内燃機関の制御装置
【課題】燃料供給復帰制御が比較的短期間のうちに複数回実行されても、異音が発生しない、燃料供給復帰制御を提供する。
【解決手段】燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置において、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【解決手段】燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置において、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【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】
内燃機関の制御装置が特許文献１に記載されている。この制御装置では、スロットル弁が全閉であって且つ機関回転数が所定値以上であるときには、燃焼室に供給される燃料の量が零にされる。また、この制御装置では、燃料供給停止制御が停止されたときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０２２１号公報
【特許文献２】特開平５−１３３２５８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１０２５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、アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御が実行され、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御が実行される場合において、アクセルペダル踏込量が比較的短期間のうちに零と零よりも大きいアクセルペダル踏込量との間で繰り返し変化すると、燃料供給復帰制御が比較的短期間のうちに複数回実行されることになる。ここで、燃料供給復帰制御では、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるので、燃料供給復帰制御が実行されると、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。したがって、燃料供給復帰制御が比較的短期間のうちに複数回実行されると、燃焼室から排気通路に比較的短時間のうちに多量の未燃燃料が排出される。そして、排気通路に排出された多量の未燃燃料が排気通路内で燃焼する場合があり、この場合、異音が発生する。
【０００５】
ここで、内燃機関を搭載した車両が比較的速い速度で走行しているときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃焼が抑制されるべきである。
【０００６】
そこで、本願の発明の目的は、車両の速度が比較的低いときに燃料供給復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明は、アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御を実行し、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。そして、本発明では、前記内燃機関が車両に搭載されており、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【０００８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上記燃料供給復帰制御では、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。したがって、このとき、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。ここで、排気通路に排出された未燃燃料が燃焼すると、異音が発生する。そして、車両が比較的速い速度で走行しているときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃焼が抑制されるべきである。そして、燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の量が少ないほど、この未燃燃料が燃焼する可能性が低い。ここで、本発明では、パーキングレンジが用いられており且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が予め定められた速度以上であるときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さい。つまり、本発明では、車両の速度が比較的低いときの燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に単位時間当たりに排出される未燃燃料の量が比較的少ない。したがって、本発明では、たとえ、車両の速度が比較的低いときに比較的短期間のうちに燃料供給停止制御と燃料供給復帰制御とが繰り返し実行されたとしても、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の総量も比較的少ない。このため、本発明によれば、車両の速度が比較的低いときに燃料供給復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することができるという効果が得られる。
【０００９】
また、本願の別の発明では、上記発明において、燃焼室に供給される燃料の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される空気の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される燃料の量と燃焼室に供給される空気の量とを制御することによって前記燃料供給復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合が制御される。
【００１０】
なお、上記発明において、前記予め定められた速度が零または略零であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の空燃比制御装置が適用された内燃機関を示した図である。
【図２】第１実施形態の燃料供給停止制御（ＦＣ制御）を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図３】第１実施形態の燃料供給復帰制御（ＦＣ復帰制御）を実行するルーチンの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」という）の制御装置が適用された内燃機関が図１に示されている。図１に示されている内燃機関１０は、火花点火式の内燃機関（いわゆるガソリンエンジン）である。図１において、１１は燃料噴射弁、１２は燃焼室、１６はクランクポジションセンサ、１７は点火栓、２０は内燃機関の本体、８０はアクセルペダル、８１はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。
【００１３】
また、図１において、３０は吸気通路、３１は吸気ポート、３２は吸気マニホルド、３４は吸気管、３５はスロットル弁、３６はスロットル弁３５を駆動するためのアクチュエータ、３７はエアフローメータ、３８はエアクリーナ、４０は排気通路、４１は排気ポート、４２は排気マニホルド、４３は排気管、４４は触媒コンバータ、４６は空燃比センサをそれぞれ示している。なお、吸気通路３０は、吸気ポート３１、吸気マニホルド３２、および、吸気管３４から構成されている。一方、排気通路４０は、排気ポート４１、排気マニホルド４２、および、排気管４３から構成されている。
【００１４】
電子制御装置９０はマイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置９０はＣＰＵ（マイクロプロセッサ）９１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）９２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５を有する。これらＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５は双方向バスによって互いに接続されている。
【００１５】
次に、上述した内燃機関の各構成要素についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明において「燃料噴射量」は「燃料噴射量から噴射される燃料の量」を意味し、「目標燃料噴射量」は「燃料噴射量の目標値」を意味し、「目標点火タイミング」は「点火栓によって燃焼室内の燃料に点火するタイミングの目標値」を意味し、「機関回転数」は「内燃機関の回転数」を意味し、「スロットル弁開度」は「スロットル弁の開度」を意味し、「吸入空気量」は「燃焼室に吸入される空気の量」を意味し、「目標吸入空気量」は「吸入空気量の目標値」を意味し、「混合気」とは「燃焼室内に形成される空気と燃料とが混合されたガス」を意味し、「アクセルペダル踏込量」は「アクセルペダルの踏込量」を意味し、「要求機関トルク」は「内燃機関から出力されるトルクとして要求されるトルク」を意味する。
【００１６】
内燃機関１０は、４つの燃焼室１２と、４つの燃料噴射弁１１と、を具備する。これら燃料噴射弁１１は、その燃料噴射孔が各燃焼室１２に対応する吸気ポート３１内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、燃料噴射弁１１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、目標燃料噴射タイミングにおいて目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁１１に噴射させるための指令信号を燃料噴射弁１１に供給する。電子制御装置９０から燃料噴射弁１１に指令信号が供給されると、燃料噴射弁１１は、それぞれ対応する吸気ポート３１内に燃料を噴射する。
【００１７】
また、内燃機関１０は、４つの点火栓１７を具備する。これら点火栓１７は、その放電電極がそれぞれ対応する燃焼室１２内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、点火栓１２は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、目標点火タイミングにおいて点火栓１２に火花を発生させるための指令信号を点火栓１２に供給する。電子制御装置９０から点火栓１７に指令信号が供給されると、点火栓１２は、燃焼室１２内の燃料を点火する。なお、燃焼室１２内の燃料が点火栓１７によって点火されると、燃焼室１２内の燃料が燃焼し、ピストン（図示せず）およびコンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）にトルクが出力される。
【００１８】
クランクポジションセンサ１６は、内燃機関の出力軸、すなわち、クランクシャフト近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ１６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１６は、クランクシャフトの回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて機関回転数を算出する。
【００１９】
吸気マニホルド３２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する吸気ポート３１に接続されている。また、吸気マニホルド３２は、その他端で吸気管３４の一端に接続されている。
【００２０】
スロットル弁３５は、吸気管３４に配置されている。スロットル弁３５には、その開度を変更するためのアクチュエータ（以下このアクチュエータを「スロットル弁アクチュエータ」という）３６が接続されている。スロットル弁アクチュエータ３６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、スロットル弁開度が目標吸入空気量を達成するスロットル弁開度に制御されるようにスロットル弁アクチュエータ３６を駆動するための制御信号をスロットル弁アクチュエータ３６に供給する。なお、スロットル弁開度が変更されると、スロットル弁３５が配置された領域における吸気管３４内の流路面積が変わる。これによって、スロットル弁３５を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。
【００２１】
エアフローメータ３７は、スロットル弁３５よりも上流において吸気通路３０（より具体的には、吸気管３４）に配置されている。また、エアフローメータ３７は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。エアフローメータ３７は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてエアフローメータ３７を通過する空気の量、ひいては、吸入空気量を算出する。
【００２２】
エアクリーナ３８は、エアフローメータ３７よりも上流において吸気通路３０（より具体的には、吸気管３４）に配置されている。
【００２３】
排気マニホルド４２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する排気ポート４１に接続されている。また、排気マニホルド４２は、その他端で排気管４３の一端に接続されている。排気管４３は、その他端で外気に開放されている。
【００２４】
触媒コンバータ４４は、排気通路４０（より具体的には、排気管４３に配置されている。また、触媒コンバータ４４は、その内部に触媒４５を収容している。この触媒４５は、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、未燃炭化水素（未燃ＨＣ）を高い浄化率で同時に浄化することができるいわゆる三元触媒である。また、この触媒４５は、酸素吸放出能力を備えている。この酸素捕捉放出能力とは、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに排気ガス中の酸素を触媒内部に吸収または吸蔵することによって捕捉し、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに触媒内部に捕捉している酸素を放出する能力である。なお、排気ガスの空燃比とは、燃焼室１２に供給された燃料の量（すなわち、燃料噴射量）に対する燃焼室１２に吸入された空気の量（すなわち、吸入空気量）の比を意味し、実質的には、燃焼室１２に形成される混合気の空燃比（以下これを単に「混合気の空燃比」ともいう）に相当する。
【００２５】
空燃比センサ４６は、触媒コンバータ４４よりも上流の排気通路４０（より具体的には、排気管４３）に取り付けられている。また、空燃比センサ４６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて空燃比センサ４６に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ４６として、図２に示されている出力特性を有するいわゆる限界電流式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図２に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が大きいほど大きい電流値を出力値として出力する。
【００２６】
アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル８０に接続されている。また、アクセルペダル踏込量センサ８１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてアクセルペダル踏込量、ひいては、要求機関トルクを算出する。
【００２７】
なお、第１実施形態の内燃機関は、車両に搭載され、この車両の駆動に利用される。
【００２８】
次に、第１実施形態の燃料供給停止制御、すなわち、フューエルカット制御について説明する。なお、フューエルカット制御（すなわち、燃料供給停止制御）とは「燃焼室に供給される燃料の量（すなわち、燃料噴射量）を零にする制御」である。また、以下の説明では、フューエルカット制御を「ＦＣ制御」と称する。第１実施形態では、アクセルペダル踏込量が零であるときには、ＦＣ制御が実行される。一方、アクセルペダル踏込量が零ではないときには、ＦＣ制御が停止される。
【００２９】
次に、第１実施形態の燃料供給復帰制御、すなわち、フューエルカット復帰制御について説明する。なお、フューエルカット復帰制御とは「混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する制御」である。また、以下の説明では、フューエルカット復帰制御を「ＦＣ復帰制御」と称する。また、以下の説明において「Ｐレンジ」は「パーキングレンジ」を意味し、「車速」は「車両の速度」を意味し、「リッチ度合」は「理論空燃比に対して混合気の空燃比がリッチである度合」を意味し、「機関出力動力」は「内燃機関から出力される動力」を意味する。
【００３０】
第１実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第１実施形態では、Ｐレンジが用いられており且つ車速が予め定められた速度よりも低いときに実行されるＦＣ復帰制御（以下このＦＣ復帰制御を「Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御」ともいう）における混合気の空燃比のリッチ度合が、Ｐレンジが用いられておらず或いは車速が上記予め定められた速度以上であるときに実行されるＦＣ復帰制御（以下このＦＣ復帰制御を「通常ＦＣ復帰制御」ともいう）における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【００３１】
ここで、Ｐレンジとは、車両の駆動輪への機関出力動力の伝達が遮断されるとともに車両の変速機をロックした状態を意味し、一般的には、車両のシフトレバーによって選択可能なレンジである。
【００３２】
なお、上記予め定められた速度は、車両が停止しているときの車両の速度（すなわち、零）または車両が略停止しているときの車両の速度（すなわち、略零または極めて遅い速度）であることが好ましい。
【００３３】
第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、ＦＣ復帰制御では、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。したがって、このとき、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。ここで、排気通路に排出された未燃燃料が燃焼すると、異音が発生する。そして、車両が比較的速い速度で走行しているときには、この異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、ＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃料が抑制されるべきである。そして、燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の量が少ないほど、この未燃燃料が燃焼する可能性が低い。ここで、第１実施形態では、Ｐレンジが用いられており且つ車速が予め定められた速度よりも低いときに実行されるＦＣ復帰制御（すなわち、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御）における混合気の空燃比のリッチ度合が、Ｐレンジが用いられておらず或いは車速が予め定められた速度以上であるときに実行されるＦＣ復帰制御（すなわち、通常ＦＣ復帰制御）における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さい。つまり、第１実施形態では、車速が比較的低いときのＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に単位時間当たりに排出される未燃燃料の量が比較的少ない。したがって、第１実施形態では、たとえ、車速が比較的低いときに比較的短期間のうちにＦＣ制御とＦＣ復帰制御とが繰り返し実行されたとしても、ＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の総量が比較的少ない。このため、第１実施形態によれば、車速が比較的低いときにＦＣ復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することができるという効果が得られる。
【００３４】
次に、第１実施形態のＦＣ制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図２に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。
【００３５】
図２のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、アクセルペダル踏込量Ａｃｃが取得される。次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得されたアクセルペダル踏込量Ａｃｃが零である（Ａｃｃ＝０）か否かが判別される。ここで、Ａｃｃ＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ１０２に進む。一方、Ａｃｃ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０４に進む。
【００３６】
ステップ１０２では、ＦＣ制御が開始され、あるいは、ＦＣ制御が既に実行されているときにはＦＣ制御の実行が継続される。次いで、ステップ１０３において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがセットされ、その後、ルーチンが終了する。
【００３７】
ステップ１０４では、ＦＣ制御が停止され、あるいは、ＦＣ制御が既に停止されているときにはＦＣ制御の停止が継続される。次いで、ステップ１０５において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされ、その後、ルーチンが終了する。
【００３８】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図３に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。
【００３９】
図３のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃが取得される。このＦＣ制御実行フラグＰｆｃは、ＦＣ制御が実行されているか否かを示すフラグであって、ＦＣ制御が実行されているときにセットされており、ＦＣ制御が停止されているときにリセットされているフラグであり、具体的には、図２のステップ１０３でセットされ、図２のステップ１０５でリセットされるフラグである。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得されたＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされているか否かが判別される。ここで、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされていると判別されたときには、ルーチンはステップ２０２に進む。一方、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされていないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１０に進む。
【００４０】
ステップ２０２では、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣが取得される。このＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣは、ステップ２０６でＦＣ復帰制御が開始されてから経過した時間を示すカウンタであって、ＦＣ復帰制御が開始されてから経過した時間が長いほど大きくなるカウンタであり、具体的には、ステップ２０４でカウントアップされ、ステップ２１１でクリアされるカウンタである。次いで、ステップ２０３において、ステップ２０２で取得されたＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣが上記予め定められた時間Ｃｔｈよりも小さい（Ｃ＜Ｃｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃ＜Ｃｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０４に進む。一方、Ｃ＜Ｃｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１０に進む。
【００４１】
ステップ２０４では、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣがカウントアップされる。次いで、ステップ２０５において、ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合として基準とすべき値（以下この値を「基準リッチ度合」という）が取得される。次いで、ステップ２０６において、ＰレンジフラグＦｐおよび車速Ｖが取得される。このＰレンジフラグＦｐは、Ｐレンジが用いられているか否かを示すフラグであって、Ｐレンジが用いられているときにセットされており、Ｐレンジが用いられていないときにリセットされているフラグである。次いで、ステップ２０７において、ステップ２０６で取得されたＰレンジフラグＦｐがセットされており且つステップ２０６で取得された車速Ｖが上記予め定められた速度Ｖｔｈよりも低い（Ｖ＜Ｖｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＰレンジフラグＦｐがセットされており且つＶ＜Ｖｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０８に進む。一方、ＰレンジフラグＦｐがセットされていない或いはＶ＜Ｖｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１２に進む。
【００４２】
ステップ２０８では、ステップ２０５で取得された基準リッチ度合よりも小さいリッチ度合が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。次いで、ステップ２０９において、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が開始され、あるいは、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が既に実行されているときにはＰレンジ停止時のＦＣ復帰制御の実行が継続され、その後、ルーチンが終了する。なお、ステップ２０９で実行されるＰレンジ停止時のＦＣ復帰制御では、ステップ２０８で設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４３】
ステップ２１２では、ステップ２０５で取得された基準リッチ度合が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。次いで、ステップ２１３において、通常ＦＣ復帰制御が開始され、あるいは、通常ＦＣ復帰制御が既に実行されているときには通常ＦＣ復帰制御の実行が継続され、その後、ルーチンが終了する。なお、ステップ２１３で実行される通常ＦＣ復帰制御では、ステップ２１２で設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４４】
ステップ２１０では、ＦＣ復帰制御（Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御または通常ＦＣ復帰制御）が停止され、あるいは、ＦＣ復帰制御が既に停止されているときにはＦＣ復帰制御の停止が継続される。次いで、ステップ２１１において、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣがクリアされ、その後、ルーチンが終了する。
【００４５】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御として採用可能なＦＣ復帰制御について説明する。なお、以下の説明では、この採用可能なＦＣ復帰制御を採用した実施形態を「第２実施形態」と称する。
【００４６】
第２実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第２実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、混合気の空燃比のリッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくなるように、基準リッチ度合を補正係数によって補正することによって得られる値が目標リッチ度合に設定される。より具体的には、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、たとえば、次式１に示されているように、基準リッチ度合Ｄｒｂに補正係数Ｋｄｒを乗算することによって得られる値が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。そして、この設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。なお、次式１の補正係数Ｋｄｒは「１」よりも小さい値である。
【００４７】
Ｄｒｔ＝Ｄｒｂ×Ｋｄｒ …（１）
【００４８】
一方、第２実施形態では、通常ＦＣ復帰制御が実行されるときには、基準リッチ度合が目標リッチ度合に設定される。そして、この設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４９】
なお、第１実施形態のＦＣ復帰制御の一例および第２実施形態では、基準リッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における目標リッチ度合に設定される。しかしながら、これに代えて、基準リッチ度合よりも大きなリッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における目標リッチ度合に設定されてもよい。
【００５０】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御として採用可能なＦＣ復帰制御について説明する。なお、以下の説明では、この採用可能なＦＣ復帰制御を採用した実施形態を「第３実施形態」と称する。
【００５１】
第３実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、基準燃料噴射量を補正係数によって補正することによって得られる値が目標燃料噴射量に設定されるとともに、基準吸入空気量が目標吸入空気量に設定される。より具体的には、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、たとえば、次式２に示されているように、基準燃料噴射量Ｑｂに補正係数Ｋｑを乗算することによって得られる値が目標燃料噴射量Ｑｔに設定されるとともに、基準吸入空気量が目標吸入空気量に設定される。そして、この設定された目標燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されるように燃料噴射弁が制御されるともに、この設定された目標吸入空気量の空気が燃焼室に吸入されるようにスロットル弁が制御される。なお、次式２の補正係数Ｋｑは「１」よりも小さい値である。また、上記基準燃料噴射量および上記基準吸入空気量は、基準燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射され且つ基準吸入空気量の空気が燃焼室に吸入されたときに混合気の空燃比が理論空燃比よりも予め定められた度合だけリッチな空燃比になる量として予め定められている量である。
【００５２】
Ｑｔ＝Ｑｂ×Ｋｑ …（２）
【００５３】
なお、第３実施形態では、基準燃料噴射量が通常ＦＣ復帰制御における目標燃料噴射量に設定される。しかしながら、これに代えて、基準燃料噴射量よりも多い燃料噴射量が通常ＦＣ復帰制御における目標燃料噴射量に設定されてもよい。
【００５４】
また、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御における目標吸入空気量が通常ＦＣ復帰制御における目標吸入空気量に等しい量に設定される。しかしながら、これに代えて、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御における目標吸入空気量が通常ＦＣ復帰制御における目標吸入空気量よりも多い量に設定されてもよい。
【００５５】
また、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときに、燃料噴射量を基準燃料噴射量よりも少なくすることによって、混合気の空燃比のリッチ度合を通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくしている。しかしながら、これに代えて、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときに、吸入空気量を基準吸入空気量よりも多くすることによって、混合気の空燃比のリッチ度合を通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくするようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態のＦＣ復帰制御は、たとえば、ＦＣ制御の実行中に触媒内部に多量に捕捉された酸素を放出させ、触媒のＮＯｘ浄化率を高めるために実行される制御である。
【００５７】
また、上述した実施形態において、レーシングが実行されていない状態からの自立ＦＣ復帰が可能か否かをＦＣ復帰制御を開始するか否かを判断する条件として追加してもよい。この場合、自立ＦＣ復帰が可能であるときには、ＦＣ復帰制御が開始され、自立ＦＣ復帰が可能ではないときには、自立ＦＣ復帰が可能となるまでＦＣ復帰制御の開始が待機される。ここで、レーシングとは「ＦＣ制御中に機関回転数を上昇させ或いは所定の機関回転数に維持するために燃焼室に燃料を供給すること」を意味する。また、自立ＦＣ復帰とは「ＦＣ制御が停止されたときに燃焼室に燃料を供給した場合に、内燃機関のスタータモータを用いることなく、燃焼室内の燃料の燃焼によって内燃機関を運転させることができること」を意味し、たとえば、内燃機関から出力される動力と電動機から出力される動力とを適宜利用して駆動せしめられるいわゆるハイブリッド車両に上述した実施形態の内燃機関が搭載されている場合において、電動機から出力される動力が内燃機関に入力されており、その結果、機関回転数が或る程度の機関回転数に維持されている状態にあるときに、自立ＦＣ復帰が可能であると言える。
【００５８】
また、本発明は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆるディーゼルエンジン）にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…内燃機関、１１…燃料噴射弁、１２…燃焼室、３５…スロットル弁、４０…排気通路、４５…触媒、８０…アクセルペダル、８１…アクセルペダル踏込量センサ、９０…電子制御装置
【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】
内燃機関の制御装置が特許文献１に記載されている。この制御装置では、スロットル弁が全閉であって且つ機関回転数が所定値以上であるときには、燃焼室に供給される燃料の量が零にされる。また、この制御装置では、燃料供給停止制御が停止されたときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３０２２１号公報
【特許文献２】特開平５−１３３２５８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１０２５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、アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御が実行され、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御が実行される場合において、アクセルペダル踏込量が比較的短期間のうちに零と零よりも大きいアクセルペダル踏込量との間で繰り返し変化すると、燃料供給復帰制御が比較的短期間のうちに複数回実行されることになる。ここで、燃料供給復帰制御では、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御されるので、燃料供給復帰制御が実行されると、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。したがって、燃料供給復帰制御が比較的短期間のうちに複数回実行されると、燃焼室から排気通路に比較的短時間のうちに多量の未燃燃料が排出される。そして、排気通路に排出された多量の未燃燃料が排気通路内で燃焼する場合があり、この場合、異音が発生する。
【０００５】
ここで、内燃機関を搭載した車両が比較的速い速度で走行しているときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃焼が抑制されるべきである。
【０００６】
そこで、本願の発明の目的は、車両の速度が比較的低いときに燃料供給復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明は、アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御を実行し、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置に関する。そして、本発明では、前記内燃機関が車両に搭載されており、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【０００８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上記燃料供給復帰制御では、燃焼室に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。したがって、このとき、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。ここで、排気通路に排出された未燃燃料が燃焼すると、異音が発生する。そして、車両が比較的速い速度で走行しているときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃焼が抑制されるべきである。そして、燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の量が少ないほど、この未燃燃料が燃焼する可能性が低い。ここで、本発明では、パーキングレンジが用いられており且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合が、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が予め定められた速度以上であるときに実行される燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さい。つまり、本発明では、車両の速度が比較的低いときの燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に単位時間当たりに排出される未燃燃料の量が比較的少ない。したがって、本発明では、たとえ、車両の速度が比較的低いときに比較的短期間のうちに燃料供給停止制御と燃料供給復帰制御とが繰り返し実行されたとしても、燃料供給復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の総量も比較的少ない。このため、本発明によれば、車両の速度が比較的低いときに燃料供給復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することができるという効果が得られる。
【０００９】
また、本願の別の発明では、上記発明において、燃焼室に供給される燃料の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される空気の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される燃料の量と燃焼室に供給される空気の量とを制御することによって前記燃料供給復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合が制御される。
【００１０】
なお、上記発明において、前記予め定められた速度が零または略零であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の空燃比制御装置が適用された内燃機関を示した図である。
【図２】第１実施形態の燃料供給停止制御（ＦＣ制御）を実行するルーチンの一例を示した図である。
【図３】第１実施形態の燃料供給復帰制御（ＦＣ復帰制御）を実行するルーチンの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」という）の制御装置が適用された内燃機関が図１に示されている。図１に示されている内燃機関１０は、火花点火式の内燃機関（いわゆるガソリンエンジン）である。図１において、１１は燃料噴射弁、１２は燃焼室、１６はクランクポジションセンサ、１７は点火栓、２０は内燃機関の本体、８０はアクセルペダル、８１はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。
【００１３】
また、図１において、３０は吸気通路、３１は吸気ポート、３２は吸気マニホルド、３４は吸気管、３５はスロットル弁、３６はスロットル弁３５を駆動するためのアクチュエータ、３７はエアフローメータ、３８はエアクリーナ、４０は排気通路、４１は排気ポート、４２は排気マニホルド、４３は排気管、４４は触媒コンバータ、４６は空燃比センサをそれぞれ示している。なお、吸気通路３０は、吸気ポート３１、吸気マニホルド３２、および、吸気管３４から構成されている。一方、排気通路４０は、排気ポート４１、排気マニホルド４２、および、排気管４３から構成されている。
【００１４】
電子制御装置９０はマイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置９０はＣＰＵ（マイクロプロセッサ）９１、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）９２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５を有する。これらＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、バックアップＲＡＭ９４、および、インターフェース９５は双方向バスによって互いに接続されている。
【００１５】
次に、上述した内燃機関の各構成要素についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明において「燃料噴射量」は「燃料噴射量から噴射される燃料の量」を意味し、「目標燃料噴射量」は「燃料噴射量の目標値」を意味し、「目標点火タイミング」は「点火栓によって燃焼室内の燃料に点火するタイミングの目標値」を意味し、「機関回転数」は「内燃機関の回転数」を意味し、「スロットル弁開度」は「スロットル弁の開度」を意味し、「吸入空気量」は「燃焼室に吸入される空気の量」を意味し、「目標吸入空気量」は「吸入空気量の目標値」を意味し、「混合気」とは「燃焼室内に形成される空気と燃料とが混合されたガス」を意味し、「アクセルペダル踏込量」は「アクセルペダルの踏込量」を意味し、「要求機関トルク」は「内燃機関から出力されるトルクとして要求されるトルク」を意味する。
【００１６】
内燃機関１０は、４つの燃焼室１２と、４つの燃料噴射弁１１と、を具備する。これら燃料噴射弁１１は、その燃料噴射孔が各燃焼室１２に対応する吸気ポート３１内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、燃料噴射弁１１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、目標燃料噴射タイミングにおいて目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁１１に噴射させるための指令信号を燃料噴射弁１１に供給する。電子制御装置９０から燃料噴射弁１１に指令信号が供給されると、燃料噴射弁１１は、それぞれ対応する吸気ポート３１内に燃料を噴射する。
【００１７】
また、内燃機関１０は、４つの点火栓１７を具備する。これら点火栓１７は、その放電電極がそれぞれ対応する燃焼室１２内に露出するように内燃機関の本体２０に取り付けられている。また、点火栓１２は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、目標点火タイミングにおいて点火栓１２に火花を発生させるための指令信号を点火栓１２に供給する。電子制御装置９０から点火栓１７に指令信号が供給されると、点火栓１２は、燃焼室１２内の燃料を点火する。なお、燃焼室１２内の燃料が点火栓１７によって点火されると、燃焼室１２内の燃料が燃焼し、ピストン（図示せず）およびコンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）にトルクが出力される。
【００１８】
クランクポジションセンサ１６は、内燃機関の出力軸、すなわち、クランクシャフト近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ１６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１６は、クランクシャフトの回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて機関回転数を算出する。
【００１９】
吸気マニホルド３２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する吸気ポート３１に接続されている。また、吸気マニホルド３２は、その他端で吸気管３４の一端に接続されている。
【００２０】
スロットル弁３５は、吸気管３４に配置されている。スロットル弁３５には、その開度を変更するためのアクチュエータ（以下このアクチュエータを「スロットル弁アクチュエータ」という）３６が接続されている。スロットル弁アクチュエータ３６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。電子制御装置９０は、スロットル弁開度が目標吸入空気量を達成するスロットル弁開度に制御されるようにスロットル弁アクチュエータ３６を駆動するための制御信号をスロットル弁アクチュエータ３６に供給する。なお、スロットル弁開度が変更されると、スロットル弁３５が配置された領域における吸気管３４内の流路面積が変わる。これによって、スロットル弁３５を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。
【００２１】
エアフローメータ３７は、スロットル弁３５よりも上流において吸気通路３０（より具体的には、吸気管３４）に配置されている。また、エアフローメータ３７は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。エアフローメータ３７は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてエアフローメータ３７を通過する空気の量、ひいては、吸入空気量を算出する。
【００２２】
エアクリーナ３８は、エアフローメータ３７よりも上流において吸気通路３０（より具体的には、吸気管３４）に配置されている。
【００２３】
排気マニホルド４２は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する排気ポート４１に接続されている。また、排気マニホルド４２は、その他端で排気管４３の一端に接続されている。排気管４３は、その他端で外気に開放されている。
【００２４】
触媒コンバータ４４は、排気通路４０（より具体的には、排気管４３に配置されている。また、触媒コンバータ４４は、その内部に触媒４５を収容している。この触媒４５は、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、および、未燃炭化水素（未燃ＨＣ）を高い浄化率で同時に浄化することができるいわゆる三元触媒である。また、この触媒４５は、酸素吸放出能力を備えている。この酸素捕捉放出能力とは、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに排気ガス中の酸素を触媒内部に吸収または吸蔵することによって捕捉し、触媒コンバータ内部の排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに触媒内部に捕捉している酸素を放出する能力である。なお、排気ガスの空燃比とは、燃焼室１２に供給された燃料の量（すなわち、燃料噴射量）に対する燃焼室１２に吸入された空気の量（すなわち、吸入空気量）の比を意味し、実質的には、燃焼室１２に形成される混合気の空燃比（以下これを単に「混合気の空燃比」ともいう）に相当する。
【００２５】
空燃比センサ４６は、触媒コンバータ４４よりも上流の排気通路４０（より具体的には、排気管４３）に取り付けられている。また、空燃比センサ４６は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいて空燃比センサ４６に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ４６は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ４６として、図２に示されている出力特性を有するいわゆる限界電流式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図２に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が大きいほど大きい電流値を出力値として出力する。
【００２６】
アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル８０に接続されている。また、アクセルペダル踏込量センサ８１は、電子制御装置９０のインターフェース９５に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ８１は、アクセルペダル踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置９０に入力される。電子制御装置９０は、この出力値に基づいてアクセルペダル踏込量、ひいては、要求機関トルクを算出する。
【００２７】
なお、第１実施形態の内燃機関は、車両に搭載され、この車両の駆動に利用される。
【００２８】
次に、第１実施形態の燃料供給停止制御、すなわち、フューエルカット制御について説明する。なお、フューエルカット制御（すなわち、燃料供給停止制御）とは「燃焼室に供給される燃料の量（すなわち、燃料噴射量）を零にする制御」である。また、以下の説明では、フューエルカット制御を「ＦＣ制御」と称する。第１実施形態では、アクセルペダル踏込量が零であるときには、ＦＣ制御が実行される。一方、アクセルペダル踏込量が零ではないときには、ＦＣ制御が停止される。
【００２９】
次に、第１実施形態の燃料供給復帰制御、すなわち、フューエルカット復帰制御について説明する。なお、フューエルカット復帰制御とは「混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する制御」である。また、以下の説明では、フューエルカット復帰制御を「ＦＣ復帰制御」と称する。また、以下の説明において「Ｐレンジ」は「パーキングレンジ」を意味し、「車速」は「車両の速度」を意味し、「リッチ度合」は「理論空燃比に対して混合気の空燃比がリッチである度合」を意味し、「機関出力動力」は「内燃機関から出力される動力」を意味する。
【００３０】
第１実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第１実施形態では、Ｐレンジが用いられており且つ車速が予め定められた速度よりも低いときに実行されるＦＣ復帰制御（以下このＦＣ復帰制御を「Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御」ともいう）における混合気の空燃比のリッチ度合が、Ｐレンジが用いられておらず或いは車速が上記予め定められた速度以上であるときに実行されるＦＣ復帰制御（以下このＦＣ復帰制御を「通常ＦＣ復帰制御」ともいう）における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくされる。
【００３１】
ここで、Ｐレンジとは、車両の駆動輪への機関出力動力の伝達が遮断されるとともに車両の変速機をロックした状態を意味し、一般的には、車両のシフトレバーによって選択可能なレンジである。
【００３２】
なお、上記予め定められた速度は、車両が停止しているときの車両の速度（すなわち、零）または車両が略停止しているときの車両の速度（すなわち、略零または極めて遅い速度）であることが好ましい。
【００３３】
第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、ＦＣ復帰制御では、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御される。したがって、このとき、燃焼室から排気通路に未燃燃料が排出される。ここで、排気通路に排出された未燃燃料が燃焼すると、異音が発生する。そして、車両が比較的速い速度で走行しているときには、この異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性は低い。しかしながら、車両が比較的遅い速度で走行しているとき、特に、車両が停止している状態または車両が略停止している状態にあるときには、上記異音が車両の運転者にとって耳障りな音になる可能性が高い。したがって、車両が比較的遅い速度で走行しているときには、ＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の燃料が抑制されるべきである。そして、燃焼室から排気通路に排出された未燃燃料の量が少ないほど、この未燃燃料が燃焼する可能性が低い。ここで、第１実施形態では、Ｐレンジが用いられており且つ車速が予め定められた速度よりも低いときに実行されるＦＣ復帰制御（すなわち、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御）における混合気の空燃比のリッチ度合が、Ｐレンジが用いられておらず或いは車速が予め定められた速度以上であるときに実行されるＦＣ復帰制御（すなわち、通常ＦＣ復帰制御）における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さい。つまり、第１実施形態では、車速が比較的低いときのＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に単位時間当たりに排出される未燃燃料の量が比較的少ない。したがって、第１実施形態では、たとえ、車速が比較的低いときに比較的短期間のうちにＦＣ制御とＦＣ復帰制御とが繰り返し実行されたとしても、ＦＣ復帰制御の実行によって燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の総量が比較的少ない。このため、第１実施形態によれば、車速が比較的低いときにＦＣ復帰制御が実行されたときに燃焼室から排気通路に排出される未燃燃料の燃焼を抑制することができるという効果が得られる。
【００３４】
次に、第１実施形態のＦＣ制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図２に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。
【００３５】
図２のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、アクセルペダル踏込量Ａｃｃが取得される。次いで、ステップ１０１において、ステップ１００で取得されたアクセルペダル踏込量Ａｃｃが零である（Ａｃｃ＝０）か否かが判別される。ここで、Ａｃｃ＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ１０２に進む。一方、Ａｃｃ＝０ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ１０４に進む。
【００３６】
ステップ１０２では、ＦＣ制御が開始され、あるいは、ＦＣ制御が既に実行されているときにはＦＣ制御の実行が継続される。次いで、ステップ１０３において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがセットされ、その後、ルーチンが終了する。
【００３７】
ステップ１０４では、ＦＣ制御が停止され、あるいは、ＦＣ制御が既に停止されているときにはＦＣ制御の停止が継続される。次いで、ステップ１０５において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされ、その後、ルーチンが終了する。
【００３８】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図３に示されている。なお、このルーチンは、所定のクランク角度が到来する毎に開始されるルーチンである。
【００３９】
図３のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃが取得される。このＦＣ制御実行フラグＰｆｃは、ＦＣ制御が実行されているか否かを示すフラグであって、ＦＣ制御が実行されているときにセットされており、ＦＣ制御が停止されているときにリセットされているフラグであり、具体的には、図２のステップ１０３でセットされ、図２のステップ１０５でリセットされるフラグである。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得されたＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされているか否かが判別される。ここで、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされていると判別されたときには、ルーチンはステップ２０２に進む。一方、ＦＣ制御実行フラグＦｆｃがリセットされていないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１０に進む。
【００４０】
ステップ２０２では、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣが取得される。このＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣは、ステップ２０６でＦＣ復帰制御が開始されてから経過した時間を示すカウンタであって、ＦＣ復帰制御が開始されてから経過した時間が長いほど大きくなるカウンタであり、具体的には、ステップ２０４でカウントアップされ、ステップ２１１でクリアされるカウンタである。次いで、ステップ２０３において、ステップ２０２で取得されたＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣが上記予め定められた時間Ｃｔｈよりも小さい（Ｃ＜Ｃｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｃ＜Ｃｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０４に進む。一方、Ｃ＜Ｃｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１０に進む。
【００４１】
ステップ２０４では、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣがカウントアップされる。次いで、ステップ２０５において、ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合として基準とすべき値（以下この値を「基準リッチ度合」という）が取得される。次いで、ステップ２０６において、ＰレンジフラグＦｐおよび車速Ｖが取得される。このＰレンジフラグＦｐは、Ｐレンジが用いられているか否かを示すフラグであって、Ｐレンジが用いられているときにセットされており、Ｐレンジが用いられていないときにリセットされているフラグである。次いで、ステップ２０７において、ステップ２０６で取得されたＰレンジフラグＦｐがセットされており且つステップ２０６で取得された車速Ｖが上記予め定められた速度Ｖｔｈよりも低い（Ｖ＜Ｖｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＰレンジフラグＦｐがセットされており且つＶ＜Ｖｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２０８に進む。一方、ＰレンジフラグＦｐがセットされていない或いはＶ＜Ｖｔｈではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２１２に進む。
【００４２】
ステップ２０８では、ステップ２０５で取得された基準リッチ度合よりも小さいリッチ度合が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。次いで、ステップ２０９において、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が開始され、あるいは、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が既に実行されているときにはＰレンジ停止時のＦＣ復帰制御の実行が継続され、その後、ルーチンが終了する。なお、ステップ２０９で実行されるＰレンジ停止時のＦＣ復帰制御では、ステップ２０８で設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４３】
ステップ２１２では、ステップ２０５で取得された基準リッチ度合が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。次いで、ステップ２１３において、通常ＦＣ復帰制御が開始され、あるいは、通常ＦＣ復帰制御が既に実行されているときには通常ＦＣ復帰制御の実行が継続され、その後、ルーチンが終了する。なお、ステップ２１３で実行される通常ＦＣ復帰制御では、ステップ２１２で設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４４】
ステップ２１０では、ＦＣ復帰制御（Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御または通常ＦＣ復帰制御）が停止され、あるいは、ＦＣ復帰制御が既に停止されているときにはＦＣ復帰制御の停止が継続される。次いで、ステップ２１１において、ＦＣ復帰制御実行時間カウンタＣがクリアされ、その後、ルーチンが終了する。
【００４５】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御として採用可能なＦＣ復帰制御について説明する。なお、以下の説明では、この採用可能なＦＣ復帰制御を採用した実施形態を「第２実施形態」と称する。
【００４６】
第２実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第２実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、混合気の空燃比のリッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくなるように、基準リッチ度合を補正係数によって補正することによって得られる値が目標リッチ度合に設定される。より具体的には、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、たとえば、次式１に示されているように、基準リッチ度合Ｄｒｂに補正係数Ｋｄｒを乗算することによって得られる値が目標リッチ度合Ｄｒｔに設定される。そして、この設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。なお、次式１の補正係数Ｋｄｒは「１」よりも小さい値である。
【００４７】
Ｄｒｔ＝Ｄｒｂ×Ｋｄｒ …（１）
【００４８】
一方、第２実施形態では、通常ＦＣ復帰制御が実行されるときには、基準リッチ度合が目標リッチ度合に設定される。そして、この設定された目標リッチ度合の空燃比の混合気が燃焼室に形成される。
【００４９】
なお、第１実施形態のＦＣ復帰制御の一例および第２実施形態では、基準リッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における目標リッチ度合に設定される。しかしながら、これに代えて、基準リッチ度合よりも大きなリッチ度合が通常ＦＣ復帰制御における目標リッチ度合に設定されてもよい。
【００５０】
次に、第１実施形態のＦＣ復帰制御として採用可能なＦＣ復帰制御について説明する。なお、以下の説明では、この採用可能なＦＣ復帰制御を採用した実施形態を「第３実施形態」と称する。
【００５１】
第３実施形態では、ＦＣ制御が停止されたときにＦＣ復帰制御が開始される。そして、ＦＣ復帰制御の開始から予め定められた時間が経過したときにＦＣ復帰制御が停止される。ここで、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、基準燃料噴射量を補正係数によって補正することによって得られる値が目標燃料噴射量に設定されるとともに、基準吸入空気量が目標吸入空気量に設定される。より具体的には、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときには、たとえば、次式２に示されているように、基準燃料噴射量Ｑｂに補正係数Ｋｑを乗算することによって得られる値が目標燃料噴射量Ｑｔに設定されるとともに、基準吸入空気量が目標吸入空気量に設定される。そして、この設定された目標燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されるように燃料噴射弁が制御されるともに、この設定された目標吸入空気量の空気が燃焼室に吸入されるようにスロットル弁が制御される。なお、次式２の補正係数Ｋｑは「１」よりも小さい値である。また、上記基準燃料噴射量および上記基準吸入空気量は、基準燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射され且つ基準吸入空気量の空気が燃焼室に吸入されたときに混合気の空燃比が理論空燃比よりも予め定められた度合だけリッチな空燃比になる量として予め定められている量である。
【００５２】
Ｑｔ＝Ｑｂ×Ｋｑ …（２）
【００５３】
なお、第３実施形態では、基準燃料噴射量が通常ＦＣ復帰制御における目標燃料噴射量に設定される。しかしながら、これに代えて、基準燃料噴射量よりも多い燃料噴射量が通常ＦＣ復帰制御における目標燃料噴射量に設定されてもよい。
【００５４】
また、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御における目標吸入空気量が通常ＦＣ復帰制御における目標吸入空気量に等しい量に設定される。しかしながら、これに代えて、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御における目標吸入空気量が通常ＦＣ復帰制御における目標吸入空気量よりも多い量に設定されてもよい。
【００５５】
また、第３実施形態では、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときに、燃料噴射量を基準燃料噴射量よりも少なくすることによって、混合気の空燃比のリッチ度合を通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくしている。しかしながら、これに代えて、Ｐレンジ停止時のＦＣ復帰制御が実行されるときに、吸入空気量を基準吸入空気量よりも多くすることによって、混合気の空燃比のリッチ度合を通常ＦＣ復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくするようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態のＦＣ復帰制御は、たとえば、ＦＣ制御の実行中に触媒内部に多量に捕捉された酸素を放出させ、触媒のＮＯｘ浄化率を高めるために実行される制御である。
【００５７】
また、上述した実施形態において、レーシングが実行されていない状態からの自立ＦＣ復帰が可能か否かをＦＣ復帰制御を開始するか否かを判断する条件として追加してもよい。この場合、自立ＦＣ復帰が可能であるときには、ＦＣ復帰制御が開始され、自立ＦＣ復帰が可能ではないときには、自立ＦＣ復帰が可能となるまでＦＣ復帰制御の開始が待機される。ここで、レーシングとは「ＦＣ制御中に機関回転数を上昇させ或いは所定の機関回転数に維持するために燃焼室に燃料を供給すること」を意味する。また、自立ＦＣ復帰とは「ＦＣ制御が停止されたときに燃焼室に燃料を供給した場合に、内燃機関のスタータモータを用いることなく、燃焼室内の燃料の燃焼によって内燃機関を運転させることができること」を意味し、たとえば、内燃機関から出力される動力と電動機から出力される動力とを適宜利用して駆動せしめられるいわゆるハイブリッド車両に上述した実施形態の内燃機関が搭載されている場合において、電動機から出力される動力が内燃機関に入力されており、その結果、機関回転数が或る程度の機関回転数に維持されている状態にあるときに、自立ＦＣ復帰が可能であると言える。
【００５８】
また、本発明は、圧縮自着火式の内燃機関（いわゆるディーゼルエンジン）にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…内燃機関、１１…燃料噴射弁、１２…燃焼室、３５…スロットル弁、４０…排気通路、４５…触媒、８０…アクセルペダル、８１…アクセルペダル踏込量センサ、９０…電子制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御を実行し、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記内燃機関が車両に搭載されており、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合を、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、燃焼室に供給される燃料の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される空気の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される燃料の量と燃焼室に供給される空気の量とを制御することによって前記燃料供給復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合が制御される内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記予め定められた速度が零または略零である内燃機関の制御装置。
【請求項１】
アクセルペダル踏込量が零であるときに燃焼室に供給される燃料の量を零にする燃料供給停止制御を実行し、該燃料供給停止制御が停止されたときに燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比よりもリッチな空燃比に制御する燃料供給復帰制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記内燃機関が車両に搭載されており、パーキングレンジが用いられ且つ車両の速度が予め定められた速度よりも低いときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合を、パーキングレンジが用いられておらず或いは車両の速度が前記予め定められた速度以上であるときに実行される前記燃料供給復帰制御において燃焼室に形成される混合気の空燃比のリッチ度合よりも小さくする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、燃焼室に供給される燃料の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される空気の量を制御することによって、あるいは、燃焼室に供給される燃料の量と燃焼室に供給される空気の量とを制御することによって前記燃料供給復帰制御における混合気の空燃比のリッチ度合が制御される内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記予め定められた速度が零または略零である内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９６３３６（Ｐ２０１３−９６３３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１１９４（Ｐ２０１１−２４１１９４）
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【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２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２日（２０１１．１１．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]