JPH048283Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、機関の所定の運転条件において機関
への燃料の供給を停止する機能を有する内燃機関
の燃料供給装置に関する。

＜従来の技術とその問題点＞ 従来から、車両用内燃機関において、燃費向上
などのために、減速時など機関の出力を必要とし
ない場合に機関への燃料の供給を停止することが
行われている（参考文献：昭和54年６月、日産自
動車株式会社発行「ECCS Ｌ系エンジン 技術
解説書」第35頁〜第39頁）。

しかしながら、このような従来の燃料供給装置
にあつては、一般に減速時に機関回転数が所定の
燃料カツト許可回転数以上の条件で燃料カツトを
開始するようにしており、燃料カツトの開始を燃
料供給中の機関回転数により決定していたため、
トルクコンバータを用いた動力伝達系を有する機
関では、ギヤ比が高いときに燃料カツトを開始す
ると、機関回転数が急激に低下して、ほとんど燃
費向上効果をあげるに至らないばかりか、不完全
な燃焼による有害成分の排出やシヨツク等運転不
良の原因となることがあるという問題点があつ
た。

また、一度燃料カツトを解除したあとに、下り
坂の走行やシフトダウンにより機関回転数が上昇
した場合の再燃料カツト許可回転数は、燃料供給
停止・再開のハンチングを防ぐため、初回の燃料
カツト許可回転数より充分高く設定するから、こ
のような場合には燃料カツトによる燃費向上効果
が必ずしも充分に得られないという問題点もあつ
た。

そこで、本出願人は、燃費向上効果がほとんど
なく、かえつて有害成分を排出したりシヨツクの
原因となるだけの極短時間の燃料カツトを禁止
し、適切な燃料カツトが行われるよう、特願昭59
−65954号において、機関への燃料供給が停止さ
れた時に機関のクランク軸に加えられるトルクを
表わすトルクコンバータの出力軸回転数（変速機
の入力軸回転数）から、前記トルクと釣合う機関
回転数を求めて、燃料供給停止時の機関回転数を
推定し、これが設定回転数より低い場合には他の
条件を満足していても燃料の供給を停止しないよ
うにしたものを提案している。

しかしながら、このものにあつては、機関負荷
を機関回転数に対し一定とみなして燃料供給停止
時の機関回転数を推定していたが、実際はエアコ
ンや電気負荷により異なるもので、より精度の良
い制御を行う上では尚改善の余地があつた。

また、燃料供給停止を解除する燃料停止解除回
転数の設定についても機関負荷を考慮することに
よりより精度の良い制御が求められていた。

本考案は、上記の点に鑑み、機関の内部負荷の
みならず補機負荷をも含む機関負荷を考慮して、
より精度の良い制御を行うことを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため、本考案は、機関からの動力伝達系に
トルクコンバータあるいは流体継手を有し、機関
の所定の運転条件において機関への燃料の供給を
停止する車両用内燃機関の燃料供給装置におい
て、第１図に示すように、機関回転数Neを検出
する機関回転数検出手段と、トルクコンバータあ
るいは流体継手の出力軸回転数Ntを検出する出
力軸回転数検出手段と、スロツトル弁の全閉状態
を検出するスロツトル全閉検出手段と、スロツト
ル弁が全閉状態となつてから所定時間経過した
後、前記機関回転数Ne及び前記出力軸回転数Nt
から機関負荷Leの値を検出する機関負荷検出手
段と、前記機関負荷の値が検出されたとき、前記
出力軸回転数Nt及び前記機関負荷Leの値から、
燃料供給停止後の逆駆動状態における機関回転数
である逆駆動回転数Nfcを推定する逆駆動回転数
推定手段と、前記機関負荷Leの値から機関への
燃料供給停止を解除する燃料停止解除回転数Nr
を設定する停止解除回転数設定手段と、前記逆駆
動回転数Nfcと前記燃料停止解除回転数Nrとを
比較する回転数比較手段と、前記逆駆動回転数
Nfcが前記燃料停止解除回転数Nrよりも大きい
場合、機関への燃料の供給の停止を開始する燃料
供給停止手段と、を設ける構成とする。

＜作用＞ 上記の構成においては、燃料の供給を停止する
前に、燃料停止後の逆駆動状態における機関回転
数、すなわち逆駆動回転数Nfcを推定する。これ
は次のようにして行われる。

先ず、機関回転数検出手段によつて機関回転数
Neが検出され、出力軸回転数検出手段によつて
トルクコンバータあるいは流体継手の出力軸回転
数Ntが検出される。

スロツトル全閉検出手段によつてスロツトル弁
が全閉状態であることが検出されてから所定時間
経過した後、機関にはトルクコンバータあるいは
流体継手を介して動力伝達系から逆駆動トルクが
加えられていると判断できる。このとき、機関負
荷検出手段によつて、機関回転数Neと出力軸回
転数Ntとから機関負荷Leが検出される。このと
きの機関負荷Leの一部は、機関への燃料が停止
されていないため、機関の駆動トルクによつて駆
動されている。

次に、逆駆動回転数推定手段によつて、上記の
出力軸回転数Ntと機関負荷Leとから機関の逆駆
動回転数Nfcが推定される。尚、燃料停止の直前
及び直後の出力軸回転数Ntは重量が大きいため
ほとんど等しい値となる。従つて上記推定が可能
となる。このときの機関負荷Leは、動力伝達系
からの逆駆動トルクによつてのみ駆動される。そ
して、逆駆動回転数Nfcは、上記逆駆動トルクと
上記機関負荷Leとが釣合つたときの機関回転数
である。

逆駆動回転数Nfcの推定と並列して、燃料供給
停止を解除する燃料停止解除回転数Nrを設定す
る。

これは、停止解除回転数設定手段によつて行わ
れ、機関負荷Leに応じた燃料停止解除回転数Nr
が設定される。

これらの後、回転数比較手段によつて、逆駆動
回転数Nfcと燃料停止解除回転数Nrとが比較さ
れる。そして、燃料停止手段によつて、逆駆動回
転数Nfcが燃料停止解除回転数Nrよりも大きい
場合、機関への燃料の供給が停止される。

＜実施例＞ 以下に本考案の一実施例を説明する。

第２図において、１は機関、２は機関１のクラ
ンク軸にトルクコンバータ２Ａを介してつながれ
た自動変速機である。機関１には吸気通路３によ
りスロツトル弁４で制御された空気が供給され、
また燃料噴射弁５から燃料が供給される。

６はスロツトル全閉検出手段としてスロツトル
弁４の全閉位置を検出するアイドルスイツチ、７
は機関回転数検出手段として機関回転数Neを検
出する回転センサ、８は自動変速機２の出力軸回
転数から車速を検出する車速センサ、９は自動変
機２のシフト位置を検出するシフト位置センサで
ある。

１０はCPU，ROM，RAMなどによつて構成
されるマイクロコンピユータであつて、機能的に
は、燃料噴射量演算手段１１によつて吸入空気量
に見合つた燃料噴射量を演算し、これに相応する
信号を後述の燃料供給停止手段２０を介して出力
し、アンプ２１を介して燃料噴射弁５を駆動す
る。

マイクロコンピユータ１０は、この他、次の機
能を有する。

１２は車速センサ８の出力とシフト位置センサ
９の出力とからトルクコンバータ出力軸回転数
Ntを算出する手段であり、出力軸回転数検出手
段に相当する。

１３は機関回転数Ne及びトルクコンバータ出
力軸回転数Ntに応じた機関負荷Leを記憶する手
段、１４はNe，Ntに応じて記憶手段１３からLe
を検索する手段であり、、これらが機関負荷検出
手段に相当する。

１５はトルクコンバータ出力軸回転数Nt及び
機関負荷Leに応じた燃料カツト後の推定機関回
転数である逆駆動回転数Nfcを記憶する手段、１
６はNt，Leに応じて記憶手段１５からNfcを検
索する手段であり、これらが逆駆動回転数推定手
段に相当する。

１７はLeに応じた燃料停止解除回転数（以下
リカバリー回転数という）Nrを記憶する手段、
１８はLeに応じて記憶手段１７からNrを検索す
る手段であり、これらが停止解除回転数設定手段
に相当する。

１９は検索手段１６により読出された逆駆動回
転数Nfcと検索手段１８により検索されたリカバ
リー回転数Nrとを比較する回転数比較手段であ
る。

２０はアイドルスイツチ６からの信号と比較手
段１９の比較結果とに応じて燃料噴射量演算手段
１１からの信号を遮断する燃料供給停止手段であ
る。

次に作用を説明する。

第３図は、トルクコンバータの特性を表した図
であり、機関回転数（トルクコンバータ入力軸回
転数）Ne及びトルクコンバータ出力軸回転数Nt
がわかれば、それらの速度比（Ne／Nt）から負
の入力トルク容量係数が求められ、逆駆動トル
クTrev＝・Nt²が得られる。

第４図は、機関の特性図であり、燃料供給状態
におけるスロツトル全閉時の機関回転数Neと図
示トルクTiとの関係を表している。

スロツトル全閉時に、機関回転数をNe₀、トル
クコンバータ出力軸回転数をNt₀とする。このと
き、車両側から機関への逆駆動トルクTrev₀が第
３図から得られる。また、第４図より、機関の図
示トルクTi₀が得られるので、機関の負荷Leは、
Le₀＝Ti₀＋Trev₀で求められる。

燃料供給停止時には、図示トルクTifc＝０で
あるから、第４図の関係より、Trevfc＝Le₀とな
る。ここで、出力軸回転数Ntは車両の重量が大
きいため、燃料カツト前後ではほとんど変わらな
い。従つて、Trev＝・Nt²に、上記の各値を代
入し、Trevfc＝・Nt₀ ²＝Le₀となるので、燃料
カツト時のが求められる。このの値と第３図
よりNfc／Ntが求められ、その結果、逆駆動回
転数Nfcが得られる。

さらに、機関の負荷Le₀に応じて最適なリカバ
リー回転数Nrを予め設定しておく。

これらを第５図のフローチヤートに沿つて説明
する。

ステツプ１（図ではＳ１）でアイドルスイツチ
６からの信号の基づいてスロツトル弁４が全閉で
あるか否かを判定する。

スロツトル全閉でない場合には、ステツプ13へ
進み、スロツトル全閉後の燃料カツト時に全閉後
所定時間T₀だけ燃料カツトを遅らせるためのタ
イマT_CIDにT₀をプリセツトし、更にステツプ14
で燃料供給係数ｋを1.0にし、制御を終える。尚、
燃料の供給は、吸入空気流量及び機関回転数等か
ら求められた燃料噴射量にこの係数ｋは掛けた値
に基づいて行うようになつている。

スロツトル全閉の場合は、ステツプ２にて、回
転センサ７、車速センサ８及びシフト位置センサ
９からの信号に基づいて、機関回転数（トルクコ
ンバータ入力軸回転数）Ne及びトルクコンバー
タ出力軸回転数Ntを算出し、ステツプ３にて、
予め第４図の特性に基づいてROMに記憶させた
マツプから、機関回転数Ne及び出力軸回転数Nt
に応じた機関負荷Leを検索する。次にステツプ
４にて予めROMに記憶させたマツプから機関負
荷Leに応じたリカバリー回転数Nrを検索する。

次のステツプ５では燃料供給係数ｋが０（すな
わち燃料カツト中）か否かをチエツクし、ｋ≠０
の場合、すなわち現在燃料供給中の場合はステツ
プ６へ進む。

ステツプ６ではタイマT_CIDが０であるか否かを
判定し、T_CID≠０の場合のみはステツプ７でタイ
マT_CIDをΔT減じる。このΔTはステツプ１〜14制
御ループを実行する時間隔である。次のステツプ
８ではT_CIDが前記T₀より小さく設定した所定値
T₁以下であるか否かを判定し、T_CID＞T₁ならば
制御を終えて、燃料の供給を続ける。T₀−T₁は
スロツトル開状態から全閉状態になつた時に機関
回転数の低下が終了するまでの時間である。この
ように待ち時間を設けるのは、アイドルスイツチ
ON直後の機関回転数Neは、その直前の運転状
態（アクセルの踏込み量等）によつて同じ機関負
荷Leでも異なるから、機関回転数Neがスロツト
ル全閉の回転になるまで、燃料カツト判定を待つ
ためである。尚、スロツトル弁が全閉でありかつ
燃料供給の状態で、下り坂などにおいて機関回転
数Neが上昇する場合には、機関回転数Neがスロ
ツトル全閉状態の回転数となつており、待ち時間
T₀−T₁はすでに経過している。従つて、第５図
のフローチヤートにおいて、ｋ＝1.0であるため、
S5→S6→S7→S8と進み，S8の判定はYesとなる。

ステツプ８でT_CID≦T₁の場合は、ステツプ９
へ進み、予めROMに記憶させたマツプから、ト
ルクコンバータ出力軸回転数Nt及び機関負荷Le
に応じた燃料カツト後の推定機関回転数である逆
駆動回転数Nfcを検索する。

次にステツプ10は逆駆動回転数Nfcとリカバリ
ー回転数Nrとを比較し、Nfc＞Nrの場合は、ス
テツプ11へ進んでｋ＝0.0にし、燃料カツトを開
始する。

Nfc≦Nrの場合は燃料カツトをしたとしても
すぐさまリカバーしなければならないと推定され
るので、燃料カツトすることなく制御を終える。
このときはｋ＝1.0のままである。

ステツプ５での判定でｋ＝０の場合、すなわち
すでに燃料カツト中の場合は、ステツプ12へ進ん
で、機関回転数Neとリカバリー回転数Nrとを比
較し、Ne＞Nrの場合はそのまま制御を終えて燃
料カツトを続け、Ne≦Nrの場合はステツプ14で
ｋ＝1.0にして燃料の供給を再開する。

第６図には本考案を実施したときの機関回転数
Neの挙動を示す。〜とも、実線ａは本考案
の場合、破線ｂは従来の場合である。

第６図はギヤ比が高いときに減速に移行した
例である。アイドルスイツチがOFFからONにな
つてから、所定の待ち時間の後、燃料カツト判定
が行われるが、従来の場合は、機関負荷によらず
一律の燃料カツト許可回転数Ncとの比較により
燃料カツト判定を行うので、燃料カツトがなさ
れ、これにより高負荷の場合には図示破線ｂのご
とく機関回転数Neが急激に低下してリカバリー
回転数Nrに達することにより、すぐさまリカバ
リーされて、燃料カツト時間が極端に短くなる。
本考案では、このようなときには燃料カツト判定
に際して、燃料カツトによるトルク減少による回
転数低下分を見込んだ燃料カツト後の推定機関回
転数である逆駆動回転数Nfc（図中のNfcは時点
ｔにおいて推定したNfc）が、リカバリー回転数
Nrと比較される結果、図示実線ａのごとく燃料
カツトは行われない。従つて、短時間の燃料カツ
トが禁止される。

言い換えれば、機関負荷（エアコンや電気負
荷）の大きいときには、燃料カツト中の機関負荷
に釣合うトルクコンバータからの逆駆動力を得る
ためには、トルクコンバータ入力軸回転数（すな
わち機関回転数Ne）が低負荷時よりも低くなけ
ればならない。

従来は、燃料カツト許可回転数Ncを一律にし
ていたため、なるべく燃料カツト領域を広くとろ
うとして比較的低めに設定すると、機関負荷Le
が大きいときには燃料カツトをすると機関回転数
Neがすぐにリカバリー回転数Nr以下となつてし
まうことがあり得る。これを防ぐためには、燃料
カツト許可回転数Ncを上げればよいが、燃料カ
ツト領域が狭まつてしまう。その結果、第６図
の破線ｃに示すように、燃料カツトを行つても問
題がない場合にも燃料カツトがなされず、省燃費
効果が充分に得られない。

この点、本考案では、燃料カツトを行う前に、
機関負荷Leに応じた燃料カツト後の機関回転数
すなわち逆駆動回転数Nfcを推定するので、この
ような極短時間の燃料カツトの防止と広範な燃料
カツト領域の確保との両立が可能となる。

第６図は、一度燃料カツトが行われてから燃
料供給が再開された後、あるいは燃料カツトがさ
れないような低車速でスロツトル弁が全閉となつ
た後に、下り坂で機関回転数Neが上昇する例で
ある。従来は、ハンチング防止のため、図示破線
ｂのごとく、機関負荷の大小にかかわらず、かな
り高い回転数（通常の燃料カツト許可回転数Nc
より充分高く設定した再燃料カツト許可回転数
Nc′）から燃料カツトが開始される。これに対
し、本考案では、図示実線ａのごとく、低い回転
数（Nfc＞Nrの成立時点）から燃料カツトが開
始され、燃料カツト領域を広げることができる。

言い換えれば、従来は、アクセルON→OFF時
の燃料カツト許可回転数Ncが機関負荷によらず
一律であるがゆえ、種々の状態（車速、機関負荷
の組合わせ）における燃料カツトとリカバリーの
ハンチングを防止するために、アクセルOFFの
まま機関回転数Neが上昇した場合の再燃料カツ
ト許可回転数Nc′はかなり高い回転数に設定され
ているが、本考案では、燃料カツトを開始する前
にハンチングするか否かの推定を行つているた
め、低機関負荷域での燃料カツト許可回転数を実
質的に引下げることができ、よつて従来に比べて
低い回転数から燃料カツトを開始することができ
るのである。

第６図は、燃料カツト状態から、機関回転数
Neがリカバリー回転数Nrより低下することによ
り、の時点で一旦リカバリーし、これにより、
の区間で機関回転数Neが若干上昇した後、シ
フトダウンによつてさらに機関回転数Neが上昇
する例である。

従来では、一旦リカバリーしてしまうと、アク
セルOFFのままでは充分機関回転数Neが上昇し
て再燃料カツト許可回転数Nc′に達しない限り再
び燃料カツトを許可しない。これは、前述の通り
燃料カツトとリカバリーのハンチングを防止する
ためである。尚、従来の場合において、の区間
は燃料供給のままシフトダウンしたことによる機
関回転数上昇、の区間は車速の低下による機関
回転数低下である。

これに対し、本考案では、第６図の例と同様
に、Nfc＞Nrの成立により燃料カツトに移行し
ても、ハンチングしないを判断した上で、燃料カ
ツトの許可を行うので、状態に応じた燃料カツト
許可ができ、よつてハンチングを防止した上で燃
料カツト領域を広くとれ、従来よりも拡大でき
る。尚、本考案の場合において、の区間は燃料
カツト状態でのシフトダウンによる機関回転数上
昇、は燃料カツト状態での車速低下による機関
回転数低下、の区間はリカバリーによる機関回
転数上昇である。

これらの例でわかるように、短時間（例えば１
秒以下）の燃料カツトを禁止し、かつ最大限に燃
料カツト領域を拡大することが可能となる。

尚、燃料カツト開始の判定に際し、Nrの代わ
りに任意の正の数ΔNを加えたNr＋ΔNを用いる
ことも容易にでき、ばらつきなどに対し、安全側
にすることができる。

また、フローチヤートのステツプ３，４を１つ
の手続きにして、Ne，Ntより直接Nrを検索する
ことも可能である。同様に、ステツプ３，９を１
つの手続きにして、Ne，Ntより直接Nfcを検索
することも可能である。

＜考案の効果＞ 以上説明したように本考案によれば、燃料カツ
ト開始前に燃料カツト後の機関回転数、すなわち
逆駆動回転数Nfcを推定し、これに基づいて燃料
カツトの判定を行うようにしたため、燃費向上効
果がほとんどなく、かえつて有害成分を排出した
り、シヨツクを招くだけの極短時間の燃料カツト
を禁止することができ、適正に燃料カツトを行う
ことができるという効果が得られる。

そして、特に、前記推定に際し、トルクコンバ
ータ等の出力軸回転数Nt及び機関回転数Neから
機関負荷Leを検出し、ある機関回転数Neで燃料
の供給を停止したときに、この機関負荷Leと釣
合う動力伝達系から機関への逆駆動トルクを与え
る機関回転数、すなわち逆駆動回転数Nfcを推定
し、また比較するリカバリー回転数Nrを機関負
荷Leに基づいて設定するようにしたため、エア
コンや電気負荷等の変動に対しても、より精度の
良い制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロツク図、第２
図は本考案の一実施例を示す概略図、第３図はト
ルクコンバータの特性図、第４図は機関のアイド
ル時性能図、第５図はフローチヤート、第６図
〜は各種の運転時における制御特性を示す線図
である。 １……機関、２……自動変速機、２Ａ……トル
クコンバータ、４……スロツトル弁、５……燃料
噴射弁、６……アイドルスイツチ、７……回転セ
ンサ、８……車速センサ、９……シフト位置セン
サ、１０……マイクロコンピユータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 機関からの動力伝達系にトルクコンバータある
   いは流体継手を有し、機関の所定の運転条件にお
   いて機関への燃料の供給を停止する車両用内燃機
   関の燃料供給装置において、 機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、 トルクコンバータあるいは流体継手の出力軸回
   転数を検出する出力軸回転数検出手段と、 スロツトル弁の全閉状態を検出するスロツトル
   全閉検出手段と、 スロツトル弁が全閉状態となつてから所定時間
   経過した後、前記機関回転数及び前記出力軸回転
   数から機関負荷の値を検出する機関負荷検出手段
   と、 前記機関負荷の値が検出されたとき、前記出力
   軸回転数及び前記機関負荷の値から、燃料供給停
   止後の逆駆動状態における機関回転数である逆駆
   動回転数を推定する逆駆動回転数推定手段と、 前記機関負荷の値から機関への燃料供給停止を
   解除する燃料停止解除回転数を設定する停止解除
   回転数設定手段と、 前記逆駆動回転数と前記燃料停止解除回転数と
   を比較する回転数比較手段と、 前記逆駆動回転数が前記燃料停止解除回転数よ
   りも大きい場合、機関への燃料の供給の停止を開
   始する燃料供給停止手段と、 を有することを特徴とする車両用内燃機関の燃料
   供給装置。