JP2946962B2

JP2946962B2 - 車載用内燃機関の回転数制御装置

Info

Publication number: JP2946962B2
Application number: JP4263922A
Authority: JP
Inventors: 衛吉岡; 邦彦中田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH06117302A; US5390637A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載された内燃
機関の高回転時に燃料カットを行うことにより、内燃機
関の過回転を防止するようにした車載用内燃機関の回転
数制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば車両に搭載されたエン
ジンの高回転時には、過回転（オーバラン）を防止する
ために、燃料噴射弁による燃料噴射が強制的に停止（燃
料カット）される。この燃料カットに際しては、エンジ
ン回転数ＮＥが回転数センサによって検出され、その検
出信号がコンピュータに読み込まれる。コンピュータの
メモリには、噴射停止判定値ａと、その値よりも低い噴
射再開判定値ｂとが予め記憶されている。コンピュータ
は、エンジン回転数ＮＥが噴射停止判定値ａを超えたと
き燃料カットを実行し、エンジン回転数ＮＥが噴射再開
判定値ｂを下回ったとき燃料噴射を再開させる。すなわ
ち、上記技術では、噴射停止判定値ａと噴射再開判定値
ｂとの間に幅（ヒステリシス）をもたせ、燃料カットに
よるエンジン回転数ＮＥの降下と、燃料噴射再開による
エンジン回転数ＮＥの上昇とを繰り返し行う。この繰り
返しにより、エンジン回転数ＮＥを噴射停止判定値ａと
噴射再開判定値ｂとの間に維持して、エンジンの過回転
防止を図っている。

【０００３】しかし、上記技術では、高回転時における
エンジン回転数ＮＥが噴射再開判定値ｂと噴射停止判定
値ａとの間で大きく変動する。そして、この変動が車両
の運転フィーリングを損なってしまう。

【０００４】そこで、前記回転変動を可及的に小さくす
るために、実開平１−１１８１４２号公報では、エンジ
ンが高回転となってから所定時間が経過するまでの間、
ヒステリシス一定の状態で噴射停止判定値ａ及び噴射再
開判定値ｂを徐々に低下させている。後者の技術による
と、エンジン回転数ＮＥが噴射停止判定値ａと噴射再開
判定値ｂとの間で上昇及び下降を繰り返しながら次第に
低下する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したい
ずれの従来技術においても、コンピュータがエンジン回
転数ＮＥを読み込んで燃料噴射の停止・再開の指令信号
を出力するまでに若干の時間（遅れ時間Δｔ）を要す
る。この遅れ時間Δｔは、コンピュータの演算時間、演
算周期等によるものである。従って、エンジン回転数Ｎ
Ｅが噴射停止判定値ａを超えた時点から実際に燃料カッ
トが実行されるまでや、同エンジン回転数ＮＥが噴射再
開判定値ｂを下回った時点から実際に燃料噴射が再開さ
れるまでに、若干の遅れが生ずる。この遅れの間、エン
ジン回転数ＮＥは上昇し続け噴射停止判定値ａをオーバ
ーシュートするか、あるいは、下降し続け噴射再開判定
値ｂをオーバーシュートする。

【０００６】これに加え、一般的な車両においては、加
減速にともなうエンジンの出力変化や、振動によって生
ずる衝撃を緩和するために、駆動輪と内燃機関の出力軸
との間に捩じりダンパ（捩じり変位許容部材）が設けら
れている。この捩じりダンパは自身が撓むことにより、
駆動輪に対する内燃機関の出力軸の加減速方向変位を許
容して加減速にともなう衝撃を効果的に緩和する。一方
で、この捩じりダンパは加減速時に変位エネルギを蓄え
て加減速逆転時に放出するため、上記従来技術における
エンジン回転数のオーバーシュートを助長してしまう。

【０００７】この現象を、図１２及び図１３を用いて説
明する。図１２は駆動輪側と直結するプロペラシャフト
５１に対する、エンジンの出力軸（いわゆるクランクシ
ャフト）５２の変位の関係を概略的に示し、図１３はエ
ンジン回転数ＮＥと燃料カットの実行・停止と出力軸５
２の変位量との対応関係を示している。エンジンの出力
軸５２及びプロペラシャフト５１の回転方向は、図１２
の時計回り方向とする。図１２中、中立位置は、車両が
走行を停止しているとき又は定速走行しているときの出
力軸５２の位置を示している。このときの捩じりダンパ
の状態を中立状態とする。「加速時の最大変位許容位置
Ａ」は、エンジンの加速動作により、捩じりダンパが前
記中立状態から前記回転方向へ最大量撓んだときの出力
軸５２の位置である。また、「減速時の最大変位許容位
置Ｂ」は、エンジンの減速動作により、捩じりダンパが
前記中立状態から反回転方向へ最大量撓んだときの出力
軸５２の位置である。

【０００８】また、図１３で示すように、タイミングｔ
２１においてはエンジン５２が加速状態にあり、エンジ
ン回転数ＮＥが上昇しているものとする。この加速によ
り捩じりダンパに正のトルクが作用している。そして、
捩じりダンパが撓み、出力軸５２が加速時の最大変位許
容位置Ａに保持されている。このとき捩じりダンパに
は、出力軸５２を中立位置側へ押し戻そうとする反発力
が蓄えられている。この反発力は出力軸５２の回転を制
止しようとする力である。

【０００９】タイミングｔ２２でエンジン回転数ＮＥが
噴射停止判定値ａを超えると、そのタイミングｔ２２か
ら前記遅れ時間Δｔが経過した後のタイミングｔ２３
で、燃料カットを行わせるための指令信号がコンピュー
タから出力される。この間（タイミングｔ２２〜ｔ２
３）、エンジン回転数ＮＥは上昇し続ける。

【００１０】前記信号の出力により燃料カットが行われ
ると、捩じりダンパに作用するトルクが正から負に反転
し、出力軸５２が減速時の最大変位許容位置Ｂ側へ変位
する。このとき、燃料カットによるもともとのエンジン
回転数ＮＥの降下に、前記捩じりダンパの反発力が加わ
る。その結果、エンジン回転数ＮＥが急激に降下する。

【００１１】前記減速により捩じりダンパが撓み、出力
軸５２が減速時の最大変位許容位置Ｂまで変位する。こ
のとき捩じりダンパには、出力軸５２を中立位置側へ押
し戻そうとする反発力が蓄えられる。この反発力は出力
軸５２の回転を加速させようとする。

【００１２】タイミングｔ２４でエンジン回転数ＮＥが
噴射再開判定値ｂを下回ると、そのタイミングｔ２４か
ら前記遅れ時間Δｔが経過した後のタイミングｔ２５
で、燃料噴射を再開させるための指令信号がコンピュー
タから出力される。この間（タイミングｔ２４〜ｔ２
５）、エンジン回転数ＮＥは降下し続ける。

【００１３】前記信号の出力により燃料噴射が再開され
ると、捩じりダンパに作用するトルクが負から正に反転
し、出力軸５２が加速時の最大変位許容位置Ａ側へ変位
する。このため、燃料噴射によるもともとのエンジン回
転数の上昇に、前記捩じりダンパの反発力が加わる。そ
の結果、エンジン回転数ＮＥが急激に上昇する。

【００１４】その後、前記と同様の燃料カット及び燃料
噴射再開が繰り返される。ここで、単位時間当たりのエ
ンジン回転数ＮＥの変動量は、最初の燃料カットが行わ
れるまで（タイミングｔ２３以前）よりも、それ以降の
燃料カット時及び復帰時の方が大きくなる。これは、最
初の燃料カットよりも後には、捩じりダンパに蓄えられ
た反発力がエンジン回転数ＮＥに影響するからである。
このため、たとえ上記遅れ時間Δｔが一定であっても、
エンジン回転数ＮＥのオーバーシュート量が増加する。
その結果、燃料カット制御時における回転変動量の減少
を達成できない。

【００１５】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、燃料カット制御時に内燃機関の
出力軸が最大変位許容位置まで移動するのを阻止し、捩
じり変位許容部材に蓄えられる反発力によって機関回転
数が影響を受けるのを抑制し、ひいては、燃料カット制
御時における機関回転数の変動を小さくすることが可能
な車載用内燃機関の回転数制御装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、図１に示すように、内燃機関Ｍ２の出力軸
Ｍ２ａと駆動輪Ｍ１の回転軸との間に介在されて、これ
ら両軸間の相対捻りを可撓性を有して許容する捻り変位
許容部材Ｍ６を備える車両に搭載される車載用内燃機関
の回転数制御装置において、出力軸Ｍ２ａの回転数又は
それに相当する回転数相当値を検出する回転数検知手段
Ｍ４と、この回転数又は回転数相当値が所定の噴射停止
判定値を越えることで燃料噴射弁Ｍ３による燃料噴射を
停止させると共に、この燃料噴射の停止中に回転数又は
回転数相当値が噴射停止判定値よりも低い所定の噴射再
開判定値を下回ることで燃料噴射弁Ｍ３による燃料噴射
を再開する燃料カット制御手段Ｍ５と、この燃料カット
制御手段Ｍ５による燃料噴射の停止中に、回転数又は回
転数相当値が噴射停止判定値以下となってから噴射再開
判定値未満に低下するまでの間、燃料噴射弁Ｍ３による
燃料噴射の再開及び停止を所定周期にて繰り返し実行し
て、捻り変位許容部材Ｍ６の反発力を低減する反発力低
減手段Ｍ７とを備えている。

【００１７】

【作用】燃料噴射弁Ｍ３からの燃料噴射によって内燃機
関Ｍ２の出力軸Ｍ２ａが回転される。この出力軸Ｍ２ａ
の回転は、同出力軸Ｍ２ａと駆動輪Ｍ１の回転軸との相
対捻りを可撓性を有して許容する捻り変位許容部材Ｍ６
を介して駆動輪Ｍ１へと伝達される。また、回転数検知
手段Ｍ４は、この出力軸Ｍ２ａの回転数又はそれに相当
する例えば車速などの回転数相当値を検出する。そし
て、燃料カット制御手段Ｍ５は、検出された出力軸Ｍ２
ａの回転数又は回転数相当値が所定の噴射停止判定値を
越えると、燃料噴射弁Ｍ３からの燃料噴射を停止する。
燃料噴射が停止されると、出力軸Ｍ２ａの回転が減速さ
れ、回転数又は回転数相当値が低下して、内燃機関Ｍ２
の過剰回転が防止される。こうして回転数又は回転数相
当値が低下して所定の噴射再開判定値を下回ると、燃料
カット制御手段Ｍ５は、燃料噴射弁Ｍ３からの燃料噴射
を再開させる。

【００１８】燃料噴射弁Ｍ３からの燃料噴射が停止され
て、出力軸Ｍ２ａの回転が減速されると、捻り変位許容
部材Ｍ６は、駆動輪Ｍ１の回転軸に対する出力軸Ｍ２ａ
の反回転方向への相対捻りを許容するように撓み変位す
る。一方、燃料噴射弁Ｍ３からの燃料噴射が再開され
て、出力軸Ｍ２ａの回転が加速されると、捻り変位許容
部材Ｍ６は、駆動輪Ｍ１の回転軸に対する出力軸Ｍ２ａ
の回転方向への相対捻りを許容するように撓み変位す
る。

【００１９】こうして出力軸Ｍ２ａの回転の加減速によ
って撓み変位した捻り変位許容部材Ｍ６には、同出力軸
Ｍ２ａの回転の加減速を更に促進する方向に作用する反
発力が蓄えられる。この蓄えられた反発力は、捻り変位
許容部材Ｍ６の撓み変位量に応じて増大し、出力軸Ｍ２
ａの回転の加減速が切り替わる際に一気に放出される。

【００２０】しかし、本発明では、燃料カット制御手段
Ｍ５による燃料噴射の停止中に、回転数検出手段Ｍ４に
より検出される回転数又は回転数相当値が噴射停止判定
値以下となってから噴射再開判定値未満に低下するまで
の間、反発力低減手段Ｍ６によって燃料噴射弁Ｍ３によ
る燃料噴射の再開及び停止が所定周期にて繰り返し実行
される。

【００２１】この所定周期にて繰り返し実行される燃料
噴射の再開及び停止によって、出力軸Ｍ２ａの回転は小
刻みに繰り返し加減速されるようになる。このとき、捻
り変位許容部材Ｍ６の撓み変位は、出力軸Ｍ２ａの回転
位相と駆動輪Ｍ１の回転軸の回転位相とが一致する中立
位置を中心として小刻みに変動されるようになり、燃料
カット制御手段Ｍ５によって燃料噴射が再開されるまで
の間、ほぼ中立位置付近に保持されるようになる。この
結果、燃料カット制御手段Ｍ５によって燃料噴射が再開
されるときの捻り変位許容部材Ｍ６には、上記反発力が
ほとんど蓄えられていないため、燃料カット手段Ｍ５に
よる燃料噴射の再開と共に出力軸Ｍ２ａの回転を直ちに
減速から加速へと転じることができるようになり、回転
数又は回転数相当値が前記噴射再開判定値を越えて更に
低下することが効果的に抑制されるようになる。

【００２２】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を具体化した第１実施例を
図２〜図７に従って説明する。

【００２３】図３に示すように、車両には内燃機関とし
ての多気筒（本実施例では４気筒）ガソリンエンジン１
が搭載されている。前記エンジン１は気筒毎に燃焼室
（図示しない）を備えており、これらの燃焼室に吸気通
路２及び排気通路３が連通している。吸気通路２には、
上流側からエンジン１へ向けて、エアクリーナ４、スロ
ットルバルブ５、サージタンク６、吸気マニホルド７が
順に配設されており、これらを介して外気がエンジン１
に取り込まれる。スロットルバルブ５は吸気通路２を流
通する吸入空気の量を調節するためのものであり、アク
セルペダル（図示しない）の操作に連動して開閉される
ようになっている。また、サージタンク６は吸入空気の
脈動を平滑化させるためのものである。

【００２４】吸気マニホルド７には、各気筒に燃料を噴
射供給するための燃料噴射弁８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄが
取付けられている。そして、各燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄか
ら噴射される燃料と吸気通路２内へ導入された外気とか
らなる混合気は、各燃焼室内へ導入される。各燃焼室に
導入された混合気に着火するために、エンジン１には点
火プラグ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが取付けられている。
点火プラグ９Ａ〜９Ｄはディストリビュータ１１にて分
配された点火信号に基づいて駆動される。ディストリビ
ュータ１１は、イグナイタ１２から出力される高電圧を
エンジン１のクランク角に同期して点火プラグ９Ａ〜９
Ｄに分配する。そして、燃焼室内へ導入された混合気は
点火プラグ９Ａ〜９Ｄの点火によって爆発され、エンジ
ン１の駆動力が得られる。このように燃焼室で生成した
燃焼ガスは、排気通路３を通じて外部へ排出される。

【００２５】排気通路３には、エンジン１から下流側へ
向けて順に排気マニホルド１３及び触媒コンバータ１４
が配設されている。触媒コンバータ１４は排気ガス中の
炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（Ｎ
Ｏｘ）を触媒の作用で浄化させる装置である。

【００２６】前記車両には左右一対の駆動輪３３が設け
られている。両駆動輪３３を回転させるために、エンジ
ン１の出力軸（いわゆるクランクシャフト）には、クラ
ッチ３４を介してトランスミッション３５が連結されて
いる。トランスミッション３５の出力側には、プロペラ
シャフト３６、ディファレンシャルギヤ３７、左右一対
のドライブシャフト３８等を介して左右両駆動輪３３が
駆動連結されている。

【００２７】図２に示すように、前記エンジン１の出力
軸には、円環状のクランク側プレート３９が一体回転可
能に取付けられている。また、トランスミッション３５
の入力軸には、円板状のミッション側プレート４０が一
体回転可能に取付けられている。ミッション側プレート
４０は、クランク側プレート３９内に摺動可能に配設さ
れている。両プレート３９，４０間には、捩じり変位許
容部材としての複数個（本実施例では４個）の捩じりダ
ンパ３２が介在されている。これらの捩じりダンパ３２
はゴムからなり、可撓性を有している。捩じりダンパ３
２は自身が撓むことにより、駆動輪３３に対するエンジ
ン１の出力軸の加減速方向変位を許容して、加減速にと
もなう衝撃を緩和するためのものである。

【００２８】前記エンジン１の運転状態を検出するため
に、吸気圧センサ１５、吸気温センサ１６、スロットル
センサ１７、酸素センサ１８、水温センサ１９、回転数
センサ２０、気筒判別センサ２１、車速センサ２２等が
設けられている。吸気圧センサ１５はサージタンク６に
設けられ、吸気管圧力（絶対圧）ＰＭを検出する。吸気
温センサ１６はエアクリーナケース内に設けられ、エン
ジン１に吸入される空気の温度（吸気温度ＴＨＡ）を検
出する。スロットルセンサ１７はスロットルバルブ５の
近傍に設けられ、そのスロットルバルブ５の開度（スロ
ットル開度ＴＡ）を検出する。

【００２９】また、酸素センサ１８は排気マニホルド１
３と触媒コンバータ１４との間に設けられ、排気ガス中
の酸素濃度、すなわち排気通路３における空燃比（排気
空燃比）Ａ／Ｆを検出する。水温センサ１９はウォータ
アウトレットハウジング等に取付けられ、エンジン１の
冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する。回転数セ
ンサ２０は、前記ディストリビュータ１１に内蔵された
ロータ（図示しない）の回転から機関回転数としてのエ
ンジン回転数ＮＥを検出する。気筒判別センサ２１は、
同じくディストリビュータ１１のロータの回転に応じて
エンジン１のクランク角の変化を所定の割合で検出す
る。車速センサ２２はトランスミッション３５内に設け
られ、車速ＳＰＤを検出する。この車速ＳＰＤは、エン
ジン回転数ＮＥに対し相対関係がある。

【００３０】前記各燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄ及びイグナイ
タ１２は、電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」とい
う）２３に電気的に接続されている。またＥＣＵ２３に
は、吸気圧センサ１５、吸気温センサ１６、スロットル
センサ１７、酸素センサ１８、水温センサ１９、回転数
センサ２０、気筒判別センサ２１及び車速センサ２２が
それぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ２３はこれら
の各センサ１５〜２２からの出力信号に基づき、燃料噴
射弁８Ａ〜８Ｄ及びイグナイタ１２を制御する。

【００３１】次に、ＥＣＵ２３の電気的構成を図４のブ
ロック図に従って説明する。ＥＣＵ２３は、燃料カット
制御手段及び反発力低減手段としての中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）２４と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２５と、ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２６と、バックアップ
ＲＡＭ２７と、外部入力回路２８と、外部出力回路２９
とを備え、これらは互いにバス３１によって接続されて
いる。ＣＰＵ２４は、予め設定された制御プログラムに
従って各種演算処理を実行し、ＲＯＭ２５はＣＰＵ２４
で演算処理を実行するために必要な制御プログラムや初
期データを予め記憶している。また、ＲＡＭ２６はＣＰ
Ｕ２４の演算結果を一時記憶する。バックアップＲＡＭ
２７は、電源が切られた後にも各種データを保持するよ
うに、バッテリによってバックアップされている。

【００３２】外部入力回路２８には、前述した吸気圧セ
ンサ１５、吸気温センサ１６、スロットルセンサ１７、
酸素センサ１８、水温センサ１９、回転数センサ２０、
気筒判別センサ２１及び車速センサ２２がそれぞれ接続
されている。また、外部出力回路２９には、前述した燃
料噴射弁８Ａ〜８Ｄ及びイグナイタ１２がそれぞれ接続
されている。そして、ＣＰＵ２４は外部入力回路２８を
介して各センサ１５〜２２からの出力信号を入力値とし
て読み込む。また、ＣＰＵ２４はこれら入力値に基づ
き、外部出力回路２９を介して燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄ及
びイグナイタ１２を駆動制御する。すなわち、ＣＰＵ２
４は前記センサの検出値に基づき、エンジン回転数Ｎ
Ｅ、吸気管圧力ＰＭ、吸気温度ＴＨＡ、冷却水温ＴＨ
Ｗ、排気ガス中の酸素濃度等を割り出し、それらの割出
した値に基づいて目標燃料噴射量を算出する。そして、
その目標燃料噴射量に基づいて燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄに
開弁時間信号を出力して燃料噴射させる。

【００３３】次に、前記のように構成された本実施例の
作用及び効果を、図５及び図６に従って説明する。図５
のフローチャートはＣＰＵ２４によって実行される各処
理のうちの燃料カット制御ルーチンを示しており、所定
時間（例えば１６ｍｓ）毎の定時割り込みで起動され
る。

【００３４】このルーチンでは、エンジン回転数ＮＥと
して、燃料噴射停止のための噴射停止判定値ａ（＝６９
００ｒｐｍ）と、燃料噴射再開のための噴射再開判定値
ｂ（＝６６００ｒｐｍ）とが予め設定されている。ま
た、このルーチンでは燃料カット実行フラグＸＦＣが用
意されている。燃料カット実行フラグＸＦＣは、エンジ
ン回転数ＮＥが噴射再開判定値ｂ以下で、かつ、スロッ
トル開度ＴＡが所定値（この場合３０°）未満のとき
「０」に設定され、エンジン回転数ＮＥが噴射停止判定
値ａを越えたとき「１」に設定されるようになってい
る。

【００３５】例えば、図６に示すように、エンジン回転
数ＮＥが噴射再開判定値ｂよりも低い領域で車両が走行
されていて、アクセルペダルの踏み込み等の加速動作に
よりエンジン回転数ＮＥが上昇している途中で、図５の
ルーチンへ移行したとする（タイミングｔ１）。この場
合、燃料カット実行フラグＸＦＣは「０」に設定されて
いる。

【００３６】ＣＰＵ２４はまずステップ１０１におい
て、回転数センサ２０によるエンジン回転数ＮＥを読み
込み、ステップ１０２で前記エンジン回転数ＮＥが噴射
停止判定値ａよりも高いか否かを判定する。エンジン回
転数ＮＥは上昇中であり、噴射停止判定値ａ以下である
ので、ＣＰＵ２４はステップ１０２で否定判定し、その
後、ステップ１０３で燃料カット実行フラグＸＦＣが
「１」であるか否かを判定する。タイミングｔ１では燃
料カット実行フラグＸＦＣが「０」であるので、ＣＰＵ
２４はステップ１０３で否定判定し、このルーチンを一
旦終了する。この処理は、エンジン回転数ＮＥが噴射停
止判定値ａを越える直前まで続く。

【００３７】前記エンジン回転数ＮＥの上昇時には捩じ
りダンパ３２に正のトルクが作用している。そして、捩
じりダンパ３２が撓み、エンジン１の出力軸が加速時の
最大変位許容位置Ａに保持されている。このとき捩じり
ダンパ３２には、エンジン１を中立位置側へ押し戻そう
とする反発力が蓄えられる。この反発力はエンジン１の
出力軸の回転を制止しようとする力である。

【００３８】エンジン回転数ＮＥが上昇し続け、噴射停
止判定値ａよりも高くなると（タイミングｔ２）、ＣＰ
Ｕ２４は前記ステップ１０２で肯定判定し、ステップ１
０４で燃料カット実行フラグＸＦＣを「０」から「１」
にする。そして、ＣＰＵ２４はステップ１０５で、前記
燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄによる燃料噴射を強制的に停止
（燃料カット）させるための指令信号を出力し、このル
ーチンを一旦終了する。

【００３９】ここで、ＣＰＵ２４がエンジン回転数ＮＥ
を読み込んで燃料噴射停止の指令信号を出力するまでに
若干の時間を要する。この時間は、ＣＰＵ２４の演算時
間、演算周期等によるものである。従って、エンジン回
転数ＮＥが噴射停止判定値ａを超えた時点から実際に燃
料カットが実行されるまでに、若干の遅れを生ずる。こ
の場合、ＣＰＵ２４はタイミングｔ２から所定の遅れ時
間Δｔが経過した後のタイミングｔ３で、燃料カットを
行わせるための指令信号を出力する。この間（タイミン
グｔ２〜ｔ３）、エンジン回転数ＮＥは上昇し続け、噴
射停止判定値ａをオーバーシュートする。

【００４０】前記信号の出力により燃料カットが行われ
ると、捩じりダンパ３２に作用するトルクが正から負に
反転し、エンジン１の出力軸が中立位置側へ変位する。
このとき、燃料カットによるもともとのエンジン回転数
ＮＥの降下に、前記捩じりダンパ３２の反発力が加わ
る。その結果、エンジン回転数ＮＥが急激に降下する。

【００４１】この降下によりエンジン回転数ＮＥが噴射
停止判定値ａ以下になると（タイミングｔ４）、ＣＰＵ
２４は前記ステップ１０２で否定判定する。また、燃料
カット実行フラグＸＦＣは前記タイミングｔ３で「１」
に設定されているので、ＣＰＵ２４はステップ１０３で
肯定判定し、ステップ１０６へ移行する。

【００４２】ＣＰＵ２４はステップ１０６において、前
記ステップ１０１で取り込んだエンジン回転数ＮＥが噴
射再開判定値ｂよりも高いか否かを判定する。タイミン
グｔ４ではエンジン回転数ＮＥが噴射停止判定値ａ以下
になった直後であり、ＮＥ＞ｂである。このため、ＣＰ
Ｕ２４はステップ１０６で肯定判定し、ステップ１０７
において燃料カット実行中であるか否かを判定する。タ
イミングｔ３以降では燃料カットのための指令信号を出
力しているので、ＣＰＵ２４はステップ１０７で肯定判
定し、ステップ１０８へ移行する。ステップ１０８でＣ
ＰＵ２４は燃料カットを停止するための指令信号を出力
し、このルーチンを一旦終了する。この信号の出力によ
り通常の燃料噴射制御が再開される。

【００４３】ここで、ＣＰＵ２４がエンジン回転数ＮＥ
を読み込んで燃料カット停止の指令信号を出力するまで
には、ＣＰＵ２４の演算時間、演算周期等による遅れ時
間Δｔをともなう。すなわち、ＣＰＵ２４はタイミング
ｔ４から遅れ時間Δｔが経過した後のタイミングｔ５
で、燃料カットを停止させるための指令信号を出力す
る。この間（タイミングｔ４〜ｔ５）、エンジン回転数
ＮＥは降下し続ける。

【００４４】前記信号の出力により燃料噴射が再開され
ると、捩じりダンパ３２に作用するトルクが負から正に
反転し、エンジン１の出力軸が加速時の最大変位許容位
置Ａ側へ変位する。このトルク反転時には、捩じりダン
パ３２がほとんど撓んでおらず、エンジン１の出力軸が
中立位置にある。つまり、捩じりダンパ３２には、エン
ジン１の出力軸を変位させようとする反発力がほとんど
蓄えられていない。従って、エンジン回転数ＮＥは、捩
じりダンパ３２の反発力の影響を受けることなく、燃料
噴射再開のみによって上昇する。

【００４５】所定時間（１６ｍｓ）経過後のタイミング
ｔ６で次回の処理が起動されると、ＣＰＵ２４はステッ
プ１０２で否定判定し、ステップ１０３で肯定判定し、
ステップ１０６で肯定判定する。また、前記タイミング
ｔ５以降では燃料カットが停止されているので、ＣＰＵ
２４はステップ１０７で否定判定し、ステップ１０５で
燃料カットのための指令信号を出力し、このルーチンを
一旦終了する。

【００４６】前記信号の出力により燃料カットが行われ
ると、捩じりダンパ３２に作用するトルクが正から負に
反転し、エンジン１の出力軸が中立位置側へ変位する。
このトルク反転時には、捩じりダンパ３２がほとんど撓
まず、エンジン１の出力軸が中立位置にある。つまり、
捩じりダンパ３２には、エンジン１の出力軸を変位させ
ようとする反発力がほとんど蓄えられていない。従っ
て、エンジン回転数ＮＥは、捩じりダンパ３２の反発力
の影響を受けることなく、燃料噴射停止のみによって下
降する。

【００４７】所定時間（１６ｍｓ）経過後のタイミング
ｔ７で、次回の処理が起動されると、ＣＰＵ２４はステ
ップ１０２で否定判定し、ステップ１０３で肯定判定
し、ステップ１０６で肯定判定する。また、前記タイミ
ングｔ６以降では燃料カットが行われているので、ＣＰ
Ｕ２４はステップ１０７で肯定判定し、ステップ１０８
で燃料カット停止のための指令信号を出力し、このルー
チンを一旦終了する。

【００４８】前記信号の出力により燃料噴射が再開され
ると、捩じりダンパ３２に作用するトルクが負から正に
反転し、エンジン１の出力軸が加速時の最大変位許容位
置Ａ側へ変位する。このトルク反転時には、捩じりダン
パ３２がほとんど撓まず、エンジン１の出力軸を変位さ
せようとする反発力がほとんど蓄えられていない。従っ
て、エンジン回転数ＮＥは、捩じりダンパ３２の反発力
の影響を受けることなく、燃料噴射再開のみによって上
昇する。

【００４９】以後、前記と同様にして本処理ルーチンが
起動される毎（１６ｍｓ毎）に、燃料カット及び燃料噴
射再開が繰り返し行われる。このように短い周期で燃料
カット及び燃料噴射再開が繰り返されることで、エンジ
ン１の出力軸がほぼ中立位置に保持される。

【００５０】前記の状態から、例えばアクセルペダルの
踏み込みが弱められる等の減速動作が行われ、タイミン
グｔ８でエンジン回転数ＮＥが噴射再開判定値ｂ以下に
なると、ＣＰＵ２４はステップ１０２で否定判定し、ス
テップ１０３で肯定判定し、ステップ１０６で否定判定
する。そして、ＣＰＵ２４はステップ１０９において、
スロットルセンサ１７によるスロットル開度ＴＡを読み
込み、ステップ１１０でそのスロットル開度ＴＡが所定
開度（３０°）未満か否かを判定する。スロットル開度
ＴＡが３０°未満であると、ＣＰＵ２４はステップ１１
１で燃料カット実行フラグＸＦＣを「１」から「０」に
する。そして、ＣＰＵ２４はステップ１０８で燃料カッ
トを停止するための指令信号を出力し、このルーチンを
一旦終了する。実際には、演算時間等により、エンジン
回転数ＮＥが噴射再開判定値ｂ以下となった時点から遅
れ時間Δｔ経過後のタイミングｔ９で、燃料カット実行
フラグＸＦＣが「０」に設定される。そして、前記信号
の出力により通常の燃料噴射制御が再開される。

【００５１】なお、前記ステップ１１０においてスロッ
トル開度ＴＡが３０°以上であると、ＣＰＵ２４はステ
ップ１１１の処理を行わず、ステップ１０８で燃料カッ
トを停止するための指令信号を出力し、このルーチンを
一旦終了する。

【００５２】このように、本実施例では、回転数センサ
２０によるエンジン回転数ＮＥが噴射停止判定値ａを越
えると、燃料噴射弁８Ａ〜８Ｄによる燃料噴射を停止さ
せ（ステップ１０２，１０４，１０５）、同エンジン回
転数ＮＥが噴射再開判定値ｂを下回ると燃料噴射を再開
させる（ステップ１０６，１１１，１１８）。また燃料
噴射が停止されている状態からエンジン回転数ＮＥが降
下し、噴射停止判定値ａ以下となったときには、燃料噴
射弁８Ａ〜８Ｄによる燃料噴射の再開及び停止を少なく
とも１回行わせるようにした（ステップ１０３，１０
６，１０７，１０５，１０８）。

【００５３】このため、上記のように短い周期（１６ｍ
ｓ）で燃料カットの実行及び停止を繰り返すことで、エ
ンジン１の出力軸をほぼ中立位置に保持できる。つま
り、従来技術では、燃料噴射が停止されている状態か
ら、エンジン回転数ＮＥが降下し、噴射再開判定値ｂ以
下となるまでの間、燃料カットが続けられる。このた
め、エンジン１の出力軸は加速時の最大変位許容位置Ａ
から減速時の最大変位許容位置Ｂまで変位してしまう。
これにともない、捩じりダンパに大きな反発力が蓄えら
れる。これに対し、本実施例では、エンジン１の出力軸
が最大変位許容位置Ａ，Ｂに達するよりも前に捩じりダ
ンパ３２に作用するトルクの方向を反転させ、捩じりダ
ンパ３２に蓄えられる反発力を減少させることができ
る。その結果、捩じりダンパ３２の反発力によるエンジ
ン回転数ＮＥへの影響が僅かとなり、燃料カット制御時
におけるエンジン回転数ＮＥの変動が小さくなり、その
変動に起因するショックが小さくなる。

【００５４】さらに、従来技術では燃料カット制御時の
エンジン回転数ＮＥの変動が大きく、噴射停止判定値ａ
を大きくオーバーシュートするので、エンジン１のオー
バラン（エンジンが許容回転数を越えて回転する現象）
を防止するには、噴射停止判定値ａを低く設定せざるを
得ない。これに対し、本実施例では燃料カット制御時の
エンジン回転数ＮＥの変動が小さく、噴射停止判定値ａ
と噴射再開判定値ｂとの間に収束される。このため、噴
射停止判定値ａを従来よりも高く設定することが可能と
なる。

【００５５】加えて、本実施例によると燃料カット制御
時における排気空燃比Ａ／Ｆをリーンにし、触媒が過熱
されるのを防止できる。すなわち、従来技術では燃料カ
ット制御時におけるエンジン回転数ＮＥの変動量が大き
い。これは、加減速の大きな運転が行われていることと
同じである。このため、エンジン回転数ＮＥを所定値に
維持するには多くの燃料が必要となり（燃料噴射時間が
長くなり）、エンジン回転数ＮＥの変動が小さい定常運
転時よりも燃費が悪化する。

【００５６】また、燃料噴射再開によってエンジン回転
数ＮＥが所定回転数だけ上昇するのに要する時間を回転
上昇時間Ｔ１とし、燃料カットによってエンジン回転数
ＮＥが所定回転数だけ降下するのに要する時間を回転降
下時間Ｔ２とする。すると、図１３に示すように、従来
技術では、回転上昇時間Ｔ１が回転降下時間Ｔ２よりも
長くなる。この理由としては、下記の要因が挙げられ
る。

【００５７】車両の慣性マスは回転上昇（燃料噴射再
開）時も降下（燃料カット）時も同じである。しかし、
車両の走行時には走行抵抗（空力）をともなう。空力は
エンジン回転数ＮＥが上昇するほど大きくなる。そし
て、加速時（復帰時）には空力がエンジン１の回転上昇
を抑える方向に作用する。逆に、減速時（燃料カット
時）には空力がエンジン１の回転降下を助長する方向に
作用する。このため、回転上昇時間Ｔ１が回転降下時間
Ｔ２よりも長くなる。

【００５８】これに対し、本実施例では既述したように
一定周期で（１６ｍｓ毎に）、燃料カットと燃料噴射再
開とが繰り返されるので、図６に示すように、回転上昇
時間Ｔ１と回転降下時間Ｔ２とが同一となる。また、本
実施例ではエンジン回転数ＮＥの変動が従来技術よりも
小さくなり、いわゆる定常運転に近づく。このため、所
定のエンジン回転数ＮＥに維持するのに必要な燃料量が
従来技術より少なくてすむ。従って、本実施例では燃料
カット制御時における排気空燃比Ａ／Ｆが、従来技術よ
りもリーンとなる。

【００５９】ここで、排気空燃比Ａ／Ｆ＝１２で運転さ
れていて燃料カットが行われた場合を例にとって説明す
る。前記回転上昇時間Ｔ１と回転降下時間Ｔ２との関係
から、燃料カット制御時における燃料噴射と燃料カット
との比を、従来技術では２：１と仮定し、本実施例では
１．５：１．５と仮定する。すると、燃料カット制御時
における排気空燃比Ａ／Ｆは、Ａ／Ｆ（従来技術）＝１２・｛（２＋１）／２｝＝１８Ａ／Ｆ（本実施例）＝１２・｛（１．５＋１．５）／
１．５｝＝２４このように、本実施例では従来技術よりも排気空燃比Ａ
／Ｆがリーンとなる。この現象は、排気系に過剰な２次
空気が導入されたのと同じである。

【００６０】そして、図７に示すように、排気空燃比Ａ
／Ｆ＝１２で運転されているときには未燃物が生ずる。
排気空燃比Ａ／Ｆ＝１８になると、前記の２次空気導入
により前記未燃物が触媒コンバータ１４で燃焼反応す
る。その結果、触媒温が上昇する。さらに、排気空燃比
Ａ／Ｆ＝２４になると、過剰な２次空気が触媒コンバー
タ１４に供給されることとなり、前記のように上昇した
触媒温が冷却される。この触媒温の低下により、燃料カ
ット制御時における触媒の過熱が防止される。（第２実施例）次に、本発明を具体化した第２実施例を
図８及び図９に従って説明する。図８は前記第１実施例
での図５に対応する燃料カット制御ルーチンを示し、図
９は第１実施例での図６に対応するタイミングチャート
を示す。

【００６１】本実施例では、噴射再開判定値ｂと噴射停
止判定値ａと間に中間の判定値ｃ（＝６７００ｒｐｍ）
を設定し、燃料噴射が停止されている状態からエンジン
回転数ＮＥが中間の判定値ｃ以下となったときに、燃料
噴射の再開及び停止を行わせるようにした点が前記第１
実施例と大きく異なっている。この中間の判定値ｃの設
定にともない、噴射再開判定値ｂを６６００ｒｐｍから
６５００ｒｐｍに変更している。また、図５でのステッ
プ１０６の判定処理に代え、ステップ１０６Ａにおいて
エンジン回転数ＮＥが中間の判定値ｃよりも低いか否か
を判定し、ステップ１０６Ｂにおいてエンジン回転数Ｎ
Ｅが噴射再開判定値ｂより高いか否かを判定するように
している。このようにしたのは、前記第１実施例では、
エンジン回転数ＮＥの変動が小さくなるがゆえに、燃料
カット実行によって生ずるショックが小さくなり、運転
者が燃料カットに気付かずに運転してしまうと考えられ
るからである。

【００６２】具体的には、図９のタイミングｔ３で燃料
カットが行われ、エンジン回転数ＮＥが降下する。この
降下により、タイミングｔ３Ａでエンジン回転数ＮＥが
ｃ≦ＮＥ≦ａになると、ＣＰＵ２４は図８のステップ１
０２で否定判定し、ステップ１０３で肯定判定し、ステ
ップ１０６Ａで否定判定し、ステップ１０５で燃料カッ
トを行うための指令信号を出力する。すると、燃料カッ
トが持続され、引き続きエンジン回転数ＮＥが降下す
る。

【００６３】前記降下により、タイミングｔ４でエンジ
ン回転数ＮＥがｂ＜ＮＥ＜ｃになると、ステップ１０７
へ移行し、前記の図５と同様にして燃料カットの実行及
び停止を短い周期で繰り返す。

【００６４】従って、本実施例によると、エンジン回転
数ＮＥが降下して噴射停止判定値ａ以下となっても、中
間の判定値ｃを下回るまでは同エンジン回転数ＮＥの降
下が続けられ、燃料カットの実行及び停止が行われな
い。このため、前記第１実施例と同様の作用及び効果を
奏する外、最初の燃料カットの実行時のみエンジン回転
数ＮＥの変動を大きくし、同燃料カット実行によって生
ずるショックを大きくして、運転車に燃料カットを気付
かせることが可能となる。（第３実施例）次に、本発明を具体化した第３実施例を
図１０及び図１１に従って説明する。図１０は前記第２
実施例での図８に対応する燃料カット制御ルーチンを示
し、図１１は第２実施例での図９に対応するタイミング
チャートを示す。

【００６５】本実施例では、エンジン回転数ＮＥに相当
する回転数相当値として車速センサ２２による車速ＳＰ
Ｄを用いている点が前記第２実施例と大きく異なってい
る。これにともない、噴射停止判定値ａとして１８０Ｋ
ｍ／ｈを設定し、噴射再開判定値ｂとして１７０Ｋｍ／
ｈを設定し、中間の判定値ｃとして１７５Ｋｍ／ｈを設
定している。

【００６６】また、図８でのステップ１０１，１０２，
１０６Ａ，１０６Ｂの各処理に代え、図１０のステップ
１０１ａで車速ＳＰＤを読み込み、ステップ１０２ａで
車速ＳＰＤが噴射停止判定値ａ（＝１８０Ｋｍ／ｈ）よ
り大きいか否かを判定し、ステップ１０６ａで車速ＳＰ
Ｄが中間の判定値ｃ（＝１７５Ｋｍ／ｈ）より小さいか
否かを判定し、ステップ１０６ｂで車速ＳＰＤが噴射再
開判定値ｂ（＝１７５Ｋｍ／ｈ）より大きいか否かを判
定するようにしている。

【００６７】従って、本実施例によっても前記第１実施
例及び第２実施例と同様に、短い周期（１６ｍｓ）で燃
料カット及び復帰を繰り返すことで、エンジン１の出力
軸が最大変位許容位置Ａ，Ｂに達するよりも前に捩じり
ダンパ３２に作用するトルクの方向を反転させ、同捩じ
りダンパ３２に蓄えられる反発力を減少させることがで
きる。これにともない、燃料カット制御時における車速
ＳＰＤの変動を小さくし、その変動に起因するショック
を小さくできる。また、最初の燃料カットの実行時のみ
車速ＳＰＤの変動を大きくし、同燃料カット実行によっ
て生ずるショックを大きくして、運転車に燃料カットを
気付かせることが可能となる。

【００６８】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように発明の趣旨から
逸脱しない範囲で任意に変更してもよい。（１）前記各実施例での噴射停止判定値ａ、噴射再開判
定値ｂ及び中間の判定値ｃの各値をエンジン１の種類、
大きさ等に応じて適宜変更してもよい。

【００６９】（２）前記各実施例における燃料カット制
御ルーチンが起動される周期を適宜変更してもよい。た
だし、この周期は短いほどよく、実験では２０ｍｓ未満
の場合に好ましい結果が得られた。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、燃料カ
ット手段による燃料噴射の停止中、回転数又は回転数相
当値が噴射停止判定値以下となってから噴射再開判定値
未満に低下するまでの間、燃料噴射弁による燃料噴射の
再開及び停止を所定周期にて繰り返し実行させるように
しているため、燃料カット制御手段による燃料噴射の再
開時に捻り変位許容部材の撓み変位を中立位置付近に保
持させておき、この撓み変位による反発力の蓄積を効果
的に抑制することができるようになる。このため、燃料
噴射の再開と共に出力軸Ｍの回転を直ちに減速から加速
へと転じることができるようになり、回転数又は回転数
相当値が前記噴射再開判定値を越えて更に低下すること
を効果的に抑制することができるようになる。また、燃
料カット制御手段による燃料噴射停止期間における出力
軸の回転の減速率を低減できるため、機関回転数の変動
に起因するショックの低減を図ることができるようにも
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念構成図である。

【図２】本発明を具体化した第１実施例におけるエンジ
ンの概略斜視図である。

【図３】第１実施例のエンジン及び回転数制御装置の概
略構成図である。

【図４】第１実施例におけるＥＣＵの電気的構成を示す
ブロック図である。

【図５】第１実施例において、ＣＰＵによって実行され
る燃料カット制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】第１実施例におけるエンジン回転数と、燃料カ
ット実行フラグと、燃料カットの実行・停止と、エンジ
ンの出力軸の変位量との対応関係を示すタイミングチャ
ートである。

【図７】第１実施例における排気空燃比と触媒温との関
係を示すグラフである。

【図８】本発明を具体化した第２実施例において、ＣＰ
Ｕによって実行される燃料カット制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図９】第２実施例におけるエンジン回転数と、燃料カ
ット実行フラグと、燃料カットの実行・停止と、エンジ
ンの出力軸の変位量との対応関係を示すタイミングチャ
ートである。

【図１０】本発明を具体化した第３実施例において、Ｃ
ＰＵによって実行される燃料カット制御ルーチンを示す
フローチャートである。

【図１１】第３実施例における車速と、燃料カット実行
フラグと、燃料カットの実行・停止と、エンジンの出力
軸の変位量との対応関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図１２】従来技術において、プロペラシャフトに対す
るエンジンの出力軸の変位を概念的に示す説明図であ
る。

【図１３】従来技術におけるエンジン回転数と、燃料カ
ットの実行・停止と、エンジンの出力軸の変位量との対
応関係を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８
Ｄ…燃料噴射弁、１０…シャシ、２０…回転数検出手段
としての回転数センサ、２２…回転数検出手段としての
車速センサ、２４…燃料カット制御手段及び反発力低減
手段としてのＣＰＵ、３２…捩じり変位許容部材として
の捩じりダンパ、３３…駆動輪、ａ…噴射停止判定値、
ｂ…噴射再開判定値、ｃ…中間の判定値、ＮＥ…機関回
転数としてのエンジン回転数、ＳＰＤ…回転数相当値と
しての車速

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−195344（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−32047（ＪＰ，Ａ) 特開平３−66955（ＪＰ，Ａ) 特開平５−79387（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−117252（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−50039（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−118142（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40 F02B 61/06 F02D 29/02 F16F 15/123

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の出力軸と駆動輪の回転軸との
間に介在されて、これら両軸間の相対捻りを可撓性を有
して許容する捻り変位許容部材を備える車両に搭載され
る車載用内燃機関の回転数制御装置において、前記出力軸の回転数又はそれに相当する回転数相当値を
検出する回転数検知手段と、前記回転数又は回転数相当値が所定の噴射停止判定値を
越えることで燃料噴射弁による燃料噴射を停止させると
共に、この燃料噴射の停止中に前記回転数又は回転数相
当値が前記噴射停止判定値よりも低い所定の噴射再開判
定値を下回ることで前記燃料噴射弁による燃料噴射を再
開する燃料カット制御手段と、前記燃料カット制御手段による燃料噴射の停止中に、前
記回転数又は回転数相当値が前記噴射停止判定値以下と
なってから前記噴射再開判定値未満に低下するまでの
間、前記燃料噴射弁による燃料噴射の再開及び停止を所
定周期にて繰り返し実行して、前記捻り変位許容部材の
反発力を低減する反発力低減手段とを備えることを特徴
とする車載用内燃機関の回転数制御装置。