車両制御システム
【課題】フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制できる車両制御システムを提供すること。
【解決手段】車両の動力源としてのエンジンと、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁とを備え、車両の走行中にエンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、フューエルカット制御の実行中（Ｓ１−Ｙ）に閉弁状態の開閉弁を開弁して連通路を開放することで排気通路の気体が連通路を介して吸気通路に流れることを許容する開放制御（Ｓ６）を実行可能であり、かつ、開放制御の実行中に吸気行程でエンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上（Ｓ７−Ｙ）となると、開閉弁を閉弁する（Ｓ８）。
【解決手段】車両の動力源としてのエンジンと、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁とを備え、車両の走行中にエンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、フューエルカット制御の実行中（Ｓ１−Ｙ）に閉弁状態の開閉弁を開弁して連通路を開放することで排気通路の気体が連通路を介して吸気通路に流れることを許容する開放制御（Ｓ６）を実行可能であり、かつ、開放制御の実行中に吸気行程でエンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上（Ｓ７−Ｙ）となると、開閉弁を閉弁する（Ｓ８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＧＲ通路（エンジンの吸気通路と排気通路とを連通する連通路）およびＥＧＲバルブ（連通路を開閉する開閉弁）を備える車両が知られている。例えば、特許文献１には、燃料カット（フューエルカット）の実行中にＥＧＲバルブを開弁する開弁処理を実行する内燃機関の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開いた状態が長く続くと、新気の混入割合が増大してしまう。開閉弁が開かれていると、エンジンの燃焼室（筒内）から排気通路に排出される空気が連通路に流入するとともに、連通路を流通した空気が吸気通路に流入する。その結果、開閉弁を閉弁している場合と比較して多くの空気が吸気通路内に蓄積されることになる。吸気通路に蓄積した空気の影響は、その後も継続し、フューエルカットが終了して燃料供給が再開される際に多くの空気が筒内に供給される。これにより、筒内の酸素が過剰となり、フューエルカットからの復帰時に大きなトルクが発生してショックが生じたりすることがある。
【０００５】
本発明の目的は、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開弁して連通路を開放した場合に、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制できる車両制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御システムは、車両の動力源としてのエンジンと、前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、前記連通路を開閉する開閉弁とを備え、前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、前記フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の前記開閉弁を開弁して前記連通路を開放することで前記排気通路の気体が前記連通路を介して前記吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能であり、かつ、前記開放制御の実行中に吸気行程で前記エンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、前記開閉弁を閉弁することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御システムにおいて、前記フューエルカット制御の実行中であってアクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きい場合に前記開放制御を実行することが好ましい。
【０００８】
上記車両制御システムにおいて、前記開放制御において、前記アクセル開度に基づく前記エンジンに対する要求トルクを実現できるように前記開閉弁の開度を決定することが好ましい。
【０００９】
上記車両制御システムにおいて、前記開放制御において、前記物理量が大きな場合には、前記物理量が小さな場合よりも前記開閉弁の開度を低減させることが好ましい。
【００１０】
上記車両制御システムにおいて、前記物理量が前記所定量以上となった場合に、前記エンジンへの前記燃料の供給を開始するタイミングが、前記開閉弁を閉弁した後であることが好ましい。
【００１１】
上記車両制御システムにおいて、前記物理量とは、前記排気通路を流れる気体の酸素濃度、あるいは前記連通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に流れる気体の酸素濃度であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる車両制御システムは、フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の開閉弁を開弁して連通路を開放することで排気通路の気体が連通路を介して吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能である。また、開放制御の実行中に吸気行程でエンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、開閉弁を閉弁する。よって、本発明にかかる車両制御システムによれば、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両制御システムが適用された車両の要部を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる車両制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
（実施形態）
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁とを備える車両制御システムに関する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャート、図２は、実施形態にかかる車両制御システムが適用された車両の要部を示す図である。
【００１６】
本実施形態の車両制御システム１−１は、エンジン負トルクが要求された場合、フューエルカット中に排気通路内に残留しているＥＧＲを導入することでポンピングロスを低減してパワートレーンフリクションを低減する。しかし、この状態が長時間続くと、新気の混入割合が増大して、フューエルカット制御からの復帰時にショックが生じたり、エミッションの問題が生じたりする。そこで、車両制御システム１−１は、フューエルカット中にＥＧＲを導入するとき、排気通路のＯ２濃度が一定値を超えた場合はＥＧＲバルブを閉じることでフューエルカット制御からの復帰時にショックが生じることを抑制する。
【００１７】
本実施形態の車両制御システム１−１は、燃料供給装置、ＥＧＲバルブ、Ｏ２センサおよびエンジンフリクション低減要求算出手段を備えることを前提としている。車両制御システム１−１は、以下に詳しく説明するように、燃料カット実施中にエンジンフリクション低減要求があった場合で、かつ燃料噴射を再開せずに要求どおりのエンジントルク（負トルク）が実現可能な場合、ＥＧＲバルブを開いて吸気負圧を低減する。排気通路内の酸素濃度が閾値を超えた場合、エンジンフリクション低減要求が継続されている場合においてもＥＧＲバルブを閉じて、ＥＧＲ導入を中止するとともに要求どおりのエンジントルク（負トルク）を実現するために燃料噴射を再開する。これにより、運転者のエンジンフリクション低減要求に応えつつフューエルカット制御からの復帰時のショックを抑制することが可能となる。
【００１８】
図２において、符号１は、図示しない車両の動力源としてのエンジンを示す。エンジン１の燃焼室２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。燃焼室２と吸気通路３との接続部には、吸気バルブ５が設けられている。また、燃焼室２と排気通路４との接続部には、排気バルブ６が設けられている。吸気通路３には、吸気通路３を流れる空気の流量を調節するスロットルバルブ７およびその空気の流量を検出するエアフローメータ８が配置されている。エアフローメータ８は、吸気通路３を流れる空気の温度を検出する吸気温センサを兼ねている。スロットルバルブ７の開度は、スロットルモータ１６により制御される。また、車両にはスロットルバルブ７の開度を検出するスロットルポジションセンサ１７が設けられている。
【００１９】
排気通路４には、Ａ／Ｆセンサ９、三元触媒１０（１０Ａ、１０Ｂ）およびＯ２センサ１１が設けられている。三元触媒１０Ａは、三元触媒１０Ｂよりも排気通路４における上流側に配置されている。排気通路４において、Ａ／Ｆセンサ９は三元触媒１０Ａの上流側に、Ｏ２センサ１１は三元触媒１０Ａの下流側にそれぞれ配置されている。Ａ／Ｆセンサ９およびＯ２センサ１１はいずれも酸素濃度を検出可能なものである。
【００２０】
車両には、エンジン１を制御するエンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）３０が設けられている。エンジン１は、インジェクター１２、オイルコントロールバルブ１３、カムポジションセンサ１４およびイグニッションコイル１５を有する。インジェクター１２は、フューエルタンク２７から供給される燃料を吸気通路３に噴射する。オイルコントロールバルブ１３は、吸気バルブ５のバルブタイミングを可変とするものである。カムポジションセンサ１４は、吸気バルブ５を駆動するカムシャフトの回転角度を検出する。イグニッションコイル１５は、燃焼室２内の混合気に点火する点火プラグに電流を供給する。また、エンジン１は、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９およびノックセンサ２０を有する。クランクポジションセンサ１８は、クランクシャフト２８の回転角度を検出する。ＥＣＵ３０は、クランクシャフト２８の回転角度の検出結果に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを検出することができる。水温センサ１９は、エンジン１の冷却水温を検出する。ノックセンサ２０は、エンジン１におけるノッキングの発生を検出する。
【００２１】
ＥＣＵ３０には、Ａ／Ｆセンサ９、Ｏ２センサ１１、カムポジションセンサ１４、スロットルポジションセンサ１７、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９およびノックセンサ２０が接続されており、各センサの検出結果を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、インジェクター１２、オイルコントロールバルブ１３、イグニッションコイル１５およびスロットルモータ１６が接続されており、ＥＣＵ３０はそれぞれの装置を制御する。例えば、ＥＣＵ３０は、インジェクター１２による燃料の噴射タイミングや噴射量を制御する。また、ＥＣＵ３０は、イグニッションコイル１５による電流の供給タイミングを調節することで燃焼室２内の混合気への点火タイミングを制御する。また、ＥＣＵ３０は、スロットルモータ１６の開度を調節することで、燃焼室２に供給される空気量を制御する。
【００２２】
本実施形態のエンジン１は、ＥＧＲ通路２１、ＥＧＲバルブ２２、ＥＧＲクーラー２３およびＥＧＲガス温度センサ２４を有する。ＥＧＲ通路２１は、排気通路４と吸気通路３とを連通する連通路である。ＥＧＲ通路２１は、吸気通路３におけるスロットルバルブ７よりも下流側と、排気通路４におけるＡ／Ｆセンサ９よりも上流側とを連通している。ＥＧＲバルブ２２は、ＥＧＲ通路２１を開閉する開閉弁である。ＥＧＲバルブ２２は、任意の開度に調節可能となっている。ＥＧＲバルブ２２は、ＥＧＲ通路２１を閉塞することが可能であるとともに、任意の開度に開かれてＥＧＲ通路２１を流れる気体の流量を調節することも可能である。ＥＧＲバルブ２２が開かれた場合には、排気通路４の気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に流れることが許容される。
【００２３】
ＥＧＲクーラー２３は、ＥＧＲ通路２１を流れる気体を冷却するものである。ＥＧＲガス温度センサ２４は、ＥＧＲ通路２１を流れる気体の温度を検出する。ＥＧＲガス温度センサ２４は、ＥＣＵ３０に接続されており、ＥＧＲガス温度センサ２４の検出結果を示す信号はＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＧＲバルブ２２は、ＥＣＵ３０に接続されており、ＥＧＲバルブ２２はＥＣＵ３０により制御される。ＥＣＵ３０は、制御指令によって、ＥＧＲバルブ２２の開度をＥＧＲ通路２１が閉塞される全閉状態から全開状態までの任意の開度に調節することができる。
【００２４】
ＥＣＵ３０には、図示しないアクセルペダルの開度（操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２５が接続されており、検出されたアクセル開度を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、車速を検出する車速センサ２６がＥＣＵ３０に接続されており、検出された車速を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。上記の他に、ＥＣＵ３０には、エアコンスイッチ、イグニッションスイッチが接続されており、各スイッチおよびセンサからの信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０は、診断ツールのためのコネクタ（ＤＬＣ３）と接続されている。本実施形態の車両制御システム１−１は、エンジン１、ＥＧＲ通路２１、ＥＧＲバルブ２２およびＥＣＵ３０を含む。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、走行中にあらかじめ定められたフューエルカット実行条件が成立すると、エンジン１への燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行する。フューエルカット実行条件は、例えば、アクセル開度やエンジン回転数Ｎｅに関して定められているものである。フューエルカット実行条件は、例えば、アクセル開度があらかじめ定められた所定開度以下である条件や、エンジン回転数Ｎｅがあらかじめ定められた所定回転数以上である条件を含み、これらの条件がすべて成立すると、フューエルカット制御が許可される。フューエルカット制御の開始時には、ＥＧＲバルブ２２の開度は、例えば全閉の状態（閉弁状態）とされる。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、フューエルカット制御の実行中に、エンジンフリクションを低減する要求があると、閉弁状態のＥＧＲバルブ２２を開く。例えば、アクセルを離したとき（アクセルオフ）に生じる減速状態に対して、運転者が微少に減速度を弱めるために、アクセル操作を行うことがある。このエンジンフリクション低減要求に対して、フューエルカット状態を維持しながらエンジン１のフリクションを低減する技術の一つとして、スロットルバルブ７を開くことで吸気負圧を低減してフリクションを低減する手法がある。この手法では、スロットルバルブ７を閉じた場合よりも燃焼室２に流入する空気量が増加することで、フューエルカット制御からの復帰時に大きなトルクが発生してショックが生じたり、空燃比がリーンな状態となって排気エミッションの問題（有害物質の排出量増加）が生じたりすることがある。
【００２７】
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、吸気負圧を低減しながら空気量を増加させない手段として、フューエルカット中にＥＧＲバルブ２２を開き、排気通路４の気体を吸気通路３に導入する。閉弁状態のＥＧＲバルブ２２が開弁されてＥＧＲ通路２１が開放されることで、排気通路４の気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に流れることが許容される。以下の説明では、フューエルカット中に閉弁状態のＥＧＲバルブ２２を開弁してＥＧＲ通路２１を開放することで、ＥＧＲ通路２１を介して排気通路４から吸気通路３に気体が流れることを許容する制御を「開放制御」と記載する。開放制御では、例えば、スロットルバルブ７を全閉とした状態でＥＧＲバルブ２２が開弁される。この開放制御により、吸気負圧を低減してポンピングロスを低減させ、エンジンフリクションを低減させることができる。しかしながら、ＥＧＲバルブ２２を開いた状態が長時間続いた場合、吸気通路３に多くの空気が蓄積されることとなる。これにより、以下に説明するように、フューエルカット制御からの復帰時に燃焼室２内の酸素が過剰となってショックあるいはエミッションの問題が生じる可能性がある。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、Ｏ２センサ１１により検出された排気通路４のＯ２濃度に基づいてフューエルカット制御からの復帰時の燃料噴射量を増減させる。排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、ＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に導入される気体のＯ２濃度が大きくなる。よって、排気通路４のＯ２濃度が大であれば、開放制御の実行中に吸気行程で筒内に供給される酸素量（以下、単に「筒内酸素量」と記載する。）は大きなものとなる。これにより、ＥＣＵ３０は、排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、小さな場合よりもフューエルカット制御からの復帰時の燃料噴射量を大きな値に決定する。よって、排気通路４のＯ２濃度が大きくなると、フューエルカット制御からの復帰時にトルク変動が大となってショックが生じることがある。また、フューエルカット制御からの復帰時に燃料噴射量に対して筒内酸素量が過剰のリーンな状態となることがある。
【００２９】
これに対して、本実施形態では、排気通路４内のＯ２濃度（酸素濃度）が閾値を超えた場合には、エンジンフリクション低減要求が継続されている場合であってもＥＧＲバルブ２２が閉じられる。ＥＧＲバルブ２２を閉じるときには、ＥＧＲ導入に代えて、要求通りのエンジントルク（負トルク）を実現するために、燃料噴射が再開される。これにより、運転者のエンジンフリクション低減要求に応えつつ、燃焼室２内の酸素が過剰となることを抑制し、ショックやエミッションの問題の発生を抑制することができる。
【００３０】
図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。図１に示す制御フローは、走行中に実行されるものであり、例えば、所定の周期で繰り返し実行される。図３および図４は、それぞれ本実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す図である。図３および図４において、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセル開度、（ｃ）は燃料噴射要求、（ｄ）はＥＧＲ開率（ＥＧＲバルブ２２の開度）、（ｅ）はＯ２センサ１１により検出されたＯ２濃度をそれぞれ示す。図３には、開放制御の途中で排気通路４のＯ２濃度が閾値αを超え、フューエルカット制御から復帰する場合のタイムチャートが示されている。また、図４には、開放制御の途中でアクセル開度が増加して、燃料カット状態では実現できないエンジントルクの要求が生じた場合のタイムチャートが示されている。
【００３１】
図１を参照して、まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、燃料カット要求があるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、フューエルカット実行条件が成立して燃料カットの要求がなされているか否かを判定する。その判定の結果、燃料カット要求があると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、燃料カットが実行される。ＥＣＵ３０は、それまでエンジン１への燃料の供給が行われていた場合にはインジェクター１２による燃料の噴射を停止してフューエルカット制御を開始し、すでに燃料カットを実行中であれば、燃料の噴射停止を継続する。
【００３３】
次に、ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、エンジンフリクション低減要求があるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセルポジションセンサ２５により検出されたアクセル開度に基づいてステップＳ３の判定を行う。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きな開度である場合にステップＳ３で肯定判定を行う。その判定の結果、エンジンフリクション低減要求があると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ２に進んで燃料カットを継続する。
【００３４】
ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、燃料カット継続可能であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、燃料噴射を再開せずに要求通りのエンジントルク（負トルク）を実現可能であるか否かに基づいてステップＳ４の判定を行う。ＥＣＵ３０は、アクセルポジションセンサ２５により検出されたアクセル開度に基づいて、エンジン１に要求される出力トルクを決定する。ＥＣＵ３０は、アクセル開度と車速と要求加速度（あるいは要求駆動力等）との対応関係を例えばマップとしてあらかじめ記憶しており、この対応関係に基づいて（対応関係が実現できるために）エンジン１に要求される出力トルクである要求トルクを決定する。決定された要求トルクが、燃料噴射を再開せずに実現可能なエンジン１の出力トルク（の最大値）を上回る場合には、ステップＳ４において否定判定がなされる。
【００３５】
ここで、燃料噴射を再開せずに実現可能なエンジン１の出力トルクとは、ＥＧＲバルブ２２を開弁してＥＧＲ通路２１を開放する開放制御により実現可能な出力トルクであり、実現可能なエンジン１の出力トルクの最大値とは、例えば、ＥＧＲバルブ２２の開度を最大（全開）とした場合に実現可能な出力トルクのことである。ステップＳ４の判定の結果、燃料カット継続可能であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ９に進む。
【００３６】
なお、図４に示す例では、時刻ｔ３にアクセル開度が増加して燃料カット継続可能であると判定されなくなり、ＥＧＲバルブ２２が閉弁され、燃料噴射が再開される。
【００３７】
ステップＳ５では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が開弁中であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、ＥＧＲバルブ２２に対する現在の開度の指令値に基づいてステップＳ５の判定を行う。その判定の結果、ＥＧＲバルブ２２が開弁中であると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ７に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００３８】
ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が開弁される。このときのＥＧＲバルブ２２の開度は、例えば、ステップＳ４で決定されたエンジン１に対する要求トルクを実現可能なＥＧＲバルブ２２の開度とされる。つまり、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、フリクション（ポンピングロス）を低減させてエンジン１の出力トルクを要求トルクとすることができる開度とされる。なお、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、これに限らず、全開や、全開と全閉との間の決められた開度などの一定の開度であってもよい。すなわち、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、エンジンフリクション低減要求に対して、エンジン出力トルクを増加させる（負トルクを小さくする）ことができる開度であればよい。ＥＣＵ３０は、ＥＧＲバルブ２２に対して開度の指令値を出力し、ＥＧＲバルブ２２を開弁する。これにより、エンジンフリクションが低減し、運転者によるエンジンフリクション低減要求が実現される。ステップＳ６が実行されると、ステップＳ７に進む。
【００３９】
ステップＳ７では、ＥＣＵ３０により、Ｏ２濃度があらかじめ定められた閾値である所定濃度α以上であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、Ｏ２センサ１１により検出されたＯ２濃度と所定濃度αとの比較結果によりステップＳ７の判定を行う。所定濃度αは、例えば、エンジン１の筒内（燃焼室２）に供給された吸気に含まれる酸素量（筒内酸素量）があらかじめ定められた所定酸素量以上となることを抑制できる値として定められている。ＥＧＲバルブ２２が開かれる開放制御の実行中には、排気通路４を流れる気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に導かれる。従って、筒内酸素量は、排気通路４のＯ２濃度によって変化する。排気通路４のＯ２濃度が高い場合には、低い場合よりも筒内酸素量が増加する。つまり、排気通路４のＯ２濃度は、開放制御の実行中に吸気行程でエンジン１の筒内に供給される酸素量と対応する物理量である。
【００４０】
所定濃度αは、例えば、フューエルカット制御から復帰してエンジン１への燃料の供給が再開されるときのトルク変動量に基づいて設定される。例えば、許容されるトルク変動量の上限を決めた場合に、生じるトルク変動量が定められたトルク変動量の上限となる排気通路４のＯ２濃度を所定濃度αとすることができる。所定濃度αは、例えば、適合実験の結果に基づいて設定するようにすればよい。なお、エンジン回転数Ｎｅ等の運転状況によって排気通路４のＯ２濃度とフューエルカット制御からの復帰時に生じるトルク変動量との関係が変化する場合には、その運転状況に応じて所定濃度αを可変とするようにしてもよい。このように、開放制御の実行中に吸気行程で筒内に供給される酸素量（筒内酸素量）と対応する物理量である排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α（所定量）以上となるとＥＧＲバルブ２２が閉弁されることで、筒内の酸素量が過剰となることが抑制される。
【００４１】
ステップＳ７の判定の結果、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上であると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）には本制御フローはリターンする。図３に示すタイムチャートでは、時刻ｔ２においてＯ２濃度が所定濃度αに達し、ステップＳ７で肯定判定がなされる。
【００４２】
ステップＳ８では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が閉弁される。ＥＣＵ３０は、ＥＧＲバルブ２２に対して開度を全閉とする指令信号を出力し、ＥＧＲバルブ２２を閉弁させる。ステップＳ８が実行されると、ステップＳ９に進む。
【００４３】
ステップＳ９では、ＥＣＵ３０により、燃料噴射が実施される。ＥＣＵ３０は、インジェクター１２に対して燃料噴射を実施する指令信号を出力する。このときの燃料噴射量の指令値は、例えば、筒内に供給される酸素量に応じた噴射量に設定される。つまり、本実施形態の車両制御システム１−１によれば、Ｏ２濃度が所定濃度αに達した時点（ステップＳ７−Ｙ）で、ショックが生じない程度のトルク変動でフューエルカット制御から復帰させることができる。ステップＳ９が実行されると、本制御フローはリターンする。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の車両制御システム１−１によれば、フューエルカット制御の実行中に、エンジンフリクション低減要求があった場合に、開放制御によりエンジンフリクションを低減させることで、エンジン１を再始動することなく運転者のトルク要求に応えることができる。フューエルカット制御を継続したまま負トルク制御を実行可能なことで、燃費の向上を実現することができる。また、開放制御の実行中に排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合には、フューエルカット制御から復帰し、燃料噴射が再開されることで、フューエルカット制御からの復帰時に燃焼室２内の酸素が過剰となることが抑制される。よって、フューエルカット制御からの復帰時にショックが発生したり、空燃比がリーンな状態となって排気エミッションの問題が発生したりすることが抑制される。
【００４５】
また、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合に、エンジン１への燃料の供給が再開されるタイミングは、ＥＧＲバルブ２２が閉弁された後である。これにより、ＥＧＲバルブ２２の閉弁前や閉弁と同時に燃料の供給が再開される場合よりもエンジン１の筒内に流入する吸気量が低減する。よって、吸気行程においてエンジン１の筒内に供給される酸素量の増加が抑制されるため、フューエルカット制御からの復帰時のトルク変動の低減が可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、運転者によるエンジンフリクション低減要求があった場合に開放制御が実行されたが、これには限定されない。例えば、エンジンフリクション低減要求とは異なる理由により開放制御を実行する場合においても、排気通路４のＯ２濃度が上昇した場合にＥＧＲバルブ２２を閉弁するようにすれば、フューエルカット制御からの復帰時のショックの発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、Ｏ２センサ１１により検出されたＯ２濃度に基づいて、ＥＧＲバルブ２２の閉弁が決定されたが、これに代えて、Ａ／Ｆセンサ９により検出されたＯ２濃度に基づいて、ＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。また、排気通路４のＯ２濃度に限らず、例えばＥＧＲ通路２１のＯ２濃度など、ＥＧＲ通路２１を介して排気通路４から吸気通路３に流れる気体のＯ２濃度に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。
【００４８】
（実施形態の第１変形例）
上記実施形態では、排気通路４のＯ２濃度に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されたが、これには限定されない。排気通路４のＯ２濃度とは異なる物理量であっても、筒内酸素量と対応する物理量であれば、その物理量に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されることが可能である。例えば、筒内酸素量と対応する物理量として、開放制御の実行時間（開放制御開始からの経過時間等）が用いられてもよい。また、筒内酸素量と対応する物理量に代えて、開放制御の実行中に吸気行程でエンジン１の筒内に供給される吸気の酸素濃度（筒内酸素濃度）と対応する物理量に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。なお、排気通路４のＯ２濃度は、上記の筒内酸素濃度と対応した物理量である。
【００４９】
（実施形態の第２変形例）
上記実施形態の開放制御におけるＥＧＲバルブ２２の開度制御に加えて、開放制御の実行中に排気通路４の酸素濃度に応じてＥＧＲバルブ２２の開度の指令値が決定されてもよい。
【００５０】
例えば、アクセル開度（エンジン１に対する要求トルク）が同じであっても、排気通路４のＯ２濃度の増加に応じてＥＧＲバルブ２２の開度を低下させるようにしてもよい。つまり、筒内酸素量に対応する物理量である排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、排気通路４のＯ２濃度が小さな場合よりもＥＧＲバルブ２２の開度を低減させるようにしてもよい。また、上記実施形態と同様に、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合には、ＥＧＲバルブ２２は閉弁される。このようにすれば、運転者によるエンジンフリクション低減要求を実現しつつ排気通路４のＯ２濃度の上昇を抑制し、開放制御の継続時間を延ばして燃費の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる車両制御システムは、吸気通路と排気通路とを連通する連通路および連通路を開閉する開閉弁とを備える車両において有用であり、特に、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開弁して連通路を開放した場合に、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制するのに適している。
【符号の説明】
【００５２】
１−１ 車両制御システム
１ エンジン
２ 燃焼室（筒内）
３ 吸気通路
４ 排気通路
１１ Ｏ２センサ
１２ インジェクター
２１ ＥＧＲ通路
２２ ＥＧＲバルブ
２５ アクセルポジションセンサ
３０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＥＧＲ通路（エンジンの吸気通路と排気通路とを連通する連通路）およびＥＧＲバルブ（連通路を開閉する開閉弁）を備える車両が知られている。例えば、特許文献１には、燃料カット（フューエルカット）の実行中にＥＧＲバルブを開弁する開弁処理を実行する内燃機関の制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９１７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開いた状態が長く続くと、新気の混入割合が増大してしまう。開閉弁が開かれていると、エンジンの燃焼室（筒内）から排気通路に排出される空気が連通路に流入するとともに、連通路を流通した空気が吸気通路に流入する。その結果、開閉弁を閉弁している場合と比較して多くの空気が吸気通路内に蓄積されることになる。吸気通路に蓄積した空気の影響は、その後も継続し、フューエルカットが終了して燃料供給が再開される際に多くの空気が筒内に供給される。これにより、筒内の酸素が過剰となり、フューエルカットからの復帰時に大きなトルクが発生してショックが生じたりすることがある。
【０００５】
本発明の目的は、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開弁して連通路を開放した場合に、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制できる車両制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御システムは、車両の動力源としてのエンジンと、前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、前記連通路を開閉する開閉弁とを備え、前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、前記フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の前記開閉弁を開弁して前記連通路を開放することで前記排気通路の気体が前記連通路を介して前記吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能であり、かつ、前記開放制御の実行中に吸気行程で前記エンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、前記開閉弁を閉弁することを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御システムにおいて、前記フューエルカット制御の実行中であってアクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きい場合に前記開放制御を実行することが好ましい。
【０００８】
上記車両制御システムにおいて、前記開放制御において、前記アクセル開度に基づく前記エンジンに対する要求トルクを実現できるように前記開閉弁の開度を決定することが好ましい。
【０００９】
上記車両制御システムにおいて、前記開放制御において、前記物理量が大きな場合には、前記物理量が小さな場合よりも前記開閉弁の開度を低減させることが好ましい。
【００１０】
上記車両制御システムにおいて、前記物理量が前記所定量以上となった場合に、前記エンジンへの前記燃料の供給を開始するタイミングが、前記開閉弁を閉弁した後であることが好ましい。
【００１１】
上記車両制御システムにおいて、前記物理量とは、前記排気通路を流れる気体の酸素濃度、あるいは前記連通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に流れる気体の酸素濃度であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる車両制御システムは、フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の開閉弁を開弁して連通路を開放することで排気通路の気体が連通路を介して吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能である。また、開放制御の実行中に吸気行程でエンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、開閉弁を閉弁する。よって、本発明にかかる車両制御システムによれば、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両制御システムが適用された車両の要部を示す図である。
【図３】図３は、実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す図である。
【図４】図４は、実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる車両制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
（実施形態）
図１から図４を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、連通路を開閉する開閉弁とを備える車両制御システムに関する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両制御システムの動作を示すフローチャート、図２は、実施形態にかかる車両制御システムが適用された車両の要部を示す図である。
【００１６】
本実施形態の車両制御システム１−１は、エンジン負トルクが要求された場合、フューエルカット中に排気通路内に残留しているＥＧＲを導入することでポンピングロスを低減してパワートレーンフリクションを低減する。しかし、この状態が長時間続くと、新気の混入割合が増大して、フューエルカット制御からの復帰時にショックが生じたり、エミッションの問題が生じたりする。そこで、車両制御システム１−１は、フューエルカット中にＥＧＲを導入するとき、排気通路のＯ２濃度が一定値を超えた場合はＥＧＲバルブを閉じることでフューエルカット制御からの復帰時にショックが生じることを抑制する。
【００１７】
本実施形態の車両制御システム１−１は、燃料供給装置、ＥＧＲバルブ、Ｏ２センサおよびエンジンフリクション低減要求算出手段を備えることを前提としている。車両制御システム１−１は、以下に詳しく説明するように、燃料カット実施中にエンジンフリクション低減要求があった場合で、かつ燃料噴射を再開せずに要求どおりのエンジントルク（負トルク）が実現可能な場合、ＥＧＲバルブを開いて吸気負圧を低減する。排気通路内の酸素濃度が閾値を超えた場合、エンジンフリクション低減要求が継続されている場合においてもＥＧＲバルブを閉じて、ＥＧＲ導入を中止するとともに要求どおりのエンジントルク（負トルク）を実現するために燃料噴射を再開する。これにより、運転者のエンジンフリクション低減要求に応えつつフューエルカット制御からの復帰時のショックを抑制することが可能となる。
【００１８】
図２において、符号１は、図示しない車両の動力源としてのエンジンを示す。エンジン１の燃焼室２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。燃焼室２と吸気通路３との接続部には、吸気バルブ５が設けられている。また、燃焼室２と排気通路４との接続部には、排気バルブ６が設けられている。吸気通路３には、吸気通路３を流れる空気の流量を調節するスロットルバルブ７およびその空気の流量を検出するエアフローメータ８が配置されている。エアフローメータ８は、吸気通路３を流れる空気の温度を検出する吸気温センサを兼ねている。スロットルバルブ７の開度は、スロットルモータ１６により制御される。また、車両にはスロットルバルブ７の開度を検出するスロットルポジションセンサ１７が設けられている。
【００１９】
排気通路４には、Ａ／Ｆセンサ９、三元触媒１０（１０Ａ、１０Ｂ）およびＯ２センサ１１が設けられている。三元触媒１０Ａは、三元触媒１０Ｂよりも排気通路４における上流側に配置されている。排気通路４において、Ａ／Ｆセンサ９は三元触媒１０Ａの上流側に、Ｏ２センサ１１は三元触媒１０Ａの下流側にそれぞれ配置されている。Ａ／Ｆセンサ９およびＯ２センサ１１はいずれも酸素濃度を検出可能なものである。
【００２０】
車両には、エンジン１を制御するエンジンコントロールコンピュータ（ＥＣＵ）３０が設けられている。エンジン１は、インジェクター１２、オイルコントロールバルブ１３、カムポジションセンサ１４およびイグニッションコイル１５を有する。インジェクター１２は、フューエルタンク２７から供給される燃料を吸気通路３に噴射する。オイルコントロールバルブ１３は、吸気バルブ５のバルブタイミングを可変とするものである。カムポジションセンサ１４は、吸気バルブ５を駆動するカムシャフトの回転角度を検出する。イグニッションコイル１５は、燃焼室２内の混合気に点火する点火プラグに電流を供給する。また、エンジン１は、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９およびノックセンサ２０を有する。クランクポジションセンサ１８は、クランクシャフト２８の回転角度を検出する。ＥＣＵ３０は、クランクシャフト２８の回転角度の検出結果に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを検出することができる。水温センサ１９は、エンジン１の冷却水温を検出する。ノックセンサ２０は、エンジン１におけるノッキングの発生を検出する。
【００２１】
ＥＣＵ３０には、Ａ／Ｆセンサ９、Ｏ２センサ１１、カムポジションセンサ１４、スロットルポジションセンサ１７、クランクポジションセンサ１８、水温センサ１９およびノックセンサ２０が接続されており、各センサの検出結果を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、インジェクター１２、オイルコントロールバルブ１３、イグニッションコイル１５およびスロットルモータ１６が接続されており、ＥＣＵ３０はそれぞれの装置を制御する。例えば、ＥＣＵ３０は、インジェクター１２による燃料の噴射タイミングや噴射量を制御する。また、ＥＣＵ３０は、イグニッションコイル１５による電流の供給タイミングを調節することで燃焼室２内の混合気への点火タイミングを制御する。また、ＥＣＵ３０は、スロットルモータ１６の開度を調節することで、燃焼室２に供給される空気量を制御する。
【００２２】
本実施形態のエンジン１は、ＥＧＲ通路２１、ＥＧＲバルブ２２、ＥＧＲクーラー２３およびＥＧＲガス温度センサ２４を有する。ＥＧＲ通路２１は、排気通路４と吸気通路３とを連通する連通路である。ＥＧＲ通路２１は、吸気通路３におけるスロットルバルブ７よりも下流側と、排気通路４におけるＡ／Ｆセンサ９よりも上流側とを連通している。ＥＧＲバルブ２２は、ＥＧＲ通路２１を開閉する開閉弁である。ＥＧＲバルブ２２は、任意の開度に調節可能となっている。ＥＧＲバルブ２２は、ＥＧＲ通路２１を閉塞することが可能であるとともに、任意の開度に開かれてＥＧＲ通路２１を流れる気体の流量を調節することも可能である。ＥＧＲバルブ２２が開かれた場合には、排気通路４の気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に流れることが許容される。
【００２３】
ＥＧＲクーラー２３は、ＥＧＲ通路２１を流れる気体を冷却するものである。ＥＧＲガス温度センサ２４は、ＥＧＲ通路２１を流れる気体の温度を検出する。ＥＧＲガス温度センサ２４は、ＥＣＵ３０に接続されており、ＥＧＲガス温度センサ２４の検出結果を示す信号はＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＧＲバルブ２２は、ＥＣＵ３０に接続されており、ＥＧＲバルブ２２はＥＣＵ３０により制御される。ＥＣＵ３０は、制御指令によって、ＥＧＲバルブ２２の開度をＥＧＲ通路２１が閉塞される全閉状態から全開状態までの任意の開度に調節することができる。
【００２４】
ＥＣＵ３０には、図示しないアクセルペダルの開度（操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２５が接続されており、検出されたアクセル開度を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。また、車速を検出する車速センサ２６がＥＣＵ３０に接続されており、検出された車速を示す信号がＥＣＵ３０に入力される。上記の他に、ＥＣＵ３０には、エアコンスイッチ、イグニッションスイッチが接続されており、各スイッチおよびセンサからの信号がＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０は、診断ツールのためのコネクタ（ＤＬＣ３）と接続されている。本実施形態の車両制御システム１−１は、エンジン１、ＥＧＲ通路２１、ＥＧＲバルブ２２およびＥＣＵ３０を含む。
【００２５】
ＥＣＵ３０は、走行中にあらかじめ定められたフューエルカット実行条件が成立すると、エンジン１への燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行する。フューエルカット実行条件は、例えば、アクセル開度やエンジン回転数Ｎｅに関して定められているものである。フューエルカット実行条件は、例えば、アクセル開度があらかじめ定められた所定開度以下である条件や、エンジン回転数Ｎｅがあらかじめ定められた所定回転数以上である条件を含み、これらの条件がすべて成立すると、フューエルカット制御が許可される。フューエルカット制御の開始時には、ＥＧＲバルブ２２の開度は、例えば全閉の状態（閉弁状態）とされる。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、フューエルカット制御の実行中に、エンジンフリクションを低減する要求があると、閉弁状態のＥＧＲバルブ２２を開く。例えば、アクセルを離したとき（アクセルオフ）に生じる減速状態に対して、運転者が微少に減速度を弱めるために、アクセル操作を行うことがある。このエンジンフリクション低減要求に対して、フューエルカット状態を維持しながらエンジン１のフリクションを低減する技術の一つとして、スロットルバルブ７を開くことで吸気負圧を低減してフリクションを低減する手法がある。この手法では、スロットルバルブ７を閉じた場合よりも燃焼室２に流入する空気量が増加することで、フューエルカット制御からの復帰時に大きなトルクが発生してショックが生じたり、空燃比がリーンな状態となって排気エミッションの問題（有害物質の排出量増加）が生じたりすることがある。
【００２７】
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、吸気負圧を低減しながら空気量を増加させない手段として、フューエルカット中にＥＧＲバルブ２２を開き、排気通路４の気体を吸気通路３に導入する。閉弁状態のＥＧＲバルブ２２が開弁されてＥＧＲ通路２１が開放されることで、排気通路４の気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に流れることが許容される。以下の説明では、フューエルカット中に閉弁状態のＥＧＲバルブ２２を開弁してＥＧＲ通路２１を開放することで、ＥＧＲ通路２１を介して排気通路４から吸気通路３に気体が流れることを許容する制御を「開放制御」と記載する。開放制御では、例えば、スロットルバルブ７を全閉とした状態でＥＧＲバルブ２２が開弁される。この開放制御により、吸気負圧を低減してポンピングロスを低減させ、エンジンフリクションを低減させることができる。しかしながら、ＥＧＲバルブ２２を開いた状態が長時間続いた場合、吸気通路３に多くの空気が蓄積されることとなる。これにより、以下に説明するように、フューエルカット制御からの復帰時に燃焼室２内の酸素が過剰となってショックあるいはエミッションの問題が生じる可能性がある。
【００２８】
ＥＣＵ３０は、Ｏ２センサ１１により検出された排気通路４のＯ２濃度に基づいてフューエルカット制御からの復帰時の燃料噴射量を増減させる。排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、ＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に導入される気体のＯ２濃度が大きくなる。よって、排気通路４のＯ２濃度が大であれば、開放制御の実行中に吸気行程で筒内に供給される酸素量（以下、単に「筒内酸素量」と記載する。）は大きなものとなる。これにより、ＥＣＵ３０は、排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、小さな場合よりもフューエルカット制御からの復帰時の燃料噴射量を大きな値に決定する。よって、排気通路４のＯ２濃度が大きくなると、フューエルカット制御からの復帰時にトルク変動が大となってショックが生じることがある。また、フューエルカット制御からの復帰時に燃料噴射量に対して筒内酸素量が過剰のリーンな状態となることがある。
【００２９】
これに対して、本実施形態では、排気通路４内のＯ２濃度（酸素濃度）が閾値を超えた場合には、エンジンフリクション低減要求が継続されている場合であってもＥＧＲバルブ２２が閉じられる。ＥＧＲバルブ２２を閉じるときには、ＥＧＲ導入に代えて、要求通りのエンジントルク（負トルク）を実現するために、燃料噴射が再開される。これにより、運転者のエンジンフリクション低減要求に応えつつ、燃焼室２内の酸素が過剰となることを抑制し、ショックやエミッションの問題の発生を抑制することができる。
【００３０】
図１を参照して、本実施形態の動作について説明する。図１に示す制御フローは、走行中に実行されるものであり、例えば、所定の周期で繰り返し実行される。図３および図４は、それぞれ本実施形態の車両制御システムによる制御が実行される場合のタイムチャートの一例を示す図である。図３および図４において、（ａ）は車速、（ｂ）はアクセル開度、（ｃ）は燃料噴射要求、（ｄ）はＥＧＲ開率（ＥＧＲバルブ２２の開度）、（ｅ）はＯ２センサ１１により検出されたＯ２濃度をそれぞれ示す。図３には、開放制御の途中で排気通路４のＯ２濃度が閾値αを超え、フューエルカット制御から復帰する場合のタイムチャートが示されている。また、図４には、開放制御の途中でアクセル開度が増加して、燃料カット状態では実現できないエンジントルクの要求が生じた場合のタイムチャートが示されている。
【００３１】
図１を参照して、まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、燃料カット要求があるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、フューエルカット実行条件が成立して燃料カットの要求がなされているか否かを判定する。その判定の結果、燃料カット要求があると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）にはステップＳ９に進む。
【００３２】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、燃料カットが実行される。ＥＣＵ３０は、それまでエンジン１への燃料の供給が行われていた場合にはインジェクター１２による燃料の噴射を停止してフューエルカット制御を開始し、すでに燃料カットを実行中であれば、燃料の噴射停止を継続する。
【００３３】
次に、ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、エンジンフリクション低減要求があるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセルポジションセンサ２５により検出されたアクセル開度に基づいてステップＳ３の判定を行う。ＥＣＵ３０は、例えば、アクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きな開度である場合にステップＳ３で肯定判定を行う。その判定の結果、エンジンフリクション低減要求があると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ２に進んで燃料カットを継続する。
【００３４】
ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、燃料カット継続可能であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、燃料噴射を再開せずに要求通りのエンジントルク（負トルク）を実現可能であるか否かに基づいてステップＳ４の判定を行う。ＥＣＵ３０は、アクセルポジションセンサ２５により検出されたアクセル開度に基づいて、エンジン１に要求される出力トルクを決定する。ＥＣＵ３０は、アクセル開度と車速と要求加速度（あるいは要求駆動力等）との対応関係を例えばマップとしてあらかじめ記憶しており、この対応関係に基づいて（対応関係が実現できるために）エンジン１に要求される出力トルクである要求トルクを決定する。決定された要求トルクが、燃料噴射を再開せずに実現可能なエンジン１の出力トルク（の最大値）を上回る場合には、ステップＳ４において否定判定がなされる。
【００３５】
ここで、燃料噴射を再開せずに実現可能なエンジン１の出力トルクとは、ＥＧＲバルブ２２を開弁してＥＧＲ通路２１を開放する開放制御により実現可能な出力トルクであり、実現可能なエンジン１の出力トルクの最大値とは、例えば、ＥＧＲバルブ２２の開度を最大（全開）とした場合に実現可能な出力トルクのことである。ステップＳ４の判定の結果、燃料カット継続可能であると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ９に進む。
【００３６】
なお、図４に示す例では、時刻ｔ３にアクセル開度が増加して燃料カット継続可能であると判定されなくなり、ＥＧＲバルブ２２が閉弁され、燃料噴射が再開される。
【００３７】
ステップＳ５では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が開弁中であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、ＥＧＲバルブ２２に対する現在の開度の指令値に基づいてステップＳ５の判定を行う。その判定の結果、ＥＧＲバルブ２２が開弁中であると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ７に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ６に進む。
【００３８】
ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が開弁される。このときのＥＧＲバルブ２２の開度は、例えば、ステップＳ４で決定されたエンジン１に対する要求トルクを実現可能なＥＧＲバルブ２２の開度とされる。つまり、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、フリクション（ポンピングロス）を低減させてエンジン１の出力トルクを要求トルクとすることができる開度とされる。なお、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、これに限らず、全開や、全開と全閉との間の決められた開度などの一定の開度であってもよい。すなわち、ＥＧＲバルブ２２に対する開度の指令値は、エンジンフリクション低減要求に対して、エンジン出力トルクを増加させる（負トルクを小さくする）ことができる開度であればよい。ＥＣＵ３０は、ＥＧＲバルブ２２に対して開度の指令値を出力し、ＥＧＲバルブ２２を開弁する。これにより、エンジンフリクションが低減し、運転者によるエンジンフリクション低減要求が実現される。ステップＳ６が実行されると、ステップＳ７に進む。
【００３９】
ステップＳ７では、ＥＣＵ３０により、Ｏ２濃度があらかじめ定められた閾値である所定濃度α以上であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、Ｏ２センサ１１により検出されたＯ２濃度と所定濃度αとの比較結果によりステップＳ７の判定を行う。所定濃度αは、例えば、エンジン１の筒内（燃焼室２）に供給された吸気に含まれる酸素量（筒内酸素量）があらかじめ定められた所定酸素量以上となることを抑制できる値として定められている。ＥＧＲバルブ２２が開かれる開放制御の実行中には、排気通路４を流れる気体がＥＧＲ通路２１を介して吸気通路３に導かれる。従って、筒内酸素量は、排気通路４のＯ２濃度によって変化する。排気通路４のＯ２濃度が高い場合には、低い場合よりも筒内酸素量が増加する。つまり、排気通路４のＯ２濃度は、開放制御の実行中に吸気行程でエンジン１の筒内に供給される酸素量と対応する物理量である。
【００４０】
所定濃度αは、例えば、フューエルカット制御から復帰してエンジン１への燃料の供給が再開されるときのトルク変動量に基づいて設定される。例えば、許容されるトルク変動量の上限を決めた場合に、生じるトルク変動量が定められたトルク変動量の上限となる排気通路４のＯ２濃度を所定濃度αとすることができる。所定濃度αは、例えば、適合実験の結果に基づいて設定するようにすればよい。なお、エンジン回転数Ｎｅ等の運転状況によって排気通路４のＯ２濃度とフューエルカット制御からの復帰時に生じるトルク変動量との関係が変化する場合には、その運転状況に応じて所定濃度αを可変とするようにしてもよい。このように、開放制御の実行中に吸気行程で筒内に供給される酸素量（筒内酸素量）と対応する物理量である排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α（所定量）以上となるとＥＧＲバルブ２２が閉弁されることで、筒内の酸素量が過剰となることが抑制される。
【００４１】
ステップＳ７の判定の結果、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上であると判定された場合（ステップＳ７−Ｙ）にはステップＳ８に進み、そうでない場合（ステップＳ７−Ｎ）には本制御フローはリターンする。図３に示すタイムチャートでは、時刻ｔ２においてＯ２濃度が所定濃度αに達し、ステップＳ７で肯定判定がなされる。
【００４２】
ステップＳ８では、ＥＣＵ３０により、ＥＧＲバルブ２２が閉弁される。ＥＣＵ３０は、ＥＧＲバルブ２２に対して開度を全閉とする指令信号を出力し、ＥＧＲバルブ２２を閉弁させる。ステップＳ８が実行されると、ステップＳ９に進む。
【００４３】
ステップＳ９では、ＥＣＵ３０により、燃料噴射が実施される。ＥＣＵ３０は、インジェクター１２に対して燃料噴射を実施する指令信号を出力する。このときの燃料噴射量の指令値は、例えば、筒内に供給される酸素量に応じた噴射量に設定される。つまり、本実施形態の車両制御システム１−１によれば、Ｏ２濃度が所定濃度αに達した時点（ステップＳ７−Ｙ）で、ショックが生じない程度のトルク変動でフューエルカット制御から復帰させることができる。ステップＳ９が実行されると、本制御フローはリターンする。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の車両制御システム１−１によれば、フューエルカット制御の実行中に、エンジンフリクション低減要求があった場合に、開放制御によりエンジンフリクションを低減させることで、エンジン１を再始動することなく運転者のトルク要求に応えることができる。フューエルカット制御を継続したまま負トルク制御を実行可能なことで、燃費の向上を実現することができる。また、開放制御の実行中に排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合には、フューエルカット制御から復帰し、燃料噴射が再開されることで、フューエルカット制御からの復帰時に燃焼室２内の酸素が過剰となることが抑制される。よって、フューエルカット制御からの復帰時にショックが発生したり、空燃比がリーンな状態となって排気エミッションの問題が発生したりすることが抑制される。
【００４５】
また、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合に、エンジン１への燃料の供給が再開されるタイミングは、ＥＧＲバルブ２２が閉弁された後である。これにより、ＥＧＲバルブ２２の閉弁前や閉弁と同時に燃料の供給が再開される場合よりもエンジン１の筒内に流入する吸気量が低減する。よって、吸気行程においてエンジン１の筒内に供給される酸素量の増加が抑制されるため、フューエルカット制御からの復帰時のトルク変動の低減が可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、運転者によるエンジンフリクション低減要求があった場合に開放制御が実行されたが、これには限定されない。例えば、エンジンフリクション低減要求とは異なる理由により開放制御を実行する場合においても、排気通路４のＯ２濃度が上昇した場合にＥＧＲバルブ２２を閉弁するようにすれば、フューエルカット制御からの復帰時のショックの発生を抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、Ｏ２センサ１１により検出されたＯ２濃度に基づいて、ＥＧＲバルブ２２の閉弁が決定されたが、これに代えて、Ａ／Ｆセンサ９により検出されたＯ２濃度に基づいて、ＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。また、排気通路４のＯ２濃度に限らず、例えばＥＧＲ通路２１のＯ２濃度など、ＥＧＲ通路２１を介して排気通路４から吸気通路３に流れる気体のＯ２濃度に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。
【００４８】
（実施形態の第１変形例）
上記実施形態では、排気通路４のＯ２濃度に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されたが、これには限定されない。排気通路４のＯ２濃度とは異なる物理量であっても、筒内酸素量と対応する物理量であれば、その物理量に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されることが可能である。例えば、筒内酸素量と対応する物理量として、開放制御の実行時間（開放制御開始からの経過時間等）が用いられてもよい。また、筒内酸素量と対応する物理量に代えて、開放制御の実行中に吸気行程でエンジン１の筒内に供給される吸気の酸素濃度（筒内酸素濃度）と対応する物理量に基づいてＥＧＲバルブ２２の閉弁タイミングが決定されてもよい。なお、排気通路４のＯ２濃度は、上記の筒内酸素濃度と対応した物理量である。
【００４９】
（実施形態の第２変形例）
上記実施形態の開放制御におけるＥＧＲバルブ２２の開度制御に加えて、開放制御の実行中に排気通路４の酸素濃度に応じてＥＧＲバルブ２２の開度の指令値が決定されてもよい。
【００５０】
例えば、アクセル開度（エンジン１に対する要求トルク）が同じであっても、排気通路４のＯ２濃度の増加に応じてＥＧＲバルブ２２の開度を低下させるようにしてもよい。つまり、筒内酸素量に対応する物理量である排気通路４のＯ２濃度が大きな場合には、排気通路４のＯ２濃度が小さな場合よりもＥＧＲバルブ２２の開度を低減させるようにしてもよい。また、上記実施形態と同様に、排気通路４のＯ２濃度が所定濃度α以上となった場合には、ＥＧＲバルブ２２は閉弁される。このようにすれば、運転者によるエンジンフリクション低減要求を実現しつつ排気通路４のＯ２濃度の上昇を抑制し、開放制御の継続時間を延ばして燃費の向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明にかかる車両制御システムは、吸気通路と排気通路とを連通する連通路および連通路を開閉する開閉弁とを備える車両において有用であり、特に、フューエルカット制御の実行中に開閉弁を開弁して連通路を開放した場合に、フューエルカット制御からの復帰時に筒内の酸素が過剰となることを抑制するのに適している。
【符号の説明】
【００５２】
１−１ 車両制御システム
１ エンジン
２ 燃焼室（筒内）
３ 吸気通路
４ 排気通路
１１ Ｏ２センサ
１２ インジェクター
２１ ＥＧＲ通路
２２ ＥＧＲバルブ
２５ アクセルポジションセンサ
３０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、
前記連通路を開閉する開閉弁とを備え、
前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、
前記フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の前記開閉弁を開弁して前記連通路を開放することで前記排気通路の気体が前記連通路を介して前記吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能であり、かつ、前記開放制御の実行中に吸気行程で前記エンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、前記開閉弁を閉弁する
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
前記フューエルカット制御の実行中であってアクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きい場合に前記開放制御を実行する
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記開放制御において、前記アクセル開度に基づく前記エンジンに対する要求トルクを実現できるように前記開閉弁の開度を決定する
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記開放制御において、前記物理量が大きな場合には、前記物理量が小さな場合よりも前記開閉弁の開度を低減させる
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記物理量が前記所定量以上となった場合に、前記エンジンへの前記燃料の供給を開始するタイミングが、前記開閉弁を閉弁した後である
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記物理量とは、前記排気通路を流れる気体の酸素濃度、あるいは前記連通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に流れる気体の酸素濃度である
請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項１】
車両の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する連通路と、
前記連通路を開閉する開閉弁とを備え、
前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御を実行可能なものであって、
前記フューエルカット制御の実行中に閉弁状態の前記開閉弁を開弁して前記連通路を開放することで前記排気通路の気体が前記連通路を介して前記吸気通路に流れることを許容する開放制御を実行可能であり、かつ、前記開放制御の実行中に吸気行程で前記エンジンの筒内に供給される酸素量と対応する物理量が予め定められた所定量以上となると、前記開閉弁を閉弁する
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
前記フューエルカット制御の実行中であってアクセル開度がアクセルオフに対応する開度よりも大きい場合に前記開放制御を実行する
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記開放制御において、前記アクセル開度に基づく前記エンジンに対する要求トルクを実現できるように前記開閉弁の開度を決定する
請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記開放制御において、前記物理量が大きな場合には、前記物理量が小さな場合よりも前記開閉弁の開度を低減させる
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記物理量が前記所定量以上となった場合に、前記エンジンへの前記燃料の供給を開始するタイミングが、前記開閉弁を閉弁した後である
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項６】
前記物理量とは、前記排気通路を流れる気体の酸素濃度、あるいは前記連通路を介して前記排気通路から前記吸気通路に流れる気体の酸素濃度である
請求項１から５のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８５１８９（Ｐ２０１１−１８５１８９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２３５１（Ｐ２０１０−５２３５１）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【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９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【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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