JP2007170222A - 内燃機関の燃焼制御方法、装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制してHCやCOの発生を抑えることができる内燃機関の燃焼制御方法および装置、ならびに該装置を搭載した車両を提供する。
【解決手段】 複数の気筒を有する燃料噴射式の内燃機関の燃焼を制御する装置であって、前記内燃機関に駆動される車両の減速を判定し、減速と判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引く。減速中は、気筒数に応じて、偶数回あるいは奇数回の燃料噴射休止後に１回噴射する燃料噴射間引サイクルにしたがって燃料噴射を行なうように構成し、減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制する。
【選択図】 図７

Description

本願発明は、内燃機関の燃焼制御方法に関し、特に、失火や過剰燃料供給を抑制してHC（炭化水素）やCO（一酸化炭素）の発生を抑えることができる内燃機関の燃焼制御方法および装置、ならびに該装置を搭載した車両に関する。

車両に搭載した内燃機関にあっては、車両の減速時に吸気管内を横断して設けられたスロットルバルブが閉じられるため、この吸気管を実質的に塞ぐ。そうすると、スロットルバルブから吸気下流側の空間は、内燃機関が変わらず回転を続けている（つまり、排気も続けている）ために負圧となり、酸素が不足した状態での燃焼（つまり、失火や過剰燃料供給）が行なわれる結果となる。この失火や過剰燃料供給は、排気ガス中におけるHCやCOの増加を招き、したがって、触媒温度を上昇させて劣化させるなど、好ましいものではない。

低負荷運転時（特に、アイドリング時）における内燃機関の掃気を目的とした燃焼間引の方法が特許文献１および２に開示されている。
特開平５−２４００９５号公報 特開平９−４５００号公報

しかしながら、上記の特許文献１および２にあっては、内燃機関のアイドリング状態を検出し、この状態のときにだけ掃気するような制御を行なうが、車両の減速時に関する対策については何ら言及されていない。

車両の減速時には、アイドリング時と同様の失火や過剰燃料供給が生じることがあるが、このような状態からスロットルバルブを開いて加速に転じさせたときには、失火や過剰燃料供給により燃焼室の温度が低下しているために失火や過剰燃料供給が起こり易く、やがて燃焼室の温度が燃焼の発生に十分な温度まで上がったときには多量の酸素が燃焼室内に送り込まれているために急激な燃焼が起こり、したがって加速ショックあるいはトルク変動の原因となる。

これに対して、アイドリング状態からの加速では、燃焼室は燃焼に十分に高い温度を維持しており、しかもクラッチ接続動作を介するので加速ショックあるいはトルク変動はそれほど影響がない。

本願発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車両の減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制してHCやCOの発生を抑えることができる内燃機関の燃焼制御方法および装置、ならびに該装置を搭載した車両を提供することを目的とする。

本願発明に係る内燃機関の燃焼制御方法は、複数の気筒を有する燃料噴射式の内燃機関の燃焼を制御する方法であって、前記内燃機関に駆動される車両の減速を判定し、減速と判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引くことを特徴とする。

また、本願発明に係る内燃機関の燃焼制御装置は、複数の気筒を有する燃料噴射式の内燃機関の燃焼を制御する装置であって、前記内燃機関に駆動される車両の減速を判定する減速判定手段と、該減速判定手段が減速と判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引く燃料噴射間引手段とを備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、車両の減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制してHCやCOの発生を抑えることができる（つまり、ひいては排気ガスの浄化を図ることができる）など、内燃機関の燃焼および燃費を改善することができる。また、未燃焼燃料が触媒へ到達してそこで燃焼することによる触媒熱劣化を抑制することができる。さらには、従来の燃料カット制御に比べてエンジンブレーキの効き過ぎを緩和してエンジンブレーキ時のショックも緩和することができるうえ、燃料噴射再開時のショック（燃料噴射休止中に内燃機関が冷えることによる着火遅れと、その後の急燃焼に起因するもの）を緩和することができる。

上記燃焼制御装置は、スロットルの閉じ操作を検出するスロットル閉じ操作検出手段と、吸気管負圧の増加を検出する吸気管負圧検出手段とをさらに備えることが可能である。この場合、前記スロットル閉じ操作検出手段によりスロットルの閉じ操作が検出され、且つ、前記吸気管負圧検出手段により吸気管負圧の増加が検出されたときに、前記車両が減速していると前記減速判定手段が判定するようにすることにより、前述したような減速時の吸気管負圧の増加を確認できて、スロットル閉じ操作を単独で検出するよりも高精度に減速時を判定することができる。

なお、ここでいう「吸気管負圧」の用語は、内燃機関の吸気経路であって、スロットルバルブよりも吸気下流側の領域の圧力を言い、通常は吸気上流側圧力に対して負圧である。したがって、「吸気管負圧の増加」とは、この圧力がより負圧側に変化することを意味している。

上記燃料噴射間引手段は、前記内燃機関が偶数の気筒を有する場合には、偶数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行ない、前記内燃機関が奇数の気筒を有する場合には、燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行なうように構成されることが可能である。この場合、間引される気筒が偏らず、気筒の温度低下を抑えることができる。上記所定回数は、１回であることが可能である。

上記燃料噴射を連続して休止する回数は、前記内燃機関の機関回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合（内部EGR）、および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて設定されることが可能である。車両の減速に伴って低下する機関回転数に応じて吸気管負圧も下降し、徐々に間引運転をする必要がなくなっていくからである。

なお、「既燃焼ガスの吹き戻し」とは、燃焼室内で完全燃焼、あるいは未燃焼のまま（不完全燃焼などを含む）の排気ガスが、排気工程で燃焼室から排気管へ排出された後、吸気工程で排気管から燃焼室や吸気管側へ再び移動する現象をいう。そのとき、すべての排気ガスが、燃焼室や吸気管側へ移動するのではなく、一部が移動する。その再導入される割合を「既燃焼ガスの吹き戻し割合」と呼ぶ。

上記燃焼制御装置は、前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の燃料噴射量を機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整する燃料噴射量調整手段をさらに備えることも可能である。間引運転に伴って掃気され、酸素が増加した気筒内は、酸素過多の状態となるため、燃料噴射量を増加させる。

上記燃焼制御装置は、前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の点火時期を機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整する点火時期調整手段をさらに備えることも可能である。たとえば、間引きをして機関回転数が低下していくと、車両の搭乗者は間引きをゴツゴツした印象として体感することがあり、これを抑えるために点火時期を遅角して１回の燃焼当たりのトルクを抑えることができる。

上記点火時期調整手段は、前記燃料噴射間引手段が燃料噴射の間引きを開始した後の１回目の燃焼で、このときの燃料噴射量が前記燃料噴射量調整手段により調整されていないときの燃料噴射量である場合には、この燃焼のための点火時期も調整しないように構成されることが可能である。この場合、間引運転に移行した後であっても、点火時期を、それに応じた燃料噴射量と常にセットで使用することができる。

上記燃料噴射間引手段は、前記減速判定手段が減速と判定した場合であって、さらに、前記内燃機関の水温が所定温度以下ではない（たとえば、約６０℃以上）、ギヤがニュートラルに入っていない、クラッチが切断されていない、機関回転数が所定回転数以下ではない（たとえば、約１５００ｒｐｍ以上）、および、前記クラッチが接続直後ではない（たとえば、クラッチ接続後、約２００ミリ秒以内）場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引くことも可能である。減速時にさらにこれらの条件を満たすときには、内燃機関の運転が安定しておらず、失火や過剰燃料供給の可能性が高いからである。

つまり、これとは逆に、前記減速判定手段が減速と判定しない場合か、または、前記内燃機関の水温が前記所定温度以上であるか、前記ギヤがニュートラルに入っているか、前記クラッチが切断されているか、前記機関回転数が前記所定回転数以下であるか、または、前記クラッチが接続直後である場合に、間引き制御を終了することも可能である。

また、上記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了する際、前記スロットルが急開（たとえば、スロットルの動きが１秒当たり＋１６０°程度変化すること）されているか、前記クラッチが接続直後であるか、または、前記ギヤがニュートラルに入っている場合に、速やかに前記燃料噴射の間引きを終了するように構成されることも可能である。つまり、間引噴射制御実施中にエンジンのトルクが急遽必要な状態になれば、可及的速やかに間引噴射制御を終了させ、これによって、加速フィーリングの確保、あるいはエンスト防止などを行なう。

これに対して、上記燃料噴射間引手段が、前記内燃機関が偶数の気筒を有する場合に、偶数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行ない、前記内燃機関が奇数の気筒を有する場合には、奇数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行なうように構成してあり、且つ、上記燃料噴射を連続して休止する回数が、前記内燃機関の機関回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合、および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて設定される構成の下では、上記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了する際、前記スロットルが急開されてないか、前記クラッチが接続直後でないか、および、前記ギヤがニュートラルに入っていない場合に、前記燃料噴射間引手段により設定された前記燃料噴射を連続して休止する回数を各気筒ごとに完遂した後で、前記燃料噴射の間引きを終了するように構成されることも可能である。このような条件のときには、急激にトルクを回復する必要はないので、設定した燃料噴射休止回数を完遂した後で、間引噴射制御を終了させる。これによって、搭乗者は加速ショックを含めて減速中のトルク変動（つまり、燃料噴射方式の切り換り）を体感し難くなる。

また、上記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の燃料噴射量が、機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整されるように構成してある構成の下では、上記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了した際、各気筒の燃料噴射を再開した後の１回目の燃料噴射まで、前記機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいた燃料噴射量の調整を継続するように構成されることも可能である。これによって、搭乗者は燃料噴射方式の切り換りを体感し難くなる。

また、上記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の点火時期が、機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整されるように構成してある構成の下では、上記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了した際、各気筒の燃料噴射を再開した後の１回目の燃料噴射に対する点火時期まで、前記機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいた点火時期の調整を継続するように構成されることが可能である。これによって、搭乗者は加速ショックを含めて減速中のトルク変動（つまり、燃料噴射方式の切り換り）を体感し難くなる。

以上の燃焼制御装置は、内燃機関を原動機とする種々の車両に好適である。

このように、上記発明によれば、車両の減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制してHCやCOの発生を抑えることができる（つまり、ひいては排気ガスの浄化を図ることができる）など、内燃機関の燃焼および燃費を改善することができ、また、未燃焼燃料が触媒へ到達して、そこで燃焼することによる触媒熱劣化を抑制することができ、さらには、従来の燃料カット制御に比べてエンジンブレーキの効き過ぎを緩和してエンジンブレーキ時のショックも緩和することができるうえ、燃料噴射再開時のショック（燃料噴射休止中に内燃機関が冷えることによる着火遅れと、その後の急燃焼に起因するもの）を緩和することができる内燃機関の燃焼制御方法および装置、ならびに該装置を搭載した車両を提供することができる。

以下、本願発明に係る内燃機関の燃焼制御方法および装置、ならびに該装置を搭載した車両について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。

図１に示す本願発明の実施の形態に係る車両10は、一般的な自動二輪車であるが、車両10は、他の任意の種類の車両であることが可能である。この自動二輪車の形態の車両10は、内燃機関としての４サイクルエンジン20を電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）40を備えている。

図２に示すように、エンジン20は、その吸気通路21に、スロットルボディ22と、その吸気下流側に設けられたフューエルインジェクタ23とを備えている一方、排気通路25には、触媒26を備えている。

スロットルボディ22は、一般的なスロットルボディであり、その内部を通過する吸気通路21を横断して設けられたスロットルバルブ223と、該スロットルバルブ223の開度を検出するスロットル開度センサ224とを備えている。このスロットル開度センサ224が検出するスロットル開度は、これに接続されたＥＣＵ40に与えられる。

スロットルボディ22よりも吸気下流側には、この箇所の吸気通路21内の圧力を検出する吸気圧センサ24が設けられている。

また、エンジン20の気筒（シリンダ）には、その内部のウォータージャケットを通流するエンジン冷却水の温度を検出する水温センサ27が設けられている。この水温センサ27が検出する水温は、これに接続されたＥＣＵ40に与えられる。

ＥＣＵ40は、上述したように、スロットル開度センサ224、吸気圧センサ24、および水温センサ27に接続され、これらのセンサから検出された情報を得ているほか、ニュートラルセンサ12、クラッチセンサ13、およびエンジン回転数センサ14にも接続されている。

ニュートラルセンサ12は、車両10（図１参照）の変速装置あるいはギヤ（図示せず）がニュートラル位置に入っているか否かを検出し、クラッチセンサ13は、車両10（図１参照）の駆動力伝達経路を係断するクラッチ（図示せず）の入／切を検出し、エンジン回転数センサ14は、エンジン20の回転数を検出し、それぞれ、検出した情報をＥＣＵ40に与える。

ＥＣＵ40は、これらのセンサからの情報に基づいて後述する燃料噴射間隔設定記憶部491に記憶された情報（燃料噴射間隔設定など）を参照し、エンジン20のフューエルインジェクタ23およびスパークプラグ28にそれぞれ指令を与えることによって燃料噴射および点火を制御する。なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ40は、特に、燃料噴射を操作するように構成されている。

また、ＥＣＵ40は、エンジン始動直後判定部41、エンジン始動タイマ42、および再実施禁止判定部43のほか、メモリ49を備えている。該メモリ49には、再実施禁止フラグ492と、上述した燃料噴射間隔設定記憶部491とのための記憶領域がそれぞれ設けられており、本実施の形態に係るＥＣＵ40は、車両10（図１参照）の減速を検出し、減速している場合に、燃料噴射間隔設定記憶部491に記憶されている設定情報に従って、エンジン20の燃料噴射を間引制御する。以下、この間引噴射制御について詳述する。

図３に示すように、本実施の形態においては、運転者が図示しないスロットルコントロールを用いて操作するスロットルバルブ223がほぼ全閉状態に操作（つまり、ここでは「スロットル閉じ操作」と称する）され、且つ、これによって、このスロットルバルブ223の吸気下流側に配置された吸気圧センサ24により吸気通路21内の圧力が高い負圧の状態（たとえば、吸気管負圧が約３００ｍｍＨｇ以上）になったこと（つまり、「吸気管負圧高」）が検出されたときに、車両10（図１参照）の減速があったと判定するようにＥＣＵ40を構成してある。

しかし、車両10（図１参照）の減速があったと判定しても、図３にさらに示すように、たとえば、エンジン20の水温が低くない（たとえば、約６０℃以上）、ギヤ（図示せず）がニュートラルでない、クラッチ断でない、エンジン回転数が低くない（たとえば、約１５００ｒｐｍ以上）、クラッチ接続直後でない（たとえば、クラッチを接続してから約２００ミリ秒以上経過）、間引噴射制御が再実施禁止でない（後述）、エンジン始動直後でない（たとえば、エンジン始動から約１２秒以上経過）、などの条件がすべて揃ったときに、間引噴射制御をするように構成することも可能である。これらの７つの条件に合致しない場合には、エンジン20の運転状態が不安定で、そのままの状態で間引噴射制御を開始するとエンジン20が止まってしまう（つまり、エンストする）可能性があるからである。

上記のようなエンジン20の水温が低くないことは、たとえば水温センサ27からの情報により、ギヤがニュートラルでないことは、たとえばニュートラルセンサ12からの情報により、そして、クラッチ断でないことは、たとえばクラッチセンサ13からの情報により、エンジン回転数が低くないことは、たとえばエンジン回転数センサ14からの情報により、それぞれＥＣＵ40が判定することができる。

また、クラッチ接続直後でないことは、たとえば、ＥＣＵ40にクラッチ接続タイマ46（図２参照）を設け、このクラッチ接続タイマ46にクラッチセンサ13からの情報によりクラッチが接続されてからの時間を計測させ、ＥＣＵ40は、クラッチ接続直後判定部47（図２参照）によりクラッチ接続タイマ46を参照し、計測時間が所定時間以内（たとえば、約２００ミリ秒以内）であるかによって判定することができる。

間引噴射制御が再実施禁止でないことは、たとえば、メモリ49に再実施禁止フラグ492（図２参照）のための記憶領域を設けておき、この記憶領域に、前回の間引噴射制御を終了してから所定時間（たとえば、約２００ミリ秒）は、この間引噴射制御の再実施を禁止するためのフラグを立てる。このフラグは、前記所定時間の経過後に外される。そして、ＥＣＵ40が、再実施禁止判定部43（図２参照）により再実施禁止フラグ492を参照し、フラグが立っていなければ、再実施禁止でないと判定することができる。

噴射間引終了後の即時の制御再実施を許容することは、制御のオン／オフが交互に起き、エンジンの運転状態が意図せず不安定になる、あるいは、搭乗者がトルク変動を体感し易くなることを意味している。

エンジン始動直後でないことは、たとえば、ＥＣＵ40にエンジン始動タイマ42（図２参照）を設け、このエンジン始動タイマ42にエンジン20が始動してからの時間を計測させ、ＥＣＵ40は、エンジン始動直後判定部41（図２参照）によりエンジン始動タイマ42を参照し、計測時間が所定時間以内（たとえば、約１２秒以内）であるかによって判定することができる。

このように、本実施の形態のＥＣＵ40は、図３に示した９つのすべての条件を満足したときに間引噴射制御を実施し（原則として、１つでも条件が満足しなくなれば間引噴射制御を終了させる）、間引回数（つまり、エンジン20全体として連続して休止する燃料噴射の回数、つまり、「燃料噴射休止回数」）は、図４−図６に示すように、エンジン回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合（内部ＥＧＲ）、あるいは吸気管負圧にほぼ比例するように構成してある。このような比例条件は、たとえば、メモリ49の燃料噴射間隔設定記憶部491に記憶しておき、ＥＣＵ40により利用可能に構成することが可能である。ただし、このような比例関係に限定されるものではない。

また、本実施の形態における間引噴射制御は、フューエルインジェクタ23による燃料噴射のみを間引くように構成してあるが、この燃料噴射に加えて、スパークプラグ28による点火を制御することも可能である。

燃料噴射間隔設定記憶部491に記憶する設定情報の例は、図７および図８に示すようなマップ形式のものである。このマップにおいては、エンジン20が４気筒エンジンである場合の例であり、他の気筒数であっても同様の原理を適用可能である。また、各気筒では常に点火が行なわれる構成となっており、ここでは、燃料噴射のみが間引制御される（後述するように補助的に点火時期は制御されるが、点火間引きは行なわない）。したがって、本実施の形態においては、燃焼の有無は、燃料噴射の有無で決まる（図７および図８においては、燃焼の有／無は「○／×」でそれぞれ示してある）。

燃料噴射休止回数は、エンジン20が偶数の気筒を有する場合には、偶数回であるのが良い。たとえば、エンジン20が４気筒である場合には、図７に示すように燃料噴射を４回休止した後に１回燃料噴射し（１噴４休）、あるいは、図８に示すように燃料噴射を６回休止した後に１回燃料噴射し（１噴６休）することが可能である。

図７においては、２サイクル目の途中まで通常噴射を実施した例を示してあり、ここまでは、第１気筒（＃１）、第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、そして第３気筒（＃３）と順次燃料噴射が実施され、すべての気筒で燃焼が起こっている。２サイクル目で第１気筒、第２気筒と燃料噴射を実施した後で１噴４休の間引噴射に移行し、第４気筒、第３気筒、第１気筒、第２気筒と４回燃料噴射を休止し、第４気筒で１回燃料噴射を実施し、再び第３気筒、第１気筒、第２気筒、第４気筒と４回燃料噴射を休止する、と続けていく。

また、図８においては、２サイクル目まで通常噴射を実施した例を示してあり、ここまでは、第１気筒（＃１）、第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、そして第３気筒（＃３）と順次燃料噴射が実施され、すべての気筒で燃焼が起こっている。３サイクル目から１噴６休の間引噴射に移行し、第１気筒、第２気筒、第４気筒、第３気筒、第１気筒、第２気筒と６回燃料噴射を休止し、第４気筒で１回燃料噴射を実施し、再び第３気筒、第１気筒、第２気筒、第４気筒、第３気筒、第１気筒と６回燃料噴射を休止する、と続けていく。

図７および図８からも分かるように、前述した燃料噴射休止回数の設定のようにエンジン20が偶数の気筒を有する場合に偶数回燃料噴射を休止すると、特定の気筒の燃焼を休止させ続けることがなく、特定の気筒の極端な温度低下を抑制することができる。気筒の温度低下は、休止後の燃焼が起こり難く失火や過剰燃料供給の原因となる。

燃料噴射休止回数は、前述したように、間引噴射制御開始時のエンジン回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合（内部EGR）、あるいは吸気管負圧に応じた回数で固定してもよいが、図４−図６に示すような関係に従い、図９に示すように減速に伴って低下するエンジン回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合（内部EGR）、あるいは吸気管負圧に応じて徐々に、あるいは段階的に減らしていくことも可能である。図９においては、４サイクル目の途中まで１噴４休の間引噴射を実施し、その後、１噴２休の間引噴射に移行する例を示してある。

間引噴射制御を開始すると、気筒内（つまり、燃焼室）が掃気され、酸素量が増加する。このため、今度は却って酸素過多になることを防ぐために燃料噴射量を通常よりも増加するように次のように補正することが望ましい。

つまり、図１０に示すように、通常時のフューエルインジェクタ23への噴射指令値（つまり、燃料噴射時間）がT時間であるとすれば、間引噴射時の噴射指令をT+ΔTとする。通常時の噴射指令値に対する補正量（燃料噴射補正時間）ΔTは、図１１または図１２に示すように、エンジン回転数、あるいは吸気管負圧にほぼ反比例するように構成するのが望ましい。エンジン回転数あるいは吸気管負圧が低い方が掃気が進んで余計に酸素過多になり易いからである。したがって、図１０においては、ΔTが間引噴射の間一定であるように示しているが、これをエンジン回転数あるいは吸気管負圧の低下に伴って段階的に増加あるいは斬増することも可能である。

上記の燃料噴射補正時間ΔTは、たとえば、エンジン回転数が約８０００ｒｐｍのときに＋３００マイクロ秒程度、エンジン回転数が約３０００ｒｐｍのときに＋１０００マイクロ秒程度などに設定することが可能である。

また、間引噴射を実施してエンジン回転数あるいは吸気管負圧が低下してくると、上記のような燃料噴射量の補正をしても、１回の燃焼当りにエンジン20が発生するトルクが大きく、搭乗者は体感的に間引きを認識できるようになる場合がある。これは、いわゆる「ゴツゴツ」した感じである。

そこで、間引噴射時の点火時期を次のように補正することが望ましい。図１３において、通常噴射時と間引噴射時とをそれぞれ横方向の白抜き矢符で示してあり、通常噴射時の燃料噴射を「○」、通常噴射時の点火を「☆」、間引噴射時の燃料噴射を「●」、間引噴射時の点火を「★」でそれぞれ示してある。なお、図示を簡略にするために、１噴１休の間引噴射の例を示している。

点火時期は、図１３または図１４に示すように、エンジン回転数、あるいは吸気管負圧とほぼ比例するような関係であることが望ましい。たとえば、エンジン回転数が約８０００ｒｐｍのときに＋１０°ＣＡ程度、エンジン回転数が約２０００ｒｐｍのときに−５°ＣＡ程度などに設定することが可能である。

したがって、図１３に戻って、点火時期は、間引噴射を開始した時点では、間引によってエンジン20のトルクが出難いので一旦所定量（上記と同程度）進角され、その後、減速に伴って低下するエンジン回転数に応じてトルクを抑えるべく徐々に遅角されていく。ただし、運転状態によっては、このような進角は不要である場合もあり、また、遅角に代えて徐々に進角する構成であってもよい。

図１３において、黒塗り矢符で示す時点の点火は、すでに間引噴射に移行しているのにも拘わらず通常噴射時と同じ点火時期で実施されている。これは、点火されていない噴射後の燃料が通常噴射時の量である場合には、間引噴射に移行していても点火も通常噴射時の点火時期で実行されることを示している。

次に、図１６を参照しながら間引噴射制御から通常噴射制御への復帰動作について説明する。基本的には、復帰動作は、図３に示した条件のいずれか１つでも満足しないときに実行されるが、シフトチェンジ時などの特定の状態にあっては、すぐに大きなエンジントルクが必要になるため、即時に通常噴射制御に戻す（即時復帰）。それ以外の場合には、即時に通常噴射制御に戻すと加速ショックあるいはトルク変動として搭乗者に体感される場合があるので、徐々に燃料噴射休止回数を減らしていき、最終的に燃料噴射休止回数を零とするようにする（通常復帰）。

具体的には、シフトチェンジ時は、運転者が図示しないスロットルコントロールを用いて操作するスロットルバルブ223が急激に開かれるか（つまり、スロットル急開）、または、クラッチが入れられた直後である（つまり、クラッチ接続直後）ときに即時復帰を実行し、それ以外のときには通常復帰を実行するようにＥＣＵ40を構成してある。

スロットル急開は、たとえば、スロットルバルブ223が所定の開度変化率以上（たとえば、１秒当たりに＋１６０°程度以上）で開かれることで判定することができる。具体的には、図２に示すように、スロットル開度センサ224から与えられるスロットル開度からスロットル開度変化率演算部44が開度変化率を演算し、スロットル急開判定部45により開度変化率が所定値を超えるか否かを判定することで、ＥＣＵ40がスロットル急開を判定する。

クラッチ接続直後は、たとえば、クラッチが接続されてから所定時間内（たとえば、約２００ミリ秒以内）であることで判定することができる。具体的には、図２に示すように、クラッチセンサ13から与えられるクラッチ接続の旨の情報によりクラッチ接続タイマ46が計時を開始し、クラッチ接続直後判定部47により計時時間が所定時間を超えないか否かを判定することで、ＥＣＵ40がクラッチ接続直後を判定する。

図１７は、即時復帰の例を示している。図１７においては、４サイクル目の途中まで間引噴射（１噴４休）が実施され、この４サイクル目における第２気筒の休止の後（図１７において黒塗り矢符で示す時点）、本来間引噴射が継続されるならば次の第４気筒も休止する筈であるが、この第４気筒を休止させず、即座にすべての気筒の休止を止め、通常噴射に復帰させる。

図１８は、通常復帰の例を示している。図１８においては、４サイクル目の途中まで間引噴射（１噴４休）が実施され、この４サイクル目における第２気筒の休止の後（図１８において黒塗り矢符で示す時点）、即時に復帰させず、各気筒ごとに４回の燃料噴射休止を完遂した後に、各気筒を順次復帰させ、最終的に、通常噴射の状態に戻すのである。この挙動を全気筒の燃料噴射の有無で見ると、徐々に燃料噴射休止回数（燃料噴射間引き頻度）が減少しており、噴射方式切り換えによるトルク変動を体感し難くなる。

各気筒において燃料噴射を何回休止したのかは、メモリ49に逐次記憶されており、ＥＣＵ40は、メモリ49に記憶された休止回数と、間引噴射の休止すべき回数とを対比することで燃焼噴射休止を完遂したかを判断している。

通常噴射状態への復帰の際には、前述したような補正された燃料噴射量および点火時期も元の通常噴射状態に戻す。たとえば、燃料噴射量については、即時復帰の場合、図１０で説明した通常噴射から間引噴射への移行時とまったく逆の動作で、図１９に示すように噴射指令値をT+ΔTからTに即時に戻す。一方、通常復帰の場合、図２０に示すように、通常噴射に移行した後であっても、最初の１回目の燃料噴射時は、その直前の間引噴射時のままの燃料噴射量を維持する。

即時復帰の場合の点火時期についても、図２１に示すように、黒塗り矢符で示された時点の点火が、通常噴射に移行しているのにも拘わらず、間引噴射時と同じ点火時期で実施されるようにする（★印）。これは、まだ点火されていない噴射後の燃料が間引噴射時の量で噴射された場合には（直前の●印）、通常噴射に移行していても点火も間引噴射時の点火時期で実行することを示している（図１３で説明した間引噴射から通常噴射への移行時とまったく逆の動作）。

点火時期は、たとえば、図１３に示したような間引噴射の間、減速に伴って低下するエンジン回転数あるいは吸気管負圧に応じてトルクを抑えるべく徐々に遅角されるため、間引噴射の期間が十分に長ければ、図２１に示すように遅角側に補正されている。通常噴射への移行は、この点火時期補正を零度の状態に戻すことで行なう。

通常復帰の場合の点火時期については、図２２に示すように、黒塗り矢符で示された時点の点火が、通常噴射に移行しているのにも拘わらず、間引噴射時と同じ点火時期補正で実施されている。これは、図２１で説明したのと同様に燃料噴射量と点火時期とのモード（間引噴射／通常噴射）を一致させるためである。その後も点火時期も即時に復帰させるのではなく、ここでは１噴１休の例を示しているので、最後の１休まで完了させる。燃焼には直接関係はないが、勿論、このときも点火時期は間引噴射時のものである。

その後、図１８の例と同様の考え方で、各気筒ごとに４回の燃料噴射休止を完了した後に、各気筒順次復帰させ、最終的に、通常噴射の状態に戻すのであるが、図２２の例では、１噴１休であったので１噴した後で０休となり、つまり、通常噴射に戻るのである。したがって、この最後の１噴（および点火）の後は、点火時期をクランク角が零度の状態に戻し、通常噴射へ移行する。この挙動を全気筒の燃料噴射の有無で見ると、徐々に燃料噴射休止回数（燃料噴射間引き頻度）が減少しており、噴射方式切り換えによるトルク変動を体感し難くなる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更、追加、または削除をすることが可能である。上記の実施の形態で挙げた具体的な数値は、単なる例示であり、これらの数値に限定されるものではない。

以上のように、本願発明に係る内燃機関の燃焼制御方法およびそれを使用した装置は、車両の減速時における内燃機関の失火や過剰燃料供給を抑制してHCやCOの発生を抑えることができる（つまり、ひいては排気ガスの浄化を図ることができる）など、内燃機関の燃焼および燃費を改善することができ、また、未燃焼燃料が触媒へ到達して、そこで燃焼することによる触媒熱劣化を抑制することができ、さらには、従来の燃料カット制御に比べてエンジンブレーキの効き過ぎを緩和してエンジンブレーキ時のショックも緩和することができるうえ、燃料噴射再開時のショック（燃料噴射休止中に内燃機関が冷えることによる着火遅れと、その後の急燃焼に起因するもの）を緩和することができる車両を提供することが要求される用途にも適用可能である。

本願発明の実施の形態に係る車両の構成を示す右側面図である。 図１に示した車両に搭載された内燃機関の燃焼制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２に示した燃焼制御装置による間引噴射制御開始ロジックを示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置によるエンジン回転数に応じた１燃料噴射サイクル当たりの燃料噴射休止回数の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置による既燃焼ガスの吹き戻し割合（内部EGR）に応じた１燃料噴射サイクル当たりの燃料噴射休止回数の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置による吸気管負圧に応じた１燃料噴射サイクル当たりの燃料噴射休止回数の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置の燃料噴射間隔設定記憶部に記憶された間引噴射制御開始時の燃料噴射間隔設定の一例を示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置の燃料噴射間隔設定記憶部に記憶された間引噴射制御開始時の燃料噴射間隔設定の別の例を示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置の燃料噴射間隔設定記憶部に記憶された間引噴射制御開始時の燃料噴射間隔設定のさらに別の例を示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置による間引噴射制御開始時の燃料噴射時間をインジェクタ電圧指令値で示したチャートである。 図１０に示した燃焼制御装置によるエンジン回転数に応じた燃料噴射補正時間（ΔT）の一例を示すグラフである。 図１０に示した燃焼制御装置による吸気管負圧に応じた燃料噴射補正時間（ΔT）の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置による間引噴射制御開始時の点火時期の一例をクランク角で示したチャートである。 図２に示した燃焼制御装置によるエンジン回転数に応じた点火時期（クランク角）の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置による吸気管負圧に応じた点火時期（クランク角）の一例を示すグラフである。 図２に示した燃焼制御装置による間引噴射制御終了ロジックを示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置の燃料噴射間隔設定記憶部に記憶された間引噴射制御終了時の燃料噴射間隔設定の一例（即時復帰）を示すチャートである。 図２に示した燃焼制御装置の燃料噴射間隔設定記憶部に記憶された間引噴射制御終了時の燃料噴射間隔設定の別の例（通常復帰）を示すチャートである。 図１７に示した即時復帰時の燃料噴射時間をインジェクタ電圧指令値で示したチャートである。 図１８に示した通常復帰時の燃料噴射時間をインジェクタ電圧指令値で示したチャートである。 図１７に示した即時復帰時の点火時期をクランク角で示したチャートである。 図１８に示した通常復帰時の点火時期をクランク角で示したチャートである。

符号の説明

10 自動二輪車（車両）
13 クラッチセンサ
14 エンジン回転数センサ
20 エンジン（内燃機関）
24 吸気圧センサ（吸気管負圧検出手段）
40 ECU（Electronic Control Unit：減速判定手段、燃料噴射間引手段、燃料噴射量調整手段、および点火時期調整手段）
44 スロットル開度変化率演算部
45 スロットル急開判定部
46 クラッチ接続タイマ
47 クラッチ接続直後判定部
223 スロットルバルブ
224 スロットル開度センサ（スロットル閉じ操作検出手段）
491 燃料噴射間隔設定記憶部

Claims (16)

1. 複数の気筒を有する燃料噴射式の内燃機関の燃焼を制御する方法であって、
   前記内燃機関に駆動される車両の減速を判定し、
   減速と判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引く
   ことを特徴とする内燃機関の燃焼制御方法。
2. 複数の気筒を有する燃料噴射式の内燃機関の燃焼を制御する装置であって、
   前記内燃機関に駆動される車両の減速を判定する減速判定手段と、
   該減速判定手段が減速と判定した場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引く燃料噴射間引手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
3. スロットルの閉じ操作を検出するスロットル閉じ操作検出手段と、
   吸気管負圧の増加を検出する吸気管負圧検出手段と
   をさらに備え、
   前記減速判定手段は、前記スロットル閉じ操作検出手段により前記スロットルの閉じ操作が検出され、且つ、前記吸気管負圧検出手段により吸気管負圧の増加が検出されたときに、前記車両が減速していると判定するように構成してあることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置。
4. 前記燃料噴射間引手段は、前記内燃機関が偶数の気筒を有する場合には、偶数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行ない、前記内燃機関が奇数の気筒を有する場合には、奇数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行なうように構成してあることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関の燃焼制御装置。
5. 前記所定回数は、１回であることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の燃焼制御装置。
6. 前記燃料噴射を連続して休止する回数は、前記内燃機関の機関回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合、および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて設定されることを特徴とする請求項４または５記載の内燃機関の燃焼制御装置。
7. 前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の燃料噴射量を機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整する燃料噴射量調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置。
8. 前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の点火時期を機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整する点火時期調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の燃焼制御装置。
9. 前記点火時期調整手段は、前記燃料噴射間引手段が燃料噴射の間引きを開始した後の１回目の燃焼で、このときの燃料噴射量が前記燃料噴射量調整手段により調整されていないときの燃料噴射量である場合には、この燃焼のための点火時期も調整しないように構成してあることを特徴とする請求項８記載の内燃機関の燃焼制御装置。
10. 前記燃料噴射間引手段は、前記減速判定手段が減速と判定した場合であって、さらに、前記内燃機関の水温が所定温度以下ではない、ギヤがニュートラルに入っていない、クラッチが切断されていない、機関回転数が所定回転数以下ではない、および、前記クラッチが接続直後ではない場合に、前記内燃機関の燃料噴射を間引くことを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置。
11. 前記燃料噴射間引手段は、前記減速判定手段が減速と判定しない場合か、または、前記内燃機関の水温が前記所定温度以上であるか、前記ギヤがニュートラルに入っているか、前記クラッチが切断されているか、前記機関回転数が前記所定回転数以下であるか、または、前記クラッチが接続直後である場合に、前記燃料噴射の間引きを終了することを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の燃焼制御装置。
12. 前記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了する際、前記スロットルが急開されているか、前記クラッチが接続直後であるか、または、前記ギヤがニュートラルに入っている場合に、速やかに前記燃料噴射の間引きを終了するように構成してあることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の燃焼制御装置。
13. 前記燃料噴射間引手段は、前記内燃機関が偶数の気筒を有する場合には、偶数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行ない、前記内燃機関が奇数の気筒を有する場合には、奇数回の燃料噴射を連続して休止した後で所定回数の燃料噴射を連続して行なうように構成してあり、
    前記燃料噴射を連続して休止する回数は、前記内燃機関の機関回転数、既燃焼ガスの吹き戻し割合、および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて設定され、
    前記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了する際、前記スロットルが急開されてなく、前記クラッチが接続直後でなく、および、前記ギヤがニュートラルに入っていない場合に、前記燃料噴射間引手段により設定された前記燃料噴射を連続して休止する回数を各気筒ごとに完遂した後で、前記燃料噴射の間引きを終了するように構成してあることを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の燃焼制御装置。
14. 前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の燃料噴射量は、機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整されるように構成してあり、
    前記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了した際、各気筒の燃料噴射を再開した後の１回目の燃料噴射まで、前記機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいた燃料噴射量の調整を継続するように構成してあることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の燃焼制御装置。
15. 前記燃料噴射間引手段による燃料噴射の間引き時の点火時期は、機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいて調整されるように構成してあり、
    前記燃料噴射間引手段は、前記燃料噴射の間引きを終了した際、各気筒の燃料噴射を再開した後の１回目の燃料噴射に対する点火時期まで、前記機関回転数および吸気管負圧の少なくともいずれかに基づいた点火時期の調整を継続するように構成してあることを特徴とする請求項１３記載の内燃機関の燃焼制御装置。
16. 上記請求項２乃至１５のいずれかに記載の内燃機関の燃焼制御装置を備えることを特徴とする車両。

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