JP2003293829A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速時に外部負荷装置からエンジンに外部負
荷がかけられている場合でも、手動変速機の変速操作性
を低下させることなく、燃料カットを実行することがで
きる手段を提供する。 【解決手段】 減速時に燃料カットを行うエンジンと手
動変速機とを備えたパワートレインにおいては、車両が
減速状態にあるときに、エンジン回転数が所定の燃料カ
ット回転数を下回っている状態が所定の遅延時間だけ継
続して検出されたときに、エンジンへの燃料供給を停止
する燃料カットが開始される。ここで、遅延時間は、エ
アコン、パワーステアリング装置、オルタネータ等の外
部負荷装置からエンジンにかけられる負荷が大きいとき
ほど、大きい値に設定される。これにより、エンジンに
外部負荷がかけられている場合でも、手動変速機の変速
操作性を低下させることなく、燃料カットを実行するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減速時に、所定の
遅延時間だけ待機した後で燃料カットを実行するように
なっているエンジンの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用のエンジンにおいては、
減速時には、基本的には、エンジンはトルクを出力する
必要はない。そこで、減速時において、エンジン回転数
が所定の燃料カット回転数以下になったときには、燃焼
室への燃料の供給を停止して燃料カットを行い、燃費性
能を高めるとともにエミッション性能の向上を図るよう
にしたエンジンが、従来、広く用いられている（例え
ば、特開昭６３−１８６９４１号公報参照）。ただし、
減速時において燃料カットを行っているときに、エンジ
ン回転数があまり低くなると、回転安定性が悪くなり、
エンストが生じるおそれがあるので、エンジン回転数が
所定の燃料復帰回転数まで低下したときには、燃焼室へ
の燃料の供給が再開される。

【０００３】なお、前記の特開昭６３−１８６９４１号
公報に開示されたエンジンでは、所定の遅延時間経過後
に燃料カットを開始させ、かつスロットル開度が大きい
ときほど、この遅延時間を短くすることにより、吸気量
の減少に対する燃料供給量の減少の遅れに起因する空燃
比のリッチ化を防止して、失火の発生を防止するように
している。

【０００４】また、手動変速機（マニュアルトランスミ
ッション）を備えたパワートレインないし車両では、減
速時においてエンジン回転数が低下したときには、通
常、運転者はノッキングを回避するために、あるいはこ
の減速終了後の加速に備えて、変速段をより低速段に切
り替える（シフトダウンする）。したがって、手動変速
機を備え、減速時に燃料カットを実行するようにしたエ
ンジンにおいては、減速時には、普通、燃料カットが実
行される一方、変速段が低速段にシフトダウンされるこ
とになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にエン
ジンには、基本的にはクランク軸によって駆動される各
種補機、例えば、エアコンのコンプレッサ、パワーステ
アリング装置のオイルポンプ、オルタネータ等が設けら
れる。これらの補機は、エンジンに対して外部から負荷
を与える外部負荷装置である。そして、手動変速機を備
え、減速時に燃料カットを実行するようにしたエンジン
において、補機ないし外部負荷装置がエンジンに外部負
荷をかけている場合、減速時に燃料カットを実行する
と、エンジン回転数が急低下することになる。そして、
これと並行して、運転者が手動変速機をシフトダウンさ
せると、エンジン回転数が急低下しているので、クラッ
チを合わせにくくなり、変速操作性が非常に悪くなると
いった問題がある。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、減速時に燃料カットを行うエ
ンジンと手動変速機とを備えたパワートレインないし車
両に対して、減速時に、補機等ないし外部負荷装置によ
りエンジンに外部負荷がかけられている場合でも、手動
変速機の変速操作性を低下させることなく、燃料カット
を実行することができる手段を提供することを解決すべ
き課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明にかかるエンジンの制御装置は、
（ｉ）車両（手動変速機を備えている）が減速状態にあ
ることを検出する減速状態検出手段と、（ii）車両が減
速状態にあるときにおいて、エンジン回転数が所定の燃
料カット回転数を下回っている状態が所定の遅延時間だ
け継続して検出されたときに、エンジンへの燃料供給を
停止する燃料カット手段と、（iii）エンジンの外部負
荷の大きさを示す値（以下、「外部負荷値」という。）
を検出する外部負荷検出手段と、（iv）外部負荷値が大
きいときほど、遅延時間を大きい値に設定する遅延時間
設定手段とが設けられていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】すなわち、このエンジンの制御装置は、手
動変速機を備えた車両（ＭＴ車）において、エアコンの
コンプレッサ等の外部負荷装置が作動しているときの、
燃料カットに伴う変速操作性の悪化を防止すべく、外部
負荷値が大きいときほど、上記遅延時間を長くする点に
特徴がある。

【０００９】かくして、このエンジンの制御装置によれ
ば、外部負荷値が大きいときほど、遅延時間が大きくな
る。すなわち、外部負荷値に応じて設定される遅延時間
経過後に燃料カットが開始されるので、外部負荷値が大
きいときに燃料カットを行ったとしても、エンジン回転
数の急低下を防止することができ、手動変速機の変速操
作性を良好に維持することができる。

【００１０】上記エンジンの制御装置においては、変速
機（手動変速機）のギア比（変速段）を検出するギア比
検出手段が設けられ、ギア比検出手段によって検出され
たギア比が最低値（最低速段ないし１速）であるときに
は、遅延時間設定手段による外部負荷値に応じた遅延時
間の設定が禁止されるようになっているのが好ましい。
変速機が最低値であるときには、これ以上シフトダウン
を行うことはありえないので、ことさら変速操作性を高
めるために遅延時間を設ける必要はないからである。

【００１１】上記エンジンの制御装置においては、エン
ジン回転数が、所定の燃料カット禁止回転数（燃料復帰
回転数）以下となったときには、エンジンへの燃料供給
が再開されるようになっているのが好ましい。エンジン
回転数が燃料カット禁止回転数以下となったときにはエ
ンストが発生するおそれがあるからである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１に示すように、パワートレインＰ
は、実質的に、エンジン１と手動変速機２（マニュアル
トランスミッション）とで構成されている。そして、エ
ンジン１と手動変速機３との間には、クラッチ５が介設
されている。クラッチ５は、クラッチペダル（図示せ
ず）の操作に連動して、エンジン１のクランク軸３と手
動変速機３の入力軸４とを、締結し（クラッチオン状
態）、遮断し（クラッチオフ状態）、又はクラッチ板同
士をスリップさせて不完全に締結する（いわゆる半クラ
ッチ状態）。

【００１３】そして、エンジン１には、タイミングベル
ト（図示せず）等を介してクランク軸３によって駆動さ
れる補機駆動用出力軸６が設けられ、この補機駆動用出
力軸６は、動力伝達機構７（例えば、ベルト及びプーリ
からなる動力伝達機構）を介して、外部負荷装置８と連
結されている。なお、外部負荷装置８としては、例えば
エアコン（空調装置）のコンプレッサ、パワーステアリ
ング装置のオイルポンプ、オルタネータ等があげられ
る。

【００１４】詳しくは図示していないが、エンジン１に
おいては、インジェクタ（燃料噴射弁）から吸気通路内
に燃料が噴射されて混合気が生成され、この混合気が燃
焼室内で燃焼させられる。そして、燃焼により発生した
熱エネルギの一部が力学的エネルギに変換され、クラン
ク軸９から出力トルクとして取り出される。この出力ト
ルクが、クラッチ５を介して手動変速機２に出力され、
あるいは補機駆動用出力軸６と動力伝達機構７とを介し
て、外部負荷装置８に出力されるようになっている。

【００１５】そして、このエンジン１では、減速時にお
いて、所定の運転領域（エンジン回転数が燃料カット回
転数以下となったとき）では、インジェクタからの燃料
噴射を停止させて燃料カットを行うようになっている。
このように、燃料カットを行うことにより、エンジン１
の燃費性能が高められ、またエミッション性能が向上す
る。なお、具体的な燃料カット制御の制御方法は、後で
説明する。

【００１６】また、パワートレインＰには、エンジン回
転数を検出するエンジン回転数センサ９と、手動変速機
２のギア比ないしは変速段を検出するギア比検出センサ
１０と、外部負荷装置８の動作状態（例えば、外部負荷
装置８のオン・オフ状態等）を検出する外部負荷作動状
態検出センサ１１と、スロットル開度を検出するスロッ
トル開度センサ１２と、エンジン１がアイドル状態であ
るか否かを検出するアイドルスイッチ１３とが設けられ
ている。これらの各センサないしはスイッチ９〜１３か
ら出力される信号は、すべて、コントロールユニットＣ
に入力される。

【００１７】コントロールユニットＣは、ＣＰＵ１４等
を備えたコンピュータからなり、パワートレインＰない
しはエンジン１の各種制御を行うようになっている。し
かしながら、コントロールユニットＣによるパワートレ
インＰないしはエンジン１の普通の制御は、よく知られ
ており、またかかる一般的な制御は、本願発明の要旨と
するところでもないので、その説明を省略し、以下では
本発明にかかる減速時燃料カット制御（燃料カットタイ
ミングの設定等）の制御手法のみを説明する。

【００１８】図２に示すように、この減速時燃料カット
制御が開始されると、まずステップＳ１で、エンジン回
転数センサ９から出力されるエンジン回転数、ギア比検
出センサ１０から出力される手動変速機２のギア比ない
しは変速段、外部負荷作動状態検出センサ１１から出力
される外部負荷装置８の動作状態、スロットル開度セン
サ１２から出力されるスロットル開度、アイドルスイッ
チ１３の出力信号（エンジン１がアイドル状態であるか
否かを示す信号）等が、制御情報としてコントロールユ
ニットＣに入力される。

【００１９】続いて、ステップＳ２で、外部負荷装置
８、具体的にはエアコンのコンプレッサの負荷と、パワ
ーステアリング装置のオイルポンプの負荷と、オルタネ
ータの負荷とに基づいて、第１遅延時間Ｔ１が設定され
る。ここで、第１遅延時間Ｔ１は、例えば、次の式１に
より演算される。 Ｔ１＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３………………………………………………式１ なお、式１においてｔ１は、エアコンのコンプレッサが
オンされているときには所定値Ａであり、オフされてい
るときには０である数値である。ｔ２は、パワーステア
リング装置のオイルポンプがオンされているときには所
定値Ｂであり、オフされているときには０である数値で
ある。ｔ３は、オルタネータの電流に応じて設定される
数値であり、電流値が大きいときほどｔ３は大きくな
る。

【００２０】次に、ステップＳ３で、アイドルスイッチ
１３がオンであるか否かが判定される。そして、アイド
ルスイッチ１３がオンでなければ（ＮＯ）、エンジン１
ないし車両は減速状態ではないので、以下の全ステップ
Ｓ４〜Ｓ１２をスキップして、ステップＳ１に復帰する
（リターン）。他方、ステップＳ３で、アイドルスイッ
チ１３がオンであると判定された場合は（ＹＥＳ）、ス
テップＳ４で、エンジン回転数が所定の燃料カット禁止
回転数（燃料復帰回転数）より高いか否かが判定され
る。ここで、燃料カット禁止回転数は、エンジン回転数
がこれ以下になると、回転安定性を保持することができ
なくなり、エンストが発生しやすくなるようなエンジン
回転数である。そして、エンジン回転数が所定の燃料カ
ット禁止回転数以下であれば（ＮＯ）、燃料カットを続
行すると回転安定性が悪化するので、以下の全ステップ
Ｓ５〜Ｓ１２をスキップし、ステップＳ１に復帰する
（リターン）。

【００２１】他方、ステップＳ４で、エンジン回転数が
燃料カット禁止回転数より高いと判定された場合は（Ｙ
ＥＳ）、ステップＳ５で、前回の制御処理でも、アイド
ルスイッチ１３がオンであり、かつ、エンジン回転数が
燃料カット禁止回転数より高かったか否かが判定され
る。そして、前回の制御処理でも、アイドルスイッチ１
３がオンであり、かつ、エンジン回転数が燃料カット禁
止回転数より高かった場合（ＹＥＳ）、すなわち今回か
ら減速時燃料カットが開始される場合は、ステップＳ６
〜Ｓ９が１回だけ実行される。

【００２２】具体的には、ステップＳ６で、アイドルス
イッチ１３がオンになる所定時間前のスロットル開度に
基づいて、第２遅延時間Ｔ２が設定される。ここで、第
２遅延時間Ｔ２は、スロットル開度が大きいときほど、
又は吸入空気量が多いときほど、大きい値に設定され
る。

【００２３】続いて、ステップＳ７で、ギア比（変速
段）が１速（最低速段）であるか否かが判定される。こ
こで、ギア比が１速であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ８
で第１遅延時間Ｔ１が０とされる。手動変速機２が１速
の場合は、これ以上シフトダウンすることはありえない
ので、クラッチ５の締結タイミングを合わせる必要はな
く、ことさら変速操作性を高めるために燃料カットを遅
延（待機）させる必要はないからである。この後、ステ
ップＳ９が実行される。

【００２４】他方、ステップＳ７で、ギア比が１速でな
いと判定された場合は（ＮＯ）、第１遅延時間Ｔ１は、
ステップＳ２で設定された式１に基づく値を保持する。
この場合、手動変速機２は、減速に伴ってシフトダウン
されるのが普通である。したがって、その際、クラッチ
５を合わせやすくするために、減速時燃料カットを開始
するタイミングを、外部負荷装置８の負荷の大きさに応
じて調整する必要がある。

【００２５】そこで、ギア比が１速でない場合は、ステ
ップＳ２で設定された第１遅延時間Ｔ１により減速時燃
料カットの開始タイミングを設定する。この後、ステッ
プＳ９で、次の式２により、最終的な遅延時間Ｔが演算
される。 Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２…………………………………………………………式２

【００２６】前記のステップＳ５で、前回の制御処理で
は、アイドルスイッチ１３がオンでないか、又は、エン
ジン回転数が燃料カット禁止回転数より低かった場合
（ＮＯ）、すなわち今回初めて減速時燃料カットが開始
されたのではない場合は、ステップＳ１０で、遅延時間
Ｔが０であるか否かが判定され、遅延時間Ｔが０でなけ
れば（ＮＯ）、ステップＳ１１で遅延時間Ｔが１だけデ
クリメントされる。このステップＳ１０、Ｓ１１は、遅
延時間Ｔが０になるなで、すなわち所定の待機時間が経
過するまで、繰り返し実行される。

【００２７】他方、ステップＳ１０で、遅延時間Ｔが０
であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１２
で、燃料カットが実行される。なお、このような燃料カ
ットを実行しているときに、エンジン回転数が燃料カッ
ト禁止回転数以下になったときには、ステップＳ５以下
の処理は行われないので、燃料カットが停止されること
になる。

【００２８】このような減速時燃料カット制御を行うこ
とにより、外部負荷が大きいときに減速時燃料カットを
行ったとしても、エンジン回転数の急低下を防止するこ
とができ、手動変速機２の変速操作性を良好に維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるエンジンと手動変速機とを備
えたパワートレインの概略構成を示す模式図である。

【図２】 図１に示すエンジンのコントロールユニット
によって実行される減速時燃料カット制御の制御方法を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｐ…パワートレイン、Ｃ…コントロールユニット、１…
エンジン、２…手動変速機、３…クランク軸、４…変速
機入力軸、５…クラッチ、６…補機駆動用出力軸、７…
動力伝達機構、８…外部負荷装置、９…エンジン回転数
センサ、１０…ギア比検出センサ、１１…外部負荷作動
状態検出センサ、１２…スロットル開度センサ、１３…
アイドルスイッチ、１４…ＣＰＵ。

フロントページの続き (72)発明者 田中 健治 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G301 HA01 JA03 JA31 KA16 LA01 LB01 MA24 MA25 NA08 NB03 NB13 NE22 PA11Z PA14Z PE01Z PF09Z PF11Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両が減速状態にあることを検出する減
   速状態検出手段と、 車両が減速状態にあるときにおいて、エンジン回転数が
   所定の燃料カット回転数を下回っている状態が所定の遅
   延時間だけ継続して検出されたときに、エンジンへの燃
   料供給を停止する燃料カット手段と、 エンジンの外部負荷の大きさを示す値を検出する外部負
   荷検出手段と、 上記値が大きいときほど、上記遅延時間を大きい値に設
   定する遅延時間設定手段とが設けられていることを特徴
   とするエンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 変速機のギア比を検出するギア比検出手
   段が設けられ、 ギア比検出手段によって検出されたギア比が最低値であ
   るときには、上記遅延時間設定手段による外部負荷に応
   じた遅延時間の設定が禁止されることを特徴とする請求
   項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 エンジン回転数が、所定の燃料カット禁
   止回転数以下となったときには、エンジンへの燃料供給
   が再開されるようになっていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載のエンジンの制御装置。