JPS6213747A - 内燃機関の燃料供給遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等の内燃機関において、高速からの
減速走行時等に燃焼室への燃料の供給を遮断する燃料供
給遮断装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車等の内燃機関において、排出する炭化水素（ＨＣ
）などの有害なガスを少なくしたり、燃料を節約したり
するため、高速かへの減速走行時等に燃料の供給を遮断
することが行なわれている（昭和５８年６月　東洋工業
株式会社発行「ファミリア整備書」参照）。

そして、このような従来の燃料供給遮断装置としては、
例えば第６図に示すようなものがある。

これを説明すると、１はイグニッションスイッチであり
、このスイッチを経てバッテリ７からイグニッションコ
イル等へ給電される。

２は絞り弁状態判別手段としてのスロットルスインチで
あり、アクセルペダルが踏み込まれて絞り弁が開いてい
るときはＯＮになっており、アクセルペダルが放されて
絞り弁開度が所定値以下になったときＯＦＦとなる。

３はニュートラル判別手段としてのニュートラルスイッ
チであり、トランスミッションのギヤ位置がニュートラ
ルのときＯＮになり、ニュートラル以外のときＯＦＦと
なる。

４はクラッチ断接判別手段としてのクラッチスイッチで
あり、クラッチが離れているときにＯＮとなり、クラッ
チが継がっているときＯＦＦとなる。

５は電子制御式キャブレターコントロールユニット（以
下ｒＥＣＣコントロールユニット」という）、６はこの
ＦＣＣコントロールユニット５の出力によって駆動制御
されて消勢又は付勢されるスローカットソレノイドであ
り、気化器のスロー□　　　　　系燃料通路に設けたス
ローカットバルブ（図示せず）を開閉させて、付勢時に
スロー系による燃料の供給を遮断（以下［フューエルカ
ットＪという）する。

ＦＣＣコントロールユニット５は、スロットルスイッチ
２．ニュートラルスイッチ３．クラッチスイッチ４と接
続されるほか、イグニッションコイルとも接続されてい
るが、その理由は、イグニッションコイルの１次回路断
続信号よりエンジン回転数を検出し、各スイッチ２．３
．４のＯＮ。

ＯＦＦ情報と共にそのエンジン回転数の情報もフューエ
ルカット条件を判別するための情報として使用するため
である。

さて、このような従来の燃料供給遮断装置によるフュー
エルカット条件は、第１表に示すようになされている。

これを論理図に表わしたのが第７図（Ａ）、（Ｂ）であ
る。

なお、エンジン回転数（Ｎ）とフューエルカット条件と
の間には、第８図（Ａ）に示すようなヒステリシスの関
係を持たせである。すなわち、エンジン回転数が小さい
ときはフューエルカットせず、それが２１５Ｏｒｐｍ以
上になるとフューエルカットをする。、回転数が２１５
０ｒｐｍ以上の値から下ってくる場合には、２００Ｏｒ
ｐｍまではフューエルカットを継続し、それ以下になる
とフューエルカットを止める。

第８図（Ｂ）は、エンジン回転数（Ｎ）の時間（１）に
対する変化と、それに対応するフューエルカットの状態
を示す。

第１表　従来のフューエルカット条件 一方、キャブレタ内の絞り弁の開度とスロットルスイッ
チ２のＯＮ・ＯＦＦとの関係は、第９図（Ａ）のような
ヒステリシスの関係となっている。

絞り弁開度が７．５度より小さいときは、スロットルス
イッチ２はＯＦＦであるが、それが大きくなるとＯＮに
なる。また、　７．５度以上の値から閉じてくる場合、
７度まではＯＮのままであり、それ以下になるとＯＦＦ
になる。このヒステリシスの幅は機械的構造からくる制
約により決まり、比較的狭い。

第９図（Ｂ）は絞り弁開度の時間（１）に対する変化と
、それに対応するスロットルスイッチ２のＯＮ・ＯＦＦ
状態を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給遮
断装置（フューエルカット装置）にあっては、スロット
ルスイッチのＯＮ・ＯＦＦ状態をそのままフューエルカ
ットするかしないかの判別情報としており、しかもスロ
ットルスイッチは単なる機械式接点からなる構造でヒス
テリシスが少ないため、減速時、特に連続降板のような
運転条件で、運転者が車速を維持しようとしてアクセル
をほんの僅かだけ踏み、その結果、絞り弁開度がスロッ
トルスイッチ２のＯＮ・○ＦＦ切替開度付近（第９図に
示すように１例えば７°〜７．５″′付近）に保たれた
時、スローカットソレノイド６が消勢（フューエルカッ
トする）と付勢（フューエルカットしない）を繰り返す
。

そのため、エンジンの出力（Ｐ　ｉ）あるいは軸トルク
の変動を来たすと共に、車両がガクガク振動したり、減
速感にうねりが生ずるなどして運転性が悪くなるといっ
た問題点があった。

また、このようなコーステイング状態では、充填効果が
低いために燃焼が遅く、不用意にフューエルカットを解
除して燃料を供給すると、未燃の炭化水素（ＨＣ）の排
出と、それによる触媒温度の上昇を招くという問題点も
あった。

ここで、前述のような運転状況の時に、スローカットソ
レノイドが消勢と付勢を繰り返す理由について説明する
。

このような運転状況では、クラッチは勿論継がれており
、トランスミッションギアの位置はニュートラルではな
いから、第６図のクラッチスイッチ４とニュートラルス
イッチ３はいずれもＯＦＦである。また、車速を維持し
ようとして走っているから、エンジン回転数は２１５０
ｒｐＩ１１以上である。

このように条件下において、第１表及び第７図から明ら
かなように、フューエルカットするかしないかはスロッ
トルスイッチ２がＯＦＦかＯＮかによって決まる。

ところが、運転者がアクセルを一定に保っていても、絞
り弁はそれ自体で僅かの角度だが振動する。したがって
、絞り弁開度がスロットルスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ切
替角度付近に維持される場合、この振動によって、つま
り運転者の意志に関係なく、スロットルスイッチ２がＯ
ＮになったりＯＦＦになったりする。

この動作状況を第１０図に示す。第１０図（ａ）は絞り
弁開度の変化を示す。まず減速すると開度が減少され、
スロットルスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ切替開度付近に維
持される。しかし、その状態でも絞り弁自体の振動によ
り若干開度が変動する。

図では説明を分り易くするために、その変動を多少誇張
して描いである。その後、別の運転状態に入るためにア
クセルが踏み込まれると、絞り弁開度は増大される。

このような絞り弁開度の変化に対応して、スロットルス
イッチ２は、第１０図（ｂ）に示すように０Ｎ−ＯＦＦ
を繰り返すので、スローカットソレノイド６も同図（ｃ
）に示すようにカット（消勢）とりカバ（付勢）を繰り
返すことになる。

この発明は、このような現象により発生する前述した種
々の問題点を解決することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明による内燃機関の燃料供給遮断装置
は、絞り弁自体の振動により、フューエルカットが行な
われたり解除されたりすることを回蒜避するために、運
転者の意志によってアクセルが踏み込まれた場合の絞り
弁の動きと、それ以外の動きとを判別する踏込判別手段
を従来の装置に追加し、制御手段が絞り弁の状態とクラ
ッチの状態とエンジン回転数に加えて上記踏込判別手段
の判別結果によって、フューエルカット及びその解除条
件を判断して、燃料遮断手段（フューエルカットソレノ
イド）を駆動制御するようにしたものである。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すシステム構成図で
あり、第６図に示した従来のものと異なる点は、絞り弁
１０の動きを監視して、振動による弁開度の変動と運転
者の意志によってなされた踏み込みによる弁開度の変動
とを判別する手段として踏込判別回路２０を追加し、制
御手段であるＦＣＣコントロールユニット１５が、この
踏込判別回路２０の判別結果を示す信号をも入力して、
フューエルカット及びその解除条件を判断して。

燃料遮断手段であるスローカットソレノイド６を駆動制
御するようにした点である。

なお、１１はポテンショメータ、１２はキャブレターで
あり、ポテンショメータ１１は、絞り弁１０の開度に応
じた電圧を出力し、その電圧信号を踏込判別回路２０に
入力にする。その他の構成は第６図の従来例と同様であ
るので、その説明を省略する。

このフューエルカット装置の作動条件は第２表に示す通
りである。

第２表　　この発明によるフューエルカット条件これを
従来装置の作動条件（第１表）と比較すると、フューエ
ルカットを「する」作動条件と、「しない」作動条件は
同じであるが、新たに「フューエルカット解除」の作動
条件を規定した点が異なっている。

つまり、一旦フニーニルカットを開始したら、この「カ
ット解除」条件を満たさない限り解除しない。

この第２表の作動条件を図解したのが第３図であるが、
（Ａ）の条件でフューエルカットを開始してから、（Ｃ
）の条件でフューエルカットをしない状態に移るには、
必ず（Ｂ）の条件でフューエルカットを解除しなければ
ならないようにしたものである。

次に、踏込判別回路２０の構成の一例を第２図に示す。

ポテンショメータ１１からの電圧信号は２入力端子ＩＮ
からまず微分回路２１へ入力する。

この微分回路２１は、例えば第１の微分回路２１１とコ
ンパレータ２１２と第２の微分回路２１３の組合せによ
って構成される。

微分回路２１の出力は、コンパレータを用いた波形整形
回路２２．２４へそれぞれ送られる。そして、波形整形
回路２２の出力は１反転・クランプ回路２３を経て単安
定マルチバイブレータ２５に送られ、波形整形回路２４
の出力は、上記単安定マルチバイブレータ２５ともう１
つの単安定マルチバイブレータ２６へ送られ、これらを
トリガする。

単安定マルチバイブレータ２５は、クリア可能なもので
あり、反転・クランプ回路２３からの出力でクリヤされ
て元の状態に戻る。単安定マルチバイブレータ２６は、
一旦トリガされてパルスを出力し始めたが、まだ所定幅
のパルスを出し終らないうちに次のトリガ入力されると
、その時点から起算して所定幅のパルスを新たに出力し
始める、所謂再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ
である。

そして、この単安定マルチバイブレータ２６の出力は、
単安定マルチバイブレータ２７へ送られ。

その出力と単安定マルチバイブレータ２５の出力とをＡ
ＮＤ回路２８へ入力させてアンドをとり、このＡＮＤ回
路２８の出力が、第１図の踏込判別回路２０の出力とし
てＦＣＣコントロールユニットへ送られる。

次に、このように構成された踏込判別回路２０の動作を
説明する。運転状態としては、従来技術の説明の時と同
じ状況を考える。

すなわち、減速時で特に連続降板時のような運転条件下
で、運転者が車速を維持しようとしてアクセルをほんの
僅かだけ踏み、その結果、絞り弁開度がスロットルスイ
ッチ２の０Ｎ−ＯＦＦの切替開度付近（７°〜７．５°
付近、第９図参照）に保たれているという状態を含む運
転状況である。

第４図は、この踏込判別回路２０の動作を説明するため
の波形図であり、（ａ）は絞り弁の開度変化を示す。

アクセルを緩めて減速すると、絞り弁開度は減少され、
第１図のスロットルスイッチ２のＯＮ・ＯＦＦ切替開度
付近に維持されるが、絞り弁自体の振動により若干開度
が変動する。それによって。

スロットルスイッチ２は第４図（ｂ）に示すようにＯＮ
・ＯＦＦを繰り返す。その後、別の運転状態に入るため
にアクセルが踏み込まれると、絞り弁の開度は増大され
る。

先にも述べたように、ポテンショメータ１１の出力電圧
はこの絞り弁開度に応じた電圧となるようにしであるか
ら、絞り弁開度の変化と略同様に変化する。

したがって、この電圧信号が入力される第２図の微分回
路２１における第１の微分回路２１１の出力は、第４図
（ｃ）に示すようになる。そして、コンパレータ２１２
として入力が正か負かによって出力が反転するもの寺を
用いると、その出力は同図（ｄ）に示すようになる。こ
れを第２の微分回路２１３で微分すると、同図（ｅ）に
示すように同図（、）の波形の谷のところで正パルス、
山のところで負パルスとなるパルス出力が得られる。

この微分回路２１の時定数は１次の波形整形回路２２．
２４とのマツチングも考慮して、絞り弁の最短振動周期
程度にすると良い。

波形整形回路２４は、微分回路２１の出力パルスのうち
、正のパルスがレベルＡを越える期間だけ、第４図（ｆ
）に示すように正の矩形パルスを出力する。一方、波形
整形回路２２は、同図（ｅ）の負のパルスがレベルＢを
下まわる期間だけ同図（ｇ）に示すように正の矩形パル
スを出力する。

この場合、レベルＡ、Ｂの値は、微分回路２１から出力
される第４図（ｅ）の正、負のパルスの根元の広がり方
（これは微分回路２１の時定数に関係する）および波形
整形パルスとして次段の回路の動作に支障を及ぼさない
ためにはどの位のパルス幅が必要か等を考慮して適宜法
めればよい。

波形整形回路２２の出力は、反転・クランプ回路２３に
より１反転されて例えばＯｖ〜５ｖにクランプされる。

なお、反転するだけで次段の回路を動作させ゛るのに支
障のない大きさのパルスが得られるようであれば、クラ
ンプ回路は省略してもよい。

単安定マルチバイブレータ２６は、波形整形回路２４の
出力によってトリガされる。その出力パルス幅τ！は、
絞り弁の振動周期と略等しくする。

その理由は、絞り弁開度の変動の谷によって一度単安定
マルチバイブレータ２６がトリガされたら、この変動は
、絞り弁の振動によるものではないかと疑って、少くと
もその振動周期一周期分は様子を見て、「踏込みありｊ
との判別信号を出さないようにするためである。

もし振動によるものであったら、次の谷がやってくるま
での間には必ず山がやってきて、単安定マルチバイブレ
ータ２５がクリヤされる筈であるから、それにより「振
動だった」と判別するのである。

この単安定マルチバイブレータ２６は、第４図（ｉ）に
示すように１幅τ１の出力パルスがまだ終らないうちに
次のトリガパルスがやってくれば再トリガされ、そこか
ら幅τｌの新たな出力パルスを出し始める。これは常に
最新の谷からτ１の間だけ様子を見るようにするためで
ある。

単安定マルチバイブレータ２７は、単安定マルチバイブ
レータ２６の出力パルスの立下りエツジによってトリガ
されて第４図（ｊ）に示すようなパルスを出力し、この
出力パルス幅で２は、この幅が踏込判別回路の出力信号
幅となるから、ＦＣＣコントロールユニット５での判断
に必要な時間分の幅とする。

単安定マルチバイブレータ２５は、波形整形回路２４の
出力（第４図（ｆ））でトリガされ、反転・クランプ回
路２！１の出力（第４図（ｈ））でクリヤされ、第４図
（ｋ）に示すように、同図（ａ）の波形の谷のところで
トリガされ、山のところでクリヤされる矩形パルスを出
力する。

反転・クランプ回路２３からクリヤ信号が来ない時のパ
ルス幅τ３を、τ３＝τｉ＋τ２と設定する。ここで、
τ２を付加えたのは、第４図（ｊ）のパルスとの間でア
ンドをとるためである。そして、パルス幅で３のパルス
が完全に出力された場合には、ポテンショ電圧変動の谷
のところから始まって、絞り弁の振動周期の一周期（τ
１）以上の間、山がひとつもなかったということになる
。

これにより、その時の変動は振動によるものではなく、
運転者の意志によるものであったと判別する。そのため
、単安定マルチバイブレータ２７と２６の出力パルスの
アンドをＡＮＤ回路２８によってとり、踏込判別信号を
出力するのである。

第４図（ａ）の「踏み込み前」の範囲にあっては、絞り
弁が振動しているだけであるから、谷が来てからτ、の
間には必ず山がやって来るが、「踏み込み」後の範囲に
あっては、最後の谷のところからで１の間待っていても
山は来ないから、第４図（Ｑ）に示すように、ここで初
めて踏込判別信号が出力される。

したがって、減速時にスロットルスイッチ２がＯＦＦに
なった時、ＥＣＣコントロールユニット１５によってス
ローカットソレノイド６がＯＦＦにされてフューエルカ
ット状態になっていると、この信号がＥＣＣコントロー
ルユニット１５に入力された時、スローカットソレノイ
ド６がＯＮに１　　　　　されてフューエルカット状態
が解除され、フューエルカットしない状態に入る。この
スローカットソレノイド６の動作状態を第４図（ｍ）に
示す。

このようにスローカットソレノイド６を制御することに
よって、車両のガクガク振動等を消失させることができ
る。

なお、この実施例では前記したように、ポテンシゴ電圧
の谷の時点から期間τｌの間だけ様子を見て判別するよ
うにしたため、最大でτ１の遅れ時間が生じることにな
る。したがって、τ′１を大きく設定すると、振動かど
うかを判断するための期間が長くなり１判別結果の確実
性は増すものの遅れ時間が大きくなるため、アクセルを
踏み込んだ時にフューエルカット状態が解除されるまで
の時間が長くなってしまう。

そこで、τ１の値は絞り弁の振動周期に略等しく設定す
るのが適当なのである。

第５図は気化器の燃料供給状態の概要を示す。

ｔｌはアクセルを踏み込んだ時点を示し、ｔ２はある一
定のところまで踏み込み、その位置を維持し始めた時点
を示す。

第Ｓ図（ｄ）、（ｅ）に於て、Ａは本発明の場合。

Ｂは従来装置の場合、Ｃはフューエルカットをしない場
合の変化を示す。　これらの間では、時点ｔ１以前にお
けるスロー系統からの供給状態が異なる。

フューエルカットをしないＣの場合は、スロー系統から
多量の燃料が供給されるが、フューエルカットをする従
来装置の場合Ｂでは、絞り弁の振動に応じて間欠的に燃
料が供給される。そして本発明の場合Ａでは、全く供給
されない。

アクセルが踏み込まれた時点ｔｌ以後のスロー系統から
の燃料供給の立上りは１本発明の場合Ａが従来装置の場
合ＢよりｔＬ　　だけ遅れているが、これは前述の理由
によるものである。

なお、この実施例では、微分回路２１によりポテンショ
メータ１１の電圧変動の山と谷の部分でパルスを出すよ
うにしているが、必ずしも山と谷の部分で出す必要はな
く、他の部分で出すようにしてもよい。

ポテンショメータ１１の取付精度を管理し、絞り弁開度
とポテンショメータ出力電圧との関係が明らかな場合は
、ポテンショメータの出力電圧が例えば絞り弁開度７°
、７．５°に対応する電圧になったことを検出するコン
パレータを微分回路２１の前段に設けてもよい。この場
合、ポテンショメータ１１に供給する電圧は、ＥＣＣコ
ントロールユニット１５から得られる定電圧を利用する
ことができる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明による内燃機関の燃
料供給遮断装置は、絞り弁の開度変動が運転者の意志に
よるものか否かを判別する踏込判別回路を加え、絞り弁
状態とクラッチの断接状態とトランスミッション位置と
エンジン回転数とこの踏込判別結果とによって、燃料の
遮断及びその解除条件を判断して燃料遮断手段を駆動制
御するようにしたので、絞り弁開度の変動により頻繁に
フューエルカットと解除をくり返すようなことがなくな
り、絞り弁の振動に起因するエンジン出力の変動、軸ト
ルクの変動を防ぐことができる。

そのため、減速時で特に連続降板のような運転条件下で
も、車両がガクガク振動したり、減速感にうねりが生ず
ることがなくなり、運転性が向上する。

また、燃焼の遅いコーステイング状態でのフューエルカ
ットがやたらに解除されないので、それだけ未燃炭化水
素（ＨＣ）の排出が少なくなると共に、それによる触媒
温度の上昇を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図。 第２図は第１図中の踏込判別回路２０の詳細を示すブロ
ック図、 第３図は本発明におけるフューエルカット動作の論理図
、 第４図は第２図の踏込判別回路の作用説明のための各部
の信号波形を示す波形図、 第５図は気化器の燃料供給状態を示す図、第６図は従来
の内燃機関の燃料供給遮断装置の一例を示すシステム構
成図、 第７図は同じくそのフューエルカット動作の論理図、 第８図はエンジン回転数とフューエルカット動作との関
係を示す動作特性図、 第９図は絞り弁開度とスロットルスイッチのＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作の関係を示す動作特性図、 第１０図は第６図の従来例の動作を説明するための信号
波形図である。 １・・・イグニッションスイッチ ２・・・スロットルスイッチ（絞り弁状態判別手段）３
・・・ニュートラルスイッチにュートラル判別手段） ４・・・クラッチスイッチ（クラッチ断接判別手段）６
・・・スローカットソレノイド（燃料遮断手段）７・・
・バッテリ　　　　　　　１０・・・絞り弁１１・・・
ポテンショメータ　　１２・・・キャブレター１５・・
・ＥＣＣコントロールユニット（制御手段）２０・・・
踏込判別回路（踏込判別手段）第３図 （Ｂ） （Ｃ） 第４図 （ｍｌ　７．、”：’、、　ＯＦＦ Ｎ 第５図 ｔ＋　　　　　　　　　　　　Ｌｚ　　→を第６図 イグニソノヨ／コイ枳９〜 （Ｂ） 第８図 第９図 □絞弁開度 第１０図 □　ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　絞り弁開度が所定値以下か否かを判別する絞り弁状
   態判別手段と、 クラッチが断か接かを判別するクラッチ断接判別手段と
   、 トランスミッションギヤ位置がニュートラルか否かを判
   別するニュートラル判別手段と、 エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、運転者の
   意志によつてなされた踏み込みによる絞り弁開度の変動
   か否かを判別する踏込判別手段と、燃焼室への燃料の供
   給を遮断する燃料供給遮断手段と、 前記絞り弁状態判別手段、クラッチ断接判別手段、ニュ
   ートラル判別手段、及び踏込判別手段の各判別結果と、
   前記回転数検出手段により検出されるエンジン回転数と
   によつて、燃料遮断及びその解除条件を判断して前記燃
   料遮断手段を駆動制御する制御手段とを設けたことを特
   徴とする内燃機関の燃料供給遮断装置。