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技術 燃料カット制御方法

出願人 ダイハツ工業株式会社
発明者 入谷哲也岡本健一
出願日 2009年3月30日 (11年9ヶ月経過) 出願番号 2009-080813
公開日 2010年10月14日 (10年2ヶ月経過) 公開番号 2010-229954
状態 未査定
技術分野 内燃機関に供給する空気・燃料の電気的制御
主要キーワード 計時変化 O2センサ 突入ショック 多岐管 所定期間後 DL信号 所定負荷 点火時期制御用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年10月14日)のものです。
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図面 (4)

課題

車両減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御において、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショック緩和と、燃費の向上との両立を図る。

解決手段

内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げ燃料カット制御において、前記所定期間を内燃機関の負荷所定負荷を上回る場合よりも内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に短くする。

概要

背景

自動車等に搭載された内燃機関においては、燃費を向上させるために、一定の運転条件成立した場合に、燃料カットを行う制御が実施されている。ところが、燃料カットから復帰した直後に燃料カットを再度実施すると、車両の挙動が短時間に変化し、この変化がショックとして現れる場合がある。

そのため、燃料カットから復帰した後の経過時間が所定以内である場合に、上記一定の運転条件の一つである燃料カット開始の内燃機関の回転数閾値を高く設定する制御が知られている(例えば、特許文献1を参照)。

概要

車両減速時に燃料カットを行う内燃機関の制御において、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックの緩和と、燃費の向上との両立をる。内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げ燃料カット制御において、前記所定期間を内燃機関の負荷所定負荷を上回る場合よりも内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に短くする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

内燃機関回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後、所定期間後に前記閾値を所定値下げ燃料カット制御方法であって、前記所定期間を、内燃機関の負荷所定負荷を上回る場合より内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に短くしていることを特徴とする燃料カット制御方法。

技術分野

0001

本発明は、自動車等に搭載される内燃機関燃料カット制御方法に関する。

背景技術

0002

自動車等に搭載された内燃機関においては、燃費を向上させるために、一定の運転条件成立した場合に、燃料カットを行う制御が実施されている。ところが、燃料カットから復帰した直後に燃料カットを再度実施すると、車両の挙動が短時間に変化し、この変化がショックとして現れる場合がある。

0003

そのため、燃料カットから復帰した後の経過時間が所定以内である場合に、上記一定の運転条件の一つである燃料カット開始の内燃機関の回転数閾値を高く設定する制御が知られている(例えば、特許文献1を参照)。

先行技術

0004

特開昭60−166726号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、特許文献1のものでは、燃料カットから復帰した後所定時間が経過する前にスロットルバルブ全閉状態となった場合は、燃料カット判定の内燃機関の回転数の閾値が高いので、燃料カットを実施しない。このため、上述の不具合は克服されるものの、燃費向上の効果が損なわれる。

0006

また、無段変速機CVT)等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップ解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合も起こり得る。

0007

本発明は、以上に述べたような不具合を解消することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る燃料カット制御方法は、以上の目的を達成するために、以下のような制御を行うことを特徴とする。すなわち、内燃機関の回転数が所定の閾値を上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うとともに、燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げる燃料カット制御方法であって、前記所定期間は、内燃機関の負荷所定負荷を上回る場合よりも、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合の方が短いことを特徴とする。

0009

このような制御方法を採用すれば、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合には、燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間が短くなり、より早い時期に燃料カットを再開できる。すなわち、燃料カットを行う期間をより長くできる。その一方で、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合には燃料カット時の突入ショックが大きくなるが、この場合には燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間が長くなるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。

0010

なお、本発明において、「燃料カットから復帰した直後所定期間後に前記閾値を所定値下げる」とは、燃料カットから復帰した直後所定期間は燃料カットを禁止し、この所定期間が終了した後、燃料カットを実行する際の回転数の閾値を前記所定の閾値より低く設定する態様を含む概念である。

0011

また、「所定期間は、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合よりも、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合の方が短い」とは、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを第1の所定時間、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを前記第1の所定時間より短い第2の所定時間に設定するものであってもよく、また、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを第1の所定時間とし、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くするものであってもよい。さらに、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合に所定期間の長さを第2の所定時間とし、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合に所定期間の長さを前記負荷が高くなるにつれて漸次長くするものであってもよい。加えて、内燃機関の負荷が第1の所定負荷を上回る場合には所定期間の長さを第1の所定時間、内燃機関の負荷が前記第1の所定負荷より低い第2の所定負荷を下回る場合には所定期間の長さを前記第1の所定時間より短い第2の所定時間とし、内燃機関の負荷が前記第1の所定負荷と前記第2の所定負荷との間である場合には、前記所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くなるように連続的に変化させるようにしてもよい。そして、全負荷領域において、前記所定期間の長さを前記負荷が低くなるにつれて漸次短くなるように連続的に変化させるようにしてもよい。

発明の効果

0012

本発明に係る燃料カット制御方法を採用すれば、内燃機関の負荷が所定負荷を下回る場合には、内燃機関の負荷が所定負荷を上回る場合と比較して燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの期間を短くしているので、ショックの発生が小さい低負荷時には燃費の向上を図りつつ、ショックの発生が大きい高負荷時においてショック発生の抑止を図ることができる。すなわち、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。

0013

加えて、このような制御方法を採用することにより、燃料カットをより適切に行うことができるので、無段変速機(CVT)等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の一実施形態の概略構成を示す構成説明図。
同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート
同実施形態に係る作用説明図。

実施例

0015

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

0016

図1に1気筒の構成を概略的に示した内燃機関たるエンジン100は、自動車用複数気筒、具体的には3気筒のものである。エンジン100の吸気系1には、図示しないアクセルペダル応動して開閉するスロットルバルブ11が配設され、そのスロットルバルブ11の下流には、樹脂製の吸気マニホールド12が配設される。前記吸気マニホールド12は、サージタンク13と、サージタンク13から各気筒の吸気ポートまで延びる多岐管部14とを備えている。前記吸気マニホールド12のシリンダヘッド22側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁3が設けてあり、この燃料噴射弁3を電子制御装置4により制御するようにしている。吸入空気は、前記吸気マニホールド12から吸気弁21を介してシリンダ2内に吸入される。また、排気系5には、燃焼室23から排気弁24を介して排出された排気ガス中の酸素濃度を測定するためのO2センサ51が、図示しないマフラに至るまでの管路に配設された三元触媒52の上流の位置に取り付けられている。

0017

電子制御装置4は、中央演算処理装置41と、記憶装置42と、入力インターフェース43と、出力インターフェース44とを具備してなるマイクロコンピュータシステム主体に構成されている。中央演算処理装置41は、記憶装置42に格納された後述のプログラムを実行して、エンジン100の運転制御を行うものである。そしてエンジン100の運転制御を行うために必要な情報が入力インターフェース43を介して中央演算処理装置41に入力されるとともに、中央演算処理装置41は出力インターフェース44を介して制御のための信号を出力する。具体的には、入力インターフェース43には、吸気管圧力PMを検出するための吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号a、エンジン回転数Neを検出するための回転数センサ72から出力される回転数信号b、車速を検出するための車速センサ73から出力される車速信号c、スロットルバルブ11の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ74から出力されるIDL信号d、エンジン100の冷却水温を検出するための水温センサ75から出力される水温信号f、上記したO2センサ51から出力される電圧信号hなどが入力される。一方、出力インターフェース44からは、点火プラグ8に対して点火信号m、燃料噴射弁3に対して燃料噴射信号n等が出力されるようになっている。

0018

電子制御装置4の記憶装置42には、吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号aと回転数センサ72から出力される回転数信号bとを主な情報とし、エンジン100の運転状態に応じて決まる各種の補正係数基本噴射時間を補正して燃料噴射弁3の開成時間すなわちインジェクタ最終通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁3を制御して、必要量燃料を該燃料噴射弁3から吸気系1に噴射させるための燃料噴射量制御用プログラムが内蔵してある。

0019

また、前記記憶装置42には、運転状況に応じて前記点火プラグ8の点火タイミングを決定し、決定したタイミングで点火プラグ8により点火させる制御を行うための点火時期制御用プログラムも内蔵してある。

0020

さらに、前記記憶装置42には、回転数センサ72からの回転数信号bから算出されるエンジン回転数Neが閾値N以上である、アイドルスイッチ74がONであることを示すIDL信号dが出力されてスロットルバルブ11が全閉である、水温センサ75からの水温信号fに基づいて判定した暖機状態である、といった条件を満たしている場合に燃料カット条件が成立したものとみなして燃料カットを行う燃料カット制御用プログラムも内蔵してある。

0021

しかして本実施形態では、前記制御装置4の記憶装置42に、燃料カットから復帰した直後所定期間後に閾値Nを所定値下げる制御を行うためのプログラムをさらに内蔵している。より具体的には、燃料カットから復帰した直後所定期間は閾値Nを第1の閾値N1と設定し、その他の場合には閾値Nを前記第1の閾値N1より低い第2の閾値N2に設定するようにしている。また、前記所定期間の長さである所定時間Tは、吸気管圧力PMで示されるエンジン負荷が所定負荷を上回る場合には第1の所定時間T1、前記エンジン負荷が所定負荷を下回る場合には前記第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2に設定するようにしている。

0022

以下、このプログラムが行う処理の手順をフローチャートである図2を参照しつつ以下に述べる。

0023

まず、ステップS1では、吸気管圧力PM及び回転数Neを検出する。

0024

ステップS2では、エンジン負荷が所定負荷を上回るか否か、具体的には検出した吸気管圧力PMが所定圧力P0以上であるか否かを判断する。前記吸気管圧力PMが所定圧力P0以上であると判断した場合には、ステップS3に移行する。一方、前記吸気管圧力PMが所定圧力P0未満であると判断した場合には、ステップS4に移行する。なお、エンジン負荷が所定負荷を上回るか否かの判定には、吸入空気量を利用してもよい。

0025

ステップS3では、燃料カットから復帰後、燃料カット開始回転数の閾値を下げるまでの所定時間Tを第1の所定時間T1に設定する。その後、ステップS5に移行する。

0026

ステップS4では、燃料カットから復帰後、燃料カット開始回転数の閾値を下げるまでの所定時間Tを前記第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2に設定する。その後、ステップS5に移行する。なお、このステップS4においては、以下に述べるような制御を行うようにしてもよい。すなわち、前記吸気管圧力PMをパラメータとして後述する所定時間テーブルを参照して所定時間Tを決定するようにしてもよい。前記所定時間テーブルは、代表的な吸気管圧力PMと、各吸気管圧力PMに対応する前記所定時間Tを対応付けて記憶しているもので、前記吸気管圧力PMが所定圧力P0である場合には第1の所定時間T1を対応付けているとともに、前記所定圧力P0を下回る吸気管圧力PMについては、吸気管圧力PMの低下につれて所定時間Tが漸次短くなるように所定時間Tを対応付けている。そして、前記吸気管圧力PMをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Tを演算することにより所定時間Tを決定する。さらに、この前記所定時間テーブルについては、吸気管圧力PMが前記所定圧力P0より低い第2の所定圧力P2を下回る場合には前記所定時間Tの長さを前記第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2に設定しているものであってもよい。

0027

ステップS5では、燃料カットから復帰後、前記所定時間Tが経過したか否かを判定する。前記所定時間Tが経過したと判定した場合には、ステップS7に移行する。一方、前記所定時間Tが経過していないと判定した場合には、ステップS6に移行する。

0028

ステップS6では、燃料カット制御を行うための回転数Neの閾値Nを第1の閾値N1に設定する。

0029

ステップS7では、燃料カット制御を行うための回転数Neの閾値Nを第1の閾値N1より低い第2の閾値N2に設定する。

0030

そして、回転数センサ72からの回転数信号bから算出されるエンジン回転数Neが前記閾値N以上であるとともに、燃料カット条件が成立するための他の条件を全て満たしている、例えば、アイドルスイッチ74がONであることを示すIDL信号dが出力されてスロットルバルブ11が全閉である、水温センサ75からの水温信号fに基づいて判定した暖機状態である、といった条件を満たしている場合に燃料カット条件が成立したものとみなして燃料カットを行う。

0031

ここで、時刻t1にアクセル操作を行って燃料カットから復帰させ、その後時間TTが経過するまでの間スロットルバルブ11の開度漸次大きくし、前記時刻t1から時間TTが経過した後の時刻t4にスロットルバルブ11が再び全閉状態となるように操作した場合における上述したプログラムによる制御の作用を、図3を参照しつつ以下に示す。ここで、前記時刻t4におけるエンジン回転数Neは、前記第1の閾値N1を下回り前記第2の閾値N2を上回る。また、前記時間TTは前記第1の所定時間T1より短く、前記第2の所定時間T2より長い。

0032

エンジン負荷が所定負荷を上回る領域、具体的には吸気管圧力PMが所定圧力P0を上回る領域では、燃料カットから復帰した直後は、ステップS1→S2→S3→S5→S6の処理を順次実行する。すなわち、燃料カットから復帰した時刻t1から時刻t2までの第1の所定時間T1の間は燃料カット開始回転数の閾値Nを第1の閾値N1に設定する。燃料カットから復帰してから第1の所定時間T1が経過するまでの間、燃料カット開始回転数の閾値Nは、時間経過に伴い前記図3実線Aで示すように変化する。この場合、燃料カットから復帰した時刻t1からスロットルバルブ11を全閉にした時刻t4までの経過時間TTは前記第1の所定時間T1より短いので、前記時刻t4での燃料カット開始回転数の閾値Nは前記第1の閾値N1である。そして、スロットルバルブ開度及びエンジン回転数Neが図3に示すように経時変化した場合、前記時刻t4では、前記図3の前記閾値Nの時間に伴う変化を示すグラフ中の一点鎖線で示すように、エンジン回転数Neが前記燃料カット開始回転数の閾値Nすなわち前記第1の閾値N1を下回っているので、前記図3の実線Aで示すように、燃料カットは行われない。そして、燃料カットから復帰してから第1の所定時間T1が経過した後は、ステップS1→S2→S3→S5→S7の処理を順次実行する。すなわち、時刻t2以降は、燃料カット開始回転数の閾値Nを第1の閾値N1より低い第2の閾値N2に設定する。エンジン回転数Neが時間経過に伴い前述のように経時変化した場合、時刻t2においてエンジン回転数Neは前記燃料カット開始回転数の閾値Nすなわち前記第2の閾値N2を上回っているので、燃料カットを行う。

0033

一方、エンジン負荷が所定負荷を下回る領域、具体的には吸気管圧力PMが所定圧力P0を下回る領域では、燃料カットから復帰した直後は、ステップS1→S2→S4→S5→S6の処理を順次実行する。すなわち、燃料カットから復帰した時刻t1から時刻t3までの第2の所定時間T2(<T1)の間は燃料カット開始回転数の閾値Nを第1の閾値N1に設定する。また、燃料カットから復帰してから第2の所定時間T2が経過した後は、ステップS1→S2→S4→S5→S7の処理を順次実行する。すなわち、時刻t3以降は、燃料カット開始回転数の閾値Nを第1の閾値N1より低い第2の閾値N2に設定する。このとき、燃料カット開始回転数の閾値Nは、時間経過に伴い前記図3二点鎖線Bで示すように変化する。この場合、燃料カットから復帰した時刻t1からスロットルバルブ11を全閉にした時刻t4までの経過時間TTは前記第2の所定時間T2より長いので、前記時刻t4での燃料カット開始回転数の閾値Nは前記第2の閾値N2である。そして、スロットルバルブ開度及びエンジン回転数Neが図3に示すように計時変化した場合、前記時刻t4では、前記図3の前記閾値Nの時間に伴う変化を示すグラフ中の一点鎖線で示すエンジン回転数Neが前記燃料カット開始回転数の閾値Nすなわち前記第2の閾値N2を上回っているので、前記図3の二点鎖線Bで示すように、燃料カットが行われる。

0034

従って、本実施形態に係る燃料カットの制御方法を採用すれば、エンジン負荷が所定負荷を下回る場合には、より早い時期に燃料カット制御を行うための回転数Neの閾値Nを低下させることで、より早い時期に燃料カットを再開できるようにし、燃費の向上を図ることができる。さらに、このような制御方法を採用することにより、無段変速機(CVT)等の自動変速機及びロックアップ機能を有するトルクコンバータを搭載した車両において、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。その一方で、エンジン負荷が所定負荷を上回る場合には燃料カット時の突入ショックが大きくなるが、この場合には燃料カットからの復帰から前記閾値Nを下げるまでの所定時間が長く、燃料カットの再開を遅らせることができるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。すなわち、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。

0035

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

0036

例えば、燃料カットから復帰後、所定時間Tが経過するまでは燃料カットを禁止し、その後回転数Neが所定の閾値Nを上回ることを含む所定の燃料カット条件が成立した際に燃料カットを行うようにする制御を行うとともに、エンジン負荷が所定負荷を上回る領域では前記所定時間Tを第1の所定時間T1、エンジン負荷が所定負荷を下回る領域では前記所定時間Tを前記第1の所定時間T1より短い第2の所定時間T2にそれぞれ設定する制御を行うようにしてもよい。

0037

さらに、前述した実施形態のステップS3の制御に替えて、以下の制御を行うようにしてもよい。具体的には、前記吸気管圧力PMをパラメータとして後述する所定時間テーブルを参照して所定時間Tを決定するようにしてもよい。前記所定時間テーブルは、代表的な吸気管圧力PMと、各吸気管圧力PMに対応する前記所定時間Tを対応付けて記憶しているもので、前記吸気管圧力PMが所定圧力P0である場合には第2の所定時間T2を対応付けているとともに、前記所定圧力P0を上回る吸気管圧力PMについては、吸気管圧力PMの上昇につれて所定時間Tが漸次長くなるように所定時間Tを対応付けている。そして、前記吸気管圧力PMをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Tを演算することにより所定時間Tを決定する。そして、前記吸気管圧力PMをパラメータとして補間計算により対応する所定時間Tを演算することにより所定時間Tを決定する。さらに、この前記所定時間テーブルについては、吸気管圧力PMが前記所定圧力P0より高い第3の所定圧力P3を上回る場合には前記所定時間Tの長さを前記第2の所定時間T2より長い第3の所定時間T3に設定しているものであってもよい。

0038

そして、上述したステップS2におけるエンジン負荷が所定負荷を上回るか否かの判断、すなわち、検出した吸気管圧力PMが所定圧力P0以上であるか否かを判断を省略し、全ての吸気管圧力PMの領域において吸気管圧力PMをパラメータとして所定時間テーブルを参照し、所定時間Tを決定するようにしてもよい。この場合、所定時間テーブルは、少なくとも吸気管圧力PMが所定圧力P0を上回る領域と比較して吸気管圧力PMが所定圧力P0を下回る領域で所定時間Tが短くなるように吸気管圧力PMと所定時間Tとをそれぞれ対応付けるとともに、少なくとも、前記所定圧力P0が上端となる圧力領域、前記所定圧力P0が下端となる圧力領域、又は前記所定圧力を挟む圧力領域のいずれかにおいては吸気管圧力PMの下降につれて所定時間Tが漸次短くなるように所定時間Tを対応付けるとよい。さらに、吸気管圧力PMの全領域において、吸気管圧力PMの下降につれて所定時間Tが漸次短くなるように所定時間Tを対応付けるようにしてもよい。

0039

これらの制御を行った場合であっても、内燃機関の負荷が低く、所定負荷を下回る場合には、より早い時期に燃料カット制御を行うための回転数の閾値を低下させることができるので、早い時期に燃料カットを再開し、燃費の向上を図ることができる。さらに、燃料カットを行わずにスロットルバルブを全閉状態とし車速が低下するとロックアップが解除されて燃費向上の効果が損なわれる不具合の発生も抑制できる。その一方で、内燃機関の負荷が高く、所定負荷を上回る場合には、燃料カットからの復帰から前記閾値を下げるまでの所定時間が長く、燃料カットの再開を遅らせることができるので、短時間の間に燃料カットを繰り返すことによるショックを緩和できる。すなわち、これらの制御を行った場合であっても、燃費の向上とショック発生の抑止とを無理なく両立できる。

0040

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。

0041

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

0042

100…エンジン
4…電子制御装置
71…吸気圧センサ
8…点火プラグ

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