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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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- 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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