JP2003074385A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JP2003074385A JP2003074385A JP2001264216A JP2001264216A JP2003074385A JP 2003074385 A JP2003074385 A JP 2003074385A JP 2001264216 A JP2001264216 A JP 2001264216A JP 2001264216 A JP2001264216 A JP 2001264216A JP 2003074385 A JP2003074385 A JP 2003074385A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】燃費の向上を図りつつ、触媒の劣化を抑制す
る。 【解決手段】内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスを
浄化する触媒と、内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁
および排気弁と、触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、所定の運転状態に応答して、内燃機関への燃料の
供給を停止する燃料カット手段を備える内燃機関の制御
装置が提供される。該制御装置は、燃料の供給が停止さ
れているときに、検出された触媒の温度が所定値以上な
らば、少なくとも吸気弁または排気弁のどちらか一方を
閉じて、触媒への排気ガスの導入を禁止する。触媒への
排気ガスの導入が禁止されるので、触媒が酸素過多雰囲
気にさらされることがなくなり、触媒の劣化を抑制する
ことができる。
る。 【解決手段】内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスを
浄化する触媒と、内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁
および排気弁と、触媒の温度を検出する触媒温度検出手
段と、所定の運転状態に応答して、内燃機関への燃料の
供給を停止する燃料カット手段を備える内燃機関の制御
装置が提供される。該制御装置は、燃料の供給が停止さ
れているときに、検出された触媒の温度が所定値以上な
らば、少なくとも吸気弁または排気弁のどちらか一方を
閉じて、触媒への排気ガスの導入を禁止する。触媒への
排気ガスの導入が禁止されるので、触媒が酸素過多雰囲
気にさらされることがなくなり、触媒の劣化を抑制する
ことができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
に設けられた触媒の劣化を抑制する内燃機関の制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】通常、内燃機関の排気系には、車両の内
燃機関の排気ガスを浄化するための三元触媒が設けられ
ている。三元触媒は、内燃機関に供給される混合気の空
燃比がリーンになると、排気ガス中に存在する過剰の酸
素を吸着保持してＮＯｘを還元し、一方、空燃比がリッ
チになると、吸着保持された酸素を放出してＨＣ、ＣＯ
を還元する。 【０００３】一方、車両が、燃料供給の必要がない減速
状態（たとえば、エンジン・ブレーキ状態）にあると判
定されたとき、燃料の供給を停止する方法が知られてい
る。このような燃料の供給停止は、通常「燃料カット」
と呼ばれる。燃料カットを行うことにより、燃費の向上
が図られる。燃料カットは、例えば、スロットル弁が所
定時間以上にわたって全閉され、かつエンジン回転数が
所定回転数以上のとき、実行される。燃料カット状態に
入った後にエンジン回転数が上記所定回転数を下回った
場合、または燃料カット状態に入った後にスロットル弁
が開かれた場合、燃料カット状態は解除され、燃料の供
給が再開される。 【０００４】このように、燃料カット中は燃料が供給さ
れないので、吸気管から供給された空気はそのまま排気
管へ流れ、三元触媒に供給される。その結果、三元触媒
は酸素過多雰囲気になる。触媒の温度が高温であるとき
にこのような酸素過多雰囲気になると、触媒内の貴金属
および卑金属が酸化およびシンタリング（触媒金属が半
融化し、粒子同士の凝集が生じて結晶が成長する現象）
を引き起こすことが知られており、このことは、触媒の
性能を劣化させる要因となっている。 【０００５】図８は、触媒の温度に対する酸素過多雰囲
気有無でのＮＯｘ排出量を示すグラフである。図８から
明らかなように、酸素過多雰囲気でない場合は、触媒の
温度が８００℃のときのＮＯｘの量と温度が９００℃の
ときのＮＯｘの量とはほぼ同じである。しかしながら、
酸素過多雰囲気の場合（ここで、酸素過多雰囲気の場合
とは、高温になった触媒が酸素過多雰囲気に長くさらさ
れ、劣化が進んでしまった状態をいう）は、触媒の温度
が８００℃のときのＮＯｘの量に比べ、温度が９００℃
のときのＮＯｘの量が格段に大きくなっている。このよ
うに、触媒の温度が高いときに酸素過多雰囲気の状態が
続くと、触媒の劣化が促進されることによって浄化能力
が著しく低下し、触媒によって浄化されずに排出される
ＮＯｘの量が増大してしまう。 【０００６】このような触媒の劣化を防ぐ技術として、
特開平８―１４４８１４号公報には、検出された触媒の
温度が所定値よりも高い場合には燃料カットを禁止する
装置が記載されている。 【０００７】また、特開２００１−１３２５０９号公報
には、触媒を活性温度以上に維持するために、燃料カッ
ト中は吸気弁および排気弁を閉じる装置が記載されてい
る。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８―１４４８１４号公報によると、触媒の温度が高いと
きに燃料カットが禁止されるので触媒の劣化を抑制する
ことはできるが、同時に燃料カットの実行が制限されて
しまう。すなわち、エンジン出力を必要としない減速中
等であっても燃料が供給されるという状況が発生する。
このことは、燃費に悪影響を及ぼす。 【０００９】また、特開２００１−１３２５０９号公報
のものでは、燃料カット中に吸気弁または排気弁を閉じ
て未燃ガス（空気）が排気側に流出するのを防ぎ、触媒
温度の低下を未然に防ぐことは記載されているが、触媒
の劣化をどのように回避するかについては記載されてい
ない。 【００１０】したがって、燃料カットを実行して燃費の
向上を図るとともに、排気管中の酸素濃度が過多になる
のを防止して触媒の劣化を抑制する技術が必要とされて
いる。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の一形態による内燃機関の制御装置は、内燃
機関の排気系に設けられ、排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁および排気弁と、
触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、所定の運転
状態に応答して、内燃機関への燃料の供給を停止する燃
料カット手段と、燃料カット手段によって燃料の供給が
停止されているときに、触媒温度検出手段によって検出
された触媒の温度が所定値以上ならば、少なくとも吸気
弁または排気弁のどちらか一方を閉じて、触媒への排気
ガスの導入を禁止する禁止手段とを備える、という構成
をとる。 【００１２】この発明によると、燃料の供給が停止され
ているときに触媒の温度が所定値以上ならば少なくとも
吸気弁または排気弁のどちらか一方が閉じられるので、
触媒に新気が送りこまれなくなる。よって、燃費を悪化
させることなく、触媒が酸素過多雰囲気にさらされて劣
化することを抑制することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態によ
る内燃機関（以下、「エンジン」という）およびその制
御装置の全体的な構成図である。 【００１４】電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）と
いう）５は、車両の各部から送られてくるデータを受け
入れる入力回路５ａ、車両の各部の制御を行うための演
算を実行するＣＰＵ５ｂ、読み取り専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）および一時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）を有する記憶手段５ｃ、および車両の各部に制御信
号を送る出力回路５ｄを備えている。記憶手段５ｃのＲ
ＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラムお
よび各種のデータが格納されている。この発明に従う、
触媒の劣化を抑制するための制御を実行するためのプロ
グラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータ
およびテーブルは、このＲＯＭに格納されている。読み
取り専用メモリは、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能
なＲＯＭであってもよい。ＲＡＭには、ＣＰＵ５ａによ
る演算の作業領域が設けられ、車両の各部から送られて
くるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号が一時
的に記憶される。 【００１５】エンジン１は、例えば４気筒を備えるエン
ジンであり、吸気管２が連結されている。吸気管２の上
流側にはスロットル弁３が設けられている。スロットル
弁３に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）４
は、スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力し、
これをＥＣＵ５に供給する。 【００１６】吸気管２には、スロットル弁３をバイパス
する通路１８が設けられている。バイパス通路１８に
は、エンジン１に供給する空気量を制御するための吸入
空気量制御弁１９が設けられている。吸入空気量制御弁
１９は、ＥＣＵ５によって電気的に制御される電磁弁で
ある。 【００１７】燃料噴射弁６は、エンジン１とスロットル
弁３の間であって、吸気管２の吸気弁（図示せず）の少
し上流側に各気筒毎に設けられている。燃料噴射弁６
は、燃料ポンプ（図示せず）に接続され、該燃料ポンプ
を介して燃料タンク（図示せず）から燃料の供給を受け
る。燃料噴射弁６はＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ
５からの制御信号によって開弁時間が制御される。 【００１８】吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７および
吸気温（ＴＡ）センサ８は、吸気管２のスロットル弁３
の下流側に設けられており、吸気管内絶対圧ＰＢＡおよ
び吸気温ＴＡをそれぞれ検出して電気信号に変換し、そ
れをＥＣＵ５に送る。 【００１９】エンジン水温（ＴＷ）センサ１０は、エン
ジン１のシリンダブロックの、冷却水が充満した気筒周
壁（図示せず）に取り付けられ、エンジン冷却水の温度
ＴＷを検出して電気信号に変換し、それをＥＣＵ５に送
る。 【００２０】気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１およびエン
ジン回転数（ＮＥ）センサ１２は、エンジン１のカム軸
またはクランク軸（共に図示せず）周辺に取り付けられ
る。ＣＹＬセンサ１１は、各気筒の所定のクランク角度
位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力する。ＮＥセンサ１２
は、所定のクランク角（たとえば、１°）ごとにＣＲＫ
信号パルスを出力する。これらの信号は、ＥＣＵ５に送
られる。ＣＲＫ信号のパルスはＥＣＵ５によってカウン
トされ、これによりエンジン回転数ＮＥが検出される。 【００２１】エンジン１の下流側には排気管１３が連結
されており、エンジン１は排気管１３に排気ガスを放出
する。排気管１３の途中に設けられた排気ガス浄化装置
である三元触媒１４は、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ
ｘなどの成分を浄化する。排気管１３の途中に設けられ
たＯ２センサ１５は排気濃度センサであり、排気ガス中
の酸素濃度を検出して電気信号に変換し、それをＥＣＵ
５に送る。 【００２２】また、ＥＣＵ５には、エンジン１が搭載さ
れる車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速（Ｖ
Ｐ）センサ１７が接続されており、ＶＰセンサ１７は、
検出した信号をＥＣＵ５に送る。 【００２３】エンジン１の各気筒の吸気弁および排気弁
は、運転状態に応じてバルブタイミングを可変に切り換
えることができる可変バルブタイミング機構１８によっ
て駆動される。可変バルブタイミング機構１８によって
実現されるバルブタイミングは、ＥＣＵ５からの制御信
号に従って制御される。 【００２４】ＥＣＵ５に向けて送られた信号は入力回路
５ａに渡される。入力回路５ａは、入力信号波形を整形
して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値
をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ５ｂは、変換され
たデジタル信号を処理し、記憶手段５ｃに格納されてい
るプログラムに従って演算を実行し、車両の各部のアク
チュエータに送る制御信号を作り出す。出力回路５ｄ
は、これらの制御信号を、燃料噴射弁６、吸入空気量制
御弁１９、可変バルブタイミング機構１８、およびその
他のアクチュエータに送る。 【００２５】エンジン１に設けられた可変バルブタイミ
ング機構１８は、ＥＣＵ５からの制御信号に従って、す
べての気筒を動作状態にする全気筒動作状態と、すべて
の気筒の運転を休止する全気筒休止状態とを自在に切り
替えることができるよう構成されている。代替的に、一
部の気筒のみを休止状態にすることができるようにして
もよい。 【００２６】この発明に従う可変バルブタイミング機構
１８は、ＥＣＵ５からの制御信号に従って、燃料カット
中に少なくとも吸気弁または排気弁のどちらか一方を閉
じる。こうすることにより、触媒１４への排気ガスの導
入が禁止される。すなわち、燃料カット中に少なくとも
吸気弁または排気弁のどちらか一方を閉じると、触媒に
は新たな空気（新気）が供給されないので、触媒が酸素
過多雰囲気にさらされることが防止され、触媒の劣化を
抑制することができる。 【００２７】図２は、ＳＯＨＣ型のエンジンに、全気筒
動作状態と全気筒休止状態とを切り換えることのできる
可変バルブタイミング機構１８を適用した動弁機構の一
例を示す。気筒（図示せず）に備えられた吸気弁５０ａ
および排気弁５０ｂは、弁スプリング５１ａおよび５１
ｂによって、吸気ポートおよび排気ポート（いずれも図
示せず）を閉じる方向に付勢されている。 【００２８】カムシャフト５３にはリフトカム５２（図
３を参照）が設けられており、リフトカム５２には、カ
ムリフト用のロッカーアーム５４ａおよび５４ｂがそれ
ぞれ連結されている。カムリフト用ロッカーアーム５４
ａよび５４ｂは、ロッカーアームシャフト５３ａおよび
５３ｂを介して、それぞれ回転可能に支持されている。 【００２９】ロッカーアームシャフト５３ａおよび５３
ｂには、弁駆動用のロッカーアーム５５ａおよび５５ｂ
がそれぞれ回転可能なように支持されている。ロッカー
アーム５５ａおよび５５ｂの端部が、吸気弁５０ａおよ
び排気弁５０ｂの上端をそれぞれ押圧し、それにより、
吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂは開弁する。ロッカー
アーム５５ａおよび５５ｂの、吸気弁５０ａおよび排気
弁５０ｂとは反対側の端部は、カムシャフト５３に設け
られた円形の休止カム５３１（図３を参照）に連結され
ている。 【００３０】図３の（ａ）および（ｂ）は、例として吸
気弁５０ａの動弁機構の詳細な構造を示す。図３の
（ａ）および（ｂ）に示されるように、油圧室５６が、
カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカー
アーム５５ｂに渡るよう形成されている。油圧室５６内
には、ピン５７がスライド可能なように設けられてい
る。ピン５７は、ピンスプリング５８を介して、カムリ
フト用ロッカーアーム５４ａ側に付勢されている。 【００３１】ロッカーアームシャフト５３ａの内部には
油圧供給路５９が形成されている。油圧供給路５９は、
油圧供給路５９の開口部６０と、カムリフト用ロッカー
アーム５４ａに設けられた連通路６１とを介して、油圧
室５６に連通している。油圧コントロールバルブ６３を
開くと、オイルポンプ６４から油圧供給路５９に作動油
が供給される。油圧コントロールバルブ６３は、ソレノ
イドで形成される電磁バルブである。油圧コントロール
バルブ６３はＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５から
の制御信号に従って開閉駆動される。 【００３２】図３の（ａ）は、油圧コントロールバルブ
６３が閉じられ、油圧室５６に作動油が供給されていな
い状態を示している。この状態において、ピン５７は、
ピンスプリング５８によって、カムリフト用ロッカーア
ーム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａの双方に跨
って位置づけられる。こうして、カムリフト用ロッカー
アーム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａは、ピン
５７によって連結される。リフトカム５２が作動する
と、カムリフト用ロッカーアーム５４ａが駆動されると
同時に、弁駆動用ロッカーアーム５５ａも駆動される。
その結果、弁駆動用ロッカーアーム５５ａに連結された
吸気弁５０ａが駆動される。 【００３３】図３の（ｂ）は、ＥＣＵ５からの制御信号
によって油圧コントロールバルブ６３が開かれ、油圧室
５６に油圧供給路５９を介して作動油が供給された状態
を示している。油圧の作用により、ピン５７は、ピンス
プリング５８に抗して弁駆動用ロッカーアーム５５ａ側
にスライドする。その結果、カムリフト用ロッカーアー
ム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａの間の連結が
解除される。この状態でリフトカム５２が作動すると、
カムリフト用ロッカーアーム５４ａは駆動される。しか
しながら、カムリフト用ロッカーアーム５４ａと弁駆動
用ロッカーアーム５５ａとの間の連結が解除されている
ため、弁駆動用ロッカーアーム５５ａは、空転する休止
カム５３１のみによっては駆動されない。したがって、
弁駆動用ロッカーアーム５５ａに連結されている吸気弁
５０ａは作動せず、閉弁状態に維持される。 【００３４】排気弁５０ｂも、図３に示される吸気弁５
０ａと同様の構造を有する。前述したように、本発明の
一実施例によると、吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂの
どちらか一方、または吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂ
の両方を上記のような方法で閉弁状態にすることにより
触媒に新気が導入されることを禁止する。 【００３５】図４は、この発明の一実施例に従う、図３
に示される油圧コントロールバルブ６３の制御を実行す
る制御装置の機能ブロック図である。各機能ブロックで
表される機能は、典型的には、図１に示されるＥＣＵ５
の記憶手段５ｃに格納されたコンピュータプログラムに
よって実行される。代替的には、各機能ブロックで表さ
れる機能を実行するよう構成された任意のハードウェア
によって、各機能ブロックを実現してもよい。 【００３６】運転状態検出部３１は、前述したように、
ＮＥセンサ１２から受け取ったＣＲＫ信号パルスに基づ
いてエンジン回転数ＮＥを検出し、スロットル弁開度セ
ンサ４から受け取った信号に基づいてスロットル弁開度
θＴＨを検出し、ＶＰセンサ１７から受け取った信号に
基づいて車速ＶＰを検出する。さらに、ＰＢＡセンサ７
およびＴＷセンサ１０からの信号を受け取って、吸気管
内絶対圧ＰＢＡおよびエンジン水温ＴＷをそれぞれ検出
する。 【００３７】条件成立判定部３２は、燃料カットを実行
するための条件が成立しているかどうか判定する。具体
的には、条件成立判定部３２は、エンジン回転数ＮＥが
所定回転数（たとえば、９００ｒｐｍ）以上であり、車
速ＶＰが所定値（たとえば、１５ｋｍ／ｈ）以上であ
り、かつスロットル弁開度θＴＨが全閉に近い所定値
（たとえば、１０°）以下であるならば、燃料カットを
実行するため燃料カットフラグをセットする。 【００３８】燃料カットを実行するための条件として、
他の条件を用いてもよい。たとえば、スロットル弁が所
定時間（たとえば、０．５秒）以上にわたって全閉さ
れ、かつエンジン回転数ＮＥが所定回転数（たとえば、
９００ｒｐｍ）以上ならば、燃料カットを実行するよう
にしてもよい。または、エンジン回転数ＮＥが所定回転
数以上であり、車速ＶＰが所定値以上であり、かつ吸気
管内絶対圧ＰＢＡが所定圧以下であるならば、燃料カッ
トを実行するようにしてもよい。 【００３９】条件成立判定部３２は、燃料カット状態に
入った後に、スロットル弁開度θＴＨが上記所定値以上
になったとき、エンジン回転数ＮＥが上記所定回転数以
下になったとき、または車速ＶＰが上記所定値より小さ
くなったとき、燃料の供給を再開するために燃料カット
フラグをリセットする。 【００４０】燃料カット部３３は、燃料カットフラグが
セットされていれば、燃料の供給を停止するための信号
を燃料噴射弁６（図１）に送る。燃料カット解除部３４
は、燃料カットフラグがリセットされていれば、燃料の
供給を行うための信号を燃料噴射弁６に送る。 【００４１】触媒温度推定部３５は、燃料カットフラグ
がセットされているとき、エンジン水温ＴＷおよび吸気
管内絶対圧ＰＢＡに基づいて触媒の温度を算出する。 【００４２】油圧バルブ制御部３６は、触媒温度推定部
３５で算出された触媒温度が高温であるとき、油圧コン
トロールバルブ６３（図３の（ｂ））を開くための信号
を油圧コントロールバルブ６３に送出する。一方、燃料
カットフラグがセットされていないとき、または触媒温
度が高温でないとき、油圧コントロールバルブ６３を閉
じるための信号を油圧コントロールバルブ６３に送出す
る。 【００４３】油圧コントロールバルブ６３が開かれる
と、前述したように吸気弁および（または）排気弁が休
止状態になり、該吸気弁および（または）排気弁は閉じ
る。一方、油圧コントロールバルブ６３が閉じられる
と、吸気弁および（または）排気弁は動作状態になり、
開閉駆動される。 【００４４】このように、燃料カット中、吸気弁および
（または）排気弁は閉じられる。すなわち、エンジンに
燃料が供給されない間は、新気が触媒に導入されない。
その結果、触媒が酸素過多雰囲気にさらされることが防
止されるので、触媒内の貴金属および卑金属の酸化およ
びシンタリングが抑制される。さらに、燃料カット中に
触媒内の酸素濃度が濃くなることが防止されるので、燃
料カットが解除された後にＮＯｘの浄化性能が低下する
という現象を回避することができる。こうして、燃費の
向上を図りつつ、触媒の劣化を抑制することができる。 【００４５】図５は、この発明の一実施例に従う、油圧
コントロールバルブを制御するプロセスを示すフローチ
ャートである。このフローチャートは、たとえば所定時
間ごとに繰り返し実行される。 【００４６】ステップ１０１において、燃料カットを実
行するための条件が成立しているかどうか判断する。具
体的には、前述したように、エンジン回転数ＮＥが所定
回転数以上であり、車速ＶＰが所定値以上であり、かつ
スロットル弁開度θＴＨが所定値以下であるならば、条
件が成立したと判定する。条件が成立していると判定さ
れたならば、ディレータイマを予め決められた時間にセ
ットし（１０２）、燃料カットフラグをセットする（１
０３）。これにより、燃料の供給停止を指示する信号が
燃料噴射弁６（図１）に伝達され、燃料の供給が停止さ
れる。 【００４７】ステップ１０６に進み、再び燃料カットを
実行するための条件が成立しているかどうか判断する。
ここで判断される条件は、ステップ１０１のものと同じ
である。この判断ステップ１０６は、後述されるが、デ
ィレータイマにセットされた時間が経過している間に、
燃料カットの条件が成立してないことを条件として吸気
弁および（または）排気弁を燃料供給の再開に先んじて
動作状態にするためである。ステップ１０１の判断でＹ
ＥＳならば、通常判断ステップ１０６もＹＥＳになり、
ステップ１０７に進む。 【００４８】ステップ１０７において、運転状態に応じ
て触媒の温度を算出する触媒温度推定ルーチン（図６）
を実行する。ステップ１０８に進み、触媒温度推定ルー
チンで算出された触媒温度が所定値（触媒が活性化する
温度であり、たとえば５００℃）以上であると判断され
たならば、これは、触媒が高温状態にあることを意味す
る。ステップ１０９に進み、油圧コントロールバルブ６
３（図３の（ｂ））を開くための信号を油圧コントロー
ルバルブ６３に送る。こうして、油圧コントロールバル
ブ６３が開かれ、前述の図３の（ｂ）に示される状態と
なる。その結果、吸気弁５０ａおよび（または）排気弁
５０ｂは閉じられる。 【００４９】ステップ１０８において、触媒温度推定ル
ーチンで算出された触媒温度が所定値より小さいと判断
された場合、ステップ１１０に進み、油圧コントロール
バルブ６３を閉じるための信号を油圧コントロールバル
ブ６３に送る。こうして、油圧コントロールバルブ６３
は閉じられ、前述の図３の（ａ）に示される状態とな
る。その結果、吸気弁５０ａおよび（または）排気弁５
０ｂは動作状態となる。 【００５０】このように、燃料の供給が停止されている
ときに触媒の温度が高温ならば、吸気弁および（また
は）排気弁が閉じられるので、燃費を悪化させることな
く、触媒の劣化を抑制することができる。 【００５１】ステップ１０１において、燃料カットを実
行するための条件が成立していないと判定されたなら
ば、ディレータイマにセットされた時間が経過したかど
うか判断する（１０４）。経過していなければステップ
１０３に進み、燃料カットを継続する。ステップ１０６
に進み、再び、燃料カットを実行するための条件が成立
しているかどうか判断する。ステップ１０１の判断ステ
ップにおいてＮＯならば、通常ステップ１０６の判断も
ＮＯであり、ステップ１１０に進む。 【００５２】一方、ステップ１０４において、ディレー
タイマにセットされた時間が経過したならば、燃料カッ
トフラグをリセットし、燃料の供給を再開する（１０
５）。その後、ステップ１１０に進む。ステップ１１０
では、前述したように、油圧コントロールバルブ６３を
閉じるための信号を油圧コントロールバルブ６３に送
る。 【００５３】ステップ１０４および１０５に示されるよ
うに、ディレータイマにセットされた時間が経過するま
で燃料カットの解除を遅らせるのは、吸気弁または排気
弁が確実に動作状態になったときに燃料が供給されるよ
うにするためである。すなわち、吸気弁または排気弁を
休止状態から動作状態に移行させる際、油圧を低下させ
て弁が駆動するまでには多少の時間を要する。したがっ
て、上記の遅れがないと、燃料は噴射されるが混合気は
燃焼室に供給されない等の現象が起きてしまう。これを
回避するため、上記のステップ１０４、１０６および１
１０に示されるように、ディレータイマにセットされた
時間が経過するまでは、燃料カットを実行するための条
件が成立していないことを条件に油圧コントロールバル
ブを閉じ、吸気弁および（または）排気弁を動作状態に
もっていく。これにより、ディレータイマにセットされ
た時間が経過したときには、吸気弁および（または）排
気弁が確実に動作状態になっているようにする。その
後、ステップ１０４、１０５および１１０に示されるよ
うに、ディレータイマにセットされた時間が経過したと
きに燃料カットを解除し、混合気が確実に燃焼室に供給
される状態で燃料の供給を再開する。 【００５４】図６は、図５のステップ１０７で実行され
る、触媒温度推定ルーチンを示すフローチャートであ
る。 【００５５】ステップ１１１において、車両が始動モー
ドであるかどうか判断する。これは、たとえばエンジン
回転数ＮＥが所定回転数（たとえば、５００ｒｐｍ）未
満であれば始動モードであると判断される。始動モード
であると判断されたならば、ステップ１１２〜１１４に
おいて、推定触媒温度ＴＣＴに、予め決められた初期値
を設定する。具体的には、ステップ１１２で、エンジン
水温ＴＷが所定温度＃ＴＷＴＣＴ（たとえば、６０℃）
より大きいかどうか判断する。ステップ１１２の判断が
ＮＯの場合、エンジン１が低温状態にあり、よって触媒
も低温状態にあると推定することができる。ステップ１
１３に進み、推定触媒温度ＴＣＴを、予め決められた初
期値＃ＴＣＴ０（たとえば、２００℃）に設定する。 【００５６】一方、ステップ１１２の判断がＹＥＳの場
合、触媒が高温状態にあると推定することができる。ス
テップ１１４に進み、推定触媒温度ＴＣＴを、予め決め
られた初期値＃ＴＣＴ１（たとえば、５００℃）に設定
する。当然ながら、ステップ１１４で用いられる初期値
＃ＴＣＴ１は、ステップ１１３で用いられる初期値＃Ｔ
ＣＴ０よりも高い温度が設定される。 【００５７】ステップ１１１において始動モードでない
と判断されたならば、ステップ１１５〜１１９において
触媒温度を算出する。ステップ１１５において、推定タ
イマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロかどうか判断する。推定
タイマはダウンタイマであり、予め決められた時間＃Ｔ
ＭＣＡＴＷＯＴ（たとえば、５００ミリ秒）がセットさ
れる。推定タイマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロならば、推
定タイマにセットされた時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴが経過
したことを意味するので、ステップ１１６に進み、新た
に推定タイマに時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴをセットする。
推定タイマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロでなければ、その
ままこのルーチンを抜ける。こうして、ステップ１１７
〜１１９で実行される推定触媒温度ＴＣＴの算出が、所
定時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴごとに実行される。 【００５８】ステップ１１７において、エンジン回転数
ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてなまし係数
算出テーブルを検索し、なまし係数ＣＴＣＴＷを求め
る。図７に、なまし係数算出テーブルの一例を示す。図
７に示されるように、なまし係数は、所定値＃ＰＢＣＴ
ＣＴＨについて設定された高負荷時用のものと、所定値
＃ＰＢＣＴＣＴＬについて設定された低負荷時用のもの
の２つが用意されている（それぞれ、グラフ７１および
７２によって表されている）。いずれの場合も、なまし
係数ＣＴＣＴＷは、吸気管内絶対圧ＰＢＡおよびエンジ
ン回転数ＮＥが高いほど、より大きな値に設定されてい
る。 【００５９】検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡの大きさ
に応じて、なまし係数が検索される。具体的には、検出
された吸気管内絶対圧ＰＢＡの大きさが所定値＃ＰＢＣ
ＴＣＴＬに近いとき、グラフ７２からなまし係数ＣＴＣ
ＴＷを求める。一方、検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡ
の大きさが所定値＃ＰＢＣＴＣＴＨに近いとき、グラフ
７１を使用してなまし係数ＣＴＣＴＷを求める。吸気管
内絶対圧ＰＢＡが、所定値＃ＰＢＣＴＣＴＬと＃ＰＢＣ
ＴＣＴＨの間にある場合は、検出された吸気管内絶対圧
ＰＢＡの値に応じて、グラフ７１および７２に示される
なまし係数ＣＴＣＴＷを補間することにより、該検出さ
れた吸気管内絶対ＰＢＡに対応するなまし係数ＣＴＣＴ
Ｗを算出する。 【００６０】ステップ１１８に進み、エンジン回転数Ｎ
Ｅおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて、図示しない
マップを検索することにより、基本推定触媒温度ＴＣＴ
Ｍを算出する。このマップは、エンジン回転数ＮＥおよ
び吸気管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど基本推定触媒温度
が高くなるよう予め設定されている。ステップ１１９に
進み、ステップ１１７および１１８で算出したなまし係
数ＣＴＣＴＷおよび基本推定触媒温度ＴＣＴＭを用い、
以下の式に従って、推定触媒温度ＴＣＴを算出する。こ
こで、ｎは、サイクルを識別する数字であり、（ｎ−
１）は前回のサイクルを示し、（ｎ）は今回のサイクル
を示す。 【００６１】 【数１】ＴＣＴ(n)＝ＴＣＴ(n-1)＋［ＴＣＴＭ−ＴＣＴ
(n-1)］×ＣＴＣＴＷ 【００６２】前述したように、なまし係数ＣＴＣＴＷ
は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡが
高いほど大きな値に設定される。したがって、エンジン
回転数ＮＥまたは吸気管内絶対圧ＰＢＡが高いことに起
因して触媒の温度がより上昇しやすいときには、その影
響を反映させた状態の推定触媒温度ＴＣＴを適切に算出
することができる。 【００６３】この実施例においては、触媒温度をエンジ
ン回転数および吸気管内絶対圧に基づいて算出した。し
かしながら、他の実施例においては、三元触媒１４（図
１）に触媒温度センサを取り付け、該センサからの信号
を受け取って触媒温度を検出するようにしてもよい。 【００６４】上記の実施例においてはＳＯＨＣ型のエン
ジンを例に説明したが、他の型（たとえば、ＤＯＨＣ
型）のエンジンでもよい。また、上記の実施例において
は、油圧によって吸気弁および（または）排気弁の動作
状態および休止状態を切り換えるバルブタイミング機構
を例にとって説明した。しかしながら、このような切り
換え機構を設けなくてもよい。さらに、吸気弁および排
気弁は、電磁的に弁を駆動する電磁バルブ機構、または
電気的に弁を駆動する電動バルブ機構を適用したもので
もよい。この場合、燃料カット中に触媒温度が高温のと
きは、吸気弁および（または）排気弁が、ＥＣＵからの
制御信号によって電磁的または電気的に閉弁される。こ
れにより、触媒に排気ガスが導入されることが禁止さ
れ、触媒の劣化が抑制される。 【００６５】 【発明の効果】この発明によると、燃料カット中で触媒
温度が高い場合には、触媒への排気ガスの導入が禁止さ
れるので、燃費を悪化させることなく触媒の劣化を抑制
することができる。
に設けられた触媒の劣化を抑制する内燃機関の制御装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】通常、内燃機関の排気系には、車両の内
燃機関の排気ガスを浄化するための三元触媒が設けられ
ている。三元触媒は、内燃機関に供給される混合気の空
燃比がリーンになると、排気ガス中に存在する過剰の酸
素を吸着保持してＮＯｘを還元し、一方、空燃比がリッ
チになると、吸着保持された酸素を放出してＨＣ、ＣＯ
を還元する。 【０００３】一方、車両が、燃料供給の必要がない減速
状態（たとえば、エンジン・ブレーキ状態）にあると判
定されたとき、燃料の供給を停止する方法が知られてい
る。このような燃料の供給停止は、通常「燃料カット」
と呼ばれる。燃料カットを行うことにより、燃費の向上
が図られる。燃料カットは、例えば、スロットル弁が所
定時間以上にわたって全閉され、かつエンジン回転数が
所定回転数以上のとき、実行される。燃料カット状態に
入った後にエンジン回転数が上記所定回転数を下回った
場合、または燃料カット状態に入った後にスロットル弁
が開かれた場合、燃料カット状態は解除され、燃料の供
給が再開される。 【０００４】このように、燃料カット中は燃料が供給さ
れないので、吸気管から供給された空気はそのまま排気
管へ流れ、三元触媒に供給される。その結果、三元触媒
は酸素過多雰囲気になる。触媒の温度が高温であるとき
にこのような酸素過多雰囲気になると、触媒内の貴金属
および卑金属が酸化およびシンタリング（触媒金属が半
融化し、粒子同士の凝集が生じて結晶が成長する現象）
を引き起こすことが知られており、このことは、触媒の
性能を劣化させる要因となっている。 【０００５】図８は、触媒の温度に対する酸素過多雰囲
気有無でのＮＯｘ排出量を示すグラフである。図８から
明らかなように、酸素過多雰囲気でない場合は、触媒の
温度が８００℃のときのＮＯｘの量と温度が９００℃の
ときのＮＯｘの量とはほぼ同じである。しかしながら、
酸素過多雰囲気の場合（ここで、酸素過多雰囲気の場合
とは、高温になった触媒が酸素過多雰囲気に長くさらさ
れ、劣化が進んでしまった状態をいう）は、触媒の温度
が８００℃のときのＮＯｘの量に比べ、温度が９００℃
のときのＮＯｘの量が格段に大きくなっている。このよ
うに、触媒の温度が高いときに酸素過多雰囲気の状態が
続くと、触媒の劣化が促進されることによって浄化能力
が著しく低下し、触媒によって浄化されずに排出される
ＮＯｘの量が増大してしまう。 【０００６】このような触媒の劣化を防ぐ技術として、
特開平８―１４４８１４号公報には、検出された触媒の
温度が所定値よりも高い場合には燃料カットを禁止する
装置が記載されている。 【０００７】また、特開２００１−１３２５０９号公報
には、触媒を活性温度以上に維持するために、燃料カッ
ト中は吸気弁および排気弁を閉じる装置が記載されてい
る。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８―１４４８１４号公報によると、触媒の温度が高いと
きに燃料カットが禁止されるので触媒の劣化を抑制する
ことはできるが、同時に燃料カットの実行が制限されて
しまう。すなわち、エンジン出力を必要としない減速中
等であっても燃料が供給されるという状況が発生する。
このことは、燃費に悪影響を及ぼす。 【０００９】また、特開２００１−１３２５０９号公報
のものでは、燃料カット中に吸気弁または排気弁を閉じ
て未燃ガス（空気）が排気側に流出するのを防ぎ、触媒
温度の低下を未然に防ぐことは記載されているが、触媒
の劣化をどのように回避するかについては記載されてい
ない。 【００１０】したがって、燃料カットを実行して燃費の
向上を図るとともに、排気管中の酸素濃度が過多になる
のを防止して触媒の劣化を抑制する技術が必要とされて
いる。 【００１１】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の一形態による内燃機関の制御装置は、内燃
機関の排気系に設けられ、排気ガスを浄化する触媒と、
内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁および排気弁と、
触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、所定の運転
状態に応答して、内燃機関への燃料の供給を停止する燃
料カット手段と、燃料カット手段によって燃料の供給が
停止されているときに、触媒温度検出手段によって検出
された触媒の温度が所定値以上ならば、少なくとも吸気
弁または排気弁のどちらか一方を閉じて、触媒への排気
ガスの導入を禁止する禁止手段とを備える、という構成
をとる。 【００１２】この発明によると、燃料の供給が停止され
ているときに触媒の温度が所定値以上ならば少なくとも
吸気弁または排気弁のどちらか一方が閉じられるので、
触媒に新気が送りこまれなくなる。よって、燃費を悪化
させることなく、触媒が酸素過多雰囲気にさらされて劣
化することを抑制することができる。 【００１３】 【発明の実施の形態】次に図面を参照してこの発明の実
施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態によ
る内燃機関（以下、「エンジン」という）およびその制
御装置の全体的な構成図である。 【００１４】電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）と
いう）５は、車両の各部から送られてくるデータを受け
入れる入力回路５ａ、車両の各部の制御を行うための演
算を実行するＣＰＵ５ｂ、読み取り専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）および一時記憶用のランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）を有する記憶手段５ｃ、および車両の各部に制御信
号を送る出力回路５ｄを備えている。記憶手段５ｃのＲ
ＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラムお
よび各種のデータが格納されている。この発明に従う、
触媒の劣化を抑制するための制御を実行するためのプロ
グラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータ
およびテーブルは、このＲＯＭに格納されている。読み
取り専用メモリは、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能
なＲＯＭであってもよい。ＲＡＭには、ＣＰＵ５ａによ
る演算の作業領域が設けられ、車両の各部から送られて
くるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号が一時
的に記憶される。 【００１５】エンジン１は、例えば４気筒を備えるエン
ジンであり、吸気管２が連結されている。吸気管２の上
流側にはスロットル弁３が設けられている。スロットル
弁３に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）４
は、スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力し、
これをＥＣＵ５に供給する。 【００１６】吸気管２には、スロットル弁３をバイパス
する通路１８が設けられている。バイパス通路１８に
は、エンジン１に供給する空気量を制御するための吸入
空気量制御弁１９が設けられている。吸入空気量制御弁
１９は、ＥＣＵ５によって電気的に制御される電磁弁で
ある。 【００１７】燃料噴射弁６は、エンジン１とスロットル
弁３の間であって、吸気管２の吸気弁（図示せず）の少
し上流側に各気筒毎に設けられている。燃料噴射弁６
は、燃料ポンプ（図示せず）に接続され、該燃料ポンプ
を介して燃料タンク（図示せず）から燃料の供給を受け
る。燃料噴射弁６はＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ
５からの制御信号によって開弁時間が制御される。 【００１８】吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ７および
吸気温（ＴＡ）センサ８は、吸気管２のスロットル弁３
の下流側に設けられており、吸気管内絶対圧ＰＢＡおよ
び吸気温ＴＡをそれぞれ検出して電気信号に変換し、そ
れをＥＣＵ５に送る。 【００１９】エンジン水温（ＴＷ）センサ１０は、エン
ジン１のシリンダブロックの、冷却水が充満した気筒周
壁（図示せず）に取り付けられ、エンジン冷却水の温度
ＴＷを検出して電気信号に変換し、それをＥＣＵ５に送
る。 【００２０】気筒判別（ＣＹＬ）センサ１１およびエン
ジン回転数（ＮＥ）センサ１２は、エンジン１のカム軸
またはクランク軸（共に図示せず）周辺に取り付けられ
る。ＣＹＬセンサ１１は、各気筒の所定のクランク角度
位置で気筒判別信号ＣＹＬを出力する。ＮＥセンサ１２
は、所定のクランク角（たとえば、１°）ごとにＣＲＫ
信号パルスを出力する。これらの信号は、ＥＣＵ５に送
られる。ＣＲＫ信号のパルスはＥＣＵ５によってカウン
トされ、これによりエンジン回転数ＮＥが検出される。 【００２１】エンジン１の下流側には排気管１３が連結
されており、エンジン１は排気管１３に排気ガスを放出
する。排気管１３の途中に設けられた排気ガス浄化装置
である三元触媒１４は、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ
ｘなどの成分を浄化する。排気管１３の途中に設けられ
たＯ２センサ１５は排気濃度センサであり、排気ガス中
の酸素濃度を検出して電気信号に変換し、それをＥＣＵ
５に送る。 【００２２】また、ＥＣＵ５には、エンジン１が搭載さ
れる車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速（Ｖ
Ｐ）センサ１７が接続されており、ＶＰセンサ１７は、
検出した信号をＥＣＵ５に送る。 【００２３】エンジン１の各気筒の吸気弁および排気弁
は、運転状態に応じてバルブタイミングを可変に切り換
えることができる可変バルブタイミング機構１８によっ
て駆動される。可変バルブタイミング機構１８によって
実現されるバルブタイミングは、ＥＣＵ５からの制御信
号に従って制御される。 【００２４】ＥＣＵ５に向けて送られた信号は入力回路
５ａに渡される。入力回路５ａは、入力信号波形を整形
して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値
をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ５ｂは、変換され
たデジタル信号を処理し、記憶手段５ｃに格納されてい
るプログラムに従って演算を実行し、車両の各部のアク
チュエータに送る制御信号を作り出す。出力回路５ｄ
は、これらの制御信号を、燃料噴射弁６、吸入空気量制
御弁１９、可変バルブタイミング機構１８、およびその
他のアクチュエータに送る。 【００２５】エンジン１に設けられた可変バルブタイミ
ング機構１８は、ＥＣＵ５からの制御信号に従って、す
べての気筒を動作状態にする全気筒動作状態と、すべて
の気筒の運転を休止する全気筒休止状態とを自在に切り
替えることができるよう構成されている。代替的に、一
部の気筒のみを休止状態にすることができるようにして
もよい。 【００２６】この発明に従う可変バルブタイミング機構
１８は、ＥＣＵ５からの制御信号に従って、燃料カット
中に少なくとも吸気弁または排気弁のどちらか一方を閉
じる。こうすることにより、触媒１４への排気ガスの導
入が禁止される。すなわち、燃料カット中に少なくとも
吸気弁または排気弁のどちらか一方を閉じると、触媒に
は新たな空気（新気）が供給されないので、触媒が酸素
過多雰囲気にさらされることが防止され、触媒の劣化を
抑制することができる。 【００２７】図２は、ＳＯＨＣ型のエンジンに、全気筒
動作状態と全気筒休止状態とを切り換えることのできる
可変バルブタイミング機構１８を適用した動弁機構の一
例を示す。気筒（図示せず）に備えられた吸気弁５０ａ
および排気弁５０ｂは、弁スプリング５１ａおよび５１
ｂによって、吸気ポートおよび排気ポート（いずれも図
示せず）を閉じる方向に付勢されている。 【００２８】カムシャフト５３にはリフトカム５２（図
３を参照）が設けられており、リフトカム５２には、カ
ムリフト用のロッカーアーム５４ａおよび５４ｂがそれ
ぞれ連結されている。カムリフト用ロッカーアーム５４
ａよび５４ｂは、ロッカーアームシャフト５３ａおよび
５３ｂを介して、それぞれ回転可能に支持されている。 【００２９】ロッカーアームシャフト５３ａおよび５３
ｂには、弁駆動用のロッカーアーム５５ａおよび５５ｂ
がそれぞれ回転可能なように支持されている。ロッカー
アーム５５ａおよび５５ｂの端部が、吸気弁５０ａおよ
び排気弁５０ｂの上端をそれぞれ押圧し、それにより、
吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂは開弁する。ロッカー
アーム５５ａおよび５５ｂの、吸気弁５０ａおよび排気
弁５０ｂとは反対側の端部は、カムシャフト５３に設け
られた円形の休止カム５３１（図３を参照）に連結され
ている。 【００３０】図３の（ａ）および（ｂ）は、例として吸
気弁５０ａの動弁機構の詳細な構造を示す。図３の
（ａ）および（ｂ）に示されるように、油圧室５６が、
カムリフト用ロッカーアーム５４ｂと弁駆動用ロッカー
アーム５５ｂに渡るよう形成されている。油圧室５６内
には、ピン５７がスライド可能なように設けられてい
る。ピン５７は、ピンスプリング５８を介して、カムリ
フト用ロッカーアーム５４ａ側に付勢されている。 【００３１】ロッカーアームシャフト５３ａの内部には
油圧供給路５９が形成されている。油圧供給路５９は、
油圧供給路５９の開口部６０と、カムリフト用ロッカー
アーム５４ａに設けられた連通路６１とを介して、油圧
室５６に連通している。油圧コントロールバルブ６３を
開くと、オイルポンプ６４から油圧供給路５９に作動油
が供給される。油圧コントロールバルブ６３は、ソレノ
イドで形成される電磁バルブである。油圧コントロール
バルブ６３はＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５から
の制御信号に従って開閉駆動される。 【００３２】図３の（ａ）は、油圧コントロールバルブ
６３が閉じられ、油圧室５６に作動油が供給されていな
い状態を示している。この状態において、ピン５７は、
ピンスプリング５８によって、カムリフト用ロッカーア
ーム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａの双方に跨
って位置づけられる。こうして、カムリフト用ロッカー
アーム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａは、ピン
５７によって連結される。リフトカム５２が作動する
と、カムリフト用ロッカーアーム５４ａが駆動されると
同時に、弁駆動用ロッカーアーム５５ａも駆動される。
その結果、弁駆動用ロッカーアーム５５ａに連結された
吸気弁５０ａが駆動される。 【００３３】図３の（ｂ）は、ＥＣＵ５からの制御信号
によって油圧コントロールバルブ６３が開かれ、油圧室
５６に油圧供給路５９を介して作動油が供給された状態
を示している。油圧の作用により、ピン５７は、ピンス
プリング５８に抗して弁駆動用ロッカーアーム５５ａ側
にスライドする。その結果、カムリフト用ロッカーアー
ム５４ａと弁駆動用ロッカーアーム５５ａの間の連結が
解除される。この状態でリフトカム５２が作動すると、
カムリフト用ロッカーアーム５４ａは駆動される。しか
しながら、カムリフト用ロッカーアーム５４ａと弁駆動
用ロッカーアーム５５ａとの間の連結が解除されている
ため、弁駆動用ロッカーアーム５５ａは、空転する休止
カム５３１のみによっては駆動されない。したがって、
弁駆動用ロッカーアーム５５ａに連結されている吸気弁
５０ａは作動せず、閉弁状態に維持される。 【００３４】排気弁５０ｂも、図３に示される吸気弁５
０ａと同様の構造を有する。前述したように、本発明の
一実施例によると、吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂの
どちらか一方、または吸気弁５０ａおよび排気弁５０ｂ
の両方を上記のような方法で閉弁状態にすることにより
触媒に新気が導入されることを禁止する。 【００３５】図４は、この発明の一実施例に従う、図３
に示される油圧コントロールバルブ６３の制御を実行す
る制御装置の機能ブロック図である。各機能ブロックで
表される機能は、典型的には、図１に示されるＥＣＵ５
の記憶手段５ｃに格納されたコンピュータプログラムに
よって実行される。代替的には、各機能ブロックで表さ
れる機能を実行するよう構成された任意のハードウェア
によって、各機能ブロックを実現してもよい。 【００３６】運転状態検出部３１は、前述したように、
ＮＥセンサ１２から受け取ったＣＲＫ信号パルスに基づ
いてエンジン回転数ＮＥを検出し、スロットル弁開度セ
ンサ４から受け取った信号に基づいてスロットル弁開度
θＴＨを検出し、ＶＰセンサ１７から受け取った信号に
基づいて車速ＶＰを検出する。さらに、ＰＢＡセンサ７
およびＴＷセンサ１０からの信号を受け取って、吸気管
内絶対圧ＰＢＡおよびエンジン水温ＴＷをそれぞれ検出
する。 【００３７】条件成立判定部３２は、燃料カットを実行
するための条件が成立しているかどうか判定する。具体
的には、条件成立判定部３２は、エンジン回転数ＮＥが
所定回転数（たとえば、９００ｒｐｍ）以上であり、車
速ＶＰが所定値（たとえば、１５ｋｍ／ｈ）以上であ
り、かつスロットル弁開度θＴＨが全閉に近い所定値
（たとえば、１０°）以下であるならば、燃料カットを
実行するため燃料カットフラグをセットする。 【００３８】燃料カットを実行するための条件として、
他の条件を用いてもよい。たとえば、スロットル弁が所
定時間（たとえば、０．５秒）以上にわたって全閉さ
れ、かつエンジン回転数ＮＥが所定回転数（たとえば、
９００ｒｐｍ）以上ならば、燃料カットを実行するよう
にしてもよい。または、エンジン回転数ＮＥが所定回転
数以上であり、車速ＶＰが所定値以上であり、かつ吸気
管内絶対圧ＰＢＡが所定圧以下であるならば、燃料カッ
トを実行するようにしてもよい。 【００３９】条件成立判定部３２は、燃料カット状態に
入った後に、スロットル弁開度θＴＨが上記所定値以上
になったとき、エンジン回転数ＮＥが上記所定回転数以
下になったとき、または車速ＶＰが上記所定値より小さ
くなったとき、燃料の供給を再開するために燃料カット
フラグをリセットする。 【００４０】燃料カット部３３は、燃料カットフラグが
セットされていれば、燃料の供給を停止するための信号
を燃料噴射弁６（図１）に送る。燃料カット解除部３４
は、燃料カットフラグがリセットされていれば、燃料の
供給を行うための信号を燃料噴射弁６に送る。 【００４１】触媒温度推定部３５は、燃料カットフラグ
がセットされているとき、エンジン水温ＴＷおよび吸気
管内絶対圧ＰＢＡに基づいて触媒の温度を算出する。 【００４２】油圧バルブ制御部３６は、触媒温度推定部
３５で算出された触媒温度が高温であるとき、油圧コン
トロールバルブ６３（図３の（ｂ））を開くための信号
を油圧コントロールバルブ６３に送出する。一方、燃料
カットフラグがセットされていないとき、または触媒温
度が高温でないとき、油圧コントロールバルブ６３を閉
じるための信号を油圧コントロールバルブ６３に送出す
る。 【００４３】油圧コントロールバルブ６３が開かれる
と、前述したように吸気弁および（または）排気弁が休
止状態になり、該吸気弁および（または）排気弁は閉じ
る。一方、油圧コントロールバルブ６３が閉じられる
と、吸気弁および（または）排気弁は動作状態になり、
開閉駆動される。 【００４４】このように、燃料カット中、吸気弁および
（または）排気弁は閉じられる。すなわち、エンジンに
燃料が供給されない間は、新気が触媒に導入されない。
その結果、触媒が酸素過多雰囲気にさらされることが防
止されるので、触媒内の貴金属および卑金属の酸化およ
びシンタリングが抑制される。さらに、燃料カット中に
触媒内の酸素濃度が濃くなることが防止されるので、燃
料カットが解除された後にＮＯｘの浄化性能が低下する
という現象を回避することができる。こうして、燃費の
向上を図りつつ、触媒の劣化を抑制することができる。 【００４５】図５は、この発明の一実施例に従う、油圧
コントロールバルブを制御するプロセスを示すフローチ
ャートである。このフローチャートは、たとえば所定時
間ごとに繰り返し実行される。 【００４６】ステップ１０１において、燃料カットを実
行するための条件が成立しているかどうか判断する。具
体的には、前述したように、エンジン回転数ＮＥが所定
回転数以上であり、車速ＶＰが所定値以上であり、かつ
スロットル弁開度θＴＨが所定値以下であるならば、条
件が成立したと判定する。条件が成立していると判定さ
れたならば、ディレータイマを予め決められた時間にセ
ットし（１０２）、燃料カットフラグをセットする（１
０３）。これにより、燃料の供給停止を指示する信号が
燃料噴射弁６（図１）に伝達され、燃料の供給が停止さ
れる。 【００４７】ステップ１０６に進み、再び燃料カットを
実行するための条件が成立しているかどうか判断する。
ここで判断される条件は、ステップ１０１のものと同じ
である。この判断ステップ１０６は、後述されるが、デ
ィレータイマにセットされた時間が経過している間に、
燃料カットの条件が成立してないことを条件として吸気
弁および（または）排気弁を燃料供給の再開に先んじて
動作状態にするためである。ステップ１０１の判断でＹ
ＥＳならば、通常判断ステップ１０６もＹＥＳになり、
ステップ１０７に進む。 【００４８】ステップ１０７において、運転状態に応じ
て触媒の温度を算出する触媒温度推定ルーチン（図６）
を実行する。ステップ１０８に進み、触媒温度推定ルー
チンで算出された触媒温度が所定値（触媒が活性化する
温度であり、たとえば５００℃）以上であると判断され
たならば、これは、触媒が高温状態にあることを意味す
る。ステップ１０９に進み、油圧コントロールバルブ６
３（図３の（ｂ））を開くための信号を油圧コントロー
ルバルブ６３に送る。こうして、油圧コントロールバル
ブ６３が開かれ、前述の図３の（ｂ）に示される状態と
なる。その結果、吸気弁５０ａおよび（または）排気弁
５０ｂは閉じられる。 【００４９】ステップ１０８において、触媒温度推定ル
ーチンで算出された触媒温度が所定値より小さいと判断
された場合、ステップ１１０に進み、油圧コントロール
バルブ６３を閉じるための信号を油圧コントロールバル
ブ６３に送る。こうして、油圧コントロールバルブ６３
は閉じられ、前述の図３の（ａ）に示される状態とな
る。その結果、吸気弁５０ａおよび（または）排気弁５
０ｂは動作状態となる。 【００５０】このように、燃料の供給が停止されている
ときに触媒の温度が高温ならば、吸気弁および（また
は）排気弁が閉じられるので、燃費を悪化させることな
く、触媒の劣化を抑制することができる。 【００５１】ステップ１０１において、燃料カットを実
行するための条件が成立していないと判定されたなら
ば、ディレータイマにセットされた時間が経過したかど
うか判断する（１０４）。経過していなければステップ
１０３に進み、燃料カットを継続する。ステップ１０６
に進み、再び、燃料カットを実行するための条件が成立
しているかどうか判断する。ステップ１０１の判断ステ
ップにおいてＮＯならば、通常ステップ１０６の判断も
ＮＯであり、ステップ１１０に進む。 【００５２】一方、ステップ１０４において、ディレー
タイマにセットされた時間が経過したならば、燃料カッ
トフラグをリセットし、燃料の供給を再開する（１０
５）。その後、ステップ１１０に進む。ステップ１１０
では、前述したように、油圧コントロールバルブ６３を
閉じるための信号を油圧コントロールバルブ６３に送
る。 【００５３】ステップ１０４および１０５に示されるよ
うに、ディレータイマにセットされた時間が経過するま
で燃料カットの解除を遅らせるのは、吸気弁または排気
弁が確実に動作状態になったときに燃料が供給されるよ
うにするためである。すなわち、吸気弁または排気弁を
休止状態から動作状態に移行させる際、油圧を低下させ
て弁が駆動するまでには多少の時間を要する。したがっ
て、上記の遅れがないと、燃料は噴射されるが混合気は
燃焼室に供給されない等の現象が起きてしまう。これを
回避するため、上記のステップ１０４、１０６および１
１０に示されるように、ディレータイマにセットされた
時間が経過するまでは、燃料カットを実行するための条
件が成立していないことを条件に油圧コントロールバル
ブを閉じ、吸気弁および（または）排気弁を動作状態に
もっていく。これにより、ディレータイマにセットされ
た時間が経過したときには、吸気弁および（または）排
気弁が確実に動作状態になっているようにする。その
後、ステップ１０４、１０５および１１０に示されるよ
うに、ディレータイマにセットされた時間が経過したと
きに燃料カットを解除し、混合気が確実に燃焼室に供給
される状態で燃料の供給を再開する。 【００５４】図６は、図５のステップ１０７で実行され
る、触媒温度推定ルーチンを示すフローチャートであ
る。 【００５５】ステップ１１１において、車両が始動モー
ドであるかどうか判断する。これは、たとえばエンジン
回転数ＮＥが所定回転数（たとえば、５００ｒｐｍ）未
満であれば始動モードであると判断される。始動モード
であると判断されたならば、ステップ１１２〜１１４に
おいて、推定触媒温度ＴＣＴに、予め決められた初期値
を設定する。具体的には、ステップ１１２で、エンジン
水温ＴＷが所定温度＃ＴＷＴＣＴ（たとえば、６０℃）
より大きいかどうか判断する。ステップ１１２の判断が
ＮＯの場合、エンジン１が低温状態にあり、よって触媒
も低温状態にあると推定することができる。ステップ１
１３に進み、推定触媒温度ＴＣＴを、予め決められた初
期値＃ＴＣＴ０（たとえば、２００℃）に設定する。 【００５６】一方、ステップ１１２の判断がＹＥＳの場
合、触媒が高温状態にあると推定することができる。ス
テップ１１４に進み、推定触媒温度ＴＣＴを、予め決め
られた初期値＃ＴＣＴ１（たとえば、５００℃）に設定
する。当然ながら、ステップ１１４で用いられる初期値
＃ＴＣＴ１は、ステップ１１３で用いられる初期値＃Ｔ
ＣＴ０よりも高い温度が設定される。 【００５７】ステップ１１１において始動モードでない
と判断されたならば、ステップ１１５〜１１９において
触媒温度を算出する。ステップ１１５において、推定タ
イマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロかどうか判断する。推定
タイマはダウンタイマであり、予め決められた時間＃Ｔ
ＭＣＡＴＷＯＴ（たとえば、５００ミリ秒）がセットさ
れる。推定タイマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロならば、推
定タイマにセットされた時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴが経過
したことを意味するので、ステップ１１６に進み、新た
に推定タイマに時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴをセットする。
推定タイマの値ＴＣＡＴＷＯＴがゼロでなければ、その
ままこのルーチンを抜ける。こうして、ステップ１１７
〜１１９で実行される推定触媒温度ＴＣＴの算出が、所
定時間＃ＴＭＣＡＴＷＯＴごとに実行される。 【００５８】ステップ１１７において、エンジン回転数
ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてなまし係数
算出テーブルを検索し、なまし係数ＣＴＣＴＷを求め
る。図７に、なまし係数算出テーブルの一例を示す。図
７に示されるように、なまし係数は、所定値＃ＰＢＣＴ
ＣＴＨについて設定された高負荷時用のものと、所定値
＃ＰＢＣＴＣＴＬについて設定された低負荷時用のもの
の２つが用意されている（それぞれ、グラフ７１および
７２によって表されている）。いずれの場合も、なまし
係数ＣＴＣＴＷは、吸気管内絶対圧ＰＢＡおよびエンジ
ン回転数ＮＥが高いほど、より大きな値に設定されてい
る。 【００５９】検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡの大きさ
に応じて、なまし係数が検索される。具体的には、検出
された吸気管内絶対圧ＰＢＡの大きさが所定値＃ＰＢＣ
ＴＣＴＬに近いとき、グラフ７２からなまし係数ＣＴＣ
ＴＷを求める。一方、検出された吸気管内絶対圧ＰＢＡ
の大きさが所定値＃ＰＢＣＴＣＴＨに近いとき、グラフ
７１を使用してなまし係数ＣＴＣＴＷを求める。吸気管
内絶対圧ＰＢＡが、所定値＃ＰＢＣＴＣＴＬと＃ＰＢＣ
ＴＣＴＨの間にある場合は、検出された吸気管内絶対圧
ＰＢＡの値に応じて、グラフ７１および７２に示される
なまし係数ＣＴＣＴＷを補間することにより、該検出さ
れた吸気管内絶対ＰＢＡに対応するなまし係数ＣＴＣＴ
Ｗを算出する。 【００６０】ステップ１１８に進み、エンジン回転数Ｎ
Ｅおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいて、図示しない
マップを検索することにより、基本推定触媒温度ＴＣＴ
Ｍを算出する。このマップは、エンジン回転数ＮＥおよ
び吸気管内絶対圧ＰＢＡが大きいほど基本推定触媒温度
が高くなるよう予め設定されている。ステップ１１９に
進み、ステップ１１７および１１８で算出したなまし係
数ＣＴＣＴＷおよび基本推定触媒温度ＴＣＴＭを用い、
以下の式に従って、推定触媒温度ＴＣＴを算出する。こ
こで、ｎは、サイクルを識別する数字であり、（ｎ−
１）は前回のサイクルを示し、（ｎ）は今回のサイクル
を示す。 【００６１】 【数１】ＴＣＴ(n)＝ＴＣＴ(n-1)＋［ＴＣＴＭ−ＴＣＴ
(n-1)］×ＣＴＣＴＷ 【００６２】前述したように、なまし係数ＣＴＣＴＷ
は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡが
高いほど大きな値に設定される。したがって、エンジン
回転数ＮＥまたは吸気管内絶対圧ＰＢＡが高いことに起
因して触媒の温度がより上昇しやすいときには、その影
響を反映させた状態の推定触媒温度ＴＣＴを適切に算出
することができる。 【００６３】この実施例においては、触媒温度をエンジ
ン回転数および吸気管内絶対圧に基づいて算出した。し
かしながら、他の実施例においては、三元触媒１４（図
１）に触媒温度センサを取り付け、該センサからの信号
を受け取って触媒温度を検出するようにしてもよい。 【００６４】上記の実施例においてはＳＯＨＣ型のエン
ジンを例に説明したが、他の型（たとえば、ＤＯＨＣ
型）のエンジンでもよい。また、上記の実施例において
は、油圧によって吸気弁および（または）排気弁の動作
状態および休止状態を切り換えるバルブタイミング機構
を例にとって説明した。しかしながら、このような切り
換え機構を設けなくてもよい。さらに、吸気弁および排
気弁は、電磁的に弁を駆動する電磁バルブ機構、または
電気的に弁を駆動する電動バルブ機構を適用したもので
もよい。この場合、燃料カット中に触媒温度が高温のと
きは、吸気弁および（または）排気弁が、ＥＣＵからの
制御信号によって電磁的または電気的に閉弁される。こ
れにより、触媒に排気ガスが導入されることが禁止さ
れ、触媒の劣化が抑制される。 【００６５】 【発明の効果】この発明によると、燃料カット中で触媒
温度が高い場合には、触媒への排気ガスの導入が禁止さ
れるので、燃費を悪化させることなく触媒の劣化を抑制
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に従う、内燃機関およびそ
の制御装置を概略的に示す図。 【図２】この発明の一実施例に従う、内燃機関の動弁機
構の構造を示す図。 【図３】この発明の一実施例に従う、吸気弁の動作状態
および休止状態を示す図。 【図４】この発明の一実施例に従う、油圧コントロール
バルブを制御する制御装置の機能ブロック図。 【図５】この発明の一実施例に従う、油圧コントロール
バルブを制御するプロセスを示すフローチャート。 【図６】この発明の一実施例に従う、触媒温度を推定す
るプロセスを示すフローチャート。 【図７】この発明の一実施例に従う、エンジン回転数Ｎ
Ｅおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてなまし係数Ｃ
ＴＣＴＷを求めるためのなまし係数算出テーブルの一例
を示す図。 【図８】触媒温度に対する酸素過多雰囲気有無でのＮＯ
ｘの排出量の一例を示すグラフ。 【符号の説明】 １ エンジン ２ 吸気管 ４ スロットル弁 ５ ＥＣＵ １３ 排気管 １４ 触媒 ５０ａ 吸気弁 ５２ リフト
カム ５３１ 休止カム ５４ａ リフト
カム用ロッカーアーム ５５ａ 吸気弁駆動用ロッカーアーム ５６ 油圧室 ５９ 油圧供給路 ６３ 油圧コ
ントロールバルブ
の制御装置を概略的に示す図。 【図２】この発明の一実施例に従う、内燃機関の動弁機
構の構造を示す図。 【図３】この発明の一実施例に従う、吸気弁の動作状態
および休止状態を示す図。 【図４】この発明の一実施例に従う、油圧コントロール
バルブを制御する制御装置の機能ブロック図。 【図５】この発明の一実施例に従う、油圧コントロール
バルブを制御するプロセスを示すフローチャート。 【図６】この発明の一実施例に従う、触媒温度を推定す
るプロセスを示すフローチャート。 【図７】この発明の一実施例に従う、エンジン回転数Ｎ
Ｅおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに基づいてなまし係数Ｃ
ＴＣＴＷを求めるためのなまし係数算出テーブルの一例
を示す図。 【図８】触媒温度に対する酸素過多雰囲気有無でのＮＯ
ｘの排出量の一例を示すグラフ。 【符号の説明】 １ エンジン ２ 吸気管 ４ スロットル弁 ５ ＥＣＵ １３ 排気管 １４ 触媒 ５０ａ 吸気弁 ５２ リフト
カム ５３１ 休止カム ５４ａ リフト
カム用ロッカーアーム ５５ａ 吸気弁駆動用ロッカーアーム ５６ 油圧室 ５９ 油圧供給路 ６３ 油圧コ
ントロールバルブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｚ
３３０ Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｂ
Ｆターム(参考） 3G091 AA02 AA17 AA23 AA28 AB03
BA04 BA08 BA10 BA14 BA15
BA19 CB02 DA01 DA02 DA03
DA07 DA08 DA10 DB01 DB06
DB10 EA00 EA01 EA05 EA06
EA07 EA15 EA16 EA18 EA30
EA31 EA34 EA39 FA05 FB03
FB10 FB11 FB12 FC04 FC08
GA06 HA36 HA39
3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BA05
BB01 BB06 BB10 CA06 CA08
CB02 CB05 DA03 DA11 DC01
DC04 DC15 DE01Y DF01
DF06 DG05 DG07 EA06 EA08
EA11 EA17 EA21 EA28 EB01
FA17 FA18 FA20 FA24 FB07
GA13 GA16 GB06 GB08 HA04Z
HA05Z HA06Z HA07Z HA08Z
HA09Z HD02Z HD05Z HE01Z
HE03Z HE05Z HE08Z HF21Z
3G301 HA01 HA07 HA19 JA02 JA15
JA25 JA26 JA33 JB09 KA16
KA26 KB07 LA01 LA08 LB02
MA01 MA11 MA13 MA18 NA01
NA06 NA07 NA08 NB12 NE01
NE06 NE14 NE23 PA04B
PA04Z PA07B PA07Z PA10B
PA10Z PA11B PA11Z PA13B
PA13Z PB02B PB02Z PD12B
PD12Z PE02B PE02Z PE03B
PE03Z PE04B PE04Z PE05B
PE05Z PE08B PE08Z PF01B
PF01Z PF16B PF16Z
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 CC38
DA01 DA02 DA03 DA05 DA08
DA13 DA20
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスを
浄化する触媒と、 前記内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁および排気弁
と、 前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、 所定の運転状態に応答して、前記内燃機関への燃料の供
給を停止する燃料カット手段と、 前記燃料カット手段によって燃料の供給が停止されてい
るときに、前記触媒温度検出手段によって検出された触
媒の温度が所定値以上ならば、少なくとも前記吸気弁ま
たは排気弁のどちらか一方を閉じて、前記触媒への排気
ガスの導入を禁止する禁止手段と、 を備える、内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264216A JP2003074385A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001264216A JP2003074385A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003074385A true JP2003074385A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19090859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001264216A Pending JP2003074385A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003074385A (ja) |
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-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001264216A patent/JP2003074385A/ja active Pending
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