がニュートラル状態での走行時）に生じる可能性がある。
【００１３】
特に、上記変速機の変速段に応じて触媒劣化抑制制御の実施／非実施を切り換えるものにあっては、このような状況は顕著に現れる。例えば、５段変速の手動変速機を搭載した車両において、変速段が第１速段〜第３速段にある場合には触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段及び第５速段にある場合には触媒劣化抑制制御を実施する場合、第１速段からシフトアップ操作を順次行っていく際に、第３速段までは、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作に伴うエンジン回転数の低下を伴いながらシフトアップが行われる。これに対し、第４速段以降からはエンジン回転数の低下を伴うことなくシフトアップが行われることになり、運転者に大きな違和感を与えてしまうことになる。また、場合によっては、エンジンに異常が生じたと運転者が誤解してしまう虞もある。
【００１４】
このような不具合を解消するための手法として、上記違和感が生じる期間にあっては触媒劣化抑制制御を禁止する、つまり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作がなされた際には、触媒温度が所定温度以上であったとしてもフューエルカットを実行することが考えられる。ところが、これでは、一時的ではあるが、フューエルカットに伴って排気ガスがリーンとなる。つまり、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることになり、触媒の劣化が進んでしまうため好ましくない。
【００１５】
また、上記特許文献１では、エンジン回転数が吹き上がるのを防止するために触媒劣化抑制制御を禁止するものとしているが、この場合にも、一時的に、触媒が高温リーン雰囲気に晒される可能性があるため好ましくない。また、この特許文献１のものは、触媒劣化抑制制御中にエンジン回転数が所定の閾値以上に増加したことを検知した場合に触媒劣化抑制制御を禁止してエンジン回転数を低下させるものとなっている。このため、アクセルＯＦＦ操作を行ってもエンジン回転数が殆ど変化しない状況（上記閾値を超えない状況）では、触媒劣化抑制制御は継続されることになり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった状況が発生して上述した運転者の違和感を招いてしまう可能性がある。
【００１６】
また、上記特許文献２は、エンジンを停止させる際に、燃料増大処理を実施することで触媒がリーン雰囲気に曝されることを防止するものである。つまり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった上記課題を解決する制御とはなっていない。
【００１７】
また、上記特許文献３は、触媒劣化抑制制御によってフューエルカットを禁止した場合の吸入空気量を現在のエンジン回転数に基づいて調整し、この現在のエンジン回転数が維持されるようにしている。このため、この特許文献３に開示されている制御にあっても、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった上記課題を解決することはできない。
【００１８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、触媒劣化抑制制御が実行可能な内燃機関に対し、この触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置を対象とする。この内燃機関の制御装置に対し、所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有する。また、上記吸入空気量調整機構は、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくする手段を有している。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために講じられた本発明の他の解決手段は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置を対象とする。この内燃機関の制御装置に対し、所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有する。また、上記内燃機関の出力側には手動変速機が設けられている。そして、上記吸入空気量調整機構は、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の変更時、もしくは、ニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくする手段を有している。
【００２１】
これらの特定事項により、車両の非駆動時（または、手動変速機の変速段の変更時及びニュートラル時）における触媒劣化抑制制御としては、その吸入空気量を、車両の駆動時（または、手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時）における触媒劣化抑制制御での吸入空気量よりも少なく設定する。つまり、少なく設定された吸入空気量に応じた燃料噴射量を得ながら燃焼室内での燃焼が継続して行われる。これにより、車両の非駆動時での触媒劣化抑制制御では内燃機関の回転数が低下することになる。このため、触媒劣化抑制制御の実行／非実行に関わりなく、アクセルＯＦＦ操作と変速機のニュートラル操作等に伴って内燃機関の回転数を低下させることが可能となり、運転者の違和感を生じさせることがなくなる。また、触媒劣化抑制制御による燃焼室内での燃焼が継続して行われるため、この触媒劣化抑制制御による効果（触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）も十分に得ることができる。
【００２２】
また、上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を所定時間だけ維持するようにしている。
【００２３】
この場合、上記所定時間としては、内燃機関の回転数が高いほど短く設定される。
【００２４】
これは、内燃機関の回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、上記所定時間としては短く設定し、比較的短時間のうちに吸気量を復帰（吸気量を増加）させ、触媒劣化抑制制御による十分な効果を比較的短期間のうちに発揮できるようにするための制御である。つまり、上記吸入空気量を少なく設定する時間が長すぎることに起因して触媒劣化が生じてしまうことが防止できる範囲内に上記所定時間を設定する。これにより、触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能である。
【００２５】
また、上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を、所定時間維持した後、その吸入空気量を予め設定された所定の単位時間当たりの吸気戻し量で徐々に増加させていくようにしている。
【００２６】
この場合、上記単位時間当たりの吸気戻し量としては、内燃機関の回転数が高いほど多く設定される。
【００２７】
これは、内燃機関の回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、比較的短時間のうちに吸気量を増加させていき（早期に本来の触媒劣化抑制制御に必要な吸気量に戻し）、触媒劣化抑制制御による十分な効果を比較的短期間のうちに発揮できるようにするための制御である。これによっても、触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能である。また、このように吸入空気量を徐々に増加させていくことにより、内燃機関の回転数が急上昇してしまうといった状況が回避される。その結果、内燃機関の回転数の急上昇によって運転者に違和感を与えてしまうといったこともなくなる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくしている。また、触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、手動変速機の変速段の変更時及びニュートラル時における吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量に比べ少なくしている。これによって、触媒劣化抑制制御による触媒劣化の抑制効果を得ながらも、アクセルＯＦＦ操作等に伴ってエンジン回転数を低下させることで運転者の違和感を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る車両の概略構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るエンジンの概略構成を示すシステム構成図である。
【図３】エンジンの制御ブロックの概略を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る触媒劣化抑制制御時におけるＩＳＣＶ制御の手順を示すフローチャート図である。
【図５】エンジン回転数と吸気減量ホールド時間との関係を示す図である。
【図６】エンジン回転数と単位時間当たりの吸気戻し量との関係を示す図である。
【図７】第１実施形態における触媒劣化抑制制御時の吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【図８】従来例における触媒劣化抑制制御時の吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【図９】第２実施形態に係る触媒劣化抑制制御時におけるＩＳＣＶ制御の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、駆動源として多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンを搭載し、変速装置として手動変速機を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明する。
【００３１】
−車両の概略構成−
図１は、本実施形態に係る車両の概略構成を示す側面図であって、エンジン（内燃機関）１、クラッチ機構８、手動変速機９の配置レイアウトを示している。また、車体の外形を仮想線で示している。
【００３２】
この図１に示すように、本実施形態に係る車両は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両である。上記クラッチ機構８は、運転者によるクラッチペダルの踏み込み操作および踏み込み解除操作に伴って離脱（解放）および継合（接続）される。このクラッチ機構８の継合状態ではエンジン１の駆動力が手動変速機９に伝達され、離脱状態では手動変速機９への駆動力の伝達が遮断されるようになっている。
【００３３】
上記手動変速機９は、例えば前進５段階および後進１段階の変速が可能なギヤ構成を有する同期噛み合い式手動変速機（マニュアルトランスミッション）であり、運転者の手動操作によってシフトチェンジを行うためのシフトレバー９１が車室内に突出配置されている。
【００３４】
−エンジンの構成説明−
次に、図２を参照して、上記エンジン（内燃機関）１の概略構成について説明する。この図２に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、４気筒分（図２では１気筒分のみを示す）のシリンダボア１１ａを有するシリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２とを備えている。各シリンダボア１１ａ内には上下動可能に設けられたピストン１３が備えられ、このピストン１３が、コンロッド（コネクティングロッド）１４を介してエンジン１の出力軸であるクランクシャフト１５に連結されている。そして、シリンダボア１１ａの内部において、ピストン１３とシリンダヘッド１２とにより囲まれた空間によって燃焼室１６が区画形成されている。
【００３５】
シリンダヘッド１２には、各燃焼室１６に対応して点火プラグ（点火栓）２が取り付けられている。また、シリンダヘッド１２には、各燃焼室１６に通じる吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂがそれぞれ設けられ、これら吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂには、吸気通路３および排気通路４がそれぞれ接続されている。吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂにおいて燃焼室１６に通じる各開口端には、吸気バルブ３１および排気バルブ４１がそれぞれ設けられている。吸気バルブ３１および排気バルブ４１は、クランクシャフト１５の動力によってそれぞれ回転する吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト４２によって開閉される。クランクシャフト１５の動力は、タイミングベルト１５ａおよび各タイミングプーリー３３，４３を介して、上記吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト４２に伝達されている。
【００３６】
また、上記吸気ポート１２ａの近傍には、各気筒に対応して燃料噴射弁（インジェクタ）５がそれぞれ備えられている。各インジェクタ５には燃料供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。
【００３７】
一方、吸気通路３にはサージタンク３４が設けられ、このサージタンク３４の上流側には、スロットルモータ３６ａの駆動により開度調整されるスロットルバルブ３６が設けられている。このスロットルバルブ３６の開度に応じて吸気通路３へ導入される吸入空気量が調整されるようになっている。更に、このスロットルバルブ３６の上流側には、吸入空気を浄化するためのエアクリーナ３７が設けられている。
【００３８】
上記吸気通路３には、スロットルバルブ３６を迂回してこのスロットルバルブ３６の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路３８が設けられている。バイパス通路３８の途中には、このバイパス通路３８を流れる空気流量（吸入空気量）を調節するバイパス空気量調節弁としてのリニアソレノイド式のアイドルスピードコントロールバルブ（以下、「ＩＳＣＶ」という）３９が設けられている。ＩＳＣＶ（吸入空気量調整機構）３９は、ソレノイドコイル（図示省略）に出力されるデューティ駆動信号のデューティ比の大きさに応じてバルブ（図示省略）を変位させ、空気の流れる通路面積を調節する電磁弁により構成されている。また、このＩＳＣＶ３９は、スロットルバルブ３６が全閉となるエンジン１のアイドリング運転時に作動し、所定のデューティ駆動信号に基づいて制御されることにより、即ちＩＳＣＶ制御が行われることにより、バイパス通路３８を流れる空気量（バイパス空気量）が調節され、燃焼室１６へ取り込まれる吸入空気量が調節されるようになっている。
【００３９】
エンジン１の運転が開始されると、吸気通路３内への吸入空気の導入とともにインジェクタ５から燃料が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混合されて混合気となる。そして、エンジン１の吸入行程において、吸気バルブ３１により吸気ポート１２ａが開かれることにより混合気が吸気ポート１２ａを通じて燃焼室１６に取り込まれる。この燃焼室１６に取り込まれた混合気は、圧縮行程において圧縮された後、点火プラグ２によって着火され、その混合気が爆発・燃焼してクランクシャフト１５に駆動力が付与される（膨張行程）。燃焼後の排気ガスは、排気バルブ４１により排気ポート１２ｂが開かれることによって排気通路４に排出され（排気行程）、更に触媒（触媒装置）４４を経て浄化された後、外部に放出される。なお、上記点火プラグ２は、イグナイタ２１から出力される高電圧の印加タイミングに応じて混合気への点火動作を実行している。
【００４０】
上記触媒４４は、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）などの酸化触媒と、ロジウム（Ｒｈ）などの還元触媒と、セリア（ＣｅＯ2）などの助触媒などにより構成されている。そして、酸化触媒の作用により排気ガス中に含まれるＣＯやＨＣが水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）に浄化され、還元触媒の作用により排気ガス中に含まれるＮＯｘが窒素（Ｎ2）や酸素（Ｏ2）などに浄化される。このような触媒４４は、混合気の空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍にあるときには還元触媒によるＮＯｘの吸着・分解反応とその際に生成する酸化成分によるＨＣ，ＣＯの酸化反応とがバランス良く進み、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの全てに対して高い浄化率が得られる。一方、高温（例えば８００℃以上）でリーン雰囲気に晒されると、酸化触媒や還元触媒が粒成長して表面積が低下することなどにより劣化し、その浄化機能が低下することになる。その対策として、本実施形態では触媒劣化抑制制御が行われるようになっている。この触媒劣化抑制制御の詳細については後述する。
【００４１】
−制御ブロックの説明−
以上のエンジン１の運転状態はエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６によって制御される。このエンジンＥＣＵ６は、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３およびバックアップＲＡＭ６４などを備えている。
【００４２】
ＲＯＭ６２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
【００４３】
ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ６４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ６２、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６３およびバックアップＲＡＭ６４は、バス６７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路６５および外部出力回路６６と接続されている。
【００４４】
外部入力回路６５には、アクセル開度センサ７０、水温センサ７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、Ｏ2センサ７４、スロットルポジションセンサ７５、クランク角センサ７６、カム角センサ７７、ノックセンサ７８、吸気圧センサ７９がそれぞれ接続されている。
【００４５】
一方、外部出力回路６６には、上記インジェクタ５、イグナイタ２１および、スロットルバルブ３６を駆動するスロットルモータ３６ａなどが接続されている。
【００４６】
アクセル開度センサ７０は、運転者により操作されるアクセルペダル３５の開度（操作量）を検知し、その開度信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４７】
上記水温センサ７１は、シリンダブロック１１に形成されているウォータジャケット１１ｂ内を流れる冷却水の温度を検出し、その冷却水温信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４８】
エアフローメータ７２は、吸入空気量を検出し、その吸入空気量信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４９】
吸気温センサ７３は、上記エアフローメータ７２と一体的に設けられ、吸入空気温度を検出して、その吸気温信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５０】
Ｏ2センサ７４は、排気中の酸素濃度を検知するものであり、排気中の空燃比が理論空燃比にあるか否かを判定しその判定信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５１】
スロットルポジションセンサ７５は、スロットルバルブ３６の開度を検出するものであって、そのスロットル開度検出信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。また、このスロットルポジションセンサ７５はスロットルバルブ３６が全閉位置にあるときにのみＯＮ状態となるアイドルスイッチ（図示省略）を内蔵しており、このアイドルスイッチがＯＮ状態となるのに伴ってスロットル全閉信号を出力する。
【００５２】
クランク角センサ７６は、クランクシャフト１５の近傍に配設されており、クランクシャフト１５の回転角（クランク角ＣＡ）および回転速度（エンジン回転数Ｎｅ）を検出するものである。具体的に、このクランク角センサ７６は、所定のクランク角（例えば３０°）毎にパルス信号を出力する。このクランク角センサ７６によるクランク角の検出手法の一例としては、クランクシャフト１５と回転一体のロータ（ＮＥロータ）の外周面の３０°おきに外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記クランク角センサ７６を配置する。そして、クランクシャフト１５の回転に伴って外歯がクランク角センサ７６の近傍を通過した際に、このクランク角センサ７６が出力パルスを発生するようになっている。尚、このＮＥロータとしては、外周面に形成される外歯が１０°おきに形成されたものが適用される場合もある。この場合、エンジンＥＣＵ６内で分周して３０°ＣＡ毎の出力パルスを発生する。
【００５３】
カム角センサ７７は、吸気カムシャフト３２の近傍に配設されており、例えば第１番気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）に対応してパルス信号を出力することにより気筒判別センサとして使用される。つまり、このカム角センサ７７は、吸気カムシャフト３２の１回転毎にパルス信号を出力する。このカム角センサ７７によるカム角の検出手法の一例としては、吸気カムシャフト３２と回転一体のロータの外周面の１箇所に外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記カム角センサ７７を配置し、吸気カムシャフト３２の回転に伴って外歯がカム角センサ７７の近傍を通過した際に、このカム角センサ７７が出力パルスを発生するようになっている。このロータはクランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するため、クランクシャフト１５が７２０°回転する毎に出力パルスを発生する。言い換えると、ある特定の気筒が同一行程（例えば第１番気筒が圧縮上死点に達した時点）となる度に出力パルスを発生する構成である。
【００５４】
ノックセンサ７８は、シリンダブロック１１に伝わるエンジンの振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）または電磁式（マグネット、コイル）などによって検出する振動センサである。
【００５５】
吸気圧センサ７９は、サージタンク３４に備えられており、吸気通路３内の圧力（吸気管内圧力）を検出し、その吸気圧信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５６】
そして、エンジンＥＣＵ６は、上記各種センサ７０〜７９の出力信号に基づいて、インジェクタ５、スロットルモータ３６ａ、イグナイタ２１等の各部を制御することにより、下記のフューエルカット制御およびアイドリング回転数制御を含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００５７】
その一例として、イグナイタ２１による点火プラグ２の点火タイミングの基本制御としては、点火タイミングがＭＢＴ （Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｐａｒｋ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ：最適点火時期）に近付くように点火タイミングの進角補正を行っていきながら、ノックセンサ７８によってノッキングが検知された場合には、点火タイミングの遅角補正を行ってノッキングを解消するといった制御が行われる。
【００５８】
また、インジェクタ５の燃料噴射の制御としては、エンジン負荷やエンジン回転数等に基づいて目標空燃比を算出し、エアフローメータ７２によって検出された吸入空気量に基づき、上記目標空燃比が得られるように燃料噴射量の制御（インジェクタ５の開弁時間の制御）が行われる。
【００５９】
また、スロットルモータ３６ａの駆動制御としては、運転者により操作されるアクセルペダル３５の開度に基づくアクセル開度信号を受けたエンジンＥＣＵ６がスロットルモータ３６ａに制御信号を送り、上記スロットルポジションセンサ７５からのスロットルバルブ３６の開度のフィードバック信号に基づいて、スロットルバルブ３６を適切な開度に制御する。これにより、エンジン１の気筒内へ導入する空気の量を制御する。
【００６０】
また、上記フューエルカット制御としては、上記クランク角センサ７６によって検出されるエンジン回転数が予め定められた所定値（フューエルカット回転数：例えば２０００ｒｐｍ）以上で且つアクセルペダル３５の開度が「０」（アクセルＯＦＦ）とされた場合にフューエルカット条件が成立したと判断し、上記インジェクタ５からの燃料噴射を停止するようにしている（後述する触媒劣化抑制制御の非実行時）。これにより、インジェクタ５からの燃料噴射が停止されて燃料消費量の削減や排気エミッションの改善が図れる（フューエルカット制御手段による燃料噴射停止動作）。
【００６１】
なお、上記フューエルカット中に車両の速度が低下し、エンジン回転数が上記フューエルカット回転数よりも低くなったときには、エンジンストールを防止するためにフューエルカットを中止してインジェクタ５からの燃料噴射を再開する。また、フューエルカット中にアクセルペダル３５が踏まれた場合（加速時）にも、フューエルカットを中止してインジェクタ５からの燃料噴射を行う。
【００６２】
また、上記アイドリング回転数制御としては、上記アイドルスイッチがＯＮ状態となってスロットルポジションセンサ７５からスロットル全閉信号が出力されると、上記水温センサ７１からの冷却水温信号や補機類の駆動状態信号等に基づいて決定される目標アイドリング回転数と実際のアイドリング回転数とを比較し、その差に応じてエンジン回転数が目標アイドリング回転数に一致するように、インジェクタ５からの燃料噴射及びＩＳＣＶ３９の開度調整による吸入空気量の調節が行われ、適切なアイドリング回転数を維持するようにしている。
【００６３】
−触媒劣化抑制制御の概要−
次に、触媒劣化抑制制御の概要について説明する。本実施形態に係る車両では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には、触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段または第５速段にある場合には、他の触媒劣化抑制制御実行条件の成立に伴って触媒劣化抑制制御を実施するようにしている。
【００６４】
上述したフューエルカット条件が成立した場合、基本的には上記フューエルカット制御を実行し、インジェクタ５からの燃料噴射を停止する。この場合、気筒内への燃料噴射が行われないため、排気通路４に設けられている触媒４４に流れ込む排気ガスの空燃比はリーンとなる。この触媒４４が比較的高温度にある状況で、空燃比がリーンな排気ガスが流入すると、上述した如く触媒４４内部の貴金属のシンタリング（粒成長）による触媒劣化が進行し易くなる。
【００６５】
そこで、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあり、且つ触媒温度が所定の閾値を超えている場合には、上記フューエルカット条件が成立している場合であっても、フューエルカットの実行を禁止し（触媒劣化抑制制御手段によるフューエルカット制御の禁止動作）、触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることによる触媒劣化を抑制するようにしている。より具体的には、理論空燃比状況下での燃焼を継続させるようにしている。このような触媒劣化抑制制御を行うことで、触媒４４が高温状態にある場合に、触媒４４が酸化雰囲気となるのを回避して、触媒４４の劣化の進行を抑制することができる。
【００６６】
ところが、このような触媒劣化抑制制御が実行される場合、従来の触媒劣化抑制制御にあっては、運転者がアクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラル状態にシフト操作してもエンジン回転数としては殆ど低下しないことになる。即ち、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラルへシフト操作したことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない状態となる。このような状況は、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００６７】
この点を考慮し、本実施形態では以下に述べるような触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御を実施する。
【００６８】
−触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御−
（第１実施形態）
次に、本実施形態の特徴とする制御である触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御についての第１実施形態を説明する。この実施形態は、手動変速機９にＮ（ニュートラル）判定スイッチやギヤ位置判定スイッチが備えられていないものに本発明を適用した場合である。
【００６９】
上述したように触媒劣化抑制制御が行われる場合、本実施形態において特徴とするＩＳＣＶ３９の開度調整による吸入空気量制御が行われる。この触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量制御の概略について説明すると、触媒温度が所定の閾値を超えており、運転者によるアクセルＯＦＦ操作がなされ、且つ手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段（手動変速機９がニュートラル状態である場合に、エンジン回転数と車速（駆動輪の回転数）との比が上記第４速段または第５速段に相当する比になっている場合を含む）にある場合、触媒劣化抑制制御実行条件が成立する。この触媒劣化抑制制御実行条件の成立に伴い、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を制限する（後述する制御開始時吸気量αに制限する）。これにより、アクセルＯＦＦ操作に伴ってエンジン回転数の急速な低下が図れるようにしている。言い換えると、触媒劣化抑制制御を実行しており且つ非駆動時における吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行しており且つ駆動時における吸入空気量に比べて少なくすることができるように上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、これにより、アクセルＯＦＦ操作に伴うエンジン回転数の急速な低下が行えるようにしている。
【００７０】
以下、この触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御について、図４のフローチャートに沿って具体的に説明する。この図４に示す制御ルーチンは、エンジン１の始動後の所定時間毎またはクランクシャフト１５の所定角度回転毎に繰り返して実行される。
【００７１】
先ず、ステップＳＴ１で、触媒４４の温度が所定の閾値ＴＡ（例えば８００℃）を超えているか否かを判定する。この判定は、エンジン１の運転状態（エンジン負荷等）に基づいて触媒４４の温度を推定し、その推定された触媒温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定することにより行われる。また、排気通路４における触媒４４の上流側及び下流側にそれぞれ排気温センサを設けておき、これら排気温センサによって検出される排気温度から触媒４４の温度を推定し、その推定された温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定するようにしてもよい。更には、触媒温度センサによって触媒４４の温度を直接的に検出し、その検出した温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定するようにしてもよい。
【００７２】
この閾値ＴＡとしては、例えば排気ガスの空燃比がリーンとなった場合に上述した触媒４４内部の貴金属のシンタリングによる触媒劣化が進行する温度範囲のうちの下限値が適用されている。
【００７３】
上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には触媒劣化抑制制御の実行条件は成立しないとして本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
一方、上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、アクセルＯＦＦ操作がなされたか否かを判定する。つまり、上記アクセル開度センサ７０によって検知されるアクセルペダル３５の開度（操作量）が「０」となったか否かを判定する。
【００７５】
アクセルペダル３５の開度が「０」でなく、アクセルＯＮ操作がされており、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、たとえ上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えていたとしても触媒４４は高温リーン雰囲気に晒されることはなく、触媒劣化抑制制御は必要ない（触媒劣化抑制制御の実行条件は成立しない）として本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
一方、アクセルＯＦＦ操作がなされおり、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移る。このステップＳＴ３では、触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量として、「制御開始時吸気量α」と「制御復帰時吸気量β」とをそれぞれセットしておく。これら吸気量α，βはエンジン回転数などをパラメータとして設定されるものであって、それぞれ上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気量設定マップから読み出されることでセットされる。つまり、触媒劣化抑制制御実行条件が成立した時点では、上記ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量が上記制御開始時吸気量αとなるように、予めこの吸気量αが吸気量設定マップから読み出されてセット（待機）されている。また、後述する吸入空気量の復帰動作が開始される際には、上記ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量の目標値が上記制御復帰時吸気量βとなるように、予めこの吸気量βが吸気量設定マップから読み出されてセット（待機）されている。
【００７７】
これら制御開始時吸気量α及び制御復帰時吸気量βとして具体的には、制御開始時吸気量αは、制御復帰時吸気量βよりも小さい値に設定されている。また。この制御開始時吸気量αは、従来の触媒劣化抑制制御の開始時における吸入空気量よりも大幅に少なく（例えば、従来の触媒劣化抑制制御の開始時における吸入空気量の半分程度に）設定されている。また、制御復帰時吸気量βは、従来の触媒劣化抑制制御において設定される吸入空気量と略同等の値に設定されている。尚、この制御復帰時吸気量βはエンジン回転数の変化に応じて変更されるべき値であり、エンジン回転数が低くなっていくほど小さな値に変更されるようになっている。
【００７８】
このようにして各吸気量α，βがセットされた後、ステップＳＴ４に移り、エンジン回転数と車速（駆動輪の回転数）との比（エンジン回転数／車速）であるＮＶＲが所定値Ａを超えているか否かを判定する。この場合、エンジン回転数は上記クランク角センサ７６によって検出され、車速は駆動輪に備えられた車輪速センサまたは手動変速機９の出力軸に備えられた出力軸回転数センサからの出力信号に基づいて検出または算出される。
【００７９】
このステップＳＴ４の判定は、現在の手動変速機９の変速段を検知するための動作である。つまり、上述した如く、本実施形態では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段または第５速段にある場合には他の触媒劣化抑制制御の実行条件（触媒温度条件及びアクセルＯＦＦ条件）が成立しておれば触媒劣化抑制制御を実施するようにしている。このため、現在の手動変速機９の変速段を検知することで触媒劣化抑制制御を実施すべきか否かを、このステップＳＴ４において判定している。このため、上記閾値Ａとしては、手動変速機９の変速段が第４速段に設定されている場合のエンジン回転数と車速との比（エンジン回転数／車速）として設定されており、上記ＮＶＲがこの閾値Ａよりも大きい場合（第４速段よりも変速比が大きい場合）には手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにあると判定でき、上記ＮＶＲがこの閾値Ａ以下である場合（第４速段での変速比以下の変速比である場合）には手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあると判定できる。
【００８０】
上記ＮＶＲが閾値Ａよりも大きい場合、つまり、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には、ステップＳＴ４でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ５に移る。一方、上記ＮＶＲが閾値Ａ以下である場合、つまり、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にある場合には、ステップＳＴ４でＮＯ判定され、ステップＳＴ６に移る。
【００８１】
ステップＳＴ５では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにあるため、触媒劣化抑制制御の実行条件は不成立であるとして、触媒劣化抑制制御を実行することなしに本ルーチンを終了する。
【００８２】
一方、ステップＳＴ６では、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあることで触媒劣化抑制制御の実行条件が成立したとして、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限する。上述した如く、この制御開始時吸気量αはエンジン回転数などをパラメータとして設定されるものであって、例えばエンジン回転数が高いほど大きな値（吸入空気量を多くする値）として設定される。尚、後述する吸気減量ホールド時間γの期間中は、ＩＳＣＶ３９の開度は一定に維持され、つまり、吸入空気量は変更されることなく上記制御開始時吸気量αに維持される。
【００８３】
また、この吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されたことに伴い、インジェクタ５からの燃料噴射量も制限される。例えば、混合気の空燃比がストイキ（理論空燃比）となるように燃料噴射量が制限される。これにより、エンジン回転数としては急速に低下することになる。
【００８４】
また、この際、ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定して吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限する時間（吸気減量ホールド時間）として所定時間γを設定する。この吸気減量ホールド時間γは、上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気減量ホールド時間マップから読み出される。この吸気減量ホールド時間マップでは、図５に示すようにエンジン回転数と吸気減量ホールド時間との関係が予め実験やシミュレーションによって設定されている。つまり、エンジン回転数が高いほど吸気減量ホールド時間としては短く設定されるようなマップとなっている。
【００８５】
これは、エンジン回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、吸気減量ホールド時間としては短く設定し、比較的短時間のうちに吸気量を復帰させ（上記制御復帰時吸気量βに復帰させ）、触媒劣化抑制制御による効果（吸気量を多くすることに伴って燃料消費量を多くすることで触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を比較的短期間のうちに発揮できるようにするためである。言い換えると、上記吸入空気量を制御開始時吸気量αに設定する時間が長すぎることに起因して触媒劣化が生じてしまうことが防止できる範囲内で、可能な限り、吸入空気量が制御開始時吸気量αに設定できる時間を長く確保するように上記吸気減量ホールド時間γは設定される。
【００８６】
上述の如く吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されている状態においてステップＳＴ７ではエンジン回転数と車速との比であるＮＶＲが上記所定値Ａ以下である状態が維持されているか否かを判定する。つまり、吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されている状態で手動変速機９の変速操作が行われて、変速段が第１速段〜第３速段の何れかに切り換えられた場合には、このステップＳＴ７でＮＯ判定されることになり、ステップＳＴ５に移って触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立になったとして、触媒劣化抑制制御を中止して本ルーチンを終了する。
【００８７】
一方、ＮＶＲが所定値Ａ以下である状態が維持されている場合、つまり、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段に維持されている場合には、触媒劣化抑制制御の実行条件は成立したままであるとして、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する状態を上記吸気減量ホールド時間γが経過するまで維持する。
【００８８】
このようにして吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限した状態が上記吸気減量ホールド時間γが経過するまで維持された後には、ステップＳＴ８に移り、吸入空気量の復帰動作に移る。この吸入空気量の復帰動作では、上記ＩＳＣＶ３９の開度を徐々に大きくしていき、吸入空気量を増大させていく。具体的には、現在の吸入空気量（初期値は上記制御開始時吸気量α）に対して、単位時間当たりの吸気戻し量Ｘだけ吸入空気量が増量補正されるようにＩＳＣＶ３９の開度を大きくしていく。
【００８９】
この吸気戻し量Ｘは、上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気戻し量マップから読み出される。この吸気戻し量マップでは、図６に示すようにエンジン回転数と吸気戻し量Ｘとの関係が予め実験やシミュレーションによって設定されている。つまり、エンジン回転数が高いほど吸気戻し量Ｘとしては多く設定されるようなマップとなっている。
【００９０】
これは、エンジン回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、比較的短時間のうちに吸気量を増加させていき（早期に上記制御復帰時吸気量βに復帰させ）、触媒劣化抑制制御による効果（吸気量を多くすることに伴って燃料消費量を多くすることで触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を比較的短期間のうちに発揮できるようにするためである。
【００９１】
このようにして吸入空気量の増量補正を行いながら、この増量補正された後の吸入空気量が上記制御復帰時吸気量β以上となったか否かをステップＳＴ９で判定し、この増量補正された後の吸入空気量が制御復帰時吸気量β以上となるまで、ステップＳＴ８において吸気戻し量Ｘだけ段階的に吸入空気量を増大させていく。
【００９２】
そして、増量補正された後の吸入空気量が上記β以上となった場合にはステップＳＴ９でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ１０に移る。このステップＳＴ１０では、吸入空気量が上記制御復帰時吸気量βとなるように上記ＩＳＣＶ３９の開度を設定する。そして、この制御復帰時吸気量βは、上記触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立となるまで維持される。尚、この制御復帰時吸気量βは、上述した如くエンジン回転数をパラメータとして設定されるものであるので、エンジン回転数の変化に伴って、この制御復帰時吸気量βも変更されていく。つまり、エンジン回転数が低下していくに従って、この制御復帰時吸気量βも小さく設定されていくことになる。また、この制御復帰時吸気量βが小さく設定されていくに従って、インジェクタ５からの燃料噴射量も次第に減量されていく。この場合にも、触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するために、混合気の空燃比（目標空燃比）としては例えばストイキに設定される。
【００９３】
以上のようにしてＩＳＣＶ３９により設定される吸入空気量が制御復帰時吸気量βに設定された触媒劣化抑制制御が行われている状態で、例えばアクセルＯＮ操作が行われるなどして触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立になると、吸入空気量が制御復帰時吸気量βに設定されている状態が解除され、例えばアクセル開度に応じた吸入空気量（スロットルバルブ３６の開度設定による吸入空気量）の調整動作に切り換えられることになる。
【００９４】
図７は、本実施形態に係る触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。この図７では、本実施形態に係る触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量の変化を実線で示し、従来の触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量の変化を破線で示している。また、実線で示すエンジン回転数の変化は車両非駆動状態（ニュートラル状態）での変化を示し、一点鎖線で示すエンジン回転数の変化は車両駆動状態（非ニュートラル状態）での変化を示している。また、図８は、従来例に係る触媒劣化抑制制御時における吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【００９５】
これら図においては、タイミングＴ１でアクセルＯＦＦ操作がなされ、触媒劣化抑制制御が開始されている。
【００９６】
そして、従来の触媒劣化抑制制御（図８）にあっては、アクセルＯＦＦ操作を行ってもＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては殆ど変化せず、その結果、エンジン回転数も殆ど低下しないことになる。このため、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラルへシフト操作したことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない状態となり、違和感を感じてしまうことになる。言い換えると、この従来の触媒劣化抑制制御にあっては、触媒劣化抑制制御の実行条件が成立すると、フューエルカットを禁止すると共にＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては上記制御復帰時吸気量βと同等の比較的高い値に設定されるため、エンジン回転数は殆ど低下しないことになる。
【００９７】
これに対し、本実施形態の触媒劣化抑制制御（図７）にあっては、触媒劣化抑制制御の実行条件の成立と略同時に、ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては上記制御開始時吸気量αに制限される。このため、触媒劣化抑制制御の開始と略同時にエンジン回転数を急速に低下させることができ、運転者に上述した違和感を感じさせることがない。
【００９８】
また、本実施形態の触媒劣化抑制制御では、吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限された状態が所定時間γだけ維持された後には、吸気量を増量するように徐変（吸気戻し量Ｘで徐変）させている。このように吸気量を増量させると共に燃料噴射量も増量させることで、触媒劣化抑制制御による効果（触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を十分に確保できるようにもなっている。また、制御開始時吸気量αから制御復帰時吸気量βへの吸入空気量の戻し動作は徐々に行われるため、エンジン回転数が急上昇して運転者に違和感を与えてしまうといったこともない。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態は、手動変速機９にＮ（ニュートラル）判定スイッチまたはギヤ位置判定スイッチが備えられており、変速操作によって手動変速機９がニュートラル状態となったことが検出できるよう構成されたものに本発明を適用した場合である。つまり、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機９の変速段の変更時及びニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機９の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくするようにしている。車両及びエンジン１の構成は上述した第１実施形態のものと略同一であるので、ここでの説明は省略し、上記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１００】
以下、図９のフローチャートに沿って本実施形態に係る触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御を説明する。ここでは、第１実施形態において図４で示したＩＳＣＶ制御との相違点について説明する。この図９では、図４における各ステップの動作と略同一の動作については同じステップ番号を付しているので、これら共通のステップについては説明を省略する。
【０１０１】
上記ステップＳＴ３で、制御開始時吸気量αと制御復帰時吸気量βとがそれぞれセットされた後、ステップＳＴ１１に移る。このステップＳＴ１１では、車両が非駆動状態であるか否かを判定する。具体的には、手動変速機９がニュートラル状態であるか否かを判定している。これは、上記Ｎ判定スイッチやギヤ位置判定スイッチによって、手動変速機９がニュートラル状態となったことを検出することにより判定できる。
【０１０２】
そして、車両が非駆動状態であり、ステップＳＴ１１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ４に移り、上述した如く、ＮＶＲが所定値Ａを超えているか否かを判定し、ＮＶＲが所定値Ａを超えている場合には、ステップＳＴ５において、触媒劣化抑制制御の実行条件は不成立であるとして、触媒劣化抑制制御を実行することなしに本ルーチンを終了する。一方、ＮＶＲが所定値Ａを超えていない場合には上述したステップＳＴ６以降の動作を実行する。つまり、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定して、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限し、これによってエンジン回転数を急速に低下させる。このステップＳＴ６以降の動作については上述した第１実施形態の場合と同様である。
【０１０３】
また、車両が非駆動状態でなく、ステップＳＴ１１でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ１２に移る。このステップＳＴ１２では、車両は駆動状態であり且つ減速状態であるとしたうえでステップＳＴ６に移ることになる。つまり、この場合、車両の減速駆動状態において、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限して車両の減速度を高めるようにする。
【０１０４】
このように本実施形態では、触媒劣化抑制制御の実行条件として、上記第１実施形態における触媒劣化抑制制御の実行条件に対し、車両が非駆動状態であることを付加している（車両が非駆動状態であれば変速段に関わりなく吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する）。このため、触媒劣化抑制制御が実行されない場合のエンジン回転数の変化（変速機をニュートラル状態にするのと略同時にエンジン回転数が低下するといった変化）により近い変化状態となるよう吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限するタイミングを得ることができ、運転者の違和感を殆ど無くすことが可能である。
【０１０５】
また、本実施形態において、触媒４４の温度が所定の閾値ＴＡを超えている状況で車両が駆動状態である場合には、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限することなく、上記制御復帰時吸気量βに設定するようにしてもよい。
【０１０６】
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、駆動源として多気筒ガソリンエンジン１を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限られるものではなく、例えばディーゼルエンジンを駆動源とした車両や、エンジンと電動モータとの両方を駆動源として備えるハイブリッド車両に対しても適用可能である。
【０１０７】
また、上述した各実施形態では、吸気系にＩＳＣＶ３９を備えたエンジン１に対して本発明を適用し、このＩＳＣＶ３９の開度調整によって触媒劣化抑制制御時の吸入空気量を調整するようにしていた。本発明はこれに限らず、ＩＳＣＶ３９を備えておらず、スロットルバルブ３６の開度調整によって触媒劣化抑制制御時の吸入空気量を調整するものに対しても適用が可能である。
【０１０８】
また、上述した各実施形態では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には触媒劣化抑制制御を非実施としていた。本発明はこれに限らず、上述した第４速段または第５速段にある場合と同様に、他の触媒劣化抑制制御実行条件（アクセルＯＦＦ条件など）の成立に伴って、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する触媒劣化抑制制御を実行するようにしてもよい。
【０１０９】
また、上述した各実施形態では、変速装置として手動変速機９を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動変速機を搭載した自動車に対しても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、触媒劣化抑制制御が実行可能なエンジンにおいて、触媒劣化抑制制御開始時における運転者の違和感を軽減する吸入空気量調整制御に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ エンジン（内燃機関）
３ 吸気通路
３ ＩＳＣＶ（吸入空気量調整機構）
４ 排気通路
４４ 触媒（触媒装置）
５ インジェクタ（燃料噴射弁）
９ 手動変速機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、触媒劣化抑制制御が実行可能な内燃機関において、この触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量調整の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば下記の特許文献１〜特許文献３に開示されているように、排気系に備えられた触媒（例えば三元触媒）の劣化を抑制するための触媒劣化抑制制御が実行可能な自動車用内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ場合もある）が知られている。
【０００３】
この触媒劣化抑制制御は、上記触媒が比較的高温度にある状況でその内部がリーン雰囲気となることによる劣化を抑制するためものであって、本来、燃料噴射を停止する（以下、フューエルカットと呼ぶ場合もある）状況であっても、このフューエルカットを禁止して、燃焼室内での燃焼を継続させ、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを抑制するようにしたものである。
【０００４】
具体的には、エンジン回転数が予め定められた所定値以上で且つアクセルＯＦＦという条件（フューエルカット条件）が成立したときに、本来であれば燃料消費量削減のためにフューエルカットを実行するのに対し、触媒温度が所定温度以上である場合には、フューエルカットを禁止し、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを抑制する。これにより、触媒に流れ込む排気ガスの空燃比がリーンになることに伴う触媒内部の貴金属のシンタリング（粒成長）による劣化（粒成長により貴金属の表面積が減少して排気ガスが接触する機会が減少することによる触媒劣化）の進行を抑制する。また、この触媒劣化抑制制御では、吸入空気量の嵩上げを行って、混合気の空燃比を例えば理論空燃比とするように調整し、燃焼室内での失火を防止している。
【０００５】
尚、特許文献１には、触媒劣化抑制制御の実行時において、エンジン回転数の変化率が閾値を超えた場合、つまり、エンジン回転数が閾値を超えて増加した場合に触媒劣化抑制制御を禁止してエンジン回転数が吹き上がるのを防止することが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、エンジンの間欠運転が可能な（モータ駆動での走行によりエンジンを空転させる運転モードが可能な）ハイブリッド型車両に対し、エンジンを停止させる際（エンジンを空転させる際）に、混合気中の燃料比率を増加させる燃料増大処理を実施することが開示されている。この燃料増大処理の実施により、排気ガスをリッチにして、触媒がリーン雰囲気に曝されることを防止し、これによって触媒劣化の抑制を可能にしている。
【０００７】
また、特許文献３には、触媒劣化抑制制御によってフューエルカットを禁止した場合、現在のエンジン回転数に基づき、失火が発生しない吸入空気量を確保することが開示されている。具体的には、フューエルカットを禁止した時点でのエンジン回転数が高いほど吸入空気量を多くして現在のエンジン回転数を維持し、これによって減速ショックを回避するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１１２２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６７１０号公報
【特許文献３】特開平１０−２５２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した触媒劣化抑制制御にあっては以下に述べるような不具合があった。
【００１０】
この触媒劣化抑制制御が実行される場合には、運転者がアクセルＯＦＦ操作を行ったとしてもフューエルカットが実行されることなくインジェクタからの燃料噴射が継続され且つ吸入空気量も比較的多く維持される。このため、たとえ変速機がニュートラル状態（車両が非駆動状態）となってもエンジン回転数としては殆ど低下しないことになる。即ち、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ変速機がニュートラル状態となった（例えば手動変速機をニュートラルへシフト操作した）ことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない。このような状況は、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１１】
つまり、触媒劣化抑制制御が実行される状況にあるか否かによって、アクセルＯＦＦ操作などを行ったことに伴うエンジン回転数の変化状態が大きく異なることになり（触媒劣化抑制制御が実行されないときにはアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作に伴ってエンジン回転数が低下するのに対し、触媒劣化抑制制御が実行されるときにはアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ってもエンジン回転数は殆ど低下しないことになり）、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００１２】
このような状況は、例えば、手動変速機を搭載した車両におけるシフトチェンジ時にアクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行った場合や、車両の惰性走行時（アクセルＯＦＦで且つ変速機がニュートラル状態での走行時）に生じる可能性がある。
【００１３】
特に、上記変速機の変速段に応じて触媒劣化抑制制御の実施／非実施を切り換えるものにあっては、このような状況は顕著に現れる。例えば、５段変速の手動変速機を搭載した車両において、変速段が第１速段〜第３速段にある場合には触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段及び第５速段にある場合には触媒劣化抑制制御を実施する場合、第１速段からシフトアップ操作を順次行っていく際に、第３速段までは、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作に伴うエンジン回転数の低下を伴いながらシフトアップが行われる。これに対し、第４速段以降からはエンジン回転数の低下を伴うことなくシフトアップが行われることになり、運転者に大きな違和感を与えてしまうことになる。また、場合によっては、エンジンに異常が生じたと運転者が誤解してしまう虞もある。
【００１４】
このような不具合を解消するための手法として、上記違和感が生じる期間にあっては触媒劣化抑制制御を禁止する、つまり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作がなされた際には、触媒温度が所定温度以上であったとしてもフューエルカットを実行することが考えられる。ところが、これでは、一時的ではあるが、フューエルカットに伴って排気ガスがリーンとなる。つまり、触媒が高温リーン雰囲気に晒されることになり、触媒の劣化が進んでしまうため好ましくない。
【００１５】
また、上記特許文献１では、エンジン回転数が吹き上がるのを防止するために触媒劣化抑制制御を禁止するものとしているが、この場合にも、一時的に、触媒が高温リーン雰囲気に晒される可能性があるため好ましくない。また、この特許文献１のものは、触媒劣化抑制制御中にエンジン回転数が所定の閾値以上に増加したことを検知した場合に触媒劣化抑制制御を禁止してエンジン回転数を低下させるものとなっている。このため、アクセルＯＦＦ操作を行ってもエンジン回転数が殆ど変化しない状況（上記閾値を超えない状況）では、触媒劣化抑制制御は継続されることになり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった状況が発生して上述した運転者の違和感を招いてしまう可能性がある。
【００１６】
また、上記特許文献２は、エンジンを停止させる際に、燃料増大処理を実施することで触媒がリーン雰囲気に曝されることを防止するものである。つまり、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった上記課題を解決する制御とはなっていない。
【００１７】
また、上記特許文献３は、触媒劣化抑制制御によってフューエルカットを禁止した場合の吸入空気量を現在のエンジン回転数に基づいて調整し、この現在のエンジン回転数が維持されるようにしている。このため、この特許文献３に開示されている制御にあっても、アクセルＯＦＦ操作及びニュートラルへのシフト操作を行ったにも拘わらずエンジン回転数が低下しないといった上記課題を解決することはできない。
【００１８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、触媒劣化抑制制御が実行可能な内燃機関に対し、この触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置を対象とする。この内燃機関の制御装置に対し、所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有する。また、上記吸入空気量調整機構は、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくする手段を有している。
【００２０】
また、上記の目的を達成するために講じられた本発明の他の解決手段は、吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置を対象とする。この内燃機関の制御装置に対し、所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有する。また、上記内燃機関の出力側には手動変速機が設けられている。そして、上記吸入空気量調整機構は、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の変更時、もしくは、ニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくする手段を有している。
【００２１】
これらの特定事項により、車両の非駆動時（または、手動変速機の変速段の変更時及びニュートラル時）における触媒劣化抑制制御としては、その吸入空気量を、車両の駆動時（または、手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時）における触媒劣化抑制制御での吸入空気量よりも少なく設定する。つまり、少なく設定された吸入空気量に応じた燃料噴射量を得ながら燃焼室内での燃焼が継続して行われる。これにより、車両の非駆動時での触媒劣化抑制制御では内燃機関の回転数が低下することになる。このため、触媒劣化抑制制御の実行／非実行に関わりなく、アクセルＯＦＦ操作と変速機のニュートラル操作等に伴って内燃機関の回転数を低下させることが可能となり、運転者の違和感を生じさせることがなくなる。また、触媒劣化抑制制御による燃焼室内での燃焼が継続して行われるため、この触媒劣化抑制制御による効果（触媒が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）も十分に得ることができる。
【００２２】
また、上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を所定時間だけ維持するようにしている。
【００２３】
この場合、上記所定時間としては、内燃機関の回転数が高いほど短く設定される。
【００２４】
これは、内燃機関の回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、上記所定時間としては短く設定し、比較的短時間のうちに吸気量を復帰（吸気量を増加）させ、触媒劣化抑制制御による十分な効果を比較的短期間のうちに発揮できるようにするための制御である。つまり、上記吸入空気量を少なく設定する時間が長すぎることに起因して触媒劣化が生じてしまうことが防止できる範囲内に上記所定時間を設定する。これにより、触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能である。
【００２５】
また、上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を、所定時間維持した後、その吸入空気量を予め設定された所定の単位時間当たりの吸気戻し量で徐々に増加させていくようにしている。
【００２６】
この場合、上記単位時間当たりの吸気戻し量としては、内燃機関の回転数が高いほど多く設定される。
【００２７】
これは、内燃機関の回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、比較的短時間のうちに吸気量を増加させていき（早期に本来の触媒劣化抑制制御に必要な吸気量に戻し）、触媒劣化抑制制御による十分な効果を比較的短期間のうちに発揮できるようにするための制御である。これによっても、触媒劣化抑制制御による効果を得ながらも、触媒劣化抑制制御の実行に起因する運転者の違和感を軽減することが可能である。また、このように吸入空気量を徐々に増加させていくことにより、内燃機関の回転数が急上昇してしまうといった状況が回避される。その結果、内燃機関の回転数の急上昇によって運転者に違和感を与えてしまうといったこともなくなる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくしている。また、触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、手動変速機の変速段の変更時及びニュートラル時における吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量に比べ少なくしている。これによって、触媒劣化抑制制御による触媒劣化の抑制効果を得ながらも、アクセルＯＦＦ操作等に伴ってエンジン回転数を低下させることで運転者の違和感を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る車両の概略構成を示す側面図である。
【図２】実施形態に係るエンジンの概略構成を示すシステム構成図である。
【図３】エンジンの制御ブロックの概略を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る触媒劣化抑制制御時におけるＩＳＣＶ制御の手順を示すフローチャート図である。
【図５】エンジン回転数と吸気減量ホールド時間との関係を示す図である。
【図６】エンジン回転数と単位時間当たりの吸気戻し量との関係を示す図である。
【図７】第１実施形態における触媒劣化抑制制御時の吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【図８】従来例における触媒劣化抑制制御時の吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【図９】第２実施形態に係る触媒劣化抑制制御時におけるＩＳＣＶ制御の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、駆動源として多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジンを搭載し、変速装置として手動変速機を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明する。
【００３１】
−車両の概略構成−
図１は、本実施形態に係る車両の概略構成を示す側面図であって、エンジン（内燃機関）１、クラッチ機構８、手動変速機９の配置レイアウトを示している。また、車体の外形を仮想線で示している。
【００３２】
この図１に示すように、本実施形態に係る車両は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両である。上記クラッチ機構８は、運転者によるクラッチペダルの踏み込み操作および踏み込み解除操作に伴って離脱（解放）および継合（接続）される。このクラッチ機構８の継合状態ではエンジン１の駆動力が手動変速機９に伝達され、離脱状態では手動変速機９への駆動力の伝達が遮断されるようになっている。
【００３３】
上記手動変速機９は、例えば前進５段階および後進１段階の変速が可能なギヤ構成を有する同期噛み合い式手動変速機（マニュアルトランスミッション）であり、運転者の手動操作によってシフトチェンジを行うためのシフトレバー９１が車室内に突出配置されている。
【００３４】
−エンジンの構成説明−
次に、図２を参照して、上記エンジン（内燃機関）１の概略構成について説明する。この図２に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、４気筒分（図２では１気筒分のみを示す）のシリンダボア１１ａを有するシリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２とを備えている。各シリンダボア１１ａ内には上下動可能に設けられたピストン１３が備えられ、このピストン１３が、コンロッド（コネクティングロッド）１４を介してエンジン１の出力軸であるクランクシャフト１５に連結されている。そして、シリンダボア１１ａの内部において、ピストン１３とシリンダヘッド１２とにより囲まれた空間によって燃焼室１６が区画形成されている。
【００３５】
シリンダヘッド１２には、各燃焼室１６に対応して点火プラグ（点火栓）２が取り付けられている。また、シリンダヘッド１２には、各燃焼室１６に通じる吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂがそれぞれ設けられ、これら吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂには、吸気通路３および排気通路４がそれぞれ接続されている。吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂにおいて燃焼室１６に通じる各開口端には、吸気バルブ３１および排気バルブ４１がそれぞれ設けられている。吸気バルブ３１および排気バルブ４１は、クランクシャフト１５の動力によってそれぞれ回転する吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト４２によって開閉される。クランクシャフト１５の動力は、タイミングベルト１５ａおよび各タイミングプーリー３３，４３を介して、上記吸気カムシャフト３２および排気カムシャフト４２に伝達されている。
【００３６】
また、上記吸気ポート１２ａの近傍には、各気筒に対応して燃料噴射弁（インジェクタ）５がそれぞれ備えられている。各インジェクタ５には燃料供給系を介して所定圧力の燃料が供給されている。
【００３７】
一方、吸気通路３にはサージタンク３４が設けられ、このサージタンク３４の上流側には、スロットルモータ３６ａの駆動により開度調整されるスロットルバルブ３６が設けられている。このスロットルバルブ３６の開度に応じて吸気通路３へ導入される吸入空気量が調整されるようになっている。更に、このスロットルバルブ３６の上流側には、吸入空気を浄化するためのエアクリーナ３７が設けられている。
【００３８】
上記吸気通路３には、スロットルバルブ３６を迂回してこのスロットルバルブ３６の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路３８が設けられている。バイパス通路３８の途中には、このバイパス通路３８を流れる空気流量（吸入空気量）を調節するバイパス空気量調節弁としてのリニアソレノイド式のアイドルスピードコントロールバルブ（以下、「ＩＳＣＶ」という）３９が設けられている。ＩＳＣＶ（吸入空気量調整機構）３９は、ソレノイドコイル（図示省略）に出力されるデューティ駆動信号のデューティ比の大きさに応じてバルブ（図示省略）を変位させ、空気の流れる通路面積を調節する電磁弁により構成されている。また、このＩＳＣＶ３９は、スロットルバルブ３６が全閉となるエンジン１のアイドリング運転時に作動し、所定のデューティ駆動信号に基づいて制御されることにより、即ちＩＳＣＶ制御が行われることにより、バイパス通路３８を流れる空気量（バイパス空気量）が調節され、燃焼室１６へ取り込まれる吸入空気量が調節されるようになっている。
【００３９】
エンジン１の運転が開始されると、吸気通路３内への吸入空気の導入とともにインジェクタ５から燃料が噴射されることにより、それら吸入空気と燃料とが混合されて混合気となる。そして、エンジン１の吸入行程において、吸気バルブ３１により吸気ポート１２ａが開かれることにより混合気が吸気ポート１２ａを通じて燃焼室１６に取り込まれる。この燃焼室１６に取り込まれた混合気は、圧縮行程において圧縮された後、点火プラグ２によって着火され、その混合気が爆発・燃焼してクランクシャフト１５に駆動力が付与される（膨張行程）。燃焼後の排気ガスは、排気バルブ４１により排気ポート１２ｂが開かれることによって排気通路４に排出され（排気行程）、更に触媒（触媒装置）４４を経て浄化された後、外部に放出される。なお、上記点火プラグ２は、イグナイタ２１から出力される高電圧の印加タイミングに応じて混合気への点火動作を実行している。
【００４０】
上記触媒４４は、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）などの酸化触媒と、ロジウム（Ｒｈ）などの還元触媒と、セリア（ＣｅＯ2）などの助触媒などにより構成されている。そして、酸化触媒の作用により排気ガス中に含まれるＣＯやＨＣが水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）に浄化され、還元触媒の作用により排気ガス中に含まれるＮＯｘが窒素（Ｎ2）や酸素（Ｏ2）などに浄化される。このような触媒４４は、混合気の空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍にあるときには還元触媒によるＮＯｘの吸着・分解反応とその際に生成する酸化成分によるＨＣ，ＣＯの酸化反応とがバランス良く進み、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの全てに対して高い浄化率が得られる。一方、高温（例えば８００℃以上）でリーン雰囲気に晒されると、酸化触媒や還元触媒が粒成長して表面積が低下することなどにより劣化し、その浄化機能が低下することになる。その対策として、本実施形態では触媒劣化抑制制御が行われるようになっている。この触媒劣化抑制制御の詳細については後述する。
【００４１】
−制御ブロックの説明−
以上のエンジン１の運転状態はエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６によって制御される。このエンジンＥＣＵ６は、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６３およびバックアップＲＡＭ６４などを備えている。
【００４２】
ＲＯＭ６２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。
【００４３】
ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ６４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ６２、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６３およびバックアップＲＡＭ６４は、バス６７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路６５および外部出力回路６６と接続されている。
【００４４】
外部入力回路６５には、アクセル開度センサ７０、水温センサ７１、エアフローメータ７２、吸気温センサ７３、Ｏ2センサ７４、スロットルポジションセンサ７５、クランク角センサ７６、カム角センサ７７、ノックセンサ７８、吸気圧センサ７９がそれぞれ接続されている。
【００４５】
一方、外部出力回路６６には、上記インジェクタ５、イグナイタ２１および、スロットルバルブ３６を駆動するスロットルモータ３６ａなどが接続されている。
【００４６】
アクセル開度センサ７０は、運転者により操作されるアクセルペダル３５の開度（操作量）を検知し、その開度信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４７】
上記水温センサ７１は、シリンダブロック１１に形成されているウォータジャケット１１ｂ内を流れる冷却水の温度を検出し、その冷却水温信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４８】
エアフローメータ７２は、吸入空気量を検出し、その吸入空気量信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００４９】
吸気温センサ７３は、上記エアフローメータ７２と一体的に設けられ、吸入空気温度を検出して、その吸気温信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５０】
Ｏ2センサ７４は、排気中の酸素濃度を検知するものであり、排気中の空燃比が理論空燃比にあるか否かを判定しその判定信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５１】
スロットルポジションセンサ７５は、スロットルバルブ３６の開度を検出するものであって、そのスロットル開度検出信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。また、このスロットルポジションセンサ７５はスロットルバルブ３６が全閉位置にあるときにのみＯＮ状態となるアイドルスイッチ（図示省略）を内蔵しており、このアイドルスイッチがＯＮ状態となるのに伴ってスロットル全閉信号を出力する。
【００５２】
クランク角センサ７６は、クランクシャフト１５の近傍に配設されており、クランクシャフト１５の回転角（クランク角ＣＡ）および回転速度（エンジン回転数Ｎｅ）を検出するものである。具体的に、このクランク角センサ７６は、所定のクランク角（例えば３０°）毎にパルス信号を出力する。このクランク角センサ７６によるクランク角の検出手法の一例としては、クランクシャフト１５と回転一体のロータ（ＮＥロータ）の外周面の３０°おきに外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記クランク角センサ７６を配置する。そして、クランクシャフト１５の回転に伴って外歯がクランク角センサ７６の近傍を通過した際に、このクランク角センサ７６が出力パルスを発生するようになっている。尚、このＮＥロータとしては、外周面に形成される外歯が１０°おきに形成されたものが適用される場合もある。この場合、エンジンＥＣＵ６内で分周して３０°ＣＡ毎の出力パルスを発生する。
【００５３】
カム角センサ７７は、吸気カムシャフト３２の近傍に配設されており、例えば第１番気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）に対応してパルス信号を出力することにより気筒判別センサとして使用される。つまり、このカム角センサ７７は、吸気カムシャフト３２の１回転毎にパルス信号を出力する。このカム角センサ７７によるカム角の検出手法の一例としては、吸気カムシャフト３２と回転一体のロータの外周面の１箇所に外歯を形成しておき、この外歯と対面して電磁ピックアップで成る上記カム角センサ７７を配置し、吸気カムシャフト３２の回転に伴って外歯がカム角センサ７７の近傍を通過した際に、このカム角センサ７７が出力パルスを発生するようになっている。このロータはクランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するため、クランクシャフト１５が７２０°回転する毎に出力パルスを発生する。言い換えると、ある特定の気筒が同一行程（例えば第１番気筒が圧縮上死点に達した時点）となる度に出力パルスを発生する構成である。
【００５４】
ノックセンサ７８は、シリンダブロック１１に伝わるエンジンの振動を圧電素子式（ピエゾ素子式）または電磁式（マグネット、コイル）などによって検出する振動センサである。
【００５５】
吸気圧センサ７９は、サージタンク３４に備えられており、吸気通路３内の圧力（吸気管内圧力）を検出し、その吸気圧信号をエンジンＥＣＵ６に送信する。
【００５６】
そして、エンジンＥＣＵ６は、上記各種センサ７０〜７９の出力信号に基づいて、インジェクタ５、スロットルモータ３６ａ、イグナイタ２１等の各部を制御することにより、下記のフューエルカット制御およびアイドリング回転数制御を含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００５７】
その一例として、イグナイタ２１による点火プラグ２の点火タイミングの基本制御としては、点火タイミングがＭＢＴ （Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｓｐａｒｋ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ：最適点火時期）に近付くように点火タイミングの進角補正を行っていきながら、ノックセンサ７８によってノッキングが検知された場合には、点火タイミングの遅角補正を行ってノッキングを解消するといった制御が行われる。
【００５８】
また、インジェクタ５の燃料噴射の制御としては、エンジン負荷やエンジン回転数等に基づいて目標空燃比を算出し、エアフローメータ７２によって検出された吸入空気量に基づき、上記目標空燃比が得られるように燃料噴射量の制御（インジェクタ５の開弁時間の制御）が行われる。
【００５９】
また、スロットルモータ３６ａの駆動制御としては、運転者により操作されるアクセルペダル３５の開度に基づくアクセル開度信号を受けたエンジンＥＣＵ６がスロットルモータ３６ａに制御信号を送り、上記スロットルポジションセンサ７５からのスロットルバルブ３６の開度のフィードバック信号に基づいて、スロットルバルブ３６を適切な開度に制御する。これにより、エンジン１の気筒内へ導入する空気の量を制御する。
【００６０】
また、上記フューエルカット制御としては、上記クランク角センサ７６によって検出されるエンジン回転数が予め定められた所定値（フューエルカット回転数：例えば２０００ｒｐｍ）以上で且つアクセルペダル３５の開度が「０」（アクセルＯＦＦ）とされた場合にフューエルカット条件が成立したと判断し、上記インジェクタ５からの燃料噴射を停止するようにしている（後述する触媒劣化抑制制御の非実行時）。これにより、インジェクタ５からの燃料噴射が停止されて燃料消費量の削減や排気エミッションの改善が図れる（フューエルカット制御手段による燃料噴射停止動作）。
【００６１】
なお、上記フューエルカット中に車両の速度が低下し、エンジン回転数が上記フューエルカット回転数よりも低くなったときには、エンジンストールを防止するためにフューエルカットを中止してインジェクタ５からの燃料噴射を再開する。また、フューエルカット中にアクセルペダル３５が踏まれた場合（加速時）にも、フューエルカットを中止してインジェクタ５からの燃料噴射を行う。
【００６２】
また、上記アイドリング回転数制御としては、上記アイドルスイッチがＯＮ状態となってスロットルポジションセンサ７５からスロットル全閉信号が出力されると、上記水温センサ７１からの冷却水温信号や補機類の駆動状態信号等に基づいて決定される目標アイドリング回転数と実際のアイドリング回転数とを比較し、その差に応じてエンジン回転数が目標アイドリング回転数に一致するように、インジェクタ５からの燃料噴射及びＩＳＣＶ３９の開度調整による吸入空気量の調節が行われ、適切なアイドリング回転数を維持するようにしている。
【００６３】
−触媒劣化抑制制御の概要−
次に、触媒劣化抑制制御の概要について説明する。本実施形態に係る車両では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には、触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段または第５速段にある場合には、他の触媒劣化抑制制御実行条件の成立に伴って触媒劣化抑制制御を実施するようにしている。
【００６４】
上述したフューエルカット条件が成立した場合、基本的には上記フューエルカット制御を実行し、インジェクタ５からの燃料噴射を停止する。この場合、気筒内への燃料噴射が行われないため、排気通路４に設けられている触媒４４に流れ込む排気ガスの空燃比はリーンとなる。この触媒４４が比較的高温度にある状況で、空燃比がリーンな排気ガスが流入すると、上述した如く触媒４４内部の貴金属のシンタリング（粒成長）による触媒劣化が進行し易くなる。
【００６５】
そこで、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあり、且つ触媒温度が所定の閾値を超えている場合には、上記フューエルカット条件が成立している場合であっても、フューエルカットの実行を禁止し（触媒劣化抑制制御手段によるフューエルカット制御の禁止動作）、触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることによる触媒劣化を抑制するようにしている。より具体的には、理論空燃比状況下での燃焼を継続させるようにしている。このような触媒劣化抑制制御を行うことで、触媒４４が高温状態にある場合に、触媒４４が酸化雰囲気となるのを回避して、触媒４４の劣化の進行を抑制することができる。
【００６６】
ところが、このような触媒劣化抑制制御が実行される場合、従来の触媒劣化抑制制御にあっては、運転者がアクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラル状態にシフト操作してもエンジン回転数としては殆ど低下しないことになる。即ち、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラルへシフト操作したことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない状態となる。このような状況は、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。
【００６７】
この点を考慮し、本実施形態では以下に述べるような触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御を実施する。
【００６８】
−触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御−
（第１実施形態）
次に、本実施形態の特徴とする制御である触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御についての第１実施形態を説明する。この実施形態は、手動変速機９にＮ（ニュートラル）判定スイッチやギヤ位置判定スイッチが備えられていないものに本発明を適用した場合である。
【００６９】
上述したように触媒劣化抑制制御が行われる場合、本実施形態において特徴とするＩＳＣＶ３９の開度調整による吸入空気量制御が行われる。この触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量制御の概略について説明すると、触媒温度が所定の閾値を超えており、運転者によるアクセルＯＦＦ操作がなされ、且つ手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段（手動変速機９がニュートラル状態である場合に、エンジン回転数と車速（駆動輪の回転数）との比が上記第４速段または第５速段に相当する比になっている場合を含む）にある場合、触媒劣化抑制制御実行条件が成立する。この触媒劣化抑制制御実行条件の成立に伴い、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を制限する（後述する制御開始時吸気量αに制限する）。これにより、アクセルＯＦＦ操作に伴ってエンジン回転数の急速な低下が図れるようにしている。言い換えると、触媒劣化抑制制御を実行しており且つ非駆動時における吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行しており且つ駆動時における吸入空気量に比べて少なくすることができるように上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、これにより、アクセルＯＦＦ操作に伴うエンジン回転数の急速な低下が行えるようにしている。
【００７０】
以下、この触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御について、図４のフローチャートに沿って具体的に説明する。この図４に示す制御ルーチンは、エンジン１の始動後の所定時間毎またはクランクシャフト１５の所定角度回転毎に繰り返して実行される。
【００７１】
先ず、ステップＳＴ１で、触媒４４の温度が所定の閾値ＴＡ（例えば８００℃）を超えているか否かを判定する。この判定は、エンジン１の運転状態（エンジン負荷等）に基づいて触媒４４の温度を推定し、その推定された触媒温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定することにより行われる。また、排気通路４における触媒４４の上流側及び下流側にそれぞれ排気温センサを設けておき、これら排気温センサによって検出される排気温度から触媒４４の温度を推定し、その推定された温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定するようにしてもよい。更には、触媒温度センサによって触媒４４の温度を直接的に検出し、その検出した温度が閾値ＴＡを超えているか否かを判定するようにしてもよい。
【００７２】
この閾値ＴＡとしては、例えば排気ガスの空燃比がリーンとなった場合に上述した触媒４４内部の貴金属のシンタリングによる触媒劣化が進行する温度範囲のうちの下限値が適用されている。
【００７３】
上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えておらず、ステップＳＴ１でＮＯ判定された場合には触媒劣化抑制制御の実行条件は成立しないとして本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
一方、上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ２に移り、アクセルＯＦＦ操作がなされたか否かを判定する。つまり、上記アクセル開度センサ７０によって検知されるアクセルペダル３５の開度（操作量）が「０」となったか否かを判定する。
【００７５】
アクセルペダル３５の開度が「０」でなく、アクセルＯＮ操作がされており、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、たとえ上記触媒４４の温度が閾値ＴＡを超えていたとしても触媒４４は高温リーン雰囲気に晒されることはなく、触媒劣化抑制制御は必要ない（触媒劣化抑制制御の実行条件は成立しない）として本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
一方、アクセルＯＦＦ操作がなされおり、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移る。このステップＳＴ３では、触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量として、「制御開始時吸気量α」と「制御復帰時吸気量β」とをそれぞれセットしておく。これら吸気量α，βはエンジン回転数などをパラメータとして設定されるものであって、それぞれ上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気量設定マップから読み出されることでセットされる。つまり、触媒劣化抑制制御実行条件が成立した時点では、上記ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量が上記制御開始時吸気量αとなるように、予めこの吸気量αが吸気量設定マップから読み出されてセット（待機）されている。また、後述する吸入空気量の復帰動作が開始される際には、上記ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量の目標値が上記制御復帰時吸気量βとなるように、予めこの吸気量βが吸気量設定マップから読み出されてセット（待機）されている。
【００７７】
これら制御開始時吸気量α及び制御復帰時吸気量βとして具体的には、制御開始時吸気量αは、制御復帰時吸気量βよりも小さい値に設定されている。また。この制御開始時吸気量αは、従来の触媒劣化抑制制御の開始時における吸入空気量よりも大幅に少なく（例えば、従来の触媒劣化抑制制御の開始時における吸入空気量の半分程度に）設定されている。また、制御復帰時吸気量βは、従来の触媒劣化抑制制御において設定される吸入空気量と略同等の値に設定されている。尚、この制御復帰時吸気量βはエンジン回転数の変化に応じて変更されるべき値であり、エンジン回転数が低くなっていくほど小さな値に変更されるようになっている。
【００７８】
このようにして各吸気量α，βがセットされた後、ステップＳＴ４に移り、エンジン回転数と車速（駆動輪の回転数）との比（エンジン回転数／車速）であるＮＶＲが所定値Ａを超えているか否かを判定する。この場合、エンジン回転数は上記クランク角センサ７６によって検出され、車速は駆動輪に備えられた車輪速センサまたは手動変速機９の出力軸に備えられた出力軸回転数センサからの出力信号に基づいて検出または算出される。
【００７９】
このステップＳＴ４の判定は、現在の手動変速機９の変速段を検知するための動作である。つまり、上述した如く、本実施形態では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には触媒劣化抑制制御を非実施とし、第４速段または第５速段にある場合には他の触媒劣化抑制制御の実行条件（触媒温度条件及びアクセルＯＦＦ条件）が成立しておれば触媒劣化抑制制御を実施するようにしている。このため、現在の手動変速機９の変速段を検知することで触媒劣化抑制制御を実施すべきか否かを、このステップＳＴ４において判定している。このため、上記閾値Ａとしては、手動変速機９の変速段が第４速段に設定されている場合のエンジン回転数と車速との比（エンジン回転数／車速）として設定されており、上記ＮＶＲがこの閾値Ａよりも大きい場合（第４速段よりも変速比が大きい場合）には手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにあると判定でき、上記ＮＶＲがこの閾値Ａ以下である場合（第４速段での変速比以下の変速比である場合）には手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあると判定できる。
【００８０】
上記ＮＶＲが閾値Ａよりも大きい場合、つまり、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には、ステップＳＴ４でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ５に移る。一方、上記ＮＶＲが閾値Ａ以下である場合、つまり、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にある場合には、ステップＳＴ４でＮＯ判定され、ステップＳＴ６に移る。
【００８１】
ステップＳＴ５では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにあるため、触媒劣化抑制制御の実行条件は不成立であるとして、触媒劣化抑制制御を実行することなしに本ルーチンを終了する。
【００８２】
一方、ステップＳＴ６では、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段にあることで触媒劣化抑制制御の実行条件が成立したとして、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限する。上述した如く、この制御開始時吸気量αはエンジン回転数などをパラメータとして設定されるものであって、例えばエンジン回転数が高いほど大きな値（吸入空気量を多くする値）として設定される。尚、後述する吸気減量ホールド時間γの期間中は、ＩＳＣＶ３９の開度は一定に維持され、つまり、吸入空気量は変更されることなく上記制御開始時吸気量αに維持される。
【００８３】
また、この吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されたことに伴い、インジェクタ５からの燃料噴射量も制限される。例えば、混合気の空燃比がストイキ（理論空燃比）となるように燃料噴射量が制限される。これにより、エンジン回転数としては急速に低下することになる。
【００８４】
また、この際、ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定して吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限する時間（吸気減量ホールド時間）として所定時間γを設定する。この吸気減量ホールド時間γは、上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気減量ホールド時間マップから読み出される。この吸気減量ホールド時間マップでは、図５に示すようにエンジン回転数と吸気減量ホールド時間との関係が予め実験やシミュレーションによって設定されている。つまり、エンジン回転数が高いほど吸気減量ホールド時間としては短く設定されるようなマップとなっている。
【００８５】
これは、エンジン回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、吸気減量ホールド時間としては短く設定し、比較的短時間のうちに吸気量を復帰させ（上記制御復帰時吸気量βに復帰させ）、触媒劣化抑制制御による効果（吸気量を多くすることに伴って燃料消費量を多くすることで触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を比較的短期間のうちに発揮できるようにするためである。言い換えると、上記吸入空気量を制御開始時吸気量αに設定する時間が長すぎることに起因して触媒劣化が生じてしまうことが防止できる範囲内で、可能な限り、吸入空気量が制御開始時吸気量αに設定できる時間を長く確保するように上記吸気減量ホールド時間γは設定される。
【００８６】
上述の如く吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されている状態においてステップＳＴ７ではエンジン回転数と車速との比であるＮＶＲが上記所定値Ａ以下である状態が維持されているか否かを判定する。つまり、吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限されている状態で手動変速機９の変速操作が行われて、変速段が第１速段〜第３速段の何れかに切り換えられた場合には、このステップＳＴ７でＮＯ判定されることになり、ステップＳＴ５に移って触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立になったとして、触媒劣化抑制制御を中止して本ルーチンを終了する。
【００８７】
一方、ＮＶＲが所定値Ａ以下である状態が維持されている場合、つまり、手動変速機９の変速段が第４速段または第５速段に維持されている場合には、触媒劣化抑制制御の実行条件は成立したままであるとして、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する状態を上記吸気減量ホールド時間γが経過するまで維持する。
【００８８】
このようにして吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限した状態が上記吸気減量ホールド時間γが経過するまで維持された後には、ステップＳＴ８に移り、吸入空気量の復帰動作に移る。この吸入空気量の復帰動作では、上記ＩＳＣＶ３９の開度を徐々に大きくしていき、吸入空気量を増大させていく。具体的には、現在の吸入空気量（初期値は上記制御開始時吸気量α）に対して、単位時間当たりの吸気戻し量Ｘだけ吸入空気量が増量補正されるようにＩＳＣＶ３９の開度を大きくしていく。
【００８９】
この吸気戻し量Ｘは、上記ＲＯＭ６２に予め記憶された吸気戻し量マップから読み出される。この吸気戻し量マップでは、図６に示すようにエンジン回転数と吸気戻し量Ｘとの関係が予め実験やシミュレーションによって設定されている。つまり、エンジン回転数が高いほど吸気戻し量Ｘとしては多く設定されるようなマップとなっている。
【００９０】
これは、エンジン回転数が高いほど触媒温度は上昇しやすいため、比較的短時間のうちに吸気量を増加させていき（早期に上記制御復帰時吸気量βに復帰させ）、触媒劣化抑制制御による効果（吸気量を多くすることに伴って燃料消費量を多くすることで触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を比較的短期間のうちに発揮できるようにするためである。
【００９１】
このようにして吸入空気量の増量補正を行いながら、この増量補正された後の吸入空気量が上記制御復帰時吸気量β以上となったか否かをステップＳＴ９で判定し、この増量補正された後の吸入空気量が制御復帰時吸気量β以上となるまで、ステップＳＴ８において吸気戻し量Ｘだけ段階的に吸入空気量を増大させていく。
【００９２】
そして、増量補正された後の吸入空気量が上記β以上となった場合にはステップＳＴ９でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ１０に移る。このステップＳＴ１０では、吸入空気量が上記制御復帰時吸気量βとなるように上記ＩＳＣＶ３９の開度を設定する。そして、この制御復帰時吸気量βは、上記触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立となるまで維持される。尚、この制御復帰時吸気量βは、上述した如くエンジン回転数をパラメータとして設定されるものであるので、エンジン回転数の変化に伴って、この制御復帰時吸気量βも変更されていく。つまり、エンジン回転数が低下していくに従って、この制御復帰時吸気量βも小さく設定されていくことになる。また、この制御復帰時吸気量βが小さく設定されていくに従って、インジェクタ５からの燃料噴射量も次第に減量されていく。この場合にも、触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するために、混合気の空燃比（目標空燃比）としては例えばストイキに設定される。
【００９３】
以上のようにしてＩＳＣＶ３９により設定される吸入空気量が制御復帰時吸気量βに設定された触媒劣化抑制制御が行われている状態で、例えばアクセルＯＮ操作が行われるなどして触媒劣化抑制制御の実行条件が不成立になると、吸入空気量が制御復帰時吸気量βに設定されている状態が解除され、例えばアクセル開度に応じた吸入空気量（スロットルバルブ３６の開度設定による吸入空気量）の調整動作に切り換えられることになる。
【００９４】
図７は、本実施形態に係る触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。この図７では、本実施形態に係る触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量の変化を実線で示し、従来の触媒劣化抑制制御実行時における吸入空気量の変化を破線で示している。また、実線で示すエンジン回転数の変化は車両非駆動状態（ニュートラル状態）での変化を示し、一点鎖線で示すエンジン回転数の変化は車両駆動状態（非ニュートラル状態）での変化を示している。また、図８は、従来例に係る触媒劣化抑制制御時における吸入空気量及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャート図である。
【００９５】
これら図においては、タイミングＴ１でアクセルＯＦＦ操作がなされ、触媒劣化抑制制御が開始されている。
【００９６】
そして、従来の触媒劣化抑制制御（図８）にあっては、アクセルＯＦＦ操作を行ってもＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては殆ど変化せず、その結果、エンジン回転数も殆ど低下しないことになる。このため、運転者としては、アクセルＯＦＦ操作を行い且つ手動変速機９をニュートラルへシフト操作したことでエンジン回転数が急速に低下すると予測しているのに対して、実際には、エンジン回転数は殆ど低下しない状態となり、違和感を感じてしまうことになる。言い換えると、この従来の触媒劣化抑制制御にあっては、触媒劣化抑制制御の実行条件が成立すると、フューエルカットを禁止すると共にＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては上記制御復帰時吸気量βと同等の比較的高い値に設定されるため、エンジン回転数は殆ど低下しないことになる。
【００９７】
これに対し、本実施形態の触媒劣化抑制制御（図７）にあっては、触媒劣化抑制制御の実行条件の成立と略同時に、ＩＳＣＶ３９の開度によって設定される吸入空気量としては上記制御開始時吸気量αに制限される。このため、触媒劣化抑制制御の開始と略同時にエンジン回転数を急速に低下させることができ、運転者に上述した違和感を感じさせることがない。
【００９８】
また、本実施形態の触媒劣化抑制制御では、吸入空気量が制御開始時吸気量αに制限された状態が所定時間γだけ維持された後には、吸気量を増量するように徐変（吸気戻し量Ｘで徐変）させている。このように吸気量を増量させると共に燃料噴射量も増量させることで、触媒劣化抑制制御による効果（触媒４４が高温リーン雰囲気に晒されることを回避するといった効果）を十分に確保できるようにもなっている。また、制御開始時吸気量αから制御復帰時吸気量βへの吸入空気量の戻し動作は徐々に行われるため、エンジン回転数が急上昇して運転者に違和感を与えてしまうといったこともない。
【００９９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態は、手動変速機９にＮ（ニュートラル）判定スイッチまたはギヤ位置判定スイッチが備えられており、変速操作によって手動変速機９がニュートラル状態となったことが検出できるよう構成されたものに本発明を適用した場合である。つまり、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機９の変速段の変更時及びニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機９の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくするようにしている。車両及びエンジン１の構成は上述した第１実施形態のものと略同一であるので、ここでの説明は省略し、上記第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【０１００】
以下、図９のフローチャートに沿って本実施形態に係る触媒劣化抑制制御時のＩＳＣＶ制御を説明する。ここでは、第１実施形態において図４で示したＩＳＣＶ制御との相違点について説明する。この図９では、図４における各ステップの動作と略同一の動作については同じステップ番号を付しているので、これら共通のステップについては説明を省略する。
【０１０１】
上記ステップＳＴ３で、制御開始時吸気量αと制御復帰時吸気量βとがそれぞれセットされた後、ステップＳＴ１１に移る。このステップＳＴ１１では、車両が非駆動状態であるか否かを判定する。具体的には、手動変速機９がニュートラル状態であるか否かを判定している。これは、上記Ｎ判定スイッチやギヤ位置判定スイッチによって、手動変速機９がニュートラル状態となったことを検出することにより判定できる。
【０１０２】
そして、車両が非駆動状態であり、ステップＳＴ１１でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ４に移り、上述した如く、ＮＶＲが所定値Ａを超えているか否かを判定し、ＮＶＲが所定値Ａを超えている場合には、ステップＳＴ５において、触媒劣化抑制制御の実行条件は不成立であるとして、触媒劣化抑制制御を実行することなしに本ルーチンを終了する。一方、ＮＶＲが所定値Ａを超えていない場合には上述したステップＳＴ６以降の動作を実行する。つまり、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定して、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限し、これによってエンジン回転数を急速に低下させる。このステップＳＴ６以降の動作については上述した第１実施形態の場合と同様である。
【０１０３】
また、車両が非駆動状態でなく、ステップＳＴ１１でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ１２に移る。このステップＳＴ１２では、車両は駆動状態であり且つ減速状態であるとしたうえでステップＳＴ６に移ることになる。つまり、この場合、車両の減速駆動状態において、上記ＩＳＣＶ３９の開度を所定の微小開度に設定し、吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限して車両の減速度を高めるようにする。
【０１０４】
このように本実施形態では、触媒劣化抑制制御の実行条件として、上記第１実施形態における触媒劣化抑制制御の実行条件に対し、車両が非駆動状態であることを付加している（車両が非駆動状態であれば変速段に関わりなく吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する）。このため、触媒劣化抑制制御が実行されない場合のエンジン回転数の変化（変速機をニュートラル状態にするのと略同時にエンジン回転数が低下するといった変化）により近い変化状態となるよう吸入空気量を上記制御開始時吸気量αに制限するタイミングを得ることができ、運転者の違和感を殆ど無くすことが可能である。
【０１０５】
また、本実施形態において、触媒４４の温度が所定の閾値ＴＡを超えている状況で車両が駆動状態である場合には、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限することなく、上記制御復帰時吸気量βに設定するようにしてもよい。
【０１０６】
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、駆動源として多気筒ガソリンエンジン１を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限られるものではなく、例えばディーゼルエンジンを駆動源とした車両や、エンジンと電動モータとの両方を駆動源として備えるハイブリッド車両に対しても適用可能である。
【０１０７】
また、上述した各実施形態では、吸気系にＩＳＣＶ３９を備えたエンジン１に対して本発明を適用し、このＩＳＣＶ３９の開度調整によって触媒劣化抑制制御時の吸入空気量を調整するようにしていた。本発明はこれに限らず、ＩＳＣＶ３９を備えておらず、スロットルバルブ３６の開度調整によって触媒劣化抑制制御時の吸入空気量を調整するものに対しても適用が可能である。
【０１０８】
また、上述した各実施形態では、手動変速機９の変速段が第１速段〜第３速段の何れかにある場合には触媒劣化抑制制御を非実施としていた。本発明はこれに限らず、上述した第４速段または第５速段にある場合と同様に、他の触媒劣化抑制制御実行条件（アクセルＯＦＦ条件など）の成立に伴って、吸入空気量を制御開始時吸気量αに制限する触媒劣化抑制制御を実行するようにしてもよい。
【０１０９】
また、上述した各実施形態では、変速装置として手動変速機９を搭載した自動車に対して本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動変速機を搭載した自動車に対しても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、触媒劣化抑制制御が実行可能なエンジンにおいて、触媒劣化抑制制御開始時における運転者の違和感を軽減する吸入空気量調整制御に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１ エンジン（内燃機関）
３ 吸気通路
３ ＩＳＣＶ（吸入空気量調整機構）
４ 排気通路
４４ 触媒（触媒装置）
５ インジェクタ（燃料噴射弁）
９ 手動変速機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、
排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置であって、
所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、
上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有するとともに、
上記吸入空気量調整機構は、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくする手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、
排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置であって、
所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、
上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有するとともに、
上記内燃機関の出力側には手動変速機が設けられていて、
上記吸入空気量調整機構は、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の変更時、もしくは、ニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくする手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を所定時間だけ維持するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の制御装置において、
上記所定時間を、内燃機関の回転数が高いほど短く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の内燃機関の制御装置において、
上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を、所定時間維持した後、その吸入空気量を予め設定された所定の単位時間当たりの吸気戻し量で徐々に増加させていくよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の制御装置において、
上記単位時間当たりの吸気戻し量を、内燃機関の回転数が高いほど多く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１】
吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、
排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置であって、
所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、
上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有するとともに、
上記吸入空気量調整機構は、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ非駆動時の吸入空気量を、触媒劣化抑制制御を実行していて且つ駆動時の吸入空気量に比べ少なくする手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構と、
排気の浄化を行う触媒装置とを備える内燃機関の制御装置であって、
所定のフューエルカット条件が成立した際に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止させるフューエルカット制御手段と、
上記触媒装置が所定温度以上である際には、上記フューエルカット制御手段の動作を禁止する触媒劣化抑制制御手段とを有するとともに、
上記内燃機関の出力側には手動変速機が設けられていて、
上記吸入空気量調整機構は、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の変更時、もしくは、ニュートラル時における吸入空気量」を、「触媒劣化抑制制御を実行していて、且つ、上記手動変速機の変速段の非変更時及び非ニュートラル時における吸入空気量」に比べ少なくする手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を所定時間だけ維持するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の制御装置において、
上記所定時間を、内燃機関の回転数が高いほど短く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の内燃機関の制御装置において、
上記吸入空気量調整機構によって調整される上記吸入空気量を少なく設定した状態を、所定時間維持した後、その吸入空気量を予め設定された所定の単位時間当たりの吸気戻し量で徐々に増加させていくよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の制御装置において、
上記単位時間当たりの吸気戻し量を、内燃機関の回転数が高いほど多く設定するよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２８１３０１（Ｐ２０１０−２８１３０１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３７１６６（Ｐ２００９−１３７１６６）
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月８日（２００９．６．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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