JPH03246322A - 過給機付エンジン搭載車の最高速度制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、過給機付エンジン搭載車の最高速度制限装置
に関し、詳しくは、所定車速以上となった時に過給圧を
下げるように制御し、過給圧低下後に燃料カットを行な
って最高速度を制御することに関する。

〔従来の技術〕

一般に過給機付エンジンでは、吸気充填効率が高くなる
ために機関出力が向上し、車両の最高速度も大幅な向上
が可能となっているが、今日の交通事情から車両の最高
速度が制限される傾向にある。　そこで従来、過給機付
エンジンを搭載した車両の最高速度を制限する装置とし
ては種々の提案がなされており、例えば特公昭５６−１
０４５２号公報に示すように、過給圧をコントロールし
てエンジン出力を低下させることにより最高速度を制限
するようにしたものや、あるいは実公昭５９−２２２６
５号公報に示すように、設定車速以上の時には燃料供給
を停止させるようにした先行技術が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した先行技術の前者に示すように、
過給圧コントロール方式による車両の最高速度制限装置
は、燃料カット方式に比べて作動時や復帰時に発生する
衝撃（ショック）が小さいという利点を有している。

しかし、過給圧を下げてエンジン出力を直ちに低下させ
ることは、過給圧低下の応答遅れによって難しく、また
過給圧コントロール方式は、最高速度を制限する上で必
ずしも適切でない。

また上述した先行技術の後者に示すように、燃料供給を
停止させて車両の最高速度を制限する方式は、過給圧コ
ントロール方式に比べてエンジン出力を大幅に低下させ
ることは可能であり、確実に最高速度を制限することが
できるという利点を有している。

しかし、最高速度制限装置の作動時や復帰時に大きな衝
撃が発生する。また、燃料カットを行なうことにより点
火プラグの電極温度が急激に低下し、要求電圧が上昇す
るため、高圧ケーブル、ディストリビュータ等の耐電圧
性能の高いものが要求されると共に、点火プラグ碍子部
で沿面放電が発生して、点火プラグの破損を招く等の問
題がある。

本発明は、上述した問題点を課題としてなされたもので
、車両の最高速度制限を行なう場合、まず過給機の過給
圧を低下させてその後に燃料カットを行ない、最高速度
制限を解除する場合は、燃料カットを復帰した後に過給
圧制御を解除して通常の過給状態に戻すことにより、作
動時や復帰時における衝撃が小さく確実に最高速度を制
限することができる過給機付エンジン搭載車の最高速度
制限装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、車両の車速を検出す
る車速センサを有し、上記車速センサによって車速が所
定車速以上を検出した時に過給圧を低下、または燃料を
カットする過給機付エンジンにおいて、上記車速センサ
によって検出された車速を、予め設定された第１の設定
車速と比較判別する第１の車速判別手段と、予め第１の
設定車速よりも高く設定された第２の設定車速と比較判
別する第２の車速判別手段と、上記第１の車速判別手段
によって車速が第１の設定車速より高いと判別された時
に、過給圧を低下させる過給圧制御バルブ駆動手段と、
上記第２の車速判別手段によって車速が第２の設定車速
より高く且つ所定の過給圧よりも低いと判別された時に
、燃料カットを指定する燃料噴射量設定手段とを有した
ことを特徴とするものである。

〔作　　　用〕

本発明の過給機付エンジン搭載車の最高速度制限装置は
、車速が第１の設定車速を越えると過給圧制御バルブが
オンし、過給圧はバイパス通路を介してリークさせるこ
とにより低下する。さらに車速が第２の設定車速よりも
高く、かつ過給圧が設定圧より低い状態が所定時間継続
した時に、燃料カットが行なわれる。なお、燃料カット
時の車速は、過給圧を低下させる時の車速より大となる
ように設定しておき、燃料カットは必ず過給圧が低下さ
れた状態で行なわれる。

燃料カットにより車速が低下すると燃料カットが復帰し
、車速が設定車速付近に維持される。アクセルを戻して
車速を低下させると、まず燃料カットが解除され、次い
で過給圧リークが解除されて、再び通常の運転が可能に
なる。

〔実　施　例〕

以下、本発明による実施例を添付の図面を参照して具体
的に説明する。

第２図は本発明による過給機付エンジンの概略構成図で
あり、図において、符号１はエンジン、２は燃焼室、３
は吸気弁、４は排気弁、５はインジェツタ、６は点火栓
、７はエアクリーナ、８は吸気管をそれぞれ示している
。

エンジンｌのエアクリーナ７より下流側には、スロット
ルバルブＩＯを有するスロットルボディ９が配設され、
スロットルボディ９のバイパス通路には、アイドルスピ
ードコントロールバルブ（■５ＣＶ）１１が設置されて
いる。

また、スロットルボディ９の下流側には、ロータ１２ａ
　、　１２ｂからなる容積型の過給機１２およびインタ
ークーラ１３が吸気管８に配設されている。そしてスロ
ットルバルブｌＯの下流側とインタークーラ１３の下流
側チャンバ１３ａとの間には、過給機１２をバイパスす
るバイパス通路８ａが設けられ、このバイパス通路８ａ
にはエアバイパスバルブＩ５が配設されている。なお、
符号１４は排気管を示す。

エアバイパスバルブ１５は、ダイヤフラム１５ａと一体
的な弁体１５ｂを有し、ダイヤフラム室１５ｃ内の圧力
と他方の圧力室１５ｄとの圧力の差により弁体１５ｂが
可動してバイパス通路８ａを開閉作用するもので、この
ため圧力室１５ｄが通路１６を介して過給圧制御バルブ
１７のポーＨ７ｅに接続されている。

また弁体１５ｂの弁室１５ｅの一方はバイパス通路８ａ
に連通し、他方は弁体１５ｂを介してインタークーラ１
３の下流側チャンバ１３ａに連通ずる。

過給圧制御手段としての過給圧制御バルブ１７は、ソレ
ノイド１７ｂへの通電をオン・オフすることによって動
作する弁体ｔｙａを有し、弁体１７ａによってポート１
７ｃ　、　１７ｄが開閉される。ポート１７ｃは大気に
連通し、ポート１７ｄは通路１８を介して前記インター
クーラ１３の下流側チャンバ１３ａに接続され、この通
路１８には逆止弁２１が設けられており、・またエアバ
イパスバルブ１５のダイヤフラム室１５ｃと下流側チャ
ンバ１３ａとは通路１９で連通されており、この通路Ｉ
９にオリフィス２２が設けられている。

さらにダイヤフラム室１５ｃは、通路１９から分岐する
分岐通路２０で弁室１５ｅに接続されている。

そして過給圧制御バルブ１７のソレノイド１７ｂが非通
電の場合、過給圧制御バルブ１７は第２図に示す如く、
通路１８に連通するポート１７ｄは閉、大気に連通する
ポート１７ｅは開状態にある。これにより、エアバイパ
スバルブ１５のダイヤフラム室１５ｃ内における圧力は
、インタークーラ１３の下流側チャンバ１３ａにおける
圧力（過給圧）より低く大気より高い圧力となる。ダイ
ヤフラム室１５ｃの圧力に対し、圧力室１５ｄの圧力は
大気圧であるため、弁体１５ｂによって弁室１５ｅと下
流側チャンバ１８ａとの連通は閉となる。

次いで、ソレノイド１７ｂが通電されると、過給圧制御
バルブ１７は弁体１７ａによってポート１７ｃが閉、ポ
ート１７ｄが開状態となる。これにより、エアバイパス
バルブ１５の圧力室１５ｄ内における圧力は、逆止弁２
１を介して下流側チャンバ１３ａの過給圧が通路１８．
）ポート１７ｄ　、　１７ｅ　、通路１６を経て圧力室
１５ｄに作用し、過給圧に等しい圧力となり、圧力室１
５ｄ内圧力がダイヤフラム室１５ｃ内圧力より高くなる
。従って、弁体１５ｂは第２図の上方に押し上げられ、
下流側チャンバ１３ａとバイパス通路８ａとは連通状態
になる。

続いて、エンジン１の制御系について述べる。

制御ユニット４０は、エンジンｌの各制御要素を制御す
るためにマイクロコンピュータシステムとして構成され
ている。制御ユニット４０には中央処理装置（ＣＰＵ）
４１．　メモリとしてのＲＡＭ４２およびＲＯＭ４３．
入出力装置（Ｉｌｏ）４４と、これらを接続するバス４
５とからなる。そしてｌ１０４４の出力ポートは、駆動
回路４Ｂに接続されている。

駆動回路４Ｂは、インジェクタ５．過給圧制御バルブ１
７のソレノイド１７ａ等へ接続され、ｌ１０４４の人力
ボートには、各センサが接続されると共にバッテリ電圧
ＶＢが入力されている。

ｌ１０４４の入力ポートには、エンジン回転数Ｎｅを検
出するクランク角センサ２８．スロットルバルブＩＯの
開度を検出するスロットル開度センサ２４、エンジンｌ
の冷却水温度を検出する水温センサ２５．吸気管圧力Ｐ
Ｒを検出する吸気管圧力センサ２６．吸気温を検出する
吸気温センサ２７．排気管１４内における排気ガス中の
残留酸素濃度を検出する０２センサ２８．および車両の
車速Ｖを検出する車速センサ２９が接続されている。

第１図において、制御ユニット４０の電子制御系につい
て述べる。

燃料噴射制御系は、クランク角センサ２３の信号が入力
するエンジン回転数算出手段５１にてエンジン回転数Ｎ
ｅを算出すると共に、吸気管圧力センサ２６の信号が入
力する吸気管圧力算出手段５２にて吸気管圧力ＰＢを算
出し、エンジン回転数Ｎｅと吸気管圧力Ｐ、とが入力す
る基本燃料噴射量算出手段５３を有し、基本燃料噴射パ
ルス幅’ｒｐが、エンジン回転数Ｎｅと吸気管圧力Ｐ、
とに基づいて予め設定されたマツプから求められる。

他方、スロットル開度センサ２４．水温センサ２５゜吸
気温センサ２７．０２センサ２８等によりエンジンｌの
運転状態を検出するエンジン運転状態検出センサ３Ｉの
信号が入力する補正係数設定手段５４を有し、補正係数
設定手段５４において、スロットル開度、水温、吸気温
等に基づく補正係数Ｃ０ＥＦと、０２センサ２８にて検
出された酸素濃度に基づく空燃比フィードバック係数ａ
と、バッテリ電圧変化に基づくインジェクタ無効噴射時
間分を補償する電圧補正パルス幅Ｔ５等が設定される。

そして基本燃料噴射量Ｔｐと補正係数を読込む燃料噴射
量設定手段５５を有し、燃料噴射量設定手段５５にて燃
料噴射パルス幅ＴＩが Ｔｉ　＝Ｔｐ　−ＣＯＥＦ−ａ＋Ｔｓ により算出され、燃料噴射パルス幅Ｔｉがインジェクタ
駆動手段５６を介して所定タイミングでインジェクタ５
へ出力される。

次に、車両の最高速度を制御するための過給圧制御と燃
料制御について述べる。

制御ユニット４０においては、車速センサ２９の信号は
車速算出手段５７に入力して車速Ｖが算出され、この車
速Ｖの信号が入力する第１の車速判別手段５８と第２の
車速判別手段５９とを有している。

第１の車速判別手段５Ｂは、車速Ｖと第１の設定車速Ｖ
ｓ＋（例えば１２８ｋｍ／ｈ）とを比較し、Ｖ〉ｖ５Ｉ
の時には過給圧リークと判断し、この信号は過給圧制御
バルブ駆動手段６０を介して過給圧制御バルブ１７のソ
レノイド１７ｂへ出力する。

他方、第２の車速判別手段５９は、車速Ｖ、吸気管圧力
ＰＲと、上記第１の設定車速よりも高く設定された第２
の設定車速ＶＳ２（例えば１３０ｋｍ／ｈ）および設定
値Ｐｓ　　（例えば８６０　Ｐｍｌ１ｇ）とをそれぞれ
比較し、Ｖ＞Ｖｓ２．ｐ、＜Ｐｓの時には燃料カットと
判断する。

また制御ユニット４０は、第２の車速判別手段５９の判
別結果を読込むタイマ手段６１を有し、タイマ手段６１
は、Ｖ＞Ｖ５２．且つＰＢ＜ＰＢ（７）状態が所定時間
ｔ（例えば０．５ｓｅｃ）以上継続された時に燃料カッ
トと判断し、その信号は燃料噴射量設定手段５５に出力
して、燃料噴射パルス幅ＴＩをＴｌ−０とする。

この場合、車速Ｖが第１の設定車速ＶＳＩから第２の設
定車速ＶＳ２へ瞬間的に変化しても、タイマ手段ｅｔに
よってＶ　＞　Ｖ　ｓ２．且つＰＢくＰＳの状態が所定
時間を以上継続されない限り燃料カットは行なわれない
ため、過給圧（吸気管圧力）がリークされた後に必ず燃
料カットが行なわれる。

次いで、かかる構成の最高速度制限装置の作用を、第３
図および第４図のフローチャートに基づいて述べる。

第３図は燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャートで
あり、ステップ８１旧では、燃料カットフラグＦ　ＣＵ
ＴがＦＣＩＪＴ−１か否かが判定される。そしてＦ　Ｃ
ＵＴ≠１の燃料カット条件でない時は、ステップ８１０
２に進んで基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが算出される。

ステップ５１０３では、エンジンＩの運転状態に基づく
補正係数（ＣＯＥ　Ｆ、　　α、Ｔ５）が設定される。

ステップ５１０４では、燃料噴射パルス幅ＴｉがＴｊ　
−Ｔρ・Ｃ０ＥＦ・α＋Ｔ５によって算出される。そし
てステップ５１０５に進んで燃料噴射が実行される。

ステップ５ＩＯＩにてＦＣＵ↑−１の燃料カット条件の
時には、ステップ８１０６に進んでＴＩ　−０とされ、
燃料カットが行なわれる。

第４図は過給圧制御バルブ１７および燃料カット制御の
割込みルーチンであり、ステップ５２０２では車速Ｖが
算出され、ステップ５２０３に進む。

ステップ８２０３では車速Ｖが第１の設定車速ＶＳＩと
比較され、ＶＳＶＳＩの時はステップ５２０４に進む。

ステップ５２０４では第５図（ｅ）に示すように、過給
圧制御バルブ１７のソレノイド１７ｂが非通電（オフ）
とされ、エアバイパスバルブ１５が閉となり、過給圧は
リークされない。

ステップ５２０３ニテｖ＞ｖ５．ノ時は（第５図（ａ）
のＡ点以上）、ステップ５２０５に進む。ステップ５２
０５では第５図（ｅ）に示すように、過給圧制御バルブ
１７のソレノイド１７ｂが通電（オン）とされ、エアバ
イパスバルブ１５が開となり、吸気管圧力ＰＢがリーク
され、第４図（ｂ）に示す如く吸気管圧力ＰＲは低下す
る。

ステップ３２０６では吸気管圧力ＰＲが設定値Ｐｓと比
較され、Ｐ［］≧Ｐ５か否かを判断する。またステップ
５２０７て車速Ｖが第２の設定車速ｖｓ２と比較され、
Ｖ＞ＶＳ２か否かが判定される。そしてステップ５２０
６にてｐｅ≧ＰＳ＋　　ステップ５２０７にてＶＳｖ５
２の時はステップ５２１１に進み、タイマカウント値が
クリアされ（ＣＩ　−０）　、ステップ５２０９へ進む
。なお、ステップ５２１１からステップ５２０９を介さ
ず、ステップ５２１２へ進むようにしてもよい。

他方、ステップ５２０６にてＰＢ＜ＰＳと判別され、か
つステップ５２０７にてｖ＞ＶＳ、と判別された時はス
テップ８２０８に進み、タイマカウント値をカウントア
ツプする（ＣＩ−ＣＩ＋１）。

ステップ５２０９ではタイマカウント値Ｃ３が設定値Ｃ
５６７と比較され、Ｃ３≧ＣＳＥＴの時（第５図（ｄ）
に示す時間ｔを経過した時）にはステップ５２１０に進
む。ステップ８２１０では燃料カットフラグＦｃｕアが
Ｆ。Ｕ７−１の燃料カット条件とされる。

他方、ステップ５２０９にてＣＩ＜Ｃｓｇｔと判定され
た時は、ステップ８２１２に進む。ステップ８２１２で
はＦｃｕｔ＝０として、通常の燃料噴射条件とされる。

従って、第５図（ａ）　、　（ｂ）に示す如く、先ず車
速Ｖが第１の設定車速ｖｓ１以上になった時に過給圧制
御バルブ１７によって吸気管圧力ＰＢを低下させ、次い
て車速Ｖが第２の設定車速ＶＳ２以上になり、このとき
吸気管圧力Ｐ、が設定値以下の状態が第５図（ｄ）に示
す如く所定時間を以上継続すると、燃料カットが行なわ
れる（第５図（ｅ）参照）。

ところで、過給圧、すなわち吸気管圧力が高い状態で燃
料カットが行われると、エンジン出力の高い状態で燃料
カットが行われることとなりトルクショックが非常に大
きくなる。これに対し上述の如く、車速が第１の設定車
速よりも高い時に、先ず過給圧制御により吸気管圧力を
低下させて、さらに車速が第２の設定車速以上の場合に
は、吸気管圧力が充分低下した状態が所定時間を経過し
た後で、エンジン出力が低下された段階で燃料カットに
移行するのでトルクショックが非常に小さく、最高車速
制限時のショックを確実に緩和させることができ、かつ
確実に最高車速を制限することができる。

そしてアクセルペダルの踏込みがが戻されると、車速は
低下する。これによって、先ず燃料カットが解除され、
その後、吸気管圧力のリークが解除され、通常の燃料噴
射制御が行なわれる。

また、車速Ｖが第１の設定車速Ｖ５．以下では過給状態
にあるため、吸気管圧力ＰＢは第５図（ｂ）に示すよう
に高く、点火プラグ６の要求電圧はＥ３と高い。この状
態から車速■が第１の設定車速ｖ５１より高くなると、
第５図（Ｃ）に示すように過給圧制御バルブ１７がオン
され、第５図（ｂ）に示すように吸気管圧力Ｐ８は低下
し、第５図（ｒ）に示すように点火プラグ６の要求電圧
はＥ、と低くなる。

次いで、第５図（ｅ）に示すように、燃料カットが行な
われた時の点火プラグ６の要求電圧は、吸気管圧力が低
いためＥ２となる。ところで吸気管圧力が高い状態での
燃料カット時においては、点火プラグ６の電極温度は急
激に低下し、要求電圧はＥ３以上となる。これに対し、
上述の如く要求電圧はＥ３以下のＥ２となるため、点火
プラグ６はその碍子部での沿面放電による点火プラグ６
の破損は生じることなく、またハイテンションコードお
よびディストリビュータの耐電圧性能も高くする必要が
ない。

なお、本実施例においては、エンジン回転数と吸気管圧
力とに基づいて燃料噴射量を算出するＤジェトロ方式に
ついて述べたが、エンジン回転数と吸入空気量とに基づ
いたＬジェトロ方式、あるいはエンジン回転数とスロッ
トル開度とに基づいてα〜Ｎ方式でも良いことは勿論の
ことである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による過給機付エンジン搭載
車の最高速度制限装置は、車速が第１の設定車速を越え
ると過給圧を低下させ、第１の設定車速より高い第２の
設定車速以上になると設定時間経過後に燃料カットを行
なうので、エンジン出力が低下した後に燃料カットが行
なわれるため、最高速度制限時のショックを緩和するこ
とができる。そして燃料カット復帰時にも同様に、ショ
ックを生ずることなく通常運転状態になる。

さらに、燃料カットは過給圧の低い状態でのみ実行され
るので、燃料カットによって発生する要求電圧の上昇を
低く抑えることができ、その結果、点火プラグの沿面放
電等を確実に防止することができると共に、高圧ケーブ
ル、ディストリビュータ等の耐電圧性能の要求も特別に
高める必要がなくなるため、コスト低減を図ることがで
きる。

また、車速か第１の設定車速から第２の設定車速以上に
瞬時に上昇した場合、吸気管圧力が設定値以下の状態が
所定時間経過した後に燃料カットが実行されるため、確
実にショックが緩和され、最高速度を所定速度に制限す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は制御ユニットの機能ブロック図、第２図は本発
明による過給機付エンジン搭載車の概略構成図、第３図
は燃料噴射制御ルーチンの作用を示すフローチャー　ト
、第４図は過給圧制御および燃料カット制御の割込みル
ーチンを示すフローチャート、第５図は本発明による作
動時の特性図である。 １・・・エンジン、５・・・インジェクタ、６・・・点
火栓、８・・・吸気管、８ａ・・・バイパス通路、１０
・・・スロットルバルブ、Ｉ２・・・過給機、１５・・
・エアバイパスバルブ、１７・・・過給圧制御バルブ、
２３・・・クランク角センサ、２６・・・吸気管圧力セ
ンサ、２９・・・車速センサ、３１・・・エンジン運転
状態検出センサ、４０・・・制御ユニット、５１・・・
エンジン回転数算出手段、５２・・・吸気管圧力算出手
段、５３・・・基本燃料噴射量算出手段、５５・・・燃
料噴射量設定手段、５６・・・インジェクタ駆動手段、
５７・・・車速算出手段、５８・・・第１の車速判別手
段、５９・・・第２の車速判別手段、８０・・・過給圧
制御バルブ駆動手段、６１・・・タイマ手段。 特 許 出 願 人 富士重工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）車両の車速を検出する車速センサを有し、上記車
   速センサによって車速が所定車速以上を検出した時に過
   給圧を低下、または燃料をカットする過給機付エンジン
   において、 上記車速センサによって検出された車速を、予め設定さ
   れた第１の設定車速と比較判別する第１の車速判別手段
   と、予め第１の設定車速よりも高く設定された第２の設
   定車速と比較判別する第２の車速判別手段と、 上記第１の車速判別手段によって車速が第１の設定車速
   より高いと判別された時に、過給圧を低下させる過給圧
   制御バルブ駆動手段と、 上記第２の車速判別手段によって車速が第２の設定車速
   より高く且つ所定の過給圧よりも低いと判別された時に
   、燃料カットを指定する燃料噴射量設定手段とを有した
   ことを特徴とする過給機付エンジン搭載車の最高速度制
   限装置。 （２）上記燃料噴射量設定手段による燃料カットは、上
   記第２の車速判別手段にて第２の設定車速よりも高く且
   つ所定の過給圧よりも低いと判別される条件下で、タイ
   マ手段に基づく設定時間の経過後に実行することを特徴
   とする請求項（１）記載の過給機付エンジン搭載車の最
   高速度制限装置。