(57)【要約】【課題】アクセル操作量に応じた目標スロットル開度を設定する手段、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に制御する手段、を備える車両の内燃機関において、減速時のエンストを防止するため、燃料カット解除タイミングおよび吸気流量の最適化を実現する。【解決手段】エンジン回転数の減速度△Ｎを算出する手段（S1〜S4）、減速度△Ｎに応じた燃料カット解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段（S6）、エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると燃料カットを解除する手段（S7，S10）、減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度をスロットル弁の開度に加える補正を行う手段（S5）、燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を所定時間だけ保持する手段（S12〜S14）、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル操作量に応じた目標スロットル開度を設定する手段、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に制御する手段、を備える車両の内燃機関において、エンジン回転数の減速度△Ｎを算出する手段、減速度△Ｎに応じた燃料カット解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段、エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると燃料カットを解除する手段、減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度をスロットル弁の開度に加える補正を行う手段、燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を所定時間だけ保持する手段、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
減速度△Ｎに応じた燃料カット解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段は、減速度△Ｎに応じた排気ブレーキ解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段、エンジン回転数が排気ブレーキ解除回転数に達すると排気ブレーキを解除する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【請求項３】
エンジン回転数の減速度△Ｎを算出する手段は、燃料カットが行われる減速状態を検出すると所定時間の経過後に減速度△Ｎの算出条件が成立かどうかを判定する手段、その条件成立の判定を受けると減速度△Ｎの算出を開始する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【請求項４】
燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を所定時間だけ保持する手段は、所定時間が経過すると燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を徐々に０へ縮小する積分減衰処理を行う手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【請求項５】
エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると燃料カットを解除する手段は、エンジン回転数との比較値に燃料カット解除時の燃料カット解除回転数を所定時間だけ保持する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係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、車両に搭載される内燃機関において、減速時の燃料カット解除タイミングおよび吸気流量を最適化するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置において、減速状態に応じて吸気流量および点火時期を補正することにより、アイドル戻り時の回転変動を抑えるようにしたものが開度される（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１４８４０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の場合、スロットル開度＝０（全閉）の減速状態において、エンジン回転数および減速度に応じた補正開始回転数が設定され、エンジン回転数が補正開始回転数以下になると、減速度に応じて吸気流量を増量側に補正する一方、同じく点火時期を進角側に補正するのである。
【０００４】
吸気流量は、ISC（アイドル・スピード・コントロール）バルブを開くことにより補正される。燃料カットは、エンジン回転数が補正開始回転数以下になると解除されるが、スロットル弁をバイパスする吸気流量に相応する燃料量が供給されるに過ぎないため、減速状態によっては、急激な回転低下に燃料復帰が遅れ、トルク不足によりエンジン回転が失速（エンスト）する可能性が考えられる。
【０００５】
この発明は、このような解決すべき課題に対処しえる有効な手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、アクセル操作量に応じた目標スロットル開度を設定する手段、スロットル弁の開度を目標スロットル開度に制御する手段、を備える車両の内燃機関において、エンジン回転数の減速度△Ｎを算出する手段、減速度△Ｎに応じた燃料カット解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段、エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると燃料カットを解除する手段、減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度をスロットル弁の開度に加える補正を行う手段、燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を所定時間だけ保持する手段、を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明における、減速度△Ｎに応じた燃料カット解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段は、減速度△Ｎに応じた排気ブレーキ解除回転数をエンジン回転数との比較値に設定する手段、エンジン回転数が排気ブレーキ解除回転数に達すると排気ブレーキを解除する手段、を備えることを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明における、エンジン回転数の減速度△Ｎを算出する手段は、燃料カットが行われる減速状態を検出すると所定時間の経過後に減速度△Ｎの算出条件が成立かどうかを判定する手段、その条件成立の判定を受けると減速度△Ｎの算出を開始する手段、を備えることを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明における、燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を所定時間だけ保持する手段は、所定時間が経過すると燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度を徐々に０へ縮小する積分減衰処理を行う手段、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明における、エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると燃料カットを解除する手段は、エンジン回転数との比較値に燃料カット解除時の燃料カット解除回転数を所定時間だけ保持する手段、を備えることを特徴とする請求項１の記載に係る内燃機関の制御装置。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、燃料カットが行われる減速状態においては、減速度△Ｎの算出に基づいて、その算出値に応じた燃料カット解除回転数がエンジン回転数との比較値に設定される。その一方、減速度△Ｎの算出値に応じたスロットル補正開度をスロットル弁の開度に加える補正が行われるのである。スロットル開度補正に基づいて、スロットル弁は、全閉状態からその補正開度に開かれるので、吸気流量を効率よく増大させることができる。エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると、燃料カットの解除と共にそのときの減速度△Ｎの算出値に応じたスロットル補正開度にスロットル弁の開度が所定時間だけ保持されるため、エンジン回転数の減速度△Ｎに応じた適正な燃料カット解除タイミングおよびその前後に亘る適正な吸気流量が得られるようになり、エンジン回転数の低下が急な減速状態においても、トルク不足によるエンジン回転の失速（エンスト）を効果的に防止できる。燃料カット解除時のスロットル補正開度が所定時間だけ保持されるので、エンジン回転数の急速な低下を抑えて安定化させることができるのである。
【００１２】
第２の発明によれば、排気ブレーキが作動する減速状態においても、エンジン回転数の減速度△Ｎに応じた適正な燃料カット解除タイミングおよびその前後に亘る適正な吸気流量が得られるようになり、トルク不足によるエンジン回転の失速（エンスト）を効果的に防止できる。
【００１３】
第３の発明によれば、燃料カットが行われる減速状態への移行時は、その直後にエンジン回転数の大きく変動する可能性があるので、所定時間の経過を待って減速度△Ｎの算出を行うことにより、減速状態を正しく反映する減速度△Ｎに基づいて、燃料カット解除タイミングおよびスロットル開度補正を制御しえるようになる。
【００１４】
第４の発明によれば、燃料カット解除時の減速度△Ｎに応じたスロットル補正開度の保持時間が経過すると、積分減衰処理により、スロットル補正開度が徐々に０へ縮小するので、スロットル開度補正解除時における、エンジン回転数の変動も小さく抑えられる。
【００１５】
第５の発明によれば、エンジン回転数との比較値に燃料カット解除時の燃料カット解除回転数が所定時間だけ保持されるので、所定時間が経過するまでの間は、燃料カット解除回転数の設定が繰り返されることがなく、燃料カット解除の安定した制御が得られるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１において、10は車両に搭載されるエンジンであり、燃料にCNG（圧縮天然ガス）が使用される。エンジン10の吸気通路15にスロットル弁11が介装され、その上流に燃料供給装置17のノズル12が配置される。スロットル弁11は、エンジン10への吸気流量を制御するものであり、駆動手段13（直流式または交流式のモータ）により開閉される。14はアイドル運転時のエンジン回転を目標アイドル回転に制御するISC（アイドル・スピード・コントロール）バルブであり、スロットル弁11をバイパスする吸気通路16に介装される。
【００１７】
燃料供給装置17は、ガスボンベ（図示せず）からノズル12へ燃料（CNG）を供給する配管が備えられ、配管に低圧燃料遮断弁18およびガス制御弁19（噴射弁）のほか、図示しないが、ガスボンベから低圧燃料遮断弁18への順に高圧燃料遮断弁，ガスレギュレータが介装される。高圧燃料遮断弁，低圧燃料遮断弁18、はエンジン回転検出により開弁する一方、イグニッションスイッチのOFFにより閉弁するように制御される。ガスレギュレータは、高圧燃料を所定の低圧燃料に調圧（減圧）するものであり、ガス制御弁19は、空燃比が略一定の混合気を生成するべく、ノズル12への低圧燃料の供給量（噴射量）を運転状態に応じて制御するものである。
【００１８】
20はエンジンの点火プラグであり、混合気はエンジン10の気筒（シリンダ）に吸入され、点火プラグ20により、圧縮行程の死点付近で点火される。点火プラグ20は、運転状態に応じた最適な点火時期に制御される。
【００１９】
エンジン10の排気通路21に排気シャッタ（図示せず）が介装される。排気シャッタは、排気ブレーキの作動時に排気通路21を閉じる（絞る）ものであり、その駆動手段22にエアシリンダが備えられる。エアシリンダ22は電磁弁23を介してエアタンクに接続され、電磁弁23が給気側に切り替わると、エアタンクからの圧縮空気により、排気シャッタを閉じる一方、電磁弁23が排気側に切り替わると、リターンスプリングの付勢力により、排気シャッタを開くように作動する。
【００２０】
スロットル弁11（駆動手段13），ガス制御弁19，等を制御するのがエンジンコントロールユニット30であり、クランク角およびエンジン回転数を検出するクランク角センサ31，アクセルペダルの踏み量（アクセル操作量）を検出するアクセル開度センサ32，スロットル弁11下流の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ（図示せず），排気の空燃比を検出する空燃比センサ（図示せず）、車速を検出する車速センサ33，ブレーキペダルが踏まれるとONするブレーキスイッチ34，図示しない排気ブレーキスイッチ（排気ブレーキの効く減速モードと効かない減速モードを選択するための入力操作手段）、が設けられる。
【００２１】
エンジンコントロールユニット30においては、アクセルペダルの踏み量（アクセル開度）に応じた目標スロットル開度にスロットル弁11の開度（スロットル開度）を制御する手段（電制スロットルと略称する）、ガス制御弁19，低圧燃料遮断弁18，高圧燃料遮断弁を既述のように制御する手段、アイドル運転時のエンジン回転数を目標アイドル回転に維持するようにISCバルブ14の開度を制御する手段、を備える。ガス制御弁19の燃料噴射量は、吸気圧力センサの検出信号およびクランク角センサ31の検出信号（エンジン回転数）に応じた基本噴射量と、空燃比センサの検出信号と目標空燃比との偏差に基づくフィードバック補正量と、から決定される。
【００２２】
減速時の燃料カット解除タイミングおよび吸気流量を適正に制御するため、減速度算出手段41，電制スロットル開度補正制御手段42，燃料カット解除制御手段43，排気ブレーキ解除制御手段44、が設定される。エンジンコントロールユニット30においては、エンジンブレーキの作動条件が成立すると燃料供給装置17の低圧燃料遮断弁18をOFF（閉弁）する燃料カットを制御する手段（図示せず）、排気ブレーキの作動条件が成立すると燃料供給装置の低圧燃料遮断弁をOFF（閉弁）する燃料カットと共に排気シャッタを閉じる排気ブレーキの作動を制御する手段（図示せず）、を備える。
【００２３】
減速度算出手段41は、所定の算出条件が成立すると、クランク角センサ31の検出信号（エンジン回転数）に基づいて、減速度△Ｎ＝前回のエンジン回転数−今回のエンジン回転数を算出する。エンジン回転数の細かな変動を平滑化するため、移動平均化処理（減速度△Ｎの積分値／演算回数を求める）を行うと良い。
【００２４】
燃料カット解除制御手段43は、排気ブレーキスイッチのOFF時に減速度△Ｎの算出値（減速度算出手段41の出力）を受けると、減速度△Ｎをパラメータに設定される燃料カット解除回転数のマップ（図３のａ、参照）から、減速度△Ｎの算出値に対応する燃料カット解除回転数を求め、エンジン回転数との比較値に設定する。そして、燃料供給装置17の低圧燃料遮断弁18がOFF（閉弁）の燃料カット中において、エンジン回転数が比較値に設定の燃料カット解除回転数に達する（エンジン回転数＝燃料カット解除回転数になる）と、低圧燃料遮断弁18のON（開弁）により、燃料カットを解除するのである。
【００２５】
排気ブレーキ解除制御手段44は、排気ブレーキスイッチのON時に減速度△Ｎの算出値（減速度算出手段41の出力）を受けると、減速度△Ｎをパラメータに設定される排気ブレーキ解除回転数のマップから、減速度△Ｎの算出値に対応する排気ブレーキ解除回転数を求め、エンジン回転数との比較値に設定する。そして、燃料供給装置17の低圧燃料遮断弁18がOFFかつ電磁弁23が給気側の排気ブレーキ中において、エンジン回転数が比較値に設定の排気ブレーキ解除回転数に達する（エンジン回転数＝排気ブレーキ解除回転数になる）と、低圧燃料遮断弁18のON（開弁）および電磁弁23の排気側への切り替えにより、排気ブレーキを解除するのである。
【００２６】
電制スロットル開度補正制御手段42は、減速度△Ｎの算出値（減速度算出手段41の出力）を受けると、減速度△Ｎをパラメータに設定されるスロットル補正開度のマップ（図３のｂ、参照）から、減速度△Ｎの算出値に対応するスロットル補正開度を求め、その補正開度にスロットル弁11を開くように駆動手段13への出力を制御する。エンジン回転数が燃料カット解除回転数または排気ブレーキ解除回転数に達すると、そのときの減速度△Ｎに対応するスロットル補正開度に基づくスロットル開度を所定時間（TTVODNENST）だけ保持する一方、所定時間（TTVODNENST）が経過すると、その補正開度を一定の割合で徐々に０へ縮小させる積分減衰処理を行うのである。
【００２７】
図２は、エンジンコントロールユニット30の減速制御を説明するフローチャートである。S1においては、アクセル開度≦所定値（APSDLYDN）かどうか、を判定する。所定値（APSDLYDN）は、アクセル開度が０％のスロットル全閉状態を判定するための基準値である。S1の判定がyesのときは、S2へ進み、タイマにより、所定時間（TDLYDNAPS）の経過を計測する。所定時間（TDLYDNAPS）については、アクセル開度がスロットル全閉状態へ戻されると、その直後にエンジン回転数が大きく変動する可能性が高いため、その期間が過ぎるのを待つための設定（ディレイ時間）である。S2において、所定時間が経過すると、S3へ進み、減速度△Ｎの算出条件が成立かどうか、を判定する。つまり、エンジン回転数の急減速が予測される状況かどうか、エンジン回転数≧所定値（NDNENST）かつアクセル開度≦所定値（APSDNENST）かつ車速≧所定値（SPDDNENST）かつブレーキスイッチ＝ONかどうか、を判定するのである。
【００２８】
S3の判定がyesのときは、S4へ進み、減速度△Ｎを移動平均化処理により算出する。S5においては、マップ（図３のｂ、参照）の検索処理により、減速度△Ｎに対応するスロットル補正開度を求め、その補正開度にスロットル弁11を開くように制御する。
【００２９】
排気ブレーキスイッチがOFFのときは、S4からS6へ進み、マップ（図３のａ）の検索処理により、減速度△Ｎに対応する燃料カット解除回転数を求め、エンジン回転数との比較値に設定する。S7においては、エンジン回転数＝燃料カット解除回転数かどうか、を判定する。S7の判定がyesのときは、S10へ進む一方、S7の判定がnoのときは、S6へ戻る。S10においては、低圧燃料遮断弁18のON（開弁）により、燃料カットを解除する。S11においては、タイマにより、所定時間（燃料カット解除回転数の保持時間）の経過を計測する。その後、所定時間が経過すると、RETURNへ至る。
【００３０】
排気ブレーキスイッチがONのときは、S4からS8へ進み、マップ（図示しない）の検索処理により、減速度△Ｎに対応する排気ブレーキ解除回転数を求め、エンジン回転数との比較値に設定する。S9においては、エンジン回転数＝排気ブレーキ解除回転数かどうか、を判定する。S9の判定がyesのときは、S10へ進む一方、S9の判定がnoのときは、S8へ戻る。S10においては、燃料カットの解除（低圧燃料遮断弁18のON）と共に排気シャッタを開く（電磁弁23を排気側に切り替える）ことにより、排気ブレーキを解除する。S11においては、タイマにより、所定時間（排気ブレーキ解除回転数の保持時間）の経過を計測する。その後、所定時間が経過すると、RETURNへ至る。
【００３１】
S12においては、燃料カット解除または排気ブレーキ解除（S7の判定がyesまたはS9の判定がyes）かどうかを判定する。S12の判定がyesのときは、S13へ進む一方、S12の判定がnoのときは、S5へ戻る。S13においては、燃料カット解除時または排気ブレーキ解除時の減速度△Ｎに対応するスロットル補正開度を求める。S14においては、マップ（図３のｃ、参照）から、燃料カット解除時または排気ブレーキ解除時の減速度△Ｎに対応する所定時間（TTVODNENST）を求め、燃料カット解除時または排気ブレーキ解除時の減速度△Ｎに対応するスロットル補正開度に基づくスロットル開度を燃料カット解除時または排気ブレーキ解除時の減速度△Ｎに対応する所定時間（TTVODNENST）だけ保持する。S15においては、所定時間（TTVODNENST）が経過すると、マップ（図３のｄ、参照）から、燃料カット解除時または排気ブレーキ解除時の減速度△Ｎに対応する減衰量（DITVODNENST/20ms）を求め、保持するスロットル補正開度を減衰量（DITVODNENST/20ms）の割合で徐々に０へ縮小する積分減衰処理を行う。S16においては、補正開度≦０かどうか、を判定する。S16の判定がnoのときは、S15へ戻る一方、S16の判定がyesのときは、RETURNへ至るのである。
【００３２】
図２において、S1〜S4は、図１の減速度算出手段41、S5→S12〜S16は、図１の電制スロットル補正制御手段42、S6，S7→S10，S11は、図１の燃料カット解除制御手段43、S8〜S11は、図１の排気ブレーキ解除制御手段44、を構成するものである。
【００３３】
図３は、エンジンコントロールユニット30の減速制御を説明するため、減速時のエンジン回転数，その減速度△Ｎ，アクセル開度、の変化を例示するタイミングチャートである。アクセル開度がスロットル全閉状態に戻されると、「アクセルOFF」の時点から減速制御が開始される。減速度△Ｎの算出は、ディレイ時間の設定により、「アクセルOFF」直後の回転変動が収まるのを待って行われる。ディレイ時間が経過すると、減速度△Ｎの算出条件が成立かどうか判定され、その成立時に減速度△Ｎが移動平均化処理により算出されるのである。
【００３４】
「△Ｎの算出」に基づいて、マップａの検索処理により、減速度△Ｎの算出値に対応する燃料カット解除回転数が設定される。エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると、燃料カットが解除され、そのときの燃料カット解除回転数が所定時間（「燃料カット解除回転保持時間」）だけ保持される。その一方、「△Ｎの算出」に基づいて、マップｂの検索処理により、減速度△Ｎの算出値に対応するスロットル補正開度が設定される。スロットル弁11はその補正開度に制御され、エンジン回転数が燃料カット解除回転数に達すると、そのときの減速度△Ｎの算出値に対応するスロットル補正開度に所定時間（「スロットル開度補正保持時間）だけ保持される。「スロットル開度補正保持時間」が経過すると、燃料カット解除時のスロットル補正開度を所定の割合（減衰量）で縮小する「積分減衰」がスロットル補正開度≦０となるまで行われるのである。「スロットル開度補正保持時間」は、マップｃの検索処理により、「積分減衰」の単位時間あたりの減衰量は、マップｄの検索処理により、燃料カット解除時の減速度△Ｎの算出値に応じて設定される。
【００３５】
このような構成により、減速度△Ｎの算出条件が成立する減速状態において、スロットル弁11は、全閉状態から補正開度に開かれるので、吸気流量を効率よく増大させることができるのである。また、エンジン回転数の減速度△Ｎが大きくなる程、燃料カット解除時のエンジン回転数が高くなり、減速度△Ｎが大きくなる程、スロットル補正開度も大きくなるため、適正な燃料カット解除タイミングおよび必要かつ十分な吸気流量が得られるようになり、エンジン回転数の低下が急な減速状態においても、トルク不足によりエンジン回転が失速する（エンストに至る）のを効果的に防止できる。
【００３６】
図３の場合、スロットル開度は、燃料カット解除前から補正され、燃料カット解除時から補正する場合に較べると、燃料カット解除時の吸気圧力が高くなり、必要な燃料噴射量を応答よく供給しえるため、エンジン回転数の急速な低下を適確に抑えられるのである。また、燃料カット解除時のスロットル開度が所定時間だけ保持されるので、エンジン回転数の急速な低下を抑えて安定化させることができる。所定時間が経過すると、積分減衰処理により、スロットル補正開度が徐々に０へ縮小するので、スロットル開度補正解除時における、エンジン回転数の変動も小さく抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施形態に係るシステム概要図である。
【図２】同じくコントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【図３】同じく制御内容を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
11  スロットル弁
13  スロットル弁の駆動手段
14  ISCバルブ
17  燃料供給装置
18  低圧燃料遮断弁
19  ガス制御弁（噴射弁）
22  排気ブレーキの駆動手段
23  駆動手段の電磁弁
30  エンジンコントロールユニット
【図１】
2005155538.tif 000003
【図２】
2005155538.tif 000004
【図３】
2005155538.tif 000005