(57)【要約】【課題】内燃機関に作用する負荷トルクの変化があっても、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット領域の拡大あるいは燃料噴射量の低減を可能とする。【解決手段】車両の減速時、回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＴ以上の場合にはステップＳ３０５で燃料カットフラグＦｆｃが１とされ、燃料カットが実行される。この燃料カット中にステップＳ３０６およびステップＳ３０７で標準トルクＴｔと出力トルクＴＥからトルク偏差ΔＴが算出される。そして、ステップＳ３０８でトルク偏差ΔＴに基づいて燃料カット復帰回転速度ＮＲが算出され、この燃料カット復帰回転速度ＮＲより回転速度ＮＥが低下すると燃料カットを停止する（ステップＳ３１０、Ｓ３１１）。【選択図】　図３
2004076696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関回転速度が燃料カット復帰回転速度を超えている車両の減速時に燃料カットを実行する内燃機関の燃料供給制御装置において、
内燃機関の出力トルクを検出するトルク検出手段と、
トルク検出手段により検出された出力トルクから燃料カット中に内燃機関に作用する負荷トルクを求める手段と、
前記負荷トルクに基づいて前記燃料カット復帰回転速度を求める手段と、
を備え、機関回転速度が燃料カット復帰回転速度より低下すると燃料カットを停止することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置において、前記燃料カット復帰回転速度を前記負荷トルクと目標アイドル回転速度に基づいて求めることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
車両の減速時に燃料カットを実行する内燃機関の燃料供給制御装置において、
内燃機関の出力トルクを求めるトルク検出手段と、
燃料カットからの復帰時に内燃機関に作用する負荷トルクを前記出力トルクから算出する手段と、
前記負荷トルクと目標アイドル回転速度に基づいて燃料カットからの復帰時に内燃機関が発生すべき発生出力トルク量を求める手段と、
燃料カットからの復帰時に前記発生出力トルク量を発生させる手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記発生出力トルク量が内燃機関に供給される空気量とされることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記負荷トルクは、燃料カット中の出力トルクと機関回転速度に応じて設定された標準トルクとの偏差に基づいて求められることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関し、特に、車両の減速時に燃料カットを実行する内燃機関の燃料供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃料供給制御装置においては、一般的に、燃費向上や排気浄化触媒の熱劣化を抑制するために、車両の減速時に燃料供給を停止する燃料カットを行っている。例えば、特開昭６１−２６１６３３号公報には、燃料カット回転速度から燃料カット復帰回転速度までの燃料カットを可能にする燃料カット制御装置において、エアコンディショナのオン、オフに応じて燃料カット復帰時の燃料噴射量を変更する技術が開示されている。この技術によれば、燃料カット復帰回転速度を低くして燃料カット領域を広くしても、エアコンディショナがオンのときのエンジンストールを防止でき、燃費を向上することができるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、エアコンディショナのオン、オフに応じて、すなわち、エアコンディショナによる負荷の有無に応じて燃料カット復帰時の燃料噴射量を変更しているが、内燃機関に作用する負荷トルクへ影響を及ぼす因子はエアコンディショナ以外にも多数存在する。たとえば、冷却水温度、潤滑油温度等によって変化するフリクショントルク、変速段によって変化する変速機の引き摺りトルク、さらに、経時変化によって変化するフリクショントルク等の因子も内燃機関に作用する負荷トルクへ影響を与える。
【０００４】
したがって、エアコンディショナのオン、オフのみを考慮して燃料カット復帰回転速度や燃料カット復帰時の燃料噴射量を設定しても、燃料カット領域の拡大や燃料カット復帰時のエンジンストール抑制を最適に実施するには不充分であり、改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、内燃機関に作用する負荷トルクに応じて燃料カット復帰回転速度あるいは燃料カット復帰時に内燃機関が発生する出力トルクを制御することにより、負荷トルクの変化があっても、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット領域の拡大あるいは燃料噴射量の低減が可能な内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、機関回転速度が燃料カット復帰回転速度を超えている車両の減速時に燃料カットを実行する内燃機関の燃料供給制御装置において、内燃機関の出力トルクを検出するトルク検出手段と、トルク検出手段により検出された出力トルクから燃料カット中に内燃機関に作用する負荷トルクを求める手段と、負荷トルクに基づいて前記燃料カット復帰回転速度を求める手段と、を備え、機関回転速度が燃料カット復帰回転速度より低下すると燃料カットを停止することを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置によって達成される。
【０００７】
この構成によれば、車両の減速時に機関回転速度が燃料カット復帰回転速度を超えている状態では燃料カットが実行され、機関回転速度が燃料カット復帰回転速度より低下すると燃料カットを停止する。そして、内燃機関の出力トルクから燃料カット中に内燃機関に作用する負荷トルクが求められ、この負荷トルクに基づいて燃料カット復帰回転速度が求められる。燃料カット復帰回転速度は内燃機関に作用する負荷トルクに応じた値に設定されるので、燃料カット復帰回転速度を負荷トルクの変化が発生しても最適な値にすることが可能になり、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット復帰回転速度を小さな値とすることができ、燃料カット領域を拡大できる。
【０００８】
また、上記構成において、燃料カット復帰回転速度を負荷トルクと目標アイドル回転速度に基づいて求めることができる。これによれば、燃料カット復帰回転速度を目標アイドル回転速度も考慮して設定することができるので、より適切に燃料カット復帰回転速度を設定できる。
【０００９】
さらに、上記目的は、車両の減速時に燃料カットを実行する内燃機関の燃料供給制御装置において、内燃機関の出力トルクを求めるトルク検出手段と、燃料カットからの復帰時に内燃機関に作用する負荷トルクを出力トルクから算出する手段と、負荷トルクと目標アイドル回転速度に基づいて燃料カットからの復帰時に内燃機関が発生すべき発生出力トルク量を求める手段と、燃料カットからの復帰時に発生出力トルク量を発生させる手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置によって達成される。
【００１０】
この構成によれば、車両の減速時に燃料カットが実行され、内燃機関の出力トルクから燃料カット復帰時に内燃機関に作用する負荷トルクが求められる。この負荷トルクと目標アイドル回転速度に基づいて燃料カットからの復帰時に内燃機関が発生すべき発生出力トルク量が求められ、燃料カットからの復帰時には発生出力トルク量に応じた出力トルクが内燃機関から出力される。すなわち、燃料カット復帰時に内燃機関が発生する出力トルクは、内燃機関に作用する負荷トルクと目標アイドル回転速度に応じた量に設定されるので、負荷トルクの変化が発生しても燃料カット復帰時の内燃機関出力トルクを最適な値にすることが可能になる。したがって、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット復帰時の内燃機関出力トルクを、しいては燃料噴射量を小さな値とすることができ、燃費を向上することができる。
【００１１】
なお、上記構成において、発生出力トルク量を内燃機関に供給される空気量とすることができる。
【００１２】
上記各構成において、負荷トルクは、燃料カット中の出力トルクと機関回転速度に応じて設定された標準トルクとの偏差に基づいて求めることができる。たとえば、冷却水温、潤滑油温が所定温度におけるエアコンディショナがオフ状態でアクセル開度が０のときの内燃機関に作用するトルクを標準トルクとして機関回転速度毎にマップ等に記憶しておき、この標準トルクと出力トルクの偏差を負荷トルクとすることができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態が適用される内燃機関１の概略図を示し、周知のとおり、燃料噴射弁２から噴射された燃料は吸気通路３内に設けたスロットル弁４を通過して流入する空気と混合気を形成し、混合気は燃焼室内において点火栓５により点火され燃焼して、排気通路６から排出される。７は排気ガス再循環通路であり、排気ガス再循環制御弁８により排気ガス再循環量が制御される。また、この内燃機関１は周知の吸気弁開閉タイミング可変機構９を備えており、吸気バルブタイミングを制御することが可能である。１０は排気通路６に設けた三元触媒であり、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの三成分を同時に浄化する。
【００１５】
ＥＣＵ（電子制御ユニット）１１は、周知のように、ＣＰＵ（中央演算ユニット）、Ｉ／Ｏポート、バス、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成されており、内燃機関回転速度センサ１２、吸入空気量センサ１３およびアクセル開度センサ１４等の各種センサの入力信号に応じて所定の演算を実行し、燃料噴射弁２、スロットル弁４、点火栓５、排気ガス再循環制御弁８及び吸気弁開閉タイミング可変機構９へ駆動信号を出力する。１５は機関出力トルクを検出するトルクセンサであって、例えば、機関出力軸のねじれを検出する磁歪式トルクセンサから構成され、検出された出力トルクに応じた信号がＥＣＵ１１に入力される。
【００１６】
図２はＥＣＵ１１で実行される燃料噴射量制御およびスロットル弁開度制御のフローチャートであり、まずステップＳ２０で、回転速度センサ１２、吸入空気量センサ１３、アクセル開度センサ１４等の各入力信号を読み取る。ステップＳ２１では、周知のように、内燃機関１への燃料噴射量Ｑが吸入空気量Ｇａおよび回転速度ＮＥの関数としてＱ＝ｆ（Ｇａ、ＮＥ）＊ｋ＊ＦＡＦにより演算される。ｋは低温時補正、加速時補正等の補正係数である。ＦＡＦはフィードバック補正係数であり、排気通路６に設けた空燃比センサー（あるいは酸素濃度センサー）の信号に基づいて空燃比を所定の値（例えば、理論空燃比）にフィードバックするための係数である。
【００１７】
次にステップＳ２２で、後述の図３のフローチャートでセットされる燃料カットフラグＦｆｃが１であるか否かを判断し、肯定判断されると（燃料カット中であると）ステップＳ２３に進み、否定判断されると（燃料カット中でないと）ステップＳ２３を迂回してステップＳ２４に進む。ステップＳ２３では、燃料カット中であるので、燃料噴射量Ｑを０（ゼロ）としてステップＳ２４に進む。
【００１８】
ステップＳ２４では、アクセル開度（アクセルペダル開度）ＡＣＣＰに基づきスロットル開度ＴＡを演算する。スロットル開度ＴＡは、たとえば、ＴＡ−ＡＣＣＰの関係を予め定めたマップにより演算される。続いて、ステップＳ２５でアクセル開度ＡＣＣＰが０（ゼロ）か否かが判断される。アクセル開度ＡＣＣＰが０である場合は、ステップＳ２６でスロットル開度ＴＡをアイドル開度であるＴＡｉｓｃに設定する。アクセル開度ＡＣＣＰが０でない場合は、ステップＳ２６を迂回してステップＳ２７へ進む。
【００１９】
ステップＳ２７では、演算された燃料噴射量Ｑおよびスロットル開度ＴＡを出力し、この値に基づき燃料噴射弁２およびスロットル弁４が駆動制御される。このように、燃料噴射量Ｑおよびスロットル開度ＴＡが制御されることにより、燃料カット中は燃料噴射量Ｑが０とされて内燃機関１への燃料供給が停止され、アクセル開度ＡＣＣＰが０のとき、すなわち、車両の減速時あるいあアイドリング時にはスロットル開度ＴＡがアイドル開度ＴＡｉｓｃに設定される。
【００２０】
図３は燃料カット制御を示すフローチャートであり、まず、ステップＳ３０１でアクセル開度ＡＣＣＰが０（ゼロ）か否か、すなわち、アクセルペダルが踏み込まれていないか否かが判断される。アクセルペダルが踏み込まれておりアクセル開度ＡＣＣＰが０でないと判断されると、ステップＳ３０２に進んで、燃料カットフラグＦｆｃをリセットする（Ｆｆｃを０とする）。アクセルペダルが踏み込まれていない場合は、アクセル開度ＡＣＣＰ＝０となるのでステップＳ３０３へ進み、燃料カットフラグＦｆｃがセットされているか否か（Ｆｆｃが１であるか否か）を判断する。ステップＳ３０３が最初に処理されるときはＦｆｃ＝０であるので、ステップＳ３０４に進んで回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＴ以上か否かが判断される。ステップＳ３０４で否定判断されるとそのままこのルーチンを終了し、肯定判断されるとステップＳ３０５で燃料カットフラグＦｆｃをセットする（Ｆｆｃを１とする）。
【００２１】
すなわち、アクセルペダルが踏み込まれている場合あるいはアクセル開度ＡＣＣＰ＝０となったときが回転速度ＮＥ＜燃料カット回転速度ＮＴである場合は、燃料カットフラグＦｆｃが０とされるので、図２のステップＳ２１で算出された燃料噴射量Ｑに応じた燃料が内燃機関１に供給される。また、アクセル開度ＡＣＣＰ＝０且つ回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＴ以上の減速時には、ステップＳ３０５で燃料カットフラグＦｆｃが１とされて、図２のステップＳ２３で燃料噴射量Ｑが０に設定され内燃機関１への燃料供給が停止され、減速時の燃料カットが実行される。
【００２２】
ステップＳ３０５で燃料カットフラグＦｆｃが１とされると、ステップＳ３０３で肯定判断され、ステップＳ３０６へ進み標準トルクＴｔを算出する。標準トルクＴｔは、現在の回転速度ＮＥに応じてマップから求められる。具体的には、冷却水温、潤滑油温が所定温度におけるエアコンディショナがオフ状態でアクセル開度ＡＣＣＰ＝０のとき（この状態を標準状態という）におけるの内燃機関１に作用するトルクを回転速度ＮＥ毎に予め実験で求め、この値を標準トルクＴｔとして機関回転速度ＮＥ毎にマップに記憶しておく。そして、このマップから現在の回転速度ＮＥに基づいて標準トルクＴｔを読み出す。なお、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬがエアコンディショナのオン、オフの状態あるいは冷却水温等で異なるため、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬの値によって標準トルクＴｔが大きく変化する内燃機関では、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬも考慮して予め実験で標準トルクＴｔを求めマップとして記憶しておき、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬと回転速度ＮＥから標準トルクＴｔを算出するようにしてもよい。
【００２３】
ステップＳ３０７では、トルクセンサ１５で検出された出力トルクＴＥとステップＳ３０６で算出された標準トルクＴｔの偏差を、トルク偏差ΔＴ＝Ｔｔ−ＴＥとして算出する。このトルク偏差ΔＴは、標準状態で内燃機関１に作用する負荷トルクと現在の負荷トルクの偏差を表すことになる。続いて、ステップＳ３０８で、トルク偏差ΔＴに基づいて燃料カット復帰回転速度ＮＲを算出する。燃料カット復帰回転速度ＮＲは、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬとトルク偏差ΔＴに基づき予めマップに記憶されている値を読み出すことにより算出される。具体的には、燃料カットの復帰から目標アイドル回転速度ＮＩＤＬに至る過程の回転速度挙動が適正に推移できるよう、トルク偏差ΔＴが大きい場合（標準トルクＴｔより出力トルクＴＥの方が負の方向に大きい場合）には、燃料カット復帰回転速度ＮＲが高く設定される。また、目標アイドリング回転速度ＮＩＤＬが高いほど燃料カット復帰回転速度ＮＴが高く設定される。
【００２４】
ステップＳ３０９では、スロットル弁４のアイドル開度Ｔｉｓｃを算出する。アイドル開度Ｔｉｓｃは、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬとトルク偏差ΔＴに基づき予めマップに記憶されている値を読み出すことにより算出される。具体的には、燃料カット復帰後に目標の出力トルク特性（たとえば、標準トルクＴｔ）に機関出力トルクを制御するために必要な吸入空気量Ｇａｉｓｃ（吸入空気量Ｇａによって燃料噴射量Ｑが決定するので、結果的には燃料噴射量Ｑ）が得られるスロットル開度であり、トルク偏差ΔＴが大きい場合（標準トルクＴｔより出力トルクＴＥの方が負の方向に大きい場合）には、アイドル開度Ｔｉｓｃが大きく設定される。また、目標アイドル回転速度ＮＩＤＬが高いほどアイドル開度Ｔｉｓｃが大きく設定される。
【００２５】
次に、ステップＳ３１０で、回転速度ＮＥが燃料カット復帰回転速度ＮＲ以下か否かが判断され、ＮＥ＞ＮＲで否定判断されると燃料カットを継続する。回転速度ＮＥが燃料カット復帰回転速度ＮＲ以下となり肯定判断されると、ステップＳ３１１に進んで燃料カットフラグＦｆｃをリセットし（Ｆｆｃを０とし）て燃料カットを停止（復帰）する。
【００２６】
次に作用を説明する。
【００２７】
車両の減速時、すなわちアクセル開度ＡＣＣＰ＝０のときに回転速度ＮＥが燃料カット回転速度ＮＴ以上の場合にはステップＳ３０５で燃料カットフラグＦｆｃが１とされ、ステップＳ２３で燃料噴射量Ｑが０とされて燃料カットが実行される。この燃料カット中にステップＳ３０６およびステップＳ３０７で標準トルクＴｔと出力トルクＴＥからトルク偏差ΔＴが算出される。トルク偏差ΔＴは標準状態で内燃機関１に作用する負荷トルクと現在の負荷トルクの偏差を表すことになる。そして、ステップＳ３０８でトルク偏差ΔＴに基づいて燃料カット復帰回転速度ＮＲが算出され、この燃料カット復帰回転速度ＮＲより回転速度ＮＥが低下すると燃料カットを停止する（ステップＳ３１０、Ｓ３１１）。
【００２８】
すなわち、図４に示すように、燃料カット中に内燃機関１に作用する負荷トルクが大きくトルク偏差ΔＴが大きい場合は燃料カット復帰回転速度ＮＲが高く設定され、また、負荷トルクが小さくトルク偏差ΔＴが小さい場合は燃料カット復帰回転速度ＮＲが小さく設定される。これにより、負荷トルクが変化してもエンジンストールを確実に抑制可能で且つ可能な限り低い値の燃料カット復帰回転速度ＮＲの設定が可能となり、燃料カット領域を拡大でき燃費を向上することができる。このように、燃料カット復帰回転速度ＮＲを内燃機関１に作用する負荷トルクに応じて設定しているので、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット復帰回転速度を低い（小さな）値とすることができ、燃料カット領域を拡大でき燃費を向上できる。
【００２９】
ステップＳ３０９では、スロットル弁４のアイドル開度Ｔｉｓｃが目標アイドル回転速度ＮＩＤＬとトルク偏差ΔＴに基づき算出され、このアイドル開度ＴｉｓｃはステップＳ２５およびステップＳ２５によって減速時（アクセル開度ＡＣＣＰ＝０のとき）のスロットル開度ＴＡとされる。アイドル開度Ｔｉｓｃは、燃料カット復帰後に目標の出力トルク特性（たとえば、標準トルクＴｔ）に機関出力トルクを制御するために必要な吸入空気量Ｇａｉｓｃ（吸入空気量Ｇａによって燃料噴射量Ｑが決定するので、結果的には燃料噴射量Ｑ）が得られるスロットル開度であり、トルク偏差ΔＴが大きい場合には大きく設定され、トルク偏差ΔＴが小さい場合は小さく設定される。ここで、トルク偏差ΔＴは燃料カット中に継続的に算出されので、燃料カット復帰時におけるアイドル開度Ｔｉｓｃは、結局、燃料カット復帰時におけるトルク偏差ΔＴ、すなわち、燃料カット復帰時に内燃機関１に作用する負荷トルクに応じた値に設定されることになる。
【００３０】
したがって、負荷トルクが大きい場合にはアイドル開度Ｔｉｓｃが大きい値に設定され、燃料カット復帰後に大きな負荷トルクに対抗し得る大きな機関出力を発生し、図４に示すように、標準トルクＴｔ（目標の出力トルク特性）に沿って目標アイドル回転速度ＮＩＤＬに収束するのでエンジンストールを確実に抑制できる。また、負荷トルクが小さい場合にはアイドル開度Ｔｉｓｃが小さい値に設定され、燃料カット復帰後に小さな負荷トルクに対して充分な機関出力を発生し、図４に示すように、標準トルクＴｔに沿って目標アイドル回転速度ＮＩＤＬに収束する。したがって、負荷トルクの変化があっても、燃料カット復帰後に必要最小限の燃料噴射量でエンジンストールを抑制することが可能となり、燃費を向上することができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、標準トルクＴｔと出力トルクＴＥの偏差であるトルク偏差ΔＴに基づいて燃料カット復帰回転速度ＮＲを算出していたが、トルク偏差ΔＴに代えて出力トルクＴＥ（すなわち、燃料カット中の内燃機関１に作用する負荷トルク）を用いて燃料カット復帰回転速度ＮＲを算出してもよい。具体的には、燃料カット復帰回転速度ＮＲを目標アイドル回転速度ＮＩＤＬと出力トルクＴＥ（負荷トルク）に基づき予めマップに記憶されている値を読み出すことにより算出し、燃料カットの復帰から目標アイドル回転速度ＮＩＤＬに至る過程の回転速度挙動を適正に推移できるよう、出力トルクＴＥが（負の方向に）大きい場合には、燃料カット復帰回転速度ＮＲが高く設定される。
【００３２】
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で各種の変形が可能なことは当業者なら容易に理解できるであろう。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、内燃機関に作用する負荷トルクに応じて燃料カット復帰回転速度あるいは燃料カット復帰時に内燃機関が発生する出力トルクを制御しているので、負荷トルクの変化があっても、エンジンストールを抑制しつつ燃料カット領域の拡大あるいは燃料噴射量の低減が可能となり、燃費を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態が適用される内燃機関の概略図
【図２】燃料噴射量およびスロットル弁開度制御のフローチャート
【図３】燃料カット制御を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態を作用を示す図
【符号の説明】
１：内燃機関
２：燃料噴射弁
４：スロットル弁
１４：アクセル開度センサ
１５：トルクセンサ
【図１】
2004076696.tif 000003
【図２】
2004076696.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004076696.tif 000006