JP2000282922A - オットーサイクルエンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速運転時に燃料カットを行なうようにした
オットーサイクルエンジンのドライバビリティを改善す
る。 【解決手段】 燃料供給通路２に設けた燃料カット弁４
のアクチュエータを大気圧との差圧で作動するニューマ
チックアクチュエータで構成する。作動空気の供給源か
ら前記アクチュエータに至る主制御通路６に主三方弁７
を介装する。主三方弁７の第３ポートから大気に至る副
制御通路１０に副三方弁１１を介装する。副三方弁１１
の第３ポートと大気をオリフィス１３を備えた補助通路
１２を介して接続することにより、エンジンの運転状態
に応じて主副の三方弁７、１１を切換制御して燃料カッ
ト作動後の抜け感およびもたつき感を回避するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオットーサイクルエ
ンジンの燃料供給制御装置に係り、特に、エンジンの減
速運転時に行なう燃料カット作動後における供給復帰時
の抜け感を防止しつつ、再加速時のタイムラグを防止す
るに有効な燃料供給制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】減速運転時に燃料カットを行なって燃費
を改善するようにしたオットーサイクルエンジン、例え
ば車両用ＣＮＧエンジンにおいては、例えば図７に示し
たように図示しない燃料タンクからエンジンのミキサ１
に形成した吸気通路２に至る燃料供給通路３に燃料カッ
ト弁４を設け、この燃料カット弁４の駆動部を構成する
アクチュエータ（図示省略）とバキュームタンク５を接
続する主制御通路６に電磁弁で構成した三方弁７を介装
したうえで、この三方弁７の第３ポートと大気を大気通
路８を介して接続していた。９は三方弁７のドライバで
ある。

【０００３】そして、図示しない車両が減速運転されて
いることを検出したときに三方弁７を介して燃料カット
弁４の駆動部をバキュームタンク５に接続することによ
り、燃料カット弁４を閉弁作動させて燃料カットを行な
って燃費を改善するようにしていた。そして、エンジン
回転数が予め定めた値まで低下した場合および減速状態
からの再加速時には三方弁７を切換作動させて燃料カッ
ト弁４の駆動部に大気を導入することにより、この燃料
カット弁４を開弁作動させて燃料の供給を復帰させるよ
うにしていた。

【０００４】このような従来の燃料供給制御装置におい
ては、燃料カット作動後の燃料供給復帰時に燃料カット
弁４が開いてその時の負荷に応答した量の燃料が供給さ
れるために、図８に実線で示したように燃料の供給復帰
にともなって減速度が小さくなって抜け感が生じてしま
う。なお、図８において、破線は減速運転の途中で再加
速運転を行なう場合の特性を示している。

【０００５】ところで、上記のような減速運転時の抜け
感を解消するためには、図示しないオリフィスを大気通
路８に設けて燃料カット弁４の開弁復帰時間を長くすれ
ばよい。しかしながら、この場合は再加速時の開弁復帰
時間も長くなってしまうために、図８に二点鎖線で示し
たように再加速時にタイムラグを生じてもたつき感を招
いてしまうという不具合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、減速運転時に燃料カットを
行なうようにしたオットーサイクルエンジンのドライバ
ビリティを改善することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、燃料供給通路に設けた燃料カット弁のアク
チュエータを大気圧との差圧で作動するニューマチック
アクチュエータで構成している。また、作動空気の供給
源から前記アクチュエータに至る主制御通路に主三方弁
を介装する一方、該主三方弁の第３ポートから大気に至
る副制御通路に副三方弁を介装している。そして、副三
方弁の第３ポートと大気をオリフィスを備えた補助通路
を介して接続するとともに、エンジンの運転状態に応答
して前記主副の三方弁を切換制御するコントロールユニ
ットを設けたことを特徴としている。

【０００８】また請求項２に記載の発明においては、前
記燃料カット弁のアクチュエータをデューティソレノイ
ドで構成する一方、エンジンの運転状態に応答して前記
デューティソレノイドを介して燃料カット弁の開度を可
変制御するコントロールユニットを設けたことを特徴と
している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図１は請求項１に係るオットー
サイクルエンジンの燃料供給制御装置をＣＮＧエンジン
に適用した実施形態を示す要部の概略構成図である。な
お、図７に示した従来例と同一機能を有する部分には同
一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【００１０】図１において、図示しない燃料タンクから
エンジンのミキサ１に形成した吸気通路２に至る燃料供
給通路３に燃料カット弁４を設けている。燃料カット弁
４の駆動部を構成するアクチュエータは、ニューマチッ
クアクチュエータで構成されており、その圧力室とバキ
ュームタンク５を接続する主制御通路６に電磁弁で構成
した主三方弁７を介装している。

【００１１】また、主三方弁７の第３ポートから大気に
至る副制御通路１０に電磁弁で構成した副三方弁１１を
介装するとともに、副三方弁１１の第３ポートを大気に
開放させる補助通路１２にオリフィス１３を介装してい
る。そして、車速、スロットル開度およびエンジン回転
数などの各種運転情報に基づいた信号を出力するセンサ
群１４に接続したコントロールユニット１５を前記主副
の三方弁７、１１の制御手段として設けることにより、
エンジンの運転状態に応答して前記主副の三方弁７、１
１を切換制御するようにしている。１６は副三方弁のド
ライバ、１８はスロットル弁である。

【００１２】上記のような構成になるオットーサイクル
エンジンの燃料供給制御装置において、エンジンが通常
の状態で運転されているときはコントロールユニット１
５から燃料カット信号が出力されず、主三方弁７がＯＦ
Ｆ作動されている。従って、この状態では燃料カット弁
４の圧力室は主制御通路６を介して副制御通路１０に接
続される。また、副制御通路１０には副三方弁１１を介
して大気圧が導入されているために、燃料カット弁４は
開弁保持され、図示しない燃料タンクの燃料がミキサ１
に形成された吸気通路２に導入される。

【００１３】一方、エンジンの回転数が予め定めた値よ
り高い状態で車両が減速運転されたときは、コントロー
ルユニット１５から主三方弁７に燃料カット信号が供給
される。すると、それまでは副制御通路１０を主制御通
路６に接続していた主三方弁７がＯＮ作動する。従っ
て、大気に開放されていた主制御通路６がバキュームタ
ンク５に切換接続され、燃料カット弁４の圧力室に負圧
が導入されるために、燃料カット弁４が閉作動して燃料
の供給を中断する。

【００１４】車速の減速にともなってエンジン回転数が
予め定めた値まで低下すると、燃料カット信号が出力さ
れなくなるために、主三方弁７がＯＦＦ状態に戻され
る。そして、なおも車速の低下を期待してアクセルペダ
ルを解放しているときは、コントロールユニット１５か
ら副三方弁１３に再加速信号が供給されないために、副
制御通路１０はオリフィス１３を備えた補助通路１２を
経て大気に開放される。

【００１５】このために、アクセルペダルを解放し続け
ている状態では、燃料カット信号の停止に同期して燃料
カット弁４の圧力室の圧力が徐々に大気圧に戻されるこ
とになり、該燃料カット弁４を徐々に開弁復帰させる。
従って、燃料カット作動後における燃料供給の復帰が徐
々に行なわれることになり、減速度の抜け感が防止され
る。

【００１６】一方、減速運転中にアクセルペダルを踏み
込み操作した場合は、コントロールユニット１５から副
三方弁１１に再加速信号が出力される。すると、副三方
弁１２は補助通路１２を副制御通路１０から切り離して
副制御通路１０を大気に直接開放するために、主制御通
路６の圧力は瞬時に大気圧に戻される。従って、この場
合は燃料カット弁４の圧力室の圧力が速やかに大気圧に
戻されて該燃料カット弁４を急速に開弁復帰させる結
果、アクセルペダルの踏み込みに同期して燃料の供給が
再開される。

【００１７】このために、減速運転にともなう燃料カッ
ト作動状態においても、アクセルペダルを踏み込み操作
するとタイムラグをともなうことなく燃料の供給が再開
されることになり、再加速時に懸念されるもたつき感が
回避される。因に、再加速時における燃料の供給量はセ
ンサ群１４から供給されたスロットル開度、エンジン回
転数および車速などに基づいて設定される。

【００１８】なお、上記実施形態においては主三方弁７
と副三方弁１１を別部品で構成しているが、これらの三
方弁７、１１を一体化すれば部品点数を削減することが
できる。また、実施形態においてはＣＮＧを燃料とする
車両用エンジンに本発明を適用しているが、ミキサに代
えて気化器を設けたガソリンエンジンなどに本発明を適
用することもできる。さらに、実施形態においては燃料
カット弁の駆動源として負圧を利用しているが、大気圧
より高いエア圧を駆動源としてして用いることもでき
る。

【００１９】図３は請求項２に係るオットーサイクルエ
ンジンの燃料供給制御装置をＣＮＧエンジンに適用した
実施形態を示す要部の概略構成図である。本実施形態に
おいては、燃料カット弁４の駆動部を構成するアクチュ
エータをデューティソレノイドで構成している。そし
て、車速、スロットル開度、クラッチおよびギヤの状
態、エンジン回転数ならびに補助ブレーキ信号などに関
連する各種の信号を出力するセンサ群１４に接続したコ
ントロールユニット１５から出力された制御信号をデュ
ーティソレノイドのドライバ１７に接続することによ
り、コントロールユニット１５の出力信号に応答して燃
料カット弁４の開度を最適制御する。

【００２０】コントロールユニット１５はセンサ群から
供給された各種の信号に基づいてエンジンの運転状態を
判断する。すなわち、センサ群１４の出力信号に基づい
てエンジンが通常の状態で運転されていると判断した場
合は、コントロールユニット１５からドライバ１７に供
給される燃料カット信号のデューティ値を０％にするた
めに、燃料カット弁４は全開保持されて燃料カットは行
なわない。

【００２１】また、センサ群１４の出力信号に基づいて
エンジンが減速運転されていると判断した場合は、コン
トロールユニット１５からドライバ１７に供給される燃
料カット信号のデューティ値を１００％にするために、
燃料カット弁４が全閉作動して燃料の供給を中断する。
そして、車速の減速にともなってエンジンが予め定めた
値までした場合および減速途中での再加速時は燃料カッ
ト信号のデューティ値を０％に戻して燃料の供給を復帰
する。

【００２２】ここに、減速運転であるか否かの判定は、
例えば図４に示したような手順に従って行なわれる。す
なわち、ステップＳ１においてクラッチおよびギヤがと
もにＯＮ状態であるか否かを判定する。ステップＳ１に
おいてクラッチおよびギヤのいずれもがＯＮであること
が検出されたときは、ステップＳ２に進んで車速Ｖが例
えば１０Ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定する。

【００２３】ステップＳ２において車速Ｖが例えば１０
Ｋｍ／ｈ以上であることが検出されたときはステップＳ
３に進んでスロットル開度αが０°であるか否かを判定
し、スロットル開度αが０°であるときにステップＳ４
に進んでエンジンの回転数Ｎが１０００ｒｐｍ以上であ
るか否かを判定する。そして、エンジンの回転数Ｎが１
０００ｒｐｍ以上であるときに限ってステップＳ５に進
んで燃料カット弁４のデューティ制御に入る。

【００２４】なお、ステップＳ１においてクラッチもし
くはギヤの少なくとも一方がＯＦＦであることを検出し
た場合、ステップＳ２においてスロットル開度αが０°
ではないことを検出した場合ならびにステップＳ４にお
いてエンジンの回転数Ｎが１０００ｒｐｍより低いとき
はいずれも燃料カットを行なう必要性がないためにデュ
ーティ制御は行なわず、スタートＳＴＡＲＴに戻って減
速運転であるか否かの判定を繰り返す。

【００２５】ステップＳ５における燃料カット信号のデ
ューティ制御は、例えば図５に示すような手順で行なわ
れる。まず、クラッチおよびギヤがともにＯＮであるか
否かをステップＳ１１において判定する。この判定の結
果、クラッチおよびギヤのいずれもがＯＮであるときは
ステップＳ１２に進んで車速Ｖが例えば１０Ｋｍ／ｈ以
上であるか否かを判定する。

【００２６】ステップＳ１２において車速Ｖが例えば１
０Ｋｍ／ｈ以上であることが検出されたときはステップ
Ｓ１３に進んでスロットル開度αが０°であるか否かを
判定し、スロットル開度αが０°であるときにステップ
Ｓ１４に進んで図示しないメモリマップから燃料カット
信号のデューティ値を読み出して燃料カット弁４のドラ
イバ１７に出力する。

【００２７】因に、メモリマップに予め記憶させるデュ
ーティ値は、例えば表１に示したように、エンジン回転
数Ｎが高くなるにつれてデューティ値が高くなるように
している。

【００２８】

【表１】

【００２９】従って、減速運転であるにも拘らずエンジ
ンの回転数Ｎが１０００ｒｐｍよりも高いときはメモリ
マップからデューティ値１００％が読み出されるため
に、燃料カット弁４は全閉状態に維持される。ところ
が、エンジンの回転数Ｎが例えば９４０ｒｐｍまで低下
すると、読み出されるデューティ値が９０％となり、同
様に６３０ｒｐｍまで低下した場合は読み出されるデュ
ーティ値が１０％になる。

【００３０】そして、エンジン回転数Ｎが６００ｒｐｍ
より低い場合はデューティ値が０％になるというよう
に、減速運転によるエンジン回転数Ｎの低下につれてメ
モリマップから読み出されるデューティ値が低くなり、
燃料カットを徐々に終了する。従って、燃料カット作動
後の燃料の供給復帰が徐々に行なわれることになり、燃
料カットの終了にともなう抜け感が回避される。

【００３１】また、ステップＳ１１においてクラッチま
たはギヤのいずれか一方でもＯＦＦであることを検出し
た場合、ステップＳ１２において車速Ｖが１０Ｋｍ／ｈ
未満であることを検出した場合、ステップＳ１３におい
てスロットル開度が０°でないことを検出した場合は、
いずれの場合にも燃料カットをともなう減速運転はない
と判断してステップＳ１５に進んでデューティ制御を出
る。

【００３２】一方、減速運転中の再加速判定は例えば図
６に示した手順に基づいて行なわれる。まず、ステップ
Ｓ２１において燃料カット弁４のデューティが１００％
（全閉）であるか否かを判定し、デューティが１００％
であるときに限ってステップＳ２１に進み、スロットル
開度αが５°以上であるか否かを判定する。

【００３３】スロットル開度αが５°以上であるときは
ステップＳ２３に進んでクラッチおよびギヤがともにＯ
Ｎであるか否かを判定し、両者がともにＯＮであるとき
にステップＳ２４に進み、燃料カット弁４のデューティ
を０％にして燃料カット弁を全開作動させることによ
り、燃料の供給を復帰させる。

【００３４】なお、ステップＳ２１においてデューティ
が１００％でないことを検出した場合、ステップＳ２２
においてスロットル開度αが５°以上でないことを検出
した場合およびステップＳ２３においてクラッチならび
にギヤがともにＯＮ状態でないことを検出した場合は再
加速ではないと判断してスタートＳＴＡＲＴに戻り、再
び再加速であるか否かの判定を繰り返して行なう。

【００３５】また、ミキサ１に設けたスロットル弁１８
の開度は、いずれの実施形態の場合においても図示しな
いアクセルペダルの踏込み量に応答して可変制御される
が、両者の連繋手段は機械的な手段である必要性はな
く、アクセルペダルの踏込み量に応答する信号を出力す
るアクセル開度センサと、スロットル弁の駆動手段とし
て設けた例えばステッピングモータとを、直接的または
間接的に接続してスロットル弁１８をアクセルペダルに
連動させるようにした電気（電子）的な連繋機構を採用
することもできるものであり、減速運転の判定手順、燃
料カット弁４のデューティ値の設定および再加速判定の
手順は図示のものに限定されるものではない。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
に係る発明は、燃料カット作動後の燃料供給の復帰時に
おける燃料カット弁の開弁速度をその時の運転状況に合
わせて変化させることができるために、燃料カット終了
直後における抜け感を防止することができるとともに、
減速運転からの再加速時のタイムラグを予防するため
に、オットーサイクルエンジンのドライバビリティが改
善される。

【００３７】また、燃料カット弁のアクチュエータをニ
ューマチックアクチュエータで構成しているために、オ
リフィスを設けたうえで簡潔構成の制御回路で主副の三
方弁を切換操作するのみで所期の目的を達成することが
できる。従って、高価で複雑な演算回路などを設ける必
要性がなく、ドライバビリティの改善に要するコストア
ップが抑制される。

【００３８】一方、請求項２に係る発明においては、エ
ンジンの運転状態に応答して燃料カット弁の開度をデュ
ーティ制御するようにしているために、燃料カット弁の
開度を最適制御して燃料供給復帰時における抜け感を回
避しつつ、再加速応答性を高くすることができるため
に、オットーサイクルエンジンのドライバビリティが大
幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオットーサイクルエンジンの燃料
供給制御装置をＣＮＧエンジンに適用した一実施形態を
示す要部の概略構成図である。

【図２】図１に示した実施形態による燃料カットからの
変化状態を示す車速の特性図である。

【図３】本発明に係るオットーサイクルエンジンの燃料
供給制御装置をＣＮＧエンジンに適用した他の実施形態
を示す要部の概略構成図である。

【図４】図３に示した実施形態による減速運転の判定手
順を例示するフローチャートである。

【図５】図３に示した実施形態による燃料カット弁のデ
ューティ値の設定体順を例示するフローチャートであ
る。

【図６】図３に示した実施形態による再加速の判定手順
を例示するフローチャートである。

【図７】オットーサイクルエンジンの燃料供給制御装置
の従来例を示す要部の概略構成図である。

【図８】図７に示した実施形態による燃料カットからの
変化状態を示す車速の特性図である。

【符号の説明】

１ ミキサ ２ 吸気通路 ３ 燃料供給通路 ４ 燃料カット弁 ５ バキュームタンク ６ 主制御通路 ７ 主三方弁 ９ ドライバ １０ 副制御通路 １１ 副三方弁 １２ 補助通路 １３ オリフィス １４ センサ群 １５ コントロールユニット １６ ドライバ １７ ドライバ １８ スロットル弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 AA01 AB08 BB01 BB10 CB08 DE04S DE11S DF03 DF09 DG06 DG09 EA09 EA11 EA12 EA16 EA22 EA28 EA29 EB00 EB08 EC08 GA12 GA13 HA06Z HB01X HE01Z HF08Z HF12Z HF15Z HF21Z HF26Z HG08Z 3G301 HA01 HA22 JA02 JA03 JA11 KA15 KA16 KA27 LB00 LC01 LC07 LC10 MA25 NA06 NA08 NB11 ND41 NE01 NE03 NE17 PA11Z PE01Z PF01Z PF03Z PF05Z PF06Z PF07Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料供給通路に設けた燃料カット弁をエ
   ンジンの減速運転時に閉弁作動させて燃料カットを行な
   うようにしたオットーサイクルエンジンにおいて、前記
   燃料カット弁のアクチュエータを大気圧との差圧で作動
   するニューマチックアクチュエータで構成し、作動空気
   の供給源から前記アクチュエータに至る主制御通路に主
   三方弁を介装する一方、該主三方弁の第３ポートから大
   気に至る副制御通路に副三方弁を介装し、該副三方弁の
   第３ポートと大気をオリフィスを備えた補助通路を介し
   て接続するとともに、エンジンの運転状態に応答して前
   記主副の三方弁を切換制御するコントロールユニットを
   設けたことを特徴とするオットーサイクルエンジンの燃
   料供給制御装置。
2. 【請求項２】 燃料供給通路に設けた燃料カット弁をエ
   ンジンの減速運転時に閉弁作動させて燃料カットを行な
   うようにしたオットーサイクルエンジンにおいて、前記
   燃料カット弁のアクチュエータをデューティソレノイド
   で構成するとともに、エンジンの運転状態に応答して前
   記デューティソレノイドを介して燃料カット弁の開度を
   可変制御するコントロールユニットを設けたことを特徴
   とするオットーサイクルエンジンの燃料供給制御装置。