(57)【要約】      （修正有）【課題】車両減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御において、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックの緩和と、燃費の向上との両立を図る。【解決手段】内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げる燃料カット制御において、前記所定期間を内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合よりも内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に短くする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後、所定期間後に前記閾値を所定値下げる燃料カット制御方法であって、
前記所定期間を、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合より内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に短くしていることを特徴とする燃料カット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の燃料カット制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載された内燃機関においては、燃費を向上させるために、一定の運転条件が成立した場合に、燃料カットを行う制御が実施されている。ところが、燃料カットから復帰した直後に燃料カットを再度実施すると、車両の挙動が短時間に変化し、この変化がショックとして現れる場合がある。
【０００３】
そのため、燃料カットから復帰した後の経過時間が所定以内である場合に、上記一定の運転条件の一つである燃料カット開始の内燃機関の回転数の閾値を高く設定する制御が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１６６７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のものでは、燃料カットから復帰した後所定時間が経過する前にスロットルバルブが全閉状態となった場合は、燃料カット判定の内燃機関の回転数の閾値が高いので、燃料カットを実施しない。このため、上述の不具合は克服されるものの、燃費向上の効果が損なわれる。
【０００６】
また、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合も起こり得る。
【０００７】
本発明は、以上に述べたような不具合を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る燃料カット制御方法は、以上の目的を達成するために、以下のような制御を行うことを特徴とする。すなわち、内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げる燃料カット制御方法であって、前記所定期間は、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合よりも、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合の方が短いことを特徴とする。
【０００９】
このような制御方法を採用すれば、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合には、燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間が短くなり、より早い時期に燃料カットを再開できる。すなわち、燃料カットを行う期間をより長くできる。その一方で、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合には燃料カット時の突入ショックが大きくなるが、この場合には燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間が長くなるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。
【００１０】
なお、本発明において、「燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げる」とは、燃料カットから復帰した直後所定期間は燃料カットを禁止し、この所定期間が終了した後、燃料カットを実行する際の回転数の閾値を前記所定の閾値より低く設定する態様を含む概念である。
【００１１】
また、「所定期間は、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合よりも、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合の方が短い」とは、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを第１の所定時間、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを前記第１の所定時間より短い第２の所定時間に設定するものであってもよく、また、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを第１の所定時間とし、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くするものであってもよい。さらに、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを第２の所定時間とし、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを前記負荷が高くなるにつれて漸次長くするものであってもよい。加えて、内燃機関の負荷が第１の所定負荷を上回る場合には所定期間の長さを第１の所定時間、内燃機関の負荷が前記第１の所定負荷より低い第２の所定負荷を下回る場合には所定期間の長さを前記第１の所定時間より短い第２の所定時間とし、内燃機関の負荷が前記第１の所定負荷と前記第２の所定負荷との間である場合には、前記所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くなるように連続的に変化させるようにしてもよい。そして、全負荷領域において、前記所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くなるように連続的に変化させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る燃料カット制御方法を採用すれば、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合には、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合と比較して燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間を短くしているので、ショックの発生が小さい低負荷時には燃費の向上を図りつつ、ショックの発生が大きい高負荷時においてショック発生の抑止を図ることができる。すなわち、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。
【００１３】
加えて、このような制御方法を採用することにより、燃料カットをより適切に行うことができるので、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を示す構成説明図。
【図２】同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る作用説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に１気筒の構成を概略的に示した内燃機関たるエンジン１００は、自動車用の複数気筒、具体的には３気筒のものである。エンジン１００の吸気系１には、図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ１１が配設され、そのスロットルバルブ１１の下流には、樹脂製の吸気マニホールド１２が配設される。前記吸気マニホールド１２は、サージタンク１３と、サージタンク１３から各気筒の吸気ポートまで延びる多岐管部１４とを備えている。前記吸気マニホールド１２のシリンダヘッド２２側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁３が設けてあり、この燃料噴射弁３を電子制御装置４により制御するようにしている。吸入空気は、前記吸気マニホールド１２から吸気弁２１を介してシリンダ２内に吸入される。また、排気系５には、燃焼室２３から排気弁２４を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2センサ５１が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒５２の上流の位置に取り付けられている。
【００１７】
電子制御装置４は、中央演算処理装置４１と、記憶装置４２と、入力インターフェース４３と、出力インターフェース４４とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。中央演算処理装置４１は、記憶装置４２に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン１００の運転制御を行うものである。そしてエンジン１００の運転制御を行うために必要な情報が入力インターフェース４３を介して中央演算処理装置４１に入力されるとともに、中央演算処理装置４１は出力インターフェース４４を介して制御のための信号を出力する。具体的には、入力インターフェース４３には、吸気管圧力ＰＭを検出するための吸気圧センサ７１から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数Ｎｅを検出するための回転数センサ７２から出力される回転数信号ｂ、車速を検出するための車速センサ７３から出力される車速信号ｃ、スロットルバルブ１１の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ７４から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジン１００の冷却水温を検出するための水温センサ７５から出力される水温信号ｆ、上記したＯ2センサ５１から出力される電圧信号ｈなどが入力される。一方、出力インターフェース４４からは、点火プラグ８に対して点火信号ｍ、燃料噴射弁３に対して燃料噴射信号ｎ等が出力されるようになっている。
【００１８】
電子制御装置４の記憶装置４２には、吸気圧センサ７１から出力される吸気圧信号ａと回転数センサ７２から出力される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン１００の運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間を補正して燃料噴射弁３の開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁３を制御して、必要量の燃料を該燃料噴射弁３から吸気系１に噴射させるための燃料噴射量制御用プログラムが内蔵してある。
【００１９】
また、前記記憶装置４２には、運転状況に応じて前記点火プラグ８の点火タイミングを決定し、決定したタイミングで点火プラグ８により点火させる制御を行うための点火時期制御用プログラムも内蔵してある。
【００２０】
さらに、前記記憶装置４２には、回転数センサ７２からの回転数信号ｂから算出されるエンジン回転数Ｎｅが閾値Ｎ以上である、アイドルスイッチ７４がＯＮであることを示すＩＤＬ信号ｄが出力されてスロットルバルブ１１が全閉である、水温センサ７５からの水温信号ｆに基づいて判定した暖機状態である、といった条件を満たしている場合に燃料カット条件が成立したものとみなして燃料カットを行う燃料カット制御用プログラムも内蔵してある。
【００２１】
しかして本実施形態では、前記制御装置４の記憶装置４２に、燃料カットから復帰した直後所定期間後に閾値Ｎを所定値下げる制御を行うためのプログラムをさらに内蔵している。より具体的には、燃料カットから復帰した直後所定期間は閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１と設定し、その他の場合には閾値Ｎを前記第１の閾値Ｎ１より低い第２の閾値Ｎ２に設定するようにしている。また、前記所定期間の長さである所定時間Ｔは、吸気管圧力ＰＭで示されるエンジン負荷が所定負荷を上回る場合には第１の所定時間Ｔ１、前記エンジン負荷が所定負荷を下回る場合には前記第１の所定時間Ｔ１より短い第２の所定時間Ｔ２に設定するようにしている。
【００２２】
以下、このプログラムが行う処理の手順をフローチャートである図２を参照しつつ以下に述べる。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、吸気管圧力ＰＭ及び回転数Ｎｅを検出する。
【００２４】
ステップＳ２では、エンジン負荷が所定負荷を上回るか否か、具体的には検出した吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０以上であるか否かを判断する。前記吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０以上であると判断した場合には、ステップＳ３に移行する。一方、前記吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０未満であると判断した場合には、ステップＳ４に移行する。なお、エンジン負荷が所定負荷を上回るか否かの判定には、吸入空気量を利用してもよい。
【００２５】
ステップＳ３では、燃料カットから復帰後、燃料カット開始回転数の閾値を下げるまでの所定時間Ｔを第１の所定時間Ｔ１に設定する。その後、ステップＳ５に移行する。
【００２６】
ステップＳ４では、燃料カットから復帰後、燃料カット開始回転数の閾値を下げるまでの所定時間Ｔを前記第１の所定時間Ｔ１より短い第２の所定時間Ｔ２に設定する。その後、ステップＳ５に移行する。なお、このステップＳ４においては、以下に述べるような制御を行うようにしてもよい。すなわち、前記吸気管圧力ＰＭをパラメータとして後述する所定時間テーブルを参照して所定時間Ｔを決定するようにしてもよい。前記所定時間テーブルは、代表的な吸気管圧力ＰＭと、各吸気管圧力ＰＭに対応する前記所定時間Ｔを対応付けて記憶しているもので、前記吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０である場合には第１の所定時間Ｔ１を対応付けているとともに、前記所定圧力Ｐ０を下回る吸気管圧力ＰＭについては、吸気管圧力ＰＭの低下につれて所定時間Ｔが漸次短くなるように所定時間Ｔを対応付けている。そして、前記吸気管圧力ＰＭをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Ｔを演算することにより所定時間Ｔを決定する。さらに、この前記所定時間テーブルについては、吸気管圧力ＰＭが前記所定圧力Ｐ０より低い第２の所定圧力Ｐ２を下回る場合には前記所定時間Ｔの長さを前記第１の所定時間Ｔ１より短い第２の所定時間Ｔ２に設定しているものであってもよい。
【００２７】
ステップＳ５では、燃料カットから復帰後、前記所定時間Ｔが経過したか否かを判定する。前記所定時間Ｔが経過したと判定した場合には、ステップＳ７に移行する。一方、前記所定時間Ｔが経過していないと判定した場合には、ステップＳ６に移行する。
【００２８】
ステップＳ６では、燃料カット制御を行うための回転数Ｎｅの閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１に設定する。
【００２９】
ステップＳ７では、燃料カット制御を行うための回転数Ｎｅの閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１より低い第２の閾値Ｎ２に設定する。
【００３０】
そして、回転数センサ７２からの回転数信号ｂから算出されるエンジン回転数Ｎｅが前記閾値Ｎ以上であるとともに、燃料カット条件が成立するための他の条件を全て満たしている、例えば、アイドルスイッチ７４がＯＮであることを示すＩＤＬ信号ｄが出力されてスロットルバルブ１１が全閉である、水温センサ７５からの水温信号ｆに基づいて判定した暖機状態である、といった条件を満たしている場合に燃料カット条件が成立したものとみなして燃料カットを行う。
【００３１】
ここで、時刻ｔ１にアクセル操作を行って燃料カットから復帰させ、その後時間ＴＴが経過するまでの間スロットルバルブ１１の開度を漸次大きくし、前記時刻ｔ１から時間ＴＴが経過した後の時刻ｔ４にスロットルバルブ１１が再び全閉状態となるように操作した場合における上述したプログラムによる制御の作用を、図３を参照しつつ以下に示す。ここで、前記時刻ｔ４におけるエンジン回転数Ｎｅは、前記第１の閾値Ｎ１を下回り前記第２の閾値Ｎ２を上回る。また、前記時間ＴＴは前記第１の所定時間Ｔ１より短く、前記第２の所定時間Ｔ２より長い。
【００３２】
エンジン負荷が所定負荷を上回る領域、具体的には吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０を上回る領域では、燃料カットから復帰した直後は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ６の処理を順次実行する。すなわち、燃料カットから復帰した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第１の所定時間Ｔ１の間は燃料カット開始回転数の閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１に設定する。燃料カットから復帰してから第１の所定時間Ｔ１が経過するまでの間、燃料カット開始回転数の閾値Ｎは、時間経過に伴い前記図３の実線Ａで示すように変化する。この場合、燃料カットから復帰した時刻ｔ１からスロットルバルブ１１を全閉にした時刻ｔ４までの経過時間ＴＴは前記第１の所定時間Ｔ１より短いので、前記時刻ｔ４での燃料カット開始回転数の閾値Ｎは前記第１の閾値Ｎ１である。そして、スロットルバルブ開度及びエンジン回転数Ｎｅが図３に示すように経時変化した場合、前記時刻ｔ４では、前記図３の前記閾値Ｎの時間に伴う変化を示すグラフ中の一点鎖線で示すように、エンジン回転数Ｎｅが前記燃料カット開始回転数の閾値Ｎすなわち前記第１の閾値Ｎ１を下回っているので、前記図３の実線Ａで示すように、燃料カットは行われない。そして、燃料カットから復帰してから第１の所定時間Ｔ１が経過した後は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５→Ｓ７の処理を順次実行する。すなわち、時刻ｔ２以降は、燃料カット開始回転数の閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１より低い第２の閾値Ｎ２に設定する。エンジン回転数Ｎｅが時間経過に伴い前述のように経時変化した場合、時刻ｔ２においてエンジン回転数Ｎｅは前記燃料カット開始回転数の閾値Ｎすなわち前記第２の閾値Ｎ２を上回っているので、燃料カットを行う。
【００３３】
一方、エンジン負荷が所定負荷を下回る領域、具体的には吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０を下回る領域では、燃料カットから復帰した直後は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６の処理を順次実行する。すなわち、燃料カットから復帰した時刻ｔ１から時刻ｔ３までの第２の所定時間Ｔ２（＜Ｔ１）の間は燃料カット開始回転数の閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１に設定する。また、燃料カットから復帰してから第２の所定時間Ｔ２が経過した後は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ７の処理を順次実行する。すなわち、時刻ｔ３以降は、燃料カット開始回転数の閾値Ｎを第１の閾値Ｎ１より低い第２の閾値Ｎ２に設定する。このとき、燃料カット開始回転数の閾値Ｎは、時間経過に伴い前記図３の二点鎖線Ｂで示すように変化する。この場合、燃料カットから復帰した時刻ｔ１からスロットルバルブ１１を全閉にした時刻ｔ４までの経過時間ＴＴは前記第２の所定時間Ｔ２より長いので、前記時刻ｔ４での燃料カット開始回転数の閾値Ｎは前記第２の閾値Ｎ２である。そして、スロットルバルブ開度及びエンジン回転数Ｎｅが図３に示すように計時変化した場合、前記時刻ｔ４では、前記図３の前記閾値Ｎの時間に伴う変化を示すグラフ中の一点鎖線で示すエンジン回転数Ｎｅが前記燃料カット開始回転数の閾値Ｎすなわち前記第２の閾値Ｎ２を上回っているので、前記図３の二点鎖線Ｂで示すように、燃料カットが行われる。
【００３４】
従って、本実施形態に係る燃料カットの制御方法を採用すれば、エンジン負荷が所定負荷を下回る場合には、より早い時期に燃料カット制御を行うための回転数Ｎｅの閾値Ｎを低下させることで、より早い時期に燃料カットを再開できるようにし、燃費の向上を図ることができる。さらに、このような制御方法を採用することにより、無段変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。その一方で、エンジン負荷が所定負荷を上回る場合には燃料カット時の突入ショックが大きくなるが、この場合には燃料カットからの復帰から前記閾値Ｎを下げるまでの所定時間が長く、燃料カットの再開を遅らせることができるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。すなわち、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。
【００３５】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００３６】
例えば、燃料カットから復帰後、所定時間Ｔが経過するまでは燃料カットを禁止し、その後回転数Ｎｅが所定の閾値Ｎを上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うようにする制御を行うとともに、エンジン負荷が所定負荷を上回る領域では前記所定時間Ｔを第１の所定時間Ｔ１、エンジン負荷が所定負荷を下回る領域では前記所定時間Ｔを前記第１の所定時間Ｔ１より短い第２の所定時間Ｔ２にそれぞれ設定する制御を行うようにしてもよい。
【００３７】
さらに、前述した実施形態のステップＳ３の制御に替えて、以下の制御を行うようにしてもよい。具体的には、前記吸気管圧力ＰＭをパラメータとして後述する所定時間テーブルを参照して所定時間Ｔを決定するようにしてもよい。前記所定時間テーブルは、代表的な吸気管圧力ＰＭと、各吸気管圧力ＰＭに対応する前記所定時間Ｔを対応付けて記憶しているもので、前記吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０である場合には第２の所定時間Ｔ２を対応付けているとともに、前記所定圧力Ｐ０を上回る吸気管圧力ＰＭについては、吸気管圧力ＰＭの上昇につれて所定時間Ｔが漸次長くなるように所定時間Ｔを対応付けている。そして、前記吸気管圧力ＰＭをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Ｔを演算することにより所定時間Ｔを決定する。そして、前記吸気管圧力ＰＭをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Ｔを演算することにより所定時間Ｔを決定する。さらに、この前記所定時間テーブルについては、吸気管圧力ＰＭが前記所定圧力Ｐ０より高い第３の所定圧力Ｐ３を上回る場合には前記所定時間Ｔの長さを前記第２の所定時間Ｔ２より長い第３の所定時間Ｔ３に設定しているものであってもよい。
【００３８】
そして、上述したステップＳ２におけるエンジン負荷が所定負荷を上回るか否かの判断、すなわち、検出した吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０以上であるか否かを判断を省略し、全ての吸気管圧力ＰＭの領域において吸気管圧力ＰＭをパラメータとして所定時間テーブルを参照し、所定時間Ｔを決定するようにしてもよい。この場合、所定時間テーブルは、少なくとも吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０を上回る領域と比較して吸気管圧力ＰＭが所定圧力Ｐ０を下回る領域で所定時間Ｔが短くなるように吸気管圧力ＰＭと所定時間Ｔとをそれぞれ対応付けるとともに、少なくとも、前記所定圧力Ｐ０が上端となる圧力領域、前記所定圧力Ｐ０が下端となる圧力領域、又は前記所定圧力を挟む圧力領域のいずれかにおいては吸気管圧力ＰＭの下降につれて所定時間Ｔが漸次短くなるように所定時間Ｔを対応付けるとよい。さらに、吸気管圧力ＰＭの全領域において、吸気管圧力ＰＭの下降につれて所定時間Ｔが漸次短くなるように所定時間Ｔを対応付けるようにしてもよい。
【００３９】
これらの制御を行った場合であっても、内燃機関の負荷が低く、所定負荷を下回る場合には、より早い時期に燃料カット制御を行うための回転数の閾値を低下させることができるので、早い時期に燃料カットを再開し、燃費の向上を図ることができる。さらに、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。その一方で、内燃機関の負荷が高く、所定負荷を上回る場合には、燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの所定時間が長く、燃料カットの再開を遅らせることができるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。すなわち、これらの制御を行った場合であっても、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。
【００４０】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００４１】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００４２】
１００…エンジン
４…電子制御装置
７１…吸気圧センサ
８…点火プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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