JPWO2014002687A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

燃料カット制御中の車両減速率が、内燃機関（１）の回転抵抗に基づいて算出される急減速判定値よりも大きくなった場合に、車両が急減速状態であると判定する。急減速判定値は、内燃機関（１）の回転抵抗が大きくなるほど小さくなるように設定される。内燃機関（１）の回転抵抗は、車速が低いほど、また変速比が大きいほど大きくなる。これにより高車速側の減速時には、燃料カット制御の開始時に発生する前後方向振動に起因する急減速の誤判定を防止することができると共に、低車速側の減速時には内燃機関（１）が停止しないように急減速の判定を実施して燃料カット制御を終了させることができる。

Description

本発明は、車両の減速時に急減速判定を実施する内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、車両の減速時に、車速の変化率が予め設定された所定の判定値以上となると、車両が急減速状態であると判定し、内燃機関への燃料供給を停止する燃料カットを行っている場合には、この燃料カットを停止するようにした技術が開示されている。

ここで、燃料カットを行う場合、燃料カットの開始時に内燃機関のトルクが正転から逆転に変化することになるため、パワートレイン系に回転変動が発生し、この回転変動に起因して車両が前後方向に振動（前後方向振動）することになる。つまり、この前後方向振動により、車速の変化率が変動することになる。

しかしながら、特許文献１では、燃料カット開始時に発生する上記前後方向振動を考慮していないため、燃料カット開始時に発生する前後方向振動によって車速の変化率が大きくなると、実際は急減速していないにもかかわらず急減速と誤判定してしまう虞がある。

特開２００９−１９５８７号公報

本発明は、燃料カット制御中に車両の減速状態が急減速と判定されると燃料カット制御を中止する内燃機関の制御装置において、車両の減速率が内燃機関の回転抵抗に応じて算出された急減速判定値よりも大きくなると急減速と判定し、上記急減速判定値は、上記内燃機関の回転抵抗が大きくなるほど小さくなるよう設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、燃料カット制御を開始可能な高車速側の減速時には、燃料カット制御開始時に発生する前後方向振動を考慮した急減速判定が行われ、燃料カット制御が開始されない低車速側の減速時には、上記前後方向振動を考慮せずに急減速判定が行われるため、上記前後方向振動に起因する急減速の誤判定を防止することができると共に、減速時に内燃機関が停止してしまうことを防止することができる。

本発明が適用される内燃機関の全体構成を示すシステム図。 ブレーキオン時の車速と機関回転速度の変化率の相関を模式的に示した説明図。 ブレーキオン時の車速と急減速判定値の相関を模式的に示した説明図。 機関回転速度が同一で、ブレーキオン時の車速が異なる場合の急減速判定を並べて示したタイミングチャート。 車両の急減速判定の制御の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用される内燃機関１の全体構成を示すシステム図である。

内燃機関１は、駆動源として自動車等の車両に搭載されるものであって、トルクコンバータ２を介してＣＶＴ（無段変速機）３が接続されている。ＣＶＴ３は、図示せぬ終減速装置を介し、駆動輪４、４に動力を伝達している。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ（図示せず）を有するものであって、コントロールユニット５によって、このロックアップクラッチの締結／解放が制御される。車速と機関回転速度から決まる所定のロックアップ締結条件が成立すると上記ロックアップクラッチを締結するロックアップ制御を実施し、車速と機関回転速度から決まる所定のロックアップ解除条件が成立すると、ロックアップ制御を終了して上記ロックアップクラッチを解放する。

コントロールユニット５は、車両速度（車速）を検知する車速センサ６、吸入空気量を検知するエアフローメータ７、クランクシャフト（図示せず）のクランク角を検出するクランク角センサ８、アクセルペダル（図示せず）の踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ９、ブレーキペダル（図示せず）のＯＮ−ＯＦＦを検知するブレーキペダルセンサ１０等のセンサ類の信号が入力されている。

コントロールユニット５は、これらの検出信号に基づいて、内燃機関１の点火時期や空燃比等の制御を実施すると共に、所定の燃料カット条件が成立すると、内燃機関１への燃料供給を停止する燃料カット制御を実施し、所定の燃料カット解除条件が成立すると燃料カット制御を終了する。燃料カット条件は、例えば、アクセル開度が所定開度以下で、機関回転速度が所定の燃料カット回転速度以上で、かつ車速が所定の燃料カット速度以上のときに成立する。燃料カット解除条件は、例えば、アクセル開度が所定開度以上、機関回転速度が所定の燃料カットリカバー回転速度以下、車速が所定の燃料カットリカバー速度以下のいずれかの条件が満たされたときに成立する。

そして、燃料カット制御中に、ブレーキペダルが踏み込まれると（ブレーキオンとなると）、車速の変化率もしくは機関回転速度の変化率である車両の減速率（車両減速率）と、車速及び変速比に応じた内燃機関１の回転抵抗に基づいて算出される急減速判定値と、を用いて車両が急減速状態であるか否かを判定する。

ここで、燃料カット制御の開始時には、内燃機関１のトルクが正転から逆転に変化することに起因して、上述したように前後方向振動が発生するため、この上下方向振動の影響で車両減速率が大きくなり、急減速と誤判定される可能性がある。

このような前後方向振動による急減速の誤判定を回避するために、急減速判定値に余裕をもたせると（大きくすると）、車両が急減速したときに、急減速と判定されるまでの時間が長くなってしまい、内燃機関１が停止してしまう可能性が相対的に高くなる。

車速が高い運転領域では、実際に急減速が起こっても比較的緩やかに機関回転速度が低下するので、上記急減速判定値に余裕をもたせたとしても、急減速の判定が遅れて内燃機関１が停止してしまうことはない。一方、燃料カット制御が開始されることのない低車速では、上記前後方向振動が発生しないので、上記急減速判定値に余裕をもたせる必要はなく、また素早く急減速の判定を行わないと内燃機１関が停止してしまうことになる。

また、車両減速時の車両減速率は、内燃機関１の回転抵抗と相関があり、内燃機関１の回転抵抗が大きくなるほど、車両減速率は大きくなる。内燃機関１の回転抵抗は、車速が低いほど、また変速比が大きいほど大きくなる。つまり、内燃機関１の回転抵抗が大きくなるほど、内燃機関が停止する可能性が高くなる。

そこで、燃料カット制御中の車両減速率が、内燃機関１の回転抵抗に基づいて算出される急減速判定値よりも大きくなった場合に、車両が急減速状態であると判定する。急減速判定値は、内燃機関１の回転抵抗が大きくなるほど小さくなるように設定される。

変速機がＣＶＴの場合には、車速と変速比が一義的に決まるので、図２に示すように、ブレーキオン時の車速が低いほど車両減速率が大きくなる。そこで、変速機がＣＶＴの場合には、図３に示すように、ブレーキオン時の車速が低いほど急減速判定値が小さくなるように設定される。

詳述すると、本実施例では、ブレーキオン時の車速が燃料カット制御を開始可能な車速Ｖ１以上の領域では、急減速判定値が、上記前後方向振動時の車両減速率（例えば、ＣＶＴ３の出力軸の回転速度の変化率）ΔＲ２よりも大きいΔＲ１に設定され、ブレーキオン時の車速が燃料カット制御が開始されない上記車速Ｖ１未満の領域では、ブレーキオン時の車速がＶ０以下ではΔＲ２よりも小さいΔＲ３に設定され、ブレーキオン時の車速がＶ０〜Ｖ１の間では、ブレーキオン時の車速がＶ０より大きくなるほど大きくなり、ブレーキオン時の車速がＶ１のときΔＲ１となるように設定されている。なお、上記前後方向振動時の車両減速率ΔＲ２は、例えば予め実験等で求めた前後方向振動時の車両減速率に基づいて設定される。

また、上述した実施例では、急減速判定値が車速に応じて連続的に変化するように設定されているが、ブレーキオン時の車速がＶ１を境に、急減速判定値を段階的に変化するように設定してもよい。詳述すると、ブレーキオン時の車速がＶ１以上の場合には、急減速判定値をΔＲ２よりも大きい所定値ΔＲ１とし、ブレーキオン時の車速がＶ１より小さい場合には、急減速判定値をΔＲ２よりも小さい所定値ΔＲ３としてもよい。

図４は、機関回転速度が同一で、ブレーキオン時の車速が異なる場合の急減速判定の状況を示すタイミングチャートである。この図４において、実線で示す特性線Ａ１、Ａ２はブレーキオン時の車速がＶ１以上の車速Ｖａで急減速判定値がΔＲ１の場合を示し、破線で示す特性線Ｂ１、Ｂ２はブレーキオン時の車速がＶ０以下の車速Ｖｂで急減速判定値がΔＲ３の場合を示している。この図４に示すように、ブレーキオン時（時刻ｔ０）の機関回転速度が同一であっても、ブレーキオン時の車速が低いほど、減速時の機関回転速度の変化率が大きくなる。従って、特性線Ｂ１の全体的な傾きの傾向を示す直線Ｂ３（破線）の傾きは、特性線Ａ１の全体的な傾きの傾向を示す直線Ａ３（実線）の傾きよりも大きくなる。

そして、ブレーキオン時の車速が低いほど、急減速判定値が小さく設定されるため、ブレーキオン時の車速がＶｂの場合には時刻ｔ１のタイミングで急減速と判定され、ブレーキオン時の車速がＶａの場合には時刻ｔ２のタイミングで急減速と判定されることになる。つまり、ブレーキオン時（時刻ｔ０）の車速が低いほど、ブレーキオン時（時刻ｔ０）からより短い時間で急減速と判定されることになる。

車両が急減速状態と判定されると、燃料カット制御を終了（燃料カットリカバー）し、ロックアップ制御中であれば上記ロックアップクラッチを解放してロックアップ制御を終了する。

このように、ブレーキオン時の車速が低くなるほど急減速判定値が小さくなるように設定することで、燃料カット制御を開始可能な高車速側の減速時には、燃料カット制御開始時に発生する上記前後方向振動を考慮した急減速判定が行われ、燃料カット制御が開始されない低車速側の減速時には、上記前後方向振動を考慮せずに急減速判定が行われるため、高車速側の減速時には上記前後方向振動に起因する急減速の誤判定を防止することができると共に、低車速側の減速時には内燃機関１が停止しないように急減速の判定を実施して燃料カット制御を終了させることができる。

図５は、上述した実施例における車両の急減速判定の制御の流れを示すフローチャートである。

Ｓ１では、内燃機関１の回転抵抗に基づいて急減速判定値を算出する。Ｓ２では、車両減速率が急減速判定値よりも大きいか否かを判定し、大きい場合には車両が急減速状態であると判定してＳ３へ進む。Ｓ３では、燃料カット制御を終了（燃料カットリカバー）し、上記ロックアップクラッチを解放しロックアップ制御を終了する。

上述した実施例では、変速機としてＣＶＴ３を用いているが、変速機は自動変速機や手動変速機であってもよい。

変速機が自動変速機の場合には、車速と変速比から算出された回転抵抗に応じて急減速判定値が算出される。このとき、車速が同じであっても、低いギヤ段（変速比が大きいギヤ段）の方が算出される回転抵抗が大きくなる。

変速機が手動変速機の場合には、例えば現在の変速段を検知可能なシフト位置検出手段を備えるなどして、変速比が検知可能であれば、車速と変速比から算出された回転抵抗に応じて急減速判定値が算出可能となる。

また、急減速判定値は、内燃機関１の補機負荷に応じて補正するようにしてもよい。すなわち、補機負荷が大きいほど、内燃機関１の回転抵抗に基づいて算出された急減速判定値を小さくなるように補正することで、減速時に車速の低下により内燃機関１が停止してしまうことをより効果的に回避することが可能となる。

Claims (6)

1. 車両に搭載された内燃機関と、上記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実施する燃料カット制御手段と、上記燃料カット制御中の車両の減速状態を判定する減速状態判定手段と、を有し、車両の減速状態が急減速と判定されると上記燃料カット制御を中止する内燃機関の制御装置において、
   上記減速状態判定手段は、上記車両の減速率が上記内燃機関の回転抵抗に応じて算出された急減速判定値よりも大きくなると急減速と判定し、
   上記急減速判定値は、上記内燃機関の回転抵抗が大きくなるほど小さくなるよう設定されている内燃機関の制御装置。
2. 上記回転抵抗は、車速と上記車両に搭載された変速機の変速比に応じて設定されている請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 上記回転抵抗は、車速が低いほど大きくなり、上記変速機の変速比が大きいほど大きくなる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 上記車両に変速機として無段変速機が搭載され、上記回転抵抗が車速に応じて設定されている請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 上記急減速判定値は、内燃機関の補機負荷に応じて補正される請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
6. 上記車両減速率は、上記内燃機関の機関回転速度の変化率あるいは車速の変化率である請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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