JP2007056712A

JP2007056712A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2007056712A
Application number: JP2005240622A
Authority: JP
Inventors: Hisao Iyoda; 久雄伊予田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】オーバレブ状態によるフューエルカット時において、触媒コンバータの過熱を回避する。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジン回転数Neを検知するステップ（Ｓ１００）と、エンジン負荷トルクTqfrcを算出するステップ（Ｓ１１０）と、エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域にあると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、CNTが０であると初回の演算であると判断して（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、マップを用いてエンジン負荷トルクTqfrcと目標エンジン回転数Netとからスロットル制御値を算出するステップ（Ｓ１６０）と、CNTが０でないと２回以降の演算であると判断して（Ｓ１３０にてＮＯ）、マップを用いてエンジン負荷トルクTqfrcと現在のエンジン回転数Neとからスロットル制御値を算出するステップと、スロットル制御値を用いてスロットル開度を閉じるように制御するステップとを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関への吸気される空気量を制御する装置に関し、特に、触媒コンバータが過熱状態になることを回避するように空気量を制御する装置に関する。

一般的にエンジンの排気系には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータとして、三元触媒コンバータが広く使用されており、これは排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）および未燃焼の炭化水素（ＨＣ）を酸化するとともに酸化窒素（ＮＯｘ）を還元して、二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、および窒素（Ｎ₂）に変換させるものである。

この三元触媒コンバータによる浄化特性は、燃焼室内に形成される混合気の空燃比に依存し、それが理論空燃比近傍である時に三元触媒コンバータは最も有効に機能する。これは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の三成分をすべて良好に浄化させることができないためである。したがって、三元触媒コンバータを有するエンジンには、その排気通路に出力リニア型酸素センサが設けられ、それにより測定される酸素濃度を使用して燃焼室内の混合気を理論空燃比にフィードバック制御されている。

このようなエンジンに必須の触媒コンバータは、過熱により劣化するので、温度を過剰に高くならないように制御されていた。たとえば、運転者が急な加速を行なった時には、高回転、高負荷時のエンジンの運転状態における触媒コンバータの劣化を防止するために、空燃比を理論空燃比からリッチ側に移行させて、いわゆる燃料冷却により触媒コンバータの温度を所定値以下に制御している。すなわち、燃料増量制御を行なって燃料による冷却により触媒温度を低下させるように制御している。

特開平８−１６５９４１号公報（特許文献１）は、触媒コンバータの劣化を防止しつつ、有害排出ガスの増加及び燃費の悪化を防止する車両用エンジン制御装置を開示する。この制御装置は、アクセル開度に基づいてスロットル弁開度を電気的に制御する車両用内燃エンジン制御装置であって、内燃エンジンの排気系に設けられた触媒コンバータが所定の高温状態にあることを判別する温度判別手段と、触媒コンバータが所定の高温状態にあることが判別されたとき、スロットル弁開度を閉じ方向に制御するスロットル制御手段と、触媒コンバータが所定の高温状態にあることが判別されたとき、エンジンに供給される燃料の増量を行なう燃料増量手段と、エンジンの運転状態に応じて、スロットル制御手段および燃料増量手段の少なくとも一方を優先させる優先手段とを備える。

この車両用内燃エンジン制御装置によると、温度判別手段により内燃エンジンの排気系に設けられた触媒コンバータが所定の高温状態にあることを判別し、触媒コンバータが所定の高温状態にあることが判別されたとき、スロットル制御手段によりスロットル弁開度を閉じ方向に制御し、触媒コンバータが所定の高温状態にあることが判別されたとき、燃料増量手段によりエンジンに供給される燃料の増量を行なう際に、優先手段によりエンジンの運転状態に応じてスロットル制御手段および燃料増量手段の少なくとも一方を優先させるので、触媒コンバータの劣化を防止しつつ、有害排出ガス増加や燃費の悪化を防止することができる。また、触媒コンバータが所定の高温状態にあると判別されたときエンジンの運転状態に応じて、スロットル弁開度を閉じ方向に制御するスロットル制御手段を優先させることにより、有害排出ガスの増加や、燃費の悪化を伴わずに触媒コンバータの劣化を防止することができ、さらに、触媒コンバータが所定の高温状態にあると判別されたときエンジン運転状態に応じて、燃料の増量を行なう燃料増量手段を優先させることにより、運転性の悪化を防止できる。

また、運転者の不用意な操作によりエンジンの回転速度が所定値以上に上昇した場合、過回転（以下においては、オーバーレブ（オーバレボリューション）と記載する場合がある）領域に入り、各種のトラブルを引きおこすことがある。たとえば、停車中に居眠りなどによりアクセルが踏み込まれた場合、無負荷であるために回転速度は容易に上昇し、走行風がないために短時間で冷却水温度が上昇してオーバーヒートになる。このため、エンジン回転数が高回転領域よりも高い過回転領域に入ってしまうと、エンジンへの燃料供給が中止（以下においては、フューエルカットと記載する場合がある）や点火プラグによる火花の発生が中止されて、エンジンの回転数を低下させるように制御されている。このときに、過回転を防止するために、単にフューエルカットするのみであると、回転低下とともにフューエルカットが中止されて燃料が再供給され、ハンチング状態が継続して、このようなオーバーヒートのトラブルは避けられない。

特開２００３−３４３３１５号公報（特許文献２）は、過回転による燃料カットが発生した場合、スロットル制御によりハンチングを防止しながら過回転を抑制することにより、車両の走行に影響を与えることのないエンジンの燃料制御装置を開示する。この制御装置は、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、運転者によるアクセル操作信号や運転状態制御信号によりエンジンのスロットルバルブを開閉制御するスロットルバルブ駆動制御手段と、回転速度検出手段の信号を入力して予め設定された回転速度に達したとき過回転であると判定して過回転燃料カット信号を出力する過回転燃料カット判定手段と、過回転燃料カット判定手段による過回転燃料カット信号が予め設定された所定の頻度を超えたとき、これを検知してスロットルバルブを所定量閉制御する指令信号を生成し、スロットルバルブ駆動制御手段に与えるスロットルバルブ閉制御手段とを備える。

このエンジンの燃料制御装置によると、過回転燃料カット判定手段の過回転判定信号が所定の頻度を超えたとき、これを検知してスロットルバルブを所定量閉制御する信号を生成し、スロットルバルブ駆動制御手段に与えるスロットルバルブ閉制御手段とを備えるようにしたので、エンジンが過回転状態になったとき、燃料カットが実施される前にスロットルバルブが所定量閉制御されて回転が所定値低下し、ハンチングが発生することなく回転速度が所定値に保持でき、走行中においては燃料カットによるショックが発生しないようにできる。
特開平８−１６５９４１号公報特開２００３−３４３３１５号公報

しかしながら、上記した特許文献１は、過回転によるフューエルカットに言及しないで、特許文献２は燃料増量による触媒コンバータの冷却に言及していない。このため、以下のような問題が発生する。たとえば、高回転、高負荷時のエンジンの運転状態において燃料増量により触媒コンバータを冷却しているときに、さらにエンジン回転数が上昇して過回転領域に入るとフューエルカットされる。フューエルカット前に吸気通路噴射用インジェクタから吸気管路内に噴射された燃料は、触媒コンバータの冷却のために増量制御されていることや、フューエルカットとともに点火装置により点火されない場合もあり、多くの空気とともに多くの未燃燃料が触媒コンバータに到達する。このような場合、既に高温の触媒コンバータ内で多くの未燃燃料が十分な量の空気により燃焼されるので、触媒コンバータが冷却されるのではなく、加熱される。これでは、触媒コンバータの熱的劣化をさらに進めてしまうことになる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、オーバレブ状態によるフューエルカット時において、触媒コンバータの過熱を回避することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、少なくともアクセル開度に基づいてスロットル弁開度を電気的に制御する内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関の回転数を検知するための検知手段と、検知された回転数が過回転領域に入ると燃料供給を停止するためのフューエルカット手段と、フューエルカット手段により燃料供給が停止された場合において、内燃機関の排気系に設けられた触媒コンバータの温度が上昇しないように、スロットル弁開度を制御するためのスロットル制御手段とを含む。

第１の発明によると、内燃機関の回転数が過回転領域に入るとフューエルカットされる。フューエルカットまでに、たとえば吸気通路噴射用インジェクタで噴射された燃料または触媒コンバータの冷却のために増量補正されて噴射された燃料の中で、未燃焼状態の燃料が、触媒コンバータに到達する場合がある。このような場合においては、スロットル制御手段が、スロットル弁開度を閉じるようにして多くの空気を触媒コンバータに到達させない。このため、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼しないようにできる。このため、触媒コンバータが加熱されることを回避できる。これにより、触媒コンバータの熱的劣化を抑制できる。その結果、オーバレブ状態によるフューエルカット時において、触媒コンバータの過熱を回避することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、スロットル制御手段は、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼することを回避するように、スロットル弁開度を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼することを回避するように、たとえば、スロットル弁開度を閉じるように空気量を制限して、多くの空気を触媒コンバータに到達させないようにできる。このため、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼しないようにできる。

第３の発明に係る制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、スロットル制御手段は、触媒コンバータに供給される空気量を制限するように、スロットル弁開度を制御するための手段を含む。

第３の発明によると、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼することを回避するように、スロットル弁開度を閉じるように空気量を制限して、多くの空気を触媒コンバータに到達させないようにできる。このため、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼しないようにできる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、スロットル制御手段は、燃料供給が停止された直後の目標スロットル開度を、内燃機関の負荷と目標回転数とに基づいて決定するための手段を含む。

第４の発明によると、燃料供給が停止された直後においては、内燃機関の目標回転数を用いて目標スロットル開度を決定するので、最適なスロットル開度を算出できる。

第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、スロットル制御手段は、燃料供給が停止された直後以降においては、目標スロットル開度を、内燃機関の負荷と目標回転数とに基づいて決定された値と内燃機関の負荷と回転数とに基づいて決定された値との偏差に基づいて決定するための手段を含む。

第５の発明によると、目標スロットル開度が、目標回転数を用いて算出された値と現在の回転数を用いて算出された値との偏差を用いて決定される。このため、路面勾配や車両にかかる負荷、内燃機関の発生トルクのばらつきにより、目標回転数を用いて算出された値でスロットル開度を制御しても収束しない場合でも、内燃機関の回転数の偏差を用いてスロットル開度をフィードバック制御するので、制御性が向上する。

第６の発明に係る制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関の回転数が予め定められた回転数以下になった場合に、スロットル弁の制御を終了するようにスロットル制御手段を制御するための手段をさらに含む。

第６の発明によると、内燃機関の回転数が過回転領域よりも大きく下回った場合には、スロットル制御手段による制御を終了させて、通常のスロットル弁開度の制御を実行することができる。このとき、スロットル弁開度を徐々に開くようにすると、内燃機関の発生トルクに段差を発生させないようにできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両は、エンジン１５０と、吸気系１５２と、排気系１５４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。

吸気系１５２は、吸気通路１１０と、エアクリーナ１１８と、吸気温センサ１０４と、スロットルモータ１１４と、スロットル弁１１２と、スロットルポジションセンサ１１６とを含む。

エアクリーナ１１８から吸気された空気は、吸気通路１１０を通り、エンジン１５０に流通する。吸気通路１１０の途中には、スロットル弁１１２が設けられる。スロットル弁１１２は、スロットルモータ１１４が作動することにより開閉される。このとき、スロットル弁１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１６により検知することが可能となる。エアクリーナ１１８とスロットル弁１１２との間における吸気通路には、吸気温センサ１０４が設けられており、吸気された空気の温度を検知する。吸気温センサ１０４は、検知した吸気温を、吸気温検知信号としてＥＣＵ１００に送信する。

エンジン１５０は、冷却水通路１２２と、シリンダブロック１２４と、インジェクタ１２６と、ピストン１２８と、クランクシャフト１３０と、水温センサ１０６と、クランクポジションセンサ１３２とを含む。

シリンダブロック１２４の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン１２８が設けられる。ピストン１２８上部の燃焼室に吸気通路１１０を通って、インジェクタ１２６から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１３０の回転運動に変換される。なお、エンジン１５０の回転数Neは、クランクポジションセンサ１３２により検知された信号に基づいてＥＣＵ１００が検知する。

シリンダブロック１２４内には、冷却水通路１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１２２内の冷却水は、冷却水通路１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１２２の通路上には水温センサ１０６が設けられており、冷却水通路１２２内の冷却水の温度を検知する。水温センサ１０６は、検知した水温を、水温検知信号としてＥＣＵ１００に送信する。

排気系１５４は、排気通路１０８と、第１の空燃比センサ１０２Ａと、第２の空燃比センサ１０２Ｂと、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと、第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとを含む。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に第１の空燃比センサ１０２Ａが設けられ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側（第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側）に第２の空燃比センサ１０２Ｂが設けられる。

エンジン１５０の排気側に接続された排気通路１０８は、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに接続される。すなわち、エンジン１５０において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、まず、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入する。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて酸化される。また、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＮＯｘは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて、還元される。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａは、エンジン１５０の近くに設置され、エンジン１５０の冷間始動時においても速やかに昇温されて触媒機能を発現する。

さらに、排気ガスは、ＮＯｘの浄化を目的として、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａから第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに送られる。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとは、基本的には同じ構造および機能を有するものである。

第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に設けられた第１の酸素センサ１０２Ａ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側であって第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側に設けられた第２の酸素センサ１０２Ｂは、三元触媒コンバータ１２０Ａまたは三元触媒コンバータ１２０Ｂを通過した排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検知する。酸素の濃度を検知することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検知することができる。

第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されてＥＣＵ１００に入力される。したがって、第１の空燃比センサ１０２Ａの出力信号から第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流における排気ガスの空燃比を検知することができ、第２の空燃比センサ１０２Ｂの出力信号から第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流における排気ガスの空燃比を検知することができる。これらの第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、空燃比がリーンのときには、たとえば０．１Ｖ程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９Ｖ程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比のしきい値とを比較して、ＥＣＵ１００による空燃比制御が行なわれる。

第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ，ＣＯを酸化しつつＮＯｘを還元する機能、すなわちＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。上述したように、これらの第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、ともに酸素ストレージ機能、すなわち、その内部に酸素をストレージする機能を有し、この酸素ストレージ機能によって、たとえ空燃比が理論空燃比から乖離したとしても第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０ＢによってＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを浄化することができる。この酸素のストレージ作用は、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂ内に含まれるセリウムＣｅによって行なわれる。

このような三元触媒コンバータ（特に、上流側の第１の三元触媒コンバータ１２０Ａ）においては、高温の排気ガスにより過熱状態になると、熱的劣化を早める。このため、三元触媒コンバータが高温になるエンジンの高回転、高負荷領域においては、インジェクタ１２６からの燃料噴射量を増量制御して、未燃焼の燃料により三元触媒コンバータを冷却している。一方、高回転領域を越えるオーバレブ領域においてはフューエルカットが行なわれ、エンジン１５０の回転数Neを低下させている。このときに、インジェクタ１２６から噴射された燃料が着火されないで燃焼室から排気された場合、または着火されたが増量制御されているために未燃焼の燃料が燃焼室から排気された場合、上流側の高温状態の第1の触媒コンバータ１２０Ａ内で燃焼して、触媒コンバータの温度を下げるのではなく、逆に加熱してしまう。このため、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１００においては、このような場合に、スロットル弁１１２の開度を閉じるように制御して、触媒コンバータに導入される空気量を減らして、未燃焼の燃料が触媒コンバータに到達しても燃焼しないように制御する。

図２および図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、所定のサイクルタイム（たとえば８ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Neをクランクポジションセンサ１３２からの信号に基づいて検知する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、エンジン負荷Tqfrcを算出する。このとき、車速Ｖと係数Ａ，Ｂ，Ｃとを用いて、Ｆ＝Ａ×Ｖ²＋Ｂ×Ｖ＋Ｃにより車両駆動力Ｆを算出して、車両駆動力Ｆと車速Ｖとから、パワーＰ＝Ｆ×ＶによりパワーＰを算出して、パワーＰをトルクＴｑに変換する。このトルクＴｑに、低水温時増加補正分Tqthwと外部補機分Tqauxとを加算して、エンジン負荷トルクTqfrcを算出する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域に入っているか否かを判断する。エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域に入っていると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ１００は、カウンタＣＮＴのカウント値が０であるか否かを判断する。このカウンタはＥＣＵ１００内に設けられた加算カウンタであって、リセット（後述するＳ１８０においてＣＮＴに０が代入）されるまで加算処理（後述するＳ１５０やＳ３１０の処理）において１が加算される。カウンタＣＮＴのカウント値が０であると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ３００へ移される。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ１００は、カウンタＣＮＴのカウント値に１を加算する。Ｓ１６０にて、ＥＣＵ１００は、図４に示すマップを用いて、エンジン負荷トルクTqfrcと目標エンジン回転数Netとから、スロットル制御値ettaneを算出する。

Ｓ１７０にて、ＥＣＵ１００は、スロットル制御初期値ettaneintにスロットル制御値ettaneを代入する。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ１００は、スロットル制限制御の解除条件が成立したか否かを判断する。たとえば、エンジン１５０の回転数Neが十分に低いと解除条件が成立したと判断される。スロットル制限制御の解除条件が成立したと判断されると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ３００へ移される。

Ｓ１８０にて、ＥＣＵ１００は、カウンタＣＮＴのカウント値に０を代入して、カウンタＣＮＴをリセットする。Ｓ１９０にて、ＥＣＵ１００は、前回のスロットル制御値ettaneに徐変量を加算して、新たなスロットル制御値ettaneを算出する。これにより、スロットル弁１１２の開度は徐々に増加するので、トルク変動を生じない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、スロットル制御反映値etangleを、スロットル開度要求値t_etangleとスロットル制御値ettaneとの小さい方を選択する。これにより、より開度の小さい方がスロットル弁１１２の開度制御に用いられる。

図３を参照して、図２のＳ３００の補正処理（サブルーチン）について説明する。
Ｓ３１０にて、ＥＣＵ１００は、カウンタＣＮＴのカウント値に１を加算する。Ｓ３２０にて、ＥＣＵ１００は、図４に示すマップを用いて、エンジン負荷トルクTqfrcとエンジン回転数Neとから、スロットル制御予定値t_ttanehldを算出する。

Ｓ３３０にて、ＥＣＵ１００は、前回のスロットル制御値ettaneに、スロットル制御初期値ettaneintとスロットル制御予定値t_ttanehldとの差分に係数を乗算した値を加算して、新たなスロットル制御値ettaneを算出する。Ｓ３３０の処理の後、処理は図２のＳ２００へ移される。

なお、このＳ３１０〜Ｓ３３０の処理（図２のＳ３００の補正処理サブルーチン）は、オーバレブフューエルカット領域であって、オーバレブフューエルカット領域に入ってから１回目の演算でないときに（２回目以降の演算であるときに）、目標エンジン回転数Netに起因して算出されたスロットル制御初期値ettaneintと、現在のエンジン回転数Neに起因して算出されたスロットル制御予定値t_ttanehldとの差分に応じて、スロットル制御値ettaneを算出するものであって、スロットル目標値を低下させる。また、オーバレブフューエルカット領域でなくて、スロットル制限制御の解除条件が成立していないときに、目標エンジン回転数Netに起因して算出されたスロットル制御初期値ettaneintと、現在のエンジン回転数Neに起因して算出されたスロットル制御予定値t_ttanehldとの差分に応じて、スロットル制御値ettaneを算出するものであって、スロットル目標値を低下させる。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＵ１００の動作について説明する。

＜オーバレブフューエルカット領域に突入直後の演算＞
エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域に突入した直後は（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、カウンタＣＮＴのカウント値が０であるので（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、カウンタＣＮＴのカウント値に１を加算して（Ｓ１５０）、図４に示すマップを用いて、目標エンジン回転数Netの影響を受けたスロットル制御値ettaneが算出される（Ｓ１６０）。オーバレブフューエルカット領域に突入した直後であるので、制御初期値ettaneintにＳ１６０にて算出されたスロットル制御値ettaneが代入される（Ｓ１７０）。

このスロットル制御値ettane（＝制御初期値ettaneint）とスロットル開度要求値t_etangleとの小さい方がスロットル制御反映値etangleとして選択される（Ｓ２００）。この結果、このスロットル制御反映値etangleを用いてスロットル弁１１２の開度が閉じる方向に制御される。

＜オーバレブフューエルカット領域に突入後２回目以降の演算＞
エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域に突入した後であって（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、２回目以降の演算においては、カウンタＣＮＴのカウント値が０ではないので（Ｓ１３０にてＮＯ）、Ｓ３００の補正処理が実行される。

この補正処理において、図４に示すマップを用いて、現在のエンジン回転数Neの影響を受けたスロットル制御予定値t_ttanehldが算出される（Ｓ３２０）。オーバレブフューエルカット領域に突入してから２回目以降の演算であるので、{前回のスロットル制御値ettane＋（スロットル制御初期値ettaneint−スロットル制御予定値t_ttanehld）×係数}により、新たなスロットル制御値ettaneが算出される（Ｓ３３０）。

このスロットル制御値ettaneとスロットル開度要求値t_etangleとの小さい方がスロットル制御反映値etangleとして選択される（Ｓ２００）。この結果、このスロットル制御反映値etangleを用いて、現在のエンジン回転数Neを考慮して、スロットル弁１１２の開度が制御される。

このとき、現在のエンジン回転数Neは、オーバレブフューエルカット領域にあるので、図４に示すように、エンジン回転数Neが高く、スロットル制御予定値t_ttanehldが大きく算出される。そのため、{（スロットル制御初期値ettaneint−スロットル制御予定値t_ttanehld）×係数}＜０となり、新たなスロットル制御値ettaneは、前回のスロットル制御値ettaneよりも小さくなる。このため、スロットル弁１１２の開度が閉じる方向に制御される。

＜オーバレブフューエルカット領域から脱出後、解除条件が不成立＞
エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域から脱出しているが（Ｓ１２０にてＮＯ）、スロットル制限制御の解除条件が成立するほどにまではエンジン回転数Neが低下していない場合においては（Ｓ１４０にてＮＯ）、Ｓ３００の補正処理が実行される。

この補正処理において、図４に示すマップを用いて、現在のエンジン回転数Neの影響を受けたスロットル制御予定値t_ttanehldが算出される（Ｓ３２０）。オーバレブフューエルカット領域から脱出しているがスロットル制限制御の解除条件が成立していないので、{前回のスロットル制御値ettane＋（スロットル制御初期値ettaneint−スロットル制御予定値t_ttanehld）×係数}により、新たなスロットル制御値ettaneが算出される（Ｓ３３０）。

このとき、現在のエンジン回転数Neは、オーバレブフューエルカット領域にないので、図４に示すように、エンジン回転数Neが高くなく、スロットル制御予定値t_ttanehldが大きく算出されない。そのため、{（スロットル制御初期値ettaneint−スロットル制御予定値t_ttanehld）×係数}＞０となり、新たなスロットル制御値ettaneは、前回のスロットル制御値ettaneよりも大きくなる。このため、スロットル弁１１２の開度が開く方向に制御される。

＜オーバレブフューエルカット領域から脱出後、解除条件が成立＞
エンジン回転数Neがオーバレブフューエルカット領域から脱出して（Ｓ１２０にてＮＯ）、スロットル制限制御の解除条件が成立するほどに十分にエンジン回転数Neが低下している場合においては（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、カウンタＣＮＴのカウント値に０が代入される（Ｓ１８０）。前回のスロットル制御値ettaneに徐変量を加算して、新たなスロットル制御値ettaneが算出される（Ｓ１９０）。

このスロットル制御値ettaneとスロットル開度要求値t_etangleとの小さい方がスロットル制御反映値etangleとして選択される（Ｓ２００）。この結果、このスロットル制御反映値etangleを用いて、徐々に開度が大きくなるように、スロットル弁１１２の開度が制御される。これにより、スロットル弁１１２の開度は徐々に増加するので、トルク変動を生じない。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、エンジン回転数が過回転領域に入りフューエルカット（オーバレブフューエルカット）されると、初回の演算においては、目標エンジン回転数を用いて算出された制御初期値により、スロットル開度が閉じるように制御される。２回目以降の演算においては、現在のエンジン回転数を用いて算出された制御値と目標エンジン回転数を用いて算出された制御初期値との偏差に係数を乗算した分だけスロットル開度が閉じるように制御される。このため、フューエルカット直前にインジェクタから噴射された未燃燃料が触媒コンバータに到達しても、その未燃燃料を燃焼させるだけの量の空気が触媒コンバータに到達しないので、触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼することがなく、触媒コンバータの過熱を回避できる。

また、オーバレブフューエルカット領域から抜け出ても、スロットル制限制御の解除条件が成立するほどにエンジン回転数が低下するまでは、現在のエンジン回転数を用いて算出された制御値と目標エンジン回転数を用いて算出された制御初期値との偏差に係数を乗算した分だけスロットル開度が大きくなるように制御される。さらに、スロットル制限制御の解除条件が成立するほどにエンジン回転数が低下すると、徐々に開度が大きくなるように、スロットル開度が大きくなるように制御される。このため、空気量の急激な増量がないので、トルクの急激な変動を回避できる。

なお、図２のＳ１２０の処理においては、エンジン回転数がオーバレブフューエルカット領域に入っているか否かを判断するようにしていたが、エンジン回転数がオーバレブ回転数領域に入っているか否かを判断するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両のエンジンの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵに記憶されるマップを示す図である。

符号の説明

１００ＥＣＵ、１０２Ａ第１の空燃比センサ、１０２Ｂ第２の空燃比センサ、１０４吸気温センサ、１０６水温センサ、１０８排気通路、１１０吸気通路、１１２スロットル弁、１１４スロットルモータ、１１６スロットルポジションセンサ、１１８エアクリーナ、１２０Ａ第１の三元触媒コンバータ、１２０Ｂ第２の三元触媒コンバータ、１２２冷却水通路、１２４シリンダブロック、１２６インジェクタ、１２８ピストン、１３０クランクシャフト、１５０エンジン、１５２吸気系、１５４排気系。

Claims

少なくともアクセル開度に基づいてスロットル弁開度を電気的に制御する内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の回転数を検知するための検知手段と、
前記検知された回転数が過回転領域に入ると燃料供給を停止するためのフューエルカット手段と、
前記フューエルカット手段により燃料供給が停止された場合において、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒コンバータの温度が上昇しないように、前記スロットル弁開度を制御するためのスロットル制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
前記スロットル制御手段は、前記触媒コンバータにおいて未燃燃料が燃焼することを回避するように、前記スロットル弁開度を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記スロットル制御手段は、前記触媒コンバータに供給される空気量を制限するように、前記スロットル弁開度を制御するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
前記スロットル制御手段は、前記燃料供給が停止された直後の前記目標スロットル開度を、前記内燃機関の負荷と目標回転数とに基づいて決定するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
前記スロットル制御手段は、前記燃料供給が停止された直後以降においては、前記目標スロットル開度を、前記内燃機関の負荷と目標回転数とに基づいて決定された値と前記内燃機関の負荷と回転数とに基づいて決定された値との偏差に基づいて決定するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が予め定められた回転数以下になった場合に、前記スロットル弁の制御を終了するように前記スロットル制御手段を制御するための手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。