JP5867337B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料カットの開始前にエンジントルクの低減制御を行うエンジン制御装置に関する。

エンジンの点火時期が遅角され過ぎると、失火が発生することがある。そこで、特許文献１に見られるように、そのときのエンジンの運転状態から、失火を回避可能な点火時期の遅角限界を求め、点火時期がその遅角限界よりも遅角されないように制限する失火ガードを行うことがある。

特開平１１−３１５７４１号公報

ところで、車両の減速中や低負荷走行中に、エンジンの燃料供給の停止を、いわゆる燃料カットを実施することで、燃費を向上するようにしている。ただし、燃料カットをいきなり開始すると、トルク段差によるショックが発生することがある。そこで、燃料カットの開始前に、吸入空気量の低減や点火時期の遅角によってエンジントルクを徐々に低減させるエンジントルクの低減制御を実施して、エンジントルクが十分低下してから燃料カットを開始することで、そうしたショックを防止している。

しかしながら、こうしたエンジントルクの低減制御には、ある程度の時間を要する。そのため、燃料カットの開始前にエンジントルクの低減制御を行えば、燃料カットの開始が遅れ、燃料カットの実施期間が短くなってしまう。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料カット開始時のトルク段差によるショックを抑制しつつも、燃料カットの実施期間をより好適に確保することのできるエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するエンジン制御装置は、燃料カットの開始前に、目標トルクを設定してエンジントルクを低減させる同エンジントルクの低減制御を行うエンジン制御装置において、エンジントルクの低減制御中に、エンジントルクが目標トルクよりも小さいことを条件に燃料カットを開始するものであり、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、エンジントルクが目標トルク以上であっても燃料カットを開始するようにしている。

こうしたエンジン制御装置では、エンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続すれば、エンジントルクが目標トルクに達するまで低減される前でも、燃料カットが開始される。点火時期が失火限界に達していれば、点火時期は、そのときの状況で許容される最大限に遅角されていることになる。そして、そうした状態が継続しているのであれば、エンジンのトルクは、想定を超えるペースで低減されていることになる。よって、点火時期が失火限界に達した状態が十分な時間継続したときに燃料カットを開始しても、トルク段差によるショックの回避は可能である。したがって、上記エンジン制御装置によれば、燃料カット開始時のトルク段差によるショックを抑制しつつも、燃料カットの実施期間をより好適に確保することができる。

また、上記課題を解決するエンジン制御装置は、燃料カットの開始前に、目標トルクを設定してエンジントルクを低減させる同エンジントルクの低減制御を行うエンジン制御装置において、エンジントルクの低減制御が所定時間継続すること、エンジントルクが目標トルクよりも小さいこと、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続すること、を燃料カットの開始条件として含み、エンジントルクの低減制御中にいずれか一つの開始条件が成立したとき、燃料カットを開始するようにしている。

こうしたエンジン制御装置では、エンジントルクの低減制御中に、上記いずれか一つの開始条件が成立すると、エンジントルクの低減制御から燃料カットの開始に移行される。そのため、こうしたエンジン制御装置によっても、燃料カット開始時のトルク段差によるショックを抑制しつつも、燃料カットの実施期間をより好適に確保することができる。

さらに、上記課題を解決するエンジン制御装置は、吸入空気量を低減しつつ点火時期を遅角することでエンジントルクの低減制御を行い、エンジントルクが目標トルクよりも低減したときに燃料カットを開始するエンジン制御装置において、エンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、そうでないときに対して、燃料カットを前出しで開始するようにしている。

こうしたエンジン制御装置では、エンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、そうでないときに対して、燃料カットを前出しで、すなわち、エンジントルクが目標トルクよりも低減したときに燃料カットが開始される時点よりも前の時点に開始するようにしている。そのため、こうしたエンジン制御装置によっても、燃料カット開始時のトルク段差によるショックを抑制しつつも、燃料カットの実施期間をより好適に確保することができる。

エンジン制御装置の一実施形態の全体構成を模式的に示す略図。 同実施形態に採用されるＦ／Ｃ前遅角制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の制御態様の一例における、（ａ）アクセル操作量、（ｂ）吸入空気量、（ｃ）点火時期、及び（ｄ）演算トルクの推移を示すタイムチャート。

以下、エンジン制御装置の一実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
まず、本実施形態のエンジン制御装置の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態のエンジン制御装置は、エンジンコントロールコンピューター１０を中心に構成されている。エンジンコントロールコンピューター１０は、エンジン制御にかかる各種演算処理を行う中央演算処理装置、エンジン制御用のプログラムやデータが記憶された読込専用メモリー、中央演算処理装置の演算結果やセンサーの検出結果などが一時的に記憶されるランダムアクセスメモリーを備えている。

エンジンコントロールコンピューター１０には、例えばアクセルペダルポジションセンサー１１、エアフローメーター１２、クランク角センサー１３、水温センサー１４、車速センサー１５などの、エンジンや車両の各部に設けられた各種センサーの検出信号が入力されている。アクセルペダルポジションセンサー１１は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を検出し、エアフローメーター１２は、エンジンの吸入空気量ＧＡを検出する。クランク角センサー１３は、エンジン出力軸であるクランクシャフトの回転角（クランク角）を検出し、水温センサー１４は、エンジン冷却水の温度（エンジン水温ＴＨＷ）を検出する。また、車速センサー１５は、車両の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出する。なお、エンジンコントロールコンピューター１０は、クランク角センサー１３の検出結果からエンジン回転速度ＮＥを、エアフローメーター１２の検出結果からエンジン負荷ＫＬを、それぞれ演算して求めている。

そして、エンジンコントロールコンピューター１０は、それらセンサーの検出結果に応じて、エンジン各部に設けられたアクチュエーターを駆動して、エンジンを制御する。例えば、エンジンコントロールコンピューター１０は、スロットルモーター１６の駆動により、エンジンの吸入空気量ＧＡを制御し、イグニッションコイル１７の駆動により、エンジンの点火時期を制御する。また、エンジンコントロールコンピューター１０は、インジェクター１８の駆動により、エンジンの燃料噴射量を制御する。

こうしたエンジン制御の一環として、エンジンコントロールコンピューター１０は、走行中のアクセルペダルの踏み離しによる車両の減速中に、エンジンの燃料供給を一時停止するアイドルオン燃料カットを実施する。そして、エンジンコントロールコンピューター１０は、アイドルオン燃料カット制御の実施に際して、実際の燃料カットの開始前に、点火時期を遅角してエンジントルクを低減させるためのＦ／Ｃ前遅角制御を実施する。なお、燃料カットの開始前には、こうしたＦ／Ｃ前遅角制御による点火時期の遅角と並行して、スロットル開度の縮小による吸入空気量の低減制御が行われ、この吸入空気量低減制御とＦ／Ｃ前遅角制御との双方により、燃料カットの開始前のエンジントルクの低減制御が行われる。

こうしたＦ／Ｃ前遅角制御は、図２に示されるＦ／Ｃ前遅角制御ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、エンジンの運転中、エンジンコントロールコンピューター１０によって、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。

図２に示すように、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、Ｆ／Ｃ前遅角制御の実施条件が成立しているか否かが判定される。ここで、実施条件が成立していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が進められ、成立していなければ（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、Ｆ／Ｃ前遅角制御の実施条件は、アイドルオン燃料カットの実施条件が成立、アイドルオン燃料カットの復帰条件が不成立で、且つ燃料カットが未だ開始されていないこと、となっている。

ステップＳ１０１に処理が進められると、そのステップＳ１０１において、要求点火時期が算出される。要求点火時期は、トルク低減の進行状況に応じて適切な速度でエンジントルクが低減されるようにその値が設定される。

続くステップＳ１０２では、失火限界点火時期が算出される。失火限界点火時期は、失火を防止可能な点火時期の遅角限界（失火限界）であり、その値は、エンジン回転速度ＮＥやエンジン負荷ＫＬ、エンジン水温ＴＨＷなどに基づいて算出される。

続いて、ステップＳ１０３において、要求点火時期が失火限界点火時期を超えているか否かが判定される。
ここで、要求点火時期が失火限界点火時期を超えていなければ（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４に処理が進められ、そのステップＳ１０４において、要求点火時期が目標点火時期に設定される。ちなみに、エンジンコントロールコンピューター１０は、設定された目標点火時期が実際の点火時期となるように、イグニッションコイル１７への通電を制御している。そして、ステップＳ１０５において、点火時期が失火限界に達した状態の継続時間を表すカウンターである失火ガード連続作動時間の値がクリア、すなわち「０」にリセットされた後、ステップＳ１０６に処理が進められる。

ステップＳ１０６に処理が進められると、そのステップＳ１０６において、Ｆ／Ｃ前遅角制御の完了条件が成立しているか否かが判定される。Ｆ／Ｃ前遅角制御の完了条件は、現状のエンジン運転状態から求められたエンジントルクの演算値（演算トルク）が当該制御の目標トルクよりも小さくなっていること、及び当該制御によるトルク低減の継続時間が予め設定された制限時間を超えていること、のいずれかをもって成立する。

ここで、Ｆ／Ｃ前遅角制御の完了条件が成立していなければ（Ｓ１０６：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、完了条件が成立していれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７に処理が進められ、そのステップＳ１０７において、燃料カットが開始された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、ステップＳ１０３での判定において、要求点火時期が失火限界点火時期を超えていると判定されれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８に処理が進められ、そのステップＳ１０８において、失火限界点火時期が目標点火時期に設定される。そして、続くステップＳ１０９において、失火ガード連続作動時間の値がインクリメント、すなわちその値に「１」が加算された後、ステップＳ１１０に処理が進められる。

ステップＳ１１０に処理が進められると、そのステップＳ１１０において、失火ガード連続作動時間の値が予め設定された判定値を超えているか否かが、すなわち点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続しているか否かが判定される。ここで、失火ガード連続作動時間の値が判定値を超えていなければ（ＮＯ）、上述のステップＳ１０６に処理が進められ、そのステップＳ１０６でＦ／Ｃ前遅角制御完了の判定が行われる。一方、失火ガード連続作動時間の値が判定値を超えていれば（ＹＥＳ）、上述のステップＳ１０７に処理が進められ、そのステップＳ１０７において燃料カットが開始される。すなわち、本実施形態では、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続していることが、燃料カット前のエンジントルクの低減制御から燃料カットの開始に移行される状況の一つとなっている。そのため、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、エンジントルクが目標トルクに達する時点よりも前の時点に燃料カットが開始される。すなわち、エンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、そうでないときに対して、燃料カットが前出しで開始される。

次に、こうした本実施形態の制御態様の一例を、図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）は、アクセル操作量の推移を、同図（ｂ）は、吸入空気量の推移を、同図（ｃ）は、点火時期の推移を、同図（ｄ）は、演算トルクの推移を、それぞれ示している。

図３の時刻ｔ１に、アクセル操作量ＡＣＣＰが「０」となり、アイドルオン燃料カットの実施条件が成立すると、以後、吸入吸気量の低減と点火時期の遅角とが開始され、それによりエンジントルクが徐々に低下される。

同図の例では、その後の時刻ｔ２に点火時期が失火限界点火時期に達し、その後もその状態が継続されている。そのため、それ以降、エンジントルクの低減速度が小さくなる。
こうした場合、Ｆ／Ｃ前遅角制御の通常の完了条件の成立を待って燃料カットを開始すると、このときの演算トルクの推移を点線で示すように、演算トルクが目標トルクまで低下する時刻ｔ４まで燃料カットが開始されないようになる。これに対して本実施形態では、時刻ｔ２以降における、点火時期が失火限界に達した状態の継続時間が規定時間に達する時刻ｔ３の時点まで、燃料カットの開始が前出しされるようになる。

以上説明した本実施形態のエンジン制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、燃料カットの開始前のエンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、その時点で燃料カットを開始している。点火時期が失火限界に達していれば、点火時期は、そのときの状況で許容される最大限に遅角されていることになる。そして、そうした状態が継続しているのであれば、エンジンのトルクは、想定を超えるペースで低減されていることになる。よって、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときに燃料カットを開始しても、トルク段差によるショックを回避することが可能である。したがって、本実施形態のエンジン制御装置によれば、燃料カット開始時のトルク段差によるショックを抑制しつつも、燃料カットの実施期間をより好適に確保することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・Ｆ／Ｃ前遅角制御の実施条件や完了条件を、適宜に変更しても良い。例えば、上記実施形態では、演算トルクとトルク低減の継続時間とからＦ／Ｃ前遅角制御の完了を判定していたが、それらの一方のみでそうした完了の判定を行うように完了条件を設定することも可能である。

・Ｆ／Ｃ前遅角制御における要求点火時期や失火限界点火時期、目標トルク等の設定態様を、適宜変更しても良い。
・上記実施形態では、点火時期の遅角と吸入空気量の低減との双方により、燃料カットの開始前のエンジントルクの低減制御を行っていたが、点火時期の遅角のみでそうしたエンジントルクの低減制御を行うようにしても良い。また、点火時期の遅角と、燃料噴射量の減量などの他のエンジン制御パラメーターの調整とにより、燃料カットの開始前のエンジントルクの低減制御を行うようにすることも可能である。

１０…エンジンコントロールコンピューター、１１…アクセルペダルポジションセンサー、１２…エアフローメーター、１３…クランク角センサー、１４…水温センサー、１５…車速センサー、１６…スロットルモーター、１７…イグニッションコイル、１８…インジェクター。

Claims (3)

1. 燃料カットの開始前に、目標トルクを設定してエンジントルクを低減させる同エンジントルクの低減制御を行うエンジン制御装置において、
   前記エンジントルクの低減制御中に、前記エンジントルクが前記目標トルクよりも小さいことを条件に燃料カットを開始するものであり、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、前記エンジントルクが前記目標トルク以上であっても燃料カットを開始する
   ことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 燃料カットの開始前に、目標トルクを設定してエンジントルクを低減させる同エンジントルクの低減制御を行うエンジン制御装置において、
   前記エンジントルクの低減制御が所定時間継続すること、
   前記エンジントルクが前記目標トルクよりも小さいこと、
   点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続すること、を燃料カットの開始条件として含み、
   前記エンジントルクの低減制御中にいずれか一つの開始条件が成立したとき、燃料カットを開始する
   ことを特徴とするエンジン制御装置。
3. 吸入空気量を低減しつつ点火時期を遅角することでエンジントルクの低減制御を行い、前記エンジントルクが目標トルクよりも低減したときに燃料カットを開始するエンジン制御装置において、
   前記エンジントルクの低減制御中に、点火時期が失火限界に達した状態が規定時間継続したときには、そうでないときに対して、燃料カットを前出しで開始する
   ことを特徴とするエンジン制御装置。