JPH11270390A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料カット時のショックを抑制した上で、よ
り一層の燃費節減を実現できる内燃機関の燃料噴射制御
装置を提供する。 【解決手段】 変速機の変速段に応じて燃料カットのデ
ィレー時間ＴDR1〜ＴDR5を設定可能としたため、機関ト
ルクＴQの変動の影響を受け難い高ギアの変速段ほどデ
ィレー時間ＴDR1〜ＴDR5を短くして、燃料カットの実行
タイミングを早めるようにし、実質的な燃料カット時間
の延長化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の燃料噴射
制御装置に関し、詳しくは車両の減速時等に実行される
燃料カットのディレー時間の設定に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般にこの種の燃料噴射装置は、車両の減
速時等の無駄な燃料消費を節減すべく、エンジンへの燃
料噴射を中断する燃料カットを実行している。燃料カッ
トの実行条件としては、機関のスロットルバルブが全閉
であること、機関回転速度が所定値以上であること、及
びディレー時間が経過したことが挙げられる。例えば、
図６に示すように、車両の減速に際してアクセルペダル
の踏込み操作が中断されると（アイドルスイッチがオ
ン）、ディレー時間ＴDRが経過した時点で機関回転速度
が所定値以上であれば、燃料カット（Ｆ／ｃｕｔ）を実
行する。

【０００３】そして、このときに用いられるディレー時
間ＴDRは、図６に示すように、スロットル全閉により体
積効率Ｅｖ（１吸気行程当たりの吸気量）が低下して、
それに伴い、吸気量に基づいて設定される燃料噴射時間
ＴINJが所定のΔＴINJにまで低下するように設定されて
いる。そして、ＴDR経過後、燃料カットの実行により、
燃料噴射時間ＴINJがΔＴINJをもって０に急減する。こ
のため、機関トルクＴQにΔＴQの変動が生じ、車両の前
後加速度ＧにΔＧの変動（つまり、運転者が感じるショ
ック）が生じる。

【０００４】前後加速度Ｇの変動量ΔＧを軽減するに
は、ディレー時間ＴDRを延長して燃料噴射時間ＴINJの
減少量ΔＴINJを縮小すればよいのであるが、この場合
には実質的な燃料カット時間が短縮化されてしまい、十
分な燃費節減を達成できない。よって、従来は、機関ト
ルクＴQの変動が最も前後加速度Ｇに影響する（つま
り、運転者が感じるショックが大となる）１速が選択さ
れたときを前提とし、この場合であっても運転者が不快
感を抱かない程度に機関トルクＴQの変動量ΔＴQが抑制
されるように、ディレー時間ＴDRを設定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周知の
ように、通常の走行時において燃料カットが実行される
頻度は非常に高いため、制御内容の優劣によってトータ
ルでの燃費節減量にかなりの差が生じてしまう。よっ
て、従来から、より燃料消費量を節減できる燃料噴射制
御装置が要望されてきた。

【０００６】本発明の目的は、燃料カット時のショック
を抑制した上で、より一層の燃費節減を実現することが
できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、変速機の現在の変速段を変速段判定手
段にて判定し、その変速段に応じてディレー時間設定手
段によりディレー時間を設定し、燃料カット条件が成立
してディレー時間が経過したときに、燃料カット実行手
段により燃料カット処理を実行するようにした。燃料カ
ット時に機関トルクの変動で生じるショックは変速段に
応じて異なるため、機関トルクの変動の影響を受け難い
変速段ほどディレー時間を短くして、燃料カットの実行
タイミングを早めるようにし、いずれの変速段でもショ
ックを抑制した上で、実質的な燃料カット時間の延長化
が可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した内燃機
関の燃料噴射装置の一実施例を説明する。図１におい
て、符号１は自動車用エンジン、例えば、直列４気筒ガ
ソリンエンジンであり、本実施例では、図示しない５段
変速のマニュアルトランスミッション（以下、Ｍ／Ｔと
いう）と組み合わされている。エンジン１の吸気ポート
２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取り付けられた吸気
マニホールド４を介し、エアクリーナ５、スロットルバ
ルブ６、及びＩＳＣバルブ７等を備えた吸気管８が接続
されている。又、排気ポート９には、排気マニホールド
１０を介して、三元触媒１１、及び図示しないマフラー
等を備えた排気管１２が接続されている。

【０００９】図１中、符号１３は、点火ユニット１４に
駆動されて燃焼室１５内の混合気を点火する点火プラ
グ、１６は、冷却水温を検出する水温センサ、１７は、
クランクシャフトの回転に伴ってクランク角同期信号θ
CRを出力するクランク角センサである。又、１８は、ス
ロットルバルブ６の開度を検出するスロットルポジショ
ンセンサ、１９は、スロットルバルブ６の全閉状態を検
出するアイドルスイッチ、２０は、吸入空気量を検出す
るエアフローセンサ、２１は、大気圧を検出する大気圧
センサ、２２は吸気温度を検出する吸気温センサ、２３
は、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂センサであ
る。

【００１０】車室内には、図示しない入出力装置、多数
の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タ
イマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）３
１が設置されており、エンジン１を含めた空燃比制御装
置の総合的な制御を行っている。ＥＣＵ３１の入力側に
は、上述した各種センサ類が接続されると共に、車両の
駆動輪の回転に伴ってパルス状の車速信号Ｖpuを出力す
る車速センサ３２が接続されており、これらセンサ類か
らの検出情報が入力する。一方、出力側には、上述した
燃料噴射弁３や点火ユニット１４等が接続されており、
各種センサ類の検出情報から演算された燃料噴射時間や
点火時期に基づいて、これらの燃料噴射弁３や点火ユニ
ット１４等が駆動される。尚、エンジン回転速度Ｎｅ
は、クランク角センサ１７が出力するクランク角同期信
号θCRの発生時間間隔から演算され、車速Ｖsは、車速
センサ３２が出力する車速信号Ｖpuの発生時間間隔から
演算される。

【００１１】次に、上述のように構成された燃料噴射装
置の、特にＥＣＵ３１が実行する燃料カット時の制御処
理を説明する。ＥＣＵ３１は、図２及び図３に示すディ
レー時間設定ルーチンを所定の制御インターバル（例え
ば、２５ms）で実行する。まず、ＥＣＵ３１はステップ
Ｓ２で、クランク角センサ１７からのクランク角同期信
号θCR及び車速センサ３２からの車速信号Ｖpuを入力
し、ステップＳ４で、それらの検出情報よりエンジン回
転速度Ｎｅ及び車速Ｖsを演算した上で、その比率Ｎｅ
／Ｖsを求める。次いで、ステップＳ６で、比率Ｎｅ／
ＶsがＭ／Ｔの１速の比率に該当するか否かを判定す
る。

【００１２】即ち、エンジン回転速度Ｎｅと車速Ｖsの
間には、Ｍ／Ｔの変速段に応じて常に一定の関係が成立
するため、それらの比率Ｎｅ／Ｖsに基づいて、現在Ｍ
／Ｔがどの変速段に切り換えられているかを推定するこ
とができる。そのため、予めＲＯＭには１速から５速ま
でのギア比より求めた比率Ｎｅ／Ｖsが、センサ検出誤
差等を考慮して所定の領域をもった判定値として記憶さ
れており、ステップＳ６では、演算した比率Ｎｅ／Ｖs
が１速の判定領域内にあるか否かが判定される。

【００１３】ステップＳ６での判定がＹｅｓ（肯定）で
ある場合、ＥＣＵ３１はステップＳ８で、シフト判定カ
ウンタＣｓを値１インクリメントし、ステップＳ１０
で、シフト判定カウンタＣｓが判定値Ｃsx以上か否かを
判定し、判定がＮｏ（否定）のときには、このルーチン
を終了する。又、ステップＳ１０での判定がＹｅｓの場
合、つまり１速に切り換えられた状態が所定時間継続し
た場合、ＥＣＵ３１はステップＳ１２で、確定カウンタ
ＤＣAを予め設定した１速ディレー時間ＴDR1に設定し、
ステップＳ１４で、シフト確定フラグＦａをセットし
て、このルーチンを終了する。

【００１４】以上のステップＳ６乃至ステップＳ１４で
の１速についての処理と同様に、ステップＳ１６乃至ス
テップＳ２４では２速についての処理が、ステップＳ２
６乃至ステップＳ３４では３速についての処理が、ステ
ップＳ３６乃至ステップＳ４４では４速についての処理
が、ステップＳ４６乃至ステップＳ５４では５速につい
ての処理が行われる。そして、ステップＳ１６、ステッ
プＳ２６、ステップＳ３６、及びステップＳ４６では、
エンジン回転速度Ｎｅと車速Ｖsの比率Ｎｅ／Ｖsに基づ
いて現在の変速段が２速乃至５速にあるか否かを判定
し、それぞれの変速段への切換状態が所定時間継続した
場合、ステップＳ２２、ステップＳ３２、ステップＳ４
２、及びステップＳ５２で、判定カウンタＤＣAを予め
設定した各変速段のディレー時間ＴDR2〜ＴDR5に設定す
る。これらのディレー時間ＴDR1〜ＴDR5の長さについて
は後に詳述するが、高ギア（５速側）ほど短く設定され
ている。

【００１５】一方、ステップＳ６、ステップＳ１６、ス
テップＳ２６、ステップＳ３６、及びステップＳ４６の
いずれの処理の判定もＮｏの場合、つまり比率Ｎｅ／Ｖ
sが１速から５速のいずれの判定領域内にもなく、変速
操作中と推測される場合、ＥＣＵ３１はステップＳ５６
に移行する。そして、ステップＳ５６で、シフト判定カ
ウンタＣｓをリセットし、ステップＳ５８で、未確定カ
ウンタＤＣBを上述した１速の場合と同じ１速ディレー
時間ＴDR1に設定し、ステップＳ６０で、シフト確定フ
ラグＦａをクリアして、このルーチンを終了する。

【００１６】尚、いずれかの変速段が確定した後に変速
操作が行われたときには、比率Ｎｅ／Ｖsが変速前の判
定領域から変速後の判定領域に移行することになるが、
この際に、比率Ｎｅ／Ｖsは必ず判定領域外を通過す
る。よって、この場合、ＥＣＵ３１はステップＳ５６で
シフト判定カウンタＣｓをリセットし、変速後の変速段
について再びシフト判定カウンタＣｓを０からインクリ
メントして、新たな変速段について確定判定処理を行
う。

【００１７】一方、ＥＣＵ３１は、図４に示す燃料カッ
ト制御ルーチンを所定の制御インターバル（例えば、１
０ms）で実行する。まず、ＥＣＵ３１はステップＳ７２
で、アイドルスイッチ１９がオンしているか否かを判定
し、判定がＮｏの場合、つまり運転者にてアクセルペダ
ルが踏込み操作されており、燃料カットを実行すべきで
ない運転領域と推測されるときには、このルーチンを終
了する。ステップＳ７２での判定がＹｅｓの場合、つま
りアクセルペダルの踏込み操作が中断されたときには、
ステップＳ７４で、確定カウンタＤＣAを値１デクリメ
ントし、ステップＳ７６で、同じく未確定カウンタＤＣ
Bを値１デクリメントする。

【００１８】次いで、ステップＳ７８で、シフト確定フ
ラグＦａがセットされているか否かを判定し、判定がＹ
ｅｓの場合には、ステップＳ８０で、確定カウンタＤＣ
Aが０か否かを判定して、Ｎｏの場合にはこのルーチン
を終了する。ステップＳ８０での判定がＹｅｓの場合、
つまりアクセル操作が中断されてから、確定カウンタＤ
ＣAに設定されている現在の変速段のディレー時間ＴDR1
〜ＴDR5が経過したと推測される場合、ＥＣＵ３１はス
テップＳ８２に移行して、現在のエンジン回転速度Ｎｅ
が予め設定された判定値Ｎex以上であるか否かを判定す
る。判定がＹｅｓの場合には、ステップＳ８４で燃料カ
ット処理を実行して、このルーチンを終了する。詳細は
説明しないが、このステップＳ８４では、別ルーチンで
行われている燃料噴射弁３の噴射量制御を禁止する処理
が行われる。

【００１９】又、ステップＳ７８での判定がＮｏの場合
には，ＥＣＵ３１はステップＳ８６で、未確定カウンタ
ＤＣBが０か否かを判定し、Ｙｅｓの場合、つまりアク
セル操作が中断されてから、未確定カウンタＤＣBに設
定されている１速ディレー時間ＴDR1が経過したと推測
される場合、ＥＣＵ３１はステップＳ８２以降の処理を
上述と同様に行う。

【００２０】以上のように、この燃料カット制御ルーチ
ンでは、現在の変速段に応じたディレー時間ＴDR1〜ＴD
R5の経過後にステップＳ８４において燃料カット処理が
開始され、又、変速操作中には、最も長いディレー時間
ＴDR1の経過後に燃料カット処理が開始される。そし
て、アクセル操作が再開されてステップＳ７２での判定
がＹｅｓになると、ＥＣＵ３１はステップＳ８４に移行
しなくなるため、燃料カット処理は中止される。

【００２１】本実施例では、変速段判定手段として、ス
テップＳ２及びステップＳ４の処理を実行するときのＥ
ＣＵ３１が機能し、ディレー時間設定手段として、ステ
ップＳ６乃至ステップＳ６０の処理を実行するときのＥ
ＣＵ３１が機能し、燃料カット実行手段としてステップ
Ｓ７２乃至ステップＳ８４の処理を実行するときのＥＣ
Ｕ３１が機能する。

【００２２】次に、以上の処理によって行われる燃料カ
ットの実行状況と変速段との関係を図５のタイムチャー
トに従って詳述する。尚、この図では、３種のディレー
時間ＴDR1，ＴDR3，ＴDR5が設定された場合を比較して
いる。例えば、現在Ｍ／Ｔの変速段が３速に保持され
て、ディレー時間ＴDR3が設定されているものとして説
明する。アクセル操作が中断されると（アイドルスイッ
チ１９がオン）、体積効率Ｅｖ（１吸気行程当たりの吸
気量）の低下に伴って燃料噴射時間ＴINJも低下し、そ
れに従って機関トルクＴQも次第に低下する。ディレー
時間ＴDR3が経過した時点（図４のステップＳ８０でＹ
ｅｓとなった時点）で燃料カットが開始され、燃料噴射
時間ＴINJは減少量ΔＴINJ3をもって０に急減する。そ
の結果、機関トルクＴQにΔＴQ3の変動が生じ、車両の
前後加速度ＧにΔＧ3の変動（つまり、運転者が感じる
ショック）が生じる。

【００２３】以上が３速のときであるが、１速や５速も
同様の現象が生じる。ここで、図５に示すように、ディ
レー時間ＴDR1〜ＴDR5は高ギア（５速側）ほど短く設定
されているため、高ギアほど燃料カットの実行タイミン
グが早められて、燃料噴射時間ＴINJの変動、及び機関
トルクＴQの変動が激しくなる。しかしながら、前後加
速度Ｇについては、高ギアほど機関トルクＴQの変動の
影響を受け難くなるため（詳しくは、ギア比に応じて影
響力が変化する）、結果として全変速段において、燃料
カット時に生ずる前後加速度Ｇの変動量ΔＧ1〜ΔＧ5は
ほぼ等しくなる。換言すれば、各変速段のギア比を考慮
した上で、前後加速度Ｇの変動量ΔＧ1〜ΔＧ5が相互に
等しくなるように、かつ運転者に不快感を抱かせない程
度の大きさとなるように、ディレー時間ＴDR1〜ＴDR5の
長さが設定されているのである。

【００２４】尚、変速操作中のように変速段が確定して
いないときに、最も長いディレー時間ＴDR1を適用する
のは、以下の理由からである。本来の変速操作中であれ
ば、変速段が中立位置（ニュートラル）にあるか、クラ
ッチ断の状態にあるので、燃料カットによるショックの
虞はないが、例えば、ディレー中に５速から２速のよう
に低ギア側に変速段が切換えられて、未だ２速への確定
判定がなされていない場合には、実際は２速にも拘わら
ずディレー時間ＴDR5により早期に燃料カットが開始さ
れて、ショックを発生させることが予測できる。この場
合、図４のステップＳ７８でシフト確定フラグＦａがセ
ットされていないとして、ステップＳ８６で最も長いデ
ィレー時間ＴDR1が適用され、ショックの発生を防止し
ているのである。

【００２５】以上のように、本実施例では、機関トルク
ＴQの変動の影響を受け難い高ギアほど、ディレー時間
ＴDR1〜ＴDR5を短く設定して、燃料カットの実行タイミ
ングを早めるようにしている。従って、いずれの変速段
でも運転者が不快感を抱かない程度に燃料カット時のシ
ョックを抑制した上で、実質的な燃料カット時間を延長
化して、より一層の燃費節減を実現することができる。

【００２６】以上で実施例の説明を終えるが、本発明の
態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、
上記実施例では、変速機としてＭ／Ｔを組み合わせた内
燃機関の燃料噴射制御装置として具体化したが、オート
マチックトランスミッション（Ａ／Ｔ）や無段変速機
（ＣＶＴ）と組み合わせても、同様の作用効果を得るこ
とができる。尚、この場合には、Ａ／ＴやＣＶＴを変速
制御するコントロールユニットから現在の変速段の情報
をＥＣＵ３１に入力し、その情報に基づいてディレー時
間を設定すればよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
燃料噴射制御装置によれば、変速機の変速段に応じて燃
料カットのディレー時間を設定するようにしたため、機
関トルクの変動の影響を受け難い変速段ほどディレー時
間を短くして、燃料カットの実行タイミングを早めるよ
うにし、いずれの変速段でもショックを抑制した上で、
実質的な燃料カット時間を延長化して、より一層の燃費
節減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の内燃機関の燃料噴射制御装置を示す概
略構成図である。

【図２】ＥＣＵが実行するディレー時間設定ルーチンを
示すフローチャートである。

【図３】ＥＣＵが実行するディレー時間設定ルーチンを
示すフローチャートである。

【図４】ＥＣＵが実行す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５】燃料カットの実行状況と変速段との関係を示す
タイムチャートである。

【図６】従来技術における燃料カットの実行状況を示す
タイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） ３１ ＥＣＵ（変速段判定手段、ディレー時間設定手
段、燃料カット実行手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に組み合わされた変速機の現在
   の変速段を判定する変速段判定手段と、 前記変速段判定手段にて判定された変速段に応じて、燃
   料カットのディレー時間を設定するディレー時間設定手
   段と、 予め設定された燃料カット条件が成立したとき、前記デ
   ィレー時間設定手段にて設定されたディレー時間の経過
   後に、内燃機関への燃料噴射を中断する燃料カット処理
   を実行する燃料カット実行手段とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の燃料噴射制御装置。