JP2012246849A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ装置を備え、燃料カット条件やアイドルストップ条件等が成立して燃焼停止要求が発生した場合にエンジンの燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行するシステムにおいて、燃焼停止制御の実行後の再始動性を向上させる。
【解決手段】筒内流入ＥＧＲガス量（筒内に流入するＥＧＲガス量）を推定し、その筒内流入ＥＧＲガス量を正常燃焼判定閾値と比較して、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定し、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判定した場合には、燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行する。その後、燃焼停止遅延制御の実行中に筒内流入ＥＧＲガス量に基づいて燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判定したときに、燃焼停止遅延制御を解除して燃焼停止制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ還流させるＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関する発明である。

車両に搭載される内燃機関においては、燃費節減や排気エミッション低減等を目的として、排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ還流させるＥＧＲ装置を搭載するようにしたものがある。また、車両走行中の減速時等に燃料カット条件が成立したときに燃料噴射を停止して内燃機関の燃焼を停止させる燃料カット制御や、車両の停車直前の減速時や停車時等にアイドルストップ条件が成立したときに燃料噴射や点火を停止して内燃機関の燃焼を停止させるアイドルストップ制御を行うようにしたものもある。

しかし、ＥＧＲ装置を搭載した内燃機関は、燃料カット制御やアイドルストップ制御のように内燃機関の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行した場合に、ＥＧＲ弁が閉弁されても吸気通路内にＥＧＲガスが残留するため、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に多量のＥＧＲガスが筒内に流入する可能性があり、再始動時に筒内に流入するＥＧＲガス量がＥＧＲ限界（正常燃焼可能なＥＧＲガス量の上限値）を越えると、燃焼状態が不安定になって再始動性が悪化する可能性がある。

そこで、特許文献１（特開２００９−１９１６４３号公報）に記載されているように、車両が走行する道路状況に基づいて燃料カット条件が成立するタイミングを予測し、燃料カット条件が成立すると予測したタイミングよりも所定時間前の時点で、内燃機関の吸気系内に存在するＥＧＲガス量を減少させる処理（例えばＥＧＲ弁の開度を閉じ側に制御する処理）を行うようにしたものがある。

特開２００９−１９１６４３号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、吸気系内に存在するＥＧＲガス量を減少させる処理を行うようにしているが、実際に筒内に流入するＥＧＲガス量を判定する機能がないため、燃焼停止制御の実行後の再始動時に筒内に流入するＥＧＲガス量が十分に減少していない可能性もあり、このような場合、燃焼状態が不安定になって再始動性が悪化する可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、燃焼停止制御の実行後の再始動時に燃焼状態が不安定になることを防止して再始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ還流させるＥＧＲ装置と、所定の燃焼停止要求が発生した場合に内燃機関の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行する燃焼停止制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、内燃機関の筒内に流入するＥＧＲガス量又はこれに関連性のある情報（以下これらを「筒内流入ＥＧＲガス量情報」と総称する）を推定又は検出する筒内流入ＥＧＲガス量判定手段と、筒内流入ＥＧＲガス量判定手段で推定又は検出した筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行する燃焼停止遅延制御手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、筒内流入ＥＧＲガス量情報を推定又は検出することで、筒内流入ＥＧＲガス量（筒内に流入するＥＧＲガス量）を判定することが可能となり、その推定又は検出した筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行することで、燃焼停止要求が発生しても、吸気通路内に残留するＥＧＲガスが掃気されて筒内流入ＥＧＲガス量が十分に減少するまでは燃焼停止制御の実行を遅延して、筒内流入ＥＧＲガス量が十分に減少してから燃焼停止制御を実行して内燃機関の燃焼を停止させるようにできる。これにより、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に筒内流入ＥＧＲガス量がＥＧＲ限界（正常燃焼可能なＥＧＲガス量の上限値）を越えることを回避して、燃焼状態が不安定になることを防止することができ、再始動性を向上させることができる。

この場合、請求項２のように、筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定し、該再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判定した場合に燃焼停止遅延制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、燃焼停止制御の実行後の再始動時に燃焼状態が不安定になることを確実に防止することができる。

更に、請求項３のように、燃焼停止遅延制御の実行中に筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判定したときに燃焼停止遅延制御を解除するようにすると良い。このようにすれば、燃焼停止遅延制御が必要以上に長くなる（つまり燃焼停止制御の実行を必要以上に遅延する）ことを防止することができる。

また、請求項４のように、運転者により内燃機関の停止操作が行われた場合及び／又はエアバッグを作動させるためのエアバック信号が出力された場合に燃焼停止遅延制御を禁止するようにしても良い。このようにすれば、運転者により内燃機関の停止操作（例えばイグニッションスイッチのオフ）が行われた場合や、車両が衝突してエアバック信号が出力された場合には、筒内流入ＥＧＲガス量情報に拘らず、速やかに燃焼停止制御を実行して、内燃機関の燃焼を速やかに停止させることができる。

図１は本発明の一実施例における過給機付きエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２は燃焼停止遅延制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図３は筒内流入ＥＧＲガス流量の演算方法を説明するブロック図である。 図４はＥＧＲ弁モデルを説明する図である。 図５はＥＧＲガス遅れモデルを説明するブロック図である。 図６は吸気管移流遅れモデルを説明する図である。 図７は燃焼停止遅延制御の実行例を示すタイムチャートである。 図８は従来の燃焼停止制御の実行例を示すタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を過給機付きの内燃機関に適用して具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいて過給機付きのエンジン制御システムの構成を概略的に説明する。
内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２（吸気通路）の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気（新気）の流量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。一方、エンジン１１の排気管１５（排気通路）には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒１６が設置されている。

このエンジン１１には、吸入空気を過給する排気タービン駆動式の過給機１７が搭載されている。この過給機１７は、排気管１５のうちの触媒１６の上流側に排気タービン１８が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４の下流側にコンプレッサ１９が配置されている。この過給機１７は、排気タービン１８とコンプレッサ１９とが一体的に回転するように連結され、排出ガスの運動エネルギで排気タービン１８を回転駆動することでコンプレッサ１９を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の下流側には、モータ２０によって開度調節されるスロットルバルブ２１と、このスロットルバルブ２１の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ２２とが設けられている。

更に、スロットルバルブ２１の下流側には、吸入空気を冷却するインタークーラがサージタンク２３（吸気通路）と一体的に設けられている。尚、サージタンク２３やスロットルバルブ２１の上流側にインタークーラを配置するようにしても良い。サージタンク２３には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２４（吸気通路）が設けられ、各気筒毎に筒内噴射又は吸気ポート噴射を行う燃料噴射弁（図示せず）が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの火花放電によって各気筒内の混合気に着火される。

エンジン１１の各気筒の排気口には排気マニホールド２５が接続され、各気筒の排気マニホールド２５の下流側の集合部が排気タービン１８の上流側の排気管１５に接続されている。また、排気タービン１８の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通路２６が設けられ、この排気バイパス通路２６に、排気バイパス通路２６を開閉するウェイストゲートバルブ２７が設けられている。

このエンジン１１には、排気管１５から排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気管１２へ還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２８が搭載されている。このＥＧＲ装置２８は、排気管１５のうちの触媒１６の下流側と吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側（スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路）との間にＥＧＲ配管２９（ＥＧＲ通路）が接続され、このＥＧＲ配管２９に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ３０と、ＥＧＲガス流量を調節するＥＧＲ弁３１が設けられている。このＥＧＲ弁３１は、モータ等のアクチュエータ（図示せず）によって開度が調整され、ＥＧＲ弁３１を開弁することで排気管１５のうちの触媒１６の下流側から吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側（スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路）へＥＧＲガスを還流させるようになっている。

また、エンジン１１には、吸気バルブ（図示せず）のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる吸気側可変バルブタイミング機構３２と、排気バルブ（図示せず）のバルブタイミングを変化させる排気側可変バルブタイミング機構３３が設けられている。その他、エンジン１１には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３４や、クランク軸（図示せず）が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ３５等が設けられ、クランク角センサ３５の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）３６に入力される。このＥＣＵ３６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

その際、ＥＣＵ３６は、エンジン運転状態（例えばエンジン負荷とエンジン回転速度等）に応じて目標ＥＧＲ率を算出し、この目標ＥＧＲ率を実現するようにＥＧＲ弁３１の開度を制御する。

また、ＥＣＵ３６は、車両走行中の減速時等に燃料カット条件が成立して燃焼停止要求が発生したときに燃料噴射を停止してエンジン１１の燃焼を停止させる燃料カット制御を実行し、車両の停車直前の減速時や停車時等にアイドルストップ条件が成立して燃焼停止要求が発生したときに燃料噴射及び／又は点火を停止してエンジン１１の燃焼を停止させるアイドルストップ制御を実行する。これらの機能が特許請求の範囲でいう燃焼停止制御手段としての役割を果たす。

しかし、ＥＧＲ装置２８を搭載したエンジン１１は、燃料カット制御やアイドルストップ制御のようにエンジン１１の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行した場合に、ＥＧＲ弁３１が閉弁されても吸気管１２内にＥＧＲガスが残留するため、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に多量のＥＧＲガスが筒内に流入する可能性があり、再始動時に筒内に流入するＥＧＲガス量がＥＧＲ限界（正常燃焼可能なＥＧＲガス量の上限値）を越えると、燃焼状態が不安定になって再始動性が悪化する可能性がある。

この対策として、本実施例では、ＥＣＵ３６により後述する図２の燃焼停止遅延制御ルーチンを実行することで、後述する推定方法（図３乃至図６参照）により筒内流入ＥＧＲガス量（筒内に流入するＥＧＲガス量）を推定し、その筒内流入ＥＧＲガス量を正常燃焼判定閾値と比較して、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定する。その結果、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判定した場合には、燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行する。その後、燃焼停止遅延制御の実行中に筒内流入ＥＧＲガス量に基づいて燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判定したときに、燃焼停止遅延制御を解除して燃焼停止制御を実行する。

以下、本実施例でＥＣＵ３６が実行する図２の燃焼停止遅延制御ルーチンの処理内容を説明する。
図２に示す燃焼停止遅延制御ルーチンは、ＥＣＵ３６の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう燃焼停止遅延制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、図示しない筒内流入ＥＧＲガス量推定ルーチンを実行することで、後述する推定方法（図３乃至図６参照）により筒内流入ＥＧＲガス量を推定する。このステップ１０１の処理が特許請求の範囲でいう筒内流入ＥＧＲガス量判定手段としての役割を果たす。

この後、ステップ１０２に進み、エンジン運転状態（例えばエンジン負荷とエンジン回転速度）と冷却水温に応じた正常燃焼判定閾値をマップ又は数式等により算出する。この正常燃焼判定閾値は、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に正常燃焼可能な筒内流入ＥＧＲガス量の上限値又はそれよりも所定量だけ小さい値に設定される。

正常燃焼判定閾値のマップ又は数式等は、例えば、エンジン負荷（例えば吸入空気量や吸気管圧力）が小さくなるほど正常燃焼判定閾値が小さくなると共に、エンジン回転速度が低くなるほど正常燃焼判定閾値が小さくなり、更に、冷却水温が低くなるほど正常燃焼判定閾値が小さくなるように設定されている。この正常燃焼判定閾値のマップ又は数式等は、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ３６のＲＯＭに記憶されている。

この後、ステップ１０３に進み、筒内流入ＥＧＲガス量を正常燃焼判定閾値と比較して、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定する。
このステップ１０３で、筒内流入ＥＧＲガス量が正常燃焼判定閾値よりも大きいと判定された場合には、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判断するが、ステップ１０４に進み、運転者によりエンジン停止操作（例えばイグニッションスイッチのオフ）が行われたか否か又はエアバッグを作動させるためのエアバック信号が出力されたか否かを判定する。

このステップ１０４で、運転者によりエンジン停止操作が行われたと判定された場合又はエアバック信号が出力されたと判定された場合には、ステップ１０６に進み、燃焼停止制御を許可して、燃焼停止遅延制御を禁止する。これにより、運転者によりエンジン停止操作が行われて燃焼停止要求が発生した場合や、車両が衝突してエアバック信号が出力されて燃焼停止要求が発生した場合には、速やかに燃焼停止制御を実行して、エンジン１１の燃焼を速やかに停止させる。

一方、上記ステップ１０４で、運転者によりエンジン停止操作が行われていないと判定され、且つ、エアバック信号が出力されていないと判定された場合には、ステップ１０５に進み、燃焼停止制御を禁止する。これにより、燃料カット条件やアイドルストップ条件が成立して燃焼停止要求が発生していても、燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行して、エンジン１１の燃焼（燃料噴射及び点火）を継続する。

その後、燃焼停止遅延制御の実行中に、上記ステップ１０３で、筒内流入ＥＧＲガス量が正常燃焼判定閾値以下である判定された場合には、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判断して、ステップ１０６に進み、燃焼停止制御を許可する。これにより、燃焼遅延制御を解除して、燃料噴射や点火を停止してエンジン１１の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行する。

次に、図３乃至６を用いて筒内流入ＥＧＲガス量の推定方法を説明する。
本実施例のように、吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側（スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路）にＥＧＲガスを還流させるＬＰＬ方式のＥＧＲ装置２８を採用したシステムの場合には、ＥＣＵ３６により筒内流入ＥＧＲガス流量を次のようにして演算（推定）する。

図３に示すように、筒内流入総ガス流量演算部３７では、まず、吸気管１２内を流れる気体がスロットルバルブ２１を通過する挙動を模擬したスロットルモデル３９を用いて、スロットル通過総ガス流量（スロットルバルブ２１を通過する総ガス流量）を演算する。尚、スロットルモデル３９として、例えば特許文献１（特開２００８−１０１６２６号公報）に記載されたスロットルモデルを使用しても良い。

この後、スロットルバルブ２１を通過した気体がスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路（サージタンク２３や吸気マニホールド２４等）内に充填される挙動を模擬したインマニモデル４０を用いて、スロットル通過総ガス流量と筒内流入総ガス流量の前回値とに基づいてインマニ圧力（スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路内の圧力）を演算する。尚、インマニモデル４０として、例えば特許文献１（特開２００８−１０１６２６号公報）に記載された吸気管モデルを使用しても良い。

この後、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填された気体が筒内に吸入される挙動を模擬した吸気弁モデル４１を用いて、インマニ圧力に基づいて筒内流入総ガス流量（＝筒内流入新気流量＋筒内流入ＥＧＲガス流量）を演算する。尚、吸気弁モデル４１として、例えば特許文献１（特開２００８−１０１６２６号公報）に記載された吸気弁モデルを使用しても良い。

一方、筒内流入ＥＧＲガス流量演算部３８では、まず、ＥＧＲ配管２９内を流れるＥＧＲガスがＥＧＲ弁３１を通過する挙動を模擬したＥＧＲ弁モデル４２を用いて、ＥＧＲ弁通過ガス流量（ＥＧＲ弁３１を通過するＥＧＲガス流量）を演算する。

図４に示すように、ＥＧＲ弁モデル４２は、ＥＧＲ弁３１の開度とスロットル通過総ガス流量とＥＧＲ弁通過ガス流量との関係を規定するマップにより構築され、このＥＧＲ弁通過ガス流量のマップを用いて、ＥＧＲ弁３１の開度とスロットル通過総ガス流量とに応じたＥＧＲ弁通過ガス流量を演算する。ＥＧＲ弁通過ガス流量のマップは、予め試験データや設計データ等に基づいて作成され、ＥＣＵ３６のＲＯＭに記憶されている。

或は、ＥＧＲ弁モデル４２を、ＥＧＲ弁３１の開度とＥＧＲ弁３１の上流側の圧力Ｐin及び下流側の圧力Ｐout とＥＧＲ弁通過ガス流量Ｍegr との関係を規定する物理式により構築するようにしても良い。
具体的には、次の絞りの式（オリフィスの式）でＥＧＲ弁モデル４２を近似する。

ここで、Ｃは流量係数で、ＡはＥＧＲ弁３１の開度に応じて変化するＥＧＲ配管２９の開口断面積である。また、Ｒは気体定数で、Ｔegr はＥＧＲ弁３１の上流側のＥＧＲガスの温度であり、Φ（Ｐout ／Ｐin）は（Ｐout ／Ｐin）を変数とする関数である。

この場合、上記の絞りの式（オリフィスの式）を用いて、ＥＧＲ弁３１の開度とＥＧＲ弁３１の上流側の圧力Ｐin及び下流側の圧力Ｐout とＥＧＲガスの温度とに基づいてＥＧＲ弁通過ガス流量Ｍegr を演算する。

この後、ＥＧＲ弁３１を通過したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１を通過して筒内に流入するまでの挙動を模擬したＥＧＲガス遅れモデル４３（図３参照）を用いて、ＥＧＲ弁通過ガス流量の演算値に基づいて筒内流入ＥＧＲガス流量を演算する。

図５に示すように、ＥＧＲガス遅れモデル４３は、ＥＧＲ弁３１を通過したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１の上流側の吸気通路（吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側）に流入する挙動を模擬した新気合流遅れモデル４４と、スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１を通過するまでの挙動を模擬した吸気管移流遅れモデル４５と、スロットルバルブ２１を通過したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路（サージタンク２３や吸気マニホールド２４等）に充填される挙動を模擬したインマニ充填遅れモデル４６と、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填されたＥＧＲガスが吸気ポートを通過して筒内に流入するまでの挙動を模擬した吸気ポート移流遅れモデル４７とから構成されている。

これにより、ＥＧＲガスがスロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入する際の遅れと、スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１を通過するまでの移流遅れと、スロットルバルブ２１を通過したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填される際の充填遅れと、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填されたＥＧＲガスが吸気ポートを通過して筒内に流入するまでの移流遅れを、筒内流入ＥＧＲガス流量の演算に反映させることができ、筒内流入ＥＧＲガス流量の推定精度を高めることができる。

筒内流入ＥＧＲガス流量を演算する場合には、まず、新気合流遅れモデル４４を用いて、ＥＧＲ弁通過ガス流量Ｍegr(a)に基づいてスロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入するＥＧＲガス流量Ｍegr(b)を演算する。

新気合流遅れモデルは、下記（１）式で近似されている。
Ｍegr(b)＝｛Ｋ1 ／（τ1 ＋１）｝×Ｍegr(a) ……（１）
上記（１）式の係数Ｋ1 と時定数τ1 は、それぞれＥＧＲ配管２９（ＥＧＲ弁３１から吸気管１２との合流部までの部分）の配管径と長さ、吸気管１２の配管径等によって決まる値であり、予め試験データや設計データ等に基づいて算出される。

この後、吸気管移流遅れモデル４５を用いて、スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入するＥＧＲガス流量Ｍegr(b)とスロットル通過総ガス流量Ｍthとに基づいてスロットルバルブ２１を通過するＥＧＲガス流量Ｍegr(c)を演算する。

図６に示すように、吸気管移流遅れモデル４５は、スロットルバルブ２１の上流側の吸気通路に流入したＥＧＲガスがスロットルバルブ２１を通過するまでの連続時間系の挙動を任意時間で離散化した行列（例えばサンプル時間１６ｍｓ毎に離散化した３２個の行列）により構築され、データを先入れ先出しのリスト構造で保持するキューを備えている。一般に、吸気管１２内のＥＧＲガスの移送速度は、ＥＣＵ３６の演算処理速度と比較して十分に遅いため、任意時間で離散化した行列により吸気管移流遅れモデル４５を構築することができる。この吸気管移流遅れモデル４５で用いる各種の係数は、それぞれ吸気管１２（ＥＧＲ配管２９との合流部からスロットルバルブ２１までの部分）の配管径と長さ等によって決まる値であり、予め試験データや設計データ等に基づいて算出される。

この後、図５に示すように、インマニ充填遅れモデル４６を用いて、スロットルバルブ２１を通過するＥＧＲガス流量Ｍegr(c)に基づいてスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路（サージタンク２３や吸気マニホールド２４等）に充填されるＥＧＲガス流量Ｍegr(d)を演算する。

インマニ充填遅れモデル４６は、下記（２）式で近似されている。
Ｍegr(d)＝｛Ｋ2 ／（τ2 ＋１）｝×Ｍegr(c) ……（２）

上記（２）式の係数Ｋ2 とインマニ充填遅れ時定数τ2 は、それぞれスロットルバルブ２１の下流側の吸気通路（吸気管１２のうちのスロットルバルブ２１の下流側の部分、サージタンク２３、吸気マニホールド２４等）の配管径と長さと容積等によって決まる値であり、予め試験データや設計データ等に基づいて算出される。尚、インマニモデル４０でインマニ充填遅れ時定数を用いる場合には、インマニモデル４０で用いたインマニ充填遅れ時定数をインマニ充填遅れモデル４６で使用するようにしても良い。

この後、吸気ポート移流遅れモデル４７を用いて、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填されるＥＧＲガス流量Ｍegr(d)と筒内流入総ガス流量の前回値とに基づいて筒内流入ＥＧＲガス流量Ｍegr(e)を演算する。

吸気ポート移流遅れモデル４７は、スロットルバルブ２１の下流側の吸気通路に充填されたＥＧＲガスが吸気ポートを通過して筒内に流入するまでの連続時間系の挙動を任意時間で離散化した行列により構築され、データを先入れ先出しのリスト構造で保持するキューを備えている。この吸気ポート移流遅れモデル４７で用いる各種の係数は、それぞれ吸気ポートの配管径と長さ等によって決まる値であり、予め試験データや設計データ等に基づいて算出される。

図８に示すように、従来の燃焼停止制御では、例えばアクセル開度の全閉時にアイドルストップ条件が成立して燃焼停止要求が発生した時点ｔ1 で、燃焼停止フラグをＯＮ（オン）して、燃料噴射や点火を停止してエンジン１１の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行する。この場合、ＥＧＲ弁３１が閉弁されても吸気管１２内にＥＧＲガスが残留するため、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）に再始動条件が成立して再始動する時点ｔ2 で、多量のＥＧＲガスが筒内に流入する可能性があり、再始動時に筒内に流入するＥＧＲガス量がＥＧＲ限界（正常燃焼可能なＥＧＲガス量の上限値）を越えると、燃焼状態が不安定になって失火が発生して再始動性が悪化する可能性がある。

これに対して、図７に示すように、本実施例では、例えばアクセル開度の全閉時にアイドルストップ条件が成立して燃焼停止要求が発生した時点ｔ1 で、筒内流入ＥＧＲガス量が正常燃焼判定閾値よりも大きい場合には、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判断して、燃焼停止フラグをＯＦＦ（オフ）に維持して燃焼停止制御を禁止する。これにより、燃焼停止要求が発生していても、燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行して、エンジン１１の燃焼（燃料噴射及び点火）を継続する。

その後、燃焼停止遅延制御の実行中に、筒内流入ＥＧＲガス量が正常燃焼判定閾値以下になった時点ｔ2 で、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判断して、燃焼停止フラグをＯＮ（オン）して燃焼停止制御を許可する。これにより、燃焼遅延制御を解除して、燃料噴射や点火を停止してエンジン１１の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行する。

以上説明した本実施例では、筒内流入ＥＧＲガス量（筒内に流入するＥＧＲガス量）を推定するようにしたので、筒内流入ＥＧＲガス量を判定することが可能となり、その推定した筒内流入ＥＧＲガス量に基づいて燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行するようにしたので、燃焼停止要求が発生しても、吸気管１２内に残留するＥＧＲガスが掃気されて筒内流入ＥＧＲガス量が十分に減少するまでは燃焼停止制御の実行を遅延して、筒内流入ＥＧＲガス量が十分に減少してから燃焼停止制御を実行してエンジン１１の燃焼を停止させるようにできる。これにより、燃焼停止制御の実行後（燃焼停止後）の再始動時に筒内流入ＥＧＲガス量がＥＧＲ限界（正常燃焼可能なＥＧＲガス量の上限値）を越えることを回避して、燃焼状態が不安定になることを防止することができ、再始動性を向上させることができる。

また、本実施例では、筒内流入ＥＧＲガス量を正常燃焼判定閾値と比較して、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定し、再始動時に正常燃焼可能ではない（燃焼状態が不安定になる可能性がある）と判定した場合に、燃焼停止遅延制御を実行するようにしたので、燃焼停止制御の実行後の再始動時に燃焼状態が不安定になることを確実に防止することができる。

更に、本実施例では、燃焼停止遅延制御の実行中に筒内流入ＥＧＲガス量が正常燃焼判定閾値以下になって、燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判定したときに、燃焼停止遅延制御を解除して、燃焼停止制御を実行するようにしたので、燃焼停止遅延制御が必要以上に長くなる（つまり燃焼停止制御の実行を必要以上に遅延する）ことを防止することができる。

また、本実施例では、運転者によりエンジン停止操作（例えばイグニッションスイッチのオフ）が行われた場合やエアバッグを作動させるためのエアバック信号が出力された場合に、燃焼停止遅延制御を禁止するようにしたので、運転者によりエンジン停止操作が行われた場合や、車両が衝突してエアバック信号が出力された場合には、筒内流入ＥＧＲガス量に拘らず、速やかに燃焼停止制御を実行して、エンジン１１の燃焼を速やかに停止させることができる。

尚、上記実施例では、ＥＧＲガス流量の挙動を模擬したモデルを用いて筒内流入ＥＧＲガス量を演算（推定）するようにしたが、筒内流入ＥＧＲガス量の推定方法は、これに限定されず、適宜変更しても良く、例えば、吸気管圧力センサやエアフローメータの出力信号等に基づいて筒内流入ＥＧＲガス量を演算（推定）するようにしても良い。また、筒内流入ＥＧＲガス量の情報として、吸気管１２内に残留するＥＧＲガス量をセンサで検出するようにしても良い。或は、筒内流入ＥＧＲガス量の情報として、筒内流入ＥＧＲ率、筒内流入ＣＯ量、筒内流入ＣＯ濃度等を推定又は検出するようにしても良い。

また、上記実施例では、燃料カット条件やアイドルストップ条件が成立して燃焼停止要求が発生した場合に燃焼停止制御を実行するシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、エンジンとモータの両方を動力源とするハイブリッド車において、モータの動力のみで走行するモータ走行条件等が成立して燃焼停止要求が発生した場合に燃焼停止制御を実行するシステムに本発明を適用するようにしても良い。

また、上記実施例では、排気管１５のうちの触媒１６の下流側から吸気管１２のうちのコンプレッサ１９の上流側へＥＧＲガスを還流させるＬＰＬ方式（低圧ループ方式）のＥＧＲ装置２８を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、排気管のうちの排気タービンの上流側から吸気管のうちのスロットルバルブの下流側へＥＧＲガスを還流させるＨＰＬ方式（高圧ループ方式）のＥＧＲ装置を採用した過給機付きエンジンに本発明を適用しても良い。

更に、本発明は、排気タービン駆動式の過給機（いわゆるターボチャージャ）を搭載したエンジンに限定されず、機械駆動式の過給機（いわゆるスーパーチャージャ）や電動式の過給機を搭載したエンジンに適用しても良い。

その他、本発明は、過給機付きエンジンに限定されず、過給機を搭載していない自然吸気エンジン（ＮＡエンジン）に適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管（吸気通路）、１５…排気管、１７…過給機、２１…スロットルバルブ、２３…サージタンク、２４…吸気マニホールド、２８…ＥＧＲ装置、２９…ＥＧＲ配管（ＥＧＲ通路）、３１…ＥＧＲ弁、３６…ＥＣＵ（燃焼停止制御手段，筒内流入ＥＧＲガス量判定手段，燃焼停止遅延制御手段）

Claims (4)

1. 内燃機関の排出ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ還流させるＥＧＲ装置と、所定の燃焼停止要求が発生した場合に内燃機関の燃焼を停止させる燃焼停止制御を実行する燃焼停止制御手段とを備えた内燃機関の制御装置において、
   内燃機関の筒内に流入するＥＧＲガス量又はこれに関連性のある情報（以下これらを「筒内流入ＥＧＲガス量情報」と総称する）を推定又は検出する筒内流入ＥＧＲガス量判定手段と、
   前記筒内流入ＥＧＲガス量判定手段で推定又は検出した筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて前記燃焼停止制御の実行を遅延する燃焼停止遅延制御を実行する燃焼停止遅延制御手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記燃焼停止遅延制御手段は、前記筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて前記燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であるか否かを判定し、該再始動時に正常燃焼可能ではないと判定した場合に前記燃焼停止遅延制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃焼停止遅延制御手段は、前記燃焼停止遅延制御の実行中に前記筒内流入ＥＧＲガス量情報に基づいて前記燃焼停止制御の実行後の再始動時に正常燃焼可能であると判定したときに前記燃焼停止遅延制御を解除することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記燃焼停止遅延制御手段は、運転者により内燃機関の停止操作が行われた場合及び／又はエアバッグを作動させるためのエアバック信号が出力された場合に前記燃焼停止遅延制御を禁止する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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