JP7831434B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の制御装置に関する。

特許文献１に開示されている内燃機関は、燃料噴射弁と、フィルタとを備えている。燃料噴射弁は、気筒内に供給するための燃料を噴射する。フィルタは、排気通路の途中に位置している。フィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する。この内燃機関の制御装置は、所定の実行条件が成立すると、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カットを行う。制御装置が燃料カットを行うと、フィルタに酸素が供給される。これに伴い、フィルタに堆積している粒子状物質が燃焼する。

ところで、燃料カットを行うと、フィルタに堆積している粒子状物質の燃焼に伴い、フィルタの温度が上昇する。このときにフィルタが過昇温すると、フィルタが損傷するおそれがある。そこで、制御装置は、フィルタの過昇温を避けることができるように、必要に応じて燃料カットを中断する。

特開２０１９－１９０３５８号公報

燃料カットを中断する特許文献１のような技術では、燃料カットを中断すると、燃料噴射が再開されることに伴い、内燃機関がトルクを出力する。そのため、車両の減速途中で車両の減速度が変化する。仮にこのような減速度の変化が何度も繰り返されると乗員は違和感を覚える。その一方で、燃料カットの中断を行わないと、フィルタの過昇温を避けられない。

上記課題を解決するための車両の制御装置は、気筒内に供給するための燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記気筒から排出される排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を有する内燃機関を備えた車両に適用され、前記車両の減速中に前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止する燃料カットを行うことと、前記燃料カットを開始してからの継続時間が予め定められた許容時間よりも長くなった場合に前記燃料カットを中断することと、予め定められた所定時間内において、前記燃料カットを中断する回数が予め定められた所定回数に至った場合、前記フィルタの温度が予め定められた判定温度以下になるまで前記燃料カットの開始を禁止することと、を実行する。

上記の技術思想では、フィルタの過昇温を防止し、且つ車両において減速度の変化が繰り返されることを防止できる。

図１は、内燃機関の概略構成図である。 図２は、時間マップの例を表した図である。 図３は、フラグ設定処理の処理手順を表したフローチャートである。 図４は、実行用処理の処理手順を表したフローチャートである。 図５は、燃料カットの中断に係る、各パラメータの時間変化の例を表したタイムチャートである。

＜内燃機関＞
以下、車両の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示すように、車両５００は、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両５００の駆動源である。

内燃機関１０は、複数の気筒１２と、クランクシャフト１１と、を備えている。気筒１２は、機関本体１０Ａに区画された、燃料と吸入空気との混合気を燃焼させるための空間である。気筒１２内での混合気の燃焼に応じて、クランクシャフト１１が回転する。クランクシャフト１１は、自動変速機５０１などを介して車輪５０２に連結している。

内燃機関１０は、複数の点火プラグ１９を有する。点火プラグ１９は、気筒１２毎に設けられている。点火プラグ１９は、気筒１２内の混合気に点火を行う。
内燃機関１０は、吸気通路２０と、スロットルバルブ２１と、複数の燃料噴射弁２２と、を備えている。吸気通路２０は、各気筒１２に吸入空気を導入するための通路である。吸気通路２０は、各気筒１２に接続している。スロットルバルブ２１は、吸気通路２０の途中に位置している。スロットルバルブ２１は、吸入空気量ＧＡを調節する。燃料噴射弁２２は、気筒１２毎に設けられている。燃料噴射弁２２は、吸気通路２０における、スロットルバルブ２１に対して下流側に位置している。燃料噴射弁２２は、燃料を噴射する。燃料噴射弁２２が噴射した燃料は、吸気通路２０を介して気筒１２内に至る。すなわち、燃料噴射弁２２は、気筒１２内に供給するための燃料を噴射する。

内燃機関１０は、排気通路３０と、三元触媒３２と、ガソリンパティキュレートフィルタ（以下、単にフィルタと記す。）３４と、を備えている。排気通路３０は、各気筒１２から排気を排出するための通路である。排気通路３０は、各気筒１２に接続している。三元触媒３２は、排気通路３０の途中に位置している。三元触媒３２は、排気中の炭化水素、一酸化炭素、及び窒素酸化物を浄化する。フィルタ３４は、排気通路３０における、三元触媒３２に対して下流側に位置している。フィルタ３４は、排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと記す。）を捕集する。

内燃機関１０は、エアフロメータ６１と、空燃比センサ６２と、排気温度センサ６３と、クランクポジションセンサ６４と、を備えている。エアフロメータ６１は、吸入空気量ＧＡと、吸入空気の温度ＴＩと、を検出する。空燃比センサ６２は、フィルタ３４に流入する排気の空燃比である排気空燃比ＡＦを検出する。排気温度センサ６３は、フィルタ３４に流入する排気の温度ＴＯを検出する。クランクポジションセンサ６４は、クランクシャフト１１の回転位置ＣＲを検出する。これらの各センサは、それぞれが検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し出力する。

＜車両の他の構成＞
車両５００は、アクセルセンサ９１と、車速センサ９２と、イグニッションスイッチ９３と、を備えている。アクセルセンサ９１は、車両５００におけるアクセルペダルの踏み込み量をアクセル操作量ＡＣＣとして検出する。車速センサ９２は、車両５００の走行速度を車速ＳＰとして検出する。これらの各センサは、それぞれが検出した情報に応じた信号を後述の制御装置１００に繰り返し出力する。イグニッションスイッチ９３は、車両５００の起動用のスイッチである。イグニッションスイッチ９３は、乗員の操作に応じた信号Ｙを後述の制御装置１００に出力する。

＜制御装置＞
車両５００は、制御装置１００を備えている。制御装置１００は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、を備えている。メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するべき処理が記述された各種のプログラムを予め記憶している。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２が記憶しているプログラムを実行することにより内燃機関１０を制御する。なお、メモリ１０２には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び電気的に書き換え可能な不揮発性タイプの３種が存在している。

ＣＰＵ１０１は、イグニッションスイッチ９３からの信号Ｙを受信する。ＣＰＵ１０１は、イグニッションスイッチ９３がオン操作されることに応じた信号Ｙを受信すると、内燃機関１０を始動させる。以下では、イグニッションスイッチ９３がオン操作されてから次にオフ操作されるまでの期間のことを、「１トリップ」と呼称する。ＣＰＵ１０１は、１トリップの間、車両５００に取り付けられている各種センサからの検出信号を繰り返し受信する。

ＣＰＵ１０１は、１トリップ中、各種センサから受信した検出信号に基づいて、各種パラメータを繰り返し算出する。例えば、ＣＰＵ１０１は、クランクシャフト１１の回転位置ＣＲに基づいて、クランクシャフト１１の回転速度である機関回転速度を算出する。また、ＣＰＵ１０１は、以下のようにしてＰＭ堆積量ＤＡを算出する。ＰＭ堆積量ＤＡは、フィルタ３４に堆積しているＰＭの量である。なお、以下のとおり、ＣＰＵ１０１は、ＰＭ堆積量ＤＡの算出過程でフィルタ３４の温度であるフィルタ温度ＴＦも算出する。

ＣＰＵ１０１は、ＰＭ堆積量ＤＡを算出するにあたっては、ＰＭ生成量とＰＭ再生量とを算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、ＰＭ堆積量ＤＡを更新することで、ＰＭ堆積量ＤＡを算出している。具体的には、ＣＰＵ１０１は、ＰＭ生成量からＰＭ再生量を引くことによって得られた差を、更新前のＰＭ堆積量ＤＡに対して加算することによって、ＰＭ堆積量ＤＡを更新する。ＰＭ生成量は、気筒１２内の混合気の燃焼により生成されるＰＭの量である。ＣＰＵ１０１は、吸入空気量ＧＡ、燃料噴射量などからＰＭ生成量を算出する。ＰＭ再生量は、フィルタ３４内で燃焼するＰＭの量である。フィルタ３４に流入する排気の温度ＴＯが高いほど、フィルタ温度ＴＦも高くなる。よって、排気温度センサ６３によって検出される排気の温度ＴＯからフィルタ温度ＴＦを求めることができる。ＣＰＵ１０１は、フィルタ３４に流入する排気の温度ＴＯ及び流量、外気の温度に基づくフィルタ３４の熱収支モデルを用いてフィルタ温度ＴＦを算出する。なお、フィルタ３４に流入する排気の流量は、吸入空気量ＧＡと燃料噴射量とから求めることができる。また、外気の温度は、エアフロメータ６１によって検出される吸気空気の温度ＴＩを用いることができる。フィルタ温度ＴＦがＰＭの発火点以上となっている状態で、酸素を含んだ排気がフィルタ３４に流入すると、フィルタ３４に堆積したＰＭが燃焼するようになる。ＰＭの燃焼には酸素が必要であるから、このときにフィルタ３４内で燃焼するＰＭの量は、フィルタ３４に流入する排気中の酸素の量に応じて決まる。フィルタ３４に流入する排気の酸素濃度は、空燃比センサ６２の検出結果から求めることができる。そこで、ＣＰＵ１０１は、排気温度センサ６３によって検出される排気の温度ＴＯ、空燃比センサ６２によって検出される酸素濃度すなわち排気空燃比ＡＦ、吸入空気量ＧＡ、及び燃料噴射量に基づいてＰＭ再生量を算出している。

＜通常処理＞
ＣＰＵ１０１は、１トリップ中、基本的には通常処理によって内燃機関１０を制御する。ＣＰＵ１０１は、通常処理では、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速ＳＰなどに基づいて、内燃機関１０の目標トルクを算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、目標トルクが得られるように、スロットルバルブ２１の開度を調整したり、燃料噴射弁２２から燃料を噴射させたり、点火プラグ１９による点火を行ったりする。そのことで、ＣＰＵ１０１は、気筒１２内で混合気を燃焼させる。通常処理において、ＣＰＵ１０１は、目標トルクの算出と、目標トルクに基づく各種部位の制御とを繰り返す。そのことで、ＣＰＵ１０１、各気筒１２で混合気の燃焼を繰り返す。

ＣＰＵ１０１は、車両５００の減速中は、上記の通常処理をキャンセルし、各燃料噴射弁２２による燃料噴射を停止する燃料カットを行うことがある。以下では、燃料カットとの関連でＣＰＵ１０１が行う処理について説明する。

＜フラグ設定処理＞
ＣＰＵ１０１は、フラグ設定処理を実行可能である。フラグ設定処理は、禁止フラグのオンオフをセットするための処理である。禁止フラグは、燃料カットの開始の禁止を示すフラグである。禁止フラグがオフであることは、燃料カットの開始を許可することを意味する。禁止フラグがオンであることは、燃料カットの開始を禁止することを意味する。

ＣＰＵ１０１は、１トリップ中、フラグ設定処理を繰り返し実行する。なお、ＣＰＵ１０１は、フラグ設定処理の実行途中でイグニッションスイッチ９３がオフ操作された場合、その時点でフラグ設定処理を終了する。

図３に示すように、ＣＰＵ１０１は、フラグ設定処理を開始すると、先ずステップＳ３１０の処理を行う。ステップＳ３１０において、ＣＰＵ１０１は、禁止フラグをオフにセットする。この後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ３２０に進める。

ステップＳ３２０において、ＣＰＵ１０１は、燃料カットの中断回数Ｎをゼロにリセットする。この中断回数Ｎは、後述の実行用処理で随時更新される。この後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ３３０に進める。

ステップＳ３３０において、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」に一致するか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」ではない場合、再度ステップＳ３３０の処理を実行する。ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になるまでステップＳ３３０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になると、時間計測を開始するとともに、処理をステップＳ３４０に進める。

ステップＳ３４０において、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間が所定時間Ｐよりも長くなったか否かを判定する。メモリ１０２は、所定時間Ｐを予め記憶している。本実施形態の所定時間Ｐは、１０秒である。所定時間Ｐがどういった観点で定められているかについては、後述の所定回数ＮＫと共に後で説明する。ステップＳ３４０において、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間が所定時間Ｐ以下の場合（ステップＳ３４０：ＮＯ）、処理をステップＳ３５０に進める。

中断回数Ｎより１つ少ない数を暫定中断回数と呼称する。ステップＳ３５０において、ＣＰＵ１０１は、暫定中断回数が所定回数ＮＫに一致するか否かを判定する。メモリ１０２は、所定回数ＮＫを予め記憶している。本実施形態の所定回数ＮＫは、２回である。ＣＰＵ１０１は、暫定中断回数が所定回数ＮＫに一致していない場合（ステップＳ３５０：ＮＯ）、ステップＳ３４０の処理に戻る。そして、ＣＰＵ１０１は、再度ステップＳ３４０の処理を実行する。この後、ステップＳ３４０の判定がＮＯであり、且つステップＳ３５０の判定がＮＯの状況が続く場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３４０とステップＳ３５０の処理を繰り返す。そうした繰り返しの中で、ＣＰＵ１０１は、暫定中断回数が所定回数ＮＫに至る前に（ステップＳ３５０：ＮＯ）、中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間が所定時間Ｐよりも長くなった場合（ステップＳ３４０：ＹＥＳ）、フラグ設定処理の一連の処理を終了する。そして、ＣＰＵ１０１は、再度ステップＳ３１０の処理を実行する。なお、ＣＰＵ１０１は、フラグ設定処理を終了する場合、ステップＳ３３０で開始した時間計測も終了する。

一方、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間が所定時間Ｐ以内である状況下で（ステップＳ３４０：ＮＯ）暫定中断回数が所定回数ＮＫに一致した場合（ステップＳ３５０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ３６０に進める。この場合、ＣＰＵ１０１は、この時点で、ステップＳ３３０で開始した時間計測を終了する。

ステップＳ３６０において、ＣＰＵ１０１は、禁止フラグをオンに切り替える。そして、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ３７０に進める。
ステップＳ３７０において、ＣＰＵ１０１は、フィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫ以下であるか否かを判定する。メモリ１０２は、判定温度ＴＫを予め記憶している。本実施形態の判定温度ＴＫは、５００度である。判定温度ＴＫは、フィルタ３４でのＰＭ燃焼が可能でありながらもフィルタ３４が損傷する温度よりは相当に低い温度として、例えば実験又はシミュレーションで予め定められている。ＣＰＵ１０１は、最新のフィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫよりも高い場合（ステップＳ３７０：ＮＯ）、再度ステップＳ３７０の処理を実行する。ＣＰＵ１０１は、フィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫ以下になるまでステップＳ３７０の処理を繰り返す。そして、ＣＰＵ１０１は、フィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫ以下になると（ステップＳ３７０：ＹＥＳ）、フィルタ設定処理の一連の処理を終了する。そして、ＣＰＵ１０１は、再度ステップＳ３１０の処理を実行する。

以上のフラグ設定処理において、ＣＰＵ１０１は次のような処理をしていることになる。すなわち、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間が所定時間Ｐ内である状況下で暫定中断回数が所定回数ＮＫに至った場合、フィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫ以下になるまで禁止フラグをオンにする。暫定中断回数は、燃料カットを１回中断した後の、燃料カットの中断の回数である。

＜実行用処理＞
ＣＰＵ１０１は、実行用処理を実行可能である。実行用処理は、燃料カットを実行するための処理である。ＣＰＵ１０１は、１トリップ中、燃料カットの実行条件が不成立状態から成立状態に切り替わると、実行用処理を開始する。燃料カットの実行条件は、次の３つの要件を全て満たしていることである。第１要件は、車両５００が減速中であることである。第２要件は、機関回転速度が復帰回転速度以上であることである。第３要件は、禁止フラグがオフであることである。ＣＰＵ１０１は、車速ＳＰ、機関回転速度、及び禁止フラグといった、各要件を判断する上で必要なパラメータの最新の情報に基づいて、燃料カットの実行条件の成立可否を随時判断する。そして、ＣＰＵ１０１は、燃料カットの実行条件が成立状態に切り替わる度に、実行用処理を開始する。なお、ＣＰＵ１０１は、第１要件の成立可否については、アクセル操作量ＡＣＣに基づいて判断してもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、アクセル操作量ＡＣＣがゼロよりも大きい状態からアクセル操作量ＡＣＣがゼロに切り替わったことをもって車両５００が減速を開始した、すなわち車両５００は減速中であると判断できる。第２要件における復帰回転速度は、燃料カットの後に燃料噴射及び混合気の燃焼を再開したときに、内燃機関１０のストールを回避できる値として予め定められている。

図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、実行用処理を開始すると、先ずステップＳ１１０の処理を実行する。ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１０１は、許容時間Ｈを算出する。許容時間Ｈは、現時点のフィルタ３４の状態から許容される、１度の燃料カットを継続できる時間の長さである。ＣＰＵ１０１が許容時間Ｈを算出する前提として、メモリ１０２は時間マップを予め記憶している。時間マップは、フィルタ温度ＴＦと、ＰＭ堆積量ＤＡと、許容時間Ｈとの関係性を表したものである。具体的には、時間マップは、フィルタ温度ＴＦとＰＭ堆積量ＤＡの様々な組み合わせに関して、それぞれの組み合わせに当てはまる許容時間Ｈを表したグラフ又は表である。図２に示す例では、フィルタ温度ＴＦをＸ軸、ＰＭ堆積量ＤＡをＹ軸にとったグラフとして時間マップを表している。なお、図２では、フィルタ温度ＴＦと、ＰＭ堆積量ＤＡと、許容時間Ｈとの関係をわかりやすくするために、便宜上、３つの許容時間Ｈのみを代表で示している。図２における３つの許容時間Ｈは、「第１時間Ｈ１＜第２時間Ｈ２＜第３時間Ｈ３」という関係にある。図２に示す例において、第１時間Ｈ１、第２時間Ｈ２、及び第３時間Ｈ３のそれぞれに対応する等値線は直線で表されているが、これも便宜上のものである。図２に示すように、フィルタ温度ＴＦと、ＰＭ堆積量ＤＡと、許容時間Ｈは次のような関係を有している。同一のフィルタ温度ＴＦであれば、ＰＭ堆積量ＤＡが多いほど許容時間Ｈは短くなっている。また、同一のＰＭ堆積量ＤＡであれば、フィルタ温度ＴＦが高いほど許容時間Ｈは短くなっている。ＣＰＵ１０１は、こうした時間マップに基づいて許容時間Ｈを算出する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、この時間マップと共に、最新のＰＭ堆積量ＤＡと、最新のフィルタ温度ＴＦと、を参照する。そして、ＣＰＵ１０１は、時間マップに基づいて、最新のＰＭ堆積量ＤＡと最新のフィルタ温度ＴＦとに対応する許容時間Ｈを、今回の燃料カットの許容時間Ｈとして算出する。時間マップの内容を反映し、ＣＰＵ１０１は、同一のフィルタ温度ＴＦであれば、ＰＭ堆積量ＤＡが多いほど許容時間Ｈを短く設定する。また、ＣＰＵ１０１は、同一のＰＭ堆積量ＤＡであれば、フィルタ温度ＴＦが高いほど許容時間Ｈを短く設定する。図４に示すように、ＣＰＵ１０１は、許容時間Ｈを設定すると、処理をステップＳ１２０に進める。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ１０１は、通常処理をキャンセルするとともに燃料カットを開始する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、各燃料噴射弁２２による燃料噴射を停止する。また、ＣＰＵ１０１は、時間計測を開始する。この後、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ１３０に進める。

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ１０１は、燃料カットを開始してからの継続時間が、ステップＳ１１０で予め定めた許容時間Ｈよりも長くなったか否かを判定する。燃料カットを開始してからの継続時間は、燃料カットを開始してからの経過時間ともいう。ＣＰＵ１０１は、上記継続時間が許容時間Ｈ以下の場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理をステップＳ２１０に進める。

ステップＳ２１０において、ＣＰＵ１０１は、現時点において燃料カットの実行条件が成立しているか否かを判定する。ＣＰＵ１０１は、燃料カットの実行条件が成立している場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０の処理に戻る。そして、ＣＰＵ１０１は、再度ステップＳ１３０の処理を実行する。この後、ステップＳ１３０の判定がＮＯであり、且つステップＳ２１０の判定がＹＥＳである状況が続く場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３０とステップＳ２１０の処理を繰り返す。そうした繰り返しの中で、ＣＰＵ１０１は、燃料カットを開始してからの継続時間が許容時間Ｈよりも長くなる前に燃料カットの実行条件が不成立になった場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ステップＳ２２０に処理を進める。この場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２２０で燃料カットを終了するとともに通常処理を再開する。そして、ＣＰＵ１０１は、実行用処理の一連の処理を終了する。ＣＰＵ１０１は、実行用処理を終了すると、ステップＳ１２０で開始した時間計測も終了する。なお、ステップＳ２１０の処理に関して、ＣＰＵ１０１は、燃料カットの実行条件が不成立になったことを把握するにあたり、当該実行条件における第１要件については、アクセル操作量ＡＣＣに基づいて判断してもよい。すなわち、ＣＰＵ１０１はアクセル操作量ＡＣＣがゼロよりも大きくなったことをもって減速が終了した、すなわち車両５００は減速中ではない、と判断できる。

さて、ＣＰＵ１０１は、燃料カットの実行条件が成立した状態のまま当該燃料カットを開始してからの継続時間が許容時間Ｈよりも長くなった場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１４０に進める。この場合、ステップＳ１４０において、ＣＰＵ１０１は、燃料カットを中断する。そして、ＣＰＵ１０１は、通常処理を再開する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、燃料噴射及び混合気の燃焼を再開する。ＣＰＵ１０１は、車両５００が減速を終了するまでは内燃機関１０にアイドル運転させることになる。ＣＰＵ１０１は、燃料カットを中断すると、処理をステップＳ１５０に進める。

ステップＳ１５０において、ＣＰＵ１０１は、中断回数Ｎを更新する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、現時点の中断回数Ｎに「１」を加算した値を、新たな中断回数Ｎとして算出する。この後、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５０の処理を終了する。そして、ＣＰＵ１０１は、実行用処理の一連の処理を終了する。上記と同様、ＣＰＵ１０１は、実行用処理を終了すると、ステップＳ１２０で開始した時間計測も終了する。

＜所定時間と所定回数について＞
上記時間マップに定められている、各フィルタ温度ＴＦ及び各ＰＭ堆積量ＤＡの組み合わせに対応する様々な許容時間Ｈのうち、最も長い許容時間Ｈを最長許容時間と呼称する。所定時間Ｐは、最長許容時間よりも長い時間に設定されている。

また、所定時間Ｐは、以下の点も考慮して設定されている。ＣＰＵ１０１が燃料カットを中断すると、車両５００の減速途中で各燃料噴射弁２２による燃料噴射ひいては混合気の燃焼が再開される。混合気の燃焼が再開されると、車両５００の減速度が変化する。こうした減速度の変化は、乗員のアクセル操作とは関係なく、フィルタ３４の保護のためにＣＰＵ１０１が行う処理の結果として生じるものである。したがって、仮に、比較的短い時間の中でＣＰＵ１０１が燃料カットの中断を繰り返すと、乗員のアクセル操作とは関係なく、当該時間の中で減速度の変化が繰り返されることから乗員が違和感を覚えるおそれがある。所定時間Ｐと所定回数ＮＫは、乗員が違和感を覚える前に燃料カットの開始を禁止できるように、互いに関連付けて実験又はシミュレーションで予め定められている。

ここで、例えば１０分といった相応に長い時間スケールの中で燃料カットの中断が何度か行われても、燃料カットの中断の頻度が低いことから、乗員が違和感を覚える可能性は相当に低い。また、例えば１ミリ秒といった相当に短い時間スケールの中で燃料カットの中断を行っても、乗員が燃料カットの中断ひいては減速度の変化そのものを略把握できないことから、乗員が違和感を覚える可能性は相当に低い。所定時間Ｐは、仮に燃料カットの中断を複数回繰り返したときに、乗員が自身のアクセル操作とは関係なく減速度の変化が生じていることを把握し得る時間スケールに設定されている。所定回数ＮＫは、こうした時間スケールで定められた所定時間Ｐの中で、乗員が減速度の変化に伴う違和感を覚える前に燃料カットの開始を禁止できる値として定められている。

＜実施形態の作用＞
以下の説明では、車両５００の減速中、燃料カットの実行条件における第２要件は常に満たされているものとする。

図５の（ｂ）に示すように、乗員のアクセル操作に応じて車両５００が加速と減速を繰り返すものとする。なお、図５では、車両５００の減速中の期間をドットで表している。さて、車両５００が減速を開始した時刻Ｔ１で、禁止フラグがオフであるとする。この場合、ＣＰＵ１０１は、時刻Ｔ１で車両５００が減速を開始すると、図５の（ｃ）で示すように、実行用処理を通じて燃料カットを開始する（ステップＳ１２０）。ＣＰＵ１０１は、燃料カットの開始後、車両５００の減速途中の時刻Ｔ２において、当該燃料カットの継続時間が許容時間Ｈよりも長くなると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、燃料カットを中断する（ステップＳ１４０）。ＣＰＵ１０１は、時刻Ｔ３で車両５００が再度減速を開始すると、燃料カットを開始する。そして、ＣＰＵ１０１は、燃料カットの継続時間が許容時間Ｈよりも長くなると、車両５００の減速途中の時刻Ｔ４で燃料カットを中断する。ＣＰＵ１０１は、実行用処理では、このような、燃料カットの中断回数Ｎを逐次カウントしていく（ステップＳ１５０）。

ここで、燃料カットの中断回数Ｎが「１」になった時刻Ｔ２から所定時間Ｐが経過するよりも前に（ステップＳ３４０：ＮＯ）、時刻Ｔ５において暫定中断回数が所定回数ＮＫに達したとする（ステップＳ３５０：ＹＥＳ）。この場合、ＣＰＵ１０１は、フラグ設定処理において禁止フラグをオンに切り替える（ステップＳ３６０）。これに伴い、燃料カットの実行条件における第３要件が満たされなくなる。そのため、時刻Ｔ５以降では、ＣＰＵ１０１は、車両５００が減速しても実行用処理ひいては燃料カットを行わない。

ここで、時刻Ｔ１から時刻Ｔ５までの間、ＣＰＵ１０１は燃料カットを繰り返し行う。ＣＰＵ１０１が燃料カットを行うと、フィルタ３４に酸素が供給されることでフィルタ３４に堆積しているＰＭが燃焼する。これに伴い、図５の（ａ）に示すように、フィルタ温度ＴＦは徐々に上昇する。そして、時刻Ｔ５の時点において、フィルタ温度ＴＦはかなり高くなっている。さて、上述のとおり、本実施形態のＣＰＵ１０１は、時刻Ｔ５以降は燃料カットを行わない。ＣＰＵ１０１が燃料カットを行わない状況が続くと、フィルタ温度ＴＦは徐々に低下する。ＣＰＵ１０１は、フィルタ温度ＴＦが判定温度ＴＫ以下にまで減少すると（ステップＳ３７０：ＹＥＳ）、禁止フラグをオフに切り替える（ステップＳ３１０）。すると、ＣＰＵ１０１は、車両５００が減速したときに実行用処理ひいては燃料カットを再び行うようになる。

＜実施形態の効果＞
（１）上記実施形態の作用に記載したとおり、燃料カットが繰り返される状況下では、ＰＭの燃焼に伴いフィルタ温度ＴＦが徐々に高まる。燃料カットを継続する許容時間Ｈを設定しているとはいえ、燃料カットを繰り返す状況がそのまま続くと、やがてはフィルタ３４が過昇温するおそれがある。さて、燃料カットを継続する許容時間Ｈを設定する場合、フィルタ３４の過昇温抑制に有利である一方で、燃料カットを中断する機会も生じることになる。仮に、比較的短い期間の中で燃料カットの中断を繰り返すと、乗員が意図しないにもかかわらず、車両５００の減速中に当該減速の度合いの変化が繰り返されることになる。このことから、比較的短い期間の中で燃料カットの中断を繰り返すと、乗員が違和感を覚えるおそれがある。

そこで、本実施形態では、所定時間Ｐ内において燃料カットの中断が所定回数ＮＫ行われた場合、燃料カットの開始を禁止する。このことで、フィルタ３４の過昇温を防止でき、且つ車両５００において減速度の変化が繰り返されることも防止できる。

（２）フィルタ３４の過昇温を避ける上では、本実施形態の時間マップのように、フィルタ温度ＴＦが高い場合、又はＰＭ堆積量ＤＡが多い場合には、燃料カットを継続する許容時間Ｈを短くすることが好ましい。一方で、許容時間Ｈが短いと、燃料カットを中断する可能性ひいては減速度の変化が生じる可能性が高くなる。

この点、本実施形態では、許容時間Ｈを短く定めることに伴って燃料カットの中断頻度が多くなる状況下では燃料カットの開始を禁止する。こうした構成であれば、フィルタ３４の状態に合わせて最適な許容時間Ｈを設定しつつ、車両５００の減速度の変化で乗員が違和感を覚えることも防止できる。

（３）上述のとおり、所定時間Ｐは、ＣＰＵ１０１が燃料カットの中断を繰り返したときに乗員がそのことを把握し得る時間スケールに設定されている。このような時間スケールを対象にして燃料カットに係る設定を定めることは、乗員の乗り心地を十分に考慮しつつ内燃機関１０の制御を組む上で好適である。

（４）燃料カットの禁止を解除する判定温度ＴＫは、フィルタ３４でのＰＭ燃焼が可能でありながらもフィルタ３４が損傷しない温度となっている。そのため、燃料カットの禁止が解除された後、ある程度長い時間に亘ってフィルタ３４の再生を行うことができる。

＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・判定温度ＴＫは、上記実施形態の例に限定されない。フィルタ３４でのＰＭ燃焼とフィルタ３４の損傷防止とを両立する観点では、判定温度ＴＫは、４００度以上、６００度以下の範囲内で定められていることが好ましい。しかし、判定温度ＴＫがこの範囲内の値に定められていることは必須ではない。判定温度ＴＫは、燃料カットの禁止を解除する上で適切な温度を適宜設定してよい。

・所定時間Ｐは、上記実施形態の例に限定されない。燃料カットの中断を乗員が把握し得る時間スケールという観点では、所定時間Ｐは、１秒以上、２０秒以下の範囲内で定められていることが好ましい。しかし、所定時間Ｐがこの範囲内の値に定められていることは必須ではない。所定時間Ｐは、燃料カットの禁止を判断する上で適切な時間スケールを適宜定めてよい。なお、所定時間Ｐは、許容時間Ｈよりも長い時間に設定される。

・所定回ＮＫ数は、上記実施形態の例に限定されない。所定回数ＮＫは、乗員が違和感を覚える前に燃料カットの開始を禁止できる値として定めてあればよい。
・時間マップは、表またはグラフに限らず、数式でもよい。

・中断回数Ｎが「１」になってからの経過時間や燃料カットの中断の回数によって燃料カットの禁止を定めることは必須ではない。どういったタイミングを契機として、所定時間Ｐや燃料カットの禁止を定める上での中断回数を数えるかは適宜変更可能である。所定時間Ｐ内に燃料カットの中断の回数が所定回数ＮＫに至った場合に燃料カットを禁止するように構成されていればよい。

・許容時間Ｈと、フィルタ温度ＴＦと、ＰＭ堆積量ＤＡと、の関係は、上記実施形態の例に限定されない。許容時間Ｈは、次のように設定されていることが好ましい。同一のフィルタ温度ＴＦに関して、ＰＭ堆積量ＤＡが第１堆積量の場合、ＰＭ堆積量ＤＡが第１堆積量よりも少ない第２堆積量の場合に比べて許容時間が短い。また、同一のＰＭ堆積量ＤＡに関して、フィルタ温度ＴＦが第１温度の場合、フィルタ温ＴＫ度が第１温度よりも低い第２温度の場合に比べて許容時間Ｈが短い。ただし、ここに記載したような関係に限らず、フィルタ３４の損傷を防止する観点において許容時間Ｈを適宜設定してよい。許容時間Ｈを、フィルタ温度ＴＦ及びＰＭ堆積量ＤＡとは関係なく定めてもよい。例えば、許容時間Ｈを予め定められた固定値としてもよい。

・ＰＭ堆積量ＤＡの算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。ＰＭ堆積量ＤＡを適切に算出できるのであれば当該ＰＭ堆積量ＤＡの算出手法は問わない。
・フィルタ温度ＴＦの算出方法は、上記実施形態の例に限定されない。フィルタ温度ＴＦを適切に算出できるのであれば当該フィルタ温度ＴＦの算出手法は問わない。

・内燃機関１０の全体構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、燃料噴射弁２２は、気筒１２内に直接燃料を噴射するタイプのものでもよい。

１０…内燃機関 １２…気筒 ２２…燃料噴射弁 ３４…フィルタ １００…制御装置 ５００…車両

Claims (4)

1. 気筒内に供給するための燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記気筒から排出される排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、を有する内燃機関を備えた車両に適用され、
   前記車両の減速中に前記燃料噴射弁による燃料噴射を停止する燃料カットを行うことと、
   前記燃料カットを開始してからの継続時間が予め定められた許容時間よりも長くなった場合に前記燃料カットを中断することと、
   予め定められた所定時間内において、前記燃料カットを中断する回数が予め定められた所定回数に至った場合、前記フィルタの温度が予め定められた判定温度以下になるまで前記燃料カットの開始を禁止することと、
   を実行する
   車両の制御装置。
2. 同一の前記フィルタの温度に関して、前記フィルタに堆積している粒子状物質の堆積量が第１堆積量の場合、前記堆積量が前記第１堆積量よりも少ない第２堆積量の場合に比べて前記許容時間を短く設定し、
   同一の前記堆積量に関して、前記フィルタの温度が第１温度の場合、前記フィルタの温度が前記第１温度よりも低い第２温度の場合に比べて前記許容時間を短く設定する
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記所定時間は、１秒以上、２０秒以下の範囲内で定められている
   請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記判定温度は、４００度以上、６００度以下の範囲内で定められている
   請求項１に記載の車両の制御装置。