(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の制御装置において、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定することにより、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とすることにある。【解決手段】クランク角検出手段からの出力信号により内燃機関の失火を検出する失火検出手段と、この失火検出手段により内燃機関の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習手段とを備えている。【選択図】図１
2011149342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時には前記燃料カット手段により燃料カットを行う制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、クランク角を検出するクランク角検出手段を設け、前記制御手段は、前記クランク角検出手段からの出力信号により内燃機関の失火を検出する失火検出手段と、この失火検出手段により内燃機関の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習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。
【請求項２】
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時には前記燃料カット手段により燃料カットを行う制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、クランク角を検出するクランク角検出手段を設け、前記制御手段は、前記クランク角検出手段からの出力信号により内燃機関の失火を検出する失火検出手段と、このスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時で前記失火検出手段により内燃機関の失火が検出されない場合にはしきい値を先に設定された値よりも小さくするスロットル関度学習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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特にスロットル開度を検出して燃料カットを行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関においては、触媒等の排気系部品の保護の点から、所定の失火領域で燃料カットを行う制御装置を備えているものがある。
この制御装置は、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が、設定されたしきい値以下である時には、燃料カット手段により燃料カットを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８３５３６号公報
【０００４】
特許文献１に係る内燃機関の燃料カット制御方法は、燃料カットの条件を機関負荷で定義し、失火をイオン電流の波形により検出するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来、内燃機関の制御装置においては、内燃機関の量産による個々のばらつきの関係で、余裕をもった一定値のスロットル開度の設定により燃料カットを行っており、スロットル開度を徐々に戻して行った場合を考えると、トルクが出ている所から急にトルクが零（０）となり、このため、ドライバビリティが悪くなるという不都合があった。
また、内燃機関の不調等の何らかの要因で、余裕を持った設定を超えて失火が起こった場合には、その失火を止めるすべがなく、排気系部品の破損等を引き起こすおそれがあった。
更に、上記の特許文献１にあっては、イオン電流の発生期間を検出する回路が必要になるという不都合があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定して、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を設け、燃料カットを実行する燃料カット手段を備えて、前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時には前記燃料カット手段により燃料カットを行う制御手段を設けた内燃機関の制御装置において、クランク角を検出するクランク角検出手段を設け、前記制御手段は、前記クランク角検出手段からの出力信号により内燃機関の失火を検出する失火検出手段と、この失火検出手段により内燃機関の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の制御装置は、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定することにより、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はスロットル開度の学習制御のフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は失火して燃料カットのスロットル開度が開く側に学習される場合のタイムチャートである。（実施例）
【図３】図３は失火せず燃料カットのスロットル開度が閉じ側に学習される場合のタイムチャートである。（実施例）
【図４】図４は学習値のガード処理を示すタイムチャートである。（実施例）
【図５】図５は内燃機関の制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、ドライバビリティを向上し、排気系部品の破損等を回避し、さらに、イオン電流の発生期間を検出する回路を不要とする目的を、燃料カット条件をスロットル開度で定義し、内燃機関の失火をクランク角検出手段からの出力信号で判定して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図５において、１は車載用で多気筒用の内燃機関である。この内燃機関１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４とが一体的になって構成されている。シリンダブロック２には、気筒毎に各シリンダ５が形成されているとともにこのシリンダ５にピストン６が摺動可能に設けられている。また、ピストン６の上面とシリンダヘッド３との間には、燃焼室７が形成される。
シリンダヘッド３には、吸気側において、吸気ポート８が形成され、また、吸気カム軸９が設置され、さらに、吸気タペット１０を介して吸気カム軸９で駆動されて吸気ポート８を開閉する吸気弁１１が設けられている。
また、シリンダヘッド３には、排気側において、排気ポート１２が形成され、また、排気カム軸１３が設置され、さらに、排気タペット１４を介して排気カム軸１３で駆動されて排気ポート１２を開閉する排気弁１５が設けられている。
【００１２】
内燃機関１は、吸気装置１６を備えている。この吸気装置１６においては、エアクリーナ１７と、このエアクリーナ１７から内燃機関１側に吸入空気を導く吸気通路１８を形成するように、吸気管１９と、スロットル弁２０を備えたスロットルボディ２１と、サージタンク２２が一体でシリンダヘッド３に取り付けられる吸気マニホルド２３とが、順次に接続している。
【００１３】
内燃機関１は、排気装置２４を備えている。この排気装置２４においては、内燃機関１からの排気を導く排気通路２５を形成するように、シリンダヘッド３に取り付けられて上流側触媒コンバータ２６を備えた排気マニホルド２７と、この排気マニホルド２７に接続されて下流側触媒コンバータ２８を備えた排気管２９とが、順次に設けられている。
【００１４】
内燃機関１は、燃料噴射装置３０を備えている。この燃料噴射装置３０においては、燃料タンク３１内で電磁式の燃料ポンプ３２が設けられ、また、この燃料ポンプ３２に燃料フィルタ３３を介して燃料供給管３４の一端が接続している。この燃料供給管３４の他端は、燃料デリバリパイプ３５を介して燃料噴射弁３６に接続している。この燃料噴射弁３６は、シリンダヘッド３に取り付けられて燃料を吸気ポート８へ噴射する。
燃料デリバリパイプ３５には、燃料圧レギュレータ３７が接続している。この燃料圧レギュレータ３７には、燃料タンク３１内に開口する燃料戻し管３８と、サージタンク２２内に開口する燃料圧調整用吸気導入管３９とが接続している。
【００１５】
内燃機関１は、蒸発燃料制御装置４０を備えている。この蒸発燃料制御装置４０においては、燃料タンク３１の上部に二ウェイチェック弁４１が設けられ、この二ウェイチェック弁４１にはエバポ管４２の一端が接続し、このエバポ管４２の他端にキャニスタ４３が設けられている。
このキャニスタ４３には、パージ管４４の一端が接続している。このパージ管４４の他端は、サージタンク２２に接続している。パージ管４４の途中には、パージ弁（ＶＳＶ）４５が設けられている。
【００１６】
また、内燃機関１は、アイドル回転数制御装置（ＩＳＣ装置）４６を備えている。このアイドル回転数制御装置４６においては、スロットル弁２０を迂回してスロットルボディ２１内とサージタンク２２内とを連通するアイドルエア管４７が設けられ、このアイドルエア管４７の途中に内燃機関１へのアイドル空気量を調整するＩＳＣ弁（アイドル空気量制御弁）４８が設けられている。
【００１７】
更に、内燃機関１は、ＥＧＲ装置４９を備えている。このＥＧＲ装置４９においては、一端が排気マニホルド２７内に連通するとともに他端がサージタンク２２内に連通するＥＧＲ管５０が設けられ、このＥＧＲ管５０の途中にＥＧＲ弁５１が設けられている。
【００１８】
また、内燃機関１は、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）装置５２を備えている。この可変バルブタイミング装置５２においては、吸気カム軸９の前端に取り付けられた可変バルブ（ＶＶＴ）アクチュエータ５３と、この可変バルブアクチュエータ５３を作動するオイルコントロール弁５４とが設けられている。
【００１９】
シリンダヘッドカバー４には、イグニションコイル５５とＰＣＶ弁５６とが取り付けられている。このＰＣＶ弁５６には、サージタンク２２内に連通するタンク側ブローバイガス管５７が接続している。
また、シリンダヘッドカバー４には、エアクリーナ１７内に連通するクリーナ側ブローバイガス管５８が接続している。
【００２０】
シリンダブロック２には、吸気マニホルド２３の一部に形成した冷却水通路５９内の冷却水温度を検出する水温センサ６０と、燃焼室７内のノッキングを検出するノッキングセンサ６１とが取り付けられている。水温センサ６０は、検出した冷却水温度を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
スロットルボディ２１には、スロットル弁２０のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段としてのスロットル開度センサ６２が設けられ、また、スロットル弁２０よりも下流側に導圧管６３の一端が接続している。この導圧管６３の他端には、スロットル弁２２の下流側の吸気通路１８の圧力であるインテークマニホルド圧（吸気管圧力）を検出する圧力センサ６４が設けられている。この圧力センサ６４は、検出したインテークマニホルド圧を燃料噴射制御や点火時期制御等に利用させる。
エアクリーナ１７には、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ６５が取り付けられている。この吸気温センサ６５は、吸入空気の温度を検出して吸気温補正値の決定等に利用させる。
排気マニホルド２７には、上流側触媒コンバータ２６の上流部で、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ（Ｏ２センサ）６６が取り付けられている。
【００２１】
燃料ポンプ３２と、燃料噴射弁３６と、パージ弁４５と、ＩＳＣ弁４８と、ＥＧＲ弁５１と、オイルコントロール弁５４と、イグニションコイル５５と、水温センサ６０と、ノッキングセンサ６１と、スロットル開度センサ６２と、圧力センサ６４と、吸気温センサ６５と、酸素センサ６６とは、内燃機関の制御装置を構成する制御手段（ＥＣＭ）６７に連絡している。
また、この制御手段６７には、カム角を検出するカム角センサ６８と、クランク角を検出するクランク角検出手段としてのクランク角センサ６９と、メインスイッチ７０及びフューズ７１を介したバッテリ７２とが連絡している。クランク角センサ６９は、クランク角を検出してこの検出信号を制御手段６７に出力するとともに、機関回転数を検出する機能を有している。
【００２２】
制御手段６７は、内燃機関１への燃料噴射を制御する燃料噴射手段６７Ａと、内燃機関１の点火時期を制御する点火時期手段６７Ｂとを備えている。
また、制御手段６７は、燃料カットを実行する燃料カット手段６７Ｃを備えて、スロットル開度センサ６２により検出されたスロットル開度が、設定されたしきい値以下である時には、燃料カット手段６７Ｃにより燃料カットを行う。
更に、制御手段６７は、クランク角センサ６９からの出力信号により内燃機関１の失火を検出する失火検出手段６７Ｄと、この失火検出手段６７Ｄにより内燃機関１の失火が検出された場合には失火する前のスロットル開度をしきい値とするスロットル開度学習手段６７Ｅとを備えている。
また、前記スロットル開度学習手段６７Ｅは、スロットル開度センサ６９により検出されたスロットル開度が設定されたしきい値以下である時で失火検出手段６７Ｄにより内燃機関１の失火が検出されない場合には、しきい値を先に設定された値よりも小さくする機能を有する。
【００２３】
次に、この実施例に係る制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段６７のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、クランク角センサ６９による角速度から計算した値により内燃機関１が失火状態になっているか否かを判断する（ステップＡ０２）。
このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、燃料カットを実行し（ステップＡ０３）、そして、失火している場合のスロットル学習として、学習後スロットル開度設定値Ｃを、
Ｃ＝Ａ＋α
で、燃料カットのしきい値とする（ステップＡ０４）。ここで、Ａは現在のスロットル開度であり、αは個々の内燃機関に適合する定数である。
この失火して燃料カットを行うスロットル開度条件が開く側に学習される場合には、図２に示すように、現在のスロットル開度Ａが段階的に徐々に減少して、失火判定のタイミングで失火フラグが立ち（時間ｔ１）、その後、現在のスロットル開度Ａが減少しようとする学習のタイミングに、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し、そして、スロットル開度を学習して学習後スロットル開度Ｃ（＝Ａ＋α）を設定してしきい値とする（時間ｔ２）。ここで、この学習後スロットル開度Ｃは、失火する直前のスロットル開度、又は、余裕をもって失火する直前よりも前のスロットル開度である。また、図２において、Ｂは、学習前スロットル開度設定値である。
このように、内燃機関１の失火が検出された場合に、失火する前のスロットル開度をしきい値とすることにより、内燃機関１の失火による排気系部品の破損を回避することができ、また、個々の内燃機関にばらつきがあっても、内燃機関の失火による排気系部品の破損を回避することができ、更に、内燃機関の経年変化や想定外の使用があっても、内燃機関の失火による排気系部品の破損を回避することができ、しかも、内燃機関が通常有するクランク角センサ６９からの出力信号を用いて失火を検出するので、イオン電流の発生期間を検出する回路を必要としない。
【００２４】
一方、図１に示すように、前記ステップＡ０２がＮＯの場合には、燃料噴射を実行し（ステップＡ０５）、現在のスロットル開度Ａが学習前スロットル開度設定値のしきい値Ｂ以上か否かを判断する（ステップＡ０６）。
このステップＡ０６がＹＥＳの場合には、スロットル学習として、学習後スロットル開度設定値Ｃを、
Ｃ＝Ａ−β
で、燃料カットのしきい値とする（ステップＡ０７）。ここで、Ａは現在のスロットル開度であり、βは個々の内燃機関に適合する定数である。
この失火せず燃料カットのスロットル開度条件が閉じ側に学習される場合には、図３に示すように、現在のスロットル開度Ａが段階的に徐々に減少して、学習のタイミングになり（時間ｔ１）、その後、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し、スロットル開度を学習して、学習後スロットル開度Ｃ（Ａ−β）をしきい値とする（時間ｔ２）。
このように、内燃機関１の失火が検出されない場合には、しきい値を先に設定された学習前スロットル開度設定値Ｂよりも小さくすることにより、燃料カットを行うスロットル開度の設定の精度を向上することができ、その結果、スロットル開度を戻した時に、トルクが急にゼロ（０）になることがないため、ドライバビリティを改善することができ、また、個々の内燃機関にばらつきがあっても、ドライバビリティを改善することができ、更に、内燃機関の経年変化や想定外の使用があっても、ドライバビリティを改善することができ、しかも、内燃機関が通常有するクランク角センサ６９からの出力信号を用いて内燃機関の失火を検出するので、イオン電流の発生期間を検出する回路を必要としない。
【００２５】
そして、図１に示すように、Ｃ＜Ｄになっているか否かを判断する（ステップＡ０８）。
ここで、Ｃは学習後スロットル開度設定値であり、Ｄは現在の運転領域においてネガティブトルクとなるスロットル開度設定値（ガード値）である。
このステップＡ０８がＹＥＳの場合には、学習値のガード処理として、Ｃ＝Ｄとする（ステップＡ０９）。
この学習値のガード処理においては、図４に示すように、現在のスロットル開度Ａが段階的に徐々に減少して、学習のタイミングとなり（時間ｔ１）、設定値Ｄが設定されているスロットル開度の時間ｔ２を越え、その後、燃料カットフラグを立てて燃料カットを実行し（時間ｔ３）、そして、Ｃ＜Ｄなので、Ｃ＝Ｄとする。
【００２６】
そして、図１に示すように、前記ステップＡ０４の処理後、前記ステップＡ０６がＮＯの場合、前記ステップＡ０８がＮＯの場合、又は、前記ステップＡ０９の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＡ１０）。
【００２７】
即ち、従来では、燃料カットを行うスロットル開度の設定を一定値としていたが、この実施例では、クランク角センサ６９からの出力信号を制御手段６７に入力し、この制御手段６７で検出された失火状態によって燃料カットのスロットル開度の設定を変化させるものであり、内燃機関１が失火している場合にスロットル開度が開く側に設定を変更し、一方、内燃機関１が失火していない場合には、スロットル開度を閉め側に設定変更する。つまり、スロットル弁２０の微開時の失火判定から、失火しないスロットル開度を学習しておき、個々の車両に適合した定数設定を行うとともに、経年変化で要求が変化しても、常に、最適な定数設定制御を行う。
これにより、量産による個々の車両のバラツキにより、開き側若しくは閉め側に余裕があったスロットル開度の設定を最適化でき、内燃機関のバラツキを吸収したスロットル開度の設定をしたり、経年変化等で発生した内燃機関のバラツキを吸収した設定とし、ドライバビリティの向上を図るとともに、失火による排気系部品の破損を回避できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明に係る内燃機関の制御装置を、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  内燃機関
２０  スロットル弁
３０  燃料噴射装置
３６  燃料噴射弁
６２  スロットル開度センサ
６７  制御手段
６７Ａ  燃料噴射手段
６７Ｂ  点火時期手段
６７Ｃ  燃料カット手段
６７Ｄ  失火検出手段
６７Ｅ  スロットル開度学習手段
６９  クランク角センサ
【図１】
2011149342.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011149342.tif 000006
【図５】
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