JP3610747B2 - 車両用エンジンのトルクダウン制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用エンジンのトルクダウン制御装置に関し、詳しくは、エンジンへの燃料供給を停止させることで駆動トルクを低下させ、トラクションコントロール等におけるトルクダウン要求に対応するトルクダウン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、駆動輪，非駆動輪（従動輪）の回転数を検出することで、駆動輪の路面に対するスリップ率を検出し、スリップ率が大きいときに燃料カット（Ｆ／Ｃ）による駆動トルクの低下を図って、スリップを抑制するトラクションコントロール装置が知られている。
【０００３】
例えば特開平７−２１７４６７号公報に開示されるものでは、高負荷，高回転域での燃料カットによる触媒昇温によって触媒性能に悪影響を及ぼすことを回避すべく、要求カット気筒数毎に燃料カットの実行を禁止する高回転・高負荷側の領域を設定し、カット要求があっても禁止領域に該当するときには、燃料カットを行わない構成としてある。
【０００４】
また、特開平６−２６３８０号公報には、燃料カットの燃料復帰回転数をトラクションコントロール時に高めることで、エンジン回転数のハンチングを防止する構成が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように要求の燃料カットを、カット気筒数に応じた特定の運転領域において禁止する構成の場合には、燃料カットが比較的長い時間行われても触媒に影響のないように、カット禁止領域を余裕を見込んで広く設定する必要が生じるため、燃料カットの実行可能な領域が限られてしまい、スリップ防止のためのトルクダウンを充分に実現できないという問題があった。
【０００６】
また、トラクションコントロール時に燃料復帰回転数を高める構成の場合にも、スリップ防止のための燃料カットが一律の回転数に基づいて制限されることになってしまうため、スリップ防止のためのトルクダウンを充分に実現できないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、燃料カットによるトルクダウンの実行可能な領域を、触媒の過度の温度上昇や耐エンスト性に影響を与えることなく極力拡大して、燃料カットによるトラクション制御の性能を向上させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明は、図１に示すように構成される。
図１において、燃料カット要求気筒数設定手段は、トルクダウン要求に応じて燃料カットの要求気筒数を設定する。そして、燃料カット手段は、燃料カット要求気筒数設定手段で設定された燃料カット要求気筒数に応じて、各気筒毎に設けられる燃料供給手段による燃料供給を選択的に停止させる。
【００１２】
一方、エンジン運転領域検出手段はエンジンの運転領域を検出し、許容継続時間設定手段は、前記燃料カット要求気筒数による燃料カットをそのまま許容する継続時間を、前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域に基づいて設定する。
そして、燃料カット制限手段は、前記許容継続時間内では、燃料カット手段による前記燃料カット要求気筒数に応じた燃料カットをそのまま許容する一方、前記許容継続時間が経過した後は、燃料カット気筒数に制限を加える手段であって、燃料カット気筒数の制限パターンとして、所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止する制限パターンと、より高回転・高負荷側で全気筒燃料カットのみを許容する制限パターンとを有する。
【００１３】
かかる構成によると、トルクダウン要求に応じて燃料カット要求気筒数が設定されると、燃料カットの開始からエンジン運転領域（例えばエンジン負荷，エンジン回転数）に応じた所定の許容継続時間が経過するまでは、要求通りの気筒数で燃料カットを行わせるが、前記許容継続時間が経過した後は、燃料カット気筒数に制限を加える。
即ち、高回転・高負荷側ほど一部気筒燃料カットが触媒に与える影響が大きく、また、少数気筒を燃料カットしたときの方が触媒に与える影響が大きいので、最も影響が大きな領域では全気筒燃料カットのみを許容し、比較的影響の少ない領域では、少数気筒での燃料カットを禁止する。
また、請求項２記載の発明では、前記許容継続時間設定手段が、前記燃料カット要求気筒数による燃料カットをそのまま許容する継続時間を、前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域及び前記燃料カット要求気筒数に基づいて設定し、燃料カット制限手段が、該許容継続時間設定手段で設定された許容継続時間内では、燃料カット手段による前記燃料カット要求気筒数に応じた燃料カットをそのまま許容する一方、前記許容継続時間が経過した後は、燃料カット気筒数に制限を加える構成とした。
かかる構成によると、同じエンジン運転領域であっても、燃料カット要求気筒数によっては継続し得る時間が異なるので、エンジンの運転領域及び燃料カット要求気筒数に応じて前記許容継続時間を異なる値に設定する。
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記燃料カット制限手段が、燃料カット気筒数の制限パターンとして、所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止する制限パターンと、より高回転・高負荷側で全気筒燃料カットのみを許容する制限パターンとを有する構成とした。
【００１４】
請求項４記載の発明では、前記許容継続時間設定手段が、前記許容継続時間を高回転・高負荷側ほど短く設定する構成とした。
かかる構成によると、高回転・高負荷側ほど、要求通りの気筒数で燃料カットが行われる時間が短く、直ぐに燃料カット気筒数に制限が加えられる。高負荷，高負荷側ほど一部気筒燃料カットが触媒に与える影響が大きくなるので、要求通りにそのまま燃料カットを行わせることができる時間が短いためである。
【００１８】
請求項５記載の発明では、前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域に基づいて、燃料カットの許容最大気筒数を設定する許容最大気筒数設定手段と、前記燃料カットの要求気筒数を、前記許容最大気筒数設定手段で設定される許容最大気筒数以下に制限する最大気筒数制限手段と、を設ける構成とした。
【００１９】
かかる構成によると、トルクダウン要求に応じた燃料カット要求気筒数が、エンジンの運転領域毎に設定される許容最大気筒数以下に制限されて、実際の燃料カットが行われる。
請求項６記載の発明では、前記許容最大気筒数設定手段が、低回転・低負荷側ほど前記許容最大気筒数として小さな値を設定する構成とした。
【００２０】
かかる構成によると、低回転・低負荷側ほど許容最大気筒数が小さくなり、実際の燃料カット気筒数が低回転・低負荷側ほど、換言すれば、耐エンスト性が低くなる領域ほど小さく制限される。
請求項７記載の発明では、前記許容最大気筒数設定手段が、エンジン温度が低いときほど前記許容最大気筒数を小さな値に設定する構成とした。
【００２１】
かかる構成によると、冷却水温度等で代表されるエンジン温度が低く耐エンスト性が低下する条件のときほど、前記許容最大気筒数を小さな値に設定し、以て、実際に燃料カットされる気筒数を少数に制限する。
請求項８記載の発明では、前記許容最大気筒数設定手段が、エンジンの補機負荷が大きいときほど前記許容最大気筒数を小さな値に設定する構成とした。
【００２２】
かかる構成によると、エアコン用コンプレッサや電気負荷などの補機負荷が大きく、耐エンスト性が低下する条件のときほど、前記許容最大気筒数を小さな値に設定し、以て、実際に燃料カットされる気筒数を少数に制限する。
請求項９記載の発明では、前記燃料カット要求気筒数設定手段が、車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を含んで構成され、該スリップ率検出手段で検出されたスリップ率に基づき、駆動トルクを低下させてスリップを抑制するための燃料カット要求気筒数を設定する構成とした。
【００２３】
かかる構成によると、駆動トルクが過大であるために駆動輪がスリップすると、該スリップを、駆動トルクを低下させることで解消すべく、燃料カットを行う要求気筒数が設定され、所謂トラクションコントロール制御がより正確，精密になされる。
請求項１０記載の発明では、前記燃料カット手段が、相互に異なる気筒の組み合わせによる同一気筒数の燃料カットを所定周期毎に交互に実行する構成とした。
【００２４】
かかる構成によると、例えば同じ１気筒燃料カット時であっても、同じ気筒について継続して行うのではなく、交互に異なる気筒で燃料カットを行わせる。ここで、Ｖ型エンジンなどでは、バンク間で交互に燃料カットを行わせる構成とすると良い。
【００２５】
請求項１記載の発明によると、触媒昇温は、少数気筒で燃料カットが行われる場合（６気筒における１〜２気筒）に最も大きくなるので、最も厳しい条件では、全気筒燃料カットのみを許容して一部気筒での燃料カットを禁止する一方、比較的エンジン回転，エンジン負荷の低い条件では、前記少数気筒に対応する所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止し、前記所定気筒数以上での燃料カット又は燃料カットの全面禁止を強制して、過度な触媒昇温を適切に回避できるという効果がある。
請求項２記載の発明によると、燃料カットを行わせる気筒数によって異なる触媒昇温特性に応じ、要求カット気筒数での燃料カットを最大限に長く行わせることができるという効果がある。
【００２６】
請求項３記載の発明によると、燃料カットを行わせる気筒数によって異なる触媒昇温特性に応じ、要求カット気筒数での燃料カットを最大限に長く行わせることができる一方、触媒昇温は、少数気筒で燃料カットが行われる場合（６気筒における１〜２気筒）に最も大きくなるので、最も厳しい条件では、全気筒燃料カットのみを許容して一部気筒での燃料カットを禁止する一方、比較的エンジン回転，エンジン負荷の低い条件では、前記少数気筒に対応する所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止し、前記所定気筒数以上での燃料カット又は燃料カットの全面禁止を強制して、過度な触媒昇温を適切に回避できるという効果がある。
請求項４記載の発明によると、少数気筒での燃料カットによる触媒昇温が大きくなる高回転・高負荷側ほど、要求カット気筒数による燃料カットを短い時間に制限して、触媒の昇温を確実に抑制し、かつ、要求気筒数での燃料カットを最大限に行わせることができるという効果がある。
【００２８】
請求項５記載の発明によると、要求カット気筒数での燃料カットを、エンジン運転領域毎に異なる耐エンスト性への影響を考慮しつつ最大限に許容できるという効果がある。
【００２９】
請求項６記載の発明によると、低回転・低負荷側ほど耐エンスト性が低くなることに対応して、燃料カットの気筒数を適切に制限できるという効果がある。
請求項７記載の発明によると、耐エンスト性が低下する低温時には燃料カット気筒数を少数に制限してエンストの発生を確実に防止できると共に、耐エンスト性が比較的高い高温時には、燃料カットの気筒数の制限を緩めて大きなトルクダウンが得られるという効果がある。
【００３０】
請求項８記載の発明によると、補機負荷が大きく耐エンスト性が低下するときには燃料カット気筒数を少数に制限してエンストの発生を確実に防止できると共に、補機負荷が比較的小さいときには燃料カットの気筒数の制限を緩めて大きなトルクダウンが得られるという効果がある。
請求項９記載の発明によると、スリップ抑制のための燃料カットを、触媒の過度の昇温やエンストを招くことなく、広範囲において行わせることができ、以て、燃料カットによるトラクションコントロール性能を向上させることができるという効果がある。
【００３１】
請求項１０記載の発明によると、燃料カットが特定の一部気筒において連続的に行われることを回避でき、例えば各バンク毎に独立した触媒付きの排気系を有するＶ型エンジンにおいて、各バンクの触媒に対して燃料カットの影響を分散できるので、特に高回転・高負荷側において要求カット気筒数での燃料カットをより多く実現できるという効果がある。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は、実施形態における後輪駆動式車両のシステム構成図である。図に示すエンジン１は、Ｖ型６気筒であって、各気筒毎に燃料供給手段としてのインジェクタ（図示省略）が設けられている。尚、インジェクタは、吸気ポートに燃料を噴射する構成の他、各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射する構成であっても良い。
【００３３】
各気筒からの排気は、左右のバンク１ａ，１ｂ毎に個別に合流し、左バンク用の触媒２ａ、右バンク用の触媒２ｂを通過した後、左右バンクの排気が合流してマフラー３を通過して大気中に排出される。
前記各気筒毎に設けられるインジェクタは、マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）４からのインジェクタ駆動信号によって開弁し、各気筒に燃料を供給する。
【００３４】
前記ＥＣＭ４には、各種センサからの検出信号が入力され、前記検出信号に基づいて前記インジェクタの開弁駆動時間、即ち、燃料噴射量を決定する。
前記各種センサとしては、エンジン１の吸入空気量ＱＡを検出するエアフローメータ５、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ６、スロットル弁７の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ８などが設けられている。
【００３５】
また、本実施形態においては、トラクション・コントロール・システム（以下、ＴＣＳと称する）が備えられており、ＴＣＳコントロールユニット（ＴＣＳ Ｃ／Ｕ）１０には、４輪それぞれに設けられた車輪速センサ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからの検出信号が入力されると共に、前記ＥＣＭ４からエンジン回転数（ｒｐｍ）やスロットル開度の情報が、ＬＡＮによる通信により入力される。
【００３６】
また、水温センサ１２１ からの水温信号や、エアコン，パワーステアリングなどの補機負荷を検出する補機負荷センサ１２２ からの補機負荷信号（バッテリ電圧信号を含む）も、前記ＥＣＭ４に入力されるようになっている。
そして、前記ＴＣＳコントロールユニット１０は、前記各種の信号に基づいて駆動輪のスリップ率を演算し、前記ＥＣＭ４に対して前記スリップ率に応じたトルクダウン要求信号を出力する。
【００３７】
前記トルクダウン要求信号を受けたＥＣＭ４では、前記トルクダウン要求に応じて、燃料カットＦ／Ｃ（燃料供給の一時的な停止）を行うことで、エンジン出力トルクを低下させ、以て、駆動輪の駆動トルクを低下させて、スリップの発生を抑制する。
尚、図２において、12はオートマチック・トランスミッションのコントロールユニット（Ａ／Ｔ Ｃ／Ｕ）であり、このＡ／Ｔコントロールユニット12からも、変速時に燃料カット要求信号が前記ＥＣＭ４に出力される場合がある。
【００３８】
図３は、前記ＥＣＭ４及びＴＣＳコントロールユニット10による制御機能を示すブロック図である。まず、ＴＣＳコントロールユニット10の制御機能を説明すると、車輪速検出部101では、前記車輪速センサ11ａ〜11ｄからの信号に基づいて各車輪の回転速度を検出する。
【００３９】
車輪速比較演算部１０２ では、前輪（従動輪）の回転速度と後輪（駆動輪）の回転速度とを比較し、この結果からスリップ率演算部１０３ （スリップ率検出手段）ではスリップ率を演算する。
トルクダウン要求量演算部１０４ では、前記演算されたスリップ率に基づいて、トルクダウン要求量を演算する。
【００４０】
そして、トルクダウン制御信号出力部１０５ では、前記トルクダウン要求量を示すトルクダウン要求信号を前記ＥＣＭ４へ出力する。
次に、ＥＣＭ４による燃料噴射制御について説明する。
まず、エンジン回転数検出部１１１ では、クランク角センサ６からの信号に基づいてエンジン回転数（ｒｐｍ）ＮＥ（エンジン回転速度）を検出し、吸入空気量検出部１１２ では、エアフローメータ５からの信号に基づいて吸入空気量ＱＡを検出する。
【００４１】
基本燃料噴射パルス幅算出部１１３ では、インジェクタに出力する駆動信号の基本パルス幅Ｔｐを、前記検出されたエンジン回転数ＮＥ及び吸入空気量ＱＡに基づいて算出する。
燃料噴射パルス幅演算部１１４ では、前記基本パルス幅Ｔｐをエンジンの冷却水温度，バッテリ電圧，補機負荷などに応じて補正して、最終的な噴射パルス幅Ｔｉを演算する。
【００４２】
そして、駆動回路１１５ は、前記噴射パルス幅Ｔｉの駆動信号を、エンジン回転に同期した噴射タイミングにおいて各気筒のインジェクタ９に出力する。
一方、前記ＴＣＳコントロールユニット１０のトルクダウン制御信号出力部１０５ からのトルクダウン要求信号は、ＥＣＭ４のトルクダウン要求気筒カット数算出部１１６ に入力され、前記トルクダウン要求量に応じた燃料カット気筒数（燃料カット要求気筒数）を算出する（燃料カット要求気筒数設定手段）。
【００４３】
前記算出された燃料カット要求気筒数は、燃料カット気筒数判断部１１７ 及び燃料カット継続時間カウンタ部１１９ に出力される。
前記燃料カット気筒数判断部１１７ （燃料カット制限手段）では、前記燃料カット要求気筒数と、エンジンの運転領域と、前記燃料カット継続時間カウンタ部１１９ で計測される燃料カットの継続時間とに基づいて、実際に燃料カットを行わせる気筒数を決定する。前記エンジンの運転領域は、スロットル開度検出部１１０ を介して入力されるエンジン負荷を代表するスロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数ＮＥとによって判断される。但し、エンジン負荷は、吸入空気量ＱＡや基本パルス幅Ｔｐなどで代表させる構成としても良い。
【００４４】
尚、上記パラメータの他、水温，補機負荷，バッテリ電圧などに応じて、実際に燃料カットを行わせる気筒数を決定する構成としても良い。
実際に燃料カットを行う気筒数が前記燃料カット気筒数判断部１１７ で決定されると、燃料カット気筒パターン指定部１１８ において、燃料カット気筒数に応じて燃料カットを行う気筒の組合せ（パターン）を指定する。
【００４５】
そして、燃料カット可否最終判定部１２０ では、別途行われる故障診断などの結果に基づいて、最終的に燃料カットを実行させるか否かを判定し、燃料カットを行える条件であるときには、前記燃料カット気筒パターン指定部１１８ で指定された燃料カットを行う気筒を、燃料噴射パルス幅演算部１１４ に出力し、燃料カットを行う気筒として指定された気筒の燃料噴射量（燃料噴射パルス幅）を０とする（燃料カット手段）。
【００４６】
前記燃料カット気筒パターン指定部１１８ においては、燃料カットを行う気筒が左右バンクで略均一となるように、所定時間毎に燃料カットを行う気筒の組み合わせを切り換えるようにすることが好ましい。
具体的には、燃料カット要求気筒数が１であるときには、右バンクの＃１気筒の燃料カットを所定時間行った後、左バンクの＃２気筒の燃料カットを所定時間行わせ、再度＃１気筒の燃料カットに切り換えることを繰り返し、右バンクの＃１気筒の燃料カットと左バンクの＃２気筒の燃料カットとを交互に実行させる。
【００４７】
燃料カット要求気筒数が２であるときには、右バンクの＃１気筒及び＃３気筒の燃料カットと、左バンクの＃２気筒及び＃４気筒の燃料カットとを所定時間毎に交互に実行させる。
燃料カット要求気筒数が３であるときには、右バンクの３気筒（＃１，＃３，＃５）全ての燃料カットと、左バンクの３気筒（＃２，＃４，＃６）全ての燃料カットとを所定時間毎に交互に実行させる。
【００４８】
燃料カット要求気筒数が４であるときには、右バンクの３気筒（＃１，＃３，＃５）全て及び左バンクの＃２気筒の燃料カットと、左バンクの３気筒（＃２，＃４，＃６）全て及び右バンクの＃１気筒の燃料カットとを所定時間毎に交互に実行させる。
燃料カット要求気筒数が５であるときには、右バンクの３気筒（＃１，＃３，＃５）全て及び左バンクの＃４，＃６気筒の燃料カットと、左バンクの３気筒（＃２，＃４，＃６）全て及び右バンクの＃３，＃５気筒の燃料カットとを所定時間毎に交互に実行させる。
【００４９】
上記のように、燃料カット気筒のパターン（組み合わせ）を所定時間毎に交互に実行させて、左右バンク間で燃料カットが略均一に行われるようにすれば、燃料カットによる触媒昇温が一方のバンクのみで継続的に発生して、一方の触媒のみが過度に昇温することを防止できる。従って、一定の気筒の組み合わせで燃料カットを行わせる場合に比べ、触媒性能へ悪影響を及ぼすことなく、より高回転・高負荷側まで、及び／又は、より長い時間にわたって要求気筒数での燃料カットを行わせることが可能である。
【００５０】
尚、直列エンジンや、Ｖ型エンジンであっても各バンクの排気合流部よりも下流側に触媒を備えるものでは、前記カット気筒の組み合わせの切り換えは、効果を発揮しないので、そのようなエンジンの場合には、前記パターン切り換えを行わなくても良い。
図４のフローチャートは、前記燃料カット気筒数判断部117 における燃料カット気筒数の決定制御の様子を詳細に示すものである。
【００５１】
まず、Ｓ１では、ＴＣＳの作動中であるか否かを判別する。前記ＴＣＳの作動中とは、前記トルクダウン制御信号出力部１０５ からトルクダウン要求信号が出力されている状態を示す。
Ｓ１で、ＴＣＳの作動中であること、即ち、前記トルクダウン制御信号出力部１０５ からトルクダウン要求信号が出力されていることが判別されると、Ｓ２へ進む。
【００５２】
例えば図５に示すように、エンジン負荷を代表するスロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数とによって予め全運転領域がＡ〜Ｄの４領域に区分されており、Ｓ２では、前記Ａ〜Ｄ領域のいずれに該当しているかを判断する（エンジン運転領域検出手段）。
Ｓ３では、Ａ領域に該当しているか否かを判別し、Ａ領域であるときには、Ｓ４へ進み、前記トルクダウン要求気筒カット数算出部116 で算出された燃料カット要求気筒数をそのまま最終的なカット数とし、燃料カット気筒数になんらの制限を加えないものとする。
【００５３】
これは、前記Ａ領域が、低回転・高中低負荷，低負荷・高中低回転領域であって、触媒昇温が最も大きくなる燃料カット気筒数である１〜２気筒程度での燃料カットを継続的に行っても、触媒性能に悪影響を及ぼすほど高い温度（例えば９００ ℃）にならないためであり、要求気筒数に従ってそのまま実際に燃料カットを行わせる。
【００５４】
一方、Ｓ３でＡ領域でないと判断されると、Ｓ５へ進み、中回転・中負荷領域であるＢ領域であるか否かを判別する。
そして、Ｂ領域であるときには、Ｓ６へ進み、ＴＣＳの作動開始から、即ち、前記トルクダウン制御信号出力部１０５ がトルクダウン要求信号を出力し始めてからの経過時間をＴＣＳ作動時間として、前記燃料カット継続時間カウンタ部１１９ で計測させる。
【００５５】
次のＳ７では、前記計測されるＴＣＳ作動時間が、許容継続時間である所定時間ｔ１（例えば８秒程度）になるまでは、前記トルクダウン要求気筒カット数算出部１１６ で算出された燃料カット要求気筒数をそのまま最終的なカット数とし、燃料カット気筒数になんらの制限を加えないものの、前記所定時間ｔ１が経過した後は、触媒昇温が最も大きくなる気筒数である少数気筒の燃料カットを禁止するカット気筒数の制限処理を実行する。
【００５６】
Ｂ領域は、少数気筒燃料カットを無制限に行わせることができないものの、少数気筒燃料カットを行わせても、直ちに触媒温度が許容温度を越えるようになるものではなく、少数気筒燃料カットを長く継続させると最終的には許容温度に近づくことになってしまうので、許容できる範囲内で要求気筒数に従った燃料カットを継続させ、その後に、カット気筒数を触媒温度に影響を与えないような気筒数に制限するものである。
【００５７】
前記少数気筒の燃料カットの禁止措置は、具体的には、本実施形態の６気筒エンジンであれば、１〜２気筒の燃料カットを禁止するものであり、燃料カット要求気筒数が１又は２であるときには、３気筒燃料カットを強制するか、全く燃料カットを行わせないものとする。但し、燃料カットを全面的に禁止させると、スリップ抑制効果が全く得られないことになってしまうので、３気筒燃料カットを強制する方が好ましい。３気筒燃料カットを強制する構成であれば、１〜２気筒から３気筒への変更であるため、余分なトルクの低下が充分に小さく、燃料カットによるショックの発生等も充分に小さくできる。また、３気筒燃料カット状態と燃料カットを全く行わない状態とを交互に行わせて、平均的には３／２気筒の燃料カット状態と同様なトルク低下効果が得られるようにすることも可能である。
【００５８】
尚、４気筒の場合も、１〜２気筒の燃料カットを禁止し、また、８気筒では１〜４気筒程度の燃料カットを禁止する構成とすれば良い。
また、Ｓ５でＢ領域ではないと判別されると、Ｓ８へ進み、Ｂ領域よりも高回転・高負荷側であるＣ領域であるか否かを判別する。
そして、Ｃ領域であるときには、Ｓ９へ進み、ＴＣＳ作動時間を、前記燃料カット継続時間カウンタ部１１９ で計測させる。
【００５９】
次のＳ１０では、前記計測されるＴＣＳ作動時間が、許容継続時間である所定時間ｔ２（例えば１秒程度）になるまでは、前記トルクダウン要求気筒カット数算出部１１６ で算出された燃料カット要求気筒数をそのまま最終的なカット数とし、燃料カット気筒数になんらの制限を加えないものの、前記所定時間ｔ２が経過した後は、全気筒燃料カットのみを許容するカット気筒数の制限処理を実行する。
【００６０】
Ｃ領域は、Ａ領域のように少数気筒燃料カットを無制限に行わせることができず、更に、Ｂ領域よりも高回転・高負荷側であるため、少数気筒燃料カットを継続できる時間がより短く、かつ、比較的多くの気筒数による一部気筒カットを行っても、触媒昇温が生じてしまう。そこで、燃料カット要求気筒数のままで燃料カットを行わせる時間をＢ領域に比べ短くし、更に、燃料カットを全気筒燃料カットに限定し、一部気筒での燃料カットを禁止するものである。
【００６１】
前記全気筒燃料カットのみを許容する制限措置は、燃料カットの要求に対して全気筒燃料カットを強制するか、燃料カットを全面的に禁止することになる。但し、燃料カットによる大きなショックを招かない範囲で、極力全気筒燃料カットを実行させることが好ましく、例えば燃料カット要求気筒数が４〜５気筒であれば、全気筒燃料カットを強制させ、１〜３気筒の場合には、燃料カットを全く行わないこととすると良い。
【００６２】
また、Ｓ８でＣ領域でないと判別されると、Ｓ１１へ進み、最も高回転・高負荷側であるＤ領域であるか否かを判別する。
そして、Ｄ領域であるときには、Ｓ１２へ進み、全気筒燃料カットのみを許容するカット気筒数の制限処理を当初から実行する。
Ｄ領域は、Ｃ領域よりも更に高回転・高負荷側であるため、少数気筒燃料カットを許容できる余裕はなく、短時間だけ少数気筒燃料カットを行わせても、許容温度（例えば９００ ℃）を越えてしまう可能性が高くなるので、直ちに全気筒燃料カットのみを許容する処理態勢に入る。
【００６３】
尚、前記Ｓ３〜Ｓ１２の部分が燃料カット制限手段，許容継続時間設定手段に相当する。
上記のようにして、エンジンの運転領域と、燃料カット要求気筒数と、ＴＣＳ作動時間とから燃料カット気筒数に制限を加えると、Ｓ１３で最終的な燃料カット気筒数（要求気筒数）を判定する一方、Ｓ１４で前述のカット気筒の組み合わせ切り換えのためにＴＣＳ作動時間を計測させ、Ｓ１５では、組み合わせの一方をＡモード、他方をＢモードとして、いずれのモードを用いるかを前記ＴＣＳ時間に基づいて一定時間毎に切り換え設定する。
【００６４】
そして、Ｓ１６では、前記Ｓ１５により切り換え設定によってＡモードが選択されているか否かを判別し、Ａモード中であるときには、Ｓ１７へ進んで、Ａモードの気筒組み合わせで燃料カットを行わせ、Ａモード中でなくＢモード中であるときには、Ｓ１８へ進み、Ｂモードの気筒組み合わせで燃料カットを行わせる。
尚、前記Ｓ１３〜Ｓ１８の部分が燃料カット手段に相当する。
【００６５】
上記構成によると、前記Ｂ，Ｃ，Ｄ領域のように、燃料カット要求気筒数のままでの継続的な燃料カットを行わせることができない領域であっても、Ｂ，Ｃ領域のように、要求気筒数による燃料カットを時間を限定して行わせることができる場合には、ＴＣＳ要求の初期では要求に応じた燃料カットをそのまま実行させ、許容時間が経過した後は、触媒の過度の昇温を招かないような気筒数に制限するので、要求気筒数に応じた燃料カットを行える領域を増大させることができ、以て、触媒の過度の温度上昇を回避しつつ、スリップ抑制のためのトルクダウンをより効果的に行えるものである。
【００６６】
尚、前記時間ｔ１，ｔ２（許容継続時間）はそれぞれ固定値であっても良いが、同じＢ，Ｃ領域内であっても、燃料カット要求気筒数によって、継続を許容できる時間が大きく異なる場合があるので、燃料カット要求気筒数に応じて前記時間ｔ１，ｔ２を変更する構成としても良い。例えば、Ｂ領域では、３〜６気筒の燃料カット要求は時間ｔ１に拘束されることなく継続的に実行され、要求カット数が１又は２気筒であるときには、時間ｔ１によって制限されることになるが、同じ時間ｔ１だけ経過した時点であっても、カット数が１気筒であるか２気筒であるかによって触媒昇温レベルが異なり、更に長い時間だけ要求通りの燃料カットを許容できる場合があるので、要求カット数が１気筒であるか２気筒であるかによって、時間ｔ１に差を設けるものである。
【００６７】
また、エンジン回転数の条件をより細かく設定し、同じＢ，Ｃ領域内であっても、回転数の条件によって前記時間ｔ１，ｔ２を変更する構成としても良い。更に、前記時間ｔ１，ｔ２や許容カット気筒数を、補機負荷，バッテリ電圧，水温などの情報に基づいて可変に制御しても良い。
ところで、前記Ａ領域では、触媒温度の上昇を考慮したカット気筒数の制限は要求されないが、Ａ領域の中でも低回転・低負荷側では、カット気筒数が多い場合にエンストのおそれがあり、耐エンスト性を確保しつつ、スリップ抑制のための燃料カットを最大限に実行することが要求される。
【００６８】
そこで、以下では、低回転・低負荷領域での耐エンスト性を考慮した燃料カット制御について図６のフローチャートに従って説明する。
尚、図６のフローチャートに示す燃料カット制御も、前記図３のシステムブロック図における燃料カット気筒数判断部117 を中心に行われることになるので、前記図２及び図３を参照しつつ、制御内容を以下に説明するものとする。
【００６９】
図６のフローチャートにおいて、Ｓ21では、ＴＣＳの作動中（トルクダウン要求信号の出力状態）であるか否かを判別する。
そして、ＴＣＳ作動中であるときには、Ｓ22へ進み、図８に示すように、エンジン負荷とエンジン回転数とによって区分される低回転・低負荷領域のうちのａ〜ｄの４領域のいずれに該当しているかを判定する（エンジン運転領域検出手段）。
【００７０】
Ｓ２３では、低回転・低負荷領域の中での最も高回転・高負荷側となるａ領域に該当しているか否かを判別し、ａ領域であるときには、Ｓ２４へ進む。
Ｓ２４では、燃料カット要求気筒数に制限を加えることなくそのまま最終的な燃料カット気筒数とする。前記ａ領域は、低回転・低負荷領域の中でも最も高回転・高負荷側であって、たとえ要求カット数が全気筒であっても、通常にエンジン回転数に基づいて燃料噴射を再開させることで、エンストの発生を確実に回避できることから、全気筒燃料カットを含み全ての要求カット数をそのまま許容するものとする。
【００７１】
一方、Ｓ２３でａ領域でないと判別されたときには、Ｓ２５へ進み、ａ領域よりも低回転・低負荷であるｂ領域に該当しているか否かを判別する。
そして、ｂ領域であるときには、Ｓ２６へ進み、本実施形態の６気筒エンジンで、１〜４気筒の燃料カットを許容し、５，６気筒の燃料カットを禁止する。例えば、燃料カット要求気筒数が１〜４気筒のいずれかであるときには、要求カット数をそのまま実際のカット数とするが、燃料カット要求気筒数が５気筒又は６気筒であるときには、そのまま５気筒又は６気筒で燃料カットを行わせると、回転落ちが急激となって最悪の場合エンストに至る可能性があるので、５，６気筒での燃料カットを禁止するものであり、許容最大気筒数に相当する４気筒以下に燃料カット気筒を制限するものである。
【００７２】
要求カット数が５又は６気筒であってそのままの気筒数での燃料カットを禁止する場合には、燃料カットを全気筒で行わない構成としても良いが、許容されるカット数の中での最大数である４気筒カットを行わせる構成とすれば、エンストを確実に回避しつつ、スリップ抑制を果たせることになり、好ましい。
また、Ｓ２５でｂ領域でないと判別されたときには、Ｓ２７へ進み、前記ｂ領域よりも更に低回転・低負荷であるｃ領域に該当しているか否かを判別する。
【００７３】
ｃ領域であるときには、Ｓ２８へ進み、１，２気筒の燃料カットを許容し（許容最大気筒数＝２気筒）、３〜６気筒の燃料カットを禁止する。前記ｃ領域は、前記ｂ領域に比べてより低回転・低負荷であるため、より少ないカット数であっても、最悪エンストする可能性があるため、許容されるカット数をより少なく制限するものである。この場合も、要求カット数が１〜２気筒であれば、そのまま燃料カットを行わせるが、要求カット数が３〜６気筒であるときには、要求よりも少ないが許容されるカット数の最大値である２気筒で燃料カットを行わせると良い。
【００７４】
Ｓ２７でｃ領域に該当していないと判別されたときには、Ｓ２９へ進み、ｃ領域よりも更に低回転・低負荷であるｄ領域に該当しているか否を判別する。
ｄ領域に該当しない場合には、ａ〜ｄ領域のいずれにも該当しない中高回転・中高負荷領域であって、本実施形態が制御対象とする低回転・低負荷領域ではないので、そのまま本ルーチンを終了させる。
【００７５】
ここで、ａ〜ｄ領域のいずれにも該当しない中高回転・中高負荷領域は、実質的には、ａ領域と同様に、エンストの可能性のない領域に該当することになるが、図４のフローチャートと図６のフローチャートとを組み合わせて実行し、低回転・低負荷領域では耐エンスト性を考慮した図６に示すような燃料カット気筒の制限を行う一方、中高回転・中高負荷領域では、触媒の過度の温度上昇を回避するための図４に示すような燃料カット気筒の制限を行うようにすると良い。
【００７６】
一方、Ｓ２９でｄ領域であると判別された場合には、Ｓ３０へ進み、燃料カットを全面的に禁止する措置を実行する（許容最大気筒数＝０）。前記ｄ領域は、前記ｃ領域に比べてより低回転・低負荷であるため、少数の気筒での燃料カットでも大きく回転低下する可能性があるので、燃料カットを全く行わせないものであり、燃料カット気筒数が１〜６のいずれであってもこれを禁止する。
【００７７】
尚、前記Ｓ２３〜Ｓ３０の部分が最大気筒数制限手段，許容最大気筒数設定手段に相当する。
上記のようにして最終的な燃料カット気筒数を決定すると、Ｓ３１〜Ｓ３６では、前記Ｓ１３〜Ｓ１８と同様にして、燃料カット気筒の組み合わせを交互に切り換えつつ燃料カットを実行させる。
【００７８】
上記構成によると、耐エンスト性を確保できる最大カット数が運転領域毎に異なることに対応して、運転領域毎に設定した最大カット数以下に制限するので、耐エンスト性を確保しつつ、各領域毎に最大限のカット数で燃料カットを行わせることができる。
図６のフローチャートでは、最大許容気筒数を、エンジン負荷とエンジン回転数とによって区分される運転領域のみから決定する構成としたが、耐エンスト性は、冷却水温度で代表されるエンジン温度が低くなるほど低下し、また、エアコン用コンプレッサや電気負荷などの補機負荷が大きくなるほど低下する。そこで、冷却水温度が低いときほど、また、補機負荷が大きいときほど、図７に示すｄ領域が拡大され、燃料カットが許可される領域がより高回転，高負荷側にシフトされるように変更すると良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載のトルクダウン制御装置の基本構成ブロック図。
【図２】実施の形態における車両のシステム構成図。
【図３】実施の形態における制御ブロック図。
【図４】実施の形態における高回転・高負荷時の燃料カット制御を示すフローチャート。
【図５】高回転・高負荷領域の区分の例を示す図。
【図６】実施の形態における低回転・低負荷時の燃料カット制御を示すフローチャート。
【図７】低回転・低負荷領域の区分の例を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン
１ａ…左バンク
１ｂ…右バンク
２ａ，２ｂ…触媒
４…ＥＣＭ
５…エアフローメータ
６…クランク角センサ
７…スロットル弁
８…スロットルセンサ
９…インジェクタ
10…ＴＣＳコントロールユニット
11ａ〜11ｄ…車輪速センサ
121…水温センサ
122 補機負荷センサ

Claims (10)

1. トルクダウン要求に応じて燃料カットの要求気筒数を設定する燃料カット要求気筒数設定手段と、
   該燃料カット要求気筒数設定手段で設定された燃料カット要求気筒数に応じて、各気筒毎に設けられる燃料供給手段による燃料供給を選択的に停止させる燃料カット手段と、
   エンジンの運転領域を検出するエンジン運転領域検出手段と、
   前記燃料カット要求気筒数による燃料カットをそのまま許容する継続時間を、前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域に基づいて設定する許容継続時間設定手段と、
   該許容継続時間設定手段で設定された許容継続時間内では、燃料カット手段による前記燃料カット要求気筒数に応じた燃料カットをそのまま許容する一方、前記許容継続時間が経過した後は、燃料カット気筒数に制限を加える手段であって、燃料カット気筒数の制限パターンとして、所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止する制限パターンと、より高回転・高負荷側で全気筒燃料カットのみを許容する制限パターンとを有する燃料カット制限手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
2. トルクダウン要求に応じて燃料カットの要求気筒数を設定する燃料カット要求気筒数設定手段と、
   該燃料カット要求気筒数設定手段で設定された燃料カット要求気筒数に応じて、各気筒毎に設けられる燃料供給手段による燃料供給を選択的に停止させる燃料カット手段と、
   エンジンの運転領域を検出するエンジン運転領域検出手段と、
   前記燃料カット要求気筒数による燃料カットをそのまま許容する継続時間を、前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域及び前記燃料カット要求気筒数に基づいて設定する許容継続時間設定手段と、
   該許容継続時間設定手段で設定された許容継続時間内では、燃料カット手段による前記燃料カット要求気筒数に応じた燃料カットをそのまま許容する一方、前記許容継続時間が経過した後は、燃料カット気筒数に制限を加える燃料カット制限手段と、
   を含んで構成されたことを特徴とする車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
3. 前記燃料カット制限手段が、燃料カット気筒数の制限パターンとして、所定気筒数以下での一部気筒燃料カットを禁止する制限パターンと、より高回転・高負荷側で全気筒燃料カットのみを許容する制限パターンとを有することを特徴とする請求項２記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
4. 前記許容継続時間設定手段が、前記許容継続時間を高回転・高負荷側ほど短く設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
5. 前記エンジン運転領域検出手段で検出されたエンジンの運転領域に基づいて、燃料カットの許容最大気筒数を設定する許容最大気筒数設定手段と、
   前記燃料カットの要求気筒数を、前記許容最大気筒数設定手段で設定される許容最大気筒数以下に制限する最大気筒数制限手段と、
   を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
6. 前記許容最大気筒数設定手段が、低回転・低負荷側ほど前記許容最大気筒数として小さな値を設定することを特徴とする請求項５記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
7. 前記許容最大気筒数設定手段が、エンジン温度が低いときほど前記許容最大気筒数を小さな値に設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
8. 前記許容最大気筒数設定手段が、エンジンの補機負荷が大きいときほど前記許容最大気筒数を小さな値に設定することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
9. 前記燃料カット要求気筒数設定手段が、車輪のスリップ率を検出するスリップ率検出手段を含んで構成され、該スリップ率検出手段で検出されたスリップ率に基づき、駆動トルクを低下させてスリップを抑制するための燃料カット要求気筒数を設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。
10. 前記燃料カット手段が、相互に異なる気筒の組み合わせによる同一気筒数の燃料カットを所定周期毎に交互に実行することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両用エンジンのトルクダウン制御装置。

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