JPH09158751A - 車両用内燃機関の出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料供給を停止して、その後、供給を再開す
る時に必要最小限の燃料を供給することが可能な内燃機
関の出力制御装置を提供すること。 【解決手段】 現在の車速から目標エンジン回転数を算
出し、目標エンジン回転数におけるエンジン駆動抵抗Ｔ
ｆ、逆駆動力Ｔｒを算出し、エンジン駆動抵抗Ｔｆと逆
駆動力Ｔｒから要求エンジントルクを算出する。そし
て、要求エンジントルクを発生することのできる稼働気
筒数を選定し、さらにＩＳＣＶ８を調整してトルク調整
をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用内燃機関の出
力制御装置、特に、減速時に流体を介した係合により変
速機と連結される内燃機関の出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】減速時の燃費を低減するために、減速時
に、ある回転数、あるいは、ある車速の間で、燃料の供
給を停止することがいろいろ考えられていて、例えば、
全気筒を２グループに分け、減速時に機関回転数が第１
の所定回転数までは全気筒燃料供給を停止し、第１の所
定回転数から第１の所定回転数よりも低い第２の所定回
転数までは、一方のグループのみに燃料を供給して稼働
せしめ、第２の所定回転数よりも低い範囲では全気筒運
転をおこなうようにした装置が公知である（特開昭５７
−１４０５２９号公報参照）。

【０００３】ところで、ロックアップ機構付きの自動変
速機に連結された内燃機関の場合、減速時には、機関の
振動が変速機に伝達されるのを遮断するためにロックア
ップを解除することが多い。したがって、このようにロ
ックアップを解除して減速している時に、全気筒への燃
料供給停止をおこなうと駆動輪からの逆駆動力は直接で
はなくて流体を介して作用するのみであるので、機関の
回転数は急速に低下していき、燃料供給再開回転数に達
したところで燃料の供給が再開される。したがって、手
動変速機に連結された場合にくらべると燃料供給停止の
期間が短くなるという不利さがある。そこで、上記のよ
うに、減速時にロックアップを解除して減速する場合の
燃費をさらに低減する装置の開発が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロックアッ
プを解除して、すなわち、流体を介した係合により変速
機と連結された状態で減速している場合でも、内燃機関
には車両側からの逆駆動力が入力されている。したがっ
て、燃料の供給を再開するときには、機関自体および補
機類を駆動するための抵抗から、上記の逆駆動力を差し
引いた出力を与えてやれば機関は停止せずに回転し続け
ることができる。しかしながら、上記公報の装置を含め
て、従来の装置においては、この点に着目したものはな
く、燃料供給再開時に必要以上の出力を供給しており、
その分、燃費の低減が充分におこなわれていなかった。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、燃料供給を停止
して、その後供給を再開する時に必要最小限の燃料を供
給することが可能な内燃機関の出力制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、減速時に流体を介した係合により変速機と結合され
る車両用内燃機関の出力制御装置であって、予め定めた
第１の走行状態まで減速されたときに予め定めた気筒の
稼働を停止し、さらに減速されて第２の走行状態になっ
たときに前記稼働を停止した気筒の内の少なくとも一部
の稼働を再開し、前記再開後の出力を、予め定めた目標
出力から車両側から入力される逆駆動力を差し引いた所
要出力に制御することを特徴とする車両用内燃機関の出
力制御装置が提供される。この様に構成された車両用内
燃機関の出力制御装置では、稼働を停止した気筒の稼働
を再開するときに、目標出力から車両側からの逆駆動力
の分を差し引いた出力のみ与えることができ必要以上の
出力が供給されることが防止される。

【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、前記稼働再開時には全気筒を稼働し各気筒の
出力が均等になるように制御して前記出力を得るように
した車両用内燃機関の出力制御装置が提供される。この
様に構成された車両用内燃機関の出力制御装置では、稼
働再開時に各気筒間の出力が均等になるようにしながら
所要の出力が発生せしめられる。

【０００８】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、前記稼働再開時には稼働気筒数を調製するこ
とによって前記所要出力を得ることを特徴とする請求項
１に記載の車両用内燃機関の出力制御装置が提供され
る。この様に構成された車両用内燃機関の出力制御装置
では、稼働再開時に出力は稼働気筒の数を増減すること
で調製される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を説明する。本発明が適用された機関の構成を
示す図である。図１は本発明の実施の形態の全体の構成
を模式的に示した図であって、１はＶ型８気筒タイプの
エンジンを示している。エンジン１にサージタンク２を
介して吸気管３が取り付けられ吸気管３の上流にはエア
クリーナ４が取り付けられている。また吸気管３には吸
気の流れを絞るスロットル弁５、その開度を検出するス
ロットル開度センサ６が取り付けられている。また、吸
気管３には更にスロットル弁５が閉じられるアイドル運
転時にスロットル弁５をバイパスして空気を供給するた
めのバイパス通路７が、その量を調節するためのアイド
ルスピードコントロールバルブ（以下ＩＳＣＶという）
８を、途中に介装して付設されている。

【００１０】またエンジン１には各気筒の吸気ポート
（図示しない）に燃料を供給する燃料噴射弁９が取り付
けられている他、エンジン回転数を検出するエンジンス
ピードセンサ１０、エンジンの冷却水温を検出する水温
センサ１１が取り付けられている。

【００１１】２０は自動変速機であってトルクコンバー
タ３０と変速機構部４０から成る。トルクコンバータ３
０のポンプインペラ３１はフロントカバ−３２を介して
エンジン１のクランク軸（図示されない）に結合されて
おり常にエンジン１と同じ回転をする。一方、ポンプイ
ンペラ３１と流体流を介して流体結合されるタービン３
３はトルクコンバータ出力軸３４に結合されるている
が、トルクコンバータ出力軸３４にはロックアッププレ
ート３５も取り付けられており、ロックアッププレート
３５を選択的にフロントカバ−３２に押しつけて摩擦係
合させることにより、トルクコンバータ出力軸３３とエ
ンジン１のクランク軸（図示されない）を流体流を介さ
ずに直接結合することもできる。

【００１２】なお、オイルポンプ（図示しない）から圧
送された作動油を矢印Ａのようにタービン３３とステー
タ３６の間から導入しロックアッププレート３５のター
ビン側の圧力をフロントカバ−３２側の圧力よりも高め
ることによってロックアッププレート３５をフロントカ
バ−３２に摩擦係合せしめられ、逆に作動油を矢印Ｂの
ようにフロントカバ−３２とロックアッププレート３５
の間から導入しロックアッププレート３５のフロントカ
バ−３２側の圧力をタービン側の圧力よりも高めること
によってポンプインペラ３１とタービン３３を流体流を
介して流体結合せしめられるが、導入経路を上記の間で
切り換えのは変速機部４０の下部のオイルパン４１の内
部に設けられたソレノイドバルブ４２のバルブ位置を電
子制御ユニット（以下ＥＣＵという）５０からの信号で
切り換えることによりおこなわれる。

【００１３】なお、変速機部４０には変速機部４０の入
力軸の回転速度（＝トルクコンバータ出力軸３３の回転
速度）を検出する変速機入力軸回転センサ４３および車
速を検出するための変速機出力軸回転センサ４４が取り
付けられている。

【００１４】一方、ＥＣＵ５０は、デジタルコンピュー
タからなり、相互に接続された入力インターフェイス回
路５１、ＡＤ変換器５２、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）５３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５４、エ
ンジン停止時にも読み込み値を記憶し続けるバックアッ
プＲＡＭ５４ａ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５５、
出力インターフェイス回路５６を具備している。

【００１５】ＥＣＵ５０のＣＰＵ５３には、スロットル
開度センサ６、エンジンスピードセンサ１０、水温セン
サ１１、変速機入力軸回転センサ４３、変速機出力軸回
転センサ４４からの出力信号、さらに、特に図示しない
が、電気負荷信号、エアコンのＯＮ、ＯＦＦを示す信号
等が、入力インターフェイス回路５１を経て、あるい
は、必要に応じて、さらにＡＤ変換器５２を介して入力
される。そして、本発明による出力制御、その他、点火
時期の制御等の各種の制御をおこなうための制御信号が
演算されその結果は出力インターフェイス５６を経て出
力される。

【００１６】図２は上記のように構成された実施の形態
における制御の概念を示す図であって、一定速度で走行
している状態からアクセルを離して減速する場合を示し
てある。 （１）まず、車両がＤ₀ 点で定常走行状態から減速状態
になると、フロントカバ−３２とロックアッププレート
３５は離間せしめられ、ロックアップＯＦＦにされ、エ
ンジン１のクランクシャフトと変速機の入力軸は流体伝
達を介した連結にされるが、エンジンには全気筒へ燃料
が供給されている。アクセルが離されているのでスロッ
トル弁５は全閉となっており空気はバイパス通路７を通
って供給されている。 （２）エンジン１の回転数が予め定めた燃料供給停止回
転数Ｎ_FCになったＤ₁ 点から全気筒への燃料の供給を停
止する。その結果、エンジン１は一点鎖線に示されるよ
うに回転をさらに下げるが、このとき、車両の惰行によ
る逆駆動力の入力は流体伝達を介しているために、エン
ジン１のクランクシャフトと変速機の入力軸が直結で連
結された場合より、回転数の下がり方は速い。 （３）そして、エンジン１の回転数が予め定めた燃料供
給再開回転数Ｎ_RT以下になると燃料の供給が再開される
（Ｄ₂ 点）。この値は、これ以上さがってから復帰させ
るエンストをおこしたり、ドライバビリティが悪化した
りする回転数から設定される。

【００１７】図３は上記の概念に則って、減速中にロッ
クアップ解除して、ある回転数から全気筒の燃料供給停
止をおこない、また別のある回転数から少なくとも一部
気筒に燃料供給の再開をする制御を実行するためのフロ
ーチャートである。この制御はＥＣＵ５０のメインルー
チンでおこなわれる。まず、ステップ１ではスロットル
開度ＴＡが０（スロットルが全閉）かどうかから現在減
速中であるかどうかを判断する。減速中であれば、ステ
ップ２に進み、ロックアップフラグＦＬＵが１であるか
どうか、すなわちロックアップ中かどうかを判定する。
ロックアップ中であればステップ３に進みロックアップ
フラグＦＬＵ＝０にしてロックアップ解除してから、ロ
ックアップが解除されていれば、そのままステップ４に
進む。

【００１８】ステップ４では、エンジン回転数ＮＥが全
気筒の燃料供給停止をおこなう回転数Ｎ_FCと燃料供給を
再開する回転数Ｎ_RTの間にあるかどうか、すなわち、全
気筒燃料供給停止範囲かどうかを判定する。その結果、
全気筒燃料供給停止領域であればステップ５に進んで全
気筒燃料供給停止フラグＦＡＦＣを１にして全気筒燃料
供給停止処理をおこない終了する。逆に、全気筒燃料供
給停止範囲でなければステップ６に進みエンジン回転数
ＮＥが、少なくとも一部の気筒について燃料供給を再開
する回転数以下になったかどうか、すなわち、部分気筒
についてのみ燃料供給する部分気筒燃料供給領域である
かどうかを判定する。

【００１９】ステップ６で部分気筒燃料供給領域である
と判定された場合にはステップ７に進み、部分気筒燃料
供給処理をおこない終了し、逆に、部分気筒燃料供給領
域でないと判定された場合にはステップ８に進み全気筒
燃料供給停止フラグＦＡＦＣをクリアして終了する。一
方、ステップ１で減速中でないと判断された場合には、
ロックアップ領域か否かを判定し、ロックアップ領域で
あって、ロックアップされていなければロックアップを
して終了する（ステップ９からステップ１１）。

【００２０】次に、図３のフローチャートのステップ７
により実行される部分気筒燃料供給処理の内容を説明す
る。ところで、車両が減速しているときには、車両の惰
行により、自動変速機の変速機構部分、トルクコンバー
タを介してエンジンを駆動しようとする逆駆動力Ｔｒが
流体伝達を介して機関に入力されており、一方、機関側
には機関のピストンの往復、クランクシャフトやカムシ
ャフトの回転による抵抗、補機による駆動抵抗などの機
関駆動抵抗Ｔｆがある。したがって、燃料を供給してエ
ンジンが発生する出力をＴｅｎｇとすれば、 Ｔｅｎｇ＞Ｔｆ−Ｔｒ の条件をみたしたときにエンジンは回転を続けることが
できる。

【００２１】図４は回転数に対する機関および機関に連
結された補機をまわすための機関駆動抵抗Ｔｆの変化を
示しており、図示されるようにエアコンＯＮ、電気負荷
ＯＮの場合と（図中実線で示す）、エアコンＯＦＦ、電
気負荷ＯＦＦの場合（図中--線で示す）とでかなり値が
異なる。そして、予め実験によってもとめた両方のケー
スの値がＲＯＭ５５に記憶されている。

【００２２】図５はトルクコンバータ３０のポンプイン
ペラ３１の回転数Ｎｐ（エンジンスピードセンサ１０が
検出する値）とタービン３３の回転数Ｎｔ（変速機入力
軸回転センサ４３が検出する値）の差と、車両の惰行に
よる逆駆動力Ｔｒの関係を示した図であって、予め実験
によってもとめた値がＲＯＭ５５に記憶されている。図
６は逆駆動力Ｔｒを変速機出力軸回転センサ４４の検出
した値から演算される各ギア段での速度Ｖに応じてしめ
したもので、この値を予め実験によってもとめＲＯＭ５
５に記憶しておいてもよい。

【００２３】図７は、稼働気筒数を決定するためのマッ
プであって、ＩＳＣＶ８の制御によって、エンジンが発
生しうるトルクの範囲を示したものである。この図によ
れば、例えば、Ｔｅｎｇ１のトルクは６気筒でも、５気
筒でも、４気筒でも、３気筒でも得ることが可能である
ことを示しているが、稼働気筒数の決定は要求される発
生トルクの他に、振動、騒音、エミッション等を考慮し
ておこなわれる。稼働気筒数を決定した後、要求される
トルクが得られるように、ＩＳＣＶ８が調整される。図
８は、４気筒稼働の場合の要求発生トルクを得るための
ＩＳＣＶの開度を示しているが、各稼働気筒数毎にこの
様なマップが記憶されている。

【００２４】なお、この実施の形態ではエンジンの吸気
弁および排気弁は燃料の供給の有無にかかわらず常に開
閉をおこなっており、また、一般に、稼働気筒数が多い
程、振動が少なく、ドライバビリティがよく、また稼働
気筒数が少ない程、ＩＳＣＶ開度が最も大きくなるので
ポンピングロスが最小となり燃費がよい。

【００２５】図９は上記のようにしておこなう部分気筒
燃料停止処理を実行する第１の実施の形態における制御
のフローチャートである。まず、予め、ＥＣＵ５０のＲ
ＯＭ５５に図２の太い実線のような、車速に対する目標
エンジン回転数を予め記憶しておく。なお、この目標エ
ンジン回転数はエンストやドライバビリティを考慮して
設定される。そして、制御が開始されると、ステップ７
１で、上記のマップを参照して現在の車速から目標エン
ジン回転数を算出し、ステップ７２でステップ７１で算
出した目標エンジン回転数の時の機関駆動抵抗Ｔｆを算
出する。この時の機関駆動抵抗が目標出力となる。ステ
ップ７３でトルクコンバータ出力軸回転数と目標エンジ
ン回転数との差、すなわち、トルクコンバータの前後回
転回転数の差から前述の逆駆動力Ｔｒを算出し、ステッ
プ７４では機関駆動抵抗Ｔｆと逆駆動力Ｔｒを差し引く
ことにより目標エンジン回転数で回転を維持するのに必
要な要求機関発生トルクＴｅｎｇを算出する。そして、
ステップ７５で要求エンジン発生トルクＴｅｎｇをもと
に稼働気筒数を選定し、ステップ７６でさらに吸入空気
量によるトルク調整をおこなって終了する。

【００２６】なお、図２に示したのは、燃料消費量を重
視した目標エンジン回転数であるが、ドライバビリティ
を良くするために、稼働気筒数と吸入空気量の調製範囲
でより高い目標エンジン回転数を設定することも可能で
ある。ただし、その場合は、高くなればなるほど燃料消
費低減効果は小さくなり、減速度も小さくなる。

【００２７】次に、上記の実施の形態の変形例について
説明する。この変形例では稼働気筒数の算出や、各稼働
気筒数でのトルク制御を、トルクコンバータの入出力軸
回転数差をパラメータにしておこなうものであって、あ
るトルクコンバータの入出力軸回転数差に対しては、対
応する稼働気筒数と、ＩＳＣＶの開度を予め決めておく
ものであって図１０はトルクコンバータの入出力軸回転
数差に対する稼働気筒数を示しており、図１１はＩＳＣ
Ｖの開度を示している。例えば、トルクコンバータの入
出力軸回転数差がΔＮ１の時には稼働気筒数は４個にさ
れ、そのときのＩＳＣＶの開度は図１１のようにして求
められる。

【００２８】したがって、稼働気筒数の選択の余地はな
くなるが、前述の実施の形態にくらべると計算時間がは
やいという利点がある。なお、トルクコンバータの入出
力軸回転数差のかわりにトルクコンバータのタービンの
回転数、すなわち変速機の入力軸回転数をパラメータと
してもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、減速時に流体を介した
係合により変速機と連結される車両用内燃機関の出力制
御装置において、稼働を停止して、再開するときに、必
要最低限の出力を供給することが可能であり、必要以上
の燃料の供給が防止され、その分、燃費の低減が最大限
におこなわれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の作動を説明するタイミングチャートで
ある。

【図３】本発明の制御をおこなうメインルーチンのフロ
ーチャートである。

【図４】エンジンおよび補機の駆動抵抗を示す図であ
る。

【図５】トルクコンバータのタービンとインペラの回転
数の差と、逆駆動力の関係を示す図である。

【図６】車速と逆駆動力の関係を示す図である。

【図７】アイドル時にエンジンが発生しうるトルクの範
囲を稼働気筒数毎に示した図である。

【図８】ある稼働気筒数におけるエンジン出力トルクと
ＩＳＣＶ開度の関係を示した図である。

【図９】本発明の一実施の形態における部分気筒燃料供
給処理のフローチャートである。

【図１０】変形例におけるトルクコンバータの入出力軸
回転数差とそれに対応する稼働気筒数を示したものであ
る。

【図１１】変形例におけるトルクコンバータの入出力軸
回転数差とそれに対応するＩＳＣＶの開度を示したもの
である。

【符号の説明】

１…エンジン ３…吸気管 ５…スロットル弁 ６…スロットル開度センサ ７…バイパス通路 ８…アイドルスピードコンチロールバルブ（ＩＳＣＶ） ９…燃料噴射弁 １０…エンジン回転センサ １１…水温センサ ２０…自動変速機 ３０…トルクコンバータ ３１…ポンプインペラ ３２…フロントカバー ３３…タービン ３４…トルクコンバータ出力軸 ３５…ロックアッププレート ４０…変速機部 ４２…ソレノイドバルブ ４３…変速機入力軸回転センサ ４４…変速機出力軸回転センサ ５０…電子制御ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減速時に流体を介した係合により変速機
   と結合される車両用内燃機関の出力制御装置であって、 予め定めた第１の走行状態まで減速されたときに予め定
   めた気筒の稼働を停止し、 さらに減速されて第２の走行状態になったときに前記稼
   働を停止した気筒の内の少なくとも一部の稼働を再開
   し、 前記再開後の出力を、予め定めた目標出力から車両側か
   ら入力される逆駆動力を差し引いた出力に制御すること
   を特徴とする車両用内燃機関の出力制御装置。
2. 【請求項２】 前記稼働再開時には全気筒を稼働し各気
   筒の出力が均等になるように制御して前記所要出力を得
   ることを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の
   出力制御装置。
3. 【請求項３】 前記稼働再開時には稼働気筒数を増減す
   ることによって前記所要出力を得ることを特徴とする請
   求項１に記載の車両用内燃機関の出力制御装置。