JP2010024857A

JP2010024857A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2010024857A
Application number: JP2008183945A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Miyazaki; 和真宮▲崎▼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP4816692B2

Abstract

【課題】運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチ３を介して手動変速機２が接続された内燃機関１の制御装置４において、フューエルカットの許可条件成立時にシフト操作の有無に応じて適正なタイミングでフューエルカットを実行開始させるようにしたうえで、シフト操作の有無を考慮して前記各フューエルカットをそれぞれ適正なタイミングで終了可能とする
【解決手段】制御装置４は、シフト操作に伴うフューエルカットを実行する他、シフト操作の無いアクセルオフに伴うフューエルカットを実行するフューエルカット実施手段（図４のＳ１〜Ｓ５）と、フューエルカット実行中において、機関回転速度が終了判定値Ｙ未満になった場合に実行中のフューエルカットを終了させる終了監視手段（図６のＳ２１，Ｓ２２）と、前記終了監視手段における終了判定値Ｙを、シフト操作有り時とシフト操作無し時とで異ならせる設定手段（図７のＳ３１〜Ｓ３３）とを含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関（エンジンともいう）の制御装置に関する。

従来から、自動車等の車両では、減速時に例えば過濃混合気とならないようにするとともに、燃料消費量を低減するため、例えば運転者のアクセルオフ操作に応答して、燃料噴射弁による燃料噴射を停止するフューエルカットを行うことが知られている。

このフューエルカットの実行に伴い、機関回転速度が所定回転速度以下になった場合に、内燃機関のストールを回避するために、フューエルカットを終了して、燃料噴射制御に復帰させるようにしている。

ところで、例えば手動変速機がクラッチを介して接続される内燃機関において、機関回転速度が所定回転速度以上の状況でアクセルオフされたときに、即座にフューエルカットを行うようにしていると、例えばクラッチが継合している状態、つまり駆動力が駆動輪に伝達されている駆動走行状態であれば、スロットルバルブが全閉側になった後も、吸気通路に残っている空気が内燃機関に吸い込まれることによって機関トルクが発生するので、運転者に対してフューエルカットショックを与えるおそれがある。

そこで、例えば手動変速機がクラッチを介して接続される内燃機関において、機関回転速度が所定回転速度以上の状況でアクセルオフされたときに、即座にフューエルカットを行わずに、所定時間遅延させてからフューエルカットを開始させるようにすることが考えられている。

このようなフューエルカットの形態をカットインディレイによるフューエルカットと呼んでいる。通常、ディレイ時間は、一定値に固定されている。

このようなカットインディレイによるフューエルカットであれば、適宜のディレイ時間を設けることにより機関トルクを漸減させてからフューエルカットを行うようになるので、前記フューエルカットショックを抑制または防止できる。

しかしながら、アクセルオフ操作の後、シフト操作つまり変速操作のためにクラッチが切断されることによって車両のイナーシャが切り離されるような状況で、前記のカットインディレイを行うと、ディレイ時間が経過するまでは燃料噴射が継続されるために機関回転速度が吹き上がる現象が発生することになる。

このように、フューエルカットを行う場合に、シフト操作の有無を考慮せずに、ディレイ時間を一定にしていては、不十分であるといわざるを得ない。

これに対し、例えば特許文献１には、手動変速機付の内燃機関でカットインディレイによるフューエルカットを行う構成において、ディレイ時間が経過する前であっても、機関回転速度の変化に基づいて機関トルクを制限することが記載されている。

この他、例えば特許文献２には、手動変速機付の内燃機関でカットインディレイによるフューエルカットを行う構成において、フューエルカットの許可条件の成立後にクラッチが開放（切断）されたときの第１ディレイ時間より、クラッチの開放後にフューエルカットの許可条件が成立したときの第２ディレイ時間を短くすることが記載されている。

なお、この特許文献２に係る従来例では、段落番号００３６に、「燃料カット条件が成立したときに、クラッチスイッチが入っているとき（クラッチ開放状態）と、入っていないとき(クラッチ継合状態)とでもディレイ時間の長さを異ならせる」との記載がある。
特開２００５−１４７０８９号公報特開２００５−１６３７６１号公報

特に、上記特許文献１に係る従来例では、フューエルカットを遅延させている期間において機関回転速度の変化があったときに、燃料噴射弁による燃料噴射を停止させることで機関トルクを制限するようにしているが、要するに、事後対策を行うようにしているために、機関回転速度の変化検出から燃料噴射弁の駆動制御までの時間的ロスが大きくなる等、対処が遅れることが懸念される。

また、特許文献２に係る従来例では、フューエルカットを行うときにクラッチの開放の有無に応じて実行開始の遅延時間を変えるようにしているが、実行中のフューエルカットを終了するときの判定値（機関回転速度）をクラッチの開放の有無に応じて変えるとの記載はない。

ここで、クラッチ開放（切断）状態でフューエルカットを行うと、機関回転速度がフューエルカットの終了判定値に低下するまでの時間が短くなるために、フューエルカットの実行時間が短くなり過ぎることが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関の制御装置において、シフト操作に伴うフューエルカットと、シフト操作の無いアクセルオフに伴うフューエルカットとを選択的に実行するようにしたうえで、前記各フューエルカットの実行後にシフト操作の有無を考慮してそれぞれ適正なタイミングで終了可能とすることを目的としている。また、本発明は、シフト時にフューエルカットの許可判定値Ｘを低く設定することで、フューエルカットの機会を、ドライバビリティを悪化させずに増加させることを狙いとしている。

本発明は、運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関の制御装置であって、シフト操作に伴うフューエルカットを実行する他、シフト操作の無いアクセルオフに伴うフューエルカットを実行するフューエルカット実施手段と、フューエルカット実行中において、機関回転速度が終了判定値Ｙ未満になった場合に実行中のフューエルカットを終了させる終了監視手段と、前記終了監視手段における終了判定値Ｙを、シフト操作有り時とシフト操作無し時とで異ならせる設定手段とを含む、ことを特徴としている。

本発明は、要するに、シフト操作によってクラッチが切断される状況でフューエルカットを実行する形態（例えばシフト時フューエルカットという）と、シフト操作が無くてクラッチが継合している状況でのアクセルオフに伴うフューエルカットを実行する形態（例えば通常フューエルカットという）とを可能とした構成を前提としている。

前記のシフト時フューエルカットを実行する場合には、速やかに実行開始させるが、クラッチを切断しているので、機関回転速度が吹け上がるといった現象が発生せずに済むようになる。

一方、前記の通常フューエルカットを実行する場合には、クラッチが接続しているものの、所定時間遅延して実行開始させる関係より、フューエルカットを実行開始させるまでのアクセルオフの経過時間に応じて機関トルクや機関回転速度を十分に低下させることが可能になって、機関回転速度と手動変速機の入力回転速度との差が小さくなるから、フューエルカットによるショックを抑制または防止することが可能になる。

このように、車両の運転状況に応じて、最適な形態でフューエルカットを行えるようになっているから、変速操作性の向上とドライバビリティの向上とを両立することが可能になる。

そして、本発明は、前記のような前提構成において、シフト操作の有無に応じてフューエルカットの終了判定値Ｙを異ならせるようにしている。

仮に、シフト時フューエルカットの終了判定値を通常フューエルカットの終了判定値と同じに設定していると、シフト時フューエルカットの終了時期が早くなり過ぎると言える。

そこで、シフト時フューエルカットの終了判定値を通常フューエルカットの終了判定値よりも小さく設定すれば、前記両終了判定値を同じに設定している場合に比べると、シフト時フューエルカットの終了時期を引き延ばすことが可能になる。これにより、例えばシフト時フューエルカットを可及的に長く行うことが可能になるので、シフト操作時における燃料消費を低減することが可能になる。

また、本発明は、運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関の制御装置であって、フューエルカット許可条件の成立の有無を判定する許可条件判定手段と、シフト操作の有無を判定するシフト操作判定手段と、許可条件判定手段でフューエルカット許可条件が成立したと判定した場合に前記シフト操作判定手段でシフト操作の有無を調べ、シフト操作有り時には速やかにフューエルカットを実行開始させる一方、シフト操作の無いアクセルオフ時には遅延させてフューエルカットを実行開始させるフューエルカット実施手段と、フューエルカット実行中において、機関回転速度が終了判定値Ｙ未満になった場合に実行中のフューエルカットを終了して燃料噴射制御に復帰させる終了監視手段と、前記終了監視手段における終了判定値Ｙを、シフト操作有り時とシフト操作無し時とで異ならせる設定手段とを含む、ことを特徴としている。

一方、前記の通常フューエルカットを実行する場合には、クラッチが接続しているものの、所定時間遅延して実行開始させる関係より、フューエルカットを実行開始させるまでのアクセルオフの経過時間に応じて機関トルクや機関回転速度を十分に低下させることが可能になって機関回転速度と手動変速機の入力回転速度との差が小さくなるから、フューエルカットによるショックを抑制または防止することが可能になる。

このように、車両の運転状況に応じて、最適な形態でフューエルカットを行えるようになっているから、ドライバビリティの向上と変速操作性の向上とを両立することが可能になる。

好ましくは、前記設定手段は、終了判定値Ｙを、シフト操作有り時に、シフト操作無し時より小さい値に設定する、ものとすることができる。

この場合、シフト時フューエルカット実行過程では、機関回転速度が、通常フューエルカット実行時に比べて、より低い速度域に下がるまでフューエルカットが終了されなくなる。

これにより、シフト時フューエルカットを可及的に長く行うことが可能になるので、シフト操作時における燃料消費を低減することが可能になる。

好ましくは、前記許可条件判定手段は、機関回転速度がフューエルカットの許可判定値Ｘ以上であるか否かを調べ、以上であるときにフューエルカット許可条件が成立したと判定する一方、未満であるときにフューエルカット許可条件が不成立であると判定する、ものとすることができる。

ここでは、フューエルカットの許可条件を特定しており、この特定により実施構成が明確になる。

好ましくは、前記許可判定値Ｘは、シフト操作有り時に、シフト操作無し時より小さい値に設定される。

この場合、クラッチが切断されるシフト操作有り時には、機関回転速度が、クラッチが継合されているシフト操作無し時の場合に比べて低速であっても、シフト時フューエルカットを開始させることが可能になる。

これにより、シフト時フューエルカットを可及的に広い機関回転速度域で実行させることが可能になる。

好ましくは、前記シフト操作判定手段は、（１）アクセルオフの継続時間が規定値Ａ以上であること、（２）クラッチ操作の継続時間が規定値Ｂ以上であること、（３）前記（１）の成立時における機関回転速度の上昇率が規定の判定値Ｃ以上であること、のすべてが成立した場合にシフト操作有りと判定する、ことを特徴としている。さらに、好ましくは、前記条件（１）〜（３）のすべてが成立する前に、（４）アクセルオフの継続時間が前記規定値Ａよりも大きい規定値Ｄ以上になったときや、（５）クラッチ操作の継続時間が前記規定値Ｂよりも大きい規定値Ｅ以上になったときには、その後に、前記条件（１）〜（３）のすべてが成立しても、シフト時フューエルカットを行わない、ことを特徴としている。

このように、シフト操作の有無判定条件を特定すれば、シフト操作の有無判定を正確かつ迅速に行うことが可能になる。

本発明では、車両の運転状況に応じて、最適な形態でフューエルカットを行うようにしたうえで、シフト操作によりクラッチが切断された状態でフューエルカットを行った後、このフューエルカットを終了させるときの判定基準となる機関回転速度を可及的に低く設定することが可能になる。そのため、シフト操作時におけるフューエルカット時間を可及的に長くすることが可能になり、機関回転速度の吹き上がり防止と燃料消費量の削減とを図ることが可能になる。また、本発明では、フューエルカットの許可条件を低く設定することが可能になるから、シフト時フューエルカットに入る頻度を増加させることが可能になり、前記同様に、機関回転速度の吹き上がり防止と燃料消費量の削減とを図ることが可能になる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１から図１０に、本発明の一実施形態を示している。

本発明の特徴を適用する部分の説明に先立ち、図１から図３を参照して、本発明の制御装置の使用対象となる車両の内燃機関およびパワートレーンの概略構成について説明する。

図１は、自動車等の車両に装備されるパワートレーンの概略構成を示している。図１において、１は内燃機関、２は手動変速機、３はクラッチ、４は制御装置である。

図１に示すパワートレーンは、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）形式の車両に搭載されるタイプとされている。このパワートレーンでは、内燃機関１で発生する回転動力がクラッチ３を介して手動変速機２に入力され、この手動変速機２で適宜の変速比に変速されて、プロペラシャフト５およびデファレンシャル６を介して左右の後輪７，７に伝達されるようになっている。

図２は、内燃機関１の吸気系や燃料供給系の概略構成を示している。図２に示すように、内燃機関１の燃焼室１０には、吸気ポートおよび排気ポート（共に符号省略）が接続されている。吸気ポートは吸気バルブ１１で、また、排気ポートは排気バルブ１２でそれぞれ開閉される。吸気バルブ１１および排気バルブ１２は、クランクシャフト１３の回転動力によって回転駆動される吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト（共に図示省略）の各回転によって駆動される。

吸気ポートに連結される吸気通路１４には、電子制御式のスロットルバルブ１５が設けられている。このスロットルバルブ１５は、基本的にアクセルペダル８の操作に応答して駆動されるスロットルモータ１６でもって開閉され、スロットルバルブ１５の開度に応じて吸気通路１４へ導入される吸入空気量が調整される。

また、吸気ポートの近傍には、燃焼室１０へ燃料を供給するための燃料噴射弁１７が取り付けられている。この燃料噴射弁１７には、図示していないが、デリバリパイプから燃料が所定の圧力をもって供給される。

このデリバリパイプには、図示していないが、燃料タンクから燃料ポンプで吸い上げられる燃料が供給される。

内燃機関１の燃焼室１０には、点火プラグ１８が配置されている。この点火プラグ１８は、燃焼室１０に導入される混合気（燃料＋空気）を燃焼、爆発させるもので、その点火タイミングは、イグナイタ１９によって調整される。イグナイタ１９は、制御装置４によって制御される。

内燃機関１の運転動作を簡単に説明すると、内燃機関１の吸入行程において、吸気通路１４に導入される空気が吸気ポートを通じて燃焼室１０に取り込まれるとともに、燃料噴射弁１７から噴射される燃料が燃焼室１０に供給されるので、燃焼室１０内で混合された混合気が、圧縮行程において圧縮された後、点火プラグ１８によって着火されて燃焼、爆発される。

これにより、ピストン２１が往復運動されるとともに、コネクティングロッド２２を経てクランクシャフト１３が回転駆動される。燃焼室１０内の排気ガスは、排気行程において排気バルブ１２を開弁させることによって排気ポートから排気通路を経て大気放出される。

このような内燃機関１の運転動作は、制御装置４により制御される。この制御装置４の概略構成について、図３を参照して説明する。

制御装置４は、内燃機関１における種々の制御（例えば空燃比制御、燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御、フューエルカット制御等）を統括して実行するもので、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）等を含んだ一般的に公知のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とされる。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭには符号を付していない。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、内燃機関１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

この制御装置４の入力インタフェースには、図３に示すように、アクセル開度センサ３１、アイドルスイッチ３２、エアフローメータ３３、スロットルポジションセンサ３４、クランクポジションセンサ３５、シフト位置センサ３６、クラッチアッパスイッチ３７、クラッチロアスイッチ３８、車速センサ３９等が接続されている。

また、制御装置４の出力インタフェースには、図３に示すように、燃料噴射弁１７、スロットルバルブ１５のスロットルモータ１６、点火プラグ１８のイグナイタ１９等が接続されている。

これら各インタフェースに接続する要素は、本発明の特徴に関連するもののみとし、本発明の特徴に直接的に関連しない要素についての記載や説明は割愛している。

参考までに、アクセル開度センサ３１は、運転者により操作されるアクセルペダル８の開度に対応する信号を出力する。アイドルスイッチ３２は、アクセルペダル８が完全に離された位置、つまり踏み込み量がゼロになったときにオンとなるものである。つまりアクセルオフ操作時にオンとなり、アクセルオン操作時にオフとなる。このアイドルスイッチ３２のオン時には、通常、スロットルバルブ１５の開度を全閉とせずに、アイドル開度とするようになっている。

エアフローメータ３３は、吸入空気量を検出し、その吸入空気量信号を出力する。スロットルポジションセンサ３４は、スロットルバルブ１５の開度に対応する信号を出力する。

クランクポジションセンサ３５は、例えば電磁ピックアップとされ、クランクシャフト１３に一体回転可能に付設されるシグナルロータ２３の外周の多数の突起２４の対向通過に対応する信号（出力パルス）を出力する。この出力に基づいてクランクシャフト１３の回転角（クランク角）や機関回転速度が検出される。シフト位置センサ３６は、手動変速機２において選択されたシフト位置を検出するものである。

クラッチアッパスイッチ３７は、ノーマリーオフスイッチであって、クラッチペダル９の踏み込み量がシフト操作を許容する程度にクラッチ３を切断する量以上になったときにオンとなるものであり、そのために、例えば運転者がシフト操作を意図しない場合でもクラッチペダル９に偶発的に足を載せただけでもオンになることがある。このクラッチアッパスイッチ３７は、通常、例えばオートクルーズ制御を実行している期間においてオンになるとオートクルーズ制御をキャンセルするために利用される。

クラッチロアスイッチ３８は、ノーマリーオフスイッチであって、クラッチペダル９の踏み込み量がクラッチ３を完全に切断する量以上になったときにオンとなるものである。このクラッチロアスイッチ３８は、例えばインヒビタスイッチと呼ばれるものとされ、通常、エンジン始動時においてオフであるときにエンジン始動を禁止するために利用される。

車速センサ３９は、車輪速度を検出するものであり、この検出出力に基づいて制御装置４が車速、つまり車両走行速度を算出する。

ここで、制御装置４により行う各制御を簡単に説明する。

空燃比制御は、例えば内燃機関１の排気ポートに接続される排気通路（図示省略）に設置される空燃比センサ（図示省略）および酸素センサ（図示省略）の各出力に基づいて排気ガス中の酸素濃度を算出し、その算出した酸素濃度から得られる実際の空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に一致させるように、燃料噴射弁１７による燃料噴射量を制御する。

燃料噴射制御としては、内燃機関負荷や機関回転速度等に基づいて目標空燃比を算出し、エアフローメータ３３によって検出された吸入空気量に基づき、目標空燃比が得られるように燃料噴射量の制御（燃料噴射弁１７の開弁時間の制御）が行われる。

点火制御としては、クランクポジションセンサ３５からの出力に基づいて点火プラグ１８の点火タイミングを制御する。

スロットル制御としては、運転者により操作されるアクセルペダル８の開度等に基づき、要求された内燃機関出力を得るための吸入空気量となるスロットルバルブ１５の開度が得られるようにスロットルモータ１６の駆動量が制御される。

この実施形態では、アクセルペダル８が完全オフ操作されたときに、スロットルバルブ１５の開度が全閉状態とされずに、機関回転速度をアイドリング回転速度にするためのアイドル開度とされる。また、スロットルバルブ１５の開度は、車両運転状況に応じてアクセルペダル８の開度と無関係に調整される場合もある。

フューエルカット制御は、燃料噴射弁１７の燃料噴射動作を停止するフューエルカット処理と、点火プラグ１８の点火動作を停止する点火カット処理とを行う。

このフューエルカットの実行中において機関回転速度が、フューエルカット終了判定値Ｙ以下になる等、復帰条件が成立すると、点火カット処理を解除して点火プラグ１８の点火動作を再開させるとともに、フューエルカット処理を終了して燃料噴射弁１７による燃料噴射制御を再開、または復帰させる。また、フューエルカットの実行中にアクセルペダル８が踏み込まれた場合（加速要求行為）にも、フューエルカットを中止して燃料噴射弁１７による燃料噴射制御を再開する。

次に、図４から図１０を参照して、本発明の特徴を適用した部分について詳細に説明する。

本発明の実施形態では、要するに、シフト操作によってクラッチ３が切断される状況でフューエルカットを実行する形態（例えばシフト時フューエルカットという）と、シフト操作が無くてクラッチ３が継合している状況でのアクセルオフに伴うフューエルカットを実行する形態（例えば通常フューエルカットという）とを可能とした構成を前提としている。

前記のシフト時フューエルカットを実行する場合には、速やかに実行開始させるので、機関回転速度が吹け上がるといった現象が発生せずに済むようになり、変速操作性が向上する。

一方、通常フューエルカットを実行する場合には、所定時間遅延して実行開始させるので、アクセルオフの経過に伴い機関トルクや機関回転速度が低下することになって、フューエルカットショックを抑制または防止することが可能になり、ドライバビリティが向上する。

本発明は、前記のように車両の運転状況に応じて最適な形態でフューエルカットを行う構成において、フューエルカットの終了判定値Ｙを、シフト操作の有無に応じて異ならせるようにしている。特に、この実施形態では、シフト時フューエルカットの終了判定値Ｙ₁を通常フューエルカットの終了判定値Ｙ₂よりも小さく設定している。

以下、具体的に、制御装置４による各フューエルカットの制御動作について、順を追って説明する。

まず、図４に示すフローチャートを参照して、フューエルカットの実施に関する処理を詳しく説明する。図４に示すフローチャートは、周期的に実行される。

この図４にエントリーされると、ステップＳ１において、現在の機関回転速度が、所定のフューエルカット許可判定値（フューエルカット実施回転速度ともいう）Ｘ以上であるか否かを判定する。この機関回転速度は、クランクポジションセンサ３５から入力される信号に基づき認識される。なお、フューエルカット許可判定値Ｘの設定方法は、後で図８を参照して説明する。

前記ステップＳ１で否定判定した場合、つまり機関回転速度がフューエルカット許可判定値Ｘ未満である場合には、フューエルカットを実行せずに、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ１で肯定判定した場合、つまり機関回転速度がフューエルカット許可判定値Ｘ以上である場合には、続くステップＳ２において、シフト操作が有ったか否かを判定する。このステップＳ２では、シフト操作フラグが「１」であるか否かを判定する。このシフト操作フラグは、後で説明する図５のシフト操作判定ルーチンに基づき設定される。

前記ステップＳ２で肯定判定した場合、つまりシフト操作が有った場合には、ステップＳ３においてフューエルカットを実行開始してから、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ２で否定判定した場合、つまりシフト操作が無い場合には、ステップＳ４において、アクセルオフの継続時間が規定値Ｇ以上であるか否かを判定する。なお、アクセルオフの有無は、アイドルスイッチ３２の出力に基づいて行われ、このアイドルスイッチ３２がオフのときはアクセルオフ操作無しと判定され、アイドルスイッチ３２がオンのときはアクセルオフ操作有りと判定される。

要するに、アクセルオフの継続時間が長い場合には、フューエルカットを行って無駄な燃料消費を無くすことが得策であると考えられるが、アクセルオフの継続時間が短い場合には、仮にフューエルカットを実行したとしても短時間となるために、一時的なフューエルカットショックが発生することになる等、むしろフューエルカットを行わないほうが得策であると考えられる。これらのことを考慮し、前記規定値Ｇは、実験によって経験的に把握した値に設定することが好ましい。

前記ステップＳ４で否定判定した場合、つまりアクセルオフの継続時間が規定値Ｇ未満である場合には、フューエルカットを実行せずに、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ４で肯定判定した場合、つまりアクセルオフの継続時間が規定値Ｇ以上である場合には、ステップＳ５において、アクセルオフの経過に伴い機関トルクが十分に低下したか否かを判定する。

前記ステップＳ５で否定判定した場合、つまり機関トルクの低下が不十分である場合には、フューエルカットを実行せずに、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ５で肯定判定した場合、つまり機関トルクが十分に低下した場合には、前記ステップＳ３においてフューエルカットを実行開始してから、このフローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、要するに、ステップＳ２で肯定判定してステップＳ３に移行した場合には、フューエルカットの許可条件が成立してから速やかにフューエルカットを実行開始する形態、つまりシフト時フューエルカットとなる。

一方、ステップＳ２で否定判定してステップＳ４、Ｓ５を経てステップＳ３に移行した場合には、フューエルカットの許可条件が成立してから所定時間遅延されてフューエルカットを実行開始する形態、つまり通常フューエルカットとなる。この通常フューエルカットを実行開始するまでの遅延時間は、ステップＳ４、Ｓ５で共に肯定判定するまでに要する時間となる。

次に、図５を参照して、シフト操作の有無判定に関する処理について詳しく説明する。図５に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートとは無関係に周期的に実行される。

この実施形態では、シフト操作の有無判定について、次の（１）〜（３）の条件すべてが成立しているか否かを調べ、すべて成立している場合にシフト操作有りと判定するようにしている。

（１）アクセルオフの継続時間（アイドルスイッチ３２のオン時間）が規定値Ａ以上であること。

（２）クラッチ３の操作の継続時間が規定値Ｂ以上であること。

（３）前記（１）の成立時における機関回転速度の上昇率が、規定の判定値Ｃ以上であること。

前記条件（２）では、クラッチ３の操作の継続時間として、クラッチアッパスイッチ３７のオン時間を調べるようにしている。そもそも、クラッチアッパスイッチ３７は、クラッチペダル９の踏み込みが浅い段階からオンとなるために、運転者がシフト操作を意図せずに、偶発的にクラッチペダル９に足が載っただけでもオンとなる。この点を考慮し、前記規定値Ｂについて、偶発的な足載せではないと判断するのに十分な時間、つまりシフト操作のためのクラッチペダル９の有効操作時間とするようにしている。

また、前記条件（３）では、前記（１）のアクセルオフの継続時間が規定値Ａ以上になったときの機関回転速度の上昇率で、クラッチ３の切断操作による機関回転速度の吹き上がりの前兆が発生しているか否かを調べるようにしている。そもそも、アクセルペダル８の開度に対するスロットルバルブ１５の開度動作は、応答遅れがあるために、アクセルオフ後も暫くは機関回転速度の上昇が続くことがある。そのため、アクセルオフ直後の機関回転速度の上昇率を見ても、前記応答遅れによる機関回転速度の上昇と、クラッチ３の切断操作による機関回転速度の吹き上がりとを峻別することは難しい。この点考慮して、前記のような条件とすれば、正確な判断が可能になる。

なお、前記条件（１）〜（３）のすべてが成立する前に、（４）アクセルオフの継続時間が前記規定値Ａよりも大きい規定値Ｄ以上になったときや、（５）クラッチ３の操作の継続時間が前記規定値Ｂよりも大きい規定値Ｅ以上になったときには、その後に、前記条件（１）〜（３）のすべてが成立しても、シフト時フューエルカットの実施を取りやめるようにしている。

具体的に、判定動作を説明する。まず、ステップＳ１１において、アクセルオフの継続時間が、予め規定される下限値Ａ以上、かつ上限値Ｄ未満であるか否かを判定する。

なお、アクセルオフの有無は、アイドルスイッチ３２の出力に基づいて行われ、このアイドルスイッチ３２がオフのときはアクセルオフ操作無しと判定され、アイドルスイッチ３２がオンのときはアクセルオフ操作有りと判定される。

前記の下限値Ａは、アクセルオフの操作からその操作に応じたシリンダ流入空気量の変化が実際に生じるまでの時間とされる。前記の上限値Ｄは、クラッチ３の切断操作に伴う機関回転速度の吹き上がりが生じない程度までシリンダ流入空気量が低下されるのに必要なアクセルオフの継続時間とされる。

ここで、前記ステップＳ１１で否定判定した場合、つまりアクセルオフの継続時間が下限値Ａ未満、あるいは上限値Ｄ以上である場合には、ステップＳ１８でシフト操作無しと決定するとともに、シフト操作フラグを「０」にセットしてから、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ１１で肯定判定した場合、つまりアクセルオフの継続時間が下限値Ａ以上、かつ上限値Ｄ未満である場合には、ステップＳ１２において、クラッチ３の切断操作の継続時間が下限値Ｂ以上、かつ上限値Ｅ未満であるか否かを判定する。

なお、クラッチ３の切断操作の有無は、クラッチアッパスイッチ３７の出力に基づいて行われ、このクラッチアッパスイッチ３７がオフのときはクラッチ３の切断操作無し、オンのときにクラッチ３の切断操作有りと判定される。このようなクラッチ３の切断操作の継続時間を調べているのは、クラッチ３の切断操作を一定時間以上行うことによってシフト操作が行われる可能性を高いかどうかを調べているのである。

前記の下限値Ｂは、クラッチペダル９の有効操作時間、すなわちクラッチペダル９への偶発的な足載せではないと判断するのに十分な時間とされる。前記の上限値Ｅは、シフト操作のためのクラッチ３の切断操作としては長すぎると判断される時間とされる。

ここで、前記ステップＳ１２で肯定判定した場合、つまりクラッチ３の切断操作の継続時間が下限値Ｂ以上、かつ上限値Ｅ未満である場合には、ステップＳ１３において、第１マップを用いてそのときの手動変速機２のシフト位置に基づき判定値Ｃを算出し、続くステップＳ１４において、そのときの機関回転速度の上昇率が前記算出した判定値Ｃ以上であるか否かを判定する。

前記の判定値Ｃは、制御装置４のＲＯＭに予め記憶されている第１マップを用いて求められる。第１マップは、手動変速機２のシフト位置と判定値Ｃの値との対応関係を示す演算用データである。

このステップＳ１４で肯定判定した場合、つまり機関回転速度の上昇率が判定値Ｃ以上である場合には、ステップＳ１５でシフト操作有りと決定してから、このフローチャートの処理を終了する一方で、前記ステップＳ１４で否定判定した場合、つまり機関回転速度の上昇率が判定値Ｃ未満である場合には、前記ステップＳ１８でシフト操作無しと決定してから、このフローチャートの処理を終了する。

しかし、前記ステップＳ１２で否定判定した場合、つまりクラッチ３の切断操作の継続時間が下限値Ｂ未満、あるいは上限値Ｅ以上である場合には、ステップＳ１６において、第２マップを用いてそのときの手動変速機２のシフト位置に基づき判定値Ｆを算出し、続くステップＳ１７において、そのときの機関回転速度の上昇率が前記算出した判定値Ｆ以上であるか否かを判定する。

前記の判定値Ｆは、制御装置４のＲＯＭに予め記憶されている第２マップを用いて求められる。第２マップは、手動変速機２のシフト位置と判定値Ｆの値との対応関係を示す演算用データである。第２マップの判定値Ｆと、前記の第１マップの判定値Ｃとの大小関係は、同じシフト位置においても第２マップの判定値Ｆのほうが第１マップの判定値Ｃ大きい値に設定される。

このステップＳ１７で肯定判定した場合、つまり機関回転速度の上昇率が判定値Ｆ以上である場合には、ステップＳ１５でシフト操作有りと決定するとともに、シフト操作フラグを「１」にセットしてから、このフローチャートの処理を終了する一方、前記ステップＳ１７で否定判定した場合、つまり機関回転速度の上昇率が判定値Ｃ未満である場合には、前記ステップＳ１８でシフト操作無しと決定するとともに、シフト操作フラグを「０」にセットしてから、このフローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、要するに、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１４の３つの条件がすべて肯定判定されて成立したときに、「シフト操作有り」と決定し、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１７の３つの条件がすべて肯定判定されて成立したときに、「シフト操作無し」と決定するようになっている。

これにより、シフト操作の有無を正確かつ迅速に判定することが可能になり、この結果を、前述した図４に示すフューエルカットの実施判定制御に用いることによって、状況に応じて適正なフューエルカットを実行させることが可能になる。

そして、前述した図４のフューエルカットの実施判定制御において、通常フューエルカット、あるいはシフト時フューエルカットのいずれか一方を実行した後、制御装置４は、いずれかのフューエルカット実行期間中において、図６に示すフローチャートに周期的にエントリーし、フューエルカットの終了タイミングを監視する。

図６に示すフローチャートにエントリーされると、まず、ステップＳ２１において、機関回転速度がフューエルカット終了判定値（復帰回転速度ともいう）Ｙ未満になったか否かを判定する。このフューエルカット終了判定値Ｙの設定方法は、後で図７を参照して説明する。

前記ステップＳ２１で肯定判定した場合、つまり機関回転速度がフューエルカット終了判定値Ｙ未満に低下した場合には、ステップＳ２２において、現在実行しているフューエルカットを終了して、燃料噴射制御に復帰させる。

一方、前記ステップＳ２１で否定判定した場合、つまり機関回転速度がフューエルカット終了判定値Ｙ未満にまで低下していない場合には、ステップＳ２３において、アクセルペダル８が踏み込まれてアイドルスイッチ３２がオフになったか否かを判定する。

前記ステップＳ２３で肯定判定した場合、つまりアイドルスイッチ３２がオフになった場合には、前記ステップＳ２２において、現在実行しているフューエルカットを終了して、燃料噴射制御に復帰させる。

一方、前記ステップＳ２３で否定判定した場合、つまりアイドルスイッチ３２がオンのままである場合には、フューエルカットを終了せずに、このフローチャートの処理を終了する。

ここで、前記のステップＳ２１において判定基準としているフューエルカット終了判定値Ｙの設定処理について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

この図７に示すフローチャートは、図４、図５ならびに図６に示すフローチャートとは無関係に周期的に実行される。

まず、ステップＳ３１において、シフト操作中か否かを判定する。ここでは、シフト操作フラグが「１」であるか否かを判定する。このシフト操作フラグは、前記した図５のシフト操作判定ルーチンに基づき設定される。

前記ステップＳ３１で肯定判定した場合、つまりシフト操作中である場合には、ステップＳ３２において、シフト時フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₁を算出する。

一方、前記ステップＳ３１で否定判定した場合、つまりシフト操作中でない場合には、ステップＳ３３において、通常フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₂を算出するようにしている。

なお、前記のステップＳ３２およびステップＳ３３では、シフト時フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₁と、通常フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₂とに関する基準値（Ｙ₁＜Ｙ₂）をベースとし、それぞれに対して、例えば内燃機関１の水温や、内燃機関１に付設されるエアーコンディショナ等の負荷の使用、不使用状態等といった不確定要素を加味して、演算することにより算出される。

以上説明したように、シフト操作の有無に応じて、シフト時フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₁と、通常フューエルカット用のフューエルカット終了判定値Ｙ₂とを、Ｙ₁＜Ｙ₂となるように個別に設定するようにしている。

つまり、仮に、シフト時フューエルカットの終了判定値Ｙ₁を通常フューエルカットの終了判定値Ｙ₂と同じに設定していると、シフト時フューエルカットの終了時期が早くなり過ぎると言える。

したがって、前記のようにシフト時フューエルカットの終了判定値Ｙ₁を通常フューエルカットの終了判定値Ｙ₂よりも小さく設定すれば、前記両終了判定値を同じに設定している場合に比べると、シフト時フューエルカットの終了時期を引き延ばすことが可能になる。これにより、例えばシフト時フューエルカットを可及的に長く行うことが可能になるので、シフト操作時における燃料消費を低減することが可能になる。

このように、図７に示すフューエルカット終了判定値Ｙの設定処理が終了した後、図４に示すステップＳ１で用いるフューエルカット許可判定値Ｘを設定するようになっている。

このフューエルカット許可判定値Ｘの設定については、図８に示すフローチャートを参照して説明する。この図８に示すフローチャートは、図７に示すフューエルカット終了判定値Ｙの設定処理が終了することに応答して実行される。

まず、ステップＳ４１において、シフト操作中か否かを判定する。ここでは、シフト操作フラグが「１」であるか否かを判定する。このシフト操作フラグは、前記した図５のシフト操作判定ルーチンに基づき設定される。

前記ステップＳ４１で肯定判定した場合、つまりシフト操作中である場合には、ステップＳ４２において、シフト時フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₁を算出する。

一方、前記ステップＳ４１で否定判定した場合、つまりシフト操作中でない場合には、ステップＳ４３において、通常フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₂を算出するようにしている。

なお、前記のステップＳ４２およびステップＳ４３では、シフト時フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₁と、通常フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₂とに関する個別の基準値（Ｘ₁＜Ｘ₂）をベースとし、それぞれに対して、例えば内燃機関１の水温や、内燃機関１に付設されるエアーコンディショナ等の負荷の使用、不使用状態等といった不確定要素を加味して、演算することにより算出される。

以上説明したように、シフト操作の有無に応じて、シフト時フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₁と、通常フューエルカット用のフューエルカット許可判定値Ｘ₂とを、Ｘ₁＜Ｘ₂となるように個別に設定するようにしている。

これにより、クラッチ３が切断されるシフト操作有り時には、機関回転速度が、クラッチ３が継合されているシフト操作無し時の場合に比べて低速であっても、シフト時フューエルカットを開始させることが可能になる。そのため、シフト時フューエルカットを可及的に広い機関回転速度域で実行させることが可能になる。

このように、フューエルカットの終了判定値Ｙを設定してから、許可判定値Ｘを設定することにより、結果的に、両者の差（Ｘ−Ｙ）が一定値に固定されたものではなく、車両運転状況に応じて適宜に変更されるようになる。

上述した動作説明から明らかなように、請求項に記載の各手段は、制御装置４により制御される図４から図８に示すフローチャートの適宜のステップに対応している。

次に、図９を参照して、上述したシフト時フューエルカットに関する一実施態様を説明する。

例えば図９中の時刻ｔ１において、クラッチアッパスイッチ３７がオンになり、時刻ｔ２において、アイドルスイッチ３２がオン（アクセルオフ）になったとする。

この後、時刻ｔ３において、クラッチアッパスイッチ３７のオン継続時間Ｐ１が規定値Ｂ以上になるとともに、アイドルスイッチ３２のオン継続時間Ｐ２が規定値Ａ以上になり、さらに、機関回転速度の上昇率が判定値Ｃ以上になったとする。

その場合、制御装置４は、シフト操作フラグを「１」にセットして、機関回転速度がシフト時フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₁以上であるか否かを調べる。

ここで、機関回転速度がシフト時フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₁以上であれば、シフト操作フラグが「１」であることを確認してから、シフト時フューエルカットの実行指示をオンにする。

但し、時刻ｔ３において、機関回転速度がシフト時フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₁未満である場合には、シフト時フューエルカットの実行指示をオフに保持する。

前記時刻ｔ３でシフト時フューエルカットを実行開始することに伴い、機関回転速度が低下し始めることになるが、例えば時刻ｔ４において、機関回転速度がシフト時フューエルカットに関するフューエルカット終了判定値Ｙ₁未満になったとする。

その時点で、制御装置４は、シフト時フューエルカットの実行指示をオフにする。それによって、シフト時フューエルカットが終了されることになって、燃料噴射弁１８による燃料噴射を復帰させるので、機関回転速度が上昇し始める。

ところで、時刻ｔ３からｔ４までの期間、つまりシフト時フューエルカットの実行中において、例えばアクセルペダル８が踏み込まれてアイドルスイッチ３２がオフになったとすると、制御装置４は、その時点でシフト時フューエルカットの実行指示をオフとし、燃料噴射弁１８による燃料噴射を復帰させる。

次に、図１０を参照して、上述した通常フューエルカットに関する一実施態様を説明する。

例えば図１０中の時刻ｔ１１において、アイドルスイッチ３２がオン（アクセルオフ）になり、その後、時刻ｔ１２において、クラッチアッパスイッチ３７のオフのままで、アイドルスイッチ３２のオン継続時間Ｐ２が判定値Ｇ以上になったとする。

その場合、制御装置４は、シフト操作フラグを「０」にセットして、機関回転速度が通常フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₂以上であるか否かを調べる。

ここで、機関回転速度が通常フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₂以上であれば、制御装置４は、機関トルクが十分に下がるのを待ってから時刻ｔ１３にて通常フューエルカットの実行指示をオンにする。一方、機関回転速度が通常フューエルカットに関するフューエルカット許可判定値Ｘ₂未満である場合には、制御装置４は、通常フューエルカットの実行指示をオフに保持する。

前記時刻ｔ１３でシフト時フューエルカットを実行開始することに伴い、機関回転速度が低下し始めることになるが、例えば時刻ｔ１４において、機関回転速度が通常フューエルカットに関するフューエルカット終了判定値Ｙ₂未満になったとする。

その時点で、制御装置４は、通常フューエルカットの実行指示をオフにする。それによって、シフト時フューエルカットが終了されることになって、燃料噴射弁１８による燃料噴射を復帰させるので、機関回転速度が上昇し始める。

ところで、時刻ｔ１３からｔ１４までの期間、つまり通常フューエルカットの実行中において、例えばアクセルペダル８が踏み込まれてアイドルスイッチ３２がオフになったとすると、制御装置４は、その時点で通常フューエルカットの実行指示をオフとし、燃料噴射弁１８による燃料噴射を復帰させる。

以上説明したように本発明の特徴を適用した実施形態によれば、シフト時フューエルカットについては、機関吹き上がりを抑制または防止して変速操作性を向上することが可能になるとともに、フューエルカットを可及的に長引かせて燃料消費を可及的に低減することが可能になる。また、通常フューエルカットについては、フューエルカットショックを抑制または防止してドライバビリティを向上することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。

（１）上記実施形態では、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）形式のパワートレーンを有する車両に本発明を適用した例を挙げているが、本発明はこれに限らず、例えばフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）形式や、その他の形式のパワートレーンを有する車両に適用できる。

（２）上記実施形態では、筒内直接噴射タイプの燃料噴射弁１７を備える内燃機関１に本発明を適用した例を挙げているが、本発明は、例えばポート噴射タイプの燃料噴射弁を備える内燃機関や、前記両タイプの燃料噴射弁を備える内燃機関にも適用することが可能である。

（３）上記実施形態で説明した図５のシフト操作判定ルーチンについては、限定されるものではなく、適宜に変更することが可能である。

本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施形態の概略構成を示す図である。図１の内燃機関の概略構成をフロント側から見て模式的に示すスケルトン図である。図１の制御装置の概略構成を示す図である。図３の制御装置によるフューエルカットの実施判定ルーチンを示すフローチャートである。図３の制御装置によるシフト操作判定ルーチンを示すフローチャートである。図３の制御装置によるフューエルカットの終了監視ルーチンを示すフローチャートである。図６のステップＳ２１におけるフューエルカット終了判定値Ｙの設定ルーチンを示すフローチャートである。図４のステップＳ１におけるフューエルカット許可判定値Ｘの設定ルーチンを示すフローチャートである。図３の制御装置によるシフト時フューエルカットの一実施態様を説明するためのタイムチャートである。図３の制御装置による通常フューエルカットの一実施態様を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１内燃機関
２手動変速機
３クラッチ
４制御装置
８アクセルペダル
９クラッチペダル
１５スロットルバルブ
１６スロットルモータ
１７燃料噴射弁
１８点火プラグ
１９イグナイタ
３１アクセル開度センサ
３２アイドルスイッチ
３４スロットルポジションセンサ
３５クランクポジションセンサ
３６シフト位置センサ
３７クラッチアッパスイッチ

Claims

運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関の制御装置であって、
シフト操作に伴うフューエルカットを実行する他、シフト操作の無いアクセルオフに伴うフューエルカットを実行するフューエルカット実施手段と、
フューエルカット実行中において、機関回転速度が終了判定値Ｙ未満になった場合に実行中のフューエルカットを終了させる終了監視手段と、
前記終了監視手段における終了判定値Ｙを、シフト操作有り時とシフト操作無し時とで異ならせる設定手段とを含む、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
運転者の操作に応答して継合、切断されるクラッチを介して手動変速機が接続された内燃機関の制御装置であって、
フューエルカット許可条件の成立の有無を判定する許可条件判定手段と、
シフト操作の有無を判定するシフト操作判定手段と、
許可条件判定手段でフューエルカット許可条件が成立したと判定した場合に前記シフト操作判定手段でシフト操作の有無を調べ、シフト操作有り時には速やかにフューエルカットを実行開始させる一方、シフト操作の無いアクセルオフ時には遅延させてフューエルカットを実行開始させるフューエルカット実施手段と、
フューエルカット実行中において、機関回転速度が終了判定値Ｙ未満になった場合に実行中のフューエルカットを終了して燃料噴射制御に復帰させる終了監視手段と、
前記終了監視手段における終了判定値Ｙを、シフト操作有り時とシフト操作無し時とで異ならせる設定手段とを含む、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記設定手段は、終了判定値Ｙを、シフト操作有り時に、シフト操作無し時より小さい値に設定する、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記許可条件判定手段は、機関回転速度がフューエルカットの許可判定値Ｘ以上であるか否かを調べ、以上であるときにフューエルカット許可条件が成立したと判定する一方、未満であるときにフューエルカット許可条件が不成立であると判定する、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
前記許可判定値Ｘは、シフト操作有り時に、シフト操作無し時より小さい値に設定される、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
請求項２から５のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置において、
前記シフト操作判定手段は、（１）アクセルオフの継続時間が規定値Ａ以上であること、（２）クラッチ操作の継続時間が規定値Ｂ以上であること、（３）前記（１）の成立時における機関回転速度の上昇率が規定の判定値Ｃ以上であること、のすべてが成立した場合にシフト操作有りと判定する、ことを特徴とする内燃機関の制御装置。