(57)【要約】【課題】トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、トルクコンバータが非ロックアップ状態の時におけるドライバビリティの悪化を防止する。【解決手段】アクセルペダルの踏込量に基づく要求出力を内燃機関で発生させるために、機関回転数に基づき要求トルクを算出し、要求トルクに対して基本燃料噴射量を決定し（ステップ１０１）、トルクコンバータが非ロックアップ状態である場合又は非ロックアップ状態である可能性が高い場合には、基本燃料噴射量の噴射後における実際の機関回転数が要求トルクの算出に使用した機関回転数より高くなるほど多く基本燃料噴射量を減少させる（ステップ１０４）。【選択図】　　　図４
2004124907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、アクセルペダルの踏込量に基づく要求出力を前記内燃機関で発生させるために、機関回転数に基づき要求トルクを算出し、前記要求トルクに対して基本燃料噴射量を決定し、前記トルクコンバータが非ロックアップ状態である場合又は非ロックアップ状態である可能性が高い場合には、前記基本燃料噴射量の噴射後における実際の機関回転数が前記要求トルクの算出に使用した前記機関回転数より高くなるほど多く前記基本燃料噴射量を減少させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関において、アクセルペダルの踏込量に基づく要求出力を発生させるために、機関回転数に基づき要求トルクを算出し、要求トルクに対して基本燃料噴射量を決定することが公知である。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、内燃機関の燃料噴射系において、燃料噴射弁に通じる燃料配管には燃料噴射毎に機関回転数に応じて変化する燃圧脈動が発生し、この燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量より多くなることがある。トルクコンバータがロックアップされていれば、燃料噴射量が基本燃料噴射量に対して多少増加しても、機関回転数の変化が大きな慣性を有する車両の速度増加をもたらすこととなるために、実際には機関回転数は殆ど変化しない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８９４９６号公報（段落番号００１８から００３２、図１及び４）
【特許文献２】
特開平１１−１２００８１号
【特許文献３】
特開平８−２９６４７５号
【特許文献４】
特開昭６３−２１２７４０号
【特許文献５】
特開平６−３３０７９０号
【非特許文献１】
発明協会公開技法２００１−２４６４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トルクコンバータがロックアップされていない時、すなわち、トルクコンバータが非ロックアップ状態の時には、機関回転数は実際の燃料噴射量の増加に応じて高まり、それによって車両に伝達されるトルクも上昇する。ところで、車両の走行負荷は、図７に示すように、車速の二乗に比例して変化するものであるために、車速が比較的高ければ、車両へ伝達されるトルクが多少上下しても殆ど車速を変化させることはない。
【０００６】
この一方で、トルクコンバータが非ロックアップ状態であることが多い車両低速時には、車両に伝達されるトルクが僅かに変化すると車速を少なからず変化させることとなってしまう。こうして、トルクコンバータが非ロックアップ状態である時には、燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量に対して増加すると、確実に車速を比較的大幅に上昇させ、このような意図しない車速の変化によってドライバビリティをかなり悪化させる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、トルクコンバータが非ロックアップ状態の時におけるドライバビリティの悪化を防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、アクセルペダルの踏込量に基づく要求出力を前記内燃機関で発生させるために、機関回転数に基づき要求トルクを算出し、前記要求トルクに対して基本燃料噴射量を決定し、前記トルクコンバータが非ロックアップ状態である場合又は非ロックアップ状態である可能性が高い場合には、前記基本燃料噴射量の噴射後における実際の機関回転数が前記要求トルクの算出に使用した前記機関回転数より高くなるほど多く前記基本燃料噴射量を減少させることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置が取り付けられる車両の一部を示す概略図である。同図において、１は内燃機関であり、２は内燃機関１の出力軸である。出力軸２はトルクコンバータ３の一方側に接続され、トルクコンバータの他方側は前後進切換機構５に接続されている。前後進切換機構５は、自動無段変速機６の入力軸７に接続され、自動無段変速機６の出力軸８が車両のデファレンシャルギヤ（図示せず）に接続される。
【００１０】
自動無段変速機６は、一般的に公知なベルト式又はトロイダル式であり、自由に変速比を変化させることができる。前後進切換機構５は、内燃機関１の出力軸２の回転方向をそのまま又は反転して自動無段変速機６の入力軸７へ伝達するものであり、それにより、車両は、前進に加えて後進が可能となる。トルクコンバータ３は、ロックアップ状態とされて内燃機関１の出力軸２と前後進切換機構５とを機械的に連結することを可能とすることに加えて、ロックアップ状態が解除されて非ロックアップ状態とされれば、内燃機関１の出力は、流体を介して前後進切換機構５へ伝達され、また、車両停止時には、内燃機関１の出力を前後進切換機構５へ伝達させないようにすることも可能である。トルクコンバータ３、前後進切換機構５、及び、自動無段変速機６は、運転者によるアクセルペダルの踏込量及び運転者によるシフトレバー位置に基づき電子制御装置（図示せず）によって自動的に制御される。
【００１１】
図２は、このような自動無段変速機６及びトルクコンバータ３を有する車両のための内燃機関における燃料噴射量制御と、自動無段変速機６の変速比制御とを示すブロック図である。先ず、ステップ１において、アクセルペダルの踏込量Ａと車両速度Ｖとに基づき、予め定められたマップ等を使用して、自動無段変速機８の出力軸８における車両の目標駆動力Ｆが算出される。次いで、ステップ２では、この目標駆動力Ｆと車両速度Ｖとに基づき内燃機関の要求出力Ｐが、目標駆動力Ｆと車両速度Ｖとの積によって算出される。
【００１２】
次いで、ステップ３では、要求出力Ｐに対して燃料消費を最小とする機関目標回転数Ｎｔが、予め定めされたマップ等を使用して算出される。ステップ４では、現在の機関回転数Ｎに基づき機関目標回転数Ｎｔが実現されるように、自動無段変速機６の変速比が算出され、この変速比に基づき自動無段変速機６が制御される。
【００１３】
こうして内燃機関１において機関目標回転数Ｎｔが実現されれば、燃料消費を最小として車両の目標駆動力Ｆを得ることができる。しかしながら、加速時及び減速時のような過渡時において、このような制御では、内燃機関１の運転は燃料消費を最小とするようにしか変化せず、意図する加速及び減速が直ぐに実現されず、ドライバビリティが悪化してしまう。
【００１４】
この問題を解決するためには、ステップ２において、内燃機関１の要求出力Ｐが算出された時には、ステップ３と同時にステップ５として、現在の機関回転数Ｎにおいて要求出力Ｐを発生するための要求トルクＴｔを算出し、具体的には、要求出力Ｐを機関回転数Ｎで除算して要求トルクＴｔを算出する。次いで、ステップ６では、要求トルクＴｔを実現するための基本燃料噴射量Ｑが算出され、この基本燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射量が制御される。
【００１５】
図３は、機関回転数Ｎと機関トルクＴとに基づく機関運転状態の等機関出力線図である。すなわち、各実線上の運転状態は同じ機関出力を発生し、高回転高トルク側の実線ほど（機関出力Ｐの添え字が小さい実線ほど）高い機関出力を発生する運転状態を示している。図３において、図２の制御による運転状態の変化を説明する。例えば、現在の要求出力がＰ５であって、現在の運転状態は、この要求出力Ｐ５に対して燃料消費を最小とするａである場合に、運転者がアクセルペダル踏込量を増加させて要求出力をＰ４とする加速を意図した時に、前述の制御において、もし、ステップ５及びステップ６の処理がないとすると、運転状態は、点線で示す燃料消費最適線に沿ってａからｂへ変化することとなり、車両は緩やかにしか加速しない。しかしながら、ステップ５及びステップ６の処理によって、このような時には、先ず、現在の機関回転数Ｎ１を維持して要求出力Ｐ４が得られる運転状態ｃが実現されるように燃料噴射量が増加させられ、その後に、燃料消費を最小として要求出力Ｐ４を実現する運転状態ｂへと変化させられる。こうして、車両は、運転者の意図するように加速され、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００１６】
また、例えば、現在の運転状態がｂであって要求出力Ｐ４を満足して燃料消費が最小とされている時に、運転者がアクセルペダル踏込量を減少させて要求出力をＰ５とする減速を意図した場合には、運転状態がｂからａへ変化する緩やかな減速ではなく、現在の機関回転数Ｎ２を維持して要求出力Ｐ５が得られる運転状態ｄが実現されるように燃料噴射量が減少させられ、その後に、燃料消費を最小として要求出力Ｐ４を実現する運転状態ａへと変化させられる。こうして、車両には、運転者の意図するようにエンジンブレーキを作用させることができる。
【００１７】
ところで、各運転状態を実現するための機関トルクに対して、それぞれの基本燃料噴射量が正確に噴射されることが好ましいが、内燃機関の燃料噴射系において、燃料噴射弁に通じる燃料配管には燃料噴射毎に機関回転数に応じて変化する燃圧脈動が発生し、この燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量より増加することがある。
【００１８】
トルクコンバータがロックアップされていれば、前後進切換機構５を介して内燃機関１と自動無段変速機６とが機械的に連結されており、燃料噴射量が基本燃料噴射量に対して多少増加しても、機関回転数の変化が大きな慣性を有する車両の速度変化をもたらすこととなるために、実際には機関回転数は殆ど変化しない。
【００１９】
しかしながら、トルクコンバータが非ロックアップ状態の時には、機関回転数は実際の燃料噴射量に応じて確実に変化し、それによって車両に伝達されるトルクも変化する。また、トルクコンバータが非ロックアップ状態である時には、車両の一時停止に備えて車両低速時であることが多く、この時には、車両に伝達されるトルクの変動が車速を大きく変化させる。
【００２０】
こうして、トルクコンバータが非ロックアップ状態である時には、燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量より増加すれば、それに伴って機関回転数が確実に変化するために、車速は比較的大きく上昇する。次いで、燃圧脈動が収って基本燃料噴射量が噴射されるようになると、車速は本来の車速へ比較的大きく減少することとなる。このような意図しない車速の大幅な上下変動によって、ドライバビリティがかなり悪化する。
【００２１】
本発明による燃料噴射量制御装置は、このドライバビリティの悪化を防止するために図４に示す第一フローチャートによって基本燃料噴射量Ｑを補正するようにしている。ステップ１０１は図２に示すブロック図のステップ６に相当し、基本燃料噴射量Ｑが算出される。次いで、ステップ１０２では、トルクコンバータ３がロックアップ状態であるか否かが判断される。この判断が肯定される時には特に問題はなく、ステップ１０５において、ステップ１０１で算出された基本燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射量が制御される。
【００２２】
しかしながら、ステップ１０２における判断が否定される時には、トルクコンバータ３が非ロックアップ状態であるために、ステップ１０１で算出された基本燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射量を制御して、もし、燃圧脈動によって基本燃料噴射量Ｑが噴射されないと、前述したように車速の比較的大きな上下変動がもたらされることとなる。それにより、ステップ１０３では、基本燃料噴射量Ｑに基づく実際の燃料噴射後の機関回転数Ｎａと基本燃料噴射量Ｑを算出するための要求トルクを算出するのに使用した機関回転数Ｎとの差ｄＮを算出する。この差ｄＮが大きいほど、燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量Ｑを大きく上回っていることとなり、ステップ１０４では、係数ｋ１を使用して差ｄＮが大きいほど基本燃料噴射量Ｑを大きく減量するように補正する。次いで、ステップ１０５において、減量補正された基本燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射量が制御される。
【００２３】
この基本燃料噴射量Ｑの減量補正によっても車速が増加することがあるが、この車速増加分が減量補正しない場合の車速増加分より明らかに小さくなり、車速変動を抑制することができる。次いで、燃圧脈動が減少して実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量Ｑへ近づくと、実際の機関回転数Ｎａが低下するようになり、それに合わせて、ステップ１０４における基本燃料噴射量Ｑの減量補正が小さくなる。燃圧脈動が完全に収って基本燃料噴射量Ｑが正確に噴射されるようになると、実際の機関回転数Ｎａが要求トルクを算出するのに使用した機関回転数Ｎと等しくなり、ステップ１０３において差ｄＮがゼロとなるために、ステップ１０４において基本燃料噴射量Ｑが減量補正されなくなる。こうして、燃圧脈動によって基本燃料噴射量Ｑが増加しても、車速変動を抑制することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００２４】
もちろん、燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射Ｑより下回っている場合には、ステップ１０３において算出される実際の機関回転数Ｎａと要求トルクを算出するのに使用した機関回転数Ｎとの差ｄＮは負値となり、この負値の絶対値が大きいほど、ステップ１０４において基本燃料噴射量Ｑは大きく増量補正されることとなる。この基本燃料噴射量Ｑの増量補正によって、車速が大幅に低下することは防止される。前述した減量補正と同様に、燃圧脈動が完全に収って基本燃料噴射量Ｑが正確に噴射されるようになると、実際の機関回転数Ｎａが要求トルクを算出するのに使用した機関回転数Ｎと等しくなり、ステップ１０３において差ｄＮがゼロとなるために、ステップ１０４において基本燃料噴射量Ｑが増量補正されなくなる。こうして、燃圧脈動によって基本燃料噴射量Ｑが減少しても、車速変動を抑制することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００２５】
また、図５に示す第二フローチャートによって基本燃料噴射量Ｑを補正するようにしても良い。先ず、ステップ２０１において第一フローチャートと同様に基本燃料噴射量Ｑが算出される。次いで、ステップ２０２では、車速Ｖが設定速度Ｖ１以上であるか否かが判断される。この判断が肯定される時には、トルクコンバータ３はロックアップ状態である可能性が高いために特に問題はなく、ステップ２０４においてステップ２０１で算出された基本燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射量が制御される。
【００２６】
一方、ステップ２０２における判断が否定される時には、トルクコンバータ３は非ロックアップ状態である可能性が高い。この時には、ステップ２０３において、先ず、ステップ２０１において算出された基本燃料噴射量Ｑに基づき図６に示す複数のマップから対応するマップが選択される。このマップを使用し、基本燃料噴射量Ｑに基づく実際の燃料噴射後の機関回転数Ｎａが高いほど基本燃料噴射量Ｑを小さくし、また、実際の燃料噴射後の機関回転数Ｎａが低いほど基本燃料噴射量Ｑを大きくするようになっている。もちろん、要求トルクを算出するのに使用した機関回転数Ｎと実際の機関回転数Ｎａとが一致する時には、基本燃料噴射量Ｑはステップ２０１において算出された基本燃料噴射量に一致するようになっている。
【００２７】
但し、図６のマップでは、機関回転数Ｎａが設定回転数を越える時には、それ以上に基本燃料噴射量を減少させないようになっている。本フローチャートのステップ２０３におけるマップを使用した基本燃料噴射量Ｑの補正は、第一フローチャートのステップ１０３及び１０４における基本燃料噴射量Ｑの補正と実質的に同じであり、第一フローチャートと同様な効果を得ることができる。
【００２８】
前述した第一フローチャートにおいて、車速Ｖに基づき、トルクコンバータ３が非ロックアップ状態であるか否かを判断するようにしても良い。本発明は、トルクコンバータを介して機関出力を車両へ伝達する内燃機関であれば、変速機として、自動無段変速機ではなく、複数の変速比を実現する自動変速機を使用するものにも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
このように、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置は、アクセルペダルの踏込量に基づく要求出力を内燃機関で発生させるために、機関回転数に基づき要求トルクを算出し、要求トルクに対して基本燃料噴射量を決定し、トルクコンバータが非ロックアップ状態である場合又は非ロックアップ状態である可能性が高い場合には、基本燃料噴射量の噴射後における実際の機関回転数が要求トルクの算出に使用した機関回転数より高くなるほど多く基本燃料噴射量を減少させるようになっている。それにより、燃圧脈動によって実際の燃料噴射量が基本燃料噴射量に対して増加するほど、基本燃料噴射量が大きく減量されるために、車速が本来の車速から大幅に上昇することは防止される。次いで、燃圧脈動が収って実際に基本燃料噴射量が噴射されるようになると、車速は本来の車速へ戻ることとなるが、この車速変動を小幅に抑制することができ、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料噴射量制御装置が取り付けられる車両の一部を示す概略図である。
【図２】燃料噴射量制御と自動無段変速機の変速比制御とを示すブロック図である。
【図３】等機関出力の運転状態を示すマップである。
【図４】基本燃料噴射量を補正するための第一フローチャートである。
【図５】基本燃料噴射量を補正するための第二フローチャートである。
【図６】機関回転数と基本燃料噴射量との関係を示すマップである。
【図７】走行負荷と車速との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１…内燃機関
３…トルクコンバータ
６…自動無段変速機
【図１】
2004124907.tif 000003
【図２】
2004124907.tif 000004
【図３】
2004124907.tif 000005
【図４】
2004124907.tif 000006
【図５】
2004124907.tif 000007
【図６】
2004124907.tif 000008
【図７】
2004124907.tif 000009