内燃機関の制御装置
【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特定気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとすることのできる内燃機関において、ＥＧＲ実行状態とＥＧＲ停止状態との切り替え時のエミッションの悪化を回避することを目的とする。
【解決手段】内燃機関１０は、外部ＥＧＲガス生成気筒（＃４気筒）の排気ガスの全量を、ＥＧＲ通路３４を介して、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行可能である。外部ＥＧＲの実行中は、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。外部ＥＧＲを停止する場合には、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比に切り替え、その後、外部ＥＧＲを停止させる。外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えは、内燃機関の吸気量が増加しているときに実行する。
【解決手段】内燃機関１０は、外部ＥＧＲガス生成気筒（＃４気筒）の排気ガスの全量を、ＥＧＲ通路３４を介して、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行可能である。外部ＥＧＲの実行中は、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。外部ＥＧＲを停止する場合には、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比に切り替え、その後、外部ＥＧＲを停止させる。外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えは、内燃機関の吸気量が増加しているときに実行する。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−７９５２７号公報には、直列６気筒エンジンのうちの一気筒をＥＧＲガス生成気筒とし、その気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとして他の５つの気筒の吸気側に還流させることのできるＥＧＲ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７９５２７号公報
【特許文献２】特開２００５−８３３６２号公報
【特許文献３】特開２００２−５４４７８号公報
【特許文献４】特開２００６−２９９９３６号公報
【特許文献５】特開平９−２０９８９５号公報
【特許文献６】特開平７−２７９７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に開示された発明は、ＥＧＲガス生成気筒の燃料噴射マップを、エンジン運転状態にかかわらず、常にスモークが発生しない燃料噴射量および時期に設定することを特徴としており、ディーゼルエンジンを対象とした発明である。
【０００５】
本発明者の知見によれば、特定の気筒をＥＧＲガス生成気筒とし、その気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとする技術は、火花点火式エンジンにおいても、大量ＥＧＲを行う方法として有効である。しかしながら、ＥＧＲ実行状態とＥＧＲ停止状態とを切り替える際、ＥＧＲ率が急変し、燃焼状態が大きく変化するため、一時的にエミッションが悪化し易いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、特定気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとすることのできる内燃機関において、ＥＧＲ実行状態とＥＧＲ停止状態との切り替え時のエミッションの悪化を回避することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
排気ガスを吸気側に還流させることのできる気筒である外部ＥＧＲガス生成気筒と、それ以外の気筒と、ＥＧＲ通路とを有する多気筒内燃機関と、
前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスの全量を、前記ＥＧＲ通路を介して、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行する状態と、前記外部ＥＧＲを停止し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスを排気系に流入させる状態とに切り替え可能な切替手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に前記外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、前記外部ＥＧＲを停止させる外部ＥＧＲ停止制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記外部ＥＧＲの停止中に前記外部ＥＧＲを実行する要求が出された場合に、前記内燃機関の吸気量が増加しているときに、前記外部ＥＧＲを開始させる外部ＥＧＲ開始制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記外部ＥＧＲ停止制御手段により外部ＥＧＲ停止前に前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた場合に、各気筒の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記外部ＥＧＲ停止制御手段は、前記ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後、前記外部ＥＧＲを停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、外部ＥＧＲの実行中に、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。これにより、外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガス中に多くの水素が生成し、その水素を含む外部ＥＧＲガスを各気筒に還流させることができる。この水素の燃焼効果により、各気筒の燃焼を促進し、燃焼を改善することができる。また、第１の発明によれば、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態に切り替える場合には、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、外部ＥＧＲを停止させることにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気系に流出することを回避することができる。このため、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態に切り替える際のエミッションの悪化を防止することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、内燃機関の吸気量が増加しているときに、外部ＥＧＲの停止状態から外部ＥＧＲ実行状態に切り替えることができる。これにより、外部ＥＧＲ開始直後のＥＧＲ率を低下させることができるので、外部ＥＧＲ開始直後の水素還流量の不足による燃焼の悪化を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、外部ＥＧＲ停止前に外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、水素還流量が減少した場合であっても、各気筒の燃焼速度の低下を補償することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後に外部ＥＧＲを停止させることにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気系に流出することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両等に搭載される。本実施形態の内燃機関１０は、＃１〜＃４の四つの気筒を有する直列４気筒型のものである。内燃機関１０の各気筒には、点火プラグ５２、燃料インジェクタ５４、吸気弁、排気弁等がそれぞれ設けられている。燃料インジェクタ５４は、吸気ポート内あるいは筒内に燃料を噴射するように設けられる。各気筒の吸気ポートは、吸気マニホールド１２に接続されている。吸気マニホールド１２には、吸気通路１４が接続されている。
【００１７】
本実施形態の内燃機関１０には、ターボチャージャ１６が備えられている。ターボチャージャ１６は、排気ガスのエネルギによって回転するタービン１８と、このタービン１８によって駆動されるコンプレッサ２０とを有している。＃１、＃２および＃３気筒の排気ポートには、排気マニホールド２２が接続されている。排気マニホールド２２は、タービン１８の入口に接続されている。タービン１８の下流側の排気通路２４には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒２６（三元触媒）が設置されている。コンプレッサ２０は、吸気通路１４の途中に配置されている。吸気通路１４の入口には、エアクリーナ２８が設置されている。コンプレッサ２０と、吸気マニホールド１２との間の吸気通路１４には、コンプレッサ２０で圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラ３０と、吸入空気量を制御するためのスロットル弁３２とが設置されている。スロットル弁３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド１２を通って、＃１〜＃４の各気筒に分配されて流入する。
【００１８】
＃４気筒の排気ポートには、ＥＧＲ通路３４の一端が接続されている。ＥＧＲ通路３４の他端は、吸気マニホールド１２に接続されている。ＥＧＲ通路３４と吸気マニホールド１２との接続部には、ＥＧＲ弁３６が設置されている。ＥＧＲ通路３４と、タービン１８の下流側の排気通路２４とは、排気通路４２によって接続されている。排気通路４２の途中または端部には、第２ＥＧＲ弁４４が設置されている。なお、ＥＧＲ通路３４の上記他端は、吸気マニホールド１２とスロットル弁３２との間の吸気通路１４に接続されていてもよい。
【００１９】
上述したように、本実施形態では、＃１〜＃３気筒の排気ポートはＥＧＲ通路３４に連通しておらず、＃４気筒の排気ポートのみがＥＧＲ通路３４に連通する。このため、ＥＧＲ通路３４による外部ＥＧＲを行う場合、＃４気筒の排気ガスのみが外部ＥＧＲガスとして吸気マニホールド１２内に還流し、新気と混合して＃１〜＃４の各気筒の吸気弁から吸入される。
【００２０】
ＥＧＲ弁３６を全開とし、第２ＥＧＲ弁４４を全閉状態とした場合には、＃４気筒の排気ガスの全量が、ＥＧＲ通路３４を通って吸気マニホールド１２に送られ、＃１〜＃４気筒の吸気側に還流する。この状態では、内燃機関１０の全４気筒のうち、一つの気筒（＃４気筒）の排気ガスの全量が外部ＥＧＲガスとなる。このため、各気筒の排気ガス量が等しいとした場合、外部ＥＧＲ率は、正確に４分の１、すなわち２５％となる。よって、この状態とすることにより、機関回転速度や機関負荷にかかわらず、外部ＥＧＲ率を所定割合（本実施形態では２５％）に正確且つ確実に維持することができる。
【００２１】
外部ＥＧＲを停止する場合には、ＥＧＲ弁３６を全閉状態とし、第２ＥＧＲ弁４４を全開状態とする。この状態では、＃４気筒の排気ガスは、排気通路４２を通って、タービン１８の下流側の排気通路２４に流出し、＃１〜＃３気筒の排気ガスと合流して、排気浄化触媒２６に流入する。
【００２２】
本実施形態のシステムは、更に、以下に述べる各センサを含むセンサ系統と、内燃機関１０に対して設けられた各アクチュエータの作動を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ５８は、内燃機関１０のクランク軸の回転に同期した信号を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ５８の出力に基いてクランク角および機関回転速度を検出することができる。エアフローメータ６０は、吸入空気量ＧＡを検出する。アクセル開度センサ６２は、車両の運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出する。
【００２３】
また、センサ系統には、上記の他にも、車両やエンジンの制御に必要な各種のセンサ（例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、上述したスロットル弁３２、ＥＧＲ弁３６、第２ＥＧＲ弁４４、点火プラグ５２、燃料インジェクタ５４のほか、各種のエンジン制御用アクチュエータが接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、センサ系統によりエンジン運転情報を検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ５８の出力に基いて機関回転速度とクランク角とを検出し、エアフローメータ６０により吸入空気量を検出する。また、吸入空気量、機関回転速度等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定した後に、燃料インジェクタ５４および点火プラグ５２を駆動する。
【００２５】
ＥＣＵ５０には、外部ＥＧＲを実行すべき運転領域と、外部ＥＧＲを停止すべき運転領域とを定めたＥＧＲマップが記憶されている。ＥＣＵ５０は、上記センサ系統により検出される機関回転速度および機関負荷と、上記ＥＧＲマップとに基づいて、外部ＥＧＲ停止状態と、外部ＥＧＲ実行状態との切り替えを制御する。ＥＣＵ５０は、外部ＥＧＲ停止状態においては、原則として、＃１〜＃４の各気筒の空燃比を理論空燃比に制御する。
【００２６】
これに対し、外部ＥＧＲの実行中は、ＥＣＵ５０は、原則として、＃１〜＃３気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、＃４気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。したがって、外部ＥＧＲの実行中は、未燃成分を含んだリッチ空燃比の外部ＥＧＲガス（＃４気筒の排気ガス）が各気筒の吸気側に還流する。このため、＃１〜＃３気筒の燃料噴射量は、通常時と比べ、各気筒に還流する外部ＥＧＲガスに含まれる未燃成分の量だけ少なくなるように制御される。
【００２７】
一般に、空燃比をリッチにするほど、排気ガス中に多くの水素（Ｈ2）が生成する。このため、外部ＥＧＲの実行中に＃４気筒の空燃比をリッチにすることにより、＃４気筒の排気ガス、つまり外部ＥＧＲガス中に多量の水素が生成させ、その水素を各気筒の吸気側に還流させることができる。水素は燃焼速度が極めて速いので、水素が流入することにより、燃焼が促進され、燃焼を改善することができる。このように、外部ＥＧＲの実行中に＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比に制御することにより、ＥＧＲによって得られる通常の効果に加えて、水素が還流することによる燃焼改善効果が得られる。
【００２８】
しかしながら、＃４気筒がリッチ空燃比で運転されている外部ＥＧＲ状態から、外部ＥＧＲを停止する場合には、次のような問題がある。＃４気筒がリッチ空燃比で運転されていると、ＥＧＲ通路３４内は、リッチ空燃比の排気ガスで満たされている。外部ＥＧＲを停止するためにＥＧＲ弁３６を閉じて第２ＥＧＲ弁４４を開いたとき、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスが排気浄化触媒２６に流入することにより、排気浄化触媒２６内が理論空燃比よりリッチとなる。周知のように、三元触媒は、理論空燃比のときに浄化率が最良となる。このため、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスの流入によって排気浄化触媒２６内の空燃比がリッチ側にずれることにより、エミッションが悪化する。
【００２９】
上記の問題を解決するため、本実施形態では、外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合には、まず、＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替える制御を行う。そして、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後に、ＥＧＲ弁３６および第２ＥＧＲ弁４４を切り替えて外部ＥＧＲを停止させることとした。これにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気浄化触媒２６に流入することを回避することができ、エミッションの悪化を防止することができる。
【００３０】
なお、上記の制御では、外部ＥＧＲの停止前、＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えた後に、水素含有量の少ない外部ＥＧＲガスが各気筒に還流する場合がある。その場合には、水素量の低下によって各気筒の燃焼速度が低下する。そこで、本実施形態では、各気筒の点火時期を進角側に補正することにより、その燃焼速度の低下を補償する制御を併せて実行することとした。
【００３１】
一方、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態へ切り替える場合には、次のような問題がある。外部ＥＧＲ停止状態においては、＃４気筒も理論空燃比に制御されるので、ＥＧＲ通路３４内は理論空燃比の排気ガスで満たされている。この状態からＥＧＲ弁３６を開いて第２ＥＧＲ弁４４を閉じることによって外部ＥＧＲを開始すると、その開始直後は、水素含有量の少ない理論空燃比の排気ガスが外部ＥＧＲガスとして還流する。このため、水素による燃焼改善効果が十分に得られず、燃焼が悪化し、エミッションに悪影響が出るおそれがある。特に、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態へ切り替えのタイミングと、内燃機関１０の減速のタイミングとが重なった場合には、更に状況が悪くなる。内燃機関１０の減速によって吸気量が減少すると同時に外部ＥＧＲが開始されると、ＥＧＲ通路３４から流入する外部ＥＧＲガスの量が、減少した吸気量に比して過多となり、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より高くなってしまう。この過剰なＥＧＲ率と、外部ＥＧＲ開始直後の水素不足とが重なることにより、燃焼がより悪化し易い。
【００３２】
この問題を解決するため、本実施形態では、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ開始する場合には、内燃機関１０の吸気量が増加しているとき（つまり内燃機関１０の加速時）に、外部ＥＧＲを開始することとした。内燃機関１０の吸気量が増加しているときに外部ＥＧＲを開始した場合には、ＥＧＲ通路３４から流入する外部ＥＧＲガスの量は、増加前の吸気量に対応した少ない量になるため、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より低くなる。このため、外部ＥＧＲ開始直後の水素不足の影響を緩和することができ、燃焼の悪化を抑制することができる。
【００３３】
図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンによれば、まず、外部ＥＧＲ停止状態と外部ＥＧＲ実行状態との切り替え要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。切り替え要求が出されている場合には、その切り替え要求が、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替え要求であるか、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替え要求であるかが更に判断される（ステップ１０２）。
【００３４】
上記ステップ１０２で、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替え要求であると判定された場合には、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスを理論空燃比の排気ガスに置換するための処理が実行される（ステップ１０４）。すなわち、このステップ１０４では、＃４気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替わるように、＃４気筒の燃料噴射量が変更（減量）される。また、このステップ１０４では、＃１〜＃３気筒において、理論空燃比が維持されるように、燃料噴射量が変更される。すなわち、＃４気筒の空燃比、すなわち外部ＥＧＲガスの空燃比が理論空燃比に切り替わることにより、外部ＥＧＲガスとともに還流する燃料成分が減少するので、その減少を補うために＃１〜＃３気筒の燃料噴射量が増量される。このステップ１０４では、更に、＃４気筒の理論空燃比化に伴う水素還流量の低下による燃焼速度の低下を補償するため、各気筒の点火時期が進角側に補正する処理も実行される。
【００３５】
続いて、＃４気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた時点以降の、吸入空気量ＧＡの積算値が算出される（ステップ１０６）。次いで、その吸入空気量ＧＡの積算値と、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量とが比較される（ステップ１０８）。ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量は、ＥＧＲ通路３４の容積に排気ガスの密度を乗じた値として求めることができる。上記ステップ１０８で、吸入空気量ＧＡの積算値が、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量より少ない場合には、まだＥＧＲ通路３４内が理論空燃比の排気ガスに置換し切れていないと判断できるので、ステップ１０６の処理が再度実行される。
【００３６】
これに対し、上記ステップ１０８で、吸入空気量ＧＡの積算値が、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量を超えた場合には、ＥＧＲ通路３４内が理論空燃比の排気ガスに置換し終わったと判断できる。この場合には、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替えが許可される（ステップ１１０）。これにより、ＥＧＲ弁３６を閉じて第２ＥＧＲ弁４４を開く制御が行われ、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替えが実行される。また、吸入空気量ＧＡの積算は終了され、積算値がゼロにリセットされる（ステップ１１２）。
【００３７】
一方、上記ステップ１０２で、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替え要求であると判定された場合には、吸入空気量ＧＡの前回値と今回値との差である変化量ΔＧＡと、正の所定値αとが比較される（ステップ１１４）。吸入空気量ＧＡの変化量ΔＧＡが所定値αより大きい場合には、吸気量の増加勾配が十分に大きいため、外部ＥＧＲを開始した場合、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より低くなり、水素不足による燃焼悪化の影響を十分に緩和することができると判断できる。よって、この場合には、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが許可される（ステップ１１６）。これにより、ＥＧＲ弁３６を開いて第２ＥＧＲ弁４４を閉じる制御が行われ、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが実行される。
【００３８】
一方、上記ステップ１１４で吸入空気量ＧＡの変化量ΔＧＡが所定値α以下であった場合には、外部ＥＧＲを開始した場合、ＥＧＲ率を低くすることができず、水素不足による燃焼悪化のおそれがあると判断できる。このため、この場合には、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えは保留され、変化量ΔＧＡが所定値αより大きくなるタイミングを待って、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが実行される。
【００３９】
上述した実施の形態１においては、＃４気筒が前記第１の発明における「外部ＥＧＲガス生成気筒」に、ＥＧＲ弁３６および第２ＥＧＲ弁４４が前記第１の発明における「切替手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４，１０６，１０８および１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「外部ＥＧＲ停止制御手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「外部ＥＧＲ開始制御手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「点火時期補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００４０】
また、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は、直列４気筒に限定されるものではなく、例えば、直列３気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒など、各種の多気筒内燃機関に本発明を適用可能である。また、外部ＥＧＲガス生成気筒の数が一つである構成に限らず、二つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 内燃機関
１２ 吸気マニホールド
１４ 吸気通路
１６ ターボチャージャ
１８ タービン
２０ コンプレッサ
２２ 排気マニホールド
２４ 排気通路
３０ インタークーラ
３２ スロットル弁
３４ ＥＧＲ通路
３６ ＥＧＲ弁
４２ 排気通路
４４ 第２ＥＧＲ弁
５０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００９−７９５２７号公報には、直列６気筒エンジンのうちの一気筒をＥＧＲガス生成気筒とし、その気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとして他の５つの気筒の吸気側に還流させることのできるＥＧＲ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７９５２７号公報
【特許文献２】特開２００５−８３３６２号公報
【特許文献３】特開２００２−５４４７８号公報
【特許文献４】特開２００６−２９９９３６号公報
【特許文献５】特開平９−２０９８９５号公報
【特許文献６】特開平７−２７９７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に開示された発明は、ＥＧＲガス生成気筒の燃料噴射マップを、エンジン運転状態にかかわらず、常にスモークが発生しない燃料噴射量および時期に設定することを特徴としており、ディーゼルエンジンを対象とした発明である。
【０００５】
本発明者の知見によれば、特定の気筒をＥＧＲガス生成気筒とし、その気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとする技術は、火花点火式エンジンにおいても、大量ＥＧＲを行う方法として有効である。しかしながら、ＥＧＲ実行状態とＥＧＲ停止状態とを切り替える際、ＥＧＲ率が急変し、燃焼状態が大きく変化するため、一時的にエミッションが悪化し易いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、特定気筒の排気ガスの全量をＥＧＲガスとすることのできる内燃機関において、ＥＧＲ実行状態とＥＧＲ停止状態との切り替え時のエミッションの悪化を回避することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
排気ガスを吸気側に還流させることのできる気筒である外部ＥＧＲガス生成気筒と、それ以外の気筒と、ＥＧＲ通路とを有する多気筒内燃機関と、
前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスの全量を、前記ＥＧＲ通路を介して、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行する状態と、前記外部ＥＧＲを停止し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスを排気系に流入させる状態とに切り替え可能な切替手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に前記外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、前記外部ＥＧＲを停止させる外部ＥＧＲ停止制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記外部ＥＧＲの停止中に前記外部ＥＧＲを実行する要求が出された場合に、前記内燃機関の吸気量が増加しているときに、前記外部ＥＧＲを開始させる外部ＥＧＲ開始制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記外部ＥＧＲ停止制御手段により外部ＥＧＲ停止前に前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた場合に、各気筒の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記外部ＥＧＲ停止制御手段は、前記ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後、前記外部ＥＧＲを停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、外部ＥＧＲの実行中に、外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。これにより、外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガス中に多くの水素が生成し、その水素を含む外部ＥＧＲガスを各気筒に還流させることができる。この水素の燃焼効果により、各気筒の燃焼を促進し、燃焼を改善することができる。また、第１の発明によれば、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態に切り替える場合には、外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、外部ＥＧＲを停止させることにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気系に流出することを回避することができる。このため、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態に切り替える際のエミッションの悪化を防止することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、内燃機関の吸気量が増加しているときに、外部ＥＧＲの停止状態から外部ＥＧＲ実行状態に切り替えることができる。これにより、外部ＥＧＲ開始直後のＥＧＲ率を低下させることができるので、外部ＥＧＲ開始直後の水素還流量の不足による燃焼の悪化を抑制することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、外部ＥＧＲ停止前に外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、水素還流量が減少した場合であっても、各気筒の燃焼速度の低下を補償することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後に外部ＥＧＲを停止させることにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気系に流出することをより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、火花点火式の内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両等に搭載される。本実施形態の内燃機関１０は、＃１〜＃４の四つの気筒を有する直列４気筒型のものである。内燃機関１０の各気筒には、点火プラグ５２、燃料インジェクタ５４、吸気弁、排気弁等がそれぞれ設けられている。燃料インジェクタ５４は、吸気ポート内あるいは筒内に燃料を噴射するように設けられる。各気筒の吸気ポートは、吸気マニホールド１２に接続されている。吸気マニホールド１２には、吸気通路１４が接続されている。
【００１７】
本実施形態の内燃機関１０には、ターボチャージャ１６が備えられている。ターボチャージャ１６は、排気ガスのエネルギによって回転するタービン１８と、このタービン１８によって駆動されるコンプレッサ２０とを有している。＃１、＃２および＃３気筒の排気ポートには、排気マニホールド２２が接続されている。排気マニホールド２２は、タービン１８の入口に接続されている。タービン１８の下流側の排気通路２４には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒２６（三元触媒）が設置されている。コンプレッサ２０は、吸気通路１４の途中に配置されている。吸気通路１４の入口には、エアクリーナ２８が設置されている。コンプレッサ２０と、吸気マニホールド１２との間の吸気通路１４には、コンプレッサ２０で圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラ３０と、吸入空気量を制御するためのスロットル弁３２とが設置されている。スロットル弁３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド１２を通って、＃１〜＃４の各気筒に分配されて流入する。
【００１８】
＃４気筒の排気ポートには、ＥＧＲ通路３４の一端が接続されている。ＥＧＲ通路３４の他端は、吸気マニホールド１２に接続されている。ＥＧＲ通路３４と吸気マニホールド１２との接続部には、ＥＧＲ弁３６が設置されている。ＥＧＲ通路３４と、タービン１８の下流側の排気通路２４とは、排気通路４２によって接続されている。排気通路４２の途中または端部には、第２ＥＧＲ弁４４が設置されている。なお、ＥＧＲ通路３４の上記他端は、吸気マニホールド１２とスロットル弁３２との間の吸気通路１４に接続されていてもよい。
【００１９】
上述したように、本実施形態では、＃１〜＃３気筒の排気ポートはＥＧＲ通路３４に連通しておらず、＃４気筒の排気ポートのみがＥＧＲ通路３４に連通する。このため、ＥＧＲ通路３４による外部ＥＧＲを行う場合、＃４気筒の排気ガスのみが外部ＥＧＲガスとして吸気マニホールド１２内に還流し、新気と混合して＃１〜＃４の各気筒の吸気弁から吸入される。
【００２０】
ＥＧＲ弁３６を全開とし、第２ＥＧＲ弁４４を全閉状態とした場合には、＃４気筒の排気ガスの全量が、ＥＧＲ通路３４を通って吸気マニホールド１２に送られ、＃１〜＃４気筒の吸気側に還流する。この状態では、内燃機関１０の全４気筒のうち、一つの気筒（＃４気筒）の排気ガスの全量が外部ＥＧＲガスとなる。このため、各気筒の排気ガス量が等しいとした場合、外部ＥＧＲ率は、正確に４分の１、すなわち２５％となる。よって、この状態とすることにより、機関回転速度や機関負荷にかかわらず、外部ＥＧＲ率を所定割合（本実施形態では２５％）に正確且つ確実に維持することができる。
【００２１】
外部ＥＧＲを停止する場合には、ＥＧＲ弁３６を全閉状態とし、第２ＥＧＲ弁４４を全開状態とする。この状態では、＃４気筒の排気ガスは、排気通路４２を通って、タービン１８の下流側の排気通路２４に流出し、＃１〜＃３気筒の排気ガスと合流して、排気浄化触媒２６に流入する。
【００２２】
本実施形態のシステムは、更に、以下に述べる各センサを含むセンサ系統と、内燃機関１０に対して設けられた各アクチュエータの作動を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ５８は、内燃機関１０のクランク軸の回転に同期した信号を出力する。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ５８の出力に基いてクランク角および機関回転速度を検出することができる。エアフローメータ６０は、吸入空気量ＧＡを検出する。アクセル開度センサ６２は、車両の運転者によるアクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出する。
【００２３】
また、センサ系統には、上記の他にも、車両やエンジンの制御に必要な各種のセンサ（例えばエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ等）が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力側には、上述したスロットル弁３２、ＥＧＲ弁３６、第２ＥＧＲ弁４４、点火プラグ５２、燃料インジェクタ５４のほか、各種のエンジン制御用アクチュエータが接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、センサ系統によりエンジン運転情報を検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ５８の出力に基いて機関回転速度とクランク角とを検出し、エアフローメータ６０により吸入空気量を検出する。また、吸入空気量、機関回転速度等に基いて燃料噴射量を算出し、クランク角に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定した後に、燃料インジェクタ５４および点火プラグ５２を駆動する。
【００２５】
ＥＣＵ５０には、外部ＥＧＲを実行すべき運転領域と、外部ＥＧＲを停止すべき運転領域とを定めたＥＧＲマップが記憶されている。ＥＣＵ５０は、上記センサ系統により検出される機関回転速度および機関負荷と、上記ＥＧＲマップとに基づいて、外部ＥＧＲ停止状態と、外部ＥＧＲ実行状態との切り替えを制御する。ＥＣＵ５０は、外部ＥＧＲ停止状態においては、原則として、＃１〜＃４の各気筒の空燃比を理論空燃比に制御する。
【００２６】
これに対し、外部ＥＧＲの実行中は、ＥＣＵ５０は、原則として、＃１〜＃３気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、＃４気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する。したがって、外部ＥＧＲの実行中は、未燃成分を含んだリッチ空燃比の外部ＥＧＲガス（＃４気筒の排気ガス）が各気筒の吸気側に還流する。このため、＃１〜＃３気筒の燃料噴射量は、通常時と比べ、各気筒に還流する外部ＥＧＲガスに含まれる未燃成分の量だけ少なくなるように制御される。
【００２７】
一般に、空燃比をリッチにするほど、排気ガス中に多くの水素（Ｈ2）が生成する。このため、外部ＥＧＲの実行中に＃４気筒の空燃比をリッチにすることにより、＃４気筒の排気ガス、つまり外部ＥＧＲガス中に多量の水素が生成させ、その水素を各気筒の吸気側に還流させることができる。水素は燃焼速度が極めて速いので、水素が流入することにより、燃焼が促進され、燃焼を改善することができる。このように、外部ＥＧＲの実行中に＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比に制御することにより、ＥＧＲによって得られる通常の効果に加えて、水素が還流することによる燃焼改善効果が得られる。
【００２８】
しかしながら、＃４気筒がリッチ空燃比で運転されている外部ＥＧＲ状態から、外部ＥＧＲを停止する場合には、次のような問題がある。＃４気筒がリッチ空燃比で運転されていると、ＥＧＲ通路３４内は、リッチ空燃比の排気ガスで満たされている。外部ＥＧＲを停止するためにＥＧＲ弁３６を閉じて第２ＥＧＲ弁４４を開いたとき、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスが排気浄化触媒２６に流入することにより、排気浄化触媒２６内が理論空燃比よりリッチとなる。周知のように、三元触媒は、理論空燃比のときに浄化率が最良となる。このため、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスの流入によって排気浄化触媒２６内の空燃比がリッチ側にずれることにより、エミッションが悪化する。
【００２９】
上記の問題を解決するため、本実施形態では、外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合には、まず、＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替える制御を行う。そして、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後に、ＥＧＲ弁３６および第２ＥＧＲ弁４４を切り替えて外部ＥＧＲを停止させることとした。これにより、リッチ空燃比の排気ガスが排気浄化触媒２６に流入することを回避することができ、エミッションの悪化を防止することができる。
【００３０】
なお、上記の制御では、外部ＥＧＲの停止前、＃４気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えた後に、水素含有量の少ない外部ＥＧＲガスが各気筒に還流する場合がある。その場合には、水素量の低下によって各気筒の燃焼速度が低下する。そこで、本実施形態では、各気筒の点火時期を進角側に補正することにより、その燃焼速度の低下を補償する制御を併せて実行することとした。
【００３１】
一方、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態へ切り替える場合には、次のような問題がある。外部ＥＧＲ停止状態においては、＃４気筒も理論空燃比に制御されるので、ＥＧＲ通路３４内は理論空燃比の排気ガスで満たされている。この状態からＥＧＲ弁３６を開いて第２ＥＧＲ弁４４を閉じることによって外部ＥＧＲを開始すると、その開始直後は、水素含有量の少ない理論空燃比の排気ガスが外部ＥＧＲガスとして還流する。このため、水素による燃焼改善効果が十分に得られず、燃焼が悪化し、エミッションに悪影響が出るおそれがある。特に、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態へ切り替えのタイミングと、内燃機関１０の減速のタイミングとが重なった場合には、更に状況が悪くなる。内燃機関１０の減速によって吸気量が減少すると同時に外部ＥＧＲが開始されると、ＥＧＲ通路３４から流入する外部ＥＧＲガスの量が、減少した吸気量に比して過多となり、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より高くなってしまう。この過剰なＥＧＲ率と、外部ＥＧＲ開始直後の水素不足とが重なることにより、燃焼がより悪化し易い。
【００３２】
この問題を解決するため、本実施形態では、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ開始する場合には、内燃機関１０の吸気量が増加しているとき（つまり内燃機関１０の加速時）に、外部ＥＧＲを開始することとした。内燃機関１０の吸気量が増加しているときに外部ＥＧＲを開始した場合には、ＥＧＲ通路３４から流入する外部ＥＧＲガスの量は、増加前の吸気量に対応した少ない量になるため、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より低くなる。このため、外部ＥＧＲ開始直後の水素不足の影響を緩和することができ、燃焼の悪化を抑制することができる。
【００３３】
図２は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンによれば、まず、外部ＥＧＲ停止状態と外部ＥＧＲ実行状態との切り替え要求が出されているか否かが判断される（ステップ１００）。切り替え要求が出されている場合には、その切り替え要求が、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替え要求であるか、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替え要求であるかが更に判断される（ステップ１０２）。
【００３４】
上記ステップ１０２で、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替え要求であると判定された場合には、ＥＧＲ通路３４内のリッチ空燃比の排気ガスを理論空燃比の排気ガスに置換するための処理が実行される（ステップ１０４）。すなわち、このステップ１０４では、＃４気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替わるように、＃４気筒の燃料噴射量が変更（減量）される。また、このステップ１０４では、＃１〜＃３気筒において、理論空燃比が維持されるように、燃料噴射量が変更される。すなわち、＃４気筒の空燃比、すなわち外部ＥＧＲガスの空燃比が理論空燃比に切り替わることにより、外部ＥＧＲガスとともに還流する燃料成分が減少するので、その減少を補うために＃１〜＃３気筒の燃料噴射量が増量される。このステップ１０４では、更に、＃４気筒の理論空燃比化に伴う水素還流量の低下による燃焼速度の低下を補償するため、各気筒の点火時期が進角側に補正する処理も実行される。
【００３５】
続いて、＃４気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた時点以降の、吸入空気量ＧＡの積算値が算出される（ステップ１０６）。次いで、その吸入空気量ＧＡの積算値と、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量とが比較される（ステップ１０８）。ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量は、ＥＧＲ通路３４の容積に排気ガスの密度を乗じた値として求めることができる。上記ステップ１０８で、吸入空気量ＧＡの積算値が、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量より少ない場合には、まだＥＧＲ通路３４内が理論空燃比の排気ガスに置換し切れていないと判断できるので、ステップ１０６の処理が再度実行される。
【００３６】
これに対し、上記ステップ１０８で、吸入空気量ＧＡの積算値が、ＥＧＲ通路３４内の排気ガス量を超えた場合には、ＥＧＲ通路３４内が理論空燃比の排気ガスに置換し終わったと判断できる。この場合には、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替えが許可される（ステップ１１０）。これにより、ＥＧＲ弁３６を閉じて第２ＥＧＲ弁４４を開く制御が行われ、外部ＥＧＲ実行状態から外部ＥＧＲ停止状態への切り替えが実行される。また、吸入空気量ＧＡの積算は終了され、積算値がゼロにリセットされる（ステップ１１２）。
【００３７】
一方、上記ステップ１０２で、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替え要求であると判定された場合には、吸入空気量ＧＡの前回値と今回値との差である変化量ΔＧＡと、正の所定値αとが比較される（ステップ１１４）。吸入空気量ＧＡの変化量ΔＧＡが所定値αより大きい場合には、吸気量の増加勾配が十分に大きいため、外部ＥＧＲを開始した場合、ＥＧＲ率が所定割合（本実施形態では２５％）より低くなり、水素不足による燃焼悪化の影響を十分に緩和することができると判断できる。よって、この場合には、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが許可される（ステップ１１６）。これにより、ＥＧＲ弁３６を開いて第２ＥＧＲ弁４４を閉じる制御が行われ、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが実行される。
【００３８】
一方、上記ステップ１１４で吸入空気量ＧＡの変化量ΔＧＡが所定値α以下であった場合には、外部ＥＧＲを開始した場合、ＥＧＲ率を低くすることができず、水素不足による燃焼悪化のおそれがあると判断できる。このため、この場合には、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えは保留され、変化量ΔＧＡが所定値αより大きくなるタイミングを待って、外部ＥＧＲ停止状態から外部ＥＧＲ実行状態への切り替えが実行される。
【００３９】
上述した実施の形態１においては、＃４気筒が前記第１の発明における「外部ＥＧＲガス生成気筒」に、ＥＧＲ弁３６および第２ＥＧＲ弁４４が前記第１の発明における「切替手段」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４，１０６，１０８および１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「外部ＥＧＲ停止制御手段」が、上記ステップ１１４および１１６の処理を実行することにより前記第２の発明における「外部ＥＧＲ開始制御手段」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより前記第３の発明における「点火時期補正手段」が、それぞれ実現されている。
【００４０】
また、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は、直列４気筒に限定されるものではなく、例えば、直列３気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒など、各種の多気筒内燃機関に本発明を適用可能である。また、外部ＥＧＲガス生成気筒の数が一つである構成に限らず、二つ以上であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 内燃機関
１２ 吸気マニホールド
１４ 吸気通路
１６ ターボチャージャ
１８ タービン
２０ コンプレッサ
２２ 排気マニホールド
２４ 排気通路
３０ インタークーラ
３２ スロットル弁
３４ ＥＧＲ通路
３６ ＥＧＲ弁
４２ 排気通路
４４ 第２ＥＧＲ弁
５０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを吸気側に還流させることのできる気筒である外部ＥＧＲガス生成気筒と、それ以外の気筒と、ＥＧＲ通路とを有する多気筒内燃機関と、
前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスの全量を、前記ＥＧＲ通路を介して、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行する状態と、前記外部ＥＧＲを停止し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスを排気系に流入させる状態とに切り替え可能な切替手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に前記外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、前記外部ＥＧＲを停止させる外部ＥＧＲ停止制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記外部ＥＧＲの停止中に前記外部ＥＧＲを実行する要求が出された場合に、前記内燃機関の吸気量が増加しているときに、前記外部ＥＧＲを開始させる外部ＥＧＲ開始制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記外部ＥＧＲ停止制御手段により外部ＥＧＲ停止前に前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた場合に、各気筒の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記外部ＥＧＲ停止制御手段は、前記ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後、前記外部ＥＧＲを停止させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１】
排気ガスを吸気側に還流させることのできる気筒である外部ＥＧＲガス生成気筒と、それ以外の気筒と、ＥＧＲ通路とを有する多気筒内燃機関と、
前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスの全量を、前記ＥＧＲ通路を介して、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒を含む複数の気筒の吸気側に還流させる外部ＥＧＲを実行する状態と、前記外部ＥＧＲを停止し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の排気ガスを排気系に流入させる状態とに切り替え可能な切替手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒以外の気筒の空燃比を理論空燃比に制御し、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比を理論空燃比よりリッチな空燃比に制御する空燃比制御手段と、
前記外部ＥＧＲの実行中に前記外部ＥＧＲを停止する要求が出された場合に、前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に切り替え、その後、前記外部ＥＧＲを停止させる外部ＥＧＲ停止制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記外部ＥＧＲの停止中に前記外部ＥＧＲを実行する要求が出された場合に、前記内燃機関の吸気量が増加しているときに、前記外部ＥＧＲを開始させる外部ＥＧＲ開始制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記外部ＥＧＲ停止制御手段により外部ＥＧＲ停止前に前記外部ＥＧＲガス生成気筒の空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に切り替えられた場合に、各気筒の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記外部ＥＧＲ停止制御手段は、前記ＥＧＲ通路内のリッチ空燃比の排気ガスが理論空燃比の排気ガスに置換された後、前記外部ＥＧＲを停止させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２３６８４０（Ｐ２０１１−２３６８４０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９９９２（Ｐ２０１０−１０９９９２）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【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２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【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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