JP2005325755A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の燃料カット及びその解除を適切に行う。
【解決手段】車両（エンジン）の減速運転が継続して行われている場合に（Ｓ１０３）、燃料カットの解除を行う復帰回転速度Ｎａ及びエンジンの運転をアシストするアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を行うための補正用燃料カット制御が実行される（Ｓ１０４）。エンジンのストールの発生が予測された場合に（Ｓ１０５）、そのときのエンジンの回転速度Ｎｃを基に復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂを学習補正する（Ｓ１０６）。さらに、エンジンの運転をアシストするアシスト制御を行うとともに、補正用燃料カット制御の実行を解除する（Ｓ１０７）。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料カット及びその解除を行う内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の燃料カット制御の従来例が特許文献１に開示されている。特許文献１においては、エンジン減速時にエンジンの燃料カットを行い、エンジン回転速度が予め設定された復帰回転速度を下回ったときに燃料カットの解除を行う。また、燃料カット中にエンジン回転速度がトルク付与開始回転速度以下となった場合は、モータによるエンジンのトルクアシスト運転を行う。復帰回転速度はトルク付与開始回転速度より低く設定されており、燃料カットを解除してから設定時間経過後にエンジンのトルクアシスト運転を停止させる。このように、特許文献１においては、燃料カットの解除を行う復帰回転速度を低く設定することで燃料カット領域の拡大を図るとともに、燃料カット中にエンジンのトルクアシスト運転を行うことでエンジンストールの防止を図っている。

その他にも、特許文献２〜７による内燃機関の燃料カット制御が開示されている。

特開平２−２５６８４３号公報 特開２００２−２１３２７３号公報 特開２００２−２７６４０６号公報 特開平６−２６３７２号公報 特開平８−９９５６４号公報 特開昭６２−２５３９３８号公報 特開昭５９−１６２３２７号公報

特許文献１においては、燃料カットの解除を行う復帰回転速度がトルク付与開始回転速度より低く設定されているため、燃料カットを行うときにモータによるエンジンのトルクアシスト運転を行う頻度が増大し、モータの消費電力の増大を招くことになる。燃料カット中にエンジンのトルクアシスト運転を行う頻度を減らすとともに燃料カット領域を拡大するためには、エンジンストールが発生しない範囲で復帰回転速度を低く設定することが望ましい。ただし、エンジンの個体差等によりエンジンストールの発生する回転速度にばらつきがあるため、燃料カットの解除を行う復帰回転速度を最適に設定することが困難であるという問題点がある。

本発明は、内燃機関の燃料カット及びその解除を適切に行うことができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃料カットを行うとともに、該燃料カットの実行中に内燃機関の回転速度が復帰回転速度以下になったときに該燃料カットの解除を行う燃料カット制御手段を有する内燃機関の制御装置であって、前記復帰回転速度を補正するために内燃機関の燃料カットを行う補正用燃料カット制御手段と、該補正用燃料カット制御手段による燃料カットの実行中に内燃機関のストールの発生を予測するストール予測手段と、該ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときの内燃機関の回転速度を基に、前記復帰回転速度を補正する復帰回転速度補正手段と、を有することを要旨とする。

本発明においては、燃料カットの解除を行う復帰回転速度を補正するために内燃機関の燃料カットを行う。そして、この燃料カットの実行中に内燃機関のストールの発生が予測されたときの内燃機関の回転速度を基に、復帰回転速度を補正する。この復帰回転速度の補正によって、内燃機関の個体差等により内燃機関のストールが発生する回転速度にばらつきがあっても、内燃機関のストールが発生しない範囲で復帰回転速度を低く設定することができる。したがって、本発明によれば、燃料カットの解除を行う復帰回転速度を適切に補正することができ、内燃機関の燃料カット及びその解除を適切に行うことができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置において、アシスト装置の駆動により内燃機関の運転のアシストが可能であり、前記ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときに、前記アシスト装置を駆動させることで内燃機関の運転をアシストするアシスト制御手段をさらに有するものとすることもできる。こうすれば、復帰回転速度を補正するための燃料カットの実行中に内燃機関のストールの発生が予測されたときに、内燃機関の運転をアシストすることができるので、内燃機関のストールの発生を確実に防止することができる。

この態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記アシスト制御手段は、前記燃料カット制御手段による燃料カットを行って内燃機関の回転速度がアシスト回転速度以下になったときにも、前記アシスト装置を駆動させることで内燃機関の運転をアシストする手段であり、前記ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときの内燃機関の回転速度を基に、前記アシスト回転速度を補正するアシスト回転速度補正手段をさらに有するものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転をアシストするアシスト回転速度を適切に補正することができるので、内燃機関の運転を適切にアシストすることができる。

この態様の本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記復帰回転速度が前記アシスト回転速度より高くなるように、該復帰回転速度及び該アシスト回転速度が補正されるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転のアシストを行う頻度を少なくすることができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記補正用燃料カット制御手段は、内燃機関の減速運転時に内燃機関の燃料カットを行う手段であるものとすることもできる。本発明に係る内燃機関の制御装置において、前記ストール予測手段は、内燃機関の回転速度変動を基に、内燃機関のストールの発生を予測する手段であるものとすることもできる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の駆動システムの構成の概略を示す図である。本実施形態における駆動システムは、始動装置１０、エンジン１２、トランスミッション１４、スタータリレー１６、及び制御装置３０を備えている。本実施形態においては、後述する条件の成立時にエンジン１２の燃料カット（フューエルカット）が行われ、燃料カットの実行中にエンジン１２の回転速度Ｎｅが復帰回転速度Ｎａ以下になったときに燃料カットが解除される。

始動装置１０の回転軸１０−１は、ワンウェイクラッチ１８及びベルト２０を介してエンジン１２の回転軸１２−１と連結されている。始動装置１０が停止状態のエンジン１２を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ１８が係合状態となるように動作することで、始動装置１０によるエンジン１２の始動が可能である。自立運転後のエンジン１２が発生するトルクについては、トランスミッション１４を介して図示しない駆動輪へ伝達することができる。一方、自立運転後のエンジン１２が停止状態の始動装置１０を回転駆動させようとするときは、ワンウェイクラッチ１８は開放状態となるように動作することで、始動装置１０は停止状態のままで回転駆動されない。

さらに、本実施形態においては、エンジン１２の回転速度Ｎｅがアシスト回転速度Ｎｂ以下になったときに、始動装置１０を回転駆動させることでエンジン１２の運転がアシストされる。これによって、エンジン１２のストール（エンスト）が防止される。ここで、エンジン１２の回転速度Ｎｅがアシスト回転速度Ｎｂより高くなるように始動装置１０を回転駆動させることで、ワンウェイクラッチ１８を係合状態にすることができ、エンジン１２の運転をアシストすることができる。

スタータリレー１６は、スタータ１０と電源（図示せず）との間に設けられている。スタータリレー１６がオン状態のときは、スタータ１０と電源との間が導通され、スタータ１０が回転駆動される。一方、スタータリレー１６がオフ状態のときは、スタータ１０と電源との間が非導通となり、スタータ１０の回転駆動が停止される。スタータリレー１６のオン／オフの切り替えについては、制御装置３０から出力される始動制御信号により行うことができる。

エンジン回転速度センサ３２は、エンジン１２の回転速度を検出する。エンジン回転速度センサ３２による検出信号は、制御装置３０に入力される。また、図示しないセンサにより検出された車速Ｖ、スロットル開度Ａ等も制御装置３０に入力される。

制御装置３０は、後述する条件の成立時にエンジン１２の燃料カット制御を行うとともに、燃料カット制御の実行中にエンジン１２の回転速度Ｎｅが復帰回転速度Ｎａ以下になったときに燃料カット制御を停止させる。そして、制御装置３０は、始動制御信号のスタータリレー１６への出力／停止の制御を行うことで始動装置１０の駆動／停止の制御を行うことができ、燃料カット制御を行ってエンジン１２の回転速度Ｎｅがアシスト回転速度Ｎｂ以下になったときに、始動装置１０を回転駆動させることでエンジン１２の運転をアシストするアシスト制御を行う。

さらに、本実施形態においては、制御装置３０は、前述の復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を行うために、車両（エンジン１２）の減速運転時に補正用燃料カット制御を行う。

以下、制御装置３０により復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を行う制御ルーチンについて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。この制御ルーチンは、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正が終了していない場合に実行される。

まずステップ（以下Ｓとする）１０１においては、車両（エンジン１２）の減速運転時であるか否かが判定される。ここで、車両（エンジン１２）が減速運転時であるか否かについては、例えばエンジン１２の回転速度Ｎｅの時間変化や車速Ｖの時間変化やスロットル開度Ａ等から判定することができる。Ｓ１０１の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１０１の判定結果がＹＥＳになるまでＳ１０１の判定が繰り返される。一方、Ｓ１０１の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０２に進む。

Ｓ１０２においては、エンジン１２の回転速度Ｎｅが現在の復帰回転速度Ｎａより大きいか否かが判定される。Ｓ１０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１０５に進む。一方、Ｓ１０２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０３に進む。

Ｓ１０３においては、車両（エンジン１２）の減速運転が継続して行われているか否かが判定される。Ｓ１０３の判定結果がＮＯの場合は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０３の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０４に進む。

Ｓ１０４においては、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を行うために、補正用燃料カット（フューエルカット）制御が実行される。そして、Ｓ１０５に進む。

Ｓ１０５においては、エンジン１２のストールの発生が予測されるか否か（エンスト兆候があるか否か）が判定される。ここで、エンジン１２のストールの発生については、例えばエンジン１２の回転速度Ｎｅの時間変動を基に予測することができ、例えばエンジン１２の回転速度Ｎｅの時間変動幅が所定値Ｘ１以上の場合にエンジン１２のストールの発生が予測される（エンスト兆候あり）と判定することができる。Ｓ１０５の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ１０３に戻る。一方、Ｓ１０５の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０６においては、Ｓ１０５でエンジン１２のストールの発生が予測されたときのエンジン１２の回転速度（以下ストール回転速度とする）Ｎｃを基に、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂが更新されて記憶される。そして、Ｓ１０７に進む。

ここでの復帰回転速度Ｎａは、エンスト兆候が出ない回転速度に学習補正される。例えば、ストール回転速度Ｎｃに所定値Ｘ２（Ｘ２＞０）を加えた値を復帰回転速度Ｎａとして設定することができる。また、アシスト回転速度Ｎｂは、エンジン１２の運転のアシストが必要な回転速度に学習補正される。例えば、ストール回転速度Ｎｃをアシスト回転速度Ｎｂとして設定することができる。したがって、復帰回転速度Ｎａがアシスト回転速度Ｎｂより高くなるように、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂが学習補正される。

Ｓ１０７においては、始動制御信号をスタータリレー１６へ出力して始動装置１０を回転駆動させることで、エンジン１２の運転をアシストするアシスト制御が行われる。それとともに、補正用燃料カット（フューエルカット）制御が停止される。ここでの始動装置１０によるアシスト制御は所定時間ｔ１行われることで、エンジン１２のストールが防止される。そして、本ルーチンの実行を終了する。

以上の制御ルーチンは繰り返して実行され、記憶された復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの変動が少なくなった時点で、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を終了する。

補正用燃料カット制御を行って復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正が終了した後は、通常の燃料カット制御及びアシスト制御が行われる。以下、制御装置３０により燃料カット制御及びアシスト制御を行う制御ルーチンについて、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

まずＳ２０１においては、スロットル開度Ａが全閉であるか否かが判定される。Ｓ２０１の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２０１の判定結果がＹＥＳになるまでＳ２０１の判定が繰り返される。一方、Ｓ２０１の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２においては、エンジン１２の回転速度Ｎｅが所定値Ｎ１以上であるか否かが判定される。ここでの所定値Ｎ１は、復帰回転速度Ｎａより十分大きい値に設定される。Ｓ２０２の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２０１に戻る。一方、Ｓ２０２の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０３に進む。

Ｓ２０３においては、エンジン１２の燃料カット（フューエルカット）制御が実行される。このように、スロットル開度Ａが全閉で且つエンジン１２の回転速度Ｎｅが所定値Ｎ１以上である場合に、エンジン１２の燃料カットが行われる。そして、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４においては、エンジン１２の回転速度Ｎｅが学習補正後の復帰回転速度Ｎａ以下であるか否かが判定される。Ｓ２０４の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２０５に進む。一方、Ｓ２０４の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０６に進む。

Ｓ２０５においては、車速Ｖが所定値Ｖ１以下であるか否かが判定される。Ｓ２０５の判定結果がＮＯの場合は、Ｓ２０３に戻り、エンジン１２の燃料カット制御が引き続いて行われる。一方、Ｓ２０５の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０６に進む。

Ｓ２０６においては、エンジン１２の燃料カット（フューエルカット）制御が停止される。このように、エンジン１２の回転速度Ｎｅが学習補正後の復帰回転速度Ｎａ以下である場合、またはエンジン１２の回転速度Ｎｅが学習補正後の復帰回転速度Ｎａより大きく車速Ｖが所定値Ｖ１以下である場合に、エンジン１２の燃料カットが解除される。そして、Ｓ２０７に進む。

Ｓ２０７においては、エンジン１２の回転速度Ｎｅが学習補正後のアシスト回転速度Ｎｂ以下であるか否かが判定される。Ｓ２０７の判定結果がＮＯの場合は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ２０７の判定結果がＹＥＳの場合は、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０８においては、始動制御信号をスタータリレー１６へ出力して始動装置１０を回転駆動させることで、エンジン１２の運転をアシストするアシスト制御が行われる。このように、エンジン１２の回転速度Ｎｅが学習補正後のアシスト回転速度Ｎｂ以下である場合に、始動装置１０によるアシスト制御が行われる。ここでのアシスト制御は所定時間ｔ１行われることで、エンジン１２のストールが防止される。そして、本ルーチンの実行を終了する。

なお、以上の制御ルーチンにおいて、エンジン１２の燃料カットの実行中に車両が停止すると判定された場合に、燃料カットを解除しないとともに始動装置１０によるアシスト制御を行わないようにすることもできる。その場合は、車両の停止時にエンジン１２の運転が停止され、車両の再発進時に始動装置１０によるエンジン１２の再始動が行われる。これによって、車両の停止時にアイドリングストップ制御を行うことができる。なお、車両の停止については、例えば車速Ｖ及びブレーキ操作に基づいて予測することができ、例えば車速Ｖが所定値Ｖ２以下でブレーキ操作が行われている場合に車両が停止すると判定することができる。

また、以上の制御ルーチンにおいて、エンジン１２の燃料カットを行ってエンジン１２のストールの発生が予測される（エンスト兆候あり）と判定された場合は、図２に示す制御ルーチンを再度実行することで、復帰回転速度Ｎａ及びアシスト回転速度Ｎｂの学習補正を再度行う。

以上説明したように、本実施形態においては、復帰回転速度Ｎａの学習補正を行うための補正用燃料カット制御を行う。そして、この補正用燃料カット制御の実行中にエンジン１２のストールの発生が予測されたときのエンジン１２の回転速度（ストール回転速度）Ｎｃを基に、復帰回転速度Ｎａの学習補正を行う。この復帰回転速度Ｎａの学習補正によって、エンジン１２の個体差等によりストール回転速度Ｎｃにばらつきがあっても、エンジン１２のストールが発生しない範囲で復帰回転速度Ｎａが低くなるように学習補正を行うことができる。したがって、燃料カット領域を拡大することができるとともに、エンジン１２の運転のアシストを行う頻度を少なくすることができる。以上のように、本実施形態によれば、燃料カットの解除を行う復帰回転速度Ｎａを適切に学習補正することができるので、エンジン１２の燃料カット及びその解除を適切に行うことができる。

そして、本実施形態においては、補正用燃料カット制御を行う際にエンジン１２のストールの発生が予測された場合は、始動装置１０によりエンジン１２の運転をアシストするアシスト制御を行うことで、補正用燃料カット制御を行う際にエンジン１２のストールの発生を確実に防止することができる。

また、本実施形態においては、補正用燃料カット制御の実行中にエンジン１２のストールの発生が予測されたときのエンジン１２の回転速度（ストール回転速度）Ｎｃを基に、アシスト回転速度Ｎｂの学習補正を行う。このアシスト回転速度Ｎｂの学習補正によって、エンジン１２のストールの発生を確実に防止することができるとともに、エンジン１２の運転のアシストを行う頻度を少なくすることができる。したがって、本実施形態によれば、始動装置１０によりエンジン１２の運転をアシストするアシスト制御を適切に行うことができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る制御装置の制御対象である内燃機関を含む車両の駆動システムの構成の概略を示す図である。 制御装置により実行される制御ルーチンを説明するフローチャートである。 制御装置により実行される制御ルーチンを説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 始動装置、１２ エンジン、１４ トランスミッション、１６ スタータリレー、１８ ワンウェイクラッチ、２０ ベルト、３０ 制御装置、３２ エンジン回転速度センサ。

Claims (6)

1. 内燃機関の燃料カットを行うとともに、該燃料カットの実行中に内燃機関の回転速度が復帰回転速度以下になったときに該燃料カットの解除を行う燃料カット制御手段を有する内燃機関の制御装置であって、
   前記復帰回転速度を補正するために内燃機関の燃料カットを行う補正用燃料カット制御手段と、
   該補正用燃料カット制御手段による燃料カットの実行中に内燃機関のストールの発生を予測するストール予測手段と、
   該ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときの内燃機関の回転速度を基に、前記復帰回転速度を補正する復帰回転速度補正手段と、
   を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   アシスト装置の駆動により内燃機関の運転のアシストが可能であり、
   前記ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときに、前記アシスト装置を駆動させることで内燃機関の運転をアシストするアシスト制御手段をさらに有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記アシスト制御手段は、前記燃料カット制御手段による燃料カットを行って内燃機関の回転速度がアシスト回転速度以下になったときにも、前記アシスト装置を駆動させることで内燃機関の運転をアシストする手段であり、
   前記ストール予測手段により内燃機関のストールの発生が予測されたときの内燃機関の回転速度を基に、前記アシスト回転速度を補正するアシスト回転速度補正手段をさらに有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記復帰回転速度が前記アシスト回転速度より高くなるように、該復帰回転速度及び該アシスト回転速度が補正されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記補正用燃料カット制御手段は、内燃機関の減速運転時に内燃機関の燃料カットを行う手段であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記ストール予測手段は、内燃機関の回転速度変動を基に、内燃機関のストールの発生を予測する手段であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
   

Images