JP2006057494A - 内燃機関の減速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料カットを行う内燃機関において、触媒の劣化を抑制することができるとともにより大きな減速感を得ることができる技術を提供する。
【解決手段】 複数の気筒を有する内燃機関の運転状態が所定運転状態であるときに燃料カットを実行する燃料カット実行手段と、所定運転状態であるにもかかわらず、内燃機関の排気系に設けられた触媒の温度が高い場合には、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、当該燃料カット禁止手段が燃料カットを禁止しているときに、複数の気筒の内の一の気筒の点火時期を遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を遅角させる点火時期制御手段とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の減速時に燃料供給を一時的に停止する機能を有する減速制御装置に関する。

内燃機関の燃料噴射制御において、スロットルバルブが全閉で機関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、燃料噴射を一時的に停止する燃料カットを行うことが提案されている。

この燃料カットを行うと、内燃機関から排出されるのは空気だけとなり、排気系においてリーン雰囲気、つまり酸素過剰の雰囲気となる。しかし、内燃機関の排気系に設けられた触媒は高温で酸素にふれると、排気ガスの浄化性能が低下（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。つまり、燃料カットを禁止して、吸入空気量を減少させることにより燃焼によるトルクがあまり発生しないようにして減速運転させるのが好ましい。

その際、吸入空気量が燃焼限界を下回る状況で燃料を噴射すると、失火が発生し、未燃ガスが触媒に流入して反応するため、その反応熱により触媒の温度が過度に上昇し、触媒の劣化を促進する結果となる。

そこで、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て吸入空気量調節装置を制御し、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ことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−５９４４４号公報 特開２００２−３２７６７３号公報 特開２００２−２１３３３号公報 特開２００１−１８２５９９号公報 特開平９−２６４１２４号公報 特開平１１−３３６５９５号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術においては、同じタイプの内燃機関全てが同じ制御量マップを用いて制御されており、また、１つの内燃機関の複数気筒全てにおいて同じ点火時期となるように設定される。そのため、内燃機関の機差によるばらつきや気筒毎のばらつきにより、内燃機関あるいは気筒によっては、失火が発生したり減速感が十分ではなかったりするおそれがある。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料カットを行う内燃機関において、触媒の劣化を抑制することができるとともにより大きな減速感を得ることができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の減速制御装置においては、複数の気筒を有する内燃機関の運転状態が所定運転状態であるときに燃料カットを実行する燃料
カット実行手段と、前記所定運転状態であるにもかかわらず、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒の温度が高い場合には、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、当該燃料カット禁止手段が燃料カットを禁止しているときに、前記複数の気筒の内の一の気筒の点火時期を遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を遅角させる点火時期制御手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成された内燃機関の減速制御装置においては、燃料カット禁止手段が、触媒の温度が高い場合には燃料カットを禁止するので、触媒が高温で酸素にふれることに起因して触媒が劣化することを防止することができる。また、この際、点火時期制御手段が、複数の気筒の内の一の気筒の点火時期を遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を遅角させるので、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトの回転速度を減速させることできる。また、これにより、気筒間バラツキがあったとしても、連続して複数の気筒で失火が生じることを防止することができるので、触媒が劣化することを防止することができる。

また、前記点火時期制御手段は、前記一の気筒の点火時期を所定量だけ遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させることが好適である。

複数気筒を有する内燃機関においては、気筒間バラツキがあるものの基本的には全ての気筒の仕様はほぼ同一であるので、ある気筒における点火時期を所定量遅角させて失火が生じなかった場合には、他の気筒においても同量遅角させることにより失火を生じ難くすることができる。また、気筒間の点火時期にあまり差が生じないようにすることにより、気筒毎の発生トルクが同一となるようにすることができ点火時期を遅角させることに起因してドライバビリティが悪化するのを最小限に抑えることができる。

また、前記点火時期制御手段は、前記一の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させ、当該一の気筒において失火が生じた場合には、他の気筒の点火時期を遅角させずに当該一の気筒の点火時期を進角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させることが好適である。これにより、複数気筒が連続して失火することを防止することができる。

また、前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の点火時期全てを順に繰り返し遅角させることが好適である。このようにすることで、点火時期を遅角させることに起因してドライバビリティが悪化するのを最小限に抑えることができるとともに失火するぎりぎりまで点火時期を遅角させることができるので減速感を最大限に得ることができる。

また、前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の内失火が発生した気筒における点火時期を、失火が発生した点火時期よりも所定角進角側の点火時期よりも遅角側としないことが好適である。これにより、同一気筒が複数回失火することを回避することができる。

また、前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の点火時期の内、最も進角した点火時期と最も遅角した点火時期の差が所定値以内になるように制御することが好適である。これにより、気筒毎の発生トルクの差が大きくなりドライバビリティが悪化するのを防止することができる。

また、前記内燃機関は等間隔に膨張行程を迎える４気筒の内燃機関であり、前記点火時期制御手段は、前記燃料カット禁止手段が燃料カットを禁止しているときに、４つの気筒の内の第１の気筒の点火時期を遅角させ、当該第１の気筒において失火が生じていないと
確認できた場合には当該第１の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第２の気筒の点火時期を遅角させ、当該第２の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第２の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第３の気筒の点火時期を遅角させ、当該第３の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第３の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第４の気筒の点火時期を遅角させることが好適である。

４気筒の内燃機関においては、このようにして順に点火時期を遅角させることにより均等に遅角させることができるので、１気筒毎に遅角させることに起因してドライバビリティが悪化するのを最小限に抑えることができる。

以上説明したように、本発明によれば、燃料カットを行う内燃機関において、触媒の劣化を抑制することができるとともにより大きな減速感を得ることができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この最良の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、実施例１に係る減速制御装置を備えた内燃機関１の概略構成図である。内燃機関１は、車両に搭載される直列４気筒の４ストロークサイクルレシプロガソリン機関である。内燃機関１は、第１気筒（＃１）、第２気筒（＃２）、第３気筒（＃３）、第４気筒（＃４）の４つの気筒２を備えている。

内燃機関１の吸気ポート（図示省略）には、エアクリーナ３、スロットルバルブ４、サージタンク５等を備えた吸気通路６が接続されている。スロットルバルブ４は、軸４ａにより吸気通路６に回転可能に設けられている。軸４ａは、ワイヤ等を介して運転席のアクセルペダル（図示省略）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４と一体で回動する。サージタンク５は、吸入空気の脈動を平滑化するために備えられている。

そして、吸気ポートあるいは燃焼室に燃料を噴射するように設けられたインジェクタ（図示省略）から噴射される燃料と吸気通路６内を流れる空気とからなる混合気は、吸気行程において燃焼室へ導入され、圧縮行程においてピストン（図示省略）により圧縮される。

この混合気に着火するために、シリンダヘッドには点火プラグ７が取付けられている。点火時には、後述するＥＣＵから点火信号を受けたイグナイタ８が、点火コイル９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１０を介して点火プラグ７に供給される。点火ディストリビュータ１０は、クランクシャフト１１の回転に同期して２次電流を各気筒の点火プラグ７に分配するものである。そして、燃焼室へ導入された混合気は、点火プラグ７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が往復動し、クランクシャフト１１が回転せしめられ、内燃機関１の駆動力が得られる。

燃焼ガスは、排気行程において排気ガスとして排気ポート（図示省略）に導かれる。排気ポートには、排気通路１２が接続され、排気通路１２の途中には排気ガス
を浄化する触媒コンバータ１３設けられている。この触媒コンバータ１３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、ＮＯｘ（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１３において浄化された排気ガスが大気中に排出される。そして、触媒コンバータ１３の上流の排気通路１２には、排気通路内を流通する排気ガスの温度に対応した電気信号を出力する排気温度センサ１４が設けられている。

また、内燃機関１にはクランクシャフト１１の回転位相を検出するクランクポジションセンサ１５が設けられている。このクランクポジションセンサ１５は、本実施例では、内燃機関１のカム軸近傍に配置され、クランクシャフト回転角度に換算して７２０度毎にＧ１パルスを出力するＧ１パルスセンサ（図示省略）と、内燃機関1 のクランクシャフト近傍に配置されクランクシャフト回転角度（以下、「ＣＡ」という場合もある。）１０度毎にクランク角パルスを発生するクランクシャフト回転角センサ（図示省略）との２つのセンサを備えている。このＧ１パルスとクランク角パルスとは後述するＥＣＵ１６に入力され、ＥＣＵ１６は、一定時間毎にクランク角パルス信号の周波数からクランクシャフトの回転数（以下、「機関回転数」という場合もある。）を算出するとともに、Ｇ１パルス入力後のクランク角パルス数からクランクシャフトの回転角度を算出する。

以上述べたように構成された内燃機関１には、当該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１６が併設されている。このＥＣＵ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。

ＥＣＵ１６には、上述した排気温度センサ１４、クランクポジションセンサ１５等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１６に入力されるようになっている。

例えば、ＥＣＵ１６は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算、点火時期の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ１６が入力した各種信号やＥＣＵ１６が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ１６のＲＡＭに一時的に記憶される。

更に、ＥＣＵ１６は、各種のセンサからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサ１５からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁、イグナイタ８等を制御する。

上述した点火時期制御は、クランクポジションセンサ１５から出力により算出される機関回転数及びその他のセンサからの信号により、内燃機関１の状態を総合的に判定し、最適な点火時期を決定し、イグナイタ８に点火信号を送るものである。

また、燃料噴射制御は、基本的には、内燃機関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、インジェクタを制御するものである。

また、燃料噴射制御には、減速時に燃料の供給を一時的に停止する燃料カット（Ｆ／Ｃ）制御が含まれる。この減速時燃料カット（Ｆ／Ｃ）制御について、その制御ルーチンのフローチャートを示す図２に基づいて説明する。この減速時Ｆ／Ｃ制御は、燃料噴射制御の１つとして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Ｆ／Ｃを実行すべきか否かを判断するものである。なお、本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１６
のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ１５からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１６が実行するルーチンである。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」という。）１０１において、減速時Ｆ／Ｃ条件が成立しているか否かを判定する。ここで、減速時Ｆ／Ｃ条件とは、内燃機関１の運転状態が、スロットルバルブ４が全閉状態となっており、かつ、機関回転数が予め定められた所定値以上である所定運転状態であることを例示することができる。そして、肯定判定された場合はＳ１０２に進む。

Ｓ１０２においては、触媒コンバータ１３内の触媒の温度Ｔａｃｔを推定する。これは、触媒の上流に備えられた排気温度センサ１４の出力値を基に推定するものであり、気筒から排出された排気ガスが当該触媒に与えたあるいは持ち去った熱量に基づいて推定するものである。また、触媒コンバータ１３内の触媒に直に備えられた温度センサで触媒の温度を検出してもよい。

その後Ｓ１０３へ進み、Ｓ１０２で推定した触媒温度Ｔａｃｔが予め定められた所定温度Ｔｆより低いか否かを判定する。なお、所定温度Ｔｆは、当該温度以上の状態で減速時Ｆ／Ｃを実行すると触媒が高温で酸素にふれることにより触媒が劣化してしまう温度である。そして、本ステップで肯定判定された場合はＳ１０４に進み、否定判定された場合にはＳ１０６へ進む。

Ｓ１０４においては、触媒温度Ｔａｃｔが所定温度Ｔｆより低く、かかる温度で減速時Ｆ／Ｃを実行しても触媒が劣化しないので、減速時Ｆ／Ｃを実行すべく減速時Ｆ／ＣフラグをＯＮにして触媒劣化抑制制御フラグをＯＦＦにする。その後、Ｓ１０５へ進み、減速時Ｆ／Ｃを実行する。このように、本ステップが燃料カット実行手段として機能する。

一方、Ｓ１０６へは、Ｓ１０３にてＳ１０２で推定した触媒温度Ｔａｃｔが予め定められた所定温度Ｔｆ以上と判定された場合に進む。このステップにおいては、かかる温度で減速時Ｆ／Ｃを実行すると触媒が劣化してしまうおそれがあるので、減速時Ｆ／Ｃ条件が成立しているにもかかわらず減速時Ｆ／Ｃを実行しないこととする触媒劣化抑制制御をすべく減速時Ｆ／ＣフラグをＯＦＦにして触媒劣化抑制制御フラグをＯＮにする。その後、Ｓ１０７へ進み、触媒劣化抑制制御を実行する。このように、本ステップが、内燃機関１が前記所定運転状態にあり減速時Ｆ／Ｃ条件が成立しているにもかかわらず、触媒の温度が高い場合には、燃料カットを禁止する燃料カット禁止手段として機能する。

また、Ｓ１０１において、減速時Ｆ／Ｃ条件が成立していないと判定された場合はＳ１０８に進むが、減速時Ｆ／Ｃ条件が成立していない場合においては、減速時Ｆ／Ｃも触媒劣化抑制制御も実行しないので、減速時Ｆ／Ｃフラグおよび触媒劣化抑制制御フラグをＯＦＦにする。

このようにして、減速時Ｆ／Ｃ条件が成立した場合に、触媒の温度に応じて減速時Ｆ／Ｃを実行するかＦ／Ｃを禁止する触媒劣化抑制制御を実行するかを決定するが、触媒劣化抑制制御を実行する場合には、減速時なのに燃料が供給されるので出力が生じる。それゆえ、十分な減速感が得られなくなる。

そこで、本実施例においては、触媒劣化抑制制御実行中には、点火時期を遅角させるようにする。これにより、供給された燃料の爆発燃焼により発生したエネルギーの内ピストン運動に消費されるエネルギー量が減少して機関出力が減少し、点火時期を遅角させない場合よりも減速するようになる。

ただし、点火時期の遅角量によっては失火してしまい、未燃ＨＣが触媒に供給され、その酸化反応熱により触媒の温度が過剰に上昇してしまうおそれがある。特に、本実施例の内燃機関１のように複数気筒を有する内燃機関において、連続して膨張行程を迎える気筒において連続して失火が生じてしまうと未燃ＨＣが多く供給され急激に触媒の温度が過剰に上昇してしまう。また、複数気筒の内のある気筒において、他の気筒が失火しない程度の量だけ点火時期を遅角させたとしても、気筒間にバラツキがあるため、失火しないとは限らない。

そこで、本実施例においては、以下に説明する触媒劣化抑制制御時点火時期制御を実行する。概略としては、本実施例の内燃機関１の膨張行程は等間隔に、＃１→＃３→＃４→＃２という順序になるように設定されていることを前提として、先ず、４気筒の内のある気筒（図３においては＃１）の点火時期を所定量（θａ）だけ遅角させる。そして、その気筒（＃１）で失火が発生したか否かを検出し、失火していないことが確認できた場合に他の気筒（図３においては＃２）の点火時期を前記所定量だけ遅角させる。そして、その気筒（＃２）で失火が発生したか否かを検出し、失火していないことが確認できた場合に他の気筒（図３においては＃４）の点火時期を前記所定量だけ遅角させる。そして、その気筒（＃４）で失火が発生したか否かを検出し、失火していないことが確認できた場合に他の気筒（図３においては＃３）の点火時期を前記所定量だけ遅角させる。そして、その気筒（＃３）で失火が発生したか否かを検出し、失火していないことが確認できた場合に他の気筒（図３においては＃１）の点火時期を前記所定量だけ遅角させる。失火が生じるまで上述した処理を繰り返して徐々に遅角量を増加させていく。

なお、失火していないことは、気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ（図示省略）の出力値に基づいて算出された筒内圧が所定圧力以上であることにより、また、クランクポジションセンサ１５の出力値に基づいて算出された角速度が所定角速度以上であることにより、また、排気通路１２に備えられた空燃比センサ（図示省略）の出力値に基づいて算出された排気ガスの空燃比が所定空燃比以下であることにより確認することができる。そして、このような手法を用いて失火が発生したか否かを検出することにより、失火していないことは、少なくとも遅角させた点火時期での燃焼直後の排気行程初期に確認することができる。

そして、上述したように内燃機関１の膨張行程は、＃１→＃３→＃４→＃２という順序になるように設定されており、その開始の間隔はクランクシャフト回転角度（以下、「ＣＡ」という。）で１８０度であるので、例えば＃１の排気行程初期に失火していないことが確認できたら、その後すぐに点火時期を迎える＃４の点火時期を遅角させることができる。しかしながら、４つの気筒の点火時期をバランスよく遅角させて、気筒間で点火時期が異なることに起因して発生する振動を抑制するために、図３に示したように、＃１→＃２→＃４→＃３→＃１→…の順序に遅角させるようにする。

すなわち、点火時期制御手段としても機能するＥＣＵ１６は、燃料カットを禁止する触媒劣化抑制制御を実行しているときに、４つの気筒の内の第１の気筒（例えば＃１）の点火時期を遅角させ、当該第１の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第１の気筒の膨張行程開始から５４０度ＣＡ後に膨張行程を迎える第２の気筒（第１の気筒が＃１である場合には＃２）の点火時期を遅角させ、当該第２の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第２の気筒の膨張行程開始から５４０度ＣＡ後に膨張行程を迎える第３の気筒（第１の気筒が＃１である場合には＃４）の点火時期を遅角させ、当該第３の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第３の気筒の膨張行程開始から５４０度ＣＡ後に膨張行程を迎える第４の気筒（第１の気筒が＃１である場合には＃３）の点火時期を遅角させる。

なお、本実施例のように複数気筒を有する内燃機関においては、気筒間バラツキがあるものの基本的には全ての気筒の仕様はほぼ同一であるので、ある気筒における点火時期を所定量遅角させて失火が生じなかった場合には、他の気筒においても同量遅角させることにより失火が生じ難くすることができる。また、気筒間の点火時期にあまり差が生じないようにすることにより、気筒毎の発生トルクが同一となるようにすることができ点火時期を遅角させることに起因してドライバビリティが悪化するのを最小限に抑えることができる。

一方、図４に示すように、＃１→＃２→＃４→＃３→＃１→…という順序で所定遅角量（例えばθａ）だけ遅角させていき、ある気筒（例えば＃１）で失火していることが確認された場合には、他の気筒の点火時期を遅角させずに、その気筒の次回の点火時期を所定進角量（例えばθｂ）だけ進角させる。そして当該気筒において失火していないことが確認された後に、次の気筒（＃２）の点火時期を所定遅角量（例えばθａ）だけ遅角させる。

このようにある気筒の点火時期を遅角させたことによりその気筒で失火が生じた場合には、他の気筒の点火時期を遅角させずに、その気筒の次回の点火時期を進角させる。そして、失火が生じない時期まで進角させる。そして、その気筒において失火が生じていないことが確認された場合には次の気筒の点火時期を遅角させるようにする。

この触媒劣化抑制制御時点火時期制御について、その制御ルーチンのフローチャートを示す図５に基づいて説明する。本制御ルーチンは、予めＥＣＵ１６のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサ１５からのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１６が実行するルーチンである。

先ず、Ｓ２０１において、触媒劣化抑制制御中であるか否かを判定する。これは、触媒劣化抑制制御フラグがＯＮであるか否かで判定することができる。そして、本ステップで肯定判定された場合はＳ２０２に進み、否定判定された場合には通常運転時の点火時期制御を実行すべく本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０２においては、ある気筒（例えば＃１）の点火時期を前回の点火時期に対して遅角させる。遅角量としては予め定められた量、例えばθａとする。その後、Ｓ２０３へ進み、Ｓ２０２で点火時期を遅角させた気筒において、その遅角させた点火時期に点火して失火発生が無かったか否かを判定する。これは上述した手法により失火が発生したか否かを検出して判定するものである。そして、本ステップで肯定判定された場合はＳ２０４に進み、否定判定された場合にはＳ２０７へ進む。

Ｓ２０４においては、所定気筒の点火時期を前回の点火時期に対して遅角させる。所定気筒としては、Ｓ２０３あるいは後述するＳ２０９で肯定判定された後に本ステップに進んでいる場合にはＳ２０２で点火時期を遅角させた気筒の次に遅角させるべき気筒である。つまり、Ｓ２０２において＃１の点火時期を遅角させている場合には上述したように＃２である。一方、Ｓ２０６で肯定判定された後に本ステップに進んでいる場合には、所定気筒は、前回のＳ２０４で点火時期を遅角させた気筒の次に遅角させるべき気筒である。例えば、前回のＳ２０４で＃２の点火時期を遅角させている場合には＃４である。

Ｓ２０５においては、再度触媒劣化抑制制御中であるか否かを判定する。これは、上述したようにして判定するものであり、本ステップで肯定判定された場合はＳ２０６に進む。一方、否定判定された場合には、通常運転時の点火時期制御を実行すべく本ルーチンの
実行を終了する。

Ｓ２０６においては、Ｓ２０４で点火時期を遅角させた気筒において、その遅角させた点火時期に点火して失火発生が無かったか否かを判定する。これは上述したＳ２０３の処理と同様である。そして、本ステップで肯定判定された場合は、前回のＳ２０４で遅角させた気筒において失火が発生していないことが確認されたので、前回のＳ２０４で遅角させた気筒の次に遅角させるべき気筒の点火時期を遅角させるべく再度Ｓ２０４以降の処理を実行する。一方、Ｓ２０６で否定判定された場合にはＳ２０７へ進む。

Ｓ２０７へは、Ｓ２０３にてＳ２０２で点火時期を遅角させた気筒において失火が発生したと判定された場合、あるいはＳ２０６にてＳ２０４で点火時期を遅角させた気筒において失火が発生したと判定された場合に進む。そのため、Ｓ２０７へ、Ｓ２０３にてＳ２０２で点火時期を遅角させた気筒において失火が発生したと判定されて進んだ場合においては、Ｓ２０２で点火時期を遅角させた気筒の点火時期を前回の点火時期に対して進角させる。あるいは、Ｓ２０７へ、Ｓ２０６にてＳ２０４で点火時期を遅角させた気筒において失火が発生したと判定されて進んだ場合においては、Ｓ２０４で点火時期を遅角させた気筒の点火時期を前回の点火時期に対して進角させる。進角量としては予め定められた量、例えばθｂとする。

Ｓ２０８においては、再度触媒劣化抑制制御中であるか否かを判定する。これは、上述したようにして判定するものであり、本ステップで肯定判定された場合はＳ２０９に進む。一方、否定判定された場合には、通常運転時の点火時期制御を実行すべく本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ２０９においては、Ｓ２０７で点火時期を遅角させた気筒において、その遅角させた点火時期に点火して失火発生が無かったか否かを判定する。これは上述したＳ２０３の処理と同様である。そして、Ｓ２０９で否定判定された場合には、Ｓ２０７で進角させた気筒において失火が発生したことが確認されたので、Ｓ２０７で進角させた気筒の点火時期をさらに進角させるべく再度Ｓ２０７以降の処理を実行する。進角量としては予め定められた量、例えばθｂとする。

一方、Ｓ２０９で肯定判定された場合は、Ｓ２０７で進角させた気筒において失火が発生していないことが確認されたので、Ｓ２０７で進角させた気筒の次に遅角させるべき気筒の点火時期を遅角させるべく再度Ｓ２０４以降の処理を実行する。かかる場合の遅角量は上述したように予め定められた量であり、例えばθａである。

このような触媒劣化抑制制御時点火時期制御を実行して触媒劣化抑制制御時の各気筒の点火時期を決定することにより、４気筒の内の一の気筒で失火が発生していないと確認された後に他の気筒の点火時期が遅角させられるので、複数気筒が連続して失火することを回避できる。その結果、一度に大量の未燃ガスが触媒に供給されることに起因して触媒が劣化することを防止することができる。また、失火が発生する点火時期ぎりぎりの点火時期まで遅角させるので、最大の減速感を得ることができる。

なお、上述した触媒劣化抑制制御時点火時期制御においては、図４に示すように、基本的には、＃１→＃２→＃４→＃３→＃１→…という順番を遵守し、一度ある気筒で所定遅角量（例えばθａ）遅角させたことにより失火が生じても、所定進角量（例えばθｂ）進角させることにより失火が発生しなくなった場合には、再度その気筒の順番が回ってきたときにも、再度所定遅角量（例えばθａ）遅角させるようにしている。しかしながら、ある点火時期で失火が発生した場合には、その後その点火時期よりも遅角させてしまうと再度失火してしまう可能性が高い。

そこで、一度ある気筒において失火した場合には、その後その気筒の点火時期を、失火発生時の点火時期よりも遅角させないようにすることが好適である。あるいは失火が発生した点火時期（図４の例ではθａ遅角させた点火時期）よりも進角側にマージンを持たせた点火時期（図４の例では（θａ−θｂ）遅角させた点火時期）よりも遅角させないようにすることが好適である。つまり、図６に示したように、一度失火した気筒をスキップしてその次の順番の気筒を遅角させる。例えば、＃１および＃２で一度失火した場合には、＃３で失火していないことが確認されたら、＃１および＃２をスキップして＃４の点火時期を遅角させるようにする。これにより、１回の減速時に同一気筒が複数回失火することを回避することができる。

ただし、かかる場合、失火していない気筒の点火時期を際限なく遅角させると、一度失火した気筒の点火時期と失火していない気筒の点火時期の差が大きくなる。かかる場合には、気筒毎の発生トルクの差が大きくなりドライバビリティが悪化してしまう。そのため、ある気筒の点火時期を遅角させる際には、他の気筒の点火時期との差を算出し、当該点火時期の差が予め定められた所定角θｆよりも大きい場合には遅角させないようにする。

例えば、図６の場合を例にすると、＃４の点火時期を３度θａ遅角させると、＃１の点火時期との差が３θａ−（２θａ−θｂ）＝θａ＋θｂとなる。もし、当該点火時期の差θａ＋θｂが予め定められた所定角θｆより大きい場合には、＃４の点火時期の３度目の遅角を中止する。あるいは、＃４の点火時期を３度θａ遅角させた後に、＃１の点火時期との差が所定角θｆ以内になるように、＃４の点火時期を再度進角させてもよい。

また、上述した触媒劣化抑制制御時点火時期制御においては、１度の遅角量を全気筒同一の、例えばθａとしているが、気筒毎に可変させてもよい。例えば、＃１はθｃ、＃２はθｄという様に。ただし、かかる場合においても、気筒毎の発生トルクの差が大きくなりドライバビリティが悪化しないように、気筒間の点火時期の差が、所定角θｆよりも大きくならないようにすることが好適である。

また、特定気筒の最初の遅角量を触媒劣化抑制制御時点火時期制御毎に可変させてもよい。例えば、初回はθｅ、２回目はθｇという様に。そして、これまでの触媒劣化抑制制御時点火時期制御において、失火が発生しないことが確認できた点火時期の遅角量の内、最も大きい遅角量を、気筒毎、かつ減速時Ｆ／Ｃ条件成立時の機関回転数毎に学習する。そして、次回の触媒劣化抑制制御時点火時期制御における遅角量の初期値を学習した量に設定する。これにより、触媒劣化抑制制御時点火時期制御初期から最大の減速感が得られる点火時期にすることができ、触媒の劣化を抑制することができるとともにより大きな減速感を得ることができる

実施例１に係る減速制御装置を備えた内燃機関の概略構成図である。 減速時燃料カット（Ｆ／Ｃ）制御の制御ルーチンのフローチャートである。 触媒劣化抑制制御時点火時期制御における点火時期の制御の態様を示す図である（いずれの気筒にも失火が発生していない場合）。 触媒劣化抑制制御時点火時期制御における点火時期の制御の態様を示す図である（いずれかの気筒に失火が発生している場合）。 触媒劣化抑制制御時点火時期制御の制御ルーチンのフローチャートである。 触媒劣化抑制制御時点火時期制御における点火時期の制御のその他の態様を示す図である（いずれかの気筒に失火が発生している場合）。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ エアクリーナ
４ スロットルバルブ
５ サージタンク
６ 吸気通路
７ 点火プラグ
８ イグナイタ
９ 点火コイル
１０ 点火ディストリビュータ
１１ クランクシャフト
１２ 排気通路
１３ 触媒コンバータ
１４ 排気温度センサ
１５ クランクポジションセンサ
１６ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 複数の気筒を有する内燃機関の運転状態が所定運転状態であるときに燃料カットを実行する燃料カット実行手段と、
   前記所定運転状態であるにもかかわらず、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒の温度が高い場合には、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、
   当該燃料カット禁止手段が燃料カットを禁止しているときに、前記複数の気筒の内の一の気筒の点火時期を遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を遅角させる点火時期制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の減速制御装置。
2. 前記点火時期制御手段は、前記一の気筒の点火時期を所定量だけ遅角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の減速制御装置。
3. 前記点火時期制御手段は、前記一の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させ、当該一の気筒において失火が生じた場合には、他の気筒の点火時期を遅角させずに当該一の気筒の点火時期を進角させ、当該一の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には他の気筒の点火時期を前記所定量だけ遅角させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の減速制御装置。
4. 前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の点火時期全てを順に繰り返し遅角させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の減速制御装置。
5. 前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の内失火が発生した気筒における点火時期を、失火が発生した点火時期よりも所定角進角側の点火時期よりも遅角側としないことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の減速制御装置。
6. 前記点火時期制御手段は、前記複数の気筒の点火時期の内、最も進角した点火時期と最も遅角した点火時期の差が所定値以内になるように制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の減速制御装置。
7. 前記内燃機関は等間隔に膨張行程を迎える４気筒の内燃機関であり、
   前記点火時期制御手段は、前記燃料カット禁止手段が燃料カットを禁止しているときに、４つの気筒の内の第１の気筒の点火時期を遅角させ、当該第１の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第１の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第２の気筒の点火時期を遅角させ、当該第２の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第２の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第３の気筒の点火時期を遅角させ、当該第３の気筒において失火が生じていないと確認できた場合には当該第３の気筒の膨張行程開始からクランクシャフト回転角度５４０度後に膨張行程を迎える第４の気筒の点火時期を遅角させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の減速制御装置。

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