专利名称：内燃发动机的燃料切断控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃发动机的燃料切断控制，并且更具体地涉及一种在和内燃发动机可驱动地连接的变速器的减速换档期间执行燃料切断(fuel cut)控制的燃料切断控制系统。
背景技术：
日本公布专利申请10-30477号公开一种燃料切断控制系统，其安排成当从响应燃料切断条件的建立输出燃料切断命令经过预定时间时启动燃料切断，并且通过在该预定时间内推迟发动机的点火定时来减小燃料切断启动时刻的转矩冲击。
发明内容
但是，由于从产生燃料切断命令到启动燃料切断的开动延迟时间是和变速器的换档控制无关地确定的，该已知的燃料切断控制系统具有即使响应司机或变速器控制器请求的发动机制动而执行减速换档时燃料切断启动也不提前的问题。从而，该已知燃料切断控制系统方案具有在减速换档期间该已知燃料切断控制不能满足司机的发动机制动命令增加的可能性。
从而，本发明的一个目的是提供一个用于内燃发动机的燃料切断控制系统，该系统相对于变速器的换档控制确定燃料切断命令输出和启动燃料切断之间的开动延迟时间，从而当执行要求发动机制动的减速换档时，得到不产生不希望的延迟的发动机制动。
本发明的一个方面提供一种用于内燃发动机的并且包括一个控制器的燃料切断控制系统。该控制器安排成当满足预定的发动机操作条件时产生燃料切断命令，以便当从产生该燃料切断命令起经过一延迟时间时启动停止向发动机供油的燃料切断，并且当在与发动机可驱动地连接的变速器减速换档期间产生该燃料切断命令时缩短该延迟时间。
本发明的另一方面提供一种用于汽车内燃发动机的燃料切断控制系统。该燃料切断控制系统包括用于检测包含着发动机及和该发动机可驱动地连接的变速器的车辆的操作条件的车辆操作条件检测器；向发动机的每个汽缸喷射燃料的燃料喷射器；以及一个和该车辆操作条件检测器以及该燃料喷射器连接的控制器。该控制器被配置成确定是否满足燃料切断条件，确定是否正在执行变速器的减速换档，当在减速换档期间满足燃料切断条件时缩短延迟时间，以及当从确定满足燃料切断条件的时刻起经过该延迟时间时，命令该燃料喷射器停止供油。
本发明的另一个方面提供一种对内燃发动机执行燃料切断控制的方法，该方法包括当满足预定的发动机操作条件时产生燃料切断命令的操作，当从产生燃料切断命令的时刻起经过一延迟时间时启动停止向发动机供油的启动燃料切断的操作，以及当在和发动机可驱动地连接的变速器的减速换档期间产生燃料切断命令时，缩短该延迟时间的操作。
从下面参照各附图的说明会理解本发明的其它目的和特征。
图1是一个示意图，示出包括一个依据本发明的一实施例的燃料切断控制系统的动力传动系以及该动力传动系的控制系统。
图2是流程图，示出由发动机控制器执行的控制程序，以便执行依据本发明的燃料切断控制。
图3的表示出减速换档开动延迟时间Tccd和减速换档后选择的档数之间的关系。
图4的表示出减速换档开动延迟时间Tccd与减速换档前设定的档数和减速换档后选择的档数差之间的关系。
图5A至5G是解释已知技术和本发明之间的不同的时间图。
具体实施例方式
参照图1至5G，其中讨论依据本发明的用于内燃发动机的燃料切断控制系统的一个实施例。
如图1中所示，车辆动力传动系包括含有依据本发明的燃料切断控制系统的内燃发动机1，自动变速器2，及其控制系统。
发动机1包括每个汽缸的一个燃料喷射器3、一个火花塞4以及一个节流阀5。节流阀5根据节流阀5的开度控制从空气滤清器6提供到发动机1的每个汽缸中的空气量。
燃料喷射器3根据燃料喷射命令FIC按开通周期打开，从而在和发动机1的转动同步的情况下向对应汽缸喷射和该开通周期对应的燃料量。
每个火花塞4根据点火定时命令ITC在和发动机1转动同步的情况下执行点火操作。
发动机1通过对由节流阀5测量的空气和从燃料喷射器3喷射的燃料的混合物点火来执行预定操作。发动机1的发动机输出是通过控制节流阀5的节流阀开度而控制的。
节流致动器7根据目标节流阀开度命令TTC控制节流阀5的节流阀开度。
发动机控制器8确定目标节流阀开度命令TTC、燃料喷射命令FIC和喷射定时命令ITC。
为了确定上面讨论的命令TTC、FIC和ITC，发动机控制器8接收代表加速器踏板9的压下量的、由加速器开度传感器10检测的加速器开度指示信号APO，由发动机速度传感器11检测的、代表发动机1的速度的发动机速度指示信号Ne，以及其它信号。
由发动机控制器8确定的并且发送到节流致动器7的目标节流阀开度命令TTC是一个基本上和加速器开度APO对应的命令值。
另外，如图5B中从时刻t2到时刻t3期间的操作所示那样，当变速器控制器12向发动机控制器8输出目标转矩加大量TTU命令时，为了通过在减速换档期间朝着换档后的转速快速加大自动变速器2的输入转速来改进自动变速器2的换档响应性，发动机控制器8按和目标转矩加大量TTU对应的节流阀开度加大量来增大目标节流阀开度命令TTC，更具体地，把目标节流阀开度命令TTC设置成一个与加速器开度APO和节流阀开度增大量(其和目标转矩加大量TTU相对应)之和对应的值。这种方案改进上面讨论的自动变速器2的换档响应性。
发动机控制器8还通过停止向燃料喷射器3输出燃料喷射命令FIC把燃料喷射器3保持在关闭状态而充当对发动机1停止供油的燃料切断控制系统。下面详细讨论由发动机控制器8执行的燃料切断控制。
尽管图1中示出的自动变速器2是一个五速型自动变速器，也可以采用一个连续可变变速器来代替该五速型自动变速器。自动变速器2的输入轴通过转矩转换器13和发动机1的曲轴连接，从而一旦根据自动变速器2的选定档数的齿轮比改变发动机转动时，向输出轴14输出输入的发动机转动。
自动变速器2包括一个和司机操纵的变速杆15连接的手动阀16。通过经对变速杆15的操作控制手动阀16，自动变速器2选择换档档位中之一，这些换档档位包括停车(P)档、倒车(R)档、空(N)档、向前自动驾驶(D)档、第三速度发动机制动(3)档、第二速度发动机制动(2)档、第一速度发动机制动(1)档和手动换档(M)。此外，自动变速器2根据选择的档位执行换档控制。
自动变速器2包括一个执行换档控制的换档螺线管单元17。换档螺线管单元17控制自动变换器2以实现换档从而响应变速器控制器12的换档命令SC选择一个和该换档命令SC对应的齿轮比。
变速器控制器12接收指示变速杆15的选定档位置的档信号RS、从加速器开度传感器10输出的加速器开度信号APO以及由车速传感器18(其根据自动变速器2的输出轴14的转速得到车速)检测的车速指示信号VSP。
当选择D档时，根据预定换档图、加速器开度APO以及车速VSP，变速器控制器12获得适当齿轮比。此外，变速器控制器12向换档螺线管单元17输出和该得到的齿轮比对应的换档命令SC。
当选择第三速度制动(3)档、第二速度制动(2)档和第一速度制动(1)档中之一时，换档控制器12确定要提供到换档螺线管单元17上的换档命令SC，从而通过禁止加速换档到速度高于该第三速度的档数使得能在该第三速度下进行发动机制动运行，或者从而通过禁止加速换档到速度高于该第二速度的档数使得能在第二速度下进行发动机制动运行，或者从而通过禁止加速换档到速度高于该第一速度的档数使得在第一速度下进行发动机制动运行。
当选择M档时，变速器控制器12通过变速杆15朝正(+)位置的每一次杆操作来确定提供到换档螺线管单元17的换档命令SC，从而自动变速器2向步进向上侧加速换档，以及通过变速杆15朝负(-)位置的每一次杆操作来确定提供到换档螺线管单元17的换档命令SC，从而自动变速器向步进向下侧减速换档。
从而，当在释放加速器踏板9的情况下向第三速度制动(3)档、第二速度制动(2)档或第一速度制动(1)档改变档位时以及当选择D档时，或者在选择M档后立即朝负(-)位置操纵变速杆15时，变速器控制器12可以确定执行请求发动机制动的减速换档。
接着讨论基本上由发动机控制器8执行的燃料切断控制。
除了加速器开度APO和发动机速度Ne之外，发动机控制器8接收为确定请求发动机制动的减速换档所需的档位信号RS、指示减速换档之前的档数的信号GBS以及指示减速换档之后的档数的信号GAS。
发动机控制器8根据上面讨论的输入信息执行图2中示出的控制程序以便执行依据本发明的燃料切断控制。除了图2中示出的控制外，可以通过执行如在日本公开专利申请10-30477号中公开的点火定时延迟控制来执行公知的减小燃料切断启动时的转矩差的控制。
在图2中示出的步骤S1，发动机控制器8通过判定燃料切断条件满足标志FCUTCD是否设置成等于1来判定是否满足对发动机1执行燃料切断的条件。该燃料切断执行条件例如包括加速器开度APO为0(APO＝0)以及发动机速度Ne高于或等于可使发动机1在燃料再喷射定时操作的转速(燃料恢复发动机速度)的条件。只要满足该燃料切断执行条件，把燃料切断条件满足标志FCUTCD置成1(FCUTCD＝1)。当不满足该燃料切断执行条件时，把燃料切断条件满足标志FCUTCD置为0(FCUTCD＝0)。
当步骤S1的判定为否定时，即当FCUTCD≠1时，该程序转到步骤S2，其中把命令燃料切断的燃料切断命令标志FCUT置成0(FCUT←0)。接着，结束本例程并且该程序转到下一个例程。这样，当FCUT＝1时，不执行燃料切断。
当步骤S1的判定是肯定时，即当FCUTCD＝1时，该程序转到步骤S3，其中发动机控制器8通过判定燃料切断命令标志FCUT是否置成1来判定是否已经在执行燃料切断。
当步骤S3的判定是否定(FCUT＝0)时，即，当不执行燃料切断时，该程序转到步骤S4，其中发动机控制器8判定开动延迟执行标志CIDPROG是否置成1。当在步骤S6或S8设定从建立燃料切断条件到实际执行燃料切断的延迟时间Tcd时，在步骤S7或S9把开动延迟执行标志CIDPROG设置成为1。从而，当刚刚建立燃料切断条件时，开动延迟执行标志CIDPROG已设为1(CIDPROG＝1)。由此，该程序从步骤S4转到步骤S5。
在步骤S5，发动机控制器8判定减速换档执行标志DWNSFT是否置成1。当发动机控制器8根据档位信号RS确定正在执行请求发动机制动的减速换档时，把减速换档执行标志DWNSFT置成1(DWNSFT＝1)。当发动机控制器8在步骤S5确定未在执行请求发动机制动的减速换档时，把减速换档执行标志DWNSFT置为0(DWNSFT＝0)。
当步骤S5的判定为肯定时(DWNSFT＝0)，即，当判定未执行请求发动机制动的减速换档时，该程序转到步骤S6，其中发动机控制器8把额定开动延迟时间Tcdm置成开动延迟时间Tcd(Tcd←Tcdm)。额定开动延迟时间Tcdm例如确定为随发动机速度Ne增加而减小。
在执行步骤S6后，该程序转到步骤S7，其中把开动延迟执行标志CIDPROG置成1(CIDPROG＝1)，并且用于测量从建立该燃料切断条件的时刻起的经过时间Tmr的经过时间计数器被复位成0(Tmr＝0)。然后，结束本例程，并且程序转到下一个例程。
当步骤S5的判定为否定时，即，当发动机控制器8判定正在执行请求发动机制动的减速换档时，该程序转到步骤S8，其中发动机控制器8把减速换档开动延迟时间Tcdd置为开动延迟时间Tcd(Tcd←Tcdd)。该减速换档开动延迟时间Tcdd是按一个预定值设定的。更具体地，事先在和发动机控制器8连接的只读存储器ROM中存储图3中所示的候选值，并且发动机控制器8根据减速换档后的选定档数选择候选值中的一个作为减速换档开动延迟时间Tcdd。在图3中，选取的开动延迟时间Tcdd置成更小的值，因为在减速换档后的档数变成更低档数。此外，如图4中所示，可以根据减速换档前的档数和减速换档后的档数之间的关系来确定开动延迟时间Tcdd，从而随着减速换档量的增加该开动延迟时间缩短，如图4中清楚示出那样。
在执行步骤S8之后，该程序转到步骤S9，其中把开动延迟执行标志CIDPROG置成1(CIDPROG＝1)，并且把经过时间计数器的计数Tmr复位成0(Tmr＝0)。然后，结束本例程，并且程序转到下一个例程。
通过在步骤S7或S9把开动延迟执行标志CIDPROG置成1，该程序在下一个例程中可能从步骤S4转到步骤S10。由此，在步骤S10发动机控制器8判定经过时间Tmr是否达到开动延迟时间Tcd。
当步骤S10的判定为否定时(Tmr＜Tcd)，该程序转到步骤S11，其中对该经过时间计数器的计数Tmr增加计算周期Ts并且继续计数。然后，结束该例程。由于这次例行中未执行把燃料切断命令标志FCUT置成1的处理，所以延迟燃料切断的启动(继续切断延迟)。
当步骤S10的判定为肯定时(Tmr≥Tcd)，即，当发动机控制器8判定经过时间Tmr达到开动延迟时间Tcd时，该程序转到步骤S12，其中把燃料切断命令标志FCUT置成1(FCUT＝1)。然后，结束本例程，并且程序转到下一个例程。
在FCUT＝1期间，发动机控制器8执行燃料切断。从而，当经过时间Tmr达到开动延迟时间Tcd的时刻开始燃料切断。
由于在步骤S12把燃料切断命令标志FCUT置成1，在下一个例程中该程序从步骤S3转到步骤S13和S14变成可能。
在步骤S3的肯定判定之后的步骤S13，发动机控制器8把经过时间计数器的计数Tmr复位成0(Tmr＝0)。在执行步骤S13之后的步骤S14，发动机控制器8把开动延迟执行标志CIDPROG复位成0(CIDPROG＝0)。然后，结束该例程，并且该程序转到下一个例程。
即使在执行燃料切断时，发动器控制器8也检查是否满足燃料切断条件。
当压下加速器踏板9(APO＞0)时，或者当发动机速度Ne变成小于燃料恢复发动机速度时，发动机控制器8判定不满足燃料切断条件，并且因此把燃料切断条件满足标志FCUTCD置成0(FCUTCD＝0)以便结束燃料切断。
下面参照图5A到5G讨论按照本发明安排的燃料切断控制的优点。
在图5F和5G中，公开了比较已知技术和本发明的时间图。在这些图中，在车速减小状态期间的时刻t1，当司机在M档向负(-)侧操纵变速杆15时，或者当在选择D档、3档和2档之一的条件下变速器控制器12向换档螺线管单元17命令减速换档时，变速器控制器12计算目标档数并且对换档螺线管单元17施加换档命令SC，从而自动变速器在从时刻t2到时刻t6的换档阶段期间完成减速换档操作。
在该换档阶段中的时刻t2到时刻t3期间，发动机控制器8和加速器开度APO无关地输出考虑了目标转矩增大量TTV的目标节流阀开度命令TTC以便改进换档响应性。相应地，发动机速度Ne在时刻t2开始增加，并且传动比(Ni/No)也开始向低侧增加，其中Ni是自动变速器2的输入转速，而No是自动变速器2的输出转速。在时刻t5，自动变速器2的输入转速Ni增加到减速换档后的转速。
当在时刻t3把目标节流阀开度TTC置成0时，满足前面讨论的燃料切断条件。从而，依据本发明的燃料切断控制被安排成把减速换档开动延迟时间Tcd置成要比额定开动延迟时间Tcdm短的时间Tcdd，从而在从时刻t3起经过时间Tcdd的时刻t4启动燃料切断。这使得能快速生成减速G。
但是，在已知的或常规燃料切断控制中，开动延迟时间不受是否存在减速换档操作的影响。从而在从时刻t3起经过时间Tcdm的时刻t5启动燃料切断。相应地，在时刻t5后产生发动机制动并且减速G也在时刻t5后产生。因此，常规燃料切断的响应性要比依据本发明的燃料切断控制所执行的燃料切断的响应性差。
利用依据本发明这样安排的燃料切断控制，在建立APO＝0的第一条件和FCUTCD＝1的第二条件二者的情况下，当DWNSFT＝0时，从建立燃料切断条件后经过额定切断延迟时刻Tcdm的时刻执行燃料切断。另外，当DWNSFT＝1时，把开动延迟时间置成减速换档开动延迟时间Tcdd，并且因此在经过要比时间Tcdm短的时间Tcdd短的时刻执行燃料切断。
从而，在根据司机的发动机制动请求执行减速换档的情况下，和已知燃料切断控制的操作相比，可快速产生发动机制动。这满足司机的请求。
另外，如图3中所示开动延迟时间Tcd安排成随着减速换档后的档数更低而更短，所以当减速换档后的档数变得越低时，可越快地产生发动机制动。这进一步满足司机的请求。
此外，由于如图4中所示，可以把开动延迟时间Tcd安排成随减速换档量的增加变得更短，所以当减速换档量增加时发动机制动的产生变得更快。这一步满足司机的请求。
本申请基于2003年9月3日在日本申请的日本专利申请2003-311373号。该日本专利申请的全部内容收录作为参考。
尽管上面参照本发明的一些实施例说明了本发明，本发明不受上面说明的实施例的限制。根据上面的教导，本领域技术人员会想到对上面说明的实施例的修改和变型。本发明的范围是参照下面的权利要求书定义的。
权利要求
1.一种用于内燃发动机的燃料切断控制系统，包括一个控制器，其被配置成当满足预定发动机操作条件时产生燃料切断命令；当从产生燃料切断命令的时刻起经过一延迟时间时，启动停止向发动机供应燃料的燃料切断；以及当在可驱动地和发动机连接的变速器的减速换档期间产生燃料切断命令时，缩短该延迟时间。
2.如权利要求1所述的燃料切断控制系统，其中该控制器还被配置成随着减速换档后选定的档数变低而缩短该延迟时间。
3.如权利要求1所述的燃料切断控制系统，其中该控制器还被配置成随着减速换档之前的档数和减速换档之后的档数之间的差增加而缩短该延迟时间。
4.如权利要求1所述的燃料切断控制系统，其中该预定发动机操作条件包括节流阀的加速器开度为零以及发动机速度高于或等于使得在燃料切断后可在燃料再喷射定时操作发动机的转速的条件。
5.如权利要求1所述的燃料切断控制系统，其中该延迟时间在从0到0.3秒的范围内变化。
6.如权利要求2所述的燃料切断控制系统，其中当减速换档后选定的档数为第一档时把该延迟时间设置成0秒，当减速换档后选定的档数为第二档时把该延迟时间设置成为0.1秒，当减速换档后选定的档数为第三档时把该延迟时间设置为0.2秒，以及当减速换档后选定的档数为第四档时把该延迟时间设置成为0.3秒。
7.如权利要求3所述的燃料切断控制系统，其中当减速换档之前的档数和减速换档之后的档数之间的差为三档或更多时把该延迟时间设置为0秒，当该差为二档时把该延迟时间设置为0.1秒，以及当该差为一档时把该延迟时间设置为0.2秒。
8.一种用于机动车内燃发动机的燃料切断控制系统，包括用于检测包括发动机以及和该发动机可驱动地连接的变速器的车辆的操作条件的车辆操作条件检测器；用于向发动机的每个汽缸喷射燃料的燃料喷射器；以及和该车辆操作条件检测器及该燃料喷射器连接的控制器，该控制器被配置成确定是否满足燃料切断条件；确定是否正在执行变速器的减速换档；当在减速换档期间满足燃料切断条件时缩短延迟时间；以及当从确定满足该燃料切断条件的时刻起经过该延迟时间时，命令该燃料喷射器停止燃料供应。
9.一种对内燃发动机执行燃料切断控制的方法，包括当满足预定发动机操作条件时产生燃料切断命令；当从产生燃料切断命令的时刻起经过一延迟时间时，启动停止向发动机供应燃料的燃料切断；以及当在和发动机可驱动地连接的变速器的减速换档期间产生该燃料切断命令时，缩短该延迟时间。
10.一种用于内燃发动机的燃料切断控制系统，包括用于当满足预定发动机操作条件时产生燃料切断命令的命令装置；用于当从产生燃料切断命令的时刻起经过一延迟时间时启动停止向发动机供应燃料的燃料切断的燃料切断执行装置；以及用于当在和发动机可驱动地连接的变速器的减速换档期间产生该燃料切断命令时缩短该延迟时间的开动延迟时间改变装置。
全文摘要
一种用于内燃发动机的燃料切断控制系统，其被安排成当满足预定的发动机操作条件时产生燃料切断命令，当从产生燃料切断命令的时刻起经过一延迟时间时启动停止向发动机供应燃料的燃料切断，以及当在和发动机可驱动地连接的变速器的减速换档期间产生燃料切断命令时缩短该延迟时间。
文档编号F02D29/00GK1590739SQ20041006862
公开日2005年3月9日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月3日
发明者高田洋司, 竹中宏之, 榎本哲男, 村上贤一郎 申请人:日产自动车株式会社