(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の減速運転条件にて機関への燃料供給をカットする燃料カット手段を備える内燃機関において、
前記所定の減速運転条件の成立から前記燃料カット手段による燃料カットの開始を第１の所定時間遅延させる燃料カットディレー手段と、
燃料カットの遅延時間中で、前記所定の減速運転条件の成立から、前記第１の所定時間より短い第２の所定時間経過後に、点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記第１の所定時間を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定する手段と、
前記第２の所定時間を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定する手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料カット制御装置。
【請求項２】
前記点火時期遅角手段は、点火時期を徐々に遅角するものであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料カット制御装置。
【請求項３】
前記点火時期遅角手段は、点火時期の最大遅角量を制限する手段を有していることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の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、内燃機関の燃料カット制御装置に関し、特に燃料カットによるショックの発生を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に内燃機関においては、燃費の向上のため、所定の減速運転条件にて、具体的にはスロットル弁が略全閉で機関回転数が所定の燃料カット回転数より高いことをトリガとして、機関への燃料供給をカットしているが、かかる燃料カットにより、トルク段差を生じて、ショックが発生する。
【０００３】
そこで、特開昭５４−５５２３７号公報や特開平７−１０３０３０号公報に示されているように、所定の減速運転条件の成立から、燃料供給量を徐々に減量して燃料カットに移行することにより、ショックの低減を図ることが提案されている。
しかし、燃料供給量を徐々に減量することにより、空燃比がリーン化して三元領域から外れると、排気性能へのはねかえりが大きくなる。
【０００４】
このため、実際には、所定の減速運転条件の成立から、燃料供給量を減量することなく、所定時間遅延させて、燃料カットに移行すること（燃料カットディレー）により、すなわち、スロットル弁の全閉状態にてブーストの低下に伴ってトルクが減少するのを待ってから燃料カットに移行することにより、燃料カット移行時のトルク段差を極力少なくするようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の燃料カットディレーによってトルク段差を更に少なくするためには、スロットル弁全閉時の空気量（補助空気通路の空気量）を低減するか、遅延時間をより長くしてトルクが充分に減少するのを待つ必要があるが、スロットル弁全閉時の空気量を低減すると、燃料リカバー時の絶対空気量が不足して要求トルクが得られなくなるおそれがあり、また、遅延時間を長くすると、当然に燃料カットのタイミングが遅れて燃費の悪化を招くという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、燃料カットディレー技術を更に改良して、トルクショックの更なる低減と燃料カットによる燃費向上とを両立できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、所定の減速運転条件にて機関への燃料供給をカットする燃料カット手段を備える内燃機関において、前記所定の減速運転条件の成立から前記燃料カット手段による燃料カットの開始を第１の所定時間遅延させる燃料カットディレー手段を設けると共に、燃料カットの遅延時間中で、前記所定の減速運転条件の成立から、前記第１の所定時間より短い第２の所定時間経過後に、点火時期を遅角する点火時期遅角手段を設け、更に、前記第１の所定時間を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定する手段と、前記第２の所定時間を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定する手段とを設けて、内燃機関の燃料カット制御装置を構成する。
【０００８】
すなわち、燃料カットの遅延により、スロットル弁の全閉状態にてトルクが減少するのを待つのみならず、この遅延時間中に点火時期を遅角して、トルクをより効果的に減少させることにより、燃料カット移行時のトルク段差をより少なくして、ショックの発生を防止するのである。
また、高回転側ではスロットル弁が全閉となってからのトルクの減少が比較的急激となることから、短い時間でトルクが減少する。よって、高回転側では第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）を短くし、燃料カットを早めて燃費の向上を図る。
【０００９】
また、前記点火時期遅角手段は、前記所定の減速運転条件の成立から、前記第１の所定時間より短い第２の所定時間経過後に、点火時期を遅角するものであるので、前記所定の減速運転条件の成立から、第２の所定時間後に点火時期を遅角し、第１の所定時間（＞第２の所定時間）後に燃料カットを行わせるわけである。ここで、点火時期の遅角を遅延させるのは、スロットル弁が全閉になると同時に点火時期を遅角すると、その時点でショックが発生することが考えられ、またスロットル弁が全閉となった直後はトルクが比較的大きく減少し、その後のトルクの減少は比較的緩やかであるので、トルクが比較的大きく減少する間は点火時期の遅角を行わず、トルクの減少が比較的緩やかになる時点から点火時期を遅角する方がスムーズになるからである。
【００１０】
また、前記第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定する場合に、前記第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）を機関回転数に依存させて高回転側で短くなるように設定することにより、燃料カットの遅延時間の変更にかかわらず、点火時期の遅角開始から燃料カット開始までの時間、すなわち、遅角している時間を確保して、遅角による効果を確保する。
【００１２】
請求項２に係る発明では、前記点火時期遅角手段は、点火時期を徐々に遅角するものであることを特徴とする。
これにより、点火時期遅角によるショックの発生を防止する。
【００１３】
請求項３に係る発明では、点火時期を徐々に遅角する場合に、前記点火時期遅角手段は、点火時期の最大遅角量を制限する手段を有していることを特徴とする。
これにより、必要以上の遅角によるトルクの落込みを防止する。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、燃料カットの遅延時間中の点火時期の遅角により、燃料カットに先立ってトルクをより効果的に減少させることができ、燃料カット移行時のトルク段差をより少なくして、ショックの発生を防止することができると共に、燃料カットの遅延時間をそれほど長くする必要がなくなるので、燃費の悪化を招くこともないという効果が得られる。
また、第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）を高回転側で短くなるように設定することにより、高回転側で短時間でトルクが減少する分、燃料カットを早めて燃費の向上を図ることができる。
【００１５】
また、燃料カットの遅延時間中の点火時期の遅角を遅延させることにより、スロットル弁の全閉状態でのトルクの減少が比較的緩やかになった後に点火時期を遅角してトルクの減少を補うことで、トルクをより滑らかに減少させることができる。
更に、第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）を第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）にあわせて高回転側で短くなるように設定することにより、遅角している時間を確保することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、点火時期を徐々に遅角することにより、遅角によるショックの発生を防止できる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、点火時期を徐々に遅角する場合に、点火時期の最大遅角量を制限して、必要以上の遅角によるトルクの落込みを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態（一実施例）を説明する。
図２はシステム構成を示している。
コントロールユニット10は、マイクロコンピュータを内蔵し、各種センサからの信号に基づいて演算処理を行い、機関１の各気筒毎に設けられている燃料噴射弁２及び点火コイル３の作動を制御する。
【００１９】
前記各種のセンサとしては、クランク角センサ11、エアフローメータ12、アイドルスイッチ13などが設けられている。
クランク角センサ11は、４気筒の場合クランク角 180°毎の基準信号と単位クランク角（１〜２°）毎の単位信号とを出力し、これらによりクランク角を検出し得ると共に、機関回転数Ｎを検出可能である。
【００２０】
エアフローメータ12は、例えば熱線式で、吸入空気流量Ｑを検出可能である。アイドルスイッチ13は、スロットル弁の略全閉位置を検出してＯＮとなる。
ここにおいて、コントロールユニット10は、吸入空気流量Ｑと機関回転数Ｎとに基づいて基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を演算し、これに各種補正を施して最終的な燃料噴射量Ｔｉ＝Ｔｐ・ＣＯＥＦ（ＣＯＦＦは各種補正係数）を定め、このＴｉに相当するパルス幅の駆動パルス信号を機関回転に同期した所定のタイミングで各気筒の燃料噴射弁２に出力して、燃料噴射を行わせる。但し、後述する図３の燃料カット制御ルーチンによって燃料カット指令（ＦＣ＝１）がなされたときは、燃料噴射弁２への駆動パルス信号の出力を停止して、燃料カットを行う。
【００２１】
また、コントロールユニット10は、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐとに基づいて点火時期を定め、そのタイミングで点火コイル３の作動を制御して、点火プラグ（図示せず）により点火を行わせる。但し、燃料カットの開始に先立って点火時期の遅角補正がなされるようになっており、後述する図３の燃料カット制御ルーチンにより遅角量が演算され、後述する図４の点火時期演算ルーチンによりその遅角量に基づいて点火時期の遅角補正がなされる。
【００２２】
次に、図３の燃料カット制御ルーチンについて説明する。尚、本ルーチンは所定時間毎に実行される。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、燃料カット中（燃料カットフラグＦＣ＝１）か否かを判定する。
燃料カット中でない場合（ＦＣ＝０の場合）は、所定の減速運転条件か否かの判定のため、ステップ２でアイドルスイッチ13がＯＮ（スロットル弁が略全閉）か否か、またステップ３で機関回転数Ｎが所定の燃料カット回転数Ｎfc以上か否かを判定する。この他、水温が所定値以上であることを条件とするのが普通であるが、本フローでは省略した。
【００２３】
これらの条件が満たされない場合は、燃料カットを行わないので、ステップ４へ進み、タイマＴＭを０にして、本ルーチンを終了する。
これらの条件が満たされた場合、すなわち、アイドルスイッチ13がＯＮ（スロットル弁が略全閉）で、機関回転数Ｎが所定の燃料カット回転数Ｎfc以上の場合は、燃料カットすべき減速運転条件が成立したので、ステップ５以降へ進む。
【００２４】
ステップ５では、現在の機関回転数Ｎのレベルに応じて、第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）Ｔ１及び第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）Ｔ２を設定する（Ｔ１＞Ｔ２）。但し、ここでの設定は減速運転条件成立直後の初回のみ行う。
具体的には、機関回転数Ｎを予め定めたしきい値と比較して、低回転側か高回転側かを判別し、低回転側では、第１の所定時間Ｔ１＝Ｔ１Ｌ、第２の所定時間Ｔ２＝Ｔ２Ｌに設定し、高回転側では、それぞれが低回転側より短くなるように、第１の所定時間Ｔ１＝Ｔ１Ｈ（＜Ｔ１Ｌ）に設定し、第２の所定時間Ｔ２＝Ｔ１Ｈ（＜Ｔ２Ｌ）に設定する。
【００２５】
より具体的には、表１に示すように、低回転側では、第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）Ｔ１＝Ｔ０、第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）Ｔ２＝Ｔ０−ａに設定し、高回転側では、第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）Ｔ１＝Ｔ０／ｎ、第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）Ｔ２＝Ｔ０／ｎ−ａに設定する。ここで、低回転側、高回転側のいずれでもＴ１−Ｔ２＝ａとなり、点火時期の遅角時間は一定となる。
【００２６】
【表１】
0003747521.tif 000002
【００２７】
ステップ６では、減速運転条件成立後の遅延時間の計時のため、タイマＴＭの値を本ルーチンの実行時間隔ΔＴ分増大させる（ＴＭ＝ＴＭ＋ΔＴ）。
ステップ７では、タイマＴＭの値と第２の所定時間Ｔ２とを比較し、ＴＭ＜Ｔ２の間は、本ルーチンを終了する。
そして、ＴＭ≧Ｔ２となると、点火時期の遅角の開始のため、ステップ８以降へ進む。
【００２８】
ステップ８では、点火時期を徐々に遅角するため、遅角量Ｒを微小量ΔＲずつ増大させる（Ｒ＝Ｒ＋ΔＲ）。
そして、ステップ９で、遅角量Ｒのリミッタ処理を行う。すなわち、遅角量Ｒを予め定めた最大遅角量と比較し、Ｒ＞最大遅角量となった場合は、Ｒ＝最大遅角量に制限する。
【００２９】
ステップ10では、タイマＴＭの値と第１の所定時間Ｔ１とを比較し、ＴＭ＜Ｔ１の間は、本ルーチンを終了する。この間に点火時期が徐々に遅角される。
そして、ＴＭ≧Ｔ１となると、燃料カットの開始のため、ステップ11以降へ進む。
ステップ11では、燃料カットフラグＦＣ＝１にセットして、燃料カットを行わせる。
【００３０】
そして、ステップ12で、タイマＴＭを０にして、本ルーチンを終了する。
燃料カットの開始後は、ステップ１での判定で、ＦＣ＝１であるので、燃料カット解除条件か否かの判定のため、ステップ13，14へ進む。
すなわち、ステップ13でアイドルスイッチ13がＯＦＦ（スロットル弁が開かれた）か否か、またステップ14で機関回転数Ｎが所定のリカバー回転数Ｎre以下か否かを判定する。
【００３１】
これらの条件がいずれも満たされない場合は、燃料カットを継続するので、本ルーチンを終了する。
これらの条件のいずれかが満たされた場合は、燃料カットを解除すべく、ステップ15以降へ進む。
ステップ15では、燃料カットフラグＦＣ＝０にして、燃料供給を再開（燃料リカバー）する。
【００３２】
そして、ステップ16で、遅角量Ｒを０に戻して、本ルーチンを終了する。尚、遅角量Ｒを戻す場合にも徐々に戻すようにすると、リカバー時のショック低減を図ることができる。
次に、図４の点火時期演算ルーチンについて説明する。尚、本ルーチンは点火周期に同期して実行される。
【００３３】
ステップ21では、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐとに基づいて基本点火時期（点火進角）ＭＡＤＶを設定する。
ステップ22では、図３の燃料カット制御ルーチンにより設定されている遅角量Ｒを読込む。
ステップ23では、基本点火時期ＭＡＤＶから遅角量Ｒを減算して、最終的な点火時期ＡＤＶ＝ＭＡＤＶ−Ｒを求める。
【００３４】
尚、本実施例においては、ステップ２，３，11の部分が燃料カット手段に相当し、ステップ10の部分が燃料カットディレー手段に相当する。また、ステップ７，８，23の部分が点火時期遅角手段に相当する。また、ステップ５の部分が第１の所定時間及び第２の所定時間の設定手段に相当し、ステップ８の部分が最大遅角量の制限手段に相当する。
【００３５】
次に、本実施例の場合の作用を図５及び図６のタイムチャートを参照して説明する。
図５に示すように、アイドルスイッチ13がＯＦＦ→ＯＮになって、所定の減速運転条件が成立した後の燃料カットの遅延時間Ｔ２中に、スロットル弁の全閉状態にてブーストの低下に伴ってトルクが減少する。
【００３６】
そして、所定の減速運転条件の成立から、第２の所定時間Ｔ２後に、点火時期の遅角を開始して、時間経過と共に遅角量を徐々に増大させる。
ここで、スロットル弁が全閉になると同時に点火時期を遅角すると、その時点でショックが発生することが考えられ、またスロットル弁が全閉となった直後はトルクが比較的大きく減少し、その後のトルクの減少は比較的緩やかであるので、トルクが比較的大きく減少する間は点火時期の遅角を行わず、トルクの減少が比較的緩やかになる時点から点火時期を遅角することにより、トルクをスムーズにかつ充分に低下させる。
【００３７】
そして、所定の減速運転条件の成立から、第１の所定時間Ｔ１後に、燃料カットに移行する。
この燃料カット移行時のトルク段差は、図示のごとく、点火時期の遅角無しの場合に比べ、小さくなり、これにより燃料カットによるトルクショックを低減することができる。
【００３８】
また、図６に示すように、低回転時と高回転時とでは、高回転時の方がスロットル弁が全閉となってからのトルクの減少が急激となる。
従って、低回転時にあわせて、第１の遅延時間（燃料カットの遅延時間）Ｔ１＝Ｔ１Ｌ、第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）Ｔ２＝Ｔ２Ｌに一律に設定すると、高回転時に、図示点線のごとく、燃料カット開始までに必要以上にトルクが落込むのみならず、不要な燃料噴射により燃費が悪化する。
【００３９】
よって、高回転側では、第１の所定時間（燃料カットの遅延時間）Ｔ１を短くし（Ｔ１＝Ｔ１Ｈ）、燃料カットを早めて燃費の向上を図る。
また、第２の所定時間（点火時期遅角の遅延時間）Ｔ２についても、高回転側で短くなるように設定し（Ｔ２＝Ｔ２Ｈ）、燃料カットの遅延時間の変更にかかわらず、点火時期の遅角開始から燃料カット開始までの時間（Ｔ２−Ｔ１）、すなわち、遅角している時間を確保して、遅角による効果を確保する。
【００４０】
尚、前記の表１に示したように設定して、機関回転数にかかわらず、点火時期の遅角時間（Ｔ１−Ｔ２）が一定（ａ）となれば、その間の遅角量の変化率が一定である限り、燃料カット移行までの遅角量は一定となるので、この場合には、遅角量のリミッタ処理（ステップ８）を不要にすることができる。
また、低回転側と高回転側との２段階に制御するのみならず、更に多段階あるいは連続的な可変制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】  本発明の一実施例のシステム図
【図３】  燃料カット制御ルーチンのフローチャート
【図４】  点火時期演算ルーチンのフローチャート
【図５】  燃料カット移行時のタイミングチャート
【図６】  低回転時と高回転時との違いを示すタイミングチャート
【符号の説明】
１  機関
２  燃料噴射弁
３  点火コイル
10  コントロールユニット
11  クランク角センサ
12  エアフローメータ
13  アイドルスイッチ
【図１】
0003747521.tif 000003
【図２】
0003747521.tif 000004
【図３】
0003747521.tif 000005
【図４】
0003747521.tif 000006
【図５】
0003747521.tif 000007
【図６】
0003747521.tif 000008