JPH10110642A

JPH10110642A - 内燃機関の空気量制御装置

Info

Publication number: JPH10110642A
Application number: JP9139895A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kamura; 均加村; Hiroki Tamura; 宏記田村; Atsuro Kojima; 淳良小島; Kenjirou Hatayama; 健二郎幡山
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2017-05-29
Also published as: KR100236146B1; SE9702887D0; SE9702887L; JP3731025B2; SE521581C2; US5894827A; DE19734227A1; DE19734227C2; KR19980018605A

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料カットモードからの燃料復帰時のトルク
ダウン、及び、燃費の悪化を低減する。【解決手段】筒内噴射エンジン１の回転速度が復帰回
転速度より高回転速度側に設定された空気量増大回転速
度まで低下したときに、空気量を増大させ、その後、筒
内噴射エンジン１の回転速度が復帰回転速度まで低下し
たときには燃料カットモードから燃料復帰して燃料の供
給を再開させ、回転速度低下を確実に防止し、燃料復帰
時のトルクダウン、及び、燃費の悪化を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる内燃機関の空気量制御装置に関し、特に、燃料を燃
焼室内に直接噴射する筒内噴射内燃機関において、燃料
カットモードからの燃料復帰時におけるトルクダウンの
低減を企図したものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃料消費率を向上させて燃費の向
上を図るため、空燃比を理論空燃比よりも希薄な空燃
比、即ち、リーン空燃比として運転可能な内燃機関（エ
ンジン）が開発され実用化されている。

【０００３】従って、リーン空燃比として運転可能なエ
ンジンでは、燃焼室や吸気ポートの形状、燃料噴射方式
を工夫して燃焼室内の混合気を層状化し、これにより燃
料濃度の高い混合気を極力点火プラグの近傍に集め、着
火性を向上させるようにしている。このように、混合気
を好適に層状化できるようになると、点火プラグ近傍の
混合気の燃料濃度のみを高くし、全体として空燃比を希
薄化する、即ち、リーン化することが可能になる。ま
た、空燃比を広い範囲で自在に制御することが可能にな
る。

【０００４】一方で、燃料消費率を更に向上させるた
め、運転状態により車両の減速状態が検出された場合、
エンジンの燃焼室への燃料の供給を停止する制御（燃料
カットモード）が実施されている。燃料カットモードで
は、空気量が多いと十分な減速感が得られないため、吸
気量も減少させるようにしている。車両が減速してエン
ジンの回転速度が所定回転速度まで低下すると、燃料の
供給を再開（燃料復帰）してエンジンのアイドル回転状
態が維持されるようになっている。燃料復帰時には、吸
気量が減らされた状態になっているために空気量が不足
してエンジンの回転速度が低下してしまう、いわゆるト
ルクダウンが生じる虞がある。このため、燃料復帰時に
は、混合気の燃料濃度を多少高くする等してトルクダウ
ンを防ぐようにしている。

【０００５】エンジンの燃焼室への燃料の供給を停止す
る燃料カットモードでは、エンジンの回転速度が所定回
転速度まで低下して燃料復帰する場合、混合気の燃料濃
度を多少高くする等してトルクダウンを防止している。
しかし、混合気の燃料濃度を高くするには限度があり、
トルクダウンを十分に防止するには至っていないのが現
状である。特に、筒内噴射内燃機関において圧縮行程で
燃料噴射を行うものでは、空燃比が濃くなりすぎると失
火に至る可能性があるため、混合気の燃料濃度をあまり
濃くすることができない。

【０００６】また、燃料復帰時に少しでも空気量を確保
するために、燃料カットモード中に空気量の減少を抑え
るようにすることも考えられている。しかし、燃料カッ
トモード中に空気量の減少を抑えると、吸気マニホール
ド内の圧力が高くなり空気量が多い状態になって減速不
良（空走感）が発生してしまう。そこで、燃料カットモ
ードからの復帰時の燃焼安定性を向上する手段として
は、例えば特開平４−３２５７４２号公報に記載された
ようなものが従来から知られている。上記公報に記載さ
れたエンジンでは、燃料カット復帰回転数以下にエンジ
ン回転数が低下すると所定の空気量まで復帰した段階で
燃料供給を再開するために、スロットル弁やシャッタバ
ルブを所定開度開き、その後燃料復帰を行うことにより
失火を防止して燃焼安定性の確保を達成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように燃料カッ
トモードからの復帰時にスロットル弁等の開度が所定開
度に開弁してから燃料供給を行うと、失火を防止して燃
焼安定性の確保することが一応は可能となる。しかし、
このような制御を行ったのでは、燃料供給時のエンジン
回転数を考慮していないため、エンジン回転数の変化度
合が異なる際には、燃料カット復帰時の燃料供給が行わ
れるエンジン回転数が一定とならず、エンジン回転数の
変化度合が大きいような場合では、エンジン回転数が非
常に低下しているにもかかわらず燃料供給が行われない
ためにトルクダウンが生じてエンジンストールに陥る虞
がある。また、エンジン回転数の変化度合が小さいよう
な場合では、エンジンストールに至らず未だ十分燃料カ
ットが可能であるにもかかわらず燃料供給を開始するこ
ととなり、燃費が悪化する虞がある。本発明は上記状況
に鑑みてなされたもので、燃料カットモードからの燃料
復帰時におけるトルクダウンを低減しつつ、燃費を向上
する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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、運転状態に基づいて燃焼室への燃料
の供給を停止する燃料カットモードを備えた内燃機関に
おいて、前記燃焼室への前記燃料の供給を再開する前記
燃料カットモードからの燃料復帰時に、前記内燃機関の
回転速度が第１の所定回転速度まで低下したときに前記
燃料カットモードから燃料復帰して前記燃料の供給を再
開する制御手段と、前記内燃機関の回転速度が前記第１
の所定回転速度よりも高回転速度側に設定された第２の
所定回転速度まで低下したときに空気量を増大する吸入
空気量補正手段とを備え、前記吸入空気量補正手段によ
り空気量が増大されているときには、前記制御手段によ
って目標空燃比が理論空燃比よりも希薄側に設定された
希薄空燃比モードを選択することを特徴とするものであ
る。

【０００９】燃料カットモードで燃焼室への燃料の供給
を停止している際に、内燃機関の回転速度が第２の所定
回転速度まで低下したときは吸入空気量補正手段により
空気量を増大させ、その後、内燃機関の回転速度が第１
の所定回転速度まで低下したときは制御手段により燃料
カットモードから燃料復帰して燃料の供給を再開させる
ようにする。これにより、燃料の供給を再開する燃料復
帰時には、空気量が増大されている状態になり、また、
所定の回転速度で燃料の供給が再開されるので、燃料カ
ットモードからの燃料復帰時の回転速度低下を低減しつ
つ燃費の悪化が低減される。

【００１０】そして、前記制御手段には、前記内燃機関
の減速度合いが大きい場合、前記第２の所定回転速度を
高回転速度側に補正する機能が備えられていることを特
徴とし、減速度合が大きい場合には第２の所定回転速度
が高回転速度側に補正されて空気量の増大時期が早ま
り、急減速時における燃料カットモードからの燃料復帰
時の回転速度低下が防止される。

【００１１】また、前記制御手段には、前記内燃機関の
減速度合いが大きい場合、前記燃料カットモードからの
燃料復帰時は前記希薄空燃比モードを選択すると共に前
記希薄空燃比モードでの目標空燃比を濃化側に補正する
機能が備えられていることを特徴とし、減速度合が大き
い場合には希薄空燃比モードが選択されると共に希薄空
燃比モードでの燃料が多めに供給され、急減速時におけ
る燃料カットモードからの燃料復帰時の回転速度低下が
防止される。

【００１２】また、前記内燃機関は、少なくとも圧縮行
程で燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードが選択可能な筒
内噴射内燃機関であり、前記制御手段には、前記燃料カ
ットモードからの燃料復帰時は前記圧縮行程噴射モード
を選択する機能が備えられていることを特徴とし、燃料
カットモードからの燃料復帰時に応答性や燃焼の良好な
圧縮行程噴射モードが選択されることにより、燃料カッ
トモードからの燃料復帰時の回転速度の落ち込みを防止
することができると共に、復帰回転速度である第１の所
定回転速度をより低回転速度側に設定することができ、
燃料カットモードを拡大することが可能となってより燃
費を向上することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
形態例を説明する。図示の実施形態例は、内燃機関とし
て、燃焼室内に直接燃料を噴射するようにした多気筒型
筒内噴射内燃機関を例に挙げて説明してある。図１には
本発明の一実施形態例に係る空気量制御装置を備えた多
気筒型筒内噴射内燃機関の概略構成、図２には燃料噴射
制御マップを示してある。

【００１４】図１に基づいて多気筒型筒内噴射内燃機関
の構成を説明する。多気筒型筒内噴射内燃機関として
は、例えば、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射型直
列４気筒ガソリンエンジン（筒内噴射エンジン）１が適
用される。筒内噴射エンジン１は、燃焼室や吸気装置及
び排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）等が筒内噴射専用
に設計されている。

【００１５】筒内噴射エンジン１のシリンダヘッド２に
は各気筒毎に点火プラグ３が取り付けられると共に、各
気筒毎に燃料供給手段としての電磁式の燃料噴射弁４が
取り付けられている。燃焼室５内には燃料噴射弁４の噴
射口が開口し、ドライバ２０を介して燃料噴射弁４から
噴射される燃料が燃焼室５内に直接噴射されるようにな
っている。筒内噴射エンジン１のシリンダ６にはピスト
ン７が上下方向に摺動自在に支持され、ピストン７の頂
面には半球状に窪んだキャビティ８が形成されている。
キャビティ８により、吸気流に通常のタンブル流とは逆
の逆タンブル流を発生させるようになっている。

【００１６】シリンダヘッド２には燃焼室５を臨む吸気
ポート９及び排気ポート１０が形成され、吸気ポート９
は吸気弁１１の駆動によって開閉され、排気ポート１０
は排気弁１２の駆動によって開閉される。シリンダヘッ
ド２の上部には吸気側のカムシャフト１３及び排気側の
カムシャフト１４が回転自在に支持され、吸気側のカム
シャフト１３の回転により吸気弁１１が駆動され、排気
側のカムシャフト１４の回転により排気弁１２が駆動さ
れる。排気ポート１０には大径の排気ガス再循環ポート
（ＥＧＲポート）１５が斜め下方に向けて分岐してい
る。

【００１７】筒内噴射エンジン１のシリンダ６の近傍に
は冷却水温を検出する水温センサ１６が設けられてい
る。また、各気筒の所定のクランク位置（例えば75度BT
DC及び５度BTDC）でクランク角信号SGT を出力するベー
ン型のクランク角センサ１７が設けられ、クランク角セ
ンサ１７はエンジン回転速度を検出可能としている。ま
た、クランクシャフトの半分の回転数で回転するカムシ
ャフト１３，１４には気筒識別信号SGC を出力する識別
センサ１８が設けられ、気筒識別信号SGC によりクラン
ク角信号SGT がどの気筒のものか識別可能とされてい
る。尚、図中の符号で１９は点火プラグ３に高電圧を印
加する点火コイルである。

【００１８】吸気ポート９には吸気マニホールド２１を
介して吸気管４０が接続され、吸気マニホールド２１に
はサージタンク２２が備えられている。また、吸気管４
０には、エアクリーナ２３、スロットルボデー２４、ス
テッパモータ式の第１エアバイパス弁２５及びエアフロ
ーセンサ２６が備えられている。エアフローセンサ２６
は吸入空気量を検出するもので、例えば、カルマン渦式
フローセンサが用いられている。尚、サージタンク２２
にブースト圧センサを取り付け、ブースト圧センサで検
出される吸気管圧力から吸入空気量を求めることもでき
る。

【００１９】吸気管４０にはスロットルボデー２４を迂
回して吸気マニホールド２１に吸気を行う大径のエアバ
イパスパイプ２７が設けられ、エアバイパスパイプ２７
にはリニアソレノイド式の第２エアバイパス弁２８が設
けられている。エアバイパスパイプ２７は吸気管４０に
準ずる流路面積を有し、第２エアバイパス弁２８の全開
時には筒内噴射エンジン１の低中速域で要求される量の
吸気が可能とされている。

【００２０】スロットルボデー２４には流路を開閉する
バタフライ式のスロットル弁２９が設けられると共に、
スロットル弁２９の開度を検出するスロットルポジショ
ンセンサ３０が備えられている。スロットル弁２９の開
度を検出するスロットルポジションセンサ３０からは、
スロットル弁２９の開度に応じたスロットル電圧が出力
され、スロットル電圧に基づいてスロットル弁２９の開
度が認識されるようになっている。また、スロットルボ
デー２４にはスロットル弁２９の全閉状態を検出して筒
内噴射エンジン１のアイドリング状態を認識するアイド
ルスイッチ３１が備えられている。

【００２１】一方、排気ポート１０には排気マニホール
ド３２を介して排気管３３が接続され、排気マニホール
ド３２にはO₂センサ３４が取り付けられている。また、
排気管３３には三元触媒３５及び図示しないマフラーが
備えられている。また、ＥＧＲポート１５は大径のＥＧ
Ｒパイプ３６を介して吸気マニホールド２１の上流側に
接続され、ＥＧＲパイプ３６にはステッパモータ式のＥ
ＧＲ弁３７が設けられている。

【００２２】燃料タンク４１に貯留された燃料は、電動
式の低圧燃料ポンプ４２に吸い上げられ、低圧フィード
パイプ４３を介して筒内噴射エンジン１側に送給され
る。低圧フィードパイプ４３内の燃料圧力は、リターン
パイプ４４に設けられた第１燃圧レギュレータ４５によ
り比較的低圧（低燃圧）に調圧される。筒内噴射エンジ
ン１側に送給された燃料は、高圧燃料ポンプ４６により
高圧フィードパイプ４７及びデリバリパイプ４８を介し
て各燃料噴射弁４に送給される。

【００２３】高圧燃料ポンプ４６は、例えば、斜板アキ
シャルピストン式であり、排気側のカムシャフト１４又
は吸気側のカムシャフト１３により駆動され、筒内噴射
エンジン１のアイドリング運転時においても所定圧力以
上の吐出圧を発生可能としている。そして、デリバリパ
イプ４８内の燃料圧力は、リターンパイプ４９に設けら
れた第２燃圧レギュレータ５０により比較的高圧（高燃
圧）に調圧される。

【００２４】第２燃圧レギュレータ５０には電磁式の燃
圧切換弁５１が取り付けられ、燃圧切換弁５１はオン状
態で燃料をリリーフしてデリバリパイプ４８内の燃料圧
力を低燃圧に低下させることが可能である。尚、図中の
符号で５２は、高圧燃料ポンプ４６の潤滑や冷却等に利
用された一部の燃料を燃料タンク４１に還流させるリタ
ーンパイプである。

【００２５】車両には制御装置としての電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）６１が設けられ、このＥＣＵ６１には、入
出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う
記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備え
られている。ＥＣＵ６１によって筒内噴射エンジン１の
総合的な制御が実施される。前述した各種センサ類の検
出情報はＥＣＵ６１に入力され、ＥＣＵ６１は各種セン
サ類の検出情報に基づいて、燃料噴射モードや燃料噴射
量を始めとして点火時期やＥＧＲガスの導入量等を決定
し、燃料噴射弁４のドライバ２０や点火コイル１９、Ｅ
ＧＲ弁３７等を駆動制御する。

【００２６】尚、ＥＣＵ６１の入力側には、前述した各
種センサ類の他に、図示しない多数のスイッチ類等が接
続され、また、出力側にも図示しない各種警告手段や機
器類が接続されている。

【００２７】上述した筒内噴射エンジン１では、筒内噴
射エンジン１が冷機状態にある時には、運転者がイグニ
ッションキーをオン操作すると、低圧燃料ポンプ４２と
燃圧切換弁５１がオンにされて燃料噴射弁４に低燃圧の
燃料が供給される。次に、運転者がイグニッションキー
をスタート操作すると、図示しないセルモータにより筒
内噴射エンジン１がクランキングされ、同時にＥＣＵ６
１による燃料噴射制御が開始される。

【００２８】この時点では、ＥＣＵ６１は前期噴射モー
ド（即ち、吸気行程で燃料が噴射されるモード）を選択
し、比較的リッチな空燃比となるように燃料が噴射され
る。

【００２９】このような始動時においては、第２エアバ
イパス弁２８は略全閉近傍まで閉鎖されている。従っ
て、燃焼室５への吸気は、スロットル弁２９の隙間や第
１エアバイパス弁２５を介して行われる。尚、第１エア
バイパス弁２５と第２エアバイパス弁２８とはＥＣＵ６
１により一元管理され、スロットル弁２９を迂回する吸
入空気の必要量に応じてそれぞれの開弁量が決定され
る。

【００３０】このようにして筒内噴射エンジン１の始動
が完了し、筒内噴射エンジン１がアイドル運転を開始す
ると、高圧燃料ポンプ４６は定格の吐出作動が開始さ
れ、ＥＣＵ６１により燃圧切換弁５１がオフにされて燃
料噴射弁４に高圧の燃料が供給される。この時の要求燃
料噴射量は、高圧燃料ポンプ４６の吐出圧と燃料噴射弁
４の開弁時間とから得られる。

【００３１】水温センサ１６で検出される冷却水温が所
定値に上昇するまでは、始動時と同様に前期噴射モード
が選択されて燃料が噴射される。エアコン等の補機類の
負荷の増減に応じたアイドル回転速度の制御は、第１エ
アバイパス弁２５によって行われる。所定サイクルが経
過してO₂センサ３４が活性化されると、O₂センサ３４の
出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御が開始され
る。これにより、有害排気ガス成分が三元触媒３５によ
って良好に浄化される。

【００３２】筒内噴射エンジン１の暖機が完了すると、
ＥＣＵ６１は、スロットル弁２９の開度に応じたスロッ
トル電圧から得た目標出力相関値、例えば、目標平均有
効圧Ｐetとエンジン回転速度とに基づき、図２の燃料噴
射マップから現在の燃料噴射領域を検索して燃料噴射モ
ードを決定する。これにより、各燃料噴射モードでの目
標空燃比に応じた燃料噴射量が決定され、この燃料噴射
量に応じて燃料噴射弁４が駆動制御されると共に、点火
コイル１９が駆動制御される。また、同時に第１エアバ
イパス弁２５と第２エアバイパス弁２８及びＥＧＲ弁３
７の開閉制御も実施される。

【００３３】アイドル運転時や低速走行時等の低負荷域
では、燃料噴射領域は図２中の後期噴射リーンモードが
選択される。この場合、第１エアバイパス弁２５と第２
エアバイパス弁２８が制御され、リーンな空燃比となる
ように目標平均有効圧Ｐetに応じた目標空燃比がスロッ
トル電圧とエンジン回転速度に基づき設定される。そし
て、目標空燃比に応じた燃料噴射量が設定され、この燃
料噴射量に応じた燃料噴射を行うように燃料噴射弁４が
駆動制御される。

【００３４】また、定速走行時等の中負荷領域では、負
荷状態やエンジン回転速度に応じて図２中の前期噴射リ
ーンモード、あるいはストイキオフィードバックモード
になる。前期噴射リーンモードでは、第１エアバイパス
弁２５を通常のアイドルスピードコントロールバルブと
同様に制御し、エアフローセンサ２６からの吸入空気量
信号とエンジン回転速度に応じて目標空燃比を算出し、
比較的リーンな空燃比となるように燃料噴射量が制御さ
れる。

【００３５】ストイキオフィードバックモードでは、前
期噴射リーンモードと同様に、第１エアバイパス弁２５
を通常のアイドルスピードコントロールバルブと同様に
制御すると共に、第２エアバイパス弁２８を全閉として
出力の過剰な上昇を防止し、更に、ＥＧＲ弁３７を制御
すると共に、目標空燃比が理論空燃比となるようにO₂セ
ンサ３４の出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御
を行い、燃料噴射量が制御される。

【００３６】また、急加速時や高速走行時等の高負荷域
では、図２中のオープンループモードとなる。この場
合、第２エアバイパス弁２８を閉鎖すると共に、比較的
リッチな空燃比となるようにマップから目標空燃比を設
定し、この目標空燃比に応じて燃料噴射量が制御され
る。

【００３７】惰性走行や停止に移行する走行でスロット
ル弁２９が略アイドル状態となりアイドルスイッチ３１
がオンにされた運転時には、図２中の燃料カットモード
となる。この場合、燃焼室５内への燃料の供給が停止さ
れる。燃料カットモードでは、エンジン回転速度が復帰
回転速度（第１の所定回転速度）より低下した場合は、
後期噴射リーンモード（希薄側空燃比モード）によって
燃焼室５内への燃料の供給が再開（燃料復帰）される。
また、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合にあっ
ても燃料カットモードが即座に中止され、その時の運転
状態に応じた所定のモードによって燃焼室５内への燃料
の供給が再開される。

【００３８】ところで、停止に移行する走行で、エンジ
ン回転速度が復帰回転速度より低下した場合は、燃焼室
５内への燃料の供給が再開されるが、燃料カットモード
では吸気量が減らされた状態になっているために燃料復
帰に空気量が不足してトルクダウンが生じる虞がある。
このため、燃料カットモードからの燃料復帰の前に空気
量を増大させてトルクダウンを低減させ得る空気量制御
が実施されるようになっている。

【００３９】図３、図４に基づいて燃料復帰時における
空気量制御を説明する。図３には燃料カットモードにお
ける燃料復帰時の空気量制御のタイミングチャートを示
してあり、図３(a) はスロットル弁２９の開閉状況、図
３(b) はエンジン回転速度の状況、図３(c) は燃料の供
給状況、図３(d) は空気量の状況である。また、図４に
は燃料カットモードにおける燃料復帰時の空気量制御の
フローチャートを示してある。

【００４０】図３に基づいて燃料カットモードにおける
各状況について説明する。車両が減速状態、例えば、停
止しようとして減速走行の運転になると、図中(d) に示
すように空気量が減少し、それに伴いエンジン回転速度
Neも減少する。そして、図中のＡ点において(a) に示す
ように、スロットル弁２９がアイドル状態になってアイ
ドルスイッチ３１がオンになる等して燃料カットモード
の条件が成立し、Ｂ点において(c) に示すように、燃料
の供給が停止される。同時にＡ点前からＢ点において
(d) に示すように、スロットル弁が閉方向に駆動してア
イドル状態になること及び第１エアバイパス弁２５と第
２エアバイパス弁２８が閉方向に閉弁制御されるのに伴
って空気量が徐々に減少する。この状態で、Ａ点前から
Ｄ点において(b) に示すように、エンジン回転速度Neが
徐々に低下していく。エンジン回転速度Neが燃料の供給
を再開するための回転速度である復帰回転速度（復帰N
e）まで低下すると、Ｄ点において(c) に示すように、
燃料の供給が再開され、エンジン回転速度Neが所定の回
転速度（例えばアイドル回転状態）に維持される。尚、
燃料の供給を再開する復帰回転速度（復帰Ne）は、エン
ジン運転状態やエアコン等の補機類の負荷の増減に応じ
て設定または変更されるようになっている。

【００４１】一方、エンジン回転速度Neの減速度合、即
ち、エンジン回転速度Neの減速変化率（dNe/dt）が演算
され、減速変化率（dNe/dt）に基づいて第１の所定回転
速度である復帰回転速度（復帰Ne）及び第２の所定回転
速度である空気量増大回転速度Neａが設定される。即
ち、減速変化率（dNe/dt）が大きい程復帰回転速度（復
帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａは高回転速度側に補
正される。空気量増大回転速度Neａは復帰回転速度（復
帰Ne）よりも高回転速度側に設定され、エンジン回転速
度Neが空気量増大回転速度Neａに達すると（Ｃ点）、
(d) に示すように、燃料の供給再開に先立って空気量が
多くされる（空気量を増大させる機能）。空気量の増加
は、吸入空気量補正手段としての第１エアバイパス弁２
５と第２エアバイパス弁２８の開弁制御によって実施さ
れる。ここで第１エアバイパス弁２５と第２エアバイパ
ス弁２８の目標開度としては圧縮行程噴射モードにおけ
るアイドル時の空気量をほぼ得られる開度に設定され
る。従って、燃料の供給が再開される前に空気量が多く
されるようになっているので、燃料復帰時に空気量が不
足してトルクダウンが生じることがない。また、エンジ
ン運転状態に応じた最適な復帰回転速度（復帰Ne）で燃
料の供給が再開されるため、復帰回転速度（復帰Ne）が
エンジン運転状態に対して低すぎたり、高すぎたりする
ことにより生じるトルクダウンや燃料カットモードの縮
小による燃費の悪化を生じることがない。

【００４２】また、復帰回転速度（復帰Ne）及び空気量
増大回転速度Neａの設定をエンジン回転速度Neの減速変
化率（dNe/dt）に基づいて行っているので、燃料復帰ま
での予想される時間に応じて空気量を増加することがで
き、急減速時であっても燃料復帰時に確実に空気量を増
加させることができると共に、燃料復帰をエンジン回転
速度の減速度合いに応じて変更でき、急減速時であって
も燃料復帰時にエンジン回転速度が低下してエンジンス
トールに陥ることを防止できると共に、緩減速時にエン
ジン高回転速度側で燃料の供給が再開されて燃料カット
モードの縮小による燃費の悪化を防止することができ
る。なお、空気量増大回転速度Neａを設定する場合、復
帰回転速度（復帰Ne）に対して一定の値αを加えた値
（復帰Ne＋α）としてもよい。この場合、空気量増大回
転速度Neａを減速度合に応じて設定するマップが不要と
なり、簡単な制御により空気量増大回転速度Neａを設定
することが可能となる。また、復帰回転速度（復帰Ne）
を設定する場合、空気量増大回転速度Neａに対して一定
の値αを減算した値（復帰Ne−α）としてもよい。この
場合、復帰回転速度（復帰Ne）を減速度合に応じて設定
するマップが不要となり、簡単な制御により復帰回転速
度（復帰Ne）を設定することが可能となる。また、復帰
回転速度（復帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａを設定
する場合、運転状態に応じた固定の値としてもよい。こ
の場合、算出のためのロジックの簡素化が可能となる。

【００４３】図４に基づいて燃料カットモードにおける
燃料復帰時の空気量制御を具体的に説明する。スロット
ル弁２９が閉方向に駆動されてアイドル状態となりアイ
ドルスイッチ３１がオンとなる等して燃料カットモード
の条件が成立すると（図３中Ａ点）、ステップＳ１で燃
料の供給が停止される（図３中Ｂ点）。ステップＳ２で
エンジン回転速度Neの減速変化率（dNe/dt）が所定値β
以上否か、即ち、エンジン回転速度Neの減速度合いが大
きいか否かが判断される。

【００４４】減速変化率（dNe/dt）が所定値βに満たな
いと判断された場合、エンジン回転速度Neの減速度合い
が小さく急減速状態ではないので、ステップＳ３で復帰
回転速度（復帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａが設定
される。ステップＳ２でエンジン回転速度Neの減速変化
率（dNe/dt）が所定値β以上であると判断された場合、
エンジン回転速度Neの減速度合いが大きく急減速状態と
なっているので、ステップＳ４で減速変化率（dNe/dt）
に基づいて復帰回転速度（復帰Ne）及び空気量増大回転
速度Neａが設定される。例えば、減速変化率（dNe/dt）
の大きさに比例して復帰回転速度（復帰Ne）及び空気量
増大回転速度Neａが高回転速度側に設定される。なお、
ステップＳ２でエンジン回転速度Neの減速変化率（dNe/
dt）が所定地β以上か否かを判定せずに減速変化率（dN
e/dt）に基づいて設定されたマップ等によって復帰回転
速度（復帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａを設定する
ようにしても良い。

【００４５】ステップＳ３またはステップＳ４で復帰回
転速度（復帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａが設定さ
れると、ステップＳ５でエンジン回転速度Neが空気量増
大回転速度Neａ以下か否か（図３中Ｃ点に達したか否
か）が判断される。ステップＳ５でエンジン回転速度Ne
が空気量増大回転速度Neａを越えていると判断された場
合、ステップＳ２の処理に移行し、再度復帰回転速度
（復帰Ne）及び空気量増大回転速度Neａが設定される。
ステップＳ５でエンジン回転速度Neが空気量増大回転速
度Neａ以下であると判断された場合、即ち、エンジン回
転速度Neが空気量増大回転速度Neａに達したと判断され
た場合、ステップＳ６で第１エアバイパス弁２５と第２
エアバイパス弁２８の開度が所定量増加されて燃料の供
給再開に先立って空気量が多くされる。

【００４６】ステップＳ６で空気量が多くされた後、ス
テップＳ７でエンジン回転速度Neと復帰回転速度（復帰
Ne）が比較される（図３中Ｄ点に達したか否か）。ステ
ップＳ７でエンジン回転速度Neが復帰回転速度（復帰N
e）に達していないと判断された場合、ステップＳ２の
処理に移行し、再度復帰回転速度（復帰Ne）及び空気量
増大回転速度Neａが設定される。ここでは、空気量増大
回転速度Neａも新たに設定し直されるため、例えば空気
量を増量した後にエンジン回転速度Neの減速変化率が
（dNe/dt）が小さくなった場合に、再度ステップＳ５の
判定が否となる可能性があるが、ステップＳ５の判定が
最初にＹＥＳとなった際にフラグを立てる等の処理を行
うことによりそのような問題は防止することが可能とな
る。ステップＳ７でエンジン回転速度Neが復帰回転速度
（復帰Ne）以下になったと判断された場合、即ち、エン
ジン回転速度Neが復帰回転速度（復帰Ne）に達したと判
断された場合、ステップＳ８で燃料復帰時の制御が実施
されて燃料の供給が再開される。この時、前述した減速
変化率（dNe/dt）が大きい場合には、目標空燃比を圧縮
行程噴射モードの通常の目標空燃比よりもリッチ側に補
正するようにしても良い。

【００４７】燃料復帰時には、圧縮行程で燃料噴射を行
う後期噴射リーンモード、即ち、応答性や燃焼のよい圧
縮行程モード（希薄側空燃比モード）によって燃焼室５
内への燃料の供給が再開されるようになっている。この
時、エンジン回転速度Neの減速変化率（dNe/dt）が大き
い場合、後期噴射リーンモードでの目標空燃比が濃化
側、即ち、リッチ側（理論空燃比に対してはリーン側）
に補正することにより燃料復帰時の出力を増大させても
良い。

【００４８】上述したように、本実施形態例の空気量制
御では、燃料カットモードでの運転時に、エンジン回転
速度Neが復帰回転速度（復帰Ne）よりも高回転速度側の
空気量増大回転速度Neａまで低下した際に空気量を増大
させ、空気量が増大されている状態でエンジン回転速度
Neが復帰回転速度（復帰Ne）まで低下した際に燃料の供
給を再開するようにしている。このため、燃料の供給が
再開される前に空気量が多くされ、燃料復帰時に空気量
が不足することがなく、運転状態に応じた最適な復帰回
転速度（復帰Ne）で燃料の供給が再開されるため、燃料
カットモードを縮小することがないので燃費を向上で
き、トルクダウンを低減することができる。

【００４９】また、上述した実施形態例では、エンジン
回転速度Neの減速変化率（dNe/dt）が大きい程空気量増
大回転速度Neａが高回転速度側に補正されるようになっ
ているので、急減速状態の燃料復帰時であっても空気量
が十分に確保され、エンジン回転速度Neの落ち込みを防
止することができる。また、エンジン回転速度Neの減速
変化率（dNe/dt）が大きい場合、目標空燃比がリッチ側
に補正されるようになているので、急減速時における燃
料復帰時であってもエンジン回転速度Neの落ち込みを防
止することができる。

【００５０】また、上述した実施形態例は、圧縮行程で
燃料噴射を行う後期噴射リーンモードを選択可能な筒内
噴射エンジンに適用し、燃料復帰時には、応答性や燃焼
の良い後期噴射リーンモードを選択するようにしたの
で、燃料復帰時のエンジン回転速度Neの落ち込みを防止
すると共に、復帰回転速度（復帰Ne）を通常の吸気噴射
式のエンジンに比べて低回転側に設定することが可能と
なり、燃料カットモードを拡大して、燃費をより一層向
上することができる。更に、空燃比を過度に濃化しない
ので、点火プラグ周辺が過度にリッチ化されることがな
く失火を防止することもできる。

【００５１】尚、上述した実施形態例では、スロットル
弁をバイパスするエアバイパスバルブ開度を制御するこ
とにより空気量制御を行っているが、アクセルペダルと
リンクしないモータ駆動式の電子制御スロットル弁を用
いた場合にでも本発明を適用することも可能である。そ
の場合にはアクセルペダル開度等によって燃料カットモ
ードの開始条件とし、スロットル弁開度をモータにより
増減制御することにより上述した実施形態例と同様の効
果を得ることができる。また、内燃機関として燃焼室５
内に燃料を直接噴射する筒内噴射エンジン１に本発明を
適用して説明したが、吸気管に燃料を噴射する内燃機関
に本発明を適用することも可能であり、また、４気筒の
筒内噴射エンジン１に限らず、単気筒エンジンやＶ型６
気筒エンジンに本発明を適用することも可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明の内燃機関の空気量制御装置は、
内燃機関の回転速度が第１の所定速度よりも高回転速度
側に設定された第２の所定回転速度まで低下したときに
吸入空気量補正手段により空気量を増大させ、その後、
内燃機関の回転速度が第１の所定回転速度まで低下した
ときに、制御手段により燃料カットモードから燃料復帰
して燃料の供給を再開させるようにしたので、燃料復帰
時には空気量が増大されていると共に、所定の回転速度
で確実に燃料復帰が行なわれることとなる。この結果、
燃料カットモードからの燃料復帰時の回転速度低下が防
止され、燃料復帰時のトルクダウンを低減しつつ、燃費
の悪化を低減することができる。

【００５３】また、内燃機関の減速度合が大きい場合、
第２の所定回転速度を高回転速度側に補正する機能を備
えたので、減速度合が大きい場合には空気量の増大時期
を早めることができる。また、内燃機関の減速度合が大
きい場合、燃料カットモードからの燃料復帰時は希薄空
燃比モードを選択すると共に希薄空燃比モードでの目標
空燃比を濃化側に補正する機能を備えたので、減速度合
が大きい場合には希薄空燃比モードが選択されると共に
希薄空燃比モードでの燃料が多めに供給される。この結
果、急減速時における燃料カットモードからの燃料復帰
時の回転速度低下が防止される。

【００５４】また、内燃機関は、少なくとも圧縮行程で
燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードが選択可能な筒内噴
射内燃機関であり、燃料カットモードからの燃料復帰時
は圧縮行程噴射モードを選択するようにしたので、燃料
カットモードからの燃料復帰時に応答性や燃焼の良好な
圧縮行程噴射モードを選択することができる。この結
果、燃料カットモードからの燃料復帰時の回転速度の落
ち込みを防止することができると共に、燃料復帰時の回
転速度である第１の所定回転速度をより低回転速度側に
設定することができ、燃費向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係る空気量制御装置を
備えた多気筒型筒内噴射内燃機関の概略構成図。

【図２】燃料噴射制御マップ。

【図３】燃料カットモードにおける燃料復帰時の空気量
制御のタイミングチャート。

【図４】燃料カットモードにおける燃料復帰時の空気量
制御のフローチャート。

【符号の説明】

１多気筒型筒内噴射内燃機関（筒内噴射エンジン）２シリンダヘッド３点火プラグ４燃料噴射弁５燃焼室６シリンダ７ピストン８キャビティ９吸気ポート１０排気ポート１１吸気弁１２排気弁 13,14 カムシャフト１６水温センサ１７クランク角センサ１８識別センサ１９点火コイル２０ドライバ２５第１エアバイパス弁２８第２エアバイパス弁２９スロットル弁４２低圧燃料ポンプ４６高圧燃料ポンプ６１電子制御ユニット（ＥＣＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ｆ３２５３２５Ｆ (72)発明者幡山健二郎東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転状態に基づいて燃焼室への燃料の供
給を停止する燃料カットモードを備えた内燃機関におい
て、前記燃焼室への前記燃料の供給を再開する前記燃料
カットモードからの燃料復帰時に、前記内燃機関の回転
速度が第１の所定回転速度まで低下したときに前記燃料
カットモードから燃料復帰して前記燃料の供給を再開す
る制御手段と、前記内燃機関の回転速度が前記第１の所
定回転速度よりも高回転速度側に設定された第２の所定
回転速度まで低下したときに空気量を増大する吸入空気
量補正手段とを備え、前記吸入空気量補正手段により空
気量が増大されているときには、前記制御手段によって
目標空燃比が理論空燃比よりも希薄側に設定された希薄
空燃比モードを選択することを特徴とする内燃機関の空
気量制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記制御手段には、前記内燃機関の減速度合が大きい場合、前記第２の所定
回転速度を高回転速度側に補正する機能が備えられてい
ることを特徴とする内燃機関の空気量制御装置。
【請求項３】請求項１及び請求項２において、前記制
御手段には、前記内燃機関の減速度合が大きい場合、前記燃料カット
モードからの燃料復帰時は前記希薄空燃比モードを選択
すると共に前記希薄空燃比モードでの目標空燃比を濃化
側に補正する機能が備えられていることを特徴とする内
燃機関の空気量制御装置。
【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
おいて、前記内燃機関は、少なくとも圧縮行程で燃料噴射を行う
圧縮行程噴射モードが選択可能な筒内噴射内燃機関であ
り、前記制御手段には、前記燃料カットモードからの燃料復
帰時は前記圧縮行程噴射モードを選択する機能が備えら
れていることを特徴とする内燃機関の空気量制御装置。