JP2001059444A

JP2001059444A - 内燃機関の燃料カット制御装置

Info

Publication number: JP2001059444A
Application number: JP11232653A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Morinaga; 規義盛永; Takashi Kawai; 孝史川合
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-08-19
Filing date: 1999-08-19
Publication date: 2001-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高温リーン雰囲気に起因する触媒劣化を防止
すべく触媒高温時に減速時燃料カットを禁止するに際
し、たとえＩＳＣＶ等の吸入空気量調節装置に異常があ
っても、失火発生を回避しかつ内燃機関の減速状態を維
持しうるように実際の吸入空気量を制御する。【解決手段】燃料カットが禁止されるときに、失火が
発生しない限界付近の吸入空気量が確保されるように内
燃機関の回転速度に応じて吸入空気量調節装置に対する
制御量を定めた制御量マップを参照し、吸入空気量調節
装置を制御する。そして、吸入空気量調節装置が制御さ
れるときに、実際の吸入空気量が内燃機関の減速を維持
しかつ失火を生じない範囲内に収まるように、制御量マ
ップを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料消費率の向上
等を目的として、減速時に内燃機関への燃料の供給の停
止（以下、燃料カット又はＦ／Ｃという）をする制御を
行う、内燃機関の燃料カット制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の電子制御式燃料噴
射制御装置においては、スロットルバルブが全閉でエン
ジン回転速度が所定値以上のときに、燃料供給の不必要
な減速状態にあると判断し、燃料消費率の向上を図るべ
く、燃料噴射を一時的に停止する燃料カットが行われて
いる。

【０００３】この燃料カットは、排気系において酸素過
剰の雰囲気すなわちリーン雰囲気を誘発するものであ
る。しかし、内燃機関の排気系に設けられた触媒は高温
リーン雰囲気に晒されると劣化するため、触媒の温度が
高いときには、減速時の燃料カットを禁止することが好
ましい。その際、吸入空気量が燃焼限界を下回る状況で
燃料カットを禁止して燃料を噴射すると、失火が発生
し、未燃ガスが触媒に流入して燃焼するため、触媒温度
の過度の上昇を招き、触媒の劣化を促進する結果とな
る。

【０００４】そこで、特開平１０−２５２５３２号公報
は、触媒劣化を防止すべく減速時の燃料カットを禁止し
て燃料噴射を実行する際に、例えばアイドル回転速度制
御弁（ＩＳＣＶ）を制御して燃焼に必要な最小限の吸入
空気量を確保することにより、失火の発生を確実に防止
する技術を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アイド
ル回転速度制御弁等を用いた吸入空気量制御をマップに
のみ基づいて行うと、以下のような不都合が生ずるおそ
れがある。すなわち、ＩＳＣＶが異物を噛み込んだ状態
において燃料カット禁止すなわち燃料噴射を行うと、吸
入空気量が少ないため、上述のように、失火発生、未燃
ガスの触媒への流入・燃焼、触媒温度の上昇という事態
を招き、触媒の劣化を促進する。一方、吸気系に穴が空
いている状態において燃料カット禁止を行うと、吸入空
気量が多いため、減速すべき条件であるにもかかわら
ず、トルクが増加し、ドライバビリティが悪化する。

【０００６】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、高温リーン雰囲気に起因す
る触媒劣化を防止すべく触媒高温時に減速時燃料カット
を禁止するに際し、たとえＩＳＣＶ等の吸入空気量調節
装置に異常があっても、失火発生を回避しかつ内燃機関
の減速状態を維持しうるように実際の吸入空気量を制御
する内燃機関の燃料カット制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、内燃機関の減速時に燃料カットを
実行する燃料カット実行手段と、該内燃機関の排気系に
設けられた触媒の温度が高いときに前記燃料カット実行
手段による燃料カットを禁止する燃料カット禁止手段
と、前記燃料カット禁止手段により燃料カットが禁止さ
れるときに、失火が発生しない限界付近の吸入空気量が
確保されるように該内燃機関の回転速度に応じて吸入空
気量調節装置に対する制御量を定めた制御量マップを参
照して、該吸入空気量調節装置を制御する吸入空気量制
御手段と、前記吸入空気量制御手段によって吸入空気量
調節装置が制御されるときに、実際の吸入空気量が該内
燃機関の減速を維持しかつ失火を生じない範囲内に収ま
るように、前記制御量マップを補正するマップ補正手段
と、を具備する、内燃機関の燃料カット制御装置が提供
される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。

【０００９】図１は、本発明の一実施形態に係る燃料カ
ット制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図
である。エンジン１は、車両に内燃機関として搭載され
る直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガソリンエ
ンジンである。エンジン１は、シリンダブロック２及び
シリンダヘッド３を備えている。シリンダブロック２に
は、上下方向へ延びる複数のシリンダ４が紙面の厚み方
向へ並設され、各シリンダ４内には、ピストン５が往復
動可能に収容されている。各ピストン５は、コネクティ
ングロッド６を介し共通のクランクシャフト７に連結さ
れている。各ピストン５の往復運動は、コネクティング
ロッド６を介してクランクシャフト７の回転運動に変換
される。

【００１０】シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
の間において、各ピストン５の上側は燃焼室８となって
いる。シリンダヘッド３には、その両外側面と各燃焼室
８とを連通させる吸気ポート９及び排気ポート１０がそ
れぞれ設けられている。これらのポート９及び１０を開
閉するために、シリンダヘッド３には吸気バルブ１１及
び排気バルブ１２がそれぞれ略上下方向への往復動可能
に支持されている。また、シリンダヘッド３において、
各バルブ１１，１２の上方には、吸気側カムシャフト１
３及び排気側カムシャフト１４がそれぞれ回転可能に設
けられている。カムシャフト１３及び１４には、吸気バ
ルブ１１及び排気バルブ１２を駆動するためのカム１５
及び１６が取り付けられている。カムシャフト１３及び
１４の端部にそれぞれ設けられたタイミングプーリ１７
及び１８は、クランクシャフト７の端部に設けられたタ
イミングプーリ１９とタイミングベルト２０により連結
されている。

【００１１】すなわち、クランクシャフト７の回転に伴
いタイミングプーリ１９が回転すると、その回転がタイ
ミングベルト２０を介してタイミングプーリ１７及び１
８に伝達される。その際、タイミングプーリ１９の回転
は、その回転速度が１／２に減速されてタイミングプー
リ１７及び１８に伝達される。タイミングプーリ１７の
回転にともない吸気側カムシャフト１３が回転すると、
カム１５の作用により吸気バルブ１１が往復動し、吸気
ポート９が開閉される。また、タイミングプーリ１８の
回転に伴い排気側カムシャフト１４が回転すると、カム
１６の作用により排気バルブ１２が往復動し、排気ポー
ト１０が開閉される。こうして、クランクシャフト７に
よってカムシャフト１３及び１４が回転駆動せしめら
れ、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２が７２０°周期
の一定クランク角において開閉せしめられる。

【００１２】吸気ポート９には、エアクリーナ３１、ス
ロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホル
ド３４等を備えた吸気通路３０が接続されている。エン
ジン１外部の空気（外気）は、燃焼室８へ向けて吸気通
路３０の各部３１，３２，３３及び３４を順に通過す
る。スロットルバルブ３２は、軸３２ａにより吸気通路
３０に回動可能に設けられている。軸３２ａは、ワイヤ
等を介して運転席のアクセルペダル（図示しない）に連
結されており、運転者によるアクセルペダルの踏み込み
操作に連動してスロットルバルブ３２と一体で回動され
る。この際のスロットルバルブ３２の傾斜角度に応じ
て、吸気通路３０を流れる空気の量（吸入空気量）が決
定される。サージタンク３３は、吸入空気の脈動（圧力
振動）を平滑化するためのものである。また、スロット
ルバルブ３２をバイパスするアイドルアジャスト通路３
５には、アイドル時の空気流量を調節するためのアイド
ル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）３６が設けられている。

【００１３】吸気マニホルド３４には、各吸気ポート９
へ向けて燃料を噴射するインジェクタ４０が取付けられ
ている。燃料は、燃料タンク４１に貯蔵されており、そ
こから燃料ポンプ４２によりくみ上げられ、燃料配管４
３を経てインジェクタ４０に供給される。そして、イン
ジェクタ４０から噴射される燃料と吸気通路３０内を流
れる空気とからなる混合気は、吸気行程において吸気バ
ルブ１１を介して燃焼室８へ導入され、圧縮行程におい
てピストン５により圧縮される。

【００１４】この混合気に着火するために、シリンダヘ
ッド３には点火プラグ５０が取付けられている。点火時
には、点火信号を受けたイグナイタ５１が、点火コイル
５２の１次電流の通電及び遮断を制御し、その２次電流
が、点火ディストリビュータ５３を介して点火プラグ５
０に供給される。点火ディストリビュータ５３は、クラ
ンクシャフト７の回転に同期して２次電流を各気筒の点
火プラグ５０に分配するものである。そして、燃焼室８
へ導入された混合気は、点火プラグ５０による点火によ
って爆発・燃焼せしめられる（膨張行程）。この際に生
じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン５が往復動し、
クランクシャフト７が回転せしめられ、エンジン１の駆
動力が得られる。

【００１５】燃焼した混合気は、排気行程において排気
ガスとして排気バルブ１２を介して排気ポート１０に導
かれる。排気ポート１０には、排気マニホルド６１、触
媒コンバータ６２等を備えた排気通路６０が接続されて
いる。触媒コンバータ６２には、不完全燃焼成分である
ＨＣ（炭化水素）及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空
気中の窒素と燃え残りの酸素とが反応して生成されるＮ
Ｏ_x（窒素酸化物）の還元とを同時に促進する三元触媒
が収容されている。こうして触媒コンバータ６２におい
て浄化された排気ガスが大気中に排出される。

【００１６】図１に示すように、エンジン１には以下の
各種センサが取付けられている。シリンダブロック２に
は、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検
出するための水温センサ７４が取付けられている。吸気
通路３０には、吸入空気量（流量ＱＡ）を検出するため
のエアフローメータ７０が取り付けられている。吸気通
路３０においてエアクリーナ３１の近傍には、吸入空気
の温度（吸気温ＴＨＡ）を検出するための吸気温センサ
７３が取付けられている。吸気通路３０において、スロ
ットルバルブ３２の近傍には、その軸３２ａの回動角度
（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットル開
度センサ７２が設けられている。また、スロットルバル
ブ３２が全閉状態のときには、アイドルスイッチ８２が
オンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアク
ティブとなる。サージタンク３３には、その内部の圧力
（吸気圧ＰＭ）を検出するための吸気圧センサ７１が取
付けられている。排気通路６０の途中には、排気ガス中
の残存酸素濃度を検出するためのＯ₂センサ７５が取付
けられている。

【００１７】ディストリビュータ５３には、クランクシ
ャフト７の回転に同期して回転するロータが内蔵されて
おり、クランクシャフト７の基準位置を検出するために
ロータの回転に基づいてクランク角（ＣＡ）に換算して
７２０°ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる
クランク基準位置センサ８０が設けられ、また、クラン
クシャフト７の回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を検
出するためにロータの回転に基づいて３０°ＣＡごとに
回転速度検出用パルスを発生させクランク角センサ８１
が設けられている。なお、車両には、実際の車速を表す
出力パルスを発生させる車速センサ８３が取り付けられ
ている。

【００１８】図１に示すエンジン電子制御装置（エンジ
ンＥＣＵ）９０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイ
ドル回転速度制御等を実行するマイクロコンピュータシ
ステムであり、そのハードウェア構成は、図２のブロッ
ク図に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）９３に
格納されたプログラム及び各種のマップに従って、中央
処理装置（ＣＰＵ）９１は、各種センサ及びスイッチか
らの信号をＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）９５又は入力イン
タフェース回路９６を介して入力し、その入力信号に基
づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動制
御回路９７ａ〜９７ｃを介して各種アクチュエータ用制
御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
９４は、その演算・制御処理過程における一時的なデー
タ記憶場所として使用される。また、バックアップＲＡ
Ｍ９９は、バッテリ（図示せず）に直接接続されること
により電力の供給を受け、イグニションスイッチがオフ
の状態においても保持されるべきデータ（例えば、各種
の学習値）を格納するために使用される。また、これら
のＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、データバ
ス、及びコントロールバスからなるシステムバス９２に
よって接続されている。

【００１９】点火時期制御は、クランク角センサ８１か
ら得られるエンジン回転速度及びその他のセンサからの
信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な
点火時期を決定し、駆動制御回路９７ｂを介してイグナ
イタ５１に点火信号を送るものである。

【００２０】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ８２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
８３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ７４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路９７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ３６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。

【００２１】燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１
回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定の目標空燃比
を達成する燃料噴射量すなわちインジェクタ４０による
噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃
料を噴射すべく、駆動制御回路９７ａを介してインジェ
クタ４０を制御するものである。なお、エンジン１回転
当たりの吸入空気量は、エアフローメータ７０により計
測される吸入空気流量とクランク角センサ８１から得ら
れるエンジン回転速度とから算出されるか、又は吸気圧
センサ７１から得られる吸気管圧力とエンジン回転速度
とによって推定される。そして、かかる燃料噴射量演算
の際には、スロットル開度センサ７２、吸気温センサ７
３、水温センサ７４等の各センサからの信号に基づく基
本的な補正、Ｏ₂センサ７５からの信号に基づく空燃比
フィードバック補正、そのフィードバック補正値の中央
値が理論空燃比となるようにする空燃比学習補正等が加
えられる。

【００２２】また、燃料噴射制御には、減速時の燃料カ
ット制御が含まれる。ところで、前述したように、触媒
の温度（触媒床温）が高いときに燃料カットを実行する
と、それに伴い発生するリーンな排気ガスが触媒に流入
するが、かかる高温リーン雰囲気の下では触媒が劣化す
ることが知られている。本発明は、高温リーン雰囲気に
起因する触媒劣化を防止すべく触媒高温時に減速時燃料
カットを禁止して燃料噴射を実行するに際し、たとえＩ
ＳＣＶ等の吸入空気量調節装置に異常があっても、失火
発生を回避しかつ内燃機関の減速を維持しうるように実
際の吸入空気量を制御することができるようにしようと
するものである。以下、その具体的処理について詳細に
説明する。

【００２３】図３は、触媒床温を推定すべくＣＰＵ９１
によって実行される触媒床温推定ルーチンの処理手順を
示すフローチャートである。このルーチンは、所定の周
期で実行される。触媒床温は、吸入空気流量ＱＡにより
推定することができる。ただし、触媒床温は、吸入空気
流量の変化に対して一定の遅延時間を有して緩やかにそ
の変化が現れる。そのため、吸入空気流量ＱＡの変化を
一定時間遅延させて反映する遅延吸入空気流量ＤＱＡ
（ディレーＱＡ）をもって触媒床温とする。

【００２４】まず、ステップ１０１では、エアフローメ
ータ７０の出力に基づき現在の吸入空気流量ＱＡを検出
する。次に、ステップ１０２では、その現在の吸入空気
流量ＱＡが前回算出された吸入空気流量ＱＡＯより大き
いか否かを判定し、大きい場合には、ステップ１０３に
進んで、所定量ＱＡＣだけ遅延吸入空気流量ＤＱＡを増
大させ、そうでない場合には、ステップ１０４に進ん
で、所定量ＱＡＤだけ遅延吸入空気流量ＤＱＡを減少さ
せる。最後に、ステップ１０５では、今回算出されたＱ
Ａを次回の利用のためにＱＡＯとして記憶する。こうし
て求められる遅延吸入空気流量ＤＱＡは、吸入空気流量
ＱＡを緩やかな速度で追従するものであり、触媒床温を
反映する量として利用することが可能である。なお、触
媒床温を検出する方法として、触媒に設けた温度センサ
により直接検出してもよい。

【００２５】図４は、ＣＰＵ９１によって実行される減
速時燃料カット実行制御ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。この減速時燃料カット実行制御ルー
チンは、燃料噴射制御の１つとしてその中で最も優先的
に処理されるものであり、次の燃料噴射時期において減
速時燃料カットを実行すべきか否かを判断するものであ
る。そして、本ルーチンは、触媒床温が高いときには減
速時燃料カットの実行を禁止しようとするものである。

【００２６】まず、減速時燃料カット条件として、アイ
ドルオンＦ／Ｃ条件又は降坂Ｆ／Ｃ条件が成立するか否
かを判定する（ステップ２０１）。ここで、アイドルオ
ンＦ／Ｃ条件とは、アイドルスイッチ８２がオン、すな
わちスロットルバルブ３２が全閉状態となっており、か
つ、エンジン回転速度ＮＥが所定値以上であるという条
件をいう。また、降坂Ｆ／Ｃ条件とは、吸入空気量や燃
料噴射量が燃焼限界を下回り失火が発生しそうな条件を
いう。ステップ２０１の判定結果がＮＯのとき、すなわ
ち減速時Ｆ／Ｃ条件が不成立のときには、フラグＸＦＣ
を０として、Ｆ／Ｃ非実行状態とする（ステップ２０
４）。

【００２７】一方、ステップ２０１の判定結果がＹＥＳ
のとき、すなわち減速時Ｆ／Ｃ条件が成立するときに
は、触媒床温相当量ＤＱＡが所定の判定基準値ＤＱＡre
f より小さいか否かを判定する（ステップ２０２）。な
お、この判定基準値ＤＱＡrefは、例えば、触媒床温８
００°Ｃに相当する値である。ＤＱＡ＜ＤＱＡref のと
き、すなわち触媒床温が低いときには、高温リーン雰囲
気に起因する触媒劣化のおそれがないため、フラグＸＦ
Ｃを１として、Ｆ／Ｃ実行状態とする（ステップ２０
３）。一方、ＤＱＡ≧ＤＱＡref のとき、すなわち触媒
床温が高いときには、触媒劣化のおそれがあり、Ｆ／Ｃ
の実行を禁止する必要があるため、フラグＸＦＣを０と
して、Ｆ／Ｃ非実行状態とする（ステップ２０４）。ス
テップ２０３又は２０４にて操作されるフラグＸＦＣ
は、別途実行される燃料噴射制御において参照され、Ｘ
ＦＣ＝１のときには燃料噴射が停止される。ステップ２
０３又は２０４の実行後、本ルーチンは終了する。

【００２８】さて、前述のように、減速時燃料カットの
実行禁止が行われても、失火が発生することのないよう
に、燃焼に最小限必要な吸入空気量を確保する制御を実
行する必要がある。従来、例えば、図５（Ｂ）の曲線Ａ
₀に示される如きマップを参照することにより、現在の
エンジン回転速度ＮＥに基づいて、失火が発生しない限
界付近の吸入空気量を確保するのに必要なＩＳＣＶ３６
の開度ＤＯＰＭＩＮが求められ、ＩＳＣＶ開度ＤＯＰが
このＤＯＰＭＩＮを下回ることのないようにＩＳＣＶ３
６が制御されていた。燃焼限界でのエンジン１行程当た
りの空気量は一定値であるため、エンジン回転速度ＮＥ
が大きくなるほど、単位時間当たりの量である吸入空気
流量を大きくする必要があり、従って、図５（Ｂ）に示
されるＤＯＰＭＩＮもＮＥが大きくなるほど大きくなっ
ている。

【００２９】ＩＳＣＶ開度ＤＯＰが回転速度ＮＥに応じ
て図５（Ｂ）のＤＯＰＭＩＮに設定された場合におい
て、ＩＳＣＶに異常がないときには、回転速度ＮＥに対
する吸入空気流量の特性は図５（Ａ）におけるＦ₀の如
き曲線となる。この曲線Ｆ₀は失火限界に相当する曲線
Ｆ_Lよりも上にあり、常に失火を回避しうる吸入空気量
が確保される。また、曲線Ｆ₀は“トルク＞０〔Ｎ
ｍ〕”となる限界を示す曲線Ｆ_Hよりも下にあり、常に
トルクが負となってエンジンは減速状態となる。

【００３０】しかし、図５（Ｂ）に示されるようにＩＳ
ＣＶ開度を制御しても、アイドルアジャスト通路３５や
ＩＳＣＶ３６に異物が混入している場合には、空気が吸
入され難くなるため、実際の吸入空気量は図５（Ａ）に
おける曲線Ｆ₁のようになり、高速回転領域において失
火限界に係る曲線Ｆ_Lを下回ることとなる。また、サー
ジタンク３３等の吸気系に穴が空いている場合には、余
分に空気が吸入されるため、実際の吸入空気量は図５
（Ａ）における曲線Ｆ₂のようになり、低速回転領域に
おいてトルクの正負の限界に係る曲線Ｆ_Hを上回ること
となる。

【００３１】そこで、本発明は、図５（Ｂ）の曲線Ａ₀
に示される如きＩＳＣＶ最小角度ＤＯＰＭＩＮのマップ
に基づき制御を開始するが、実際の吸入空気量が曲線Ｆ
_Lと曲線Ｆ_Hとの間の範囲内に収まるように、ＩＳＣＶ
開度ＤＯＰを補正するとともに、その学習結果によりＤ
ＯＰＭＩＮのマップを修正していくものである。

【００３２】すなわち、当初、ＤＯＰＭＩＮのマップ
は、図６（Ｂ）の曲線Ａ₀（図５（Ｂ）の曲線Ａ₀と同
一）の特性に設定されているが、実際の吸入空気量を調
整してそれを記憶していく結果、アイドルアジャスト通
路３５やＩＳＣＶ３６に異物が混入している場合におけ
るＤＯＰＭＩＮのマップは、最終的に、図６（Ｂ）の曲
線Ａ₁のように、ＤＯＰＭＩＮが増大する方向に補正さ
れる。そして、かかる異物混入の場合において、ＤＯＰ
ＭＩＮのマップが図６（Ｂ）の曲線Ａ₁のように補正さ
れていれば、実際の吸入空気流量の特性は、図５（Ａ）
の曲線Ｆ₁から図６（Ａ）の曲線Ｆ₁₁へと改善される。

【００３３】同様に、吸気系に穴が空いている場合にお
けるＤＯＰＭＩＮのマップは、最終的に、図６（Ｂ）の
曲線Ａ₂のように、ＤＯＰＭＩＮが減少する方向に補正
される。そして、吸気系に穴が空いている場合におい
て、ＤＯＰＭＩＮのマップが図６（Ｂ）の曲線Ａ₂のよ
うに補正されていれば、実際の吸入空気流量の特性は、
図５（Ａ）の曲線Ｆ₂から図６（Ａ）の曲線Ｆ₂₂へと改
善される。曲線Ｆ₁₁及びＦ₂₂は曲線Ｆ_Lと曲線Ｆ_Hとの
間の範囲内に収まるため、失火限界以上の空気量が確保
されるとともに、減速状態が達成される。

【００３４】次に、失火を回避しかつ減速トルクを達成
する空気量について説明する。図７（Ａ）は、ある特定
の回転速度におけるエンジン負荷ＫＬＳＭとトルクとの
関係を示す特性図である。ここで、エンジン負荷ＫＬＳ
Ｍは、実際に気筒内に吸入された空気の重量と、気筒容
積に充填されうる平地での標準空気の重量と、の比とし
て定義される負荷である。また、図７（Ｂ）は、上記特
定回転速度におけるエンジン負荷ＫＬＳＭと排気Ｏ₂濃
度との関係を示す特性図である。排気Ｏ₂濃度が１．０
％を超える場合には、燃え残りのＯ₂が多く、失火が発
生しているとみなすことができる。

【００３５】図７（Ａ）より、発生するトルクが負とな
り、エンジン減速状態が達成されるためには、ＫＬＳＭ
がＬ₃以下であることが必要となる。また、図７（Ｂ）
より、失火が発生しないためには、ＫＬＳＭがＬ₀以上
であることが必要となる。本実施形態においては、マー
ジンを考慮して、Ｌ₁（＞Ｌ₀）からＬ₂（＜Ｌ₃）ま
での範囲がＫＬＳＭの制御目標領域とされる。すなわ
ち、Ｌ₁＜ＫＬＳＭ＜Ｌ ₂に維持することができれば、
失火もトルクショックも発生しない状態を常に得ること
となる。

【００３６】図８は、ＣＰＵ９１によって実行されるＩ
ＳＣＶ開度制御ルーチンの処理手順を示すフローチャー
トである。まず、ステップ３０１では、エンジン回転速
度ＮＥが所定の判定基準値ＮＥref より大きいか否かを
判定する。この判定基準値ＮＥref は、例えば、１００
０ｒｐｍである。ＮＥ＞ＮＥref のときにはステップ３
０２に進む一方、ＮＥ≦ＮＥref のときにはステップ３
０４に進む。ステップ３０２では、減速条件（スロット
ル開度ＴＡ＝０）が成立するか否かを判定し、減速条件
成立時にはステップ３０３に進む一方、減速条件非成立
時にはステップ３０４に進む。

【００３７】ステップ３０３では、図６（Ｂ）に示され
る如きマップ（当初は曲線Ａ₀の特性が記憶されてい
る）を参照することにより、現在のエンジン回転速度Ｎ
Ｅに基づいて、ＩＳＣＶ開度ＤＯＰをマップ上のＤＯＰ
ＭＩＮに設定する。一方、ステップ３０４では、所定の
走行時用のマップを参照することにより、ＩＳＣＶ開度
ＤＯＰを走行時用の値に設定する。

【００３８】ステップ３０５では、現在のエンジン負荷
ＫＬＳＭが図７の下限値Ｌ₁未満か否かを判定し、ＫＬ
ＳＭ＜Ｌ₁のときにはステップ３０６に進む一方、Ｌ₁
≦ＫＬＳＭのときにはステップ３０７に進む。ステップ
３０６では、吸入空気量を増量させるべくＩＳＣＶ開度
ＤＯＰを所定量だけ増大させるとともに、その補正後の
ＤＯＰを用いてＤＯＰＭＩＮマップ（図６（Ｂ））の中
の現エンジン回転速度に対応する値を補正する。そし
て、ステップ３０５に戻る。

【００３９】ステップ３０７では、現在のエンジン負荷
ＫＬＳＭが図７の上限値Ｌ₂を超えるか否かを判定し、
Ｌ₂＜ＫＬＳＭのときにはステップ３０８に進む一方、
ＫＬＳＭ≦Ｌ₂のときには本ルーチンを終了する。ステ
ップ３０８では、吸入空気量を減量させるべくＩＳＣＶ
開度ＤＯＰを所定量だけ減少させるとともに、その補正
後のＤＯＰを用いてＤＯＰＭＩＮマップ（図６（Ｂ））
の中の現エンジン回転速度に対応する値を補正する。そ
して、ステップ３０７に戻る。

【００４０】上述の図８のルーチンが繰り返し実行さ
れ、その結果、全ての回転速度領域において実行された
後には、吸入空気量調節装置としてのＩＳＣＶに異常が
あっても、正常時用として適合したＩＳＣＶ開度設定用
ＤＯＰＭＩＮマップ（図６（Ｂ）曲線Ａ₀）が、最終的
に、図６（Ｂ）曲線Ａ₁又はＡ₂のように補正されるこ
ととなる。

【００４１】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、本実施形態においては、吸入空気量調節装
置としてアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）を利用し
たが、スロットルバルブの開閉をアクチュエータにより
行う電子スロットルやエアコン等のアイドルアップ時に
開弁するエアバルブを備えたエンジンでは、それらを利
用することにより同一の制御を実現することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温リーン雰囲気に起因する触媒劣化を防止すべく触媒
高温時に減速時燃料カットを禁止するに際し、たとえＩ
ＳＣＶ等の吸入空気量調節装置に異常があっても、失火
発生が回避されかつ内燃機関の減速状態が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る燃料カット制御装置
を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。

【図２】エンジンＥＣＵのハードウェア構成を示すブロ
ック図である。

【図３】ＣＰＵによって実行される触媒床温推定ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。

【図４】ＣＰＵによって実行される減速時燃料カット実
行制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。

【図５】従来技術に係る、燃料カット禁止時におけるＩ
ＳＣＶ開度の設定及び吸入空気流量について説明するた
めの図である。

【図６】本発明に係る、燃料カット禁止時におけるＩＳ
ＣＶ開度の設定及び吸入空気流量について説明するため
の図である。

【図７】特定の回転速度におけるエンジン負荷とトルク
との関係を示す特性図、及び、エンジン負荷と排気Ｏ₂
濃度との関係を示す特性図である。

【図８】ＣＰＵによって実行されるＩＳＣＶ開度制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガソリン
エンジン２…シリンダブロック３…シリンダヘッド４…シリンダ５…ピストン６…コネクティングロッド７…クランクシャフト８…燃焼室９…吸気ポート１０…排気ポート１１…吸気バルブ１２…排気バルブ１３…吸気側カムシャフト１４…排気側カムシャフト１５…吸気側カム１６…排気側カム１７，１８，１９…タイミングプーリ２０…タイミングベルト３０…吸気通路３１…エアクリーナ３２…スロットルバルブ３２ａ…スロットルバルブの軸３３…サージタンク３４…吸気マニホルド３５…アイドルアジャスト通路３６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）４０…インジェクタ４１…燃料タンク４２…燃料ポンプ４３…燃料配管５０…点火プラグ５１…イグナイタ５２…点火コイル５３…点火ディストリビュータ６０…排気通路６１…排気マニホルド６２…触媒コンバータ７０…エアフローメータ７１…吸気圧センサ７２…スロットル開度センサ７３…吸気温センサ７４…水温センサ７５…Ｏ₂センサ８０…クランク基準位置センサ８１…クランク角センサ８２…アイドルスイッチ８３…車速センサ９０…エンジンＥＣＵ９１…ＣＰＵ９２…システムバス９３…ＲＯＭ９４…ＲＡＭ９５…Ａ／Ｄ変換回路９６…入力インタフェース回路９７ａ，９７ｂ，９７ｃ…駆動制御回路９９…バックアップＲＡＭ

フロントページの続きＦターム(参考） 3G301 HA01 JA23 JB02 JB08 KA00 KA16 LA03 LA04 LB02 LC01 MA01 MA12 MA24 NA08 NB02 NB06 NB11 NC02 ND02 ND25 PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PA14Z PA17Z PD02A PD02Z PD12Z PE01A PE01Z PE03Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の減速時に燃料カットを実行す
る燃料カット実行手段と、該内燃機関の排気系に設けられた触媒の温度が高いとき
に前記燃料カット実行手段による燃料カットを禁止する
燃料カット禁止手段と、前記燃料カット禁止手段により燃料カットが禁止される
ときに、失火が発生しない限界付近の吸入空気量が確保
されるように該内燃機関の回転速度に応じて吸入空気量
調節装置に対する制御量を定めた制御量マップを参照し
て、該吸入空気量調節装置を制御する吸入空気量制御手
段と、前記吸入空気量制御手段によって吸入空気量調節装置が
制御されるときに、実際の吸入空気量が該内燃機関の減
速を維持しかつ失火を生じない範囲内に収まるように、
前記制御量マップを補正するマップ補正手段と、を具備する、内燃機関の燃料カット制御装置。