(57)【要約】【課題】スロットルセンサを用いることなく燃料カット制御を的確に行わせることができる内燃機関用燃料カット制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値を検出する吸気管内圧力最大値検出部２Ｃと、検出された吸気管内圧力の最大値が設定された燃料カット開始判定値よりも小さくなるタイミングを燃料カット制御開始タイミングとして検出し、吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値よりも高く設定された燃料供給再開判定値を超えるタイミングを燃料供給再開タイミングとして検出する燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄと、燃料カット制御開始タイミングで燃料カット制御を開始させ、燃料供給再開タイミングで燃料の供給を再開させるように燃料の供給を制御する燃料供給制御部２Ｅとを設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒毎にスロットルバルブが設けられた単気筒若しくは多気筒内燃機関または２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられた多気筒内燃機関の減速時に該内燃機関への燃料の供給を停止させる燃料カット制御を行うコントローラを備えた内燃機関用燃料カット制御装置において、
前記コントローラは、前記内燃機関の１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値を検出して、検出した吸気管内圧力の最大値が設定された燃料カット開始判定値よりも小さくなったことが検出されたときに前記燃料カット制御を開始し、検出された吸気管内圧力の最大値が前記燃料カット開始判定値よりも高く設定された燃料供給再開判定値を超えたことが検出されたときに前記燃料カット制御を停止させて前記内燃機関への燃料の供給を再開させるように構成されている内燃機関用燃料カット制御装置。
【請求項２】
各気筒毎にスロットルバルブが設けられた単気筒若しくは多気筒内燃機関または２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられた多気筒内燃機関の減速時に該内燃機関への燃料の供給を停止させる燃料カット制御を行うコントローラを備えた内燃機関用燃料カット制御装置において、
前記コントローラは、
前記内燃機関の１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値を検出する吸気管内圧力最大値検出部と、
前記吸気管内圧力最大値検出部により検出された吸気管内圧力の最大値が設定された燃料カット開始判定値よりも小さくなるタイミングを前記燃料カット制御を開始する燃料カット制御開始タイミングとして検出し、前記吸気管内圧力最大値検出部により検出された吸気管内圧力の最大値が前記燃料カット開始判定値よりも高く設定された燃料供給再開判定値を超えるタイミングを前記燃料カット制御を停止させて前記内燃機関への燃料の供給を再開させる燃料供給再開タイミングとして検出する燃料カット・再開タイミング検出部と、
前記燃料カット・再開タイミング検出部により前記燃料カット制御開始タイミングが検出されたときに前記燃料カット制御を開始させ、前記燃料供給再開タイミングが検出されたときに前記内燃機関への燃料の供給を再開させるように前記内燃機関への燃料の供給を制御する燃料供給制御部と、
を具備してなる内燃機関用燃料カット制御装置。
【請求項３】
大気圧を検出または推定する大気圧測定部が設けられ、前記コントローラは、前記大気圧測定部により得られる大気圧値に応じて前記燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を決定する判定値決定手段を更に備えている請求項２に記載の内燃機関用燃料カット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４サイクル内燃機関の減速時に燃料をカットする制御を行う内燃機関用燃料カット制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃費の向上や、排気ガスの浄化を図るため、機関の減速時に燃料の供給を停止する燃料カット制御を行うことがある。
【０００３】
燃料カット制御の機能を備えた従来の制御装置では、特許文献１や特許文献２に示されているように、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサを設けて、このセンサによりスロットルバルブが閉じられていることが検出されている状態で機関が所定の回転速度よりも高い回転速度で回転しているときに、燃料の供給を停止させるようにしている。スロットルバルブが閉じている状態は、機関の負荷が低い状態（減速状態）であり、機関が低負荷状態であるにもかかわらず高い回転速度で回転している状態は、機関が外力により回されている状態である。この状態では機関が出力を発生する必要がないため、燃料カット制御を行っても何ら差し支えない。
【０００４】
機関が出力を発生する必要がないときに燃料カット制御を行うと、燃費を節約することができるだけでなく、無用な燃焼が行われないため、有害な排気ガスの排出量を少なくすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３３９１８７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２１３２８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の燃料カット制御装置では、スロットルバルブの開度を検出する必要があったため、高価なスロットルセンサを設ける必要があり、制御装置のコストが高くなるのを避けられなかった。
【０００８】
本発明の目的は、高価なスロットルセンサを用いずに機関の低負荷状態を検出して、内燃機関の減速時の燃料カット制御を的確に行わせることができるようにした内燃機関用燃料カット制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、各気筒毎にスロットルバルブが設けられた単気筒若しくは多気筒内燃機関または２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられた多気筒内燃機関の減速時に該内燃機関への燃料の供給を停止させる燃料カット制御を行うコントローラを備えた内燃機関用燃料カット制御装置を対象とする。
【００１０】
なお本明細書において「多気筒内燃機関」とは２気筒以上の内燃機関を意味する。
【００１１】
本発明においては、内燃機関の１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値を検出して、検出した吸気管内圧力の最大値が設定された燃料カット開始判定値よりも小さくなったことが検出されたときに燃料カット制御を開始し、検出された吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値よりも高く設定された燃料供給再開判定値を超えたことが検出されたときに燃料カット制御を停止させて内燃機関への燃料の供給を再開させるように上記コントローラを構成する。
【００１２】
上記コントローラは、内燃機関の１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値を検出する吸気管内圧力最大値検出部と、吸気管内圧力最大値検出部により検出された吸気管内圧力の最大値が設定された燃料カット開始判定値よりも小さくなるタイミングを燃料カット制御を開始する燃料カット制御開始タイミングとして検出し、吸気管内圧力最大値検出部により検出された吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値よりも高く設定された燃料供給再開判定値を超えるタイミングを燃料カット制御を停止させて内燃機関への燃料の供給を再開させる燃料供給再開タイミングとして検出する燃料カット・再開タイミング検出部と、燃料カット・再開タイミング検出部により燃料カット制御開始タイミングが検出されたときに燃料カット制御を開始させ、燃料供給再開タイミングが検出されたときに内燃機関への燃料の供給を再開させるように内燃機関への燃料の供給を制御する燃料供給制御部とを備えた構成とすることができる。
【００１３】
各気筒毎にスロットルバルブが設けられている単気筒または多気筒４サイクル内燃機関において、スロットルバルブが殆ど開いておらず、アイドリング状態にあるときには、吸気管内の圧力が大きな変動を示す。即ち、機関の燃焼サイクルが吸気行程に入ると、吸気管内圧力が急激に低下し、この圧力の低下は吸気行程が終了するまで継続する。吸気行程が終了すると、スロットルバルブより上流の大気圧と吸気管内の高負圧（気圧が極めて低い状態）との差圧により、スロットルバルブとスロットルボディとの間の僅かな隙間を通して空気が流れ、吸気管内の圧力は緩やかに上昇していく。スロットルバルブが殆ど開いていないアイドリング状態では、吸気管内圧力が大気圧に達する前に次の吸気行程が開始され、吸気管内圧力は再び急激に低下する。従って、アイドリング状態では、吸気管内圧力が吸気行程直前のタイミングで最大値を示す。
【００１４】
一方、機関に負荷がかかっている状態では、スロットルバルブが開かれた状態にあって、スロットルバルブを通して流れる空気の量が多いため、吸気行程においても吸気管内に十分な量の空気が供給される。そのため、機関に負荷がかかっている状態では、低負荷時のように吸気管内圧力が低下することはない。また吸気行程が終了すると、吸気管内圧力が即座に大気圧近くまで上昇する。この状態でスロットルバルブを閉じると、吸気管内への空気の供給量はアイドリング時の供給量程度まで減少するため、吸気行程では、吸気管内圧力が真空近くまで低下する。吸気行程終了後は、アイドリング時と同様に吸気管内圧力が緩やかに上昇するが、機関は高速回転を維持しているため、吸気管内圧力が僅かに上昇しただけで次の吸気行程が開始され、吸気管内圧力は再び急激に低下する。
【００１５】
従って、機関が高速回転している状態でスロットルバルブが閉じられて減速状態になったときには、アイドリング時とは異なり、１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値が極端に低くなる。この状態は、機関が外力により回されている状態であり、機関の出力は負であるため、機関への燃料の供給は不要である。
【００１６】
その後、スロットルバルブを閉じた後、機関の回転速度が徐々に低下していくと、各吸気行程が終了するタイミングから次の吸気行程が開始されるタイミングまでの時間が長くなっていくため、１燃焼サイクルで吸気管内に供給される空気の量が多くなり、１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値も徐々に上昇していく。やがて回転速度がアイドリング速度まで低下すると、吸気管内圧力の波形はアイドリング時の波形と同じになり、吸気管内圧力の最大値はアイドリング時の値に等しくなる。
【００１７】
このように、各気筒毎にスロットルバルブが設けられている単気筒または多気筒４サイクル内燃機関においては、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値の変化が機関の負荷状態を反映しているため、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値に対して、適当な値を有する燃料カット開始判定値と、燃料供給再開判定値とを定めておくと、機関が減速状態になったときに、吸気管内圧力が該燃料カット開始判定値よりも低くなり、機関の回転速度が燃料の供給を再開する必要がある速度まで低下したときに吸気管内圧力が燃料供給再開判定値よりも高くなるようにすることができる。
【００１８】
従って、燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を適当に設定して、吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値よりも低くなるタイミングで燃料カット制御を開始させ、吸気管内圧力の最大値が燃料供給再開判定値よりも高くなるタイミングで燃料の供給を再開させることにより、スロットルバルブの開度を検出せずに燃料カット制御を的確に行わせることができる。
【００１９】
また２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられる多気筒４サイクル内燃機関においても、該２つの気筒の内の一方が吸気行程に入る直前のタイミングで吸気管内の圧力が最大値を示し、該一方の気筒の吸気行程が終了するまでの間に吸気管内圧力が最小値を示す。
【００２０】
従って、２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられる多気筒内燃機関においても、燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を適当に設定して、吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値よりも低くなるタイミングで燃料カット制御を開始させ、吸気管内圧力の最大値が燃料供給再開判定値よりも高くなるタイミングで燃料の供給を再開させることにより、スロットルバルブの開度を検出せずに燃料カット制御を的確に行わせることができる。
【００２１】
なお車両が高地を走行する際には、大気圧が低下するため、上記の制御を行わせるに当って、燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を低地走行時に適した固定値としておくと、高地走行時に大気圧と燃料カット開始判定値との差が減少し、燃料カット制御が頻繁に行われて機関の動作が不安定になる。また大気圧が燃料供給再開判定値と同じ値になるかまたは該燃料供給再開判定値を下回った場合には、燃料の供給を再開させることができなくなり、機関がストールするに至る。
【００２２】
上記の事態が生じるのを防ぐため、本発明の好ましい態様では、上記コントローラが、大気圧を検出または推定する大気圧測定部と、この大気圧測定部により得られる大気圧値に応じて燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を決定する判定値決定手段とを更に備えている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は本発明に係わる制御装置のハードウェアの構成例を示したもので、同図において１は車両を駆動する単気筒４サイクル内燃機関である。内燃機関１は、シリンダ１０１と該シリンダ内に設けられたピストン１０２とシリンダ１０１に設けられた吸気ポート及び排気ポートにそれぞれ接続された吸気管１０３及び排気管１０４と、吸気ポートを開閉する吸気バルブ１０５と、排気ポートを開閉する排気バルブ１０６と、吸気管１０３に接続されたスロットルボディ１０７と、スロットルボディ１０７内に設けられたスロットルバルブ１０８とを備えていて、シリンダのヘッドには点火プラグ１０９が取り付けられ、吸気管１０３には、インジェクタ（電磁式燃料噴射弁）１１０が取り付けられている。
【００２５】
インジェクタ１１０には、図示しない燃料タンクから燃料ポンプを介して燃料が供給されている。インジェクタ１１０に与えられる燃料の圧力は圧力レギュレータにより一定に保たれるため、インジェクタ１１０から噴射させる燃料の量はインジェクタから燃料の噴射を行わせる時間（噴射時間）により管理される。
【００２６】
２はマイクロプロセッサを備えたコントローラで、コントローラ２は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、また所定のハードウェア回路を備えることにより、回転速度検出部２Ａと、点火制御部２Ｂと、吸気管内圧力最大値検出部２Ｃと、燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄと、燃料供給制御部２Ｅと、燃料噴射制御部２Ｆとを構成する。
【００２７】
回転速度検出部２Ａは、機関に取り付けられて一定のクランク角位置でパルス信号を発生するパルサ（パルス信号発生器）３の出力から機関の回転速度を検出する部分で、パルサ３の出力波形をマイクロプロセッサが認識し得る波形に変換する波形整形回路と、パルサ３が出力するパルスの発生間隔を計測するタイマと、このタイマが計測した時間から機関の回転速度を演算する手段とにより構成される。
【００２８】
点火制御部２Ｂは、機関の点火時期に点火プラグ１０９に点火用の高電圧を印加する部分で、例えば、回転速度検出部２Ａにより検出された回転速度に対して機関の点火時期を演算する点火時期演算手段と、パルサ３が所定のパルスを発生するタイミングを基準にして点火時期演算手段により演算された点火時期を検出するための計時動作を点火タイマに行わせて、該点火タイマが点火時期を検出するための計時動作を完了したときに点火信号を発生する点火時期検出手段と、点火信号が発生したときに点火プラグ１０９に印加する高電圧を発生する点火回路とにより構成される。点火制御部２Ｂを構成する各部の内、点火回路以外の部分は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。
【００２９】
吸気管内圧力最大値検出部２Ｃは、１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  を検出する部分で、この検出部は、吸気管１０３に取り付けられた吸気圧センサ４の出力を一定の時間間隔でサンプリングして、１燃焼サイクルの期間に順次サンプリングされる吸気管内圧力を比較することにより、１燃焼サイクルの期間にサンプリングした吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  を求める。
【００３０】
燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄは、吸気管内圧力最大値検出部２Ｃにより検出された１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が設定された燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎよりも小さくなるタイミングを燃料カット制御を開始する燃料カット制御開始タイミングとして検出し、吸気管内圧力最大値検出部により検出された吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎよりも高く設定された燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を超えるタイミングを燃料カット制御を停止させて内燃機関への燃料の供給を再開させる燃料供給再開タイミングとして検出する部分である。
【００３１】
燃料供給制御部２Ｅは、燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄにより燃料カット制御開始タイミングが検出されたときに燃料カット制御を開始させ、燃料供給再開タイミングが検出されたときに内燃機関への燃料の供給を再開させるように内燃機関への燃料の供給を制御する部分で、燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄにより燃料カット制御開始タイミングが検出されたときに燃料噴射制御部２Ｆに燃料カット指令を与えて燃料カット制御を開始させ、燃料供給再開タイミングが検出されたときに燃料噴射制御部２Ｆに燃料供給指令を与えて内燃機関への燃料の供給を再開させる。
【００３２】
燃料噴射制御部２Ｆは、各種の制御条件により決まる量の燃料をインジェクタ１１０から噴射させるために必要な噴射時間（インジェクタから燃料を噴射させる時間）を演算して、所定の噴射タイミングで、演算した噴射時間の間インジェクタから燃料の噴射を行わせるようにインジェクタ１１０を制御する部分である。燃料噴射制御部２Ｆは、燃料カット指令が与えられているときにその制御動作を停止してインジェクタ１１０からの燃料の噴射を停止させ、燃料供給指令が与えられているときに演算された噴射時間の間インジェクタ１１０から燃料を噴射させる制御動作を行うように構成されている。
【００３３】
図示の例では、燃料噴射制御部２Ｆが、流入空気量を推定する方式として、スピードデンシティ方式を採用している。そのため、燃料噴射制御部２Ｆは、回転速度検出部２Ａにより検出された内燃機関の回転速度と吸気圧センサ４が検出している吸気管内圧力とから吸気管内に流入している空気の量を推定する流入空気量推定手段と、この推定手段により推定された空気量に対して所定の空燃比の混合気を得るために必要な燃料の基本噴射時間を演算する基本噴射時間演算手段と、大気圧センサ６により検出された大気圧、水温センサ５により検出された内燃機関の冷却水温度等に対して基本噴射時間を補正して実噴射時間を演算する噴射時間補正手段などを備えていて、燃料供給制御部２Ｅから燃料供給指令が与えられているときに、演算された実噴射時間の間図示しないインジェクタ駆動回路からインジェクタ１１０に駆動電流を与えて、燃料噴射動作を行わせる。
【００３４】
図１に示した単気筒４サイクル内燃機関において、図２（Ｃ）に示すように、スロットルバルブ１０８の開度αが全閉状態に近い状態にあり、機関がアイドリング状態にあるときには、吸気管１０３内の圧力Ｐが時間ｔに対して図２（Ｄ）に示すような変化を示す。
【００３５】
なお図２（Ａ）はパルサ３の出力Ｖｓの波形を示している。パルサ３は、機関のピストンが上死点に達するタイミングよりも十分に進角したタイミングで第１のパルスＶｓ１を発生し、ピストンが上死点に達するタイミングよりも僅かに進んだタイミングで第２のパルスＶｓ２を発生する。
【００３６】
また図２（Ｂ）は機関の行程変化を示し、「吸」、「圧」、「膨」及び「排」はそれぞれ吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程を示している。
【００３７】
機関がアイドリング状態にあるときには、機関の燃焼サイクルが吸気行程に入ると、吸気管内圧力Ｐが急激に低下する。この圧力の低下は吸気行程が終了するまで継続する。吸気行程が終了すると、スロットルバルブ１０８より上流の大気圧と吸気管内の高負圧（気圧が極めて低い状態）との差圧により、スロットルバルブ１０８とスロットルボディ１０７との間の僅かな隙間を通して空気が流れ、吸気管内圧力は緩やかに上昇していく。吸気管内圧力が大気圧に達する前に次の吸気行程が開始され、吸気管内圧力は再び急激に低下する。従って、アイドリング状態では、吸気管内圧力Ｐが吸気行程直前のタイミングで最大値Ｐｍａｘ  を示し、吸気行程が終了するタイミングで最小値Ｐｍｉｎ  を示す。
【００３８】
図３は機関に負荷がかかった状態から減速したときの、パルサ出力波形と、スロットルバルブ開度αの変化と、吸気管内圧力Ｐの波形とを時間ｔに対して示している。
【００３９】
機関に負荷がかかっている高速回転状態では、図３の左端に示されたように、スロットルバルブが開かれた状態にあって、スロットルバルブを通して流れる空気の量が多いため、吸気行程においても吸気管内に十分な量の空気が供給される。そのため、機関に負荷がかかっている高速回転状態では、低負荷時のように吸気管内圧力が低下することはなく、吸気行程が終了すると、吸気管内圧力が即座に大気圧近くまで上昇する。この状態で時刻ｔ１  で減速を開始（スロットルバルブを閉じ始め）、時刻ｔ２  でスロットルバルブを閉じると、吸気管内への空気の供給量はアイドリング時の供給量程度まで減少するため、吸気行程では、吸気管内圧力Ｐが真空近くまで低下する。吸気行程終了後は、アイドリング時と同様に吸気管内圧力Ｐが緩やかに上昇するが、機関は高速回転を維持しているため、吸気管内圧力Ｐが僅かに上昇しただけで次の吸気行程が開始され、吸気管内圧力Ｐは再び急激に低下する。
【００４０】
従って、機関が高速回転している状態でスロットルバルブが閉じられて減速状態になったときには、図２に示したアイドリング時とは異なり、１燃焼サイクル中の吸気管内圧力の最大値が極端に低くなる。図３の時刻ｔ２  以降の状態は、機関が外力により回されている状態であり、機関への燃料の供給が不要な状態である。
【００４１】
スロットルバルブを閉じた後、機関の回転速度が徐々に低下していくと、図３（Ａ）のパルサ出力波形から分かるように、各吸気行程が終了するタイミングから次の吸気行程が開始されるタイミングまでの時間が長くなっていくため、１燃焼サイクルで吸気管内に供給される空気の量が多くなり、１燃焼サイクル中の吸気管内圧力Ｐの最大値も徐々に上昇していく。やがて回転速度がアイドリング速度まで低下すると、吸気管内圧力の波形はアイドリング時の波形と同じになり、吸気管内圧力Ｐの最大値Ｐｍａｘ  はアイドリング時の値に等しくなる。
【００４２】
図３（Ｃ）において、波線で示した曲線ａは、吸気管内圧力Ｐの最大値Ｐｍａｘ  の変化を示している。
【００４３】
このように、単気筒４サイクル内燃機関においては、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  の変化が機関の負荷状態を反映しているため、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  に対して、適当な値を有する燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎと、燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  とを定めておくと、機関が減速状態になったときに、吸気管内圧力が該燃料カット開始判定値よりも低くなり、機関の回転速度が燃料の供給を再開する必要がある速度まで低下したときに吸気管内圧力が燃料供給再開判定値よりも高くなるようにすることができる。即ち、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎよりも低くなるタイミングで燃料カット制御を開始させ、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  よりも高くなるタイミングで燃料の供給を再開させることにより、スロットルバルブの開度を検出せずに燃料カット制御を的確に行わせることができる。
【００４４】
図４（Ａ）ないし（Ｃ）は、実車走行時に機関を減速したときのパルス出力Ｖｓ  の波形と、スロットルバルブ開度αの変化と、吸気管内圧力Ｐの変化とを時間ｔに対して示したものである。
【００４５】
図４に示した例では、機関の回転速度を５０００ｒ／ｍｉｎとして平地を走行している状態からスロットルバルブを徐々に閉じて全閉状態にしたときのデータを示したものである。スロットルバルブを徐々に閉じていくと、機関の出力が低下していき、機関の回転速度も徐々に低下していく。最初吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  は大気圧近くの値をとっているが、時刻ｔ１  でスロットルバルブが全閉状態になると、最大値Ｐｍａｘ  は急激に低下し、時刻ｔ２  で最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎを下回る。このときコントローラ２による燃料噴射制御を停止させて燃料カット制御を開始させ、インジェクタからの燃料の噴射を停止させる。
【００４６】
燃料カット制御を開始すると、機関の回転速度は徐々に低下していき、回転速度が約１８００ｒ／ｍｉｎまで低下すると、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を上回る。このときコントローラ２に燃料噴射制御を再開させ、燃料の供給を再開させる。
【００４７】
減速時にスロットルバルブが全閉位置にあって、燃料カット制御が行なわれている状態で、スロットルバルブが僅かでも開かれると、吸気管内圧力Ｐの最大値Ｐｍａｘ  は即座に上昇して燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を上回るため、燃料の供給が再開される。
【００４８】
上記の例では、減速時にスロットルバルブを全閉位置（アイドリング時の位置）まで戻すようにしているが、減速時にスロットルバルブを全閉位置にまで戻さなかったときの動作を示すタイミングチャートを図５（Ａ）ないし（Ｃ）に示した。
【００４９】
図５に示したように、減速時にスロットルバルブを全閉位置まで戻さなかったとき（全閉位置より僅かに手前の位置まで戻したとき）には、減速中の吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎを下回ることがないため、燃料カット制御は行なわれない。
【００５０】
上記燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  の値は、大気圧よりも大きくならないように、かつ機関がストールする前に燃料の供給を再開させることができるような値に設定する。
【００５１】
また燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎは、機関の減速状態を的確に検出することができるように、かつ使用環境における大気圧の通常の変動範囲で、燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔよりも小さい値を保つように設定する。
【００５２】
本発明の制御を実行するためにコントローラのマイクロプロセッサに実行させるプログラムの燃料カット制御ルーチンのアルゴリズムを示すフローチャートを図６に示した。
【００５３】
図６に示した燃料カット制御ルーチンは２ｍｓｅｃ毎に実行されるもので、このルーチンにおいて、ステップ１ないし９は吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  及び最小値Ｐｍｉｎ  を検出する過程である。
【００５４】
図６に示したルーチンが開始されると、ステップ１において吸気管内圧力ＰｂＡＤを検出し、ステップ２において、ステップ１で今回検出した吸気管内圧力ＰｂＡＤが暫定最大値ＰｍａｘＳであるか否か（前回検出された吸気管内圧力よりも大きいか否か）を判定する。その結果今回検出した吸気管内圧力が暫定最大値であると判定されたときには、ステップ３に進んで今回検出された吸気管内圧力ＰｂＡＤを吸気管内圧力の暫定最大値ＰｍａｘＳとする。
【００５５】
ステップ２において今回検出した吸気管内圧力が最大値ではないと判定されたときには、ステップ４に進んで今回検出した吸気管内圧力ＰｂＡＤが暫定最小値ＰｍｉｎＳであるか否か（前回検出された吸気管内圧力よりも小さいか否か）を判定する。その結果今回検出した吸気管内圧力が暫定最小値であると判定されたときには、ステップ５に進んで今回検出された吸気管内圧力ＰｂＡＤを吸気管内圧力の暫定最小値ＰｍｉｎＳとする。
【００５６】
ステップ３またはステップ５を行なった後ステップ６が実行され、現在のタイミングが燃焼サイクルの基準タイミングであるか否かを判定する。基準タイミングとしては例えば圧縮行程においてパルサが第１のパルスＶｓ１を発生するタイミングを用いる。ステップ６において現在のタイミングが基準タイミングであると判定されなかったときには何もしないでこのルーチンを終了する。
【００５７】
ステップ６において現在のタイミングが基準タイミングであると判定されたときには、ステップ７において現在の暫定最大値を正規の最大値Ｐｍａｘ  として確定し、ステップ８において現在の暫定最小値を正規の最小値Ｐｍｉｎ  として確定した後、ステップ９で暫定最大値ＰｍａｘＳ及び暫定最小値ＰｍｉｎＳをクリアする。
【００５８】
この例では、ステップ１，２，３，６，７及び９により、図１に示した吸気管内圧力最大値検出部が構成される。
【００５９】
このようにして吸気管内圧力の最大値を求めた後、ステップ１０で吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  を燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  と比較する燃料供給再開判定過程を行なう。この判定過程で、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  よりも大きくないと判定されたときには、次いでステップ１１において、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  を燃料カット開始判定値ＰＦＣｏｕｔ  と比較する燃料カット開始判定過程を行なう。その結果、吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｏｕｔ  以下であると判定されたときには、ステップ１２に移行して燃料カットフラグＦＣＦＬＧを１にセットした後このルーチンを終了する。ステップ１１で吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値ＰＦＣｏｕｔ  以下でないと判定されたときには以後何もしないでこのルーチンを終了する。ステップ１０で吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  よりも大きいと判定されたときには、ステップ１３で燃料カットフラグＦＣＦＬＧをクリアした後このルーチンを終了する。
【００６０】
この例では、図６のステップ１０ないし１３により、図１に示した燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄが構成される。
【００６１】
図１に示した燃料供給制御部２Ｅは、燃料カットフラグＦＣＦＬＧを監視して、この燃料カットフラグＦＣＦＬＧが１にセットされているときに燃料噴射制御部２Ｆによるインジェクタの制御を中止させ、燃料カットフラグＦＣＦＬＧがクリアされているときに燃料噴射制御部２Ｆによるインジェクタの制御を行なわせるように構成される。
【００６２】
上記の実施形態では、燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎ及び燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を固定値としたが、これらの判定値を固定値とすると、次のような不具合が生じる場合があり得る。
【００６３】
即ち、車両が高地を走行する際には、大気圧が低下するため、上記の制御を行わせるに当って、燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎ及び燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を低地走行時に適した固定値としておくと、高地走行時に大気圧と燃料カット開始判定値との差が減少し、燃料カット制御が頻繁に行われて機関の動作が不安定になる。また大気圧が燃料供給再開判定値と同じ値になるかまたは該燃料供給再開判定値を下回った場合には、燃料の供給を再開させることができなくなり、機関がストールするに至る。
【００６４】
このような事態が生じるのを防ぐためには、大気圧測定部６により測定された大気圧に応じて燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を決定する判定値決定手段をコントローラ２に更に設けて、燃料カット・再開タイミング検出部２Ｄでこの判定値決定手段により決定された燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を用いて燃料カット開始タイミング及び燃料供給再開タイミングを検出するようにすればよい。
【００６５】
なお大気圧測定部６は、大気圧センサにより直接大気圧を検出するように構成してもよく、吸気管内圧力の波形や機関の運転状態等から大気圧を推定するように構成してもよい。
【００６６】
上記判定値決定手段を構成するためにコントローラのマイクロプロセッサに実行させる判定値演算ルーチンのアルゴリズムを示すフローチャートを図７に示した。図７に示した判定値演算ルーチンは比較的長い時間間隔、例えば８０ｍｓｅｃ毎に実行されるもので、このルーチンではステップ１において大気圧Ｐａｉｒ  に対して燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  演算マップを検索して燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  を演算し、ステップ２で、大気圧Ｐａｉｒ  に対して燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎ演算マップを検索して燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎを演算する。
【００６７】
上記燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  は、機関がストールする前に燃料の供給を再開させるように、かつ大気圧よりもほぼ一定の値だけ低い値を保つように設定する。燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  と大気圧Ｐａｉｒ  との関係の一例を図８に示した。
【００６８】
また燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎは、図８に示したように、大気圧が比較的高いときにほぼ一定の値を示し、大気圧が極めて低い領域では、燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  との差を確保するために大気圧の低下に伴って値が減少していくように設定する。
【００６９】
図８から明らかなように、燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎを固定値とすると、大気圧が低い領域でＰＦＣｉｎとＰＦＣｏｕｔ  との差が小さくなるため、燃料カットと燃料供給の再開とが頻繁に繰り返され、機関の動作が不安定になるが、図８に示されたように、大気圧が低い領域で燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎを大気圧の低下に伴って減少させて、燃料供給再開判定値ＰＦＣｏｕｔ  と燃料カット開始判定値ＰＦＣｉｎとの差を大きくしておけば、燃料カットと燃料供給の再開とが頻繁に繰り返されるのを防ぐことができる。
【００７０】
大気圧の変化は緩やかであるので、マイクロプロセッサの負担を軽くするため、図７に示した判定値演算ルーチンは比較的長い時間間隔で（本実施形態では８０ｍｓｅｃ毎に）実行させるようにしている。
【００７１】
上記の実施形態では、単気筒内燃機関を例にとったが、スロットルバルブの開度の変化が反映された吸気管内圧力を検出することができる多気筒内燃機関、即ち、各気筒毎に吸気管とスロットルバルブとが設けられている独立吸気多気筒内燃機関にも本発明を適用することができる。独立吸気多気筒内燃機関に本発明を適用する場合、吸気管内圧力最大値検出部は、いずれか１つの気筒に対して設けられた吸気管内の圧力の最大値を検出するように構成すればよい。
【００７２】
また、２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられる多気筒４サイクル内燃機関にも本発明を適用することができる。
【００７３】
図９は２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられた２気筒内燃機関の構成を概略的に示したもので、同図において１０はシリンダブロック及びシリンダヘッドからなる機関本体である。機関本体１０には第１気筒＃１及び第２気筒＃２が設けられている。１１は吸気管で、この吸気管は、第１の気筒及び第２の気筒にそれぞれ一端が接続された吸気マニホールド１１ａ及び１１ｂと、吸気マニホールド１１ａ及び１１ｂの他端に一端が共通に接続された吸気コレクタ部１１ｃとからなっている。吸気コレクタ部１１ｃの他端にスロットルボディ１２が接続され、該スロットルボディ内にスロットルバルブ１３が設けられている。
【００７４】
また１４は排気管で、この排気管は、第１の気筒＃１及び第２の気筒＃２に一端が接続された排気マニホールド１４ａ及び１４ｂと、これらのマニホールドの他端に共通に接続された排気コレクタ部１４ｃとを有している。
【００７５】
吸気マニホールド１１ａ及び１１ｂ内にそれぞれ燃料を噴射するようにインジェクタ１５ａ及び１５ｂが取り付けられ、吸気コレクタ部１１ｃの部分で吸気管内圧力を測定するように、吸気圧センサ１６が取り付けられている。
【００７６】
図９に示した内燃機関において、吸気圧センサ１６により検出される吸気管内圧力の波形は図１０に示すようになる。即ち、いずれか一方の気筒が吸気行程に入る直前のタイミングで吸気管内圧力が最大値Ｐｍａｘ  を示し、該吸気行程が終了するまでの間に吸気管内圧力が最小値Ｐｍｉｎ  を示す。
【００７７】
従って、２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられる多気筒内燃機関においても、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値Ｐｍａｘ  が燃料カット開始判定値を下回ったときに燃料カット制御を開始させ、該吸気管内圧力の最大値が燃料供給再開判定値を上回ったときに機関への燃料の供給を再開させるようにすることにより、燃料カット制御を行わせることができる。
【００７８】
なお、図９に示した例では、吸気管のコレクタ部１１ｃで吸気管内圧力を検出しているが、吸気マニホールド１１ａまたは１１ｂ内で吸気管内圧力を検出するようにしてもよい。
【００７９】
上記の例では、機関に燃料を供給する手段として燃料噴射装置を用いる場合を例にとったが、機関に燃料を供給する手段として気化器を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各気筒毎にスロットルバルブが設けられている単気筒若しくは多気筒４サイクル内燃機関または２つの気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられている多気筒４サイクル内燃機関において、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値の変化が機関の負荷状態を反映していることに着目して、１燃焼サイクル中に現れる吸気管内圧力の最大値が燃料カット開始判定値を下回ったときに燃料カット制御を開始させ、該吸気管内圧力の最大値が燃料供給再開判定値を上回ったときに機関への燃料の供給を再開させるようにしたので、高価なスロットルセンサを用いることなく燃料カット制御を行わせることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる制御装置の全体的な構成の一例を示したブロック図である。
【図２】図１に示された装置において、内燃機関のアイドリング時にパルサから得られる信号の波形と、機関の行程変化と、スロットルバルブ開度の変化と、吸気管内圧力の変化とを時間に対して示したタイムチャートである。
【図３】図１に示された装置において、内燃機関を負荷がかかった高速回転状態からスロットルバルブの位置を全閉位置まで変化させて減速したときの、パルサ出力波形と、スロットルバルブ開度の変化と、吸気管内圧力の変化とを時間に対して示したタイムチャートである。
【図４】図１に示された装置において、実車走行時に内燃機関に負荷がかかった高速回転状態からスロットルバルブの位置を全閉位置まで変化させて減速したときのパルサ出力波形と、スロットルバルブ開度の変化と、吸気管内圧力の変化とを時間に対して示したタイムチャートである。
【図５】図１に示された装置において、内燃機関に負荷がかかった高速回転状態からスロットルバルブの位置を全閉位置よりも僅かに手前の位置まで変化させて減速したときのパルサ出力波形と、スロットルバルブ開度の変化と、吸気管内圧力の変化とを時間に対して示したタイムチャートである。
【図６】図１に示されたコントローラの吸気管内圧力検出部と燃料カット・再開タイミング検出部とを構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図７】図１に示した制御装置において、燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を大気圧に応じて演算する構成をとる場合に、マイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図８】燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値を大気圧に応じて演算する構成をとる場合に燃料カット開始判定値及び燃料供給再開判定値と大気圧との間に持たせる関係の一例を示したグラフである。
【図９】２気筒に対して１つのスロットルバルブが設けられる内燃機関の構成を概略的に示した上面図である。
【図１０】図９に示した内燃機関の２つの気筒の行程変化と吸気管内圧力との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１：内燃機関、２：コントローラ、２Ａ：回転速度検出部、２Ｃ：吸気管内圧力最大値検出部、２Ｄ：燃料カット・再開タイミング検出部、２Ｅ：燃料供給制御部、２Ｆ：燃料噴射制御部。
【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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【図６】
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【図７】
2004162660.tif 000009
【図８】
2004162660.tif 000010
【図９】
2004162660.tif 000011
【図１０】
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