(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルオフ時における内燃機関の目標トルクを設定するための設定手段と、
前記目標トルクに従って前記内燃機関の出力トルクを制御するようにアクチュエータの制御信号を生成するための出力制御手段と、
前記アクセルオフ時に、前記目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると前記内燃機関の燃料カットを開始するための燃料カット制御手段とを備え、
前記設定手段は、
前記目標トルクの上限ガードトルクを設定するための上限ガード設定手段と、
前記目標トルクが前記上限ガードトルクを超えないように制限するためのガード手段とを備え、
前記上限ガード設定手段は、前記アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに前記上限ガードトルクが前記燃料カット許可トルクまで低下するように、前記上限ガードトルクを徐々に低下させる、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
前記内燃機関の回転数を一定レートで低下させるように前記目標トルクの基本値を設定するための手段をさらに含み、
前記ガード手段は、前記基本値が前記上限ガードトルクよりも大きいときには前記上限ガードトルクに従って前記目標トルクを設定する一方で、前記基本値が前記上限ガードトルク以下であるときには前記基本値に従って前記目標トルクを設定する手段を含む、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記設定手段は、
車両の減速度を一定に制御するように前記目標トルクの基本値を設定するための手段をさらに含み、
前記ガード手段は、前記基本値が前記上限ガードトルクよりも大きいときには前記上限ガードトルクに従って前記目標トルクを設定する一方で、前記基本値が前記上限ガードトルク以下であるときには前記基本値に従って前記目標トルクを設定する手段を含む、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記上限ガード設定手段は、前記アクセルオフの時点においてその時点の出力トルクに応じて前記上限ガードトルクの初期値を設定するとともに、前記所定時間にわたって、前記上限ガードトルクを前記燃料カット許可トルクまで徐々に低下させる、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記燃料カット許可トルクは、前記内燃機関の回転数が低くなるのに応じて低下する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
少なくともアクセルオフ時において目標トルクに従って出力トルクを制御するように構成された内燃機関の制御方法であって、
前記アクセルオフ時に前記目標トルクを設定するステップと、
前記目標トルクの上限ガードトルクを設定するステップと、
前記目標トルクが前記上限ガードトルクを超えないように制限するステップと、
前記アクセルオフ時に、前記目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると前記内燃機関の燃料カットを開始するステップとを備え、
前記上限ガードトルクを設定するステップは、前記アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに前記上限ガードトルクが前記燃料カット許可トルクまで低下するように、前記上限ガードトルクを徐々に低下させるステップを含む、内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記目標トルクを設定するステップは、
前記内燃機関の回転数を一定レートで低下させるように前記目標トルクの基本値を設定するステップをさらに含み、
前記制限するステップは、
前記基本値が前記上限ガードトルクよりも大きいときには前記上限ガードトルクに従って前記目標トルクを設定する一方で、前記基本値が前記上限ガードトルク以下であるときには前記基本値に従って前記目標トルクを設定するステップを含む、請求項６記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記目標トルクを設定するステップは、
車両の減速度を一定に制御するように前記目標トルクの基本値を設定するステップをさらに含み、
前記制限するステップは、
前記基本値が前記上限ガードトルクよりも大きいときには前記上限ガードトルクに従って前記目標トルクを設定する一方で、前記基本値が前記上限ガードトルク以下であるときには前記基本値に従って前記目標トルクを設定するステップを含む、請求項６記載の内燃機関の制御方法。
【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および制御方法に関し、より特定的には、アクセルオフ時に燃料の供給を停止する制御（以下「フューエルカット制御」と称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクセルペダルのオフ時に、フューエルカット制御によって燃費向上を図るエンジン制御が公知である。
【０００３】
たとえば、特開２００９−２９９６６７号公報（特許文献１）には、要求トルクに基づいてエンジンのアクチュエータが制御される、いわゆるトルクデマンド型のエンジンにおけるフューエルカット制御が記載されている。具体的には、フューエルカットの許可条件が成立した場合に、目標トルクを最小トルクまで徐々に減少させていくとともに、内燃機関の出力トルクが当該最小トルクまで低下した後、燃料供給を停止する制御が記載されている。
【０００４】
また、特開平３−１９４１３８号公報（特許文献２）には、エンジン制御トルクを制御する方法において、エンジンブレーキ運転時のフューエルカットあるいはエンジントルクの減少を、走行状態量（走行速度、エンジン回転数、ギヤ位置、横加速度の有無、駆動車輪のタイヤの摩擦値、タイヤスリップの有無）に従って行なうことが記載されている。
【０００５】
また、特開２００７−２９２０３１号公報（特許文献３）には、トルクベース型のエンジンの制御において、エンジン回転数が急激に上昇した場合には目標トルクを減少させる一方で、エンジン回転数が急激に低下した場合には目標トルクを上昇させることによって、車両前後振動を相殺するトルク制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９９６６７号公報
【特許文献２】特開平３−１９４１３８号公報
【特許文献３】特開２００７−２９２０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に記載されるエンジントルク制御では、アクセルオフ時においても、車両前後振動を相殺するためにトルクを上昇させる場面が生じる。このため、特許文献１のようなフューエルカット制御の適用において、アクセルオフ時の目標トルクが低下しないことによって、フューエルカットの開始が遅れる虞がある。アクセルオフからフューエルカット開始までの時間が想定よりも長くなると、燃費が設計値よりも悪化する可能性がある。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、目標トルクに従って出力トルクが制御されるトルクベース型の内燃機関において、アクセルオフ時に予め定められた時間内に、確実にフューエルカットを開始するような制御を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面では、内燃機関の制御装置は、設定手段と、出力制御手段と、燃料カット制御手段とを備える。設定手段は、アクセルオフ時における内燃機関の目標トルクを設定する。出力制御手段は、目標トルクに従って内燃機関の出力トルクを制御するようにアクチュエータの制御信号を生成する。燃料カット制御手段は、アクセルオフ時に、目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると内燃機関の燃料カットを開始する。設定手段は、目標トルクの上限ガードトルクを設定するための上限ガード設定手段と、目標トルクが上限ガードトルクを超えないように制限するためのガード手段とを備える。上限ガード設定手段は、アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに上限ガードトルクが燃料カット許可トルクまで低下するように、上限ガードトルクを徐々に低下させる。
【００１０】
好ましくは、設定手段は、内燃機関の回転数変化レートまたは車両の減速度を一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定するための手段を含む。
【００１１】
また好ましくは、上限ガード設定手段は、アクセルオフの時点においてその時点の出力トルクに応じて上限ガードトルクの初期値を設定するとともに、所定時間にわたって、上限ガードトルクを燃料カット許可トルクまで徐々に低下させる。
【００１２】
あるいは好ましくは、燃料カット許可トルクは、内燃機関の回転数が低くなるのに応じて低下する。
【００１３】
この発明のある局面では、少なくともアクセルオフ時において目標トルクに従って出力トルクを制御するように構成された内燃機関の制御方法は、アクセルオフ時に目標トルクを設定するステップと、目標トルクの上限ガードトルクを設定するステップと、目標トルクが上限ガードトルクを超えないように制限するステップと、アクセルオフ時に、目標トルクが燃料カット許可トルクまで低下すると内燃機関の燃料カットを開始するステップとを備える。そして、上限ガードトルクを設定するステップは、アクセルオフの時点から所定時間が経過したときに上限ガードトルクが燃料カット許可トルクまで低下するように、上限ガードトルクを徐々に低下させるステップを含む。
【００１４】
好ましくは、目標トルクを設定するステップは、内燃機関の回転数変化レートまたは車両の減速度を一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定するステップを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、目標トルクに従って出力トルクが制御されるトルクベース型の内燃機関において、アクセルオフから予め定められた時間が経過するまでに、フューエルカットを確実に開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置により制御されるエンジンの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】図２に示した目標トルク設定部の構成をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置によるフューエルカット制御の動作例を示す波形図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置によるフューエルカットの開始処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る制御装置の制御対象であるエンジンの構成例を示す図である。
【００１９】
図１を参照して、エンジン１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が当接されて構成されており、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１０２内にピストン１２０が摺動可能に保持されている。シリンダ１０２内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を経由してスタータ３０と接続される。なお、図１には、エンジン１０は、４つのシリンダ１０２を有する４気筒エンジンとして例示されているが、シリンダ１０２の数（気筒数）は、この例に限定されない。
【００２０】
ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成される。燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれると、その爆発力によりピストン１２０は、上下に往復運動する。混合気への点火は、シリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。
【００２１】
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０に形成された吸気ポート１０１２および吸気ポート１０１２に接続された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気ポート１０１２（吸気通路１０１０）および燃焼室１０００の間の連通／遮断を切り換える吸気バルブ１６０と、排気通路１０２０および燃焼室１０００の間の連通／遮断を切り換える排気バルブ１７０とが取り付けられている。
【００２２】
吸気通路１０１０内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられる。スロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）に応じて、吸気通路１０１０内の空気流量が調整される。
【００２３】
混合気を構成する燃料は、電磁式のインジェクタ２１０により供給される。インジェクタ２１０は、シリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、吸気ポート１０１２内に先端ノズル部から燃料を噴射するように設けられる。インジェクタ２１０から噴射された燃料および吸気通路１０１０からの吸入空気の混合気は、吸気バルブ１６０の開放に応じて、燃焼室１０００へ導入される。なお、インジェクタ２１０は、燃焼室１０００へ直接燃料を噴射するように、あるいは、燃焼室１０００および吸気ポート１０１２の両方に対して燃料を噴射するように設けられてもよい。
【００２４】
点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、インジェクタ２１０は、エンジン各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００からの制御信号に応答して動作するように構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ８０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、Ａ／Ｄ変換器、各種駆動回路（ドライバ）等からなる
一般的な構成のものである。
【００２６】
ＥＣＵ８０００は、各種センサからの検出信号などに基づいて、エンジン１０の出力を制御するためのアクチュエータの動作を制御する。アクチュエータとしては、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０およびインジェクタ２１０等が設けられる。具体的には、ＥＣＵ８０００は、点火プラグ１５０に制御信号を出力して点火時期を調整し、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、インジェクタ２１０に制御信号を出力して所定のタイミングで所定時間、インジェクタ２１０のノズルを開く。
【００２７】
ＥＣＵ８０００に信号を入力するセンサには、フローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、吸入空気温センサ５４０、冷却水温センサ５５０、車速センサ５６０、およびアクセル開度センサ５７０がある。
【００２８】
フローメータ５１０は、吸気通路１０１０内を流通する空気流量（吸入空気量ＱＡ）を検出する。クランク角センサ５２０は、クランク軸１３０の回転角度（クランク角）ＣＡおよび単位時間あたりの回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出する。Ａ／Ｆセンサ５３０は、排気通路１０２０の空燃費Ａ／Ｆを検出する。吸入空気温センサ５４０は、吸気通路１０１０内を流通する空気の温度（吸入空気温）ＴＨＡを検出する。冷却水温センサ５５０は、エンジン水温ＴＨＷを検出する。車速センサ５６０は、ドライブシャフト（図示せず）の回転数から車速Ｖを検出する。アクセル開度センサ５７０は、アクセルペダルの開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。
【００２９】
ＥＣＵ８０００は、運転者からのエンジン１０の始動要求があると、スタータ３０によってエンジン１０のクランキングを行なう。あるいは、エンジン１０がハイブリッド自動車やアイドルストップ機能を有する自動車等に搭載される場合には、エンジン１０の始動要求は、車両状態に応じて自動的に生成されてもよい。
【００３０】
ＥＣＵ８０００は、クランキング中の予め定められたタイミングで、各センサからの信号に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期、および点火時期を制御して、エンジン１０の燃焼を開始する。これらの制御により、エンジン１０が最適な燃焼状態になり、エンジン１０の高出力化および低エミッション化が図られる。
【００３１】
なお、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、少なくともアクセルオフ時において、好ましくは走行中を通じて、走行状態に応じてエンジン１０の目標トルクを設定するとともに、エンジン出力トルクが当該目標トルクに一致するように、アクチュエータの動作が制御される。すなわち、エンジン１０に対しては、少なくともアクセルオフ時において、トルクベース型のエンジン制御が実行されるものとする。
【００３２】
また、ＥＣＵ８０００は、燃費向上のために、車速Ｖが所定速度より高い状態で、アクセル開度ＡＣＣが略零となったとき（アクセルペダルのオフ時）、インジェクタ２１０からエンジン１０への燃料供給を停止するフューエルカット制御を実行する。また、ＥＣＵ８０００は、フューエルカット制御実行中において、予め定められたフューエルカット復帰条件が成立すると、フューエルカット制御を停止して、インジェクタ２１０からエンジン１０への燃料供給を再開する。
【００３３】
本実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、アクセルペダルのオフからフューエルカットを開始するまでの間の制御を特徴とするものである。したがって、以下では、アクセルペダルがオフされることによって、フューエルカットの許可条件が成立するような車両状態における制御挙動について説明することとする。以下では、このような状態でのアクセルペダルのオフを、単に、「アクセルオフ」とも称する。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵ８０００の構成を示す概略ブロック図である。
【００３５】
ＥＣＵ８０００は、入力インターフェイス（入力Ｉ／Ｆ）８１００と、演算処理部８２００と、記憶部８３００と、出力インターフェイス（出力Ｉ／Ｆ）８４００とを含む。
【００３６】
入力Ｉ／Ｆ８１００は、フローメータ５１０からの吸入空気量ＱＡ、クランク角センサ５２０からのクランク角ＣＡおよびエンジン回転数ＮＥ、Ａ／Ｆセンサ５３０からの空燃費Ａ／Ｆ、吸入空気温センサ５４０からの吸入空気温ＴＨＡ、冷却水温センサ５５０からのエンジン水温ＴＨＷ、車速センサ５６０からの車速Ｖ、およびアクセル開度センサ５７０からのアクセル開度ＡＣＣを受信して、演算処理部８２００に送信する。
【００３７】
記憶部８３００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり、格納されたりする。
【００３８】
演算処理部８２００は、演算処理によって実現される制御機能を示す、複数の機能ブロックを有する。図２に示す例では、演算処理部８２００は、出力制御部８２１０と、目標トルク設定部８２５０と、フューエルカット制御部８２６０とを含む。出力制御部８２１０は、燃料噴射制御部８２２０と、点火時期制御部８２３０と、吸入空気量制御部８２４０とを含む。
【００３９】
なお、図２には、ＥＣＵ８０００によるエンジン制御において実現される制御機能のうちの、本実施の形態に係るフューエルカット制御に関連する一部の機能に対応する機能ブロックのみが、代表的に示されている。図示された各機能ブロックは、いずれも演算処理部８２００であるＣＰＵが記憶部８３００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
【００４０】
目標トルク設定部８２５０は、アクセルオフ時におけるエンジン１０の目標トルクＴｒｏｆ＊を設定する。
【００４１】
出力制御部８２１０は、少なくともアクセルオフ時には、目標トルクＴｒｏｆ＊に基づいて、エンジン１０のアクチュエータを制御する。たとえば、燃料噴射制御部８２２０、点火時期制御部８２３０および吸入空気量制御部８２４０によって、燃料噴射、点火時期および吸入空気量は、エンジン１０の出力トルクが目標トルクＴｒｏｆ＊となるように制御される。
【００４２】
なお、いわゆるトルクデマンド制御が適用されるエンジンでは、目標トルク設定部８２５０は、アクセルオフ時以外の走行中においても、車両状態および運転者操作に応じて、エンジン１０の目標トルクを常時設定する。その場合には、出力制御部８２１０は、当該目標トルクが達成されるように、エンジン１０のアクチュエータを、トルクベースで常時制御する。
【００４３】
燃料噴射制御部８２２０は、必要なエンジン出力を得るための燃料噴射量および燃料噴射タイミングを算出するとともに、算出結果に応じた燃料噴射制御信号を生成する。燃料噴射制御信号は、出力Ｉ／Ｆ８４００を経由して燃料噴射すべきインジェクタ２１０に出力される。これにより、燃料噴射すべきインジェクタ２１０から燃料噴射制御信号に応じた燃料が噴射される。燃料噴射制御部８２２０は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部８２５０によって設定された目標トルクＴｒｏｆ＊に従って、燃料噴射量および燃料噴射タイミングを算出する。
【００４４】
点火時期制御部８２３０は、必要なエンジン出力を得るための点火時期を算出するとともに、算出結果に応じた点火時期制御信号を生成する。点火時期制御信号は、出力Ｉ／Ｆ８４００を経由して各点火プラグ１５０に出力される。これにより、点火プラグ１５０によって点火時期制御信号に応じたタイミングで、燃焼室１０００内の混合気が点火される。点火時期制御部８２３０は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部８２５０によって設定された目標トルクＴｒｏｆ＊に従って、点火時期を算出する。
【００４５】
吸入空気量制御部８２４０は、必要な吸入空気量を算出するとともに、算出した吸入空気量に従ってスロットルバルブ制御信号を生成する。スロットルバルブ制御信号は、出力Ｉ／Ｆ８４００を経由してスロットルバルブ１９０に出力される。これにより、スロットル開度が調整されることによって、算出された吸入空気量が吸気通路１０１０に流れる。吸入空気量制御部８２４０は、アクセルオフ時には、目標トルク設定部８２５０によって設定された目標トルクＴｒｏｆ＊に従って、吸入空気量を算出する。
【００４６】
フューエルカット制御部８２６０は、車両状態およびアクセルオフ時の目標トルクＴｒｏｆ＊に基づいて、フューエルカットの開始／終了を制御する。フューエルカットの実行中には、フラグＦＣがオンされる一方で、フューエルカットの非実行時には、フラグＦＣがオフされる。フューエルカットの実行時には、燃料噴射制御部８２２０は、インジェクタ２１０から燃料噴射を停止するように燃料噴射制御信号を生成する。
【００４７】
また、フューエルカット制御部８２６０は、フューエルカット実行中において、予め定められたフューエルカット復帰条件が成立すると、フューエルカット制御を停止して、インジェクタ２１０からエンジン１０への燃料供給を再開する。
【００４８】
本実施の形態による内燃機関の制御装置におけるフューエルカット制御について、図３および図４を用いて詳細に説明する。
【００４９】
図３は、目標トルク設定部８２５０の構成をさらに詳細に説明する機能ブロック図である。
【００５０】
図３を参照して、目標トルク設定部８２５０は、ドライブオフトルク算出部８２５２と、フューエルカット許可トルク算出部８２５３と、上限ガードトルク設定部８２５４と、上限ガード処理部８２５６とを含む。
【００５１】
ドライブオフトルク算出部８２５２は、アクセルオフ時の目標トルクの基本値となるドライブオフトルクＴｒｏｆを算出する。ドライブオフトルクＴｒｏｆの初期値は、アクセルオフ時点のエンジントルクＴＥに基づいて設定される。その後、ドライブオフトルクＴｒｏｆは、エンジン回転数ＮＥを一定のレートで低下させるように、逐次算出される。
【００５２】
フューエルカット許可トルク算出部８２５３は、アクセルオフ時に、フューエルカット開始のトルク閾値となるフューエルカット許可トルクＴｆｃを算出する。フューエルカット許可トルクＴｆｃは、エンジン回転数ＮＥおよびシフト位置（ギヤ段）に応じて、逐次算出される。
【００５３】
上限ガードトルク設定部８２５４は、フューエルカット許可トルクＴｆｃおよび目標フューエルカット時間ｔｆに基づいて、アクセルオフ時における目標トルクＴｒｏｆ＊の上限ガード値Ｔｕｇ（以下、上限ガードトルクとも称する）を逐次設定する。
【００５４】
上限ガード処理部８２５６は、ドライブオフトルクＴｒｏｆと上限ガードトルクＴｕｇとの比較に基づいて、上限ガードトルクＴｕｇを超えないように、目標トルクＴｒｏｆを設定する。具体的には、Ｔｒｏｆ≦ＴｕｇのときにはＴｒｏｆ＊＝Ｔｒｏｆに設定される一方で、Ｔｒｏｆ＞Ｔｕｇのときには、Ｔｒｏｆ＊＝Ｔｕｇに設定される。
【００５５】
図４には、フューエルカット制御の動作波形例、特に、アクセルオフからフューエルカット開始までの目標トルクＴｒｏｆ＊の設定が示される。
【００５６】
図４を参照して、時刻ｔ０において、ドライバがアクセルペダルをオフすると、その時点でのエンジントルクＴＥに基づいて、ドライブオフトルクＴｒｏｆの初期値Ｔ０が設定される。たとえば、アクセルオフ時点でのエンジントルクＴＥと初期値Ｔ０との関係は、マップによって予め設定される。
【００５７】
アクセルオフ時には、エンジン回転数ＮＥの単位時間当たりの変化量ＮＥＲ（以下、変化レートＮＥＲとも称する）が目標値ＮＥＲ＊に制御されるように、ドライブオフトルクＴｒｏｆが設定される。アクセルオフによる減速時であるので、目標値ＮＥＲ＊は負値である。
【００５８】
この結果、ドライブオフトルクＴｒｏｆは、概略的には、目標値ＮＥＲ＊に対応する傾きに従って右下がりに低下する。好ましくは、変化レートの偏差ΔＮＥＲ（ΔＮＥＲ＝ＮＥＲ−ＮＥＲ＊）に応じて、ドライブオフトルクＴｒｏｆを調整するフィードバック制御が実行される。これにより、図４の例に示されるように、変化レートＮＥＲを目標値ＮＥＲ＊に一定に制御するための補償量が、目標トルクＴｒｏｆ＊の交流成分として現れる。この結果、エンジン回転数の変化レートＮＥＲを一定に制御することによって、車速の単位時間当たりの減少量（すなわち、車両の減速度）を一定に制御できるので、減速時のドライバビリティが向上する。なお、車両の減速度をより厳密に制御するために、目標値ＮＥＲ＊は、一定値とされずに減速中に調整されてもよい。
【００５９】
このように、アクセルオフ時には、目標トルクＴｒｏｆ＊は、時間経過とともに低下する。そして、フューエルカット制御部８２６０は、目標トルクＴｒｏｆ＊およびフューエルカット許可トルクＴｆｃを逐次比較して、Ｔｒｏｆ＊＜Ｔｆｃとなった時点からフューエルカットを開始する。
【００６０】
フューエルカット許可トルクＴｆｃは、フューエルカットを開始してもショックが生じないようなトルク値として、エンジン回転数ＮＥに対応して予め調整されている。たとえば、実験結果等に基づいて、シフト位置（ギヤ段）毎にエンジン回転数ＮＥに対するフューエルカット許可トルクＴｆｃを設定するマップが予め作成される。そして、フューエルカット許可トルク算出部８２５３は、各時点でのシフト位置（ギヤ段）およびエンジン回転数ＮＥに応じた上記マップの参照によって、フューエルカット許可トルクＴｆｃを逐次設定する。
【００６１】
エンジン回転数が高い場合には、相対的に高いトルクでフューエルカットを開始してもショックが感知されにくいため、フューエルカット許可トルクＴｆｃは高い値に設定される。そして、図４にも示されるように、エンジン回転数ＮＥの低下に応じて、フューエルカット許可トルクＴｆｃは徐々に低下される。
【００６２】
目標トルクＴｒｏｆ＊は、失火限界トルクに対応して算出される最小トルクＴｍｉｎから、ＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）に対応して算出される最大トルクＴｍａｘまでの範囲内に設定される必要がある。さらに、本実施の形態では、最大トルクＴｍａｘよりも低い上限ガードトルクＴｕｇが設けられる。そして、アクセルオフ時の目標トルクＴｒｏｆ＊が上限ガードトルクＴｕｇを超えないように制限する上限ガード処理が実行される。
【００６３】
アクセルオフ時点における上限ガードトルクＴｕｇの初期値は、その時点での最大トルクＴｍａｘに設定される。その後、上限ガードトルクＴｕｇは、フューエルカット許可トルクＴｆｃおよび目標フューエルカット時間ｔｆを反映して、下記（１）式に従って逐次更新される。
【００６４】
Ｔｕｇ（ｔ）＝Ｔｕｇ（ｔ−Δｔ）−（Ｔｕｇ（ｔ−Δｔ）−Ｔｆｃ（ｔ））／（ｔｆ−ｔ）…      （１）
（１）式において、Ｔｕｇ（ｔ）は、アクセルオフ時点（時刻ｔ０）から時間ｔが経過した時点での上限ガードトルクＴｕｇである。Δｔは、上限ガードトルクＴｕｇの算出周期を示すので、Ｔｕｇ（ｔ−Δｔ）は、上限ガードトルクＴｕｇの前回値である。また、Ｔｆｃ（ｔ）は、時刻ｔにおけるフューエルカット許可トルクＴｆｃである。
【００６５】
目標フューエルカット時間ｔｆは、アクセルオフからフューエルカット開始までの経過時間の目標値である。目標フューエルカット時間ｔｆは、シフト位置（ギヤ段）に応じて予め決められる。たとえば、１速のように駆動力変化の大きいギヤ段では、フューエルカットを早期に実施すると、エンジン出力の変動によってドライバビリティが低下するおそれがある。このため、目標フューエルカット時間ｔｆは、低いギヤ段では長く設定される一方で、高いギヤ段では短く設定されることが好ましい。
【００６６】
（１）式によれば、上限ガードトルクＴｕｇは、アクセルオフ時点（時刻ｔ０）から目標フューエルカット時間ｔｆが経過したときにフューエルカット許可トルクＴｆｃに到達するように、徐々に低下されることが理解される。
【００６７】
図４の例では、時刻ｔ０から目標フューエルカット時間ｔｆが経過した時刻ｔ１において、ドライブオフトルクＴｒｏｆはフューエルカット許可トルクＴｆｃよりも高い。このため、上限ガードトルクＴｕｇによる上限ガード処理を導入しなかった場合には、時刻ｔ１からフューエルカットを開始することができない。このように、フューエルカットの開始が想定よりも遅れることにより、燃費が悪化する虞がある。
【００６８】
一方で、本実施の形態によるフューエルカット制御では、上限ガードトルクＴｕｇによる上限ガード処理によって、アクセルオフから目標フューエルカット時間ｔｆが経過した時点で、目標トルクＴｒｏｆ＊は、フューエルカット許可トルクＴｆｃまで確実に低下している。この結果、目標フューエルカット時間ｔｆが経過すると確実にフューエルカットが開始できるので、燃費を向上することができる。
【００６９】
なお、図２において、目標トルク設定部８２５０は「設定手段」に対応し、出力制御部８２１０は「出力制御手段」に対応する。また、図３において、上限ガードトルク設定部８２５４は「上限ガード設定手段」に対応し、上限ガード処理部８２５６は「ガード手段」に対応する。さらに、ドライブオフトルク算出部８２５２によって、エンジン１０の回転数変化レートを一定に制御するための補償成分を含むように目標トルクを設定することができる。
【００７０】
図５には、本発明の実施の形態による内燃機関の制御装置によるフューエルカットの開始処理手順が示される。図５に示すフローチャートに従った制御処理は、フューエルカットの非実行時に、ＥＣＵ８０００によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００７１】
図５を参照して、ＥＣＵ８０００は、ステップＳ１００により、フューエルカットの許可条件として、アクセルペダルのオフを検出する。たとえば、車速が所定値より高く、アクセルペダルのオフによって、フューエルカットを許可できる条件が成立しているときには、ステップＳ１００はＹＥＳ判定とされる。
【００７２】
一方、ＥＣＵ８０００は、アクセルペダルの非オフ時を含めて、フューエルカットを許可できる条件が非成立のときには、ステップＳ１００をＮＯ判定として、フューエルカット制御に係る以降の処理を非実行とする。
【００７３】
ＥＣＵ８０００は、アクセルオフ時（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１１０により、ドライブオフトルクＴｒｏｆを設定する。上述のように、ドライブオフトルクＴｒｏｆは、エンジン回転数の変化レートＮＥＲを制御するように設定される。すなわち、ステップＳ１１０の処理は、図３のドライブオフトルク算出部の８２５２の機能に対応する。
【００７４】
さらに、ＥＣＵ８０００は、ステップＳ１２０により、フューエルカット許可トルクＴｆｃを設定する。上述のように、フューエルカット許可トルクＴｆｃは、シフト位置（ギヤ段）およびエンジン回転数ＮＥに基づいて決定される。すなわち、ステップＳ１２０の処理は、図３のフューエルカット許可トルク算出部の８２５３の機能に対応する。
【００７５】
ＥＣＵ８０００は、ステップＳ１３０により、上限ガードトルクＴｕｇを設定する。上限ガードトルクＴｕｇは、上記（１）式に従って、アクセルオフ時点から目標フューエルカット時間ｔｆが経過した時点でＴｕｇ＝Ｔｆｃとなるように逐次設定される。ステップＳ１３０の処理は、図３の上限ガードトルク設定部８２５４の機能に対応する。
【００７６】
ＥＣＵ８０００は、ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で設定された上限ガードトルクＴｕｇに従う上限ガード処理により、アクセルオフ時の目標トルクＴｒｏｆ＊を設定する。これにより、ドライブオフトルクＴｒｏｆをベースとして、上限ガードトルクＴｕｇを超えない範囲内で目標トルクＴｒｏｆ＊が設定される。ステップＳ１５０の処理は、図３の上限ガード処理部８２５６の機能に対応する。
【００７７】
そして、ＥＣＵ８０００は、ステップＳ１５０により、ステップＳ１４０で設定された目標トルクＴｒｏｆ＊と、ステップＳ１２０で設定されたフューエルカット許可トルクＴｆｃとを比較する。ＥＣＵ８０００は、Ｔｒｏｆ＊＜Ｔｆｃのとき（Ｓ１５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ１６０に処理を進めて、フューエルカットを開始する。
【００７８】
一方、ＥＣＵ８０００は、Ｔｒｏｆ＊＞Ｔｆｃ（Ｓ１５０のＮＯ判定時）には、ステップＳ１７０に処理を進めて、フューエルカットの非実行に維持する。すなわち、フューエルカットは開始されない。
【００７９】
このように本実施の形態による内燃機関の制御によれば、アクセルオフ時の上限ガードトルクを設けることによって、アクセルオフから所定時間（目標フューエルカット時間ｔｆ）が経過するまでに、確実に目標トルクＴｒｏｆ＊をフューエルカット許可トルクＴｆｃまで低下させることができる。この結果、アクセルオフから所定時間が経過するまでに、フューエルカットを確実に開始できるので、燃費の向上を図ることができる。
【００８０】
特に、減速時のドライバビリティを向上するために、エンジン回転数の変化レートＮＥＲを目標値に制御するようにアクセルオフ時の目標トルクＴｒｏｆ＊を設定した場合にも、フューエルカットを確実に開始することが可能となる。すなわち、燃費を悪化させることなく、減速時のドライバビリティ向上を図ることができる。
【００８１】
本実施の形態による内燃機関の制御は、目標トルクに従ってアクチュエータを制御する構成のエンジンに対して適用することができる。このため、代表的にはトルクデマンド型のエンジン制御に、本実施の形態によるフューエルカット制御を適用できる。また、本発明は、アクセルオフからフューエルカット開始までの制御に係るので、通常走行時には目標トルクを設定したエンジン制御を行なわない車両であっても、アクセルオフ時に限定してトルクベース型のエンジン制御を行なうようにすれば、本実施の形態によるフューエルカット制御を適用することが可能である。
【００８２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、フューエルカット機能を有する内燃機関の制御に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１０  エンジン、３０  スタータ、１００  シリンダブロック、１０２  シリンダ、１１０  シリンダヘッド、１２０  ピストン、１３０  クランク軸、１４０  フライホイール、１５０  点火プラグ、１６０  吸気バルブ、１７０  排気バルブ、１９０  スロットルバルブ、２１０  インジェクタ、５１０  フローメータ、５２０  クランク角センサ、５３０，５４０  センサ、５５０  冷却水温センサ、５６０  車速センサ、５７０  アクセル開度センサ、１０００  燃焼室、１０１０  吸気通路、１０１２  吸気ポート、１０２０  排気通路、８１００  入力Ｉ／Ｆ、８２００  演算処理部、８２１０  出力制御部、８２２０  燃料噴射制御部、８２３０  点火時期制御部、８２４０  吸入空気量制御部、８２５０  目標トルク設定部、８２５２  ドライブオフトルク算出部、８２５３  フューエルカット許可トルク算出部、８２５４  上限ガードトルク設定部、８２５６  上限ガード処理部、８２６０  フューエルカット制御部、８３００  記憶部、８４００  出力Ｉ／Ｆ、ＣＡ  クランク角、ＮＥ  エンジン回転数、ＮＥＲ  エンジン回転数変化レート、ＮＥＲ＊  目標値（エンジン回転数変化レート）、ＱＡ  吸入空気量、Ｔ０  初期値（ドライブオフトルク）、ＴＥ  エンジントルク、ＴＨＡ  吸入空気温、ＴＨＷ  エンジン水温、Ｔｆｃ  フューエルカット許可トルク、Ｔｍａｘ  最大トルク、Ｔｍｉｎ  最小トルク、Ｔｒｏｆ＊  目標トルク（アクセルオフ時）、Ｔｒｏｆ  ドライブオフトルク、Ｔｕｇ  上限ガードトルク、ｔｆ  目標フューエルカット時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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